JP3077491U - 気流集中式導風装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファンよりの気流を発熱物体、特に発熱源の中
心部に集中することによって放熱効果を向上する。 【解決手段】発熱物体に対峙して配置されて発熱物体の
放熱を促進する気流集中式導風装置であって、枠フレー
ムと、該枠フレームに形成され気流を導入するエア流入
口と、配置の際に発熱物体に近接するように前記枠フレ
ームに形成され、気流を中心部に集中させて発熱物体に
流すことによって発熱物体の温度低下を促進させるよう
に径が前記エア流入口より小さくされたエア流出口とを
有することを特徴とする気流集中式導風装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、気流集中式導風装置に関し、特に発熱物体に対峙して配置される気 流集中式導風装置に関するものである。

【０００２】

【考案の背景】

電子素子技術の急速な発展に伴って、速度、機能、効率など、効能的な方面に おける向上が図られる反面、機器の放熱の課題は軽んじられがちである。一般的 に高い熱エネルギーを生じる電子素子は、高効率の電子素子であり、例えば高速 度のＣＰＵ（中央演算装置）などである。この類の発熱素子は、その熱エネルギ ーを迅速に放出しないと、機能に悪影響を及ぼし、甚だしい場合は素子の寿命を 短縮させることもある。この類の高効率の電子素子に所定の機能性を発揮させる と共に、その使用寿命を効果的に延長させるべく、従来、その放熱の課題に対す る対策がいろいろ提案されてきた。

【０００３】 発熱素子の放熱問題の解決に関しては、以下のような３つ面からの方策がある 。即ち、 (i) 電気回路の設計から検討すること。

【０００４】 電気回路を簡素化させることによって素子の発熱量を低下させて、素子に必要 な放熱量を減少させる。しかしながら、実際にはこれを実現するのは極めて困難 である。例えばＣＰＵなどの高速処理の素子に対し、高い速度と少ない消費電力 とを同時に満たすことは、相反する要求であり、これらを両立できるようにする のは困難である。 (ii) 放熱金属フィンを検討すること。

【０００５】 現在の放熱フィンは、多くの場合アルミニウムを採用し、アルミニウムの押し 出し成形によってさまざまな形態の放熱フィンが製造されており、限定された空 間により多くの放熱面を形成して放熱効率を向上することが意図されている。し かしながら、このような放熱フィンの形状に対する配慮は既に限界に達しており 、この面からのさらなる発展は困難である。また、放熱フィンの使用材料に着目 した開発には長時間を要し、より好ましい放熱材料が発見されるまでに、ＣＰＵ は何度も改良を重ねている。 (iii) 放熱ファンを検討すること。

【０００６】 放熱ファンに関する改良は、多くの場合ファンモータの設計変更であり、放熱 機能の向上を図るものである。しかしながら、従来は放熱ファンのファンフレー ムには着目されていない。本考案は、このファンフレームに着目して放熱効率の 向上を図るものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

図１は従来のファンと放熱フィンとの組合せを示す図である。ファンはモータ の固定子１１と回転子１２とを有し、回転子１２にはブレードホイール１２１が 装着されており、それらを回転させることによって気流が生じる。そして、放熱 フィンがもつ熱エネルギーは、冷たい気流に吸収されて放熱フィン１４のエア通 過隙間１４１より放出され、放熱フィンの温度低下が図られる。一般に、放熱フ ィンは高い動作効率の電子素子１６に付着されており、放熱フィンの高い放熱効 果によって電子素子から放出された熱エネルギーが吸収されると共に、ファンに よってその熱エネルギーが外部へ放出される。

【０００８】 しかしながら、従来のファンフレームは以下のような問題を有する。即ち、 （１）一般に、電子素子の発熱源は内蔵されたチップであり、チップは多くの場 合、集積回路の中央部に配置される。しかしながら、従来のファンフレームのエ ア流入口の径とエア流出口の径とはほぼ同じであり、気流は発熱源に対して集中 しないため、放熱効果の理想的な効率が得られない。 （２）ファンの固定子のベースシートと放熱フィンとは同じ平面に形成されるた め、気流の中心部への集中を妨げ、放熱性に悪い影響を及ぼす。

【０００９】 本考案は、これら従来技術の問題を解決し、気流を効果的に発熱源に集中させ ることができ、放熱効率を向上することによって発熱する電子素子の機能性と寿 命の向上に有利な導風装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成するため、発熱物体に対峙して配置されて発熱物体 の放熱を促進する気流集中式導風装置であって、枠フレームと、該枠フレームに 形成され気流を導入するエア流入口と、配置の際に発熱物体に近接するように前 記枠フレームに形成され、気流を中心部に集中させて発熱物体に流すことによっ て発熱物体の温度低下を促進させるように径が前記エア流入口より小さくされた エア流出口とを有することを特徴とする気流集中式導風装置を提供するものであ る。

