JP2015206294A - blower fan - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a thin blower fan mounted on a notebook PC or the like.
近年、ノートPCやタブレット等のパーソナルコンピュータにおいては、CPUの処理速度の向上に伴い、CPUの冷却が望まれる。また、特にタブレット型のパーソナルコンピュータは、薄型化も進んでおり、内部に搭載される電子部品の密度が高い状態である。つまり、熱が内部に滞留しやすく、冷却技術の向上が望まれている。 In recent years, in personal computers such as notebook PCs and tablets, cooling of the CPU is desired as the processing speed of the CPU increases. In particular, tablet-type personal computers are becoming thinner, and the density of electronic components mounted therein is high. That is, heat is likely to stay inside, and an improvement in cooling technology is desired.
パーソナルコンピュータの内部を冷却する方法としてたとえば、特開平7−130924号公報がある。特開平7−130924号公報のような構成のファンにおいて、全周を排気口にし、排気口周縁に位置するヒートシンクに冷却風を当てることにより、ヒートシンクを冷却する。また、上プレート部に吸気口を設けることにより、吸気した冷却風をヒートシンクに当てることができる。これにより、ファン全体の風量が向上し、広範囲を冷却する事が可能となる。
特開平7−130924のような構成の遠心ファンは、フリーエアの状態においては、ヒートシンクのフィンを通過する風量が多いが、電子機器内における部品スペースが狭い場合、つまり静圧が高い場合には、逆流する空気流が生じやすい。空気流が逆流すると、効率よく冷却風をヒートシンクに供給することが困難となる。つまり、空気が流れる流路を定め、逆流が生じにくくすることが必要である。 In the free air state, the centrifugal fan configured as in Japanese Patent Laid-Open No. 7-130924 has a large amount of air passing through the fins of the heat sink, but when the component space in the electronic device is narrow, that is, when the static pressure is high. The air flow that flows backward tends to occur. When the air flow reverses, it becomes difficult to efficiently supply the cooling air to the heat sink. In other words, it is necessary to define a flow path through which air flows and to prevent backflow.
本発明は、風量の多い送風ファンを提供することを目的としている。 An object of this invention is to provide the ventilation fan with much air volume.
送風ファンは、インペラと、モータ部と、下プレート部と、側壁部とを有する。インペラは、上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根を有する。モータ部は、インペラを回転させる。下プレート部は、インペラの下側を覆う。上プレート部は、インペラの上側を覆う。側壁部は、上プレート部と下プレート部との間に位置する。排気口が、上プレート部、側壁部および下プレート部により、インペラの側方に構成される。側壁部は、排気口とインペラとの間に突出する舌部を有する。平面視した際に、中心軸を通り、舌部と接する接線を仮想第1直線とする。平面視した際に、中心軸を通り、第1仮想直線と垂直に交差する直線を仮想第2直線とする。仮想第1直線と仮想第2直線とで区切られる4つの領域の内、舌部が位置する領域を第1領域とし、第1領域からインペラの回転方向下流側に向かって順に第2領域、第3領域、第4領域とする。側壁部は、少なくとも第1領域の全域に位置する。上プレート部は、中心軸を通る貫通孔である吸気口を規定する内周縁部を有する。第4領域における、内周縁部と中心軸との最小距離は、第2領域または第3領域のいずれかにおける、内周縁部と前記中心軸との最大距離よりも小さい。 The blower fan includes an impeller, a motor part, a lower plate part, and a side wall part. The impeller has a plurality of blades that rotate around a central axis that faces in the vertical direction and that are arranged in the circumferential direction. The motor unit rotates the impeller. The lower plate portion covers the lower side of the impeller. The upper plate portion covers the upper side of the impeller. The side wall portion is located between the upper plate portion and the lower plate portion. An exhaust port is formed on the side of the impeller by the upper plate portion, the side wall portion, and the lower plate portion. The side wall portion has a tongue portion protruding between the exhaust port and the impeller. A tangent line passing through the central axis and in contact with the tongue when viewed in plan is defined as a virtual first straight line. A straight line passing through the central axis and perpendicularly intersecting the first virtual line when viewed in plan is defined as a virtual second straight line. Of the four areas divided by the virtual first straight line and the virtual second straight line, the area where the tongue is located is defined as the first area, and the second area, 3 areas and 4 areas. The side wall is located at least over the entire first region. The upper plate portion has an inner peripheral edge portion that defines an intake port that is a through hole passing through the central axis. The minimum distance between the inner peripheral edge portion and the central axis in the fourth region is smaller than the maximum distance between the inner peripheral edge portion and the central axis in either the second region or the third region.
