JP6136318B2 - 送風ファン - Google Patents

Description

本発明は、ノートＰＣ等に搭載される薄型の送風ファンに関する。

従来より、様々な電子機器や家電製品の筐体内部にファンが配置される。例えば、ノート型ＰＣ（タブレット型ＰＣ）は、筐体内部に搭載されるＣＰＵ等の電子部品が発熱するため、筐体内部の熱対策が必要である。一般的な熱対策として、筐体内部に遠心ファンが配置され、筐体内部の熱を排出することが挙げられる。

近年のノート型ＰＣは、市場から薄型化が要求されており、それに伴い筐体内部に搭載される部品についても、小型化および薄型化が要求されている。筺体内部に配置される遠心ファンも、薄型化が要求されるおり、羽根の高さが低くなる。しかしながら、高さの低い羽根を有する遠心ファンでは、回転時に羽根が空気に与えるエネルギーが小さいため、風量が少ない。

風量を増加させる手段として、特開２００８−１５７２１６号公報に開示されるような、遠心ファンの上面および下面の両面に吸気口を設ける手段が知られている。また、当然のことながら、風量を増加させるためには、遠心ファンの回転数を大きくする必要がある。

遠心ファンに限らず、ファンを高速回転させた場合、各周波数において振動のピーク値が上昇し、振動が電子部品に悪影響を与える恐れがある。特に、ＰＣ等の精密機器にとって、振動は重要な問題である。

そこで、ファンの回転に伴う振動を低減する手段として、特開２００６−５７８３８号公報に開示されるような動圧軸受を備える冷却用ファンが検討されている。軸受部にオイル等の液状の潤滑剤を用いた動圧軸受を採用することで、シャフトの周囲が潤滑流体によって保持され、回転体に生じた振動を減衰させる方法がある。また、特開２００６−５７８３８号公報で開示されるような動圧軸受では、径方向に広がるスラスト動圧軸受を有し、当該スラスト動圧軸受により、回転体の過浮上が防止される。
特開２００８−１５７２１６号公報 特開２００６−５７８３８号公報

上記のような動圧軸受を備えたファンでは、径方向に広がるスラスト動圧軸受を有するため、ロータカップの直径が必然的に大きくなり、羽根の径方向の長さがロータカップの直径に対して相対的に短くなる。すなわち、高速回転に伴う振動を低減するために流体動圧軸受を採用した遠心ファンでは、風量が小さくなってしまう。すなわち、流体動圧軸受を採用した遠心ファンでは、風量特性と振動特性とは、トレードオフの関係にある。

本発明は、両面吸気の送風ファンにおいて、振動を低減しつつ、風量を大きくすることを目的とする。

本発明の例示的な送風ファンは、静止部と、軸受部と、前記軸受部により、前記静止部に対して回転可能に支持される回転部と、を備え、前記回転部は、上下方向に伸びる中心軸に沿って配置され、前記軸受部に挿入されるシャフトと、前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトと共に前記中心軸を中心として回転する羽根保持部と、前記羽根保持部の径方向外側において環状に配置され、前記シャフトと共に前記中心軸を中心として回転する複数の羽根と、を備え、前記静止部は、前記複数の羽根を下方から覆い、前記軸受部を直接または間接的に保持する下プレートと、前記複数の羽根を上方から覆う上プレートと、前記複数の羽根を径方向外方から覆い、下端部が前記下プレートに固定される側壁部と、を備え、前記側壁部の開口部の両端部のエッジと、前記上プレートにおける、前記側壁部の前記開口部の両端部のエッジに跨るエッジと、前記下プレートにおける、前記側壁部の前記開口部の両端部のエッジに跨るエッジと、により排気口が構成され、
を備え、前記軸受部の内側面と、前記シャフトの外側面と、前記軸受部の内側面と前記シャフトの外側面とのラジアル間隙に介在する潤滑油と、により、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部が構成され、前記軸受部および前記回転部の互いに軸方向に対向する面と前記潤滑油により、スラスト間隙に介在する前記潤滑油に流体動圧を発生させるスラスト動圧軸受部が構成され、前記下プレートは、上下方向に貫通し、前記軸受部よりも径方向外側に位置する下側吸気口を有し、前記上プレートは、上下方向に貫通する上側吸気口を有し、前記側壁部の内側面は、前記複数の羽根との間の径方向距離が最小となる舌部を有し、平面視した際に、前記排気口と平行且つ前記中心軸と交差する第一直線と、前記排気口と垂直且つ前記中心軸と交差する第二直線とで、４つの領域に区切り、前記舌部が配置される領域を第一領域、前記第一領域から前記複数の羽根の回転方向側に向かって第二領域、第三領域および第四領域とし、前記排気口は、第一領域と第四領域とに跨って配置され、前記第四領域において、前記中心軸から前記下側吸気口の径方向外側エッジまでの径方向距離が、最大である。

