(57)【要約】      （修正有）【課題】回路基板の冷却効果を高めた構造を有する送風ファンを提供する。【解決手段】送風ファン１００は、回転軸Ｊを中心に回転する略円筒状のインペラカップ１１と、インペラカップ１１の外周面に固定され、インペラカップ１１と共に回転することにより、軸方向の一方から吸気し、軸方向の他方側に排気する複数の羽根１２と、インペラカップ１１を軸受部１４を介して回転可能に支持するベース部１５と、ベース部１５に対して吸気側に配設された回路基板２１とを備えている。ベース部１５は、周端部において、軸方向吸気側に伸びる周壁１６を有し、周壁１６の一部に、その内周面１７ａが径方向外方に向けて窪むとともに、軸方向吸気側が開放された突出部１７が形成されている。【選択図】図１
2011047347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転する略円筒状のインペラカップと、
前記インペラカップの外周面に固定され、該インペラカップと共に回転することにより、軸方向の一方から吸気し、軸方向の他方側に排気する複数の羽根と、
前記インペラカップを軸受部を介して回転可能に支持するベース部と、
前記ベース部に対して、吸気側に配設された回路基板と
を備え、
前記ベース部は、周端部において、軸方向吸気側に伸びる周壁を有し、
前記周壁の一部に、その内周面が径方向外方に向けて窪むとともに、軸方向吸気側が開放された突出部が形成されている、送風ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記ベース部の周壁の外径と、前記インペラカップの外周部の外径とは、略同じ大きさであり、
前記突出部の内周面は、前記インペラカップの外周面よりも、径方向外方に位置している、送風ファン。
【請求項３】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記羽根の回転方向側の縁部は、径方向内方側より径方向外方側の方が回転方向側に位置している形状をなしている、送風ファン。
【請求項４】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記突出部は、前記ベース部周壁の周方向に複数個形成されている、送風ファン。
【請求項５】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記複数の羽根を径方向外方側から覆うハウジングと、
前記ベース部と前記ハウジングとを連結する複数のリブと
をさらに備え、
前記突出部は、前記リブ間に形成されている、送風ファン。
【請求項６】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記突出部の内周面は、径方向内方に行くに従い排気側に向けて傾斜する傾斜面を有している、送風ファン。
【請求項７】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記突出部の周方向両側部のうち、前記羽根の回転方向側の側部は、回転方向側に行くに従い径方向内方に向けて傾斜している、送風ファン。
【請求項８】
請求項５に記載の送風ファンにおいて、
前記突出部の周方向側部のうち、前記羽根の回転方向側の側部は、前記リブに当接しており、
前記リブの軸方向高さは、前記突出部の周方向側部の軸方向高さよりも高い、送風ファン。
【請求項９】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記ベース部の前記突出部が形成された部位における周壁の軸方向高さは、前記突出部が形成されていない部位における周壁の軸方向高さよりも高い、送風ファン。
【請求項１０】
請求項１に記載の送風ファンにおいて
前記突出部の周方向側部のうち、前記羽根の回転方向反対側の側部が開口している、送風ファン。
【請求項１１】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記回路基板の外周部は、少なくとも前記突出部との間に隙間を有して配設されている、送風ファン。
【請求項１２】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記回路基板に対して、吸気側にステータ部が配設されており、
前記回路基板は、前記突出部に対して、軸方向排気側に配設されている、送風ファン。
【請求項１３】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記ベース部の周壁の一部に、スリット又は孔が形成されている、送風ファン。
【請求項１４】
請求項１３に記載の送風ファンにおいて、
