(57)【要約】【課題】小型の遠心ファンにおけるハウジング形状を改良し、静圧を高くするとともに送風量を増大し、さらに騒音の低減および小型化を図る。【解決手段】遠心ファン１は、外径が２５ｍｍ以下であって長い略円筒状のインペラ２と、インペラ２を回転するモータと、インペラ２を収納するハウジング４とを備える。ハウジング４のノーズ部６０は、インペラ２の外周との間の距離がエッジ６１に向かって漸次増大する間隙拡大部６２を有し、送風口４２の開口幅はハウジング４の外側面７０に向かって漸次増大する。これにより、静圧を高くするとともに送風量を増大し、さらに騒音を低減することができる。また、送風口４２は翼２１のモータ側の端部を超えて長く開口して送風量が増大され、翼２１の先端を接続固定する補強リング２３を避けるようにノーズ部６０の一部が削除され、遠心ファン１の小型化が図られる。【選択図】図３
2005273593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心ファンであって、
略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端と、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して形成された送風口と、
を備え、
前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部の前記インペラに最も近接する近接点から前記インペラの回転方向に沿って前記インペラの外周と前記ハウジングの内面との間の距離が漸次増大し、
前記ノーズ部が、前記インペラの外周との間の距離が前記近接点から前記回転方向とは反対の方向に向かって漸次増大する間隙拡大部を有することを特徴とする遠心ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心ファンであって、
前記間隙拡大部が、前記中心軸を中心として前記エッジから１０度以上１１５度以下の範囲に設けられることを特徴とする遠心ファン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の遠心ファンであって、
前記インペラの外径が２５ｍｍ以下であり、
前記インペラの前記外径を２ｒとして、前記複数の翼の長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たし、
前記送風口が、前記中心軸に平行に長く形成されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項４】
遠心ファンであって、
外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端と、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口と、
を備え、
前記ハウジングの前記中心軸に垂直な断面において、前記送風口の開口幅が、前記インペラ側から前記ハウジングの外側面に向かって漸次増大することを特徴とする遠心ファン。
【請求項５】
請求項４に記載の遠心ファンであって、
前記ハウジングの前記中心軸に垂直な断面において、前記送風口の少なくとも一方の側面が、他方の側面に向かって滑らかに凸となることを特徴とする遠心ファン。
【請求項６】
遠心ファンであって、
外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端と、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く、前記複数の翼の前記接続端側の端部を超えるまで伸びる送風口と、
を備えることを特徴とする遠心ファン。
【請求項７】
遠心ファンであって、
外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部を固定する補強リングと、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記補強リング側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口と、
を備え、
前記補強リングの外径が前記複数の翼の外径よりも大きく、前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部のうち、前記補強リングと対向する部位が削除されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項８】
遠心ファンであって、
外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部を固定する補強リングと、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記補強リング側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口と、
を備え、
前記補強リングの少なくとも一部が、前記ハウジングから露出することを特徴とする遠心ファン。
【請求項９】
請求項８に記載の遠心ファンであって、
前記補強リングの先端の全周が、前記ハウジングから露出することを特徴とする遠心ファン。
【請求項１０】
遠心ファンであって、
外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、
