JP5321359B2 - Centrifugal fan - Google Patents
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Description
本発明は、羽根車を有する遠心ファンに関する。 The present invention relates to a centrifugal fan having an impeller.
従来技術において、例えば特許文献1には、羽根車の吐き出し方向に対して垂直な方向の慮面に、吸気口を備えた遠心ファンが開示されている。しかし、ノート型パソコンのようなモバイル機器ではビデオ機能が強化され、CPUの発熱量が増加するにしたがって、遠心ファンの高風量化が求められているだけでなく、静音化も強く求められていた。 In the prior art, for example, Patent Document 1 discloses a centrifugal fan provided with an intake port on a plane perpendicular to the discharge direction of an impeller. However, in mobile devices such as notebook computers, video functions have been strengthened, and as the amount of heat generated by the CPU has increased, not only has a high air flow required for centrifugal fans been required, but there has also been a strong demand for noise reduction. .
しかし、従来の遠心ファンの構成では、モバイル機器などによるビデオ鑑賞に適した静かな遠心ファンが提案されていなかった。 However, the conventional centrifugal fan configuration has not proposed a quiet centrifugal fan suitable for video viewing on a mobile device or the like.
そこで本発明は上記課題を解消するものであり、冷却を行うだけの十分な風量を維持しても騒音の少ない静かな遠心ファンを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a quiet centrifugal fan with low noise even when a sufficient air volume sufficient for cooling is maintained.
請求項1の発明の遠心ファンでは、羽根車の吐き出し方向に排気部とケーシングが形成され、前記羽根車の吐き出し方向と垂直な方向に吸気部が形成されるとともに、前記羽根車は、カップ状のボスの円周部に複数のブレードが放射状に形成され、前記ボスに軸が取付けられた遠心ファンであって、前記羽根車に植毛部を形成し、前記植毛部を前記ブレードにおける前記吸気部との非対向領域全ての表面に形成し、前記ブレードにおける前記吸気部との対向領域への植毛を行わない構成とし、前記非対向領域は、前記ブレードの外周側であり、前記軸と平行な高さ方向の寸法が最大に形成される領域であることを特徴とする。 In the centrifugal fan of the first aspect of the present invention, the exhaust portion and the casing are formed in the discharge direction of the impeller, the intake portion is formed in a direction perpendicular to the discharge direction of the impeller, and the impeller has a cup shape A centrifugal fan in which a plurality of blades are radially formed on a circumferential portion of the boss, and a shaft is attached to the boss, and a flocked portion is formed on the impeller, and the flocked portion is used as the suction portion of the blade. Formed on the surface of all the non-opposing areas of the blade, and is configured such that no flocking is performed in the area of the blade facing the air intake portion, and the non-opposing area is an outer peripheral side of the blade and parallel to the axis The region is characterized in that the height dimension is maximized .
請求項2の発明の遠心ファンでは、前記植毛部の毛の長さを2mm以下としたことを特徴とする。
The centrifugal fan of the invention of
請求項3の発明の遠心ファンでは、前記植毛部の毛の向きを前記ブレードの表面に対し略垂直な方向としたことを特徴とする。 In the centrifugal fan according to a third aspect of the present invention, the direction of the hair of the flocked portion is a direction substantially perpendicular to the surface of the blade.
請求項1の発明によれば、遠心ファンに植毛を施すことにより騒音が低減する。遠心ファンへの植毛による風量の低下が少なく、従来の遠心ファンと比べ同一風量における騒音を小さくすることができる。 According to the invention of claim 1, noise is reduced by flocking the centrifugal fan. There is little decrease in the air volume due to flocking to the centrifugal fan, and noise at the same air volume can be reduced compared to conventional centrifugal fans.
