JPS62147099A

JPS62147099A - モ−タフアン

Info

Publication number: JPS62147099A
Application number: JP28597185A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kanebayashi; 金林　新二; Shuji Kamaya; 釜谷　周滋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-07-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、電子機器冷却などに用いられる軸流型ファ
ンに関する。

（背景技術）近年、ＯＡ機器の進歩、コンパクト化に伴い、小型でし
かも大風量の電子部品冷却用ファンが必要になってきた
。従来の電子部品冷却用モータファン１１は、たとえば
、第６図にみるように、先　　　　′端に動Ｈ１３が取
り付けられたモータ１２が円筒状のケーシング１４内に
リブ１５で支持されてなっている。このモータ１２のロ
ータ部１２ａは回転せず、モータ１２の軸１２ｂに動Ｈ
１３が取りつけられていて、軸が回転することにより動
１１３が回転するので、動翼１３をロータ１２ａに重ね
ることはできない。このため、動翼１３とロータ部１２
ａとの間（図中、領域Ａの部分）で、はく離が起こりや
すくなり、風量を増すには回転数を上げる必要がある。

そうすると、騒音レベルが高くなってしまう。

また、モータ１２のロータ部１２ａが動翼１３に向かう
肩の部分で丸味を帯びていないため、気体（通常、空気
）の流れがスムーズではない（図中、矢印Ｂ）。このた
め、はく離が起きやすく、風量・圧力低下の原因となる
。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、小型で大風量かつ低
騒音のファンを提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明は、上記の目的を達成するために、モータおよ
びこのモータ先端に取り付けられていてこのモータによ
り駆動される動翼を備えているモータファンであって、
前記モータのロータの動翼に向かう肩の部分において丸
味を帯びていることを特徴とするモータファンを要旨と
している。

以下に、この発明を、その実施例をあられす図面を参照
しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明の１実施例をあられす。第１図にみ
るように、このモータファン１は、モータ２、動翼（羽
根）３、筒状のケーシング４、および、リブ５をそれぞ
れ備えている。モータ２の図示の部分は、ロータ部２ａ
である。動翼３は、モータ２先端に取り付けられていて
、モータ２により駆動されるようになっている。筒状の
ケーシング４は、モータ２、動翼３を包んでいる。筒状
のケーシングは、円筒状であることが多いが、他の形状
であってもよい。リブ５は、モータ２をその他端側（＠
Ｈ３が取り付けられている側とは反対側。流れの下流側
でもある。）で筒状のケーシング４に支持固定している
。

第１図にみるように、ロータ部２ａは動翼３に向かう肩
の部分において丸味を帯びている。この丸味の形状は、
種々の曲面形状があり特に限定されないが、図に示すよ
うな側面の形状がロータ部２ａの直径りの１５〜５０％
の曲率半径Ｒをもつ円弧であることが好ましい。このＲ
がｈの１５％を下まわる（Ｒ＜０．１５ｈ）と、丸味を
帯びていない場合とあまり変わらなくなるおそれがある
。

また、Ｒがｈの５０％を上まわる（Ｒ＞０．５ｈ）と、
第３図にみるように、ロータ部２ａ′の軸方向の長さが
長くなり、小型化に反してくるおそれがある。これは、
ロータ部２ａ′の中のコイルの巻き線の関係上止じてく
るものである。

モータの回転数を上げずに風量をより大きくするという
点からは、第１図にみるように、動翼３は、その回転方
向Ｃとなす角度θが３０”〜６０°の範囲となるような
傾きで、モータ２の先端部に取り付けられるのが好まし
いが、この角度範囲に限るものではない。また、前記と
同じ点からは、動翼３をモータ２のロータ部２ａの丸味
を帯びている肩の部分（肩口）に重なるようにして取り
付ける（こうすると、モータファンの大きさを太き（せ
ずに動翼の面積を大きくできる）ことが好ましいが、こ
れに限らない。

この発明のモータファンは、モータのロータ部の動翼に
向かう肩の部分が丸味を帯びているため、第１図および
第２図にみるように、動翼３間を通った流れＤはボス（
ハブ）部６付近Ｆのはく離の条件がな（なり、旋回失速
が起こる前に、軸対称失速に移行するようになる。この
結果、第７図の風ｉＱ−圧力圧力性特性曲線軸流型ファ
ン特有のグラフの落ち込みＥがなくなり、このため、圧
力−風量が向上するのである。なお、第７図のグラフで
、曲線Ｍがこの発明のモータファンの特性、Ｎが従来の
モータファンの特性をそれぞれ示している。

