軸流ファンの全サイズ一覧 — 参考ガイド

軸流ファンのサイズは、おおむね3つの階層に分類されますが、各階層の境界線は曖昧な部分もあります。ご使用の用途がどの階層に該当するかを把握することが、適切な製品選びに向けた第一歩となります。

ファン規模の階層について考えるための枠組み

具体的な寸法について詳しく説明する前に、頭の中でイメージを整理しておくと役立ちます。軸流ファンのサイズを、次の3つの範囲に分けて考えてみてください：

• コンパクト（92mm以下）： 電子機器向けの精密冷却 — ミリメートル単位の精度と低消費電力が求められる分野。
• 標準工業用（120～280mm）： 主力製品シリーズ — 筐体冷却、自動化機器、および一般的な産業用熱管理の大部分を支えています。
• 大型換気口（300mm以上）： 空気は、構成部品を横切るのではなく、空間内を流れるようにする――これは、単純なCFMの計算ではなく、システムの抵抗曲線や設置設計に基づいて決定される。

各ティアには、それぞれ独自の設計ロジック、主要な電力タイプ、そしてサプライヤーのエコシステムがあります。それぞれについて順を追って見ていきましょう。

コンパクト・小型ファン — 25mm～92mm

これはDCブラシレスファンの領域であり、その性能は精度にかかっています。この範囲のフレームサイズは、ごく少数の寸法で標準化されており、厚さの1ミリメートル単位が重要となります。

この規模では、厚さは単なる見た目の問題ではありません。 厚さ25mmの80mmファンはおよそ25～30 CFMの風量を発生させますが、同じフレームサイズで厚さ38mmのものは40～50 CFMの風量を発生させます。これは、同じ設置面積で風量がほぼ2倍になることを意味します。フレームが厚くなることで、より背の高いモータースタックとより大きなブレード弦長を収容できるようになり、それが直接的に高い静圧能力につながります。

このクラスでは、ベアリングの選定も特に重要な要素となります。25°Cで30,000時間の定格を持つスリーブベアリングファンであっても、より高温の筐体に水平に取り付けられた場合、その寿命は半分程度に短縮される可能性があります。 デュアルボールベアリング構造を採用することで、定格寿命は50,000～70,000時間に延長されます。40mm以下のファンでは、ファンの交換が基板レベルの再作業を意味することが多いため、この差は製品の保証コストに直接影響します。

標準産業用ファン — 120mm～280mm

ここが、機器の冷却に関する決定の大部分が行われる場所であり、ACとDCの選択が、当然の選択肢というよりも、真の意味での技術的なトレードオフとなる場所でもあります。

120 × 120 × 38mmというフォームファクタは特筆に値します。これは、おそらく世界で最も広く在庫されている軸流ファンのサイズであり、熱管理分野における「M8ボルト」とも言える存在です。 アプリケーションで120mmフレームが使用可能であれば、最も幅広いサプライヤー基盤、最も競争力のある価格、そして最も豊富な電圧・IP・材質のバリエーションを利用できます。 172 × 150 × 51mmのフォーマットは、より高い風量が必要な用途において同様の役割を果たし、前面面積がわずか50%大きいだけで、120mm規格の約2倍のCFMを実現します。

この範囲では、厚さの増加に伴い、性能曲線が明確に現れます。120mmのフレームにおいて、厚さを25mmから38mmに増やすと、通常、静圧能力が30～50%向上します。 38mmから51mmへの飛躍的な増加により、さらに20～30%が加わります。これは直線的な関係ではなく、軸流式設計の場合、51mmを超えると収益逓減が生じ始めます。その段階では、より高い圧力を得るためには遠心式ブロワーの方が効率的な選択肢となる可能性があります。

大型換気ファン — 300mm以上

300mmを超えると、状況は根本的に変わります。これはもはや機器の冷却の問題ではなく、空間の換気の問題となります。そのため、選定の基準も「パネルの切り欠きに収まるものは何か？」から「システムの抵抗曲線を克服できるものは何か？」へとシフトします。

このカテゴリーには、チューブ型軸流ファン（ダクト付き円筒形ハウジング）、ベーン型軸流ファン（圧力回復および気流整流のためのガイドベーン付き）、パネル／リング取付型プロペラファン、高温排気用の分岐型軸流ファン、および屋根設置型換気装置など、幅広い種類の特殊な軸流ファン構成が含まれます。 インペラ径は300mmから2,000mmをはるかに超えるサイズまであり、風量は1時間あたり数十万立方メートルに達します。

