JPH09166099A - 空気移動装置 - Google Patents

空気移動装置

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JPH09166099A
JPH09166099A JP8229759A JP22975996A JPH09166099A JP H09166099 A JPH09166099 A JP H09166099A JP 8229759 A JP8229759 A JP 8229759A JP 22975996 A JP22975996 A JP 22975996A JP H09166099 A JPH09166099 A JP H09166099A
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JP
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shaft assembly
rotatable shaft
absorbing material
pressure side
fan
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D A Quinlan
ディ．エー．クィンラン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータなどの冷却ファンが発生する空
気音響学的雑音を縮小する。 【解決手段】 回転可能シャフトアセンブリと、それに
結合した複数のファンブレードとからなるファンにおい
て、回転可能シャフトアセンブリが所定の向きに回転す
るときのファンブレードの後縁に沿って吸音材を取り付
ける。吸音材は、ファンブレードより密度の低いフェル
トや綿などが使用可能である。吸音材をファンブレード
の高圧側に取り付けることにより、翼端付近に発生する
乱流渦が後続のファンブレードに衝突する際に生じる雑
音が減少する。また、吸音材をファンブレードの低圧側
に取り付けることにより、同じファンブレードに乱流渦
が衝突する際に生じる雑音が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却ファンのよう
な空気移動装置に関し、特に、このような装置が発生す
る空気音響学的雑音を縮小する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷却ファンは、例えばオーディオおよび
ビデオのための家庭電子機器や、家庭およびオフィスの
コンピュータシステムを含むさまざまな電子システムで
長年にわたって使用されている。このようなファンは一
般に、このようなシステムに含まれる電子部品の過熱を
防ぐために必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却ファンの
使用の結果、そのようなファンがしばしばかなり大きい
空気音響学的雑音を発生することが、長く認識されてい
る不満な点である。しばしば、この雑音は、ファンによ
る冷却方式の不可避な結果であるとみなされており、電
子システムのユーザは、付随する雑音を受け入れるよう
になっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ファンブレードの翼端の
周りの気流は、冷却ファンが発生する空気音響学的雑音
の主な雑音源であることが認識されている。特に、ブレ
ードの両側の間には一般に圧力差が発生する（通常この
ようなブレードは移動面に対してある角度をなしている
ためである）。隣り合うブレードの間の静止空気内へ向
かって移動するのが高圧側となり、隣り合うブレードの
間の静止空気から離れる向きに移動するのが低圧側とな
る。この圧力差により、ブレード翼端とファンハウジン
グの間の間隙を通じて高圧側から低圧側に気流が生じ
る。この間隙を通過した後、気流は「翼端」渦を形成す
る。すなわち、気流はブレード翼端に沿って「巻き上が
る」。この渦は、その渦を発生したブレードから離れ、
ブレード間の通路内へと対流することにより、乱流エネ
ルギーを生じる。
【０００５】上記の結果として、さらに、上記の乱流
が、その乱流を発生したブレードの後縁に（ブレードの
低圧側で）接触するとき、または、さらに重要である
が、そのブレードの後縁付近にある後続のブレードと
（ブレードの高圧側で）接触するとき、このような冷却
ファンにおける空気音響学的雑音の一つの雑音源が生じ
ることが認識されている。このような空気音響学的雑音
源を縮小するため、本発明によれば、ファンブレードの
後縁に沿って吸音材を取り付ける。このようにして、乱
流から生じる好ましくない空気力学的エネルギーは少な
くとも部分的に吸収されることにより、ファンが発生す
る空気音響学的雑音も縮小する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施例によれば、図１に
示した軸性冷却ファンは、ファンハウジング１２、この
ファンハウジングによって支持された回転可能シャフト
アセンブリ１３、および、回転可能シャフトアセンブリ
とともに回転するようにシャフトアセンブリに取り付け
られた５個のファンブレード１４からなる。特に、各フ
ァンブレード１４は、例えば金属製またはプラスチック
製の薄板から製造可能であり、ファンブレードが回転す
るときに空気が適当な向きに推進されるように、移動面
に対してある角度をなして配置される。（図１の実施例
では、シャフトアセンブリ１３の時計回りの回転によっ
て、空気は紙面の「外へ」読者へ向かって推進されるこ
