JP6340798B2 - 送風ファン - Google Patents

Description

本発明は、送風ファンに関する。

ノート型ＰＣ等の電子機器では、筐体内部のＣＰＵ等における発熱量が多い。したがって、発熱対策が重要となる。発熱対策の一手法として、送風ファンを筐体内部に設け、熱の排出が行われる。

近年、電子機器の高機能化も進んでおり、電子機器内での温度上昇も著しい。したがって、電子機器内の冷却を目的として冷却性能の優れた送風ファンが要求されている。特開２００１-１１２７７号に開示されるファンユニットでは、空気が送風ブレードの外周側の排気口から排気され、ブレード外周側の側方の位置に設けられている回路基板上に実装された発熱部品に送風され、それにより発熱部品を直接冷却する構成が開示されている。
特開２００１-１１２７７号

ところで、近年の電子機器内の電子部品の高密度化に伴い、熱源に直接風を当てるだけでは十分な排熱効果を得られない虞がある。

本発明は、効率よく熱源を冷却できる送風ファンを提供することを目的としている。

本発明の例示的な第１発明は、送風ファンであって、上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根と、複数の羽根を支持する円環状の羽根支持部とを有するインペラと、インペラを回転させるモータ部と、インペラを収納するハウジングと、を備え、インペラは、隣接する複数の羽根の間に、インペラの上側の空間とインペラと下プレート部の間の空間とを軸方向に繋ぐ空間が存在し、ハウジングが、インペラの下側を覆うとともにモータ部を支持する下プレート部と、インペラの側方を覆い周方向の少なくとも一方の領域が送風ファンの外部空間に向けて開放する開口を有する、側壁部と、インペラの上側を覆い、吸気口を有する上プレート部と、を備え、上プレート部、側壁部および下プレート部により、インペラの側方に送風口が構成され、送風ファンは、インペラとは反対側の面に熱源が接触可能な熱源接触部を有し、送風口は、上プレート部のエッジ、側壁部の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部のエッジのうち、何れか最も中心軸に近いエッジを含み、中心軸に平行な平面であり、側壁部は、送風口とインペラとの間に突出する舌部を有し、平面視した際に、送風口と平行且つ中心軸と交差する仮想第１直線とし、送風口と垂直且つ中心軸と交差する仮想第２直線とし、仮想第１直線と仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、舌部が配置される領域を第１領域、第１領域からインペラの回転方向側に向かって第２領域、第３領域および第４領域とし、更に、羽根支持部の外周面に接し、第１領域において送風口に向かって第２直線と平行に延びる仮想第３直線とし、羽根支持部の外周面に接し、第３領域において第１直線と平行に延びる仮想第４直線とするとき、送風口は、少なくとも第４領域に位置し、熱源接触部は、仮想第３直線、仮想第４直線、羽根支持部の外周面および送風口によって囲まれた領域の一部と重なる。

本発明では、効率よく熱源を冷却できる送風ファンを提供することができる。

図１は、好適な実施形態に係る送風ファンの断面図である。 図２は、モータ部近傍の断面図である。 図３は、スリーブの断面図である。 図４は、スリーブの平面図である。 図５は、スリーブの底面図である。 図６は、軸受部近傍の断面図である。 図７は、送風ファンの上プレート部を取り外した上面図である。 図８は、送風ファンの変形例を示す、上プレート部を取り外した上面図である。 図９は、送風ファンの他の変形例を示す、下プレート部近傍の断面図である。 図１０は、送風ファンの他の変形例を示す、下プレート部の下面図である。

本明細書では、モータ部の中心軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

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の断面図である。本実施形態における送風ファン１は、遠心ファンであり、例えば、熱源３０であるCPUや、他の発熱体である電子部品を送風ファン１に直接配置するノート型パーソナルコンピュータにおいて、CPUあるいは電子部品の冷却に利用される。送風ファン１は、インペラ１１と、モータ部１２と、ハウジング１３と、を備える。インペラ１１は、モータ部１２の回転部２２から径方向外方に延びる。インペラ１１は、モータ部１２により中心軸Ｊ１回りを回転する。