これらのファンは、工場の換気、冷却塔の空気循環、鉱山やトンネルの換気、HVACの空気処理、発電所の強制通風、大規模な業務用厨房の排気など、根本的に異なる用途に使用されます。 設置設計――吸込コーンの設計、吐出ディフューザーの形状、システム効果係数、ベルト駆動のメンテナンスアクセス――は、ファン本体と同様に重要です。参考までに、『AMCAファン用途マニュアル』では、システム設計上の考慮事項に章全体を割いていますが、これらは基本的に300mm以下のファンには関係ありません。

しかし、このガイドを読んでいるエンジニアや購買担当者の大多数にとって、日々の現実では、より限定されたサイズ範囲が対象となります。 機器の冷却、筐体の換気、および部品レベルの熱管理は、圧倒的に25mmから280mmの範囲で行われています。この範囲こそが、標準化が最も進み、サプライヤーの選択肢が最も広く、適切なサイズを選定することで設計努力に対するリターンが最も早く得られる領域です。本ガイドの残りのセクションでは、まさにこの範囲に焦点を当てて解説します。

冷却要件をファンの寸法に換算する：実用的な枠組み

どのようなサイズがあるかを知っておくことは有用です。実際にどのサイズが必要かを把握することこそが、エンジニアリングの始まりです。熱的問題からファンの寸法決定に至るまでのプロセスは、熱負荷 → 必要な風量 → サイズの選定という3つの要素が連鎖する流れに従います。

ステップ1：熱負荷から気流へ

すべての強制空冷を支配する基本的な関係式は次のとおりです。

CFM = (熱負荷（ワット） × 3.16) ÷ ΔT（°F）

あるいはメートル法で言えば：

風量（m³/h）＝熱負荷（W）÷（ΔT × 0.33）

ここで、ΔTは周囲温度に対する許容温度上昇量です。具体的な例を挙げると、500Wの可変周波数ドライブを収容する制御盤で、内部目標温度が工場フロアの周囲温度より10°C以下である必要がある場合、必要な値はおよそ次のようになります：

500 ÷ (10 × 0.33) ≈ 152 m³/h（≈ 90 CFM）

これは、システムの動作点における基準となる必要風量であり、ファンの自由空気状態での定格値ではありません。

ステップ2：エアフローから候補サイズへ

目標値を90 CFMに設定すると、サイズ選択画面が表示されます。92mmのファンでも90 CFMの風量を確保できますが、その場合はおそらく最大回転数・最大騒音となり、圧力マージンも残らないでしょう。 120mmのファンにサイズアップすれば、同じ90 CFMを定格回転数の約60～70%で達成できます。ファンは静かに動作し、消費電力も少なく、寿命も長くなります。150mmのファンであれば、回転数を半分以下に抑えてもこの風量を確保できます。

一般的な原則は単純です。フレームサイズを1段階上げるごとに、効率の余裕が生まれます。その代償となるのは設置スペースであり、程度は低いものの、単価も影響します。ほとんどの産業用エンクロージャーの用途において、120mmフレームが最適なバランスを保っています。性能範囲内で余裕を持って動作できる十分な大きさでありながら、標準的なパネル開口部に収まるほどコンパクトだからです。

ステップ3：最終関門となるスペースの制約

どんなに精巧に計算された気流要件であっても、物理的な現実には敵いません。サイズを決定する前に、以下の3つのクリアランスチェックに合格する必要があります：

国際標準化機構（ISO）の送風機性能試験規格であるISO 5801（「産業用送風機 — 標準化された気流路を用いた性能試験」）は、送風機の風量および圧力データの測定および報告方法に関する世界的な基準となっている（ISO 5801:2017（2017年）。メーカー間のファン仕様を比較する際は、性能データがISO 5801または同等のAMCA 210規格に基づいていることを確認してください。共通の試験方法がない場合、風量数値は直接比較することができません。

実際の用途に合わせたファンサイズの選定：業種別ガイド

「どのようなサイズがあるか」という認識から、「自分のプロジェクトに必要なサイズが何か」という理解へと至るプロセスは、実際のアプリケーションを基準に比較検討できる場合に、通常最も迅速に進みます。以下では、一般的な産業用途と、それに対応する軸流ファンの標準的なサイズ範囲を対応付けしています。

