(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記周辺部が、前記周辺低部と前記周辺高部との間に中間部をさらに備え、前記中間部の上面が、前記周辺高部から前記周辺低部に向かって下方へと傾斜する傾斜面である、請求項1ないし7のいずれかに記載の送風ファン。
前記インペラの回転方向後側における前記側壁部の内面と前記インペラとの間の径方向の距離が、前記インペラの回転方向前側における前記側壁部の前記内面と前記インペラとの間の径方向の距離よりも小さく、
前記インペラの前記回転方向前側における前記周辺低部の径方向の幅が、前記回転方向後側における前記周辺低部の径方向の幅よりも大きい、請求項1ないし9のいずれかに記載の送風ファン。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書では、
図1中における送風ファンの中心軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。
【0011】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の例示的な第1の実施形態に係る送風ファン1を示す断面図である。送風ファン1は、遠心ファンであり、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ(以下、「ノート型PC」という。)に搭載され、ノート型PCの筐体内部の機器の冷却に利用される。
【0012】
送風ファン1は、モータ2と、ハウジング3と、インペラ4と、を備える。インペラ4は、上下方向を向く中心軸J1を中心とする。モータ2は、インペラ4を中心軸J1回りに回転する。ハウジング3は、モータ2およびインペラ4を収納する。
【0013】
ハウジング3は、上面部31と、下面部32と、側壁部33と、を備える。上面部31は、インペラ4の
図1中における上側を覆う。下面部32は、インペラ4の下側を覆う。側壁部33は、インペラ4の側方を覆う。側壁部33は、上面部31と一体成形された樹脂部材である。下面部32は、側壁部33の下端部に取り付けられる。
【0014】
図2は、送風ファン1の平面図である。
図3は、下面部32を取り外した状態の送風ファン1の底面図である。
図1および
図2に示すように、上面部31には、インペラ4に対向する複数の吸気口311が形成される。また、
図1に示すように、下面部32にも、インペラ4に対向する吸気口321が形成される。以下の説明では、吸気口311および吸気口321をそれぞれ、「上側吸気口311」および「下側吸気口321」という。本実施形態では、3つの上側吸気口311と、1つの下側吸気口321とがハウジング3に設けられる。下側吸気口321は、中心軸J1を中心とする略円形である。上側吸気口311に加えて下側吸気口321が設けられることにより、送風ファン1の吸気量を容易に増大することができる。側壁部33には、
図3に示すように、ハウジング3の左右方向のおよそ全幅に亘る送風口331が形成される。
【0015】
図1に示すモータ2は、アウターロータ型である。モータ2は、固定組立体である静止部21と、回転組立体である回転部22と、を備える。回転部22は、後述する軸受機構により、中心軸J1を中心として静止部21に対して回転可能に支持される。
【0016】
静止部21のステータ210は、中心軸J1を中心とする環状であり、略円筒状のスリーブ保持部24の外側面に取り付けられる。スリーブ保持部24は、ハウジング3の上面部31から下向きに突出する。ステータ210は、ステータコア211と、インシュレータ212と、コイル213と、を備える。ステータコア211は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。インシュレータ212は、ステータコア211の表面を被覆する絶縁体である。
【0017】
回転部22は、シャフト221と、ヨーク222と、ロータマグネット223と、カップ部224と、を備える。カップ部224は、中心軸J1を中心とする略有底円筒状であり、上側に向かって開口する。シャフト221は、中心軸J1を中心として配置され、カップ部224の底部に固定される。ヨーク222は、中心軸J1を中心とする略円筒状であり、カップ部224の内側面に固定される。ロータマグネット223は、中心軸J1を中心とする略円筒状であり、ヨーク222の内側面に固定される。
【0018】
