轴流风扇的制作方法

轴流风扇
1.相关申请的交叉参考
2.本技术基于2021年7月20日向日本特许厅提交的日本专利申请2021-119447号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种轴流风扇。


背景技术：

4.在日本专利第4145906号公报中公开了一种散热风扇(轴流风扇)，该散热风扇包括安装成相对于与风扇的轴垂直的水平线具有倾斜角的固定叶片(静叶)。


技术实现要素：

5.本发明的实施方式的轴流风扇构成为沿着送风方向送风，所述轴流风扇包括动叶和外壳，所述动叶绕沿着所述送风方向延伸的旋转轴线旋转，所述外壳包括：外框部，划定收纳有所述动叶的圆柱状的风洞空间；圆筒状的基座部，位于所述旋转轴线上；以及固定叶片，设置在所述外框部的内周面与所述基座部的外周面之间且比所述动叶靠所述送风方向上的下游侧，所述固定叶片在送风方向w上的下游侧具有受风面，在将沿着所述送风方向的固定叶片的某个截面设为第一截面，将比所述第一截面的切断线更向所述动叶的旋转方向移动的切断线的固定叶片的截面设为第二截面时，由所述第二截面表示的所述受风面具有比由所述第一截面表示的所述受风面大的叶片曲率。
附图说明
6.图1是本发明的实施方式的轴流风扇的立体图。
7.图2是表示轴流风扇的外壳的俯视图。
8.图3是图2中的x0-v1的剖视图。
9.图4是图2中的x0-v2的剖视图。
10.图5是图2中的x0-v3的剖视图。
11.图6是表示外框部和基座部的扩径部的图。
12.图7是表示固定叶片的结构的图。
13.图8是表示送出口的周边部的风的流动的图。
14.图9是表示送出口的中间部的风的流动的图。
15.图10是表示送出口的中央部的风的流动的图。
具体实施方式
16.在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更
多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
17.日本专利第4145906号公报所公开的散热风扇在固定叶片的上端与水平线之间具有倾斜角。因此，记载了能够增大轴毂附近的动作范围，并且能够使固定叶片的周围整体的风分布均匀。此外，还记载了通过防止固定叶片的上端的气流的堆积，能够消除由涡流产生的噪声。
18.在日本专利第4145906号公报中记载了通过使散热风扇的固定叶片的上端倾斜来实现整体上均匀的风分布。但是，没有记载通过其他结构来实现均匀的风分布。因此，在通过抑制风分布的偏差来实现均匀的风分布的方面，存在改善的余地。
19.因此，在本发明实施方式中，其目的在于提供一种径向上的风分布的偏差小的轴流风扇。
20.本发明的一种方式的轴流风扇构成为沿着送风方向送风，所述轴流风扇包括动叶和外壳，所述动叶绕沿着所述送风方向延伸的旋转轴线旋转，所述外壳包括：外框部，划定收纳有所述动叶的圆柱状的风洞空间；圆筒状的基座部，位于所述旋转轴线上；以及固定叶片，设置在所述外框部的内周面与所述基座部的外周面之间且比所述动叶靠所述送风方向上的下游侧，所述固定叶片在送风方向w上的下游侧具有受风面，在将固定叶片的某个截面设为第一截面，将比所述第一截面的切断线更向所述动叶的旋转方向移动的切断线的固定叶片的截面设为第二截面时，由所述第二截面表示的所述受风面具有比由所述第一截面表示的所述受风面大的叶片曲率。
21.根据本发明，能够提供一种径向上的风分布的偏差小的轴流风扇。
22.以下，参照附图对本实施方式进行说明。另外，在实施方式的说明中，为了便于说明，省略具有与已经说明的构件相同的附图标记的构件的说明。此外，为了便于说明，本附图所示的各构件的尺寸有时与实际的各构件的尺寸不同。
23.图1是表示本实施方式的轴流风扇的一例的立体图。
