JP5427207B2

JP5427207B2 - ファン

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Publication number: JP5427207B2
Application number: JP2011097600A
Authority: JP
Inventors: 銀樹洪; 科鑑王
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: EP2450576A3; TW201219658A; EP2450576A2; KR101311399B1; JP2012102720A; TWI447303B; US20120114472A1; US8702403B2; EP2450576B1

Description

本発明は、ファンに関するもので、特にファンホイールの径方向において気流を径方向に導入したり導出したりすることができるファンに係わるものである。

従来のファンとしては、凡そ軸流式ファンと送風式ファンの二種類が含まれる。その中に軸流式ファンは軸方向においてそれぞれ相対する一個の軸方向風入口と一個の軸方向風出口を有し、上記軸方向風入口を経由して気流を導入し、それから再び上記軸方向風出口を経由して気流を導出することにより、放熱効果を提供することができる。また、送風式ファンでは軸方向において一個の軸方向風入口を有し、さらに径方向において一個の径方向風出口を有し、上記軸方向風入口を経由して気流を導入し、それから再び上記径方向風出口を経由して側面方向に気流を導出することにより、同様に放熱の効果を提供することができる。

しかし、軸流式ファンについて言えば、気流を導引して軸方向に向いて風を排出して放熱を行うだけであって、気流を導引して径方向に向いて風を排出して放熱を行うことができない。そのため、軸流式ファンを各種の電子製品に応用させる時、熱源の上方（例えばノートパソコンの中央処理器の上）に組み立てなければならないため、電子製品の軸方向の高さを低く抑えることができない。また、送風式ファンについて言えば、径方向風出口を経由して側面方向に導出気流を導出することができるが、依然として軸方向風入口を利用して気流を導入しなければならないため、側面方向から経由して気流を導入する電子製品（例えば携帯電話またはパーソナルディジタルアシスタントなど）には適用しない。

そのため、市場においては径方向に気流を導入したり導出したりすることにより、側面方向を経由して気流を導入する電子製品に適用することができる従来のファンが開発された。例えば、中華民国公告第５５３３２３号の「水平対流式ファン構造」（特許文献１を参照）と図９に掲示されているファンを参照すると、従来のファン８には一個の枠座８１と一個のファンホイール８２が含まれる。枠座８１には少なくとも一個の風入口８１１と少なくとも一個の風出口８１２が含まれ、風入口８１１と風出口８１２の間には一個の水平気流通路８１３が設けられる。ファンホイール８２は水平気流通路８１３に設けられ、さらにファンホイール８２には一個のハブ８２１が含まれ、ハブ８２１の外周面には複数個の羽根８２２が形成されるため、ファンホイール８２が回動される時、風入口８１１と風出口８１２の間において気体の圧力差が生じられることにより、風入口８１１と風出口８１２の間には水平気流通路８１３に沿って対流が生じ、そして放熱が遂行されるようにしたものがある。

また、従来のファンとして、例えば中華民国公告第４７７４９２号の「送風ファンの結合構造」（特許文献２を参照）と図１０に掲示されているファンを参照すると、従来のファン９には一個のローター座９１、一個のファンホイール９２と一個の外枠９３が含まれる。ローター座９１には複数個の突出部９１１が含まれ、ファンホイール９２には複数個の凹部９２１が含まれ、凹部９２１と突出部９１１は互いに結合するように形成される。外枠９３はローター座９１とファンホイール９２を収容するのに用いられ、外枠９３には一個の風入口９３１と一個の風出口９３２が設けられるため、ファンホイール９２が回動される時、同様に気流を導引して径方向に風入口９３１を経由して外枠９３の内部まで導入され、さらに風出口９３２を経由して気流を導出して放熱が形成されるようにしたものがある。