シャフト221の上端は、中心軸J1を中心とする略円筒状のスリーブ23に挿入される。スリーブ23は、含油性の多孔質金属体により形成され、スリーブ保持部24に挿入されて固定される。スリーブ23は、シャフト221を中心軸J1を中心に回転可能に支持する軸受機構である。なお、軸受機構として、例えば、ボール軸受が利用されてもよい。
【0019】
図1ないし
図3に示すように、インペラ4は、複数の翼41を備える。複数の翼41は、カップ部224の外側にて、中心軸J1を中心として環状に配列される。各翼41の径方向内側の端部は、カップ部224の外側面に固定される。
図1に示す静止部21に電流が供給されることにより、ロータマグネット223とステータ210との間に、中心軸J1を中心とするトルクが発生する。これにより、インペラ4が、中心軸J1を中心とする所定の回転方向に回転部22と共に回転する。インペラ4の回転により、上側吸気口311および下側吸気口321からハウジング3内へと空気が吸引される。ハウジング3内では、空気は、インペラ4の回転方向後側から回転方向前側へと流れ、
図3に示す送風口331から送出される。
【0020】
本実施形態では、インペラ4は、
図3中における反時計回りに回転する。以下の説明では、
図3中における中心軸J1の左側を「インペラ4の回転方向後側」といい、中心軸J1の右側を「インペラ4の回転方向前側」という。
図2中では、中心軸J1の右側がインペラ4の回転方向後側であり、中心軸J1の左側がインペラ4の回転方向前側である。
図3に示すように、中心軸J1は、送風口331が延びる左右方向において、送風口331の中心に対して左側、すなわち、回転方向後側に偏って配置される。インペラ4の回転方向後側における側壁部33の内面332とインペラ4の外周縁との間の径方向の距離は、インペラ4の回転方向前側における側壁部33の内面332とインペラ4の外周縁との間の径方向の距離よりも小さい。本実施形態では、側壁部33の内面332とインペラ4の外周縁との間の径方向の距離は、インペラ4の回転方向後側から回転方向前側に向かうに従って漸次増大するが、当該距離が一定である部分が存在してもよい。
【0021】
図2に示すように、ハウジング3の上面部31は、モータ固定部312と、複数のリブ313と、周辺部314と、を備える。モータ固定部312の下面には、上述のスリーブ保持部24を介してモータ2(
図1参照)が固定される。モータ固定部312は、平面視において略円形である。周辺部314は、モータ固定部312の周囲に位置する。複数のリブ313は、モータ固定部312と周辺部314とを連結する。本実施形態では、3本のリブ313が設けられる。3本のリブ313は、モータ固定部312の外周をほぼ囲むように周状に配置された3つの上側吸気口311の間に設けられる。換言すれば、3つの上側吸気口311は、モータ固定部312、周辺部314、および、複数のリブ313のうち隣り合うリブ313の間に形成される。
【0022】
図1に示すように、周辺部314は、周辺低部315と、周辺高部316と、を備える。周辺高部316の上面371は、周辺低部315の上面372よりも上側、すなわち、中心軸J1方向においてインペラ4から遠い側に位置する。周辺高部316の下面381、および、周辺低部315の下面382は、中心軸J1方向において同じ高さに位置する。周辺部314では、周辺高部316が厚肉部であり、周辺低部315が薄肉部である。本実施形態では、周辺高部316の厚さは約1mm〜1.5mmであり、周辺低部315の厚さは、約0.5mm〜0.7mmである。
【0023】
図2に示すように、周辺低部315は、3つの上側吸気口311の外周をほぼ囲むように略環状に設けられる。周辺低部315は、3本のリブ313の径方向外側、詳細には、各リブ313を径方向外側に直線状に延長した部位を除いて配置される。上面部31では、
図2中の中心軸J1よりも左側における周辺低部315の径方向の幅が、中心軸J1よりも右側における周辺低部315の径方向の幅よりも大きい。換言すれば、インペラ4の回転方向前側における周辺低部315の径方向の幅は、回転方向後側における周辺低部315の径方向の幅よりも大きい。
【0024】
周辺高部316は、周辺低部315の外周を囲むとともに上面部31の外周縁317まで連続して設けられ、3本のリブ313にそれぞれ連続する3本の帯状の部位361(以下、「リブ連続部361」という。)を含む。換言すれば、周辺高部316は、複数のリブ313から上面部31の外周縁317まで連続する。周辺高部316は、上面部31の外周縁317の全体を含む。したがって、周辺高部316は、上面部31の外周縁317のうち、送風口331の上側に位置する部位全体も当然に含む。