前記スリットは、前記周壁の開放端に対して反対側の端部に形成されている、送風ファン。
【請求項１５】
請求項１に記載の送風ファンにおいて、
前記回路基板の外周部に、前記突出部の内周面と対向する位置に、径方向外方に突出する部位が設けられている、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】
従来の送風ファンは、複数の羽根を備えたインペラを、円筒状のインペラカップ内に配設されたモータで回転させる構成をなしている。モータ内には、モータの回転を制御する回路基板が配設されているが、インペラの回転により発生する空気流を阻害しないように、回路基板の外周は、インペラカップの外周から径方向外方に突出しないように配されている。一方、インペラの回転によって発生する空気流は、遠心力により径方向外方に向くため、インペラカップの径方向内方に配設された回路基板には、空気がほとんど流れない。そのため、モータの回転負荷が大きくなって、回路基板に実装された電子部品の発熱が増大すると、回路基板の温度が上昇するという問題が生じる。
【０００３】
このような問題に対して、特開２００４−３１９９４９号公報には、回路基板の外周部に放熱膜を形成し、電子部品（発熱素子）をこの放熱膜に連結させることによって、電子部品から生じた熱を放熱膜を介して外部に放出させる技術が記載されている。また、放熱膜をインペラカップ（ハブ）の外周から径方向外方に突出させることによって、放熱効果をより高める技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３１９９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開２００４−３１９９４９号公報に記載された技術では、インペラの回転によって発生する空気流を径方向内方に導く作用は働かないため、回路基板の外周部に形成された放熱膜には空気がほとんど当たらない。そのため、放熱膜による放熱効果は十分に発揮されない。特に、送風ファンの小型化に伴い、回路基板の高密度実装が進むと、電子部品の発熱量が増大するため、新たな冷却手段が必要となる。なお、放熱膜をインペラカップ（ハブ）の外周から径方向外方に突出させることによって、インペラの回転により発生する空気流で冷却効果を付与することができるが、空気流を阻害することになるため、ファン特性を低下させる問題が生じる。また、回路基板に放熱膜を形成するとともに、電子部品（発熱素子）を放熱膜に連結させる必要があるため、コストアップにも繋がる。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、回路基板の冷却効果を高めた構造を有する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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、インペラカップを軸受部を介して回転可能に支持するベース部において、ベース部の周端部に設けられた周壁の一部に、その内周面が径方向外方に向けて窪むとともに、軸方向吸気側が開放された突出部を形成した構成を採用する。
【０００７】
すなわち、本発明の一側面における送風ファンは、回転軸を中心に回転する略円筒状のインペラカップと、インペラカップの外周面に固定され、該インペラカップと共に回転することにより、軸方向の一方から吸気し、軸方向の他方側に排気する複数の羽根と、インペラカップを軸受部を介して回転可能に支持するベース部と、ベース部に対して、吸気側に配設された回路基板とを備え、ベース部は、周端部において、軸方向吸気側に伸びる周壁を有し、周壁の一部に、その内周面が径方向外方に向けて窪むとともに、軸方向吸気側が開放された突出部が形成されている。
【０００８】
このような構成により、羽根の回転により発生する空気流を、ベース部周壁の一部に設けた突出部から径方向内方、すなわち、回路基板側に積極的に導くことによって、回路基板及びステータ部のコイルを効果的に冷却できる。また、空気流を径方向内方に積極的に導くため、回路基板の下方にも空気が流れるため、片面実装の回路基板に対しても、冷却効果を発揮できる。加えて、ベース部周壁の一部に設けた突出部は、ベース部と一体的に形成できるため、コストアップも生じない。
【０００９】
好ましい実施形態おいて、上記ベース部の周壁の外径と、インペラカップの外周部の外径とは、略同じ大きさであり、突出部の内周面は、インペラカップの外周面よりも、径方向外方に位置している。また、突出部は、ベース部周壁の周方向に複数個形成されているのが好ましい。これにより、羽根の回転により発生する空気流をほとんど阻害することなく、羽根の回転により発生する空気流を突出部から径方向内方に導くことができる。
