JPWO2016056046A1

JPWO2016056046A1 - ファンホルダ

Info

Publication number: JPWO2016056046A1
Application number: JP2016552721A
Authority: JP
Inventors: 恵大外池; 泰博木田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: JP6293298B2; WO2016056046A1

Abstract

モータファン２を保持するファンホルダ１は、開口１１の縁部に両端が接続した略Ｉ字状の抜け止め部１２を有する。この抜け止め部１２によって、ファンホルダ１に保持されたモータファン２の回転部４の抜けを防止する。

Description

この発明は、モータファンを保持するファンホルダに関するものである。

モータファンは、例えば、電子機器の内部発熱を外部に放熱するために用いられる。
また、モータファンは、羽根を有する回転部と回転部を回転可能に支持するベース部とから主に構成されており、回転部に設けた永久磁石とベース部に設けた電磁石とからなるモータによって回転部が回転駆動する。
さらに、特許文献１には、ベース部であるモータベースに筒部を設け、この筒部の内部に組み付けた軸受に回転部のモータシャフトが軸支されており、モータシャフトの先端部分にＣ字状のクリップリングを嵌め入れたモータシャフトの取付構造が開示されている。このようにＣ字状のクリップリングによりモータシャフトの抜けを防止している。
また、上記筒部の下面開口部はキャップで塞がれており、これにより、異物の侵入、軸受油の流失を防いでいる。

特開２０００―２１７３０３号公報

モータファンには、特許文献１とは異なって、回転部に設けられた永久磁石が持つ磁力で回転部をベース部に支持して構造を簡略化したものがある。このようなモータファンでは、回転部の永久磁石が持つ磁力より大きい外力が加わると、回転部はベース部から脱落する。回転部が脱落した場合、電子機器の放熱ができなくなり、電子機器内の部品が高温破壊する場合があり、電子機器内で回転部が他の部品に衝突して異音が発生する可能性もある。

そこで、電子機器内のシャーシ又は基板を用いて回転部の抜け止め構造を構成することも考えられる。この場合、電子機器内ではシャーシ及び基板を含む様々な部品が組み合わさっていることから、これら様々な部品全体が１つの抜け止め構造を構成していることになる。従って、これら様々な部品全てについて、厳密な公差管理が求められる。これは、公差管理が適切になされていない部品が一部でもあると、組立時にその部品を起点として他の部品が連続的に位置ずれし、回転部の抜けを止めるはずのシャーシ又は基板までもが位置ずれしてしまうからである。当然、回転部の抜けを止めるはずのシャーシ又は基板が位置ずれすると、適切に回転部を抜け止めできなくなる可能性がある。ところが、様々な部品全てについて厳密な公差管理を行うことは、コスト又は作業の手間等を考えると困難である。

また、回転部の回転軸を軸支する軸受には、回転軸と軸受との摩擦を低減するための油が注入されているが、回転部が脱落する度にこの油は漏れてしまう。回転部の脱落と再装着を繰り返すと、回転軸と軸受との摩擦が大きくなり、モータファンの寿命を縮めてしまう。また、回転部が完全に脱落しなくとも中途半端に抜けた状態になった場合は、回転軸と軸受との間に埃等が入り込んで回転軸の抜けが進行する可能性もある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、公差管理が容易な構造によって、モータファンの回転部の抜け止めを行うことを目的とする。

この発明に係るファンホルダは、外周に羽根を有する回転部および回転部が回転可能に支持されるベース部を有したモータファンを保持する枠状のものであって、モータファンの回転部側の開口の縁部から回転部の回転中心に対向する部分へ延びる枝状部から成る抜け止め部を備えたものである。

この発明によれば、モータファンを保持するファンホルダの一部を利用した、公差管理が容易な構造によって、モータファンの回転部の抜け止めを行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るファンホルダでモータファンを保持したものの取付例を示す斜視図である。図１に示す構成の分解斜視図である。この発明の実施の形態１に係るファンホルダでモータファンを保持したものの正面図及び断面図である。この発明の実施の形態１に係るファンホルダの変形例を示す正面図及び断面図である。図４に示すファンホルダでモータファンを保持したものの取付例を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係るファンホルダの変形例を示す正面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るファンホルダ１でモータファン２を保持したものの取付例を示す斜視図である。ファンホルダ１でモータファン２を保持したものが、シャーシ３に取り付けられている。シャーシ３は、電子機器の内部に配置される板金部材であり、モータファン２の働きにより、当該電子機器の内部発熱が外部に放熱される。