本発明では、風量の多い送風ファンを提供することができる。 In the present invention, it is possible to provide a blower fan with a large air volume.
本明細書では、モータ部の中心軸方向における図1の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。 In the present specification, the upper side of FIG. 1 in the central axis direction of the motor unit is simply referred to as “upper side”, and the lower side is simply referred to as “lower side”. Note that the vertical direction does not indicate the positional relationship or direction when incorporated in an actual device. A direction parallel to the central axis is referred to as an “axial direction”, a radial direction centered on the central axis is simply referred to as “radial direction”, and a circumferential direction centered on the central axis is simply referred to as “circumferential direction”.
図1は、本発明の例示的な第1の実施形態に係る送風ファン1の断面図である。本実施形態における送風ファン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において、CPUあるいは電子部品の冷却に利用される。送風ファン1は、インペラ11と、モータ部12と、上プレート部13と、側壁部14と、下プレート部15と、を備える。インペラ11は、モータ部12の回転部22から径方向外方に延びる。インペラ11は、モータ部12により中心軸J1回りを回転する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
送風ファン1では、モータ部12によりインペラ11が中心軸J1を中心として回転されることにより、空気の流れが発生する。
In the
インペラ11は樹脂製であり、周方向に配列された複数の羽根112と、複数の羽根112を支持する略円環状の羽根支持部111と、を有する。羽根支持部111の内周面は、モータ部12の回転部22に固定される。複数の羽根112は、中心軸J1を中心として羽根支持部111の外周面から径方向外方に延びる。羽根支持部111および複数の羽根112は樹脂の射出成型により一繋がりの部材として構成される。
The
上プレート部13は金属にて形成された、略板状の部材である。上プレート部13は、モータ部12およびインペラ11の上方に位置し、インペラ11の上側を覆う。上プレート部13は、上下に貫通する1つの吸気口161を有する。吸気口161は、軸方向においてインペラ11の一部およびモータ部12に重なる。吸気口161は、中心軸J1と重なる略円形である。吸気口161の詳細な形状については、後述する。上プレート部13と側壁部14と下プレート部15とにより、モータ部12およびインペラ11を収納する。
The upper plate portion 13 is a substantially plate-like member made of metal. The upper plate portion 13 is located above the
下プレート部15は、金属板のプレス加工にて形成された、略板状の部材である。下プレート部15は、モータ部12およびインペラ11の下方に位置し、インペラ11の下側を覆い、モータ部12を支持する。下プレート部15の材料は、銅、アルミニウム合金、鉄又は鉄基合金(SUS含む)、でもよい。
The
側壁部14は、樹脂にて形成される。側壁部14は、上プレート部13と下プレート部15との間に位置し、インペラ11の側方に位置する。側壁部14の上端部には、上プレート部13がネジ止め等により固定される。側壁部14の下端部は、下プレート部15とインサート成型により締結される。上プレート部13、側壁部14および下プレート部により、インペラ11の側方に排気口162が構成される。本実施形態において、側壁部14は、上プレート部13と下プレート部15との間の周方向の一部にのみ設けられる。側壁部14はインサート成型以外の手法により設けられてよく、樹脂以外の材料により形成されてもよい。また側壁部14に対する上プレート部13および下プレート部15の固定方法に関しては、上記に限定されない。
The
図2は、モータ部12近傍の断面図である。モータ部12は、アウターロータ型である。モータ部12は、静止部21と、回転部22と、を備える。静止部21は、軸受部23と、下プレート部15と、ステータ210と、回路基板25と、を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the
