(57)【要約】【課題】遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことで遠心ファンの回転速度を増加せずに冷却性能を上げることができるとともに、遠心ファンのブレードの先端を分割し、それらの空気の流れる方向を分けることで広い範囲を冷却することができる遠心ファン装置用ブレード、遠心ファン装置及びそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード２２と、ハブ部２１から外側に伸び、ブレードを補強するリング状の整流板３０とを備える遠心ファン装置用ブレードであって、ブレード２２は、径方向内側においてブレードの厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側においてブレードの厚み方向に複数に分割された第２の領域とを有し、ブレードの分割点が、径方向において整流板３０の外径より外側であることを特徴とする。【選択図】図４
2013053564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ部と、
前記ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード部と、
前記ハブ部から径方向に伸び、前記ブレード部が発生させる風を整流する整流板と、を備え、
前記ブレード部は、径方向内側において前記ブレード部の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側において前記ブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域と、を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との境界が、径方向において前記整流板の外径より外側であることを特徴とする遠心ファン装置用ブレード。
【請求項２】
駆動部と、
前記駆動部を収納するハブ部と、
前記ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード部と、
前記ハブ部から径方向に伸び、前記ブレード部が発生させる風を整流する整流板と、
前記ハブ部と前記ブレード部とを支持し、吸気口を備えるフレームと、
を備え、
前記ブレード部は、径方向内側において前記ブレード部の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側において前記ブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域と、を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との境界が、径方向において前記整流板の外径より外側で、前記吸気口の外径より外側であることを特徴とする遠心ファン装置。
【請求項３】
前記整流板の外径は前記吸気口の外径以下であることを特徴とする請求項２に記載の遠心ファン装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の遠心ファン装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の筐体内部に実装された超小型演算処理装置（以下、ＭＰＵと称する）などの発熱体の冷却に用いる遠心ファン装置で、その発熱体と熱接続された受熱体から放熱体までの熱輸送をヒートパイプや液体冷媒の循環などの方式により効率的に行った後、その放熱体を強制的に送風冷却する遠心ファン装置用ブレード、遠心ファン装置及びそれを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のコンピュータにおけるデータ処理の高速化の動きはきわめて急速であり、ＭＰＵのクロック周波数は、以前と比較して格段に高いものになってきている。
【０００３】
その結果、ＭＰＵの発熱量が増大し、従来のように放熱フィンを有するヒートシンクを発熱体に接触させて放熱する方法だけでなく、そのヒートシンクをファンで直接冷却する方法、あるいはその発熱体と熱接続された受熱体から放熱体までをヒートパイプを用いて熱輸送したヒートシンクモジュールを構成して、その放熱体をファンの送風で強制冷却する方法、さらには、熱伝導性の高い液体冷媒をポンプによって強制循環させ受熱体と放熱体との間で熱輸送された放熱体を遠心ファン装置により強制的に送風して放熱する方法などが必要不可欠となっている。
【０００４】
一方、前述した遠心ファン装置の冷却性能の向上は、その高風量化、高静圧化などの送風性能の向上に大きく依存し、通常遠心ファン装置の送風性能は遠心ファンの回転速度を上昇させて改善することが可能である反面、その遠心ファンのブレード部の風きり音（以下、ファン騒音と称する）も増大する傾向を示すことから、そのファン騒音を低減するために、ファンの対向する２つのブレード外周端に段差を有し、段差にブレードの回転軸を中心とした円環板を設けたものがあった（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにブレード外周端に段差を有し、段差にブレードの回転軸を中心とした円環板を設けたものでは、回転するブレードからの風向きは一方向になってしまい、ファン装置から吹き出される風も一方向に偏ってしまい、冷却ポイントを狙ってスポット冷却するには好適であるが、広い範囲を効果的に冷却するには課題があった。
【０００７】
