JP3128807U - 風圧を向上したファンモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】半導体デバイスなどの強制空冷用ファンモジュールの風量、風速を向上する。
【解決手段】中空フレーム内の通風路内に配置された空冷ファンの第１の羽根車１１および第２の羽根車１１´のそれぞれのブレード数、サイズを異なるものとし、風進入口M1および風排出口M2の開口のサイズを風進入口M1において開口部を拡大し、および風排出口M2において絞り込み、更にこれらの羽根車のハブを流線型に成形することにより、ファンシステムの風圧および風量を大幅に増加させる。
【選択図】図２

Description

本考案は、半導体デバイスなどの電子機器に用いられる空冷ファンにおける、風圧を向上したファンモジュールに関し、特にファンの風圧および風量を大幅に増加することができるファンの構造に関する。

現在、市販されている放熱ファンは、軸流ファン、遠心ファンおよびロータリーファンの３種類に分けられる。この中で、最も多く見られるのは軸流ファンである。軸流ファンと遠心ファンとを比較してみると、軸流ファンは比速度（Ns比）が３以上の場合に適しており、遠心ファンは比速度が1.5以下の場合に適している。一般的に、比速度が低くなるにつれ、抵抗（風の抵抗）が大きくなる。つまり、軸流ファンの設計は実際の使用上のニーズに適合するのが難しくなり、遠心ファンは十分な風圧があるものの、十分な風量を提供することができないのである。

従来の放熱ファンでは、ファンの枠の構造は棒状のものでファンのフレームを支えていた。一般に、これを支え棒と呼ぶが、支え棒の形状がファンの風圧に与える影響を分析してみると、支え棒は抵抗を生み出しているのを発見した。ファンの回転が空気中に気流を発生させ、この気流が支え棒を通過する際に、気流の変化を起こすために風圧の減少をもたらし、ファンの機能を低下させてしまう。そのため、従来技術が解決できなかった問題点を改善する新しい放熱ファンが求められていた。
特開平５−３０４３８０号公報 特開平１１−１５０９０８号公報

本考案の第１の目的は、導流部に複数のサイズが異なる羽根車またはブレードを配置することにより、風圧および風量を大幅に増加させる風圧を向上したファンモジュールを提供することにある。
本考案の第２の目的は、ファンシステムの抵抗を解消する風圧を向上したファンモジュールを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本考案は、風圧を向上したファンモジュールを提供する。本考案の風圧を向上したファンモジュールは、第１の羽根車、第２の羽根車およびフレームを備える。第１の羽根車および第２の羽根車はそれぞれ複数のブレードを有し、第１の羽根車はブレードが第２の羽根車のブレードより多い。フレームは中が空洞になっていて、通風路を分け、風進入口および風排出口を有することにより、気体を流動させる。フレームは導流部および支承部を有し、支承部は導流部と接続し、第１の羽根車、第２の羽根車、および内部に収納される駆動装置をそれぞれ支え、ブレードを回転させる。導流部はブレードが回転する際に発生する気流を導き、第１の羽根車の第１のブレードの数量が第２の羽根車の第２のブレードより多いことにより、ファンシステムの風圧および風量を大幅に増加させる効果が得らえる。

