(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側板に冷却フィンを備える制御ボックスに取り付けられるツインファンであって、
前記冷却フィンの一部に設けられた貫通孔を塞ぐ非磁性非導電体からなる仕切板と、前記制御ボックスの内側に位置するよう前記仕切板の片面に取り付けられ回転駆動される駆動ファンと、前記制御ボックスの外側に位置するよう前記仕切板の他の面に取り付けられる従動ファンとを備え、
前記駆動ファンは、鉛直な回転軸を有する駆動側回転体を備え、該駆動側回転体は、回転時に前記仕切板に順に接近、離隔する複数の駆動側永久磁石部を周縁部に有し、かつ、前記従動ファンは、前記仕切板に近接配置される従動側回転体を備え、該従動側回転体は水平かつ前記仕切板に対し垂直な回転軸を有し、
前記従動ファンは、前記駆動ファンの回転時に、前記従動側回転体が、前記駆動側永久磁石部による磁気吸引力及び／又は渦電流に作用する力を受けることにより、前記駆動ファンの回転に追従して回転する
ことを特徴とするツインファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御ボックスの冷却装置等として好適なツインファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、制御ボックス内に収容される電気機器は、電源部、操作部、制御部などを構成する。なお、電源部は、例えば、外部からの２００Ｖの交流電力を１００Ｖの交流電圧に変圧するトランス（Ｔ）や、１００Ｖの交流電圧を２４Ｖの直流電圧に降圧、整流するＡＣ／ＤＣコンバータや、電流路を開閉するブレーカ（ＣＢ）、マグネットスイッチ、リレーなどからなる。
【０００３】
従来の制御ボックスは、大きな容積を有しており、電気機器は比較的小さな密度で収容されていた。このため、従来は、制御ボックス内部における熱対策の必要性は殆ど無かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近、制御ボックス内の電気機器の占有容積率の大幅な向上の要請があり、この要請に応じて、制御ボックスを小型化するとともに部品、機器を比較的高密度で配置する必要が生じるようになった。そして、電気機器の占有容積率の向上を図ろうとすると、発熱部主に電源部で発生した熱によって制御ボックス内の温度が上昇し、制御部など半導体素子を構成要素としている他の電気機器が熱によって誤作動、動作不良、劣化等するおそれが強くなるため、高価な冷却機を備えることが必要とされていた。
【０００５】
本発明によるツインファンは、上記の点にかんがみなされたものであり、制御ボックス内の温度上昇を抑制することにより、熱による電気機器の不具合の発生を防止することを主な目的としてなされたもので、しかも、安価に構成できるものを提供するものである。なお、本発明によるツインファンは、上記のような制御ボックスのみに対象が限定されて適用されるものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるツインファンは、側板に冷却フィンを備える制御ボックスに取り付けられるツインファンであって、前記冷却フィンの一部に設けられた貫通孔を塞ぐ非磁性非導電体からなる仕切板と、前記制御ボックスの内側に位置するよう前記仕切板の片面に取り付けられ回転駆動される駆動ファンと、前記制御ボックスの外側に位置するよう前記仕切板の他の面に取り付けられる従動ファンとを備え、前記駆動ファンは、鉛直な回転軸を有する駆動側回転体を備え、該駆動側回転体は、回転時に前記仕切板に順に接近、離隔する複数の駆動側永久磁石部を周縁部に有し、かつ、前記従動ファンは、前記仕切板に近接配置される従動側回転体を備え、該従動側回転体は水平かつ前記仕切板に対し垂直な回転軸を有し、前記従動ファンは、前記駆動ファンの回転時に、前記従動側回転体が、前記駆動側永久磁石部による磁気吸引力及び／又は渦電流に作用する力を受けることにより、前記駆動ファンの回転に追従して回転することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【０００９】
図１は、一実施形態に係るツインファンの断面図を示す。
【００１０】
図１において、ツインファン１は、合成樹脂材等非磁性非導電体からなる仕切板２と、駆動ファン３と、従動ファン４とを備える。
