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JP2008175158A - Axial flow fan - Google Patents

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JP2008175158A
JP2008175158A JP2007009852A JP2007009852A JP2008175158A JP 2008175158 A JP2008175158 A JP 2008175158A JP 2007009852 A JP2007009852 A JP 2007009852A JP 2007009852 A JP2007009852 A JP 2007009852A JP 2008175158 A JP2008175158 A JP 2008175158A
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JP
Japan
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circuit board
axial
base portion
axial fan
central axis
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JP2007009852A
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Yoshihisa Kato
喜久 加藤
Taku Yamada
卓 山田
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Publication date
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Priority to US12/014,255 priority patent/US20080175729A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To mount more electronic components by expanding an area of a circuit board of an axial flow fan. <P>SOLUTION: An axial flow fan 1 includes a housing 11, a plurality of rotatable blades 21 that rotates inside of the housing 11, and a plurality of sheet-like fixed blades 4 provided below the plurality of the rotatable blades 21 and fixed in the housing 11. The axial flow fan 1 includes a motor 3 connected to the plurality of the rotatable blades 21 for rotating the plurality of the rotatable blades 21 about a central axis J1. Each fixed blade 4 includes a protruded portion 43 upwardly protruding from the side-wall portion 3112 of a base portion 311 in the axial direction. The protruded portion 43 of each fixed blade 4 has an inner circumferential surface 431 on a side of the center axis J1. When a stator 31 is attached to the housing 11, the outer circumferential surface of a circuit board 316 and the inner circumferential surface 431 contact with each other in the axial direction. The circuit board 316 contacts an axially upper end surface of the side wall portion 3112 of the base portion 311 in the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、送風に用いられる電動式の軸流ファンに関する。   The present invention relates to an electric axial fan used for blowing air.

従来より、電子機器等の温度上昇を抑制するために、電子機器の内部において送風を行って各装置を冷却する軸流ファンが用いられている。このような軸流ファンでは、電動式のモータにより複数の動翼を回転することにより送風が行われており、電子機器の性能向上に伴う発熱量の増加に対応するため、モータの高速回転が要求されている。   Conventionally, in order to suppress the temperature rise of an electronic device or the like, an axial fan that blows air inside the electronic device to cool each device has been used. In such an axial fan, air is blown by rotating a plurality of moving blades with an electric motor, and the motor rotates at a high speed in order to cope with an increase in the amount of heat generated along with the performance improvement of electronic equipment. It is requested.

一方、モータを高速に回転させるためには駆動電流の増加が必要となる。このため、モータ内の回路基板上の電子部品や電機子のコイルの温度上昇が大きくなり、電子部品の性能やモータの動作に影響が生じる恐れがある。モータの回転速度を高速にするためには、電子部品の部品点数を増やして発熱を抑える方法や、モータの電流制限回路(回路内に予め定めた電流値以上の電流が流れないようにする回路)のような電流値を低減するための回路を回路基板上に構成する等の方法がある。また、モータの回転速度が高速になった場合、モータロック時に大きい拘束電流(モータをロックした際に回路及びコイルに流れる電流)が流れる。よって、拘束電流値を低減するためにロック保護回路(ロック時の通電のON/OFF比を大きくすることによりコイルに流れる電流値を低減する回路)を構成する電流低減方法がある。   On the other hand, in order to rotate the motor at high speed, it is necessary to increase the drive current. For this reason, the temperature rise of the electronic component on the circuit board in the motor or the coil of the armature becomes large, which may affect the performance of the electronic component or the operation of the motor. To increase the rotational speed of the motor, increase the number of electronic components to suppress heat generation, or use a motor current limit circuit (a circuit that prevents a current exceeding a predetermined current value from flowing in the circuit). There is a method of constructing a circuit for reducing the current value on the circuit board. Further, when the rotation speed of the motor becomes high, a large restraint current (current that flows in the circuit and coil when the motor is locked) flows when the motor is locked. Therefore, there is a current reduction method that constitutes a lock protection circuit (a circuit that reduces the current value flowing through the coil by increasing the ON / OFF ratio of energization at the time of locking) in order to reduce the constraint current value.

近年の軸流ファンにおいては従来よりも高い出力が求められることが多い。従来の軸流ファンに使用されるモータは2相ユニポーラもしくは単相バイポーラが主流であった。しかし、モータの高出力化に伴い三相バイポーラ駆動のモータの採用が増加し、回路基板に実装される電子部品の点数が増加した。三相バイポーラ駆動は、ホール素子、FET(電界効果トランジスタ)の実装される点数が多いため、単相バイポーラや二相ユニポーラ駆動よりも必然的に実装される電子部品の点数が多くなる。   In recent years, axial fans often require higher output than before. Two-phase unipolar or single-phase bipolar is the mainstream motor used in conventional axial fans. However, with the increase in motor output, the use of three-phase bipolar drive motors has increased, and the number of electronic components mounted on circuit boards has increased. In the three-phase bipolar drive, since the number of mounted Hall elements and FETs (field effect transistors) is large, the number of electronic components to be mounted is inevitably larger than that of the single-phase bipolar or two-phase unipolar drive.

また、近年のモータにおいては、従来モータ外で行っていたモータの複雑な回転制御(PWM回路、温度センサ等)をモータ内部に内蔵するようになっている。これに伴い、モータの回路基板に実装される電子部品の点数が多くなる。   Further, in recent motors, complicated rotation control (PWM circuit, temperature sensor, etc.) of the motor, which has been conventionally performed outside the motor, is built in the motor. Along with this, the number of electronic components mounted on the circuit board of the motor increases.

これらの要因により、モータに構成される回路基板上には従来よりも多くの電子部品が実装される。   Due to these factors, more electronic components are mounted on the circuit board configured in the motor than in the past.