羽根車のサイズやブレードの数量を調整したり、通風路の形を変えたりすることにより、ファンシステムの風圧および風量を大幅に増加させ、従来技術が解決できなかった風圧の減少などの問題点を解消した。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本考案の好適な一実施形態による風圧を向上したファンモジュールを示す斜視図である。図２は、図１の断面図である。本考案の風圧を向上したファンモジュール１は、第１の羽根車１１、第２の羽根車１１´およびフレーム１２からなる。第１の羽根車１１および第２の羽根車１１´は放射状に並ぶ複数の第１のブレード１１１および第２のブレード１１１´を有する。フレーム１２は、中空であって、通風路Pを分けて風進入口Ｍ１および風排出口Ｍ２を有することにより、気体を流動させる。フレーム１２は、導流部１２１および支承部１２２を有する。フレーム１２は、複数のブレードが放射状に並ぶ導流部１２１を配置してもよく、導流部１２１の形状は第１のブレード１１１および第２のブレード１１１´に似ていてもよい（同様でも、異なっていてもよい）。支承部１２２は、導流部１２１と接続し、第１のブレード１１１、第２のブレード１１１´、および内部に収納されるモータ（図示せず）を支え、第１のブレード１１１および第２のブレード１１１´が回転できるようにする。図３および４は、図１および２の実施可能なブレードの状態を示す斜視図である。図３および４に示すように、導流部１２１が第１のブレード１１１および第２のブレード１１１´が回転する際に発生する気流を導き、第１の羽根車１１の第１のブレード１１１の数量が第２の羽根車１１´の第２のブレード１１１´より多いこと、または／および第１の羽根車１１の寸法が第２の羽根車１１´より大きいことにより、ファンシステムの風圧および風量を大幅に増加させる効果が得られる。本考案はこのようにして、従来技術が解決できなかったファンシステムの抵抗を解決することができた。

図５は図１〜４の風進入口を斜面としたものを示す断面図である。図６は図１〜４の風進入口が凸曲面であるものを示す断面図である。図７は図１〜４の風進入口が凹曲面であるのを示す断面図である。図８は図１〜４の風排出口が斜面であるものを示す断面図である。図９は図１〜４の風排出口が凸曲面であるものを示す断面図である。図１０は図１〜４の風排出口が凹曲面であるものを示す断面図である。本考案は実施例において、図５〜１０に示すように、通風路Pの範囲は少なくとも局部が風進入口に向って拡大している。または／かつもう一方の風排出口に向って縮小している（これらに限定されるものではない）。例えば、通風路Pの範囲は風進入口Ｍ１に向って拡大している。または／かつ風排出口Ｍ２に向って縮小している。通風路Pが風進入口Ｍ１に向って拡大したり、風排出口Ｍ２に向って縮小したりする部分は図５および８で斜線で示される部分、または図６、７、９、１０に示される曲面（拡大したり、縮小したりする部分で、ある曲率により凸出した曲面、または凹入した曲面）により、気体が通風路Pの範囲が大きい部分から小さい部分に向かって流れる速度および風圧を大幅に増加させる。この他、発熱体（図示せず）を必要により、風排出口Ｍ２に配置し、風進入口Ｍ１から流入し風排出口Ｍ２から流出する空気を加速したり、増圧したりして、発熱体の熱エネルギを放熱する。

本考案はもう１つの実施例において、フレーム１２の風進入口Ｍ１または／および風排出口Ｍ２の側に、必要に応じて、第１の羽根車１１または第２の羽根車１１´（図５および６に示す大、小２つのサイズの羽根車、またはブレードの数量が異なる羽根車）をそれぞれ配置する。この他、導流部１２１、支承部１２２、第１の羽根車１１または第２の羽根車１１´は必要に応じて、風進入口Ｍ１または風排出口Ｍ２に近づけることができる。つまり、導流部１２１および支承部１２２は必ずしもフレーム１２の中間位置に配置する必要はなく、風進入口Ｍ１または風排出口Ｍ２に近づけて配置しても良く、このことにより、第１の羽根車１１または／および第２の羽根車１１´の位置またはその接合された軸心の長さも変動する。

図１１は図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの凸曲面を示す断面図である。図１２は図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの凹曲面を示す断面図である。図１３は図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの斜面を示す断面図である。本考案はさらに他の実施例において、第１の羽根車１１または第２の羽根車１１´が備える第１のハブ１１２および第２のハブ１１２´は図１１〜１３に示すようにフランジを装着させて、ハブ付近に定圧区が形成されるのを防ぎ、回流を発生させない。