【0025】
図1に示すように、周辺高部316の上面371は、モータ固定部312の上面374、および、リブ313の上面と同じ高さに位置する。したがって、周辺低部315の上面372は、モータ固定部312の上面374、および、リブ313の上面よりも下側、すなわち、中心軸J1方向においてインペラ4に近い側に位置する。
【0026】
送風ファン1がノート型PCに取り付けられた状態では、ハウジング3の上面部31は、例えば、ノート型PCの筐体の内面もしくはノート型PC内に実装された他の部品に対向する。ノート型PCの筐体とハウジング3の上面部31との間の距離は非常に小さい。送風ファン1では、上面部31の周辺部314が、複数の上側吸気口311の外周をほぼ囲む周辺低部315を備えることにより、上側吸気口311の周囲において上面部31とノート型PCの筐体との間の距離を増大させることができる。また、周辺高部316の上側吸気口311側のエッジの全長が長くなり、周辺高部316の上側吸気口311側のエッジとノート型PCの筐体との間における隙間の開口面積が大きくなる。これにより、周辺高部316とノート型PCの筐体との間から上側吸気口311に向かって流入する空気に働く抵抗を小さくすることができる。その結果、複数の上側吸気口311からの吸気量を増大することができ、送風ファン1の送風量を増大することができる。すなわち、送風ファン1の送風特性を向上することができる。
【0027】
周辺部314では、周辺高部316の上面371が、周辺低部315の上面372よりも上側に位置することにより、周辺高部316の強度は周辺低部315の強度よりも大きい。そして、周辺高部316が複数のリブ313に連続するリブ連続部361を含む構造を採用することにより、リブ313と周辺部314との接続部近傍におけるハウジング3の強度低下を抑制しつつ、上述のように、周辺低部315による吸気量の増大を実現することができる。また、モータ固定部312の上面374、および、複数のリブ313の上面が、同じ高さに位置することにより、リブ313とモータ固定部312との接続部近傍におけるハウジング3の強度を向上することができる。
【0028】
周辺部314では、周辺高部316の下面381、および、周辺低部315の下面382が同じ高さに位置することにより、周辺高部316の下方と同様に、周辺低部315の下方においてもハウジング3の内部空間の高さを確保することができる。その結果、ハウジング3の高さの増大を防止することができる。また、周辺高部316の上面371、および、複数のリブ313の上面が、同じ高さに位置することにより、どちらかの上面が上側に位置する場合に比べて、周辺高部316およびリブ313の双方の強度を確保しつつハウジング3の高さの増大を防止することができる。
【0029】
上述のように、周辺高部316は、複数のリブ313から上面部31の外周縁317まで連続する。上面部31の外周縁317は、側壁部33により支持されるため、周辺高部316の強度を向上することができる。その結果、ハウジング3の強度低下をより抑制することができる。また、周辺高部316が、上面部31の外周縁317全体を含むことにより、周辺高部316の強度をより向上することができる。その結果、ハウジング3の強度低下をさらに抑制することができる。一方、周辺高部316が、上面部31の外周縁317のうち、送風口331の上側に位置する部位を含むことにより、送風口331から送出された直後の空気が、上面部31へと流れて上側吸気口311から吸引されることを抑制、または、防止することができる。
【0030】
ハウジング3の内部空間では、インペラ4の回転方向前側における空気の流速は、回転方向後側における空気の流速よりも大きい。上面部31では、回転方向前側における周辺低部315の径方向の幅が、回転方向後側における周辺低部315の径方向の幅よりも大きい。これにより、周辺低部315全体の面積を増大させることなく、ハウジング3内の空気の流速が大きい回転方向前側において、周辺低部315の面積を増大させることができる。その結果、ハウジング3の強度低下を抑制しつつ上側吸気口311からの吸気量を増大することができる。
【0031】
(第2の実施形態)
図4は、本発明の例示的な第2の実施形態に係る送風ファン1aを示す断面図である。