軸受部23は、ステータ210よりも径方向内側に設けられる。軸受部23は、スリーブ231と、軸受ハウジング232と、を有する。スリーブ231は、中心軸J1を中心とする略円筒状である。スリーブ231は、金属の焼結体である。スリーブ231には、潤滑油が含浸されている。スリーブ231の外周面には軸方向に延びる複数の圧力調整用の循環孔275が設けられる。複数の循環孔275は、周方向に等間隔で設けられる。軸受ハウジング232は、有底略円筒状であり、ハウジング円筒部241とキャップ242とにより構成される。ハウジング円筒部241は、中心軸J1を中心とする略円筒状であり、スリーブ231の外周面を覆う。スリーブ231は、接着剤によりハウジング円筒部241の内周面に固定される。軸受ハウジング232は、金属にて形成される。キャップ242は、ハウジング円筒部241の下端部に固定される。キャップ242は、ハウジング円筒部241の下部を閉塞する。スリーブ231は、接着剤以外で固定されてもよく、例えば、圧入によりハウジング円筒部241の内周面に固定されてもよい。スリーブ231、軸受ハウジング232およびキャップ242は、金属以外の材料により形成されてもよい。例えば、黄銅により形成されてもよい。
The bearing
ステータ210は、中心軸J1を中心とする略環状の部材である。ステータ210は、ステータコア211と、ステータコア211上に構成された複数のコイル212と、を有する。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。ステータコア211は、略円環状のコアバック211aと、コアバック211aから径方向外方に向けて突出した複数のティース211bと、を有する。複数のコイル212は、複数のティース211bのそれぞれに導線が巻回されることで構成される。ステータ210の下方には、回路基板25が設けられる。コイル212の引出線が、回路基板25に電気的に接続される。回路基板25は、FPC(Flexible Print Circuitboad)である。
The
回転部22は、シャフト221と、スラストプレート224と、ロータホルダ222と、ロータマグネット223と、を有する。シャフト221は、中心軸J1を中心として設けられる。
The rotating
図2に示すように、ロータホルダ222は、中心軸J1を中心とする有蓋略円筒状である。ロータホルダ222は、筒部である図1に示すマグネット保持円筒部222aと、蓋部222cと、第1スラスト部222dと、を有する。マグネット保持円筒部222a、蓋部222cおよび第1スラスト部222dは、一繋がりの部材である。第1スラスト部222dは、シャフト221の上端部から径方向外方に広がる。蓋部222cは、第1スラスト部222dから径方向外方に広がる。蓋部222cおよび第1スラスト部222dの上方には、上プレート部13が位置する。蓋部222cの下面は、シャフト221を囲む略環状の面である。第1スラスト部222dは、スリーブ231の上面231bおよびハウジング円筒部241の上面と軸方向に対向する。
As shown in FIG. 2, the
スラストプレート224は、径方向外方に広がる略円盤状の部位を有する。スラストプレート224は、シャフト221の下端部に固定され、下端部から径方向外方に広がる。スラストプレート224は、スリーブ231の下面231c、キャップ242の上面およびハウジング円筒部241の内周面の下部により構成されるプレート収容部239に収容される。スラストプレート224の上面は、シャフト221を囲む略環状の面である。スラストプレート224の上面は、スリーブ231の下面231c、すなわち、プレート収容部239において下方を向く面と軸方向に対向する。以下、スラストプレート224を「第2スラスト部224」という。また、第2スラスト部224の下面は、軸受ハウジング232のキャップ242の上面と対向する。シャフト221は、スリーブ231に挿入される。スラストプレート224は、シャフト221と一繋がりの部材として構成されてもよい。スラストプレート224は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。
The
シャフト221は、ロータホルダ222と一繋がりの部材として構成される。シャフト221およびロータホルダ222は、金属部材を切削加工することにより形成される。すなわち、蓋部222cとシャフト221とは連続している。シャフト221は、ロータホルダ222と別部材により構成されてもよい。その場合、ロータホルダ222の蓋部222cには、シャフト221の上端部が固定される。また、図1に示すように、ロータホルダ222の蓋部222cの径方向外側の端部から軸方向下側に延びるマグネット保持円筒部222aの内周面には、ロータマグネット223が固定される。シャフト221は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。
The
図1に示す羽根支持部111の内周面は、ロータホルダ222のマグネット保持円筒部222aの外周面に固定され、複数の羽根112は、マグネット保持円筒部222aの外周面の外側に位置する。シャフト221の上端部は、ロータホルダ222を介してインペラ11に固定される。インペラ11は、ロータホルダ222と一繋がりの部材として構成されてもよい。その場合は、シャフト221の上端部は、インペラ11に直接的に固定される。
The inner peripheral surface of the blade support portion 111 shown in FIG. 1 is fixed to the outer peripheral surface of the magnet holding cylindrical portion 222a of the
