JP2019148180A - 遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】気流を発生させる部品を交換できる遠心ファンを提供する。【解決手段】遠心ファン１は、モータ３と、支持体４と、回転体５と、筐体２とを備える。モータ３は、上下に延びる中心軸ＡＸを中心として回転するロータハブ３１を有する。支持体４は、ロータハブ３１に固定され、ロータハブ３１とともに回転する。回転体５は、支持体４と材料が異なる。回転体５は、連続多孔質体である。筐体２は、回転体５、支持体４、及びモータ３を収容する。筐体２は、軸方向に開口する吸気口２１、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口２２を有する。回転体５の径方向内面５１は、ロータハブ３１の径方向外面３１１と隙間を介して対向する。回転体５は、支持体４に交換可能に固定されている。【選択図】図３

Description

本発明は、遠心ファンに関する。

一般的な遠心ファンは、複数のブレードを回転させることにより、軸方向に平行な進入気流を径方向の気流に変換して排出する（例えば、特許文献１参照）。遠心ファンは、例えば、冷却用ファンとして、ノート型パーソナルコンピューター等の電子機器に搭載される。あるいは、遠心ファンは、マスク用のファンとして使用される。ノート型パーソナルコンピューター等の電子機器に搭載される遠心ファンには、静音化が求められる。同様に、マスク用のファンとして使用される遠心ファンにも、静音化が求められる。

特開２００３−３９９８号公報

しかしながら、一般的な遠心ファンは、複数のブレード（羽根）を回転させて気流を発生させることにより、遠心ファンの筐体内部に外気を吸い込む。その結果、外気と同時に異物等を吸い込み、ブレードに異物が付着してブレードが汚れたり、ブレードに異物が衝突してブレードが破損したりする場合がある。ブレードが汚れた場合、又はブレードが破損した場合には、ブレードの交換が必要となるが、一般的な遠心ファンでは、ブレードの交換が容易ではない。そのため、ブレードの交換が必要な場合には、遠心ファン自体を交換することが多い。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、気流を発生させる部品を交換可能な遠心ファンを提供することにある。

本発明の例示的な遠心ファンは、モータと、支持体と、回転体と、筐体とを備える。前記モータは、ロータハブを有する。前記ロータハブは、上下に延びる中心軸を中心として回転する。前記支持体は、前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する。前記回転体は、前記支持体と材料が異なる。前記回転体は、連続多孔質体である。前記筐体は、前記回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する。前記筐体は、軸方向に開口する吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有する。前記回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向する。前記回転体は、前記支持体に交換可能に固定されている。

例示的な本発明によれば、気流を発生させる部品を交換することができる。

図１Ａは、本発明の実施形態１に係る遠心ファンを示す平面図である。 図１Ｂは、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの内部を示す平面図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの内部を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図４Ａは、本発明の実施形態１に係る凸部の配置の一例を示す平面図である。 図４Ｂは、本発明の実施形態１に係る凸部の配置の他例を示す平面図である。 図５Ａは、本発明の実施形態１に係る凸部を示す側面図である。 図５Ｂは、本発明の実施形態１に係る凸部の他例を示す側面図である。 図６は、本発明の実施形態２に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図７は、本発明の実施形態２に係る凸部の配置の一例を示す平面図である。 図８Ａは、本発明の実施形態２に係る凸部の他例を示す斜視図である。 図８Ｂは、本発明の実施形態２に係る凸部の他例を示す側面図である。 図９は、本発明の実施形態３に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施形態３に係る凸部の配置の他例を示す断面図である。 図１１は、本発明の実施形態４に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施形態４に係る凸部の配置を示す平面図である。 図１３は、本発明の実施形態５に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１４Ａは、本発明の実施形態５に係る凸部の配置を示す側面図である。 図１４Ｂは、本発明の実施形態５に係る凸部の他例を示す側面図である。 図１５は、本発明の実施形態６に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。 図１６は、本発明の実施形態７に係る支持体を示す平面図である。 図１７は、本発明の実施形態７に係る遠心ファンの一部を示す断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。

本明細書では、便宜上、モータ３の中心軸ＡＸ（図２参照）が延びる方向を上下方向として説明する。但し、上下方向は、説明の便宜上定めるものであり、中心軸ＡＸの方向が鉛直方向と一致することを意図していない。また、本明細書では、モータ３の中心軸ＡＸと平行な方向を「軸方向」と記載し、モータ３の中心軸ＡＸを中心とする径方向及び周方向を「径方向」及び「周方向」と記載する。但し、これらの定義により、本発明に係る遠心ファンの使用時の向きを限定する意図はない。なお、「平行な方向」は、略平行な方向を含む。

