JP2007085352A - ファン及びそのファンフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】 動力とファン体積を増大させずに、ファン風圧と風量を有効に増加するファン及びそのファンフレームを提供する。
【解決手段】 ファンは、内側壁に少なくとも一つの導流部３１４が設けられたハウジング３１と、ハウジング３１内に設けられ、かつ底部３２１と前記底部の周縁に周設された増圧部３２２とを有するベース３２と、前記ハウジング３１と前記ベース３２の前記増圧部３２２との間に設けられた、少なくとも一つの支持部材３３とを有するファンフレーム３０と、前記ハウジング３１内に設けられ、前記ベース３２に設置されたインペラ４０とを備える。
【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、ファン及びそのファンフレームに関し、特に動力とファンの体積を増大させずに、ファンの風圧と風量が有効に増加する、ファン及びそのファンフレームに関する。

雰囲気中の塵埃などが内部に進入することを防止するために、電子部品（例えばCPU）は、通常、ケーシング内に設置するが、電子部品が作動する際に熱が発生し、この発生した熱を放熱しないと、電子部品の性能に支障をきたし、更には電子部品を焼いて破壊させる恐れがある。このため、一般に、ファンを利用して、電子部品の発熱を放熱させることにより、電子部品が一定の温度範囲内で正常に作動することを図る。

図１と図２は、従来のファンを示す分解図と断面図である。図１と図２に示すように、従来のファン１は、ファンフレーム１０とインペラ２０とを備える。ファンフレーム１０は、ハウジング１１と、ベース１２と、複数のリブ１３とを有する。ベース１２は、ハウジング１１の中央に設けられる。リブ１３は、ハウジング１１とベース１２との間に設けられ、ベース１２を支持する。インペラ２０は、ハウジング１１内に設けられ、モータ１４とともに、ベース１２上に設置される。ファン１を運転すると、モータ１４の駆動によってインペラ２０が回転し、空気流を発生する。この空気流を電子部品（図示せず）へ送風することにより、放熱効果を果たす。

しかし、電子部品の処理速度の向上に伴い、電子部品の作動電圧と作動周波数も高くなるため、電子部品の温度も大幅に上昇する。電子部品の温度の上昇を抑えるために、ファン１の風圧と風量を増加させ、十分に放熱させなければならない。しかし、ファン流量にとって、流体が流過した断面積が流量の多少を決定する要因の一つであるが、従来のファン１は、ハウジング１１の内径が同じなので(すなわち、ハウジング１１の通風入口１５の断面積と通風出口１６の断面積が同じである)、ファン１の風圧と風量が制限され、有効に増加させることができない。

この問題を解決するために、従来の技術では、ファン１の運転率を上げたり、インペラ２０の体積を増大したりすることによって、ファン１の風量を増加することを図られるが、ファン１の運転率を上げると、余計な動力コストを必要とし、かつ、ファン１の内部の温度も高くなるため、ファン１の寿命が短縮される。さらに、インペラ２０の体積を増大するには、インペラ２０を収容するハウジング１１の体積も増大しなければならないが、ハウジング１１の体積は電子部品のケーシング内の空間に限られるため、任意に増大することができない。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、動力とファンの体積を増大させずに、ファンの風圧と風量が有効に増加する、ファン及びそのファンフレームを提供することを目的とする。

本発明に係わるファンフレームは、内側壁に少なくとも一つの導流部が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、底部と前記底部の周縁に周設された増圧部とを有するベースと、前記ハウジングと前記ベースの前記増圧部との間に設けられた、少なくとも一つの支持部材とを備える。

本発明に係わるファンは、内側壁に少なくとも一つの導流部が設けられたハウジングと、ハウジング内に設けられ、かつ底部と前記底部の周縁に周設された増圧部とを有するベースと、前記ハウジングと前記ベースの前記増圧部との間に設けられた、少なくとも一つの支持部材とを有するファンフレームと、前記ハウジング内に設けられ、前記ベースに設置されたインペラとを備える。

