WO2007043119A9

WO2007043119A9 - ファン装置

Info

Publication number: WO2007043119A9
Application number: PCT/JP2005/018176
Authority: WO
Inventors: Michimasa Aoki; Masumi Suzuki; Tadanobu Matsumura
Original assignee: Fujitsu Ltd; Michimasa Aoki; Masumi Suzuki; Tadanobu Matsumura
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-05-31
Also published as: TWI286185B; JPWO2007043119A1; WO2007043119A1; US8157540B2; US20120201704A1; US20080260527A1; US8647079B2; TW200712339A

Abstract

　ロータ部１１の周縁部に複数の羽根１２を有したファン１３と、ロータ部１１の内方に同軸状に配置されファン１３を回転させるモータ手段１５と、ファン１３およびモータ手段１５とを収納し、吸気口１６，１７をファン１３の回転軸１４方向に有するとともに排気口１８を径方向に有したケーシング２０とを備えた遠心型のファン装置１０において、吸気口１７近傍のケーシング２０の一部を当該ケーシング２０の他の外表面部分２１よりも内方に配置させ、モータ手段１５を搭載するためのモータ搭載部３０として形成した。

Description

ファン装置

技術分野

[0001] この発明は、ファン装置に関し、更に詳しくは、設計レイアウトの自由度が高ぐ小型で高性能なファン装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、ファン装置は、機器駆動時に生じる熱を冷却するために、 OA機器や家電機器等の各種機器に幅広く使用されている。特にパーソナルコンピュータゃサーバ装置では、処理速度の飛躍的向上に伴い、 CPUチップその他の LSI等の動作時において発熱量が増大している。このため、より小型で風量の大きい、高効率のファン装置が求められている。

[0003] このような従来のファン装置の一例として、たとえば、図 12〜図 15に示すものが公知である。ここで、図 12は、従来のファン装置を示す断面図であり、後述する図 13の D— D断面図である。また、図 13は、従来のファン装置を示す底面図、図 14は、ケーブル固定部近傍を示す断面図、図 15は、図 14の E—E断面におけるケーブル固定部を示す断面図である。なお、図中の符号 Fを付した矢印は、空気の流れを模式的に示したものである。

[0004] 図 12〜図 14に示すように、従来の遠心型のファン装置 100は、ロータ部 11の周縁部に複数の羽根 12を有したファン 13と、ロータ部 11の内方に同軸状に配置され、フアン 13を回転させるモータ手段 15と、ファン 13およびモータ手段 15とを収納し、吸気口 16, 17をファン 13の回転軸方向に有するとともに排気口 18をファン 13の径方向に有したケーシング 20とを備え、ファン 13を回転させることにより吸気口 16, 17から吸入した空気を排気口 18に送風するものである。

[0005] ファン 13のロータ部 11は、天面部 11aと側面部 l ibと力もなる円筒状に形成されている。ケーシング 20の穴 20aは、ケーシング 20をプリント基板 42等にねじで固定するために設けた穴である。

[0006] また、ファン 13は、モータ手段 15のロータ部 11として形成されている。すなわち、フアン 13のロータ部 11は、天面部 11aの内壁中心部から回転軸 (モータ手段） 14が垂設され、側面部 l ibの内周面にマグネット (モータ手段） 22を備えている。なお、回転軸 14は、金属で形成されている。

[0007] また、モータ手段 15のステータ部は、上記回転軸 14を回転自在に支持する軸受（モータ手段） 23と、この軸受 23を支持し、後述するモータ搭載部 130に固定する支持部材 (モータ手段） 24と、駆動電流等を制御する制御 IC26を実装した制御基板 2 7と、制御基板 27に固定されたコイル 25とを備える。

[0008] また、モータ搭載部 130は、モータ手段 15を搭載するために形成されたものである。このモータ搭載部 130は、吸気口 17近傍のケーシング 20の底面の一部を当該ケ一シング 20の他の外表面部分 21よりも外方（下方）に突出して配置されている。また、このモータ搭載部 130は、 3本〜 4本のリブ 131によって吸気口 17の開口周縁部と接続されている。

[0009] また、図 12〜図 15に示すように、制御基板 27からのケーブル 40は、ケーシング 20 の外表面 (底面）に沿わせてケーシング 20の外部に引き出され、プリント基板 42上のコネクタ 41と接続されている。

[0010] なお、関連する従来技術として、上記モータ搭載部 130に相当する部分が、ケーシングの他の外表面部分から外方（下方）に突出して、な、タイプのものも公知である（たとえば、特許文献 1参照)。