しかし、従来の回路基板の大きさでは、電子部品を実装するスペースが小さいため、今後の要求に対応するための電子部品実装スペースを確保することができない。そこで回路基板の電子部品実装面積を拡大する必要がある。そこで軸流ファンにおいて、モータの回路基板の電子部品実装面積を拡大する技術が提案されている。   However, since the space for mounting electronic components is small with the size of the conventional circuit board, it is not possible to secure an electronic component mounting space for meeting future requirements. Therefore, it is necessary to increase the electronic component mounting area of the circuit board. In view of this, a technique for expanding the electronic component mounting area of the motor circuit board in the axial fan has been proposed.

例えば、従来の回路基板は、軸受が内部に保持される軸受箱(軸受ハウジング)の外周側面に回路基板の逃げ孔(貫通孔)が嵌合するように保持されていたが、軸受箱(軸受ハウジング)の軸方向外側に回路基板が配置されるようにして、回路基板に形成されるに逃げ孔(貫通孔)を無くすもしくは小さくする。これにより貫通孔の面積分電子部品の実装面積を拡大する技術が開示されている。(特許文献1参照)   For example, a conventional circuit board is held such that a clearance hole (through hole) of the circuit board is fitted to an outer peripheral side surface of a bearing box (bearing housing) in which the bearing is held, but the bearing box (bearing) The circuit board is arranged outside the housing in the axial direction, and the escape hole (through hole) formed in the circuit board is eliminated or reduced. Thus, a technique for expanding the mounting area of the electronic component by the area of the through hole is disclosed. (See Patent Document 1)

特開平11−257280号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-257280

ところで、特許文献1のようにモータの軸受部と回路基板とを軸方向において異なる位置に配置した場合、モータの全体の軸方向の高さに対する軸受スパンが占める割合が小さくなる。モータの寿命や回転精度を考慮した場合、軸受スパンが多いほうが有利である。つまり、モータを設計する際にはできる限り、モータ全体の軸方向の高さに対する軸受スパンの占める割合が大きい方が好ましい。しかしながら、特許文献1の構成では、モータ全体の軸方向の高さに対して軸受スパンが小さいため、モータの寿命を向上させることができない。   By the way, when the motor bearing and the circuit board are arranged at different positions in the axial direction as in Patent Document 1, the ratio of the bearing span to the overall axial height of the motor is reduced. Considering the motor life and rotational accuracy, it is advantageous to have a larger bearing span. That is, when designing the motor, it is preferable that the ratio of the bearing span to the axial height of the entire motor is as large as possible. However, in the configuration of Patent Document 1, since the bearing span is small with respect to the height of the entire motor in the axial direction, the life of the motor cannot be improved.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、軸流ファンの回路基板の面積を拡大することにより電子部品の実装点数を増加させることを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to increase the number of electronic components mounted by increasing the area of the circuit board of the axial fan.

本発明の請求項1に記載の軸流ファンは、電動式の軸流ファンであって、中心軸を中心とする略有底円筒状のベース部と、前記ベース部と軸方向に対向して取り付けられた回路基板と、前記回路基板の上方に配置された電機子と、前記中心軸を中心とする略有蓋円筒状であって開口部が前記ベース部の開口部と対向するインペラカップ部と、前記インペラカップ部の内側面に固定されて前記電機子との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石と、前記中心軸を中心に前記インペラカップ部を前記ベース部に対して回転可能に支持する軸受機構と、前記インペラカップ部の外側面から放射状に伸び、前記インペラカップ部と共に所定の回転方向に回転することにより軸方向の空気流を発生する複数の動翼と、前記ベース部の外側面から、前記回転方向とは反対方向に傾斜しつつ放射状に伸びる複数の静翼と、を備え、前記静翼は前記ベース部の側壁上面よりも前記動翼側に向けて突出する突出部を備えており、複数の該突出部の内周面によって形成される包絡面内に前記回路基板が収容されることを特徴とする。   An axial fan according to a first aspect of the present invention is an electric axial fan, and has a substantially bottomed cylindrical base portion centering on a central axis, and is opposed to the base portion in the axial direction. An attached circuit board; an armature disposed above the circuit board; and an impeller cup portion having a substantially covered cylindrical shape centering on the central axis, the opening portion facing the opening portion of the base portion; A field magnet that is fixed to an inner surface of the impeller cup portion and generates a torque centered on the central axis with the armature; and the impeller cup portion about the central axis is the base portion. A plurality of rotor blades that radially extend from an outer surface of the impeller cup portion and generate an axial air flow by rotating in a predetermined rotation direction together with the impeller cup portion. And outside of the base A plurality of stationary blades extending radially from the surface while being inclined in a direction opposite to the rotation direction, and the stationary blades include a protruding portion that protrudes toward the moving blade side from the upper surface of the side wall of the base portion. The circuit board is housed in an envelope surface formed by the inner peripheral surfaces of the plurality of projecting portions.

本発明の請求項2に記載の軸流ファンは、請求項1に記載の軸流ファンであって、前記回路基板と前記ベース部の前記側壁上面とが軸方向において当接していることを特徴とする。   An axial fan according to a second aspect of the present invention is the axial fan according to the first aspect, wherein the circuit board and the upper surface of the side wall of the base portion are in contact in the axial direction. And

本発明の請求項3に記載の軸流ファンは、請求項1又は2に記載の軸流ファンであって、前記包絡面と前記回路基板の外周面とが径方向において当接していることを特徴とする。   The axial fan according to claim 3 of the present invention is the axial fan according to claim 1 or 2, wherein the envelope surface and the outer peripheral surface of the circuit board are in contact in the radial direction. Features.

本発明の請求項4に記載の軸流ファンは、請求項1乃至3のいずれかに記載の軸流ファンであって、前記ベース部の前記側壁上面に係止部が周方向に複数個所配設されており、前記複数の係止部によって前記回路基板の外周端が係止されていることを特徴とする。   An axial fan according to a fourth aspect of the present invention is the axial fan according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of locking portions are arranged on the upper surface of the side wall of the base portion in the circumferential direction. The outer peripheral end of the circuit board is locked by the plurality of locking portions.

本発明の請求項5に記載の軸流ファンは、請求項4に記載の軸流ファンであって、前記係止部は、隣り合う前記静翼間に配設されていることを特徴とする。   The axial fan according to claim 5 of the present invention is the axial fan according to claim 4, wherein the locking portion is disposed between the adjacent stationary blades. .