［実施形態１］
図１Ａは、実施形態１に係る遠心ファン１を示す平面図である。図１Ａに示すように、遠心ファン１は、筐体２、モータ３、支持体４、及び環状の回転体５を備える。

筐体２は、軸方向に開口する吸気口２１を有する。具体的には、筐体２はカバー部材２３を有し、カバー部材２３が吸気口２１を有する。本実施形態において、カバー部材２３は、筐体２の上壁部を構成する。

図１Ｂは、実施形態１に係る遠心ファン１の内部を示す平面図である。詳しくは、図１Ｂは、図１Ａに示すカバー部材２３を取り外した遠心ファン１を示している。図１Ｂに示すように、筐体２は、モータ３、支持体４、回転体５を収容する。また、筐体２は、径方向に開口する送風口２２を有する。具体的には、筐体２は、ケース部材２４を有する。ケース部材２４は、図１Ａに示すカバー部材２３によって覆われる。ケース部材２４は側壁部２４１を有し、側壁部２４１が送風口２２を有する。また、ケース部材２４は、下壁部２４２を有する。下壁部２４２は、軸方向において、図１Ａに示すカバー部材２３と対向する。

図１Ｂに示すように、遠心ファン１は、モータドライバ６、及び配線基板７を更に備える。モータドライバ６は、外部のコントローラーから送信される制御信号に基づいて、モータ３を駆動する駆動信号を生成する。モータドライバ６は、配線基板７に実装されている。配線基板７は、外部のコントローラーから送信される制御信号を受信してモータドライバ６へ送信する。また、配線基板７は、モータドライバ６によって生成された駆動信号をモータ３に送信する。筐体２は、モータドライバ６を更に収容する。本実施形態において、筐体２は、配線基板７の一部を収容する。

図２は、実施形態１に係る遠心ファン１の内部を示す斜視図である。詳しくは、図２は、図１Ａに示すカバー部材２３を取り外した遠心ファン１を示している。図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、モータ３は、中心軸ＡＸを中心として回転するロータハブ３１を有する。ロータハブ３１は径方向外面３１１を有する。支持体４は、ロータハブ３１に固定され、ロータハブ３１とともに回転する。詳しくは、支持体４は、ロータハブ３１から径方向に突出する。ロータハブ３１は、支持体４の基端部から軸方向上側へ突出する。なお、ロータハブ３１と支持体４とは一体であってもよいし、別体であってもよい。

回転体５は、支持体４に固定され、周方向に延びる。詳しくは、回転体５は、支持体４に交換可能に固定されている。回転体５は、径方向内面５１、及び径方向外面５２を有する。回転体５の径方向内面５１は、径方向において、ロータハブ３１の径方向外面３１１と隙間を介して対向する。回転体５の径方向外面５２は、径方向において、側壁部２４１と隙間を介して対向する。また、回転体５は、軸方向上面５３を有する。軸方向上面５３は、軸方向において、カバー部材２３と隙間を介して対向する。換言すると、軸方向上面５３は、回転体５の吸気口２１側の表面である。

回転体５の材料は、支持体４の材料と異なる。回転体５の材料は、例えば発泡ウレタンのような連続多孔質体である。連続多孔質体は、連続する複数の空孔を有し、隣り合う空孔間の壁が開口しており、気体等の流体が通過できる材料である。例えば、回転体５の材料は、連続気泡構造体であり得る。連続気泡構造体は、連続する複数の気泡（空孔）を有し、隣り合う気泡間の壁が開口しており、気体等の流体が通過できる材料である。支持体４の材料は、例えば硬質プラスチックである。

続いて図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照して、遠心ファン１の動作について説明する。遠心ファン１において、ロータハブ３１が回転すると、支持体４及び回転体５が中心軸ＡＸを中心として周方向に回転する。回転体５が周方向に回転すると、回転体５の内部の空気が、遠心力により回転体５の径方向外面５２まで移動し、回転体５の径方向外面５２から回転体５の外部に送り出される。回転体５の径方向外面５２から回転体５の外部に送り出された空気は、送風口２２から外部に送り出される。一方、回転体５の内部の空気が回転体５の外部に送り出されると、ロータハブ３１と回転体５の径方向内面５１との間の空気が、回転体５の径方向内面５１から回転体５の内部に吸い込まれる。この結果、筐体２の外部の空気が、吸気口２１から、筐体２の内部のロータハブ３１と回転体５の径方向内面５１との間に吸い込まれる。したがって、ロータハブ３１が回転すると、吸気口２１から筐体２の内部に空気が吸い込まれ、筐体２の内部に吸い込まれた空気が、送風口２２から筐体２の外部に送風される。