とになる。）
【０００７】さらに、ファンブレード１４は、図１の斜
視図からわかるように、凹形の曲面を有する。このよう
にして、シャフトアセンブリ１３が時計回りに回転する
ときの空気の移動が増大する。従って、この湾曲の結
果、図１の実施例の冷却ファンは、与えられた（すなわ
ち、必要な）向きに（すなわち、図１の斜視図からわか
るように、時計回りに）回転するのに適している。
【０００８】本発明の別の実施例では、ファンブレード
は（移動面に対してある角度をなして配置されることは
共通であるが）曲がっておらずまっすぐである。このよ
うな別の実施例では、空気がファンによって推進される
ことが所望される向きに応じて、シャフトアセンブリの
いずれの回転の向きでも選択可能である。しかし、いず
れの場合でも、与えられた特定の回転の向きに対して
（ファンブレードは単にある角度をなしているかまたは
曲がっておりかつある角度をなしているかのいずれかで
あると仮定する）、ブレードの前側（すなわち、隣り合
うブレード間の静止空気内に向かって移動する側）はフ
ァンブレードの高圧側であり、ブレードの後側（すなわ
ち、隣り合うブレード間の静止空気から離れる向きに移
動する側）はファンブレードの低圧側となる。
【０００９】本発明によれば、図１の実施例の冷却ファ
ンは、ファンブレードの後縁に沿って取り付けられた吸
音材の帯１６を有する。特に、この実施例のファンで
は、この材料は、ファンブレードの高圧側に取り付けら
れることにより、上記の乱流が後続のブレードに衝突す
るときの影響を改善する。（注意すべき点であるが、上
記の乱流は、隣り合うブレード間の通路内へ対流した後
は、高圧側でその乱流を発生したブレードの後続のブレ
ードの後縁に衝突する。）別の実施例では、乱流を発生
したのと同じブレードの後縁に衝突する乱流の影響に対
処するために、吸音材は、ファンブレードの低圧側に取
り付けることも可能である。（注意すべき点であるが、
この影響は、ブレードの低圧側に生じる。）さらに他の
実施例では、吸音材は、ファンブレードの高圧側および
低圧側の両方に取り付けることも可能である。
【００１０】吸音材は、空気力学的エネルギーを通過ま
たは反射する高密度材料ではなく、そのようなエネルギ
ーを吸収あるいは散逸させるような任意の低密度材料か
らなる。本発明の実施例は、フェルト、「ベルクロ(Vel
cro)」という商標で販売されているもののようなマジッ
クテープのループ側、または、ガラスファイバ、綿もし
くはウール芯の小片からなる吸音材を使用する。あるい
は、カーペットやその他の低密度織物も使用可能であ
る。いずれの場合でも、このような材料をファンブレー
ドの後縁に沿って取り付けることにより、空気力学的エ
ネルギーは部分的に吸収あるいは散逸され、それによ
り、ファンが発生する空気音響学的雑音は減少する。
【００１１】吸音材は、図１の実施例のファンブレード
に、通常の接着剤を用いて取り付けることが可能であ
る。特に、通常の、裏面に接着剤を塗布済みの薄い帯を
使用することが可能である。例えば、「ベルクロ」のマ
ジックテープは二つの異なる構成要素からなる。一方は
フック（鈎）を有し、他方はループ（輪）を有する。ル
ープを有する帯は、柔軟なフェルト状の生地であるが、
本発明の実施例によれば、接着剤を前もって塗布してお
き、ファンブレードに（後縁に沿って）直接その帯を取
り付けることによって使用可能である。
【００１２】吸音材の帯の寸法（長さ、幅および厚さ）
は実施例によって異なることが可能であるが、雑音減少
効果（および冷却ファンの空気力学的性能への影響）も
それに応じて異なる可能性がある。さらに、帯のさまざ
まな寸法の効果は、ファンブレードのコード長（翼弦線
の長さすなわち前縁から後縁までの距離）に関連する。
例えば、図１の実施例の冷却ファンでは、コード長は約
２インチ（約５．１センチメートル）であり、吸音材の
帯はファンブレードの後縁の全長にわたり、各帯の幅は
約１６分の３インチ（約４．８ミリメートル）であり、
厚さは約１０分の１インチ（約２．５ミリメートル）で
ある。ほとんどの場合、吸音材の帯が、ファンブレード
の後縁のほぼ全長にわたって延びることが好ましい。
【００１３】図１の実施例の冷却ファンはさらに、ファ
ンブレード１４と一体となりブレード翼端に位置するフ
ランジ１５を有する。これらのフランジは、上記の翼端
流の経路を横切って配置された障壁として作用すること
により、ブレード翼端とファンハウジングの間の上記の
間隙の両側の圧力差を縮小する。このようにして、間隙
を通る気流（すなわち、翼端渦の流れ）は減少し、それ
により、ファンが発生する空気音響学的雑音はさらに縮
小される。
【００１４】図１に示したようなフランジはほぼ平面状
の要素であり、ファンハウジング１２の内壁に沿うよう
にわずかに曲がっている。フランジは、ファンブレード
がなしている角度とほぼ垂直な角度をなして配置され
る。さらに、フランジ１５は、ファンブレードの両側
に、ほぼ垂直な方向に（すなわち、ファンハウジングの
前および後の両方に向かって）延びる。
【００１５】フランジがブレードから延びる距離は実施
例によって異なることが可能であるが、雑音減少効果
（および冷却ファンの空気力学的性能への影響）もそれ
に応じて異なる可能性がある。さらに、フランジのさま
ざまなサイズの効果は、回転するファンのブレード翼端
速度に関連する。例えば、図１の実施例の冷却ファンで
は、翼端速度が毎秒約５４０インチ（約１３．７ｍ／
ｓ）で回転し、フランジがファンブレードの表面から
（両側にほぼ垂直に）延びる距離は約４分の１インチ
