JP4690735B2 - ファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法 - Google Patents

Description

本発明は、ファン騒音の低減装置及び低減方法に関するものであり、より詳細には、ファンの上流側流路（吸気側流路）及び下流側流路（吐出側流路）に伝播するファン騒音の対称性及び逆位相性を利用してファン騒音を低減するファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法に関するものである。

騒音防止装置又は消音装置として、防音カバー、防音フード、 消音器等の受動型（パッシブ型）の装置と、対象騒音と同一振幅且つ逆位相の音波（位相が180 ゜ずれた音波）を制御音又は打消し音として放射する能動型（アクティブ型）の装置とに大別される。

受動型の騒音防止装置又は消音装置（以下、単に「消音装置」という）として、例えば、音源が発した音波の伝播経路に配置された吸音ダクト又は吸音チャンバ等の消音器が知られている（特開２００４−２５１１９７号、特開平９−２１２１７５号公報等）。この種の消音器は、ダクト又はチャンバ内に配置した吸音材の吸音効果、空気流の容積変化時又は方向変化時等に生じる衝撃波の減衰干渉、或いは、空気流路内に発生する反射音と対象騒音との干渉などを利用して騒音を減衰させるように構成される。

他方、能動型の消音装置は、騒音の波形を分析して逆位相の音波を空気流路内に発生させ、音波干渉原理を利用して騒音減衰を図るように構成される（特開平９−５４４９１号、特開平９−１２７９５６号、特開平１０−２０８６６号、特開平１０−２６８８７２号、特開２００２−２４４６６７号公報等）。

また、このような受動型消音装置及び能動型消音装置の双方を組み合わせた形式の消音装置が知られている（特開平３−１７４１９８号、特開平７−３１９４８２号公報）。更には、特殊な消音手段として、例えば、一対のファンを同期運転し、一方のファンの風切り音を他方のファンの風切り音で打ち消すように構成したものが知られている（特開２００１−９２０１３号公報）。
特開２００４−２５１１９７号公報 特開平９−２１２１７５号公報 特開２００１−９２０１３号公報 特開平９−５４４９１号公報 特開平９−１２７９５６号公報 特開平１０−２０８６６号公報 特開平１０−２６８８７２号公報 特開２００２−２４４６６７号公報

電子機器又はＯＡ機器等に内蔵した電子部品は、温度条件に応じて、その特性が変化する。このため、発熱体となる電子部品、例えば、電源又は光源や、CPU(中央演算装置)又はメモリ等の半導体を内装したパソコン、液晶表示装置、プリンタ等の電子機器又はＯＡ機器は、通常は、機内の電子部品を冷却するための空冷ファンを備える。殊に、比較的多量の熱を内部発生する電子機器又はＯＡ機器、例えば、比較的多量の内部発熱が生じる液晶プロジェクタ等においては、複数の空冷ファン（複数の給気ファン及び／又は排気ファン）を設置する必要が生じ得る。このような空冷ファンの設置は、装置の過熱防止に有効である反面、空冷ファンが比較的大きなファン騒音を発生させるので、静粛性等の室内音環境を確保する上では望ましくない。

このような不都合を解消すべく、従来の受動型消音装置を電子機器等に配設することを想定し得る。しかしながら、この種の消音装置は、比較的大きな機内スペースを要する。このため、有効な消音効果を発揮する消音装置を設置可能なスペースを電子機器の機内領域に確保し難い。従って、従来の受動型消音装置によって十分な消音効果を得るように電子機器等を設計することは、極めて困難である。

他方、能動型消音装置は、例えば、空冷ファンを音源とした音波を打ち消すように制御音を発生する消音スピーカをファン騒音の伝播経路に配置するとともに、騒音（一次音）の音圧レベル等を検出するセンサマイクを系内に配置し、センサマイクの騒音信号に基づいて、ファン騒音と同振幅且つ逆位相の制御音（二次音）を消音スピーカから放射するように構成される。このような消音装置では、比較的複雑な制御が必要となるばかりでなく、ファンの上流側（吸気側）及び下流側（吐出側）の双方に制御音の音源を設ける必要が生じ、装置構成が複雑化してしまう。

