JP3169805U - 多層羽根構造を有する遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】限られていた装着空間において、周囲の部品による障害を受けずに装着し、好適な空気の流量および風圧を得ることができ、モータの負荷および騒音を減少させる多層羽根構造を有する遠心ファンを提供する。【解決手段】遠心ファン２は、回転子ハブ３および少なくとも二層構造のインペラユニット４を有する。回転子ハブ３は、側部３２が延設された頂部３１と延伸部３３とを有する。延伸部３３は側部３２から外部へ延伸し、この延伸部３３の端部にはインペラユニット４が接続される。この二層構造のインペラユニット４は、第１層、第２層のインペラユニット４１、４２を有する。第１層、第２層のインペラユニット４１、４２は、それぞれ環状に複数の羽根を設けている。第２層のインペラユニット４２が形成する円の直径は、第１層のインペラユニット４１が形成する円の直径よりも大きく構成される。【選択図】図２

Description

本考案は、多層羽根構造を有する遠心ファンに関し、特に、直径が異なる少なくとも二層構造のインペラユニットを組み合わせることにより、限られていた装着空間において、周囲の部品による障害を受けずに装着し、同じ回転数のもと、好適な空気の流量および風圧を得ることができ、モータの負荷および騒音を減少させることのできる多層羽根構造を有する遠心ファンに関する。

電子産業の発達により、電子デバイスの性能も迅速に向上し、演算処理速度の加速にともない、内部のチップの演算処理速度も絶え間なく加速している。チップは、数量も多くなり、稼動時に発生する熱量もチップの増加により、ますます増加し、適時に放熱を行なわないと、演算処理速度の低下、フリーズ、焼損など、電子デバイスの性能に悪影響を与えてしまうことがある。そのため、電子デバイスにとって、放熱は解決されるべき重要な過大である。一般によく用いられる放熱装置は、放熱ファンを用いたものである。

放熱ファンは、応用範囲が非常に広範なデバイスで、通風、排気、換気、温度制御などを行なう際には欠かすことのできないものである。この放熱ファンには、機能特性および作用の違いから、多くの種類の放熱ファンがあるが、基本的に遠心ファン、斜流ファン、軸流ファンの三種類に分けられている。

従来の遠心ファンの一例を図１に示し、図１を用いて従来の遠心ファンの構成を説明する。図１は、従来の遠心ファンを示す斜視図である。
図１に示すように、従来の遠心ファン１は、回転子ハブ１１およびインペラユニット１２を有して構成される。回転子ハブ１１は、周囲に側辺１１２を延伸している頂部１１１を有する。側辺１１２には、側辺１１２から離れるように外部へ延伸している少なくとも一つの延伸部１１３が設けられている。延伸部１１３の先端側には、インペラユニット１２が設けられている。

インペラユニット１２は、複数の羽根および連接部１３を有する。各羽根は、羽根上部１２１および羽根下部１２２を有する。羽根上部１２１と羽根下部１２２との間には、相互に水平に延伸するように接続した連接部１３が設けられている。

このような構成により、羽根上部１２１および羽根下部１２２は、回転子ハブ１１の周囲を取り巻くように、すなわち、回転子ハブ１１の中心を軸とする略円の円周上に設けられることになる。また、羽根上部１２１および羽根下部１２２によって形成された各円の直径は、同一である。すなわち、羽根上部１２１によって形成される円の直径は、羽根下部１２２によって形成される円の直径に等しい。

しかしながら、このような従来の遠心ファン１では、回転ハブ１１の中心を軸として羽根上部１２１および羽根下部１２２によって形成された各円の直径は、同一であるため、電子機器の構造によっては遠心ファン１の装着ができないことがあった。その原因は、装着空間が限られてしまったり、周囲の部品による障害である。

このような問題を解消するために、各円の直径を短くして構成された遠心ファンを用いることになるが、この構成だと、空気の流量が少なくて、所定の風圧値が得られない。そのため、回転子ハブ１の回転数を上げて流量を大きくするように対処するしかなく、遠心ファン１の騒音およびモータの負荷が大きくなるという欠点があった。

