JP2017075575A - 放熱ファンの保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱ファンの取り付けをより簡易に行う放熱ファンの保持具を提供する。
【解決手段】放熱ファンの保持具１００は、一の開口１１２を形成する第１のフレーム１１０と、内側に網状のファンガード１３２が形成された第２のフレーム１３０と、第１のフレーム及び第２のフレームを、第１のフレーム及び第２のフレームと同一の材料により一体的に接続する接続部１５０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放熱ファンの保持具に関し、例えば、コンピュータ装置に適用して好適なものである。

ＩｏＴ（Internet of Things）やＭ２Ｍ（Machine to Machine）に代表されるように情報通信技術が飛躍的に発展する中で、コンピュータ装置は様々な環境化で用いられている。このようなコンピュータ装置では、一般的に、筐体内にＣＰＵ（Central Processing Unit）その他の発熱を伴う部品が載置された基板が配置されており、これらの発熱を伴う部品及びその他の部品を適切な温度環境下で動作させるため、放熱ファンを動作させ、コンピュータ装置の筐体内を規定された温度に保っている。

特許文献１は、冷却ファンを保持する箱状のホルダを開示している。特許文献２は、フィンガーガードが形成されたファンのハウジングについて開示している。特許文献３は、ＣＰＵ及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等に取り付けられる放熱ファンの固定構造について開示している。

特開平８−２２８０８６号公報 特開２００６−３３６５２３号公報 特開２００７−３０９３１７号公報

コンピュータ装置内に配置される放熱ファンは、放熱ファンと共に、放熱ファンの羽根に人の指等が触れないように配置される網状のファンガード等の部品を重ね合わせ、これらの部品に共通にあけられた例えば４箇所の穴に、ネジを通して止めることにより、コンピュータ装置の筐体に、放熱ファンの組立体として取り付けられる。

このように、コンピュータ装置に放熱ファンを組立体として取り付ける工程は、複数の部品を重ねて抑えながらのネジ止め作業となるため、煩雑であり、組み立て作業中に、放熱ファンの組立体の部品をコンピュータ装置の筐体内へ落下等させてしまうおそれがあった。放熱ファンの組立体の部品を落下してしまった場合には、放熱ファンの組立体だけでなく、既に取り付けられた回路基板上の部品等を破損させてしまうおそれがあり、作業者にとってはより注意を要する作業となっていた。

また、出荷後においては、上述したようにコンピュータ装置は様々な環境下に設置されるため、例えばほこり等を動作不良の一つの原因とする放熱ファンは、コンピュータ装置の他の部品と比較しても交換回数が多い傾向にあった。放熱ファンの交換は、多くの場合狭い作業スペースで製造時よりも厳しい環境での取り外し及び取り付け作業となることが多く、ここでも部品の破損を招くおそれがあった。このような製造時や保守時の作業の煩雑さは、コンピュータ装置の価格や保守の費用の上昇を招く原因ともなっていた。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、放熱ファンの取り付けをより簡易に行うことのできる放熱ファンの保持具を提供しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明における放熱ファンの保持具は、一の開口を形成し、前記開口が前記放熱ファンの一の面を覆うように配置される第１のフレームと、内側に網状のファンガードが形成され、前記ファンガードが前記一の面とは反対側の面を覆うように配置される第２のフレームと、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームと同一の材料により一体成型され、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームを接続する接続部とを備える放熱ファンの保持具を備える放熱ファンの保持具である。

