(57)【要約】【課題】半導体デバイスなどの空冷冷却ファンのベアリング軸心の位置合わせ精度を向上し、組み立てを容易とする。【解決手段】台座ユニット２１、ベアリング２２、電磁石を備えた固定ユニット２３、及びファン２４９を備えた回転ユニット２４より構成する。回転ユニットは、内側に磁石リング２４８を備えると共に中心部に貫通孔２４２を設けて該貫通孔内に挿通する軸孔２４６を設けた軸管２４３を設け、台座ユニット上に直立するシャフトカラー２１２外周に固定ユニット２３を嵌合して固定すると共に、その内側にベアリング２２を固定し、該ベアリングのシャフト２２２先端を上記軸管２４３軸孔を貫通して貫通孔２４２内に突出させて、該突出したベアリング先端に結合部材２４７を嵌合、若しくはネジ止めして回転ユニットを固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座ユニット、ベアリング、固定ユニット、及び回転ユニットより構成され、
台座ユニットは、台座、及び台座上に設置されるシャフトカラーを具有し、
ベアリングは、シャフトカラー内に収容されるベアリング主体、及びベアリング主体上面に設置されるシャフトを具有し、
固定ユニットは、その外周に磁気コイルを備えると共にシャフトカラー外周面上に被せて固定され、
回転ユニットは、固定ユニットの外周の周りに回転できるように覆うと共にベアリングのシャフトに結合され、
その結合構造は、回転ユニット上面を構成するネイブ中心にシャフトを貫通する軸孔を形成した軸管を設けてネイブ上面中心に貫通孔を形成し、軸孔を貫通して該貫通孔内に突出したシャフト外周面に結合する結合部材によって固定するものであり、
さらに、回転ユニットは、ネイブ内周面上に設置されて固定ユニットの磁気コイルによる磁力の作用を受ける環状の磁石リング、及びネイブ外環面上に設置される多数のファン羽根を具有してなることを特徴とした、冷却ファン。
【請求項２】
前記回転ユニットの軸管は、ネイブと連結した管状部及び管状部先端で内側に向かう支持部からなり、該支持部はシャフトを貫通する軸孔を具えてネイブの貫通孔と相通することを特徴とした、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
前記ベアリングのシャフト先端部の外周面に回転ユニットの結合部材を引っ掛けて嵌合するリング溝が形成され、結合部材はバネ状のＣ型リングフックであることを特徴とした、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項４】
前記回転ユニットの結合部材は、ベアリングのシャフトとネジ止めする金属リングにてなることを特徴とした、請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項５】
前記ベアリングのシャフト外周面にはエンボス模様が形成されてなることを特徴とした、請求項４に記載の冷却ファン。
【請求項６】
前記台座ユニットのシャフトカラーは、相互に間隔を空けてリング状に配列された弾力性のある多数の棒状部を備えてなり、各棒状部の上部はベアリング上面を抑える屈折形状をなすことを特徴とした、請求項１に記載の冷却ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスなどの冷却ファンに関し、特に組み立てが簡易で便利であり、高精度で、かつ強度に優れた冷却ファンに関してなる。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、公知の冷却ファン１のファンホイール１１とベアリングシャフト１２を結合する時、シャフト１２は対応するファンホイール１１のネイブ１１１内面の軸管１１２内に挿入し固定され、ファンホイール１１と軸心１２の結合を達成する。
【０００３】
ファンホイール１１とシャフト１２の結合過程において、ファンホイール金型を予め準備し、シャフト１２をファンホイール金型の軸管が予め設置された箇所に垂直に挿入し、溶解したプラスチック原料をファンホイール金型内に注入して射出成型し、プラスチック原料が冷却した後、型から外してファンホイール１１を完成し、シャフト１２をファンホイール１１のネイブ１１１と結合する。
【０００４】