中華民国公告第５５３３２３号中華民国公告第４７７４９２号

上記の図９に掲示されるような従来のファンにおいては、一般的に次のような問題点を有している。従来のファン８のファンホイール８２が水平気流通路８１３に設けられる時、ファンホイール８２の羽根８２２が気流を導引して水平気流通路８１３に沿って対流を生じる過程において、ファンホイール８２のハブ８２１も水平気流通路８１３内に位置することにより、ファンホイール８２の羽根８２２によって導引される気流はハブ８２１の妨げを受け易く乱流の現象が生じられるため、従来のファン８の全体の放熱の効果は低くなるという問題点があった。

また、上記の図１０に掲示されるような従来のファンにおいては、一般的に次のような問題点を有している。従来のファン９のローター座９１とファンホイール９２は全て風入口９３１と風出口９３２の間に形成される気流の通路に位置するため、ファンホイール９２によって導引される気流も同様にローター座９１の妨げを受け易く、乱流の現象が生じられる。さらに、ファンホイール９２は他にローター座９１と組立を行わなければならないため、組立上において極めて不便になるという問題点があった。このように、上記のような従来のファンをさらに改良する必要があった。

本発明はこのような問題点に鑑みて発明されたものであって、その主な目的とするところは、ファンホイールが径方向で気流を導入したり導出したりする過程において、気流が妨げを受けるのを有効に防止することができるファンを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によるファンは、以下のようになるものである。すなわち、一個のフレームおよび一個のモーターを有する。フレームの内部には一個の収容空間が形成され、フレームには収容空間と連通するための少なくとも一個の側面風入口と少なくとも一個の側面風出口が設けられる。モーターはフレームの収容空間に結合され、モーターには一個のステータと一個のファンホイールが含まれ、ファンホイールは回動自在にステータと結合し、ファンホイールには一個のハブと複数個の羽根が設けられ、ハブは一個の上面を有し、複数個の羽根はそれぞれハブの上面に位置するように形成され、ファンホイールの径方向において複数個の羽根にはそれぞれ相対する第一端と第二端が形成され、複数個の羽根の第一端は外に向くように設けられ、複数個の羽根の第二端の間には導流空間が形成される。

また、フレームには一個の受け部、一個の封止部と一個の側壁部が含まれ、側壁部は受け部と封止部の間に位置し、受け部、封止部と側壁部の間には一個の収容空間が形成され、ハブの上面は封止部に向くように形成され、複数個の羽根はそれぞれ封止部に向いて軸方向に延伸するように、かつハブの上面から突き出るように形成され、複数個の羽根の第一端は側壁部に向くように形成されることもできる。また、ファンホイールの軸方向において、側面風入口の開口の高さは封止部と上面の水平位置の間に位置するように形成されることもできる。また、ファンホイールの軸方向において、側面風出口の開口の高さは封止部と上面の水平位置の間に位置するように形成されることもできる。また、側面風入口はファンホイールの羽根の位置に位置合わせるように形成されることもできる。また、側面風出口はファンホイールの羽根の位置に位置合わせるように形成されることもできる。また、ファンホイールの上面と封止部の間では収容空間において一個の側方向流路が区隔して形成され、複数個の羽根は側方向流路内に位置するように形成されることもできる。また、受け部には一個の凹部が形成され、凹部は収容空間に位置するように形成され、モーターのステータは凹部に結合され、ファンホイールのハブは凹部内に収容されることもできる。また、受け部は一個の底座からなり、側壁部は底座の側周縁から軸方向に延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部は一個の蓋板からなり、蓋板は側壁と結合し、蓋板と底座の間には収容空間が形成され、側面風入口と側面風出口はそれぞれ隣接する二個の側壁に設けられることもできる。また、受け部は一個の底座からなり、側壁部は底座の側周縁から軸方向に延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部は一個の蓋板からなり、蓋板は側壁と結合し、蓋板と底座の間には収容空間が形成され、側面風入口と側面風出口はそれぞれ互いに対向する二個の側壁に設けられることもできる。また、羽根はハブの上面に一体に結合されることもできる。また、ファンホイールの径方向において、複数個の羽根の第一端は側壁部に向いて径方向に延伸するように、かつハブから突き出るように形成されることもできる。また、複数個の羽根の底周縁には一個の底盤が形成され、底盤はハブに連接されることもできる。