また、回転体５が周方向に回転すると、回転体５の軸方向上面５３と空気との間に摩擦が発生する。その結果、回転体５の軸方向上面５３とカバー部材２３との隙間に存在する空気が、回転体５の径方向外面５２側へ移動する。したがって、回転体５の軸方向上面５３とカバー部材２３との隙間から吸気口２１へ流れる気流（逆流）が発生し難くなる。よって、遠心ファン１の効率を向上させることができる。

続いて図３を参照して、支持体４について更に説明する。図３は、実施形態１に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図３は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図３に示すように、モータ３は、モータ部３２を有する。モータ部３２は、ロータハブ３１を、中心軸ＡＸを中心として周方向に回転させる。支持体４は、軸方向上面４１、及び少なくとも１つの凸部４２を有する。軸方向上面４１は、軸方向においてカバー部材２３と対向する。回転体５は、支持体４の軸方向上面４１に配置される。なお、ロータハブ３１と支持体４との境界は、ロータハブ３１が径方向外面３１１を有し、支持体４が軸方向上面４１を有する限り、明確に定められる必要はない。

凸部４２は、支持体４の軸方向上面４１から軸方向上側へ延びる。換言すると、凸部４２は、吸気口２１側に延びる。本実施形態において、凸部４２は、回転体５の径方向内面５１より回転体５の径方向外面５２側、かつ、回転体５の径方向外面５２より回転体５の径方向内面５１側に位置する。換言すると、凸部４２は、回転体５の径方向内面５１と回転体５の径方向外面５２との間に位置する。また、凸部４２の軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さの半分よりも長い。なお、支持体４と凸部４２とは一体であってもよいし、別体であってもよい。

本実施形態によれば、凸部４２を回転体５に刺すことができる。あるいは、凸部４２を、回転体５の空孔に引っ掛けることができる。したがって、回転体５を交換可能に固定することができる。また、凸部４２の軸方向の長さが、回転体５の軸方向の長さの半分よりも長いことにより、回転体５の重心が、凸部４２によって回転体５が固定される範囲に位置するため、回転体５をより安定して固定することができる。

以上、図１Ａ、図１Ｂ、図２及び図３を参照して、実施形態１に係る遠心ファン１について説明した。本実施形態によれば、連続多孔質体からなる環状の回転体を使用することにより、騒音を低減することができる。換言すると、静音化を図ることができる。詳しくは、複数枚の羽根を有する回転体を使用する遠心ファンでは、各羽根の径方向先端付近に発生する圧力差に起因して、騒音の原因となる乱流が発生する。これに対し、本実施形態によれば、連続多孔質体からなる環状の回転体を回転させるため、複数枚の羽根を回転させる遠心ファンと比べて乱流が発生し難い。したがって、騒音を低減することができる。

また、本実施形態によれば、回転体５は、支持体４に交換可能に固定されている。したがって、回転体５を容易に交換することができる。例えば、回転体５は、回転体５が汚れた場合、又は回転体５が破損した場合に、交換することができる。

また、本実施形態によれば、回転体５の径方向内面５１がロータハブ３１の径方向外面３１１と隙間を介して対向する。したがって、回転体５の径方向内面５１から回転体５の内部に空気が入りやすく、遠心ファン１の送風量を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、回転体５が連続多孔質体によって構成されるため、回転体５の軽量化を図ることができる。したがって、回転体５の偏芯バランスを取りやすい。例えば、回転体５の材料として連続気泡構造体を使用することにより、回転体５の軽量化を図ることができる。更に、回転体５の軽量化を図ることにより、回転体５を高速回転させることができる。回転体５を高速回転させることにより、負荷が変動しても回転体５を安定して回転させることができる。

また、本実施形態によれば、回転体５の軸方向上面５３が回転体５の径方向外面５２側へ空気を移動させる。したがって、遠心ファン１の送風量を増加させることができる。

また、本実施形態によれば、回転体５の材料として、連続気泡構造体を使用することができる。連続気泡構造体は加工し易い素材であるため、回転体５の材料として連続気泡構造体を使用することにより、回転体５を容易に製造することができる。

また、回転体５の材料として連続気泡構造体を使用することにより、回転体５を柔らかくすることができる。回転体５が柔らかい場合、回転体５が筐体２と接触しても、筐体２は損傷を受け難い。したがって、本実施形態によれば、回転体５の材料として連続気泡構造体を使用することにより、回転体５と筐体２との隙間を狭くすることができる。換言すると、遠心ファン１の小型化を図ることができる。

続いて図４Ａ及び図４Ｂを参照して、凸部４２の配置について説明する。図４Ａは、実施形態１に係る凸部４２の配置の一例を示す平面図である。図４Ｂは、実施形態１に係る凸部４２の配置の他例を示す平面図である。