図２は、図１に示す構成の分解斜視図である。ファンホルダ１は、一面（背面）の全面が開口し、完全に開口した背面に対向する面（正面）には、略円形の開口１１が形成された略直方体の枠状部材である。開口１１は、開口１１の縁部に両端が接続する略Ｉ字状の抜け止め部１２によって、ほぼ２分割されている。この抜け止め部１２の構成は、２つの枝状部が、開口１１の互いに対向する縁部から延びて、後述する回転部４の回転中心に対向する部分で繋がったものに相当する。開口１１の外周は、保持壁１３となっている。保持壁１３の一部は、背面側に折り曲げられて、爪１３ａとなっている。
ファンホルダ１の側面では、一部が弾性片１４となっている。弾性片１４は、外力を受けると弾性変形し、当該外力と反対方向の弾性力を生じる。ファンホルダ１の側面からは、ファンホルダ１の側方に向けて爪１５が延びている。爪１５には、取付孔１５ａが形成されている。
ファンホルダ１は、例えば板金を打ち抜き加工及び曲げ加工して作られる。

モータファン２は、回転部４とベース部５とから成る。回転部４は、羽根４ａを有し、後述する回転軸４ｂと一体的に羽根４ａが回転することで、図２中のＦ方向へ風を送る。ベース部５は、正面及び背面から見ると略正方形で、中央部が円形にくり抜かれた外枠５ａと、外枠５ａと接続し、外枠５ａの内部に配置されたハウジング５ｂとを有する。ハウジング５ｂには、軸受５ｃが配置される。回転部４の羽根４ａ、ベース部５の外枠５ａとハウジング５ｂは、例えば樹脂製である。
シャーシ３は、略円形の開口３ａが形成された立ち面３ｂを有する。開口３ａは、放射状に仕切られている。立ち面３ｂからは、取付孔３ｃが形成された爪３ｄが立ち上がっている。

図２に示す分解状態から、図１に示す組立状態とするには、まず、回転部４の後述する回転軸４ｂを、ベース部５の軸受５ｃに挿入して、モータファン２を組み立てる。次に、モータファン２を、ファンホルダ１の背面からファンホルダ１に嵌め込む。このとき、ベース部５の外枠５ａの外周面が、ファンホルダ１の弾性片１４に当接して、弾性片１４をファンホルダ１の外部方向へ撓ませる。すると、弾性片１４は、ファンホルダ１の内部方向へ付勢する弾性力を生じる。また、外枠５ａの正面が、ファンホルダ１の爪１３ａに当接する。弾性片１４から弾性力を受けるとともに、爪１３ａに当接することにより、ベース部５は、ファンホルダ１に保持される。
そして、ファンホルダ１の取付孔１５ａと、シャーシ３の取付孔３ｃとの位置を合わせ、ねじ止めする。なお、ベース部５の四隅に設けた孔をねじ止めすることで、モータファン２をシャーシ３に直接取り付けることも可能である。

図３（ａ）は、ファンホルダ１でモータファン２を保持したものの正面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ―Ａ線に沿って切断した際の断面図である。ベース部５のハウジング５ｂから立ち上がる筒部５ｄの内部に、軸受５ｃが設けられている。軸受５ｃは、例えば金属製の含油軸受である。筒部５ｄの外周には、コイル５ｅが設けられている。
軸受５ｃによって回転可能に支持される回転部４の回転軸４ｂには、ロータ４ｃが取り付けられている。ロータ４ｃの外周には羽根４ａが、ロータ４ｃの内周には永久磁石４ｄが取り付けられている。不図示の給電線及び基板によってコイル５ｅに電流が流れると、羽根４ａは、回転軸４ｂと一体的に回転する。

