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GLOBEFAN は、コンピュータ ー周辺機器、計器及び工 業設備などの
G L O B E FA N は、コンピュータ ー周辺機器、計器及び工 業設備などのメーカーに対し、 軸流ファン、ブロアーファン、横 流ファン及びVGAファンといった高品 質な冷却ファンを一貫して製造してお り ま す 。 GLOBEFANの フ ァ ン は 、 そ の 卓越した高い性能及び信頼性、低消費電 力、低振動により、幅広い分野で採用され ています。また、DCファンのサイズは幅広 く取り揃えており、お客様の様々な放熱 におけるニーズに対応することができま す。GLOBEFANの工場はISO9001及び QC080000の品質管理システムを取 得しており、UL、TÜV、CEとい った各種安全規格テストに合 格した製品を製造して おります。 20 E.1. モーター モーターはファンの心臓部であり、その設計はファン性能の重要な鍵を握っています。モーターが小さければ小 さいほど、羽根はそれに応じて長くなり、これにより風量も増加します。GLOBEFANのファンは他社ファンと同 一の放熱効果を低速回転で実現することで、低騒音化に寄与します。 中文 E.2. 軸受と寿命 動作寿命はファン性能の最も重要な性能パラメーターの一つです。特にベアリングシステムと使用環境条件が、 ファンの使用寿命を決定する主要要素となっています。GLOBEFANのファンには4種類のベアリングシステムが あり、その種類と正常環境条件下における動作寿命予測は[表1]に示すとおりです。 English 工程データ [表1]：ベアリングの種類と寿命予測の対照表 種類 動作寿命予測 70,000 時間 60,000 時間 BS 40,000 時間 S 26,000 時間 日本語 B DS E.3. 騒音値 E.3.1. 騒音値の計測 音圧測定は、周辺騒音が極度に低い無響室で行われます。測定条件はISO7779に依拠します。吸気側正面から1メ ートルの距離にマイクを設置して測定します。[図1]をご参照下さい。 [図1]：ファン騒音測量の略図 ↓㡪ᐊ ࣇࣥ ࣐ࢡ -SV^ ࠕ㡢ᅽィ ჾࠖ T E.3.2. 騒音水準[表2] [表2]：環境の音圧水準及び聴覚対照表 0 ～ 20 デシベル 非常に静か 5dB 一般人の聴覚の極限 10dB 普通の呼吸音 20 ～ 40 デシベル 静か 20dB 木の葉が落下する音 30dB 耳にささやかれる声 40 ～ 60 デシベル 普通 40dB 図書館 50dB 静かな事務所 60 ～ 80 デシベル 騒々しい 60dB 普通の会話音 70dB 込み合った卸売市場 80 ～ 100 デシベル うるさい 80dB 地下鉄の車内 90dB 小型プレス工場の作業音 100 ～ 120 デシベル 非常にうるさい 100dB 大型プレス工場の作業音 120dB ジェット機エンジン傍の音 E.3.3. 超低騒音 GLOBEFANのファンにおける特色の一つが低騒音です。特に独自開発されたゴルフファンシリーズは、低剥離流 を獲得する羽根全体形状と気流の抵抗を抑える羽根表面のディンプル加工技術により、更に低騒音と有効な放熱 効果を実現しています。 E.3.4. 電装放熱システムの低騒音化技術 以下は、電子電器装置の放熱システムにおける、騒音発生の原因と低騒音化の方法について記述します。 21 E.3.4.1. システムインピーダンス コンピューターシステムや装置筐体内の流動阻止力は、システムインピーダンスと呼ばれます。通常、吹込式シ ステム（吸気側にのみファンがある）の場合排気側開口部の総面積は、吸気口 より20％～40％大きくする必要が あります。一方、吹出式システム（排気側にのみファンがある）の吸気側の総面積は排気口より20％～40％大き くする必要があります。それぞれのシステムで排気口、あるいは吸気口で必要面積が取れていなければ、システ ムインピーダンスが大きくなり、放熱効率が悪くなります。この時、ファンの回転数を上げて必要流量を獲得し ようとすれば、騒音もそれに伴い大きくなります。風の出入口面積を適切に調整し、筐体内で流路を考えた部品 配置にすることで、システムインピーダンスを低下させ、同時に騒音を低減させることができます。 但し、吹込式の風出口が大きすぎる場合、又は吹出式の風入口が大きすぎる場合は、風速が遅くなりすぎて、有 効な放熱ができなくなります。 