図2示すように、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る。既述のように、ロータマグネット223は、マグネット保持円筒部222aの内周面に固定される。ロータマグネット223は、ステータ210の径方向外側に設けられる。
As shown in FIG. 2, the
モータ部12では、ステータ210に電力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。軸受機構4により、回転部22およびインペラ11が、静止部21に対して中心軸J1を中心として回転可能に支持される。インペラ11の回転により、吸気口131から吸気された空気が、上プレート部13、下プレート部および側壁部14と、インペラ11と、の間に形成された流路内で圧縮され、流路内を通過し、排気口162から排出される。
In the
図3は、送風ファン1の上プレート部13を取り外した平面図である。側壁部14は、舌部141と裾野部142とを有する。舌部141は、排気口162とインペラ11との間に突出する。裾野部142は、舌部141からインペラ11の回転方向下流側に広がり、下流側に進むに従って中心軸J1からの距離が漸次拡大する。
FIG. 3 is a plan view of the
送風ファン1は、平面視において、中心軸J1を通り、舌部141と接する接線を仮想第1直線41とする。中心軸J1を通り、仮想第1直線41と垂直に交差する直線を仮想第2直線42とする。仮想第1直線41と仮想第2直線42とで区切られる4つの領域の内、舌部141が位置する領域を第1領域51、第1領域51からインペラ11の回転方向下流側に向かって順に第2領域52、第3領域53、第4領域54とする。
The
本実施形態において、側壁部14は第1領域51または第2領域52に位置する。より、好ましくは、側壁部14は、少なくとも第1領域51の全域に位置する。また、後述するように、第1領域51および第2領域52に跨って配置されてもよい。なお、第3領域53および第4領域54には側壁部が配置されない。側壁部14は、第2側壁部52の一部にのみ配置されてもよい。
In the present embodiment, the
図4は、送風ファン1の平面図である。上プレート部13は、中心軸J1を通る貫通孔である吸気口161を規定する内周縁部131を有する。第4領域54における内周縁部131と中心軸J1との最小距離は、第2領域52または第3領域53のいずれかにおける、内周縁部131と中心軸J1との最大距離よりも小さい。
FIG. 4 is a plan view of the
上プレート13、下プレート15および側壁部14とインペラ11との間に空気の流路が形成されることにより、吸気口161から吸気された空気が流路内において圧縮され、流速が高い状態にて第2領域52または第3領域53に空気が排気される。流速の高い空気が排気口162から排出されることにより、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
By forming an air flow path between the upper plate 13, the
第2領域52または第3領域53に流速の高い空気が排出されることにより、回転方向下流側に向かうにつれて流速が徐々に減少する。特に第4領域54においては、吸気された空気が排気口162から排出される量が減少するため、風量が減少する。第4領域54では、吸気口161から吸気された空気が排気口162から排出されず、逆流する空気流により押し戻される。その後、第4領域54の排気口162付近の空気圧が低下し、吸気口161から吸気された空気が排気口162から排出される。この動作が繰り返されることで、排気口162と吸気口161間で空気が出入りを繰り返す現象が生じ、第4領域54における風量が安定しない。 By discharging air with a high flow velocity to the second region 52 or the third region 53, the flow velocity gradually decreases toward the downstream side in the rotation direction. In particular, in the fourth region 54, the amount of the sucked air discharged from the exhaust port 162 decreases, so the air volume decreases. In the fourth region 54, the air sucked from the intake port 161 is not discharged from the exhaust port 162, but is pushed back by the backflowing air flow. Thereafter, the air pressure in the vicinity of the exhaust port 162 in the fourth region 54 decreases, and the air taken in from the intake port 161 is discharged from the exhaust port 162. By repeating this operation, a phenomenon occurs in which air repeatedly enters and exits between the exhaust port 162 and the intake port 161, and the air volume in the fourth region 54 is not stable.
