(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに凹部を形成するとともに前記凹部の中に軸流の翼を回転駆動可能に備え、前記翼の回転によって空気を前記凹部側から反対方向に送風可能とした冷却用ファンであって、前記フレームの外郭の一部を切除して前記凹部を外部に開放し、前記フレームの外郭によって囲まれていない開口部分を前記翼への空気吸込路としたことを特徴とする冷却用ファン。
【請求項２】
前記フレームの外郭形状を箱形とし、前記フレームの幅方向に対して前記凹部に連なる外郭の開口部は２０〜８０％の領域を占め、且つ前記フレームの厚さ方向に対して前記凹部に連なる外郭の開口部は１０〜７０％の断面を占めることを特徴とする請求項１記載の冷却用ファン。
【請求項３】
前記凹部に連なる外郭の開口部を、前記翼への空気吸込み側となるフレームの上面に形成する請求項１または２に記載の冷却用ファン。
【請求項４】
前記凹部に連なる外郭の開口部を対向する２辺に形成したことを特徴とする請求項２または３記載の冷却用ファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸流ファンに係り、特に電子機器等の冷却に好適に利用できるようにした冷却用ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等の電子機器は、高機能化かつ省スペース化が加速的に推進されている。このような高機能化や省スペース化は電子部品の高密度化及び高速化が必要となり、電子部品や機器の発熱による影響が大きな問題を引き起こす。このため、電子部品や機器を冷却するための冷却用ファンの冷却性能の向上や、省スペースの観点から冷却用ファンのコンパクト化の要望が強い。
【０００３】
図９は従来の電子機器用の冷却ファンの概略図であって、（ａ）正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。
【０００４】
図９において、フレーム５０の中に軸流ファンとして機能する翼５１が配置され、翼５１の中央に配置したハウジング５２に内蔵したモータ（図示せず）によって翼５１を回転駆動可能としている。フレーム５０はパーソナルコンピュータ等のケーシングの側面などに組み込まれ、翼５１の回転によってケーシング内からの空気を排気して内蔵機器の熱を外に逃がして冷却する。
【０００５】
このような冷却ファンでは、フレーム５０外形寸法を変えないままで冷却性能を上げるためには、翼５１の回転による風量アップが必要である。このような風量アップを図るために、従来からモータの回転数を上げるかまたは翼５１の形状を工夫することで対応するのが一般的であった。しかしながら、モータの回転数を上げると翼５１の風切り音による騒音値が大きくなり、低騒音化に対する点で好ましくない。また、翼５１の形状変更や翼列の配置などを最適化することでも或る程度の成果は得られるものの、冷却性能の向上には限界があるとされている。
【０００６】
一方、翼５１の背部側からだけの空気の吸込みに加えて吸気量を増やすため、同図の（ｂ），（ｃ）に一点鎖線で示すようにフレーム５０の側壁にスリット５３を開けたものも従来から知られている。このようなスリット５３を設けることで、吸気量が増えることから風量の増大だけでなく、空気の整流化も図ることができるという改善も得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスリット５３をフレーム５０の側面に設けるためには、金型構造にはフレーム５０の４つの側面に対してそれぞれスライドする４個のスライドコア部を設ける必要がある。このため、製造用の金型構造が複雑で大型となり、金型費用が高くなり設備面や製造コストの面での障害が大きい。また、金型の１面当りの製造製品の取り数も少なくなるため、生産性の低下を伴うことにもなる。
【０００８】
本発明は、外形寸法を変更することなく高風量化及び低騒音化を実現し且つコスト及び生産性の両面での大幅な改善が可能な冷却用ファンを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フレームに凹部を形成するとともに前記凹部の中に軸流の翼を回転駆動可能に備え、前記翼の回転によって空気を前記凹部側から反対方向に送風可能とした冷却用ファンであって、前記フレームの外郭の一部を切除して前記凹部を外部に開放し、前記フレームの外郭の開放された部分を前記翼への空気吸込路としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、軸流の翼の軸線方向からの吸気に加えて、凹部に連ねて外郭を開放させた部分からも吸気することができ、フレームの外形寸法を大きくしたり翼の回転数を増やすことなく高風量化が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、フレームに凹部を形成するとともに前記凹部の中に軸流の翼を回転駆動可能に備え、前記翼の回転によって空気を前記凹部側から反対方向に送風可能とした冷却用ファンであって、前記フレームの外郭の一部を切除して前記凹