(57)【要約】【課題】  取付部材２６と軸流ファン２２との接触を確実に防止し、軸流ファン２２の風量を増加させ、ヒートシンク２の放熱効果を向上させると同時に、この風量の増加に伴う騒音の発生も低減させる。【解決手段】  発熱する電子部品上に載置されるヒートシンク２と、このヒートシンク２に送風することにより積極的に冷却する軸流ファン２２を備えたファンハウジング４と、から構成されるヒートシンクファンにおいて、軸流ファン２２を支持するための支柱部１６・deg;yび１６ｃによって、ヒートシンクファンを電子部品に対して固定的に保持する取付部材２６の軸流ファン２２側への移動を規制する。【選択図】  図１
2005057092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面が電子部品等の被冷却部品に取付けられるベースと、該ベースの他方の面に設けられた複数の放熱フィンと、を有するヒートシンクと、
前記放熱フィンの上部に位置する上壁部と、該上壁部の中央に形成された円形孔と、該円形孔の外周部に位置し前記上壁部から前記ヒートシンクとは反対側に起立する支柱部と該支柱部から該円形孔内に延出する延出部とからなる複数個の支持部と、該複数個の支持部によって該円形孔内に位置するよう支持され前記ヒートシンクに対し冷却用の空気流を供給する軸流ファンと、を有するファンハウジングと、を備え、前記軸流ファンに隣接配置される少なくとも一つの取付部材によって前記被冷却部品に対して固定的に保持されるヒートシンクファンであって、  
前記取付部材は前記複数個の支持部の内の少なくとも一つの支持部によって前記軸流ファン側への移動が規制されることを特徴とするヒートシンクファン。
【請求項２】
前記ファンハウジングには、前記取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部と協働して前記取付部材の移動を規制する少なくとも一つの突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクファン。
【請求項３】
前記支持部の一つには前記軸流ファンに対して駆動電流を供給するためのコイルリード線の案内部が設けられており、前記取付部材の軸流ファン側への移動は、該案内部が設けられた支持部以外の支持部によって規制されることを特徴とする請求項１又は２記載のヒートシンクファン。
【請求項４】
前記取付部材は前記軸流ファンを介して対向するよう一対設けられており、前記取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部もこれに対応して一対設けられていると共に、該一対の取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部は、前記軸流ファンの回転軸に対して相互に対角線上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヒートシンクファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＰＵ等の電子部品を冷却するヒートシンクファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などの発熱する電子部品に装着されるヒートシンクファンは、一般的に、電子部品に載置される複数の放熱フィンが設けられたヒートシンクと、このヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクに送風することにより積極的に冷却する軸流ファンを備えたファンハウジングとから構成されている。このようなヒートシンクファンのファンハウジングの上壁部の中央には円形孔が形成され、該円形孔の外縁には、円形孔内に形成された軸流ファンを保持するための支柱部が、周方向に等間隔に隔てて設けられている。そしてヒートシンクファンは、例えば、ファンハウジングの上壁部に設けられた円形孔に隣接して対向するように装着される樹脂又は薄板状金属材製の取付部材をネジ止めあるいは弾性係合することで、ヒートシンクファンを締め付け、電子部品の上に密着固定する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７６４０号公報（図３及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年ＭＰＵの演算処理の速度は益々速くなると共に、ＭＰＵ自体の小型化、高集積化が進み、それに伴いＭＰＵの発熱量も増加している。そのため、ＭＰＵを冷却するヒートシンクファンに対しても、これまで以上に、より大量の風を積極的にヒートシンクに送風して、放熱効果を上げることが求められている。このような要求に対し、ヒートシンクファンでは、軸流ファンを高速回転させると共に、軸流ファンをファンハウジングの上壁部よりもヒートシンクとは反対側に突出するよう配置することで、ヒートシンクの放熱フィンの放熱面積を増大させると共に、軸流ファンによって可能な限り多くの空気を吸入できるようにして、軸流ファンからヒートシンクに対してより多くの風を供給できるようにして放熱効果を向上させる必要がある。
