JP2001271793A - 冷却ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上板、下板の双方の表面積を効率良く利用し
て放熱が行なえる冷却ファンを提供する。 【解決手段】 この冷却ファンの羽根車１の羽根は、従
来の軸流羽根１１だけでなく、各軸流羽根１１の外周側
の上側の一部を切欠いて、その部分に中空円板状の台座
８を配置し、台座８から上に向けて延びる遠心羽根１２
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器などの内
部の限られたスペースにおいて、発熱体を効率良く冷却
するための冷却ファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＯＡ機器内部などで用いられてい
る冷却ファンの構造を、図３に示す。冷却ファンは左右
対称であるため、図３では、左半分を省略している。な
お、後述の図１、図２においても同様の省略を行なって
いる。

【０００３】図３に示す従来の冷却ファンは、互いに略
平行に配置され、互いに熱交換が可能なように接続され
た下板２と上板３とからなる筐体５を有し、筐体５の内
部には、羽根車１が回転駆動されるように配置されてい
る。上板３は冷却のための空気（以下、「冷却空気」と
いう。）を取り入れるための開口部４を有し、下板２
は、その下面が冷却すべき発熱体（図示省略）に接して
配置される。この種の冷却ファンでは、羽根車１を回転
させることで、矢印で示すように、冷却空気を開口部４
から取込み、筐体５内部を遠心方向に通過させ、出口６
から放出する。冷却空気が筐体５内部を通過する際に、
下板２の下側に接する発熱体から筐体５に伝達された熱
は、冷却空気に対して放熱される。連続的に冷却空気を
通過させることで、発熱体の放熱が、筐体５を通じて促
進される。

【０００４】ところで、一般に、空気を送るファンの羽
根としては、図４に例示するような軸流羽根２１と、図
５に例示するような遠心羽根２２とがある。軸流羽根２
１は、回転軸方向に送風することのできる、羽根であ
り、遠心羽根２２は、遠心方向に送風することのできる
羽根である。

【０００５】図３に示す冷却ファンにおける羽根車１の
羽根としては、遠心方向に送風するという目的からすれ
ば、図５に示す遠心羽根２２の使用が一応考えられる。
しかし、遠心羽根２２は、一般に軸流羽根２１に比べて
風量が小さく効率が悪い。そこで、実際には、図４に示
すものと同様の軸流羽根１１が用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図３に示す冷却ファン
の羽根は軸流羽根１１であるため、羽根車１の回転によ
って、冷却空気は、羽根車１の回転軸方向に送られる。
その結果、冷却空気は下板２に衝突する。冷却空気は、
下板２に衝突することで流れる向きを曲げられ、羽根車
１から遠心方向に広がる流れとなって出口６に向かう。

【０００７】しかし、この構造では、冷却空気の遠心方
向の流れ自体、下板２に衝突して生じているものにすぎ
ないため、筐体５内部でも下板２に沿って流れる傾向が
あった。そのため、下板２から冷却空気への放熱は十分
なされるものの、上板３からの放熱は十分にはなされ
ず、冷却効率の悪いものとなっていた。

【０００８】そこで、本発明は、従来、冷却効率が悪か
った上板においても、十分な冷却効率を実現し、上板、
下板の双方の表面積を効率良く利用して放熱が行なえる
冷却ファンを提供することを目的としている。

【０００９】また、従来の冷却ファンの他のタイプの例
として、図６に示す構造のものもあった。これは、基本
的には、図３に示したものと同じ構造であるが、筐体５
内部に広がった冷却空気の流れが羽根車１に向かって逆
流することを防止するために、上板３は、羽根車１の外
周を取囲み、下板２近傍に間隙９を残した円筒状の構
造、すなわちベルマウス７を備えている。

