JP2006063968A - 散熱ファンおよびそのハウジング構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 乱気流の噪音を大幅に下げ、風圧と風量を高めることができ、また、上方へ上がるタイプのエアガイド部材の設計を用いて、噪音を改善し、その全体の散熱効率を高める散熱ファンおよびそのハウジング構造を提供する。
【解決手段】 ハウジング、ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有するエンペラー、前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支えるベース、および前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その中の一つの端縁と前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記傾斜夾角の範囲は、３°〜４５°の角度であるエアガイド部材を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、散熱ファンとそのハウジング構造に関し、特に、軸流式散熱ファンとそのハウジング構造に関するものである。

一般の電子製品（例えばコンピュータ）では、その中の電子装置が運転の時、多くの熱を発生することから、そこを高温の状態で持続し続けた場合、容易に電子装置を破損させ、寿命を短くする。よって、電子装置の故障を防ぐために、一般は、その中に散熱ファンを設置し、内部で発生した熱を外部に放散する。

図１は、従来の軸流ファンの断面図であり、前記軸流ファンは、ハウジング１０、モーター１１とインペラー１２を有する。ハウジング１０は、ベース１４を有し、モーター１１を支える。ハウジング１０の風出口の端に複数の棒状のリブ、または静翼１３が設置される。前記モーターがインペラー１２を運転する時、その上の回転翼１２１は、起動し、気流をベース１０の風出口の端に向けて吹き出す。リブ、または静翼１３の上縁が水平形式であることから、風上側の回転翼１２１が運転して運んできた気流が同じ時間で前記リブ、または静翼１３に届く。また、回転翼１２１の下縁と、前記リブ、または静翼１３の上縁の両者の互いの距離ｈは短く、気流がその中を通過する時、非常に短い時間内にかなりの噪音と悪い音品質を激発する。

本発明の主な目的は、乱気流の噪音を大幅に下げ、風圧と風量を高めることができる散熱ファンおよびそのハウジング構造を提供する。

本発明のもう一つの目的は、上方へ上がるタイプのエアガイド部材の設計を用いて、噪音を改善し、その全体の散熱効率を高める散熱ファンおよびそのハウジング構造を提供する。

本発明の構想に基づいて、前記散熱ファンは、ハウジング、ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有するエンペラー、前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支えるベース、および前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その中の一つの端縁と前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記傾斜夾角の範囲は、３°〜４５°の角度であるエアガイド部材を含む。

また、前記エアガイド部材のもう一つの端縁と前記水平線は、第二傾斜夾角を有し、前記第二傾斜夾角は、好ましくは、３°〜４５°であり、前記第一傾斜夾角は、前記第二傾斜夾角より大きい、等しい、または小さい。

また、前記回転翼の一つの端縁と前記水平線は、第三傾斜夾角を有し、前記第三傾斜夾角は、３°〜４５°である。前記回転翼のもう一つの端縁と前記水平線は、第四傾斜夾角を有し、前記第四傾斜夾角は、３°〜４５°であり、前記第三傾斜夾角は、前記第四傾斜夾角より大きい、等しい、または小さい。

前記エアガイド部材は、前記散熱ファンの風出口端、または風入口端に位置し、前記エアガイド部材の中の一端は、前記ベースに接続し、もう一つの自由な端は、前記ハウジングの内壁の方向に向けて延伸する、または前記エアガイド部材の中の一端を前記ハウジングの内壁に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸する、または前記エアガイド部材の中の一部分の一端を前記ハウジングの内壁に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸する、またはもう一部分の一端を前記ベースに接続し、もう一つの自由な端を前記ハウジングの内壁の方向に向けて延伸する。前記エアガイド部材の前記ベースから前記ハウジングの内壁の方向への断面の変化は、徐々に縮小、または増加、または内凹型または外凸型の形状をする。

好ましくは、前記ハウジング、前記ベースと前記エアガイド部材は、一体射出成型で形成され、その用いられる材料は、プラスチック、金属、またはその他の類似材料からなることができる。

前記エアガイド部材の個数は、前記回転翼の個数より小さく、前記エアガイド部材は、棒状、弧状、ステップ状、または翼型の構造からなることができる。前記ハウジングは、正方形、長方形または円形の構造からなる。

