JP2018115651A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風効率を向上することができる送風装置を提供する。
【解決手段】送風装置は、中心軸を中心にして回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、を備える。インペラは、周方向に配列される複数の羽根部１と、径方向外側における外周縁部に複数の羽根部が設けられるフランジ部２３と、周方向に隣り合う羽根部間に位置する板状の第１遮蔽部２４ａと、を有する。第１遮蔽部は、羽根部の回転方向とは反対側における後縁面１４ａと、フランジ部の径方向外側に位置する外側面２３ａと、に接続される。
【選択図】図８Ａ

Description

本発明は、送風装置に関する。

従来、複数の羽根部を軸方向を中心にしてモータにより回転させることにより、径方向外側に送風する送風装置が知られている。送風装置は、たとえば軸方向上側にある吸気口から周方向に隣り合う羽根部間に流れ込む空気を羽根部の回転によって径方向外側に送り出すことにより外部に送風する。このような送風装置は、たとえば、薄型化が要求される電子機器の冷却ファンなどに用いられている。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１では、モータの回転子の周囲に複数の羽根を備えた送風装置が教示されている。この送風装置では、回転子の振動及び共振音を防ぐために、回転子と羽根との間に補強部が設けられている。

特開２００６−１７００９０号公報

しかしながら、吸気口から羽根部間に流れ込む空気は、羽根部の回転によって軸方向下側にも送り出される。軸方向下側に送り出される空気が多いほど、送風装置の送風効率は低下してしまう。このような問題に関して、特許文献１はなんら言及していない。たとえば、特許文献１の送風装置はカップ状の回転子と羽根との結合部に補強部を設けているが、送風装置の風量は、補強部により増加せず、羽根に対する補強部の体積比の増加に応じて低下している。すなわち、該補強部は送風効率の向上に寄与しない。

本発明は、上記の状況を鑑みて、送風効率を向上することができる送風装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の例示的な送風装置は、中心軸を中心にして回転可能なインペラと、前記インペラを駆動するモータと、を備え、前記インペラは、周方向に配列される複数の羽根部と、径方向外側における外周縁部に複数の前記羽根部が設けられるフランジ部と、周方向に隣り合う前記羽根部間に位置する板状の第１遮蔽部と、を有し、前記第１遮蔽部は、前記羽根部の回転方向とは反対側における後縁面と、前記フランジ部の径方向外側に位置する外側面と、に接続される構成とされる。

本発明の例示的な送風装置によれば、送風効率を向上することができる。

図１は、送風装置の一例を示す斜視図である。 図２は、送風装置の構成例を示す断面図である。 図３は、インペラの一例を示す上面図である。 図４は、周方向から見た送風装置の一例を示す断面図である。 図５Ａは、インペラの他の一例を示す上面図である。 図５Ｂは、周方向から見た送風装置の他の一例を示す断面図である。 図６Ａは、回転方向とは反対側における羽根部の後縁面の構成を示す図である。 図６Ｂは、羽根部が延びる方向から見た羽根部の断面図である。 図７Ａは、第１曲面及び第２曲面が後縁面に設けられている羽根部近傍で発生する騒音の分布を示す図である。 図７Ｂは、第１曲面及び第２曲面が後縁面に設けられていない羽根部近傍で発生する騒音の分布を示す図である。 図８Ａは、周方向に隣り合う羽根部間における第１遮蔽部及び第２遮蔽部の構成例を示す図である。 図８Ｂは、第１遮蔽部及び第２遮蔽部を局所的に拡大した図である。 図９Ａは、送風装置の構成の第１変形例を示す断面図である。 図９Ｂは、第１変形例の他の構成を示す断面図である。 図１０Ａは、送風装置の構成の第２変形例を示す断面図である。 図１０Ｂは、第２変形例の他の構成を示す断面図である。 図１１Ａは、送風装置を搭載するラップトップ型の情報装置の一例を示す透視斜視図である。 図１１Ｂは、ヒートパイプが取り付けられた送風装置の構成例を示す斜視図である。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。

なお、本明細書では、送風装置１００において、中心軸ＣＡと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向において、後述する支持プレート部４０２から後述する吸気プレート部４０１に向かう方向を軸方向一方側として「軸方向上側」と呼ぶ。また、軸方向において、吸気プレート部４０１から支持プレート部４０２に向かう方向を軸方向他方側として「軸方向下側」と呼ぶ。さらに、各々の構成要素において、軸方向上側における端部を「上端部」と呼び、軸方向下側における端部を「下端部」と呼ぶ。また、軸方向上側に位置する端面は軸方向一方側に位置する一方端面として「上端面」と呼び、軸方向下側に位置する端面は軸方向他方側に位置する他方端面として「下端面」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向において、中心軸ＣＡに向かう方向を「径方向内側」と呼び、中心軸ＣＡから離れる方向を「径方向外側」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内側に位置する側面は「内側面」と呼び、径方向外側に位置する側面は「外側面」と呼ぶ。また、径方向内側における端部を「内端部」と呼び、径方向外側における端部を「外端部」と呼ぶ。より具体的には、軸方向から見て、径方向の「内端部」は「内側面」と重なり、径方向の「外端部」は「外側面」と重なる。また、径方向の「外端部」よりも径方向内側、且つ、径方向の「外端部」近傍の部分を「外周縁部」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡを中心とする周方向は「周方向」と呼ぶ。周方向一方側は後述するインペラ２００及び羽根部１の回転方向Ｄｒｏと同じ方向であり、周方向他方側は回転方向Ｄｒｏとは反対側と同じ方向である。また、各々の構成要素において、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に位置する側面を「後縁面」と呼び、周方向における回転方向Ｄｒｏ側に位置する側面を「前縁面」と呼ぶ。