【００１０】そこで、本発明は、このようなベルマウス
７を備えたタイプの冷却ファンにおいても上記目的を達
成することを、さらなる目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に基づく冷却ファンは、発熱体から熱を受け
取るための下板と、上記下板と略平行に配置され、上記
下板との間で熱交換が可能なように接続され、開口部を
有する上板と、上記開口部から取込んだ空気を少なくと
も上記下板に向けて送るように配置された軸流羽根を含
む羽根車と、上記羽根車によって送られる空気の一部を
上記上板と熱交換が可能なように上記上板に沿わせて送
る上板側送風手段とを備える。

【００１２】上記構成を採用することにより、取込んだ
空気の一部は、羽根車の軸流羽根によって下板に向けて
送られる一方、他の一部は、上板側送風手段によって上
板に沿って送られるため、上板、下板のいずれにおいて
も空気との間での放熱のための熱交換が十分に行われる
ようになり、冷却ファン全体として放熱の効率が上が
る。

【００１３】上記発明において好ましくは、上記上板側
送風手段は、上記羽根車に含まれ、上記上板と上記下板
との間で上記上板寄りに偏って配置され、遠心方向に空
気を送ることができる形状となっている遠心羽根であ
る。この構成を採用することにより、上板寄りに配置さ
れた遠心羽根が羽根車に含まれているため、羽根車を回
転させることで、上板寄りの部分に遠心方向の流れを生
じさせることができ、空気を上板に沿って効率良く送る
ことが可能となる。

【００１４】上記発明において好ましくは、上記遠心羽
根は、上記軸流羽根の外周側の上側に設けられた切欠き
部分に配置されている。この構成を採用することによ
り、遠心羽根は軸流羽根の切欠き部分に収まるため、従
来に比べて遠心羽根が加わったことによる全体の大きさ
の増加を抑えることができ、コンパクトな冷却ファンと
することができる。

【００１５】上記発明において好ましくは、上記上板側
送風手段は、上記上板の表面形状を、上記下板との間に
間隙を設けて上記羽根車の外周を取囲み、上記羽根車か
ら遠ざかる向きに上記間隙を通過した空気の流れをコア
ンダ効果によって上記上板に沿う流れになるように導く
ことのできる形状を含む形状としたことである。この構
成を採用することにより、空気の一部はコアンダ効果に
よって上板に沿って流れるため、従来どおりの羽根車で
あっても、空気を上板に沿って効率良く送ることが可能
となる。

【００１６】上記発明において好ましくは、上記上板の
表面形状は、上記羽根車の回転軸を通る断面で見たとき
に、下端を始点として、上記羽根車から遠ざかりかつ上
に向かう向きに斜めに延びる断面形状を有する。この構
成を採用することにより、コアンダ効果を生じさせやす
くなり、空気を上板に沿って効率良く送ることが可能と
なる。

【００１７】上記発明において好ましくは、上記断面形
状は、上記羽根車に近い側から順に下に凸の曲線と上に
凸の曲線とを含む。この構成を採用することにより、コ
アンダ効果を利用して、空気の流れをより円滑に導き、
上板沿って効率良く送ることが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１） （構成）図１に、本実施の形態における冷却ファンの構
造を示す。羽根車１の羽根は、従来の軸流羽根１１だけ
でなく、各軸流羽根１１の外周側の上側の一部を切欠い
て、その部分に中空円板状の台座８を配置し、台座８か
ら上に向けて延びる遠心羽根１２を備えている。軸流羽
根１１の枚数と遠心羽根１２の枚数は同一であっても異
なる枚数であってもよい。他の部分の構造については、
図３に示したものと同様である。

【００１９】（作用・効果）軸流羽根１１の外周側の上
側に設けられた切欠き部分に遠心羽根１２が配置されて
いるため、開口部４から取り入れられた空気５０の一部
は、台座８によって下への移動を制限され、遠心羽根１
２によって送出方向を決定される。遠心羽根１２は、筐
体５内部の上側に配置されているため、遠心羽根１２に
よって送出された空気５１は筐体５内部のうち上寄りの
位置で遠心方向に送られる。そのため、この空気５１
は、上板３に沿って流れ、上板３からの放熱が十分に行
われる。