本発明のファンによれば、ファンホイールが径方向で気流を導入したり導出したりする過程において、気流が妨げを受けるのを有効に防止することができるという利点がある。

図１は、本発明の実施例１のファンの分解斜視図である。図２は、本発明の実施例１のファンの組み立てられた状態の断面図である。図３は、本発明の実施例２のファンの分解斜視図である。図４は、本発明の実施例２のファンの組み立てられた状態の断面図である。図５は、従来の第一種のファンの分解斜視図である。図６は、従来の第二種のファンの分解斜視図である。

本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１のファンの分解斜視図で、図２は本発明の実施例１のファンの組み立てられた状態の断面図である。図１、２を参照すると、本発明の実施例１のファンには一個のフレーム１と一個のモーター２が含まれる。フレーム１は気流が径方向に流動することができるフレームの構造からなる。モーター２はフレーム１の内部に結合される。

フレーム１はモーター２を収容するのに用いられ、かつ気流が径方向で導入したり導出したりして流動することができる中空のフレームの構造からなる。その中に、フレーム１には少なくとも一個の受け部１ａ、一個の封止部１ｂと一個の側壁部１ｃが含まれる。受け部１ａと封止部１ｂは隔てて相対するように形成され、側壁部１ｃは受け部１ａと封止部１ｂの間に位置するように形成される。また、受け部１ａ、封止部１ｂと側壁部１ｃの間には一個の収容空間１１が形成され、そして側壁部１ｃには少なくとも一個の側面風入口１２と少なくとも一個の側面風出口１３が設けられ、少なくとも一個の側面風入口１２と少なくとも一個の側面風出口１３は収容空間１１に連通するように形成される。

本実施例において、受け部１ａは一個の底座からなり、側壁部１ｃは上記底座の側周縁から軸方向に延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部１ｂは一個の蓋板からなり、上記蓋板は上記側壁の上端縁（図式の方向を主にして）に結合され、上記蓋板と底座の間には収容空間１１（側壁は収容空間１１を囲む）が形成される。側面風入口１２と側面風出口１３はそれぞれ上記側壁に設けられ、そして収容空間１１と連通するように形成される。その中に、図１に示すように、側面風入口１２と側面風出口１３はそれぞれ隣接する二個の側壁に設けられ、または互いに対向する二個の側壁に設けられる。

モーター２はフレーム１に結合される。モーター２には一個のステータ２１と一個のファンホイール２２（すなわち、ローターである）が含まれ、ステータ２１はファンホイール２２が回動するように駆動するのに用いられる。ファンホイール２２には一個のハブ２２１と複数個の羽根２２２が設けられる。ハブ２２１には一個の上面２２３が形成され、上面２２３は封止部１ｂに向くように形成される。複数個の羽根２２２はハブ２２１に結合され、ファンホイール２２の軸方向において複数個の羽根２２２はそれぞれ封止部１ｂに向いて延伸するように、かつハブ２２１の上面２２３から突き出るように形成される。また、ファンホイール２２の径方向において複数個の羽根２２２にはそれぞれ相対する第一端２２２ａと第二端２２２ｂが形成される。その中に複数個の羽根２２２の第一端２２２ａは側壁部１ｃに向くように形成され、複数個の羽根２２２の第二端２２２ｂの間には導流空間２３（すなわち、複数個の羽根２２２の第二端２２２ｂは連接していない状態である）が形成される。