インペラ１１は熱伝導性の優れた樹脂製（以下、熱伝導性樹脂とする）であり、周方向に配列された複数の羽根１１２と、複数の羽根１１２を支持する略円環状の羽根支持部１１１と、を有する。羽根支持部１１１の内周面は、モータ部１２の回転部２２に固定される。複数の羽根１１２は、中心軸Ｊ１を中心として羽根支持部１１１の外周面から径方向外方に延びる。羽根支持部１１１および複数の羽根１１２は樹脂の射出成型により一繋がりの部材として構成される。インペラ１１は、アルミニウムにて形成されていても良い。この場合、インペラ１１を通じて放熱が可能である。インペラ１１が熱伝導性樹脂の場合、アルミニウムに比べ比重が小さいため、高回転を達成可能である。これにより、風量が増加し、冷却特性が向上する。熱伝導性樹脂は、金属製フィラーを含んだ樹脂が好ましく、冷却特性を向上させることができる。なお、インペラ１１の熱伝導率は１．０Ｗ（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。より好ましくは、インペラ１１の熱伝導率は３．０Ｗ（ｍ・Ｋ）以上である。

送風ファン１では、モータ部１２によりインペラ１１が中心軸Ｊ１を中心として回転されることにより、空気の流れが発生する。

ハウジング１３は、モータ部１２およびインペラ１１を収納する。ハウジング１３は、上プレート部１３１と、取付板１３２（以下、下プレート部１３２と呼ぶ。）と、側壁部１３３と、を有する。上プレート部１３１は金属にて形成された、略板状の部材である。上プレート部１３１は、モータ部１２およびインペラ１１の上方に位置し、インペラ１１の上側を覆う。上プレート部１３１は、上下に貫通する１つの吸気口１５１を有する。吸気口１５１は、軸方向においてインペラ１１およびモータ部１２に重なる。吸気口１５１は、中心軸Ｊ１と重なる略円形である。複数の羽根１１２の内周方向に隣接する少なくとも一対の羽根１１２の間には羽根１１２の軸方向上側の空間と羽根１１２と下プレート部１３２の間の空間とを軸方向に繋ぐ流路が形成される。流路は、下プレート部１３２の上面に対向して開口する。これにより、吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１の羽根１１２と羽根１１２との間を抜けて、下プレート部１３２へと風が抜ける。これにより、下プレート部１３２に風があたり、冷却特性が向上する。

下プレート部１３２は、金属板のプレス加工にて形成された、略板状の部材である。下プレート部１３２は、モータ部１２およびインペラ１１の下方に位置し、モータ部１２を支持する。下プレート部１３２は、アルミニウムまたは、熱伝導性樹脂により形成されていてもよい。この場合、下プレート部１３２を通じて放熱が可能である。なお、下プレート部１３２の材料は、銅、アルミニウム合金、鉄又は鉄基合金（SUS含む）、でもよい。

送風ファン１は、インペラ１１が位置する面とは反対の面に熱源３０が接触可能な熱源接触部１０を有している。熱源３０は、CPUや、他の発熱体である電子部品である。本実施形態においては、熱源３０の上面が下プレート部１３２の下面に熱的に接続される。熱源３０と、下プレート部１３２との間には、熱源３０の一部であるサーマルシートやグリスなどの熱伝達部材が介在して密着しており、この熱伝達部材により熱源３０と下プレート部１３２の下面とが熱的に接続する。なお、後述する通り熱源接触部１０は、下プレート部１３２以外に位置してもよい。

側壁部１３３は、樹脂にて形成される。側壁部１３３は、インペラ１１の側方を覆う。すなわち、側壁部１３３は、複数の羽根１１２を径方向外方から囲む。側壁部１３３の上端部には、上プレート部１３１がネジ止め等により固定される。側壁部１３３の下端部は、下プレート部１３２とインサート成型により締結される。側壁部１３３は、中心軸Ｊ１方向から見て、略Ｕ字状であり、径方向外方に向けて開口する排気口である送風口１５３を有する。より詳しく説明すると、側壁部１３３の開口の上下には上プレート部１３１、下プレート部１３２のそれぞれが配置されている。送風口１５３は、上プレート部１３１のエッジ、側壁部１３３の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部１３２のエッジのうち、何れか最も中心軸Ｊ１に近いエッジを含み、中心軸Ｊ１に平行な平面である。本実施形態では、上プレート部１３１と、下プレート部１３２と、側壁部１３３の開口によって囲まれた部位が送風口１５３である。側壁部１３３はインサート成型以外の手法により設けられてよく、樹脂以外の材料により形成されてもよい。また側壁部１３３に対する上プレート部１３１および下プレート部１３２の固定方法に関しては、上記に限定されない。