なお、以上に説明した方向、面、及び構成部などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。

＜１．実施形態＞
＜１−１．送風装置の概略構成＞
図１は、送風装置１００の一例を示す斜視図である。図２は、送風装置１００の構成例を示す断面図である。なお、図２は、図１において中心軸ＣＡを含む面で切断した送風装置１００の一点鎖線Ａ１−Ａ１に沿う断面を示している。

送風装置１００は、インペラ２００と、モータ３００と、ハウジング４００と、を備える。

インペラ２００は、複数の羽根部１が設けられた羽根車であり、モータ３００に取り付けられている。インペラ２００は、モータ３００のシャフト３０１とともに、中心軸ＣＡを中心にして回転可能である。中心軸ＣＡから羽根部１の径方向外側における外端部（つまり先端）までの径方向における最短距離Ｌｒは、送風装置１００の軸方向長さＬａよりも大きく、好ましくは軸方向長さＬａの５倍以上である。こうすれば、送風装置１００を薄型化できる。なお、インペラ２００の構成は、後に説明する。

モータ３００は、中心軸ＣＡを中心にしてシャフト３０１を回転させることにより、インペラ２００を駆動する。

ハウジング４００は、インペラ２００及びモータ３００を収容する。ハウジング４００は、吸気プレート部４０１と、支持プレート部４０２と、側壁部４０３と、を有している。

吸気プレート部４０１は、複数の羽根部１よりも軸方向上側に設けられ、羽根部１の軸方向上側に位置する羽根部上端面１２と隙間を介して対向している。吸気プレート部４０１は、軸方向に貫通する吸気口４０１ａを有する。

支持プレート部４０２は、複数の羽根部１よりも軸方向下側に設けられ、羽根部１の軸方向下側に位置する羽根部下端面１１と隙間を介して対向し、モータ３００を支持している。より具体的には、支持プレート部４０２の上面にはモータ３００が固定されている。支持プレート部４０２の上面は、軸方向において、吸気プレート部４０１の下面と対向している。

側壁部４０３は、吸気プレート部４０１の下面と支持プレート部４０２の上面との間に設けられ、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２とともに、インペラ２００及びモータ３００を収容する内部空間を形成している。側壁部４０３には、径方向に向いて開口する送風口４０３ａが設けられている。ハウジング４００の内部空間は、インペラ２００及びモータ３００を収容し、吸気口４０１ａ及び送風口４０３ａを介してハウジング４００の外部に通じている。

また、吸気プレート部４０１、支持プレート部４０２、及び側壁部４０３は、特に限定しないが、たとえば金属製である。一例として、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２はステンレス製であり、側壁部４０３は銅製である。また、側壁部４０３は、鍛造、鋳造、又はプレス加工により形成され、吸気プレート部４０１及び支持プレート部４０２とともにインサート成形又はアウトサート成形される。また、成形後のハウジング４００は、形状の精度を担保するため、成形後に切削加工される。

また、側壁部４０３にはインペラ２００の回転により発生する風が直接に当たる。そのため、側壁部４０３の熱伝導率は、高いことが好ましく、たとえば１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることが好ましい。こうすれば、送風装置１００内に比較的高温の空気が流れ込んでも、インペラ２００の回転により径方向外側に送風される該空気を側壁部４０３で効果的に放熱できる。この効果は、空冷ファンに送風装置１００を用いた場合に、特に有効である。

＜１−２．インペラの構成＞
次に、インペラ２００の構成を説明する。図３は、インペラ２００の一例を示す上面図である。図４は、周方向から見た送風装置１００の一例を示す断面図である。なお、図４は、図２の一点鎖線Ａ１−Ａ１に沿う送風装置１００の断面、及び図３の一点鎖線Ａ２−Ａ２に沿うインペラ２００の断面に対応している。

インペラ２００は、複数の羽根部１と、蓋部２１と、筒部２２と、フランジ部２３と、第１遮蔽部２４ａと、第２遮蔽部２４ｂと、を有する。また、蓋部２１、筒部２２、及びフランジ部２３は、カップ部２を構成する。つまり、インペラ２００は、カップ部２を有している。カップ部２は、モータ３００の軸方向上側における上端部を内部に収容し、言い換えるとモータ３００の上端に取り付けられている。また、第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂは、周方向に隣り合う羽根部１間且つフランジ部２３の外周縁部２３０の径方向外側において、羽根部１が掻く空気が軸方向下側に流れることを抑制するために設けられている。なお、第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂの構成は後に説明する。

複数の羽根部１は、周方向に配列されている。羽根部１の数は、羽根部１が空気を掻く際に発生する騒音を抑制するために素数であることが好ましい。また、羽根部１の数は、たとえば３１枚以上であることが好ましい。羽根部１の数に応じて、羽根部１間の間隔が狭くなるので、羽根部１間の静圧が増大して、羽根部１間の空気はより勢い良く径方向外側に送出される。よって、送風装置１００の送風効率が向上する。なお、羽根部１の構成は、後に説明する。

蓋部２１は、シャフト３０１に連結され、モータ３００の上面を覆う。筒部２２は、蓋部２１の径方向外側における外端部から、少なくとも軸方向下側に向かって延びる。蓋部２１及び筒部２２は、モータ３００の軸方向上側における上端部を収容する内部空間を構成している。また、筒部２２の外側面は湾曲面２２１を有している。周方向から見た断面視において、湾曲面２２１は、軸方向上側及び径方向外側に向いており、さらに、湾曲面２２１が向く方向とは反対側に凹んでいる。湾曲面２２１の曲率中心は湾曲面２２１よりも湾曲面２２１が向く方向側にある。従って、湾曲面２２１に沿って径方向外側に流れる空気は、スムーズに流れて、フランジ部２３に至る。フランジ部２３は、筒部２２の径方向外側における外端部から径方向外側に延びる。フランジ部２３の径方向外側における外周縁部２３０には、複数の羽根部１が設けられている。