本発明では、送風ファンにおいて、振動を低減しつつ、風量を大きくすることができる。

図１は、例示的な実施形態に係る送風ファンの断面図である。 図２は、軸受部近傍の断面図である。 図３は、軸受部の断面図である。 図４は、軸受部の平面図である。 図５は、送風ファンの平面図である。 図６は、送風ファンの底面図である。 図７は、送風ファンの平面図である。 図８は、送風ファンの平面図である。 図９は、送風ファンの底面図である。 図１０は、他の実施形態に係る送風ファンの平面図である。 図１１は、他の実施形態に係る送風ファンの底面図である。 図１２は、他の実施形態に係る送風ファンの平面図である。 図１３は、他の実施形態に係る送風ファンの平面図である。 図１４は、変形例における送風ファンの、軸受部近傍の断面図である。

本明細書では、図１中における送風ファンの中心軸Ｊ１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Ｊ１を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。中心軸Ｊ１に平行な方向を、単に「軸方向」と呼ぶ。

図１は、本発明の例示的な実施形態に係る送風ファン１の断面図である。送風ファン１は、遠心ファンである。送風ファン１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」と呼ぶ。）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、静止部２と、軸受部３と、回転部４と、を備える。回転部４は、上下方向に伸びる中心軸Ｊ１を中心とする。回転部４は、軸受部３により、静止部２に対して回転可能に支持される。

静止部２は、下プレート２１１と、側壁部２１２と、上プレート２１３と、排気口２２と、を備える。下プレート２１１は、回転部４の複数の羽根４６を下方から覆う。なお、複数の羽根４６の詳細については後述する。

下プレート２１１は、軸受部３を保持する。本実施形態では、軸受部３は、ブッシュ２５を介して、下プレート２１１に固定される。すなわち、下プレート２１１は、軸受部３を間接的に保持する。しかしながら、下プレート２１１は、軸受部３を直接に保持してもよい。下プレート２１１は、上下方向に貫通する略円環状に配置された下側吸気口２１１ａを有する。下側吸気口２１１ａの径方向内側エッジ２１１ｃは、略円環状の径方向外方を向いた面のエッジである。また、下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄは、略円環状の径方向内方を向いた面のエッジである。下側吸気口２１１ａは、軸受部３よりも径方向外側に位置する。

側壁部２１２は、回転部４を径方向外方から覆う。側壁部２１２の下端部は、下プレート２１１に固定される。上プレート２１３は、回転部４の複数の羽根４６を上方から覆う。本実施形態では、上プレート２１３は、回転部４全体を上方から覆う。しかしながら、回転部４の一部が、後述する上側吸気口２１３ａから上プレート２１３よりも上方に突出してもよい。上プレート２１３は、上下方向に貫通する略円状の上側吸気口２１３ａを有する。上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃは、複数の羽根４６の外側面、すなわち、複数の羽根４６の径方向外端部よりも径方向内側に位置する。上プレート２１３は、側壁部２１２の上端部に固定される。静止部２では、下プレート２１１と、側壁部２１２と、上プレート２１３と、によりハウジング２１が構成される。上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃおよび下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄは、複数の羽根４６の径方向外端部よりも、径方向内側に位置する。一般的に、吸気口のエッジが複数の羽根よりも径方向外方に位置する場合、空気が逆流する可能性があり、風量および静圧共に低下する虞がある。しかしながら、本実施形態では、空気が逆流することを防止できる。

下プレート２１１および上プレート２１３は、アルミニウム合金もしくはステンレス鋼等の金属により、薄板状に形成される。側壁部２１２は、樹脂により成型される。側壁部２１２の下端部と下プレート２１１の周縁部とは、インサート成型により締結される。上プレート２１３は、側壁部２１２の上部にねじにより固定される。ただし、固定方法は種々の方法が考えられ、上記の固定方法には限定されない。

排気口２２は、側壁部２１２の開口部の両端部のエッジ２１２ａ（図５で示す）と、上プレート２１３における、側壁部２１２の開口部の両端部のエッジ２１２ａに跨るエッジ２１３ｂと、下プレート２１１における、側壁部２１２の開口部の両端部のエッジ２１２ａに跨るエッジ２１１ｂと、により構成される。

静止部２は、ステータ２３と、回路基板２４と、をさらに備える。ステータ２３は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、軸受部３の径方向外方に配置される。ステータ２３は、円環状のコアバック２３１と、複数のティース２３２と、コイル２３３と、を含む。複数のティース２３２は、コアバック２３１から径方向外方に向けて突出する。コイル２３３は、複数のティース２３２のそれぞれに導線が巻回されることにより構成される。

回路基板２４は、コイル２３３の下方且つ下プレート２１１の上方に位置する。本実施形態では、回路基板２４は、下プレート２１１の上面に配置される。回路基板２４には、コイル２３３の引き出し線が電気的に接続される。回路基板２４は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。回路基板２４は、送風ファン１の外部に延伸する接続部２４１を有する。接続部２４１は、送風ファン１を外部機器と接続するための部位である。本実施形態の接続部２４１は、フレキシブルプリント基板の延伸部である。また、本実施形態の回路基板２４は、フレキシブルプリント基板であるが、リジッド基板であってもよい。回路基板２４がリジッド基板の場合、接続部２４１は、例えば、リード線であってもよい。

回転部４は、シャフト４１と、ロータハブ４２と、ヨーク４３と、ロータマグネット４４と、羽根保持部４５と、複数の羽根４６と、備える。シャフト４１は、中心軸Ｊ１に沿って配置される。ロータハブ４２は、シャフト４１の上端部から径方向外方に広がる。ロータハブ４２は有底略円筒状の部位である。本実施形態では、ロータハブ４２とシャフト４１とは、単一の部材であるが、ロータハブ４２とシャフト４１とは、別部材であってもよい。