【００１１】
駆動ファン３は、仕切板２の片面２ａに取着される駆動側ブラケット５と、駆動側ブラケット５に駆動側保持アーム６を介して固定されるモータ又は軸受７と、モータ７の出力軸に固着されあるいは軸受７に回転可能に保持される駆動側回転体８とを備えて構成される。駆動側回転体８の回転軸８ａは、図１に示すように、仕切板２に対し略水平である。
【００１２】
駆動側回転体８は、例えば図２に示すように、羽根車の各羽根８1 〜８5 の周縁部に駆動側永久磁石部９1 〜９5 を設けて構成されている。各永久磁石部９1 〜９5 は、回転時に仕切板２に順に接近、離隔する。
【００１３】
駆動側回転体８は、上記の如き構成のもの以外に、図３に示すように、羽根車８ｂとこの羽根車８ｂの回転軸に固着された円板８ｃとから構成され、円板８ｃの周縁部に上記永久磁石部９1 〜９5 に相当する複数の永久磁石部９を設け、回転時に、これらの永久磁石部９を順に仕切板２に接近、離隔させるよう構成したものであってもよい。
【００１４】
駆動側ブラケット５は、上下方向に各々開口５ａ、５ｂを有している。
【００１５】
駆動側回転体８は、例えばモータ７によって回転駆動され、開口５ａから流入した流体を開口５ｂから流出させ、あるいは、開口５ｂから流入した流体を開口５ａから流出させる。あるいは、駆動側回転体８は、対流によって発生する気流又は液流、並びに、強制的に発生させた気流又は液流によって回転駆動され、開口５ａ又は５ｂから流入した気流又は液流は開口５ｂ又は５ａから流出する。
【００１６】
一方、従動ファン４は、仕切板２の片面２ｂに取着される従動側ブラケット１０と、従動側ブラケット１０に従動側保持アーム１１を介して固定される軸受１２と、軸受１２に回転可能に保持される従動側回転体１３とを備えて構成される。
【００１７】
従動側回転体１３は、例えば図４に示すように、羽根車の各羽根１３1 〜１３5 の先端部に、磁性体部、従動側永久磁石部又はＡｌ板等の非磁性導電体部１４1 〜１４5 を設けて構成されている。各磁性体部、各従動側永久磁石部又は各非磁性導電体部１４1 〜１４5 は、仕切板２に近接して配置され、かつ、駆動側永久磁石部９1 〜９5 に対し対向可能に配置される。なお、符号１４1 〜１４5 が従動側永久磁石部である場合、駆動側永久磁石部９1 〜９5 と従動側永久磁石部１４1 〜１４5 は、互いに磁気吸引力を受けることができる極性で配置されている。
【００１８】
従動側回転体１３は、上記の如き構成のもの以外に、図５に示すように、羽根車１３ａとこの羽根車１３ａの回転軸に固着された円板１３ｂとから構成され、円板１３ｂに上記磁性体部、従動側永久磁石部又は非磁性導電体部１４1 〜１４5 に相当する複数の磁性体部、従動側永久磁石部又は非磁性導電体部１４を設け、これらの磁性体部、従動側永久磁石部又は非磁性導電体部１４を仕切板２に近接配置させて構成したものであってもよい。
【００１９】
さらに、円板１３ｂの他の実施形態を図６に示す。図６に示す円板１３ｂは、母材として非磁性導電材料（例えばオーステナイト系ステンレス）が使用され、かつ、非磁性導電材料に局所的に機械的加工が施されて磁性化（マルテンサイト変態）された磁性体部１４1 〜１４5 を有する。その他、円板１３ｂは、Ａｌ板等の非磁性導電体に局所的に磁性メッキ例えばＮｉメッキを施して磁性体部１４1 〜１４5 が形成されたもの、あるいは、Ａｌ板等の非磁性導電体に磁性メッキ例えばＮｉメッキを全体に施したものであってもよい。さらに、円板１３ｂは、単に磁性体からなるものであってもよい。
【００２０】
従動側ブラケット１０は、側面に開口１０ａを有している。
【００２１】
上記のように構成されたツインファン１において、駆動側回転体８がモータ７又は気流又は液流によって回転駆動されると、従動側回転体１３は、駆動側永久磁石部９1 〜９5 による磁気吸引力及び／又は電磁誘導による渦電流に作用する力を受けて駆動側回転体８に追従して回転する。この従動側回転体１３の回転により、従動ファン４側の気体又は液体は、仕切板２と平行な方向から開口１０ａを介して流入し、仕切板２に対し垂直方向に流出し、あるいは、仕切板２に対し垂直方向から流入し、仕切板２と平行な方向に開口１０ａを介して流出する。
【００２２】
図７は、上述したツインファン１の使用例を示す要部の平面図である。
【００２３】