24.如图1所示，轴流风扇1是构成为沿着由箭头表示的送风方向w送风的风扇。轴流风扇1具备外壳2以及配置在外壳2内的动叶4。
25.外壳2包括外框部10、基座部20和固定叶片30。
26.外框部10划定与风(空气)的吸入口12和送出口13连通的圆柱状的风洞空间11。动叶4收纳在风洞空间11内。随着动叶4的旋转而从吸入口12吸入的风沿着风洞空间11向送风方向w输送，并且从送出口13向外部送出。
27.基座部20以沿着动叶4的旋转轴线x的方式配置在由外框部10确定的风洞空间11的径向上的中央部。旋转轴线x沿着送风方向w延伸。基座部20形成为圆筒状。此外，基座部20包括：圆筒部21，设置在作为送风方向w的上游的吸入口12侧；以及锥形部22，设置在作为送风方向w的下游的送出口13侧。
28.固定叶片30是构成为将基座部20与外框部10连结的静叶。即，通过固定叶片30，基座部20与外框部10连结。由此，在风洞空间11的径向上的中央部固定有基座部20。固定叶片30设置在外框部10的内周面与基座部20的外周面之间。固定叶片30的径向上的外侧端部与外框部10的内周面连接。固定叶片30的径向上的内侧端部与基座部20的外周面连接。固定叶片30设置在比动叶4靠送风方向w上的下游侧的位置。
29.固定叶片30是形成为薄板状的静叶。在本实施方式中，以放射状设置有多个(在如
图所示的例子中为七个)固定叶片30。在此，在固定叶片30中，将送风方向w上的上游侧的面、即位于吸入口12侧的面定义为“受风面”31。此外，将送风方向w上的下游侧的面、即位于送出口13侧的面定义为“送风面”32。
30.在基座部20内固定有对动叶4进行旋转驱动的马达23。马达23由包括卷绕的绕组的定子(省略图示)以及具有永磁铁的转子(省略图示)构成。定子固定于基座部20。由此，马达23经由基座部20和固定叶片30固定于外框部10。
31.动叶4安装于形成为杯状的动叶壳体41的外周面。安装有动叶4的动叶壳体41在风洞空间11内设置在比基座部20和固定叶片30靠送风方向w上的上游侧的位置。动叶壳体41固定于马达23的旋转轴24。在动叶壳体41的内周面固定有构成马达23的转子的多个永磁铁。动叶4随着旋转轴24的旋转而绕旋转轴线x旋转，向送风方向w送风。
32.图2是从送风方向w的下游侧、即风洞空间11的送出口13侧观察外壳2的俯视图。此外，图3是图2的x0-v1线的沿着送风方向w的外壳2的剖视图。同样地，图4是图2的x0-v2线的剖视图。同样地，图5是图2的x0-v3线的剖视图。x0-v1线、x0-v2线和x0-v3线是从基座部20的中心点向径向延伸的切断线。
33.在如图所示的例子中，固定叶片30与外框部10的内周面14连接。并且，x0-v1线是通过固定叶片30的径向的外侧端部33的送风方向w的下游端34的切断线。x0-v2线是通过从x0-v1线向动叶4的旋转方向f旋转移动了规定角度θ1的位置的切断线。x0-v3线是通过从x0-v2线进一步向旋转方向f旋转移动了规定角度θ2的位置的切断线。
34.轴流风扇1的固定叶片30的受风面31包括相对于送风方向w具有凸形状的部位(凸部)和/或相对于送风方向w具有凹形状的部位(凹部)。所述凸部向送风方向w的上游侧鼓出。所述凹部向送风方向w的下游侧凹陷。并且，所述凸部和凹部相对于送风方向w具有相互不同的曲率(以下适当地称为叶片曲率)。即，相对于送风方向w，所述凸部具有正的叶片曲率。另一方面，所述凹部具有负的叶片曲率。
35.在此，在固定叶片30的某个位置的沿着送风方向w的截面为“第一截面”时，比该第一截面的切断线更向动叶4的旋转方向f移动的切断线的截面为“第二截面”。在该情况下，固定叶片30构成为第二截面所示的受风面31的叶片曲率大于第一截面所示的受风面31的叶片曲率。
36.例如，关于图2中的x0-v1线、x0-v2线和x0-v3线的截面，如果对受风面31的叶片曲率进行比较，则成为以下的大小关系。