以上からわかるように、従来の遠心ファン１は、電子機器等への装着において、装着空間が限られてしまったり、あるいは周囲の部品により障害されてしまうといった問題点がある。

特開２０１０−２１６４８２号公報

本考案の第１の目的は、直径が異なる少なくとも二層構造のインペラユニット組み合わせることにより、限られていた装着空間において、周囲の部品による障害を受けずに装着することのできる多層羽根構造を有する遠心ファンを提供することにある。

本考案の第２の目的は、同じ回転数のもと、好適な空気の流量および風圧を得ることができる多層羽根構造を有する遠心ファンを提供することにある。

本考案の第３の目的は、モータの負荷および騒音を減少させることのできる多層羽根構造を有する遠心ファンを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本考案に係る多層羽根構造を有する遠心ファンは、側部が延設される頂部と、前記側部から外部へ延伸している少なくとも一つの延伸部とを有する回転子ハブと、前記回転子ハブに取り付けられ、かつ前記回転子ハブの回転軸方向に重なり合うように配置される第１層のインペラユニットおよび第２層のインペラユニットを有し、前記第１層のインペラユニットおよび前記第２層のインペラユニットは、それぞれ環状に複数の羽根を設け、前記第１層のインペラユニットは前記延伸部の一端に接続され、前記第２層のインペラユニットは前記第１層のインペラユニットの側辺まで延伸して形成されたもので、前記第２層のインペラユニットが形成する円の直径が、前記第１層のインペラユニットが形成する円の直径よりも大きくなるように構成した少なくとも二層構造のインペラユニットと、を有している。

本考案の多層羽根構造を有する遠心ファンによれば、直径が異なる少なくとも二層構造のインペラユニット組み合わせることにより、限られていた装着空間において、周囲の部品による障害を受けずに装着することができ、また、同じ回転数のもと、好適な空気の流量および風圧を得ることができ、さらに、モータの負荷および騒音を減少させることができる。

従来の遠心ファンを示す斜視図。 本考案の第１の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図。 図２の多層羽根構造を有する遠心ファンの側面図。 図２の多層羽根構造を有する遠心ファンを多層ファンハウジング内に装着した場合の側面図。 本考案の第２の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図。 図５の多層羽根構造を有する遠心ファンの側面図。 本考案の第３の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図。 図７の多層羽根構造を有する遠心ファンの側面図。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図２から図４は、本考案の第１の実施形態に係り、図２は、第１の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図、図３は、図２の多層羽根構造を有する遠心ファンの側面図である。

図２および図３に示すように、本実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファン２は、回転子ハブ３および少なくとも二層構造のインペラユニット４を有して構成される。

回転子ハブ３は、側部３２が延設される頂部３１と、この側部３２から外部へ延伸している少なくとも一つの延伸部３３とを有する。延伸部３３は、例えば三つ設けられ、各延伸部３３は、側部３２から頂部３１を離れるように外部に延伸している。なお、回転子ハブ３の図２中の下面側には、図示しないモータの回転軸が取り付けられる。

少なくとも二層構造のインペラユニット４は、回転子ハブ３に取り付けられ、かつ回転子ハブ４の回転軸方向に重なり合うように配置される第１層のインペラユニット４１および第２層のインペラユニット４２を有する。

第１層のインペラユニット４１は、延伸部３３が側部３２に接続された延伸部３３の先端側に取り付けられている。第１層のインペラユニット４１は、複数の羽根が取り囲むように設けられている。第１層のインペラユニット４１の各羽根間には、第１の連接部４１１が設けられている。各羽根は、第１の連接部４１１により円状に接続される。これにより、第１層のインペラユニット４１は、環状に構成される。

第２層のインペラユニット４２は、第１層のインペラユニット４１に対し回転子ハブ４の回転軸方向に重なるように配置され、すなわち、第１層のインペラユニット４１の上部側に配置して設けられている。

