(57)【要約】【課題】  ファン設置条件にも制約されることなく、パネルディスプレイのバックライトユニットを高効率に冷却可能であると共に、静音性の向上をも図るようにした冷却用送風ファン及び映像表示装置を得る。【解決手段】  駆動モータ２２により回転駆動される回転軸１と、回転軸１と一体に回転する平行な公転軸２を有し、公転軸２に自転可能にされるようにし対向し合って回転軸周りを公転する２枚の翼板２５ａ,２５ｂとからなるファン回転体と、翼板２５ａ,２５ｂの公転角度が第１の公転角度付近では最大自転角度となり、翼板２５ａ,２５ｂの公転角度が第１の公転角度と直交する第２の公転角度付近では自転角度が０度となるように制御される翼板角度制御手段とを備え、ファン回転体の回転により、回転軸１に直交した一方向のフィルム状の風を生成し、例えば、フラットパネルディスプレイのバックライトユニットを冷却するようにした。【選択図】      図２
2006152921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転駆動される回転軸と、上記回転軸と一体に回転する平行な軸を有し、上記軸に自転可能にされるようにし対向し合って上記回転軸周りを公転する少なくとも２枚の翼板とからなるファン回転体と、
上記翼板の公転角度が所定の第１の公転角度付近では最大自転角度となり、上記翼板の公転角度が上記第１の公転角度と直交する第２の公転角度付近では自転角度が０度となるように制御される翼板角度制御手段と
を備え、
上記ファン回転体の回転により、上記回転軸に直交した一方向の風を生成することを特徴とする冷却用送風ファン。
【請求項２】
上記翼板角度制御手段は、上記回転軸に偏芯して回転する回転センター軸を有するガイドロッドと、上記ガイドロッドに支持されて公転する上記翼板とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の冷却用送風ファン。
【請求項３】
上記ガイドロッドの重心が上記回転センター軸に合わせられていることを特徴とする請求項２に記載の冷却用送風ファン。
【請求項４】
上記翼板は、上記回転軸方向に長さが分割されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却用送風ファン。
【請求項５】
上記翼板は、上記回転軸方向に長さが分割され、この分割された翼板に対して翼板角度制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷却用送風ファン。
【請求項６】
上記翼板の断面形状は、翼板の自転角度を０度としたとき、翼板断面の中心が公転中心を中心とした円弧とほぼ一致している形状であることを特徴とする請求項１に記載の冷却用送風ファン。
【請求項７】
フラットパネルディスプレイと、上記フラットパネルディスプレイに画像表示する駆動回路と、上記フラットパネルディスプレイを冷却する送風用ファンとを有する画像表示装置であって、
駆動源により回転駆動される回転軸と、上記回転軸と一体に回転する平行な軸を有し、上記軸に自転可能にされるようにし対向し合って上記回転軸周りを公転する少なくとも２枚の翼板とからなるファン回転体と、
上記翼板の公転角度が所定の第１の公転角度付近では最大自転角度となり、上記翼板の公転角度が上記第１の公転角度と直交する第２の公転角度付近では自転角度が０度となるように制御される翼板角度制御手段とを備え、
上記ファン回転体の回転により、上記回転軸に直交した一方向の風を生成し、フラットパネルディスプレイにフィルム状のエアー送風することでディスプレイ全体を冷却する送風用ファンを備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
上記翼板角度制御手段は、上記回転軸に偏芯して回転する回転センター軸を有するガイドロッドと、上記ガイドロッドに支持されて公転する上記翼板とから構成したことを特徴とする請求項７に記載の映像表示装置。
【請求項９】
上記ガイドロッドの重心が上記回転センター軸に合わせられていることを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