請求項2の発明によれば、遠心ファンへの植毛による風量の低下が少なく、従来の遠心ファンと比べ同一風量における騒音を小さくすることができる。
According to invention of
請求項3の発明によれば、植毛による遠心ファンへの効果が最適化され騒音を小さくすることができる。
According to invention of
以下、添付図面を参照しながら、本発明における遠心ファンの好ましい実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a centrifugal fan according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施例の遠心ファン100の全体的な構成を図1〜図6で説明すると、1は回転する羽根車であり、2は羽根車1を内部に備えたケーシングである。前記羽根車1は、複数の翼であるブレード3と、カップ状のボス4とにより構成され、羽根車1の中央部をなすボス4の円周部に、遠心ファン100本体としてのブレード3が放射状に形成される。また、ボス4の内側には、羽根車1の駆動部となるモータ5が配設される。当該モータ5は、巻線を装着した鉄心(コア)を有するステータ6と、ボス4の内周部に取付けられ、ステータ6からの磁力により回転するロータ(ヨーク)7と、ステータ6および他の各素子を実装して、モータ5としての電気回路を構成する充電部としての回路基板8とにより構成される。
The overall configuration of the
遠心ファン100の外郭をなすケーシング2は、羽根車1を取り囲む有底状のケース9と、ケース9の上部開口を覆うカバー10とを備え、これらは何れも熱伝導性に優れた部材で形成される。またケース9には、スポーク11によってその周囲部とつながれた島状のモータ取付け壁12が形成され、このモータ取付け壁12に前記モータ5を設置して、モータ取付け壁12側と除くモータ5のほぼ全面を、カップ状のボス4によって取り囲まれている。より具体的には、モータ5取付け部たるモータ取付け壁12の略中央には円筒状の軸受13が立設される一方で、前記ボス4の中心には回転軸たるシャフト14が取付けられ、このシャフト14は軸受13より回動自在に支承される。
The
そして、ロータ7の内周面に取付けられたマグネット15と、これに対向するステータ6の電磁作用により、シャフト14を中心としたロータ7および羽根車1が回転するようになっている。なお、16はステータ6との電気的接続を図るリード線である。
The
軸受13とシャフト14により羽根車1は回転自在に取付けられており、この羽根車1の内側にはロータ7が設けられ、前記ロータ7は前記ステータ6の外周と対向する位置関係をなしている。そしてステータ6の回転磁界により、ロータ7はファンと共に回転し風が発生する構成となっている。
The impeller 1 is rotatably mounted by a
モータ取付け壁12はケース9の一部をなし、ケース9には羽根車1の吐き出し方向に排気口17とケーシング2が形成される。また、ケース9には羽根車1の吐き出し方向と垂直な方向に第1の吸気口18が形成されると共に、この第1の吸気口18に対向して、ケース9に取付けられたカバー10にも、羽根車1の吐き出し方向と垂直な方向に別な第2の吸気口19が形成される。第1の吸気口18は、ケース9のモータ取付け壁12と周囲部との間をスポーク11で部分的に繋ぐことで形成される。また、各吸気口18,19の開口面積は、各吸気口18,19の吸い込み量を考慮して適宜決定すればよい。
The
各ブレード3の羽根車1の回転軸方向、つまりシャフト14の軸方向における第1の吸気口18および第2の吸気口19と対向する領域を除く領域20(以下、非対向領域と呼称)、つまり図3においては各ブレード3の外周側、且つ各ブレード3におけるシャフト14の径方向と平行な高さ方向の寸法Hが最大に形成されている領域全ての表面Sには、静電植毛(フロック加工)等の植毛方法により合成繊維等の繊維部材からなる毛Fが植毛された植毛部21が形成されている。図6に示すように、植毛部21に施された毛Fの長さLは0.3〜2mmとし、これらの毛Fは領域20の表面に対してほぼ垂直に植毛されているものとする。
A region 20 (hereinafter referred to as a non-opposing region) excluding a region facing the
このように羽根車1のほぼ内側にモータ5が配置される構成であるため、ノート型パソコン等のモバイル機器に望まれている薄型の筐体に実装するには、本発明の遠心ファン100は最も適した形状である。
Since the
次に上記構成についてその作用を説明する。本実施例における遠心ファン100は、ノート型パソコンなどのモバイル機器に実装する発熱部品などを冷却するために、図示しないモバイル機器の筐体内に実装される。そして、モータ5のステータ6に電力を供給し、このステータ6とロータ7の内周面に取付けられたマグネット15との電磁作用によって、羽根車1を矢印の方向に回転させると、筐体とケーシング2の上面との隙間31と、筐体とケーシング2の下面に存在する暖かい空気が、各吸気口18,19からそれぞれ吸い込まれる。各吸気口18,19から取り込まれた空気は、羽根車1の外側を周回して排気口17に至り、そこから遠心ファン100ひいては筐体の外部に排出される。
Next, the operation of the above configuration will be described. The
