(57)【要約】【課題】回転時の離散周波数成分を抑制し、低騒音の遠心ファンモータ用ファン、また、簡易な構造として、部品の共通化を図り、低コストで遠心ファンモータ用ファンを提供する。【解決手段】本発明は、上記課題を解決するために、回転軸を有するロータ部と、前記ロータ部を嵌める環状部と前記環状部と一体に金属板から打ち出し成型され前記環状部の側面に連接して配置された複数のインペラを複数枚積層して構成されるインペラ部と、からなることを特徴とする遠心ファンモータ用ファンの構成とした。【選択図】図１
2015121154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するロータ部と、
前記ロータ部を嵌める環状部と前記環状部と一体に金属板から打ち出し成型され前記環状部の側面に連接して配置された複数のインペラを複数枚積層して構成されるインペラ部と、
からなることを特徴とする遠心ファンモータ用ファン。
【請求項２】
前記ロータ部と最上層のインペラ部を、
一体に金属板から打ち出し成型し、前記ロータ部の側面に連設して複数のインペラを備えるロータ付インペラ部としたことを特徴とする請求項１に記載の遠心ファンモータ用ファン。
【請求項３】
前記インペラ部の高さを、
遠心ファンモータ高に応じて積層枚数及び／又は金属板の厚みを選択したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠心ファンモータ用ファン。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の遠心ファンモータ用ファンを組み込んだことを特徴とする遠心ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファンモータの駆動時の離散周波数成分に起因する騒音を低減した遠心ファンモータ用ファンに関し、より詳しくは、遠心ファンモータ用ファンのインペラの構造に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心ファンモータ用のファン（インペラ）は、樹脂一体成型（特許文献１、２等）、あるいは金属板の曲げ加工により製作されていた。
【０００３】
図１に示すように、樹脂一体成型ファン１（Ａ）では、回転軸１ｃを備えるロータ部１ａの側面に連設して配置されるインペラ１ｂは、金属と比較して強度が低く、インペラ１ｂの回転によりインペラ１ｂに空気抵抗が加わった際に撓みが発生し、これが原因となり、特に負荷の高いファンモータにおいて騒音レベルは高いものであった。従来の樹脂一体成型ファン１の騒音周波数分布を図２に示す。図２に示すように、従来の樹脂一体成型ファン１では、騒音中に離散周波数成分が多く確認できる。このときのインペラの厚みは０．５ｍｍ、高さは１．５ｍｍであった。
【０００４】
また、樹脂成型の製法上、材料の密度を均一に保つことは難しく、また樹脂の反りにより、ロータ部１ａ、インペラ１ｂの重量バランスに偏りが発生し、それもファンモータ駆動による振動発生の一因となっていた。
【０００５】
また、図３に示すように、インペラ２ｂの厚みが薄くなることで、ロータ部２ａとインペラ２ｂを一体に成型する樹脂一体成型ファン２においては、ファンモータの性能の観点から不要であるが、金型から取り出すために必要な環状の連結部材２ｃを備える必要があった（特許文献２等）。
【０００６】
他方、金属板の曲げ加工ファン３では、インペラ３ａの加工上必要であって、ファンモータの性能に不要な形状（図４の鈎部３ｂ、凹部３ｃ）が必要となり、その形状によって冷却性能の低下、騒音増大が問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１６０１４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、回転時の離散周波数成分を抑制し、低騒音の遠心ファンモータ用ファンを提供することを目的とする。また、簡易な構造として、部品の共通化を図り、低コストで遠心ファンモータ用ファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
回転軸を有するロータ部と、
前記ロータ部を嵌める環状部と前記環状部と一体に金属板から打ち出し成型され前記環状部の側面に連接して配置された複数のインペラを複数枚積層して構成されるインペラ部と、
からなることを特徴とする遠心ファンモータ用ファンの構成とした。
（２）
前記ロータ部と最上層のインペラ部を、
一体に金属板から打ち出し成型し、前記ロータ部の側面に連設して複数のインペラを備えるロータ付インペラ部としたことを特徴とする（１）に記載の遠心ファンモータ用ファンの構成とした。
（３）
前記インペラ部の高さを、