【０００５】
ところが、軸流ファンを高速回転させると、ヒートシンクに供給する風量を増加させることができる反面、高速回転に伴い騒音の発生が問題となる。特に上記したように軸流ファンをファンハウジングから突出するよう配置した場合には、軸流ファンの周囲に支柱部等の構造物が多くなる程、軸流ファンが空気を取り込む際の流入抵抗が大きくなり空気の吸入量が制限されると共に、軸流ファンの回転時に乱流による騒音の発生がより顕著になるので、軸流ファンの周囲には可能な限り構造物を配置しないようにするのが望ましい。しかしながら、上記した従来のヒートシンクファンのように、取付部材によってヒートシンクファンをＭＰＵ等の電子部品の上に固定する方法を用いた場合、例えば取付部材を装着する際に、押圧力あるいは付勢力によって取付部材がファンハウジング上をすべり移動してしまうことがあり、特に、取付部材は軸流ファンに隣接して設けられている場合には、取付部材が移動して軸流ファンに接触し、軸流ファンの回転が停止してしまったり、あるいは軸流ファンが破損してしまう恐れがあるため、ファンハウジングは取付部材が移動した場合にも軸流ファンとの接触が回避されるよう配慮した構成とする必要がある。従って、ヒートシンクファンにおいて、軸流ファンからヒートシンクに供給される風量を増加させることによりヒートシンクの放熱効果を上げることと、軸流ファンの風量の増加及び高速回転化に伴う騒音の発生を低減させること、という相反する課題を同時に解決する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、ヒートシンクファンにおける以下の技術的課題を解決することを目的とする。
【０００７】
（１）取付部材と軸流ファンとの接触を確実に防止すること。
【０００８】
（２）軸流ファンの風量を増加させ、ヒートシンクの放熱効果を向上させること。
【０００９】
（３）軸流ファンの風量の増加及び高速回転に伴う騒音の発生を低減させること。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載のヒートシンクファンは、一方の面が電子部品等の被冷却部品に取付けられるベースと、該ベースの他方の面に設けられた複数の放熱フィンと、を有するヒートシンクと、放熱フィンの上部に位置する上壁部と、該上壁部の中央に形成された円形孔と、該円形孔の外周部に位置し上壁部からヒートシンクとは反対側に起立する支柱部と該支柱部から該円形孔内に延出する延出部とからなる複数個の支持部と、該複数個の支持部によって該円形孔内に位置するよう支持されヒートシンクに対し冷却用の空気流を供給する軸流ファンと、を有するファンハウジングと、を備え、軸流ファンに隣接配置される少なくとも一つの取付部材によって被冷却部品に対して固定的に保持されるヒートシンクファンであって、  
取付部材は複数個の支持部の内の少なくとも一つの支持部によって軸流ファン側への移動が規制されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載のヒートシンクファンでは、ファンハウジングには、取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部と協働して取付部材の移動を規制する少なくとも一つの突起が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載のヒートシンクファンでは、支持部の一つには軸流ファンに対して駆動電流を供給するためのコイルリード線の案内部が設けられており、取付部材の軸流ファン側への移動は、該案内部が設けられた支持部以外の支持部によって規制されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４記載のヒートシンクファンでは、取付部材は軸流ファンを介して対向するよう一対設けられており、取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部もこれに対応して一対設けられていると共に、該一対の取付部材の軸流ファン側への移動を規制する支持部は、軸流ファンの回転軸に対して相互に対角線上に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１のヒートシンクファンでは、軸流ファンを支持するための複数個の支持部のうち少なくとも一つの支持部によって、ヒートシンクファンを被冷却部品に対して固定的に保持する取付部材の軸流ファン側への移動を規制するので、軸流ファンの外周部に設けられる構造物を最小限に留めて空気の流入抵抗を小さくして軸流ファンによって大量の風をヒートシンクに供給することができることとなり、ヒートシンクの放熱効果を向上させることができると共に、軸流ファンの回転による乱流の発生も抑制することが可能になるので、乱流に起因する騒音の発生を抑制することができる。また、支持部によって取付部材の軸流ファン側への移動を防止することができるようになり、軸流ファンと取付部材との接触を防止することが可能になる。