第4領域54における、内周縁部131と中心軸J1との最大距離が、第2領域52または第3領域53のいずれかにおける、内周縁部131と中心軸J1との最大距離よりも小さいことにより、排気口162と吸気口161間で空気の出入りが抑制され、風量が安定し、風量特性が向上する。 The maximum distance between the inner peripheral edge 131 and the central axis J1 in the fourth area 54 is smaller than the maximum distance between the inner peripheral edge 131 and the central axis J1 in either the second area 52 or the third area 53. Thus, the entry and exit of air between the exhaust port 162 and the intake port 161 is suppressed, the air volume is stabilized, and the air volume characteristics are improved.
送風ファン1において、内周縁部131は、第1内周縁部131aと第2内周縁部131bと連結部131cとを有する。第1内周縁部131aは、周方向に広がる弧状であり、少なくとも第4領域54に設けられる。第2内周縁部131bは、周方向に広がる弧状であり、少なくとも第2領域52に設けられる。連結部131cは、第1内周縁部131aと第2内周縁部131bそれぞれの両端を繋なぐ。連結部131cは、少なくとも2つ設けられる。連結部131cは、第1内周縁部131aから第2内周縁部131bに向かうにつれて、中心軸J1からの径方向距離が漸次拡大する。連結部131cの形状は必ずしも漸次拡大しなくてもよい。
In the
本実施形態では、内周縁部131は、第1内周縁部131aと第2内周縁部131bと連結部131cのみにより構成される。ただし、内周縁部131は、第1内周縁部131aと第2内周縁部131bと連結部131c以外の部位を有してもよい。例えば、平面視において、内周縁部131の内端から径方向外方へ凹む溝部や切り欠きがあってもよい。また、内周縁部131の内端から径方向内方へ突出する突出部があってもよい。 In the present embodiment, the inner peripheral edge 131 is configured only by the first inner peripheral edge 131a, the second inner peripheral edge 131b, and the connecting portion 131c. However, the inner peripheral edge 131 may have a portion other than the first inner peripheral edge 131a, the second inner peripheral edge 131b, and the connecting portion 131c. For example, there may be a groove or a notch that is recessed radially outward from the inner end of the inner peripheral edge 131 in plan view. Further, there may be a protruding portion protruding radially inward from the inner end of the inner peripheral edge 131.
第1内周縁部131aの中心軸J1からの径方向の最小距離は、第2内周縁部131bの中心軸J1からの径方向の最大距離よりも小さい。より好ましくは、第1内周縁部131aと中心軸J1からの径方向の最大距離は、第2内周縁部131bと中心軸J1との最小距離よりも小さい。 The minimum radial distance from the central axis J1 of the first inner peripheral edge 131a is smaller than the maximum radial distance from the central axis J1 of the second inner peripheral edge 131b. More preferably, the maximum radial distance from the first inner peripheral edge 131a and the central axis J1 is smaller than the minimum distance between the second inner peripheral edge 131b and the central axis J1.