羽根保持部４５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の樹脂部材である。羽根保持部４５は、シャフト４１の径方向外方に配置され、シャフト４１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。ヨーク４３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。ヨーク４３には、軟磁性材料が用いられる。ヨーク４３は、羽根保持部４５の径方向内方に配置される。ロータマグネット４４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、ヨーク４３の内側面に固定される。ロータマグネット４４の内側面は、複数のティース２３２の外側面と径方向に対向する。ステータ２３に電流が供給されることにより、ロータマグネット４４とステータ２３との間に、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。

複数の羽根４６は、羽根保持部４５の径方向外側において環状に配置される。また、複数の羽根４６は、周方向において等間隔で配置される。ただし、複数の羽根４６は、周方向において不等配でもよい。複数の羽根４６は、シャフト４１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。羽根保持部４５と複数の羽根４６とは、単一の樹脂部材である。複数の羽根４６の回転により、上側吸気口２１３ａおよび下側吸気口２１１ａからハウジング２１内へと空気が吸気され、排気口２２から排出される。

図２は、軸受部３近傍の断面図である。軸受部３は、潤滑油５の流体動圧を発生する流体動圧軸受装置である。潤滑油５は、軸受部３と回転部４との間隙に介在する。送風ファン１では、流体動圧軸受装置である軸受部３を備えることにより、送風ファンの回転に伴う振動を低減することができる。軸受部３は、回転数が小さい場合においても、振動を低減することができるが、回転数が大きい場合において、より効果的に振動を低減することができる。

回転部４は、軸受部３を介して中心軸Ｊ１を中心に、静止部２に対して回転可能に支持される。軸受部３は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状である。シャフト４１は、軸受部３に挿入される。軸受部３の内側面３２とシャフト４１の外側面４１ａとのラジアル間隙５１には潤滑油５が介在する。軸受部３の内側面３２と、シャフト４１の外側面４１ａと、潤滑油５と、により、ラジアル動圧軸受部３ａが構成される。

図３は、軸受部３の断面図である。軸受部３の内側面３２の上部には、例えば、ヘリングボーン形状の第１ラジアル動圧溝列３２ａが設けられる。さらに、軸受部３の内側面３２の下部には、例えば、ヘリングボーン形状の第２ラジアル動圧溝列３２ｂが設けられる。すなわち、ラジアル動圧軸受部３ａは、第１ラジアル動圧溝列３２ａおよびの第２ラジアル動圧溝列３２ｂを有する。回転部４が回転することにより、ラジアル動圧軸受部３ａは、第１ラジアル動圧溝列３２ａおよび第２ラジアル動圧溝列３２ｂによって、潤滑油５に流体動圧を発生させる。送風ファン１の回転時には、ラジアル動圧軸受部３ａによって、シャフト４１が径方向に支持される。

軸受部３の上面３３は、ロータハブ４２の下面４２ａと、軸方向に対向する。軸受部３の上面３３とロータハブ４２の下面４２ａとのスラスト間隙５２には潤滑油５が介在する。そして、軸受３の上面３３と、ロータハブ４２の下面４２ａと、潤滑油５と、により、スラスト動圧軸受部３ｂが構成される。図４は、軸受部３の平面図である。軸受部３の上面３３には、例えば、スパイラル状のスラスト動圧溝列３３ａが設けられる。回転部４が回転することにより、スラスト動圧軸受部３ｂは、スラスト動圧溝列３３ａによって潤滑油５に流体動圧を発生させる。送風ファン１の回転時には、スラスト動圧軸受部３ｂによって、ロータハブ４２が軸方向に支持される。

軸受部３には、シャフト４１が挿入される孔の下端から径方向外方に広がる環状の下空間５３が設けられる。下空間５３には、潤滑油５が充填されている。さらに、軸受部３には、軸受部３の上面３３とロータハブ４２の下面４２ａとのスラスト間隙５２と、下空間５３とを連通する連通孔３５が設けられる。連通孔３５は、軸受部３を上下方向に貫通する。連通孔３５を設けることにより、送風ファン１の回転時には、潤滑油５が、軸受部３と回転部４との間隙を循環する。また、下空間５３に、シャフト４１の下端部から径方向外方に広がるスラストプレート４７が収容される。

ロータハブ４２は、下面４２ａから軸方向下方に伸びる円筒状のハブ円筒部４２ｂを有する。ハブ円筒部４２ｂの内側面４２ｂ１と、軸受部３の外側面３６の上部との間に下方に向かって径方向の幅が漸次増大する１つのシール間隙５４が構成される。シール間隙５４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の空間である。シール間隙５４にて、毛管現象を利用して潤滑油５を保持する。シール間隙５４における潤滑油５の界面は、下方に移動することによって、表面積が拡大し、大気圧によって上方に押される強さが増す。つまり、シール間隙５４によって、界面の位置は下方に移動し難くなっている。