本発明によれば、放熱ファンの取り付けをより簡易に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る放熱ファンの保持具の表面側について示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る放熱ファンの保持具の裏面側について示す斜視図である。 保持具に放熱ファンを取り付ける際の最初の工程について示す図である。 第２のフレームの突起部周辺について示す斜視図である。 保持具に放熱ファンを取り付ける際の２番目の工程について示す図である。 第２のフレームを接続する接続部の折り曲げ線Ａ−Ａ付近について示す部分斜視図である。 第２のフレームを接続する接続部の折り曲げ線Ａ−Ａ付近について示す部分側面図である。 爪部の部分斜視図である。 爪部の部分断面図である。 第２のフレームの裏面側の部分斜視図である。 放熱ファンが取り付けられた保持具である放熱ファン組立体について示す斜視図である。 コンピュータ装置の筐体に放熱ファン組立体が取り付けられる様子について示す図である。 タップ穴付近について示す部分斜視図である。 放熱ファンが、直接筐体に取り付けられた場合について示す斜視図である。 図１４のＸ−Ｘ線における断面図である。 放熱ファン組立体を筐体に取り付けた場合について示す斜視図である。 図１５のＹ−Ｙ線における断面図である。 放熱ファン組立体が、コンピュータ装置に取り付けられたときの様子について概略的に示す斜視図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（１） 本実施の形態による放熱ファンの保持具の構成
図１及び２は、本発明の実施の形態に係る放熱ファンの保持具１００について示す斜視図であり、それぞれ表面側及び裏面側を主に示す斜視図である。これらの図に示されるように、放熱ファンの保持具１００は、開口１１２を形成する第１のフレーム１１０と、内側に網状のファンガード１３２が形成された第２のフレーム１３０と、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０を、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０と同一の材料により一体的に接続する接続部１５０とを備えている。接続部１５０は、折り曲げ線Ａ−Ａ及び折り曲げ線Ｂ−Ｂにおいて折り曲げることができ、後述するように、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０で放熱ファン２００（図３参照）を挟むようにして保持する。本実施の形態においては、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０は、略正方形の外形を有し、それぞれの一辺が接続部１５０に接続されることにより、一体化されている。しかしながら、このような形状に限らず、略多角形又は略円の形状等他の形状であっても折り曲げ線を有する接続部を備えることにより、本発明を適用することができる。ここで、本実施の形態に係る保持具は樹脂で形成されていることとするが、ゴムその他の可撓性のある材料を用いることができる。また、図面においてファンガード１３２は、放射状に形成された複数のリブと、同心円状に形成された複数のリブとにより網状に形成されているが、人の指の入らない程度の大きさの穴の網目で形成されるものであれば他の形状であってもよい。

ここで、本実施の形態においては、第１のフレーム１１０は、裏面側に伸び、放熱ファン２００のフレームと係合する爪部１１３と、略正方形の第１のフレーム１１０の角部４箇所に貫通孔１１４とを有している。また、第２のフレーム１３０は、更に放熱ファンの穴に挿入される突起部であるボス１３３を一方の対角の２箇所に有し、他方の対角にはネジ溝が切られたタップ穴１３４を有している。これらの構成については、図３以降の「放熱ファン組立体の組み立て」の説明で詳述する。

（２） 放熱ファン組立体の組み立て
図３は、保持具１００に放熱ファン２００を取り付ける際の最初の工程について示す図である。この図に示されるように、２箇所のボス１３３が放熱ファンの穴部２０２に挿入されるように、放熱ファン２００を第２のフレーム１３０上に配置する。このように、一方の対角の２箇所で放熱ファン２００を固定するため、放熱ファン２００を保持具１００における保持位置に固定することができる。ここでボス１３３は、例えば図４に示されるように、それぞれボス１３３の周囲に、突起の伸長方向に伸びるフィン１３６を有していてもよい。このようなフィン１３６を有することにより、放熱ファン２００の穴部２０２との接触面積がより少なくなるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくなる。このため、結果として、コンピュータ装置４００（図１８参照）の筐体に取り付けられた際に筐体に伝わる振動も小さくなり、騒音や振動を抑制することができると共に、ハードディスク等のコンピュータ装置４００内の他の部品の動作への影響を低減することができる。しかしながら、これらの構成は必ずしも必要なものではなく、例えば突起部であるボス１３３を有せずに、例えば、放熱ファン２００の周囲を係止する部材その他により放熱ファン２００を固定することとしてもよい。

図５は、放熱ファンの保持具１００に放熱ファン２００を取り付ける際の２番目の工程について示す図である。放熱ファンの保持具１００は、接続部１５０の折り曲げ線Ａ−Ａ及び折り曲げ線Ｂ−Ｂにおいて折り曲げることができ、これにより、放熱ファン２００を挟むように保持させることができる。図６及び７は、第２のフレーム１３０を接続する接続部１５０の折り曲げ線Ａ−Ａ付近について示す部分斜視図及び部分側面図である。これらの図に示されるように、折り曲げ線Ａ−Ａ上には、肉厚が第２のフレーム等の他の部分よりも薄く形成された薄肉部１５２が配置され、薄肉部１５２が第２のフレーム１３０に接続している。図示していないが、折り曲げ線Ｂ−Ｂにおいても同様の薄肉部が第１のフレームに接続している。したがって、可撓性材料により形成された薄肉部１５２は容易に折り曲げられることができ、一体成型された第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０により容易に放熱ファン２００を挟むことができる。