ここで、羽根車1に植毛部21を形成したことにより、羽根車1を通過する空気と羽根車1との衝突が緩和されると、羽根車1を通過する空気の圧力変動が抑制され、羽根車1による風切り音等の騒音が低減する。
Here, when the collision between the air passing through the impeller 1 and the impeller 1 is alleviated by forming the flocked
また、この植毛部21をブレード3の領域20に形成したことにより、羽根車1を通過する空気と羽根車1のブレード3との衝突が緩和され、羽根車1を通過する空気の圧力変動が抑制され騒音が低減すると共に、植毛部21をブレード3における吸気口18,19との非対向部分である領域20に形成して、ブレード3の吸気口18,19との対向部分への植毛を行わないことにより、各吸気口18,19からケーシング2内部へ取り込まれる空気の吸気時の抵抗の増大を防ぐので、風量の低下が抑制される。
Further, by forming the flocked
さらに、植毛部21の毛Fの長さLを0.3〜2mmとすることにより、羽根車1を通過する空気の圧力変動がさらに抑制され騒音がさらに低減する。ここで、植毛部21の毛Fの長さLが0.3mm未満であると、静音効果が得られなく、また植毛部21の毛Fの長さLが2mmより長いと、風力低下を招くので好ましくない。
Furthermore, by setting the length L of the hair F of the flocking
また、植毛部21の毛Fの向きをブレード3の領域20の表面に対しほぼ垂直な方向とすることにより、羽根車1を通過する空気の圧力変動がより一層抑制されるので、騒音もより一層低減される。
Further, by making the direction of the hair F of the flocked
図7は、本発明における遠心ファン100と従来の遠心ファンにおいて、各遠心ファン単体での風量対騒音の相関関係を示すグラフであり、符号22が本発明における遠心ファン100に関する特性であり、符号23が従来の遠心ファンに関する特性である。同図から本発明における遠心ファン100の方が騒音の発生が約1dB程度低減されているのがわかる。
FIG. 7 is a graph showing the correlation between the air volume and noise of each centrifugal fan in the
図8は、本発明における遠心ファン100と従来の遠心ファンと羽根車1の全面に植毛を施した遠心ファンとにおいて、各遠心ファンをそれぞれモバイル機器の筐体に実装した状態での風量隊騒音の相関関係を示すグラフであり、符号24が本発明の遠心ファン100に関する特性であり、符号25が従来の遠心ファンに関する特性であり、さらに符号26が羽根車1の全面に植毛を施した遠心ファンに関する特性である。同図から本発明のおける遠心ファン100は従来の遠心ファンと比較して騒音の発生が約6dB程度低減されており、羽根車1の全面に植毛を施した遠心ファンと比較しても騒音の発生が約2〜3dB程度低減されていることがわかる。これら図7及び図8からも分かるように本発明の遠心ファン100は静音化に対し大きく貢献できるものである。
FIG. 8 shows the air volume corporal noise in the state where each centrifugal fan is mounted on the casing of the mobile device in the
上記実施例は請求項1に対応しており、羽根車1の吐き出し方向に排気口17とケーシング2が形成され、羽根車1の吐き出し方向と垂直な方向に吸気口18,19が形成された遠心ファン100において、羽根車1に植毛部21を形成している。
The above embodiment corresponds to claim 1, the
この場合、羽根車1に植毛部21が形成されたことにより、羽根車1のブレード3を通過する空気と羽根車1のブレード3との衝突が緩和され、羽根車1を通過する空気の圧力変動が抑制されると、羽根車1による風切り音等の騒音が低減する。
In this case, since the flocked
また請求項1に対応しており、植毛部21を羽根車1に備えたブレード3における吸気口18,19との非対向な領域20に形成している。
Further, it corresponds to claim 1 , and the flocked
この場合、羽根車1のブレード3を通過する空気と羽根車1のブレード3との衝突が緩和され、羽根車1を通過する空気の圧力変動が抑制され騒音が低減すると共に、植毛部21をブレード3における吸気口18,19との非対向領域20に形成して、ブレード3の吸気口18,19との対向部分への植毛を行わないことにより、各吸気口18,19からケーシング2内部へ取り込まれる空気の吸気時の抵抗の増大を防ぐので、風量の低下が抑制される。このように、遠心ファン100への植毛による風量の低下が少なく、従来の遠心ファンと比べ同一風量における騒音を小さくすることができる。
In this case, the collision between the air passing through the