上記翼板は、上記回転軸方向に長さが分割されていることを特徴とする請求項７に記載の映像表示装置。
【請求項１１】
上記翼板は、上記回転軸方向に長さが分割され、この分割された翼板に対して翼板角度制御手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の映像表示装置。
【請求項１２】
上記翼板の断面形状は、翼板の自転角度を０度としたとき、翼板断面の中心が公転中心を中心とした円弧とほぼ一致している形状であることを特徴とする請求項７に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、薄型化されたテレビ等のフラットパネルディスプレイ装置に用いられて好適な冷却用送風ファン及び映像表示装置に関し、詳しくは、フラットパネルディスプレイ装置の加熱領域であるバックライトユニットを冷却するための送風ファンであって、特に大型化されたフラットパネルディスプレイのバックライトユニットを高効率に均一に冷却可能であると共に、静音性の向上を図るようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄型化されたテレビ等のフラットパネルディスプレイ装置において、加熱領域であるディスプレイパネルの光源となるバックライトの冷却に用いられているファンの中でも、プロペラファンは高効率、静音性等の点で優れたものになっている。
【０００３】
このようなプロペラファンを使用して例えばプラズマディスプレイパネルを冷却するための冷却用ファンを備えた表示装置の技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した特許文献１の技術は、プラズマディスプレイパネルに対して空気流通用の間隙を隔て、収容ケースの間隙に対応する箇所に複数の通気穴と冷却用ファンを設け、間隙内で温められた熱気を冷却用ファンにより収容ケース外へ効率よく排出させることでプラズマディスプレイパネルの温度上昇を防止するように構成されている。
【特許文献１】特開平９−２７５５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したプラズマディスプレイパネルのようなテレビジョンにあっては形状のデザインや設置条件等からプロペラファンの円形面積がとり難いこと、また、極端な静音性を要求するために、ファン先端速度を落としたいが必要風量を確保するためには逆により大きな円形面積が必要になるので前者の要求を満足できない等の問題が生じる。
【０００６】
また、上述したプロペラファン以外では、クロスフローファンやシロッコファン等も使用されてはいるが、この種のファンは回転面の全方向に風が発生するタイプであるため、冷却用ファンとしては効率が低く騒音も高い等の問題がある。
【０００７】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、ファン設置条件にも制約されることなく、ディスプレイパネルのバックライトユニットを高効率に冷却可能であると共に、静音性の向上をも図るようにした冷却用送風ファン及び映像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明による請求項１に記載の冷却用送風ファンは、駆動源により回転駆動される回転軸と、回転軸と一体に回転する平行な軸を有し、軸に自転可能にされるようにし対向し合って回転軸周りを公転する少なくとも２枚の翼板とからなるファン回転体と、翼板の公転角度が所定の第１の公転角度付近では最大自転角度となり、翼板の公転角度が第１の公転角度と直交する第２の公転角度付近では自転角度が０度となるように制御される翼板角度制御手段とを備え、ファン回転体の回転により、回転軸に直交した一方向の風を生成することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の冷却用送風ファンは、翼板角度制御手段は、回転軸に偏芯して回転する回転センター軸を有するガイドロッドと、ガイドロッドに支持されて公転する翼板とから構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