筐体内の空間が大きいとシステムインピーダンスは低くなり、風の流れが確保しやすくなります。そこで、高発 熱部品を流路上に配置することで更に高い放熱効果が得られます。 E.3.4.2. 気流の乱流 流路上にある垂直状の障害や鋭角部は流れを乱し、騒音を生み出します。このため、垂直状の障害を避ける必要 があります。吸排気部近くは風速が速くなるため、特に注意が必要です。GLOBEFANのファンのフレームは吸排 気部分に流線形状を採用し、乱流を最低限に抑え、風速を加速させる設計になっております。 E.3.4.3. ファン回転速度とサイズ 高速回転のファンは、低速回転のファンより大きな騒音を出します。通常同じ風量を獲得する場合、口径が大き めの低速ファンの方が口径が小さい高速ファンより、静かになります。 E.3.4.4. 温度の上昇 システムにおいて、許容の温度上昇と冷却に必要な総風量は反比例します。許容の温度上昇をやや高く設定でき れば、必要な総風量を大量に減少させられることができます。このため、許容の温度上昇の制限をやや緩くでき る場合、必要な総風量は低減され、騒音も顕著に低減します。 E.3.4.5. ファン固定具の選択 ファン固定具のデザイン、材質は、騒音に影響を及ぼします。よって、ファンの固定方法を検討する場合、震動 を避け騒音を抑える材料を選択、採用 することで低騒音化が図られます。特別に低騒音設計を必要とする場合、 是非、当社の営業部までお問い合わせ下さい。 E.4. 気流 E.4.1. 風量及び静圧測定 風量及び静圧の測定では、容易に各種要素の影響を受けます。よって、精密な測定機を使用する必要がありま す。GLOBEFANが採用する全自動風穴測定機は、AMCA210国際標準に基づいて製作されており、測定範囲は風量3 ～ 250CFM、静圧0 ～ 60mmAqとなっています。[図2]をご参照下さい。 [図2]：風量風圧測量の配置図 LFM NOZZLE TESTED FAN TACHOMETER POWER SUPPLY POWERMETER BLOWER INVERTER P.T. VALVE P VALVE Q BARO DRY WET P.T. DAS PC PRINTER E.4.2. 測定テストの原理: 流体連続の法則(Law of Continuity) 連続の法則は、流体力学において重要な公式であり、システムの各ポイントの流体速度を算出するのに便利で す。図3をご参照下さい。管径が変化しない安定した風洞において、風洞内の各ポイントにおける時間毎に通過す る流量は全て等しくなり、ρνS=Constant となります。 管径が変化する場合、切断面Aの切断面積をS1 、流速をν1 、流体密度をρ1とし、切断面Bの切断面積をS2、流速を ν2、流体密度をρ2とすると、ρ1ν1S1=ρ2ν2S2となります。 流体が圧縮できない場合、ν1S1=ν2S2となります。 [図3]：流体連続の法則(Law of Continuity)の管径変化の略図 Section A Ɉ Ɍ Section Area S1 22 B Ɉ Ɍ S2 English E.4.2.1. 空気噴射補助機の調整で、静圧をゼロとすると、得られる最大風量ポイントはQmaxとなります。 E.4.2.2. 空気噴射補助機をオフにして、風量をゼロとすると、得られる最大静圧ポイントはPmaxとなります。 E.4.2.3. 空気噴射調整機の異なる風量ポイントにより、PQ曲線が得られます。 異なる風量ポイントの測定では、ノズル調整の口径が必要となり、ノズル前後のキャビン間で生まれる差圧を計 測し、コンピューター端末に伝送して計算します。流体力学の連続の法則を利用し、差圧の変動により相対する 流速及び風量(風量=流速×ノズル面積)を求めることができます。 E.4.2.4. 風量換算につきましては、[表3]をご参照下さい。 [表3]：風量の度量衡換算表 1 1.66666×10 -2 1×10-3 1.66666×10 -5 CMM (m3/min) LPS (l/s) LPM (l/min) CMH (m3/h) CFS (ft3/s) 6×10 1×103 6×104 3.6×103 3.531×10 2.118×103 3.531×10 1 1.66666×10 1×10 6×10 5.885×10 6×10-2 1 6×10 3.6 3.531×10-2 2.118 1×10 1.666×10 1 6×10 5.9×10 3.54×10-2 -3 -2 3 -2 1.66666×10-2 2.77777×10-1 1.66666×10 1 2.832×10 1.69883 2.832×10 1.69833×10 1.019×10 2.831×10-2 0.472 2.831×10 1.6983 4.72×10-4 3 2 -1 -4 9.81×10-3 5.886×10-1 1 6×10 1.66666×10-2 1 日本語 2.77777×10-4 -2 CFM (ft3/min) 中文 CMS (m3/s) E.4.2.5. 