また、ファン先端に発生する騒音の元となる渦を分流し小さくすることができるが、渦の移動方向が同じなので、渦同士が再度合体しやすく分流前の渦に戻ることがある。その結果、騒音を低減することも困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を鑑みて、遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことで遠心ファンの回転速度を増加せずに冷却性能を上げることができるとともに、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、それらの空気の流れる方向を分けることで広い範囲を冷却することができる遠心ファン装置用ブレード、遠心ファン装置及びそれを備えた電子機器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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ハブ部と、ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード部と、ハブ部から外側に伸びブレードを補強するリング状の整流板とを備える遠心ファン装置用ブレードであって、ブレード部は径方向内側においてブレード部の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側においてブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域とを有し、ブレードの分割が開始する分岐点が径方向において整流板の外径より外側であることを特徴とする遠心ファン装置用ブレード、そしてその遠心ファン装置用ブレードを備えた遠心ファン装置及びその遠心ファン装置を備えた電子機器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブレードが途中から２つに分岐させる位置を最適化することで、遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことでき、遠心ファンの回転速度を上げずに冷却性能を向上させることができる。
【００１１】
また、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、ブレードから押し出される風を分散させることで、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却を可能にすることができ、さらにブレード部の先端で発生する騒音の原因となる空気の渦も小さくさせることができる。
【００１２】
すなわち、本発明によれば遠心ファンの静音化と冷却性能の両立を達成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例における遠心ファン装置の概観図
【図２】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの斜視図
【図３】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの拡大図
【図４】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの拡大図
【図５】本発明の実施例における遠心ファン装置の冷却性能を示す特性図
【図６】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの形状を示す図
【図７】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの整流板の他の形態の斜視図
【図８】本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの動作を示す図
【図９】本発明の実施例における遠心ファン装置の他のブレードの形状を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、ハブ部と、ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード部と、ハブ部から径方向に伸び、ブレード部が発生させる風を整流する整流板と、を備え、ブレード部は、径方向内側においてブレード部の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側においてブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域と、を有し、第１の領域と第２の領域との境界が、径方向において整流板の外径より外側であることを特徴とする遠心ファン装置用ブレードであって、ブレードが途中から２つに分岐させる位置を最適化することで、遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことでき、遠心ファンの回転速度を上げずに冷却性能を向上させることができる。
【００１５】
また、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、ブレードから押し出される風を分散させることで、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却を可能にすることができ、さらにブレード部の先端で発生する騒音の原因となる空気の渦も小さくさせることができる。