第1内周縁部131aの中心軸J1からの径方向の最小距離が、第2内周縁部131bの中心軸J1からの径方向の最大距離よりも小さいことにより、吸気口161から吸気された空気が流路内において圧縮され、風速が高くなることにより、空気が流路内から冷却ファン1外部に向けて逆流することを抑制できる。一方、第2内周縁部131bの内径が大きく、第2領域52および第3領域53の排気口162から排出される空気は流速が高いことで吸気量を多くでき、風量を増加させることができる。したがって、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
Air that has been sucked from the intake port 161 because the minimum radial distance from the central axis J1 of the first inner peripheral edge 131a is smaller than the maximum radial distance from the central axis J1 of the second inner peripheral edge 131b. Is compressed in the flow path and the wind speed is increased, so that backflow of air from the flow path toward the outside of the cooling
また、第1内周縁部131aと中心軸J1との最大距離は、第2内周縁部131bと中心軸J1からの径方向の最小距離よりも小さいことによって、風速がさらに高くなることにより、空気の逆流をさらに抑制でき、風量をさらに増加させることができる。 Further, since the maximum distance between the first inner peripheral edge 131a and the central axis J1 is smaller than the minimum radial distance from the second inner peripheral edge 131b and the central axis J1, the wind speed is further increased. Can be further suppressed, and the air volume can be further increased.
送風ファン1において、第2内周縁部131bと連結部131cとの周方向の長さの和は、第1内周縁部131aの周方向の長さよりも長い。より好ましくは、第2内周縁部131bの周方向の長さは第1内周縁部131aの周方向の長さよりも長い。
In the
第2内周縁部131bと連結部131cとの周方向の長さを長くすることで、第2領域52または第3領域53の吸気口161の面積が大きくなる。つまり、空気の速度が速くなる第2領域52および第3領域53での吸気口161からの吸気量を多くでき、風量を増加させることができる。したがって、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
By increasing the circumferential length of the second inner peripheral edge portion 131b and the connecting portion 131c, the area of the intake port 161 in the second region 52 or the third region 53 is increased. That is, it is possible to increase the intake air amount from the intake port 161 in the second region 52 and the third region 53 where the air speed is increased, and to increase the air amount. Therefore, the heat source, that is, the electronic component provided around the exhaust port 162 of the
前述のとおり、第1内周縁部131aは、少なくとも第4領域54に設けられる。より好ましくは、第1内周縁部131aは、第4領域54および第1領域51に設けられる。 As described above, the first inner peripheral edge 131 a is provided at least in the fourth region 54. More preferably, the first inner peripheral edge 131 a is provided in the fourth region 54 and the first region 51.
第1内周縁部131aは、第4領域54および第1領域51に設けられることにより、排気口162と吸気口161間で空気の出入りが抑制され、逆流を抑制できる。 By providing the first inner peripheral edge portion 131a in the fourth region 54 and the first region 51, the flow of air between the exhaust port 162 and the intake port 161 is suppressed, and the backflow can be suppressed.
なお、第1内周縁部131aは第4領域54と第1領域51とに跨って配置されてもよい。また、第1内周縁部131aは第4領域54の全てに配置されてもよい。第1内周縁部131aは、第3領域53の少なくとも一部に配置されてもよい。より詳細には、第1内周縁部131aは、第4領域54と第3領域53とに跨って配置されてもよい。なお、第1内周縁部131aは、第1領域51、第4領域54および第3領域53に配置されてもよく、第1領域51、第4領域54および第3領域53に跨って配置されてもよい。 The first inner peripheral edge 131a may be disposed across the fourth region 54 and the first region 51. Further, the first inner peripheral edge 131 a may be disposed in the entire fourth region 54. The first inner peripheral edge 131a may be disposed in at least a part of the third region 53. More specifically, the first inner peripheral edge 131 a may be disposed across the fourth region 54 and the third region 53. The first inner peripheral edge 131a may be disposed in the first region 51, the fourth region 54, and the third region 53, and is disposed across the first region 51, the fourth region 54, and the third region 53. May be.
