(57)【要約】    【課題】  空気の流路を形成するための空間を特に設ける必要がなく、ファンの送風量を高めながらも、薄型電子機器等への実装時の制約を少なくする。    【解決手段】  シャフト２と直交する方向からファン３の各々に対向する面である側壁10，10に、吸込み可能な吸気孔としての孔13および空気取入口17を３ヶ所以上設ける。こうすると、筐体Ａの短手（上下）方向を避けて、ファン３内に空気を大きく取り込むことができる。また、ケーシング５と筐体Ａの短手方向内面との間に、空気を吸い込むためのスペースをわざわざ確保する必要がなく、ファン３の送風量を高めながらも、筐体Ａへの実装時の制約が少なく自由度が大きくなる。しかも、より多くの方向からファン３に向けて空気を分散して取り込むことができ、静音化を実現できる。    【選択図】  図１
2005240603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトとともに回転する送風用のファンと、このファンに回転力を与える駆動部と、前記ファンを囲むケーシングとを備え、前記シャフトと直交する方向から前記ファンの各々に対向する面に吸込み可能な吸気孔を設け、前記吸気孔を少なくとも３ヶ所以上具備し、前記シャフトと直交する方向に送風することを特徴とした横長ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばノート型パソコン等の薄型電子機器内に主として配置され、冷却モジュールにも適用できる吸気構造を有する横置きファンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばノート型パソコン等の薄型電子機器の筐体内には、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などの発熱部品が搭載されており、こうした発熱部品を冷却するためにファンモータが備えられている。
【０００３】
従来周知のファンモータとして、例えば特許文献１には、第１ファンと第２ファンを直列に接続した状態でケース中に配置し、正常時には第１ファンおよび第２ファンをそれぞれ低速度で回転駆動させる一方で、一方のファンが故障した場合には正常なファンを高回転させて、放熱効果を補償するものが開示されている。ここにある各ファンは、いずれもファンの回転軸に沿って空気が流れる軸流ファンであり、ファンモータの吸気口と排気口が、回転軸の一側と他側に自ずと規定され、扁平な筐体内での使用に適用しにくい。
【０００４】
また別な特許文献２には、横長のハウジングに沿って回転軸であるシャフトを設け、このシャフトの先端に軸流型の回転翼を設けると共に、ハウジングの側方向に複数の案内板付きの空気吹き出し口を設けたダクトフロー型ファンが開示されている。この場合、シャフトと共に回転翼を回転すると、当該回転翼の後方からハウジング内に冷たい空気が吸入され、この冷たい空気が案内板により整流されることによって、ハウジングの側方向にある空気吹き出し口から外部に送り出される。しかし、空気の吸込み口がハウジングの一側に規定されるので、筐体内の実装スペースが限られている場合には、必要な空気の吸込み量が確保できない上に、回転翼から離れるにしたがって、空気吹き出し口から吹き出される排気量が減少するので、ハウジングの側方向から均一に空気を吹出すことができない。
【０００５】
一方、別な特許文献３には、回転軸に対して垂直な方向、すなわちファンの放射方向に風を吹き出す横長の遠心ファン（クロスフローファン）を利用した送風機が開示されている。これは図６に示すように、横長形状を有するケーシング101の長手方向に沿って、回転軸としてのシャフト102を配設し、このシャフト102の略全長にわたって、複数枚のファンブレード103を備えたファン104を装着する。また、吸気孔105および排気孔106は、それぞれケーシング101の上部および一側部に設けられており、駆動源であるモータ（図示せず）によりシャフト102と共にファン104を図中Ｒ方向に回転させると、吸気孔105から冷たい空気が取り込まれ、シャフト102に対し吸気孔105と直交する方向にある排気孔106から空気が排出される。ここでのファン104はシャフト102の先端に偏ってではなく、シャフト102の全体に配設されるため、ケーシング101の略全長にわたって開口した排気孔106から、均一な風量で空気を送り出すことができる。
【特許文献１】特開２００２−３５３６７８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４２８９５号公報
【特許文献２】特開平１１−１３６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図６に示すようなクロスフロー型のファン104を用いた横長ファンモータは、シャフト102で連通されたファン104によりケーシング101上方向から吸気して横方向へ排気するため、ファンモータのケーシング101上部と薄型電子機器との間の僅かな隙間を利用して空気の流路を確保しなくてはならず、薄型電子機器が厚くなって、商品としての薄型化の阻害要因となっていた。
