(57)【要約】
【課題】騒音と不良品の減少を図った放熱ファンにおける羽根構造の改良に関する。
【解決手段】放熱ファンは軸受ボス部を有し、前記軸受ボス部の外周面に該軸受ボス部を取り囲むように複数の羽根を所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面３２１と負圧側となる裏面３２２とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面３２２は、前記表面３２１から連続する各上下端交差部の境界３２３に形成した湾曲部と連続して、裏面３２２側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成した。
【選択図】図３
0003100254.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
　放熱ファンは軸受ボス部を有し、前記軸受ボス部の外周面に該軸受ボス部を取り囲むように複数の羽根を所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面３２１と負圧側となる裏面３２２とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面３２２は、前記表面３２１から連続する各上下端交差部の境界３２３に形成した湾曲部と連続して、裏面３２２側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成したことを特徴とする遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項２】
　前記表面及び裏面の形状が上下対称成るように形成されることを特徴とする請求項１に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項３】
　前記放熱ファンの構成材質としてプラスチック材料を使用することを特徴とする請求項１に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項４】
　前記放熱ファンの羽根は中実筒状であることを特徴とする請求項１に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項５】
　前記放熱ファンが軸受ボス部を介してファン枠体に配設されることを特徴とする請求項１に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項６】
　前記ファン枠体は上板体と下枠体とを有することを特徴とする請求項５に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項７】
　前記上板体には複数のエア導入口を有することを特徴とする請求項６に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項８】
　前記下枠体には収納空間を有することを特徴とする請求項６に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項９】
前記下枠体にはモータが取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【請求項１０】
　前記下枠体には少なくとも一つのエア導出口を有することを特徴とする請求項６に記載の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本考案は、遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造に係わり、関連のある放熱システムに本考案の改良した羽根構造を利用する場合、放熱ファンの羽根の生成する騒音問題を減少できると共に、同一条件下における電流電圧の供給の場合であっても、本考案の放熱ファンの回転速度と従来の放熱ファンの回転速度と比較すると、大幅に回転速度を向上できるようにした放熱ファンの羽根構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
　現代の高度な科学技術の時代にあっては、それぞれのメーカの製造したコンピュータとそれらの関連製品は、需要者の注目を集中させるために、全力を傾けて高速度で情報処理可能な電子製品を追求し開発している。
【０００３】
　しかしながら、情報を高速度で処理できるようにすることは、それに費やす多くの熱エネルギーが必要となり、同一条件下で（例えば空間や体積や材質など）は、熱エネルギーの増加もそれらの条件によって増減されるが、適当な装置を使用して電子装置から発生する熱エネルギーを発散させる必要がある。そして、前記適当な装置としてファンを利用して放熱を実行させることが一般的に行なわれている。