本発明に係わるファンとそのファンフレームにおいて、前記増圧部は、自由端面と、前記自由端面に対応し、面積が前記自由端面の面積と異なり、前記底部に連結された連結端面とを有する。前記ハウジングは、通風入口と通風出口とを有し、前記増圧部の前記連結端面を前記通風出口と実質的に揃えることにより、空気流の流出面積を調節する。また、前記増圧部の前記連結端面は、ハウジング内に凹設され、前記通風出口から離れた緩衝領域を形成する。前記増圧部は、その断面が傾斜平面または曲面をなす。前記導流部は、凹溝または曲形凹溝である。

また、前記ハウジングは、外側壁に設けられ、前記導流部に対して交差して設けられた、少なくとも一つの曲形凹溝とをさらに有する。前記支持部材は、連続した平滑な曲形を形成するように、前記導流部と連結される。また、前記支持部材は、非連続な曲形を形成するように、前記導流部と連結される。前記ハウジング、前記底部、前記増圧部、前記導流部と前記支持部材は、一体に成形されている。

本発明のファン及びそのファンフレームによれば、ファンフレームの底部の周縁に周設された増圧部を利用することにより、ファンの通風出口の断面積を縮小し、ファンの風圧を増加することができる。さらに、ハウジングの内側壁の導流部を利用し、空気流の収容空間を増大させとともに、空気流に乱流（turbulence）を発生し難くさせ、ファンの風圧と風量を増加させることができる。従って、従来の技術と比べて、本発明のファン及びそのファンフレームは、ファンの体積を増大させずに、ファンの風圧と風量を増加させ、ファンの放熱効果を有効に向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例におけるファン及びそのファンフレームについて説明する。

図３Aと図３Bは、本発明の好適な実施例であるファンを示す分解斜視図と断面図である。図４は、図３Aにおけるファンのファンフレームを示す斜視図である。
図３A、図３B及び図４に示すように、ファン３は、ファンフレーム３０と、インペラ４０と、駆動手段３４とを備える。
ファンフレーム３０は、ハウジング３１と、ベース３２と、少なくとも一つの支持部材３３とを有する。本実施例において、支持部材３３の数は、例えば五つである。

ベース３２は、ハウジング３１内に設けられ、底部３２１と増圧部３２２とを有する。増圧部３２２は、底部３２１の周縁に周設される。ベース３２の中心から、インペラ４０の回転軸を収容する軸管部が垂直に延長される。駆動手段３４は、例えばモータであり、ベース３２上に設けられ、インペラ４０を回転させて空気流を発生させるように、インペラ４０を駆動する。

図３Bに示すように、増圧部３２２は、自由端面３２３と、自由端面３２３に対応する連結端面３２４とを有する。連結端面３２４は、底部３２１に連結される。自由端面３２３の面積は、連結端面３２４の面積とは異なり、本実施例において、連結端面３２４の面積は、自由端面３２３の面積より大きく、外表面が略円錐状である。

ハウジング３１は、通風入口３１１と通風出口３１２とを有し、かつハウジング３１の内側壁と増圧部３２２とによって通路３１３を形成する。本実施例において、増圧部３２２の連結端面３２４は、ハウジング３１の通風出口３１２と実質的に揃っているが、これに限らず、図５に示すように、増圧部５２２の連結端面５２４がハウジング５１内に凹設され、通風出口５１２から離れた緩衝領域を形成することもできる。例えば、断面アール状の緩衝領域(図５の連結端面５２４の凹部)は、ファン３の通風出口５１２から送風される空気流の乱流や剥離流を防止して、ファン出口の空気流を整流する役割を有する。

また、図３Bの増圧部３２２は、その外表面の断面が傾斜平面であるが、これに限らず、図５に示すように、増圧部５２２の外表面の断面が曲面であってもよい。さらに、ハウジング３１の断面の形状が略円形であるが、必要に応じて、楕円形、多角形、円錐形などの形状であってもよい。