37.x0-v2线的截面是与通过固定叶片30的外侧端部33的下游端34的x0-v1线相比，通过向动叶4的旋转方向f旋转移动了角度θ1的位置的切断线的截面。因此，x0-v2线的截面(第二截面)所示的受风面31具有比x0-v1线的截面(第一截面)所示的受风面31大的叶片曲率。
38.此外，x0-v3线的截面是与x0-v2线相比，通过向动叶4的旋转方向f旋转移动了角度θ2位置的切断线的截面。因此，x0-v3线的截面(第二截面)所示的受风面31具有比x0-v2线的截面(第一截面)所示的受风面31大的叶片曲率。
39.具体而言，例如，如图3所示，在x0-v1线的截面中，固定叶片30的受风面31形成为向送风方向w的下游侧(送风方向侧)凹陷的凹状。即，该截面所示的受风面31具有负的叶片曲率。
40.接着，例如，如图4所示，在x0-v2线的截面中，固定叶片30的受风面31形成为向送风方向w的上游侧(与送风方向相反的方向)平缓地鼓出的凸状。即，该截面所示的受风面31具有平缓的弯曲程度、即小的正的叶片曲率。
41.接着，例如，如图5所示，在x0-v3线的截面(第二截面)中，固定叶片30的受风面31形成为向送风方向w的上游侧(与送风方向相反的方向)鼓出的凸状。并且，向其上游侧鼓出的程度大于x0-v2线的截面(第一截面)所示的受风面31的鼓出程度(参照图4)。即，第二截面所示的受风面31具有比x0-v2线的截面(第一截面)所示的受风面31稍许急剧的弯曲程度、即大的正的叶片曲率。由此，越是位于动叶4的旋转方向f的前方的受风面31，越具有更大的叶片曲率。
42.此外，例如，固定叶片30的受风面31中的位于动叶4的旋转方向f上的最上游侧的部位、即位于与动叶4的旋转方向f相反方向的端部的部位形成为向送风方向w的下游侧凹陷的凹状。
43.此外，例如，固定叶片30的受风面31中的位于动叶4的旋转方向f上的最下游侧的部位、即位于与动叶4的旋转方向f相同方向的端部的部位形成为向送风方向w的上游侧鼓出的凸状。
44.图6是图2的x0-v4线的沿着送风方向w的外壳2的剖视图。图6是表示设置于外框部10和基座部20的扩径部的图。
45.如图6所示，在外框部10的内周面14中，在作为送风方向w上的下游侧的端部的外框后端部设置有使风洞空间11的直径变大的外框后扩径部15。外框后扩径部15形成为随着朝向送风方向w的下游侧而向径向的外侧倾斜。即，随着接近风洞空间11的送出口13，风洞空间11的直径变大，送出口13也扩大。外框后扩径部15的倾斜例如可以是平面状的倾斜，也可以是圆弧状的倾斜。
46.此外，在外框部10的内周面14中，在比外框后扩径部15靠送风方向w上的上游侧设置有使风洞空间11的直径变大的外框内扩径部16。外框内扩径部16形成为随着朝向送风方向w的下游侧而向径向的外侧倾斜。即，随着接近外框后扩径部15，风洞空间11的直径变大。外框内扩径部16与外框后扩径部15连续。即，外框内扩径部16的送风方向w上的下游端部与外框后扩径部15的送风方向w上的上游端部连结。外框内扩径部16的倾斜例如可以是平面状的倾斜，也可以是圆弧状的倾斜。
47.此外，在基座部20的外周面中，在作为送风方向w的下游侧的端部的基座后端部设置有使风洞空间11的直径变大的基座扩径部25。基座扩径部25由基座部20的锥形部22中的倾斜面构成。基座扩径部25形成为随着朝向送风方向w的下游侧而向径向的内侧倾斜。即，随着接近风洞空间11的送出口13，风洞空间11的直径变大，送出口13扩大。基座扩径部25的倾斜例如可以是平面状的倾斜，也可以是圆弧状的倾斜。另外，基座扩径部25的送风方向w的长度l2设定为与设置于外框部10的内周面14的外框后扩径部15的送风方向w的长度l1大致相同的长度。
48.图7是图2的x0-v4线的沿着送风方向w的外壳2的剖视图。图7表示固定叶片30的结构。
