JP2018193891A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を抑制でき、送風効率を向上することができる送風装置を提供する。【解決手段】送風装置は、上下に延びる中心軸を中心にして回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、を備える。インペラは、周方向に配列される複数の羽根部１と、径方向外側における外周縁部に複数の羽根部１が設けられるフランジ部２３と、を有する。羽根部は、羽根部１の周方向における回転方向Ｄｒ０とは反対側に位置する後縁面１４ａと、羽根部１の周方向における回転方向側に位置する前縁面１４ｂと、を有する。後縁面１４ａは、回転方向Ｄｒ０に向かって窪む凹部１４４を有する。【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、送風装置に関する。

従来、複数の羽根部を軸方向を中心にしてモータにより回転させることにより、径方向外側に送風する送風装置が知られている。送風装置は、たとえば軸方向上側にある吸気口から周方向に隣り合う羽根部間に流れ込む空気を羽根部の回転によって径方向外側に送り出すことにより外部に送風する。このような送風装置は、たとえば、薄型化が要求される電子機器の冷却ファンなどに用いられている。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１では、複数のブレードをインペラに有する電動送風機を教示している。この電動送風機では、ブレードの最外周端部の形状を複数段の階段形状とすることにより、見かけ上のブレード枚数を倍増し、電動送風機から発生する耳障り音を高周波域にシフトさせて、耳障り音の低減を図っている。

特許第５０１２０９６号公報

送風装置の薄型化に伴い、羽根部の軸方向長さは短くなり、各々の羽根部が空気を掻く面積は小さくなって、送風装置の送風効率が低下してしまう。羽根部を増やせば、複数の羽根部が空気を掻く総面積を増加させることはできる。但し、周方向に隣り合う羽根部の径方向内側における内端部間の隙間が狭くなる。そのため、送風装置内に吸気された空気は、該隙間に流れ込み難くなり、送風効率が低下してしまう。また、インペラを回転する際、吸気された空気が羽根部の表面から剥離して羽根部及びハウジング間を流れたり渦流となったりすることにより、騒音が増大してしまう。このような問題について、引用文献１は、なんら言及していない。

本発明は、上記の状況を鑑みて、騒音を抑制でき、送風効率を向上することができる送風装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の例示的な送風装置は、上下に延びる中心軸を中心にして回転可能なインペラと、前記インペラを駆動するモータと、を備え、前記インペラは、周方向に配列される複数の羽根部と、径方向外側における外周縁部に複数の前記羽根部が設けられるフランジ部と、を有し、前記羽根部は、前記羽根部の周方向における回転方向とは反対側に位置する後縁面と、前記羽根部の周方向における前記回転方向側に位置する前縁面と、を有し、前記後縁面は、前記回転方向に向かって窪む凹部を有する構成とされる。

本発明の例示的な送風装置によれば、騒音を抑制でき、送風効率を向上することができる。

図１は、送風装置の一例を示す斜視図である。 図２は、送風装置の構成例を示す断面図である。 図３は、インペラの上面図である。 図４は、周方向から見た送風装置の断面図である。 図５Ａは、インペラの斜視図である。 図５Ｂは、羽根部の拡大図である。 図５Ｃは、羽根部が延びる方向から見た羽根部の断面図である。 図６Ａは、実施例に係る風速分布を示す図である。 図６Ｂは、比較例に係る風速分布を示す図である。 図７Ａは、各々の羽根部における凹部の第１配置例である。 図７Ｂは、各々の羽根部における凹部の第２配置例である。 図７Ｃは、各々の羽根部における凹部の第３配置例である。 図８は、送風装置の構成の第１変形例を示す断面図である。 図９は、送風装置の構成の第２変形例を示す断面図である。 図１０Ａは、送風装置を搭載するラップトップ型の情報装置の一例を示す透視斜視図である。 図１０Ｂは、ヒートパイプが取り付けられた送風装置の構成例を示す斜視図である。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。

なお、本明細書では、送風装置１００において、中心軸ＣＡと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向において、後述する支持プレート部４０２から後述する吸気プレート部４０１に向かう方向を軸方向一方側として「軸方向上側」と呼ぶ。また、軸方向において、吸気プレート部４０１から支持プレート部４０２に向かう方向を軸方向他方側として「軸方向下側」と呼ぶ。さらに、各々の構成要素において、軸方向上側における端部を「上端部」と呼び、軸方向下側における端部を「下端部」と呼ぶ。また、軸方向上側に位置する端面は軸方向一方側に位置する一方端面として「上端面」と呼び、軸方向下側に位置する端面は軸方向他方側に位置する他方端面として「下端面」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向において、中心軸ＣＡに向かう方向を「径方向内側」と呼び、中心軸ＣＡから離れる方向を「径方向外側」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、径方向内側に位置する側面は「内側面」と呼び、径方向外側に位置する側面は「外側面」と呼ぶ。また、径方向内側における端部を「内端部」と呼び、径方向外側における端部を「外端部」と呼ぶ。より具体的には、軸方向から見て、径方向の「内端部」は「内側面」と重なり、径方向の「外端部」は「外側面」と重なる。また、径方向の「外端部」よりも径方向内側、且つ、径方向の「外端部」近傍の部分を「外周縁部」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡを中心とする周方向は「周方向」と呼ぶ。周方向一方側は後述するインペラ２００及び羽根部１の回転方向Ｄｒｏと同じ方向であり、周方向他方側は回転方向Ｄｒｏとは反対側と同じ方向である。また、各々の構成要素において、周方向における転方向Ｄｒｏとは反対側に位置する側面を「後縁面」と呼び、周方向における転方向Ｄｒｏ側に位置する側面を「前縁面」と呼ぶ。