図４に示すように、ハウジング３１の内側壁(すなわち、通路部３１３の周縁)には、少なくとも一つの導流部３１４が設けられる。本実施例において、複数の導流部３１４は、例えば凹溝または曲形凹溝であり、それぞれハウジング３１の内側壁に周設される。すなわち、ハウジング３１の内側壁より部分的に内側に向けて膨らませ、その膨らみと内側壁との間において例えば凹溝又は曲形凹溝が形成されて、導流部３１４が形成されている。
また、導流部３１４の形状は、ファンブレードの形状と類似しており、空気流がファン３内を通過するときの有効通路断面積を増大させ、ファン３全体の排出風量を増加させる。そして、導流部３１４は、風が通過するガイドの役割を果たし、抵抗を少なくして乱流および剥離流の発生を抑制する機能を有する。

複数の支持部材３３は、例えば静的ブレードまたはリブであり、それぞれハウジング３１とベース３２の増圧部３２２とに跨って接続されることにより、ベース３２を支持する。
また、図３Aと図４に示すように、複数の支持部材３３が、それぞれ複数の導流部３１４に接続され、かつ、それぞれ対応する導流部３１４と増圧部３２２との間に跨って接続されることにより、支持部材３３と導流部３１４は、共に連続した平滑な曲形を形成する。これにより、インペラ４０の回転による空気流が効率よく導出され、ファン３の排出風量を増加する。さらに、支持部材３３と導流部３１４とが共に形成する連続した平滑な曲形は、風損を減少することをでき、さらに騒音を減少することもできる。

さらに、構成が適切にデザインされかつ良好な空気の流れが得られれば、複数の支持部材３３と複数の導流部３１４は、互いに交差するように、非連続した曲形を形成することもできる。なお、必要に応じて、ハウジング３１、底部３２１、増圧部３２２、導流部３１４及び支持部材３３は、一体に成形されることができる。すなわち、ファンフレーム３０は、一体に成形されたものであってもよい。

インペラ４０は、ハウジング３１内に位置するとともに、ベース３２上に設けられる。インペラ４０は、ハブ４１と、複数のファンブレード４２と、を有する。
ファンブレード４２は、ハブ４１の周縁に周設される。
ハブ４１の断面積は、増圧部３２２の自由端面３２３の面積と、実質的に等しい。また、ハブ４１は、ベース３２に対応して設けられ、すなわち、ハブ４１は、底部３２１と同一軸線上に位置し、かつ、底部３２１に対応して設けられる。

インペラ４０が回転する際に、空気流は、ファン３の通風入口３１１からファン３に進入し、通路３１３を通過して、ファン３の通風出口３１２から流出する。
ここで、増圧部３２２の連結端面３２４の面積が自由端面３２３のそれより大きいため、通風出口３１２の流出開口の口径aが通風入口３１１の流入開口の口径bより小さいので、風圧を増加することができる。
また、ハウジング３１に、通風入口３１１から通風出口３１２へ徐々に拡大する通路３１３が形成されることにより、風圧をさらに向上することができる。

上述したファンフレーム３０に限らず、ファン３は、他のファンフレームを採用することもできる。
図６は、図３Aのファン３の他のファンフレーム６０を示す斜視図である。
ファンフレーム６０は、ハウジング６１と、ベース６２と、少なくとも一つの支持部材６３とを備える。
ベース６２は、ハウジング６１内に設けられ、底部６２１と増圧部６２２とを有する。増圧部６２２は、底部６２１の周縁に周設される。
ハウジング６１の内側壁(すなわち、通路部６１３の周縁)は、少なくとも一つの導流部６１４を有する。導流部６１４は、例えば凹溝または曲形凹溝であり、その形状がファンブレードの形状と類似して、通路部６１３の空間を増大させることにより、空気流の収容空間を増大させ、ファンの排出風量を増加させる。