[0011] 特許文献 1 :特開 2004— 52735号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] 発熱量の大きい装置や LSIを冷却するには、大きなサイズのファン装置が必要となつてきている。特に、上記図示例にて説明した従来技術にあっては、モータ搭載部 1 30がケーシング 20の他の外表面部分 21よりも外方（下方）に突出して配置されて！、るので、モータ搭載部 130下方に風路スペースを十分に確保できな力つた。このため、更に装置レイアウトや実装の自由度が減り、また装置の大型化にもつながっていた

[0013] この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設計レイアウトの自由度が高ぐ小型で高性能なファン装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、ロータ部の周縁部に複数の羽根を有したファンと、前記ロータ部の内方に同軸状に配置され前記ファンを回転させるモータ手段と、前記ファンおよび前記モータ手段とを収納し、吸気口を前記ファンの回転軸方向に有するとともに排気口を前記ファンの径方向に有したケーシングと、を備え、前記ファンを回転させることにより前記吸気口から吸入した空気を前記排気口に送風する遠心型のファン装置にお!、て、前記吸気口近傍の前記ケーシングの一部を当該ケーシングの他の外表面部分よりも内方に配置させ、前記モータ手段を搭載するためのモータ搭載部として形成したことを特徴とするものである。

[0015] また、この発明は、前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、前記モータ搭載部は、複数の切り欠き部若しくは貫通穴を備え、前記制御基板の前記制御用電子部品を前記切り欠き部若しくは前記貫通穴の近傍に配置したことを特徴とするものである。

[0016] また、この発明は、前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、前記モータ搭載部に放熱部材を設けたことを特徴とするものである。

[0017] また、この発明は、前記モータ手段は、支持部材を介して前記モータ搭載部に固定されており、当該支持部材は熱伝導性の高!ヽ材料にて形成されてヽることを特徴とするものである。

[0018] また、この発明は、前記ケーシングは、前記制御基板から前記ケーシングの外部に取り出される配線の一部を収納するための溝部を備えたことを特徴とするものである

[0019] また、この発明は、前記放熱部材は、ヒートシンク、リツド、ヒートスプレッダのうちの V、ずれか一つであることを特徴とするものである。

発明の効果

[0020] この発明によれば、モータ搭載部を、ケーシングの他の外表面部分よりも内方に配置させたので、モータ搭載部下方に従来よりも風路スペースを十分に確保することができ、小型で高性能なファン装置を提供することができる。

[0021] また、この発明によれば、切り欠き部若しくは貫通穴を通過した吸入空気が制御基板の制御用電子部品に当たり易くなり、当該制御用電子部品の放熱を更に促進することができる。また、切り欠き部若しくは貫通穴を通過した吸入空気によって、モータ手段の他の構成部品に対しても放熱を促進することができる。

[0022] また、この発明によれば、吸気ロカもの吸入空気が放熱部材に当たり、モータ搭載部に搭載されたモータ手段の放熱、特に制御用電子部品の放熱を促進することができる。

[0023] また、この発明によれば、モータ手段で発生する熱が支持部材を介してモータ搭載部に伝導し易くなり、このモータ搭載部力もの放熱を促進することができる。

[0024] また、この発明によれば、配線の位置決め作業が容易になり、溝部に収納された配線を固定する場合にもその作業が容易になるので、装置の組立性が向上する。

[0025] また、この発明によれば、汎用的な放熱部材を用いることにより、モータ手段の放熱構造を安価に構築することができ、モータ手段の放熱効率を向上させることができる図面の簡単な説明