送風ファン１では、ラジアル間隙５１、スラスト間隙５２、下空間５３およびシール間隙５４が、互いに繋がった１つの袋構造をなし、袋構造に潤滑油５が連続して存在する。送風ファン１では、図２に示すシール間隙５４のみに潤滑油５の界面が位置する。

静止部２は、略環状のブッシュ２５をさらに備える。ブッシュ２５の内側面は、軸受部３の外側面３６の下部に固定される。ブッシュ２５は、切削加工することにより形成された金属部材である。ブッシュ２５の内側面は、軸受部３の外側面における下方領域に固定される。また、ブッシュ２５の外側面は、下プレート２１１の内側面に固定される。すなわち、本実施形態では、下プレート２１１は、ブッシュ２５を介して、軸受部３を間接的に保持する。

ブッシュ２５は、上面から軸方向上方に伸びる円筒状のブッシュ円筒部２５ａを有する。ブッシュ円筒部２５ａの内側面と、ハブ円筒部４２ｂの外側面との間に軸方向に伸びる環状のラビリンス間隙５５が構成される。ラビリンス間隙５５は、シール間隙５４よりも径方向外側に位置する。ラビリンス間隙５５の径方向の幅は、シール間隙５４の開口の径方向の幅よりも小さい。送風ファン１では、ラビリンス間隙５５が構成されるため、シール間隙５４から気化した潤滑油５を含む空気が、軸受部３の外部へと移動することが抑制される。その結果、軸受部３内の潤滑油５の蒸発を抑制することができる。また、送風ファン１では、ラビリンス間隙５５を構成することにより、潤滑油５に、埃や塵等が混入することを抑制できる。

なお、本実施形態では、ハブ円筒部４２ｂは、ロータハブ４２の一部であるが、ハブ円筒部４２ｂと、ロータハブ４２とは、別部材であってもよい。その場合、ハブ円筒部４２ｂがロータハブ４２に固定され、ロータハブ４２とは別部材であるハブ円筒部４２ｂの外側面と、ブッシュ円筒部２５ａの内側面との間にラビリンス間隙５５が構成される。

ステータ２３のコアバック２３１の内側面は、ブッシュ円筒部２５ａの外側面に固定される。本実施形態の送風ファン１では、シール間隙５４に位置する潤滑油５の界面と、ラビリンス間隙５５と、コアバック２３１とが、径方向に重なる。送風ファンでは、従来より薄型化が要求されているが、この構成によって、より薄型化することができる。

図５は、送風ファン１の平面図である。図５では、便宜上、上プレート２１３および回路基板２４を省略する。複数の羽根４６は、図５中における反時計回りに回転する。以下、羽根４６の回転方向を単に「回転方向」、羽根４６の回転方向とは逆方向を単に「回転方向とは逆方向」と呼ぶ。複数の羽根４６の回転により、上側吸気口２１３ａおよび下側吸気口２１１ａからハウジング２１内へと空気が吸気され、排気口２２から排出される。

図５に示すように、側壁部２１２は、第１側壁部２１２ｂと、第２側壁部２１２ｃと、第３側壁部２１２ｄと、を含む。第１側壁部２１２ｂ、第２側壁部２１２ｃおよび第３側壁部２１２ｄは、それぞれ中心軸Ｊ１に平行に上下方向に伸びる。第１側壁部２１２ｂは、排気口２２とは中心軸Ｊ１を挟んで反対側に位置する。

第１側壁部２１２ｂは、複数の羽根４６の外周に沿って湾曲する。第１側壁部２１２ｂは、中心軸Ｊ１から離れた上下方向に伸びる軸を中心として周方向に広がる。第２側壁部２１２ｃは、第１側壁部２１２ｂから回転方向に向かって中心軸Ｊ１から離れながら広がる。第３側壁部２１２ｄは、第１側壁部２１２ｂから回転方向とは逆方向に向かって中心軸Ｊ１に近づきながら広がる。

第２側壁部２１２ｃの回転方向側の端部のエッジおよび第３側壁部２１２ｄの回転方向とは逆方向側の端部のエッジは、側壁部２１２の開口部の両端部のエッジ２１２ａである。すなわち、第２側壁部２１２ｃの回転方向側の端部のエッジおよび第３側壁部２１２ｄの回転方向とは逆方向側の端部のエッジは、排気口２２を構成するエッジの一部である。

第３側壁部２１２ｄは、第２側壁部２１２ｃ側に向かって突出する舌部２１２ｄ１を有する。本実施形態では、側壁部２１２の内側面と複数の羽根４６の外側面との径方向距離は、舌部２１２ｄ１において最小となる。すなわち、側壁部２１２の内側面は、複数の羽根４６との間の径方向距離が最小となる舌部２１２ｄ１を有する。

図５中において、中心軸Ｊ１から伸びる鎖線７１，７２はそれぞれ、送風ファン１を平面視した際に、排気口２２と平行且つ中心軸Ｊ１と交差する第一直線７１および送風ファン１を平面視した際に、排気口２２と垂直且つ中心軸Ｊ１と交差する第二直線７２である。図６は、送風ファンの底面図であるが、図６においても同様である。

第一直線７１と第二直線７２とで、４つの領域に区切り、舌部２１２ｄ１が配置される領域を第一領域８１、第一領域８１から回転方向側に向かって第二領域８２、第三領域８３および第四領域８４とする。排気口２２は、第一領域８１と第四領域８４とに跨って配置される。