【００１５】
本発明の請求項２のヒートシンクファンでは、突起を設けることによって円形孔周辺の構造物が幾分増大するものの取付部材の軸流ファン側への移動を確実に防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項３のヒートシンクファンでは、軸流ファンに駆動電流を供給するコイルリード線の案内部が設けられた支持部以外の支持部によって取付部材の軸流ファン側への移動を規制するので、コイルリード線の案内部が設けられる支持部を外部電源の位置等に応じて自由に配置することが可能になり、設計の自由度が高まり様々な種類の被冷却部品の冷却に対応することができる。
【００１７】
本発明の請求項４のヒートシンクファンでは、一対の取付部材を用いることでヒートシンクファンの被冷却部品に対する固定をより安定して行うことができると共に、円形孔周辺の構造物の配置が軸流ファンの回転軸に対して点対称に近くなり、空気の流入抵抗の発生と乱流の発生とをより効果的に抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の各実施形態のヒートシンクファンについて図１及び図２を参照に説明する。
【００１９】
図１に図示されるヒートシンクファンは、基本的には、ヒートシンク２とこれに着脱可能に装着されるファンハウジング４とから構成されている。
【００２０】
ヒートシンク２は、例えばアルミニウム等比較的に熱伝導性の高い材料を押し出し成形によって形成した部材であり、一方の面がＭＰＵ等の電子部品の上に装着されるベース６と、このベース６の他方の面に一体に、且つ相互に並列状に延伸するよう形成された複数の平板状放熱フィン８とから構成されている。なおヒートシンク２は、このように押し出し成形によって形成されたものに限らず、ベースと放熱フィンとを別体で構成しベースに放熱フィンを嵌合固定したヒートシンク、或いは放熱フィンとして、金属の薄板を断面が連続した矩形波状となるように折り曲げて放熱フィンを成形したヒートシンクも、本発明に適用可能である。
【００２１】
他方、ファンハウジング４には、ほぼ矩形の上壁部１０と、この上壁部１０の幅方向Ｗ（図１に図示されるヒートシンクファンにおいて放熱フィン８の延伸方向と直交する方向）の最外部から垂下する側壁部１２とが形成されている。ファンハウジング４の上壁部１０の長手方向Ｌ（図１に図示されるヒートシンクファンにおいて放熱フィン８の延伸方向と平行な方向）の中央部には円形孔１４が形成され、円形孔１４の上部及び外周部には後に述べる軸流ファン２２を保持する支持部材１５が形成されている。
【００２２】
支持部材１５は、円形孔１４の外周部に形成された４本の支柱部１６ａ乃至１６ｄと、各支柱部１６ａ乃至１６ｄの上端部に位置しその上端部から内側に延びる複数の延出部１８ａ乃至１８ｄとから構成される支持部を有している。更に支持部材１５は、延出部１８ａ乃至１８ｄの先端部に位置し、円形孔１４の上方に軸流ファン２２と同軸状に形成されこれを保持する円盤部２０を有している。この場合、支柱部１６ａ乃至１６ｄ及び延出部１８ａ乃至１８ｄによって、円盤部２０が上壁部１０よりもヒートシンク２とは反対方向に突出するよう設けられており、これにより軸流ファン２２もその全体が上壁部１０よりも外方側に位置するよう配置されている。すなわち軸流ファン２２は、その外周部全体がファンハウジング４から露出した状態で保持されており、隣り合う支柱部１６ａ乃至１６ｄと延出部１８ａ乃至１８ｄの間に規定される吸気口から冷却用空気を吸入し、該冷却用空気をヒートシンク２に供給してヒートシンク２を積極的に冷却する。なお、軸流ファン２２は、円盤部２０に着脱可能に装着できるため、軸流ファン２２を交換することにより本発明のヒートシンクファンを半永久的に使用することができる。
【００２３】
ファンハウジング４の円形孔１４の外周部には、支柱部１６ａと１６ｂとの間，及び支柱部１６ｃと１６ｄとの間に、ほぼ長方形状の係止部２４・deg;yび２４ｂがファンハウジング４の上壁部１０と一体に立設されている。また、これら係止部２４・deg;yび２４ｂに隣接配置される支柱部１６・deg;yび１６ｃの基部部分には、平面部１６ａ１及び１６ｃ１が設けられている。これら係止部２４ａと平面部１６ａ１とは、それぞれ長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面を形成し、また係止部２４ｃと平面部１６ｃ１も同様に、それぞれ長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面を形成している。