前記回転翼は、弧状、または翼型の構造からなり、範囲が１５°〜６０°の角度の傾斜角を有する。

前記ハブの中に嵌め込まれ、複数の孔を有し、その上端周縁に階段状構造を有する金属シェルを更に含み、前記ハブの上端周縁の斜面または弧面の構造に対応する。

前記散熱ファンは、前記金属シェル、または前記ハブの中に設置され、前記インペラーを駆動し、回転させて気流を発生する駆動装置を更に含む。

また、前記ハウジングは、前記散熱ファンの風出口端、または風入口端に位置し、進出風量を増加する拡大部を有し、前記エアガイド部材は、前記ベースと前記拡大部の間に位置する複数のリブ、または静翼を含む。好ましくは、前記複数のリブ、または静翼を前記拡大部と前記ベースの間に接続する。または、前記複数のリブ、または静翼の中の一端を前記ベースに接続し、そのもう一つの自由な端を前記拡大部の方向に向けて延伸する。または、前記複数のリブ、または静翼の中の一端を前記拡大部に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸する。または、前記複数のリブ、または静翼の中の一部分の一端を前記拡大部に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸し、もう一部分の一端を前記ベースに接続し、もう一つの自由な端を前記拡大部の方向に向けて延伸する。前記複数のリブ、または静翼の前記ベースから前記拡大部の方向への断面の変化は、徐々に縮小、または増加し、前記回転翼の内側の縁の高さは、前記ハブの頂面の高さより低い。

本発明のもう一つの構想に基づいて、前記散熱ファンは、ハウジング、ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有し、前記ハブの上端周縁部分に斜面、または弧面を有し、且つ、前記ハブは更に軸向き部分を有し、前記回転翼の上端の内側の縁は、前記斜面、または弧面と前記軸向き部分の界面の位置に接続するインペラー、前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支え、前記回転翼の上端縁は、前記散熱ファンの軸線と垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記回転翼の下端縁は、前記散熱ファンの軸線と垂直な水平線にもう一つの傾斜夾角を有し、前記回転翼の上端縁の傾斜夾角と、前記回転翼の下端縁の傾斜夾角は、同じでないベース、および前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その風上側、または風下側に位置するその中の一つの端縁と、前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記傾斜夾角の範囲は、３°〜４５°の角度であるエアガイド部材を含む。

本発明の上方へ上がるタイプのエアガイド部材を用いた散熱ファンおよびそのハウジング構造によれば、風圧と風量を上げることができ、大幅に乱気流の噪音を下げることもできる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

まず、図２を参照する。本発明の散熱ファンの第一の好ましい実施例を示す。前記散熱ファンは、ハウジング２０、ハウジング２０内に設置されたベース２１、及びベース２１とハウジング２０の間に設置された複数のエアガイド部材２３を含み、複数のエアガイド部材２３は、前記散熱ファンの風出口側に位置される。エアガイド部材２３はまた、前記散熱ファンの風入口側に設置、または、前記散熱ファンの風入口側と風出口側に同時に位置することもできる。前記散熱ファンは、インペラー２２、ハブ２２１と前記ハブの周りに設置された複数の回転翼２２２を有し、ハブ２２１の上端周縁に傾斜構造２２１ａを有してより多くの気流をよりスムーズに回転翼２２２に向けて導く。前記ハウジングの形状は、図２で示した正方形の構造以外、長方形、または円形の構造からなることもできる。ハウジング２０、ベース２１と複数のエアガイド部材２３は、一体射出成型の方式で形成することができ、その使用材料は、プラスチック、金属、またはその他の類似材料からなることができる。

前記散熱ファンは更に、金属シェル２５を含み、ハブ２２１を金属シェル２５に嵌め込む他に、前記金属シェルの上端は、複数の孔２５ａを有し、前記散熱ファンが運転中に生じた熱を迅速に外部へ放散することができる。前記金属シェルの上端周縁はまた、階段状構造２５ｂを有し、ハブ２２１の斜面、または傾斜状構造２２１ａに対応する。前記散熱ファンは更に、駆動装置２４を含み、金属シェル２５、またはハブ２２１の中に設置され、インペラー２２を駆動し、回転させ、気流を発生する。