の冷却用送風ファンは、ガイドロッドの重心が上記回転センター軸に合わせられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の冷却用送風ファンは、翼板は、上記回転軸方向に長さが分割されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の冷却用送風ファンは、翼板は、回転軸方向に長さが分割され、この分割された翼板に対して翼板角度制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の冷却用送風ファンは、翼板の断面形状は、翼板の自転角度を０度としたとき、翼板断面の中心が公転中心を中心とした円弧とほぼ一致している形状であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の映像表示装置は、フラットパネルディスプレイと、フラットパネルディスプレイに画像表示する駆動回路と、フラットパネルディスプレイを冷却する送風用ファンとを有する画像表示装置であって、駆動源により回転駆動される回転軸と、回転軸と一体に回転する平行な軸を有し、軸に自転可能にされるようにし対向し合って回転軸周りを公転する少なくとも２枚の翼板とからなるファン回転体と、翼板の公転角度が所定の第１の公転角度付近では最大自転角度となり、翼板の公転角度が第１の公転角度と直交する第２の公転角度付近では自転角度が０度となるように制御される翼板角度制御手段とを備え、ファン回転体の回転により、回転軸に直交した一方向の風を生成し、フラットパネルディスプレイにフィルム状のエアー送風することでディスプレイ全体を冷却する送風用ファンを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に記載の映像表示装置は、翼板角度制御手段は回転軸に偏芯して回転する回転センター軸を有するガイドロッドと、ガイドロッドに支持されて公転する翼板とから構成したことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に記載の映像表示装置は、ガイドロッドの重心が回転センター軸に合わせられていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の映像表示装置は、翼板は、回転軸方向に長さが分割されていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１に記載の映像表示装置は、翼板は、回転軸方向に長さが分割され、この分割された翼板に対して翼板角度制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２に記載の映像表示装置は、翼板の断面形状は、翼板の自転角度を０度としたとき、翼板断面の中心が公転中心を中心とした円弧とほぼ一致している形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に記載の冷却用送風ファンによれば、回転軸に直交する一方向にフィルム状に細長い風を生成することができ、しかも、プロペラファンと同じ揚力利用型のファンとなり、高効率で低騒音化が期待できる。
【００２１】
また、請求項２に記載の冷却用送風ファンによれば、簡単な構成で回転軸に直交する一方向にフィルム状に細長い風を生成することができる。
【００２２】
また、請求項３に記載の冷却用送風ファンによれば、ガイドロッドの偏芯回転において振動要素をなくすことができ、振動に伴う騒音も回避できる。
【００２３】
また、請求項４に記載の冷却用送風ファンによれば、翼板の角度変化を翼板自体の捻り強度で伝えていることであっても、翼先端側での翼板角度の捩れを解消することができる。また、翼板の断面形状、材質強度、回転半径等から求められる遠心力による翼板の変形を防止することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の冷却用送風ファンによれば、駆動モータに直結された回転軸の危険回転数を高くすることができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の冷却用送風ファンによれば、翼板の先端部の迎え角がマイナスの揚力を受けることもなく失速状態が回避できる。また、翼板の長さを長くできるようにしたことで失速状態が回避できる。