本実施例において、モーター２のステータ２１はフレーム１の受け部１ａに結合され、ファンホイール２２のハブ２２１は回動自在にステータ２１と結合する。その中に、ハブ２２１は一個の基板２２１ａと一個の環状壁２２１ｂによって構成され、上面２２３は基板２２１ａに位置するように形成され、環状壁２２１ｂは基板２２１ａの外周縁を囲むように形成される。また、図１に示すように、複数個の羽根２２２は基板２２１ａの上面２２３に結合され、或いは羽根２２２が基板２２１ａの上面２２３に結合される他に、部分的に環状壁２２１ｂの外周面まで延伸することができる。また、本実施例において、羽根２２２は基板２２１ａの上面２２３に一体になるように形成されることにより、組立上の利便性を高めることができる。

本発明のファンを実際に使用する時、モーター２のステータ２１によって生じられる交番磁界でファンホイール２２が回動するように駆動することができる。これにより、ファンが各種の電子製品に組み立てられる時、ファンホイール２２の羽根２２２によって側面風入口１２から外部の気流を導入してフレーム１の内部に進入し、それから再び側面風出口１３を経由して外部の空間まで導出することにより、各種の電子製品が作動時に生じる熱源に対して予定される放熱作用を提供することができる。

本発明のファンの主な技術的特徴は、ファンホイール２２の径方向において径方向で側面風入口１２と側面風出口１３を経由して気流を導入したり導出したりすることができ、そしてファンが各種の電子製品に適用される時、ファンを熱源の上方に組み立てる必要がないため、電子製品の軸方向の高さを低く抑えることができるとともに、ファンによって側面風出口１３の周辺に位置する熱源に対してよりよい補助的な放熱効果を提供することができる。また、ファンホイール２２の軸方向において複数個の羽根２２２はそれぞれ封止部１ｂに向いて延伸し、そしてハブ２２１の上面２２３から突き出るように形成されるため、ファンホイール２２によって気流をスムーズに導引して側面風入口１２と側面風出口１３を経由して放熱を行うことにより、ハブ２２１によって気流の流通の妨げにならないように構成することができる。さらにもっと重要なのは、複数個の羽根２２２の第二端２２２ｂの間には導流空間２３が形成されることにより、気流が複数個の羽根２２２を通過する過程において乱流の現象が生じ難いため、全体の放熱効果を高めることができる。

図３は本発明の実施例２のファンの分解斜視図で、図４は本発明の実施例２のファンの組み立てられた状態の断面図である。図３、４を参照すると、本発明の実施例２のファンにも同様に一個のフレーム３と一個のモーター４が含まれる。

本発明の実施例２のフレーム３とモーター４にそれぞれ掲示されている受け部３ａ、封止部３ｂ、側壁部３ｃ、収容空間３１、側面風入口３２、側面風出口３３、ステータ４１、ファンホイール４２、ハブ４２１、基板４２１ａ、環状壁４２１ｂ、羽根４２２、第一端４２２ａ、第二端４２２ｂ、上面４２３、導流空間４３は、実施例１の受け部１ａ、封止部１ｂ、側壁部１ｃ、収容空間１１、側面風入口１２、側面風出口１３、ステータ２１、ファンホイール２２、ハブ２２１、基板２２１ａ、環状壁２２１ｂ、羽根２２２、第一端２２２ａ、第二端２２２ｂ、上面２２３、導流空間２３と略同様に構成されるため、ここではその説明を割愛する。

本発明の実施例２に掲示されている受け部３ａは同様に一個の底座からなり、側壁部３ｃは上記底座の側周縁から延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部３ｂは一個の蓋板からなる。実施例２のファンと実施例１のファンの主な差異は、受け部３ａの中央には凹部３４が設けられ、モーター４のハブ４２１は凹部３４に収容される。また、ファンホイール４２の上面４２３と封止部３ｂの間では収容空間３１において一個の側方向流路４４が区隔して形成され、複数個の羽根４２２は側方向流路４４内に位置するように形成されることにより、側方向流路４４には羽根４２２しか存在しないように形成され、そして側面風入口３２と側面風出口３３は、図３に示すように、それぞれ互いに対向する二個の側壁（側壁部３ｃ）に設けられる。

