(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付パネルに形成された開口部にファンの回転羽根を対応配置させた状態で前記取付パネルに前記ファンを取付けて成るファン装置であって、前記取付パネルの開口部と相似する形状を有しかつ前記開口部を構成する周面において前記開口部に連通する環状のスリットを設けることにより、前記開口部の外径方向に膨張するスリット状断面膨張部を前記取付パネルのファン取付箇所に配設するようにしたファン装置において、開口部をそれぞれ有する２枚のパネルを互いに対向配置すると共に、前記開口部と相似する形状でかつ前記開口部より大きい開口部を有する吸音材を前記２枚のパネルの間に挟み込むことにより、前記スリット状断面膨張部を形成するようにしたことを特徴とするファン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器の冷却等を目的とした送風を行うファン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファンは、機器の冷却を代表例として、送風用に広く利用されている。図７は従来のファン装置３０を示すものであって、１枚の取付パネル３１のほぼ中央箇所に形成された円形の開口部３２にファン３３の回転羽根３４を対応配置させた状態でファン３３が取付パネル３１にボルト締め等にて取付けられるようになっている。
【０００３】
上述の如きファン装置３０は送風用として各種の機器に従来より広く採用されているのであるが、その反面、ファン３３はこれらの機器において主要な騒音源となっている場合が多いため、ファン３３の低騒音化が要望されているのが実状である。
【０００４】
そこで、ファンの低騒音化を図る対策として、音の共鳴現象を利用したものが提案されている。すなわち、ファンから発生した騒音のうち、特定の周波数成分を共鳴吸収する方法を採用したファン装置が出願されている。その代表例としては、特開平３−２０２６９９号が挙げられるが、この場合には回転羽根の中心に位置するハブ或いは回転羽根の外周に位置するベルマウスを空洞構造とし、ハブ或いはベルマウスの表面から空洞に達する小孔を設けることにより消音器を構成するようしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如くファンの内部に消音器が内蔵されているタイプ（消音器内蔵型）のファン装置にあっては、ファンの構造を変更する必要がある。そのため、ファンを組み込んだ機器の設計，製造を行うに際しては、事実上、消音器内蔵型のファン装置を利用することができないという不具合がある。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ファンの構造を変更することなく極めて簡単な構造のものでありながら、共鳴吸収作用によりファンの騒音を効果的に低減することができるようなファン装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の如き不具合はファンの内部に消音器を設けるために発生するので、この不具合を解消するための対策として、ファンの外部に同様な効果を有する消音器を設けることが考えられる。このような見地に基づいて鋭意検討の結果、本発明者らは、ファンが取付けられる取付パネル部分に消音器を設けるように構成し、しかも、既存の取付パネルの構造に大きな変更を要することなく利用できるように薄い形状でかつ充分な消音効果を発揮し得るファン装置を開発したのである。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明では、取付パネルに形成された開口部にファンの回転羽根を対応配置させた状態で前記取付パネルに前記ファンを取付けて成るファン装置であって、前記取付パネルの開口部と相似する形状を有しかつ前記開口部を構成する周面において前記開口部に連通する環状のスリットを設けることにより、前記開口部の外径方向に膨張するスリット状断面膨張部を前記取付パネルのファン取付箇所に配設するようにしたファン装置において、開口部をそれぞれ有する２枚のパネルを互いに対向配置すると共に、前記開口部と相似する形状でかつ前記開口部より大きい開口部を有する吸音材を前記２枚のパネルの間に挟み込むことにより、前記スリット状断面膨張部を形成するようにしている。
【００１４】
【作用】
ファンが取付けられる取付パネルの開口部の周面にスリット状断面膨張部を設けることにより、送風方向と直交する開口部の周面の断面形状は前記スリット状断面膨張部の両側において相対的に小径の部分（縮小部）となされると共に、前記スリット状断面膨張部においては前記開口部と相似形状に拡大された相対的に大径の部分（拡大部又は膨張部）となされる。送風方向に沿ったこのような断面形状の変化により、騒音が前記スリット状断面膨張部において共鳴吸収されて消音され、低騒音化が図られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図１〜図６を参照して説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明を適用したファン装置の実施形態を説明するのに先立って説明するファン装置１の第１参考例を示すものであって、本例のファン装置１は、ファン（軸流ファン）２とこのファン２が取付けられる取付パネル３とにより構成されている。上述のファン２は、回転駆動力が伝達されるハブ４と、このハブ４の外周面に等間隔に配設された複数の回転羽根５と、ハブ４及び回転羽根５から成る回転体を収容する開口６を備えた枠体７とから成り、前記枠体７が取付パネル３にボルト８及びナット９にて締付固定されるようになっている。