なお、以上に説明した方向、面、及び構成部などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。

＜１．実施形態＞
＜１−１．送風装置の概略構成＞
図１は、送風装置１００の一例を示す斜視図である。図２は、送風装置１００の構成例を示す断面図である。なお、図２は、図１において中心軸ＣＡを含む面で切断した送風装置１００の一点鎖線Ａ１−Ａ１に沿う断面を示している。

送風装置１００は、インペラ２００と、モータ３００と、ハウジング４００と、を備える。

インペラ２００は、複数の羽根部１が設けられた羽根車であり、モータ３００に取り付けられている。インペラ２００は、モータ３００のシャフト３０１とともに、上下方向に延びる中心軸ＣＡを中心にして回転可能である。中心軸ＣＡから羽根部１の径方向外側における外端部（つまり先端）までの径方向における最短距離Ｌｒは、送風装置１００の軸方向長さＬａよりも大きく、好ましくは軸方向長さＬａの５倍以上である。こうすれば、送風装置１００を薄型化できる。なお、インペラ２００の構成は後に説明する。

モータ３００は、中心軸ＣＡを中心にしてシャフト３０１を回転させることにより、インペラ２００を駆動する。

ハウジング４００は、インペラ２００及びモータ３００を収容する。ハウジング４００は、吸気プレート部４０１と、支持プレート部４０２と、側壁部４０３と、を有している。

吸気プレート部４０１は、複数の羽根部１よりも軸方向上側に設けられ、羽根部１の軸方向上側に位置する羽根部上端面１２と隙間を介して対向している。吸気プレート部４０１は、軸方向に貫通する吸気口４０１ａを有している。

支持プレート部４０２は、複数の羽根部１よりも軸方向下側に設けられ、羽根部１の軸方向下側に位置する羽根部下端面１１と隙間を介して対向し、モータ３００を支持している。より具体的には、支持プレート部４０２の上面にはモータ３００が固定されている。支持プレート部４０２の上面は、軸方向において、吸気プレート部４０１の下面と対向している。

側壁部４０３は、吸気プレート部４０１の下面と支持プレート部４０２の上面との間に設けられ、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２とともに、インペラ２００及びモータ３００を収容する内部空間を形成している。側壁部４０３には、径方向に向いて開口する送風口４０３ａが設けられている。ハウジング４００の内部空間は、インペラ２００及びモータ３００を収容し、吸気口４０１ａ及び送風口４０３ａを介してハウジング４００の外部に通じている。

また、吸気プレート部４０１、支持プレート部４０２、及び側壁部４０３は、特に限定しないが、たとえば金属製である。一例として、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２はステンレス製であり、側壁部４０３は銅製である。また、側壁部４０３は、鍛造、鋳造、又はプレス加工により形成され、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２とともにインサート成形又はアウトサート成形される。また、成形後のハウジング４００は、形状の精度を担保するため、成形後に切削加工される。

また、側壁部４０３にはインペラ２００の回転により発生する風が直接に当たる。そのため、側壁部４０３の熱伝導率は、高いことが好ましく、たとえば１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましい。こうすれば、送風装置１００内に比較的高温の空気が流れ込んでも、インペラ２００の回転により径方向外側に送風される該空気を側壁部４０３で効果的に放熱できる。この効果は、空冷ファンに送風装置１００を用いた場合に、特に有効である。

＜１−２．インペラの構成＞
次に、インペラ２００の構成を説明する。図３は、インペラ２００の上面図である。図４は、周方向から見た送風装置１００の断面図である。なお、図４は、図１の一点鎖線Ａ１−Ａ１に沿う送風装置１００の断面、及び図３の一点鎖線Ａ２−Ａ２に沿うインペラ２００の断面に対応している。

インペラ２００は、複数の羽根部１と、蓋部２１と、筒部２２と、フランジ部２３と、リング部２５と、を有する。また、蓋部２１、筒部２２、及びフランジ部２３は、カップ部２を構成する。つまり、インペラ２００は、カップ部２を有している。カップ部２は、モータ３００の軸方向上側における上端部を内部に収容し、言い換えるとモータ３００の上端に取り付けられている。

