JP2006291947A - 電気および電子機器の換気用ファン - Google Patents

Abstract

【課題】安定した、ファン構成およびファン電源接続を有する、電気および電子機器の換気用ファンを提供する。
【解決手段】本発明のファンは、プリント回路基板（１）に接続するように適合され、空気が流れるようにするためのダクト（１０）を有し、プリント回路基板（１）と実質的に垂直に配置されたハウジング（５）と、ダクト（１０）内に配置されている、ファンホイールを有するファン（２）と、ファンホイール（２）を駆動するためにファンハウジング（５）に接続された電気モータ（１５）と、ファンをプリント回路基板（１）に固定するためにファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された、少なくとも３つの留め具（７）と、電気モータ（１５）に電力を供給するためにプリント回路基板（１）への電気接続を提供するためのコネクタを有しかつファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された、電源アダプタ（８）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱放散の分野に関し、特に、電気および電子機器の換気用ファンに関する。

電気機器または電子機器は、動作中に熱的電力ロスによる熱を発生する。この熱を取り除くための電動ファンがよく知られている。このようなファンの代表例は、米国特許出願第２００４−００９６３２５号、米国特許第５，２６７，８４２号、米国特許第６，０１３，９６６号、ドイツ特許１００ ２０ ８７８ Ｃ２、ドイツ特許１９５ ０３ ５２１ Ａ１に開示されている。

一般的にこのようなファンは、ファンハウジングと、ファンハウジングに接続されたファンホイールと、ファンホイールを動作させるための電気モータとを備える。一般的にファンホイールは、ファンハウジングによって形成されたフローダクト内に、回転するように配置されている。電気機器または電子機器内の気流は、主にフローダクトの設計やファンホイールの配置によって制御される。冷却目的のため、ファンは電気機器あるいは電子機器内へ新鮮な大気を導入するか、またはその機器からの暖空気を放散するか、またはその機器内の空気を閉回路内で循環させる。

通常、ファンは、電子機器のハウジングの一部の中に配置されるか、または冷却を必要とする電子部品に隣接して配置される。ファンの機械接続は、ねじまたはクランプ接続によってなされている。冷却される電子部品は、従来はプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられる。電気モータを動作させるのに必要な電力は、通常ケーブル接続から来る。ケーブル接続は、たとえばプリント回路基板（ＰＣＢ）等に接続可能な電気コネクタを具備するフレキシブルラインか、ＰＣＢにはんだ付けされた固定ケーブルかのいずれかである。

従来のファンには不都合な点がいくつかある。たとえば、電源を備えるケーブル接続には追加の生産ステップが必要であるため、生産コストが増大する。また、ケーブルを押しつぶすか切ることによって装置を破損するおそれが常に存在する。さらに、使用する接続に依存して、製造工程中にラインを交替することによってファンの極性を逆にするおそれがあり得る。

ＤＥ １０１ ０１ ３４８ Ａ１は、電気駆動モータによって動作され、ＰＣＢから電力を得るための電気ラップ接続を具備するファンについて述べている。しかしながら、この既知のファンは、上述した不都合な点のうち一部を克服するにすぎない。ラップ接続はある点ではフレキシブルラインまたは固定ケーブルよりも優れ得るが、ＤＥ １０１ ０１ ３４８のファンには新たな問題がいくつかある。１つの問題は、ラップ接続用に指定されるコンタクトが、ＰＣＢ上に位置する導電路に直接接続するよう意図されるため非常に薄いという点である。別の問題は、ファンが実質的にＰＣＢと垂直に位置するため、取り付け中であれ動作中であれファンの安定性が大きな懸念点ということにある。

したがって、本発明の目的は、上記の問題点のないファンを提供することである。具体的には、本発明の目的は、より安定した構成をファンに提供し、より信頼性の高い接続をファンの電源に提供することである。電気機器および電子機器の冷却は自動車の用途においても重要であるため、そのような用途においてファンは特に有用であろう