簡単な自己評価フレームワーク

業界別の分析を読む前に、ご自身の応募について次の3つの質問を自問してみてください：

• 取り付け可能な面積はどれくらいですか？ → 物理的にサイズが合わないものは即座に除外します。
• 使用環境は屋内（IP44～IP54）ですか、それとも屋外／過酷な環境（IP55～IP68）ですか？ → シール加工・コーティング加工済みの製品が必要かどうかを判断します。
• そのファンは、機器レベルの冷却用ですか、それとも空間レベルの換気用ですか？ → 風量を計算する前から、自分がどのサイズ区分に該当するかがわかります。

これらの回答を基にすれば、以下の「用途とサイズ」の対応表は、はるかに実践的なものとなります。

電気エンクロージャー、オートメーション、および産業用機器

ここは軸流ファンの本領発揮の場です。120～280mmの範囲において、電気・制御盤の冷却が最大の用途を占めており、その選定基準も確立されています。

電気エンクロージャー用のファンを選定する際、最初の選定基準となるのは全米電気機器製造業者協会（NEMA）のエンクロージャー規格です。NEMA 12（IP54）の屋内用キャビネットには、フィルター付き標準軸流ファンを使用できます。 NEMA 4（IP66）の屋外用キャビネットには、設置後も筐体の防塵・防水性能を維持できる密閉型ファンソリューションが必要です。耐食性が求められるNEMA 4Xの用途では、ファンハウジングの材質が標準的なダイカストアルミニウムから、コーティング処理されたものやステンレス製のバリエーションへと変更されます。

現場での実用的な注意点として、VFDキャビネットでは、一般的な経験則ではなく、ドライブメーカーが提供する熱損失データ（通常、定格出力の3～5%が熱として放散される）を参照してください。 900～1,500Wの熱をキャビネット内に放出する30kWのドライブには、ほとんどの「標準パネル」のサイズ選定表が示唆するよりも、はるかに多くの気流が必要となります。

通信、再生可能エネルギー、およびEV充電インフラ

こうした高成長分野には共通点があります。それは、冷却ファンがもはや汎用部品ではなくなったということです。これは、標準的な市販ファンであれば数ヶ月で壊れてしまうような環境下で動作する、信頼性が極めて重要なサブシステムなのです。

これらのアプリケーションを際立たせているのは、個々に見れば対応可能な要件が、組み合わさることで真の技術的課題を生み出している点です。例えば、沿岸部に設置された屋外用ESSコンテナを例に挙げましょう。ファンには、試験中の直接的な水没に耐えるためのIP68防水性能、すべての露出面に施されたナノメートルレベルのコーティングによるC4耐塩水噴霧性能、 モーターには、持続的な高温運転に耐えるHクラス180°Cの銅巻線、さらにタコメーターフィードバック付きPWMまたは485通信プロトコルによるインテリジェントな速度制御が求められます。単一の部品に対して、これら4つの厳しい仕様が課されているのです。

調達チームにとって、ガスケットのみに依存するのではなく、独自のポッティング工程を通じてIP68の密閉性を実現できることは、重要な差別化要因となります。ポッティングでは、モーターのステーターとPCBを熱伝導性コンパウンドで封入し、ガスケットを用いた設計よりもはるかに優れた耐熱サイクル性能を持つ一体型の密閉アセンブリを形成します。 これに、非標準の電圧構成、カスタム速度制御プロトコル、約10日という迅速な初回サンプル納期といった社内でのカスタマイズを組み合わせるメーカーは、こうしたアプリケーションが要求する高度なエンジニアリング力を示しています。

こうした環境向けにファンを選定する際は、メーカーが、一部の主力モデルだけでなく、製品シリーズ全体を対象とした最新のTÜV、CE、およびUL認証を取得していることも確認してください。特定のサイズと電圧の組み合わせにおいて認証に不備があると、導入スケジュールが数ヶ月遅れる可能性があります。 25～280mmの全サイズにわたる産業用軸流ファンの構成（IP68防塵・防水仕様や耐熱仕様を含む）の詳細については、こちらをご覧ください。 ACDCFANの工業用軸流ファン製品ラインナップ. 非標準の電圧、通信プロトコル、または機械的寸法を必要とする用途については、同社の カスタムファンソリューション エンジニアリングチームは、用途に応じた設計サポートを提供しています。