図３（ｂ）に示すように、回転部４の回転中心となる回転軸４ｂは、ベース部５の軸受５ｃに挿入されているだけである。つまり、モータファン２は、従来のようなＣ字状のクリップリング及びキャップを有しておらず、構造が簡略化されたものである。このため、モータファン２に衝撃等で外力が加わると、軸受５ｃから回転軸４ｂが抜ける方向に回転部４が飛び出すことがある。しかしながら、モータファン２は、ファンホルダ１で保持されており、回転部４から見てベース部５と反対側には、ファンホルダ１の開口１１を分割する抜け止め部１２が存在する。この抜け止め部１２によって、回転部４の飛び出し量が規制されるので、軸受５ｃから回転軸４ｂが抜けることは無い。
また、抜け止め部１２の位置まで回転部４が飛び出しても、回転部４は、回転部４の永久磁石４ｄの作用によってベース部５の軸受５ｃ側に戻される。従って、回転部４は、安定した状態での回転を維持することができる。

以上の通り、ファンホルダ１に設けた抜け止め部１２が、回転部４の抜け止め機能を有している。ファンホルダ１とモータファン２との取付に、他の部品が関わることは無いため、モータファン２に対する抜け止め部１２の位置が、他の部品の影響を受けてずれてしまうことは無い。つまり、公差管理の対象はファンホルダ１だけであって、複数の部品を対象にする必要は無いので、公差管理が容易となる。

また、ファンホルダ１では、背面が完全に開口し、正面には大きな開口１１が形成されているために、ファンホルダ１の剛性が低くなりやすい。剛性が低いと、ファンホルダ１の搬送時、また、電子機器の組立作業時に、他の部品と接触して変形する恐れがある。しかしながら、開口１１の縁部に両端が接続する抜け止め部１２を設けることで、ファンホルダ１の剛性を高めることができる。

なお、図４に示すように、略Ｉ字状の抜け止め部１２とは異なる形状の抜け止め部１６によって、回転部４の抜けを防止してもよい。図４（ａ）は、略Ｉ字状の抜け止め部１２に替えて略Ｔ字状の抜け止め部１６を有するファンホルダ１０で、モータファン２を保持したものの正面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ―Ｂ線に沿って切断した際の断面図である。抜け止め部１６以外の各構成は、既に図１〜図３で示したものと同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。ファンホルダ１０は、ファンホルダ１と同様に、例えば板金を打ち抜き加工及び曲げ加工して作られる。

ファンホルダ１０が有する抜け止め部１６は、接続部１６ａと、３つの枝状部１６ｂとを有する。３つの枝状部１６ｂは、開口１１の異なる３つの縁部から延びて、接続部１６ａで略Ｔ字状に繋がっている。接続部１６ａは、回転部４の回転中心に対向するように位置している。接続部１６ａの中心には、モータファン２に向けて凸の突起部１６ｃが形成されている。そして、より正確には、突起部１６ｃが、回転部４の回転中心に対向している。枝状部１６ｂには、モータファン２と反対方向に向けて凸の絞り１６ｄが形成されている。

このように構成されたファンホルダ１０でモータファン２を保持すれば、ファンホルダ１の抜け止め部１２と同様に、抜け止め部１６によって、回転部４の飛び出し量が規制されるので、軸受５ｃから回転軸４ｂが抜けることは無く、回転部４の抜けが防止される。
そして、公差管理が容易となるのも、ファンホルダ１の場合と同様である。

ただし、略Ｔ字状の抜け止め部１６とすることで、略Ｉ字状の抜け止め部１２の場合よりも更にファンホルダ１０の剛性を高めることができる。特に、略Ｉ字状の抜け止め部１２を設けた場合は、外力が加わると抜け止め部１２の長手方向に平行な対称軸（図３（ａ）のＡ―Ａ線が相当）回りにファンホルダ１がねじれてしまうことがあるが、略Ｔ字状の抜け止め部１６であれば、このようなねじれに対しても強い。

また、モータファン２と反対方向に向けて凸の絞り１６ｄを枝状部１６ｂに形成することで、絞り１６ｄの部分では、羽根４ａまでの距離が遠くなる。枝状部１６ｂがモータファン２の風路を一部塞ぐことで発生する送風時の騒音は、枝状部１６ｂと羽根４ａとの距離が近いほど、大きくなる。このため、このように絞り１６ｄによって枝状部１６ｂと羽根４ａとを離すことで、枝状部１６ｂがあることで発生する送風時の騒音を、低減させることができる。