インペラ２００が回転する際、吸気口４０１ａを通じてハウジング４００の内部空間に流れ込む空気は、湾曲面２２１とフランジ部２３の上面とに沿って径方向外側に流れて、複数の羽根部１間に流れ込む。該空気は、周方向に回転する複数の羽根部１により風となって、インペラ２００の径方向外側に流れ、送風口４０３ａを通じてハウジング４００の外部に送り出される。

なお、図３及び図４の例示に限定されず、インペラ２００は、環状のリング部２５をさらに有していてもよい。図５Ａは、インペラ２００の他の一例を示す上面図である。図５Ｂは、周方向から見た送風装置１００の他の一例を示す断面図である。なお、図５Ｂは、図１の一点鎖線Ａ１−Ａ１に沿う送風装置１００の断面、及び図５Ａの一点鎖線Ａ３−Ａ３に沿うインペラ２００の断面に対応している。

リング部２５は、図５Ａ及び図５Ｂでは、羽根部１の軸方向上側において複数の羽根部１を連結している。但し、これらの例示に限定されず、リング部２５は、羽根部１の軸方向下側において複数の羽根部１を連結してもよい。すなわち、リング部２５は、羽根部１の軸方向上側及び下側のうちの少なくとも一方に設けられ、該少なくとも一方において複数の羽根部１を連結していればよい。環状のリング部２５が複数の羽根部１を連結することにより、インペラ２００に設けられる各々の羽根部１の強度を向上させることができる。また、吸気口４０１ａから一旦吸い込んだ空気が該吸気口４０１ａに向かって逆流することは、羽根部１よりも軸方向上側に設けられた環状のリング部２５によって抑制又は防止できる。また、たとえば支持プレート部４０２に他の吸気口（不図示）が設けられている場合において羽根部１よりも軸方向下側に環状のリング部２５が設けられていれば、該他の吸気口から一旦吸い込んだ空気が該吸気口に向かって逆流することは、羽根部１よりも軸方向下側に設けられた環状のリング部２５によって抑制又は防止できる。

また、リング部２５は、湾曲面２５ａを有する。湾曲面２５ａは、周方向から見た断面視において、軸方向上側且つ径方向内側に向かって突き出る湾曲形状を有している。こうすれば、吸気口４０１ａで吸い込まれた空気がリング部２５の湾曲面２５ａに沿って流れる。従って、空気の流れが湾曲面２５ａから剥離し難くなるので、吸気効率が向上する。

＜１−３．羽根部の構成＞
次に、図３及び図４を再び参照して、羽根部１の構成を説明する。各々の羽根部１は、図３及び図４に示すように、フランジ部２３の外周縁部２３０から少なくとも径方向外側に向かって延びている。そのため、たとえば複数の羽根部１がフランジ部２３の内周縁部から延びる場合と比べて、より多くの羽根部１を周方向に配列させることができる。

軸方向から見て、羽根部１の径方向内側における内端部は、吸気口４０１ａと重なっている。そのため、羽根部１は、吸気口４０１ａから吸気された空気を掻いて風を起こすことができる。また、羽根部１の径方向内側における内端部が吸気口４０１ａよりも径方向外側にある場合と比べて羽根部１が空気を掻く面積は広くなるので、羽根部１はより多くの風を起こすことができる。従って、吸気口４０１ａでの吸気効率を向上でき、送風装置１００の風量をさらに増加することができる。

また、羽根部１の径方向内側における内端部は、フランジ部２３の外周縁部２３０にて、フランジ部２３から軸方向上側に突出している。軸方向から見て、羽根部１の内端部が外周縁部２３０にて突出しているので、たとえば該内端部がインペラ２００の中央部にある場合よりも、周方向に設けることができる羽根部１の数を多くできる。従って、送風装置１００の風量を増加させ易い。

なお、図４の例示に限定されず、羽根部１の径方向内側における内端部は、外周縁部２３０にて、軸方向下側にも突出していてもよい。このようにすると、羽根部１が空気を掻く面積がより広くなり、より多くの風を起こすことができる。さらに、支持プレート部４０２にも他の吸気口（不図示）を設けた場合、支持プレート部４０２の吸気口からも効率よく空気を吸い込むことができるので、送風装置１００の風量を増加させ易い。

各々の羽根部１は、図３に示すように軸方向から見て、周方向に湾曲しており、より具体的には周方向において回転方向Ｄｒｏとは反対側に突き出た湾曲形状である。図３及び図４に示すように、軸方向から見て、フランジ部２３の径方向外側に位置する外側面２３ａから羽根部１の径方向外側における外端部までの羽根部１に沿う長さＬｂは、外側面２３ａよりも径方向外側における羽根部１の軸方向長さＬｈｏよりも長くなっている。こうすれば、インペラ２００の羽根部１をさらに薄型化できるので、送風装置１００の小型化に寄与できる。

また、外側面２３ａよりも径方向外側における羽根部１の軸方向長さＬｈｏは、外側面２３ａよりも径方向内側における羽根部１の軸方向長さＬｈｉよりも大きくなっている。こうすれば、羽根部１の空気を掻く面積がより広くなるので、羽根部１はより多くの風を起こすことができる。従って、送風装置１００の送風量を増加させることができる。

各々の羽根部１は、樹脂製である。また、本実施形態では、全ての羽根部１がフランジ部２３と同じ部材の一部となっているが、この例示に限定されない。一部又は全ての羽根部１が、樹脂製であって、フランジ部２３とは異なる部材であってもよい。すなわち、一部の羽根部１が、樹脂製であって、フランジ部２３と同じ部材の一部であってもよい。或いは、全ての羽根部１がフランジ部２３とは異なる部材であってもよい。但し、複数の羽根部１のうちの少なくとも１つは、樹脂製であって、フランジ部２３と同じ部材の一部であることが好ましい。こうすれば、全ての羽根部１がフランジ部２３とは別の部材である場合と比べて製造工程数を削減できるので、製造に要する時間（たとえば生産タクト）を短縮して、製造効率を向上できる。