空調・冷凍・一般換気

この幅広いカテゴリーには、業務用冷凍・冷蔵設備の凝縮器冷却から工場内の空気循環に至るまで、あらゆるものが含まれます。ここでのサイズ範囲は機器冷却の場合よりも広く、ファンの構成もより多様です。たとえご自身のニーズが明らかに機器冷却の分野に限定されている場合でも、この多様性について理解しておく価値は十分にあります。

業務用冷凍設備向けのコンデンサーファンは、通常200～280mmの範囲にあり、インペラとローターをコンパクトな軸流型パッケージに統合した外部ローターモーター設計（YWFシリーズ）を採用しています。これらは比較的低速で動作し、人が滞在する空間での低騒音運転に最適化された多数のブレードを備えています。 工場や倉庫の換気システムでは、300～630mmサイズのパネル取り付け型プロペラファンが標準となっており、速度の柔軟性を確保し、ダクトを解体せずにモーターのメンテナンスを容易にするため、多くの場合ベルト駆動方式が採用されています。

データセンターのホットアイル封じ込めやサーバールームの空調処理においては、逆回転軸流ファンペア（直列に配置され、互いに逆方向に回転する2台のファン）が主流になりつつあります。これは、軸流ファンの形状が持つ空間効率を維持しつつ、単一の軸流ファンよりもはるかに高い静圧を実現できるためです。

注目すべきは、約300mmという閾値を超えると、冷却の目的が「機器の熱管理」から「環境空調」へと移行し、それに応じてファンの種類も多様化することである。チューブ軸流ファン、ベーン軸流ファン、ダクト取付型遠心ファン、ルーフ換気扇といった各構成は、それぞれ異なるニッチ市場に対応している。 しかし、機器メーカーやシステムインテグレーターにとって、25～280mmの軸流ファン範囲は、依然として部品選定、筐体設計、熱性能が融合する、日々のエンジニアリングの実践の場であり続けている。

AC、DC、それともEC？ 電源の種類がサイズ選びに与える影響

サイズと電源の種類には、見落としがちな相互の制約関係があります。すべてのサイズがすべての電源の種類で利用できるわけではなく、サイズ、電圧、制御機能の関係は、3つのモーター技術ごとに明確なパターンに従っています。

AC軸流ファン (115V/230V、50/60Hz)は、120mmから280mmまでの産業用モーターの中～高出力範囲で主流となっています。 これらは、電源周波数とモーターの極数によって決定される単一の同期速度で動作します（60Hzの電源で駆動される4極モーターの場合、回転数は約1,550～1,650 RPMとなります）。 速度制御機能は内蔵されていません。可変風量が必要な場合は、外部の電圧レギュレータまたは VFD を追加します。120mm 未満の AC ファンは、フレームサイズが小さくなるにつれてモーターの効率が急激に低下するため、ほとんど見られません。産業用途における AC ファンの主な利点は、そのシンプルさです。主電源に接続するだけで動作します。 全金属製のAC軸流ファンであれば、最大150°Cまでの高温環境での動作が可能であり、DC電子機器では耐えられない工業用オーブンの排気や炉の冷却といった用途において、デフォルトの選択肢となっています。

DC軸流ファン (5V/12V/24V/48V)は、25mmのマイクロファンから280mmの産業用ユニットまで、あらゆるサイズを網羅しています。 これらは本質的にPWM（パルス幅変調）による速度制御が可能であり、速度監視用のFG（周波数発生器）タコメーター出力、ストール／故障アラーム用のRD（回転検出器）、集中型熱管理システム向けの通信バス制御（485プロトコル）といったオンボードインテリジェンスを搭載することも可能です。 48V DC は、通信および再生可能エネルギーインフラにおいて、これらのシステムにすでに導入されている 48V バスアーキテクチャと整合し、標準電圧になりつつあります。 また、DCファンはACファンよりもはるかに広い回転数範囲（同じモータープラットフォームで1,000 RPM未満から20,000 RPM以上）を実現していますが、実用上の最大回転数はフレームサイズに反比例します。

EC軸流ファン （電子整流式）は、AC商用電源入力とDCブラシレスモーターの効率性および制御性を両立させています。同等の風量を発生させる同等のACファンに比べ、消費電力が30～50%少なく、0～10Vのアナログ信号またはデジタル通信による連続的な速度調整が可能です。 ECファンは現在、120～280mmのサイズ範囲および高効率が求められる用途（データセンター、スマートビルのHVACなど）に集中しており、ファンの耐用年数にわたるエネルギーコストが、初期の単位コストの高さを上回るあらゆる場所で採用されています。 この技術は急速に成熟しつつありますが、モーターハウジングに組み込まれた電子部品は、純粋なACやDCの設計にはない単一の脆弱性をもたらします。つまり、搭載されたすべての部品が、ファン本体と同じ環境条件に耐えなければならないのです。