図５に戻り、折り曲げ線Ａ−Ａ及び折り曲げ線Ｂ−Ｂで折り曲げられた放熱ファンの保持具１００は、第１のフレーム１１０の裏面と第２のフレーム１３０の裏面とが重ね合わせられるように向い合わせになり、放熱ファン２００を挟む。この際、第１のフレーム１１０の爪部１１３が、放熱ファン２００のフレーム２０１に係合することにより、第１のフレーム１１０を放熱ファン２００のフレーム２０１に固定する。図８及び９には、この爪部１１３の部分斜視図及び部分断面図が示されている。これらの図に示されるように、爪部１１３は、第１のフレーム１１０において、接続部１５０から遠い位置の２箇所の角部近くにおいての裏面方向に伸び、放熱ファン２００のフレーム２０１に外側から係合するように形成されている。これにより、第１のフレーム１１０は放熱ファン２００に固定され、放熱ファン組立体３００として放熱ファン２００と保持具１００とを、より一体化させることができ、後述するコンピュータ装置の筐体への取り付けをより容易にすることができる。また、図９に示されるように、爪部１１３の放熱ファン２００のフレーム２０１と接触する面に突起１１５を有することとしてもよい。これにより、爪部１１３は、放熱ファン２００のフレーム２０１とこの突起１１５で接触するため、より少ない面積で接触させることができる。このような形状とすることにより、放熱ファン２００と保持具１００との接触面積を減らすことができるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくなる。結果として、放熱ファンの保持具１００が、コンピュータ装置４００の筐体に取り付けられた際に筐体に伝わる振動も小さくなり、騒音や振動を抑制することができると共に、ハードディスク等の他の部品の動作への影響を低減することができる。ここで、本実施の形態においては、爪部１１３を有することとしたが、爪部１１３等を有さずに折り曲げ線Ａ−Ａ及び折り曲げ線Ｂ−Ｂにおいて折り曲げられることにより第１のフレーム１１０が、放熱ファン２００のフレーム２０１と接する構成でもよい。

また、図８に更に示されるように、本実施の形態においては、第１のフレーム１１０は伸長方向に溝１１６を有する中空構造となっている。このような構造とすることにより、第１のフレーム１１０の強度を保ちつつ、第１のフレーム１１０は、放熱ファン２００のフレーム２０１との接触面積を減少させることができるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動を保持具１００へ伝達させにくくすることができる。また、図１０の第２のフレーム１３０の裏面側の部分斜視図に示されるように、第２のフレーム１３０においても、伸長方向に溝１３７を有する中空構造となっている。この場合においても同様に、放熱ファン２００のフレーム２０１との接触面積を減らすことができるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくなる。このため、結果として、コンピュータ装置４００の筐体に取り付けられた際に筐体に伝わる振動も小さくなり、騒音や振動を抑制することができると共に、ハードディスク等の他の部品の動作への影響を低減することができる。

図１１は、放熱ファン２００が取り付けられた保持具１００である放熱ファン組立体３００について示す斜視図である。この図に示されるように、放熱ファン組立体３００において、放熱ファン２００は、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０の間に配置される。本実施の形態においては、ボス１３３が放熱ファン２００の穴部２０２に挿入され、爪部１１３が放熱ファン２００のフレーム２０１と係合しているが、このような手段をもちいなくとも第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０の間に配置される構成であればよい。

（３） 放熱ファン組立体のコンピュータ装置への取り付け
図１２には、コンピュータ装置の筐体４０１に放熱ファン組立体３００が取り付けられる様子について示す図である。本実施の形態においては、筐体４０１は、複数の四角形の穴をからなる吸気口を有しており、その位置に放熱ファン組立体３００は取り付けられる。ここで、複数の四角形の穴は、電波ノイズの侵入及び放出を低減させるための形状である。取り付けは、筐体４０１の外側からねじ４０３を筐体４０１の貫通孔４０４に通し、保持具１００の第１のフレームの貫通孔１１４及び放熱ファン２００の穴部２０２を介して、第２のフレーム１３０のタップ穴１３４（図１３参照）でねじ止めすることにより行われる。このような構成とすることにより、一方の対角の２箇所に形成されたボス１３３を用いて放熱ファン２００を固定し、他方の対角の２箇所に形成されたタップ穴１３４を用いて放熱ファン組立体３００を取り付けることができるため、放熱ファン組立体３００はより小型化された構成が可能となり、更に狭い空間にも取り付けることができる。また、ねじ止め箇所を２箇所としているため、取付け及び取り外しの作業をより効率的に行うことができる。また、本実施の形態の保持具１００では、別途の部品としてのファンガードを用いる必要がないため、取り付け時の部品点数を削減し、製造コストを削減することができると共に、ファンガードを抑えながらの作業を行わなくてもよいため、効率よく作業することができる。また、部品の落下等による他の部品の破損するおそれも低減することができる。

