特許 5668534 送風ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5668534

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】送風ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/52 20060101AFI20150122BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20150122BHJP

   F04D 25/08 20060101ALI20150122BHJP

   F04D 25/06 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/52 E

   F04D29/66 L

   F04D25/08

   F04D25/06

【請求項の数】13

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-49878(P2011-49878)

(22)【出願日】2011年3月8日

(65)【公開番号】特開2012-184748(P2012-184748A)

(43)【公開日】2012年9月27日

【審査請求日】2014年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(72)【発明者】

【氏名】寺本 拓矢

(72)【発明者】

【氏名】豊島 弘祥

【審査官】 尾崎 和寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１０７９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０６８９５６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／５２

Ｆ０４Ｄ ２５／０６

Ｆ０４Ｄ ２５／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を中心に回転するインペラと、
前記インペラを回転させるモータ部と、
前記モータ部を支持するモータ支持部と、
前記インペラ及び前記モータ部を収容するハウジングと
を備え、
前記モータ支持部は、略円形板状のベース部と、中心軸を中心として軸方向に伸びる略円筒状の軸受保持部とを有し、少なくとの前記ベース部は樹脂で構成されており、
前記ベース部の上面もしくは下面の少なくともいずれか一方の面には、軸方向に凹む複数の凹部が網目状に形成されており、
前記ベース部の前記凹部以外の平坦部は、前記ベース部の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さない、送風ファン。

【請求項2】

前記凹部は、円形または多角形である、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項3】

周方向に配設された前記凹部の前記平坦部に対する面積比は、径方向内側と径方向外側とが等しい、もしくは、径方向内側より径方向外側のほうが小さい、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項4】

周方向に配設された前記凹部の数は、径方向外側に向かうに従って増加している、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項5】

径方向内側の周方向に配設された前記凹部の数と、径方向外側の周方向に配設された前記凹部の数とは、互いに素である、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項6】

前記複数の凹部は、ハニカム状又は格子状に配列されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項7】

前記凹部は、前記ベース部の上面もしくは下面の少なくともいずれか一方において、大きさ、または配置が不均一に配設されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項8】

前記ベース部は、径方向外側端部において環状の壁部が形成されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項9】

前記凹部は、前記ベース部の上面及び下面に形成されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項10】

前記送風ファンは、軸流ファンであって、
前記ベース部の径方向外側端部は、前記ハウジングの内側部と、複数のリブで連結されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項11】

前記ハウジング、前記ベース部、及び前記リブは、樹脂成型により一体的に形成されている、請求項１０に記載の送風ファン。

【請求項12】

前記送風ファンは、遠心ファンであって、
前記ベース部の径方向外側端部は、前記ハウジングの内側部に連結されている、請求項１に記載の送風ファン。

【請求項13】

前記ハウジング及び前記ベース部は、樹脂成型により一体的に形成されている、請求項１２に記載の送風ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器の冷却等に使用される送風ファンに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、送風ファンは、風洞部を形成するハウジングと、ハウジング内に収容されたインペラと、インペラを回転させるモータ部と、モータ部を支持するモータ支持部を備えている。モータ部は、ステータ部とロータ部とを備え、ロータ部は軸受を介して、ステータ部に対して回転可能に支持されている。また、モータ支持部は、軸受及びステータを支持する軸受保持部と、ハウジングに連結されたベース部とを有している。これにより、モータ支持部は、ハウジングに支持されるとともに、ロータを回転可能に支持する。

【0003】

なお、モータ支持部のハウジングへの支持は、軸流ファンの場合には、ベース部を複数のリブを介してハウジングに連結することにより行われ、また、遠心ファンの場合には、ベース部を直接ハウジングに連結するまたは、ベース部を複数のリブを介してハウジングに連結することにより行われる。ここで、リブも含め、ハウジングとモータ支持部（軸受保持部とベース部）とを樹脂で一体成型することにより、部品点数を低減することができる。

【0004】

ところで、電子機器内に搭載される電子部品等の高密度化に伴い、送風ファンの冷却能力を高めることが求められている。そのためには、インペラを高速回転することにより、風量を増加させる必要がある。

【0005】

しかしながら、インペラの回転速度を増加させると、回転に伴う振動が軸受を介して、モータ支持部やハウジングに伝わるため、モータを取り付ける実機にその振動が伝達され、実機で不具合が発生することが懸念される。特に、モータ支持部とハウジングとが樹脂で一体成型されている場合には、振動が減衰しにくいため、モータを取り付ける実機にその振動が伝達されやすい。

