JP2018053823A - 送風ファン - Google Patents

Abstract

【課題】リバーシブルファンにおける正回転時の騒音特性と逆回転時の騒音特性を同等にすることができる送風ファンを提供する。
【解決手段】本発明に係る送風ファンは、開口部にテーパを設けており、テーパの表面はフレームの内側に向かって突出する凸部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風ファンに関する。

送風ファンは、気流を発生させることにより例えば電子部品を冷却するために用いる装置である。送風ファンの性能は気流を通過させる能力によって左右されるが、気流を通過させる能力を高めるとこれにともなって騒音が増加する傾向があるので、送風ファンとしての性能と騒音低減を両立させるために様々な工夫がなされている。

下記特許文献１は、『気流とファンフレームのフレーム壁部との摩擦によって発生されるノイズを低減し、気流の安定化と集中化を図り、性能を高めることができる滑らかな湾曲状拡大部を有する放熱ファンとそのファンフレーム構造，および放熱システムを提供する。』ことを課題とする技術として、『 本発明における放熱装置のファンフレーム構造は、気流を一方の開口から他方の開口に導く柱状通路２１６を含み、少なくとも一つの前記開口の側にある前記柱状通路２１６の内周壁は、径方向に且つ外向きに拡大する滑らかな湾曲状拡大部Ｆを有する。』という技術を開示している（要約参照）。

特開２００６−３１６７８７号公報

送風ファンのなかには、正回転と逆回転の２方向にモータを回転させることにより、２方向の気流いずれにおいても用いることができる、リバーシブルファンなどと呼ばれるタイプのものがある。リバーシブルファンは、正回転時の性能と逆回転時の性能が同等であることが求められる場合がある。同様に騒音特性についても、正回転時と逆回転時が同等の特性であることが望ましい場合がある。

上記特許文献１記載の技術は、ノイズを低減することを図っているものの、正回転と逆回転の２方向において用いることは想定されていないと考えられる。したがって同文献記載の技術は、リバーシブルファンにおける正逆回転いずれにおいても同等の騒音特性を発揮することは困難であると考えられる。

本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、リバーシブルファンにおける正回転時の騒音特性と逆回転時の騒音特性を同等にすることができる送風ファンを提供することを目的とする。

本発明に係る送風ファンは、開口部にテーパを設けており、テーパの表面はフレームの内側に向かって突出する凸部を有する。

本発明に係る送風ファンによれば、正回転時の騒音特性と逆回転時の騒音特性を同等にすることができる。

送風ファン１００が備える部品の斜視図である。 フレーム１１０の詳細を説明する図である。 図２の拡大図である。 第１テーパ部１１１と第２テーパ部１１２がともに凸部を有していないフレームの形状を示す図である。 図４に示す送風ファンと本発明に係る送風ファンそれぞれの風量−静圧特性を比較するグラフである。 従来品と発明品それぞれの音圧レベル特性を示す図である。

図１は、本発明に係る送風ファン１００が備える部品の斜視図である。送風ファン１００は、筒状のフレーム１１０の内部にブレード１２０を収容することにより形成される。ベース部材１３０はモータを取り付ける部材であり、スポーク１３１によって支持されている。ブレード１２０は、中央の筒状部分の内部にモータを収容し、モータと一体になって回転するように取り付けられる。

フレーム１１０が有する２つの開口は、それぞれ正回転時における吸込口と吐出口として機能する。例えば図１の上側が吸込口であり、下側が吐出口である。ベース部材１３０は例えば吐出口側に取り付けられる。

図１のようにベース部材１３０を吐出口側に設けた場合、正回転時の騒音特性と逆回転時の騒音特性が大きく異なる場合がある。ベース部材１３０が吐出口側のみに配置されているので、正回転時において気流が通過する際のフレーム１１０の表面形状と、逆回転時において気流が通過する際のフレーム１１０の表面形状とが、対称ではないからである。具体的には、逆回転時（図１の下から上に向かって気流が流れる場合）において、気流がフレーム１１０の内部に流入する際に、スポーク１３１と衝突して大きな騒音が発生する場合がある。そこで本発明においては、逆回転時の騒音を抑制することができる構造をフレーム１１０の内壁に設けた。

図２は、フレーム１１０の詳細を説明する図である。図２（ａ）はフレーム１１０の斜視図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ断面図である。図２（ｂ）に示すように、フレーム１１０は吸込口が外側に向かって広がる第１テーパ部１１１を有しており、吐出口も同様に外側に向かって広がる第２テーパ部１１２を有している。

図３は、図２の拡大図である。図３（ａ）は第１テーパ部１１１の周辺を拡大した図である。図３（ｂ）は第２テーパ部１１２の周辺を拡大した図である。破線は説明の便宜上付与したものである。図３に示すように、第１テーパ部１１１の表面は、フレーム１１０の内側に向かって突出した凸部を有する。この凸部は、図２などに示すように、吸込口の開口の全周にわたって形成されている。第２テーパ部１１２の表面も同様に、フレーム１１０の内側に向かって突出した凸部を有し、この凸部も同様に吐出口の全周にわたって形成されている。