複数の羽根部１は、周方向に配列されている。羽根部１の数は、羽根部１が空気を掻く際に発生する騒音を抑制するために素数であることが好ましい。また、羽根部１の数は、たとえば３１枚以上とすることが好ましい。羽根部１の数が増えるほど、羽根部１間の間隔が狭くなるので、羽根部１間の静圧が増大して、羽根部１間の空気はより勢い良く径方向外側に送出される。よって、送風装置１００の送風効率が向上する。なお、羽根部１の構成は後に説明する。

蓋部２１は、シャフト３０１に連結され、モータ３００の上面を覆う。筒部２２は、蓋部２１の径方向外側における外端部から、少なくとも軸方向下側に向かって延びる。蓋部２１及び筒部２２は、モータ３００の軸方向上側における上端部を収容する内部空間を構成している。また、筒部２２の外側面は湾曲面２２１を有している。周方向から見た断面視において、湾曲面２２１は、軸方向上側及び径方向外側に向いており、さらに、湾曲面２２１が向く方向とは反対側に凹んでいる。湾曲面２２１の曲率中心は湾曲面２２１よりも湾曲面２２１が向く方向側にある。従って、湾曲面２２１に沿って径方向外側に流れる空気は、スムーズに流れて、フランジ部２３に至る。フランジ部２３は、筒部２２の径方向外側における外端部から径方向外側に延びる。フランジ部２３の径方向外側における外周縁部２３０には、複数の羽根部１が設けられている。

インペラ２００が回転する際、吸気口４０１ａを通じてハウジング４００の内部空間に流れ込む空気は、湾曲面２２１とフランジ部２３の上面とに沿って径方向外側に流れて、複数の羽根部１間に流れ込む。該空気は、周方向に回転する複数の羽根部１により風となって、インペラ２００の径方向外側に流れ、送風口４０３ａを通じてハウジング４００の外部に送り出される。

リング部２５は、環状であり、羽根部１の軸方向上側において複数の羽根部１を連結している。なお、この例示に限定されず、リング部２５は、羽根部１の軸方向下側において複数の羽根部１を連結してもよい。すなわち、リング部２５は、羽根部１の軸方向上側及び下側のうちの少なくとも一方に設けられ、該少なくとも一方において複数の羽根部１を連結していればよい。環状のリング部２５が複数の羽根部１を連結することにより、インペラ２００に設けられる各々の羽根部１の強度を向上させることができる。また、吸気口４０１ａから一旦吸い込んだ空気が該吸気口４０１ａに向かって逆流することは、羽根部１よりも軸方向上側に設けられた環状のリング部２５によって抑制又は防止できる。また、たとえば支持プレート部４０２に他の吸気口（不図示）が設けられている場合において羽根部１よりも軸方向下側に環状のリング部２５が設けられていれば、該他の吸気口から一旦吸い込んだ空気が該吸気口に向かって逆流することは、羽根部１よりも軸方向下側に設けられた環状のリング部２５によって抑制又は防止できる。

リング部２５は、湾曲面２５ａを有する。湾曲面２５ａは、周方向から見た断面視において、軸方向上側且つ径方向内側に向かって突き出る湾曲形状を有している。こうすれば、吸気口４０１ａで吸い込まれた空気がリング部２５の湾曲面２５ａに沿って流れる。従って、空気の流れが湾曲面２５ａから剥離し難くなるので、吸気効率が向上する。

＜１−３．羽根部の構成＞
次に、羽根部１の構成を説明する。各々の羽根部１は、図３及び図４に示すように、フランジ部２３の外周縁部２３０から少なくとも径方向外側に向かって延びている。そのため、たとえば複数の羽根部１がフランジ部２３の内周縁部から延びる場合と比べて、より多くの羽根部１を周方向に配列させることができる。

軸方向から見て、羽根部１の径方向内側における内端部は、吸気口４０１ａと重なっている。そのため、羽根部１は、吸気口４０１ａから吸気された空気を掻いて風を起こすことができる。また、羽根部１の径方向内側における内端部が吸気口４０１ａよりも径方向外側にある場合と比べて羽根部１が空気を掻く面積は広くなるので、羽根部１はより多くの風を起こすことができる。従って、吸気口４０１ａでの吸気効率を向上でき、送風装置１００の風量をさらに増加することができる。

また、羽根部１の径方向内側における内端部は、フランジ部２３の外周縁部２３０にて、フランジ部２３から軸方向上側に突出している。軸方向から見て、羽根部１の内端部が外周縁部２３０にて突出しているので、たとえば該内端部がインペラ２００の中央部にある場合よりも、周方向に設けることができる羽根部１の数を多くできる。従って、送風装置１００の風量を増加させ易い。

各々の羽根部１は、図３に示すように軸方向から見て、周方向に湾曲しており、より具体的には周方向において回転方向Ｄｒｏとは反対側に突き出た湾曲形状である。図３及び図４に示すように、軸方向から見て、フランジ部２３の径方向外側に位置する外側面２３ａから羽根部１の径方向外側における外端部までの羽根部１に沿う長さＬｂは、外側面２３ａよりも径方向外側における羽根部１の軸方向長さＬｈｏよりも長くなっている。こうすれば、インペラ２００の羽根部１をさらに薄型化できるので、送風装置１００の小型化に寄与できる。