前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記インペラが、
それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、
前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、
前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端と、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、
前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口と、
を備え、
前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部が、前記送風口の前記吸気口側の端部において、前記インペラの回転方向とは反対の方向に拡張されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項１１】
請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心ファンであって、
前記モータの回転数が、毎分１００００回転以上であることを特徴とする遠心ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動の遠心ファンに関し、特に、電気製品や電子機器を空冷するために用いられる遠心ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化と高性能化に伴って、電子機器に搭載される冷却用のファンの小型化が要求されている。また、このようなファンにおいて、比較的高い静圧と風量を得ることも要求されている。例えば、特許文献１には、クロスフローファンを放熱用ヒートシンク上に設けることにより、冷却効果を高めると共に薄型化を図った冷却用のヒートシンクファンが記載されている。また、特許文献２には、インペラを構成する複数の翼の外周部の半径をインペラの回転軸方向の長さより小さくすることにより、回転軸に垂直な面の断面積を小さくして携帯電子機器への搭載を図った遠心ファンが記載されている。
【特許文献１】特許第３３７８６３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のヒートシンクファンでは、ヒートシンク上に設けられているファンがクロスフローファンであるため、高い静圧を得ることができない。特許文献２に記載の遠心ファンでは、クロスフローファンを用いるよりは高い静圧を得ることができるものの、小型の電子機器に搭載される小型のファンとしては、更なる形状の改良と高い静圧を得ることが要求される。また、このような用途のファンでは、騒音を低減することも要求されている。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、インペラを収納するハウジングの形状を改良することにより、静圧を高くし、送風量を増大することができる小型の遠心ファンを提供することを主たる目的とし、さらに、騒音の低減や一層の小型化も目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、遠心ファンであって、略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端とを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して形成された送風口とを備え、前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部の前記インペラに最も近接する近接点から前記インペラの回転方向に沿って前記インペラの外周と前記ハウジングの内面との間の距離が漸次増大し、前記ノーズ部が、前記インペラの外周との間の距離が前記近接点から前記回転方向とは反対の方向に向かって漸次増大する間隙拡大部を有する。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遠心ファンであって、前記間隙拡大部が、前記中心軸を中心として前記エッジから１０度以上１１５度以下の範囲に設けられる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の遠心ファンであって、前記インペラの外径が２５ｍｍ以下であり、前記インペラの前記外径を２ｒとして、前記複数の翼の長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たし、前記送風口が、前記中心軸に平行に長く形成されている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、遠心ファンであって、外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端とを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口とを備え、前記ハウジングの前記中心軸に垂直な断面において、前記送風口の開口幅が、前記インペラ側から前記ハウジングの外側面に向かって漸次増大する。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の遠心ファンであって、前記ハウジングの前記中心軸に垂直な断面において、前記送風口の少なくとも一方の側面が、他方の側面に向かって滑らかに凸となる。