部を外部に開放し、前記フレームの外郭によって囲まれていない開口部分を前記翼への空気吸込路としたことを特徴とする冷却用ファンであり、凹部を外部に開放した部分からの吸気が可能となり、フレームを大きくしたり翼の回転数を増やすことなく高風量を得ることができるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記フレームの外郭形状を箱形とし、前記フレームの幅方向に対して前記凹部に連なる外郭の開口部は２０〜８０％の領域を占め、且つ前記フレームの厚さ方向に対して前記凹部に連なる外郭の開口部は１０〜７０％の断面を占めることを特徴とする請求項１記載の冷却用ファンであり、冷却用ファンの高風量化を図ることができるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記凹部に連なる外郭の開口部を、前記翼への空気吸込み側となるフレームの上面に形成することを特徴とする請求項１または２記載の冷却用ファンであり、金型にスライドコア部を設けることなく、安価な金型とすることができ、且つ金型の１面当たりの製品の取り数を増やすことができるため、生産性の向上が図れるという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記凹部に連なる外郭の開口部を対向する２辺に形成したことを特徴とする請求項２または３記載の冷却用ファンであり、フレームの対向する２辺はフレームの外郭形状がそのまま残るので、組立等の取扱い作業時に凹部が開放されていない２辺を用いて取り扱うことで、冷却用ファンの翼への衝撃を防止することができるという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における冷却用ファンの概略であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）の右側面図、（ｃ）は同図（ａ）の底面図である。なお、本実施の形態における冷却用ファンは、特に電子機器等を冷却するための箱型タイプの軸流ファンである。
【００１７】
図１において、本実施の形態における冷却用ファンは、電子機器の側面に組み込まれるフレーム１と、このフレーム１に支持されて回転する翼２とから構成されたものである。そして、翼２の中心に配置したハウジング２ａに内蔵した駆動用のモータ（図示せず）は数本のリブ１ａによってフレーム１に固定され、このモータによって翼２を回転させる。なお、フレーム１はナイロン等の樹脂による成形品とするかアルミニウム等の金属によって鋳造したものであり、翼２はナイロン等の樹脂によって成形したものである。
【００１８】
モータによって翼２が回転すると、図１の（ｃ）においてフレーム１の上面部から吸気し、フレーム１の下面部から排気を行う構造である。翼２を取り付ける側の面のフレーム１には、図１の（ａ）に示すように凹部３として形成され、この凹部３の中に翼２が組み込まれている。そして、フレーム１の四方の側面のうち互いに対向する２面に形成されてフレーム１の吸気側の凹部３に連なる開口部３ａが設けられ、フレーム１の上面部からの吸気に加えこの開口部３ａから空気を吸引することによって、フレーム１の寸法を大きくしないでも従来構造に比べると風量を上げることができる。このことを図２により説明する。
【００１９】
図２の（ａ）は本発明の冷却用ファンのより具体的な構造を示す縦断面図、（ｂ）は従来の技術の縦断面図である。図２の（ａ）に示すように、フレーム１の上下両端は開放していて凹部３に連通し、翼２が回転するとその正面側（図において右側）からの空気の吸引に加えて、上下両端の開放している部分からも翼２によって空気が吸引される。これに対し、同図（ｂ）の従来構造では、フレーム５０によって翼５１の周囲が取り囲まれているので、翼５１の正面側からのみの空気の吸込みしかできない。したがって、本発明の冷却用ファンでは従来構造に比べると吸気量を増やすことができ、フレーム１の全体の大きさが従来例と変わらなくても、またモータの出力を上げて翼２の回転速度を増やさなくても、風量を上げることができる。
【００２０】
図３は図２の（ａ）に示した本発明品と同図の（ｂ）の従来構造のものとの風量の比較図であり、本発明による冷却用ファンでは風量を大幅に増加させることができる。また、図４は翼を回転駆動するモータの回転数の比較を示す図で、翼２，５１を回転駆動するモータの回転数を比較したもので、同一風量を得ることができるモータの回転数は、従来構造に比べて低くなる。したがって、冷却用ファンから発生する騒音の主要因である翼２の回転によって発生する騒音が小さくなり、騒音値の低減を図ることができる。
【００２１】
更に、図５は、開口部の段差の幅の範囲を変更したときの、任意の負荷ポイントにおける同一風量（ｍ3／分）での静圧（Ｐａ）の変化量を示す図、及び図６は、フレームの凹部に形成される上下両端の開口部の高さの範囲を変更したときの、任意の負荷ポイントにおける同一風量（ｍ3／分）での静圧（Ｐａ）の変化量を示す図で、フレーム１の凹部３に連なる外郭の開口部３ａの幅及び高さの範囲を変更したときの、任意の負荷ポイントにおける同一風量（ｍ3／分）での静圧（Ｐａ）の変化量を示す。