本発明の請求項6に記載の軸流ファンは、請求項1乃至3のいずれかに記載の軸流ファンであって、複数の前記突出部の内周面のうち少なくとも2以上に係止部が形成されており、前記複数の係止部によって前記回路基板の外周端が係止されていることを特徴とする。   An axial fan according to a sixth aspect of the present invention is the axial fan according to any one of the first to third aspects, wherein at least two of the inner peripheral surfaces of the plurality of protrusions are locking portions. The outer peripheral end of the circuit board is locked by the plurality of locking portions.

本願発明の請求項1にかかる軸流ファンでは、静翼の内周面によって構成される包絡面まで回路基板の面積を拡大することが可能である。これにより電子部品の実装点数を増加することが可能である。また、静翼内周面と回路基板とが、径方向において対向するため、回路基板上に実装される電子部品に対して静翼を伝って冷却風が供給される。これにより電子部品を効率よく冷却することができる。   In the axial fan according to claim 1 of the present invention, it is possible to expand the area of the circuit board to the envelope surface constituted by the inner peripheral surface of the stationary blade. As a result, the number of electronic component mounting points can be increased. Further, since the inner peripheral surface of the stationary blade and the circuit board face each other in the radial direction, the cooling air is supplied to the electronic components mounted on the circuit board through the stationary blade. Thereby, an electronic component can be cooled efficiently.

本願発明の請求項2にかかる軸流ファンでは、回路基板とベース部とが軸方向において当接されるため、回路基板をベースに対して固定することが可能である。これにより、回路基板の振動による電子部品破損等の不具合の発生を抑制することが可能である。   In the axial fan according to claim 2 of the present invention, since the circuit board and the base portion are in contact with each other in the axial direction, the circuit board can be fixed to the base. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of problems such as damage to electronic components due to vibration of the circuit board.

本願発明の請求項3にかかる軸流ファンでは、回路基板の外周面と静翼の内周面によって構成される包絡面とが径方向において当接するため、ハウジングに対して回路基板をより強く固定することが可能である。また、静翼の内周面によって構成される包絡面の内径まで回路基板の外径を拡大することができるため、より多くの電子部品を実装することが可能である。   In the axial fan according to claim 3 of the present invention, since the outer peripheral surface of the circuit board and the envelope surface constituted by the inner peripheral surface of the stationary blade are in contact in the radial direction, the circuit board is more firmly fixed to the housing. Is possible. Further, since the outer diameter of the circuit board can be expanded to the inner diameter of the envelope surface constituted by the inner peripheral surface of the stationary blade, more electronic components can be mounted.

本願発明の請求項4、5、6にかかる軸流ファンでは、係止することによって回路基板をベース部に固定しているため、軸方向への移動が規制され、より強固に固定することが可能である。これにより、回路基板の振動による電子部品破損等の不具合の発生を抑制することが可能である。   In the axial fans according to claims 4, 5 and 6 of the present invention, since the circuit board is fixed to the base portion by being locked, the movement in the axial direction is restricted and the circuit board can be fixed more firmly. Is possible. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of problems such as damage to electronic components due to vibration of the circuit board.

図1は、本発明の第1の実施形態にかかる軸流ファンを示す断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態にかかる軸流ファンを示す斜視図である。図3は、静翼と動翼との位置関係を示す斜視図である。図1および図2、3に示すように、軸流ファン1は、ハウジング11、ハウジング11の内側において回転する複数(本実施の形態では、7枚)の動翼21、および、複数の動翼21の図2中における下側に設けられてハウジング11に固定される薄板状の複数(本実施の形態では、9枚)の静翼4を備える。軸流ファン1は、また、図2に示すように、複数の動翼21に接続されるとともに複数の動翼21を中心軸J1を中心として回転するモータ3を備える。軸流ファン1は、例えば、電気製品や電子機器を空冷するための電動ファンとして用いられる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an axial fan according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the axial fan according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing the positional relationship between the stationary blade and the moving blade. As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the axial fan 1 includes a housing 11, a plurality (seven in this embodiment) of moving blades 21 rotating inside the housing 11, and a plurality of moving blades. 21 is provided with a plurality of (9 in this embodiment) stationary blades 4 which are provided on the lower side in FIG. 2 and are fixed to the housing 11. As shown in FIG. 2, the axial fan 1 includes a motor 3 that is connected to the plurality of moving blades 21 and rotates the plurality of moving blades 21 about the central axis J1. The axial fan 1 is used, for example, as an electric fan for air-cooling electrical products and electronic devices.

モータ3は、アウターロータ型のモータであり、固定組立体であるステータ部31、および、回転組立体であるロータ部32を備え、ロータ部32は、後述する軸受機構を介して中心軸J1を中心にステータ部31に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸J1に沿ってロータ部32側を上側、ステータ部31側を下側として説明するが、中心軸J1は必ずしも重力方向と一致する必要はない。   The motor 3 is an outer rotor type motor, and includes a stator part 31 that is a fixed assembly and a rotor part 32 that is a rotary assembly. The rotor part 32 receives a central axis J1 via a bearing mechanism described later. The stator part 31 is supported at the center so as to be rotatable. In the following description, for convenience, the rotor part 32 side is described as the upper side and the stator part 31 side is the lower side along the central axis J1, but the central axis J1 does not necessarily coincide with the direction of gravity.

ステータ部31は、中心軸J1を中心とする略有底円筒状のベース部311を備え、ベース部311は、複数の静翼4を介してハウジング11に固定されてステータ部31の各部を保持する。ベース部311は樹脂製であり、同じく樹脂製の複数の静翼4およびハウジング11と共に射出成形により連続的に形成される。ベース部311は、中心軸J1を中心とする略円筒状であってベース部311の底部3111から上側(すなわち、ロータ部32側)に突出する軸受保持部312を備える。軸受保持部312の内側には、軸受機構の一部となる玉軸受313,314が中心軸J1方向の上部および下部に設けられる。   The stator portion 31 includes a substantially bottomed cylindrical base portion 311 centering on the central axis J1, and the base portion 311 is fixed to the housing 11 via a plurality of stationary blades 4 and holds each portion of the stator portion 31. To do. The base portion 311 is made of resin, and is formed continuously by injection molding together with a plurality of the stationary blades 4 and the housing 11 that are also made of resin. The base portion 311 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1 and includes a bearing holding portion 312 that protrudes upward (that is, on the rotor portion 32 side) from the bottom portion 3111 of the base portion 311. Inside the bearing holding portion 312, ball bearings 313 and 314 that are part of the bearing mechanism are provided at the upper and lower portions in the direction of the central axis J <b> 1.