また、外側面２３ａよりも径方向外側における羽根部１の軸方向長さＬｈｏは、外側面２３ａよりも径方向内側における羽根部１の軸方向長さＬｈｉよりも大きくなっている。こうすれば、羽根部１の空気を掻く面積がより広くなるので、羽根部１はより多くの風を起こすことができる。従って、送風装置１００の送風量を増加させることができる。

各々の羽根部１は、樹脂製である。また、本実施形態では、全ての羽根部１がフランジ部２３と同じ部材の一部となっているが、この例示に限定されない。一部又は全ての羽根部１が、樹脂製であって、フランジ部２３とは異なる部材であってもよい。すなわち、一部の羽根部１が、樹脂製であって、フランジ部２３と同じ部材の一部であってもよい。或いは、全ての羽根部１がフランジ部２３とは異なる部材であってもよい。但し、複数の羽根部１のうちの少なくとも１つは、樹脂製であって、フランジ部２３と同じ部材の一部であることが好ましい。こうすれば、全ての羽根部１がフランジ部２３とは別の部材である場合と比べて製造工程数を削減できるので、製造に要する時間（たとえば生産タクト）を短縮して、製造効率を向上できる。

各々の羽根部１は、図４に示すように、支持プレート部４０２と対向する羽根部下端面１１と、吸気プレート部４０１と対向する羽根部上端面１２と、羽根部外側面１３と、を有する。また、各々の羽根部１は、図３に示すように、羽根部１の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に位置する後縁面１４ａと、羽根部１の周方向におけるインペラ２００の回転方向Ｄｒｏ側に位置する前縁面１４ｂと、をさらに有する。インペラ２００が回転する際、羽根部１の前縁面１４ｂが空気を押すため、前縁面１４ｂには正圧が掛かり、後縁面１４ａには負圧が掛かる。

また、軸方向から見て、各々の羽根部１の後縁面１４ａ及び前縁面１４ｂは、周方向に湾曲している。より具体的には、軸方向から見て、各々の羽根部１の後縁面１４ａ及び前縁面１４ｂは、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に向かって湾曲している。こうすれば、インペラ２００を回転させる際、周方向に隣り合う羽根部１間において径方向外側に送り出される空気が、周方向に湾曲する後縁面１４ａに沿って流れる。従って、そのため、後縁面１４ａ上において、渦流の発生を抑制し、さらに騒音も低減できる。

＜１−４．後縁面の構成＞
次に、羽根部１の後縁面１４ａの構成を説明する。図５Ａ〜図５Ｃは、羽根部１の後縁面１４ａの構成を説明するための図である。図５Ａは、インペラ２００の斜視図である。
図５Ｂは、羽根部１の拡大図である。図５Ｃは、羽根部１が延びる方向から見た羽根部１の断面図である。なお、図５Ｂは、図５Ａにおいて実線で囲まれた部分に対応している。また、図５Ｂでは、図面を見やすくするため、後述する背面１４１、第１曲面１４２、及び第２曲面１４３の図示を省略している。また、図５Ｃは、図５Ｂの一点鎖線Ｃ−Ｃに沿う羽根部１の断面を示している。

各々の羽根部１において、後縁面１４ａは、背面１４１と、第１曲面１４２と、第２曲面１４３と、複数の凹部１４４と、を有する。なお、各々の羽根部１における凹部１４４の数は、この例示に限定されず、１つであってもよい。また、凹部１４４の構成は後に説明する。

＜１−４−１．背面、第１曲面、及び第２曲面の構成＞
軸方向から見た平面視において、背面１４１、第１曲面１４２、及び第２曲面１４３は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に向かって突き出る湾曲形状である。

背面１４１は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、真っ直ぐに延び、軸方向と平行である。

第１曲面１４２は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側と軸方向上側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、羽根部１の上端面１２と背面１４１の軸方向上側における上端部とに繋がっている。より具体的には、第１曲面１４２は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向上側及び周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側とに突き出た湾曲形状をしている。第１曲面１４２の軸方向上側における上端部は、羽根部上端面１２の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部と連結されている。また、第１曲面１４２の軸方向下側における下端部は、背面１４１の軸方向上側における上端部と連結されている。

また、第１曲面１４２は、羽根部上端面１２及び背面１４１と滑らかに繋がることが好ましい。より具体的には、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の上端部における第１曲面１４２の接線方向は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部での羽根部上端面１２の接線方向と平行であることが好ましい。また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の下端部における第１曲面１４２の接線方向は、背面１４１と平行であることが好ましい。こうすれば、羽根部上端面１２上から第１曲面１４２上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。また、第１曲面１４２上から背面１４１上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。従って、後縁面１４ａに第１曲面１４２を設けることによる騒音の抑制に寄与できる。

第２曲面１４３は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側と軸方向下側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、羽根部１の下端面１１と背面１４１の軸方向下側における下端部とに繋がっている。より具体的には、第２曲面１４３は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向下側及び周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側とに突き出た湾曲形状をしている。第２曲面１４３の軸方向下側における下端部は、羽根部下端面１１の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部と連結されている。また、第２曲面１４３の軸方向上側における上端部は、背面１４１の軸方向下側における下端部と連結されている。