【００２２】
図５に示す通り、フレーム１の全幅に対して凹部３に連なる外郭の開口部３ａが占める大きさの範囲が２０％付近から静圧が徐々に高くなり、８０％付近になるとフレーム１の上下両端をその全幅が開口するようにした場合と同等の静圧を得ることができる。同様に図６に示す通り、フレーム１の厚さ方向に凹部３に連なる外郭の開口部３ａを１０％低くした付近から徐々に高くなり、７０％程度の深さまでなると飽和して実質的に１００％の深さの凹部とした場合と同等の静圧を得ることができる。したがって、凹部３に連なる外郭の開口部３ａはフレーム１の幅方向に２０〜８０％を占め、フレーム１の厚み方向については１０〜７０％の比率となるように設定すれば、風量の増大を図ることができる。
【００２３】
なお、フレーム１の四方の側面のうち、互いに対向する２面がの開口部３ａが凹部３と連なって外に開放し、残りの２面についてはフレーム１の外郭がそのまま残る。したがって、冷却用ファンの組立や搬出等の取扱い作業時には、凹部３が開放していない２面をハンドリングすることで、翼２に衝撃等を加えることなく作業することができる。
【００２４】
フレーム１を型成形する場合には、金型装置は図７の本発明のフレーム成形のための型構造を示す概略図に示す下型４と上型５の組合せであればよい。すなわち、フレーム１はその一面側に凹部３に連なる外郭の開口部３ａを形成するだけなので、固定側とした下型４及び可動側とした上型５の金型装置で対応でき、スリットを形成するためのスライドコア構造等の複雑な金型構造とする必要がなく、安価な金型にすることができる。また、このような金型装置であれば、金型の省スペース化が図られるほか、金型１面当りの製品取り数を増やすことができるので生産性の向上も図られる。
【００２５】
また、フレーム１に設ける凹部３に連なる外郭の開口部３ａの断面形状は、図１及び図２の（ａ）で示したもの以外に図８のフレームに設ける開口部の他の構成例を示す要部の断面図に示す（ａ）〜（ｆ）のように様々なものとすることができる。これらの例においても、冷却用ファンが製品に組み込まれる際の製品との干渉及びフレーム１荷重に対する強度等の兼ね合いにより、凹部３に連なる外郭の開口部３ａのフレーム１の幅方向及び厚み方向での比率は、先に示した値の範囲とすることが好ましい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明では、冷却用ファンのフレームの凹部に連なる外郭を開放して吸気路とするので、フレームを外形寸法を大きくすることなくでの高風量化を図ることができ、かつ同一風量時には、モータの回転数を低減することで低騒音化も図ることができる。
【００２７】
請求項２の発明では、フレームの幅及び厚さ方向の凹部に連なる外郭の開口部の大きさを最適化することで、より一層高風量化を図ることができる。
【００２８】
請求項３の発明では、フレームの型製作をする場合、スライドコア部を必要としない安価な金型を用いることができ、金型装置の省スペース化によって金型の１面当りの製品の取り数が増え、生産性を高めることができる。
【００２９】
請求項４の発明では、凹部に連なる開放部分をフレームの外郭の対向する２辺に設けているので、フレームをハンドリングするときは残りの２辺の開放されていない外郭部分を取り扱うことで、翼に衝撃などの外力が及ぶことがなく破損も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における冷却用ファンの概略図
（ａ）正面図
（ｂ）同図（ａ）の右側面図
（ｃ）同図（ａ）の底面図
【図２】（ａ）本発明の冷却用ファンのより具体的な構造を示す縦断面図
（ｂ）従来の技術の縦断面図
【図３】図２の（ａ）に示した本発明品と同図の（ｂ）の従来構造のものとの風量の比較図
【図４】翼を回転駆動するモータの回転数の比較を示す図
【図５】開口部の段差の幅の範囲を変更したときの、任意の負荷ポイントにおける同一風量（ｍ3／分）での静圧（Ｐａ）の変化量を示す図
【図６】フレームの凹部に形成される上下両端の開口部の高さの範囲を変更したときの、任意の負荷ポイントにおける同一風量（ｍ3／分）での静圧（Ｐａ）の変化量を示す図
【図７】本発明のフレーム成形のための型構造を示す概略図
【図８】フレームに設ける開口部の他の構成例を示す要部の断面図
【図９】従来の電子機器用の冷却ファンの概略図
（ａ）正面図
（ｂ）右側面図
（ｃ）底面図
【符号の説明】
１  フレーム
１ａ  リブ
２  翼
２ａ  ハウジング
３  凹部
３ａ  開口部
４  下型
５  上型
【図１】
0003743227.tif 000002
【図２】
0003743227.tif 000003
【図３】
0003743227.tif 000004
【図４】
0003743227.tif 000005
【図５】
0003743227.tif 000006
【図６】
0003743227.tif 000007
【図７】
0003743227.tif 000008
【図８】
0003743227.tif 000009
【図９】
0003743227.tif 000010