【００２６】
また、請求項７に記載の映像表示装置によれば、回転軸に直交する一方向にフィルム状に細長い風を生成することができ、フラットパネルディスプレイを効果的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明による冷却用送風ファン及び映像表示装置の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
始めに、冷却用送風ファンの概念を図１について説明する。
この冷却用送風ファンは、回転軸１に直交した一方向の風の流れを作ることができるようにしたファンであって、回転軸１の周りに一体に公転する平行な複数の公転軸２を有し、この公転軸２に自転可能にされるようにした翼板３を備え、回転軸１により翼板３を矢印で示した時計回り方向に回転駆動させることにより、所定の公転角度に回動した翼板３に揚力が発生し一方向の風を生成させるというものである。
【００２９】
ここで、図１において、翼板３に発生する揚力は下記の式より定義される。
【００３０】
［数１］
揚力＝Ｃｌ・０．５・ρｖ２
但し、Ｃｌ：翼板の傾き
ρ：密度
ｖ：体積
【００３１】
また、翼板３は対象形状翼なので、
【００３２】
［数２］
Ｃｌ＝ａ・α
但し、ａ：係数
α：迎え角
であり、迎え角αとして、翼板先端速度：生成風速＝３：１とした場合の各翼板位置における生成風力ベクトル（揚力の逆方向ベクトル）を示す。
【００３３】
これによれば、図１に示すように、ａは発生すると仮定した風ベクトル、ｂは翼板３が公転することで翼板が受ける風ベクトル、ｃは二つの風ベクトルａ,ｂを合成した風ベクトル、ｄは風ベクトルｃにより翼板３に生ずる揚力の逆ベクトルで生成される風の大きさと方向を示したベクトルである。
【００３４】
すなわち、図１の風ベクトルから理解されるように、翼板が矢印で示した時計回り方向に回転駆動されると仮定した場合、回転角度が９０度側に位置する翼板３では、風ベクトルｃにより翼板３に生ずる揚力の逆ベクトルからｄ方向の大きさと方向の風ベクトルが生成される。これに対して回転角度が２７０度側に位置する翼板３´では、風ベクトルｃ´により翼板３´に生ずる揚力の逆ベクトルからｄ´方向の大きさと方向の風ベクトルが生成される。つまり、送風ファンの回転によって矢印Ａの方向から吸入されたエアーは、矢印Ａ´より吐出し送風される風の流れを作ることができる。なお、回転角度が０度と１８０度に位置する翼板３では、合成風力が最大になる０度での翼板の迎え角が０度になるようにして風ベクトルが生成されないようにしている。
【００３５】
上述した概念を実現する手段として、翼板３の角度を制御する機構について説明する。
翼板の角度制御とは、翼板３の公転に合わせて翼板の自転角度を制御するということである。この制御は翼板３が例えば、公転角度が９０度と２７０度付近に現れる翼板の最大自転角度と、公転角度が０度と１８０度付近に現れる翼板の自転角度０度を連続的に繋ぐ制御の意味と、公転角度が９０度と２７０度付近に現れる翼板の最大自転角度そのものの制御の意味がある。ここでは、前者を翼板角度制御といい、後者をピッチ制御といい、翼板角度制御はその総称である。
【００３６】
次に、翼板角度制御機構の幾つかの手段について説明する。
〔偏芯円運動ガイドロッド方式〕
構造上簡単に実現できる方法であり、図２にそのイメージ図を示す。この図では１枚の翼板３が公転角度０度、９０度、１８０度、２７０度の角度に位置したときの翼板３の自転角度の姿勢を示している。
【００３７】
これによれば、回転軸１に対して偏芯状態にベアリング４を介してガイドロッド５が取付けられ、ガイドロッド５の先端部のアーム６が公転軸２から後方側にずれた翼板３の部分を軸７により支持している構造である。ここで、最も傾いている翼板３ａが、ガイドロッド５の回転中心がＯ１の位置にある場合の翼板を示している。これが翼板角度制御機構の基本である。また、他の傾きをもった翼板３ｂはピッチ制御をしたときの翼板の傾きであり、この翼板３ｂの傾きのときのガイドロッド５の回転中心はＯ２である。