本発明は、電気機器および電子機器の換気用ファンを提供する。また、このファンは、安定した構成と、電源へのより信頼性の高い接続とを有する。このファンは、ファンハウジングであって、プリント回路基板（ＰＣＢ）に差し込むように適合されており、かつ、空気が流れるのを可能にするダクトを有する、ファンハウジングを備える。ファンハウジングの長い方の縁は、ＰＣＢに対し実質的に平行な位置に配置されている。たとえば、ファンハウジングは、ファンハウジングのダクトの軸芯がＰＣＢに対し実質的に垂直であるように配置され得る。ダクトは、ダクト内に配置されたファンホイールを有する。また、ファンホイールを動作させるために、電気モータはファンハウジングに接続されている。このファンは、ファンをＰＣＢに固定するためにファンハウジングの少なくとも一部に接続された、少なくとも３つの留め具を備える。さらに、ファンは、ファンハウジングの少なくとも一部に結合された電源アダプタであって、電気モータへ電力を供給するためにＰＣＢへの電気接続を与える接続手段を有する、接続可能な電源アダプタを備える。

本発明のファンは多くの利点を与える。第１に、留め具を使用していることと、ファンハウジングの長い方の縁がＰＣＢに対し実質的に平行に配置されていることとによって、ファンは従来のファンよりも安定している。たとえば、ファンハウジングは、ファンハウジングのダクトの軸芯がＰＣＢに対し実質的に垂直であるように配置され得、たとえばファンハウジングの縁等において、少なくとも３つの留め具がファンをＰＣＢに固定する。第２に、電源アダプタは、一方の端においてファンハウジングに固定され、他方の端においてＰＣＢと接続し、ＰＣＢに届くように軸方向にファンハウジング下方へ延びるため、電源アダプタも同様に安定している。電源アダプタは、ファンハウジングの外壁に固定され得、あるいは、ファンハウジングの一部でさえあり得る。いずれの場合も、より安定した構成が提供される。第３に、電源アダプタは、ＰＣＢへの信頼性の高い接続を提供する。電源アダプタが軸方向にファンハウジング下方へ延びる場合、電源アダプタの幅は基本的に制限されない。このように、本発明は、ＰＣＢとの電気接続用に指定されるコンタクトの幅に対する制限を実質的に排除する。ＤＥ １０１ ０１ ３４８ Ａ１におけるファンのような従来のファン構成と異なり、本発明の、ＰＣＢとの電気接続は、ＰＣＢ上のいくつかの導電路と結合されている必要がない。そのため、コンタクトを比較的薄くする必要はない。この利点は、コンタクトを破損するおそれを著しく低減する。

本発明は、さらに以下の手段を提供する。

（項目１）
電気機器および電子機器の換気用ファンであって、該ファンは、
ファンハウジング（５）であって、プリント回路基板（１）に差し込むように適合されており、空気が流れるようにするためのダクト（１０）を有し、該ファンハウジングの長い方の縁が該プリント回路基板（１）に関して平行に配置されている、ファンハウジング（５）と、
該ダクト（１０）内に配置されている、ファンホイールを有するファン（２）と、
該ファンホイール（２）を駆動するための、該ファンハウジング（５）に結合された電気モータ（１５）と、
該ファンを該プリント回路基板（１）に固定するための、該ファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された少なくとも３つの留め具（７）と、
該ファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された電源アダプタ（８）であって、該電気モータ（１５）に電力を供給するために該プリント回路基板（１）への電気接続を提供するためのコネクタを有する、電源アダプタ（８）と
を備える、ファン。

（項目２）
上記ファンハウジング（５）は、該ファンハウジング（５）のダクト（１０）の軸芯が上記プリント回路基板（１）に対し実質的に垂直であるように配置されている、項目１に記載のファン。

（項目３）
上記ダクト（１０）が、外部との交差点にフランジ（６）を有し、該フランジ（６）が上記留め具（７）の土台を提供する、項目２に記載のファン。

（項目４）
上記フランジ（６）が外側へ屈曲している、項目３に記載のファン。

（項目５）
上記ファンハウジング（５）は、内径が上記ファンホイール（２）の半径に適合された円筒状のチューブハウジングである、項目１、２、３、４のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目６）
上記ファンが上記円筒状のチューブハウジング（５）に取り付けられる、項目５に記載のファン。