図７に示す使用例は、側板に放熱面積増大のための冷却フィン５０が設けられている制御ボックスの当該冷却フィン５０の一部に貫通孔５０ａを設け、この貫通孔５０ａを仕切板２で塞ぐようにツインファン１を取り付けた例を示している。図７において、ツインファン１は、制御ボックスの内側に駆動ファン３、外側に従動ファン４をそれぞれ配し、そのとき、駆動側回転体８の回転軸８ａは鉛直方向に一致させ、従動側回転体１３の回転軸１３ａは水平方向に一致させる。
【００２４】
ツインファン１を上記のように制御ボックスに取り付けると、駆動ファン３がモータ７を有するタイプの場合、制御ボックス内部に通常収容されている電源部を利用してモータ７を回転させることができる。そして、駆動ファン３が回転すると従動ファン４がこれに追従して回転し、この従動ファン４の回転により、冷却フィン５０の外面に低温空気が流れ込み、冷却フィン５０が冷却されるようになり、これにより制御ボックス内部が冷却される。
【００２５】
一方、駆動ファン３がモータの代わりに軸受７を有するタイプの場合、制御ボックス内部の発熱によって発生する上昇気流によって駆動ファン３を回転駆動することができる。そして、この駆動ファン３の回転に追従して従動ファン４が回転し、この従動ファン４の回転により冷却フィン５０の外面に低温空気が流れ込み、冷却フィン５０が冷却されるようになり、これにより制御ボックス内部が冷却される。
【００２６】
このように、ツインファン１を制御ボックスに使用した場合、制御ボックス内の既存の電源部を利用して、あるいは、制御ボックス内で発生する上昇気流を利用して駆動ファン３を回転駆動することができる。また、従動ファン４は駆動ファン３に追従して回転するため、従動ファン４専用の電源及び配線が不要となる。
【００２７】
上述した実施形態では、駆動ファン３は、仕切板２に対し略平行な回転軸８ａを有する駆動側回転体８を備え、駆動側回転体８は、回転時に仕切板２に順に接近、離隔する複数の駆動側永久磁石部９1 〜９5 を周縁部に有し、かつ、従動ファン４は、仕切板２に近接配置される従動側回転体１３を備え、従動側回転体１３は仕切板２に対し垂直な回転軸１３ａを有する構成をとっているが、本発明は、これに限定されるものではなく、上記駆動ファン３と従動ファン４を入れ替えたような構成、すなわち、駆動ファンは、仕切板に近接配置される複数の駆動側永久磁石部と仕切板に対し垂直な回転軸とを有する駆動側回転体を備え、かつ、従動ファンは、仕切板に対し略平行な回転軸を有する従動側回転体を備え、従動側回転体の周縁部は、仕切板に接近した状態に維持される構成としてもよく、このツインファンによっても上記と同様な作用効果を発揮することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のツインファンによると、従動ファンを駆動ファンに追従させて回転させるよう構成したため、従動ファン専用の電源及び配線が不要となる。このため、隔壁で仕切られた二つの環境のうちの一方の環境であって、ファンの設置が望まれるがファンへの配線が困難な環境であっても、隔壁に仕切板を配するとともにこの一方の環境側に従動ファンを、他方の環境側に駆動ファンをそれぞれ配することで、この一方の環境にファンを設置することが可能となる。
【００２９】
また、本発明のツインファンは、駆動ファンの回転軸と従動ファンの回転軸が互いに略直交しているため、駆動ファンによる流体の流れ方向と従動ファンによる流体の流れ方向を直交させたいような環境下での使用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るツインファンの断面図である。
【図２】駆動側回転体の正面図である。
【図３】駆動側回転体の変形例の断面図である。
【図４】従動側回転体の正面図である。
【図５】従動側回転体の変形例の断面図である。
【図６】従動側回転体の他の変形例の正面図である。
【図７】ツインファンの使用例を示す要部平面図である。
【符号の説明】
１    ツインファン
２    仕切板
３    駆動ファン
４    従動ファン
８    駆動側回転体
９1 〜９5     駆動側永久磁石部
１３    従動側回転体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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