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、遠心ファンであって、外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端とを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く、前記複数の翼の前記接続端側の端部を超えるまで伸びる送風口とを備える。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、遠心ファンであって、外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部を固定する補強リングとを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記補強リング側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口とを備え、前記補強リングの外径が前記複数の翼の外径よりも大きく、前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部のうち、前記補強リングと対向する部位が削除されている。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、遠心ファンであって、外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部を固定する補強リングとを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記補強リング側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口とを備え、前記補強リングの少なくとも一部が、前記ハウジングから露出する。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の遠心ファンであって、前記補強リングの先端の全周が、前記ハウジングから露出する。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、遠心ファンであって、外径が２５ｍｍ以下の略円筒状のインペラと、前記インペラに接続されて前記インペラを中心軸回りに回転するモータと、前記インペラを収納するハウジングとを備え、前記インペラが、それぞれが前記中心軸に平行であり、前記外径を２ｒとして長さｈが、２≦ｈ／ｒ≦２０、を満たす、前記中心軸の周囲に配列された複数の翼と、前記複数の翼の前記モータ側の端部が固定されるとともに前記モータに接続される接続端と、前記複数の翼の前記接続端とは反対側の端部が固定される開口端とを備え、前記ハウジングが、前記インペラの前記開口端側に形成された吸気口と、前記インペラの側面に対向して前記中心軸に平行に長く形成された送風口とを備え、前記送風口の前記インペラに近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部が、前記送風口の前記吸気口側の端部において、前記インペラの回転方向とは反対の方向に拡張されている。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心ファンであって、前記モータの回転数が、毎分１００００回転以上である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１ないし３の発明では、遠心ファンにおいて、静圧を高くするとともに送風量を増大することができ、さらに、騒音を低減することができる。また、請求項４ないし６の発明では送風量を増大することができ、請求項７ないし９の発明では遠心ファンの一層の小型化が実現され、請求項１０の発明では、送風口の吸引口側の端部における静圧を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る遠心ファン１の構成を示す図であり、中心軸１０を含む平面で切断した縦断面を示す。図２は、遠心ファン１の正面図であり、図３は、図１中のＡ−Ａ線における遠心ファン１の横断面図である。
【００１８】
遠心ファン１は、例えば電気製品や電子機器（特に、携帯型のもの）の内部の電子部品を空冷するために用いられる電動ファンであり、回転することにより空気の流れを発生するインペラ２と、インペラ２を回転させるモータ３と、インペラ２およびモータ３を収納すると共にインペラ２の回転により発生した空気の流れを制御して空気を送出するためのハウジング４とを備える。
【００１９】
インペラ２は、外形が略円筒状になっており、空気の流れを発生するための複数の翼２１と、複数の翼２１のモータ３側の端部を連結固定するとともにモータ３に接続される端部である接続部２２と、複数の翼２１の接続部２２とは反対側の端部を固定して翼２１の連結を補強する補強リング２３とを備えている。複数の翼２１、接続部２２、および補強リング２３は、樹脂により一体的に形成されている。
【００２０】
複数の翼２１は、図３に示すように、中心軸１０から一定の距離にて中心軸１０の周囲に隙間を空けて一定ピッチで配列されており、図１に示すようにそれぞれ中心軸１０に平行に伸びている。複数の翼２１で囲まれた内部の空間９０には、モータ３の回転時に補強リング２３側から空気が流入する。すなわち、インペラ２において補強リング２３は空間９０へと空気を導く開口端となっている。空間９０の接続部２２側は、接続部２２がモータ３に接続されることにより閉塞されている。