遠心ファンモータ高に応じて積層枚数及び／又は金属板の厚みを選択したことを特徴とする（１）又は（２）に記載の遠心ファンモータ用ファンの構成とした。
（４）
（１）〜（３）の何れかに記載の遠心ファンモータ用ファンを組み込んだことを特徴とする遠心ファンモータの構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記構成であるので、以下の効果を発揮する。一般に樹脂よりも金属は強度が高いため、従来の樹脂成型品よりも空気負荷を受けた際の撓み、変形が少ない。これにより、遠心ファンモータ駆動時の騒音、特に離散周波数成分を低減することができる。
【００１１】
インペラ部が同径で、より大きい風量を得るためには、隣り合ったインペラ間の容積を大きくしなければならず、このためインペラ厚を極力薄くする必要があった。しかし、従来の樹脂製の一体成型では射出成型のため流動性の高い材料でなければ成型が不可能であり、また薄くなればインペラの強度が低下し、空気を捉えた際の負荷によりたわみが発生する。このため、空気負荷の増減に伴いインペラが振動し、騒音増幅の原因となっていた。これに対して、本願発明のインペラ部は樹脂一体成型よりも強度が高いため、同厚のインペラでも負荷によるたわみが発生し難く、振動抑制が可能になる。従って従来よりも騒音を低減することができる。
【００１２】
また、樹脂の射出成型では樹脂の流動性などにより、成型品の材料密度が均一にすることは難しいが、金属平板を打ち抜き加工すれば、材料密度のバラつきは小さい。従って、インペラの重量バランスが改善され、ファンモータの振動・騒音を低減することができた。
【００１３】
また、打ち抜き加工では金属展伸材から成型することができるため、樹脂の射出成型で必要であった金型から取出すための環状の連結部材２ｃも不要となり、また、曲げ加工による金属製インペラと比較しても、加工上必要な遠心ファンモータ設計上不要な形状（鈎部３ｂ、凹部３ｃ）を考慮する必要もない。
【００１４】
積層型インペラ部では金属板厚×枚数により、インペラ部の積層枚数の増減で、インペラの高さを調整でき、材料厚の整数倍であれば自由にインペラ部の高さを調整することができるようになった。従来の樹脂の射出成型によるインペラはインペラ部の直径が同じであっても高さが異なれば、それぞれ専用の金型を製作する必要があった。従って本願発明では積層数を調整することでインペラ部の高さに対応でき、遠心ファンモータのサイズ（高さ）違いに対応できるため部品共通化を図れる。また、ロータ部を別部品で構成した場合、ロータの任意の高さ位置にインペラ部を配置することができる。
【００１５】
さらに、本願発明のインペラ部では、天地を逆にすれば任意の回転方向に対応できる。よって、従来、各サイズおよび回転方向違いの各遠心ファンモータにそれぞれ対応した遠心ファンモータ用ファンを製作する必要があったが、これらを共通部品化することができ、遠心ファンモータを低廉で提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の樹脂一体成型ファン（Ａ）のインペラ（Ｂ）の空気負荷による振動の様子の模式図である。
【図２】従来の樹脂一体成型ファンのインペラの離散周波数成分の測定値である。
【図３】従来の樹脂一体成型ファンの斜視図である。
【図４】従来の金属板曲げ加工ファンの斜視図（Ａ）、部分拡大図（Ｂ）の斜視図である。
【図５】本発明である遠心ファンモータ用ファンの分解斜視図（１）である。
【図６】本発明である遠心ファンモータ用ファンの分解斜視図（１）である。
【図７】本発明である遠心ファンモータ用ファンの組み立て完成品の斜視図である。
【図８】インペラ部の積層、固定についての説明図である。図８（Ａ）は積層インペラ部の斜視図、（Ｂ）は端部の拡大斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ‘断面図である。
【図９】本発明である遠心ファンモータ用ファンを組み込んだ遠心ファンモータ用ファンの部分断面図である。
【図１０】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第二の実施形態の分解斜視図である。
【図１１】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第二の実施形態の組み立て完成品の斜視図である。
【図１２】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第三の実施形態の分解斜視図である。
【図１３】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第三の実施形態の組み立て完成品の斜視図である。