ファンホイール１１をプラスチック射出成型によりシャフト１２と結合させる一次成型方式は、プラスチック原料の溶解流体をファンホイール１１の金型内に注入する時、ファンホイール金型内に設置されたシャフト１２に押圧力が作用するためにシャフト１２が偏り、予めセットした時の精度が損なわれて、結合成型された後のシャフト１２の回転の中心はネイブ１１１の中心軸より離れて偏り、ファンホイール１１は円滑に回転できなくなり、良好な冷却効果が得られなくなる問題が発生する。
或いは、シャフト１２が偏移する現象が発生する場合、修正作業に時間を消耗し、製造コストの損耗を生みコストの削減に不利となるのである。
【０００５】
図２に示すように、冷却ファン３のファンホイール３１とベアリングシャフト３２の結合方式は、先ずファンホイールを成型し、更に、ベアリングシャフト３２を対応するファンホイール３１の軸管３１２内に挿入して位置合わせを行い、接着剤により結合して、ファンホイール３１のネイブ３１１とシャフト３２の結合を完成する方法もある。
【０００６】
但し、ファンホイール３１とシャフト３２をそれぞれ別途成型した後、さらに組合わせて、接着し組み立て結合する二次成型方式は、ファンホイール３１の成型過程において、軸管３１２の管の直径の精度について厳密な監視制御が必要とされ、誤差がある場合には、シャフト３２と軸管３１２は適合した結合を形成することができなくなる。更に、組み立ての過程において、シャフト３２はネイブ３１１内部に隠れるまで挿入して結合することが必要とされるため、結合状況は制御が困難であり、結合過程において不便が発生する。
【特許文献１】特開平８−２８８４４０号公報
【特許文献２】特開平６−１３２４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、組み立てが簡易で便利であり、結合の精度が良好であり、結合強度が良好である冷却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】
【０００８】
上述の目的を達成する為、本発明の冷却ファンは、台座ユニット、ベアリング、固定ユニット、及び回転ユニットより構成されてなる。台座ユニットは、台座、及び台座上に設置されるシャフトカラーを具有してなる。ベアリングはシャフトカラー内に収容されるベアリング主体、及びベアリング主体上面に設置されるシャフトを具有してなる。固定ユニットはシャフトカラー周面上に被せ固定されてなる。回転ユニットは固定ユニットの外縁に回転できるように覆いベアリングのシャフトを結合してなり、中心箇所に貫通孔が形成されたネイブ、ネイブ内の上面の貫通孔周縁に相対して設置されシャフトを通させてなる軸管、軸管内に収容されシャフト周面に被せ固定させる結合部材、ネイブ内環面上に設置され固定ユニットを相互に感応する磁石リング、及びネイブ外環面上に設置される多数のファン羽根を具有してなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果は、回転ユニットのネイブの貫通孔を利用して軸管と外部作業空間を相互に連通させ、ベアリングのシャフトが下から上に軸管内に挿入される時、貫通孔を経由し上から下に軸管内に挿入された結合部材は、ベアリングのシャフトを軸管内に堅く固定し、回転ユニットはシャフトと緊密に結合してなり、全体の全体の組み立てが迅速であり、結合精度が高く、更に結合強度が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の前述及びその他の技術的内容、特徴、効果に関して、以下に参照図と実施例を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図３、４に示すように、本発明の冷却ファン２の第一実施例は、台座ユニット２１、台座ユニット２１内に設置されるベアリング２２、固定ユニット２３、及び固定ユニット２３の外縁に多い回転可能な回転ユニットより構成されてなる。
【００１２】
台座ユニット２１は、台座２１１、及び台座２１１上に設置され、ベアリング２２を収容するシャフトカラー２１２を具有する。シャフトカラー２１２は、相互に間隔を置いて配列されてリング状を形成し、弾力性を有して撓みにより湾曲可能な４つの棒状部２１３を具有してなり、各棒状部２１３上部はベアリング２２の方向に直角状に屈折する。４つの棒状部２１３は、外側に引っ張られて斜めに湾曲する状態にすることができ、引っ張り力から解放されると直立状態に復元する。
【００１３】