【００１１】 前記気流はファンから供給されるものとすることができる。

【００１２】 前記ファンにおける出力側の端面をなすベースシートと発熱物体とは所定の距 離で隔てられるのが望ましい。

【００１３】 前記発熱物体は、集積回路に配置された放熱フィンを備えたものであるとする ことができる。

【００１４】 前記枠フレームは、ファンのフレームと一体化されたものとすることができる 。

【００１５】 本考案はまた、前記目的を達成するため、発熱物体に対峙して配置されて発熱 物体の放熱を促進する気流集中式導風装置であって、枠フレームと、気流を導入 するエア流入口と、配置の際に発熱物体に近接するように形成され、気流を中心 部に集中させて発熱物体に流すことによって発熱物体の温度低下を促進させるエ ア流出口と、気流の発生手段及び発熱物体を所定の距離隔てさせるために、前記 エア流出口に近接して前記枠フレームに形成され発熱物体に接する支持フレーム とを有することを特徴とする気流集中式導風装置を提供するものである。

【００１６】 前記気流発生手段はファンであり、該ファンにおける出力側の端面をなすベー スシートと発熱物体とは所定の距離で隔てられるのが望ましい。

【００１７】 前記支持フレームは、気流を前記エア流入口から前記エア流出口へと案内する 複数のブレードとされ、前記ブレードのエア流出口側の端面が中央寄り部分を気 流方向に凹入した形態とされたものとすることができる。

【００１８】

【実施の形態】

以下、添付図面を参照しながら本考案の好適な実施の形態を詳しく説明する。

【００１９】 図２（ａ）に示すように、本考案の気流集中式導風装置は、ファンフレームに 形成することができる。このファンフレームは発熱物体、例えばＣＰＵの放熱フ ィンに利用され、主に枠フレーム２１とエア流入口２１１と、エア流出口２１２ とを有する。エア流入口２１１は枠フレーム２１に形成され、ファン２２により 生じる気流２３を導入する。エア流出口２１２は、枠フレーム２１に形成される と共に、発熱物体に隣接する。エア流出口２１２の断面には斜辺２１３が形成さ れ、エア流出口２１２がエア流入口２１１より小さくなっており、気流２３をエ ア流出口２１２の中心部に集中させるように作用する。これにより、気流は発熱 物体に集中して流れ、効率的に発熱物体の温度を降下させる。エア流出口におけ る支持フレーム２１２１は、気流をエア流入口からエア流出口へ案内するブレー ドの形態をなしている。この例では、支持フレーム２１２１のエア流出側端面は 、中央寄り部分が内方へ凹入するように形成されている。この支持フレーム２１ ２１により、ファンのベースシート１１１と発熱物体とは所定の距離ｄだけ隔て られる。

【００２０】 発熱物体は放熱フィンを備えたものであってもよく、放熱フィンは、前述のよ うなＣＰＵなどの他、種々の集積回路に設けられ得る。支持フレーム２１２１は 複数個の静止ブレードよりなる。図２（ｂ）はファンとファンフレーム２１とが 一体に結合された状態を示す図である。

【００２１】 本考案の特徴は、気流集中式導風装置のエア流出口がエア流入口より小さく形 成されることにあり、これによって放熱フィンに導入される気流を中心部に集中 させ、放熱効果を向上させる。また、支持フレームをエア流出口の近傍で内方に 凹むように形成すると、ファンのベースシートと放熱フィンとの間に所定の距離 を形成することとなり、これによってさらにファンの放熱効果を向上させること ができる。その他、支持フレームにおける静止ブレードを特定の形態とすること により（図５、図６を参照）、出力風量を増加させることができる。

【００２２】 図３は本考案の他の実施の形態を示している。この気流集中式導風装置が、図 ２に示したものと相違する点は、支持フレーム３１が内方へ凹入してないことで ある。但し、この場合も、枠フレームの断面には斜辺が形成され、これによって 気流の中心部への集中が生じ、前述同様の放熱効果の向上が図られる。

【００２３】 図４はファン（ファンフレームを含む）と放熱フィンとの組み合わせを示す断 面図である。図に示すように、外気の気流２３はエア流入口１５１よりエア流出 口２１２に流れる際、斜辺２１３によって案内され、気流４１を放熱フィンの中 心部に集中するように流れる。発熱源を有する多くの装置において、発熱源はこ の中心部近傍にあるので、気流集中によって得られる放熱効果の向上は著しい。

【００２４】 図５はさらに他の実施の形態に係る気流集中式導風装置における支持フレーム を示している。この支持フレームは、複数個の静止ブレード６２と可動ブレード とを備えている。静止ブレードと可動ブレードとは気流方向の上流側（エア流入 口側）と下流側（エア流出口側）、或いはその逆の位置に配置することができる 。可動ブレード６１と静止ブレード６２との配置形態は、例えば、図６に示すよ うに、導風装置の軸線に沿う断面において略“ハ”字形とすることができる。静 止ブレードは、支持フレームに対して固定されており、可動ブレードは、気流に 対する角度を調整することができるようになっている。こうすることにより、可 動ブレードの角度を最適化してファンのエア流出口の風圧を強化でき、気流を急 速に外部へ流すことができ、放熱フィンによる放熱効果をさらに促進させ得る。 図５において、静止ブレードをエア流出口側に配置する場合は、必要により、静 止ブレードの中央寄り部分を内方へ凹入させてもよく、或いは内方へ凹入しない 形態とすることもできる。