図２は、モータ部１２近傍の断面図である。モータ部１２は、アウターロータ型である。モータ部１２は、静止部２１と、回転部２２と、を備える。静止部２１は、軸受部２３と、下プレート部１３２と、ステータ２１０と、回路基板２５と、を有する。

軸受部２３は、ステータ２１０よりも径方向内側に配置される。軸受部２３は、スリーブ２３１と、軸受ハウジング２３２と、を有する。スリーブ２３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。スリーブ２３１は、金属の焼結体である。スリーブ２３１には、潤滑油が含浸されている。スリーブ２３１の外周面には軸方向に延びる複数の圧力調整用の循環溝２７５が設けられる。複数の循環溝２７５は、周方向に等間隔で配置される。軸受ハウジング２３２は、有底略円筒状であり、ハウジング円筒部２４１とキャップ２４２とにより構成される。ハウジング円筒部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、スリーブ２３１の外周面を覆う。スリーブ２３１は、接着剤によりハウジング円筒部２４１の内周面に固定される。軸受ハウジング２３２は、金属にて形成される。キャップ２４２は、ハウジング円筒部２４１の下端部に固定される。キャップ２４２は、ハウジング円筒部２４１の下部を閉塞する。スリーブ２３１は、接着剤以外で固定されてもよく、例えば、圧入によりハウジング円筒部２４１の内周面に固定されてもよい。スリーブ２３１、軸受ハウジング２３２およびキャップ２４２は、金属以外の材料により形成されてもよい。例えば、熱伝導性樹脂または黄銅により形成されてもよい。

下プレート部１３２は、径方向内方に立ち上がり部１３２１を有する。立ち上がり部１３２１は略環状の部材である。立ち上がり部１３２１内周面は、ハウジング円筒部２４１の外周面、すなわち、軸受ハウジング２３２の外周面における下方領域に接着または圧入にて固定される。なお、接着および圧入の両方が用いられてもよい。

ステータ２１０は、中心軸Ｊ１を中心とする略環状の部材である。ステータ２１０は、ステータコア２１１と、ステータコア２１１上に構成された複数のコイル２１２と、を有する。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。ステータコア２１１は、略円環状のコアバック２１１ａと、コアバック２１１ａから径方向外方に向けて突出した複数のティース２１１ｂと、を有する。複数のコイル２１２は、複数のティース２１１ｂのそれぞれに導線が巻回されることで構成される。ステータ２１０の下方には、回路基板２５が配置される。コイル２１２の引出線が、回路基板２５に電気的に接続される。回路基板２５は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｄ）である。

回転部２２は、シャフト２２１と、スラストプレート２２４と、ロータホルダ２２２と、ロータマグネット２２３と、を有する。シャフト２２１は、中心軸Ｊ１を中心として配置される。

図１に示すように、ロータホルダ２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする有蓋略円筒状である。ロータホルダ２２２は、筒部であるマグネット保持円筒部２２２ａと、蓋部２２２ｃと、第１スラスト部２２２ｄと、を有する。マグネット保持円筒部２２２ａ、蓋部２２２ｃおよび第１スラスト部２２２ｄは、一繋がりの部材である。第１スラスト部２２２ｄは、シャフト２２１の上端部から径方向外方に広がる。蓋部２２２ｃは、第１スラスト部２２２ｄから径方向外方に広がる。蓋部２２２ｃおよび第１スラスト部２２２ｄの上方には、上プレート部１３１が位置する。蓋部２２２ｃの下面は、シャフトを囲む略環状の面である。図２に示すように、第１スラスト部２２２ｄは、スリーブ２３１の上面２３１ｂおよびハウジング円筒部２４１の上面と軸方向に対向する。