ベアリング２２は、シャフトカラー２１２内に収容されるベアリング主体２２１、及びベアリング主体２２１上面に設置され、上端部が回転ユニット２４と結合するシャフト２２２を有する。ベアリング２２１の上面はシャフトカラー２１２の棒状部２１３の直角に屈折する上部が接触する圧力を受け、またシャフト２２２端部周面の凹部にはリング溝２２３が形成される。
【００１４】
固定ユニット２３は、台座ユニット２１のシャフトカラー２１２外周面上に被せて固定される磁気コイル２３１を具有する。
回転ユニット３４は、固定ユニット２３の外縁を回転できるように覆い、ベアリング２２のシャフト２２２を結合してなり、中心箇所に貫通孔２４２が形成されたネイブ２４１、ネイブ２４１内の上面の貫通孔２４２周縁に相対して設置されシャフト２２２を通させてなる軸管２４３（図４，５参照。）、軸管２４３内に収容されシャフト２２２外周面に被せて固定させる結合部材２４７、ネイブ２４１内環面上に設置され固定ユニット２３の磁力と相互作用する磁石リング２４８、及びネイブ２４１外環面上に設置される多数の翼２４９を具有してなる。本実施例において、結合部材２４７はバネ性のＣ型リングフックにてなる。
【００１５】
回転ユニット２４の軸管２４３は、ネイブ２４１内上面から直立する管状部２４４、及び管状部２４４の先端から内側にシャフト２２２方向に水平に延長されてシャフト２２２のリング溝２２３に嵌合して、結合部材２４７と上下に重なる支持部２４５を有する。支持部２４５は、ネイブ２４１の貫通孔２４２内に向けてシャフト２２２を貫通する軸孔２４６を形成する。
【００１６】
冷却ファン２の組み立て過程において、シャフトカラー２１２の棒状部２１３に外側に向けて引っ張り力を加えると、棒状部２１３は外側に湾曲状態となり、ベアリング２２に挿入した後、棒状部２１３は自動に直立状態に復元して、棒状部２１３はベアリング２２のベアリング主体２２１上周面を覆って固定する。続いて、固定ユニット２３はシャフトカラー２１２上に被せて固定され、回転ユニット２４が固定ユニット２３の外縁を覆い、同時にベアリング２２のシャフト２２２が下から上に回転ユニットの軸孔２４６を通して軸管２４３内に通され、軸管２４３の支持部２４５はシャフト２２２のリング溝２２３内に嵌合し、回転ユニット２４を相対するその他の部材（台座ユニット２１、固定部２３等）に対して高さを固定する。更に、結合部材２４７を軸管２４３内に挿入されたシャフト２２２のリング溝２２３に被せて嵌合することにより、シャフト２２２は回転ユニット２４のネイブ２４１と堅く結合され、冷却ファン２の組み立てを完成する。
【００１７】
固定ユニット２３の磁気コイル２３１に通電すると、相対する回転ユニット２４の磁石リング２４８との間の磁力作用により、磁石リング２４８は回転し、冷却ファン２が駆動回転する。回転ユニット２４４は、シャフト２２２を支柱軸として高速で、円滑に回転しすることにより強力な冷却気流を送る。
【００１８】
このように、冷却ファン２は組み立て過程と実際の使用において、確実に下記の長所を発揮することができる。
【００１９】
１．組み立て過程が簡易、便利である：
回転ユニット２４のネイブ２４１とベアリング２２のシャフト２２２を結合する時、シャフト２２２が回転ユニットの軸孔２４６に嵌合して軸管２４３内に挿入され、結合部材２４７が貫通孔２４２内でシャフト２２２上に被せられて嵌合してネイブ２４１とシャフト２２２を堅く結合する。
【００２０】
結合部材２４７をネイブ２４１の貫通孔２４２内のシャフト２２２上に被せて嵌合して固定する結合加工方式は、シャフト２２２の回転中心とネイブ２４１の中心軸線が容易に一致することにより、効果的に組み立て過程の煩瑣さを低減し、全体の組み立てを簡易で便利にし、公知の冷却ファン１のファンホイール１１のプラスチック射出成型過程において発生するシャフト１２がネイブ１１１の中心軸線から離れ、修正作業時間を消耗する問題を改善する。更に公知の冷却ファン３のシャフト３２がネイブ３１１内部に見えない状態に隠れて結合する場合の両者の結合状態を制御することが困難で、結合過程が不便である問題も改善する。
【００２１】
２．結合の精度が高い。
【００２２】