49.如图7所示，固定叶片30的径向上的外侧端部遍及外框内扩径部16和外框后扩径部15而与外框部10连接。此外，固定叶片30的径向上的侧端部与基座部20的圆筒部21的外
周面连接。关于具有变化的叶片曲率的受风面31的形状，其径向上的外侧部位的形状形成为与外框部10的外框内扩径部16和外框后扩径部15的用于扩径的倾斜连续。同样地，受风面31的径向上的内侧的形状形成为与基座部20的基座扩径部25的用于扩径的倾斜连续。
50.固定叶片30的内侧端部不与基座部20的锥形部22的外周面连接。即，固定叶片30的内侧端部不与基座部20的基座扩径部25连接。在固定叶片30的内侧端部，送风方向w的下游边缘部从与圆筒部21的连接部位向径向的外侧延伸。此后，所述内侧端部朝向送风方向w的下游侧且朝向径向的外侧倾斜。所述内侧端部此后进一步再次向径向的外侧延伸，并且与外框部10的外框后扩径部15连接。因此，固定叶片30不与基座部20的基座扩径部25连接。但是，固定叶片30设置成在与基座扩径部25分离的位置架设于基座扩径部25的周围。在位于固定叶片30与基座部20的接合部中的送风方向w的下游侧的固定叶片30的后端部设置有切口35，该切口35向送风方向w的上游侧进入，并且使固定叶片30与基座扩径部25分离。
51.叶片后端部36是位于送风方向w上的下游侧的固定叶片30的端部。固定叶片30安装成叶片后端部36位于比外框最后端部17靠送风方向w上的上游侧(前方侧)。在此，外框最后端部17是位于送风方向w上的下游侧的外框部10的最端部。换句话说，固定叶片30的叶片后端部36设置成比由风洞空间11的送出口13的边缘划定的送出线18更进入到风洞空间11内。进入到风洞空间11内的叶片后端部36的距送出线18的距离定义为进入距离l3。由此，进入距离l3设定为比上述的外框后扩径部15的长度l1以及基座扩径部25的长度l2短。
52.如以上说明的那样，本实施方式的轴流风扇1具备动叶4和外壳2，该动叶4绕沿着送风方向w延伸的旋转轴线x旋转。外壳2包括：外框部10，划定收纳有动叶4的圆柱状的风洞空间11；圆筒状的基座部20，位于旋转轴线x上；以及固定叶片30，设置在外框部10的内周面14与基座部20的外周面之间、且比动叶4靠送风方向w的下游侧。固定叶片30包括位于送风方向w上的上游侧的受风面31。并且，当沿着送风方向w的固定叶片30的某个截面为第一截面时，在从第一截面的切断线向动叶4的旋转方向f移动的切断线的固定叶片30的截面为第二截面。在该情况下，第二截面所示的受风面31具有比第一截面所示的受风面31大的叶片曲率。根据该结构，将固定叶片30形成为，越位于动叶4的旋转方向f的前方的切断线的截面所示的受风面31，越具有更大的叶片曲率。由此，能够将通过固定叶片30的附近而流动的风顺畅地向风洞空间11的送出口13送出。因此，能够抑制从送出口13向外部送出的风的径向上的偏差。
53.此外，在轴流风扇1中，位于旋转方向f的最上游的受风面31的部位向送风方向w的下游凹陷。另一方面，位于旋转方向f的最下游的受风面31的部位向送风方向w的上游侧鼓出。通过使受风面31的形状变化为这样的凹凸形状，能够抑制从送出口13向外部送出的风的径向上的偏差。
54.此外，根据轴流风扇1，外框部10包括其内周面14中的送风方向w的下游侧的端部即外框后端部。在外框后端部设置有外框后扩径部15，该外框后扩径部15随着朝向送风方向w的下游侧而使风洞空间11的直径变大。此外，基座部20包括其外周面中的送风方向w的下游侧的端部即基座后端部。在基座后端部设置有基座扩径部25，该基座扩径部25随着朝向送风方向w的下游侧而使风洞空间11的直径变大。因此，通过外框后扩径部15，能够抑制从风洞空间11的径向上的外侧附近向外部流出的风的卷入和剥离。由此，能够使从风洞空间11向外部流出的风大范围地扩散。此外，通过基座扩径部25，能够抑制从风洞空间11的径