前述のとおり、第2内周縁部131bは少なくとも第2領域52に設けられる。好ましくは、第2内周縁部131bは、第2領域52および第3領域53に設けられる。より好ましくは、第2領域52および第3領域53の全域に設けられる。 As described above, the second inner peripheral edge 131 b is provided at least in the second region 52. Preferably, the second inner peripheral edge 131 b is provided in the second region 52 and the third region 53. More preferably, it is provided in the entire region of the second region 52 and the third region 53.
第2内周縁部131bが第2領域52および第3領域53に設けられることにより、第2領域52または第3領域53における吸気口の面積が大きくなる。つまり、空気の速度が速くなる第2領域52および第3領域53での吸気量を多くでき、風量を増加させることができる。したがって、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
By providing the second inner peripheral edge 131b in the second region 52 and the third region 53, the area of the intake port in the second region 52 or the third region 53 is increased. That is, it is possible to increase the intake air amount in the second region 52 and the third region 53 where the air speed is increased, and to increase the air volume. Therefore, the heat source, that is, the electronic component provided around the exhaust port 162 of the
なお、第2内周縁部131bは第2領域52と第3領域53とに跨って配置されてもよい。また、第2内周縁部131bは第2領域52の全てに配置されてもよい。第2内周縁部131bは、第1領域51の少なくとも一部に配置されてもよい。より詳細には、第1内周縁部131aは、第2領域52と第1領域51とに跨って配置されてもよい。なお、第2内周縁部131bは、第1領域51、第2領域52および第3領域53に配置されてもよく、第1領域51、第2領域52および第3領域53に跨って配置されてもよい。 Note that the second inner peripheral edge 131 b may be disposed across the second region 52 and the third region 53. Further, the second inner peripheral edge 131b may be disposed in the entire second region 52. The second inner peripheral edge 131b may be disposed in at least a part of the first region 51. More specifically, the first inner peripheral edge 131 a may be disposed across the second region 52 and the first region 51. The second inner peripheral edge 131b may be disposed in the first region 51, the second region 52, and the third region 53, and is disposed across the first region 51, the second region 52, and the third region 53. May be.
図4では、側壁部14である舌部141および裾野部142を破線で示す。仮想第1直線41上における、第1内周縁部131aと中心軸J1からの径方向の距離は、裾野部142側の排気口162を構成する下流側端部143と中心軸J1とを通る仮想第3直線43上における、第2内周縁部131と中心軸J1からの径方向の距離よりも小さい。
In FIG. 4, the tongue part 141 and the skirt part 142 which are the
第1内周縁部131aと中心軸J1と距離が小さいことで、吸気口161から吸気された空気が流路内において圧縮され、風速が高くなることにより、逆流を抑制できる。また、第2領域52および第3領域53の排気口162から排出される空気は流速が速く、第2内周縁部131bの内径が大きいことで吸気量を多くでき、風量を増加させることができる。したがって、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
Since the distance between the first inner peripheral edge 131a and the central axis J1 is small, the air sucked from the intake port 161 is compressed in the flow path, and the wind speed is increased, so that the backflow can be suppressed. Further, the air discharged from the exhaust ports 162 of the second region 52 and the third region 53 has a high flow velocity, and since the inner diameter of the second inner peripheral edge 131b is large, the intake amount can be increased and the air amount can be increased. . Therefore, the heat source, that is, the electronic component provided around the exhaust port 162 of the
