JP2012013067A - 送風ファンおよび送風ファンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送風ファンのハウジングの下プレート部と側壁部との締結力を増大する。
【解決手段】ハウジング３が、インペラ４の上側を覆う上プレート部と、インペラの下側を覆うとともにモータ部２が固定される下プレート部と、インペラの側方を覆い、上プレート部３１および下プレート部３２と共に送風口を形成する側壁部と、を備え、上プレート部および下プレート部の少なくとも一方が、吸気口を有し、下プレート部が、予め下面が塗装された鋼板に対するプレス成形および打抜加工により形成され、側壁部３３が、樹脂により形成され、側壁部の下端部と下プレート部の周縁部とが、インサート成型により締結され、締結箇所において、打抜加工の際に形成された下プレート部の外周切断面が、側壁部に接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風ファンおよび送付ファンの製造方法に関する。

特開２００６−２０７５７８号公報の図２Ａでは、横吹き式送風機１００が開示されている。段落００１０には、横吹き式送風機１００が、ハウジング１０２と羽根車構造１０８とにより構成される、と記載されている。段落００１２には、ハウジング１０２は、外フレーム１０２ａ、１０２ｂの相互接合によって形成される点、および、外フレーム１０２ａ、１０２ｂの接合方法は、例えば、連結、リベット、ロック、粘着などの方式である点が記載されている。

米国特許出願公開第２００９／０２３０７９８号明細書の図４では、ファンモータ１、プレートメンバ２、カップリングバレル３およびアウターケース４が開示されている。段落００１９には、プレートメンバ２が金属製であり、カップリングバレル３およびアウターケース４が樹脂製である、と記載されている。段落００２０および００２１によれば、ファンモータ１が取り付けられるカップリングバレル３は、インサート成型により、プレートメンバ２のスルーホール２３に締結される。また、プレートメンバ２には、スルーホール２３の周縁から斜めに延びる複数のポジショニングレッグ２４が設けられる。ポジショニングレッグ２４は、カップリングバレル３に埋め込まれる。段落００２２によれば、アウターケース４は、ケースボディ４１およびカバーボディ４２を備える。カバーボディ４２は、ケースボディ４１から延び、プレートメンバ２のファンモータ１に対向する側とは反対側を覆う。
特開２００６−２０７５７８号公報 米国特許出願公開第２００９／０２３０７９８号明細書

米国特許出願公開第２００９／０２３０７９８号明細書の装置では、プレートメンバ２の下側にアウターケース４のカバーボディ４２が重なっているため、装置の薄型化が容易ではない。そこで、送風ファンにおいて、モータ部が固定される下プレート部の周縁部のみを、ハウジングの側壁部の下端部に、インサート成型により締結することが考えられる。この場合、下プレート部の側壁部からの脱落を防止するために、下プレート部と側壁部との間に大きな締結力が必要となる。

ところで、送風ファンは、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型ＰＣ」という。）の筐体内部の冷却等に利用される。ノート型ＰＣでは、黒色の筐体に設けられた吸気口から筐体内部を見た場合に、送風ファンが目立つことを防止することが求められる。このため、送風ファンの下プレート部の下面は、黒色に着色される必要がある。電着塗装により下プレート部を黒色に塗装する場合、下プレート部の外周面も滑らかな塗装面となるため、下プレート部と側壁部との締結力の増大に限界がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ハウジングの下プレート部と側壁部との締結力を増大することを目的としている。

本発明の一の側面からは、送風ファンは、上下方向を向く中心軸を中心とするインペラと、前記インペラを前記中心軸回りに回転するモータ部と、前記インペラを収納するハウジングと、を備え、前記ハウジングが、前記インペラの上側を覆う上プレート部と、前記インペラの下側を覆うとともに前記モータ部が固定される下プレート部と、前記インペラの側方を覆い、前記上プレート部および前記下プレート部と共に送風口を形成する側壁部と、を備え、前記上プレート部および前記下プレート部の少なくとも一方が、吸気口を有し、前記下プレート部が、予め下面が塗装された鋼板に対するプレス成形および打抜加工により形成され、前記側壁部が、樹脂により形成され、前記側壁部の下端部と前記下プレート部の周縁部とが、インサート成型により締結され、締結箇所において、前記打抜加工の際に形成された前記下プレート部の外周切断面が、前記側壁部に接する。