図４Ａに示すように、支持体４は、周方向に配置される複数の凸部４２を有し得る。但し、凸部４２の数及び各凸部４２の位置は、回転体５を固定できる限り、限定されない。例えば、凸部４２の数は１つでもよい。また、図４Ｂに示すように、径方向に並ぶ複数の凸部４２を有する各列を、周方向に配置してもよい。換言すると、複数の凸部４２を放射状に配置してもよい。好ましくは、凸部４２は、回転体５の内部を移動する空気の流れが凸部４２によって阻害され難くなるように配置する。図４Ｂに示すように、径方向に凸部４２を並べることにより、回転体５の内部を移動する空気の流れが阻害され難くなる。

続いて図５Ａ及び図５Ｂを参照して、凸部４２の形状について説明する。図５Ａは、実施形態１に係る凸部４２を示す側面図である。図５Ｂは、実施形態１に係る凸部４２の他例を示す側面図である。

図５Ａに示すように、実施形態１に係る凸部４２は、針形状を有する。換言すると、実施形態１に係る凸部４２は、細長く、先が尖っている。凸部４２が針形状を有することにより、凸部４２によって回転体５の空孔が破壊され難くなる。なお、以下の説明において、針形状の凸部４２を「第１凸部４２ａ」と記載する場合がある。

第１凸部４２ａの径は、回転体５の平均空孔径よりも小さいことが好ましい。第１凸部４２ａの径が回転体５の平均空孔径よりも小さいことにより、第１凸部４２ａによって回転体５の空孔が破壊され難くなる。

図５Ｂに示すように、第１凸部４２ａは、突起４２２を有してもよい。図５Ｂに示す第１凸部４２ａは、本体部４２１ａと、突起４２２とを有する。本体部４２１ａは針形状を有し、軸方向上側に延びる。突起４２２は、本体部４２１ａから、第１凸部４２ａ（本体部４２１ａ）が延びる方向と逆向きに延びる。凸部４２が突起４２２を有することにより、回転体５が軸方向に外れ難くなる。なお、突起４２２は、本体部４２１ａから、第１凸部４２ａ（本体部４２１ａ）が延びる方向に対して垂直方向に延びてもよい。

［実施形態２］
続いて図６〜図８Ａ及び図８Ｂを参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、凸部４２が実施形態１と異なる。

図６は、実施形態２に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図６は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。図７は、実施形態２に係る凸部４２の配置の一例を示す平面図である。

図６及び図７に示すように、実施形態２に係る凸部４２は、径方向に延びる平板形状を有する。平板形状の凸部４２の径方向の幅は、回転体５の径方向の幅よりも短い。例えば、平板形状の凸部４２の径方向の幅は、回転体５の径方向の幅の１／３以下であり得る。なお、以下の説明において、平板形状の凸部４２を「第２凸部４２ｂ」と記載する場合がある。

図７に示すように、支持体４は、周方向に配置される複数の第２凸部４２ｂを有し得る。但し、第２凸部４２ｂの数及び各第２凸部４２ｂの位置は、回転体５を固定できる限り、限定されない。例えば、第２凸部４２ｂの数は１つでもよい。

以上、図６及び図７を参照して、実施形態２について説明した。本実施形態によれば、第２凸部４２ｂが回転体５に刺さることにより、回転体５を交換可能に固定することができる。また、第２凸部４２ｂの形状が、径方向に延びる平板形状であることにより、回転体５の内部を径方向に移動する空気の流れが凸部４２によって阻害され難くなる。なお、第２凸部４２ｂの周方向の厚みは、回転体５の平均空孔径よりも小さいことが好ましい。第２凸部４２ｂの周方向の厚みが、回転体５の平均空孔径よりも小さいことにより、回転体５の内部を径方向に移動する空気の流れが凸部４２によって阻害され難くなる。

続いて図８Ａ及び図８Ｂを参照して、第２凸部４２ｂの他例について説明する。図８Ａは、実施形態２に係る第２凸部４２ｂの他例を示す斜視図である。図８Ｂは、実施形態２に係る第２凸部４２ｂの他例を示す側面図である。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第２凸部４２ｂは、図５Ｂを参照して説明した第１凸部４２ａと同様に、突起４２２を有してもよい。図８Ａ及び図８Ｂに示す第２凸部４２ｂは、本体部４２１ｂと、突起４２２とを有する。本体部４２１ｂは平板形状を有し、軸方向上側に延びる。突起４２２は、本体部４２１ｂから、第２凸部４２ｂ（本体部４２１ｂ）が延びる方向と逆向きに延びる。第２凸部４２ｂが突起４２２を有することにより、回転体５が軸方向に外れ難くなる。なお、突起４２２は、本体部４２１ｂから、第２凸部４２ｂ（本体部４２１ｂ）が延びる方向に対して垂直方向に延びてもよい。