送風ファン１では、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４のうち、第四領域８４において、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が、最大である。

送風ファン１では、複数の羽根４６の回転時に、上側吸気口２１３ａおよび下側吸気口２１１ａから吸気する空気の量は、舌部２１２ｄ１を基準として、回転方向側に向かって増加する。そして、第四領域８４において、第２側壁部２１２ｃの内側面に沿って、排気口２２から空気が排出される。

一般的な送風ファンにおいては、舌部を基準として、第一ないし第三領域に掛けての領域では、空気の吸気量は、複数の羽根と側壁部の径方向の距離および下プレートの上面から上プレートの下面までの高さに依存する。特に薄型の送風ファンにおいては、第一ないし第三領域における空気の吸気量はとりわけ多くない。さらに、送風ファンにおいては、第一領域における排気口から排出される空気の量は少ない。

しかしながら、本実施形態においては、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４のうち、第四領域８４において、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が、最大である。したがって、第四領域８４での吸気量が多くなり、その結果として、第一領域８１において排気口２２から排出される空気の量の不足が解消され、送風ファン１の風量が増加する。

したがって、送風ファン１は、流体動圧軸受装置を備えることにより振動を低減し、さらに、流体動圧軸受装置を備えたとしても風量を大きくすることができる。

また、上側吸気口および下側吸気口を有する一般的な送風ファンでは、下プレートが、下側吸気口よりも径方向内側に軸受部を保持するため、下側吸気口の開口面積は、上側吸気口の開口面積よりも小さい。そのため、下側吸気口による空気の吸気量は、上側吸気口による空気の吸気量よりも小さい。さらに、前述したように、特に薄型の送風ファンにおいては、第一ないし第三領域における空気の吸気量はとりわけ多くない。そのため、第一ないし第三領域における下側吸気口による空気の吸気量は、大きく期待されない。言い換えれば、第四領域における下側吸気口による空気の吸気量は、大きく期待される。

本実施形態においては、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４のうち、第四領域８４において、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が、最大である。そのため、第四領域８４における下側吸気口２１１ａから吸気する空気の吸気量を大きくすることができる。また、空気の吸気量が大きく期待されない第一ないし第三領域８１，８２，８３における下側吸気口２１１ａの開口面積が大きくならないため、下プレート２１１の剛性を確保できる。その結果、送風ファン１では、より効果的に騒音を低減できる。

なお、本実施形態では、下側吸気口２１１ａが、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４に亘って配置されているが、必ずしも、第一ないし第三領域８１，８２，８３に配置される必要はない。例えば、下側吸気口２１１ａが、第四領域８１のみに配置されてもよいし、第四領域８１および第一ないし第三領域８１，８２，８３のいずれかに配置されてもよい。

下プレート２１１における、下側吸気口２１１ａよりも径方向内側の部位と、下側吸気口２１１ａよりも径方向外側との部位とは、複数のリブ２１１ｅによって接続される。その結果、略円環状の下側吸気口２１１ａは、周方向に沿って配置される複数の略円弧状の吸気口２１１ａ’の集合体とも解釈することができる。本実施形態においては、吸気口２１１ａ’は略円弧状であるが、必ずしも略円弧状でなくてもよい。

第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａは、第三領域８３に跨って配置される。すなわち、第四領域８４に位置する吸気口２１１ａ’における、回転方向とは逆方向側の端部は、第三領域８３に位置する。さらに、第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａは、第一領域８１に跨って配置される。すなわち、第四領域８４に位置する吸気口２１１ａ’における、回転方向とは逆方向側の端部は、第一領域８１に位置する。複数のリブ２１１ｅは、第一ないし第三領域８１，８２，８３に配置され、下プレート２１１は、第四領域８１において、リブ２１１ｅを有さない。これにより、第四領域８４における下側吸気口２１１ａから吸気する空気の吸気量を大きくすることができる。その結果、送風ファン１の風量を大きくすることができる。なお、本実施形態では、リブ２１１ｅは３本であるが、必ずしも３本でなくてもよい。

さらに、本実施形態では、下側吸気口２１１ａの複数の吸気口２１１ａ’のうち、第四領域８４に位置する吸気口２１１ａ’が、周方向の幅が最大である。その結果、より効果的に、送風ファン１の風量を大きくすることができる。

下側吸気口２１１ａの複数の吸気口２１１ａ’のうち、第四領域８４に位置する吸気口２１１ａ’の径方向の幅が最大である。この構成においても、より効果的に、送風ファン１の風量を大きくすることができる。

舌部２１２ｄ１は、複数の羽根４６の外端部と最も近接する近接点２１２ｄ２を有する。図７中において、中心軸Ｊ１から伸びる鎖線７３は、送風ファン１を平面視した際に、近接点２１２ｄ２と中心軸Ｊ１とを結んだ第三直線７３である。第三直線７３で、２つの領域に区切り、舌部２１２ｄ１が配置される領域を第五領域８５、他方の領域を第六領域８６とする。すなわち、舌部２１２ｄ１は、第一領域８１且つ第五領域８５に跨って配置される。なお、図７においても、便宜上、上プレート２１３および回路基板２４を省略する。