スラストプレート２２４は、径方向外方に広がる略円盤状の部位を有する。スラストプレート２２４は、シャフト２２１の下端部に固定され、下端部から径方向外方に広がる。スラストプレート２２４は、スリーブ２３１の下面２３１ｃ、キャップ２４２の上面およびハウジング円筒部２４１の内周面の下部により構成されるプレート収容部２３９に収容される。スラストプレート２２４の上面は、シャフト２２１を囲む略環状の面である。スラストプレート２２４の上面は、スリーブ２３１の下面２３１ｃ、すなわち、プレート収容部２３９において下方を向く面と軸方向に対向する。以下、スラストプレート２２４を「第２スラスト部２２４」という。また、第２スラスト部２２４の下面は、軸受ハウジング２３２のキャップ２４２の上面と対向する。シャフト２２１は、スリーブ２３１に挿入される。スラストプレート２２４は、シャフト２２１と一繋がりの部材として構成されてもよい。スラストプレート２２４は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。

シャフト２２１は、ロータホルダ２２２と一繋がりの部材として構成される。シャフト２２１およびロータホルダ２２２は、金属部材を切削加工することにより形成される。すなわち、蓋部２２２ｃとシャフト２２１とは連続している。シャフト２２１は、ロータホルダ２２２と別部材により構成されてもよい。その場合、ロータホルダ２２２の蓋部２２２ｃには、シャフト２２１の上端部が固定される。また、図１に示すように、ロータホルダ２２２の蓋部２２２ｃの径方向外側の端部から軸方向下側に延びるマグネット保持円筒部２２２ａの内周面には、ロータマグネット２２３が固定される。シャフト２２１は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。

図２に示すように、ロータホルダ２２２は、第１スラスト部２２２ｄの外縁部から下方に延びる略環状の環状筒部２２２ｂを、さらに有する。以下、環状筒部２２２ｂを「ロータ円筒部２２２ｂ」という。ロータホルダ２２２において、ロータ円筒部２２２ｂはステータ２１０よりも径方向内側に位置する。ロータ円筒部２２２ｂは、軸受ハウジング２３２の径方向外側に位置し、ロータ円筒部２２２ｂの内周面が、ハウジング円筒部２４１の上部の外周面と径方向に対向する。ロータ円筒部２２２ｂの内周面と、ハウジング円筒部２４１の外周面との間にシール間隙３５が構成される。シール間隙３５には潤滑油の界面が位置するシール部３５ａが構成される。

図１に示す羽根支持部１１１の内周面は、ロータホルダ２２２のマグネット保持円筒部２２２ａの外周面に固定され、複数の羽根１１２は、マグネット保持円筒部２２２ａの外周面の外側に位置する。シャフト２２１の上端部は、ロータホルダ２２２を介してインペラ１１に固定される。インペラ１１は、ロータホルダ２２２と一繋がりの部材として構成されてもよい。その場合は、シャフト２２１の上端部は、インペラ１１に直接的に固定される。

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る。既述のように、ロータマグネット２２３は、マグネット保持円筒部２２２ａの内周面に固定される。ロータマグネット２２３は、ステータ２１０の径方向外側に配置される。

図２に示すように、立ち上がり部１３２１は、上端から上方に向かって延びる立ち上がり上筒部１３２１ａを有する。環状筒部２２２ｂの外周面は、径方向間隙（以下、微小隙間２３１ｄという）を介して立ち上がり上筒部１３２１ａの内周面と対向する。これにより、当該微小隙間２３１ｄにおける気体の出入りが、抑制される。その結果、シール部３５ａからの潤滑油の蒸発が抑制される。微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１５ｍｍまたは、０．１５ｍｍより小さい。より好ましくは、微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１０ｍｍまたは０．１０ｍｍよりも小さい。

図３は、スリーブ２３１の断面図である。スリーブ２３１の内周面２３１ａの上部および下部には、複数のヘリングボーン形状の溝で構成される第１ラジアル動圧溝列２７１および第２ラジアル動圧溝列２７２が設けられる。また、図４は、スリーブ２３１の平面図である。スリーブ２３１の上面２３１ｂには複数のスパイラル形状の溝で構成される第１スラスト動圧溝列２７３が設けられる。また、図５は、スリーブ２３１の底面図である。スリーブ２３１の下面２３１ｃにはスパイラル形状の第２スラスト動圧溝列２７４が設けられる。