［実施形態３］
続いて図９及び図１０を参照して本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１及び２と異なる事項を説明し、実施形態１及び２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、吸気口２１が実施形態１及び２と異なる。

図９は、実施形態３に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図９は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図９に示すように、本実施形態において、回転体５の内径は吸気口２１の開口径よりも小さく、凸部４２は、軸方向において吸気口２１と回転体５とが重なる領域に配置される。回転体５の内径は、中心軸ＡＸから回転体５の径方向内面５１までの距離を示す。また、吸気口２１の開口径は、中心軸ＡＸから吸気口２１の縁までの距離を示す。

本実施形態によれば、回転体５の内径が、吸気口２１の開口径よりも小さく、凸部４２が、軸方向において吸気口２１と回転体５とが重なる領域に配置される。その結果、回転体５の内径が吸気口２１の開口径より大きい場合と比べて、回転体５の交換が容易になる。また、回転体５の内径が、吸気口２１の開口径よりも小さいため、回転体５を位置決めする際の目印に吸気口２１を利用することができる。

なお、図９に示す例において、凸部４２は、回転体５の径方向外面５２よりも回転体５の径方向内面５１に近い位置に配置されているが、凸部４２を配置する位置は、軸方向において吸気口２１と回転体５とが重なる領域内の位置である限り、限定されない。図１０は、実施形態３に係る凸部４２の配置の他例を示す断面図である。凸部４２は、例えば図１０に示すように、回転体５の径方向内面５１よりも回転体５の径方向外面５２に近い位置に配置されてもよい。

また、回転体５の外径は、吸気口２１の開口径以下であることが好ましい。回転体５の外径は、中心軸ＡＸから回転体５の径方向外面５２までの距離を示す。回転体５の外径が、吸気口２１の開口径以下であることにより、吸気口２１を介した回転体５の交換作業が容易となる。

より好ましくは、回転体５の外径は、吸気口２１の開口径と一致する。回転体５の外径が吸気口２１の開口径と一致することにより、回転体５の外径が吸気口２１の開口径よりも小さい場合と比べて、送風量を増加させることができる。なお、回転体５の材料が、連続気泡構造体のような柔らかい材料である場合、回転体５の外径は、吸気口２１の開口径より大きくてもよい。回転体５の外径が吸気口２１の開口径より大きいことにより、送風量を増加させることができる。また、回転体５の材料が、連続気泡構造体のような柔らかい材料である場合、回転体５の外径が吸気口２１の開口径より大きくても、吸気口２１を介して回転体５を交換することができる。

［実施形態４］
続いて図１１及び図１２を参照して本発明の実施形態４について説明する。但し、実施形態１〜３と異なる事項を説明し、実施形態１〜３と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態４は、凸部４２が実施形態１〜３と異なる。

図１１は、実施形態４に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図１１は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図１１に示すように、本実施形態において、回転体５の内径は、吸気口２１の開口径よりも小さい。また、凸部４２は、回転体５の径方向内面５１に接触する。以下、回転体５の径方向内面５１に接触する凸部４２を、「第３凸部４２ｃ」と記載する場合がある。

本実施形態において、第３凸部４２ｃは、図１１に示すように、フック部４２３を有する。フック部４２３は、第３凸部４２ｃの軸方向上部に設けられる。フック部４２３は、回転体５の軸方向上面５３の縁部に接触する。第３凸部４２ｃがフック部４２３を有することにより、回転体５をより安定して固定することができる。

続いて図１２を参照して、実施形態４に係る凸部４２の配置について説明する。図１２は、実施形態４に係る凸部４２の配置を示す平面図である。本実施形態では、図１２に示すように、支持体４は複数の第３凸部４２ｃを有する。複数の第３凸部４２ｃは、周方向に配置されて、回転体５の径方向内面５１に接触する。複数の第３凸部４２ｃが周方向に配置されて、回転体５の径方向内面５１に接触することにより、回転体５をより安定して固定することができる。

なお、第３凸部４２ｃの数及び周方向の長さは、回転体５を固定できる限り、限定されない。但し、第３凸部４２ｃによって覆われる回転体５の径方向内面５１の面積が増加するほど、回転体５の径方向内面５１から回転体５の内部に吸い込まれる空気の流れが阻害される。したがって、好ましくは、第３凸部４２ｃの数及び周方向の長さは、回転体５の内部に吸い込まれる空気の流れが阻害される程度がより低くなるように決定される。