ステータ部31は、また、軸受保持部312の外周に取り付けられる(すなわち、軸受保持部312の周囲にてベース部311に取り付けられる)電機子315、および、電機子315の下側にてベース部311の側壁部3112の内側に取り付けられるとともに電機子315に電気的に接続されて電機子315を制御する略円環板状の回路基板316をさらに備える。換言すれば、ステータ部31では、電機子315が中心軸J1方向において回路基板316と対向しつつ回路基板316の上方に配置される。回路基板316の下面(すなわち、ベース部311内の底面に対向する面)には電子部品3161が実装されている。   The stator portion 31 is also attached to the outer periphery of the bearing holding portion 312 (that is, attached to the base portion 311 around the bearing holding portion 312), and the base portion below the armature 315. A circuit board 316 having a substantially annular plate shape that is attached to the inside of the side wall portion 3112 of 311 and is electrically connected to the armature 315 and controls the armature 315 is further provided. In other words, in the stator portion 31, the armature 315 is disposed above the circuit board 316 while facing the circuit board 316 in the direction of the central axis J1. An electronic component 3161 is mounted on the lower surface of the circuit board 316 (that is, the surface facing the bottom surface in the base portion 311).

ロータ部32は、中心軸J1を中心とする略有蓋円筒状のカップ部321、カップ部321の側壁部3212の内側(すなわち、内側面)に固定されて電機子315と対向する略円筒状の界磁用磁石322、および、カップ部321の蓋部3211から下向きに突出するシャフト323を備える。カップ部321は、略有蓋円筒状であって磁性を有する金属製のヨーク3214、および、略有蓋円筒状であってヨーク3214の外側を覆う樹脂製のハブ3215を備え、カップ部321は、開口部3213をベース部311の開口部3113と対向させて配置される。   The rotor portion 32 is a substantially cylindrical cup portion 321 centered on the central axis J1 and a substantially cylindrical shape that is fixed to the inner side (that is, the inner side surface) of the side wall portion 3212 of the cup portion 321 and faces the armature 315. A field magnet 322 and a shaft 323 projecting downward from the lid portion 3211 of the cup portion 321 are provided. The cup portion 321 includes a metal yoke 3214 having a substantially covered cylindrical shape and magnetism, and a resin hub 3215 having a substantially covered cylindrical shape and covering the outside of the yoke 3214. The cup portion 321 has an opening. The part 3213 is arranged to face the opening 3113 of the base part 311.

シャフト323は、カップ部321のヨーク3214の蓋部に取り付けられており、軸受保持部312に挿入されて玉軸受313,314により回転可能に支持される。軸流ファン1では、シャフト323および玉軸受313,314が、中心軸J1を中心にカップ部321をベース部311に対して回転可能に支持する軸受機構の役割を果たす。そして、回路基板316を介して電機子315に供給される駆動電流が制御されて電機子315と界磁用磁石322との間で中心軸J1を中心とする回転トルクが発生することにより、カップ部321と共にシャフト323、および、カップ部321の側壁部3212の外側(すなわち、ハブ3215の外側面)から放射状に伸びる複数の動翼21が中心軸J1を中心として回転する。   The shaft 323 is attached to the lid portion of the yoke 3214 of the cup portion 321, inserted into the bearing holding portion 312, and rotatably supported by the ball bearings 313 and 314. In the axial fan 1, the shaft 323 and the ball bearings 313 and 314 serve as a bearing mechanism that supports the cup portion 321 rotatably with respect to the base portion 311 around the central axis J1. The driving current supplied to the armature 315 via the circuit board 316 is controlled to generate a rotational torque about the central axis J1 between the armature 315 and the field magnet 322. The plurality of moving blades 21 extending radially from the outside of the side wall portion 3212 of the cup portion 321 together with the portion 321 (that is, the outer surface of the hub 3215) rotate around the central axis J1.

軸流ファン1では、複数の動翼21がモータ3のロータ部32と共に図2中における反時計回りに回転することにより、図1中の上側(すなわち、カップ部321の蓋部3211側)からエアが取り込まれて下側(すなわち、ベース部311および静翼4側)へと送出される。すなわち、軸流ファン1では、図1中の上側が吸気側となり、下側が送出側となる。また、以下の説明では、複数の動翼21の回転方向を、「モータ回転方向」ともいう。   In the axial fan 1, the plurality of moving blades 21 rotate counterclockwise in FIG. 2 together with the rotor portion 32 of the motor 3, so that the upper side in FIG. 1 (that is, the lid portion 3211 side of the cup portion 321). Air is taken in and delivered to the lower side (that is, the base portion 311 and the stationary blade 4 side). That is, in the axial fan 1, the upper side in FIG. 1 is the intake side, and the lower side is the delivery side. In the following description, the rotation direction of the plurality of moving blades 21 is also referred to as “motor rotation direction”.