第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａにおける、回転方向とは逆方向側の端部は、第六領域８６に位置する。すなわち、第四領域８４に位置する吸気口２１１ａ’における、回転方向とは逆方向側の端部は、第六領域８６に位置する。これにより、第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａから吸気された空気が、舌部２１２ｄ１を越えて、第五領域８５側に送風されることを抑制できる。よって、排気口２２から空気を効率的に排出することができる。

仮に、第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａにおける、回転方向とは逆方向側の端部が、第五領域８５に位置する場合、第五領域８５側に送風される空気が多くなり、風量を低減させてしまうだけではなく、騒音を引き起こす虞がある。しかしながら、第四領域８４に位置する下側吸気口２１１ａにおける、回転方向とは逆方向側の端部を、第六領域８６に位置させることにより、騒音も低減できる。

さらに、図８で示すように、本実施形態では、第四領域８４に配置される上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃの中心軸Ｊ１からの距離の最大値となる周方向の位置は、第四領域８４に配置される下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄの中心軸Ｊ１からの距離の最大値となる周方向の位置と軸方向に重なる。すなわち、送風ファン１を平面視した際に、中心軸Ｊ１から上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃまでの径方向距離が最大となる位置は、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が最大となる位置と重なる。したがって、本実施形態では、上側吸気口２１３ａからも空気を効率的に吸気できる。

図９で示すように、接続部２４１は、第三領域８３において、下側吸気口２１１ａから下プレート２１１の下方に引き出される。前述したように、一般的は送風ファンでは、第一ないし第三領域における下側吸気口による空気の吸気量は、大きく期待されない。本実施形態の送風ファン１では、空気の吸気量が大きく期待されない第三領域８３から、接続部２４１が下プレート２１１の下方に引き出される。そのため、接続部２４１が下側吸気口２１１ａの空気の吸気量に大きな影響を与えることがない。また、下側吸気口２１１ａから接続部２４１が下プレート２１１の下方に引き出されるため、接続部２４１を引き出すための孔を、下プレート２１１に別途設ける必要がない。本実施形態では、接続部２４１が第三領域８３から引き出されたが、第一または第二領域８１，８２から引き出されてもよい。すなわち、接続部２４１は、第一ないし第三領域８１，８２，８３のいずれかの領域において、下側吸気口２１１ａから下プレート２１１の下方に引き出されればよい。

さらに、本実施形態では、接続部２４１の引き出し位置近傍における、下側吸気口２１１ａの径方向内側エッジ２１１ｃは、中心軸Ｊ１から延びる直線と略垂直な方向に伸び且つ直線状である。これにより、接続部２４１の弛みを抑制できる。その結果、接続部２４１に空気流が干渉し、騒音が大きくなることを防止できる。下側吸気口２１１ａの複数の吸気口２１１ａ’のうち、接続部２４１が引き出される吸気口２１１ａ’は、接続部２４１の引き出し位置近傍において、接続部２４１が引き出される吸気口２１１ａ’ の径方向の幅が最小である。これにより、より効果的に、接続部２４１の弛みを防止できる。

図１０は、他の実施形態に係る送風ファン１Ａの平面図である。また、図１０は、送風ファン１Ａの底面図である。送風ファン１Ａにおいて、送風ファン１と同様の構成については適宜同符号を付し、説明を省略する。図１０，１１，１２においても、便宜上、上プレートおよび回路基板を図示しない。

図１０および図１１で示すように、下プレート２１１は、上下方向に貫通する略円環状の下側吸気口９１１ａを有する。下側吸気口９１１ａの径方向内側エッジ９１１ｃは、略円環状の径方向内側のエッジである。下側吸気口９１１ａの径方向外側エッジ９１１ｄは、略円環状の径方向外側のエッジである。送風ファン１Ａにおいても、略円環状の下側吸気口９１１ａは、周方向に沿って配置される複数の略円弧状の吸気口９１１ａ’の集合体とも解釈することができる。平面視において、第四領域に配置される吸気口９１１ａ’の径方向外側エッジ９１１ｄは、径方向外方に向かって突出する。これにより、送風ファン１Ａでは、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４のうち、第四領域８４において、中心軸Ｊ１から下側吸気口９１１ａの径方向外側エッジ９１１ｄまでの径方向距離が、最大である。したがって、第四領域８４での吸気量が多くなり、その結果として、第一領域８１において排気口２２から排出される空気の量の不足が解消され、送風ファン１Ａの風量が増加する。

また、送風ファン１Ａでは、第一領域において、中心軸Ｊ１から下側吸気口９１１ａの径方向内側エッジ９１１ｃまでの径方向距離が、最大である。したがって、本実施形態の送風ファン１Ａでは、空気の吸気量が大きく期待されない第一領域８１に配置される下側吸気口９１１ａの開口面積を小さくすることができ、風量の低減を抑えつつ、下プレート２１１の剛性を確保できる。その結果、送風ファン１Ａでは、より効果的に騒音を低減できる。