また、受動型消音装置及び能動型消音装置を組み合わせた従来の消音装置では、異なる形式の消音機能を両立すべく装置構成を複雑又は大型のものに設計する必要が生じたり、或いは、空気流路の構造に制約が生じるなどの問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置構成を比較的簡易且つ小型に設計することができ、しかも、ファンの上流側及び下流側の騒音を同時に低減することができるファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、電子機器等の冷却用小形ファンとして使用される軸流ファンにおける騒音の双方向性に着目し、本発明を達成したものである。
即ち、本発明は、軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、以下の構成を備えたファン騒音低減装置を提供する。

(1)軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、ファン騒音によって振動可能な可撓性膜によって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音によって各流路のファン騒音を互いに干渉させて打ち消すようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。

(2)軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、各面が吸気流路及び吐出流路に夫々面する平面スピーカによって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって同時に減衰させるようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。

(3)軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、ファン騒音によって振動可能な可撓性膜と、各面が吸気流路及び吐出流路に夫々面する平面スピーカとによって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音によって各流路のファン騒音を互いに干渉させて打ち消すとともに、前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって各流路のファン騒音を同時に減衰させるようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。

本発明は又、軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音の低減方法において、以下の構成を有するファン騒音低減方法を提供する。

(1) 軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に可撓性膜によって形成し、前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記音源から等距離を隔てた位置において前記可撓性膜の各面に作用せしめ、該可撓性膜の各面に作用する各流路の逆位相のファン騒音が相互干渉して互いに打ち消し合うことにより、前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音を同時に低減することを特徴とするファン騒音低減方法。

(2) 軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に平面スピーカによって形成して、互いに逆位相の振動及び／又は発信音を前記平面スピーカの各面に生じさせ、前記軸流ファンを音源として該音源から等距離を隔てた位置において前記吸気流路及び吐出流路に生じる互いに逆位相のファン騒音を、前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって同時に低減することを特徴とするファン騒音低減方法。

(3)軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に可撓性膜及び平面スピーカによって形成し、前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記可撓性膜の各面に作用せしめ、該可撓性膜の各面に作用する逆位相のファン騒音の干渉によって各流路のファン騒音を低減させるとともに、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって低減させることを特徴とするファン騒音低減方法。

本発明の上記構成によれば、吸気流路及び吐出流路は、隔壁によって仕切られ、隔壁の少なくとも一部は、可撓性膜及び／又は平面スピーカによって形成される。軸流ファンの騒音は、主として、動翼の風切り音からなる。吸気側及び吐出側の双方向に拡散するファン騒音は、逆位相の音波として吸気流路及び吐出流路に伝播する。吸気流路及び吐出流路に拡散したファン騒音は、逆位相の音波として可撓性膜及び／又は平面スピーカに入射する。各流路のファン騒音は、可撓性膜を介して干渉し、互いに打ち消し合う。また、各流路のファン騒音は、平面スピーカの各面に励起した振動によって同時に減衰し、或いは、平面スピーカの各面が放射する制御音によって同時に減衰する。

他の観点より、本発明は、軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
隔壁によって軸流ファンの吸気流路及び吐出流路が区画され、
該隔壁が前記軸流ファンの回転軸線と直交する動翼の回転平面上に位置決めされ、
該隔壁の少なくとも一部が可撓性膜によって形成されており、
前記可撓性膜は、前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音が前記音源から等距離を隔てた位置において前記可撓性膜の各面に逆位相のファン騒音として作用するように配置されており、
該可撓性膜の各面に作用するファン騒音の相互干渉によって前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音が互いに打ち消し合うことにより、前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音が同時に低減するようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置を提供する。
本発明は又、軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
隔壁によって軸流ファンの吸気流路及び吐出流路が区画され、
該隔壁が前記軸流ファンの回転軸線と直交する動翼の回転平面上に位置決めされ、
該隔壁の少なくとも一部が平面スピーカによって形成されており、
前記軸流ファンを音源として該音源から等距離を隔てた位置において前記吸気流路及び吐出流路に生じる互いに逆位相のファン騒音が、前記平面スピーカの各面に生じる互いに逆位相の振動及び／又は発信音の作用によって同時に低減するようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置を提供する。

本発明によれば、装置構成を比較的簡易且つ小型に設計することができ、しかも、ファンの上流側及び下流側の騒音を同時に低減することができるファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法が提供される。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図であり、図２、図３及び図４は、図１に示すＩ−Ｉ線、II−II線及びIII−III線における空冷ファンユニットの断面図である。

