(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に延び環状に並ぶように配置された複数のブレードと、前記所定の方向における第１の側で前記各ブレードを連結する環状の第１の連結板と、前記第１の側とは前記所定の方向で反対側の第２の側で前記各ブレードを連結する第２の連結板とを有し、前記ブレードが、前記回転軸の方向に平行であって、平面でなる第１の主面と、前記第１の主面とは反対側に設けられ、前記第１の主面に対して角度を有し、前記回転軸の方向に平行であって平面でなる第２の主面とを有し、一体成型の樹脂でなる羽根車と、
前記第２の連結板に装着され前記所定方向に沿って設けられた回転軸を有し、前記羽根車を回転駆動するモータと、
前記回転軸で前記羽根車を片持ちさせるように、前記モータを支持する支持体と、
前記羽根車の外側から前記第１の連結板の内側を介して前記各ブレードに囲まれる領域に突出するように前記支持体に設けられた突出部材と
を具備する横流送風装置。
【請求項２】
請求項１に記載の横流送風装置であって、
前記モータは、前記回転軸を支持する流体軸受を有する
横流送風装置。
【請求項３】
請求項１に記載の横流送風装置であって、
前記羽根車の前記第１の側に配置され、前記羽根車を非接触で支持する支持機構をさらに具備する横流送風装置。
【請求項４】
請求項３に記載の横流送風装置であって、
前記支持機構は、
前記回転軸と同軸で前記羽根車に装着された磁性体でなる軸部材と、
前記支持体に設けられ、前記軸部材の近傍に配置されたマグネットと
を有する横流送風装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の横流送風装置であって、
前記羽根車は、
前記所定方向で当該羽根車を複数連結するための係合部を有す
横流送風装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の横流送風装置であって、
前記羽根車の前記第１の側に前記モータの回転軸と同軸で装着され、前記所定方向に沿って設けられたピボット軸をさらに具備し、
前記支持体は、前記ピボット軸の先端に接触するピボット座面を有する
横流送風装置。
【請求項７】
請求項６に記載の横流送風装置であって、
前記ピボット座面は平面でなる
横流送風装置。
【請求項８】
請求項６に記載の横流送風装置であって、
前記ピボット座面は曲面でなる
横流送風装置。
【請求項９】
発熱体と、
横流送風装置と、
前記発熱体及び前記横流送風装置を内蔵する筐体とを具備し、
前記横流送風装置は、
所定の方向に延び環状に並ぶように配置された複数のブレードと、前記所定の方向における第１の側で前記各ブレードを連結する環状の第１の連結板と、前記第１の側とは前記所定の方向で反対側の第２の側で前記各ブレードを連結する第２の連結板とを有し、前記ブレードが、前記回転軸の方向に平行であって、平面でなる第１の主面と、前記第１の主面とは反対側に設けられ、前記第１の主面に対して角度を有し、前記回転軸の方向に平行であって平面でなる第２の主面とを有し、一体成型の樹脂でなる羽根車と、
前記第２の連結板に装着され前記所定方向に沿って設けられた回転軸を有し、前記羽根車を回転駆動するモータと、
前記回転軸で前記羽根車を片持ちさせるように、前記モータを支持する支持体と、
前記羽根車の外側から前記第１の連結板の内側を介して前記各ブレードに囲まれる領域に突出するように前記支持体に設けられた突出部材とを含む
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸にほぼ直交する方向に送風する横流送風装置、これを搭載した電子機器、横流送風装置に搭載される羽根車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの回転軸にほぼ直交する方向に送風する、いわゆる横流送風機（クロスフローファン）は、主に空気調和機に用いられている。横流送風機は、モータの回転軸にほぼ平行な面状の気流を発生するので、エアカーテンにも用いられる場合がある。
【０００３】