【図１４】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第三の実施形態の離散周波数成分の検出結果である。
【図１５】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第四の実施形態の斜視図である。
【図１６】本発明である遠心ファンモータ用ファンの第四の実施形態の使用状況の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図５−図９に示すように、本発明の一例である遠心ファンモータ用ファン４は、ロータ部４ａと、インペラ部４ｂとからなる。
【００１９】
ロータ部４ａは、回転軸４ｎを有する。インペラ部４ｂは、第一インペラ部４ｃと、第二インペラ部と、第三インペラ部と、からなる。なお、第一インペラ部４ｃと第二インペラ部４ｄは同じ構造である。
【００２０】
第一インペラ部４ｃは、ロータ部４ａを嵌める環状部４ｉと環状部４ｉと一体に一定厚の金属板から打ち出し成型され環状部４ｉの側面に連接して配置された複数のインペラ４ｋとで構成される。
【００２１】
第三インペラ部４ｅは、図８に示すように、インペラ４ｋに穿設された貫通孔４ｈにおいて異なるのみで、他の形状、素材は、第一、第二インペラ部４ｃ、４ｄと同じである。
【００２２】
金属板としては、例えばアルミ合金、鋼、ステンレスなどが例示できる。その内で、アルミ合金が、軽量化のため望ましい。ロータ部４ａも、金属板から打ち出し成型するのが望ましいが、樹脂成形品も使用できる。
【００２３】
図６、図８に示すように、第一、第二、第三インペラ部４ｃ、４ｄ、４ｅの複数枚のインペラ部は、積層され、連結し、インペラ部４ｂとなる。積層枚数は、ここではインペラ部を３枚積層したが、必要なインペラ高に応じて、適宜、積層枚数を選択することができる。
【００２４】
複数枚のインペラ部を積層することで、遠心ファンモータ５の高さに応じて、最適なインペラ高を選択することができることから、成型金型共通化により、低コストで、遠心ファンモータを提供することが可能になる。
【００２５】
インペラ部４ｂの連結については、図８（Ｃ）に示すように、ハーフピアス４ｍ方式が例示できる。ここでのハーフピアス４ｍは、一枚のインペラ部の環状部４ｉの複数箇所に、また各インペラ４ｋの先端部に、上面に凹部４ｆを板厚の中程まで設け、下面に凹部４ｆよりやや幅広の凸部４ｇを設け、嵌着させる。最下部のインペラ部（ここでは、第三インペラ部４ｅ）には、凸部４ｇを設けず、凹部４ｆは、貫通孔４ｈとする。凸部４ｇを凹部４ｆ又は貫通孔４ｈに圧入することで、各インペラ部は積層、連結される。なお、ハーフピアス４ｍ方式の他、インペラ部４ｂの連結は、接着など他の手法であってもよい。ハーフピアス方式が、簡易かつ低コストで好ましい。
【００２６】
図８では、インペラ部４ｂのインペラ４ｋは、打ち抜き時に、インペラを所望の風量が得られるよう屈曲させた。
【００２７】
図７に示すように、インペラ部４ｂとロータは嵌着して一体化する。ここでは、ロータ部４ａをインペラ部４ｂの環状部４ｉに圧入して、嵌着させているが、他の手法、接着、螺合などであってもよい。圧入が、簡易かつ低コストで好ましい。
【００２８】
図９に示すように、本発明である遠心ファンモータ用ファン４を組み込んだ遠心ファンモータ５は、従来の吸引口５ｆを底面に、吐出口５ｄを側面に備えるケーシング５ａ、吸込口５ｇを備えるカバープレート５ｂ内に、ステータ５ｃ、遠心ファンモータ用ファン４のロータ部４ａがあり、ロータ部４ａとインペラ部４ｂは一体あるいは嵌合している。
【００２９】
インペラ部４ｂの高さ（インペラ高）は、遠心ファンモータ５の高さ（ファンモータ高）に応じて、同じ厚みのインペラ部（第一、第二、第三インペラ部４ｃ、４ｄ、４ｅ）を積層して調節した。同じ厚みのインペラ部を積層することで、高さ毎に異なる金型を用いることなく所望のインペラ高を形成することができる。
【実施例２】
【００３０】
図１０−図１１に示すように、本発明の第二の実施形態である遠心ファンモータ用ファン６は、ロータ付インペラ部６ａと、第二インペラ部４ｄ、第三インペラ部４ｅとからなる。第二インペラ部４ｄ、第三インペラ部４ｅは、実施例１と同じである。積層されたインペラ４ｋで、インペラ部６ｃを形成する。
【００３１】
ロータ付インペラ部６ａは、実施例１において、ロータ部４ａと最上層のインペラ部（第一インペラ部４ｃ）とを一体に金属板から打ち出して成型され、ロータ部６ｂと、ロータ部６ｂの側面に連設して配置された複数のインペラ４ｋとからなる。ロータ部６ｂには、回転軸４ｎする。
【００３２】
遠心ファンモータ用ファン６は、ロータ付インペラ部６ａと第二インペラ部４ｄ、第三インペラ部４ｅとを、ハーフピアス４ｍ方式などで連結してなる（図１１）。
【実施例３】
【００３３】