液晶プロジェクタやプリンタ等の電子機器に装備可能な空冷ファンユニット１が、図１に示されている。空冷ファンユニット１は、軸流ファン２、吸気流路３及び吐出流路４を備える。吸気流路（上流側流路）３は、軸流ファン２の吸気口５と連通し、吐出流路（下流側流路）４は、軸流ファン２の吐出口６と連通する。軸流ファン２のファンケーシング９内には、ファンモータ７が配置され、ファンモータ７は、給電線（図示せず）を介して電源（図示せず）に接続される。所定枚数（例えば、８枚）の動翼８が、ファンモータ７の回転駆動部廻りに等間隔に配置される。動翼８は、ファンモータ７の回転軸線１０を中心に回転し、図１に矢印で示す如く、回転軸線方向の気流を発生させる。

吸気流路３及び吐出流路４は、左右の側壁２０、端壁２１、頂壁２２、底壁２３及び隔壁３０、３１によって区画され、回転軸線１０と直交する方向に平行に延びる。側壁２０、端壁２１、頂壁２２及び底壁２３は、一面が開放した一体的な直方体形状の筐体を形成し、隔壁３０は、筐体内の領域を左右均等に分割するように筐体の中心線上に延在する。所望により、流路３、４に面する側壁２０、端壁２１、頂壁２２、底壁２３及び隔壁３０、３１の面は、吸音材２５で被覆される。

隔壁３０は、回転軸線１０と直交する動翼８の回転平面上に位置決めされる。吸気流路３及び吐出流路４は、均等な流路断面の並列流路として隔壁３０の両側に対称に配置される。隔壁３０の端部に連接した隔壁３１は、隔壁３０と直交する方向（端壁２１と平行）に隔壁３０の端部から左右対象に延びる。隔壁３１の全長（平面壁長）は、軸流ファン２の奥行寸法に相応する寸法に設定され、軸流ファン２を収容可能な領域が壁体３１及び端壁２１の間に形成される。軸流ファン２は、回転軸線１０を隔壁３０、吸気流路３及び吐出流路４と直交する向きに配向した状態で壁体３１及び端壁２１の間に配置される。吸気口５及び吐出口６に臨む吸気領域３ａ及び吐出領域４ａが、吸気流路３及び吐出流路４の端部に形成される。

所定寸法の開口部３２、３３が、所定間隔を隔てて隔壁３０に配置される。開口部３２、３３には、可撓性膜４０及び平面スピーカ５０が張設される。可撓性膜４０は、流路３、４に伝播した音波によって振動可能な合成樹脂、エラストマー又は金属の薄膜からなり、平面スピーカ５０は、圧電（ピエゾ）素子を取付けた膜部材からなる。変形例として、可撓性膜４０を布、紙又は繊維質材料によって形成しても良い。

平面スピーカ５０の圧電素子は、電気配線６１を介して電源制御装置６０に接続され、電源制御装置６０は、圧電素子に電圧を印加し、平面スピーカ５０の振動を励起する。音響センサ７０（マイクロホン）が、制御信号線６２を介して電源制御装置６０に接続され、誤差マイク７１が、制御信号線６３を介して電源制御装置６０に接続される。

可撓性膜４０は、軸流ファン２に比較的近い位置において隔壁３０に配置され、可撓性膜４０の各面は、吸気流路３及び吐出流路４に面する。平面スピーカ５０は、可撓性膜４０と比べ、軸流ファン２から相対的に離間した位置に配置される。音響センサ７０は、吸気領域３ａにおいて側壁２０に配置される。平面スピーカ５０と音響センサ７０とは、電源制御装置６０の動作時間を確保可能な距離を隔てる。従って、電源制御装置６０は、音響センサ７０の検出結果（騒音の波形等）を分析し、平面スピーカ５０の圧電素子に印加すべき電圧を最適化することができる。誤差マイク７１は、吸気流路３の上流端（平面スピーカ５０の上流側）において側壁２０に配置され、誤差マイク７１の検出結果（騒音の波形等）も又、電源制御装置６０に入力される。電源制御装置６０は、誤差マイク７１の検出結果に基づき、平面スピーカ５０の圧電素子に印加すべき電圧をフィードバック制御することができる。なお、誤差マイク７１は、吐出流路４に配置しても良い。

次に、空冷ファンユニット１の作動について説明する。

空冷ファンユニット１は、電子機器の機内空間を冷却するように電子機器の筐体等に配設される。軸流ファン２と反対の側に位置する空冷ファンユニット１の開口端１１、１２には、吸気側ダクト１３及び吐出側ダクト１４（図１に破線で示す）が夫々接続される。