図６は、軸受部２３近傍の断面図である。シャフト２２１の外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａとの間に、ラジアル間隙３１が構成される。ラジアル間隙３１は、第１ラジアル間隙３１１と、第１ラジアル間隙よりも下方に位置する第２ラジアル間隙３１２と、を有する。第１ラジアル間隙３１１は、シャフト２２１の外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａのうち、図３の第１ラジアル動圧溝列２７１が設けられる部位との間に構成される。第１ラジアル間隙３１１には潤滑油が介在する。また、第２ラジアル間隙３１２は、シャフトの外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａのうち、図３の第２ラジアル動圧溝列２７２が設けられる部位との間に構成される。第２ラジアル間隙３１２には潤滑油が介在する。第１ラジアル間隙３１１および第２ラジアル間隙３１２は、潤滑油の流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部３１ａを構成する。ラジアル動圧軸受部３１ａにより、シャフト２２１がラジアル方向に支持される。ラジアル間隙３１の径方向の幅は、５μｍまたは、５μｍよりも小さい。より、好ましくは、ラジアル間隙３１の径方向の幅は、３μｍまたは３μｍよりも小さい。

スラスト部（図示省略）は、上側のスラスト部である第１スラスト部２２２ｄと下側のスラスト部である第２スラスト部２２４とを有する。スリーブ２３１の上面２３１ｂの第１スラスト動圧溝列２７３が設けられる部位と、第１スラスト部２２２ｄの下面との間に、第１スラスト間隙３４が構成される。第１スラスト間隙３４には潤滑油が介在する。第１スラスト間隙３４は、潤滑油に流体動圧を発生させる上スラスト動圧軸受部３４ａを構成する。上スラスト動圧軸受部３４ａにより、第１スラスト部２２２ｄがアキシャル方向に支持される。第１スラスト間隙３４の軸方向の幅は、７０μｍまたは７０μｍよりも小さい。より好ましくは、第１スラスト間隙３４の軸方向の幅は、４５μｍまたは４５μｍよりも小さい。

スリーブ２３１の下面２３１ｃの第２スラスト動圧溝列２７４が設けられる部位と、第２スラスト部２２４の上面との間に、第２スラスト間隙３２が構成される。第２スラスト間隙３２には潤滑油が介在する。第２スラスト間隙３２は、潤滑油の流体動圧を発生させる下スラスト動圧軸受部３２ａを構成する。下スラスト動圧軸受部３２ａにより、第２スラスト部２２４がアキシャル方向に支持される。上スラスト動圧軸受部３４ａと下スラスト動圧軸受部３２ａとは、循環溝２７５により連通している。

軸受ハウジング２３２のキャップ２４２の上面と、第２スラスト部２２４の下面との間に、第３スラスト間隙３３が構成される。第３スラスト間隙３３はキャップ２４２の上面と、第２スラスト部２２４の下面との間に位置する潤滑油に流体動圧を発生させてもよい。

モータ部１２ではシール間隙３５、第１スラスト間隙３４、ラジアル間隙３１、第２スラスト間隙３２および第３スラスト間隙３３が互いに繋がった１つの袋構造をなし、袋構造に潤滑油が連続して存在する。袋構造では、シール間隙３５のみに潤滑油の界面が形成される。

モータ部１２では、図２に示すシャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄ、第１スラスト部２２２ｄの外縁部から下方に向かって延びるロータ円筒部２２２ｂ、第２スラスト部２２４、軸受部２３、立ち上がり部１３２１および潤滑油により、軸受装置である軸受機構４が構成される。以下、シャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄ、ロータ円筒部２２２ｂ、第２スラスト部２２４、軸受部２３および立ち上がり部１３２１を軸受機構４の一部として説明する。軸受機構４では、シャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄおよび第２スラスト部２２４が、潤滑油を介して軸受部２３に対して相対回転する。

モータ部１２では、ステータ２１０に電力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。図１に示す軸受機構４により、回転部２２およびインペラ１１が、静止部２１に対して中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される。インペラ１１の回転により、吸気口１５１からハウジング１３内へとエアが吸引され、送風口１５３から送出される。