以上、図１１及び図１２を参照して実施形態４について説明した。本実施形態によれば、支持体４が第３凸部４２ｃを有することにより、回転体５を交換可能に固定することができる。また、支持体４に回転体５を固定する際に、回転体５の径方向内面５１を凸部４２に接触させる。したがって、凸部４２が、回転体５の径方向内面５１の位置決めの目印となるため、回転体５の交換作業が容易となる。

更に、本実施形態によれば、回転体５の内径が、吸気口２１の開口径よりも小さいことにより、回転体５の内径が吸気口２１の開口径より大きい場合と比べて、回転体５の交換が容易となる。また、回転体５を位置決めする際の目印に吸気口２１を利用することができる。

また、本実施形態によれば、遠心力によって回転体５に作用する応力が引っ張り加重のみとなるので、回転体５の変形を抑制できる。例えば、回転体５の径方向内面５１と径方向外面５２との間に凸部４２が位置する場合、回転体５のうち、凸部４２と径方向内面５１との間の部分に対しては圧縮加重が作用し、凸部４２と径方向外面５２との間の部分に対しては引っ張り加重が作用する。

なお、第３凸部４２ｃは、図５Ｂを参照して説明した第１凸部４２ａと同様に、突起４２２を有してもよい。

［実施形態５］
続いて図１３、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して本発明の実施形態５について説明する。但し、実施形態１〜４と異なる事項を説明し、実施形態１〜４と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態５は、凸部４２が実施形態１〜４と異なる。

図１３は、実施形態５に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図１３は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図１３に示すように、回転体５の内径は、吸気口２１の開口径よりも小さい。また、凸部４２は、回転体５の径方向外面５２に接触する。以下、回転体５の径方向外面５２に接触する凸部４２を、「第４凸部４２ｄ」と記載する場合がある。本実施形態において、第４凸部４２ｄの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さと一致する。

続いて図１４Ａを参照して、実施形態５に係る凸部４２の配置について説明する。図１４Ａは、実施形態５に係る凸部４２の配置を示す平面図である。本実施形態では、図１４Ａに示すように、支持体４は複数の第４凸部４２ｄを有する。複数の第４凸部４２ｄは、周方向に配置されて、回転体５の径方向外面５２に接触する。複数の第４凸部４２ｄが周方向に配置されて、回転体５の径方向外面５２に接触することにより、回転体５をより安定して固定することができる。

なお、第４凸部４２ｄの数及び周方向の長さは、回転体５を固定できる限り、限定されない。但し、第４凸部４２ｄによって覆われる回転体５の径方向外面５２の面積が増加するほど、回転体５の外部に径方向外面５２から送り出される空気の流れが阻害される。したがって、好ましくは、第４凸部４２ｄの数及び周方向の長さは、回転体５から外部に送り出される空気の流れが阻害される程度がより低くなるように決定される。

以上、図１３及び図１４Ａを参照して実施形態５について説明した。本実施形態によれば、支持体４が第４凸部４２ｄを有することにより、回転体５を交換可能に固定することができる。また、支持体４に回転体５を固定する際に、回転体５の径方向外面５２を第４凸部４２ｄに接触させる。したがって、第４凸部４２ｄが、回転体５の径方向外面５２の位置決めの目印となるため、回転体５の交換作業が容易となる。

更に、本実施形態によれば、回転体５の内径が、吸気口２１の開口径よりも小さいことにより、回転体５の内径が吸気口２１の開口径より大きい場合と比べて、回転体５の交換が容易となる。また、吸気口２１は、回転体５を位置決めする際の目印に利用することができる。

また本実施形態によれば、遠心力によって回転体５に作用する応力が圧縮加重のみとなるので、回転体５の変形を抑制できる。

なお、第４凸部４２ｄは、図５Ｂを参照して説明した第１凸部４２ａと同様に、突起４２２を有してもよい。また、図１１を参照して説明した第３凸部４２ｃと同様に、フック部４２３を有してもよい。

また、本実施形態において、第４凸部４２ｄの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さと一致したが、図１４Ｂに示すように、第４凸部４２ｄの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さより短くてもよい。図１４Ｂは、実施形態５に係る凸部４２の他例を示す側面図である。但し、第４凸部４２ｄの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さの半分よりも長いことが好ましい。第４凸部４２ｄの軸方向の長さが、回転体５の軸方向の長さの半分よりも長いことにより、回転体５の重心が、第４凸部４２ｄによって回転体５が固定される範囲に位置するため、回転体５をより安定して固定することができる。

［実施形態６］
続いて図１５を参照して本発明の実施形態６について説明する。但し、実施形態１〜５と異なる事項を説明し、実施形態１〜５と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態６は、凸部４２が実施形態１〜５と異なる。