【００３８】
翼板３ａの自転角度が最大自転角度であって、最も風が生成される角度位置であり、翼板３ｂの角度位置が最小に風が生成される角度位置である。この翼板３ａの最大自転角度から翼板３ｂの角度位置の間をピッチ制御させることによって生成される風の大きさが制御可能である。
【００３９】
翼板３ａの最大自転角度から翼板３ｂの角度位置の間を可変させる手段としては、ここでは図示しないがベアリング４と共にガイドロッド５の回転中心をＯ１からＯ２の間をスライド機構によって直線的に移動させることによって可能である。
【００４０】
このように構成したことで、ガイドロッド５の回転中心は偏芯しているが、この偏芯した回転中心に対して単純に回転するだけなので、ガイドロッド５の重心を回転軸の中心に合わせることによって振動要素を無くすことができる。
【００４１】
上述したピッチ制御は回転軸１が貫通している内径が回転軸外形より大きなベアリング４が図２で示すように移動することで簡単に実現可能である。なお、図２ではベアリング４の移動を直線移動として表しているが、点Ｐを中心にした円軌道で動かすことで合成風力が最大になる０度での翼板の迎え角が常に０度になるようにすることもできる。
【００４２】
〔翼板角度ガイドウェイ方式〕
図３にガイドウェイ方式のイメージ図を示し、図２の場合と同様に１枚の翼板が公転角度０度、９０度、１８０度、２７０度の位置に位置したときの翼板の姿勢を示している。
【００４３】
これによれば、環状体８の間に形成した溝がガイドウェイ９を形成しており、このガイドウェイ９に翼板３に接続されたカムフォロア１０が係合され、翼板の角度制御が行われるようにされている。なお、図３ではピッチ制御された翼板は示さないが、上述した偏芯円運動ガイドロッド方式と同様に環状体８と共にガイドウェイ９の回転中心Ｏ１,Ｏ2を移動することで翼板のピッチ制御も実現できる。
【００４４】
この例では、ガイドウェイ９は原理的に真円である必要はないため、特定の偏芯位置で翼板の角度変化パターンを任意に調整することができる。また、ピッチコントロールは移動させるものが大きくなるが、上記した偏芯円運動ガイドロッド方式と同様に行うことができる。
【００４５】
〔ガイドロッド方式とガイドウェイ方式との複合方式〕
この複合方式は、ガイドウェイ方式の角度パターンが任意設定可能なところと、偏芯円運動ガイドロッド方式のガイド面でのすべり速度の小ささ及びピッチコントロールのために動かす部分の小ささの両立を狙ったものである。図４にそのイメージを示し、図２の場合と同様に１枚の翼板３が公転角度０度、９０度、１８０度、２７０度の位置に位置したときの翼板の自転角度の姿勢を示している。
【００４６】
これによれば、回転軸１には同心円状に一体に公転するドーナッツ状の環状部材１１があり、この環状部材１１には翼板３が支持されたレバー１２がラジアル方向（軸と直交方向）にのみ移動可能にされ、レバー１２の端部１２ａが環状部材１１の内側に配置された公転しない例えば、おにぎり状のカム部材１３の表面に常に接触するようにされている。レバー１２のカム部材１３への接触手段としては、例えば、図示しないが溝カムを利用しコイル部材で押し付ける方法がある。また、翼板３はこれに設けた軸ピン１４をレバー１２に形成されているガイド孔１２ｂに移動可能に支持されている。翼板３のピッチ制御はカム部材１３を上下移動させることで実現できる。
【００４７】
なお、図示してないが、この方式は偏芯円運動ガイドロッド方式とは異なり、ロッドの回転中心からの位置変化による重心移動をキャンセルする機構を追加する必要がある。一例として、ラックアンドピ二オンやループベルトの利用によるカウンターウエイト移動がある。
【００４８】
次に翼板の断面形状について説明する。
翼板の断面形状は、図５で示したような対称翼形状で表してきたが、しかし、この翼形状は以下の問題をもっている。
【００４９】
〔問題１〕