本実施の形態においては、ボス１３３が形成されていない２箇所のタップ穴１３４を用いてねじ止めする構成としたが、ボス１３３がそもそも形成されていない構成や、ボス１３３の更に内側にタップ穴が形成されている構成等の場合には、４箇所等その他単数又は複数の箇所でねじ止めすることとしてもよい。また、タップ穴１３４でない場合であってもよく、このような場合には、例えば、ナット等の別部品で固定することとしてもよい。

図１４は、放熱ファン２００が、直接筐体４０１に取り付けられた場合について示す斜視図であり、図１５は、図１４のＸ−Ｘ線における断面図である。また、図１６は、本実施の形態の放熱ファン組立体３００を筐体４０１に取り付けた場合について示す斜視図であり、図１６は、図１５のＹ−Ｙ線における断面図である。図１５及び１７に示されるように、図１７の放熱ファン２００の羽根２０３と筐体４０１との距離Ｄ２は、図１５の放熱ファン２００の羽根２０３と筐体４０１との距離Ｄ１より大きくなっている。これは、保持具１００の第１のフレーム１１０の高さがスペーサとなり、羽根２０３と筐体４０１の間に距離を生じさせているためである。図１４及び１５に示されるように、羽根２０３と筐体４０１との距離Ｄ１が近い場合には、筐体４０１の面に平行方向の空気の流れが風切り音を発生してしまうことがあり、第１のフレーム１１０に高さを設けることにより、羽根２０３と筐体４０１との間に距離Ｄ２を設け、風切り音の発生を防ぐことができる。ここで、第１のフレーム１１０の高さは、５ｍｍ以上１５ｍｍ未満でスペーサの効果と小型化のニーズの両方を満たすことができ、１０ｍｍ程度であることが望ましい。したがって、本実施の形態の保持具１００の第１のフレーム１１０では、別途に筐体４０１との距離をとるためのスペーサを用いる必要がないため、取り付け時の部品点数を削減し、製造コストを削減することができると共に、スペーサやファンガードを抑えながらの作業を行わなくてもよいため、効率よく作業することができると共に、部品の落下等による他の部品の破損するおそれも低減することができる。

図１８は、本実施の形態の放熱ファン組立体３００が、コンピュータ装置４００に取り付けられたときの様子について概略的に示す斜視図である。この図において、説明のためにコンピュータ装置４００の筐体４０１の蓋部が外されている様子について示しているが、使用の際には蓋部が取り付けられるため、放熱ファン組立体３００等は目視することができない。この図に示されるように、コンピュータ装置４００は、ＣＰＵ４１４の他、図示しない半導体集積回路及び電子部品が載置されたプリント配線基板４１３と、プリント配線基板４１３や放熱ファン組立体３００等に電気を供給する電源部４１２と、外部のコンピュータ装置等と通信を行うためのネットワークケーブル端子４１１と、ＣＰＵ４１４等における処理において情報が保存される不揮発性記憶装置であるハードディスク４１５と、放熱ファン２００が保持具１００に取り付けられた放熱ファン組立体３００等とを備えている。このようなコンピュータ装置４００において、保持具１００を用いた放熱ファン組立体３００を利用することにより、スペーサやファンガードが一体化されているため放熱ファン製造時の取り付け、及び保守における取り外し・取り付けの作業がより簡易になり、作業時間の短縮につながると共に、部品の破損等のおそれも低減される。また、筐体４０１内の他の部品を交換する際においても、放熱ファン組立体３００にはファンガード１３２が取り付けられているため、回転する羽根２０３に触れることなく安全に作業を行うことができる。

（４）本実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態における放熱ファンの保持具１００は、開口１１２を形成する第１のフレーム１１０と、ファンガード１３２が形成された第２のフレーム１３０とを、これらと同一の材料により形成された接続部１５０が一体的に接続することとしたため、放熱ファン２００の取り付けをより簡易に行うことができる。