また、第２曲面１４３は、羽根部下端面１１及び背面１４１と滑らかに繋がることが好ましい。より具体的には、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の上端部における第２曲面１４３の接線方向は、背面１４１と平行であることが好ましい。また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の下端部における第２曲面１４３の接線方向は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部における羽根部下端面１１の接線方向と平行であることが好ましい。こうすれば、羽根部下端面１１上から第２曲面１４３上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。また、第２曲面１４３上から背面１４１上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。従って、後縁面１４ａに第２曲面１４３を設けることによる騒音の抑制に寄与できる。

図５Ｃでは、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、羽根部１の軸方向における幅（Ｗａ１＋Ｗａ２＋Ｗａ３）はたとえば１．４［ｍｍ］である。背面１４１の軸方向における幅Ｗａ１はたとえば０．８［ｍｍ］である。第１曲面１４２の軸方向における幅Ｗａ２はたとえば０．３［ｍｍ］であり、第２曲面１４３の軸方向における幅Ｗａ３はたとえば０．３［ｍｍ］である。

また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、羽根部１が延びる方向と軸方向とに垂直な方向における羽根部１の厚さは、一定であり、たとえば０．２５〜０．８［ｍｍ］である。本実施形態では、羽根部１の厚さＷｃは、０．５［ｍｍ］である。羽根部１の厚さを適切な大きさにすることにより、羽根部１そのものの強度を確保することができる。

なお、後縁面１４ａは、本実施形態では第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方を有しているが、この例示に限定されない。たとえば、後縁面１４ａは、第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方を有していない構成であってもよいし、第１曲面１４２及び第２曲面１４３のうちのどちらかを有する構成であってもよい。

但し、騒音抑制の観点からいえば、後縁面１４ａは、第１曲面１４２及び第２曲面１４３のうちの少なくとも一方を有することが好ましい。こうすれば、送風装置１００を駆動してインペラ２００を回転させる際、周方向におけるインペラ２００の回転方向Ｄｒｏとは反対側における羽根部１の後縁面１４ａ近傍に渦流が発生し難くなる。従って、インペラ２００の回転に起因する騒音の発生を抑制できる。

また、コンピュータシミュレーションによる解析結果などでは、第１曲面１４２による騒音の抑制効果は、第２曲面１４３による騒音の抑制効果よりも強いことが分かっている。従って、第１曲面１４２のみを後縁面１４ａが有する構成は、第２曲面１４３のみを後縁面１４ａが有する構成よりも好ましい。さらに、後縁面１４ａが第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方を有する構成は、インペラ２００の回転の際に発生する騒音をさらに抑制できる点でより好ましい。騒音の抑制効果の強さは、「第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第１曲面１４２が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第２曲面１４３が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方が後縁面１４ａに設けられない構成」となっている。

＜１−４−２．凹部の構成＞
次に、後縁面１４ａに設けられた凹部１４４の構成を説明する。凹部１４４は、羽根部１の軸方向上側における上端部と軸方向下側における下端部との間において軸方向に延びている。各々の羽根部１において、凹部１４４は、図５Ｂに示すように、リング部２５よりも径方向外側に位置している。送風装置１００の送風効率は環状のリング部２５よりも径方向外側における空気の流れの影響を受けやすい。従って、環状のリング部２５よりも径方向外側に凹部１４４を設けて空気の流れを良くすることにより、送風装置１００の送風効率をさらに向上することができる。

凹部１４４は、背面１４１、第１曲面１４２、又は第２曲面１４３から回転方向Ｄｒｏに向かって窪んでいる。周方向において、凹部１４４の深さｄは羽根部１の厚さＷｃの半分よりも小さくなっている。つまり、図５Ｃにおいて、ｄ＜（Ｗｃ／２）である。こうすれば、羽根部１に凹部１４４を設けても、羽根部１の周方向における強度を確保できる。従って、凹部１４４を設けた羽根部１の折れ、曲がりなどを抑制又は防止できる。

後縁面１４ａに凹部１４４を設けることにより、インペラ２００が回転する際、空気が凹部１４４内に流れ込むため、後縁面１４ａ上の空気の流れが速くなる。図６Ａ及び図６Ｂは、周方向に隣り合う羽根部１間における風速分布をコンピュータシミュレーションにより解析した結果を示す。図６Ａは、実施例に係る風速分布を示す図であり、後縁面１４ａが凹部１４４を有する構成の羽根部１間における風速分布の解析結果を示している。図６Ｂは、比較例に係る風速分布を示す図であり、後縁面１４ａが凹部１４４を有していない構成の羽根部１間における風速分布の解析結果を示している。なお、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、矢印は空気の流れる方向（つまり風向き）を示し、図示される矢印の密度（図中の所定範囲内における矢印の数）は風速に対応している。つまり、矢印の図示が密であるほど、風速が速いことを示している。