本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本考案の一実施形態による風圧を向上したファンモジュールを示す斜視図である。 図１の断面図である。 図１および２の実施可能なブレードの状態を示す斜視図である。 図１および２の実施可能なブレードの状態を示す斜視図である。 図１〜４の風進入口が斜面であるのを示す断面図である。 図１〜４の風進入口が凸曲面であるのを示す断面図である。 図１〜４の風進入口が凹曲面であるのを示す断面図である。 図１〜４の風排出口が斜面であるのを示す断面図である。 図１〜４の風排出口が凸曲面であるのを示す断面図である。 図１〜４の風排出口が凹曲面であるのを示す断面図である。 図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの凸曲面を示す断面図である。 図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの凹曲面を示す断面図である。 図１〜４の羽根車のハブに配置されたフランジの斜面を示す断面図である。

符号の説明

１ 風圧を向上したファンモジュール
１１ 第１の羽根車
１１１ 第１のブレード
１１´第２の羽根車
１１１´ 第２のブレード
１１２ 第１のハブ
１１２´ 第２のハブ
１２ フレーム
１２１ 導流部
１２２ 支承部
P 通風路
Ｍ１ 風進入口
Ｍ２ 風排出口

Claims (21)

1. 中空フレーム内の通風路内に第１の羽根車、第２の羽根車を配置した強制空冷用ファンモジュールにおいて、
   通風路の両端に風進入口および風排出口を設け、支承部を介して第１の羽根車、前記第２の羽根車、および支承部内に収納される駆動装置をそれぞれ支持すると共に支承部とフレーム内壁間を冷却流体の通る導流部とし、
   前記第１の羽根車および前記第２の羽根車にそれぞれ複数のブレードを設けると共に、前記第１の羽根車の前記ブレードを前記第２の羽根車の前記ブレードより多くしたこと、
   を特徴とする風圧を向上したファンモジュール。
2. 前記第１の羽根車は、サイズが前記第２の羽根車より大きいこと、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。
3. 前記通風路は、少なくとも端部が風進入口に向って拡大していること、を特徴とする請求項１または２に記載の風圧を向上したファンモジュール。
4. 前記通風路は、少なくとも端部が風排出口に向って縮小していること、を特徴とする請求項１または２に記載の風圧を向上したファンモジュール。
5. 前記通風路は、少なくとも端部が風排出口に向って縮小していること、を特徴とする請求項３に記載の風圧を向上したファンモジュール。
6. 前記通風路は、少なくとも端部が風進入口に向って拡大していること、を特徴とする請求項４に記載の風圧を向上したファンモジュール。
7. 前記フレームは、風進入口の内部に前記第１の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項１または２に記載の風圧を向上したなファンモジュール。
8. 前記フレームは、風排出口の内部に前記第２の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項１または２に記載の風圧を向上したファンモジュール。
9. 前記フレームは、風進入口の内部に前記第１の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項３に記載の風圧を向上したファンモジュール。
10. 前記フレームは、風排出口から延伸したところに前記第２の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項３に記載の風圧を向上したファンモジュール。
11. 前記フレームは、風進入口の内部に前記第１の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項４に記載の風圧を向上したファンモジュール。
12. 前記フレームは、前記風排出口の内部に前記第２の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項４に記載の風圧を向上したファンモジュール。
13. 前記フレームは、風進入口の内部に前記第１の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項５に記載の風圧を向上したファンモジュール。
14. 前記フレームは、前記風排出口から延伸したところに前記第２の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項５に記載の風圧を向上したファンモジュール。
15. 前記フレームは、前記風進入口の内部に前記第１の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項６に記載の風圧を向上したファンモジュール。
16. 前記フレームは、風排出口から延伸したところに前記第２の羽根車を配置すること、を特徴とする請求項６に記載の風圧を向上したファンモジュール。
17. 前記導流部および前記支承部は、前記フレーム内の風進入口の近くに配置されること、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。
18. 前記導流部および前記支承部は、前記フレーム内の風排出口の近くに配置されること、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。
19. 風進入口にさらに発熱体を配置すること、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。
20. 風排出口にさらに発熱体を配置すること、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。
21. 前記導流部は、複数のブレードを有すること、を特徴とする請求項１に記載の風圧を向上したファンモジュール。

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