【００１６】
すなわち、遠心ファンの静音化と冷却性能の両立を達成させることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、駆動部と、駆動部を収納するハブ部と、ハブ部を中心に径方向に伸びる複数のブレードを有するブレード部と、ハブ部から径方向に伸び、ブレード部が発生させる風を整流する整流板と、ハブ部とブレード部とを支持し、吸気口を備えるフレームと、を備え、ブレード部は、径方向内側においてブレード部の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側においてブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域と、を有し、第１の領域と第２の領域との境界が、径方向において整流板の外径より外側で、吸気口の外径より外側であることを特徴とする遠心ファン装置であって、ブレードが途中から２つに分岐させる位置を最適化することで、遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことでき、遠心ファンの回転速度を上げずに冷却性能を向上させることができる。
【００１８】
また、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、ブレードから押し出される風を分散させることで、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却を可能にすることができ、さらにブレード部の先端で発生する騒音の原因となる空気の渦も小さくさせることができる。
【００１９】
すなわち、遠心ファンの静音化と冷却性能の両立を図ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、整流板の外径は吸気口の外径以下であることを特徴とする請求項１に記載の遠心ファン装置であって、ブレード部が分割されていない上下一体となった広いブレード側面を設け、その広い側面部分を吸気口と重なり合わせるあるいは近接させることで、吸気口から効果的に大量に外気を吸気することができ、冷却のために送風する風量を十分に確保することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の遠心ファン装置を備えたことを特徴とする電子機器であって、ブレード部がブレードの軸方向で分割され、ブレードの分割が開始する分岐点が径方向において整流板の外径より外側で、吸気口の外径より外側である遠心ファン装置を電子機器に備えたことにより、電子機器における遠心ファン装置は遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことでき、遠心ファンの回転速度を上げずに冷却性能を向上させることができる。
【００２２】
また、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、ブレードから押し出される風を分散させることで、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却を可能にすることができ、さらにブレード部の先端で発生する騒音の原因となる空気の渦も小さくさせることができる。
【００２３】
すなわち、遠心ファンの静音化と冷却性能の両立を達成させることができる。
【００２４】
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、各図面において、カバー側を上方、フレーム側を下方として説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施例における遠心ファン装置の概観図であり、（ａ）は上方からの斜視図であり、（ｂ）は下方からの斜視図である。
【００２６】
まず、図１（ａ）で示したように遠心ファン装置１１のファンケーシング１２は、下部に位置するフレーム１２ａと上部に位置するカバー１２ｂとにより構成されている。
【００２７】
ただし、カバー１２ｂは必ずしも必須ではなく、例えば他の部材の壁などで代用してもよい。
【００２８】
ここで、フレーム１２ａは、樹脂成型、アルミニウム合金のダイカスト成型、またはプレス成形などにより側壁１２ａａと底壁１２ａｂとが一体的に成形され、その２方向にファンケーシング１２内に吸入した空気を外部へ排気する排気口１３が配設されており、底壁１２ａｂには周囲から吸入する空気を通過させる略円形状の吸気口１４ａが配設されている（図１（ｂ）参照）。
【００２９】
一方、カバー１２ｂは、スチール、アルミニウム、銅などの金属材料の打ち抜き成形や樹脂成型によりプレート状に成形されており、その中央部に周囲から吸入する空気を通過させる略円形状の吸気口１４ｂが配設されている。
【００３０】
そして、ファンケーシング１２は回転駆動されるブレード部１５を回転自在に収容するので、一対の吸気口１４ａと吸気口１４ｂはそのブレード部１５を挟んで対向配置されている。
【００３１】
また、ハブ部２１内に収納、取り付けられている駆動部であるモータ（図示せず）はブレード部１５のブレード２２を回転させる。例えば、コイルを巻回したステータと、ステータの周囲に設けられ環状のマグネットをその内側に備えるロータと、を備え、ステータのコイルに電流を流すなどしてモータを構成する。
【００３２】
ここで、ブレード部１５の素材としては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂材料を用いた一体成形により形成されている。