向上的内侧附近向外部流出的风的卷入和剥离。由此，能够使从风洞空间11向外部流出的风大范围地扩散。由此，能够进一步抑制从送出口13向外部送出的风的径向上的偏差并使其风量均匀。
55.此外，根据轴流风扇1，在位于送风方向w上的下游侧的固定叶片30的后端部，在与基座部20的接合部设置有切口35。因此，能够将从送风方向w的上游侧流过来的风从该切口35向基座部20的基座扩径部25引导。由此，能够使从风洞空间11的径向上的内侧附近向外部送出的风进一步扩散。
56.此外，轴流风扇1的固定叶片30的送风方向w上的后端部位于比外壳2的后端部靠前方的位置。在包括配置到外壳的后端部的固定叶片的后端部的轴流风扇的结构中，对被固定叶片引导而从风扇的内部向风扇的外部流动的风附加急剧的压力变化。因此，该急剧的压力变化成为产生噪声的主要原因。与此相对，根据本轴流风扇1，在外壳2的后端区域设置有不存在固定叶片的区域。因此，能够使被固定叶片30引导而向风扇的外部流动的风的压力变化平缓。因此，能够防止噪声的产生。此外，通过该结构的固定叶片30与连接于固定叶片30的外框后扩径部15和基座扩径部25的协作，能够进一步提高从送出口13向外部送出的风的径向上的均匀性。
57.此外，根据轴流风扇1，在外框部10的内周面14中，在外框后扩径部15的送风方向w上的上游侧设置有外框内扩径部16，该外框内扩径部16朝向送风方向w上的下游侧而使风洞空间11的直径变大。因此，能够将流过风洞空间11的风经由外框内扩径部16向外框后扩径部15引导。因此，能够使从风洞空间11的径向上的外侧附近向外部送出的风顺畅地扩散。
58.图8是表示通过固定叶片30的附近而向送出口13的周边部流动的风的情况下的剖视图。图9是表示通过固定叶片30的附近而向送出口13的中间部流动的风的情况下的剖视图。图10是表示通过固定叶片30的附近而向送出口13的中央部(内侧部)流动的风的情况下的剖视图。
59.如图8中箭头所示，通过固定叶片30的附近而向送出口13的周边部流动的风按照固定叶片30的受风面31的叶片曲率，顺畅地穿过固定叶片30的附近而向送出口13的周边部流动。流动到送出口13的周边部的风以沿着外框部10的外框后扩径部15向径向的外侧大范围扩散的方式流出。此外，送出口13的周边部的风通过处于从送出口13被引入到风洞空间11内的状态的固定叶片30，成为更顺畅的流动而大范围地扩散。
60.如图9中箭头所示，通过固定叶片30的附近而向送出口13的中间部流动的风按照固定叶片30的受风面31的叶片曲率，顺畅地穿过固定叶片30的附近而向送出口13的中间部流动。流动到送出口13的中间部流动的风通过处于从送出口13被引入到风洞空间11内的状态的固定叶片30，顺畅地沿着送风方向w流出。
61.如图10中箭头所示，通过固定叶片30的附近而向送出口13的中央部流动的风按照固定叶片30的受风面31的曲率，顺畅地穿过固定叶片30的附近而向送出口13的中央部流动。流动到送出口13的中央部的风以沿着基座部20的基座扩径部25向径向的内侧大范围地扩散的方式流出。此外，送出口13的中央部的风通过处于从送出口13被引入到风洞空间11内的状态的固定叶片30，成为更顺畅的流动而大范围地扩散。如图8至图10所示，根据轴流风扇1，能够使从送出口13向外部送出的风在径向上均匀。
62.以上，对本实施方式进行了说明。但是，本实施方式的技术范围当然不应由上述本
实施方式的说明限定地解释。本实施方式仅是例示。本领域技术人员应当理解为能够在权利要求书所记载的公开的范围内进行上述实施方式的各种变更。本实施方式的技术范围应当基于权利要求书所记载的公开的范围及其等同范围来确定。
63.出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。