[0026] [図 1]図 1は、この発明の実施例 1に係るファン装置を示す断面図である。

[図 2]図 2は、ファン装置を示す底面図である。

[図 3]図 3は、ファン装置の内部を示す平面図である。

[図 4]図 4は、ケーブル固定部近傍を示す断面図である。

[図 5]図 5は、図 4の B— B断面におけるケーブル固定部を示す断面図である。

[図 6]図 6は、この発明の実施例 2に係るファン装置を示す断面図である。

[図 7]図 7は、この発明の実施例 3に係るファン装置を示す断面図である。

[図 8]図 8は、ファン装置を示す底面図である。

[図 9]図 9は、多数の丸穴を設けたモータ搭載部を示す底面図である。

[図 10]図 10は、この発明の実施例 4に係るファン装置を示す断面図である。

[図 11]図 11は、ファン装置を示す底面図である。

[図 12]図 12は、従来のファン装置を示す断面図である。 [図 13]図 13は、従来のファン装置を示す底面図である。

[図 14]図 14は、ケーブル固定部近傍を示す断面図である。

[図 15]図 15は、図 14の E— E断面におけるケーブル固定部を示す断面図である符号の説明

10 ファン装置

11 ロータ部

11a 天面部

l ib 側面部

12 羽根

13 ファン

14 回転軸 (モータ手段）

15 モータ手段

16、 17 吸気口

18 排気口

20 ケーシング

20a 穴

21 他の外表面部分

22 マグネット（モータ手段）

23 軸受（モータ手段）

24 支持部材 (モータ手段）

25 コイル (モータ手段）

26 制御 IC (制御用電子部品）

27 制御基板

30 モータ搭載部

31 リブ

40 ケーブル (配線）

41 コネクタ

42 プリント基板 50 溝部

60 スリット (切り欠き部）

62 丸穴（貫通穴）

70 ヒートシンク (放熱部材）

F 空気の流れ

発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下に、この発明に力かるファン装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略ィ匕する。

実施例 1

[0029] 図 1は、この発明の実施例 1に係るファン装置を示す断面図であり、後述する図 2の A— A断面図である。また、図 2は、ファン装置を示す底面図、図 3は、ファン装置の内部を示す平面図、図 4は、ケーブル固定部近傍を示す断面図、図 5は、図 4の B— B断面におけるケーブル固定部を示す断面図である。

[0030] なお、図中の符号 Fを付した矢印は、空気の流れを模式的に示したものである。また、図 3中における黒塗りの矢印は、後述するファン 13の回転方向を示している。

[0031] 図 1〜図 4に示すように、遠心型のファン装置 10は、ロータ部 11の周縁部に複数の羽根 12を有したファン 13と、ロータ部 11の内方に同軸状に配置され、ファン 13を回転させるモータ手段 15と、ファン 13およびモータ手段 15とを収納し、吸気口 16, 17 をファン 13の回転軸方向に有するとともに排気口 18をファン 13の径方向に有したケ一シング 20とを備え、ファン 13を回転させることにより吸気口 16, 17から吸入した空気を排気口 18に送風するものである。

[0032] ファン 13のロータ部 11は、天面部 11aと側面部 l ibと力なる円筒状に形成されている。このロータ部 11と側面部 l ibに設けられた羽根 12とは、たとえば、合成樹脂にて一体的に形成されている。

[0033] また、ケーシング 20は、たとえばアルミニウムやその合金等により形成されているが、合成樹脂にて形成することもできる。 [0034] また、制御基板 27は、吸気口 17から吸気される空気が制御 IC26に当たって放熱し易くなるように、制御 IC26の実装面が下向きとなるように支持部材 24に固定されている。

[0035] また、上記支持部材 24は、たとえばアルミニウムやその合金等、熱伝導性の高!ヽ材料にて形成されている。これにより、ファン 13の回転によって発生する軸受 23の摩擦熱や、制御基板 27を介して伝わる制御 IC26の熱およびコイル 25で発生する熱等が、この支持部材 24を介してモータ搭載部 30に伝導し放熱され易くなるとともに、吸気口 17から吸入される空気によって冷却され易くなる。

[0036] また、モータ搭載部 30は、吸気口 17近傍のケーシング 20の底面の一部を当該ケ一シング 20の他の外表面部分 21よりも内方に配置させ、モータ手段 15を搭載するために形成されたものである。また、このモータ搭載部 30は、 3本〜 4本のリブ 31によつて吸気口 17の開口周縁部と接続されている。本実施例 1では、リブ 31は放射状に配置されている力配置はこれに限定されない。

[0037] モータ搭載部 30をこのように形成することで、モータ搭載部 30下方に従来よりも風路スペースを確保でき、モータ手段 15に供給される風量が増加するため、モータ手段 15の冷却効率を向上することができる。

[0038] したがって、モータ手段 15の許容温度に余裕ができ、モータ手段 15の回転数を上昇させることができるため、ファン装置 10の風量を増加させることができる。

[0039] また、モータ搭載部 30を上記のように形成することで、モータ搭載部 30下方に従来よりも風路スペースを確保できるので、プリント基板 42上に配置される図示しない部品の実装エリアを拡大することができ、設計レイアウトの自由度を増加することができる。

[0040] また、図 2、図 4および図 5に示すように、ケーシング 20は、制御基板 27からケーシング 20の外部に取り出されるケーブル (配線) 40の一部を収納するための溝部 50を備えている。すなわち、この溝部 50にケーブル 40の一部を嵌め込んで収納し、接着テープや接着剤等で固定する。