【００３３】
以上のような構成により、吸気口１４ａと吸気口１４ｂとの両方から吸入されるそれぞれの空気は、ブレード部１５のハブ部２１の内側中央に固定された回転軸１８方向において相互に反対方向（ぶつかりあう方向）となって吸入される。
【００３４】
図２は、本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの斜視図であり、（ａ）は上方からの斜視図であり、（ｂ）は下方からの斜視図である。
【００３５】
図２に示すようにブレード部１５は、ハブ部２１とハブ部２１から伸びる複数のブレード２２を備える。そして、ハブ部２１の外周には吸気口１４ａや吸気口１４ｂから吸気した空気をスムーズに流す整流効果を有した上、ブレード２２の強度を補強するリング状の整流板３０により構成され、ブレード部１５は、時計周りのＲ方向に回転するようになっている。すなわち、整流板３０によって、上下方向に吸気された風をスムーズに遠心方向に方向転換することができる。そのため、吸気口１４ａまたは吸気口１４ｂの外径と整流板３０の外径はほぼ同一である。なお、整流板３０は円環状である必要はなく、多角形など何でもよいが、本実施の形態のように円環状が好ましい。
【００３６】
ここで、ハブ部２１からの伸びたブレード２２は、径方向内側においてブレード部１５の厚み方向に一体である第１の領域と、径方向外側においてブレード部の厚み方向に複数に分割された第２の領域とを備える。第２の領域では、第１のブレード２５あるいは第２のブレード２６に分割される。すなわち、ハブ部２１から径方向に向かって、整流板３０がある領域を過ぎてから分岐され、第１のブレード２５と第２のブレード２６とに分かれる（詳細は後述する）。
【００３７】
また、ハブ部２１の外周に設けられた環状の整流板３０はハブ部２１より外側に伸びているブレード２２の根元の強度をアップさせることができる。すなわち、整流板３０の平面部にブレード２２の一部の面を一体化（Ｂの太線部）で構成することで、ブレード２２はハブ部２１と整流板３０の両者により固定することができる。こうすることで、ブレード部１５の性能向上のためにブレード２２のブレード枚数を多くし各ブレードのブレード厚が薄くせざるおえなくなった場合でもブレード部１５の回転力にブレード２２は耐えうることができる。
【００３８】
この整流板３０の外径は、吸気口１４ａや吸気口１４ｂ（図１参照）の外径と同一かやや小さくするのが好ましい。すなわち、整流板３０の外径≦吸気口１４ａや吸気口１４ｂの外径の関係とする。この構成にすることで、吸気口１４ａと吸気口１４ｂの上下方向から吸入した空気を衝突させないで第１のブレード２５と第２のブレード２６とに分割されていないブレード２２の広い側面で空気を効果的に抱き込むことができ、ブレード２２の曲面に沿ってブレード２２の外周側へ送り出すことができる。なお、これは吸気口が一方の面にしかない場合においても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
すなわち、ブレード部１５は遠心方向へ風を向ける役目も持つ整流板３０のある部分、外気を大量に吸気し遠心方向に押し出す役目を持つ整流板３０の外側で２つに分割されていない広い部分、そして吐き出される空気の渦（騒音の原因となるもの）を小さくしかつ再結合を防ぐ役目を持つ２つに分割された部分の３つの領域から形成されている。
【００４０】
この整流板３０が無い場合もあるが、前述したようにブレード２２の強度に課題を残してしまう。また、整流板３０の外径が吸気口１４ａや吸気口１４ｂの外径より大きい場合もあるが、整流板３０の外径を大きくすればそれにつれてブレード部１５の大きさも大きくなってしまう恐れがある。
【００４１】
なお、第１のブレード２５及び第２のブレード２６は本実施例では、第１のブレード２５がハブ部２１からの距離が長くブレードの長さが長くなっているが、この場合ブレードが長いほう、つまり第１のブレード２５は吸気口の開口部の大きな吸気口１４ｂ側に配置されるほうが好ましい。
【００４２】
第１のブレード２５あるいは第２のブレード２６のハブ部２１からの距離を両者同じ長さにしてもよいが、ブレードが長いほう、つまり第１のブレード２５を吸気口の開口部の大きな吸気口１４ｂ側に配置することで、多く吸入できた空気をブレード部１５の外側に容易に運び出すことができる。
【００４３】
この際、ブレード２２すなわち第１のブレード２５や第２のブレード２６の先端は吸気口１４ａ、１４ｂ（図１参照）から見て隠れるように吸気口の外径より外側に位置していることが望ましく、第１のブレード２５と第２のブレード２６との長さの比率に応じて、吸気口の大きさを変えることが好ましい。
【００４４】
すなわち、ブレード部１５の厚み方向におけるブレード２２の上端及び下端はファンケーシング１２のカバー１２ｂ及び底壁１２ａｂ（図１参照）との隙間が狭くなり、ブレード２２の先端で気圧の差により発生する騒音の原因となる空気の渦が、ブレード２２の面を乗り越えて隣のブレードに移動して隣の空気の渦と合体するのを防止することができる。
【００４５】
また、第１のブレード２５は、回転方向前側に湾曲する、いわゆる前進翼であり、第２のブレード２６は、回転方向後側に湾曲する、いわゆる後進翼である。
【００４６】
このようにブレード２２を湾曲させることで、ブレード２２はその径方向に流線型の面になっているので遠心ファン装置１１の軸方向から吸い込んだ空気を抵抗なく滑らかに吐き出すことができ、遠心ファン装置１１のブレード２２の送風効率を良化させることができる。