各々の羽根部１は、図４に示すように、支持プレート部４０２と対向する羽根部下端面１１と、吸気プレート部４０１と対向する羽根部上端面１２と、を有する。また、各々の羽根部１は、周方向におけるインペラ２００の回転方向Ｄｒｏとは反対側に位置する後縁面１４ａと、周方向におけるインペラ２００の回転方向Ｄｒｏ側に位置する前縁面１４ｂと、をさらに有する。インペラ２００が回転する際、羽根部１の前縁面１４ｂが空気を押すため、前縁面１４ｂには正圧が掛かり、後縁面１４ａには負圧が掛かる。また、軸方向から見て、各々の羽根部１の後縁面１４ａ及び前縁面１４ｂは、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に向かって湾曲している。

＜１−３−１．後縁面の構成＞
次に、羽根部１の後縁面１４ａの構成を説明する。図６Ａは、回転方向Ｄｒｏとは反対側における羽根部１の後縁面１４ａの構成を示す図である。図６Ｂは、羽根部１が延びる方向から見た羽根部１の断面図である。

後縁面１４ａは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、背面１４１と、第１曲面１４２と、第２曲面１４３と、を含む。軸方向から見た平面視において、背面１４１、第１曲面１４２、及び第２曲面１４３は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に向かって突き出る湾曲形状である。

背面１４１は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、真っ直ぐに延び、軸方向と平行である。

第１曲面１４２は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側と軸方向上側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、羽根部１の上端面１２と背面１４１の軸方向上側における上端部とに繋がっている。より具体的には、第１曲面１４２は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向上側及び周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側とに突き出た湾曲形状をしている。第１曲面１４２の軸方向上側における上端部は、羽根部上端面１２の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部と連結されている。また、第１曲面１４２の軸方向下側における下端部は、背面１４１の軸方向上側における上端部と連結されている。

また、第１曲面１４２は、羽根部上端面１２及び背面１４１と滑らかに繋がることが好ましい。より具体的には、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の上端部における第１曲面１４２の接線方向は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部での羽根部上端面１２の接線方向と平行であることが好ましい。また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の下端部における第１曲面１４２の接線方向は、背面１４１と平行であることが好ましい。こうすれば、羽根部上端面１２上から第１曲面１４２上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。また、第１曲面１４２上から背面１４１上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。従って、後縁面１４ａに第１曲面１４２を設けることによる騒音の抑制に寄与できる。

第２曲面１４３は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側と軸方向下側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、羽根部１の下端面１１と背面１４１の軸方向下側における下端部とに繋がっている。より具体的には、第２曲面１４３は、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向下側及び周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側とに突き出た湾曲形状をしている。第２曲面１４３の軸方向下側における下端部は、羽根部下端面１１の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部と連結されている。また、第２曲面１４３の軸方向上側における上端部は、背面１４１の軸方向下側における下端部と連結されている。

また、第２曲面１４３は、羽根部下端面１１及び背面１４１と滑らかに繋がることが好ましい。より具体的には、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の上端部における第２曲面１４３の接線方向は、背面１４１と平行であることが好ましい。また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、軸方向の下端部における第２曲面１４３の接線方向は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における端部における羽根部下端面１１の接線方向と平行であることが好ましい。こうすれば、羽根部下端面１１上から第２曲面１４３上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。また、第２曲面１４３上から背面１４１上に流れ込む空気の流れ方向の急激な変化を抑制又は防止できる。従って、後縁面１４ａに第２曲面１４３を設けることによる騒音の抑制に寄与できる。

図６Ｂでは、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、羽根部１の軸方向における幅（Ｗａ１＋Ｗａ２＋Ｗａ３）はたとえば１．４［ｍｍ］である。背面１４１の軸方向における幅Ｗａ１はたとえば０．８［ｍｍ］である。第１曲面１４２の軸方向における幅Ｗａ２はたとえば０．３［ｍｍ］であり、第２曲面１４３の軸方向における幅Ｗａ３はたとえば０．３［ｍｍ］である。

また、羽根部１が延びる方向から見た断面視において、羽根部１が延びる方向と軸方向とに垂直な方向における羽根部１の厚さは、一定であり、たとえば０．２５〜０．８［ｍｍ］である。本実施形態では、羽根部１の厚さＷｃは０．５［ｍｍ］である。羽根部１の厚さを適切な大きさにすることにより、羽根部１そのものの強度を確保して、羽根部１の曲がり又は折れなどを抑制又は防止することができる。

第１曲面１４２及び第２曲面１４３は、インペラ２００が回転する際において羽根部１の風切り音により発生する騒音を抑制するために、後縁面１４ａに設けられている。図７Ａ及び図７Ｂは、羽根部１近傍で発生する騒音の分布をコンピュータシミュレーションにより解析した結果を示す。図７Ａは、第１曲面１４２及び第２曲面１４３が後縁面１４ａに設けられている羽根部１近傍で発生する騒音の分布Ｄｔ１を示す図である。図７Ｂは、第１曲面１４２及び第２曲面１４３が後縁面１４ａに設けられていない羽根部１近傍で発生する騒音の分布Ｄｔ２を示す図である。なお、図７Ａの騒音の分布Ｄｔ１及び図７Ｂの騒音の分布Ｄｔ２において、領域の色の濃さは騒音の大きさを示している。すなわち、領域の色が濃いほど、大きい騒音が発生することを示している。また、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、矢印は空気の流れ方向を示している。

図７Ａの騒音の分布Ｄｔ１において色の濃い領域は、図７Ｂの騒音の分布Ｄｔ２よりも狭くなっている。また、後縁面１４ａ近傍において、騒音の分布Ｄｔ１における後縁面１４ａ近傍の領域の色は、騒音の分布Ｄｔ２における後縁面１４ａ近傍の領域よりも濃くなっている。そのため、インペラ２００が回転される際、第１曲面１４２及び第２曲面１４３が羽根部１の後縁面１４ａに設けられている場合に発生する騒音は、第１曲面１４２及び第２曲面１４３が羽根部１の後縁面１４ａに設けられていない場合よりも効果的に抑制されていることがわかる。