【００１７】
一方、取付パネル３は薄板部材から成る一体成形品にて構成されており、そのほぼ中央箇所には、図１及び図２に示すように円形の開口部１０が形成されている。さらに詳述すると、取付パネル３は１枚板から成る外枠部分１１及びこの外枠部分１１にて取り囲まれた領域（開口部１０の周縁箇所）に設けられたファン取付部１２を有している。上述のファン取付部１２は、図２に明示するように、前記外枠部分１１より板厚が厚くなるように成形されており、その板厚方向の中間箇所に取付パネル３の面方向にほぼ沿って延びると共に前記開口部１０の周囲において同心状に延びる環状のスリットＳが形成されている。すなわち、ファン取付部１２は、外枠部分１１から平坦状に延設された平坦部１３と、外枠部分１１に段差部１４を介して連設されかつ前記平坦部１３に対してほぼ平行状に対向配置された対向片部１５とを具備しており、平坦部１３，段差部１４及び対向片部１５にてスリット状断面膨張部１６が構成されている。
【００１８】
しかして、取付パネル３の開口部１０と相似する形状を有しかつ開口部１０を構成する周面において開口部１０に連通する環状のスリットＳが設けられ、これにより、開口部１０の外径方向に膨張する円板状のスリット状断面膨張部１６が取付パネル３のファン取付部１２に配設されている。従って、送風方向と直交する開口部１０の周面の断面形状は、スリット状断面膨張部１６の存在により、スリット状断面膨張部１６の両側には相対的に小径の部分（縮小部）１０ａ，１０ｂが設けられると共に、スリット状断面膨張部１６には開口部１０と相似形状に拡大された相対的に大径の部分（拡大部又は膨張部）１０ｃが設けられている。
【００１９】
次に、取付パネル３へのファン２の取付けについて説明すると、以下の通りである。すなわち、取付パネル３の開口部１０に対応する位置にファン２のハブ４及び回転羽根５が配置された状態の下で、ファン２の枠体７が取付パネル３の開口部１０の周縁のファン取付部１２に当接されてボルト８及びナット９にて取付パネル３に一体に取付けられる。
【００２０】
ちなみに、本例で用いられるファン２の横幅及び縦幅Ａは各１８０ｍｍで、その厚さＢは１１０ｍｍであり、取付パネル３の開口部１０の直径寸法Ｃは１７４ｍｍである。また、スリット状断面膨張部１６のスリット幅Ｄは１ｍｍで、スリット深さＥは１１８ｍｍである（図２参照）。
【００２１】
このような構成のファン装置１によれば、取付パネル３のファン取付部１２にスリット状断面膨張部１６を設けて取付パネル３の開口部１０の周面に一対の縮小部１０ａ，１０ｂ及び拡大部（膨張部）１０ｃを形成するようにしたので、送風方向に沿った開口部１０の周面のこのような断面形状の変化により、ファン２の作動に伴って発生される空気流がスリット状断面膨張部１６において共鳴状態となる。その結果、ファン２の作動に応じて発生される騒音が共鳴吸収されて消音されることとなるため、低騒音化を図ることができる。なお、具体的な実験例については後述する。
【００２２】
さらに、本例においては、スリット状断面膨張部１６を取付パネル３のファン取付部１２に設けて消音器を構成するようにしているので、既存の取付パネル３に特別に大きな変更を加えることなく対応することができる上に、スリット状断面膨張部１６を形成するためのスリットＳは幅狭のものでよいため、薄型の消音器を簡単に構成することが可能である。
【００２３】
また、図３は、本発明を適用したファン装置の実施形態を説明するのに先立って説明するファン装置の第２参考例を示すものであって、本例は、スリットＳの最外周箇所にリング形状の吸音材１８を充填するようにしたものである。この場合には、吸音材１８の存在により、既述の第１参考例の場合に比べてより一層顕著な消音効果を得ることができる。
【００２４】
また、図４は、本発明を適用したファン装置の実施形態を説明するのに先立って説明するファン装置の第３参考例を示すものであって、本例は、同一直径の開口部２０ａ，２０ｂをそれぞれ有する２枚のパネル２１ａ，２１ｂを互いに対向配置すると共に、これらの開口部２０ａ，２０ｂと相似する形状でかつ前記開口部２０ａ，２０ｂより大きい開口部２２を有する１枚のパネル２３を前記２枚のパネル２１ａ，２１ｂ間に挟み込むことにより、スリット状断面膨張部１６を形成するようにしたものである。この場合には、既述の第１実施例の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
また、図５は、本発明を適用したファン装置の実施例を示すものであって、本例は、同一直径の開口部２０ａ，２０ｂをそれぞれ有する２枚のパネル２１ａ，２１ｂを互いに対向配置すると共に、これらの開口部２０ａ，２０ｂと相似する形状でかつ前記開口部２０ａ，２０ｂより大きい開口部２４を有する吸音材２５を前記２枚のパネル２１ａ，２１ｂの間に挟み込むことにより、スリット状断面膨張部１６を形成するようにしたものである。この場合には、既述の第２参考例の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００２６】