【００４７】
図３を用いて、ブレード部１５のブレード２２の形状について説明する。図３は、本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの拡大図であり、（ａ）は遠心ファンの上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ方向から見た遠心ファンの側面図である。
【００４８】
図３において、上述したように、第１のブレード２５は回転方向前側に湾曲しており、第２のブレード２６は回転方向後側に湾曲している。そして、第１のブレード２５の端部間のピッチＰの間に第２のブレード２６の端部Ｑが位置する（詳細は後述する）。
【００４９】
好ましくは、第１のブレード２５の端部間のピッチＰの中間に第２のブレード２６の端部Ｑが位置するのがよい。このように配置することで、第１のブレード２５で発生する空気の渦と第２のブレード２６で発生する空気の渦との距離（ブレード部１５の周方向の距離）を最も離すことができる（詳細は後述する）。
【００５０】
また、第１のブレード２５と第２のブレード２６とに分岐され始める分岐点であるＣ点は、ブレード部１５の径方向で吸気口１４ａや吸気口１４ｂ（図１参照）の外径よりも外側に位置する。
【００５１】
このように構成することで、ブレード２２が分岐され始める分岐点であるＣ点と吸気口１４ａや吸気口１４ｂ（図１参照）の面から外しオーバーラップさせないことで、ブレード２２がまだ分岐されていない広い側面部分で吸気口１４ａや吸気口１４ｂ（図１参照）から大量に外気を吸気することができ、それを吹き出し冷却のための空気として利用することができる。
【００５２】
なお、ブレード部１５の大きさに応じて、第１のブレード２５と第２のブレード２６は第１のブレード２５と第２のブレード２６で発生した空気の渦が再結合しない程度の長さ（分岐点であるＣ点からブレード部１５の外周までの長さ）と曲面があればよい。
【００５３】
ここで、整流板３０の外径、吸気口１４ａや吸気口１４ｂの外径、ブレード２２の分岐点であるＣ点の位置そしてブレード部１５の外径についてまとめておく。ここでは、ブレード部１５の中心からの半径と距離の大きさで示す。すなわち、整流板３０の外径≦吸気口１４ａや吸気口１４ｂの外径＜ブレード２２の分岐点であるＣ点までの距離＜ブレード部１５の外径である。
【００５４】
前述したように第１のブレード２５及び第２のブレード２６は、第１のブレード２５がハブ部２１からの距離が長くブレードの長さが長くしているので、図３（ｂ）に示すように第１のブレード２５と第２のブレード２６との境目で段差が形成されている。この段差を設けることで、第１のブレード２５で発生する空気の渦と第２のブレード２６で発生する空気の渦との距離（ブレード部１５の軸方向の距離）を離すことができ、第１のブレード２５で発生する空気の渦と第２のブレード２６で発生する空気の渦との距離を三次元的（斜め上下方向）に離すことができる。
【００５５】
また、第１のブレード２５と第２のブレード２６の長さ（径でもある）に関しては第１のブレード２５のほうが長くなっている。これにより遠心ファン装置の冷却性能を向上させることができる。
【００５６】
本実施例では、第１のブレード２５の外径が４４ｍｍφ、第２のブレード２６の外径は４２ｍｍφ、整流板３０の外径は３２ｍｍφ、吸気口１４ａと吸気口１４ｂの外径は３２ｍｍφ、分岐点であるＣ点を結んだ線の径は３３．５ｍｍφであり、この時に静音と風量のバランスがよく、同一騒音の条件下では遠心ファン装置の冷却性能がベストとなる。
【００５７】
なお、第１のブレード２５及び第２のブレード２６の長さはこれに限定されるわけではないが、ファンの騒音の原因となる空気の渦の発生場所を考慮すると本実施例の形態が適切である。
【００５８】
また、第１のブレード２５と第２のブレード２６のブレード部１５の回転軸方向の各々のブレードの幅は、第２のブレード２６側すなわち回転軸受を受ける部分を備えている側の幅を製造上大きくしたほうがブレード部１５の強度のためには良好である。
【００５９】
図４を用いて、ブレード部１５の各要素の配置について説明する。図４は、本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの拡大図、図５は、本発明の実施例における遠心ファン装置の冷却性能を示す特性図である。
【００６０】
まず、ブレード部１５の各要素の位置を決める手順について説明する。遠心ファン装置１１を搭載する電子機器などの大きさが決まると、遠心ファン装置１１の大きさすなわちブレード部１５の径（Ｒ１）を決めることができる。そして、ブレード部１５の径（Ｒ１）と電子機器を含めたシステムの風路抵抗とにより遠心ファン装置１１の吸気口１４ａ、１４ｂの径（Ｒ５）を決め、そして、ブレード部１５の径（Ｒ１）と吸気口１４ａ、１４ｂの径（Ｒ５）とより整流板３０の径（Ｒ３）と分岐点であるＣ点を結んだ線の径（Ｒ４）が決定される。
【００６１】
次に、ブレード２２の第１のブレード２５の径（Ｒ１と同じ）と第２のブレード２６の径（Ｒ２）は遠心ファン装置１１の冷却性能を最大限に発揮させることができるところで決定される。
【００６２】
図５には、遠心ファン装置１１の冷却性能を鋭意検討した結果が示されている。
【００６３】
遠心ファン装置１１を搭載する電子機器などの大きさが予め決まっていることを前提に、上述した手順により一例としてＲ１＝４４ｍｍφ、Ｒ５＝３２ｍｍφである場合について遠心ファン装置１１が同一騒音発生時の冷却性能の結果を示している。