なお、後縁面１４ａは、本実施形態では第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方を含んでいるが、この例示に限定されない。後縁面１４ａは、第１曲面１４２及び第２曲面１４３のうちのどちらかのみを含んでいてもよい。言い換えると、羽根部１は後縁面１４ａに、第１曲面１４２のみを有していてもよいし、第２曲面１４３のみを有していてもよい。このように、羽根部１の後縁面１４ａは、該羽根部１が延びる方向から見た断面視において軸方向と平行な背面１４ａと、第１曲面１４２及び第２曲面１４３のうちの少なくとも一方と、を含んでいてもよい。こうすれば、送風装置１００を駆動してインペラ２００を回転させる際、周方向におけるインペラ２００の回転方向Ｄｒｏとは反対側における羽根部１の後縁面１４ａ近傍に乱流が発生し難くなる。従って、インペラ２００の回転に起因する騒音の発生を抑制できる。なお、インペラ２００の回転の際に発生する騒音の抑制が必須でない場合、羽根部１が後縁面１４ａに第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方を有していない構成を採用することもできる。

また、図７Ａの騒音の分布Ｄｔ１において、第１曲面１４２近傍の領域の色は、第２曲面１４３近傍の領域の色よりも薄くなっている。つまり、第１曲面１４２による騒音の抑制効果は、第２曲面１４３による騒音の抑制効果よりも強くなっている。従って、第１曲面１４２及び第２曲面１４３のうちのどちらかが後縁面１４ａに設けられる場合、第１曲面１４２が後縁面１４ａに設けられることが好ましい。さらに、第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方が後縁面１４ａに設けられることが、インペラ２００の回転の際に発生する騒音を抑制する点でより好ましい。すなわち、騒音の抑制効果の強さは、「第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第１曲面１４２が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第２曲面１４３が後縁面１４ａに設けられる構成」＞「第１曲面１４２及び第２曲面１４３の両方が後縁面１４ａに設けられない構成」となっている。

＜１−３−２．第１遮蔽部及び第２遮蔽部の構成＞
次に、第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂの構成を説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂの構成を説明するための図である。図８Ａは、周方向に隣り合う羽根部１間における第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂの構成例を示す図である。図８Ｂは、第１遮蔽部２４ａ及び第２遮蔽部２４ｂを局所的に拡大した図である。なお、図８Ａは、図３において実線で囲まれた部分に対応している。また、図８Ｂは、図８Ａにおいて破線で囲まれた部分に対応している。

＜１−３−２−１．第１遮蔽部の構成＞
まず、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、第１遮蔽部２４ａの構成を説明する。第１遮蔽部２４ａは、板状であって、周方向に隣り合う羽根部１間に位置する。第１遮蔽部２４ａは、羽根部１における回転方向Ｄｒｏとは反対側における後縁面１４ａと、フランジ部２３の径方向外側に位置する外側面２３ａと、に接続されている。インペラ２００の羽根部１が回転する際、第１遮蔽部２４ａにより、羽根部１の後縁面１４ａ上の空気を軸方向下側に流れ難くすることができる。従って、後縁面１４ａ上のより多くの空気を羽根部１により掻いて径方向外側に流すことができる。すなわち、後縁面１４ａにて、径方向外側に流れる風を起こすことができる有効面積を増やすことができる。よって、送風装置１００の送風効率を向上することができる。

軸方向から見て、第１遮蔽部２４ａの径方向外側における第１端部Ｐ１は、羽根部１の径方向における内端部及び外端部間において最も周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側に位置する第２端部Ｐ２よりも径方向内側に位置している。なお、第１端点Ｐ１は、軸方向から見て、第１遮蔽部２４ａの最も径方向外側に位置する外端部である。軸方向から見て、第１端部Ｐ１は、羽根部１の周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における後縁面１４ａにおいて、第２端部Ｐ２よりも周方向における回転方向Ｄｒｏ側に位置している。また、第２端点Ｐ２は、軸方向から見て、中心軸ＣＡを通る後縁面１４ａの接線Ｌｃ（図８Ａの一点鎖線Ｌｃ）が該後縁面１４ａに接する位置にある。

軸方向から見て、第１遮蔽部２４ａの周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における縁部２４１は、第１端部Ｐ１からフランジ部２３の外周縁部２３０に向かって延びている。軸方向から見て、縁部２４１は、直線部２４１ａと、第１湾曲部２４１ｂと、を含んでいる。

直線部２４１ａは、フランジ部２３の外周縁部２３０に向かって真っ直ぐに延びている。直線部２４１ａが延びる方向は、第１端部Ｐ１における後縁面１４ａの接線Ｌｔ（図８Ａの二点鎖線Ｌｔ）が延びる方向と平行である。但し、直線部２４１ａは、この例示に限定されない。たとえば、直線部２４１ａが延びる方向は、第１端部Ｐ１における後縁面１４ａの接線Ｌｔが延びる方向と平行でなくともよい。

第１湾曲部２４１ｂは、直線部２４１ａの径方向内側における第３端部Ｐ３から第４端部Ｐ４に向かって延びている。なお、第３端部Ｐ３は、軸方向から見て、直線部２４１ａの最も径方向内側に位置する内端部である。第４端部Ｐ４は、第１遮蔽部２４ａの周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側における縁部２４１の端部であり、軸方向から見てフランジ部２３の径方向外側に位置する外側面２３ａに位置している。たとえば、第４端部Ｐ４は、軸方向から見て、第１湾曲部２４１とフランジ部２３の外側面２３ａとの接点である。つまり、軸方向から見て、第１湾曲部２４１ｂの第４端部Ｐ４における接線方向は外側面２３ａの第４端部Ｐ４における接線方向と同じとなっている。