図７は、送風ファン１の上プレート部１３１を取り外した上面図である。熱源接触部１０と側壁部１３３とは平面視において少なくとも一部が重なる。これにより、熱源３０から放出された熱が、側壁部１３３および下プレート部１３２の両方に効率よく伝達される。下プレート部１３２の径方向最外端および側壁部１３３の内周面は、流速が速く、下プレート部１３２および側壁部１３３の表面に存在する熱を効率よく排出することが可能である。また、上述の通り、下プレート部１３２および側壁部１３３は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成される。側壁部１３３および下プレート部１３２を熱伝導性の良い材質で形成することで送風時に放熱できる表面積を増やすことができる。

熱源接触部１０の一部は、平面視において側壁部１３３の内周面よりも径方向内側に位置する。インペラ１１の回転により発生した風が、側壁部１３３の内周面にあたることにより、より放熱性が高まる。なお、熱源３０は、側壁部１３３の最外径よりも径方向外側に位置してもよい。

熱源接触部１０と側壁部１３３とが平面視において重なっている領域の面積は、熱源接触部１０の側壁部１３３の内周面よりも径方向内側の領域の面積よりも小さい。熱源接触部１０と風洞とが重なりあう面積を広げることで、放熱特性を高めることが出来る。さらに平面視した際に、送風口１５３と平行且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想第１直線４１とし、送風口１５３と垂直且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想第２直線４２とし、仮想第１直線と仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、舌部１３４が配置される領域を第１領域５１、第１領域からインペラ１１の回転方向側に向かって第２領域５２、第３領域５３および第４領域５４とした場合、熱源接触部１０は、第４領域５４に位置する。遠心ファンにおいて、舌部１３４が最上流に位置し、下流に向かってインペラ１１から放出された空気が側壁部１３３の内周面付近に集まる。よって、上流側の空気が持つ熱は、高い。一方で、送風口１５３付近は、最も流速が速くなり、下プレート部１３２からの放熱性も高くなる。ここで、第４領域５４に熱源接触部１０を位置させることで、第４領域５４における下プレート部の温度が高くなる。よって、第４領域５４に熱源接触部１０を位置させることで、第４領域５４を通過する空気流の温度を低くすることができ、冷却特性が向上する。

熱源接触部１０と複数の羽根１１２とは、平面視において少なくとも一部が重なる。吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１の羽根１１２と羽根１１２との間を抜けて、下プレート部１３２へと風が抜ける。熱源接触部１０が複数の羽根の下に位置することで、熱源接触部１０に風があたり、冷却特性が向上する。

図８は、送風ファンの好適な実施形態に係る変形例を示す、上プレート部１３１を取り外した上面図である。側壁部１３３は、送風口１５３とインペラ１１との間に突出する舌部１３４を有する。熱源接触部１０は舌部１３４とは平面視に位置してもよい。舌部１３４は他の側壁部１３３の部位に比べて体積が大きい。熱源接触部１０と舌部１３４とが重なりあう面積を広げることで、熱伝導特性を高めることができ、冷却特性を向上させることができる。

図９は、送風ファンの好適な実施形態に係る他の変形例を示す、下プレート部１３２ｂ近傍の断面図である。変形例の基本的な構成は、好適な実施形態の送風ファン１と同じである。変形例では、下プレート部１３２ｂと側壁部１３３ｂとが単一の部品で構成される。下プレート部１３２ｂと側壁部１３３ｂとが単一の部品で構成されることにより、熱源（図示省略）から放出された熱が、下プレート部１３２ｂおよび側壁部１３３ｂの両方により効率よく伝達される。下プレート部１３２ｂの径方向最外端および側壁部１３３ｂの内周面は、流速が速く、インペラ１１ｂの風が下プレート部１３２ｂの径方向最外端および側壁部１３３ｂの内周面に当たることにより、下プレート部１３２ｂおよび側壁部１３３ｂの表面に存在する熱を効率よく排出することが可能となる。

なお、下プレート部１３２ｂが熱伝導性樹脂であり、金属からなる側壁部１３３ｂにインサートにより形成されてもよい。下プレート部１３２ｂを樹脂により形成することで、複雑な形状も形成でき、更に製造コストの削減も実現される。