図６Ａにおける後縁面１４ａ上の風速分布は、図６Ｂにおける後縁面１４ａ上の風速分布よりも密になっている。特に、図６Ａにおける凹部１４４近傍の風速分布が密になっている。つまり、図６Ａにおける凹部１４４近傍の風速は、図６Ｂにおける後縁面１４ａ上の風速よりも速くなっていることがわかる。従って、凹部１４４を後縁面１４ａに設けることにより、凹部１４４近傍に小さな渦流を発生させることができる。よって、インペラ２００を回転させる際、空気を掻く羽根部１の径方向外側における先端での大きな渦流の発生を抑制できるとともに、先端での大きな渦流の発生に起因する騒音を低減することができる。その結果として、送風装置１００の送風効率を向上させることができる。

また、各々の羽根部１において、複数の凹部１４４は、軸方向から見て羽根部１が延びる方向に並んでいる。以下に、図７Ａ〜図７Ｃを参照して、各々の羽根部１における凹部１４４の第１〜第３配置例を説明する。

＜１−４−２−１．凹部の第１配置例＞
図７Ａは、各々の羽根部１における凹部１４４の第１配置例である。第１配置例では、軸方向から見て、羽根部１が延びる方向に隣接する凹部１４４間の間隔は一定である。こうすれば、インペラ２００を回転させる際、凹部１４４の数に応じて複数の渦流が後縁面１４ａ上に発生することにより、羽根部１の先端における大きな渦流の発生がより抑制され、騒音もより低減される。従って、送風装置１００の送風効率をより向上させることができる。

＜１−４−２−２．凹部の第２配置例＞
図７Ｂは、各々の羽根部１における凹部１４４の第２配置例である。第２配置例では、軸方向から見て、羽根部１が延びる方向に隣接する凹部１４４間の間隔は、後縁面１４ａの径方向外側における外端部に向かうにつれて狭くなっている。たとえば凹部１４４が羽根部１に設けられていない場合、羽根部１の回転方向Ｄｒｏ側に位置する前縁面１４ｂの径方向外側における外端部では、前縁面１４ｂの他の箇所と比べて、空気が流れ難くなり易い。対して、図７Ｂの構成によれば、周方向に隣り合う羽根部１の後縁面１４ａのうち、前縁面１４ｂにおいて空気が流れ難くなり易い箇所と対向する箇所に、空気が流れ込み易くなる凹部１４４を密に設けることができる。そのため、隣り合う羽根部１間の径方向外側における外端部において、空気が円滑に流れるようになる。つまり、前縁面１４ｂ側で空気が流れ難くなっても、後縁面１４ａ側で空気が流れ易くすることができる。従って、隣り合う羽根部１間における空気の流量を増加できる。よって、送風装置１００の送風量を増加させることができる。

＜１−４−２−３．凹部の第３配置例＞
図７Ｃは、各々の羽根部１における凹部１４４の第３配置例である。第３配置例では、軸方向から見て、後縁面１４ａが延びる方向に沿う凹部１４４の幅は、径方向外側における後縁面１４ａの端部に向かうにつれて広くなる。こうすれば、凹部１４４の上記幅が広いほど、空気は凹部１４４内に流れ込み易くなるので、空気が後縁面１４ａから剥離しにくくなる。そのため、図７Ｃの構成によって、隣り合う羽根部１間の径方向外側における外端部において、空気がさらに円滑に流れるようになる。従って、隣り合う羽根部１間における空気の流量をさらに増加できる。

＜１−５．実施形態の変形例＞
周方向から見た断面視において、羽根部１の羽根部上端面１２、及び吸気プレート部４０１の羽根部上端面１２と対向する部分は、本実施形態では径方向に向かって真っ直ぐに延びているが、この例示には限定されない。

＜１−５−１．実施形態の第１変形例＞
図８は、送風装置１００の構成の第１変形例を示す断面図である。羽根部１は、図８に示すように、リング部２５よりも径方向外側に位置する第１羽根部端面１２１をさらに有する。つまり、羽根部上端面１２は、第１羽根部端面１２１を含んでいる。周方向から見て、第１羽根端面１２１は、径方向外側に向かって、中心軸ＣＡに直交する平面ＰＬに対して軸方向上側に傾斜している。吸気プレート部４０１は、第１板部４０１ｂをさらに有している。第１板部４０１ｂは、羽根部１の第１羽根端面１２１よりも軸方向上側において第１羽根端面１２１と平行に設けられている。こうすれば、リング部２５と第１板部４０１ｂとの間の隙間を比較的に狭くすることにより、該隙間での空気の逆流を抑制できる。

＜１−５−２．実施形態の第２変形例＞
図９は、送風装置１００の構成の第２変形例を示す断面図である。羽根部１は、図９に示すように、リング部２５よりも径方向外側に位置する第２羽根部端面１２２をさらに有する。つまり、羽根部上端面１２は、第２羽根端面１２２を含んでいる。周方向から見て、第２羽根端面１２２は、径方向外側に向かって、中心軸ＣＡに直交する平面ＰＬに対して軸方向下側に傾斜している。吸気プレート部４０１は、第２板部４０１ｃをさらに有する。第２板部４０１ｃは、羽根部１の第２羽根端面１２２よりも軸方向上側において第２羽根端面１２２と平行に設けられている。こうすれば、吸気口４０１ａから効率よく空気を吸い込むことができるので、送風装置１００の風量を増加させ易い。