（項目７）
上記電気モータ（１５）が、上記ファンハウジング（５）の上記円筒状のチューブハウジングの内側の中央に配置される、項目６に記載のファン。

（項目８）
上記留め具（７）が、一方の端において上記フランジ（６）に固定され、他方の端において上記プリント回路基板（１）との接続のための取付手段（１２および１３）を有する、項目３から７のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目９）
上記留め具（７）が、上記ファンハウジング（５）の外壁（１１）にさらに固定される、項目８に記載のファン。

（項目１０）
上記留め具（７）が、上記ファンハウジング（５）の一体化された一部分である、項目８または９に記載のファン。

（項目１１）
上記留め具（７）が、軸方向に上記ファンハウジング（５）の下方へ延びる柱状の支持部（７）である、項目８、９、１０のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目１２）
上記プリント回路基板（１）からの空気を排出するために、上記ファンハウジング（５）と該プリント回路基板（１）との間に十分な空隙（１９）が存在するように、上記柱状の支持部（７）が軸方向に該ファンハウジングの下方へ延びる、項目１１に記載のファン。

（項目１３）
上記留め具（７）の上記取付手段（１２、１３）が、上記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（１８）に適合されている、項目１２に記載のファン。

（項目１４）
上記接続ユニット（１８）が上記プリント回路基板（１）内の凹部である、項目１３に記載のファン。

（項目１５）
上記取付手段（１２、１３）のうち少なくとも２つがスナップ接続である、項目１３または１４に記載のファン。

（項目１６）
上記電源アダプタ（８）が、一方の端において上記フランジ（６）に固定されており、他方の端において上記プリント回路基板（１）との接続のための接続手段（１４）を有する、項目３から１５のうちのいずれかに記載のファン。

（項目１７）
上記電源アダプタ（８）が、上記ファンハウジング（５）の外壁（１１）にさらに固定される、項目１６に記載のファン。

（項目１８）
上記電源アダプタ（８）が、上記ファンハウジング（５）の一体化された一部分である、項目１６または１７に記載のファン。

（項目１９）
上記電源アダプタ（８）が軸方向にファンハウジング（５）の下方へ延びる、項目１６、１７、１８のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目２０）
上記電源アダプタ（８）の上記接続手段（１４）がラップ接続である、項目１６、１７、１８、１９のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目２１）
上記ラップ接続（１４）が、上記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（２０）にマッチングするように接続可能である、項目２０に記載のファン。

（項目２２）
上記接続ユニット（２０）が上記プリント回路基板（１）内の凹部である、項目２１に記載のファン。

（項目２３）
上記ラップ接続（１４）が、実質的に閉じられたコネクタハウジング（２１）内に一体化されている、項目２０、２１、２２のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目２４）
上記閉じられたコネクタハウジング（２１）が、上記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（２２）とマッチングするように適合されている、項目２３に記載のファン。

（項目２５）
上記接続ユニットが上記プリント回路基板（１）内の凹部である、項目２４に記載のファン。

（項目２６）
上記プリント回路基板（１）への電気接続を保証するために、上記電源アダプタ（８）が付加的な機械的クランプ接続（２３）を有する、項目３から２５のうちのいずれか一項に記載のファン。

（項目２７）
上記電気モータ（１５）の電子部品（１６）が、上記電源アダプタ（８）内に一体化されている、項目３から２６のうちのいずれか一項に記載のファン。

（摘要）
電気機器および電子機器の換気用ファンにおいて、ファンハウジング（５）であって、プリント回路基板（１）に接続するように適合されており、空気が流れるようにするためのダクトであって、ファンのファンホイール（２）をダクト（１０）を配置されたダクトを有し、ＰＣＢと実質的に垂直に配置されている、ファンハウジング（５）と、ファンホイール（２）を駆動するためにファンハウジング（５）に接続された電気モータ（１５）と、ファンをプリント回路基板（１）に固定するためにファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された、少なくとも３つの留め具（７）と、電気モータ（１５）に電力を供給するためにプリント回路基板（１）への電気接続を提供するコネクタを有し、ファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された電源アダプタ（８）とを備える、ファン。