本発明では、下プレート部と側壁部との締結力を増大することができる。

図１は、一の実施形態に係る送風ファンの断面図である。 図２は、送風ファンの底面図である。 図３は、送風ファンの製造の流れを示す図である。 図４は、下プレート部の平面図である。 図５は、側壁部と下プレート部との締結箇所近傍を示す断面図である。 図６は、側壁部と下プレート部との締結箇所の他の例を示す断面図である。 図７は、軸受保持部と下プレート部との締結箇所の他の例を示す断面図である。 図８は、送風ファンの製造の流れの他の例を示す図である。

本明細書では、図１中における送風ファンの中心軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。

図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る送風ファン１を示す断面図である。送風ファン１は、遠心ファンであり、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型ＰＣ」という。）に搭載され、ノート型ＰＣの筐体内部の機器の冷却に利用される。

送風ファン１は、モータ部２と、ハウジング３と、インペラ４と、を備える。インペラ４は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする。モータ部２は、インペラ４を中心軸Ｊ１回りに回転する。ハウジング３は、モータ部２およびインペラ４を収納する。

ハウジング３は、上プレート部３１と、下プレート部３２と、側壁部３３と、を備える。上プレート部３１は、インペラ４の図１中における上側を覆う。下プレート部３２は、インペラ４の下側を覆う。下プレート部３２には、モータ部２が固定される。側壁部３３は、インペラ４の側方を覆う。側壁部３３は、上プレート部３１および下プレート部３２と共に送風口３３１を形成する。

上プレート部３１および下プレート部３２は、金属により形成される。側壁部３３は、樹脂により形成される。側壁部３３の下端部３３２と下プレート部３２の周縁部３２８とは、インサート成型により締結される。下プレート部３２の周縁部３２８とは、下プレート部３２の外周近傍の部位である。上プレート部３１は、側壁部３３の上端部にネジ止め等により固定される。下プレート部３２の下面３２５は、塗装により黒色に着色されている。これにより、ノート型ＰＣの黒色の筐体に設けられた吸気口から筐体内部を見た場合に、送風ファン１が目立つことを防止することができる。また、下プレート部３２の上面３２６は、無塗装である。なお、塗装により着色される色は、黒色以外であってもよい。

図２は、送風ファン１の底面図である。図２では、インペラ４の図示を省略している。図１および図２に示すように、下プレート部３２は、インペラ４に対向する３つの吸気口３２１を有する。また、図１に示すように、上プレート部３１は、インペラ４に対向する１つの吸気口３１１を有する。以下の説明では、吸気口３１１および吸気口３２１をそれぞれ、「上側吸気口３１１」および「下側吸気口３２１」という。上側吸気口３１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円形である。

図２に示すように、下プレート部３２は、モータ固定部３２２と、複数のリブ３２３と、周辺部３２４と、を備える。モータ固定部３２２には、モータ部２が固定される。周辺部３２４は、モータ固定部３２２の周囲に位置する。複数のリブ３２３は、モータ固定部３２２と周辺部３２４とを連結する。本実施形態では、３本のリブ３２３が設けられる。３本のリブ３２３は、モータ固定部３２２の外周をほぼ囲むように周状に配置された３つの下側吸気口３２１の間に設けられる。換言すれば、３つの下側吸気口３２１は、モータ固定部３２２、周辺部３２４、および、複数のリブ３２３のうち隣り合うリブ３２３の間に形成される。

図１に示すように、モータ部２は、アウターロータ型である。モータ部２は、固定組立体である静止部２１と、回転組立体である回転部２２と、軸受であるスリーブ２３と、を備える。スリーブ２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。回転部２２は、スリーブ２３により、中心軸Ｊ１を中心として静止部２１に対して回転可能に支持される。

静止部２１は、ステータ２１０と、軸受保持部２４と、を備える。軸受保持部２４は、スリーブ２３を収容する。軸受保持部２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、樹脂により形成される。軸受保持部２４は、下プレート部３２のモータ固定部３２２から上向きに突出する。軸受保持部２４は、モータ固定部３２２に設けられた孔部３２７に固定される。軸受保持部２４の下端部と、モータ固定部３２２の孔部３２７の周囲の部位とは、インサート成型により締結される。