なお、図８及び図９の例示に限定されず、第１変形例及び第２変形例は、適宜組み合わせてもよい。たとえば、吸気プレート部４０１は、第２板部４０１ｃおよび第２板部４０１ｃの径方向内側における内端部から径方向内側へ延びる第１板部４０１ｂを有するとともに、羽根部上端面１２は、第２羽根部端面１２２と、第２羽根部端面１２２の径方向内側における内端部から径方向内側へ延びる第１羽根部端面１２１とを有していてもよい。こうすれば、羽根部１と吸気プレート部４０１との間の隙間での空気の逆流を抑制できるとともに、吸気口４０１ａへの空気の逆流も抑制できる。

＜１−６．送風装置の応用例＞
次に、送風装置１００の応用例を説明する。図１０Ａは、送風装置１００を搭載するラップトップ型の情報装置５００の一例を示す透視斜視図である。図１０Ｂは、ヒートパイプ６００が取り付けられた送風装置１００の構成例を示す斜視図である。なお、図１０Ａの軸方向は、図１〜図９とは逆になっている。より具体的には、図１０Ａの上側に向かう方向が図１〜図９における軸方向下側に対応し、図１０Ａの下側に向かう方向が図１〜図９における軸方向上側に対応している。図１０Ｂの軸方向は図１〜図９と同じである。

情報装置５００は、たとえばノートパソコンのような薄型のパーソナルコンピュータである。送風装置１００は、情報装置５００の空冷ファンとして用いられ、シート状のダンパー１００ａ及びヒートパイプ６００とともに情報装置５００の内部に搭載されている。送風装置１００及びヒートパイプ６００は、たとえば、情報装置５００のキーボード５１０の裏面に取り付けられる。

ダンパー１００ａは、送風装置１００を衝撃から保護するための緩衝部材であり、送風装置１００の軸方向における下面に設けられている。送風装置１００は、ダンパー１００ａを介してキーボード５１０の裏面に取り付けられている。

ヒートパイプ６００は、情報装置５００の内部及び発熱部から発生する熱を伝導する部材である。ヒートパイプ６００は、図１０Ｂでは、送風装置１００及び情報装置５００に搭載されているＣＰＵ５２０から発生する熱を伝導している。ヒートパイプ６００は、伝熱シート６１０と、ヒートシンク６２０と、ヒートスプレッダ６３０と、を含む。

伝熱シート６１０は、帯状の熱伝導部材であり、台座５３０上に配置されたＣＰＵ５２０の熱をヒートシンク６２０に伝導する。伝熱シート６１０の一方端はヒートシンク６２０に熱伝導可能に貼り付けられ、伝熱シート６１０の他方端はヒートスプレッダ６３０を介してＣＰＵ５２０に熱伝導可能に貼り付けられている。

ヒートシンク６２０は、送風装置１００の送風口４０３ａに送風可能に設けられ、伝熱シート６１０から伝導される熱を送風口４０３ａから送風される空気に伝達することにより放熱する。

ヒートスプレッダ６３０は、シート状の熱伝導部材である。ヒートスプレッダ６３０の一部は、ＣＰＵ５２０に熱伝導可能に貼り付けられている。また、ヒートスプレッダ６３０の他の一部は、たとえばキーボード５１０の裏面に熱伝導可能に貼り付けられている。ヒートスプレッダ６３０は、情報装置５００のたとえば筐体（不図示）、送風装置１００が送風する空気にＣＰＵ５２０の熱を伝導する。

送風装置１００の吸気プレート部４０１、支持プレート部４０２、及び側壁部４０３のうちの少なくともいずれかは、半田、熱伝導性の両面接着又は片面接着のテープなどによって、ヒートパイプ６００と熱伝導可能に接続されていてもよい。たとえば、半田付け又は上記テープを用いた接着により、上述の少なくともいずれかと伝熱シート６１０の一方端とが熱伝導可能に接続されてもよい。或いは、伝熱シート６１０の一方端自身が送風装置１００の上述の少なくともいずれかに熱伝導可能に接着してもよい。こうすれば、ヒートパイプ６００は、送風装置１００のハウジング４００に熱を効率よく伝導できる。従って、送風装置１００は、ＣＰＵ５２０で発生した熱も効率よく送風する空気に放散して、情報装置５００の外部に放出できる。

＜２．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、たとえば薄型の送風ファンとして有用である。但し、本発明の用途は、この例示には限定されない。