ハウジング２０は、前記散熱ファンの風出口の端に位置する拡大部２０ａを有し、更に、前記散熱ファンの風入口の端に位置するもう一つの拡大部２０ｂを有し、前記散熱ファンの風量の取り入れ、排出を増加し、スムーズに気流を前記インペラーに向けて導く。複数のエアガイド部材２３は、拡大部２０ａとベース２１の間に設置される。また、複数のエアガイド部材２３の設置方式は、これに限らず、実際の応用に基づいて設計を変えることもできる。例えば、複数のエアガイド部材２３の中の一端をベース２１に接続し、もう一つの自由な端を拡大部２０ａの方向に向けて延伸する。または、複数のエアガイド部材２３の中の一端を拡大部２０ａに接続し、もう一つの自由な端をベース２１の方向に向けて延伸する。または、複数のエアガイド部材２３の中の一部分の一端を拡大部２０ａに接続し、もう一つの自由な端を前記ベース２１の方向に向けて延伸し、もう一部分の一端をベース２１に接続し、もう一つの自由な端を拡大部２０ａの方向に向けて延伸する。また、エアガイド部材２３の前記ベースから前記拡大部の方向への断面の形状は、一定であることができる他、エアガイド部材２３の前記ベースから前記拡大部の方向への断面の変化はまた、徐々に縮小、または増加、または前記エアガイド部材は、内凹型または外凸型の形状であることもできる。

図２に示すように、風上側のエアガイド部材２３の上端縁は、傾斜状であり、エアガイド部材２３の上端縁と、前記散熱ファンの軸線Ａに垂直な水平線Ｈの傾斜夾角は、θ_１であり、好ましい夾角の範囲は、３°〜４５°である。エアガイド部材２３の上端縁と前記水平線Ｈが傾斜夾角θ_１を成すことから、前記インペラーが回転して発生した気流が前記エアガイド部材に届く時間を分散させ、乱気流によって生じる噪音を下げることができる。

図３を参照する。本発明の散熱ファンの第二の好ましい実施例を示している。その構造は、上述の第一の好ましい実施例とほぼ同じであり、両者の異なる所は、前記エアガイド部材の上端縁は水平形式であり、前記エアガイド部材の風下側の下端縁と前記ベース底面の水平線Ｈの位置の傾斜夾角は、θ_１であり、好ましい夾角の範囲は、３°〜４５°である。よって、これも気流とエアガイド部材２３が接触する時間を分散させることができ、よって、噪音値を下げ、音の品質を高める。

また、図４を参照する。本発明の散熱ファンの第三の好ましい実施例を示している。その構造は、上述の第一の好ましい実施例とほぼ同じであり、両者の異なる所は、上述のように第一の好ましい実施例のエアガイド部材２３の上端縁と前記水平線Ｈの第一傾斜夾角がθ_１を有すること以外、前記エアガイド部材の下端縁と前記水平線Ｈにθ_２の第二傾斜夾角を有する。第一傾斜夾角θ_１は、前記第二傾斜夾角θ_２より大きい、等しい、または小さいことができる。

図５を参照する。本発明の散熱ファンの第四の好ましい実施例を示している。その構造は、上述の第三の好ましい実施例とほぼ同じであり、両者の異なる所は、この実施例のエアガイド部材２３の一端は、前記ベースに固定され、もう一端は、前記ハウジングの円柱部分の内壁に接続され、且つ、その上端縁と下端縁の両方とも傾斜状である。また、図４で示した第三の好ましい実施例は、エアガイド部材２３の一端が前記ベースに固定され、もう一端が前記ハウジングの円柱部分の内壁２０ｃと前記拡大部の内壁２０ａに同時に設置されている。

また、図６を参照する。本発明の散熱ファンの第五の好ましい実施例を示している。その構造は、図４に示すような上述の第三の好ましい実施例の二つの散熱ファンを直列に配置している。その中の第一散熱ファン２のエアガイド部材２３の下端縁が上方へ上がるタイプの設計であることから、第二散熱ファン２’のインペラー２２２’の上縁との間の距離ｄは、同じではなく、これもまた噪音を効果的に下げることができる。前記第一散熱ファン２のハウジングと第二散熱ファン２’のハウジングは、ネジ留め、係合、リベット接合、または接着によって接合することができる。また、両方は、一体射出成型でしで単一のハウジングを形成し、二つのインペラーをその中に直列に配置することができる。

図７を参照する。本発明の散熱ファンの第六の好ましい実施例を示している。その構造は、図４に示した第三の好ましい実施例とほぼ同じであり、両者の異なる所は、エアガイド部材２３の上端縁と前記水平線Ｈの第一傾斜夾角がθ_１を有し、前記エアガイド部材の下端縁と前記水平線Ｈがθ_２の第二傾斜夾角を有すること以外、風入口側に近い上端縁の回転翼２２２と前記水平線Ｈにθ_３の第三傾斜夾角を有し、風出口側に近い下端縁と前記水平線Ｈにθ_４の第四傾斜夾角を有する。また、上方へ上がるタイプの回転翼の設計は、回転翼２２２によって運ばれてきた気流がエアガイド部材２３に届く時間を分散することができる。前記第三、または第四傾斜夾角の好ましい範囲は、３°〜４５°である。第三傾斜夾角は、前記第四傾斜夾角より大きい、等しい、または小さいことができる。