複数の静翼4は、複数の動翼21の下側(すなわち、送出側)において、図3に示すように、ベース部311の側壁部3112の外側面から、モータ回転方向とは反対方向(すなわち、動翼21の回転方向とは反対方向であり、図2中における時計回りの方向)に傾斜しつつ放射状に伸びる。各静翼4の中心軸J1側(すなわち、内側)の端部はベース部311の側壁部3112に接続され、中心軸J1とは反対側(すなわち、外側)の端部はハウジング11に接続される。本実施の形態では、各静翼4は、モータ回転方向に対向する面41(すなわち、法線の向きがモータ回転方向に対しておよそ反対方向を向く面)が凹となるように湾曲している。静翼4のモータ回転方向に対向する面41は、動翼21からの風を主に受ける面であり、以下、「受風面41」という。また、静翼4の受風面41と反対側の面42を、以下、「裏面42」という。   As shown in FIG. 3, the plurality of stationary blades 4 are arranged on the lower side of the plurality of moving blades 21 (that is, on the delivery side) from the outer surface of the side wall portion 3112 of the base portion 311 in the direction opposite to the motor rotation direction ( That is, it extends in a radial direction while inclining in the direction opposite to the rotation direction of the moving blade 21 and in the clockwise direction in FIG. The end of each stationary blade 4 on the center axis J1 side (that is, the inner side) is connected to the side wall portion 3112 of the base portion 311, and the end opposite to the center axis J1 (that is, the outer side) is connected to the housing 11. The In the present embodiment, each stationary blade 4 is curved so that a surface 41 facing in the motor rotation direction (that is, a surface in which the direction of the normal line is substantially opposite to the motor rotation direction) is concave. Yes. The surface 41 of the stationary blade 4 facing the motor rotation direction is a surface that mainly receives the wind from the moving blade 21 and is hereinafter referred to as “wind receiving surface 41”. The surface 42 opposite to the wind receiving surface 41 of the stationary blade 4 is hereinafter referred to as a “back surface 42”.

図4は、ハウジング11、ベース部311及び複数の静翼を斜め上方からみた斜視図である。図5は、ハウジング11にステータ部31を取り付けた状態を示す斜視図である。図4に示されているように、各静翼4はベース部311の側壁部3112よりも軸方向上方に向かって突出する突出部43を備えている。換言すれば、各静翼4はベース部311の側壁部3112よりも軸方向において高さが高い。各静翼4の突出部43は、中心軸J1側(すなわち、内側)に内周面431を有している。各内周面431のほぼ全てに接するように定曲面つまりは包絡面(各内周面431同士を結んだ仮想面)が形成される。図5に示されているように、ハウジング11にステータ部31を取り付けた際に、回路基板316の外周面と包絡面とが径方向に当接する。また、図1に示されているように、回路基板316とベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端面と軸方向において当接する。   FIG. 4 is a perspective view of the housing 11, the base portion 311, and the plurality of stationary blades as viewed obliquely from above. FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the stator portion 31 is attached to the housing 11. As shown in FIG. 4, each stationary blade 4 includes a protruding portion 43 that protrudes upward in the axial direction from the side wall portion 3112 of the base portion 311. In other words, each stationary blade 4 is higher in the axial direction than the side wall portion 3112 of the base portion 311. The protrusion 43 of each stationary blade 4 has an inner peripheral surface 431 on the central axis J1 side (that is, the inner side). A constant curved surface, that is, an envelope surface (virtual surface connecting the inner peripheral surfaces 431) is formed so as to be in contact with almost all of the inner peripheral surfaces 431. As shown in FIG. 5, when the stator portion 31 is attached to the housing 11, the outer peripheral surface of the circuit board 316 and the envelope surface abut on each other in the radial direction. Further, as shown in FIG. 1, the circuit board 316 is in contact with the upper end surface in the axial direction of the side wall portion 3112 of the base portion 311 in the axial direction.

これらの構成により、従来はベース部311の側壁部3112の内周面内に収まっていた回路基板316の外径を各静翼4の突出部43の内周面431の位置まで伸ばすことができる。よって、回路基板316の面積を拡大することができる。つまり、回路基板316上に実装することでできる電子部品3161の部品点数を増やすことができる。また、回路基板316の外径と各静翼4の突出部43の内周面431とが当接するように構成されるため、回路基板316が各静翼4に対して、がたつきがなく固定される。回路基板316はベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端面と軸方向において当接しているため、回路基板316の軸方向に対しても、がたつきがなく固定される。   With these configurations, it is possible to extend the outer diameter of the circuit board 316, which has conventionally been accommodated in the inner peripheral surface of the side wall portion 3112 of the base portion 311, to the position of the inner peripheral surface 431 of the protruding portion 43 of each stationary blade 4. . Therefore, the area of the circuit board 316 can be enlarged. That is, the number of electronic components 3161 that can be mounted on the circuit board 316 can be increased. In addition, since the outer diameter of the circuit board 316 and the inner peripheral surface 431 of the protruding portion 43 of each stationary blade 4 are in contact with each other, the circuit board 316 has no backlash with respect to each stationary blade 4. Fixed. Since the circuit board 316 is in contact with the upper end surface in the axial direction of the side wall part 3112 of the base part 311 in the axial direction, the circuit board 316 is also fixed without rattling in the axial direction of the circuit board 316.


複数の動翼21が回転することによって発生した空気流は各静翼4の受風面41に衝突し、径方向外方に向けて拡散する空気流が径方向内方にベクトル変換される。よって、空気流は各静翼4に沿って径方向内方側へ導かれる。各静翼4の突出部43は、図5に示されているように、軸方向において回路基板316の上面よりも上方側に突出している。このことにより、各静翼4によって径方向内方側に導かれた空気流は、各静翼4を伝って回路基板316とカップ部321の開口部3213の間から電機子315に供給され、電機子315は空気流によって冷却される。従来の軸流ファンに比べて、回路基板316周辺に空気の通過する流量が多いため、回路基板316の固定状態が不安定な場合には空気流の通過による回路基板316の振動が懸念される。しかし、上述の構成により回路基板316は各静翼4に対して固定されているため、回路基板316の振動は抑制される。

The air flow generated by the rotation of the plurality of moving blades 21 collides with the wind receiving surface 41 of each stationary blade 4, and the air flow that diffuses radially outward is vector-converted radially inward. Therefore, the air flow is guided along the respective stationary blades 4 to the radially inward side. As shown in FIG. 5, the protruding portion 43 of each stationary blade 4 protrudes above the upper surface of the circuit board 316 in the axial direction. Thus, the air flow guided radially inward by each stationary blade 4 is supplied to the armature 315 from between the circuit board 316 and the opening 3213 of the cup portion 321 through each stationary blade 4, The armature 315 is cooled by the air flow. Since the flow rate of air passing around the circuit board 316 is larger than that of the conventional axial fan, the circuit board 316 may be vibrated due to the passage of air flow when the circuit board 316 is unstable. . However, since the circuit board 316 is fixed to each stationary blade 4 by the above-described configuration, vibration of the circuit board 316 is suppressed.