図１０は、送風ファンの好適な実施形態に係る他の変形例を示す、下プレート部１３２ｃの下面図である。変形例の基本的な構成は、好適な実施形態の送風ファン１と同じである。下プレート部１３２ｃは、下面に熱源３０ｃを収容できる熱源収容部５０ｃを有する。下プレート部１３２ｃが、熱源収容部５０ｃを有する事により、熱源３０ｃと送風ファン１ｃとの相対的な位置決めが容易となる。なお、本変形例では、下プレート部１３２ｃの下面の一部を軸方向上方に窪ませることにより熱源収容部５０ｃを構成しているが、この限りでない。例えば、板状の下プレート部１３２ｃを軸方向上方に突出させ熱源収容部５０ｃを形成してもよい。なお、熱源収容部５０ｃは、複数の羽根１１２ｃの外周端と羽根支持部１１１ｃの外周端との間の領域に位置させることが望ましい。熱源収容部５０ｃは、複数の羽根１１２ｃの外周端と羽根支持部１１１ｃの外周端との間の領域に位置させることにより、吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１ｃの羽根１１２ｃと羽根１１２ｃとの間を抜けて、下プレート部１３２ｃへと抜ける。熱源３０ｃが複数の羽根１１２ｃの下に位置することで、熱源接触部１０ｃに風があたり、冷却特性が向上する。なお、図１０では、複数の羽根１１２ｃおよび羽根支持部１１１ｃを仮想線で示す。

送風ファン１では、様々な変更が可能である。

複数の羽根１１２は、均等に配置されていなくともよく、不等配でもよい。また、互いに周方向幅が異なる流路が二つ以上存在してもよい。

モータは、軸回転型、軸固定型いずれも利用可能である。またモータは、アウターロータ型、インナーロータ型いずれも利用可能である。

軸受機構４においては、ラジアル動圧軸受部が構成されず、少なくとも一方のスラスト動圧軸受部のみが構成されてもよい。

軸受ハウジング２３２は、必ずしも一部材で構成される必要はない。例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状のハウジング円筒部の下端部に、略円板状のキャップが固定されることにより、有底略円筒状の軸受ハウジングが構成されてもよい。この場合、ハウジング円筒部がスリーブ２３１の外周面を覆い、キャップがスリーブ２３１の下面を覆う。また、軸受部２３は、必ずしも、軸受ハウジング２３２にスリーブ２３１が挿入された構造である必要は無く、一部材で構成されてもよい。

下プレート部１３２と立ち上がり部１３２１とは、別部材により形成されてもよい。その場合、立ち上がり部１３２１の外周面は、下プレート部１３２の孔部に固定される。立ち上がり部１３２１は、金属部材を切削加工することにより形成される。なお、立ち上がり部１３２１は、金属以外の材料により形成されてもよい。例えば、熱伝導性樹脂により形成されてもよい。

送風ファン１では、吸気口１５１は、上プレート部１３１および下プレート部１３２の一方のみに設けられてもよい。換言すれば、送風ファン１では、上プレート部１３１または下プレート部１３２が吸気口１５１を含んでいればよい。送風ファン１では、ハウジング１３から上プレート部１３１が省略されてもよい。この場合、送風ファン１が取り付けられるノート型ＰＣの筐体に、側壁部１３３の上端部が固定され、当該筐体によりインペラ１１の上側が覆われる。すなわち、ノート型ＰＣの筐体の一部が、上プレート部１３１となる。以上の送風ファン１を備える電子機器において、熱源の発熱を効率よく抑制することが可能となり、電子機器の処理能力維持および長寿命を実現することが可能となる。

上記実施の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されてよい。

本発明に係る送風ファンは、ノート型ＰＣやデスクトップ型ＰＣの筐体内部における機器の冷却、その他の機器の冷却、様々な対象物に対する空気の供給等に利用可能である。さらに、他の用途として利用することができる。