【0006】

このような問題に対して、特許文献１には、ベース部に複数の強化リブを形成する技術が記載されている。これにより、ハウジングが強化されるため、振動の伝達を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−５７６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、ベース部に強化リブを形成することによって、ハウジングは強化されたものの、ベース部を介してハウジングに伝達される振動の低減はなお不十分であった。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、製造が容易で、振動の低減が可能な送風ファンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る送風ファンは、中心軸を中心に回転するインペラと、インペラを回転させるモータ部と、モータ部を支持するモータ支持部と、インペラ及びモータ部を収容するハウジングとを備え、モータ支持部は、略円形板状のベース部と、中心軸を中心として軸方向に伸びる略円筒状の軸受保持部とを有し、少なくともベース部は樹脂で構成されており、ベース部の上面もしくは下面の少なくともいずれか一方の面には、軸方向に凹む複数の凹部が網目状に形成されており、ベース部の凹部以外の平坦部は、ベース部の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さない構成をなす。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、振動の低減が可能な送風ファンを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態における送風ファンの構成を示した断面図である。

【図2】（ａ）及び（ｂ）は、ベース部の表面に肉盗み部（凹部）を設けたモータ支持部の構成を示した平面図である。

【図3】（ａ）及び（ｂ）は、ベース部における凹部の配列の例を示した平面図である。

【図4】（ａ）〜（ｄ）は、ベース部における凹部の他の配列の例を示した平面図である。

【図5】本発明の他の実施形態における送風ファンの構成を示した断面図である。

【図6】本発明の他の実施形態における送風ファンの構成を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態における説明では、中心軸に平行な方向を「軸方向」とし、中心軸を中心とする半径方向を「径方向」としている。また、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態における送風ファン１００の構成を模式的に示した断面図である。なお、本実施形態で例示する送風ファン１００は、アウターロータ型のモータを備えた軸流ファンであるが、これに限らず、例えば、遠心ファンにも適用することができる。

【0015】

図１に示すように、本実施形態における送風ファン１００は、中心軸Ｊ１を中心に回転するインペラと、インペラを回転させるモータ部と、モータ部を支持するモータ支持部２０と、インペラ及びモータ部を収容するハウジング３０とを備えている。

【0016】

モータ部は、シャフト１１と共に中心軸Ｊ１を中心に回転するロータマグネット１３と、ロータマグネット１３の径方向内方に配置されたステータ１７とを備えている。また、ロータマグネット１３は、シャフト１１に固定された略円筒状のヨーク１２の内側面に取り付けられており、このヨーク１２とロータマグネット１３とでロータを構成している。また、ヨーク１２の外側面には、インペラカップ１４が固定されており、このインペラカップ１４と、インペラカップ１４の外周に形成された複数の翼１５とでインペラを構成している。

【0017】

モータ支持部２０は、略円形板状のベース部２１、及び中心軸Ｊ１を中心として軸方向に伸びる略円筒状の軸受保持部２２を有する。この軸受保持部２２は、軸受１６を介してシャフト１１を回転可能に支持するとともに、軸受保持部２２の外周には、ステータ１７が固定されている。また、ベース部２１の径方向外側端部は、ハウジング３０の内側部と、複数のリブ３１で連結されている。これにより、モータ支持部２０は、ハウジング３０に支持されるとともに、ロータ及びインペラを回転可能に支持している。そして、ハウジング３０には、軸方向の両端部が開放された風洞部が形成され、インペラの回転により、軸方向に空気が流れるようになっている。

【0018】

本実施形態において、少なくともベース部２１は樹脂で構成されているが、ベース部２１、ハウジング３０、及びリブ３１が、樹脂成型により一体的に形成されていてもよい。さらには、軸受保持部２２も一体的に形成されていてもよい。

【0019】

ところで、インペラの回転速度を増加させたときに、軸受１６を介して、モータ支持部２０に伝わる振動を低減させるには、ベース部２１の剛性を高めることが有効である。しかしながら、ベース部２１の剛性を高めるために、ベース部２１の厚みを大きくすると、樹脂成型時にヒケ（熱収縮変形）が発生する畏れがある。

【0020】

そこで、本願発明者らは、ヒケの発生を防止するために、ベース部２１の表面に、肉厚を薄くした、いわゆる肉盗み部を形成して、ベース部２１に伝わる振動を調べたところ、肉盗み部の形成の仕方によって、振動の低減度合いに差が生じることが分かった。