【００２０】一方、遠心羽根１２にかかわらず、軸流羽
根１１の働きによって台座８より下側まで送られた他の
一部の空気５２は、そのまま、従来と同様、回転軸方向
に送られる。この空気５２の流れは、従来同様、下板２
に衝突して遠心方向へと向きを変え、下板２に沿った流
れとなる。したがって、下板２からの放熱が十分に行わ
れる。

【００２１】このようにして、上板３、下板２のいずれ
に沿っても一定量の空気の流れが生じる。その結果、上
板３、下板２のいずれについても高い冷却効率を確保す
ることができ、筐体５の内部に露出する上板３、下板２
の双方の表面積を効率良く利用して放熱が行なえる冷却
ファンとなる。

【００２２】なお、本実施の形態では、台座８を設け
て、遠心羽根１２を設置する土台とし、また羽根の強度
確保をも図っている。また、台座８があることで、上板
３、下板２にそれぞれ向かう空気の流れを明確に分ける
ことができている。しかし、台座８をなくし、各軸流羽
根１１に直接、遠心羽根１２を配置してもよい。

【００２３】また、本実施の形態では、軸流羽根１１に
切欠きを設けて遠心羽根１２を配置しているが、軸流羽
根１１に切欠きを設けずに、軸流羽根１１の外側で筐体
５内の上側の位置に遠心羽根１２を配置してもよい。

【００２４】（実施の形態２） （構成）図２に、本実施の形態における冷却ファンの構
造を示す。上板３は、下板２との間に間隙９を設けて羽
根車１の外周を取囲むベルマウス７を有している。上板
３は、図２に示す断面形状に基づいて説明すると、ベル
マウス７の下端を始点として、羽根車１から遠ざかりか
つ上に向かう向きに斜めに延びる形状となっている曲面
部１０を含んでいる。曲面部１０は、より詳細には、羽
根車１に近い側から順に下に凸の曲線と上に凸の曲線と
を含む断面形状となっている。図２に示す上板３の曲面
部１０の表面形状は、羽根車１から遠ざかる向きに間隙
９を通過した空気の流れをコアンダ効果によって上板３
に沿う流れになるように導くことのできる形状として、
設計されたものである。他の部分の構造については、図
３または図６に示したものと同様である。

【００２５】（作用・効果）図２に示す構造において
は、開口部４から取り入れられた空気５０は、軸流羽根
１１によって回転軸方向に送られる。その結果、下板２
に衝突し、遠心方向に向きを変えた空気５３は、羽根車
１から遠ざかる向きに間隙９を通過する。間隙９を通過
した直後は、下側には下板２があり、上側は、上板３の
曲面部１０がある。したがって、一部の空気５４は、コ
アンダ効果によって上板３の側へ導かれ、上板３の曲面
部１０表面に沿う流れとなる。同時に他の一部の空気５
５は、従来どおり、下板２に沿って流れる。このように
して、上板３、下板２のいずれに沿っても一定量の空気
の流れが生じる。その結果、上板３、下板２のいずれに
ついても高い冷却効率を確保することができ、筐体５の
内部に露出する上板３、下板２の双方の表面積を効率良
く利用して放熱が行なえる冷却ファンとなる。

【００２６】よって、ベルマウスを備えたタイプの冷却
ファンにおいても、本実施の形態によれば、上述の本発
明の目的を達成することができるといえる。

【００２７】なお、ここでは、上板３をベルマウス７と
曲面部１０との両部分を含む一体の部材として例示した
が、一体の部材である必要はなく、異なる部材の組合せ
であってもよい。また、ここでは、上板３の筐体５内部
に面する部分を曲面部１０としたが、曲面でなく平面で
あっても、一定の効果は得られる。もっとも、コアンダ
効果をより確実に生じさせるためには、一定の曲面が好
ましい。すなわち、図２の断面において、間隙９の近傍
では、上板３に下側から接する接線が下板２に略平行で
あって、羽根車１から遠ざかるにつれて徐々に傾きを変
えていくような曲面である。このような曲面であれば、
図２に示した例に限られず、他の形状であっても十分良
好な効果が得られる。