図８を参照する。本発明の散熱ファンの第七の好ましい実施例を示している。その構造は、上述の図７に示した第七の好ましい実施例とほぼ同じであり、両者の異なる所は、金属シェル２５がハブ２２１の中に嵌め込こまれ、外に露出していないことと、ハブ２２１は、三つの部分に分けることができ、その上面の部分に複数の散熱孔２２１ｂを有する。前記ファンの内部で運転で生じた熱は、金属シェルの上の孔２５ａを通り、複数の散熱孔２２１ｂを通って、外部に放散することができる。その上端の周縁部分は、弧状構造２２１ａ（いわゆるＲ角である）からなり、軸向き部分２２１ｃは、回転翼２２２と接続し、前記回転翼の上側の内縁は、軸向き部分２２１ｃと弧状構造２２１ａの界面の位置に接続し、噪音の発生を減少することができる。また、前記回転翼の下側の内縁は、軸向き部分２２１ｃの下端よりやや高く、ギザギザの発生を減少することができる。また、回転翼２２２の上端縁と前記水平線Ｈの第三傾斜夾角θ_１と、回転翼２２２の下端縁と前記水平線Ｈの第四傾斜夾角θ_２は、同じでない。

上述の全ての実施例では、複数のエアガイド部材２３の接続の設置方法は、一端は、ベース２１に接続し、もう一端は、ハウジング２０の円柱部分２０ｃの内壁にのみ接続するか、または一端を前記ベースに接続し、もう一端をハウジング２０の円柱部分２０ｃの内壁と拡大部２０ａの内側の壁に接続することができる。また、エアガイド部材２３の上端縁と下端縁が同時に傾斜状であると限らず、実際に応用する時、その中の一端を傾斜状に選ぶこともできる。図５に示すように、エアガイド部材２３の形状は、棒状、弧状、ステップ状、または翼型の構造からなることができ、エアガイド部材２３の個数は、前記回転翼の個数より小さいことができ、回転翼２２２は、弧状または翼型の構造からなることもできる。

最後に、図９を参照下さい。本発明の散熱ファンと従来の軸流ファンの風量と風圧の特性の比較図である。この図から本発明の上方へ上がるタイプのエアガイド部材２３を用いると、風圧と風量を上げることができ、大幅に乱気流の噪音を下げることもできることが明確にわかる。例えば、７５００ｒｐｍの同じ回転速度の同じ特性で、本発明の上方へ上がるタイプのエアガイド部材２３のファンは、従来の軸流ファンに比べ、少なくとも５ｄＢＡ以上の噪音を下げている。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の軸流ファンの断面図である。 本発明の散熱ファンの第一の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンの第二の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンの第三の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンの第四の好ましい実施例の立体図である。 本発明の散熱ファンの第五の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンの第六の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンの第七の好ましい実施例の断面図である。 本発明の散熱ファンと従来の軸流ファンの風圧と風量の特性の比較図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１１ モーター
１２ インペラー
１３ リブ
１４ ベース
１２１ 回転翼
２０ ハウジング
２１ ベース
２２ インペラー
２３ エアガイド部材
２２１ ハブ
２２２ 回転翼
２２１ａ 斜面または弧面状構造
２０ａ、２０ｂ 拡大部
２０ｃ 円柱部分
２４ 駆動装置
２５ 金属シェル
２５ａ 孔
２５ｂ 階段状構造
Ａ 軸線
Ｈ 水平線
２’第二散熱ファン
２２２’ 回転翼
２２１ｂ 散熱孔
２２１ｃ 軸向き部分

Claims (22)