また、各静翼4に突出部43が形成されることによって、各動翼21と各静翼4との軸方向の間隔を小さくすることができる。動翼と静翼とは軸方向の間隔が小さければ小さいほど、本来の静翼の効果(集風効果、整流効果等)を発揮することができる。各動翼21を各静翼4に近づけるという方法もある。しかし、動翼21は、できるだけ吸気口に近い位置に配置された方が風量特性が高いため、動翼21を静翼に近づけるためには、動翼21の軸方向の高さを高くする必要がある。しかし、動翼21の軸方向高さが大きくなると、回転する際の動翼21の回転周方向の投影面積が大きくなる。これにより空気抵抗が大きくなり、電流値が増大する原因になる。よって、動翼21と静翼4との軸方向の間隔を小さくするには、静翼4を動翼21に近づけた方が良い。   In addition, since the protrusions 43 are formed on each stationary blade 4, the axial interval between each moving blade 21 and each stationary blade 4 can be reduced. The smaller the distance between the moving blade and the stationary blade in the axial direction, the more the original effect of the stationary blade (wind collecting effect, rectifying effect, etc.) can be exhibited. There is also a method of bringing each moving blade 21 closer to each stationary blade 4. However, since the moving blade 21 has a higher airflow characteristic when it is arranged as close to the intake port as possible, it is necessary to increase the axial height of the moving blade 21 in order to bring the moving blade 21 closer to the stationary blade. There is. However, when the axial height of the moving blade 21 is increased, the projected area in the rotating circumferential direction of the moving blade 21 when rotating is increased. As a result, the air resistance increases, causing a current value to increase. Therefore, in order to reduce the axial distance between the moving blade 21 and the stationary blade 4, it is better to bring the stationary blade 4 closer to the moving blade 21.

図6は、本発明の第1の実施形態にかかる軸流ファンの変形例を示す断面図である。軸流ファン1は用途の幅が広く、粉塵が多い且つ高湿の悪環境下で使用する場合がある。このような場合には、防塵対策のためステータ部31内及び回路基板316電子部品実装面への空気流の進入を防止する必要がある。そのような場合は、図6に示されているように、回路基板316とベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端面とが当接するように配置した上で、各静翼4の突出部43の軸方向上端が回路基板316の上面と同一もしくは下側に位置するように構成すれば良い。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the axial fan according to the first embodiment of the present invention. The axial fan 1 has a wide range of applications and may be used in a bad environment with a lot of dust and high humidity. In such a case, it is necessary to prevent airflow from entering the stator portion 31 and the circuit board 316 electronic component mounting surface as a dustproof measure. In such a case, as shown in FIG. 6, the circuit board 316 and the axially upper end surface of the side wall 3112 of the base 311 are arranged so as to contact each other, and then the protruding of each stationary blade 4 What is necessary is just to comprise so that the axial direction upper end of the part 43 may be located in the same or lower side with the upper surface of the circuit board 316.

上記の構成によって、複数の動翼21が回転することによって発生した空気流は各静翼4の受風面41に衝突し、径方向外方に向けて拡散する空気流が径方向内方にベクトル変換される。しかし、径方向内方にベクトル変換された空気流は、回路基板316の外周側面もしくは、ベース部311の側壁部3112に衝突して軸方向下方に向けて排気される。よって、回路基板316、特に実装面側及びステータ部31内部に空気流の侵入を抑制することが可能である。   With the above configuration, the air flow generated by the rotation of the plurality of moving blades 21 collides with the wind receiving surface 41 of each stationary blade 4, and the air flow diffused radially outward is radially inward. Vector converted. However, the air flow vector-converted radially inward collides with the outer peripheral side surface of the circuit board 316 or the side wall portion 3112 of the base portion 311 and is exhausted downward in the axial direction. Therefore, it is possible to suppress the air flow from entering the circuit board 316, particularly the mounting surface side and the stator portion 31.

図7は、本発明の第1の実施形態にかかる軸流ファンの変形例を示す断面図である。図1に示されている実施形態においては、各静翼4の突出部43が静翼4のハウジング11接続部からベース部311の接続部の全域において形成されている。しかし、図7に示されているように、各静翼4の突出部43が径方向内方側には形成されない領域を設けても良い。この構成によれば、突出部43の中心軸J1側(すなわち、内側)に内周面431を有しており、回路基板316の大きさを内周面431に当接する大きさまで拡大することができる。つまり、回路基板316上の電子部品3161を実装する領域を拡大することができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the axial fan according to the first embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 1, the protruding portion 43 of each stationary blade 4 is formed in the entire region of the connecting portion of the stationary blade 4 from the housing 11 connecting portion to the base portion 311. However, as shown in FIG. 7, a region where the protrusion 43 of each stationary blade 4 is not formed on the radially inner side may be provided. According to this configuration, the protrusion 43 has the inner peripheral surface 431 on the central axis J1 side (that is, the inner side), and the size of the circuit board 316 can be increased to a size that contacts the inner peripheral surface 431. it can. That is, an area for mounting the electronic component 3161 on the circuit board 316 can be enlarged.