かかる横流送風機は、ファン本体（羽根車）の一端にモータの回転軸が取り付けられ、ファン本体の、回転軸とは反対側には当該モータの回転軸と同軸の回転軸が、軸受に回転自在に支持されて構成されている（例えば、特許文献１、２参照。）。このような一般的な横流送風機では、金属による板金の組立であるため、ファン本体の回転のアンバランスが発生しやすい。したがって、特許文献１、２に記載のように、ファン本体の両側で軸受により当該ファン本体が支持され、回転の安定化が図れている。
【特許文献１】特開２００２−２４３１９３号公報（図４）
【特許文献２】特開平１１−１４１９０７号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ファン本体の両側に軸受が設けられる場合、その回転軸の芯出しが精度良く行われなければならず、横流送風機の製造が容易ではない。また、両側に軸受が設けられるので、その分コストが増大するという問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、製造を容易にし、製造コストを低減することができる横流送風装置及び電子機器等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る横流送風装置は、
所定の方向に延び環状に並ぶように配置された複数のブレードと、前記所定の方向における第１の側で前記各ブレードを連結する環状の第１の連結板と、前記第１の側とは前記所定の方向で反対側の第２の側で前記各ブレードを連結する第２の連結板とを有し、前記ブレードが、前記回転軸の方向に平行であって、平面でなる第１の主面と、前記第１の主面とは反対側に設けられ、前記第１の主面に対して角度を有し、前記回転軸の方向に平行であって平面でなる第２の主面とを有し、一体成型の樹脂でなる羽根車と、
前記第２の連結板に装着され前記所定方向に沿って設けられた回転軸を有し、前記羽根車を回転駆動するモータと、
前記回転軸で前記羽根車を片持ちさせるように、前記モータを支持する支持体と、
前記羽根車の外側から前記第１の連結板の内側を介して前記各ブレードに囲まれる領域に突出するように前記支持体に設けられた突出部材と
を具備する。
また、本発明に係る電子機器は、
発熱体と、
前記発熱体及び上記横流送風装置を内蔵する筐体とを具備する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、横流送風装置の製造を容易にし、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は、参考例に係る、横流送風装置に搭載される羽根車を示す斜視図である。図２は、図１に示す羽根車を搭載した横流送風装置を示す断面図である。
【００２４】
羽根車５は、所定の方向に延びる複数のブレード１を有する。各ブレード１は、ほぼ等間隔で環状に並んで配置されるように、例えば円板状の連結部材２及び３により連結されている。連結部材２の中央にはボス部２ａが設けられ、ボス部２ａにモータ６の回転軸７が装着されている。各ブレード１は、その回転軸７の軸方向（Ｙ方向）に沿って延びるように設けられている。
【００２５】
モータ６は、その回転軸７を回転可能に支持する軸受９と、軸受９の周囲に配置されたコイル８とを有するステータ１１を備えている。また、モータ６は、当該回転軸７に装着されるとともにマグネット４が固定されたロータ１２を備えている。
【００２６】
軸受９は、例えば流体軸受、あるいは流体動圧軸受が用いられる。すなわち、軸受９は、ハウジング１４内に、内周部に図示しない動圧溝を有するスリーブ部材１５が収容されて構成されている。スリーブ部材１５と回転軸７との間には、油等の流体が充填されている。あるいは、スリーブ部材１５は焼結金属でなり、油が含浸されたものであってもよい。このような流体動圧軸受が用いられることにより、回転軸７と軸受９の剛性が高まり、回転軸７のぶれを抑えることができ、安定した回転を実現できる。なお、必ずしも流体軸受に限られず、ボール軸受であってもよい。
【００２７】
モータ６は、その回転軸７で羽根車５を片持ちさせるように、支持体１６により支持されている。具体的には、モータ６が例えばネジ１３等によって支持体１６に固定されている。
【００２８】