また、第２のフレーム１３０は、放熱ファン２００の穴部２０２に挿入されるボス１３３（突起部）を有する場合には、突起部１３３により、放熱ファン２００を保持具１００における保持位置に固定することができる。また、突起部１３３が、更に突起の伸長方向に伸びるフィンを有する場合には、放熱ファン２００の穴部２０２と突起部１３３との接触面積がより少なくなるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくすることができ、コンピュータ装置の騒音や振動を抑制することができる。

また、第１のフレーム１１０及び第２のフレーム１３０が、略正方形のフレームとし、ボス１３３が、第２のフレーム１３０の一方の対角２箇所に形成され、他方の対角に、ねじ溝を有するタップ穴１３４が形成されている場合には、ボス１３３を用いて放熱ファン２００を固定し、タップ穴１３４を用いて放熱ファン組立体３００を取り付けることができるため、放熱ファン組立体３００はより小型化された構成が可能となり、更に狭い空間にも取り付けることができる。

また、第１のフレーム１１０が、放熱ファン２００のフレームに係合する爪部１１３を有する場合には、放熱ファン組立体３００として放熱ファン２００と保持具１００とを、より一体化させることができ、コンピュータ装置の筐体４０１への取り付けをより容易にすることができる。更に、爪部１１３が、放熱ファン２００のフレームと対抗する面に突起を有する場合には、放熱ファン２００と保持具１００との接触面積を減らすことができるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくすることができ、コンピュータ装置の騒音や振動を抑制することができる。

また、本実施の形態の放熱ファンの保持具１００において、第１のフレームは伸長方向に溝を有する中空構造である場合には、放熱ファン２００と保持具１００との接触面積を減らすことができるため、放熱ファン２００の動作時に発生する振動が放熱ファンの保持具１００に伝わりにくくすることができ、コンピュータ装置の騒音や振動を抑制することができる。

また、本実施の形態の放熱ファンの保持具１００が樹脂により形成されている場合には、放熱ファン２００を挟み込むための折り曲げ構造を容易に実現でき、安価な大量生産が可能となる。

本発明は、コンピュータ装置に適用することができる。

１００ 保持具
１１０ 第１のフレーム
１１２ 開口
１１３ 爪部
１１４ 貫通孔
１１５ 突起
１１６ 溝
１３０ 第２のフレーム
１３２ ファンガード
１３３ ボス
１３４ タップ穴
１３６ フィン
１３７ 溝
１５０ 接続部
１５２ 薄肉部
２００ 放熱ファン
２０１ フレーム
２０２ 穴部
２０３ 羽根
３００ 放熱ファン組立体
４００ コンピュータ装置
４０１ 筐体
４０４ 貫通孔
４１１ ネットワークケーブル端子
４１２ 電源部
４１３ プリント配線基板
４１５ ハードディスク

Claims (9)

1. 放熱ファンの保持具であって、
   一の開口を形成し、前記開口が前記放熱ファンの一の面を覆うように配置される第１のフレームと、
   内側に網状のファンガードが形成され、前記ファンガードが前記一の面とは反対側の面を覆うように配置される第２のフレームと、
   前記第１のフレーム及び前記第２のフレームと同一の材料により一体成型され、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームを接続する接続部と
   を備える放熱ファンの保持具。
2. 請求項１に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記第２のフレームは、前記放熱ファンの穴部に挿入される突起部を有する
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
3. 請求項２に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記突起部は突起の周囲に伸長方向に伸びるフィンを有する
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
4. 請求項２又は３に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記第１のフレーム及び前記第２のフレームは略正方形のフレームであり、
   前記突起部は、前記第２のフレームの一方の対角の２箇所に形成され、
   前記第２のフレームは、他方の対角にねじ溝を有するタップ穴を有している
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記第１のフレームは、前記放熱ファンのフレームに係合する爪部を有する
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
6. 請求項５に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記爪部は、前記放熱ファンのフレームと接触する突起を有する
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記第１のフレームは、伸長方向に溝を有する中空構造である
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の放熱ファンの保持具は、樹脂により形成される
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放熱ファンの保持具において、
   前記接続部は、前記第１のフレームと接続される部分及び前記第２のフレームと接続される部分で折り曲げられる
   ことを特徴とする放熱ファンの保持具。

Images