第２層のインペラユニット４２は、複数の羽根が取り囲むように設けられている。第２層のインペラユニット４２の各羽根間には、第２の連接部４２１が設けられている。各羽根は、第２の連接部４２１により円状に接続される。こりより、第２層のインペラユニット４２は、環状に構成される。

第１層のインペラユニット４１と第２層のインペラユニット４２との間には、第１層の環状片４１２が設けられている。第２層のインペラユニット４２は、第１層の環状片４１２を介して第１層のインペラユニット４１に接続されるとともに第１層のインペラユニット４１の上部（図３中における上部）の位置に配置している。

延伸部３３は、第１層のインペラユニット４１の第１の連接部４１１から延伸している。第１層のインペラユニット４１の複数の羽根は、第１の連接部４１１から等間隔で垂直に、すなわち、回転子ハブ３の回転軸方向（図示せず）と平行な方向に向けて延伸している。そのため、複数の羽根は、第１の連接部４１１により相互に円状に接続されている。

第１層のインペラユニット４１の上部には、第１層の環状片４１２が設けられている。第１層の環状片４１２は、第１層のインペラユニット４１の上部側（図３中における上部側）の面に接続されている。また、第１層の環状片４１２の上面は、第２層のインペラユニット４２の下部に接続されている。

また、第１層の環状片４１２は、第２層のインペラユニット４２の下部の内周に沿って配置されている。そのため、第２層のインペラユニット４２の羽根および第２の連接部４２１が形成する円の直径は、第１層のインペラユニット４１の羽根および第１の連接部４１１が形成する円の直径よりも大きい。これにより、第２層のインペラユニット４２および第１層のインペラユニット４１は、異なる直径のインペラユニットを組み合わせた二層構造のインペラユニットを形成することになる。

図４は、図２の多層羽根構造を有する遠心ファンを多層ファンハウジング内に装着した場合の側面図である。
図２から図４に示すように、回転子ハブ３、第１層のインペラユニット４１および第２層のインペラユニット４２からなる遠心ファン２は、多層ファンハウジング５内に装着される。

多層ファンハウジング５は、第１層のインペラユニット４１に組み合わせられる第１層のハウジング５１と、第２層のインペラユニット４２に組み合わせられる第２層のハウジング５２とを有して構成される。

すなわち、第１層のハウジングと第２のハウジング５２とは、それぞれ収納する第１層のインペラユニット４１と第２層のインペラユニット４２の大きさに合わせて形成されているので、第２のハウジング５２の直径は第１のハウジング５１の直径よりも大きくなっている。

遠心ファン２を多層ファンハウジング５内に配置する場合、第２層のインペラユニット４２が第２層のハウジング５２に収納されるとともに第１層のインペラユニット４１が第１層のハウジング５１内に収納されて、遠心ファン２が多層ファンハウジング５内に完全に装着される。
なお、多層ファンハウジング５は、インペラユニット４の収納を容易にするために、回転子ハブ３の回転軸方向（図４中において上下方向）を介して例えば２つに分割するように構成したものでも良い。

このような構成の遠心ファン２は、第２層のインペラユニット４２が形成する円の直径が、第１層のインペラユニット４１が形成する円の直径よりも大きいので、異なる直径のインペラユニットを組み合わせて形成される二層構造のインペラユニット４を有している。そして、このインペラユニット４を収納する多層ファンハウジング５は、インペラユニット４の形状に合わせて形成している。

このため、図４に示すように、多層ファンハウジング５は、第２層のハウジング５２の下側（図４中に示す下側）であり、第１層のハウジング５１の外周側に隙間が形成される。すなわち、この形成された隙間に周囲の部品を配置することが出来るので、限られた装着空間であっても本実施形態の遠心ファン２の装着が可能となる。

また、本実施形態の遠心ファン２は、２つの直径が異なる第１層、第２層のインペラユニット４１、４２を有しているので、回転子ハブ３を回転させるモータの回転数を上げなくても、設定された回転数で、好適な空気の流量および風圧が得られる。

従って、本実施形態によれば、装着空間が限られ、周囲の部品に障害されていた状態においても、電子機器内に装着でき、また、設定された回転数で稼動するため、好適な空気の流量および風圧が得られ、モータの負荷および騒音を減少させることができる。