このように構成された横流送風装置１０では、モータ６の駆動により羽根車５が回転すると、個々のブレード１の周囲でそれぞれ圧力差が発生し、空気が羽根車５の外部から内部（個々のブレード１で囲まれる領域）に向かい、再び外部に抜けることで送風される。例えば、羽根車５の外部から内部に入った気流が再び外部へ出力されるように、各ブレード１の主面の角度や形状等が設計されている。
【００２９】
以上のように、上記横流送風装置１０は、モータ６の回転軸７が羽根車５を片持ちで支持する構成であるので、羽根車の両側に設けられた軸受によって羽根車が支持される従来の方式に比べ、部品点数が削減される結果、製造が容易になり製造コストも低減される。
【００３０】
特に、羽根車５が樹脂で構成されると非常に有利になる。その場合、羽根車５が軽量化されるため、アンバランス量も少なく、片持ちであっても羽根車５の回転が安定する。また、この参考例では、羽根車５が小型の場合にも有効である。
【００３１】
羽根車５が樹脂で形成される場合、一体成型により作製することも可能である。羽根車５が一体成型により作製される場合、図３及び図４に示すような羽根車が作製される。図３は、一体成型により作製された羽根車を示す断面図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。図４中、矢印Ｒが回転の方向である。
【００３２】
この羽根車２５は、各ブレード２５ｃの第１の主面２５ｄ、及びその反対側の第２の主面２５ｅがそれぞれ平面でなる。このように平面に形成されることにより、例えば型による成型の後、型抜きをする場合に、ブレード２５ｃの数の分だけ分割した型を図４に示すように矢印ａの方向に直線的に引き出すことができるからである。従来のようにブレード２５ｃの主面が湾曲する場合、そのような型抜きは難しい。また、もちろん各ブレード２５ｃを連結する連結板２５ａ及び２５ｂは、各ブレード２５ｃと一体成型することができる。連結板２５ａの中央には、モータ６の回転軸７が挿通されるボス部２５ｆが形成されている。
【００３３】
図４に示すように、第１の主面２５ｄに対し第２の主面２５ｅは角度を有している。第１の主面２５ｄと第２の主面２５ｅとがつながる外周面２５ｇ及び内周面２５ｈは例えば円弧状（曲面状）に形成されているが、平面に形成されていてもよい。第１の主面２５ｄと第２の主面２５ｅとがなす角度αの設定が、α>０°とすると、必然的に隣接するブレード２５ｃの放射方向に構成されるブレード２５ｃの開口角度βが、β<（３６０°/ｎ）となる。ｎはブレード２５ｃの枚数である。参考として、ｎ＝１２、α＝１５°と設定された場合、β＝１５°となる。これを、ｎ＝１２、α＝０°、β＝３０°、つまり第１及び第２の主面が平行でなるブレードを有する羽根車と比較した場合、発生風量が約２０％向上したことが実験で確認されている。
【００３４】
従来では、ブレード２５ｃの１本１本が両側の連結板に装着されることで羽根車が作製されていたが、羽根車２５全体が一体成型されることにより、飛躍的に製造工程が簡易化される。さらに、一体成型されることにより、羽根車２５の寸法精度、形状精度等が向上するため、後の手加工が要らず、羽根車２５の回転のアンバランスも低減され、安定した回転が可能になる。回転が安定する結果、上記で説明した、片持ち構造の利点が特に生かされる。すなわち、片持ち構造であっても安定して回転させることが可能となる。
【００３５】
なお、羽根車２５が一体成型されることにより、径（図４に示す連結板２５ａ及び２５ｂの直径）が２５ｍｍ以下であっても、容易に作製することが可能となる。
【００３６】
図５は、本発明の他の実施の形態に係る横流送風装置を示す断面図である。これ以降の説明では、図２等に示した実施の形態に係る横流送風装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００３７】
本実施の形態に係る横流送風装置２０は、羽根車３５の、モータ６が配置される側（連結板２５ａが設けられる側）とは反対側（連結板３５ｂが設けられる側）に、羽根車３５を非接触で支持する支持機構２１を備えている。具体的には、支持機構２１は、モータ６の回転軸７に同軸で羽根車３５に装着されたピボット軸２２と、ピボット軸２２の近傍に配置され支持体２６に固定されたマグネット２３とを有している。ピボット軸２２は、連結板３５ｂのボス部３５ｄに装着されている。マグネット２３の形状は、図５に示した形態に限られず、例えばピボット軸２２を囲む環状であってもよいし、その環状の一部である円弧ブロック状であってもよい。なお、符号３５ｃがブレードである。