【００２５】 以上の図面に示した形態は、本考案の好適な実施の形態に過ぎず、本考案は請 求の範囲に基づく全ての改造や変更や転用などをその範囲に包含するものである 。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、以下の効果を奏する気流集中式導風装置を提供することがで きる。 （１）ファンフレームのエア流出口をエア流入口より小さく形成することによっ て放熱効果を向上させることができる。 （２）エア流出口において支持フレームの気流案内用ブレードの端面の中央寄り 部分を気流方向に凹入する構造とすれば、エア流出口から吐出される気流をブレ ードで区切られた状態から均一化した分布状態とすることができるため、放熱効 果をより向上させることができる。 （３）支持フレームに、気流に対する角度を調整可能な可動ブレードと角度を固 定した静止ブレードとを気流方向に離間して組み込めば、可動ブレードの角度を 最適化してエア流出口の風圧を増強できるため、発熱物体に対する出力風量をさ らに増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のファンと放熱フィンの組合せを示す断面
図である。

【図２ａ】本考案の１つの実施の形態に係る気流集中式
導風装置とファンとの組合せ前の状態を示す断面図であ
る。

【図２ｂ】本考案の１つの実施の形態に係る気流集中式
導風装置とファンとの組合せ後の状態を示す断面図であ
る。

【図３】本考案の他の実施の形態に係る気流集中式導風
装置とファンとの組合せを示す断面図である。

【図４】本考案の実施の形態に係るファンと放熱フィン
との組合せを示す断面図である。

【図５】本考案の実施の形態に係る気流集中式導風装置
の支持フレーム（静止ブレード）を示す斜視図である。

【図６】図５における静止ブレードと可動ブレードとの
相対的位置関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 固定子 １２ 回転子 １３ ファンフレーム １４ 放熱フィン １４１ エア通過隙間 １５１ エア流入口 １５２ エア流出口 １６ 電子素子 ２１ 枠フレーム ２１１ エア流入口 ２１２ エア流出口 ２１３ 斜辺 ２２ ファン ２３ 気流 ２１２１ 支持フレーム ３１ 支持フレーム ４１ 気流 ６１ 可動ブレード ６２ 静止ブレード

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱物体に対峙して配置されて発熱物体の
   放熱を促進する気流集中式導風装置であって、 枠フレームと、 該枠フレームに形成され気流を導入するエア流入口と、 配置の際に発熱物体に近接するように前記枠フレームに
   形成され、気流を中心部に集中させて発熱物体に流すこ
   とによって発熱物体の温度低下を促進させるように径が
   前記エア流入口より小さくされたエア流出口とを有する
   ことを特徴とする気流集中式導風装置。
2. 【請求項２】前記気流はファンから供給されることを特
   徴とする請求項１に記載の気流集中式導風装置。
3. 【請求項３】前記ファンにおける出力側の端面をなすベ
   ースシートと発熱物体とは所定の距離で隔てられること
   を特徴とする請求項２に記載の気流集中式導風装置。
4. 【請求項４】前記発熱物体は、集積回路に配置された放
   熱フィンを備えたものであることを特徴とする請求項１
   に記載の気流集中式導風装置。
5. 【請求項５】前記枠フレームは、ファンのフレームと一
   体化されたものであることを特徴とする請求項１に記載
   の気流集中式導風装置。
6. 【請求項６】発熱物体に対峙して配置されて発熱物体の
   放熱を促進する気流集中式導風装置であって、 枠フレームと、 気流を導入するエア流入口と、 配置の際に発熱物体に近接するように形成され、気流を
   中心部に集中させて発熱物体に流すことによって発熱物
   体の温度低下を促進させるエア流出口と、 気流の発生手段及び発熱物体を所定の距離隔てさせるた
   めに、前記エア流出口に近接して前記枠フレームに形成
   され発熱物体に接する支持フレームとを有することを特
   徴とする気流集中式導風装置。
7. 【請求項７】前記気流発生手段はファンであり、該ファ
   ンにおける出力側の端面をなすベースシートと発熱物体
   とは所定の距離で隔てられることを特徴とする請求項６
   に記載の気流集中式導風装置。
8. 【請求項８】前記支持フレームが、気流を前記エア流入
   口から前記エア流出口へと案内する複数のブレードとさ
   れ、前記ブレードのエア流出口側の端面が中央寄り部分
   を気流方向に凹入した形態とされていることを特徴とす
   る請求項６に記載の気流集中式導風装置。