図１５は、実施形態６に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。詳しくは、図１５は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図１５に示すように、実施形態６に係る凸部４２は、回転体５の径方向外面５２に接触する。本実施形態において、凸部４２は、連続多孔質体によって構成される。例えば、凸部４２の材料は、連続気泡構造体であり得る。連続気泡構造体は加工し易い素材であるため、凸部４２の材料として連続気泡構造体を使用することにより、連続多孔質体からなる凸部４２を容易に製造することができる。以下、連続多孔質体からなる凸部４２を「第５凸部４２ｅ」と記載する場合がある。

本実施形態において、第５凸部４２ｅの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さと一致している。但し、第５凸部４２ｅの軸方向の長さは、回転体５の軸方向の長さより短くてもよい。また、第５凸部４２ｅの周方向の長さは、回転体５の径方向外面５２の周方向の長さと一致していてもよいし、回転体５の径方向外面５２の周方向の長さより短くてもよい。また、支持体４は第５凸部４２ｅを１つ有してもよく、複数有してもよい。

以上、図１５を参照して実施形態６について説明した。本実施形態によれば、回転体５の径方向外面５２から外部に送り出される空気の流れが、凸部４２によって阻害され難くなる。また、第５凸部４２ｅの周方向の長さが、回転体５の径方向外面５２の周方向の長さと一致する場合、回転体５の径方向外面５２の全面を第５凸部４２ｅによって保持することができる。したがって、回転体５に対して局所的に応力が集中することが抑制され、その結果、回転体５が変形し難くなる。

また、本実施形態によれば、第５凸部４２ｅは、回転体５と同じ機能を発揮する。換言すると、回転体５の径方向内面５１から第５凸部４２ｅの径方向外面までが、回転体となる。よって、送風量が増加して、ＰＱ特性が向上する。ＰＱ特性は、吸気口２１及び送風口２２における風量と静圧との関係を示す。詳しくは、ロータハブ３１が回転すると、第５凸部４２ｅは、中心軸ＡＸを中心として周方向に回転する。第５凸部４２ｅが周方向に回転すると、第５凸部４２ｅの内部の空気が、遠心力により第５凸部４２ｅの径方向外面まで移動し、第５凸部４２ｅの径方向外面から第５凸部４２ｅの外部に送り出される。この結果、回転体５の径方向外面５２から送り出された空気が、第５凸部４２ｅの径方向内面から第５凸部４２ｅの内部に吸い込まれる。

なお、本実施形態では、第５凸部４２ｅが回転体５の径方向外面５２に接触する場合について説明したが、第５凸部４２ｅは、回転体５の径方向内面５１に接触してもよい。第５凸部４２ｅが径方向内面５１に接触する場合、回転体５の径方向内面５１から回転体５の内部に吸い込まれる空気の流れが、凸部４２によって阻害され難くなる。また、第５凸部４２ｅの周方向の長さが、回転体５の径方向内面５１の周方向の長さと一致する場合、回転体５の径方向内面５１の全面を第５凸部４２ｅによって保持することができる。したがって、回転体５に対して局所的に応力が集中することが抑制され、その結果、回転体５が変形し難くなる。

また、第５凸部４２ｅが回転体５の径方向内面５１に接触する場合、第５凸部４２ｅの径方向内面から回転体５の径方向外面５２までが、回転体となる。よって、送風量が増加して、ＰＱ特性が向上する。

［実施形態７］
続いて図１６及び図１７を参照して本発明の実施形態７について説明する。但し、実施形態１〜６と異なる事項を説明し、実施形態１〜６と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態７は、支持体４及び回転体５が実施形態１〜６と異なる。

図１６は、実施形態７に係る支持体４を示す平面図である。図１６に示すように、支持体４は、貫通孔４３を有する。貫通孔４３は、支持体４を軸方向に貫通する。本実施形態において、支持体４は、周方向に配置される複数の貫通孔４３を有する。なお、支持体４は貫通孔４３を１つ有してもよい。

図１７は、実施形態７に係る遠心ファン１の一部を示す断面図である。図１７は、筐体２、モータ３、支持体４、及び回転体５の断面を示す。

図１７に示すように、回転体５は、軸方向に延びる突出部５４を有する。詳しくは、突出部５４は、回転体５の支持体４側の面から軸方向下側に突出する。図１６を参照して説明した貫通孔４３は、軸方向において回転体５と対向する。突出部５４は、貫通孔４３に挿入されている。本実施形態によれば、突出部５４を貫通孔４３に挿入することにより、回転体５を交換可能に固定することができる。