【００３８】
ピボット軸２２が磁性体、例えば鉄やニッケル等でなっていれば、ピボット軸２２には、マグネット２３からの磁気吸引力が働く。これにより、常にピボット軸２２の径方向（Ｙ−Ｚ平面内での方向）に非接触状態で負荷が与えられ、アンバランスによる振動やホワール現象が抑制される。
【００３９】
図６は、本発明のさらに別の実施の形態に係る横流送風装置の一部を示す断面図である。図７は、図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。この横流送風装置３０の支持体には、突出部材３７が設けられた側板３６ａが設けられている。側板３６ａは、図６に示すように支持体３６の一部であってもよいし、支持体３６に固定された部材であってもよい。突出部材３７は例えば、板金から切り起こされて形成されたものであってもよいし、成型により形成されたものであってもよい。羽根車４５の、モータ６が配置される側の連結板４５ａとは反対側の連結板４５ｂには穴４５ｄが形成されている。突出部材３７は、羽根車４５の外部からその連結板４５ｂの穴４５ｄを介して各ブレード４５ｃに囲まれた領域Ｅ（図７参照）に突出している。
【００４０】
図６及び図７では、突出部材３７は複数設けられているが、１つであってもよい。突出部材３７が複数の場合、突出部材３７は図７に示すように環状に等間隔に設けられてもよいが、等間隔でなくてもよい。
【００４１】
このように本実施の形態に係る横流送風装置３０によれば、横流送風装置３０の姿勢が変わり、仮に回転軸７がぶれたとしても、突出部材３７が連結板４５ｂの内周部（穴）４５ｄに接触してストッパーの機能を果たすので、羽根車４５全体が大きなぶれを発生することはない。
【００４２】
図８は、本発明のさらに別の実施の形態に係る横流送風装置の一部を示す断面図である。この横流送風装置４０の支持体４６には、上記ピボット軸４２を軸方向に、力Ｆで押圧する押圧部材４１が取り付けられている。押圧部材４１は、ピボット軸４２の先端４２ａが接触するピボット座面４１ａを有する。この押圧部材４１は、金属、樹脂、またはゴム等でなる。
【００４３】
従来のように、羽根車の両側に軸受が設けられる構成に比べ、本実施の形態に係る横流送風装置４０は、上記のようにピボット軸４２の先端４２ａが接触するピボット座面４１ａが設けられるだけの単純な構造となっている。これにより、羽根車３５が安定して回転することはもちろん、製造が容易になり、製造コストが低減される。
【００４４】
押圧部材の変形例として、図９に示す横流送風装置５０のように、曲面でなるピボット座面４３ａを有する押圧部材４３も考えられる。この場合、曲面は、球面、楕円面、双曲面、または放物面等が考えられ、あるいはこれらの組み合わせも考えられる。
【００４５】
図１０は、本発明のさらに別の実施の形態に係る羽根車を示す断面図である。この羽根車５５には、係合突起５５ｄ及び係合溝５５ｅが設けられた羽根車である。図１１に示すように、例えば係合突起５５ｄは、環状の連結板５５ｂに１２０°間隔で３つ形成されている。係合溝５５ｅは、この係合突起５５ｄが嵌合するような大きさに形成され、例えば連結板５５ｂに１２０°間隔で３つ形成されている。隣り合う係合突起５５ｄと係合溝５５ｅの角度間隔は、例えば６０°に設定されている。また、連結板５５ｂとは反対側の連結板５５ａにも同様な係合突起５５ｄ及び係合溝５５ｅが形成されている。これにより、図１１に示すように、羽根車５５を回転軸の方向で多段に連結することができ、所望の長さの羽根車（あるいはブレード）を実現することができる。
【００４６】
なお、連結板５５ｂに形成される係合突起５５ｄ及び係合溝５５ｅの配置は、その連結板５５ｂの反対側の連結板５５ａに形成される係合突起５５ｄ及び係合溝５５ｅの配置に比べ、６０°の角度だけずれている。これにより、複数の羽根車５５の連結が可能となる。
【００４７】