図３に示す凸部は、フレーム１１０の内部を通過する気流を攪乱し、騒音をキャンセルする作用を有する。図２〜図３に示した例においては、第１テーパ部１１１は第２テーパ部１１２よりも長く、また第１テーパ部１１１は第２テーパ部１１２よりも多くの凸部を有するので、特に逆回転時（図面の下から上に向かって気流が流れる場合）において騒音をより強く抑制する作用を有すると考えられる。したがって、吐出口側にベース部材１３０を配置することにより逆回転時の騒音が正回転時よりも大きい構成において、より効果的に騒音を抑制できると考えられる。

図４は、第１テーパ部１１１と第２テーパ部１１２がともに凸部を有していないフレームの形状を示す図である。図４（ａ）（ｂ）はそれぞれ図２（ａ）（ｂ）に対応する。本発明の効果を検証するため、図４に示すフレーム形状を採用した場合と本発明におけるフレーム１１０を採用した場合それぞれにおいて、騒音特性を比較した。

図５は、図４に示す送風ファンと本発明に係る送風ファンそれぞれの風量−静圧特性を比較するグラフである。図５の細線は図４の送風ファン（従来品）を正回転させたときの特性である。図５の破線は従来品を逆回転させたときの特性である。図５の点線は本発明に係る送風ファン（発明品）を正回転させたときの特性である。図５の太線は発明品を逆回転させたときの特性である。図５に示すように、風量−静圧特性は凸部を設けてもほぼ変化しない。

図６は、従来品と発明品それぞれの音圧レベル特性を示す図である。図６上図は、ある回転速度（５３００ｒｐｍ）における正逆回転それぞれの音圧レベル（ｄＢ）を示す。図６下図は、逆回転時における音圧レベルを異なる回転速度で測定した結果である。図６下図において、２点破線は従来品の音圧特性を示し、破線は発明品の音圧特性を示す。

図６上図に示すように、正回転時においては従来品と発明品ともに同様の音圧レベル特性を示し、逆回転時においては発明品が１ｄＢ低い音圧レベル特性を示した。図６下図に示すように、逆回転時の音圧レベル特性は回転速度が変わっても同様に発明品のほうが低い音圧レベル特性を示した。

以上説明したように、本発明に係る送風ファン１００は、（正回転時における）吐出口に第１テーパ部１１１を有するとともに、（正回転時における）吸込口に第２テーパ部１１２を有し、各テーパ部の表面には凸部が形成されている。これにより正逆回転それぞれにおける騒音レベルをそれぞれ抑制するとともに、正逆回転それぞれの騒音特性を同等に揃えることができる。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

以上の説明においては、第１テーパ部１１１と第２テーパ部１１２はそれぞれフレーム１１０の全周にわたって凸部を有することを説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、フレーム１１０の周方向の一部においてのみ凸部が形成されている場合であっても、相応の効果を発揮することができる。

以上の説明においては、吸込口と吐出口それぞれにおいて凸部を有することを説明したが、吸込口と吐出口のいずれか一方においてのみ凸部を有する場合であっても、相応の効果を発揮することができる。例えばベース部材１３０を吐出口側に配置した場合は、第１テーパ部１１１の表面のみに凸部を設けてもよい。これにより逆回転時の騒音を抑制することができる。あるいは例えば送風ファン１００を設置する場所の環境などに応じて正回転時の騒音レベルのほうが大きいのであれば、第２テーパ部１１２の表面のみに凸部を設けてもよい。

１００：送風ファン
１１０：フレーム
１１１：第１テーパ部
１１２：第２テーパ部
１２０：ブレード
１３０：ベース部材
１３１：スポーク

Claims (5)

1. 気流を発生させる送風ファンであって、
   第１開口と第２開口を有し前記気流を前記第１開口と前記第２開口との間で通過させる筒状のフレームを備え、
   前記第１開口は、前記フレームの内側から外側に向かって広がる第１テーパ部を有し、
   前記第１テーパ部の表面は、前記フレームの内側に向かって突出した第１凸部を有する
   ことを特徴とする送風ファン。
2. 前記第２開口は、前記フレームの内側から外側に向かって広がる第２テーパ部を有し、
   前記第２テーパ部の表面は、前記フレームの内側に向かって突出した第２凸部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の送風ファン。
3. 前記送風ファンはさらに、モータを取り付けるベース部材を備え、
   前記ベース部材は、前記フレームの内側の空間において前記第２開口よりも前記第１開口に近い位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載の送風ファン。
4. 前記第１テーパ部は、前記第２テーパ部よりも長い
   ことを特徴とする請求項３記載の送風ファン。
5. 前記第１凸部の個数は、前記第２凸部の個数よりも多い
   ことを特徴とする請求項３記載の送風ファン。