【０００４】
　放熱ファンの放熱効果を増大させるために、それぞれのメーカは放熱ファンの改良に開発力を傾注して好ましい放熱効果を追求している。しかしながら、もっと好ましい放熱効果を追求しようとするために、大部分のメーカは放熱ファンの回転速度の向上に努力しているが、放熱ファン自身が生成する“騒音”の問題が隘路となっている。また、このような“騒音”問題がますます消費者に重要視されるようにもなってきている。
【０００５】
　放熱ファン全体構成による騒音の発生原因には以下のような三つの要素が挙げられる。即ち、
　１）放熱ファンの羽根構造の設計が不適切あること。つまり、モータが放熱ファンの羽根を回転させる際に、例えば気体分子が空気である場合、羽根形状の縁部曲線の流れに沿って空気が前進する時に、前記空気が羽根の抵抗面となる表面（迎え面）より離散する現象を生じ、そのため、羽根の負圧側の後端部に渦巻き現象などの乱流を生じ、この乱流領域の生成する渦巻きが騒音の原因となっている。
【０００６】
　２）複数の羽根の重量が製作時に僅かにそれぞれ相違して不均一となっており、各羽根の重量の相違が、ファン全体の構成部材に対し不安定さをもたらし、かなりの悪影響を及ぼしている。そして、各羽根の重量の製作誤差が許容範囲を越えている状態で放熱ファンを高速度で回転させると、軸方向と径方向にそれぞれ振動が生じて、ファンの各構成部材から振動による唸りなどの騒音を発生させる原因となっている。
【０００７】
　３）放熱ファンの駆動後に、空気が羽根にぶつかったり、ファン枠体にぶつかったり、または、空気（気体分子）がファンより流出した後で、モジュールや放熱装置などにぶつかったりすることは、空気が部材に衝突して生成する騒音となる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
　前記の三つの要素は、放熱ファンが騒音を発生させる主要な原因であり、そのうち、３）は空気（気体分子）が物体に衝突して生成される騒音であるので、殆ど避けられないものであり、且つそれの生成する騒音の音量も少ないため、検討対象より除外でき得る程度のものである。
【０００９】
　２）については、それぞれの羽根同士の重量が相似状態である場合、羽根の製作誤差の許容範囲内では高音量の騒音を発生することはないが、前記許容範囲を超えた場合はメーカが不良品と見做し、廃棄処分とすることで解消できる。
【００１０】
　従って騒音防止対策としては、上述の１）の原因発生要素が特に重要であり、本考案の改良しようとするところである。
【００１１】
　図１に示すものは、従来の放熱ファンを示す斜視図であり、この放熱ファン１は軸受ボス部１１を有し、この軸受ボス部１１の外周面部には、複数の扁平板状の羽根１２が等間隔で配設されている。前記放熱ファン１はモータ（図示省略）の回転軸に連結されて回転されるようになっている。
【００１２】
　従って、空気（気体分子）も放熱ファン１の回転にともなって流動され、空気の流動の生成する経路が一般的にフロー・チャンネルと称されている。
【００１３】
　図２に示すものは、従来の放熱ファンの羽根の側面図と、羽根のまわりの空気の流れを示す説明図である。
【００１４】
　前記放熱ファン１が回転する時、まず、空気（気体分子）が羽根１２によって攪拌吸引され、羽根の表面（風迎え面）１２１に当たって、表面１２１の各上下端縁部１２１１へ誘導され、さらに羽根１２の後方に流動するが、羽根１２の負圧側となる裏面１２２の後端部近傍の乱流領域２に渦巻きを発生させる現象が起こる。
【００１５】
　このような現象は既に知られており、これを回避するため空港などにおいては、例えば大型の飛行機（例えば７４７など）が離陸する際、または滑走路に着陸する際、その航空経路を数分間他の飛行機の使用を禁止している。
【００１６】
　特に小型の飛行機は、容易に大型の飛行機の離陸または着陸時に生成される渦巻きに巻き込まれることで、重大な事故まで起こす危険性があることが知られている。
【００１７】
　他に、前記羽根１２の表面１２１とその表面１２１の各上下端縁部１２１１の形状態様が非流線形であると共に、鋭い角度を有している場合、空気力学の原理によると、その非流線形の態様は回転時の抵抗力と乱流領域２の拡大につながることがあり、且つ渦巻き現象はさらに明らかになり、この渦巻き現象が騒音を生成する主な原因要素となっている。
【００１８】
　そこで、本考案は前記乱流領域２を縮小し、且つ渦巻き現象を縮小することで、騒音量を減少させるようにした遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