図１２は、上記した各横流送風装置１０、２０等のうちいずれかの横流送風装置が搭載された電子機器を示す模式的な断面図である。図１２では、電子機器１００として例えば液晶ディスプレイ等のＦＰＤ（Flat Panel Display）装置を示す。ＦＰＤ装置１００は、筐体１０１内に、ファン１０４、横流送風装置１０及び発熱体として回路基板等を有するディスプレイパネル１０２、電源等のその他の部品１０３が収容されている。ディスプレイパネル１０２から発生する熱が筐体１０１にこもる。ファン１０４により筐体１０１内に外気が吸入され、横流送風装置１０が動作することにより、熱を含む空気を、例えば筐体１０１に形成された排気口１０１ａを介して外部へ排出することができる。
【００４８】
なお、横流送風装置１０のＸ方向の長さは、例えば図１２ではディスプレイ１００の筐体１０１の横方向であるＸ方向の長さに応じて適宜設計が可能である。「ディスプレイ」の概念には、液晶ディスプレイのほかに、プラズマディスプレイ、プラズマアドレス液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display））、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ（有機及び無機両方を含む。）等を含む。
【００４９】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば、図５に示した非接触の支持機構２１が設けられる形態と、図６及び図７に示した突出部材３７が設けられる形態とを組み合わせた形態も考えられる。あるいは、図６及び図７に示した突出部材３７が設けられる形態と、図８または図９で示した押圧部材４１等が設けられる形態とを組み合わせた形態も考えられる。
【００５１】
上記各実施の形態で示した羽根車５等は、特に説明のない限り、一体成型でない羽根車であってもよいし、一体成型の羽根車であってもよい。
【００５２】
図１２に示す電子機器として、ディスプレイに限られない。例えば、空気調和機、コンピュータ（例えばＰＣ（Personal Computer）等）、プロジェクタ、オーディオ／ビジュアル機器、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、エアカーテン機器、その他の電化製品等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】参考例に係る、横流送風装置に搭載される羽根車を示す斜視図である。
【図２】図１に示す羽根車を搭載した横流送風装置を示す断面図である。
【図３】一体成型により作製された羽根車を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る横流送風装置を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態に係る横流送風装置の一部を示す断面図である。
【図７】図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施の形態に係る横流送風装置の一部を示す断面図である。
【図９】図８に示す横流送風装置の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施の形態に係る羽根車を示す断面図である。
【図１１】図１０に示した羽根車が連結される様子を示す斜視図である。
【図１２】上記各実施の形態に係る横流送風装置が搭載された電子機器として、例えば薄型のディスプレイを示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、２５ｃ、３５ｃ、４５ｃ、５５ｃ…ブレード
２…連結部材
２ａ…ボス部
５、２５、３５、４５、５５…羽根車
６…モータ
７…回転軸
９…軸受
１０、２０、３０、４０、５０…横流送風装置
２１…支持機構
２２、４２…ピボット軸
２３…マグネット
２５ｄ…第１の主面
２５ｅ…第２の主面
２５ａ…連結板
２６…支持体
３７…突出部材
４１…押圧部材
４１ａ、４３ａ…ピボット座面
４２ａ…先端
５５ｄ…係合突起
５５ｅ…係合溝
１００…ＦＰＤ装置（電子機器）
１０１…筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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