【００６４】
なお、冷却性能を示す指標として電子機器内にあるＣＰＵなどの素子を測定した温度（低い温度のほうが冷却性能の高いことを示す）を選択している。また、この結果は遠心ファン装置１１の一例を代表的に示しているものであり、図に示されている数値の絶対値は条件により異なるが、その傾向は同じである。
【００６５】
図５（ａ）は、Ｒ１＝４４ｍｍφ、Ｒ５＝３２ｍｍφ時の整流板３０の径（Ｒ３）に対する測定温度を示している。図５（ａ）が示すようにＲ３が３２ｍｍφより小さいほうで測定温度が低くなっている。
【００６６】
特に、整流板３０の径（Ｒ３）が大きい場合のほうが測定温度は高くなっている。これは、ブレード２２の分割されていない部分（整流板３０の端部からＣ点までの部分）が狭くなってしまい、吸気口１４ａ、１４ｂから効果的に吸気することができず、送風の風量が減ってしまうからである。
【００６７】
すなわち、整流板３０の径（Ｒ３）は吸気口１４ａ、１４ｂの径（Ｒ５）以下でよいが、整流板３０の径（Ｒ３）が吸気口１４ａ、１４ｂの径（Ｒ５）と等しい時に冷却性能を最も満足させることできる。
【００６８】
図５（ｂ）は、Ｒ１＝４４ｍｍφ、Ｒ３＝Ｒ５＝３２ｍｍφ時の分岐点であるＣ点を結んだ線の径（Ｒ４）に対する測定温度を示している。図５（ｂ）が示すようにＲ４が３３．５ｍｍφ時で測定温度が低くなっている。
【００６９】
分岐点であるＣ点を結んだ線の径（Ｒ４）は大きくても小さくても測定温度は高くなっている。これは、Ｒ４が大きい場合には第１のブレード２５と第２のブレード２６との端部をある程度の距離を確保するには第１のブレード２５と第２のブレード２６の曲率が急になってしまい風の流れがスムーズにならないし、Ｒ４が小さい場合にはブレード２２の分割されていない部分（整流板３０の端部からＣ点までの部分）が狭くなってしまい、吸気口１４ａ、１４ｂから効果的に吸気することができず、送風の風量が減ってしまうからである。
【００７０】
すなわち、分岐点であるＣ点を結んだ線の径（Ｒ４）は整流板３０の径（Ｒ３）より大きくしたほうがよい（Ｒ４＞Ｒ３にする）。
【００７１】
図５（ｃ）は、Ｒ１＝４４ｍｍφ、Ｒ３＝Ｒ５＝３２ｍｍφ、Ｒ４＝３３．５ｍｍφ時の第２のブレード２６の径（Ｒ２）に対する測定温度を示している。図５（ｃ）が示すようにＲ２が４２ｍｍφ時で測定温度が低くなっている。
【００７２】
第２のブレード２６の径（Ｒ２）は大きくても小さくても測定温度は高くなっている。これは、Ｒ２が大きい場合には騒音が大きくなるので同一騒音時には遠心ファン装置のブレード部１５の回転数が下がって風量が減ってしまうし、Ｒ２が小さい場合にはブレード径が小さいので風量が減ってしまうからである。
【００７３】
このように、ブレード部１５の径（Ｒ１）、第２のブレード２６の径（Ｒ２）、整流板３０の径（Ｒ３）、分岐点であるＣ点を結んだ線の径（Ｒ４）そして吸気口１４ａ、１４ｂの径（Ｒ５）の間には静音や冷却性能を十分に発揮するために適切な関係（Ｒ３≦Ｒ５＜Ｒ４＜Ｒ２≦Ｒ１）を有することが判る。
【００７４】
これで、前述したブレード部１５は遠心方向へ風を向ける役目も持つ整流板３０のある部分、外気を大量に吸気し遠心方向に押し出す役目を持つ整流板３０の外側で２つに分割されていない広い部分、そして吐き出される空気の渦（騒音の原因となるもの）を小さくしかつ再結合を防ぐ役目を持つ２つに分割された部分の３つの領域が形成される。
【００７５】
ここで、静音や冷却性能を満足させるＲ２、Ｒ３、Ｒ４そしてＲ５の設定範囲は、０．９×Ｒ１≦Ｒ２≦Ｒ１、０．５５×Ｒ１≦Ｒ３≦０．８×Ｒ１、０．６５×Ｒ１≦Ｒ４≦０．８５×Ｒ１、０．６５×Ｒ１≦Ｒ５≦０．８×Ｒ１である。
【００７６】
なお、本実施例で示した各数値が静音や冷却性能を十分に発揮するために最もバランスのよい組み合わせである。すなわち、Ｒ１＝４４ｍｍφ、Ｒ２＝４２ｍｍφ（Ｒ２／Ｒ１＝０．９５）、Ｒ３＝３２ｍｍφ（Ｒ３／Ｒ１＝０．７３）、Ｒ４＝３３．５ｍｍφ（Ｒ４／Ｒ１＝０．７６）そしてＲ５＝３２ｍｍφ（Ｒ５／Ｒ１＝０．７３）である。
【００７７】
すなわち、本実施例では整流板３０の外径≦吸気口１４ａや吸気口１４ｂの外径＜ブレード２２の分岐点であるＣ点を結んだ線の径＜第２のブレード２６の径＜ブレード部１５の外径（第１のブレード２５の径）に設定することで遠心ファン内部に効果的に外気を吸い込むことでき、遠心ファンの回転速度を上げずに冷却性能を向上させることができる。
【００７８】
また、遠心ファンのブレードの先端を分岐し、ブレードから押し出される風を分散させることで、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却を可能にすることができ、さらにブレード２２の先端で発生する騒音の原因となる空気の渦も小さくさせることができる。
【００７９】
したがって、遠心ファンの静音化と冷却性能の両立を達成させることができる。
【００８０】
また、ブレード２２が分割されていない上下一体となった広いブレード側面を設け、その広い側面部分を吸気口１４ａ、１４ｂと重なり合わせるあるいは近接させることで、吸気口１４ａ、１４ｂから効果的に大量に外気を吸気することができ、冷却のために送風する風量を十分に確保することができる。
【００８１】
ここで、図６を用いてブレード２２の先端部の形状について説明する。図６は本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの形状を示す図である。