また、図8に示されているように、回路基板316とベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端面とが当接しないように構成することにより、より回路基板316上の電子部品3161を実装する領域を拡大することができる。この構成は、例えばベース部311の側壁部3112の軸方向高さを低くすればよい。この変形例においては、各静翼4の中心軸J1側(すなわち、内側)に図8に示されているように切欠432が形成される。このとき、回路基板316の外周端下面は、各静翼4の突出部43に形成された切欠432の軸方向端面に当接される。この場合は、回路基板316とベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端面との間隙から空気流が出入りし、回路基板316の下面側に実装されている電子部品を冷却することができる。   Further, as shown in FIG. 8, the configuration is such that the circuit board 316 and the axially upper end surface of the side wall part 3112 of the base part 311 do not come into contact with each other. The area for mounting can be expanded. In this configuration, for example, the axial height of the side wall portion 3112 of the base portion 311 may be lowered. In this modification, a notch 432 is formed on the center axis J1 side (that is, the inside) of each stationary blade 4 as shown in FIG. At this time, the outer peripheral end lower surface of the circuit board 316 is brought into contact with the axial end surface of the notch 432 formed in the protruding portion 43 of each stationary blade 4. In this case, an airflow enters and exits through a gap between the circuit board 316 and the axially upper end surface of the side wall 3112 of the base part 311, and the electronic components mounted on the lower surface side of the circuit board 316 can be cooled. .

よって、本願発明の本質的な特徴は、従来の軸流ファンにおいて、ベース部もしくは静翼が配置されていた領域まで回路基板316の外径を大きくすることができ、回路基板316上の電子部品3161を実装する領域を拡大することができることにある。   Therefore, an essential feature of the present invention is that in the conventional axial fan, the outer diameter of the circuit board 316 can be increased to a region where the base portion or the stationary blade is disposed, and the electronic component on the circuit board 316 is obtained. The area where 3161 is mounted can be expanded.

次に、本発明の第2の実施形態にかかる軸流ファンについて説明する。図9は、第2の実施形態にかかる軸流ファンを示す断面図である。図10は、第2の実施形態にかかる軸流ファンの変形例を示す斜視図である。その他の構成は図1乃至図7と同様であり以下の説明において同符号を付す。   Next, an axial fan according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an axial fan according to the second embodiment. FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the axial fan according to the second embodiment. Other configurations are the same as those in FIGS. 1 to 7 and are denoted by the same reference numerals in the following description.

第2の実施形態にかかる軸流ファンでは、ベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端部において、図9に示されているように、周方向に少なくとも4箇所に回路基板316を係止する係止部3113が形成されている。係止部3113が形成される箇所は4箇所に限定されず、少なくとも複数個所であれば何箇所に形成されても良い。複数の係止部3113は、ベース部311の側壁部3112の軸方向上方側端部から軸方向上方側に向けて突設されている。また、係止部3113の先端には、中心軸J1側(すなわち、内側)に向けて係止フック部が突設されている。   In the axial fan according to the second embodiment, as shown in FIG. 9, circuit boards 316 are engaged at least at four locations in the circumferential direction at the upper end in the axial direction of the side wall portion 3112 of the base portion 311. A locking portion 3113 to be stopped is formed. The places where the locking portions 3113 are formed are not limited to four, and may be formed at any number as long as there are at least a plurality of places. The plurality of locking portions 3113 protrude from the axially upper end of the side wall portion 3112 of the base portion 311 toward the axially upper side. In addition, a locking hook portion projects from the distal end of the locking portion 3113 toward the central axis J1 side (that is, the inner side).

回路基板316をベース部311に固定するために近づけた際に、まず回路基板316の外周端と係止部3113とが接触する。更に回路基板316をベース部311側に向けて挿入すると、係止部3113は径方向外方に向けて弾性的に撓みます。更に回路基板316をベース部311側に向けて挿入すると、係止部3113は、係止フック部が回路基板316よりも軸方向において上側に位置した段階で係止部3113の弾性力によって中心軸J1側(すなわち、内側)向けて復元される。よって、係止フック部が回路基板316外周端の上面に係止され、回路基板316の軸方向の移動が規制される。   When the circuit board 316 is brought close to be fixed to the base portion 311, the outer peripheral end of the circuit board 316 and the locking portion 3113 first come into contact with each other. When the circuit board 316 is further inserted toward the base 311 side, the locking portion 3113 is elastically bent outward in the radial direction. When the circuit board 316 is further inserted toward the base portion 311 side, the locking portion 3113 is moved to the center axis by the elastic force of the locking portion 3113 when the locking hook portion is positioned above the circuit board 316 in the axial direction. Restored toward the J1 side (ie, the inside). Therefore, the locking hook portion is locked to the upper surface of the outer peripheral end of the circuit board 316, and the movement of the circuit board 316 in the axial direction is restricted.

第2の実施形態において、係止部3113は、径方向において静翼4と重ならない位置に形成されている。つまり、係止部3113は、隣り合う静翼4の間に形成される。係止部3113が径方向において静翼4と重なった場合には、回路基板316を取り付ける際の係止部3113の弾性変形するスペースが確保し難い。また、本発明の目的は回路基板316の外径(面積)を大きくすることであるが、静翼4と係止部3113とが重なった場合には、その分回路基板316の面積が狭くなる。   In 2nd Embodiment, the latching | locking part 3113 is formed in the position which does not overlap with the stationary blade 4 in radial direction. That is, the locking portion 3113 is formed between the adjacent stationary blades 4. When the locking portion 3113 overlaps the stationary blade 4 in the radial direction, it is difficult to secure a space for elastic deformation of the locking portion 3113 when the circuit board 316 is attached. An object of the present invention is to increase the outer diameter (area) of the circuit board 316. However, when the stationary blade 4 and the locking portion 3113 overlap, the area of the circuit board 316 is reduced accordingly. .