なお、この発明のモータファンは、はく離を生じさせる
原因を減らすという点からは、ロータ部が動翼と同じ方
向に同じ周期で回転するようになっているのが好ましい
が、ロータ部が回転しなくてもよい。そのようにロータ
部が回転するようになっている場合、第２図にみるよう
に、動翼３が、ロータ部２ａの丸味を帯びている部分に
つながるようにしてロータ部２ａと一体になっていても
よい。前記のようにロータ部を回転させると、はく離を
生じさせる原因をより減らすことができ、より特性の向
上がはかれる。このため、騒音低減ができる。第２図に
示したロータ２ａ＃は、動翼３のある側の丸味を帯びて
いる部分の側面の形状が楕円弧となっている。

この発明のモータファンは、モータをその他端側（動翼
が取り付けられている側とは反対側。流れの下流側でも
ある。）で筒状のケーシングに支持固定しているリブを
備えている場合、このリブが、動翼のある側に向かって
延びている案内翼を有していると、モータの回転数が同
じままで風量をより向上させることができる。なお、こ
のようにして案内翼を設けると、モータファンの大きさ
を大きくすることなく、案内翼が設けられる。リブと案
内翼とが最初から一体に形成されていれば、部品数もふ
えず、製造工程もふえなくてすむ。

案内翼がない場合、動翼から流出した流れは、ケーシン
グの内肩に沿う旋回流となってケーシングから流出する
。この旋回エネルギーが損失（ロス）として消費されて
いるのである。

この発明のモータファンに、第４図（ａ）にみるように
、動翼３の後方（流れの下流側）に案内翼７を設けると
、ケーシング４の内周に沿う流れが案内Ｈ７によって整
流され、流れの旋回エネルギーが圧力に変換されて軸方
向の流れを生じさせ、第４図（ｂｌにみるように、流れ
は案内翼７に沿った流れとなる。このため、ロータ部の
動翼に向かう肩の部分を丸味を帯びるようにしたことと
相俟って、風量−圧力特性がより向上する。すなわち、
風量が増大する。

動翼枚数と案内翼枚数とは、互いに素の関係、すなわち
、動翼枚数が案内翼枚数の整数倍にならないようにする
ことが好ましいが、これに限るものではない。この関係
にない場合には、風量増加をあまりはかれないおそれが
ある。この実施例では、動翼枚数９、案内翼枚数５とし
ている。

動翼３と案内翼７との間のすき間δは、動翼３の羽根ス
パン（羽根の半径方向の長さ）ｌの１０〜３０％とする
のが好ましい。δ＜　Ｑ、ｌ　ｌであれば、騒音（風切
り音）が大きくなるおそれがあり、δ＞９．３１であれ
ば、上記したような整流効果が得られなくなって風量増
加につながらないおそれがある。

案内翼を設けても、案内Ｈ７が、動翼３のある側でその
動翼回転方向Ｃとほぼ直交するようになっていると、動
翼３を回転させたときに、案内翼７の先端で、はく離渦
を生じることがある。このため、エネルギーの損失が生
じ、騒音が発生する。これに対し、第４図（ｂ）にみる
ように、案内翼７が、動翼３のある側でその動翼回転方
向Ｃと逆方向に向かうよう傾斜しているようになってい
ると、案内翼７の先端が流れＧの流出方向（矢印Ｇ向き
）と逆向きになり、案内Ｎ６先端で、はく離渦を生じな
いようになる。このため、流れが案内翼７に沿ってスム
ーズに流出するので、損失が少なくなって風量が増加し
、騒音を低減することができる。

案内翼７の傾斜と動翼回転方向Ｃとのなす角度φは５０
〜８０°とするのが好ましい。φ＜５０°であれば、案
内翼の傾斜部分が流れの抵抗となり、圧力が下がり風量
増加を妨げるおそれがある。φ〉８０°であれば、案内
翼の傾斜がない場合とほぼ同じで、はく離渦が消えず、
圧力低下のため風量が増加しないおそれがある。なお、
回転数１４０００ｒｐｍ、流量０．３５耐／ｍｉｎのと
きに、φをその範囲にすると最も良い効果が得られる。

この発明のモータファンは、モータ先端に取りつけられ
ていてこのモータにより駆動される動翼（これを第１の
動翼とする）と、前記モータをその他端側で筒状のケー
シングに支持固定するリブとの間に、前記第１の動翼と
同じ方向に同じ周期で回転するようになっている第２の
動翼が設けられていると、モータの回転数が同じままで
風量を向上させることができる。