　本考案に係る遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造は、放熱ファンは軸受ボス部を有し、前記軸受ボス部の外周面に該軸受ボス部を取り囲むように複数の羽根を所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面３２１と負圧側となる裏面３２２とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面３２２は、前記表面３２１から連続する各上下端交差部の境界３２３に形成した湾曲部と連続して、裏面３２２側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
　羽根の態様を前記形状とすることで、風負圧面の乱流領域の生成範囲を大幅に縮小でき、渦巻き現象が生じにくくなり、騒音量を減少する目的を達成できる。
【考案の効果】
【００２１】
　本考案による遠心スイングバック方式放熱ファンの羽根構造は、以下のような効果がある。
【００２２】
　１．本考案の羽根は流線形の様態を呈すことで、空気力学の原理に適った渦やよどみの出来ない抵抗の少ない羽根を提供でき、羽根の裏面側に生成される乱流領域を容易に縮小でき、渦巻き現象も少なくなり、放熱ファンの生成する騒音量を大幅に減少できる。
【００２３】
　２．本考案の放熱ファンと従来の放熱ファンとでは、同一条件下において同一の電圧電流を供給した場合であっても，本考案の回転速度が容易に従来の回転速度より１０００〜２０００回転／分間（以下r.p.m..と記載する）勝る。
【００２４】
　また、その静圧値（ＰＳ，ｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）がr.p.m.の平方値と正比例するので、r.p.m.値が多くなると、静圧値が大幅に増加されるようになり、そのため静圧値の増加はその放熱面積効果を拡大できる。
【００２５】
　３．本考案の羽根は、従来の羽根１２より明らかに大きくなり、その重量も大きくなっている。そのため、羽根の製造時に、それぞれの羽根の許容重量誤差も向上でき、製作誤差の許容範囲を超えることは少なくなる。　
【００２６】
　そのため、構造本体の安定化が向上でき、高速回転時に軸方向及び径方向に発生する振動を軽減でき、且つ羽根を成形する型の設計にあっても、従来のように高度な精密さを要求する必要はなく、型設計に要するコストを大幅に削減でき、安価に製造できる。
【００２７】
　以上のように本考案の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造は、放熱ファンの回転時に生じる騒音を大幅に低減できるともに、容易にその放熱ファンの回転速度を増加でき、且つ大幅に静圧値を増加でき、その放熱面積の効果を拡大できる効果がある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２８】
　以下本考案の実施形態について、図３〜図６を参照して説明する。
【実施例】
【００２９】
　図３に示すものは、本考案の放熱ファンを示す斜視図であり、前記放熱ファン３は、軸受ボス部３１を有し、軸受ボス部３１の外周面には複数の流線形を呈する羽根３２が配設されている。前記放熱ファン３はモータ（図示省略）の駆動軸に連結されて回転するようになっており、放熱ファン３の回転により空気（気体分子）が流動するようになっている。
【００３０】
　この図３から明らかなように、放熱ファンは軸受ボス部３１を有し、前記軸受ボス部３１の外周面に該軸受ボス部３１を取り囲むように複数の羽根３２が所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面３２１と負圧側となる裏面３２２とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面３２２は、前記表面３２１から連続する各上下端交差部の境界３２３に形成した湾曲部と連続して、裏面３２２側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成されている。
【００３１】
　図４は本考案の放熱ファン３の羽根３２側面に流れる空気（気体分子）の流線を示す説明図であり、前記羽根３２には表面（風迎え面）３２１と裏面（風背負い面）３２２を有し、且つ表面３２１と裏面３２２とは上下対称に形成され、また、表面３２１と裏面３２２の各上下端交差部の境界３２３を湾曲して形成し、この湾曲部と連続する裏面３２２は、裏面３２２の中央部で突設終結する流線形に形成されている。
【００３２】