図１２−図１３に示すように、本発明の第三の実施形態である遠心ファンモータ用ファン７は、ロータ部４ａ、インペラ部７ａとからなる。
【００３４】
ロータ部４ａは、実施例１のロータ部と同じである。ロータ部４ａとインペラ部７ａの嵌着も圧入などとすればよい。
【００３５】
インペラ部７ａは、実施例１の第一インペラ部４ｃにおいて、ハーフピアス４ｍを備えない形状で、ロータ部４ａを嵌める環状部７ｂと環状部７ｂと一体に金属板から打ち出し成型され環状部７ｂの側面に連接して配置された複数のインペラ７ｃとからなる。勿論、ハーフピアス４ｍ構造を備えていてもインペラ部７ａに、それらインペラ部を積層しないだけで、採用できる。インペラ７ｃの高さを用いられる遠心ファンモータのケーシングの高さに応じて、適宜、打ち抜かれる金属板の厚みを選択すればよい。極めて薄いケーシング高であれば、このように、一枚のインペラ部７ａで、遠心ファンモータ用ファン７を形成することができる。
【００３６】
図１４に、遠心ファンモータ用ファン７を用いて、ファン駆動時の騒音を測定した結果を示した。このときのインペラの厚みは０．５ｍｍ、高さは１．５ｍｍであった（図２の分析で用いた樹脂一体成型ファンと同一形状とした）。図１４の結果が示すように、遠心ファンモータ用ファン７では、図２に比べ、酸周波数成分が極めて少なく抑制され、騒音レベルが低い。
【実施例４】
【００３７】
図１５に示すように、本発明の第四の実施形態である遠心ファンモータ用ファン８は、金属製のファンで、ロータ部８ａと、インペラ部８ｂからなる。
【００３８】
ロータ部８ａは、回転軸４ｎを備え、インペラ部８ｂと嵌着する。インペラ部８ｂは、ロータ部８ａと一体に金属板から打ち出し成型され、ロータ部８ａの側面に連接して配置された複数のインペラ８ｃを備える。インペラ８ｃは金属製で、ケーシング高さに応じてロータ部８ａと一体に成型されるため、樹脂製ファンに比べ、強度が高く離散周波数成分が抑制され、低騒音の遠心ファンモータ用ファンを提供することができる。
【実施例５】
【００３９】
図１６に、遠心ファンモータ用ファン８をケーシング９ａに組み込んだ遠心ファンモータ９（Ａ）と、（Ａ）に対して、遠心ファンモータ用ファン８を上下反転して、（Ａ）と逆向きに回転する逆回転遠心ファンモータ１０（Ｂ）を示した。
【００４０】
本発明の遠心ファンモータ用ファン８であれば、正回転（ＣＷ）、逆回転（ＣＣＷ）であっても、使用することができ、経済的である。
【符号の説明】
【００４１】
１      樹脂一体成型ファン
１ａ    ロータ部
１ｂ    インペラ
１ｃ    回転軸  
２      樹脂一体成型ファン
２ａ    ロータ部
２ｂ    インペラ
２ｃ    連結部材
３      金属板の曲げ加工ファン
３ａ    インペラ
３ｂ    鈎部
３ｃ    凹部
４      遠心ファンモータ用ファン
４ａ    ロータ部
４ｂ    インペラ部
４ｃ    第一インペラ部
４ｄ    第二インペラ部
４ｅ    第三インペラ部
４ｆ    凹部
４ｇ    凸部
４ｈ    貫通孔
４ｉ    環状部
４ｋ    インペラ
４ｍ    ハーフピアス
４ｎ    回転軸
５      遠心ファンモータ
５ａ    ケーシング
５ｂ    カバープレート
５ｃ    ステータ
５ｄ    吐出口
５ｆ    吸引口
５ｇ    吸込口
６      遠心ファンモータ用ファン
６ａ    ロータ付インペラ部
６ｂ    ロータ部
６ｃ    インペラ部
７      遠心ファンモータ用ファン
７ａ    インペラ部
７ｂ    環状部
７ｃ    インペラ
８      遠心ファンモータ用ファン
８ａ    ロータ部    
８ｂ    インペラ部
８ｃ    インペラ
９      遠心ファンモータ  
９ａ    ケーシング
１０    逆回転遠心ファンモータ
【図１】
2015121154.tif 000003
【図３】
2015121154.tif 000004
【図４】
2015121154.tif 000005
【図５】
2015121154.tif 000006
【図６】
2015121154.tif 000007
【図７】
2015121154.tif 000008
【図８】
2015121154.tif 000009
【図９】
2015121154.tif 000010
【図１０】
2015121154.tif 000011
【図１１】
2015121154.tif 000012
【図１２】
2015121154.tif 000013
【図１３】
2015121154.tif 000014
【図１５】
2015121154.tif 000015
【図１６】
2015121154.tif 000016
【図２】
2015121154.tif 000017
【図１４】
2015121154.tif 000018