その中に、ファンホイール４２の軸方向において、側面風入口３２と側面風出口３３の開口の高さ（ｈ）は封止部３ｂと上面４２３の水平位置の間に位置され、そして側面風入口３２と側面風出口３３をそれぞれファンホイール４２の羽根４２２の位置に位置合わせするように形成させることにより、ハブ４２１は相対的に二個の側壁（側壁部３ｃ）の内側に位置するように形成される。これにより、ハブ４２１が側方向流路４４の外に位置するように形成されるため、側方向流路４４には羽根４２２しか存在しないように構成することができる。そのため、ファンホイール４２が側面風入口３２を経由して気流を導入する時、気流はハブ４２１の妨げを受け難くなるとともに、放熱の効果をさらに高めることができる。

また、再び図４を参照すると、ファンホイール４２の径方向において複数個の羽根２２２の第一端４２２ａは側壁部１ｃに向いて径方向に延伸するように、かつハブ４２１から突き出るように形成されることにより、全体的に風を駆動する面積を増やすことができる。また、複数個の羽根２２２がハブ４２１から突き出る場合、複数個の羽根２２２の底端縁（図式の方向を主にして）には一個の底盤４５が形成され、底盤４５はハブ４２１に連接されることにより、羽根４２２の構造の強度を増やすことができるとともに、導流の効果を高めることができる。

上述の如く、ファンホイール２２、４２が気流を導引して側面風入口１２、３２と側面風出口１３、３３を経由してフレーム１、３に進出する過程において、本発明のファンの複数個の羽根２２２、４２２がそれぞれ封止部１ｂ、３ｂに向いて延伸するように、かつハブ２２１の上面２２３から突き出るように形成されることにより、さらに導流空間２３、４３の構造の設計によれば、乱流の現象が生じるのを有効に防止することができるとともに、放熱の効果を有効に高めることができる。

本発明は、その精神とび必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。

１フレーム
１ａ受け部
１ｂ封止部
１ｃ側壁部
１１収容空間
１２側面風入口
１３側面風出口
２モーター
２１ステータ
２２ファンホイール
２２１ハブ
２２１ａ基板
２２１ｂ環状壁
２２２羽根
２２２ａ第一端
２２２ｂ第二端
２２３上面
２３導流空間
３フレーム
３ａ受け部
３ｂ封止部
３ｃ側壁部
３１収容空間
３２側面風入口
３３側面風出口
３４凹部
４モーター
４１ステータ
４２ファンホイール
４２１ハブ
４２１ａ基板
４２１ｂ環状壁
４２２羽根
４２２ａ第一端
４２２ｂ第二端
４２３上面
４３導流空間
４４側方向流路
４５底盤
８ファン
８１枠座
８１１風入口
８１２風出口
８１３水平気流通路
８２ファンホイール
８２１ハブ
８２２羽根
９ファン
９１ローター座
９１１突出部
９２ファンホイール
９２１凹部
９３外枠
９３１風入口
９３２風出口