これらの構成によれば、軸方向から見て周方向に隣り合う羽根部１間に適正な広さの第１遮蔽部２４ａを設けることができる。従って、インペラ２００が回転する際、第１遮蔽部２４ａによって、羽根部１の後縁面１４ａ上を軸方向下側に流れようとする空気の流れを効率良く妨げることができる。

また、軸方向から見て、周方向に隣り合う２つの羽根部１間において、周方向における回転方向Ｄｒｏ側にある一方の羽根部１と第４端部Ｐ４との間のフランジ部２３の外側面２３ａに沿う距離Ｗ１は、周方向における回転方向Ｄｒｏとは反対側にある他方の羽根部１と第４端部Ｐ４との間のフランジ部２３の外側面２３ａに沿う距離Ｗ２よりも長くなっている。こうすれば、軸方向から見て周方向に隣り合う羽根部１間に設けられる第１遮蔽部２４ａをより広くすることができる。従って、インペラ２００が回転する際、第１遮蔽部２４ａによって、羽根部１の後縁面１４ａ上を軸方向下側に流れようとする空気の流れをさらに効率良く妨げることができる。

＜１−３−２−２．第２遮蔽部の構成＞
次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、第２遮蔽部２４ｂの構成を説明する。第２遮蔽部２４ｂは、板状であって、周方向に隣り合う２つの羽根部１間において、フランジ部２３の径方向外側に位置する外側面２３ａと、羽根部１の周方向における回転方向Ｄｒｏ側に位置する前縁面１４ｂとの間に設けられている。

第２遮蔽部２４ｂは、第２湾曲部２４２を有する。第２湾曲部２４２は、第２遮蔽部２４ｂの回転方向Ｄｒｏにおける縁部であり、フランジ部２３の外周縁部２３０から前縁面１４ｂ上の第５端部Ｐ５に向かって延びている。第５端部Ｐ５は、第２遮蔽部２４ｂの径方向外側における外端部である。より具体的には、第５端部Ｐ５３は、軸方向から見て、第２湾曲部２４２の最も径方向外側に位置する外端部である。こうすれば、軸方向から見て周方向に隣り合う羽根部１間に第２遮蔽部２４ｂを設けることができる。従って、インペラ２００が回転する際、第２遮蔽部２４ｂにより、羽根部１の上述の前縁面１４ｂ上を軸方向下側に流れようとする空気の流れを妨げることができる。また、インペラ２００を成型する際、第２遮蔽部２４ｂと近接する前縁面１４ｂを高い精度で成形できる。

周方向に隣り合う２つの羽根部１間において、第１遮蔽部２４ａの軸方向から見た第１面積Ｓａは、第２遮蔽部２４ｂの軸方向から見た第２面積Ｓｂよりも大きなっている。第１面積Ｓａは、たとえば、第２面積Ｓｂの３倍以上である。こうすれば、金型を用いて成形したインペラ２００の第１遮蔽部２４ａの大きさがばらついたとしても、当該ばらつきを最小限に留めることが可能である。

＜１−４．実施形態の変形例＞
周方向から見た断面視において、羽根部１の羽根部上端面１２、及び吸気プレート部４０１の羽根部上端面１２と対向する部分は、本実施形態（図４参照）では径方向に向かって真っ直ぐに延びているが、この例示には限定されない。

＜１−４−１．実施形態の第１変形例＞
図９Ａは、送風装置１００の構成の第１変形例を示す断面図である。羽根部１は、図９Ａに示すように、第１羽根部端面１２１をさらに有する。より具体的には、羽根部上端面１２は、第１羽根部端面１２１を含む。第１羽根部端面１２１は、吸気口４０１ａよりも径方向外側に位置している。第１羽根部端面１２１は、周方向から見て、径方向外側に向かって中心軸ＣＡに直交する平面ＰＬに対して軸方向上側に傾斜している。また、吸気プレート部４０１は、第１板部４０１ｂをさらに有する。第１板部４０１ｂは、複数の羽根部１の各々の第１羽根部端面１２１よりも軸方向上側において第１羽根部端面１２１と平行に設けられる。こうすれば、吸気口４０１ａの近傍で羽根部１と吸気プレート部４０１との間の隙間を比較的に狭くなるので、該隙間での空気の逆流を抑制できる。

また、インペラ２００が環状のリング部２５を有する場合、第１羽根部端面１２１は、図９Ｂに示すように、リング部２５よりも径方向外側に位置していてもよい。こうすれば、リング部２５と第１板部４０１ｂとの間の隙間を比較的に狭くすることにより、該隙間での空気の逆流を抑制できる。

＜１−４−２．実施形態の第２変形例＞
図１０Ａは、送風装置１００の構成の第２変形例を示す断面図である。羽根部１は、図１０Ａに示すように、第２羽根部端面１２２をさらに有する。より具体的には、羽根部上端面１２は、第２羽根部端面１２２を含む。第２羽根部端面１２２は、吸気口４０１ａよりも径方向外側に位置している。第２羽根部端面１２２は、周方向から見て、径方向外側に向かって中心軸ＣＡに直交する平面ＰＬに対して軸方向下側に傾斜している。また、吸気プレート部４０１は、第２板部４０１ｃをさらに有する。第２板部４０１ｃは、複数の羽根部１の各々の第２羽根部端面１２２よりも軸方向上側において第２羽根部端面１２２と平行に設けられる。また、インペラ２００が環状のリング部２５を有する場合、第２羽根部端面１２２は、図１０Ｂに示すように、リング部２５よりも径方向外側に位置してもよい。こうすれば、吸気口４０１ａから効率よく空気を吸い込むことができるので、送風装置１００の風量を増加させ易い。