[0041] これにより、ケーブル 40の取り付け位置への位置決め作業が容易になり、溝部 50 に収納されたケーブル 40を接着固定する場合にもその作業が容易になるので、装置の組立性が向上する。

[0042] また、ケーブル 40を上記のように固定することにより、ケーブル 40の橈みを抑制することができるので、橈んだケーブル 40が回転しているファン 13に接触し、ケーブル 40の絶縁被覆が破損したり、断線したりするのを抑制することができる。

[0043] 以上のように、この実施例 1に係るファン装置 10によれば、モータ搭載部 3を、ケーシング 20の他の外表面部分 21よりも内方に配置させたので、モータ搭載部 30下方に従来よりも風路スペースを十分に確保することができ、小型で高性能なファン装置 10を提供することができる。

実施例 2

[0044] 図 6は、この発明の実施例 2に係るファン装置を示す断面図である。図 6に示すように、本実施例 2は、上記実施例 1の構成において、モータ手段 15の高さおよびロータ部 11の高さを更に低くしたものである。

[0045] 上記実施例 1において説明したように、モータ搭載部 30下方に従来よりも風路スぺースを確保でき、モータ手段 15に供給される風量が増加するため、モータ手段 15の冷却効率を向上することができるようなった。この結果、モータ手段 15の許容温度に余裕ができ、モータ手段 15の回転数を上昇させることができるため、ファン装置 10の風量を増加させることができるようになった。

[0046] したがって、従来と同一の風量を得ようとする場合、従来よりもモータ手段 15の高さおよびロータ部 11の高さを更に低くすることができるため、本実施例 2ではこれを実施し、ファン 13上部の吸気口 16の吸気スペースを増大したものである。

[0047] これにより、吸気口 16からの風量が実施例 1の場合よりも増大し、モータ手段 15の冷却効率が更に向上する。なお、その他の構成については、上記実施例 1の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

[0048] 以上のように、この実施例 2に係るファン装置 10によれば、上記実施例 1の場合と同様の効果を奏するほか、吸気口 16からの風量を更に増大させ、モータ手段 15の冷却効率を更に向上することができる。

実施例 3

[0049] 図 7は、この発明の実施例 3に係るファン装置を示す断面図であり、後述する図 8の C— C断面図である。図 8は、ファン装置を示す底面図である。

[0050] 図 7および図 8に示すように、本実施例 3は、上記実施例 2に示した構成において、吸入空気が通過し易くなるように、モータ搭載部 30に複数 (たとえば、 4つ）の矩形のスリット (切り欠き部） 60を設けたものである。

[0051] また、制御基板 27の制御 IC26は、スリット 60を通過する吸入空気が当たり易くなるように、スリット 60の近傍に配置してある。なお、その他の構成については、上記実施例 2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

[0052] 以上のように、この実施例 3に係るファン装置 10によれば、上記実施例 2の場合と同様の効果を奏するほか、スリット 60を通過した吸入空気が制御基板 27の制御 IC2

6に当たり易くなり、当該制御 IC26の放熱を更に促進することができる。また、スリット

60を通過した吸入空気によって、軸受 23やコイル 25に対しても放熱を促進することができる。

[0053] なお、上記実施例 3においては、矩形のスリット 60を 4つ設けるものとして説明した 1S これに限定されず、たとえば、図 9に示すように、多数の丸穴（貫通穴） 62を設けてもよい。この場合も、上記実施例 3と同様の効果を期待できる。ここで、図 9は、多数の丸穴を設けたモータ搭載部を示す底面図である。

実施例 4

[0054] 図 10は、この発明の実施例 4に係るファン装置を示す断面図、図 11は、ファン装置を示す底面図である。図 10および図 11に示すように、本実施例 4は、上記実施例 2 に示した構成において、モータ搭載部 30の裏面にヒートシンク (放熱部材） 70を設けたものである。

[0055] また、上述したように、制御 IC26が実装された制御基板 27は、熱伝導性の良好な支持部材 24を介してモータ搭載部 30の近傍に配置してある。なお、その他の構成については、上記実施例 2の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

[0056] 以上のように、この実施例 4に係るファン装置 10によれば、上記実施例 2の場合と同様の効果を奏するほか、吸気口 17からの吸入空気がヒートシンク 70に当たり、モータ搭載部 30とともに支持部材 24が放熱されるので、支持部材 24を介して制御基板 27の制御 IC26を放熱することができる。 [0057] また、支持部材 24を介して、モータ手段 15の構成部材である軸受 23やコイル 25 に対しても放熱を促進することができる。