翼板３の先端部、中間部、後端部の３箇所での速度ベクトル、風ベクトルを描いてみると、それぞれの合成ベクトルの向きが異なってしまう。つまり、原理で述べていた迎え角はあくまでも翼板の回転（ピッチ）中心付近のものである。ここで、図５で見ると、公転角度が９０度の翼板では、翼先端部は迎え角がマイナスになる逆方向の揚力を受ける状態であり、後端部は３０度余りの迎え角を持つ失速状態になっているのが判る。また、公転角度が２７０度の翼板でも翼先端部は３１度と失速状態であり、翼後端部は逆方向の１６度となっている。この現象は翼幅／公転半径が大きいほど顕著になり、送風ファンではこの影響はかなり大きなものになる。
【００５０】
〔問題２〕
送風力は翼速度の自乗に比例するので、翼板の公転半径が小さいと回転数を上げたくなる。しかし、遠心力はｖ2／ｒなので翼板にかかる遠心力は公転半径に逆比例して大きくなる。本発明のファンの場合、翼長さが長くできるのが特長であるが、この長い翼にかかる遠心力が高くなるため翼強度に３乗で影響する翼の厚みを確保することになり、空気抵抗の大きな太った翼を使わざるを得なくなるか、翼の厚みに合わせて翼幅を大きくして問題１を大きくすることになる。
【００５１】
〔問題３〕
本発明の送風ファンとしての用途に形状制約の大きな家電用機器がある。この種の機器は騒音を嫌うことが多く、翼速度を下げて使うことが多い。プロペラの研究等でソリディティー比（翼の回転面積に対する全翼面積の比率）というものがあり、翼の速度に対して多くの風量を出そうとするとソリディティー比を上げる（全翼面積の増加、つまり、多翼化や翼幅拡大）必要があるとされている。本発明の場合、多翼化はコスト的に不利なので翼幅の拡大を行いたくなるが、これは問題１を大きくすることになる。
【００５２】
以上、３つの問題は直接的に関係しているが、図６に示す翼板の断面形状とすることでこれらの問題を同時に解決することができる。すなわち、翼板３の自転角度を０度としたとき、翼板断面の中心線が公転中心を中心とした円弧とほぼ一致している形状である。このような形状にすることで、翼の先端部、中央部、後端部で見ても各部の向き（翼の中心線の接線方向）と各部の速度ベクトルとの角度差がほぼ同じになっているため、各部とも適切な迎え角を持つことになる。これで問題１と問題３とが同時に解決される。また、問題２についても翼の厚みを薄くしても断面２次モーメントが高くなる形状のためほぼ解決できる。
【００５３】
図７はフラットパネルディスプレイの冷却用に供される偏芯円運動ガイドロッド方式の送風ファンの実施形態を正面から見た構成図、図８は同じく送風ファンの偏芯円運動ガイドロッド機構の拡大側面図、図９はフラットパネルディスプレイに対する送風ファンの配置を示した内部構造の側面図、図１０は液晶ディスプレイパネルのバックライトを冷却している様子の外観斜視図であって、本例ではファン翼板が２枚の場合を示している。
【００５４】
図９において、全体を符号１５で示したフラットパネルディスプレイは、ディスプレイ筐体１６の前面に液晶表示パネル１７があり、この液晶表示パネル１７の背後に液晶表示パネルの光源である例えば、ＬＥＤ等からなるバックライトユニット１８が配置されている。このバックライトユニット１８の背後にフラットパネルディスプレイの駆動回路１９がある。そして、本発明による送風ファン２０は、フラットパネルディスプレイの構造上生じるパネル下部に約２０ｍｍ角で、７００ｍｍの長さの空間２１内に設置され、送風ファン２０の回転駆動により発生した風をバックライトユニット１８の裏面にフィルム状のエアーを送風することで、バックライトユニット全体を均一に冷却するものである。なお、送風ファン２０へはディスプレイ筐体１６の底面に形成した吸気孔１６ａからエアーが吸入され、バックライトユニット１８の冷却に供されたエアーはディスプレイ筐体１６の上面に形成した吐出孔１６ｂより排出される。
【００５５】
ここで、送風ファン２０の構成について説明する。