Ｊ１ 中心軸
１ 送風ファン
４ 軸受機構
１０ 熱源接触部
１２ モータ部
１３ ハウジング
１３１ 上プレート部
１３２ 下プレート部
１３２１ 立ち上がり部
１３２１ａ 立ち上がり上筒部
１３３ 側壁部
１３４ 舌部
１５１ 吸気口
１５３ 送風口
２１ 静止部
２１０ ステータ
２１１ ステータコア
２１２ コイル
２２ 回転部
２２１ シャフト
２２２ ロータホルダ
２２３ ロータマグネット
２２４ スラストプレート
２３ 軸受部
２３１ スリーブ
２３２ 軸受ハウジング
２４１ ハウジング円筒部
２４２ キャップ
２５ 回路基板
２７１ 第１ラジアル動圧溝列
２７２ 第２ラジアル動圧溝列
２７３ 第１スラスト動圧溝列
２７４ 第２スラスト動圧溝列
２７５ 循環孔
３０ 熱源
３１ ラジアル間隙
３２ 第２スラスト間隙
３３ 第３スラスト間隙
３４ 第１スラスト間隙
４１ 仮想第１直線
４２ 仮想第２直線
４３ 仮想第３直線
４４ 仮想第４直線
５０ｂ 熱源収容部
５１ 第１領域
５２ 第２領域
５３ 第３領域
５４ 第４領域

Claims (9)

1. 送風ファンであって、
   上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根と、前記複数の羽根を支持する羽根支持部とを有するインペラと、
   前記インペラを回転させるモータ部と、
   前記インペラを収納するハウジングと、
   を備え、
   前記インペラは、前記羽根と隣接して配置される前記羽根との間に、前記インペラの上側の空間と前記インペラと前記下プレート部の間の空間とを軸方向に繋ぐ空間が存在し、
   前記ハウジングが、
   前記インペラの下側を覆うとともに前記モータ部を支持し、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成される下プレート部と、
   前記インペラの側方を覆い、前記下プレート部と接続され、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成される側壁部と、
   を備え、
   前記インペラの上側を覆う上プレート部が、吸気口を有し、
   前記上プレート部、前記側壁部および前記下プレート部により、前記インペラの側方に送風口が構成され、
   前記送風ファンは、熱源を前記下プレート部の下面に空隙を介さず接触可能な熱源接触部を有し、
   前記送風口は、前記上プレート部のエッジ、前記側壁部の一対のエッジ、および、前記下プレート部のエッジのうち最も前記中心軸に近いエッジを含み、前記中心軸線に平行な平面であり、
   前記熱源接触部と前記側壁部とは平面視において少なくとも一部が重なる。
2. 請求項１に記載の送風ファンであって、
   前記熱源接触部の一部は、平面視において前記側壁部の内周面よりも径方向内側に位置する。
3. 請求項１または請求項２に記載の送風ファンであって、
   前記側壁部は、前記送風口と前記インペラとの間に突出する舌部を有し、
   前記熱源接触部と前記舌部とは平面視において少なくとも一部が重なる。
4. 請求項１または請求項２に記載の送風ファンであって、
   前記熱源接触部と前記側壁部とが平面視において重なっている領域の面積は、熱源接触部の側壁部の内周面よりも径方向内側の領域の面積よりも小さい。
5. 請求項４に記載の送風ファンであって、
   平面視した際に、前記送風口と平行且つ前記中心軸と交差する仮想第１直線とし、前記送風口と垂直且つ前記中心軸と交差する仮想第２直線とし、
   前記仮想第１直線と前記仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、前記舌部が配置される領域を第１領域、前記第１領域から前記インペラの回転方向側に向かって第２領域、第３領域および第４領域とし、
   前記熱源接触部は、前記第４領域に位置する。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記熱源接触部と前記複数の羽根とは、平面視において少なくとも一部が重なる。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記下プレート部および前記側壁部は、一体として形成される、送風ファン。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記下プレート部に熱源を収容できる熱源収容部を有する。
9. 筐体を備えた電子機器であって、
   請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の送風ファンを有し、
   前記筐体は、
   前記送風ファンの上プレートを替わりに送風ファンの上側を覆う天板と、
   前記送風ファンの側方に位置する側板と、
   前記送風ファンの下方に位置する底板と、
   を備え、
   前記天板は前記吸気口を有することを特徴とする、電子機器。

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