【０００７】
また、空気の流れを上方向から横方向へ強制的に方向転換することにより、圧力損失を生じる結果、音響性能を悪化させると共に、ファン104として十分な静圧を得られず、低圧力型のファン形式となったり、電子機器への実装場所が制限され、実装設計のネック（障害）となったりするなどといった種々の弊害を伴っていた。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ファン形式にとらわれず、吸気に関する制限を大幅に緩和し、かつ静音を可能とした横長ファンモータ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】
【０００９】
本発明における横長ファンモータは、シャフトと直交する方向からファンの各々に対向する面に吸込み可能な吸気孔を少なくとも３ヶ所設けているので、薄型電子機器内の短手方向若しくは長手方向に沿ってシャフトを配置させたとしても、薄型電子機器の短手方向を避けて、三次元的（ファンの放射方向及び軸方向）に展開された別な任意の方向からファン内に空気を大きく取り込むことができる。また、ケーシングと薄型電子機器内の短手方向（上下方向）内面との間に、空気を吸い込むためのスペースをわざわざ確保する必要がなく、ファンの送風量を高めながらも、薄型電子機器等への実装時の制約が少なく自由度が大きくなり、薄型電子機器の性能を向上できると共に、薄型電子機器の省スペースおよび薄型化を実現できる。また、吸気に関する制限が緩和されるため、ファン形式を自由に選択することができ、用途に応じて優れた風量特性を得ることができる。しかも、従来の遠心ファンなどよりも、より多くの箇所からファンに向けて空気を分散して取り込むことができることから、静音化を実現できる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１における横長ファンモータによると、空気の流路を形成するための空間を特に設ける必要がなく、ファンの送風量を高めながらも、薄型電子機器への実装時の制約を少なくできるとともに、薄型電子機器の省スペースおよび薄型化を実現できる。また、用途に応じて最適なファン形式を選択することができる。さらに、静音化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明における横長ファンモータの一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、実施形態における横長ファンモータはノート型パソコンなどの薄型電子機器に使用されるものであるが、それ以外の各種機器に搭載してもよい。
【００１２】
図１〜図４は本発明における横長ファンモータの第１実施形態を示すものである。同図において、本実施形態の横長ファンモータ１は、回転自在な１本のシャフト２と、この共通するシャフト２に設けられ、複数（本実施例では４つ）の羽根部７からなるファン３とを備え、各羽根部７をそれぞれ囲繞するように、シャフト２の軸方向に沿って所定の間隔毎にファン収容体４が設けられている。また、隣り合うファン収容体４を後述する架橋部16でつなぎ合わせることで、ファン３全体を囲んで収容するケーシング５が、横長ファンモータ１の外郭部材として設けられている。ファン３の送風経路を決めるケーシング５は、シャフト２に沿うように横長略円筒形状を有している。
【００１３】
各ファン３を構成する羽根部７は、その回転軸であるシャフト２の両方向より吸気して遠心（放射）方向に送風する両面吸気型の遠心ファンの構造を有している。ここでの羽根部７は、図２に示すように、シャフト２を中心として等角度毎に配置された複数枚（例えば６枚）のブレード７Ａからなり、各ブレード７Ａは板状でシャフト２の軸方向に沿って取付けられている。こうして、一つのシャフト２に複数の羽根部７を並設したファン構造とすることで、ファン３として必要な吸排気量が確保される。なお、ファン３はターボファン，シロッコファン又は斜流ファン等の遠心ファンに限定されず、例えば横流式のクロスフローファンや、軸流式のプロペラファン等何れの種類のものであってもよく、後述する空気取入口17の数や形状を考慮して最適なものを採用すればよい。また、羽根部７及びこの羽根部７を構成するブレード７Ａの数も特に限定されず、必要に応じて変形が可能である。さらにシャフト２は、羽根部７を貫通していなくてもよい。
【００１４】
各々の羽根部７を囲繞するファン収容体４は、羽根部７の放射方向を囲む周壁９と、羽根部７の各々に対向する面である軸方向両端面を囲む側面ケーシングに相当する一対の側壁10，10とにより構成され、側壁10は略Ｒ形状を有する。本実施形態における周壁９は、偏平状をなす薄型電子機器の筐体Ａの一側面（下面）に沿うように、凹凸のない略平坦状に形成された底面９Ａと、この底面９Ａの一端面から円弧状に形成された湾曲面９Ｂとからなるが、周壁９の形状は筐体Ａに合わせて適宜変形してよい。12は周壁９の一方に設けられた排気孔で、この排気孔12を除く羽根部７の周囲に、ケーシング５を構成するファン収容体４の周壁９が設けられる。また、13はファン収容体４内に空気を取り込むと共に、前記シャフト２を挿通するために各ファン収容体４の側壁10，10にそれぞれ設けられた孔で、この孔13により羽根部７の軸方向両端面は、その外周部が部分的に覆われるようになる。なお、孔13の形状は本実施形態のような円形に限定されず、空気を効率よく取り込み、かつ騒音を発生させなければどのような形状であってもよい。