Claims

一個のフレーム（３）および一個のモーター（４）を有するファンにおいて、フレーム（３）の内部には一個の収容空間（３１）が形成され、フレーム（３）には収容空間（３１）と連通するための少なくとも一個の側面風入口（３２）と少なくとも一個の側面風出口（３３）が設けられ、モーター（４）はフレーム（３）の収容空間（３１）に結合され、モーター（４）には一個のステータ（４１）と一個のファンホイール（４２）が含まれ、ファンホイール（４２）は回動自在にステータ（４１）と結合し、ファンホイール（４２）には一個のハブ（４２１）と複数個の羽根（４２２）が設けられ、ハブ（４２１）は一個の上面（４２３）を有し、複数個の羽根（４２２）はそれぞれハブ（４２１）の上面（４２３）に位置するように形成され、ファンホイール（４２）の径方向において複数個の羽根（４２２）にはそれぞれ相対する第一端（４２２ａ）と第二端（４２２ｂ）が形成され、複数個の羽根（４２２）の第一端（４２２ａ）は外に向くように設けられ、複数個の羽根（４２２）の第二端（４２２ｂ）は相互間に導流空間（４３）を形成するように相互に離間して設けられ、ハブ（４２１）はその底面から軸方向へ延伸するように形成された環状壁（４２１ｂ）を有し、ステータ（４１）は環状壁（４２１ｂ）の内面側に対面するように環状壁（４２１ｂ）が囲んでなる空間の中に設けられ、ファンホイール（４２）の径方向において複数個の羽根（４２２）の第一端（４２２ａ）はフレーム（３）の側壁部（３ｃ）に向かって径方向に延伸するように、かつハブ（４２１）から径方向外方へ突き出るように形成されることを特徴とするファン。
フレーム（３）には一個の受け部（３ａ）、一個の封止部（３ｂ）と上記一個の側壁部（３ｃ）が含まれ、側壁部（３ｃ）は受け部（３ａ）と封止部（３ｂ）の間に位置し、受け部（３ａ）、封止部（３ｂ）と側壁部（３ｃ）の間には一個の収容空間（３１）が形成され、ハブ（４２１）の上面（４２３）は封止部（３ｂ）に向くように形成され、複数個の羽根（４２２）はそれぞれ封止部（３ｂ）に向いて軸方向に延伸するように、かつハブ（４２１）の上面（４２３）から突き出るように形成され、複数個の羽根（４２２）の第一端（４２２ａ）は側壁部（３ｃ）に向くように形成されることを特徴とする請求項１に記載のファン。
ファンホイール（４２）の軸方向において、側面風入口（３２）の開口の高さは封止部（３ｂ）と上面（４２３）の水平位置の間に位置するように形成されることを特徴とする請求項２に記載のファン。
ファンホイール（４２）の軸方向において、側面風出口（３３）の開口の高さは封止部（３ｂ）と上面（４２３）の水平位置の間に位置するように形成されることを特徴とする請求項２に記載のファン。
側面風入口（３２）はファンホイール（４２）の羽根（４２２）の位置に位置合わせるように形成されることを特徴とする請求項３に記載のファン。
側面風出口（３３）はファンホイール（４２）の羽根（４２２）の位置に位置合わせるように形成されることを特徴とする請求項４に記載のファン。
ファンホイール（４２）の上面（４２３）と封止部（３ｂ）の間では収容空間（３１）において一個の側方向流路（４４）が区隔して形成され、複数個の羽根（４２２）は側方向流路（４４）内に位置するように形成されることを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載のファン。
受け部（３ａ）には一個の凹部（３４）が形成され、凹部（３４）は収容空間（３１）に位置するように形成され、モーター（４）のステータ（４１）は凹部（３４）に結合され、ファンホイール（４２）のハブ（４２１）は凹部（３４）内に収容されることを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載のファン。
受け部（３ａ）は一個の底座からなり、側壁部（３ｃ）は上記底座の側周縁から軸方向に延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部（３ｂ）は一個の蓋板からなり、上記蓋板は上記側壁と結合し、上記蓋板と底座の間には収容空間（３１）が形成され、側面風入口（３２）と側面風出口（３３）はそれぞれ隣接する二個の側壁に設けられることを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載のファン。
受け部（３ａ）は一個の底座からなり、側壁部（３ｃ）は上記底座の側周縁から軸方向に延伸して互いに隣接する複数個の側壁からなり、封止部（３ｂ）は一個の蓋板からなり、上記蓋板は上記側壁と結合し、上記蓋板と底座の間には収容空間（３１）が形成され、側面風入口（３２）と側面風出口（３３）はそれぞれ互いに対向する二個の側壁に設けられることを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載のファン。
羽根（４２２）はハブ（４２１）の上面（４２３）に一体に結合されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のファン。
複数個の羽根（４２２）の底周縁には一個の底盤（４５）が形成され、底盤（４５）はハブ（４２１）に連接されることを特徴とする請求項１に記載のファン。