図５は、シャーシ３に取り付けたファンホルダ１０の斜視図である。シャーシ３には、さらにシャーシ６が取り付けられており、内部に基板７，８が設けられている。ファンホルダ１０をシャーシ３に取り付けると、抜け止め部１６のうち、一直線上に並ぶ枝状部１６ｂ，１６ｂは、基板８と同一の平面上に位置する。
モータファン２の風の流れを遮るものがあると、風の流れが変わって騒音が発生する。ファンホルダ１０は、抜け止め部１６によって風の流れが変わるので騒音の発生は否めない。ただし、抜け止め部１６が無い場合であっても、基板８によってモータファン２の風の流れが変化して騒音が発生する。
従って、図５に示すように、一直線上に並ぶ枝状部１６ｂ，１６ｂが、基板８と同一の平面上になるように位置合わせをすることで、抜け止め部１６が無い場合と比較して、それほど騒音は悪化しない。

また、基板８の一部に突起部８ａを設けた場合、抜け止め部１６が無くとも回転部４の抜け止めをすることはできる。しかしながら、基板８は、シャーシ３，６さらにはそれ以外にも電子機器内に設けられる不図示の様々な部品と組み合わさって位置決めがなされるものである。このため、基板８の突起部８ａを、回転部４に対して適切な位置に配置するには、電子機器内に設けられるシャーシ３，６及び不図示の様々な部品の公差管理が必要となり、大変困難である。これに対して、抜け止め部１６を、回転部４に対して適切な位置に配置するには、ファンホルダ１０の公差管理だけを行えばよいので、公差管理は容易である。
なお、突起部８ａを省略すれば、図５に点線で示す部分まで基板８を拡張することができる。これにより、拡張された分だけ電子部品の実装が可能であり、ひいては電子機器の小型化に寄与することができる。

また、抜け止め部１６の接続部１６ａに突起部１６ｃを設けることで、飛び出した回転部４に直接接触するのは、突起部１６ｃとなる。このように回転部４とファンホルダ１０との接触面積を小さくすることで、回転部４とファンホルダ１０との接触によって発生する音及び回転部４への損傷を低減することができる。
なお、略Ｉ字状の抜け止め部１２を有するファンホルダ１に対しても、ファンホルダ１０の絞り１６ｄと同様に、羽根４ａとの距離を遠くするような絞り加工を施してよい。また、抜け止め部１２と電子機器の他の構成部品との位置が合うように、ファンホルダ１をシャーシ３に取り付けるようにしてもよい。また、ファンホルダ１に対しても、ファンホルダ１０の突起部１６ｃと同様に、回転部４との接触面積を小さくするような突起を設けてよい。

さらに別の変形例として、図６に示すような形状の抜け止め部１７によって、回転部４の抜けを防止してもよい。図６は、抜け止め部１７を有するファンホルダ１００で、モータファン２を保持したものの正面図である。抜け止め部１７以外の各構成は、既に図１〜図４で示したものと同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。ファンホルダ１００は、ファンホルダ１，１０と同様に、例えば板金を打ち抜き加工及び曲げ加工して作られる。

ファンホルダ１００が有する抜け止め部１７は、略Ｔ字状の抜け止め部１６から、一部の枝状部１６ｂを取ったものである。すなわち、抜け止め部１７は、接続部１６ａと、２つの枝状部１６ｂとを有する。２つの枝状部１６ｂは、開口１１の異なる２つの縁部から延びて、接続部１６ａで略直角に繋がっている。

このように構成されたファンホルダ１００でモータファン２を保持すれば、ファンホルダ１，１０の抜け止め部１２，１６と同様に、抜け止め部１７によって、回転部４の飛び出し量が規制されるので、軸受５ｃから回転軸４ｂが抜けることは無く、回転部４の抜けが防止される。
そして、公差管理が容易となるのも、ファンホルダ１，１０の場合と同様である。

いずれにせよ、ファンホルダ１，１０，１００が、開口１１の縁部から回転部４の回転中心に対向する部分へ延びる枝状部を有するように構成されていればよい。例えば、抜け止め部１２，１６，１７に替えて、開口１１の縁部から回転部４の回転中心に対向する部分へ延びる１つの枝状部で構成した抜け止め部を採用することもできる。