【0021】

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ベース部２１の表面に肉盗み部を設けたモータ支持部２０の構成を示した平面図で、図２（ａ）に示した構成のモータ支持部の方が、図２（ｂ）に示した構成のモータ支持部よりも、ベース部２１に伝わる振動が効果的に低減されていた。ここで、ベース部２１の表面には、肉盗み部に相当する軸方向に凹む凹部２３が網目状に形成されている。また、略円形板状のベース部２１の径方向内側には、略円筒状の軸受保持部２２が形成され、ベース部２１の径方向外側端部は、複数のリブ３１によって、ハウジング３０の内側部に連結されている。

【0022】

凹部（肉盗み部）２３の形成の仕方によって、振動の低減度合いに差が生じたのは、次のような理由によるものである。

【0023】

図２（ｂ）に示した構成のベース部１２１では、ベース部１２１の凹部１２３以外の平坦部１２４が、ベース部１２１の中心Ｏ（中心軸Ｊ１の中心）から放射状に伸びる径方向Ｐに沿って連続する部位を有している。そのため、ベース部１２１において、中心軸Ｊ1と通過する線分に沿って、直線的に連なる平坦部１２４が、振動を伝達する最短経路となり、その結果、振動が低減されにくい。

【0024】

一方、図２（ａ）に示した構成のベース部２１では、ベース部２１の凹部２３以外の平坦部２４が、ベース部２１の中心Ｏ（中心軸Ｊ１の中心）から放射状に伸びる径方向Ｐに沿って連続する部位を有していない。そのため、ベース部２１において、中心軸Ｊ1と通過する線分に沿って、平坦部２４がジグザグ状に連なっているため、振動の伝達が分散され、その結果、振動が効果的に低減される。

【0025】

すなわち、回転に伴う振動が軸受１６を介してモータ支持部２０（ベース部２１）に伝わるのを低減するために、本実施形態における送風ファン１００は、中心軸Ｊ１を中心に回転するインペラと、インペラを回転させるモータ部と、モータ部を支持するモータ支持部２０と、インペラ及びモータ部を収容するハウジング３０とを備え、モータ支持部２０は、略円形板状のベース部２１、及び中心軸Ｊ１を中心として軸方向に伸びる略円筒状の軸受保持部２２を有し、少なくともベース部２１は樹脂で構成されており、ベース部２１の上面もしくは下面の少なくともいずれか一方の面には、軸方向に凹む複数の凹部２３が網目状に形成されており、ベース部２１の凹部２３以外の平坦部２４は、ベース部２１の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さない。

【0026】

このような構成により、ベース部２１の凹部２３以外の平坦部２４が、ベース部２１の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さないため、軸受１６を介してモータ支持部２０に振動が伝わっても、平坦部２４に沿って伝わる振動を分散させることができるため、ベース部２１に伝わる振動を低減することができる。また、ベース部２１を樹脂成型する際、凹部２３をいわゆる肉盗み部として形成することによって、樹脂成型時のヒケの発生を抑制することができる。これにより、ベース部２１の厚みを増加することが可能となり、ベース部２１の剛性を高めることができる。また、ベース部２１の凹部２３は、樹脂成型時の肉盗み部として形成されるため、金型を用いた射出成型技術により容易に形成することができる。

【0027】

本発明において、ベース部２１に伝わる振動を低減させる効果は、平坦部２４が、ベース部２１の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さない構成をなしていれば奏することができ、凹部２３の形状や配列は特に制限されない。

【0028】

図３（ａ）、（ｂ）は、ベース部２１における凹部２３の配列の例を示した平面図である。

【0029】

図３（ａ）に示したベース部２１では、複数の凹部２３が、ハニカム状に配列されている。ここで、「ハニカム状に配列」とは、複数の凹部２３が、一定の幅を有する平坦部（隔壁）２４によって区画された配列をいい、凹部２３の形状は、図３（ａ）に示した六角形に限らず、円形、四角形、三角形等の形状であってもよい。

【0030】

また、図３（ｂ）に示したベース部２１では、複数の凹部２３が、格子状に配列されている。ここで、「格子状に配列」とは、複数の凹部２３が、互いに交差する直線上に一定間隔で配置された配列をいい、図３（ｂ）に示したベース部２１では、六角形の形状の凹部２３が、互いに直交する直線上に配置された配列になっている。