駆動モータ２２には送風ファン２０の全長に亘る長さの出力軸２３を有し、この出力軸２３の最先端部は支持フレーム２４により軸受けされている。そして、出力軸２３には駆動モータ２２側と、先端部側及び中間部とに出力軸２３と一体に回転する３つの翼支持フレーム２４ａ,２４ｂ,２４ｃが設けられている。翼支持フレーム２４ａと翼支持フレーム２４ｂとの間には１８０度の異なる位置に翼板２５ａ,２５ｂが配置され、両翼板２５ａ,２５ｂはその中心が支持ピン２６により回動可能に支持されている。また、翼支持フレーム２４ｂと翼支持フレーム２４ｃとの間にも翼板２５ａ,２５ｂが配置され、両翼板２５ａ,２５ｂもその中心が支持ピン２６により回動可能に支持されている。つまり、それぞれの翼板は２分割された状態で直線上に配置されている。
【００５６】
偏芯円運動ガイドロッド機構は以下のように構成されている。駆動モータ２２のフランジ２２ａからは出力軸２３に対して偏芯状態にされて貫通する偏芯軸受け２７の外周に偏芯ベアリング２８が支持され、この偏芯ベアリング２８の偏芯方向に２つのガイドロッド２９,２９が支持されている。そして、２つのガイドロッド２９,２９の先端部が翼板２５ａ,２５ｂの支持ピン２６に一体成形されているフランジ２６ａから偏芯した位置より突出した軸ピン３０により支持されている。
【００５７】
このように構成した偏芯円運動ガイドロッド機構は、駆動モータ２２の駆動により出力軸２３を中心として翼支持フレーム２４ａ,２４ｂ,２４ｃと共に翼板２５ａ,２５ｂは回転するが、この翼板２５ａ,２５ｂは偏芯ベアリング２８を介して偏芯回転するガイドロッド２９,２９の回転作用で公転し角度制御されることになる。例えば、一方の翼板２５ａが公転角度９０度と２７０度にあるとき最大自転角度となり、他方の翼板２５ｂも公転角度２７０度と９０度にあるとき最大自転角度となる。これに対して、一方の翼板２５ａが公転角度０度と１８０度にあるとき自転角度は０度となり、他方の翼板２５ｂも公転角度１８０度と０度にあるとき自転角度は０度となる。
【００５８】
図１１は偏芯円運動ガイドロッド方式の送風ファンの別の実施形態を正面から見た構成図、図１２は同じく送風ファンの偏芯円運動ガイドロッド機構の拡大側面図であり、図７及び図８で示した送風ファンの構成と同一部分には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
【００５９】
送風ファンの翼板２５ａ,２５ｂは、中間支持フレーム３３を境にして分割され、一方側が支持フレーム３３ａ,３３ｂにより支持され、他方側が支持フレーム３４ａ,３４ｂにより支持されている構造である。
【００６０】
この実施形態の偏芯円運動ガイドロッド機構は、図８とは異なる構成を有している。駆動モータ２２のフランジ２２ａからは出力軸２３に対して偏芯状態にされて貫通する偏芯軸受け２７の外周に偏芯ベアリング２８が支持され、この偏芯ベアリング２８に２つのホィール板３１,３１が支持されている。この２つのホィール板３１,３１は偏芯方向に逆向きに配置され、それぞれにバランスウエイト３１ａ,３１ａを備えている。そして、２つのホィール板３１,３１の先端部が翼板の支持ピン２６に一体成形されているフランジから偏芯して突出した軸ピン３２,３２に支持されている。
【００６１】
上述した偏芯円運動ガイドロッド機構は、駆動モータ２２の駆動により出力軸２３を中心として支持フレーム３３ａ,３３ｂ及び３４ａ,３４ｂと共に翼板２５ａ,２５ｂは回転するが、この翼板２５ａ,２５ｂは偏芯ベアリング２８を介して偏芯回転するホィール板３１,３１の回転作用で公転し角度制御されるものである。
【００６２】
上述した送風ファンは、その長さ方向に偏芯円運動ガイドロッド機構を２つもつ構造になっている。偏芯円運動ガイドロッド機構の１つは駆動モータ２２側に配置され、別の偏芯円運動ガイドロッド機構は中間支持フレーム３３側に配置されている。これは駆動モータ２２に直結された回転軸１の危険回転数を高くするため半分の長さで外部から回転軸の軸受けを設けるためである。また、この構造は翼板の角度変化を翼自体の捻り強度で伝えているため先端部では翼板角度が捻れた分だけ変わってしまう問題への対処にもなっている。また、この構造は繰り返して繋いでいけるので長さを拡大していくことができる。
【００６３】
また、図１１に示した送風ファンの場合では、翼板が２分割構造の中でさらに翼支持フレーム３５,３５によって２分割されている。これは翼板の断面形状、材質強度、比重、回転数、回転半径等から求められる遠心力による翼板の変形に対する考慮である。
【００６４】