【００２４】
また、延出部１８ｄには上方開口状の案内溝１８ｄ１が延出部１８ｄの全長にわたって設けられており、この案内溝１８ｄ１を通じて軸流ファン２２と外部電源（不図示）とを電気的に接続するためのコイルリード線２５が案内される。
【００２５】
このようなファンハウジング４の材質としては、エンジニアプラスチックなど耐熱性を有し、熱膨張係数が低く寸法安定性に優れたものが好ましい。中でも加工・成形の容易さの点から飽和ポリエステルが好ましく、ガラス繊維で強化したポリブタジエンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が特に好ましい。ガラス繊維の含有量は、必要とする機械的強度や寸法安定性などから適宜決定すればよいが、一般に１０〜４０重量％の範囲、特に２５〜３５重量％の範囲が好ましい。このような材料を用いてファンハウジング４を作製する方法としては特に限定はなく、射出成形など従来公知の成形方法を用いることができる。
【００２６】
ファンハウジング４は、ファンハウジング４の側壁部１２の下部に設けられた爪部（不図示）がヒートシンク２に設けられた放熱フィン８のうち幅方向Ｗにおいて最も外側に位置する放熱フィン８に設けられた凹部（不図示）に係合することにより、ヒートシンク２に固定される。そして、ヒートシンクファンを発熱するＭＰＵ上に載置して、破線で示す弾性変形可能な取付部材２６をファンハウジング４の上壁部１０に取り付けた後、取付部材２６をヒートシンク２側に締め付けることにより、ヒートシンクファンはＭＰＵ上に密着固定される。なお、ファンハウジング４とヒートシンク２との係合は、上記実施形態に限らず従来公知のものが使用でき、例えば側壁部の下部に係合突部を設け、ヒートシンク側に係合穴を設け、両者を係合可能としてもよい。
【００２７】
ヒートシンクファンにおいて軸流ファン２２が所定方向に回転駆動されると、ファンハウジング４の円形孔１４から吸入された空気はヒートシンク２へと供給され放熱フィン８に沿って流れる。一方、電子部品などの発熱体が発する熱は、ヒートシンク２のベース６を介して複数個の放熱フィン８に伝導する。そして、供給された空気が放熱フィン８に沿って流れる際に、放熱フィン８から空気へ熱が移動する。このようにして電子部品の発する熱は、ヒートシンク２から空気流へと移動し、空気流によってヒートシンク２外部へと放散される。
【００２８】
本発明の第一の実施形態においては、ファンハウジング４の上壁部１０に設けられた係止部２４ａと支柱部１６ａの平面部１６ａ１並びに係止部２４ｂと支柱部１６ｃの平面部１６ｃ１により、取付部材２６をヒートシンク２側に締め付ける際等に取付部材２６がすべった場合でも、軸流ファン２２側への移動が規制されるため、取付部材２６と軸流ファン２２との接触が回避されるので、軸流ファン２２の回転不良や破損の発生を防止することが可能になる。また、円形孔１４の外周部に形成される構造物は係止部２４・deg;yび２４ｃと支柱部１６ａ乃至１６ｄのみであることから、空気の流入抵抗や軸流ファン２２回転時の乱流の発生を最小限に留め、冷却効果の向上と騒音の低減という相反する二つの課題が同時に解決されることとなる。この場合、支柱部１６ａの平面部１６ａ１及び支柱部１６ｃの平面部１６ｃ１のみで取付部材２６の移動規制を行うことが可能な場合には、係止部２４・deg;yび２４ｂは省略可能である。
【００２９】
更に、コイルリード線２５を案内するための案内溝１８ｄ１が設けられた延出部１８ｄと一体の支柱部１６ｄは、取付部材２６の移動規制には用いられないので、その配置位置は比較的に自由であるので外部電源（不図示）との位置関係において最適な配置の選択が可能である。このため、設計の自由度が高まり様々な種類のＭＰＵの冷却に対応することが可能となるので、ヒートシンクファンとしての汎用性が増す。
【００３０】
図２は、本発明の他の実施形態を示す斜視図である。なお、ヒートシンクファンの基本構造は図１の構造と同じであるため、主に異なる部分を詳述する。
【００３１】
ファンハウジング５４には、ほぼ矩形の上壁部６０と、この上壁部６０の幅方向Ｗの最外部から垂下する側壁部６２とが形成されている。ファンハウジング５４の上壁部６０の中央には円形孔６４が形成され、円形孔６４の上部及び外周部には後に述べる軸流ファン７２を保持する支持部材６５が形成されている。
【００３２】