【００２８】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、取込んだ空気の一部
は、羽根車の軸流羽根によって下板に向けて送られる一
方、他の一部は、遠心羽根によって上板に沿って送られ
るため、上板、下板のいずれにおいても空気との間での
放熱のための熱交換が十分に行われるようになり、冷却
ファン全体として放熱の効率が上がる。

【００３０】また、ベルマウスをベルマウスを備えたタ
イプの冷却ファンにおいても、本発明によれば、取込ん
だ空気の一部は、羽根車の軸流羽根によって下板に向け
て送られる一方、他の一部は、コアンダ効果を利用して
上板に沿って送られるため、上板、下板のいずれにおい
ても空気との間での放熱のための熱交換が十分に行われ
るようになり、冷却ファン全体として放熱の効率が上が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく実施の形態１における冷却フ
ァンの構造の説明図である。

【図２】 本発明に基づく実施の形態２における冷却フ
ァンの構造の説明図である。

【図３】 従来技術に基づく冷却ファンの構造の説明図
である。

【図４】 従来技術に基づく軸流羽根を備えた羽根車の
斜視図である。

【図５】 従来技術に基づく遠心羽根を備えた羽根車の
斜視図である。

【図６】 従来技術に基づくベルマウスを備えた冷却フ
ァンの構造の説明図である。

【符号の説明】

１ 羽根車、２ 下板、３ 上板、４ 開口部、５ 筐
体、６ 出口、７ ベルマウス、８ 台座、９ 間隙、
１０ 曲面部、１１，２１ 軸流羽根、１２，２２ 遠
心羽根、５０，５１，５２，５３，５４，５５ 空気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 直行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA11 BB02 BB06 BB08 CC01 CC03 DD02 DD17 DD21 DD30 EE19 3H034 AA02 AA11 BB02 BB06 BB08 CC01 CC03 DD02 DD05 DD30 EE12 EE18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体から熱を受け取るための下板と、 前記下板と略平行に配置され、前記下板との間で熱交換
   が可能なように接続され、開口部を有する上板と、 前記開口部から取込んだ空気を少なくとも前記下板に向
   けて送るように配置された軸流羽根を含む羽根車と、 前記羽根車によって送られる空気の一部を前記上板と熱
   交換が可能なように前記上板に沿わせて送る上板側送風
   手段とを備える、冷却ファン。
2. 【請求項２】 前記上板側送風手段は、前記羽根車に含
   まれ、前記上板と前記下板との間で前記上板寄りに偏っ
   て配置され、遠心方向に空気を送ることができる形状と
   なっている遠心羽根である、請求項１に記載の冷却ファ
   ン。
3. 【請求項３】 前記遠心羽根は、前記軸流羽根の外周側
   の上側に設けられた切欠き部分に配置されている、請求
   項２に記載の冷却ファン。
4. 【請求項４】 前記上板側送風手段は、前記上板の表面
   形状を、前記下板との間に間隙を設けて前記羽根車の外
   周を取囲み、前記羽根車から遠ざかる向きに前記間隙を
   通過した空気の流れをコアンダ効果によって前記上板に
   沿う流れになるように導くことのできる形状を含む形状
   としたことである、請求項１に記載の冷却ファン。
5. 【請求項５】 前記上板の表面形状は、前記羽根車の回
   転軸を通る断面で見たときに、下端を始点として、前記
   羽根車から遠ざかりかつ上に向かう向きに斜めに延びる
   断面形状を有する、請求項４に記載の冷却ファン。
6. 【請求項６】 前記断面形状は、前記羽根車に近い側か
   ら順に下に凸の曲線と上に凸の曲線とを含む、請求項５
   に記載の冷却ファン。