（約６．４ミリメートル）である。
【００１６】本発明の別の実施例では、フランジは、フ
ァンブレードの両側に延びるのではなく、前方または後
方のいずれか一方に延びることが可能である。さらに、
フランジは、ファンブレードにほぼ垂直ではない角度を
なして配置されることも可能であり、あるいはさらに曲
がっていることも可能である。さらに、本発明のさまざ
まな実施例によれば、フランジは、別個に製造された部
品を物理的に（別個に製造された）ファンブレードに取
り付けたものからなることも、また、ファンブレードお
よびフランジが一体として製造された要素の一部である
ことも可能である。
【００１７】以上、本発明の実施例について説明した
が、さまざまな変形例が可能である。例えば、本発明の
上記の実施例は特に軸性冷却ファンに対するものである
が、当業者には認識されるように、本発明の原理は、一
般的に「空気移動装置」として知られるさまざまな装置
に適用可能である。ここで用いている「空気移動装置」
という用語は、任意の目的で空気の移動を生成しあるい
は増強するために使用される任意の装置を包含する。こ
れには軸性冷却ファンのような冷却ファンや遠心送風機
が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】さらに、本発明の上記の実施例では、フラ
ンジがほぼ平面状の要素であるような、ファンブレード
と一体化されたフランジ要素を示したが、「フランジ」
という用語の使用はこれに限定されるものではない。む
しろ、ここで用いている「フランジ」という用語は、そ
の形状およびその意図する目的にかかわらず、ファンブ
レードの表面から延びるあるいは突出する任意の突起物
を包含する。当業者には明らかなように、本願の開示が
与えられれば、空気移動装置のファンブレードに取り付
けられたあるいは一体化された任意の「突起物」によっ
て、翼端渦の流れが減少する（そしてそれにより空気音
響学的雑音が縮小する）。
【００１９】また、上記の「吸音材」および「空気力学
的エネルギーを吸収する材料」という用語は、それぞ
れ、比較的低密度の任意の材料（すなわち、それが一体
化された（例えば取り付けられた）ファンブレードの材
料の密度より低い密度の材料）を包含する。このように
して、乱流の空気力学的エネルギーの少なくとも一部は
ファンブレードとの衝突時に吸収され、それにより、フ
ァンが発生する空気音響学的雑音が縮小する。当業者に
は明らかなように、上記で例示したフェルト、マジック
テープのループ、綿芯、カーペットなど以外の多くの材
料が、本発明の実施例に応じて使用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、冷
却ファンが発生する空気音響学的雑音が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従って、吸音材をファンブレ
ードに取り付けた軸性冷却ファンの図である。
【符号の説明】 １２ ファンハウジング １３ 回転可能シャフトアセンブリ １４ ファンブレード １５ フランジ １６ 吸音材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年９月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正書】
【提出日】平成８年９月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転可能シャフトアセンブリと、該回転
    可能シャフトアセンブリに結合した複数のファンブレー
    ドとからなる空気移動装置において、前記回転可能シャ
    フトアセンブリが所定の向きに回転するときのファンブ
    レードの後縁に沿って前記ファンブレードのうちの少な
    くとも一つに吸音材を取り付けたことを特徴とする空気
    移動装置。
  2. 【請求項２】 前記吸音材は空気力学的エネルギー吸収
    材料からなることを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記空気力学的エネルギー吸収材料はフ
    ェルトからなることを特徴とする請求項２の装置。
  4. 【請求項４】 前記空気力学的エネルギー吸収材料はマ
    ジックテープのループ側からなることを特徴とする請求
    項２の装置。
  5. 【請求項５】 前記空気力学的エネルギー吸収材料は綿
    芯からなることを特徴とする請求項２の装置。
  6. 【請求項６】 前記回転可能シャフトアセンブリが所定
    の向きに回転するときのファンブレードの高圧側に前記
    吸音材を取り付けたことを特徴とする請求項１の装置。
  7. 【請求項７】 前記回転可能シャフトアセンブリが所定
    の向きに回転するときのファンブレードの低圧側に前記
    吸音材を取り付けたことを特徴とする請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記回転可能シャフトアセンブリが所定
    の向きに回転するときのファンブレードの高圧側および
    低圧側の両方に前記吸音材を取り付けたことを特徴とす
    る請求項１の装置。
  9. 【請求項９】 回転可能シャフトアセンブリと、該回転
    可能シャフトアセンブリに結合した複数のファンブレー
    ドとからなる空気移動装置において、各ファンブレード
    は第１材料からなり、前記回転可能シャフトアセンブリ
    が所定の向きに回転するときのファンブレードの後縁に