【００２１】
モータ３では、略板状のベース３６に対してロータヨーク（継鉄）３１が中心軸１０回りに（すなわち、中心軸１０を中心として）回転するようになっており、ベース３６はハウジング４に固定され、ロータヨーク３１はインペラ２の接続部２２に接続される。ロータヨーク３１には中心軸１０に沿うシャフト３２が固定されており、シャフト３２はスリーブ３４に回転可能に挿入される。ロータヨーク３１の内周面には、回転力発生用のロータマグネット３５が固定される。
【００２２】
ベース３６には、スリーブ３４が挿入されるホルダ３３が固定され、ホルダ３３のインペラ２側の開口とシャフト３２との間は、シール３７により閉塞される。ベース３６には、回転力発生用のステータ（固定子）３８がホルダ３３の周囲に位置するように固定され、ステータ３８はベース３６の裏面に取り付けられた回路基板３８１を介して電流供給用の駆動回路を有する電子部品３８２に接続される。
【００２３】
モータ３は、ステータ３８に供給される電流が制御されることにより、ロータマグネット３５とステータ３８との間の磁気作用によってロータヨーク３１がシャフト３２を中心として回転駆動される。これにより、ロータヨーク３１に接続されているインペラ２が中心軸１０を中心として回転する。ロータヨーク３１の回転方向（すなわちインペラ２の回転方向）は、図３中に矢印Ｐにて示す方向とされ、その回転数は、毎分１００００回転以上とされる。
【００２４】
インペラ２およびモータ３を収納するハウジング４は、図１に示すようにインペラ２の補強リング２３（開口端）に対向する箇所に形成された吸気口４１と、図２に示すようにインペラ２の側面に対向するして中心軸１０に平行に長く形成された送風口４２とを備える。吸気口４１は、インペラ２の外径と略同じ大きさの円形に形成されている。送風口４２は、図３に示すようにハウジング４の外側に向かって広がっており、インペラ２を囲む内面５０に繋がっている。
【００２５】
遠心ファン１では、インペラ２が回転すると空気が吸気口４１から空間９０内に流入して複数の翼２１の間から流出し、ハウジング４の内面５０に沿って移動して送風口４２から送出される。
【００２６】
ここで、図１に示すインペラ２の外径２ｒ（ｒは半径）は２５ｍｍ以下とされ、複数の翼２１の中心軸１０の方向の長さｈは、２≦ｈ／ｒ≦２０の関係を満たす長さとされる。なお、より好ましくは、３≦ｈ／ｒの関係を満たすようにされる。近年のノートブック型コンピュータの厚さを考慮した場合、インペラ２の外径２ｒは２０ｍｍ以下とされることがさらに好ましい。本実施の形態では、外径２ｒが１２ｍｍ、長さｈが２７ｍｍ（うち、補強リング２３の幅が４ｍｍ）とされている。
【００２７】
インペラ２では、２≦ｈ／ｒの関係が満たされることにより、複数の翼２１の間から流出する空気の流速最大点が翼２１の両端の中間付近になり、その結果、空気の流量を増して、効率の良い空気の流れを発生することが可能になっている。また、ｈ／ｒ≦２０が満たされることにより、振動することなく毎分１００００回転以上（例えば、２００００回転）の高速回転が実現され、高速回転により一層空気の流量を増し、静圧も高めて効率の良い空気の流れを発生することが可能になっている。また、インペラ２では補強リング２３を備えることにより、高速回転による翼２１の変形が抑制される。
【００２８】
次に、遠心ファン１の送風口４２および内面５０の形状についてさらに詳細に説明する。
【００２９】
送風口４２は、図２に示すように中心軸１０（図１参照）に平行に長く形成されており、補強リング２３と対向する位置から接続部２２と翼２１との間の境界を超える位置、すなわち、複数の翼２１の接続部２２側の端部を超える位置まで伸びている。送風口４２を接続部２２側において長くすることにより静圧が若干低くなるが、その分、電子機器等の冷却に適するように送風量を増やすことができる。
【００３０】
図３に示すように、ハウジング４の内面５０は、中心軸１０に垂直な断面において、送風口４２の上側の面である上壁面５１と、送風口４２の下側の面である下壁面５２とに連続する。また、送風口４２のインペラ２に近接するエッジ６１近傍の部位（上壁面５１と内面５０とが繋がる付近）は、下方に突出するノーズ部（舌部）６０となっている。なお、エッジ６１はノーズ部６０の先端の部位（インペラ２の回転方向と反対方向に最も突出した部位）でもある。送風口４２は、インペラ２の一の接線を中心として接点からおよそ２０度に亘って広がるように形成される。
【００３１】
上壁面５１と下壁面５２との間隔は、ノーズ部６０のエッジ６１を過ぎた位置からハウジング４の外側面７０に向かって漸次増大している。すなわち、送風口４２の中心軸１０に垂直な断面における開口幅は、インペラ２側から外側面７０に向かって漸次増大している。送風口４２の幅を漸次広げることにより、送風口４２の上壁面５１および下壁面５２での空気の粘性抵抗による影響を小さくでき、送風量を増やすことができる。
【００３２】
また、上壁面５１は、中心軸１０に垂直な断面において、下壁面５２に向かって滑らかに凸になっており、下壁面５２も、中心軸１０に垂直な断面において、上壁面５１に向かって滑らかに凸になっている。上壁面５１を下壁面５２に向かって滑らかに凸とすることにより、ノーズ部６０による空気の渦の発生を防止できるとともに、空気の粘性抵抗による影響をより一層小さくでき、送風量をよりさらに増やすことができる。下壁面５２を上壁面５１に向かって滑らかに凸とすることにより、下壁面５２側においても空気の粘性抵抗による影響を小さくでき、送風量をより増やすことができる。