電子機器の機内温度が上昇すると、空冷ファンユニット１は、軸流ファン２を駆動し、動翼８を回転させる。軸流ファン２は、吸気側ダクト１３を介して室内の空気又は電子機器内の空気を吸引する。室内の空気又は電子機器内の空気は、図１に矢印Ａで示す如く、軸流ファン２の吸気圧力下に吸気流路３内に誘引される。吸気流Ａは、吸気領域３ａにおいて吸気口５から軸流ファン２に吸引され、軸流ファン２の吐出口６から吐出領域４ａに流出し、図１に矢印Ｂで示す吐出流として、吐出流路４に送出される。吐出流路４の吐出流Ｂは、吐出側ダクト１４を介して室内空間又は機内領域に流出する。

軸流ファン２の作動時には、軸流ファン２を音源とした騒音が発生する。軸流ファン２の騒音は、主として動翼８の風切り音であり、吸気側及び排気側の騒音は、逆位相の音波として各流路に対称に拡散する。

図５は、軸流ファン２の上流側（吸気流路３の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図であり、図６は、軸流ファン２の下流側（吐出流路４の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図である。

本発明者は、図１８に示す如く、可撓性膜４０及び平面スピーカ５０を備えていない空冷ファンユニットの実験モデル（空冷ファンユニット１００）を比較例として製作し、空冷ファンユニット１００における軸流ファン２のファン騒音を測定した。図５及び図６には、空冷ファンユニット１００におけるファン騒音の測定値が示されている。

図５及び図６に示す如く、上流側流路（吸気流路３）に伝播するファン騒音（図５）と、下流側流路（吐出流路４）に伝播するファン騒音（図６）とは、実質的に同じ周波数特性及び振幅を有し、ファン騒音の卓越部分は、約８５０Ｈｚ及び約１７００Ｈｚの周波数域に顕れる。

図７に示す線図は、図５及び図６に示す測定結果を合成したものであり、上流側（吸引側）及び下流側（吐出側）の各ファン騒音の位相差が図７に示されている。

図７に示すように、吸気流路３及び吐出流路４を夫々伝播するファン騒音は、卓越部分の周波数域（約８５０Ｈｚ及び約１７００Ｈｚ）において、互いに逆位相（１８０°）を示す。従って、軸流ファン２から等距離を隔てた吸気流路３及び吐出流路４の各部分に伝播したファン騒音を干渉させた場合、各流路の騒音は相互干渉し、互いに打ち消し合うように作用する。

本発明の第２実施形態に係る空冷ファンユニット１’が、図１９に示されている。空冷ファンユニット１’は、図１〜図４に示す空冷ファンユニット１（第１実施形態）の変形例であり、図１９に示す如く、平面スピーカ５０を備えず、可撓性膜４０のみを備える。本発明者は、空冷ファンユニット１’における軸流ファン２のファン騒音を測定した。

図８及び図９には、空冷ファンユニット１’のファン騒音測定値が示されている。図８は、軸流ファン２の上流側（吸気流路３の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図であり、図９は、軸流ファン２の下流側（吐出流路４の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図である。なお、図８及び図９には、前述の空冷ファンユニット１００（図１８）のファン騒音測定値が、比較例として破線で示されている。

図８及び図９に示す如く、隔壁３０の一部を可撓性膜４０によって形成した空冷ファンユニット１’においては、卓越部分（約８５０Ｈｚ及び約１７００Ｈｚ）の騒音値は、顕著に低下する。即ち、可撓性膜４０は、音源（軸流ファン２）から等距離を隔てた位置において吸気流路３及び吐出流路４に面することから、吸気流路３及び吐出流路４に夫々伝播したファン騒音は、逆位相の音波として可撓性膜４０に作用し、可撓性膜４０を介して互いに打ち消し合うように干渉する。

図１０は、空冷ファンユニット１’のファン騒音レベル（第２実施形態）と、空冷ファンユニット１００のファン騒音レベル（比較例）とを対比して示す線図である。

前述の如く、可撓性膜４０は、吸気流路３及び吐出流路４の騒音を互いに打ち消し合う干渉作用を発揮するので、可撓性膜４０を備えた空冷ファンユニット１’においては、吸気流路３及び吐出流路４の騒音レベルは、図１０に示す如く、かなり低減する。