第５図（ａ）、　（ｂ）はさらに別の実施例をあられし
ている。第５図（ａ）　、　（ｂ）にみるように、この
モータファン１は、第２の動翼８を備えている。第２の
動翼８は、第１の動翼３とリブ５との間にあって、第１
の動翼３と同じ方向に同じ周期で回転するようになって
いる。第２の動翼８は、第１の動翼３のハブ９と同方向
に同周期で回転するロータ部２ａに設けられている。第
１の動翼と第２の動翼とは同じ枚数であることが好まし
いが、異なる枚数であってもよい。第１の動翼と第２の
動翼の２重翼構成は、圧力増加に有効である。第５図（
ａ）、　（ｂ）にみるように、動翼の面積が増えるので
、風量が増す。しかも、ロータ部に重ねるようにして、
第１の動翼のみで長さを長くして動翼の面積を増したと
きには、ばくり渦が生じるのであるが、・分断して２重
翼構成にすることで、それが防げるのである。このため
、軸方向の流れが増し、ロータ部の、動翼に向かう肩の
部分を丸味を帯びさせたことと相俟って、風量−圧力特
性がより向上する。

すなわち、風量が増加する。

なお、第１の動翼と第２の動翼とのすき間δｌは、あま
り大きいと動翼の面積を増す効果が得られず、あまり小
さいと、２重翼構成にして分断した効果が得られなくな
るおそれがある。このため、適宜の大きさにするのがよ
い。

第５図（ｂ）にみるように、第２の動Ｈ８は、第１の動
翼３に続くような位置に設けられていることが好ましい
。すなわち、第２の動翼は、その上流側の端が、第１の
動翼の下流側の端に沿うようにして設けられるのが好ま
しい。

この実施例では、リブ５が、第２の動翼８のある側に向
かって延びている案内翼７を有している。このため、モ
ータファンの大きさを大きくすることなく、案内翼が設
けられる。リブと案内翼とが最初から一体に形成されて
いれば、部品数もふえず、製造工程もふえなくてすむ。

案内翼７がない場合、第２の動翼８から流出した流れが
、ケーシング４の内周に沿う旋回流となってケーシング
４から流出するので、旋回エネルギーが損失（ロス）と
して消費されることがあるこの実施例では、第５図（ａ
）、　（ｂｌにみるように、第２の動翼８の後方（流れ
の下流側）に案内翼７を設けているので、ケーシング４
の内周に沿う流れが案内翼７によって整流され、流れの
旋回エネルギーが圧力に変換されて軸方向の流れを生じ
させ、第５図（ｂ）にみるように、流れは案内翼７に沿
ったものとなる。このため、風量−圧力特性がより向上
する。すなわち、より風量が増大する。

第２の動翼枚数と案内翼枚数とは、互いに素の関係、す
なわち、第２の動翼枚数が案内翼枚数の整数倍にならな
いようにすることが好ましいが、これに限るものではな
い。この関係にない場合には、風量増加をあまりはかれ
ないおそれがある。

この実施例では、第１の動翼および第２の動翼をそれぞ
れ９枚、案内翼を５枚としている。

第２の動翼８と案内翼７との間のすき間δ２は、第２の
動翼８の羽根スパン（翼の半径方向の長さ）β２の１０
〜３０％とするのが好ましい。δ２＜０．１ｘ２であれ
ば、騒音（風切り音）が大きくなるおそれがあり、δ２
＞０．３ｊ！２であれば、上記したような整流効果が得
られなくなって風量増加につながらないおそれがある。

案内翼を設けても、案内翼が、第２の動翼のある側でそ
の第２の動翼回転方向とほぼ直交するようになっている
と、動翼を回転させたときに、案内翼の先端で、はく離
渦を生じることがある。このため、エネルギーの損失が
生じ、騒音が発生する。これに対し、第５図（ａｌ、　
１１にみるように、案内Ｈ７が、第２の動翼８のある側
でその第２の動翼回転方向Ｃと逆方向に向かうよう傾斜
しているようになっていると、案内翼７の先端が流れＨ
の流出方向く矢印Ｈ向き）と逆向きになり、案内翼７先
端で、ばくり渦を生じないようになる。このため、流れ
が案内翼７に沿ってスムーズに流出するので、損失が少
なくなって風量が増加し、騒音を低減することができる
。

案内翼７の傾斜と第２の動翼回転方向Ｃとのなす角度φ
は５０〜８０°とするのが好ましい。φ〈５０°であれ
ば、案内翼の傾斜部分が流れの抵抗となり、圧力が下が
り、風量増加を妨げるおそれがある。φ〉８０°であれ
ば、案内翼の傾斜がない場合とほぼ同じで、ばくり渦が
消えず、圧力低下のため風量が増加しないおそれがある
。なお、回転数１４００Ｏｒｐｍ、流量０．３５　ｒｎ
’　／　ｍｉｎのときに、φをその範囲にすると最も良
い効果が得られる。