迅速な意思決定ガイド：

• 制御が複雑ではなく、電源に接続するだけで、シンプルで信頼性の高い換気システムをお探しですか？ → 交流
• 速度制御、モニタリング・フィードバック、あるいはデジタル制御システムへの統合が必要ですか？ → DC
• AC電源でDCの効率性を実現したい、そしてその省エネ効果によって割高な価格も納得できる？ → EC

メーカーのサイズ展開から読み取れる技術力

ファンカタログには決して直接的には書かれていませんが、メーカーが提示するサイズ範囲は単なる製品リストではありません。それは製造能力を示す指標なのです。これを読み解く方法を身につければ、サプライヤーの評価の仕方も変わってくるでしょう。

商品の品揃えの広さは、そのカタログの背後にある金型への投資の規模を示しています。 フレームサイズが異なるものごとに、ハウジング用の独自の射出成形金型セット、金属フレーム仕様のものには独自のダイカスト金型、そしてモーター用ラミネーションスタック用の独自の金型が必要となります。 DC軸流ファンの金型一式は、およそ15万～30万円（約$20,000～40,000）かかります。 ダイカストアルミニウム製のハウジングを備えた金属フレームの AC ファンの場合、その費用はサイズごとに 300,000～500,000 円になります。 AC および DC タイプで 25mm から 280mm までの全サイズを取り扱うメーカーは、15～20 セット以上の金型セットを保有しており、ファン 1 台を出荷する前に、金型だけで 300 万～500 万円 （約$400,000～700,000）の設備投資が必要となります。

極端なサイズは、そのプロセスを完全に習得していることを示している。 信頼性の高い25mmのマイクロファンを製造するには、医療機器の製造と同等の公差を持つ精密射出成形が必要となります。25mmのフレームにおけるブレード先端のクリアランスは、100分の1ミリメートル単位で測定されます。 一方、280mmの全金属製ACファンには、アルミニウムのダイカスト成形、大きな回転質量の動的バランス調整、そして150°Cで連続運転する可能性のあるモーターの熱管理が求められます。これら両方を確実にこなせるメーカーは、1つの屋根の下で、まったく異なる2つの製造技術を習得していると言えます。

厚みのバリエーションが、設計の深みを物語っている。 同じ120mmのフレームが、厚さ25mm、38mm、51mmの3種類で提供されているのを見かけたら、それはその企業が、単一のフレームサイズに対して3つの異なるモーター巻線仕様と3つの異なるインペラー空力設計に投資していることを意味します。これは単にカタログを膨らませているのではなく、技術的な対応範囲の広さを示しているのです。 つまり、メーカーは同じ設置面積の範囲内で、騒音（25mm、低回転数）、バランスの取れた性能（38mm）、あるいは風圧（51mm、ブレード弦長の長いもの）のいずれかに最適化できるということです。ほとんどのメーカーは、フレームサイズごとに1種類、多くても2種類の厚さしか提供していません。

購入者にとっての実践的なポイント：見積もりを依頼する前に、メーカーのサイズラインナップをざっと確認し、希望する寸法にカバーされていない部分がないかチェックしましょう。サプライヤーのカタログで、120mmから172mmへと飛躍しており、その間のサイズが一切ない場合や、フレームサイズごとに厚さが1種類しか用意されていない場合は、その理由を尋ねてみてください。 その回答――あるいは回答がないこと――は、「会社概要」ページが伝えるどんな情報よりも、そのメーカーの製造能力の深さを如実に物語るものです。

参考文献

• ISO（国際標準化機構）。「ISO 5801:2017 — 産業用ファン — 標準化された気流路を用いた性能試験」。2017年。 iso.org
• AMCA International. 「AMCA 214-21：商業用および産業用ファンおよびブロワーのファンエネルギー指数の算出に関する試験手順」2021年。 amca.org
• ACDCFAN。「産業用軸流ファン製品」。 acdcecfan.com/products/
• ACDCFAN。「ファン向けカスタムソリューション」。 acdcecfan.com/customization/
• ACDCFAN。「お問い合わせ — ACDCFAN。」 acdcecfan.com/contact/