図4に示すように、送風ファン1aでは、ハウジング3の上面部31の周辺部314が、周辺低部315と周辺高部316との間に中間部318をさらに備える。他の構造は、
図1ないし
図3に示す送風ファン1と同様であり、同符号を付す。
【0032】
中間部318は、周辺高部316から周辺低部315に向かって下方、すなわち、中心軸J1方向に関してインペラ4に近づく方向へと傾斜する傾斜面である。これにより、周辺高部316とノート型PCの筐体との隙間から周辺低部315へと空気を滑らかに導くことができる。中間部318は、周辺低部315と周辺高部316との境界の少なくとも一部に設けられていればよいが、周辺低部315と周辺高部316との境界の全長に亘って設けられることがより好ましい。
【0033】
(第3の実施形態)
図5は、本発明の例示的な第3の実施形態に係る送風ファン1bを示す断面図である。
図5に示すように、送風ファン1bでは、ハウジング3の周辺低部315の上面372が、複数の上側吸気口311に向かって下方、すなわち、中心軸J1方向に関してインペラ4に近づく方向へと傾斜する傾斜面である。他の構造は、
図1ないし
図3に示す送風ファン1と同様であり、同符号を付す。
【0034】
周辺低部315と周辺高部316との境界における周辺低部315の厚さは、周辺高部316の厚さに等しい。このように、周辺低部315の周辺高部316側の部位を厚くすることにより、ハウジング3の強度低下をより抑制することができる。ハウジング3の強度低下を抑制するためには、周辺低部315の上面372全体が、上側吸気口311に向かって下方へと傾斜する傾斜面であることが好ましい。ただし、周辺低部315の上面372の少なくとも一部が、上側吸気口311に向かって下方へと傾斜する傾斜面であれば、ハウジング3の強度低下をより抑制することができる。また、周辺低部315と周辺高部316との境界における周辺低部315の厚さは、周辺高部316の厚さよりも小さくてもよい。
【0035】
(第4の実施形態)
図6は、本発明の例示的な第4の実施形態に係る送風ファン1cを示す平面図である。
図6に示すように、送風ファン1cでは、
図2に示す周辺低部315と異なる形状の周辺低部315aが、上面部31の周辺部314に設けられる。他の構造は、
図1ないし
図3に示す送風ファン1と同様であり、同符号を付す。
図6では、インペラ4等のようなハウジング3内部の構造の図示を省略している。
図7ないし
図12においても同様である。
【0036】
周辺低部315aは、環状低部319aと、複数の溝部319bと、を備える。環状低部319aは、複数の上側吸気口311の外周をほぼ囲む略環状である。複数の溝部319bは、環状低部319aから径方向外方に向かって放射状に延びる。隣り合う溝部319bの間の部位は、周辺高部316に含まれる。複数の溝部319bが設けられることにより、ハウジング3の強度低下を抑制しつつ周辺低部315aの面積を増大することができ、複数の上側吸気口311からの吸気量を増大することができる。
【0037】
周辺部314では、各溝部319bは、上面部31の外周縁317には至らず、上面部31の外周縁317全体が、周辺高部316に含まれる。これにより、ハウジング3の強度低下をより抑制することができる。また、周辺高部316が、上面部31の外周縁317のうち、送風口331の上側に位置する部位を含むことにより、送風口331から送出された直後の空気が、上側吸気口311から吸引されることを抑制、または、防止することができる。
【0038】
(第5の実施形態)
図7は、本発明の例示的な第5の実施形態に係る送風ファン1dを示す平面図である。
図7に示すように、送風ファン1dでは、周辺低部315aが、環状低部319aと、複数の溝部319bと、を備え、複数の溝部319bがそれぞれ、環状低部319aから上面部31の外周縁317まで連続する。他の構造は、
図6に示す送風ファン1cと同様であり、同符号を付す。
【0039】
送風ファン1dでは、複数の溝部319bを介して、上面部31の外周縁317から環状低部319aへと空気を容易に導くことができる。これにより、複数の上側吸気口311からの吸気量をさらに増大することができる。
【0040】
図8ないし
図12はそれぞれ、本発明の例示的な他の送風ファンを示す平面図である。
図8に示す送風ファン1eでは、周辺高部316において、各リブ連続部361と上面部31の外周縁317との間に、周方向の幅が比較的大きい幅広部362が設けられる。他の構造は、