【００１５】
前述したように、４つのファン３の中心にはシャフト２が取付け固定されており、シャフト２の両端は、最外にあるファン収容体４の側壁10まで延びている。そして、このシャフト２の突出部の一端には、シャフト２に回転力を与える駆動部としてのモータ14が取り付けられ、他端にはシャフト２を回動可能にする軸受け（図示せず）等が取り付けられている。なお、本実施形態ではシャフト２の一端に単独のモータ14を取り付けたが、これに限定されず、必要なトルクを得ることができるように、例えば各々の羽根部７に対してモータ14を設けてもよい。また、図１に示すように、孔13の中心部においてモータ14をケーシング５から脱落しないように取付けるために、モータ14を取付ける孔13には、その周辺の側壁10とつながったブリッジ15が設けられる。
【００１６】
シャフト２の軸方向に沿って各ファン収容体４を所定の間隔で配置するために、隣り合うファン収容体４，４の間にはブリッジ状の架橋部16が設けられる。そして、このファン収容体４，４と架橋部16により区画された複数（３以上）の空気取入口17が、ファン３の周囲の方向に臨んでケーシング５に設けられる。隣り合うファン収容体４，４の距離は、ファン３の吸気に支障をきたすことがない最小限の長さに決定されている。ここでの横長ファンモータ１は、シャフト２が筐体Ａの短手（垂直）方向にではなく、長手（水平）方向に沿うように、筐体Ａの内部に配置される。
【００１７】
図３や図４に示すように、空気取入口17はケーシング５の上側および下側のみならず、排気孔12の反対側の背面側にも形成される。一方、正面側では、隣り合うファン収容体４の間には、連結板32が設けられていて、吸気と排気が干渉し合うのを回避している。すなわち、空気取入口17はファン３の周囲３方向（上，下，他側）に臨んでケーシング５にそれぞれ設けられており、筐体Ａの短手（上下）方向を避けて、別な任意の方向からファン３内に空気を大きく取り込むことができる。もちろん、連結板32を除去して空気取入口17としてもよく、この場合は、排気孔12を設けた部分で、ファン３からの排気風が外部に排出される一方で、空気取入口17を設けた部分では、逆にケーシング５内に空気が取り込まれるようになる。
【００１８】
ファン３は吸気孔である前記空気取入口17と孔13を介して、その全周のどの方向からも空気を取り込むことが可能であるため、筐体Ａの短手方向において、ケーシング５内に十分な空気を取り込むスペースが筐体Ａの内面とケーシング５の外面との間に確保されていなくても、それ以外の方向からケーシング５内に十分な空気を取り入れることができる。また、必要に応じてケーシング５の形状を変更することで、特定の方向から空気を取り込むことも可能である。本実施形態では、ファン収容体４とは別に空気取入口17を設けているが、複数の羽根部７に共通するファン収容体４でファン３全体を囲い、このファン収容体４の適所に空気取入口17を設けてもよい。
【００１９】
ケーシング５は、熱伝導性の高い銅等の材料で形成されているが、これに限定されず、例えばアルミニウム、マグネシウム等の熱伝導率が高い他の金属材料でもよい。また、ケーシング５は例えば軽量化を目的としてプラスチック等で形成することもできる。
【００２０】
次に、上記構成における横長ファンモータ１の作用について説明する。ノート型パソコン等の薄型電子機器が通電されると、筐体Ａ内に設けられた発熱部品が温度上昇し、その熱が該発熱部品に装着した図示しない例えばヒートシンクなどの放熱部材に速やかに伝導する。
【００２１】
一方、前記薄型電子機器が通電されるのに伴い、モータ14にも通電が行なわれてシャフト２に回転駆動力が与えられ、図２の矢印Ｓに示すように、シャフト２を中心にしてファン３を構成する各羽根部７が回転し始める。このケーシング５内におけるファン３の回転によって、ファン収容体４，４の間に形成された空気取入口17を通過して、ファン３の周囲360°の方向から筐体Ａ内の空気が取り込まれ、それらの空気の流れがファン３の放射方向からファン３の軸方向へと転換しながら、孔13から各ファン収容体４内に進入する。また、ケーシング５の最外部に位置するファン収容体４の側壁10周辺にある空気も、この側壁10に設けた孔13を通過して、ファン３の軸方向に沿って吸込まれる。このときのケーシング５への空気の流れ込みは、図１及び図２における矢印Ｆ１で示されている。
【００２２】
各々のファン収容体４内において、ファン３の軸方向に沿って吸い込まれる空気は、羽根部７の回転に伴って流れの向きを再び変え、各羽根部７の放射方向に開口する排気孔12からファン収容体４の外部へと排気される。
【００２３】