支持部材６５は、円形孔６４の長手方向Ｌの外周部に位置し、幅方向Ｗに一定の間隔を隔て形成され支柱部６６ａ乃至６６ｄと、各支柱部６６ａ乃至６６ｄの上端部に位置し、支柱部６６・deg;yび６６ｄ、支柱部６６ｂ及び６６ｃをそれぞれ連結する長手方向Ｌに対して互いに平行な延出部６８ａ、６８ｂとから構成される支持部を有している。更に支持部材６５は、幅方向Ｗにおける延出部６８ａと延出部６８ｂとの間に位置し、円形孔６４の上方に軸流ファン７２と同軸状に形成され、これを保持する円盤部７０を有している。そして、支柱部６６・deg;yび６６ｂ、支柱部６６ｃ及び６６ｄの基部は、長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面として形成されている。
【００３３】
本発明の第二の実施形態では、ファンハウジング５４の上壁部６０の円形孔６４の外周部に配置される支柱部６６ａ乃至６６ｂによって取付部材２６の軸流ファン７２側への移動を規制することが可能になるので、軸流ファン７２と外部電源（不図示）とを電気的に接続するためのコイルリード線７５の案内構造に対する制約が生じるものの、軸流ファン２２の外周部に設けられる構造物をより一層減らすことができ上記第１の実施形態の説明において述べた空気の流入抵抗及び乱流に対する抑制効果がより一層顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
２    ヒートシンク
４    ファンハウジング
１０    上壁部
１４    円形孔
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ    支柱部
１６ａ１，１６ｃ１  平面部
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ    延出部
２２    軸流ファン
２４ａ，２４ｂ  係止部
２６    取付部材
【図１】
2005057092.tif 000003
【図２】
2005057092.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月6日(2003.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ファンハウジング４の円形孔１４の外周部には、支柱部１６ａと１６ｂとの間，及び支柱部１６ｃと１６ｄとの間に、ほぼ長方形状の係止部２４ａ及び２４ｂがファンハウジング４の上壁部１０と一体に立設されている。また、これら係止部２４ａ及び２４ｂに隣接配置される支柱部１６ａ及び１６ｃの基部部分には、平面部１６ａ１及び１６ｃ１が設けられている。これら係止部２４ａと平面部１６ａ１とは、それぞれ長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面を形成し、また係止部２４ｃと平面部１６ｃ１も同様に、それぞれ長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面を形成している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の第一の実施形態においては、ファンハウジング４の上壁部１０に設けられた係止部２４ａと支柱部１６ａの平面部１６ａ１並びに係止部２４ｂと支柱部１６ｃの平面部１６ｃ１により、取付部材２６をヒートシンク２側に締め付ける際等に取付部材２６がすべった場合でも、軸流ファン２２側への移動が規制されるため、取付部材２６と軸流ファン２２との接触が回避されるので、軸流ファン２２の回転不良や破損の発生を防止することが可能になる。また、円形孔１４の外周部に形成される構造物は係止部２４ａ及び２４ｃと支柱部１６ａ乃至１６ｄのみであることから、空気の流入抵抗や軸流ファン２２回転時の乱流の発生を最小限に留め、冷却効果の向上と騒音の低減という相反する二つの課題が同時に解決されることとなる。この場合、支柱部１６ａの平面部１６ａ１及び支柱部１６ｃの平面部１６ｃ１のみで取付部材２６の移動規制を行うことが可能な場合には、係止部２４ａ及び２４ｂは省略可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
支持部材６５は、円形孔６４の長手方向Ｌの外周部に位置し、幅方向Ｗに一定の間隔を隔て形成され支柱部６６ａ乃至６６ｄと、各支柱部６６ａ乃至６６ｄの上端部に位置し、支柱部６６ａ及び６６ｄ、支柱部６６ｂ及び６６ｃをそれぞれ連結する長手方向Ｌに対して互いに平行な延出部６８ａ、６８ｂとから構成される支持部を有している。更に支持部材６５は、幅方向Ｗにおける延出部６８ａと延出部６８ｂとの間に位置し、円形孔６４の上方に軸流ファン７２と同軸状に形成され、これを保持する円盤部７０を有している。そして、支柱部６６ａ及び６６ｂ、支柱部６６ｃ及び６６ｄの基部は、長手方向Ｌ上実質的に同一の位置において、幅方向Ｗに対して平行な面として形成されている。