ステータ２１０は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、軸受保持部２４の外側面に取り付けられる。ステータ２１０は、ステータコア２１１と、インシュレータ２１２と、コイル２１３と、を備える。ステータコア２１１は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。インシュレータ２１２は、ステータコア２１１の表面を被覆する絶縁体である。

回転部２２は、シャフト２２１と、ヨーク２２２と、ロータマグネット２２３と、カップ２２４と、を備える。カップ２２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略有蓋円筒状であり、下側に向かって開口する。シャフト２２１は、中心軸Ｊ１を中心として配置され、上端部がカップ２２４に固定される。ヨーク２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、カップ２２４の内側面に固定される。ロータマグネット２２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、ヨーク２２２の内側面に固定される。

シャフト２２１は、スリーブ２３に挿入される。スリーブ２３は、含油性の多孔質金属体により形成され、軸受保持部２４に挿入されて固定される。なお、軸受機構として、例えば、ボール軸受が利用されてもよい。

インペラ４は、複数の翼４１を備える。複数の翼４１は、カップ２２４の外側にて、中心軸Ｊ１を中心として環状に配列される。各翼４１の径方向内側の端部は、カップ２２４の外側面に固定される。静止部２１に電流が供給されることにより、ロータマグネット２２３とステータ２１０との間に、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。これにより、インペラ４が、中心軸Ｊ１を中心として回転部２２と共に回転する。インペラ４の回転により、上側吸気口３１１および下側吸気口３２１からハウジング３内へと空気が吸引され、送風口３３１から送出される。

次に、送風ファン１の製造方法について説明する。図３は、送風ファン１の製造の流れを示す図である。図４は、下プレート部３２の平面図である。図５は、側壁部３３と下プレート部３２との締結箇所近傍を拡大して示す断面図である。

送風ファン１の製造では、まず、予め下面が黒色に塗装された平板状のプレコート鋼板が準備される（ステップＳ１１）。プレコート鋼板の上面は無塗装である。なお、上面は無塗装に限定されるものではなく、塗装されていてもよい。続いて、プレコート鋼板に対してプレス成形および打抜加工が行われることにより、図４に示すように、ハウジング３の下プレート部３２が形成される（ステップＳ１２）。プレコート鋼板の上面および下面はそれぞれ、下プレート部３２の上面３２６および下面３２５となる。

ステップＳ１２の打抜加工の際には、下プレート部３２の側面である外周切断面３２８ａが形成される。また、複数の下側吸気口３２１、および、下側吸気口３２１の内周切断面３２１ａが形成される。さらに、孔部３２７、および、孔部３２７の切断面３２７ａが形成される。孔部３２７の周囲の部位は、プレス成形により、上向きに凸となるように変形され、切断面３２７ａが上側を向く。

ステップＳ１２が終了すると、図５に示すように、側壁部３３の下端部３３２が、インサート成型により、下プレート部３２の周縁部３２８に締結される（ステップＳ１３）。下プレート部３２の周縁部３２８とは、外周切断面３２８ａを含む外周切断面３２８ａ近傍の部位である。側壁部３３と下プレート部３２との締結箇所では、下プレート部３２の外周切断面３２８ａが、側壁部３３の下端部３３２に接する。

仮に、鋼板に対して、プレス成形および打抜加工を施した後に電着塗装等を行うことにより下プレート部が形成されるとすると、下プレート部の外周面は、滑らかな塗装面となる。これに対し、送風ファン１の下プレート部３２の外周切断面３２８ａは、上述のように、打抜加工により形成された無塗装の切断面である。したがって、外周切断面３２８ａは、塗装が施された外周面に比べて粗い。このため、下プレート部３２と側壁部３３との締結力を増大することができる。その結果、ハウジング３の強度を向上することができる。

ステップＳ１２の打抜加工では、下プレート部３２の外周切断面３２８ａに、上方を向くバリ３２８ｂが形成される。バリ３２８ｂは、側壁部３３の下端部３３２の内部に位置し、側壁部３３に接する。これにより、下プレート部３２と側壁部３３との締結力をより増大することができる。