【００３３】
送風口４２を上述のように広がった形状とすることにより、ハウジング４は図３中の横方向に大きくなるが、高さ方向の大きさは変わらないため、遠心ファン１が搭載可能な筐体の厚さが大きくなってしまうことを防止することができる。
【００３４】
内面５０は、インペラ２に最も近接する（ノーズ部６０上の）近接点６３からインペラ２の回転方向に沿ってインペラ２の外周との間の距離が漸次増大している。また、ノーズ部６０の近接点６３からエッジ６１までは、インペラ２の外周との間の距離がエッジ６１に向かって（すなわち、インペラ２の回転方向とは反対の方向に向かって）漸次増大する間隙拡大部６２になっている。換言すれば、内面５０は近接点６３から両側に向かってインペラ２の外周との間の距離が漸次増大する形状となっている。
【００３５】
ここで、中心軸１０を中心としてエッジ６１から近接点６３までの角度θを変えて間隙拡大部６２が設けられる範囲の大きさを変えつつ、インペラ２の回転数を毎分２２０００回転にした場合の騒音測定の結果について説明する。測定は、角度θが１５度である図３の遠心ファン１、角度θが１００度である図４の遠心ファン１、間隙拡大部が設けられていない（角度θが１０度未満でエッジ６１の極近くに近接点６３がある）図５の遠心ファン９のそれぞれについて行った。何れの遠心ファンも、インペラ２の外径２ｒは１２ｍｍであり、複数の翼２１の中心軸１０の方向の長さｈは２７ｍｍ（うち、補強リング２３の厚さが４ｍｍ）である。
【００３６】
測定の結果、角度θが１５度、１００度、１０度未満の遠心ファンにおける騒音値は、それぞれ３７ｄＢ、３６ｄＢ、４１ｄＢであった。すなわち、図３および図４に示す間隙拡大部６２が設けられている遠心ファン１の方が、図５に示す間隙拡大部が設けられていない遠心ファン９よりも、４ｄＢ以上騒音が小さいという結果が得られた。
【００３７】
これらの測定結果から、間隙拡大部６２を設けることにより、すなわち、ノーズ部６０から奥に入った場所で近接点６３が設けられることにより騒音が低減されると考えられる。測定結果からは、角度θが１５度以上１００度以下である場合に騒音低減の効果が得られると直接的に導かれるが、図５の場合との比較および送風効率の維持という観点から、角度θがエッジ６１から１０度以上１１５度以下の範囲に設けられるのであれば騒音低減の効果が得られると予測される。特に、外径２ｒが２５ｍｍ以下の小径であり、２≦ｈ／ｒ≦２０を満たすような中心軸１０の方向に長い小型のインペラ２を用いる（さらには、毎分１００００回転以上で高速回転させる）条件下では、の遠心ファン１では、空気の慣性に比較して空気の粘性が強く影響するため、騒音の低減により、送風特性を悪化させずに静圧を高くしつつ送風量を増大することができる。なお、図３の場合の測定結果から、角度θは１０度以上２０度以下とされることがより好ましいといえる。
【００３８】
図６は、図１中のＢ−Ｂ線で遠心ファン１を切断した横断面図であり、図７は図４中のＣ−Ｃ線で切断した拡大断面図である。
【００３９】
図６および図７に示すように、補強リング２３の外径は複数の翼２１の外径よりも僅かに大きく、ノーズ部６０（内面５０の一部）のうち補強リング２３と対向する部位（図３の近接点６３の近傍の部位）が補強リング２３の厚さに合わせて削除されて段差状の凹部６９が形成されている（図６では削除された部位を破線にて示している。）。これにより、ノーズ部６０と補強リング２３とを接触させることなく、ノーズ部６０と補強リング２３の外周との間の最短の距離を十分に小さくすることが可能とされ、高い静圧を実現しつつハウジング４の（中心軸１０に垂直な断面における）小型化も実現される。なお、内面５０のうち補強リング２３と対向する部位は送風性能に影響を与えないため、例えば、この部位だけ中心軸１０と同軸の円筒面とされてもよい。
【００４０】
以上、遠心ファン１の構造について説明してきたが、インペラ２の外径２ｒが２５ｍｍ以下であり、複数の翼２１の中心軸１０の方向の長さｈが２≦ｈ／ｒ≦２０を満たす小型かつ縦長の遠心ファン１において、ノーズ部６０にエッジ６１に向かって間隙が漸次増大する間隙拡大部６２が設けられることにより、静圧を高くするとともに送風量が増大され、さらに騒音の低減が実現される。また、送風口４２はハウジング４の外側面に向かって開口幅が漸次増大しており、送風量を増大させつつ騒音が低減される。また、送風口４２が接続部２２側の翼２１の端部を超えて伸びることにより、送風量の一層の増大が実現される。
【００４１】
さらに、補強リング２３との干渉を避けるようにハウジング４の内部の一部を削除することにより、送風性能を低下させることなく遠心ファン１の一層の小型化が可能とされる。このように、遠心ファン１ではハウジング４の形状の改良により、性能向上および小型化が実現される。
【００４２】
図８は、遠心ファン１の他の構成を示す縦断面図である。図８に示す遠心ファン１は、補強リング２３の全周が吸気口４１から露出している点を除いて図１の小型の遠心ファン１と同形状である。すなわち、インペラ２の外径や翼２１の形状において上述の条件が満たされ、さらに、モータ３の回転数も毎分１００００回転以上とされる。補強リング２３と吸気口４１との間は、空気の流出を抑制できるように十分に小さくされる。図８の遠心ファン１では、ハウジング４内に補強リング２３を収容するスペースが不要であるため、中心軸１０に垂直な断面における遠心ファン１の外形を小型化でき、中心軸１０の方向の長さも短くすることができる。また、補強リング２３の形状がハウジング４による制約を受けないため、補強リング２３の幅や厚さを容易に大きくすることができ、これにより、高速回転による翼２１の変形をより抑制でき、風量、静圧ともに一層高めることができる。