図１及び図２に示すファン装置１の騒音測定を行ったところその実験結果は図６示す如くであり、ファン装置１と同様の寸法を有する従来のファン装置３０（但し、スリット状断面膨張部１６を具備せず）の騒音測定を行ったところその結果は図８に示す如くであった。なお、図６及び図８に示すグラフは、ファンの吸入口から１ｍの位置での騒音を測定し、これを周波数毎の成分に分解して表示したものである。
【００２７】
従来のファン装置３０に関しては、図８に示す測定結果から明かなように、周波数５００Ｈｚでの騒音成分が最も大きく、約６４ｄＢ（Ａ）であり、全体の騒音値は、６９ｄＢ（Ａ）である。ここで、ｄＢ（Ａ）とは、音の大きさを表す単位であり、測定された音のエネルギーと人間が感じることができる最小の音のエネルギーの比の常用対数を１０倍したものが、デシベルと称する、記号ｄＢであり、さらに、人間の周波数毎の音に対する感覚の違いを補正したものがデシベル値のＡレンジ補正と呼び、これを記号とｄＢ（Ａ）と記している。
【００２８】
一方、本発明のファン装置１に関しては、図６に示す測定結果から明かなように、５００Ｈｚでの騒音成分が５３ｄＢ（Ａ）であって従来の場合に比べて１０ｄＢ（Ａ）ほど低下しており、全体の騒音値についても、６７ｄＢ（Ａ）となって２ｄＢ（Ａ）低下し、騒音低減の効果が認められた。
【００２９】
ところで、本発明による騒音低減は特定の周波数の音を低減するため、最も大きな騒音成分の周波数帯で共鳴吸収が起きるように設計することが騒音低減に最も効果的である。ここで、重要となるのが、共鳴周波数とスリット深さとの関係である。そこで、本発明者らが最も良好な条件を実験により求めたところ、波数（円周率の２倍の値を、空気を媒体として伝播する音波の波長で除した値）とスリット深さの積が約１．１となるように設定することが最良であると確認した。従って、上述の実施例では波数とスリット深さの積が約１．１となるようスリット深さを設定した。しかし、波数とスリット深さとの関係は、使用するファンにより異なる値であるため、最適な条件を求めて個々にスリット深さを設定するのが望ましい。
【００３０】
以上、本発明の実施例につき述べたが、本発明は、図５に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施例では軸流ファン２をこのファン２の吐出口側において取付パネル３に取付けるようにしているが、吸込側でもさらに、吸込及び吐出の両側に取付けるようにした場合にも、同様の効果を得ることができる。また、軸流ファン２に限らず、遠心ファンや横流ファンなどでもファンの種類に関係なく、同様の効果を得ることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、取付パネルの開口部と相似する形状を有しかつ前記開口部を構成する周面において前記開口部に連通する環状のスリットを設けることにより、前記開口部の外径方向に膨張するスリット状断面膨張部を前記取付パネルのファン取付箇所に配設するようにしたファン装置において、開口部をそれぞれ有する２枚のパネルを互いに対向配置すると共に、前記開口部と相似する形状でかつ前記開口部より大きい開口部を有する吸音材を前記２枚のパネルの間に挟み込むことにより、前記スリット状断面膨張部を形成するようにしたものであるから、ファンの作動に伴って生じる空気流がスリット状断面膨張部において共鳴吸収され、従ってこの共鳴吸収作用にてファンの騒音を効果的に低減することができる。
【００３２】
しかも、本発明によれば、スリット状断面膨張部を取付パネルのファン取付箇所に設けて消音器を構成するようにしているので、既存の取付パネルに特別に大きな変更を加えることなく対応することができる上に、スリット状断面膨張部を形成するためのスリットは幅狭のものでよいため、取付パネルのファン取付箇所に薄型の消音器を簡単に構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１参考例に係るファン装置を示す分解斜視図である。
【図２】1140660939875_0
図１のファン装置の断面図である。
【図３】  第２参考例に係るファン装置を示す断面図である。
【図４】  第３参考例に係るファン装置を示す断面図である。
【図５】  本発明を適用したファン装置の実施例を示す断面図である。
【図６】  図１のファン装置の騒音特性を示すグラフである。
【図７】  従来のファン装置を示す分解斜視図である。
【図８】  従来のファン装置の騒音特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ファン装置
２  ファン
３  取付パネル
５  回転羽根
１０  開口部
１０ａ  縮小部
１０ｂ  拡大部
１２  ファン取付部
１６  スリット状断面膨張部
１８  吸音材
２０ａ，２０ｂ  開口部
２１ａ，２１ｂ  パネル
２２  開口部
２３  パネル
２４  開口部
２５  吸音材
Ｃ  開口部の直径
Ｄ  スリット幅
Ｅ  スリット深さ
Ｓ  スリット
【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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【図８】
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