本発明は、以下の図面および説明を参照すればより良く理解されよう。図中の構成要素は、必ずしも実寸大ではなく、代わりに、本発明の原則を示すために強調部分がある。また、図において、同一の参照符号は、異なる図を通して対応する部分を指す。

本発明の例を示す図を参照し、本発明をさらに詳細に説明する。

図１から図３のファンは、直接、容易にＰＣＢ１へ接続するように適合されたファンハウジング５を備える。ファンハウジング５は、ハウジングとして機能するだけでなく、気流を導くためのダクト１０を提供する。ファンハウジング５の長い方の縁は、ＰＣＢ１に対し実質的に平行な位置にある。たとえば、ファンハウジングは、ファンハウジングのダクトの軸芯がＰＣＢ１に対し実質的に垂直であるように配置される。ファンハウジング５は円筒状のチューブとして構成される。ダクト１０の、外部環境との交差は、ＰＣＢ１と実質的に平行である。ハブ３と回転翼４とから成るファンホイール２は、回転するようにフローダクト１０内に配置される。ファンハウジング５の内側の中央にある、電気駆動モータ１５によってファンホイール２が動作させられる。フローダクト１０の面積は、ファンホイール２の半径または、より正確には回転翼４の半径に依存し、またそれらの半径は、ファンの特定の用途と、必要な気流とに依存する。ダクト１０のリムは、ＰＣＢ１上にファンを固定するための固定手段７の土台として機能し得る、フランジ６として構成される。このフランジは、外側へ屈曲したフランジであり得る。

図１から図３のファンは、ＰＣＢ１上にファンを固定するために、固定手段７をさらに備える。固定手段７は、以下、留め具と総称する。原則として、任意の種類の留め具が本発明に用いられ得る。図１から図３に示すファンにおいて、留め具７は柱状の支持部である。少なくとも３つの留め具７（このような留め具のうちの４つを図１から図３の例に示す）が、たとえばフランジ６に対して等、ファンハウジング５の少なくとも一部に直接接続される。このことを行う方法はいくつかある。留め具７はフランジ６のみに接続され得る。または、留め具７は、より安定した接続のために、たとえばファンハウジングの外壁１１等、ファンハウジング５の他のいくつかの部分にさらに接続され得る。さらに、留め具７は一体化した、ファンハウジング５の部分でもあり得る。

留め具７は、ファンハウジング５の下方へ延び、ＰＣＢ１に達する。また、留め具７は、ＰＣＢ１との接続用の取付手段１２および１３を具備する。取付手段１２および１３は、留め具７をＰＣＢ１に直接結合する。任意の種類の取付手段が本発明に用いられ得る。接続可能な取付手段はＰＣＢ１の対応する接続ユニット１８に容易に接続しそこに固定されるため、たとえば接続可能な取付手段が用いられ得る。対応する接続ユニット１８はＰＣＢ１内の凹部であり得る。取付手段のより具体的な例はラップ接続、スナップ接続、および同様のものである。簡易接続のためには、少なくとも２つのスナップ接続が用いられ得る。図１から図３はスナップ接続を示す。取付手段１２および１３の軸方向の長さは選択可能であり得るため、ＰＣＢ１とファンハウジング５との間に空隙１９が設けられ得る。十分な空隙は気流を促進し、冷却システム全体の効率を向上させる。

図１から図３のファンは、主に電気駆動モータ１５と電源アダプタ８とから成る電源手段をさらに備える。電源アダプタ８は、ＰＣＢ１に対してと同様にファンハウジング５にも接続される。電気駆動モータ１５は、ファンハウジング５に固定接続され得、あるいは、ファンホイールをファンホイールの回転翼４と共に収容しているハブ３に直接接続され得る。電気駆動モータ１５への電力は、電源アダプタ８によって供給される。電源アダプタ８は、少なくともファンハウジング５の一部に接続され、ＰＣＢ１への接続を提供するように適合されている。ファンハウジングに電源アダプタを接続する方法はいくつかある。図１から図３に示すように、電源アダプタ８はフランジ６のみに接続され得る。電源アダプタ８は、より安定した接続のために、ファンハウジングの外壁１１等、ファンハウジング５の他のいくつかの部分にさらに接続され得る。さらに、電源アダプタ８は一体化した、ファンハウジング５の統合部分でもあり得る。