【００８２】
ブレード２２はハブ部２１から伸びており（図２参照）、整流板３０に接合または一体的に構成されておりブレード２２の強度アップが図られている。
【００８３】
そして、図６に示すように整流板３０より径方向外側に伸びていくブレード２２は、Ｃ点において２つのブレード部に分割分岐される。Ｃ点の位置はブレード部１５の外径と吸気口１４ａと吸気口１４ｂの外径及び要望されるファン性能により決定される。
【００８４】
第１のブレード２５は回転方向前側に湾曲しており、第２のブレード２６は回転方向後側に湾曲している。それぞれのブレード部は、緩やかな曲率をもって湾曲している。第１のブレード２５は円Ｍの円周の一部に沿って湾曲し、第２のブレード２６は円Ｎの円周の一部に沿って湾曲している。
【００８５】
それぞれのブレード部の終端である第１のブレード２５の終端をＸ、Ｙそして第２のブレード２６の終端をＺ、ブレード部１５の中心をＯとしたときに、線分ＯＺは角度ＸＯＹを二等分する線分になる点をＺとした。これにより、上下のブレードで発生した空気の渦が最も離れた位置で吐き出され、それらの渦が再結合しない効果を特に発揮することができる。
【００８６】
なお、本実施例では線分ＯＺは角度ＸＯＹを二等分した線にしているが、線分ＯＺが角度ＸＯＹ内にあって、（１／３）×∠ＸＯＹ＜∠ＸＯＺ＜（２／３）×∠ＸＯＹの関係にあれば、上下のブレードで発生した空気の渦が再結合しない効果を発揮することができ、さらに隣り合った第１のブレード２５と第２のブレード２６のブレードが重なり合わずブレードの送風性能を妨げることがない。
【００８７】
すなわち、ブレード２２は径方向においてブレード部１５の厚み方向に一体である第１の領域（Ｃ点より内側）とブレード部１５の厚み方向に２つに分割された第２の領域（Ｃ点より外側）とを備え、第２の領域において分割された２つの先端部は、ブレード部１５の周方向において互いに異なる方向に伸びている。
【００８８】
そして、第１のブレード２５が沿う円Ｍの中心は回転方向前側にあり、第２のブレード２６が沿う円Ｎの中心は回転方向後側にある。
【００８９】
本実施例では、ブレード部１５の外径は４４ｍｍφ、整流板３０の外径は３２ｍｍφ、吸気口１４ａと吸気口１４ｂの外径は３２ｍｍφであって、その時の円Ｍ及び円Ｎの直径は３３ｍｍφである。
【００９０】
ただし、円Ｍと円Ｎの直径は必ずしも等しい必要はない。遠心ファン装置１１上方から見て、第１のブレード２５と第２のブレード２６とが交互になるように適宜直径の値を決めればよい。
【００９１】
また、これらの数値に限られるわけではなく、遠心ファン装置１１の大きさや風路抵抗により、ブレード部１５の外径は４０〜６０ｍｍφ、整流板３０の外径は２６〜４５ｍｍφ、吸気口１４ａと吸気口１４ｂの外径は３０〜４５ｍｍφ内で適宜設定される。
【００９２】
図７を用いて、整流板３０の他の形態について説明する。図７は、本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの整流板の他の形態の斜視図で、図７（ａ）は整流板３０がリング状になっている整流板であり、図７（ｂ）は整流板３０が取り付いていない場合である。
【００９３】
図７（ａ）に示すように、整流板３０はリング状になっているためにハブ部２１と整流板３０の間にあるブレード２２の側面でも吸気口１４ａや吸気口１４ｂから吸入した外気を抱き込みやすくでき、取り込む外気の量を増加させることができる。
【００９４】
なお、整流板３０の補強リングはブレード部１５の先端近いほうに設けられたほうがブレード２２の強度アップに寄与するが、ブレード部１５の先端に近すぎるとブレード２２の送風効率が低下するとともに、分岐した第１のブレード２５及び第２のブレード２６の長さが確保できなくなる恐れがある。したがって、上述した整流板３０の外径の関係式を満足する大きさに設定すればよい。この時の整流板３０の内径、すなわち整流板３０のリング幅はブレード２２のブレードを強化できる幅に適宜設定すればよい。
【００９５】
また、ブレード２２のブレード枚数が少なく各ブレードの厚みを十分大きくでき、ブレード２２の強度が十分な場合には、図７（ｂ）に示すように整流板３０を取り付けなくてもよい。
【００９６】
このように整流板３０をリング状にすることや整流板３０を設けないことで、ブレード部１５の重量をさらに軽量化させることができる。
【００９７】
図８を用いて、ブレード部１５の動作、特にファンでの空気の流れについて説明する。図８は、本発明の実施例における遠心ファン装置のブレードの動作を示す図である。
【００９８】
図８において、ブレード部１５は時計周りのＲ方向に回転しており、吸気口１４ａと吸気口１４ｂの両方向から吸気された外気は、その途中から分岐されているブレード２２に沿って第１のブレード２５と第２のブレード２６の先端部付近において、太い矢印で示したように渦Ａと渦Ｂとが形成される。
【００９９】
そして、第１のブレード２５と第２のブレード２６の先端部付近で発生した渦が再度結合することなく、第１のブレード２５と第２のブレード２６のブレードの先端部から外部に排気される。すなわち、ブレード面の曲線に沿う方向とブレード部１５の回転方向の合力方向に渦は押し出される。
【０１００】
つまり、前進翼である第１のブレード２５から押し出された渦Ａは、ブレード部１５の回転方向寄りに押し出されて渦となり、後進翼である第２のブレード２６から押し出された渦Ｂは、ブレード部１５の回転方向後側へ押し出された渦Ｄとなる。
【０１０１】