（第２の実施形態）
図５および図６は、本考案の第２の実施形態に係り、図５は、第２の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図、図６は、図５の多層羽根構造を有する遠心ファンの側面図である。
なお、図５および図６は、第１の実施形態の遠心ファンと同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第２の実施形態に係る遠心ファン２は、第１の実施形態と略同様に構成されているが、少なくとも二層構造のインペラユニット４の構成が異なっている。
図５および図６に示すように、少なくとも二層構造のインペラユニット４は、第３層のインペラユニット４３をさらに有する。
第２層のインペラユニット４２は、第１層の環状片４１２を介して第１層のインペラユニット４１に接続されるとともに第１層のインペラユニット４１の上部（図５中における上部）の位置に配置している。

第２層のインペラユニット４２の第１層のインペラユニット４１に接触する反対側に第２層の環状片４２２が設けられ、この第２層の環状片４２２の反対側に第３層のインペラユニット４３がさらに設けられている。

第３層のインペラユニット４３は、複数の羽根が取り囲むように設けられている。第３層のインペラユニット４３の各羽根間には、第３の連接部４３１が設けられている。各羽根は、第３の連接部４３１により円状に接続される。これにより、第３層のインペラユニット４３は、環状に構成される。

第２層の環状片４２２は、第２層のインペラユニット４２の上部の内周に沿って配置されるとともに、第３層のインペラユニット４３の下部の外周に沿って配置されている。

そのため、第３層のインペラユニット４３の羽根および第３の連接部４３１が形成する円の直径は、第２層のインペラユニット４２の羽根および第２の連接部４２１が形成する円の直径よりも大きい。これにより、第３層のインペラユニット４３、第２層のインペラユニット４２および第１層のインペラユニット４１は、異なる直径のインペラユニットを組み合わせた多層構造のインペラユニット４を形成することになる。

なお、本実施形態にて用いられる多層ハウジング５は、第１層〜第３層のインペラユニット４１〜４３の構成に合わせて形成すれば良く、すなわち、第１の実施形態の多層ハウジング５の上部（図４中に示す上部）に第３走のインペラユニット４３を収容する第３のハウジング（図示せず）を設けて形成すれば良い。
その他の構成および作用は第１の実施形態と同様である。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる他に、第３層のインペラユニット４３を設けたことで、第１の実施形態の遠心ファンよりも大きな空気の流量および風圧が得られる。

（第３の実施形態）
図７および図８は、本考案の第３の実施形態に係り、図７は、第３の実施形態に係る多層羽根構造を有する遠心ファンを示す斜視図、図８は、図７の多層羽根構造を有する遠心ファンを示す側面図である。
なお、図７および図８は、第１の実施形態の遠心ファンと同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第３の実施形態に係る遠心ファン２は、第１の実施形態と略同様に構成されているが、第２層のインペラユニット４２を第１層のインペラユニット４１の下部側に設けて構成したことが異なる。
図７および図８に示すように、第３の実施形態の遠心ファン２は、回転子ハブ３の延伸部３３の延伸した端部に第１層のインペラユニット４１を接続している。

第１層のインペラユニット４１と第２層のインペラユニット４２との間には、第１の実施形態と同様に第１層の環状片４１２が設けられている。但し、この第１層の環状片４１２は、第１層のインペラユニット４１の下部（図８中における下部）の外周に沿って配置される。すなわち、第１層の環状片４１２の上面には、第１層のインペラユニット４１の下部が接続される。

第１層の環状片４１２の下面には、第２層のインペラユニット４２が接続される。この場合、第１層の環状片４１２は、第２層のインペラユニット４２の上部の内周に沿って配置されている。

そのため、第２層のインペラユニット４２の羽根および第２の連接部４２１が形成する円の直径は、第１の実施形態と同様に、第１層のインペラユニット４１の羽根および第１の連接部４１１が形成する円の直径よりも大きい。これにより、第２層のインペラユニット４２が第１層のインペラユニット４１の下側に配置して構成されているが、第２層のインペラユニット４２および第１層のインペラユニット４１は、異なる直径のインペラユニットを組み合わせた二層構造のインペラユニット４を形成することができる。