また、偏芯円運動ガイドロッド機構の詳細を示したが、これは翼板の自転を伝える支持ピンも含めガイドロッドとして重心をロッドとしての回転中心に設定することで振動要因をなくすことを示している。
【００６５】
以上説明したように、本発明の送風ファンは、回転軸に直交する一方向にフィルム状の長方形状の風を送風することができるものである。したがって、造風面積を長さで稼ぐことができるため、翼先端速度を落とすことができる。また、音エネルギーは回転数の５乗に比例することから静音化が図れる。
【００６６】
また、プロペラファンと同じ揚力利用型のファンであり高効率、低騒音が期待できる。また、風力生成ファンとしては、翼板の角度変化パターンを固定した状態でも種々の特長があり有効である。しかし、翼板の角度変化のレベル（プロペラファンにおけるピッチ可変）を簡単に制御できる特長を利用するとより一層の効果が得られる。
【００６７】
ピッチ可変ファンとしての用途としては、掃除機の吸引ファンのように負荷が変動する場合、高負荷時には角度変化を小さくすることで静音性と効率を追求できること、また、エアコン等ファンの回転数を可変しているものでは回転数ごとに静音性や効率を追求した角度変化を持たせることができる。
【００６８】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６９】
翼板の最大自転角度及び自転角度０度の位置は、必ずしも公転角度が９０度及び２７０度と０度及び１８０度の位置に限定するものでなく、公転角度上の所定の角度においてほぼ直交する位置であればよい。
【００７０】
本発明の送風ファンは実施の形態では、翼板を２枚翼の場合について説明したが、３枚翼さらには多翼の羽根を備えた送風ファンにも広く適用可能である。
【００７１】
また、送風ファンは実施の形態では、水平向きに配置した使用例について説明したが、これに限定するものでなく、垂直向きに配置することであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明における送風ファンの概念図である。
【図２】偏芯円運動ガイドロッド方式の送風ファンの原理図である。
【図３】翼板角度ガイドウェイ方式の原理図である。
【図４】ガイドロッド方式とガイドウェイ方式との複合方式の原理図である。
【図５】対称翼形状の翼板の問題点を説明するための図である。
【図６】本発明の好適な翼板形状を示した図である。
【図７】フラットパネルディスプレイの冷却用に供される偏芯円運動ガイドロッド方式の送風ファンを正面から見た構成図である。
【図８】同じく図７の送風ファンの偏芯円運動ガイドロッド機構の拡大側面図である。
【図９】フラットパネルディスプレイに対する送風ファンの配置を示した内部構造の側面図である。
【図１０】フラットパネルディスプレイを冷却している様子の外観斜視図である。
【図１１】偏芯円運動ガイドロッド方式の送風ファンの別の実施形態を正面から見た構成図である。
【図１２】同じく図１１の送風ファンの偏芯円運動ガイドロッド機構の拡大側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…回転軸、２…公転軸、３…翼板、４…ベアリング、５…ガイドロッド、６…アーム、７…軸、８…環状体、９…ガイドウェイ、１０…カムフォロア、１１…環状部材、１２…レバー、１３…カム部材、１４…軸ピン、１５…フラットパネルディスプレイ、１６…ディスプレイ筐体、１６ａ…吸気孔、１６ｂ…吐出孔、１７…液晶表示パネル、１８…バックライトユニット、１９…駆動回路、２０…送風ファン、２２…駆動モータ、２３…出力軸、２４…支持フレーム、２４ａ〜２４ｃ…翼支持フレーム、２５ａ,２５ｂ…翼板、２６…支持ピン、２７…偏芯軸受け、２８…偏芯ベアリング、２９…ガイドロッド、３０…軸ピン、３１…ホィール板、３２…軸ピン、３３…中間支持フレーム、３３ａ,３３ｂ、３４ａ,３４ｂ…支持フレーム、３５…翼支持フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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