なお、ハウジング６１の外側壁には、さらに、少なくとも一つの曲形凹溝６１５が設けられる。曲形凹溝６１５と導流部６１４とは、それぞれ交差するようにハウジング６１の外側壁と内側壁とに配置されることにより、ハウジング６１全体の厚さをほぼ同様にして、実際の製造工程において、ハウジング６１の不均一な厚さによる変形の発生を防止する。

以上、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

従来のファンを示す分解図である。 図１のファンを示す断面図である。 本発明の好適な実施例におけるファンを示す分解斜視図である。 図３Aのファンを示す断面図である。 図３Aのファンのファンフレームを示す斜視図である。 図３Bの増圧部３２２は、断面が曲面である態様を示す断面図である。 図３Aのファンの他のファンフレームを示す斜視図である。

符号の説明

１、３ ファン
１０、３０、６０ ファンフレーム
１１、３１、５１、６１ ハウジング
１２、３２、６２ ベース
１３ リブ
１４ モータ
１５、３１１ 通風入口
１６、３１２、５１２ 通風出口
２０、４０ インペラ
３１３、６１３ 通路
３１４、６１４ 導流部
３１５、６１５ 曲形凹溝
３２１、６２１ 底部
３２２、５２２、６２２ 増圧部
３２３ 自由端面
３２４、５２４ 連結端面
３３、６３ 支持部材
３４ 駆動手段
４１ ハブ
４２ ファンブレード

Claims (14)

1. 内側壁に少なくとも一つの導流部が設けられたハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、底部と前記底部の周縁に周設された増圧部とを有するベースと、
   前記ハウジングと前記ベースの前記増圧部との間に設けられた、少なくとも一つの支持部材とを備えることを特徴とする、ファンフレーム。
2. ハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、底部と前記底部の周縁に周設された増圧部とを有するベースと、前記ハウジングと前記ベースの前記増圧部との間に設けられた、少なくとも一つの支持部材とを有するファンフレームと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記ベースに設置されたインペラとを備えることを特徴とする、ファン。
3. 前記ハウジングは、内側壁に少なくとも一つの導流部が設けられたことを特徴とする、請求項２に記載のファン。
4. 内側壁に少なくとも一つの導流部が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられたベースと、前記ハウジングと前記ベースとの間に設けられた、少なくとも一つの支持部材とを有するファンフレームと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記ベースに設置されたインペラとを備えることを特徴とする、ファン。
5. 前記ベースは、底部と、前記底部の周縁に周設された増圧部とを有し、
   前記支持部材は、前記ハウジングと前記ベースの前記増圧部との間に設けられたことを特徴とする、請求項４に記載のファン。
6. 前記増圧部は、自由端面と、前記自由端面に対応し、その面積が前記自由端面の面積と異なり、前記底部に連結された連結端面とを有することを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
7. 前記増圧部は、自由端面と、前記自由端面に対応し、前記底部に連結された連結端面とを有し、
   前記インペラは、その断面積が前記増圧部の前記自由端面の面積と実質的に等しいハブとを有することを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
8. 前記ハウジングは、通風入口と通風出口とを有し、前記増圧部の前記連結端面を、前記通風出口と実質的に揃えることにより、空気流の流出面積を調節することを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
9. 前記ハウジングは、通風入口と通風出口とを有し、前記増圧部の前記連結端面が前記ハウジング内に凹設され、前記通風出口から離れた緩衝領域を形成することを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
10. 前記増圧部は、その断面が傾斜平面または曲面をなすことを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
11. 前記導流部は、凹溝または曲形凹溝であることを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
12. 前記ハウジングは、外側壁に設けられ、前記導流部に対して交差して設けられた、少なくとも一つの曲形凹溝とをさらに有することを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
13. 前記支持部材は、連続した平滑な曲形または非連続な曲形を形成するように、前記導流部と連結されることを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。
14. 前記ハウジング、前記底部、前記増圧部、前記導流部及び前記支持部材は、一体に成形されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のファン。

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