なお、本実施形態にて用いられる多層ハウジング５は、上記構成の二層構造のインペラユニット４の構成に合わせて形成すれば良く、すなわち、第１の実施形態の多層ハウジング５の第１のハウジング５１と第２のハウジング５２とを上下（図４中における上下方向）に入れ替えて形成すれば良い。
その他の構成および作用は第１の実施形態と同様である。

従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる他に、多層ハウジング５の上部側の第１のハウジング５１の外周周囲に隙間が形成されるので、周囲の部品による障害を回避して、装着範囲を拡大できる。

なお、第１から第３の実施の形態において、第１層〜第３のインペラユニット４１、４２、４３にそれぞれ設けられた複数の羽根は、回転子ハブ３の回転軸方向と平行な方向への高さ寸法を、インペラユニット毎に適宜変更して構成して、所望の空気の流量および風圧が得られるように構成しても良い。

本考案は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形、組合せ等実施可能である。

２…遠心ファン、
３…回転子ハブ、
４…インペラユニット、
５…多層ファンハウジング、
３１…頂部、
３２…側部、
３３…延伸部、
４１…第１層のインペラユニット、
４２…第２層のインペラユニット、
４３…第３層のインペラユニット、
５１…第１層のハウジング、
５２…第２層のハウジング、
４１１…第１の連接部、
４１２…第１層の環状片、
４２１…第２の連接部、
４２２…第２層の環状片、
４３１…第３の連接部。

Claims (9)

1. 側部が延設される頂部と、前記側部から外部へ延伸している少なくとも一つの延伸部とを有する回転子ハブと、
   前記回転子ハブに取り付けられ、かつ前記回転子ハブの回転軸方向に重なり合うように配置される第１層のインペラユニットおよび第２層のインペラユニットを有し、前記第１層のインペラユニットおよび前記第２層のインペラユニットは、それぞれ環状に複数の羽根を設け、前記第１層のインペラユニットは前記延伸部の一端に接続され、前記第２層のインペラユニットは前記第１層のインペラユニットの側辺まで延伸して形成されたもので、前記第２層のインペラユニットが形成する円の直径が、前記第１層のインペラユニットが形成する円の直径よりも大きくなるように構成した少なくとも二層構造のインペラユニットと、
   を具備したことを特徴とする多層羽根構造を有する遠心ファン。
2. 前記遠心ファンは、多層ファンハウジング内に装着されることを特徴とする請求項１に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
3. 前記第１層のインペラユニットは、各羽根の間に第１の連接部を有し、前記各羽根が前記第１の連接部により円状に接続されることにより、環状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
4. 前記第２層のインペラユニットは、各羽根の間に第２の連接部を有し、前記各羽根が前記第２の連接部により円状に接続されることにより、環状に構成していることを特徴とする請求項１に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
5. 前記第１層のインペラユニットと前記第２層のインペラユニットとの間に第１層の環状片が配置され、前記第２層のインペラユニットは前記第１層の環状片を介して前記第１層のインペラユニットに接続されるとともに前記第１層のインペラユニットの側辺まで延伸して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
6. 前記第２層のインペラユニットは、前記第１層のインペラユニットに接触する反対側に第２層の環状片を設け、前記第２層の環状片の反対側に第３層のインペラユニットをさらに接続したことを特徴とする請求項５に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
7. 前記第２層の環状片が形成する円の直径は、前記第１層の環状片が形成する円の直径よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
8. 前記第３層のインペラユニットは、複数の羽根を有し、各羽根間に第３の連接部が設けられ、各羽根が前記第３の連接部により円状に接続されることにより、環状に構成していることを特徴とする請求項６に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。
9. 前記第３層のインペラユニットが形成する円の直径は、前記第２層のインペラユニットが形成する円の直径よりも大きくなるように構成したことを特徴とする請求項８に記載の多層羽根構造を有する遠心ファン。

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