静圧換算は [表4]をご参照下さい。 [表4]：静圧の度量衡換算表 Pa (N/ m2) mmAq (mmH2O) inAq (inH2O) kgf/cm2 atm bar lbf/in2 1 1.0197×10-1 4.017×10-3 1.0197×10-5 9.869×10-6 1×10-5 1.450×10-4 9.80665 1 3.939×10-2 1×10-4 9.678×10-5 9.806×10-5 1.422×10-3 2.49×10 25.4 1 2.54×10 2.46×10 2.49×10 3.61×10-2 2 9.80665×104 104 1.01325×10 1.0332×10 5 1×105 6.895×10 3 -3 3.937×102 1 4.071×10 2 1.0197×104 4.018×102 7.031×10 27.686 7.031×10 4 2 -3 -3 0.9678 0.980665 14.2234 1.03323 1 1.01325 14.6960 1.01972 0.986923 1 6.805×10 6.895×10 -2 -2 14.5038 -2 1 E.5. 電流 E.5.1. 動作電流が小さくなる程電力の消費量が減り、発熱も抑えられることからファンモーターの寿命も長くな ります。 E.5.2. 動作電流とは、ファンが起動し約１分後の回転速度が安定した時点での電流値を指します。 E.6. 電圧 E.6.1. 定格電圧 : カタログスベックを出すのに必要な適正電圧です。 E.6.2. 動作電圧 : 許容電圧範囲。動作電圧を超えてファンを運転してはなりません。 E.6.3. 起動電圧 : スイッチを入れた後ファンが回転し始める最低許容電圧です。 E.7. 消費電力 E.7.1. 消費電力は、定格電圧で測量されます。P(消費電力)=IV= I × IR E.7.2. 実際の動作電流と供給電圧の積がファンの消費電力となり、単位はW(ワット)です。 E.8. 回転速度 E.8.1. 回転速度の測定方法は様々です。オシログラフ、ストロボスコープ、赤外線などを用いてファンの回転速 度を測定することができます。また、[図4]のように、ファンのオープンコレクタ回路を利用して、出力の矩形波 からファンの回転速度を計測することもできます。 [図4]：オープンコレクタ式ファンの回転速度測定の回路図 DC FAN Customer’s Circuit R IC VCC F.G. Output Vcc ≤ 30mV Ic ≤ 10mA VSAT ≤ 0.5mV Vcc VSAT Run Locked 23 E.9. 電磁干涉 (EMI) E.9.1. EMIはElectro Magnetic Interferenceの略称で、不要な電磁波干渉 を指します。アメリカの連邦通信委 員会（FCC）及びドイツ電気技術者協会（VDE）は電磁波干渉を管理制御する規定を制定しています。 E.9.2. GLOBEFANのDCブラシレスファンは、低電圧製品に属し、また優れた電磁漏れ防止設計により、一般の コンピューター電化製品に対し、EMI問題を引き起こすことはありません。コンピューター電化製品が非常に敏感 である場合、コンデンサーや環状鉄心の改善を施すこともできます。 E.10. 適切なファンの選び方 E.10.1. 全ての電気、電子製品は内部で発生する熱により必要な冷却風量が決められます。正しい冷却装置を選 ぶためには以下の項目を考慮することが必要です。 • 最適な風量である。 • 装置にフィットし、最小のサイズである。 • 騒音が最小限に抑えられている。 • 消費電力が最小限に抑えられている。 • 信頼性と期待寿命値が高い • 正当な値段である E.10.2. 正しい軸流ファン又はブロアファンを選択するための３つの基本的なステップがあります。 ステップ一：装置の特性と環境を決める。 装置内部の許容温度を何℃にするかを決め、各装置の効率と出入力より総発熱量を算出する。 ステップ二：放熱に必要な総風量を計算。 