1. ハウジング、
   ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有し、前記ハブの上端周縁部分に斜面、または弧面を有し、且つ、前記ハブは更に軸向き部分を有し、前記回転翼の上端の内側の縁は、前記斜面、または弧面と前記軸向き部分の界面の位置に接続するインペラーと、
   前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支え、前記回転翼の上端縁は、前記散熱ファンの軸線と垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記回転翼の下端縁は、前記散熱ファンの軸線と垂直な水平線にもう一つの傾斜夾角を有し、前記回転翼の上端縁の傾斜夾角と、前記回転翼の下端縁の傾斜夾角は、同じでないベースと、
   前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その風上側、または風下側に位置するその中の一つの端縁と、前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記傾斜夾角の範囲は、３°〜４５°の角度であるエアガイド部材とを含む散熱ファン。
2. 前記回転翼の下端の内側縁は、前記軸向き部分の下端よりやや高い請求項１に記載の散熱ファン。
3. ハウジング、
   ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有するエンペラーと、
   前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支えるベースと、
   前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その風上側、または風下側に位置するその中の一つの端縁と、前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に傾斜夾角を有し、前記傾斜夾角の範囲は、３°〜４５°の角度であるエアガイド部材とを含む散熱ファン。
4. 前記エアガイド部材の風上側に位置する前記エアガイド部材の端縁の傾斜夾角は、前記エアガイド部材の風下側に位置する前記エアガイド部材の端縁の傾斜夾角より大きい、等しい、または小さい請求項３に記載の散熱ファン。
5. ハウジングと、
   ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有するエンペラーと、
   前記ハウジングの中に設置され、その上で前記インペラーを支えるベースと、
   前記ベースと前記ハウジングの間に設置され、その中の一つの端縁と、前記散熱ファンの軸線に垂直な水平線に第一傾斜夾角を有するエアガイド部材とを含む散熱ファン。
6. 前記第一傾斜夾角は、３°〜４５°である請求項５に記載の散熱ファン。
7. 前記エアガイド部材のもう一つの端縁と前記水平線は、第二傾斜夾角を有する請求項５に記載の散熱ファン。
8. 前記第二傾斜夾角は、３°〜４５°である請求項７に記載の散熱ファン。
9. 前記回転翼の一つの端縁と前記水平線は、第三傾斜夾角を有する請求項５、または７に記載の散熱ファン。
10. 前記第三傾斜夾角は、３°〜４５°である請求項９に記載の散熱ファン。
11. 前記回転翼のもう一つの端縁と前記水平線は、第四傾斜夾角を有する請求項９に記載の散熱ファン。
12. 前記第四傾斜夾角は、３°〜４５°である請求項１１に記載の散熱ファン。
13. 前記エアガイド部材の中の一端は、前記ベースに接続し、もう一つの自由な端は、前記ハウジングの内壁の方向に向けて延伸する、または前記エアガイド部材の中の一端を前記ハウジングの内壁に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸する、または前記エアガイド部材の中の一部分の一端を前記ハウジングの内壁に接続し、もう一つの自由な端を前記ベースの方向に向けて延伸する、またはもう一部分の一端を前記ベースに接続し、もう一つの自由な端を前記ハウジングの内壁の方向に向けて延伸する請求項５に記載の散熱ファン。
14. 前記エアガイド部材の前記ベースから前記ハウジングの内壁の方向への断面の変化は、徐々に縮小、または増加、または内凹型または外凸型の形状をする請求項５に記載の散熱ファン。
15. 前記ハウジング、前記ベースと前記エアガイド部材は、一体射出成型であり、その材料は、プラスチック、金属、またはその他の類似材料からなる請求項５に記載の散熱ファン。
16. 前記エアガイド部材の個数は、前記回転翼の個数より小さく、前記エアガイド部材は、棒状、弧状、ステップ状、または翼型の構造からなることができ、且つ、前記ハウジングは、正方形、長方形または円形の構造からなる請求項５に記載の散熱ファン。
17. 前記回転翼は、弧状、または翼型の構造からなり、範囲が１５°〜６０°の角度の傾斜角を有する請求項５に記載の散熱ファン。
18. 前記ハブの中に嵌め込まれ、複数の孔を有し、その上端周縁に階段状構造を有する金属シェルを更に含み、且つ、前記金属シェル、または前記ハブの中に設置され、前記インペラーを駆動し、回転させて気流を発生する駆動装置を更に含む請求項５に記載の散熱ファン。
19. 前記ハブの上端周縁は、斜面または弧面の構造を有する請求項５に記載の散熱ファン。
20. 前記ハウジングは、前記散熱ファンの風出口端、または風入口端に位置し、進出風量を増加する拡大部を有し、前記エアガイド部材は、前記ベースと前記拡大部の間に位置する複数のリブ、または静翼を含む請求項５に記載の散熱ファン。
21. ハブと前記ハブの周りに設置された複数の回転翼を有し、前記インペラーと
    直列に配置する第二インペラー、および
    前記第二インペラーをその中に受ける第二ハウジングを更に含む請求項５に記載の散熱ファン。
22. 前記第二ハウジングは、ネジ留め、係合、リベット接合、または接着の方式によって前記ハウジングと互いに接合する、または前記ハウジングと射出成型によって一体化する請求項２１に記載の散熱ファン。
    

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