さらに、ブレード部１５の回転力により押し出された渦の移動速度（空気の流れ）は渦Ｄの移動速度より速い。
【０１０２】
なお、図８では説明しやすいように渦Ａと渦Ｂを離れた位置に記載しているが、実際はブレード２２の上下の第１のブレード２５と第２のブレード２６でも同様なことが言える。
【０１０３】
これにより、ブレード２２を分岐した第１のブレード２５と第２のブレード２６とで分流された渦は外部へ押し出される方向が異なりかつ速度も異なるので、分流後の渦が容易に再結合することを防止することができる。
【０１０４】
したがって、形状が異なりその伸びる方向が異なる２つに分岐されたブレードをもつことで、大きな１つの渦になるはずだった空気を２つの小さな渦に分割させることができる。このようにして空気の渦を小さくすることで騒音を低減させることができ、遠心ファン装置１１の騒音を低減させることができる。
【０１０５】
すなわち、ブレード２２は互いに異なる方向に曲線を持って伸びる第１のブレード２５と第２のブレード２６を設けることにより、渦の流れる方向を異ならせながら分流し、分流した渦が結合しにくくしているため、ブレード２２の先端に発生する渦が小さくなり、この渦を小さくさせることによって発生する騒音を低減させることができ、遠心ファン装置１１の騒音を低減させることができる。
【０１０６】
また、第１のブレード２５と第２のブレード２６の異なる向きでブレード２２から押し出される風を分散させることができ、吹き出す風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却が可能となる。
【０１０７】
また、広範囲に冷却風を吹き出すことができるので、遠心ファン装置１１の周辺に発熱部材やヒートパイプなどの放熱部分を広く配置させ冷却させることができ、それらの放熱や冷却を高めることができる。
【０１０８】
なお、第１のブレード２５と第２のブレード２６の回転軸方向における高さつまりブレードの幅は同じ幅であることが望ましく、同じ幅であるほうが発生する空気の渦が等分され、大きな騒音の原因となる大きな渦が発生しないので、幅が異なる場合と比較して騒音が小さくなるので同じ幅であるほうが好ましい。
【０１０９】
また、本実施例では分岐点であるＣ点（図３参照）から伸びる方向の異なる第１、第２のブレード部により空気の渦が発生する場所を分割しているが、さらに伸びる方向の異なる第３のブレード部を設けてもよい。
【０１１０】
また、上述した遠心ファン装置をノートＰなどの電子機器に搭載することで、空冷性能を満足させながら、十分な静音性を確保した電子機器を提供することができる。
【０１１１】
ここで、第１のブレード２５と第２のブレード２６の他の形状について図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施例における遠心ファン装置の他のブレードの形状を示す図である。
【０１１２】
図９（ａ）は、第１のブレード２５のブレード形状が平板で、第２のブレード２６のブレード形状が後進翼である。図９（ｂ）は、第１のブレード２５のブレード形状が前進翼で、第２のブレード２６のブレード形状が平板である。
【０１１３】
両者とも、先に説明した本実施例の場合と空気の流れや機能に関しては同じで、同様な効果を得ることができる。ただし、本実施例のほうが風を広範囲に送り出すことができ、広範囲の冷却が可能となる。
【０１１４】
以下の検討結果に述べるように、吸気口１４ａと吸気口１４ｂから吸気された外気が抵抗なく滑らかに送風されやすいのは、平板を使用したブレードの遠心ファンよりも前進翼と後進翼を組み合わせたブレードの遠心ファンのほうが空冷の冷却性能やファンの騒音値に関して良いという結果を得ている。
【０１１５】
すなわち、発明者が鋭意検討した結果、従来例と比較して同一回転数時の騒音値においては第１のブレード２５が前進翼で第２のブレード２６が後進翼であるブレードの場合では３ｄＢの改善させることが、第１のブレード２５のブレード形状が平板で第２のブレード２６のブレード形状が後進翼であるブレードの場合では２ｄＢの改善させることができた。
【０１１６】
また、従来例と比較してファンの同一騒音時の冷却性能においては第１のブレード２５が前進翼で第２のブレード２６が後進翼であるブレードの場合では４．５℃低下させることが、第１のブレード２５のブレード形状が平板で第２のブレード２６のブレード形状が後進翼であるブレードの場合では２．５℃低下させることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明による遠心ファン装置用ブレード、遠心ファン装置及びそれを備えた電子機器は、筐体内部に実装されたＭＰＵやさまざまな発熱電子部品を冷却することが可能で、より静音性の求められるノートＰ、Ｐサーバー、音響機器、映像機器などに有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
１１    遠心ファン装置
１２    ファンケーシング
１２ａ    フレーム
１２ｂ    カバー
１２ａａ    側壁
１２ａｂ    底壁
１３    排気口
１４ａ    吸気口
１４ｂ    吸気口
１５    ブレード部
２１    ハブ部
２２    ブレード
２５    第１のブレード
２６    第２のブレード
３０    整流板
【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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