ネイブ２４１とベアリング２２はそれぞれ成型した後、更に貫通孔２４２から結合部材２４７を挿入して組み立てることにより、便利で精確に加工結合され、軸管２４３の支持部２４５と結合部材２４７をシャフト２２２のリング溝２２３内に係合することにより、ネイブ２４１とシャフト２２２を堅く結合させると共にシャフト２２２の回転の中心とネイブ２４１の中心軸線を容易に一致させることが可能となり、全体の組み立て過程を簡易であると共に便利にして結合の精密度を向上させ、公知の冷却ファン１のファンホイール１１のプラスチック射出成型の過程において発生するシャフト１２の回転の中心がネイブ１１１の中心軸線から離れ、結合精度が悪くなる問題を改善することができる。
【００２３】
３．結合強度が良好である：
シャフト２２２のリング溝２２３に嵌合した結合部材２４７が回転ユニット２４の軸管２４３の延長部２４６を抑えてネイブ２４１をシャフト２２２と堅く結合し、全体の結合強度を良好にする。
【００２４】
４．円滑な回転を可能にし、良好な冷却効果を得る：
前述のように、結合部材２４７を用いて貫通孔２４２内に挿入されたシャフト２２２に被せて嵌合して結合することにより、シャフト２２２のリング溝２２３に嵌合した結合部材２４７が回転ユニット２４の軸管２４３の延長部２５６を押圧して固定し、ネイブ２４１がシャフト２２２と堅く結合し、ネイブ２４１の中心軸線がシャフト２２２の回転の中心と一致し、回転ユニット２４の安定した円滑な回転を可能とし、結果として冷却気流量を効果的に増大し、全体の送風量が大きくなって良好な冷却効果が得られ、公知の冷却ファン１のシャフト１２が偏移しやすく、ファンホイール１１が円滑に回転できず、良好な冷却効果が得られない問題を改善する。
【００２５】
図５に示すように、本発明の冷却ファン２の第二実施例は、第一実施例と異なる箇所として、ベアリング２２のシャフト２２２端部にはリング溝がない。本実施例においては、結合部材２４７はベアリング２２のシャフト２２２とネジ止めされる金属リングにてなる。
【００２６】
このように、シャフト２２２は、軸管２４３内を貫通してネイブ２４１の貫通孔２４３内に突出し、結合部材２４７をこの貫通孔２４３内に突出したシャフト２２２のリング溝２２３に相当する箇所と堅くリベット締めされ、結合される。
【００２７】
図６に示すように、本発明の冷却ファン２の第三実施例は、第二実施例と異なる箇所として、シャフト２２２周面にはエンボス模様２２４が形成されて、シャフト２２２と結合部材２４７との間の接触面積を増加することにより、更に結合部材２４７とシャフトの結合強度を向上させる。
【００２８】
上述のように、本発明の冷却ファン２は、回転ユニット２４のネイブ２４１の貫通孔２４２が軸管２４３を貫通しており、ベアリング２２のシャフト２２２が下から上に軸管２４３内に挿入されて貫通孔２４２内に突出しており、結合部材２４７によりベアリング２２のシャフト２２２を軸管２４３に堅く固定し、回転ユニット２４をシャフト２２２と緊密に結合することができるため、全体の組み立てが迅速であり、結合精度が高く、更に結合強度が良好である。
【００２９】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】公知の冷却ファンのシャフト結合構造を説明した断面図である。
【図２】公知の冷却ファンのシャフトがホイールと適合してなることを説明した断面図である。
【図３】本発明の冷却ファンの第一実施例の立体分解図である。
【図４】本発明の冷却ファンの第一実施例の断面図である。
【図５】本発明の冷却ファンの第二実施例の断面図であり、結合部材は金属リング  にてなる説明図である。
【図６】本発明の冷却ファンの第三実施例の断面図であり、シャフト周面にはエンボス模様が形成されてなる説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
２ 冷却ファン
２１ 台座ユニット
２１１ 台座
２１２ シャフトカラー
２１３ 棒状部
２２ ベアリング
２２１ ベアリング主体
２２２ シャフト
２２３ リング溝
２２４ エンボス模様
２３ 固定ユニット
２３１ 磁気コイル
２４ 回転ユニット
２４１ ホイール
２４２ 貫通孔
２４３ 軸管
２４４ 管状部
２４５ 支持部
２４６ 軸孔
２４７ 結合部材
２４８ 磁石リング
２４９ 翼
【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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