【００１０】
他の好ましい実施形態において、上記羽根の回転方向側の縁部は、径方向内方側より径方向外方側の方が回転方向側に張り出している、いわゆる前進翼形状の羽根を構成している。これにより、インペラカップの外周面近傍でも十分な量の空気流が得られるため、より多くの空気流を突出部から径方向内方に導くことによって、回路基板等の冷却効果をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回路基板等の冷却効果に優れた構造をなす送風ファンを実現できる。
【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模式的に示した断面図である。
【図２】（ａ）は、ベース部の底部、ハウジング及びリブを上方から見た平面図で、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図３】第１の変形例における突出部の形状を示した平面図である。
【図４】（ａ）は、第２の変形例における突出部の形状を示した平面図で、（ｂ）は、突出部の近傍を拡大して示した斜視図である。
【図５】第３の変形例における突出部の形状を示した斜視図である。
【図６】（ａ）は、第４の変形例における突出部の形状を示した平面図で、（ｂ）は、突出部の近傍を拡大して示した斜視図である。
【図７】ベース部周壁の一部を拡大して示した斜視図である。
【図８】ベース部の底部、回路基板、ハウジング及びリブ上方から見た平面図である。
【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、回転軸に平行な方向を「軸方向」とし、回転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、本発明における送風ファン１００は、いわゆる軸流ファンを構成する。
【００１５】
図１に示すように、回転軸Ｊを中心に回転する略有蓋円筒状のインペラカップ１１の外周面に、インペラカップ１１と共に回転することにより、軸方向の一方から吸気し、軸方向の他方側に排気する複数の羽根１２が固定されている。なお、以下の説明では、便宜上、軸方向吸気側を「上方」、軸方向排気側を「下方」という。
【００１６】
インペラカップ１１の中心部には、下方に突出するシャフト１３が固定されており、シャフト１３は、スリーブからなる軸受部１４に挿入され、軸受部１４を介してベース部１５に回転可能に支持されている。また、ベース部１５に対して、上方に回路基板２１が配設され、さらに、回路基板２１に対して、上方にステータ部１８が配設されている。ここで、ステータ部１８は、ベース部１５底部から上方に突出した円筒部（軸受保持部）の外周面に固定されている。また、インペラカップ１１の内周面には、略円筒状の金属製ロータホルダ１９が固定され、ロータホルダ１９の側壁部の内側には、界磁用磁石２０が固定されている。さらに、ベース部１５は、複数のリブ２３を介してハウジング２２に固定されている。
【００１７】
ここで、シャフト１３は、インペラカップ１１に固定される代わりに、ロータホルダ１９を略有蓋円筒状に構成した上で、このロータホルダ１９の中央部に固定されていてもよい。また、軸受部１４及びステータ部１８を固定する軸受保持部は、ベース部１５と一体的に形成されたものでなくてもよい。
【００１８】
図２（ａ）は、ベース部１５の底部、ハウジング２２及びリブ２３を、上方から見た平面図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。
【００１９】
図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース部１５は、周端部において、軸方向吸気側（上方）に伸びる周壁１６を有し、周壁１６の一部に、その内周面１７ａが径方向外方に向けて窪むとともに、軸方向吸気側（上方）が開放された突出部１７が形成されている。
【００２０】
ここで、図１に示すように、ベース部１５の周壁１６の外径と、インペラカップ１１の外周部の外径とは、略同じであり、突出部１７の内周面１７ａは、インペラカップ１１の外周面よりも、径方向外方に位置している。これにより、回路基板２１の外周部は、少なくとも突出部１７との間に隙間を有して配設されることになる。
【００２１】
突出部１７をこのように構成することによって、羽根１２の回転により軸方向に発生する空気流の一部は、突出部１７の内周面１７ａに当たることで、突出部１７から径方向内方、すなわち、回路基板２１側に積極的に導かれることになる。これにより、インペラカップ１１の径方向内方に配設された回路基板２１及びステータ部１８のコイルを効果的に冷却できる。また、回路基板２１の外周部は、突出部１７との間に隙間を有しているため、径方向内方に導かれた空気は、回路基板２１の下方にも流れる。そのため、回路基板２１の下面のみに電子部品を実装した、いわゆる片面実装の回路基板２１に対しても、冷却効果を発揮できる。また、ベース部周壁１６の一部に設けた突出部１７は、ベース部１５と一体的に形成できるため、コストアップも生じない。