【0031】

図４（ａ）〜（ｄ）は、ベース部２１における凹部２３の他の配列の例を示した平面図である。

【0032】

図４（ａ）に示したベース部２１では、四角形の形状の凹部２３が、千鳥状に配列されている。

【0033】

また、図４（ｂ）に示したベース部２１では、四角形の形状の凹部２３が、格子状に配列されている。

【0034】

また、図４（ｃ）に示したベース部２１では、径方向内側の周方向に配設された凹部２３の数が、径方向外側の周方向に配設された凹部２３の数の１／２になっている。なお、径方向内側の周方向に配設された凹部２３の数と、径方向外側の周方向に配設された凹部２３の数とを、互いに素にすれば、中心軸Ｊ1と通過する線分に沿って、直線的に連なる平坦部２４をなくすことができる。

【0035】

また、図４（ｄ）に示したベース部２１では、形、大きさの異なる凹部２３が、ランダム（不均一）に配列されている。

【0036】

なお、ベース部の強度を高めるためには、周方向に配設された凹部２３の平坦部２４に対する面積比を、径方向内側より径方向外側の方を小さくすることが好ましい。

【0037】

図５は、本発明の他の実施形態における送風ファン１１０の構成を模式的に示した断面図である。本実施形態で例示する送風ファン１１０も、図１に示した送風ファン１００と同様に、アウターロータ型のモータを備えた軸流ファンである。

【0038】

本実施形態における送風ファン１１０は、モータ支持部２０が、軸受保持部２２が樹脂からなる部位２２ａと、金属からなる部位２２ｂとで構成されている点、及び、ベース部２１の径方向外側端部に環状の壁部２５が形成されている点において、図１に示した送風ファン１００と異なる。

【0039】

軸受保持部２２のうち、軸受１６を支持する部位２２ｂを金属で構成することによって、軸受保持部２２の強度が向上するとともに、軸受保持部２２を異なる材料からなる部位２２ａ、２２ｂで構成することによって、ベース部２１に伝達される振動をより低減することができる。また、ベース部２１の径方向外側端部に、環状の壁部２５を形成することによって、ベース部２１の強度をより向上させることができる。

【0040】

また、本実施形態において、金属からなる軸受保持部２２の部位２２ｂを、ベース部２１にインサート成型することにより、ハウジング３０、リブ３１、及びモータ支持部２０を、一体的に形成してもよい。

【0041】

図６は、本発明の他の実施形態における送風ファン１２０の構成を模式的に示した断面図である。本実施形態で例示する送風ファン１２０は、アウターロータ型のモータを備えた遠心ファンである。

【0042】

本実施形態における送風ファン１２０は、ベース部２１の径方向外側端部が、ハウジング３０の内側部に連結されている点において、図１に示した送風ファン１００と異なる。

【0043】

また、本実施形態において、ハウジング３０及びモータ支持部２０を、一体的に形成してもよい。

【0044】

なお、図５及び図６に示した送風ファン１１０、１２０においても、ベース部２１の上面もしくは下面の少なくともいずれか一方の面には、軸方向に凹む複数の凹部２３が網目状に形成されており、ベース部２１の凹部２３以外の平坦部２４は、ベース部２１の中心から放射状に伸びる径方向に添って連続する部位を有さない構成をなしている。

【0045】

ところで、本発明におけるベース部２１に形成された凹部２３は、いわゆる肉盗み部として形成されたものである。従って、ベース部２１の樹脂成型時におけるヒケの発生を防止するためには、ベース部２１の最外周及び最内周を除いて、周方向に配設された凹部２３の平坦部２４に対する面積比を、径方向内側と径方向外側とで等しくすることが好ましい。あるいは、周方向に配設された凹部２３の数を、径方向外側に向かうに従って増加することが好ましい。

【0046】

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、アウターロータ型のモータを備えた送風ファンについて説明したが、インナーロータ型のモータを備えた送風ファンにも適用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１１ シャフト
１２ ヨーク
１３ ロータマグネット
１４ インペラカップ
１５ 翼
１６ 軸受
１７ ステータ
２０ モータ支持部
２１ ベース部
２２ 軸受保持部
２２ａ 樹脂からなる部位
２２ｂ 金属からなる部位
２３ 凹部
２４ 平坦部
２５ 壁部
３０ ハウジング
３１ リブ
１００、１１０、１２０ 送風ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】