【００４３】
なお、補強リング２３は、必ずしも全体が露出している必要はなく、先端部分のみの全周が露出していてもよい。さらには、周方向に関して一部がハウジング４の側面から露出しているのみでもよい。補強リング２３の少なくとも一部がハウジング４から露出することにより、遠心ファン１の長さを短くしたり、中心軸１０に垂直な断面における遠心ファン１の外形を小型化することができる。
【００４４】
図９は、遠心ファン１のさらに他の例を示す正面図である。図９に示す遠心ファン１では、送風口４２に整流用の複数のワイヤ８１が中心軸１０に直交する方向に張られている。図９の遠心ファン１では、インペラ２からの空気の渦が複数のワイヤ８１により小さな渦に分裂されて騒音の周波数が高くされ、耳障りな騒音を相対的に低減することができる。なお、複数のワイヤ８１に代えて、例えば、複数の薄板状のプレートが整流用の部材として送風口４２に配列されてもよい。
【００４５】
図１０は図１および図２に示す遠心ファン１をさらに改良した例を示す正面図である。図１０に示す遠心ファン１では、送風口４２の形状を除いて全て図１の小型の遠心ファン１と同様の形状となっている。すなわち、インペラ２の外径や翼２１の形状において上述の条件が満たされ、さらに、モータ３の回転数も毎分１００００回転以上とされる。図１１は図１０中のＤ−Ｄ線における遠心ファン１の横断面図である。
【００４６】
図１０および図１１に示すように、送風口４２の吸引口４１側の端部において、上壁面５１の下端（すなわち、送風口４２のインペラ２に近接するエッジ近傍の部位であるノーズ部６０）は下壁面５２側へと向かって伸びている（以下、この拡張された部位を「ノーズ拡張部５１ａ」と呼ぶ。）。換言すれば、送風口４２の吸気口４１側の端部において、図１１に示すように、インペラ２の回転方向Ｐとは反対の方向にノーズ部６０が拡張されることによりノーズ拡張部５１ａが形成される。なお、図１１ではノーズ部６０の通常の形状を破線にて示している。ノーズ拡張部５１ａにより、図１０において送風口４２の右上側の隅が面取りされた状態（好ましくは、楕円弧状（いわゆる、Ｒ形状）に面取りされた状態）となっている。
【００４７】
通常、遠心ファンの送風口では、翼の先端側（開口端側）と基端側（モータとの接続端側）とでは基端側の方が静圧が高くなる。したがって、遠心ファン１のように長い送風口４２を有する小型の遠心ファンの場合、ハウジング４の形状によっては送風口４２の吸気口４１側に端部において吹き出した空気をすぐに吸い戻してしまう等の風の逆流現象が生じる場合がある。そこで、図１０および図１１に示す遠心ファン１では、ノーズ拡張部５１ａを設けて風の逆流を防止することにより、送風口４２の吸引口４１側の端部において静圧を高めることが実現される。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態に係る遠心ファン１について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００４９】
例えば、インペラ２の翼２１の断面形状は、図３に例示したものに限定されず、平らであってもよい。翼２１は樹脂ではなく金属により形成されてもよい。ハウジング４も樹脂により形成されてもよく、金属により形成されてもよい。ハウジング４の中心軸１０に垂直な断面における外形も図３に例示するような矩形である必要はなく、不要な角は適宜丸められてよい。
【００５０】
送風口４２や内面５０の断面形状も、図３に例示したものには限定されず、送風効率を考慮して適宜変形されてよい。さらに、補強リング２３は円筒状には限定されず、厚い円環状とされてもよく、翼２１の先端は図１に示すように補強リング２３の内側に取り付けられるのではなく、補強リング２３のモータ３側の端面に接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る遠心ファンを示す縦断面図である。
【図２】遠心ファンを示す正面図である。
【図３】遠心ファンを示す横断面図である。
【図４】間隙拡大部が設けられる遠心ファンの他の例を示す横断面図である。
【図５】間隙拡大部が設けられていない遠心ファンを示す横断面図である。
【図６】遠心ファンを示す横断面図である。
【図７】遠心ファンの拡大断面図である。
【図８】遠心ファンの他の例を示す縦断面図である。
【図９】遠心ファンのさらに他の例を示す正面図である。
【図１０】遠心ファンのさらに他の例を示す正面図である。
【図１１】遠心ファンを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    遠心ファン
２    インペラ
３    モータ
４    ハウジング
２１    翼
２２    接続部
２３    補強リング
４１    吸気口
４２    送風口
５０    内面
５１    上壁面
５１ａ    ノーズ拡張部
５２    下壁面
６０    ノーズ部
６１    エッジ
６２    間隙拡大部
６３    近接点
７０    外側面
９０    空間
【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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