１００・・・送風装置、２００・・・インペラ、１・・・羽根部、１１・・・羽根部下端面、１２・・・第２羽根部上端面、１２１・・・第１羽根部端面、１２２・・・第２羽根部端面、１４ａ・・・後縁面、１４ｂ・・・前縁面、１４１・・・背面、１４２・・・第１曲面、１４３・・・第２曲面、１４４・・・凹部、２・・・カップ部、２１・・・蓋部、２２・・・筒部、２２１・・・湾曲面、２３・・・フランジ部、２３ａ・・・外側面、２３０・・・外周縁部、２５・・・リング部、２５ａ・・・湾曲面、３００・・・モータ、３０１・・・シャフト、４００・・・ハウジング、４０１・・・吸気プレート部、４０１ａ・・・吸気口、４０１ｂ・・・第１板部、４０１ｃ・・・第２板部、４０２・・・支持プレート部、４０３・・・側壁部、４０３ａ・・・送風口、５００・・・情報装置、５１０・・・キーボード、５２０・・・ＣＰＵ、５３０・・・台座、６００・・・ヒートパイプ、６１０・・・伝熱シート、６２０・・・ヒートシンク、３０・・・ヒートスプレッダ、ＣＡ・・・中心軸、ＰＬ・・・平面、Ｄｒｏ・・・回転方向、Ｌａ、Ｌｈｏ、Ｌｈｉ・・・軸方向長さ、Ｌｒ・・・最短距離、Ｌｂ・・・羽根部に沿う長さ、Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ３・・・軸方向における幅、Ｗｃ・・・厚さ、ｄ・・・深さ

Claims (13)

1. 上下に延びる中心軸を中心にして回転可能なインペラと、
   前記インペラを駆動するモータと、
   を備え、
   前記インペラは、
   周方向に配列される複数の羽根部と、
   径方向外側における外周縁部に複数の前記羽根部が設けられるフランジ部と、
   を有し、
   前記羽根部は、
   前記羽根部の周方向における回転方向とは反対側に位置する後縁面と、
   前記羽根部の周方向における前記回転方向側に位置する前縁面と、
   を有し、
   前記後縁面は、前記回転方向に向かって窪む凹部を有する送風装置。
2. 前記凹部は、前記羽根部の軸方向一方側における端部と他方側における端部との間において軸方向に延びる請求項１に記載の送風装置。
3. 軸方向から見て、前記後縁面は、周方向に湾曲している請求項１又は請求項２に記載の送風装置。
4. 各々の前記羽根部において、
   前記凹部は、複数であり、軸方向から見て前記羽根部が延びる方向に並ぶ請求項１〜請求項３のいずれかに記載の送風装置。
5. 軸方向から見て、前記羽根部が延びる方向に隣接する前記凹部間の間隔は一定である請求項４に記載の送風装置。
6. 軸方向から見て、前記羽根部が延びる方向に隣接する前記凹部間の間隔は、前記後縁面の径方向外側における外端部に向かうにつれて狭くなる請求項４に記載の送風装置。
7. 軸方向から見て、前記後縁面が延びる方向に沿う前記凹部の幅は、径方向外側における前記後縁面の端部に向かうにつれて広くなる請求項４〜請求項６のいずれかに記載の送風装置。
8. 周方向において、前記凹部の深さは前記羽根部の厚さの半分よりも小さい請求項１〜請求項７のいずれかに記載の送風装置。
9. 前記インペラは、前記羽根部の軸方向一方側及び他方側のうちの少なくとも一方において複数の前記羽根部を連結する環状のリング部をさらに有し、
   前記凹部は、前記リング部よりも径方向外側に位置する請求項１〜請求項８のいずれかに記載の送風装置。
10. 前記インペラ及び前記モータを収容するハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングは、
    前記羽根部の軸方向一方側に位置する羽根部一方端面と隙間を介して対向する第１ハウジング部と、
    前記羽根部の軸方向他方側に位置する羽根部他方端面と隙間を介して対向する第２ハウジング部と、
    をさらに有し、
    前記第１ハウジング部は、軸方向に貫通する吸気口を有する請求項９に記載の送風装置。
11. 前記羽根部は、前記リング部よりも径方向外側に位置する第１羽根端面をさらに有し、
    周方向から見て、前記第１羽根端面は、径方向外側に向かって、前記中心軸に直交する平面に対して軸方向一方側に傾斜し、
    前記第１ハウジング部は、前記羽根部の前記第１羽根端面よりも軸方向一方側において前記第１羽根端面と平行に設けられる第１板部をさらに有する請求項１０に記載の送風装置。
12. 前記羽根部は、前記リング部よりも径方向外側に位置する第２羽根端面をさらに有し、
    周方向から見て、前記第２羽根端面は、径方向外側に向って、前記中心軸に直交する平面に対して軸方向他方側に傾斜し、
    前記第１ハウジング部は、前記羽根部の前記第２羽根端面よりも軸方向一方側において前記第２羽根端面と平行に設けられる第２板部をさらに有する請求項１０又は請求項１１に記載の送風装置。
13. 前記リング部は湾曲面を有し、
    前記湾曲面は、周方向から見た断面視において、軸方向一方側且つ径方向内側に向かって突き出る湾曲形状を有する請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の送風装置。