図１２は、さらに他の実施形態に係る送風ファン１Ｂの平面図である。図１２で示す鎖線７４は、送風ファン１Ｂを平面視した際に、中心軸Ｊ１から下側吸気口９１１ａの径方向外側エッジ９１１ｄまでの半径距離が最大となる点における接線７４である。下プレート９１１は、側壁部２１２の開口部の両端部のエッジ２１２ａに跨るエッジ９１１ｂを有する。接線７４は、第一領域８１にて、排気口２２を構成する部位の一部である下プレート９１１のエッジ９１１ｂと交差する。すなわち、接線７４は、平面視した際に、第一領域８１において、排気口２２を構成するエッジ９１１ｂ、と交差する。これにより、下側吸気口９１１ａにおける第四領域８４の中心軸Ｊ１から径方向外側エッジ９１１ｄまでの径方向距離が最大となる位置で吸気した空気を、効率よく第一領域に送風することができる。

図１３は、さらに他の実施形態に係る送風ファン１Ｃの平面図である。本実施形態では、第四領域８４における上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃの中心軸Ｊ１からの距離の最大値となる周方向の位置は、第四領域８４に配置される下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄの中心軸Ｊ１からの距離の最大値となる周方向の位置と軸方向に重なる。第一ないし第三領域８１，８２，８３においては、中心軸Ｊ１から上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃまでの径方向距離は、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離よりも大きい。言い換えれば、第一ないし第三領域８１，８２，８３における、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離は、中心軸Ｊ１から上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃまでの径方向距離よりも小さい。

一般的な下側吸気口を有する送風ファンでは、下側吸気口を大きくすると、下側吸気口のエッジを通過する空気流の流速は速くなる。その結果、下側吸気口の径方向内側エッジ、径方向外側エッジおよびリブのエッジに干渉した空気流により騒音が大きくなる。本実施形態では、第一ないし第三領域８１，８２，８３においては、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が、中心軸Ｊ１から上側吸気口２１３ａのエッジ２１３ｃまでの径方向距離よりも小さいため、騒音を低減できる。また、第四領域に配置される下側排気口２１１ａを、第一ないし第三領域８１，８２，８３それぞれに配置される下側排気口２１１ａよりも大きくすることで、下側吸気口２１１ａからの空気の吸気量を確保することができる。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態においては、下側吸気口２１１ａは、第一ないし第四領域８１，８２，８３，８４に跨って配置されたが、下側吸気口２１１ａは、第四領域８４にのみ配置されてもよい。第四領域８４において、中心軸Ｊ１から下側吸気口２１１ａの径方向外側エッジ２１１ｄまでの径方向距離が、最大であれば、第一ないし第三領域８１，８２，８３に下側吸気口２１１ａが配置されなくてもよい。

例えば、図１４に示すように、シャフト４１Ｂの上端部から径方向外方に広がるスラストプレート４７Bの上面と、スラストプレート４７Bと軸方向に対向する軸受部の下方を向く面とにより、スラスト動圧軸受部３ｃが構成されてもよい。すなわち、軸受部および回転部の互いに軸方向に対向する面と、それらの間のスラスト間隙に介在する潤滑油５と、により、スラスト間隙に介在する潤滑油５に流体動圧を発生させるスラスト動圧軸受部が構成されればよい。なお、シャフト４１Ｂとスラストプレート４７Bとは、単一の部材であってもよいし、別部材であってもよい。例えば、ロータハブ４２Ｂとシャフト４１Ｂとが、単一の部材である場合、シャフト４１Ｂとスラストプレート４７Bとは、別部材であることが好ましい。

軸受部３は、図１４に示すように、焼結金属製の略円筒状のスリーブ３０と、該スリーブ３０を覆う有底略円筒状のスリーブハウジング３１とにより構成されてもよい。

また、下プレート２１１は、軸受部３を直接に保持してもよい。すなわち、上記実施形態においては、下プレート２１１は、ブッシュ２５を介して、軸受部３を間接的に保持するが、上記実施形態に限定されない。

その他、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、ノートＰＣ等に搭載される薄型の送風ファンに利用できる。

Claims (12)