本実施形態において、突出部５４は、連続気泡構造体のような柔らかい材料からなる。また、突出部５４は、本体部５４１と、先端部５４２とを有する。本体部５４１は、回転体５の支持体４側の面から軸方向下側に突出し、貫通孔４３に収容される。先端部５４２は、本体部５４１の先端に設けられる。また、先端部５４２の径は、本体部５４１の径よりも大きい。本実施形態によれば、突出部５４が、連続気泡構造体のような柔らかい材料からなるため、先端部５４２の径が本体部５４１の径よりも大きくても、先端部５４２を貫通孔４３に挿入して、貫通孔４３の外側まで通過させることができる。また、先端部５４２の径が本体部５４１の径よりも大きいことにより、突出部５４が貫通孔４３から抜けにくくなる。したがって、回転体５をより安定して固定することができる。

以上、図１６及び図１７を参照して、実施形態７を説明した。本実施形態によれば、回転体５を交換可能に固定することができる。

以上、本発明の実施形態１〜７について図面を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、実施形態１〜７を参照して説明した各事項は、適宜組み合わせることができる。例えば、支持体４は、針形状の凸部４２（第１凸部４２ａ）と、平板形状の凸部４２（第２凸部４２ｂ）とを有してもよい。あるいは、支持体４は、回転体５の径方向外面５２に接触する凸部４２と、回転体５の径方向内面５１に接触する凸部４２とを有してもよい。

また、本発明による実施形態では、筐体２が１つの送風口２２を有したが、筐体２は、複数の送風口２２を有してもよい。

本発明は、遠心ファンに好適に利用できる。

１ 遠心ファン
２ 筐体
３ モータ
４ 支持体
５ 回転体
２１ 吸気口
２２ 送風口
３１ ロータハブ
４２ 凸部
４２ａ 第１凸部
４２ｂ 第２凸部
４２ｃ 第３凸部
４２ｄ 第４凸部
４２ｅ 第５凸部
４３ 貫通孔
５１ 径方向内面
５２ 径方向外面
５４ 突出部
３１１ 径方向外面
４２２ 突起
ＡＸ 中心軸

Claims (16)

1. 上下に延びる中心軸を中心として回転するロータハブを有するモータと、
   前記ロータハブに固定され、前記ロータハブとともに回転する支持体と、
   前記支持体と材料が異なり、連続多孔質体である回転体と、
   前記回転体、前記支持体、及び前記モータを収容する筐体と
   を備え、
   前記筐体は、軸方向に開口する吸気口、及び径方向に開口する少なくとも１つの送風口を有し、
   前記回転体の径方向内面は、前記ロータハブの径方向外面と隙間を介して対向し、
   前記回転体は、前記支持体に交換可能に固定されている、遠心ファン。
2. 前記支持体は、前記吸気口側に延びる少なくとも一つの凸部を有する、請求項１に記載の遠心ファン。
3. 前記凸部は、前記回転体の径方向内面より前記回転体の径方向外面側、かつ、前記回転体の径方向外面より前記回転体の径方向内面側に位置する、請求項２に記載の遠心ファン。
4. 前記凸部は、針形状を有する、請求項２又は請求項３に記載の遠心ファン。
5. 前記凸部の形状は、径方向に延びる平板形状であり、
   前記凸部の径方向の幅は、前記回転体の径方向の幅よりも短い、請求項２又は請求項３に記載の遠心ファン。
6. 前記凸部の軸方向の長さは、前記回転体の軸方向の長さの半分よりも長い、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の遠心ファン。
7. 前記回転体の内径は、前記吸気口の開口径よりも小さく、
   前記凸部は、軸方向において前記吸気口と前記回転体とが重なる領域に配置される、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の遠心ファン。
8. 前記凸部は、前記回転体の径方向内面及び径方向外面の少なくとも一方に接触する、請求項２に記載の遠心ファン。
9. 前記支持体は複数の前記凸部を有し、
   前記複数の凸部は、周方向に配置され、前記回転体の径方向内面及び径方向外面の少なくとも一方に接触する、請求項２に記載の遠心ファン。
10. 前記凸部は、前記凸部が延びる方向と垂直又は逆向きに延びる突起を有する、請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の遠心ファン。
11. 前記凸部は、連続多孔質体である、請求項８又は請求項９に記載の遠心ファン。
12. 前記凸部の材料は、連続気泡構造体である、請求項１１に記載の遠心ファン。
13. 前記支持体は、軸方向に貫通する貫通孔を有し、
    前記回転体は、軸方向に延びる突出部を有し、
    前記支持体は、軸方向において前記回転体と対向し、
    前記突出部は、前記貫通孔に挿入されている、請求項１に記載の遠心ファン。
14. 前記回転体の内径は、前記吸気口の開口径よりも小さい、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の遠心ファン。
15. 前記回転体の外径は、前記吸気口の開口径以上である、請求項１４に記載の遠心ファン。
16. 前記回転体の材料は、連続気泡構造体である、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の遠心ファン。

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