    沿って前記ファンブレードのうちの少なくとも一つに前
    記第１材料の密度より低い密度を有する第２材料を取り
    付けたことを特徴とする空気移動装置。
  10. 【請求項１０】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側に前
    記第２材料を取り付けたことを特徴とする請求項９の装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの低圧側に前
    記第２材料を取り付けたことを特徴とする請求項９の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側およ
    び低圧側の両方に前記第２材料を取り付けたことを特徴
    とする請求項９の装置。
  13. 【請求項１３】 回転可能シャフトアセンブリと、該回
    転可能シャフトアセンブリに結合した複数のファンブレ
    ードとからなる空気移動装置において、前記回転可能シ
    ャフトアセンブリが所定の向きに回転するときのファン
    ブレードの後縁に沿って前記ファンブレードのうちの少
    なくとも一つに雑音縮小手段を取り付けたことを特徴と
    する空気移動装置。
  14. 【請求項１４】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側に前
    記雑音縮小手段を取り付けたことを特徴とする請求項１
    ３の装置。
  15. 【請求項１５】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの低圧側に前
    記雑音縮小手段を取り付けたことを特徴とする請求項１
    ３の装置。
  16. 【請求項１６】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側およ
    び低圧側の両方に前記雑音縮小手段を取り付けたことを
    特徴とする請求項１３の装置。
  17. 【請求項１７】 回転可能シャフトアセンブリと、該回
    転可能シャフトアセンブリに結合した複数のファンブレ
    ードとからなる空気移動装置において、前記回転可能シ
    ャフトアセンブリが所定の向きに回転するときのファン
    ブレードの後縁に沿って前記ファンブレードのうちの少
    なくとも一つに吸音材を取り付けるステップからなるこ
    とを特徴とする、空気移動装置が発生する雑音を縮小す
    る方法。
  18. 【請求項１８】 前記吸音材は空気力学的エネルギー吸
    収材料からなることを特徴とする請求項１７の方法。
  19. 【請求項１９】 前記空気力学的エネルギー吸収材料は
    フェルトからなることを特徴とする請求項１８の方法。
  20. 【請求項２０】 前記空気力学的エネルギー吸収材料は
    マジックテープのループ側からなることを特徴とする請
    求項１８の方法。
  21. 【請求項２１】 前記空気力学的エネルギー吸収材料は
    綿芯からなることを特徴とする請求項１８の方法。
  22. 【請求項２２】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側に前
    記吸音材を取り付けることを特徴とする請求項１７の方
    法。
  23. 【請求項２３】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの低圧側に前
    記吸音材を取り付けることを特徴とする請求項１７の方
    法。
  24. 【請求項２４】 前記回転可能シャフトアセンブリが所
    定の向きに回転するときのファンブレードの高圧側およ
    び低圧側の両方に前記吸音材を取り付けることを特徴と
    する請求項１７の方法。
JP8229759A 1995-08-31 1996-08-30 空気移動装置 Pending JPH09166099A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/522,485 US5601410A (en) 1995-08-31 1995-08-31 Fan having blades with sound reducing material attached
US522485 1995-08-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09166099A true JPH09166099A (ja) 1997-06-24

Family

ID=24081059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8229759A Pending JPH09166099A (ja) 1995-08-31 1996-08-30 空気移動装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5601410A (ja)
EP (1) EP0761983A1 (ja)
JP (1) JPH09166099A (ja)
KR (1) KR970011438A (ja)
CA (1) CA2184299A1 (ja)
MX (1) MX9603779A (ja)
TW (1) TW312868B (ja)

Cited By (3)

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