【００２２】
ここで、回路基板２１を、突出部１７に対して、軸方向排気側（下方）に配設することによって、相対的に、ステータ部１８の下端部を突出部１７に近づけることができる。これにより、ステータ部１８のコイルをより効果的に冷却できる。
【００２３】
本発明における突出部１７は、羽根１２の回転により発生する空気流を回路基板２１側に積極的に導くため、ベース部周壁１６の周方向に複数個形成されていれば、十分な冷却効果を発揮し得る。それ故に、インペラカップ１１の外周面よりも径方向外方に突出した突出部１７を設けても、羽根１２の回転により発生する空気流は、ほとんど阻害されることはない。
【００２４】
なお、突出部１７の数は特に制限されず、要求される冷却性能に合わせて適宜決めればよい。また、ベース部周壁１６の周方向に形成される複数の突出部１７は、例えば、図１及び図２で示したように、ベース部１５とハウジング２２を連結するリブ２３間に形成すれば、ベース部周壁１６の周方向に均等な間隔で配置できる。これにより、空気流を回路基板２１の外周部に均等に導くことができるため、回路基板２１の冷却を均等に行うことができる。
【００２５】
本発明において、ベース部１５の周壁１６の外径と、インペラカップ１１の外周部の外径とは、略同じであることが好ましいとしたが、勿論、羽根１２の回転により発生する空気流が阻害されない程度に、ベース部１５の周壁１６の外径が、インペラカップ１１の外周部の外径より大きくても構わない。
【００２６】
また、図１に示したように、回路基板２１の外周部がベース部周壁１６の内周面に接していても、本発明の効果は発揮し得るが、勿論、回路基板２１の外周部がベース部周壁１６の内周面から離間していてもよい。
【００２７】
本発明における突出部１７の形状は特に制限されないが、例えば、図２（ｂ）に示すように、突出部１７の内周面１７ａが、径方向内方に行くに従い排気側（下方）に向けて傾斜する傾斜面を有しているのが好ましい。このような傾斜面を有することにより、羽根１２の回転により発生する空気流をよりスムーズに回路基板２１側に導くことが可能となる。
【００２８】
ところで、図１に示した構成の送風ファン１００は、羽根１２の回転によって、全体的には、軸方向吸気側から排気側に向かう空気流が発生するが、遠心力によって空気流が径方向外方に向くように作用する。そのため、インペラカップ１１の外周部近傍における空気流は、インペラカップ１１の径方向外方における空気流よりも流量が少なくなっている。そこで、羽根１２を、いわゆる前進翼形状にすることによって、空気流が径方向内方に向くように作用するため、インペラカップ１１の外周部近傍における空気の流量を増すことができる。これにより、より多くの空気流を突出部１７から回路基板２１側に導くことができるため、回路基板２１等の冷却効果をさらに高めることができる。ここで、前進翼形状とは、羽根１２の回転方向側の縁部が、径方向内方側より径方向外方側の方が回転方向側に位置している形状をいう。
【００２９】
本発明は、ベース部周壁１６の周方向に突出部１７を形成することによって、羽根１２の回転により発生する空気流の一部を積極的にベース部周壁１６の径方向内方に導くようにしたものである。従って、突出部１７の形状を工夫することによって、より効率的に空気流を径方向内方に導くことが可能となる。以下、図３〜６を参照しながら、突出部１７の形状における種々の変形例を説明する。
【００３０】
図３は、第１の変形例における突出部１７の形状を示した平面図である。図３に示すように、本変形例における突出部１７は、突出部１７の周方向両側部のうち、羽根１２（不図示）の回転方向（図中の矢印方向）側の側部１７ｂが、回転方向側に行くに従い径方向内方に向けて傾斜している形状をなしている。羽根１２が回転することにより発生する空気流は、回転方向に旋回成分を有している。そのため、突出部１７の回転方向側の側部１７ｂの面積を拡大することによって、より多くの量の空気流を突出部１７の内周面に当てることができる。その結果、より多くの量の空気流を、ベース部１５の外側から内側に取り込むことが可能となる。
【００３１】