本発明の第３実施形態に係る空冷ファンユニット１”が、図２０に示されている。空冷ファンユニット１”は、図１〜図４に示す空冷ファンユニット１（第１実施形態）の変形例であり、図２０に示す如く、可撓性膜４０を備えず、平面スピーカ５０のみを備える。本発明者は、空冷ファンユニット１”における軸流ファン２のファン騒音を測定した。

図１１及び図１２には、空冷ファンユニット１”のファン騒音測定値が示されている。図１１は、軸流ファン２の上流側（吸気流路３の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図であり、図１２は、軸流ファン２の下流側（吐出流路４の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図である。なお、図１１及び図１２には、前述の空冷ファンユニット１００（図１８）のファン騒音測定値が、比較例として破線で示されている。

図１１及び図１２に示す如く、平面スピーカ５０を開口部３３に張設した空冷ファンユニット１”においても又、吸気流路３及び吐出流路４のファン騒音は低減する。平面スピーカ５０は、音源（軸流ファン２）から等距離を隔てた位置において吸気流路３及び吐出流路４の双方に面する。電源制御装置６０は、音響センサ７０の検出値に基づき、吸気流路３の騒音の波形等を分析し、吸気流路３の騒音と逆位相の振動及び制御音を生じさせるように平面スピーカ５０を作動する。平面スピーカ５０は、その各面に逆位相の振動を励起するとともに、平面スピーカ５０の各面から逆位相の制御音を放射する。吸気流路３及び吐出流路４の対称性、吸気側騒音及び吐出側騒音の逆位相性により、平面スピーカ５０の振動及び制御音は、吐出流路４の騒音と逆位相の振動及び制御音となる。かくして、平面スピーカ５０は、吸気流路３及び吐出流路４のファン騒音と逆位相の振動及び制御音を各面に発生し、各流路のファン騒音を同時に減衰させる。

図１３は、空冷ファンユニット１”のファン騒音レベル（第３実施形態）と、空冷ファンユニット１００のファン騒音レベル（比較例）とを対比して示す線図である。

図１３に示す如く、吸気流路３及び吐出流路４の騒音は、平面スピーカ５の作動によって低減する。

図１４及び図１５は、第１実施形態の空冷ファンユニット１（図１〜図４）のファン騒音測定値を示す線図である。図１４には、吸気流路３に伝播したファン騒音の周波数特性が示され、図１５には、吐出流路４に伝播したファン騒音の周波数特性が示されている。また、図１６は、空冷ファンユニット１のファン騒音レベル（第１実施形態）と、空冷ファンユニット１００のファン騒音レベル（比較例）とを対比して示す線図である。

空冷ファンユニット１は、可撓性膜４０を介してなされる吸気側騒音及び吐出側騒音の干渉による騒音減衰作用を発揮するとともに、吸気側騒音及び吐出側騒音と平面スピーカ５０の振動及び制御音との音波干渉による騒音減衰作用を発揮する。従って、空冷ファンユニット１は、吸気流路３及び吐出流路４のファン騒音を前述の第２及び第３実施形態よりも更に低減させるので、ファン騒音は、図１４乃至図１６に示す如く、大きく低減する。

図１７は、空冷ファンユニット１のファン騒音レベル（第１実施形態）と、空冷ファンユニット１’のファン騒音レベル（第２実施形態）と、空冷ファンユニット１００のファン騒音レベル（比較例）とを対比して示す線図である。

可撓性膜４０及び平面スピーカ５０を備えない空冷ファンユニット１００と対比し、可撓性膜４０を備えた空冷ファンユニット１’は、図１７に示す如く、顕著な騒音減衰効果を発揮する。そして、可撓性膜４０及び平面スピーカ５０の双方を備えた空冷ファンユニット１は、更に顕著な騒音減衰効果を発揮する。空冷ファンユニット１’（第２実施形態）の騒音減衰効果と、空冷ファンユニット１（第１実施形態）の騒音減衰効果との相違は、平面スピーカ５０の作動・非作動の相違として把握しても良い。