さらに請求項2に対応しており、植毛部21の毛Fの長さLを2mm以下としたことにより、羽根車1の植毛部21を通過する空気の圧力変動がさらに抑制され騒音がさらに低減する。このように、遠心ファン100への植毛部21による風量の低下が少なく、従来の遠心ファンと比べ同一風量における騒音を小さくすることができる。
Furthermore, it corresponds to claim 2 , and by making the length L of the hair F of the flocked
また請求項3に対応しており、植毛部21の毛Fの向きをブレード3における領域20の表面に対し略垂直な方向としたことにより、羽根車1の植毛部21を通過する空気の圧力変動がより一層抑制されるので、騒音もより一層低減される。このように、植毛部21を形成したことによる遠心ファン100への効果が最適化され騒音を小さくすることができる。
Further corresponds to claim 3, by which a direction substantially perpendicular to the surface of the
実施例上の効果としては、本実施例の遠心ファン1では、吸気口18,19からケーシング内部に取り込まれた空気は、羽根車1の回転によって、ブレード3の内周側から次第に外周側へと流れてゆく。そして、ブレード3の外周先端に達した空気は、ケースの内壁に沿って流通した後、吸気口18,19と直交する方向に配設された排気口17から外部に排出される。ここで、ブレード3の外周側は高さ寸法Hを最大に形成され、この外周側の領域20に植毛部21が形成されたことにより、空気を排気口17に送り出す際のブレード3の外周による風切り音が低減され、遠心ファンの騒音が低減する。
As an effect of the embodiment, in the centrifugal fan 1 of the present embodiment, the air taken into the casing from the
図9は、本発明の第2実施例を示しており、遠心ファン100を含む冷却ユニット200の外観図である。同図において、遠心ファン100は、第1実施例で説明した羽根車1やモータ5を備えている。ここでの冷却ユニット200も、モバイル機器などの薄型筐体の幹部に配設される。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention and is an external view of a
27及び28は、遠心ファン100のケーシング2に熱を導く熱輸送手段としての第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプである。第1のヒートパイプ27の一側には平板状の第1の受熱部29が設けられると共に、第1のヒートパイプ27の他側は、熱伝導性に優れた部材で構成されるケース9の、好ましくは排気口17の近傍に熱的に接続される。また、第2のヒートパイプ28の一側には平板状の第2の受熱部30が設けられると共に、第2のヒートパイプ28の他側は、熱伝導性に優れた部材で構成されるカバー10の、好ましくは排気口17の近傍に熱的に接続される。また、前記第1の受熱部29や第2の受熱部30には、モバイル機器のMPU(マイクロプロセッサユニット)や、他の発熱部品などが熱的に接続される。さらに、31は排気口17に設けた放熱フィンである。
そして本実施例では、MPUや他の発熱部品からの熱が、第1の受熱部29および第2の受熱部30から第1のヒートパイプ27および第2のヒートパイプ28を速やかに伝わって、ケース9およびカバー10における排気口17の近傍に導かれる。排気口17からは前述したように、放熱フィン31を介して各吸気口18,19から取り込んだ空気が効率よく排出されるため、この空気によってケース9およびカバー10に到達した熱が交換され、筐体内において、MPUや他の発熱部品の温度上昇を抑制することができる。
In this embodiment, heat from the MPU and other heat generating components is quickly transmitted from the first
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、植毛部21に用いられる毛Fは、ナイロンなどの合成繊維に限られるものではなく適宜変更が可能である。また、植毛部21への植毛方法についても静電植毛に限られるものではなく適宜変更が可能である。さらに、羽根車1及びブレード3の形状についても、ターボファン型およびシロッコファン型に限定されず適宜変更が可能である。
In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the hair F used for the flocked
1 羽根車
3 ブレード
4 ボス
14 シャフト(軸)
17 排気口(排気部)
18 第1の吸気口(吸気部)
19 第2の吸気口(吸気部)
20 領域
21 植毛部
F 毛
H 寸法
L 長さ
1
14 Shaft
17 Exhaust port (exhaust part)
18 1st inlet (intake part)
19 Second inlet (intake section)
20
H dimension L length
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