　また、羽根３２の全体構成は、縦断面ほぼ楕円筒状の中実部材からなり、空気抵抗を受ける側の表面長手方向は湾曲した弧状に形成され、且つ負圧側となる裏面３２２は、前記表面３２１から連続する湾曲部と連続し、裏面３２２中央部で終結する流線形に形成されている。
【００３３】
　そのため、羽根３２が回転する場合に空気が容易に羽根３２の表面に付着して流動し、外方へ拡散しにくくなると共に、乱流領域４の範囲を減少でき、それによって渦巻き現象も少なくなる。従って、羽根の生成する騒音の音量も明らかに減少される。
【００３４】
　更に、前記表面３２１が外方へ突出する弧状をなす形状であるので、羽根３２の表面３２１に対する抵抗力を低減できる。
【００３５】
　このような構成は、例えば、トラック等の車両の前面に流線型のバンパを備えた目的に類似している。即ち、空気が直接に車体に衝撃して過大の抵抗力を生成してエネルギーの浪費をさせることを防止するためであり、乱流領域４の範囲も縮小される。また、羽根３２に対し前進のプッシュ・フォースを提供でき、例えば、競走場におけるそれぞれの車にはすべて気流干渉板が取り付けられ、その目的は車両に流れる空気抵抗を集中させるためのものであり、空気（気体分子）が車体より離れると、車体の安定化を向上できると共に、車体に前向きのプッシュ・フォースを与えることができることからも説明できる。
【００３６】
　したがって、本考案は空気抵抗力を減少できると共に、前進推力を増加できる。また、本考案の放熱ファン３と従来の放熱ファン１とは同じような電圧電流を供給する状況下では、本考案の放熱ファン３の回転速度が一般の従来の放熱ファン１より早くなるので、本考案の生成する風量が一般の従来の放熱ファン１より大きくなり、優れた放熱効果が達成できる。
【００３７】
　図５に示すものは、本考案の放熱ファンの羽根構造を用いた実施例の分解図である。
【００３８】
　前記放熱ファン３がファン枠体に配置され、前記ファン枠体は上板体５と上部開口の下枠体６とからなり、前記上板体５中央部には複数のエア導入口５１を有し、また、前記下枠体６はファン収納空間部６１を有し、中央底板部分にはモータからの駆動軸６２を連通させる開口を有する。また、前記下枠体６には隣接部とならない側壁位置に対向配設した一対の開口孔を設け、ファン枠体内のエア導出口６３としている。
【００３９】
　組み立てにおいては、前記放熱ファン３を収納空間部６１に収容し、前記放熱ファン３の軸受ボス部３１に形成した軸受とモータ駆動軸６２を連結し、上部開口に上板体５を装着する。
【００４０】
　図６は、前記図５の組立図であり、この図面からわかるように、前記ファン枠体は、上板体５のエア導入口５１と下枠体６のエア導出口６３を備えることで、前記放熱ファン３がモータの駆動軸６２（図５参照）によって駆動されると、エア導入口から吸い込まれた空気が放熱ファン３の羽根３２によって誘導されて、一対のエア導出口６３より排出される。この排出された空気は、放熱ファン３近傍の区域が圧力のバランスを取るために、空気がエア導入口５１より再び吸い込まれ、それらによってバランスを取り、一種の循環を形成するとも言える。
【００４１】
　なお、前記に説明した具体的な構造は、単に本考案を実施するための実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を狭義的に定義するものではなく、実用新案登録請求の範囲を逸脱しない範囲における変更や改造、一部転用などはすべて本考案の範囲内に含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の放熱ファンの羽根構造を示す斜視図である。
【図２】従来の放熱ファンの羽根構造の側面図と、羽根のまわりの空気の流れを示す流線説明図である。
【図３】本考案の一実施例を示す放熱ファンの羽根構造を示す斜視図である。
【図４】本考案の放熱ファンの羽根の側面図と、羽根のまわりの空気の流れを示す流線説明図である。
【図５】本考案の放熱ファンの実施例を示す分解斜視図である。
【図６】本考案の放熱ファンの実施例を示す組立図である。
【符号の説明】
【００４３】
１　　　放熱ファン
２　　　乱流領域
３　　　放熱ファン
４　　　乱流領域
５　　　上板体
６　　　下枠体
１１　　軸受ボス部
１２　　羽根
３１　　軸受ボス部
３２　　羽根
５１　　エア導入口
６１　　収納空間部
６２　　モータの駆動軸
６３　　エア導出口
１２１　表面（風迎え面）
１２２　裏面（風背負い面）
３２１　表面（風迎え面）
３２２　裏面（風背負い面）
３２３　境界
１２１１境界
【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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