図２１は、本発明の第４実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。

本実施形態では、軸流ファン２は、空冷ファンユニット１Ａの中央部に配置され、吸気流路３及び吐出流路４は、軸流ファン２の反対側に延びる延長部分３ｂ、４ｂを含む。回転軸線１０と直交する動翼８の回転平面Ｐが図２１に仮想線で示されている。隔壁３０は、回転平面Ｐ上に位置する。延長部分３ｂ、４ｂを区画する隔壁３０’が、隔壁３０と反対の側において回転平面Ｐ上に配置される。隔壁３０’は、少なくとも部分的に可撓性膜４０及び／又は平面スピーカ５０によって形成される。

空冷ファンユニット１は、吸気流路３及び吐出流路４の対称性、吸気側騒音及び吐出側騒音の逆位相性より、可撓性膜４０を介してなされる吸気側騒音及び吐出側騒音の干渉による騒音減衰作用を発揮し、或いは、平面スピーカ５０の振動及び／又は制御音による騒音減衰作用を発揮する。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。

例えば、図２２〜図２４は、空冷ファンユニットの変形例を示す概略平面図である。各図において、上記実施形態の各構成要素と実質的に同一又は均等な構成要素には、同一の参照符号が付されている。

図２２に示す空冷ファンユニット１Ｂは、電子機器の筐体９０に取付けられる。空冷ファンユニット１Ｂは、所定角度（本例では直角）をなして流入する吸気流Ａを吸気流路３に受入れ、吐出流路４の吐出流Ｂを所定方向（本例では直角方向）に吐出し、筐体９０内の領域に流入させる。

図２３に示す空冷ファンユニット１Ｃは、吸気流路３及び吐出流路４を短縮した比較的コンパクトな構成を有する。吸気流Ａ及び吐出流Ｂは、空冷ファンユニット１Ｃ内で若干迂回するが、全体的に概ね直線的な形態を有する流路を経て筐体９０内の領域に導入される。

図２４に示す空冷ファンユニット１Ｄは、吸気流路３及び吐出流路４を直線的に整列した構成を有する。吸気流Ａ及び吐出流Ｂは、空冷ファンユニット１Ｄ内において偏向せず、軸流ファン２によって同一方向に圧送される。吸気流路３及び吐出流路４は、軸流ファン２の両側に拡大した拡大領域３ｃ、４ｃを夫々有する。吸気流路３及び吐出流路４を分離する隔壁３０”が軸流ファン２の回転平面Ｐ上において軸流ファン２の両側に延びる。隔壁３０”の少なくとも一部は、可撓性膜４０及び／又は平面スピーカ５０によって形成される。

このような空冷ファンユニット１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、前述の各実施形態と同様、吸気流路３及び吐出流路４の対称性、吸気側騒音及び吐出側騒音の逆位相性より、可撓性膜４０を介してなされる吸気側騒音及び吐出側騒音の干渉によって騒音減衰作用を発揮し、或いは、平面スピーカ５０の振動及び／又は制御音によって騒音減衰作用を発揮する。

また、本発明の騒音低減装置は、その用途に応じて適宜設計変更し得るものであり、例えば、その用途によっては、上記可撓性膜を単なる孔部又は開口部に変更し、同様のファン騒音低減効果を得ることも可能である。

本発明のファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法は、大型コンピュータ、液晶プロジェクタ、パソコン、液晶表示装置、プリンタ、複写機等の電子機器又はＯＡ機器の電子部品を冷却する冷却ファンに好ましく適用され、ファン騒音を効果的に防止する手段として使用される。本発明のファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法は又、建築物、電子部品製造設備、プラント、変電・受電設備等の冷却ファン又は換気ファンや、内部発熱が生じる一般家電、ＡＶ機器、通信機器の冷却ファン又は換気ファン等に適用され、ファン騒音を防止する装置又は方法として使用することができる。

本発明の第１実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。 図１に示すＩ−Ｉ線における空冷ファンユニットの断面図である。 図１に示すII−II線における空冷ファンユニットの断面図である。 図１に示すIII−III線における空冷ファンユニットの断面図である。 軸流ファンの上流側（吸気流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図である。 軸流ファンの下流側（吐出流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性を示す線図である。 上流側（吸引側）及び下流側（吐出側）の各ファン騒音の位相差を示す線図である。 第２実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの上流側（吸気流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第２実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの下流側（吐出流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第２実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音レベルと、比較例に係る空冷ファンユニットのファン騒音レベルとを対比して示す線図である。 第３実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの上流側（吸気流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第３実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの下流側（吐出流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第３実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音レベルと、比較例に係る空冷ファンユニットのファン騒音レベルとを対比して示す線図である。 第１実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの上流側（吸気流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第１実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音測定値を示す線図であり、軸流ファンの下流側（吐出流路の側）に伝播するファン騒音の周波数特性が示されている。 第１実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音レベルと、比較例に係る空冷ファンユニットのファン騒音レベルとを対比して示す線図である。 第１実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音レベルと、第２実施形態の空冷ファンユニットのファン騒音レベルと、比較例に係る空冷ファンユニットのファン騒音レベルとを対比して示す線図である。 比較例に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。 本発明の第２実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。 本発明の第３実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。 本発明の第４実施形態に係る空冷ファンユニットを示す概略平面図である。 空冷ファンユニットの変形例を示す概略平面図である。 空冷ファンユニットの他の変形例を示す概略平面図である。 空冷ファンユニットの更に他の変形例を示す概略平面図である。