電源アダプタは、軸方向にファンハウジング５の下方へ延び、ＰＣＢ１に達する。このように、電源アダプタ８の幅は基本的に制限されない。ＰＣＢ１との接続に関しては、電源アダプタ８はこの目的のためにラップ接続を有し得る。任意の種類のラップ接続も使用され得るが、一例として、容易な固定接続を可能にする、接続可能なラップ接続がある。ラップ接続は、実質的に閉じられたコネクタハウジング２１内に一体化され得、それによって、ラップ接続のコンタクトは製造工程中とファンの実稼動中との両方において保護される。ラップ接続および、存在する場合はラップ接続のハウジングは、ＰＣＢ１上の対応する接続ユニット２０に合うように適合され得る。両方の接続ユニットは、付加的な労力のない、容易かつ信頼性の高い両者間の接続を可能にする、はんだ付けまたは同様のもの等の方法で構成される。電気接続をさらに締めるために、電源アダプタ８は機械的クランプ接続２３と併用され得る。

電源アダプタ８の幅が無制限であるため、本発明は、ＰＣＢとの電気接続用に指定されるコンタクトの幅に対する制限を実質的に排除する。ＤＥ １０１ ０１ ３４８ Ａ１におけるファン等の従来のファン構成と異なり、本発明の、ＰＣＢとの電気接続は、ＰＣＢ１上のいくつかの導電路と接続されている必要がない。そのため、コンタクトを比較的薄くする必要はない。この利点は、コンタクトを破損するおそれを著しく低減する。

さらなる利点として、電気駆動モータ１５の、抑制手段、フィルター手段、およびさらなる手段等の電子部品１６が、電源アダプタ８に一体化され得る。このような配置には、電気駆動モータ１５の小型化という利点がある。

以上、本発明の一例を詳細に説明したが、これは本発明を例示する目的のためであり、本発明を必ずしも制限するものとみなされるべきではなく、ここに請求する本発明を実行する場合、多数の修正および変更が当業者によってなされ得ると理解されるという点を強調したい。

本発明のファンの斜視図である。 本発明のファンの平面図である。 本発明のファンの側面図である。

符号の説明

１ プリント回路基板
２ ファン（ファンホイール）
５ ファンハウジング
６ フランジ
７ 留め具（固定手段）
８ 電源アダプタ
１０ ダクト
１１ ファンハウジングの外壁
１２、１３ 取付手段
１４ 接続手段
１５ 電気モータ
１６ 電気モータの電子部品
１８、２０、２２ 接続ユニット
１９ 空隙
２１ コネクタハウジング
２３ 機械的クランプ接続

Claims (27)