[0058] また、汎用的な放熱部材であるヒートシンク 70を用いることにより、モータ手段 15の放熱構造を安価に構築することができる。

[0059] なお、上記実施例 4においては、放熱部材としてヒートシンク 70を設けるものとして説明したが、これに限定されず、たとえば、リツド、ヒートスプレッダ等の汎用的な放熱部材を用いてもよい。この場合も、上記実施例 4と同様の効果を期待できる。

[0060] また、上記実施例 1〜4においては、ケーシング 20に吸気口 16を設けるものとして説明したが、所定の吸入空気量を確保できれば、これに限定されず、たとえば、吸気口 17のみであってもよい。

[0061] また、上記実施例 1〜4においては、制御基板 27が固定された支持部材 24をモータ搭載部 30に固定するものとして説明したが、これに限定されず、支持部材 24を介さずに制御基板 27を直接、モータ搭載部 30に固定してもよい。

[0062] また、上記実施例 1〜4においては、リブ 31を 3本設けるものとして説明した力所定の剛性ないし強度を確保し、吸入空気抵抗の影響を配慮できるのであれば、これに限定されず、リブ 31の本数を増減してもよい。

[0063] (付記 1)ロータ部の周縁部に複数の羽根を有したファンと、

前記ロータ部の内方に同軸状に配置され前記ファンを回転させるモータ手段と、前記ファンおよび前記モータ手段とを収納し、吸気口を前記ファンの回転軸方向に有するとともに排気口を前記ファンの径方向に有したケーシングと、

を備え、

前記ファンを回転させることにより前記吸気口から吸入した空気を前記排気口に送風するファン装置にぉヽて、

前記吸気口近傍の前記ケーシングの一部を当該ケーシングの他の外表面部分よりも内方に配置させ、前記モータ手段を搭載するためのモータ搭載部として形成したことを特徴とするファン装置。

[0064] (付記 2)前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、前記モータ搭載部は、複数の切り欠き部若しくは貫通穴を備え、前記制御基板の前記制御用電子部品を前記切り欠き部若しくは前記貫通穴の近傍に配置したことを特徴とする付記 1に記載のファン装置。

[0065] (付記 3)前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、

前記モータ搭載部に放熱部材を設けたことを特徴とする付記 1に記載のファン装置

[0066] (付記 4)前記モータ手段は、支持部材を介して前記モータ搭載部に固定されており

、当該支持部材は熱伝導性の高、材料にて形成されて、ることを特徴とする付記 2 または 3に記載のファン装置。

[0067] (付記 5)前記ケーシングは、前記制御基板力前記ケーシングの外部に取り出される配線の一部を収納するための溝部を備えたことを特徴とする付記 4に記載のファン装置。

[0068] (付記 6)前記放熱部材は、ヒートシンク、リツド、ヒートスプレッダのうちの、ずれか一つであることを特徴とする付記 3に記載のファン装置。

産業上の利用可能性

[0069] 以上のように、この発明に係るファン装置は、設計レイアウトの自由度が高ぐ小型で高性能なファン装置に有用であり、特に、パーソナルコンピュータやサーバ装置に適している。

Claims

請求の範囲

[1] ロータ部の周縁部に複数の羽根を有したファンと、

を備え、

[2] 前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、

前記モータ搭載部は、複数の切り欠き部若しくは貫通穴を備え、前記制御基板の前記制御用電子部品を前記切り欠き部若しくは前記貫通穴の近傍に配置したことを特徴とする請求項 1に記載のファン装置。

[3] 前記モータ手段は、前記ファンの回転を制御する制御用電子部品と当該制御用電子部品を実装する制御基板とを含み、

前記モータ搭載部に放熱部材を設けたことを特徴とする請求項 1に記載のファン装置。

[4] 前記モータ手段は、支持部材を介して前記モータ搭載部に固定されており、当該支持部材は熱伝導性の高、材料にて形成されて、る

ことを特徴とする請求項 2または 3に記載のファン装置。

[5] 前記ケーシングは、前記制御基板力前記ケーシングの外部に取り出される配線の一部を収納するための溝部を備えたことを特徴とする請求項 4に記載のファン装置

[6] 前記放熱部材は、ヒートシンク、リツド、ヒートスプレッダのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項 3に記載のファン装置。