係止部3113と静翼4とが重なる位置に配置する場合には、回路基板316の面積が極力小さくならないようにする必要がある。そのためには、回路基板316の外周面が静翼4の突出部43の内周面431と当接するまで拡大させる必要がある。回路基板316の外周面と突出部43の内周面431とを当接するためには、図10に示されているように、突出部43の内周面431に係止部3113aが中心軸J1側(すなわち、内側)に向けて突設されていれば良い。このようにすれば、回路基板43の外周面と突出部43の内周面431とが当接しながら、回路基板43の外周端の上面が係止部3113aによって係止される。これにより、回路基板43の軸方向の移動が規制される。   In the case where the locking portion 3113 and the stationary blade 4 are disposed at the overlapping position, it is necessary to prevent the area of the circuit board 316 from being reduced as much as possible. For that purpose, it is necessary to enlarge until the outer peripheral surface of the circuit board 316 contacts the inner peripheral surface 431 of the protrusion 43 of the stationary blade 4. In order to contact the outer peripheral surface of the circuit board 316 and the inner peripheral surface 431 of the protruding portion 43, as shown in FIG. 10, the locking portion 3113a is provided on the inner peripheral surface 431 of the protruding portion 43 as the central axis J1. What is necessary is just to project toward the side (namely, inner side). In this way, the outer peripheral surface of the circuit board 43 and the inner peripheral surface 431 of the protrusion 43 are in contact with each other, and the upper surface of the outer peripheral end of the circuit board 43 is locked by the locking portion 3113a. Thereby, the movement of the circuit board 43 in the axial direction is restricted.

第1の実施形態にかかる軸流ファンの断面図である。It is sectional drawing of the axial-flow fan concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンの斜視図である。It is a perspective view of the axial fan concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンの動翼、静翼の位置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positional relationship of the moving blade of the axial flow fan concerning 1st Embodiment, and a stationary blade. 第1の実施形態にかかる軸流ファンのハウジング、ベース部および静翼の斜視図である。It is a perspective view of a housing, a base part, and a stationary blade of an axial fan concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンのハウジング、ステータ部および静翼の斜視図である。It is a perspective view of a housing, a stator part, and a stationary blade of an axial fan concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンのその他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the axial fan concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンのその他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the axial fan concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる軸流ファンのその他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the axial fan concerning 1st Embodiment. 第2の実施形態にかかる軸流ファンの断面図である。It is sectional drawing of the axial-flow fan concerning 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかる軸流ファンのその他の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other modification of the axial fan concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸流ファン
4 静翼
21 動翼
41 受風面
311 ベース部
313,314 玉軸受
315 電機子
316 回路基板
321 カップ部
322 界磁用磁石
323 シャフト
3111 底部
3112 側壁部
3113 開口部
3114 側壁部開口
3161 電子部品
3211 蓋部
3213 開口部
J1 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial fan 4 Stator blade 21 Rotor blade 41 Wind receiving surface 311 Base part 313,314 Ball bearing 315 Armature 316 Circuit board 321 Cup part 322 Field magnet 323 Shaft 3111 Bottom part 3112 Side wall part 3113 Open part 3114 Side wall part opening 3161 Electronic component 3211 Lid 3213 Opening J1 Central axis

Claims (6)

電動式の軸流ファンであって、
中心軸を中心とする略有底円筒状のベース部と、
前記ベース部と軸方向に対向して取り付けられた回路基板と、
前記回路基板の上方に配置された電機子と、
前記中心軸を中心とする略有蓋円筒状であって開口部が前記ベース部の開口部と対向するインペラカップ部と、
前記インペラカップ部の内側面に固定されて前記電機子との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石と、
前記中心軸を中心に前記インペラカップ部を前記ベース部に対して回転可能に支持する軸受機構と、
前記インペラカップ部の外側面から放射状に伸び、前記インペラカップ部と共に所定の回転方向に回転することにより軸方向の空気流を発生する複数の動翼と、
前記ベース部の外側面から、前記回転方向とは反対方向に傾斜しつつ放射状に伸びる複数の静翼と、
を備え、
前記静翼は前記ベース部の側壁上面よりも前記動翼側に向けて突出する突出部を備えており、複数の該突出部の内周面によって形成される包絡面内に前記回路基板が収容されることを特徴とする軸流ファン。
An electric axial fan,
A substantially bottomed cylindrical base centered on the central axis;
A circuit board attached opposite to the base portion in the axial direction;
An armature disposed above the circuit board;
An impeller cup portion having a substantially covered cylindrical shape centering on the central axis, the opening portion facing the opening portion of the base portion;
A field magnet that is fixed to the inner surface of the impeller cup portion and generates torque centered on the central axis with the armature;
A bearing mechanism that rotatably supports the impeller cup portion with respect to the base portion around the central axis;
A plurality of blades extending radially from the outer surface of the impeller cup portion and generating an axial air flow by rotating in a predetermined rotational direction together with the impeller cup portion;
A plurality of stationary blades extending radially from the outer surface of the base portion while being inclined in a direction opposite to the rotation direction;
With
The stationary blade includes a protruding portion that protrudes toward the moving blade side from the upper surface of the side wall of the base portion, and the circuit board is accommodated in an envelope surface formed by inner peripheral surfaces of the plurality of protruding portions. An axial fan characterized by that.
前記回路基板と前記ベース部の前記側壁上面とが軸方向において当接していることを特徴とする請求項1に記載の軸流ファン。   The axial fan according to claim 1, wherein the circuit board and the upper surface of the side wall of the base portion are in contact with each other in the axial direction. 前記包絡面と前記回路基板の外周面とが径方向において当接していることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸流ファン。   The axial fan according to claim 1 or 2, wherein the envelope surface and the outer peripheral surface of the circuit board are in contact with each other in a radial direction. 前記ベース部の前記側壁上面に係止部が周方向に複数個所配設されており、前記複数の係止部によって前記回路基板の外周端が係止されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の軸流ファン。   2. A plurality of engaging portions are disposed in a circumferential direction on the upper surface of the side wall of the base portion, and an outer peripheral end of the circuit board is engaged by the plurality of engaging portions. The axial flow fan in any one of thru | or 3. 前記係止部は、隣り合う前記静翼間に配設されていることを特徴とする請求項4に記載の軸流ファン。   The axial fan according to claim 4, wherein the locking portion is disposed between the adjacent stationary blades. 複数の前記突出部の内周面のうち少なくとも2以上に係止部が形成されており、前記複数の係止部によって前記回路基板の外周端が係止されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の軸流ファン。   The locking portion is formed on at least two or more of the inner peripheral surfaces of the plurality of protruding portions, and an outer peripheral end of the circuit board is locked by the plurality of locking portions. The axial fan according to any one of 1 to 3.
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