なお、図９Ａ〜図１０Ｂの例示に限定されず、第１変形例及び第２変形例は、適宜組み合わされてもよい。たとえば、吸気プレート部４０１は、第２板部４０１ｃおよび第２板部４０１ｃの径方向内側における内端部から径方向内側へ延びる第１板部４０１ｂを有するとともに、羽根部上端面１２は、第２羽根部端面１２２と、第２羽根部端面１２２の径方向内側における内端部から径方向内側へ延びる第１羽根部端面１２１とを有していてもよい。こうすれば、羽根部１と吸気プレート部４０１との間の隙間での空気の逆流を抑制できるとともに、吸気口４０１ａへの空気の逆流も抑制できる。

＜１−５．送風装置の応用例＞
次に、送風装置１００の応用例を説明する。図１１Ａは、送風装置１００を搭載するラップトップ型の情報装置５００の一例を示す透視斜視図である。図１１Ｂは、ヒートパイプ６００が取り付けられた送風装置１００の構成例を示す斜視図である。なお、図１１Ａの軸方向は、図１〜図１０Ｂとは逆になっている。より具体的には、図１１Ａの上側に向かう方向が図１〜図１０Ｂにおける軸方向下側に対応し、図１１Ａの下側に向かう方向が図１〜図１０Ｂにおける軸方向上側に対応している。図１１Ｂの軸方向は図１〜図１０Ｂと同じである。

情報装置５００は、たとえばノートパソコンのような薄型のパーソナルコンピュータである。送風装置１００は、情報装置５００の空冷ファンとして用いられ、シート状のダンパー１００ａ及びヒートパイプ６００とともに情報装置５００の内部に搭載されている。送風装置１００及びヒートパイプ６００は、たとえば、情報装置５００のキーボード５１０の裏面に取り付けられる。

ダンパー１００ａは、送風装置１００を衝撃から保護するための緩衝部材であり、送風装置１００の軸方向における下面に設けられている。送風装置１００は、ダンパー１００ａを介してキーボード５１０の裏面に取り付けられている。

ヒートパイプ６００は、情報装置５００の内部及び発熱部から発生する熱を伝導する部材である。ヒートパイプ６００は、図１１Ｂでは、送風装置１００及び情報装置５００に搭載されているＣＰＵ５２０から発生する熱を伝導している。ヒートパイプ６００は、伝熱シート６１０と、ヒートシンク６２０と、ヒートスプレッダ６３０と、を含む。

伝熱シート６１０は、帯状の熱伝導部材であり、台座５３０上に配置されたＣＰＵ５２０の熱をヒートシンク６２０に伝導する。伝熱シート６１０の一方端はヒートシンク６２０に熱伝導可能に貼り付けられ、伝熱シート６１０の他方端はヒートスプレッダ６３０を介してＣＰＵ５２０に熱伝導可能に貼り付けられている。

ヒートシンク６２０は、送風装置１００の送風口４０３ａに送風可能に設けられ、伝熱シート６１０から伝導される熱を送風口４０３ａから送風される空気に伝達することにより放熱する。

ヒートスプレッダ６３０は、シート状の熱伝導部材である。ヒートスプレッダ６３０の一部は、ＣＰＵ５２０に熱伝導可能に貼り付けられている。また、ヒートスプレッダ６３０の他の一部は、たとえばキーボード５１０の裏面に熱伝導可能に貼り付けられている。ヒートスプレッダ６３０は、情報装置５００のたとえば筐体（不図示）、送風装置１００が送風する空気にＣＰＵ５２０の熱を伝導する。

送風装置１００の吸気プレート部４０１、支持プレート部４０２、及び側壁部４０３のうちの少なくともいずれかは、半田、熱伝導性の両面接着又は片面接着のテープなどによって、ヒートパイプ６００と熱伝導可能に接続されていてもよい。たとえば、半田付け又は上記テープを用いた接着により、上述の少なくともいずれかと伝熱シート６１０の一方端とが熱伝導可能に接続されてもよい。或いは、伝熱シート６１０の一方端自身が送風装置１００の上述の少なくともいずれかに熱伝導可能に接着してもよい。こうすれば、ヒートパイプ６００は、送風装置１００のハウジング４００に熱を効率よく伝導できる。従って、送風装置１００は、ＣＰＵ５２０で発生した熱も効率よく送風する空気に放散して、情報装置５００の外部に放出できる。

＜２．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、たとえば薄型の送風ファンとして有用である。但し、本発明の用途は、この例示には限定されない。

１００・・・送風装置、２００・・・インペラ、１・・・羽根部、１１・・・羽根部下端面、１２・・・羽根部上端面、１２１・・・第１羽根部端面、１２２・・・第２羽根部端面、１４ａ・・・後縁面、１４ｂ・・・前縁面、１４１・・・背面、１４２・・・第１曲面、１４３・・・第２曲面、２・・・カップ部、２１・・・蓋部、２２・・・筒部、２２１・・・湾曲面、２３・・・フランジ部、２３ａ・・・外側面、２３０・・・外周縁部、２４ａ・・・第１遮蔽部、２４１・・・縁部、２４１ａ・・・直線部、２４１ｂ・・・第１湾曲部、２４ｂ・・・第２遮蔽部、２４２・・・第２湾曲部、２５・・・リング部、２５ａ・・・湾曲面、３００・・・モータ、３０１・・・シャフト、４００・・・ハウジング、４０１・・・吸気プレート部、４０１ａ・・・吸気口、４０１ｂ・・・第１板部、４０１ｃ・・・第２板部、４０２・・・支持プレート部、４０３・・・側壁部、４０３ａ・・・送風口、５００・・・情報装置、５１０・・・キーボード、５２０・・・ＣＰＵ、５３０・・・台座、６００・・・ヒートパイプ、６１０・・・伝熱シート、６２０・・・ヒートシンク、６３０・・・ヒートスプレッダ、ＣＡ・・・中心軸、ＰＬ・・・平面、Ｄｒｏ・・・回転方向、Ｌａ、Ｌｈｏ、Ｌｈｉ・・・軸方向長さ、Ｌｒ・・・最短距離、Ｌｂ・・・羽根部に沿う長さ、Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ３・・・軸方向における幅、Ｗｃ・・・厚さ、Ｄｔ１、Ｄｔ２・・・騒音の分布、Ｐ１〜Ｐ５・・・第１〜第５端部、Ｓａ、Ｓｂ・・・面積、Ｌｃ、Ｌｔ・・・接線