以上のように、この実施の形態１に係るファンホルダ１，１０，１００によれば、抜け止め部１２，１６，１７を設けることで、回転部４の抜けが防止される。モータファン２に直接取り付けられるファンホルダ１，１０，１００単体で回転部４の抜けを防止するので、公差管理の対象はファンホルダ１，１０，１００だけでよく、公差管理が容易となる。
さらに、ファンホルダ１，１０，１００は、板金を打ち抜いて作られるものであり、抜け止め部１２，１６，１７は、従来であれば金型で打ち抜いて廃棄していた部分の材料を利用して形成される。このため、抜け止め部１２，１６，１７を形成するからといって、材料追加によるコストアップは無い。そしてまた、モータファン２は、構成が簡略化されたぶんコストが安いものである。従って、ファンホルダ１，１０，１００とモータファン２を総合的に見ると、全体としてコストダウンになる。

また、抜け止め部１２は、開口１１の互いに対向する縁部から延びて回転部４の回転中心に対向する部分で繋がっている２つの枝状部から成ることとした。従って、剛性の高いファンホルダ１とすることができる。

また、抜け止め部１６は、開口１１の異なる３つの縁部から延びて回転部４の回転中心に対向する部分でＴ字状に繋がっている３つの枝状部１６ｂから成ることとした。従って、ファンホルダ１よりも更に剛性の高いファンホルダ１０とすることができる。

また、抜け止め部１２，１６，１７は、回転部４の回転中心に対向する部分に回転部４に向けて凸の突起部１６ｃを有することとした。回転部４の飛び出しを突起部１６ｃで押さえることで、音の発生及び回転部４の損傷を低減することができる。

なお、ファンホルダ１，１０，１００の抜け止め部１２，１６，１７は、板金の打ち抜きではなく、例えば溶接によってファンホルダ１，１０，１００の側面に接続されたものでもよい。
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係るファンホルダは、モータファンの回転部がベース部から抜けるのを防止できるため、モータファン自体に回転部の抜け止め構造を持たず簡略化された構成のモータファンを保持するのに、適している。

１ファンホルダ、２モータファン、３シャーシ、３ａ開口、３ｂ立ち面、３ｃ取付孔、３ｄ爪、４回転部、４ａ羽根、４ｂ回転軸、４ｃロータ、４ｄ永久磁石、５ベース部、５ａ外枠、５ｂハウジング、５ｃ軸受、５ｄ筒部、５ｅコイル、６シャーシ、７，８基板、８ａ突起部、１０ファンホルダ、１１開口、１２抜け止め部、１３保持壁、１３ａ爪、１４弾性片、１５爪、１５ａ取付孔、１６抜け止め部、１６ａ接続部、１６ｂ枝状部、１６ｃ突起部、１６ｄ絞り、１７抜け止め部、１００ファンホルダ。

この発明に係るファンホルダは、外周に羽根を有する回転部および回転部が回転可能に支持されるベース部を有したモータファンを保持する枠状のものであって、モータファンの回転部側の開口の縁部から回転部の回転中心に対向する部分へ延びる枝状部から成る抜け止め部を備え、抜け止め部は、開口の複数の縁部から延びて回転部の回転中心に対向する部分で繋がっている複数の枝状部であって、開口の異なる３つの縁部から延びて回転部の回転中心に対向する部分でＴ字状に繋がっている３つの枝状部から成り、枝状部は、モータファンと反対方向に向けて、端部よりも凸となった段差を有することを特徴とするものである。

Claims

外周に羽根を有する回転部および前記回転部が回転可能に支持されるベース部を有したモータファンを保持する枠状のファンホルダにおいて、
前記モータファンの回転部側の開口の縁部から前記回転部の回転中心に対向する部分へ延びる枝状部から成る抜け止め部を備えたファンホルダ。
前記抜け止め部は、前記開口の複数の縁部から延びて前記回転部の回転中心に対向する部分で繋がっている複数の前記枝状部から成ることを特徴とする請求項１記載のファンホルダ。
前記抜け止め部は、前記開口の互いに対向する縁部から延びて前記回転部の回転中心に対向する部分で繋がっている２つの前記枝状部から成ることを特徴とする請求項２記載のファンホルダ。
前記抜け止め部は、前記開口の異なる３つの縁部から延びて前記回転部の回転中心に対向する部分でＴ字状に繋がっている３つの前記枝状部から成ることを特徴とする請求項２記載のファンホルダ。
前記抜け止め部は、前記回転部の回転中心に対向する部分に前記回転部に向けて凸の突起部を有することを特徴とする請求項１記載のファンホルダ。