熱伝導の基本公式は以下のとおりです。 H = Ca × Ma × ΔT H: 熱伝導量。単位はワット(W) Ca: 空気の比熱 Ma: 排出される空気の重量(Q×ρa) ρa: 空気密度 ΔT: 装置内部の上昇温度 Q= H Ca×ρa×ΔT この内、ρa = 3160kW/°F = 1756 kW/°Cとなった場合、 QCFM = 3.160×P ΔTF = 1.756×P ΔTC QCMM = 0.090×P ΔTF = 0.050×P ΔTC Q: 冷却に必要な総風量 P: 装置内の発熱量、つまり装置が消耗する電気効率、単位はワット(W) ΔTF: 許容される温度上昇の華氏温度 ΔTC: 許容される温度上昇の摂氏温度 ΔT = ΔT1 – ΔT2 [図5]：コンピューター装置の放熱システムの略図 吹込式システム(Blow-in System) Heat source 24 吹出式システム(Blow-out System) Heat source English ステップ三：ファンの選択 適切なファンを選択するためには、システム動作点を知る必要があります。システムインピーダンス曲線とファ ン特性曲線の交差した点をシステム動作点と呼びます。圧力損失は測定装置がなければ測定できないため、一般 的には動作風量の1.5倍～2倍（動作風量は最大風量の1/2～2/3）のファンを選びます。 [図6]：システムインピーダンスとファンの操作ポイント ࢩࢫࢸ࣒ࣥࣆ࣮ࢲࣥࢫ ᭱㟼ᅽ 中文 ࢩࢫࢸ࣒ືసⅬ ືస㟼ᅽ ࣇࣥࡢ≉ᛶ᭤⥺ ືస㢼㔞 ᭱㢼㔞4 㟼ᅽ(mmAq) [図7]：2タイプのファンの特性曲線とシステムインピーダンスの関係図 ᭤⥺3 ࢩࢫࢸ࣒ࣥࣆ࣮ࢲࣥࢫ ᭤⥺2 3 2 㢼㔞(CFM) E.11. ご使用上の注意 E.11.1. 動作環境温度：－10°Cから＋70°C。保管環境温度：－20°Cから＋75°C。 E.11.2. ファンに衝撃を与えたり、羽根を圧迫させないで下さい。内部のベアリングが損傷する恐れがあります。 E.11.3. ファンの可燃性の気体を有する環境でのご使用はお止めください。また、決してファンと液体を接触さ せないで下さい。 E.11.4. ファンを高温、低温、高湿又は埃の多い環境に置いたり、長期的使用せず置きっぱなしにしたりしない で下さい。 E.11.5. ファンの出入口には、紙屑や虫といった異物進入がないようにお気をつけください。手が羽根に触れな いようにファンガード等の取付けをご検討ください。また、回転中の羽根に故意に触ったり、止めたりしないで 下さい。オーバーヒートし、故障の原因となります。 E.11.6. ファンを取付ける際、特にファンのフレームが変形しないよう注意して下さい。振動や騒音の原因にな ります。 E.11.7. 運搬や取付け作業時、ファンが落下しないよう注意して下さい。 E.11.8. 導線やコネクターを引っ張らないで下さい。電気回路の故障や断線の原因になります。 E.12. 環境保護について (RoHS) 環境保護は現在、世界の主要課題の一つであり、人類の根本的な利益にかかわっています。GLOBEFANの各製品 は製造過程において長年、積極的にRoHS指令、無鉛製造工程、非アルカリ材料、エネルギー節約、二酸化炭素削 減といった環境保護要求に取り組んでいます。 25 日本語 E.10.3. ファンの選定例 E.10.3.1. [図7]が示すように、曲線Mと曲線Lは8025ファンの中回転速度と低回転速度時の風量静圧特性曲線で す。この2つの曲線とシステムインピーダンス曲線の交点が動作点M(15CFM/1.3mmAq)と動作点L(10CFM/1.0mmAq)で す。動作点Lがシステム放熱のニーズを満足させているので、下記の3つの情況をが考えられます。 E.10.3.2. 消費電力と騒音を考慮される場合は、低回転速度のファンを選定できます。 E.10.3.3. システム販売後、カードスロット(ゲームカード、イラストカードなど回路ボード)又はディスク(読み 書きCD-ROMなど)の増設 を考慮される場合は、比較的高回転速度のファンを選択できます。 E.10.3.4. 上述の両方を考慮したい場合、可変速ファンを選定できます。詳しくは、当社営業部にお問い合わせ 下さい。 E.13. オプション機能 E.13.1. PWM（パルス幅調整機能） PWMとは、パルス幅により内部電子部品で形成される動作周波数を調整する機能を指し、パルス幅変調 (PulseWidth Modulation、PWM)と呼ばれています。