符号の説明

１，１’、１”、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 空冷ファンユニット（第１〜第４実施形態及び変形例）
２ 軸流ファン
３ 吸気流路
４ 吐出流路
３０，３０’、３０” 隔壁
４０ 可撓性膜
５０ 平面スピーカ
６０ 電源制御装置

Claims (8)

1. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、ファン騒音によって振動可能な可撓性膜によって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音によって各流路のファン騒音を互いに干渉させて打ち消すようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。
2. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、各面が吸気流路及び吐出流路に夫々面する平面スピーカによって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって同時に減衰させるようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。
3. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を隔壁によって区画し、該流路を隔壁の両側に平行に配置し、ファン騒音によって振動可能な可撓性膜と、各面が吸気流路及び吐出流路に夫々面する平面スピーカとによって前記隔壁の少なくとも一部を形成し、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音によって各流路のファン騒音を互いに干渉させて打ち消すとともに、前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって各流路のファン騒音を同時に減衰させるようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。
4. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音の低減方法において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に可撓性膜によって形成し、
   前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記音源から等距離を隔てた位置において前記可撓性膜の各面に作用せしめ、
   該可撓性膜の各面に作用する各流路の逆位相のファン騒音が相互干渉して互いに打ち消し合うことにより、前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音を同時に低減することを特徴とするファン騒音低減方法。
5. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音の低減方法において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に平面スピーカによって形成して、互いに逆位相の振動及び／又は発信音を前記平面スピーカの各面に生じさせ、
   前記軸流ファンを音源として該音源から等距離を隔てた位置において前記吸気流路及び吐出流路に生じる互いに逆位相のファン騒音を、前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって同時に低減することを特徴とするファン騒音低減方法。
6. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音の低減方法において、
   軸流ファンの吸気流路及び吐出流路を区画する該流路間の隔壁を少なくとも部分的に可撓性膜及び平面スピーカによって形成し、前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記可撓性膜の各面に作用せしめ、該可撓性膜の各面に作用する逆位相のファン騒音の干渉によって各流路のファン騒音を低減させるとともに、前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音を前記平面スピーカの振動及び／又は発信音によって低減させることを特徴とするファン騒音低減方法。
7. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
   隔壁によって軸流ファンの吸気流路及び吐出流路が区画され、
   該隔壁が前記軸流ファンの回転軸線と直交する動翼の回転平面上に位置決めされ、
   該隔壁の少なくとも一部が可撓性膜によって形成されており、
   前記可撓性膜は、前記軸流ファンを音源とした前記吸気流路及び吐出流路のファン騒音が前記音源から等距離を隔てた位置において前記可撓性膜の各面に逆位相のファン騒音として作用するように配置されており、
   該可撓性膜の各面に作用するファン騒音の相互干渉によって前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音が互いに打ち消し合うことにより、前記吸気流路及び吐出流路の各ファン騒音が同時に低減するようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。
8. 軸流ファンのファン騒音を低減するファン騒音低減装置において、
   隔壁によって軸流ファンの吸気流路及び吐出流路が区画され、
   該隔壁が前記軸流ファンの回転軸線と直交する動翼の回転平面上に位置決めされ、
   該隔壁の少なくとも一部が平面スピーカによって形成されており、
   前記軸流ファンを音源として該音源から等距離を隔てた位置において前記吸気流路及び吐出流路に生じる互いに逆位相のファン騒音が、前記平面スピーカの各面に生じる互いに逆位相の振動及び／又は発信音の作用によって同時に低減するようにしたことを特徴とするファン騒音低減装置。

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