側壁部３３と下プレート部３２との締結箇所では、側壁部３３の下端部３３２は、下プレート部３２の周縁部３２８の上面にも接する。これにより、ステップＳ１３のインサート成型において、下プレート部３２の側壁部３３に対する相対位置を容易に決定することができる。その結果、インサート成型を容易に行うことができる。

図６は、側壁部３３と下プレート部３２との締結箇所の他の好ましい例を示す拡大断面図である。図６では、側壁部３３の下端部３３２が、下プレート部３２の外周切断面３２８ａに接するとともに、周縁部３２８の上面および下面にも接する。換言すれば、下プレート部３２の周縁部３２８は、側壁部３３の下端部３３２により、上下から挟持される。これにより、下プレート部３２と側壁部３３との締結力をさらに増大することができる。

図３では、正確には図示していないが、送風ファン１の製造では、ステップＳ１３と並行して、図１に示す軸受保持部２４と下プレート部３２の孔部３２７の周囲の部位とが、インサート成型により締結される（ステップＳ１４）。軸受保持部２４と下プレート部３２との締結箇所では、孔部３２７の切断面３２７ａが、軸受保持部２４に接する。切断面３２７ａは、外周切断面３２８ａと同様に、無塗装の粗い面であるため、軸受保持部２４と下プレート部３２との締結力を増大することができる。なお、ステップＳ１４は、ステップＳ１３よりも前、または、ステップＳ１３の終了後に行われてもよい。

図７は、軸受保持部２４と下プレート部３２との締結箇所の他の好ましい例を示す断面図である。図７では、孔部３２７の周囲の部位が、中心軸Ｊ１に向かう斜め上方に凸となっており、切断面３２７ａは径方向内側を向く。図７に示す構造では、粗い切断面３２７ａによる軸受保持部２４と下プレート部３２との締結力が、図５に示す構造よりも増大する。

ステップＳ１４が終了すると、図１に示すステータ２１０が、軸受保持部２４の外側面に固定される。スリーブ２３は、軸受保持部２４に挿入されて固定される。また、シャフト２２１が、スリーブ２３に挿入されることにより、回転部２２が、カップ２２４に固定されたインペラ４と共に、下プレート部３２に取り付けられる（ステップＳ１５）。ステップＳ１４およびステップＳ１５により、モータ部２が、下プレート部３２上に組み立てられる。

その後、側壁部３３の上部に上プレート部３１が固定されることにより、側面に送風口３３１を有するハウジング３が形成される（ステップＳ１６）。送風口３３１の下側の部位は、下プレート部３２の外周切断面３２８ａの一部により形成される。換言すれば、送風口３３１の下側において、下プレート部３２の外周切断面３２８ａの一部が露出している。以下の説明では、外周切断面３２８ａの当該一部を「露出部」という。本実施の形態では、外周切断面３２８ａの露出部は、無塗装である。外周切断面３２８ａの露出部は、油性インク等により、黒色に着色されてもよい。

図８は、送風ファン１の製造の流れについて、他の好ましい例を示す図である。図８では、製造の流れの一部のみを示す。図８に示す送風ファン１の製造では、図３のステップＳ１１に代えて、無塗装の鋼板を準備する工程（ステップＳ２１）、および、当該鋼板に対して電着塗装を行う工程（ステップＳ２２）が行われる。ステップＳ２２では、平板状の鋼板の片面が、電着塗装により黒色に塗装される。その後、図３に示すステップＳ１２〜Ｓ１６が行われ、ハウジング３が形成される。ステップＳ２２において塗装された面は、ハウジング３の下プレート部３２の下面３２５となる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

送風ファン１の上プレート部３１が、ノート型ＰＣの外部から視認可能な状態で、送風ファン１がノート型ＰＣの筐体内部に収容される場合等、上プレート部３１の着色が必要な場合には、上プレート部３１の上面に対応する主面が予め塗装されたプレコート鋼板に対して、プレス形成や打抜加工を行うより、上プレート部３１が形成されてもよい。あるいは、無塗装の鋼板に対して電着塗装等を施した後、プレス形成や打抜加工を行うことにより、上面が塗装された上プレート部３１が形成されてもよい。ノート型ＰＣの筐体内部における送風ファン１の配置や、ハウジング３の構造次第では、上面が塗装された上プレート部３１のみが、プレコート鋼板により形成される場合もある。