コンピューター又は電気機器回路において、TTLレベル波(Hz)又はOD 振幅により、ファンの回転速度を制御し、ソフト、ハードが求める最適な放熱を実現します。 E.13.2. FG (周波数出力機能) FGはFrequency Generatorの略称で、正方波、又はF00波です。この波形はファンの一周期毎の運転で形成される 矩形シグナルの高低で、このシグナルの周波数とファンの回転速度は同期します。電気機器の制御回路は、ファ ンの回転速度の変化をこの周波数信号によって探知します。 E.13.3. AR (電力切断・自動リスタート機能) E.13.3.1. ARはAuto Restart and Current Shutdownの略称で、運転の阻害により、ファンが故障しないよう防止 するための保護機能です。 E.13.3.2. ファンの回転中に外部障害により羽根が止まるとモータ内に高い拘束電流が流れます。AR機能を備 えたファンはICが2秒以内に電力を遮断し、ファン内部が高温になるのを防止し、ファンが破損するのを防ぎま す。AR ICが電力を切断した3秒後、再度起動し、回転阻害要因が消え、回転を始めるまでずっと遮断と起動を繰 り返します。 E.13.3.3. 当機能は、ファン回転が長時間外的妨害を受け、高温や高電力が電気回路を破損する事故を防止しま す。詳細の解説は承認書でご確認ください。 E.13.4. RD(回転探知機能) 回転探知機能を有したファンは、シグナル出力専用ラインを1本もっており、ホストコンピューターのボードでフ ァンが正常に回転しているかどうかを検知します。ファンが正常に運転している場合は、低電位信号を表示し、 ファンが動かない、又は故障した場合は、高電位信号を表示します。当機能は、コンピューター又は電気製品で 回転状態を探知することができ、高電位シグナルにより異常警告を発信、表示します。正確な警告及び保護情報 は、インテリジェンス製品の安全システムに必須です。 E.13.5. TC(温度による回転速度制御機能) 温度による回転速度制御機能は、サーミスタが環境温度を探知し、ファンの回転速度を変更する機能です。TC機 能を有するファンは、機器をスタートする時点では、低速運転となっています。環境温度が上昇するに従ってフ ァンの回転数が上がります。環境温度が常温に戻ると、ファンもそれに伴い低速運転に戻ります。ファンの温度 による回転速度制御機能は、コンピューター電気製品で「静音性」と「冷却性能」の両立に寄与し、ユーザーか らの要望の高い機能です。 E.13.6. SC (回転速度切替機能) 回転速度切替機能を有するファンは、可変抵抗器や切替スイッチといった部品を 使い、回転数を手動で可変させる機能です。 E.13.7. HP (防湿型ファン) 防湿型ファンは、湿気や水蒸気からファンを保護する機構を有したファンです。この種のファンは電気設備等に 応用されており、室外や雨、霧の多い天候の環境下での使用においても、高信頼性を保ちます。 E.14. フレーム形状/リード線/コネクター E.14.1. ファンのフレーム形状「表５」をご参照ください。 「表５」フレーム形状の種類と図形の対照表 フレーム形状 リブ付(4 穴) E.14.2. 標準リード線 a. UL 1007 AWG24 / AWG26 / AWG28 b. UL 1061 AWG26 / AWG28 c. UL 2468 AWG24 / AWG26 / AWG28 d. カスタム品 26 リブなし(8 穴) 片面リブ(4 穴) オープンフランジ (4穴) English E.14.3. 常用コネクター「表６」をご参照ください。 「表６」コネクターの常用規格と図形の対照表 (單位：mm) 孔距 型號 電路 適用線材規 格 (AWG) 2 or 3 #32~#28 2 or 3 #30-#24 2 or 3 #30-#24 2 or 3 #28-#22 圖面 Molex 49502-0300 TKP H125-xP 中文 1.25mm JWT A1251-xP Molex 51090-0300 JMT A2006-xP 日本語 2.0mm TKPH200-xP Molex 51102-0300 2.50mm JMTA2502-xP TKP H120-xP Molex 22-01-3037 2.54mm JMT A2548-xP Molex 47054-1000(PWM) 4 Molex 35566-0400 5.08mm TKP 8851-4P male 2 or 4 #20~#18 TKP 5550-4P female 27