図7に示す送風ファン1dと同様である。幅広部362は、リブ連続部361から上面部31の外周縁317まで連続する。3つの幅広部362の周方向における幅は、周辺低部315aの溝部319bの幅、および、隣り合う溝部319bの間における周辺高部316の幅の約3〜5倍である。幅広部362が設けられることにより、リブ313と周辺部314との接続部近傍におけるハウジング3の強度低下をより抑制することができる。
【0041】
図9に示す送風ファン1fでは、周辺部314において、3本のリブ連続部361および3つの幅広部362を除く部位が、周辺低部315bである。このように、上側吸気口311の外周から上面部31の外周縁317へと連続する周辺低部315bの幅を大きくすることにより、上側吸気口311からの吸気量をより増大することができる。
【0042】
図10に示す送風ファン1gでは、周辺高部316が、外周部363と、3本のリブ連続部361と、を備える。外周部363は、上面部31の外周縁317の全長に亘って外周縁317に沿って延びる環状部である。外周部363の幅は、全長に亘っておよそ一定である。リブ連続部361は、リブ313から外周部363へと連続する帯状である。周辺部314では、外周部363および3本のリブ連続部361を除く部位が周辺低部315cである。送風ファン1gでは、外周部363により周辺高部316の強度を向上するとともに、周辺低部315cの面積を大きくすることにより、上側吸気口311からの吸気量をより増大することができる。また、外周部363により、送風口331から送出された直後の空気が、上側吸気口311から吸引されることを抑制、または、防止することができる。
【0043】
図11に示す送風ファン1hでは、上面部31の外周縁317のうち、平面視において送風口331を間に挟む2本のリブ連続部361の間の部位のみに外周部363aが設けられる。周辺部314では、外周部363aおよび3本のリブ連続部361が周辺高部316となり、それ以外の部位全体が周辺低部315dである。送風ファン1hでは、周辺低部315dにおいて、上側吸気口311の外周から上面部31の外周縁317へと連続する部分の幅を大きくすることにより、上側吸気口311からの吸気量をより増大することができる。また、外周部363aにより、送風口331から送出された直後の空気が、上側吸気口311から吸引されることを抑制、または、防止することができる。
【0044】
図12に示す送風ファン1iでは、3本のリブ313から上面部31の外周縁317に至る3本の帯状のリブ連続部361が周辺高部316となり、それ以外の部位全体が周辺低部315eである。周辺低部315eにおいて、上側吸気口311の外周から上面部31の外周縁317へと連続する部分の幅をより大きくすることにより、上側吸気口311からの吸気量をさらに増大することができる。
【0045】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々に変形されてよい。
【0046】
例えば、ハウジング3の強度を許容範囲内とすることができる場合には、周辺高部316は、必ずしも複数のリブ313から上面部31の外周縁317まで連続する必要はない。周辺高部316の上面371、および、複数のリブ313の上面は、中心軸J1方向において異なる高さに位置してもよい。また、周辺高部316の下面381、および、周辺低部315の下面382も、中心軸J1方向において異なる高さに位置してもよい。
【0047】
上述の送風ファン1,1a〜1iでは、ハウジング3に上側吸気口311および下側吸気口321が設けられるが、送風ファンの用途によっては、上側吸気口311のみが設けられてもよい。上側吸気口311の個数は、2つ、または、4つ以上であってもよい。リブ313の本数は、上側吸気口311の個数により適宜変更される。
【0048】
モータ2およびインペラ4の中心軸J1は、送風口331が延びる左右方向において、送風口331の中心とおよそ同じ位置に配置されてもよい。また、
図2に示す送風ファン1の周辺低部315は、平面視における中心が、中心軸J1におよそ一致するように配置されてもよい。
図6に示す送風ファン1cや
図7に示す送風ファン1dでは、環状低部319aの平面視における中心が、中心軸J1におよそ一致するように配置されてもよい。
【0049】
上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。