送風ファン１では、ハウジング３に上側吸気口３１１および下側吸気口３２１が設けられるが、送風ファンの用途によっては、上側吸気口３１１または下側吸気口３２１のみが設けられてもよい。換言すれば、ハウジング３の上プレート部３１および下プレート部３２の少なくとも一方が吸気口を有していればよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

本発明に係る送風ファンは、ノート型ＰＣやデスクトップ型ＰＣの筐体内部における機器の冷却、その他の機器の冷却、様々な対象物に対する空気の供給等に利用可能である。さらに、他の用途として利用することができる。

１ 送風ファン
２ モータ部
３ ハウジング
４ インペラ
２３ スリーブ
２４ 軸受保持部
３１ 上プレート部
３２ 下プレート部
３３ 側壁部
３１１ 上側吸気口
３２１ 下側吸気口
３２１ａ 内周切断面
３２５ 下面
３２６ 上面
３２７ 孔部
３２７ａ 切断面
３２８ 周縁部
３２８ａ 外周切断面
３２８ｂ バリ
３３１ 送風口
３３２ 下端部
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１，Ｓ２２ ステップ

Claims (9)

1. 上下方向を向く中心軸を中心とするインペラと、
   前記インペラを前記中心軸回りに回転するモータ部と、
   前記インペラを収納するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングが、
   前記インペラの上側を覆う上プレート部と、
   前記インペラの下側を覆うとともに前記モータ部が固定される下プレート部と、
   前記インペラの側方を覆い、前記上プレート部および前記下プレート部と共に送風口を形成する側壁部と、
   を備え、
   前記上プレート部および前記下プレート部の少なくとも一方が、吸気口を有し、
   前記下プレート部が、予め下面が塗装された鋼板に対するプレス成形および打抜加工により形成され、
   前記側壁部が、樹脂により形成され、
   前記側壁部の下端部と前記下プレート部の周縁部とが、インサート成型により締結され、締結箇所において、前記打抜加工の際に形成された前記下プレート部の外周切断面が、前記側壁部に接する、送風ファン。
2. 前記外周切断面において、バリが上方を向く、請求項１に記載の送風ファン。
3. 前記側壁部の前記下端部が、前記下プレート部の前記周縁部の上面にも接する、請求項１または２に記載の送風ファン。
4. 前記下プレート部の上面が無塗装である、請求項１ないし３のいずれかに記載の送風ファン。
5. 前記下プレート部の前記外周切断面の一部が、前記送風口の下側の部位を形成する、請求項１ないし４のいずれかに記載の送風ファン。
6. 前記下プレート部が、吸気口を有し、前記吸気口の内周切断面が、前記打抜加工の際に形成される、請求項１ないし５のいずれかに記載の送風ファン。
7. 前記モータ部が、前記下プレート部から上向きに突出するとともに軸受機構を収容する軸受保持部を備え、
   前記軸受保持部が、樹脂により形成され、
   前記軸受保持部と前記下プレート部に設けられた孔部の周囲の部位とが、インサート成型により締結され、締結箇所において、前記打抜加工の際に形成された前記孔部の切断面が、前記軸受保持部に接する、請求項１ないし６のいずれかに記載の送風ファン。
8. ａ）予め下面が塗装された鋼板に対してプレス成形および打抜加工を行うことにより、下プレート部を形成する工程と、
   ｂ）樹脂により形成される側壁部の下端部を、インサート成型により前記下プレート部の周縁部に締結する工程と、
   ｃ）インペラを中心軸回りに回転するモータ部を、前記下プレート部上に組み立てる工程と、
   ｄ）前記側壁部の上端部に上プレート部を固定することにより、前記インペラを収納するハウジングを形成する工程と、
   を備え、
   前記上プレート部および前記下プレート部の少なくとも一方が、吸気口を有し、
   前記側壁部が、前記上プレート部および前記下プレート部と共に送風口を形成し、
   前記側壁部の前記下端部と前記下プレート部との締結箇所において、前記打抜加工の際に形成された前記下プレート部の外周切断面が、前記側壁部に接する、送風ファンの製造方法。
9. 前記鋼板の前記下面の塗装が、前記ａ）工程よりも前に電着塗装により行われる、請求項８に記載の送風ファンの製造方法。

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