第１図〜第５図（ａ）、　Ｃｂｌで同じものには同じ番
号、記号を付している。

なお、この発明は上記の実施例に限られない。

この発明のモータファンは、風量が同じであれば、従来
のファンより小型にでき、同じ大きさであれば、従来の
ファンよりも大風量となっている。このため、モータの
回転数を上げずに風量を大きくできるので、騒音の低減
も行える。たとえば、この発明のモータファンを、部品
冷却のため電子機器などに用いれば、そのような電子機
器などを設置した環境において、騒音低減が行える。ま
た、より小型の電子機器に用いることができる。

なお、この発明のモータファンの用途はこれに躍らない
。

〔発明の効果〕

この発明のモータファンは、以上にみてきたようなもの
であるので、従来のものに比べ、小型で大風量のものと
することができる。このため、低騒音にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のモータファンの１実施例の一部断面
側面図、第２図はロータ部の別の形状を示す側面一部分
図、第３図はロータ部のさらに別の形状を示す側面一部
分図、第４図ｆａ）はこの発明のモータファンの別の実
施例の一部断面側面図、第４図（ｂ）はそれの動作状態
を模式的にあられした側面図、第５図（ａ）はこの発明
のモータファンのさらに別の実施例の一部断面側面図、
第５図（ｂｌはそれの動作状態を模式的にあられした側
面図、第６図は従来のモータファンの一部断面側面図、
第７図はモータファンの特性をあられすグラフである１
・・・モータファン　２・・・モータ　２ａ、２ａ’、
２ａ“・・・モータのロータ部　３・・・動翼（第１の
動翼）代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図第２図　　　　　　　　第３図第４図（ａ）（ｂ）第５図　（ａ）第５図（ｂ）第６図第７図Ｕ　　　　　　　　風量Ｑ手続補正書（帥昭和６１年　４月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モータおよびこのモータ先端に取り付けられてい
てこのモータにより駆動される動翼を備えているモータ
ファンであって、前記モータのロータの動翼に向かう肩
の部分において丸味を帯びていることを特徴とするモー
タファン。
（２）動翼が、ロータ部の、丸味を帯びている肩の部分
に重なるように取付けられている特許請求の範囲第１項
記載のモータファン。
（３）動翼がその回転方向と３０°〜６０°の角度をな
すような傾きで取付けられている特許請求の範囲第１項
または第２項記載のモータファン。
（４）ロータ部の丸味を帯びている肩の部分の側面形状
がロータ部の直径の１５〜５０％の曲率半径をもつ円弧
である特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
記載のモータファン。
（５）モータおよび動翼を包む筒状のケーシング、前記
モータをその後端側で前記筒状のケーシングに支持固定
するリブをそれぞれ備えていて、前記リブが、前記動翼
のある側に向かって延びている案内翼を有している特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のモー
タファン。
（６）案内翼が、動翼のある側でその動翼回転方向と逆
方向に向かうよう傾斜している特許請求の範囲第５項記
載のモータファン。
（７）案内翼の傾斜が動翼回転方向と５０〜８０°の角
度をなすようになっている特許請求の範囲第６項記載の
モータファン。
（８）動翼と案内翼とのすき間が動翼の羽根スパンの１
０〜３０％である特許請求の範囲第５項ないし第７項の
いずれかに記載のモータファン。
（９）モータおよび動翼を包む筒状のケーシング、前記
モータをその後端側で前記筒状のケーシングに支持固定
するリブをそれぞれ備えていて、前記動翼とリブとの間
に、前記動翼と同じ方向に同じ周期で回転するようにな
っている第２の動翼も備えている特許請求の範囲第１項
ないし第４項のいずれかに記載のモータファン。
（１０）第２の動翼が第１の動翼に続くような位置に設
けられている特許請求の範囲第９項記載のモータファン
。
（１１）リブが、第２の動翼のある側に向かって延びて
いる案内翼を有している特許請求の範囲第９項または第
１０項記載のモータファン。
（１２）案内翼が、第２の動翼のある側でその第２の動
翼回転方向と逆方向に向かうよう傾斜している特許請求
の範囲第１１項記載のモータファン。
（１３）案内翼の傾斜が第２の動翼回転方向と５０〜８
０°の角度をなすようになっている特許請求の範囲第１
２項記載のモータファン。
（１４）第２の動翼と案内翼とのすき間が第２の動翼の
羽根スパンの１０〜３０％である特許請求の範囲第１１
項ないし第１３項のいずれかに記載のモータファン。
（１５）電子機器冷却用である特許請求の範囲第１項な
いし第１４項のいずれかに記載のモータファン。