Claims (15)

1. 中心軸を中心にして回転可能なインペラと、
   前記インペラを駆動するモータと、を備え、
   前記インペラは、
   周方向に配列される複数の羽根部と、
   径方向外側における外周縁部に複数の前記羽根部が設けられるフランジ部と、
   周方向に隣り合う前記羽根部間に位置する板状の第１遮蔽部と、を有し、
   前記第１遮蔽部は、前記羽根部の回転方向とは反対側における後縁面と、前記フランジ部の径方向外側に位置する外側面と、に接続される送風装置。
2. 軸方向から見て、各々の前記羽根部の前記後縁面は、周方向における前記回転方向とは反対側に向かって湾曲している請求項１に記載の送風装置。
3. 軸方向から見て、
   前記第１遮蔽部の径方向外側における第１端部は、前記羽根部の径方向における内端部及び外端部間において最も周方向における前記回転方向とは反対側に位置する第２端部よりも径方向内側に位置し、
   前記第１遮蔽部の周方向における前記回転方向とは反対側における縁部は、前記第１端部から前記フランジ部の前記外周縁部に向かって延びる請求項２に記載の送風装置。
4. 前記第１遮蔽部の前記第１端部は、前記第２端部よりも周方向の前記回転方向側に位置する請求項３に記載の送風装置。
5. 軸方向から見て、
   前記第１遮蔽部の前記第１端部は、前記羽根部の周方向における前記回転方向とは反対側における前記後縁面に位置し、
   前記縁部は、前記フランジ部の前記外周縁部に向かって真っ直ぐに延びる直線部を含み、
   前記直線部が延びる方向は、前記第１端部における前記後縁面の接線が延びる方向と平行である請求項３又は請求項４に記載の送風装置。
6. 前記縁部は、前記直線部の径方向内側における第３端部から第４端部に向かって延びる第１湾曲部をさらに含み、
   前記第４端部は、前記第１遮蔽部の周方向における前記回転方向とは反対側における前記縁部の端部であり、軸方向から見て前記フランジ部の径方向外側に位置する外側面に位置する請求項５に記載の送風装置。
7. 軸方向から見て、周方向に隣り合う２つの前記羽根部間において、周方向の前記回転方向側にある一方の前記羽根部と前記第４端部との間の前記フランジ部の前記外側面に沿う距離は、周方向における前記回転方向とは反対側にある他方の前記羽根部と前記第４端部との間の前記フランジ部の前記外側面に沿う距離よりも長い請求項６に記載の送風装置。
8. 前記インペラは、板状の第２遮蔽部をさらに有し、
   前記第２遮蔽部は、周方向に隣り合う２つの前記羽根部間において、前記フランジ部の径方向外側に位置する外側面と、前記羽根部の周方向における前記回転方向側に位置する前縁面との間に設けられる請求項１〜請求項７のいずれかに記載の送風装置。
9. 前記第２遮蔽部は、前記フランジ部の前記外周縁部から前記前縁面上の第５端部に向かって延びる第２湾曲部を有し、
   前記第５端部は、前記第２遮蔽部の径方向外側における外端部であり、
   前記第２湾曲部は、前記第２遮蔽部の前記回転方向における縁部である請求項８に記載の送風装置。
10. 周方向に隣り合う２つの前記羽根部間において、前記第１遮蔽部の軸方向から見た第１面積は、前記第２遮蔽部の軸方向から見た第２面積よりも大きい請求項８又は請求項９に記載の送風装置。
11. 前記第１面積は、前記第２面積の３倍以上である請求項１０に記載の送風装置。
12. 前記インペラ及び前記モータを収容するハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングは、
    前記羽根部の軸方向一方側に位置する羽根部一方端面と隙間を介して対向する第１ハウジング部と、
    前記羽根部の軸方向他方側に位置する羽根部他方端面と隙間を介して対向する第２ハウジング部と、を有し、
    前記第１ハウジング部は、軸方向に貫通する吸気口を有する請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の送風装置。
13. 前記羽根部の前記後縁面は、前記羽根部が延びる方向から見た断面視において軸方向と平行な背面と、第１曲面及び第２曲面のうちの少なくとも一方と、を含み、
    前記第１曲面は、周方向における前記回転方向とは反対側と軸方向一方側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、前記背面の軸方向一方側における端部と繋がり、
    前記第２曲面は、周方向における前記回転方向とは反対側と軸方向他方側とに向かって突き出る湾曲形状を有して、前記背面の軸方向他方側における端部と繋がる請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の送風装置。
14. 前記羽根部一方端面は、前記吸気口よりも径方向外側に位置する第１羽根部端面を含み、
    前記第１羽根部端面は、径方向外側に向かって前記中心軸に直交する平面に対して軸方向一方側に傾斜し、
    前記第１ハウジング部は、複数の前記羽根部の各々の前記第１羽根部端面よりも軸方向一方側において前記第１羽根部端面と平行に設けられる第１板部をさらに有する請求項１２又は請求項１３に記載の送風装置。
15. 前記羽根部一方端面は、前記吸気口よりも径方向外側に位置する第２羽根部端面を含み、
    前記第２羽根部端面は、径方向外側に向かって前記中心軸に直交する平面に対して軸方向他方側に傾斜し、
    前記第１ハウジング部は、複数の前記羽根部の各々の前記第２羽根部端面よりも軸方向一方側において前記第２羽根部端面と平行に設けられる第２板部をさらに有する請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の送風装置。

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