1. 送風ファンであって、
   静止部と、
   軸受部と、
   前記軸受部により、前記静止部に対して回転可能に支持される回転部と、
   を備え、
   前記回転部は、
   上下方向に伸びる中心軸に沿って配置され、前記軸受部に挿入されるシャフトと、
   前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトと共に前記中心軸を中心として回転する羽根保持部と、
   前記羽根保持部の径方向外側において環状に配置され、前記シャフトと共に前記中心軸を中心として回転する複数の羽根と、
   を備え、
   前記静止部は、
   前記複数の羽根を下方から覆い、前記軸受部を直接または間接的に保持する下プレートと、
   前記複数の羽根を上方から覆う上プレートと、
   前記複数の羽根を径方向外方から覆い、下端部が前記下プレートに固定される側壁部と、
   を備え、
   前記側壁部の開口部の両端部のエッジと、前記上プレートにおける、前記側壁部の前記開口部の両端部のエッジに跨るエッジと、前記下プレートにおける、前記側壁部の前記開口部の両端部のエッジに跨るエッジと、により排気口が構成され、
   を備え、
   前記軸受部の内側面と、前記シャフトの外側面と、前記軸受部の内側面と前記シャフトの外側面とのラジアル間隙に介在する潤滑油と、により、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部が構成され、
   前記軸受部および前記回転部の互いに軸方向に対向する面と、それらの間のスラスト間隙に介在する前記潤滑油と、により、スラスト間隙に介在する前記潤滑油に流体動圧を発生させるスラスト動圧軸受部が構成され、
   前記下プレートは、上下方向に貫通し、前記軸受部よりも径方向外側に位置する下側吸気口を有し、
   前記上プレートは、上下方向に貫通する上側吸気口を有し、
   前記側壁部の内側面は、前記複数の羽根との間の径方向距離が最小となる舌部を有し、
   平面視した際に、前記排気口と平行且つ前記中心軸と交差する第一直線と、前記排気口と垂直且つ前記中心軸と交差する第二直線とで、４つの領域に区切り、前記舌部が配置される領域を第一領域、前記第一領域から前記複数の羽根の回転方向側に向かって第二領域、第三領域および第四領域とし、
   前記排気口は、第一領域と第四領域とに跨って配置され、
   前記第四領域において、前記中心軸から前記下側吸気口の径方向外側エッジまでの径方向距離が、最大であり、
   前記第四領域における前記上側吸気口のエッジの前記中心軸からの距離の最大値となる周方向の位置は、前記第四領域に配置される前記下側吸気口の径方向外側エッジの前記中心軸からの距離の最大値となる周方向の位置と軸方向に重なるとともに、
   前記第四領域における前記上側吸気口のエッジの前記中心軸から上側吸気口のエッジまでの径方向距離が最大となる位置は、中心軸から下側吸気口の径方向外側エッジまでの径方向距離が最大となる位置と重なる。
2. 請求項１に記載の送風ファンであって、
   前記下側吸気口は、前記第一ないし第三領域の少なくともいずれかの領域にて、さらに下側吸気口が配置され、
   前記下側吸気口は、前記第四領域において、前記中心軸から前記下側吸気口の外側エッジまでの径方向距離が、最大である。
3. 請求項２に記載の送風ファンであって、
   前記下側吸気口は、周方向に沿って配置される複数の吸気口の集合体であり、
   前記複数の吸気口のうち、前記第四領域に位置する吸気口が、周方向の幅が最大である。
4. 請求項２または３に記載の送風ファンであって、
   前記第四領域に位置する前記下側吸気口は、前記第三領域に跨って配置される。
5. 請求項２ないし４のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記第四領域に位置する前記下側吸気口は、前記第一領域に跨って配置される。
6. 請求項５に記載のファンであって、
   前記舌部は、前記複数の羽根の外端部と最も近接する近接点を有し、
   平面視した際に、前記近接点と前記中心軸とを結んだ第三直線で２つの領域に区切り、前記舌部が配置される領域を第五領域、他方の領域を第六領域とし、
   前記第四領域に位置する前記下側吸気口における、回転方向とは逆方向側の端部は、前記第六領域に位置する。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記上側吸気口のエッジおよび前記下側吸気口の径方向外側エッジは、前記複数の羽根の径方向外端部よりも径方向内側に位置する。
8. 請求項２ないし６のいずれかに記載の送風ファンであって、
   前記静止部は、ステータをさらに備え、
   前記ステータは、
   円環状のコアバックと、
   前記コアバックから径方向外方に向けて突出しする複数のティースと、
   前記複数のティースのそれぞれに導線が巻回されることにより構成されるコイルと、
   を有し、
   前記静止部は、下プレートの上面に配置され、前記コイルの引き出し線が電気的に接続される回路基板を、さらに有し、
   前記回路基板は、外部機器と接続するための接続部を有し、
   前記接続部は、前記第一ないし第三領域のいずれかの領域において、前記下側吸気口から前記下プレートの下方に引き出される。
9. 請求項８に記載の送風ファンであって、
   前記接続部の引き出し位置近傍における、前記下側吸気口の径方向内側エッジは、前記第二直線と略垂直な方向に伸び且つ直線状である。
10. 請求項３に記載の送風ファンであって、
    前記静止部は、ステータをさらに備え、
    前記ステータは、
    円環状のコアバックと、
    前記コアバックから径方向外方に向けて突出しする複数のティースと、
    前記複数のティースのそれぞれに導線が巻回されることにより構成されるコイルと、
    を有し、
    前記静止部は、下プレートの上面に配置され、前記コイルの引き出し線が電気的に接続される回路基板を、さらに有し、
    前記回路基板は、外部機器と接続するための接続部を有し、
    前記接続部は、前記第一ないし第三領域のいずれかの領域において、前記下側吸気口から前記下プレートの下方に引き出され、
    前記複数の吸気口のうち、前記接続部が引き出される吸気口は、前記接続部の引き出し位置近傍において、接続部が引き出される吸気口の径方向の幅が最小である。
11. 請求項１に記載の送風ファンであって、
    前記第一ないし第三領域における、前記中心軸から前記下側吸気口の径方向外側エッジまでの径方向距離は、前記中心軸から前記上側吸気口のエッジまでの径方向距離よりも小さい。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の送風ファンであって、
    平面視した際に、前記下側吸気口の径方向外側エッジにおける、前記中心軸から前記下側吸気口の径方向外側エッジまでの半径距離が最大となる点の接線は、前記第一領域にて、前記排気口を構成する前記上プレートおよび前記下プレートのエッジと交差する。