図４（ａ）は、第２の変形例における突出部１７の形状を示した平面図で、図４（ｂ）は、突出部１７の近傍を拡大して示した斜視図である。図４（ａ）に示すように、本変形例における突出部１７は、突出部１７の周方向側部のうち、羽根１２（不図示）の回転方向（図中の矢印方向）側の側部１７ｂが、リブ２３に当接しており、かつ、図４（ｂ）に示すように、リブ２３の軸方向高さＬ２が、突出部１７の周方向側部の軸方向高さＬ１よりも高い形状をなしている。これにより、空気流の旋回成分がリブ２３の側壁に当たることによって、より多くの量の空気流をリブ２３に当接した突出部１７の内周面に当てることができる。その結果、より多くの量の空気流を、ベース部１５の外側から内側に取り込むことが可能となる。
【００３２】
図５は、第３の変形例における突出部１７の形状を示した斜視図である。図５に示すように、本変形例における突出部１７は、ベース部１５の突出部１７が形成された部位における周壁１６の軸方向高さＬ１が、突出部１７が形成されていない部位における周壁１６の軸方向高さＬ３よりも高い形状をなしている。なお、突出部１７の内周面１７ａは、図２（ｂ）に示したように、径方向内方に行くに従い排気側（下方）に向けて傾斜する傾斜面を有しているのが好ましい。これにより、突出部１７の内周面１７ａの面積が拡大されるため、より多くの量の空気流を突出部１７から取り込むことが可能となる。
【００３３】
図６（ａ）は、第４の変形例における突出部１７の形状を示した平面図で、図６（ｂ）は、突出部１７の近傍を拡大して示した斜視図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本変形例における突出部１７は、突出部１７の周方向側部のうち、羽根１２（不図示）の回転方向（図中の矢印方向）上流側に位置する側部１７ｃが開口している形状をなす。これにより、ベース部周壁１６の近傍を流れる空気流の旋回成分が突出部１７の側部で遮断されないため、より多くの量の空気流を取り込むことが可能となる。
【００３４】
このように、突出部１７を種々の形状にすることによって、多くの量の空気流を回路基板２１側に取り込むことが可能となるが、回路基板２１の冷却効果をより高めるためには、取り込んだ空気を再び外部に放出することが望ましい。そのために、図７に示すように、ベース部周壁１６の一部に、開口部１６ａを形成しておくことが好ましい。これにより、突出部１７から回路基板２１側に取り込まれた空気を、回路基板２１を冷却した後、開口部１６ａから外部に放出できる。
【００３５】
ここで、開口部１６ａの形状は特に制限されないが、例えば、スリット又は穴等にすることができる。また、ベース部１５を樹脂成形により形成する場合、スリット１６ａは、図７に示すように、ベース部周壁１６の開放端に対して反対側の端部に容易に形成することができる。
【００３６】
図８は、ベース部１５の底部、回路基板２１、ハウジング２２及びリブ２３を、上方から見た平面図である。図８に示すように、回路基板２１の外周部に、突出部１７の内周面と対向する位置に、径方向外方に突出する部位２１ａを設けておいてもよい。これにより、回路基板２１とベース部１５との位置合わせを容易に行うことができる。なお、図８では、回路基板２１の外周部は、ベース部周壁１６と離間して配置されているが、勿論、図１に示したように、回路基板２１の外周部が、ベース部周壁１６と当接して配置されていてもよい。なお、この場合、回路基板の径方向外方に突出した部位２１ａは、突出部１７との間に隙間を有して配設されている必要がある。
【００３７】
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、上記実施形態においては、軸受部１４にスリーブからなる含油軸受を用いたが、ボールベアリングを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１１      インペラカップ
１２      羽根
１３      シャフト
１４      軸受部
１５      ベース部
１６      ベース部周壁
１６ａ    開口部（スリット）
１７      突出部
１７ａ    突出部内周面
１７ｂ    突出部側部
１７ｃ    突出部側部
１８      ステータ部
１９      ロータホルダ
２０      界磁用磁石
２１      回路基板
２１ａ    回路基板の突出部位
２２      ハウジング
２３      リブ
１００    送風ファン
【図１】
2011047347.tif 000003
【図２】
2011047347.tif 000004
【図３】
2011047347.tif 000005
【図４】
2011047347.tif 000006
【図５】
2011047347.tif 000007
【図６】
2011047347.tif 000008
【図７】
2011047347.tif 000009
【図８】
2011047347.tif 000010