1. 電気機器および電子機器の換気用ファンであって、該ファンは、
   ファンハウジング（５）であって、プリント回路基板（１）に差し込むように適合されており、空気が流れるようにするためのダクト（１０）を有し、該ファンハウジングの長い方の縁が該プリント回路基板（１）に関して平行に配置されている、ファンハウジング（５）と、
   該ダクト（１０）内に配置されている、ファンホイールを有するファン（２）と、
   該ファンホイール（２）を駆動するための、該ファンハウジング（５）に結合された電気モータ（１５）と、
   該ファンを該プリント回路基板（１）に固定するための、該ファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された少なくとも３つの留め具（７）と、
   該ファンハウジング（５）の少なくとも一部に結合された電源アダプタ（８）であって、該電気モータ（１５）に電力を供給するために該プリント回路基板（１）への電気接続を提供するためのコネクタを有する、電源アダプタ（８）と
   を備える、ファン。
2. 前記ファンハウジング（５）は、該ファンハウジング（５）のダクト（１０）の軸芯が前記プリント回路基板（１）に対し実質的に垂直であるように配置されている、請求項１に記載のファン。
3. 前記ダクト（１０）が、外部との交差点にフランジ（６）を有し、該フランジ（６）が前記留め具（７）の土台を提供する、請求項２に記載のファン。
4. 前記フランジ（６）が外側へ屈曲している、請求項３に記載のファン。
5. 前記ファンハウジング（５）は、内径が前記ファンホイール（２）の半径に適合された円筒状のチューブハウジングである、請求項１、２、３、４のうちのいずれか一項に記載のファン。
6. 前記ファンが前記円筒状のチューブハウジング（５）に取り付けられる、請求項５に記載のファン。
7. 前記電気モータ（１５）が、前記ファンハウジング（５）の前記円筒状のチューブハウジングの内側の中央に配置される、請求項６に記載のファン。
8. 前記留め具（７）が、一方の端において前記フランジ（６）に固定され、他方の端において前記プリント回路基板（１）との接続のための取付手段（１２および１３）を有する、請求項３から７のうちのいずれか一項に記載のファン。
9. 前記留め具（７）が、前記ファンハウジング（５）の外壁（１１）にさらに固定される、請求項８に記載のファン。
10. 前記留め具（７）が、前記ファンハウジング（５）の一体化された一部分である、請求項８または９に記載のファン。
11. 前記留め具（７）が、軸方向に前記ファンハウジング（５）の下方へ延びる柱状の支持部（７）である、請求項８、９、１０のうちのいずれか一項に記載のファン。
12. 前記プリント回路基板（１）からの空気を排出するために、前記ファンハウジング（５）と該プリント回路基板（１）との間に十分な空隙（１９）が存在するように、前記柱状の支持部（７）が軸方向に該ファンハウジングの下方へ延びる、請求項１１に記載のファン。
13. 前記留め具（７）の前記取付手段（１２、１３）が、前記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（１８）に適合されている、請求項１２に記載のファン。
14. 前記接続ユニット（１８）が前記プリント回路基板（１）内の凹部である、請求項１３に記載のファン。
15. 前記取付手段（１２、１３）のうち少なくとも２つがスナップ接続である、請求項１３または１４に記載のファン。
16. 前記電源アダプタ（８）が、一方の端において前記フランジ（６）に固定されており、他方の端において前記プリント回路基板（１）との接続のための接続手段（１４）を有する、請求項３から１５のうちのいずれかに記載のファン。
17. 前記電源アダプタ（８）が、前記ファンハウジング（５）の外壁（１１）にさらに固定される、請求項１６に記載のファン。
18. 前記電源アダプタ（８）が、前記ファンハウジング（５）の一体化された一部分である、請求項１６または１７に記載のファン。
19. 前記電源アダプタ（８）が軸方向にファンハウジング（５）の下方へ延びる、請求項１６、１７、１８のうちのいずれか一項に記載のファン。
20. 前記電源アダプタ（８）の前記接続手段（１４）がラップ接続である、請求項１６、１７、１８、１９のうちのいずれか一項に記載のファン。
21. 前記ラップ接続（１４）が、前記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（２０）にマッチングするように接続可能である、請求項２０に記載のファン。
22. 前記接続ユニット（２０）が前記プリント回路基板（１）内の凹部である、請求項２１に記載のファン。
23. 前記ラップ接続（１４）が、実質的に閉じられたコネクタハウジング（２１）内に一体化されている、請求項２０、２１、２２のうちのいずれか一項に記載のファン。
24. 前記閉じられたコネクタハウジング（２１）が、前記プリント回路基板（１）上の対応する接続ユニット（２２）とマッチングするように適合されている、請求項２３に記載のファン。
25. 前記接続ユニットが前記プリント回路基板（１）内の凹部である、請求項２４に記載のファン。
26. 前記プリント回路基板（１）への電気接続を保証するために、前記電源アダプタ（８）が付加的な機械的クランプ接続（２３）を有する、請求項３から２５のうちのいずれか一項に記載のファン。
27. 前記電気モータ（１５）の電子部品（１６）が、前記電源アダプタ（８）内に一体化されている、請求項３から２６のうちのいずれか一項に記載のファン。

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