こうして、各々のファン収容体４から排気孔12を通して排出された空気は、前記放熱部材を通過し、ここで発熱部品から放熱部材へ伝達した熱を奪って、筐体Ａの外部へと送り出される。このときの空気の流れは、図２における矢印Ｆ２で示されている。このようにして前記放熱部材を装着した発熱部品の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態の横長ファンモータ１は、シャフト２とともに回転する送風用のファン３と、このファン３に回転力を与える駆動部としてのモータ14と、ファン３を囲むケーシング５とを備え、シャフト２と直交する方向からファン３の各々に対向する面（側壁10，10）に吸込み可能な吸気孔としての孔13および空気取入口17を設け、空気取入口17を少なくとも３ヶ所以上具備し、シャフト２と直交する方向に送風している。
【００２５】
このようにすると、シャフト２からファン３の各々に対向する面に吸込み可能な孔13と空気取入口17からなる吸気孔が３ヶ所設けられているので、薄型電子機器の外郭をなす筐体Ａ内の短手方向若しくは長手方向に沿ってシャフト２を配置させたとしても、筐体Ａの短手（上下）方向を避けて、三次元的（ファン３の放射方向及び軸方向）に展開された別な任意の方向からファン３内に空気を大きく取り込むことができる。また、ケーシング５と筐体Ａの短手方向内面との間に、空気を吸い込むためのスペースをわざわざ確保する必要がなく、ファン３の送風量を高めながらも、筐体Ａへの実装時の制約が少なく自由度が大きくなり、筐体Ａをなす薄型電子機器の性能を向上できると共に、薄型電子機器の省スペースおよび薄型化を実現できる。さらに、吸気に関する制約が緩和されることにより、ファン３の形式を自由に選択することができ、用途に応じて優れた風量特性を得ることができる。しかも、従来の遠心ファンなどよりも、より多くの方向からファン３に向けて空気を分散して取り込むことができることから、冷却モジュール１としての静音化を実現できる。こうして、空気の流路を形成するための空間を特に設ける必要がなく、ファン３の送風量を高めながらも、薄型電子機器等への実装時の制約を少なくすることが可能になる。
【００２６】
以下、本発明における横長ファンモータの変形例について説明する。図５において、40は、３つのファン収容体４が空気取入口17を介さずに連結された集合体である。すなわち、集合体40を構成する３つのファン収容体４はそれぞれ側壁10により間仕切りされた状態となっており、側壁10に設けられた孔13により隣接し合うファン収容体４が連設されている。なお、それ以外の構成は上記第１実施形態のものと共通している。
【００２７】
そして、上記第１実施形態と同様にして、薄型電子機器が通電されるのに伴い、モータ14にも通電が行なわれてシャフト２に回転駆動力が与えられ、シャフト２を中心にしてファン３を構成する各羽根部７が回転し始める。このケーシング５内におけるファン３の回転によって、ファン収容体４，４の間に形成された空気取入口17を通過して、ファン３の周囲360°の方向から筐体Ａ内の空気が取り込まれ、それらの空気の流れがファン３の放射方向からファン３の軸方向へと転換しながら、孔13から各ファン収容体４内に進入する。また、ケーシング５の最外部に位置するファン収容体４の側壁10周辺にある空気も、この側壁10に設けた孔13を通過して、ファン３の軸方向に沿って吸込まれる。このときのケーシング５への空気の流れ込みは、図５における矢印Ｆ１で示されている。
【００２８】
各々のファン収容体４内において、ファン３の軸方向に沿って吸い込まれる空気は、羽根部７の回転に伴って流れの向きを再び変え、各羽根部７の放射方向に開口する排気孔12からファン収容体４の外部へと排気される。このとき、集合体40を構成する中央部のファン収容体４は、隣接するファン収容体４内の空気を両側面に位置する孔13，13から取り入れ、羽根部７の放射方向に開口する排気孔12からファン収容体４の外部へと排気する。このときの空気の流れは、図２における矢印Ｆ２で示されている。
【００２９】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えばケーシング５を構成するファン収容体４の周壁９と側壁10は、各々別部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態における横長ファンモータの全体斜視図である。
【図２】同上、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同上、横長ファンモータの正面図である。
【図４】同上、横長ファンモータの背面図である。
【図５】同上、横長ファンモータの変形例を示す正面図である。
【図６】従来における横長ファンモータの要部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２  シャフト
３  ファン
５  ケーシング
13  孔（吸気孔）
14  モータ（駆動部）
17  空気取入口（吸気孔）
【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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