さらに、平面視において、側壁部14のうち、舌部141側の排気口162を構成する上流側端部144を通り吸気口141に接する第1接線71は、第1内周縁部131aで接する。側壁部14のうち、裾野部142側の排気口162を構成する下流側端部143を通り吸気口161に接する第2接線72は、第2内周縁部131bで接する。なお、本実施形態において第2接線72は2つ有する。図4に示す、インペラ11の回転方向上流側の第2接線72は、第1領域51または第2領域52で第2内周縁部131bと接する。インペラ11の回転方向下流側の第2接線72は、第2領域52または第3領域53で第2内周縁部131bと接する。
Furthermore, in a plan view, the first tangent line 71 that contacts the intake port 141 through the
舌部141側の排気口162から排出される空気の多くは第1内周縁部131aを通過した空気であり、裾野部142側の排気口162から排出される空気の多くは第2内周縁部131bを通過した空気である。つまり、前述の通り、第4領域54においては、側壁部14を通過した空気が少ないため、風速が遅くなり、逆流する。よって、第4領域54の最も風速が遅い部位は舌部141側の側壁部141の上流側端部144であり、第1内周縁部131aの中心軸J1からの径方向の距離が小さいことで、風速を増加させることができ、逆流を防止できる。また、裾野部142側の排気口162から排出される空気は流速が速く、第2内周縁部131bの内径が大きいことで吸気量を多くでき、風量を増加させることができる。
Most of the air discharged from the exhaust port 162 on the tongue 141 side is air that has passed through the first inner peripheral edge 131a, and most of the air discharged from the exhaust port 162 on the base 142 side is the second inner peripheral edge. Air that has passed through 131b. That is, as described above, in the fourth region 54, since the amount of air that has passed through the
図4に、平面視において上プレート部13により隠れたインペラ11の複数の羽根112の一部を破線で示す。第1内周縁部131aは、径方向において羽根112の外端と内端の中央よりも径方向内側に位置する。
In FIG. 4, some of the plurality of
第1内周縁部131aが、径方向において羽根112の外端と内端の中央よりも径方向内側に位置することにより、第1内周縁部131aより径方向内側の領域で、吸気口の面積をより小さくできる。よって、吸気口161から吸気された空気が流路内において圧縮され、風速が増加することにより、空気の逆流を抑制できる。
Since the first inner peripheral edge 131a is positioned radially inward from the center of the outer end and the inner end of the
側壁部14は、第1領域51と第2領域52に跨って伸びる。
The
側壁部14は、第1領域51と第2領域52とに跨って伸びることにより、吸気口161から吸気した空気を上プレート13、下プレート15および側壁部14と、インペラ11と、の間に形成された空気の流路を通って、第2領域52に案内することができる。よって、裾野部142側の排気口162を構成する端部143から流速の速い空気が排出することができる。
The
第2領域52における、側壁部14の流路側の側面は、略直線である。より詳細には第2領域52に位置する裾野部142の内周面は略直線である。但し、第2領域52における、側壁部14の流路側の側面は、略直線でなくてもよい。例えば、平面視において、第2領域52における側壁部14は、回転方向下流に向かうにつれて第3領域53の方向へ湾曲してもよい。
The side surface of the
第2領域52における、側壁部14の流路側の側面は、略直線であることにより、第2領域52および第3領域53により流速の高い空気が排出される。流速の高い空気が排気口162から排出されることにより、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
The side surface on the flow path side of the
舌部141は、第1内周縁部131aよりも径方向外側に位置し、上プレート部13により、上方を覆われる。 The tongue portion 141 is positioned on the radially outer side than the first inner peripheral edge portion 131a, and the upper portion is covered with the upper plate portion 13.
舌部141が、第1内周縁部131aよりも径方向外側に位置し、上プレート部13により、上方を覆われることにより、第1内周縁部131aより径方向内側の領域で、吸気口161の面積が小さくできる。よって、吸気口161から吸気された空気が流路内において圧縮され、風速が増加することにより、空気の逆流を抑制できる。 The tongue portion 141 is positioned on the radially outer side than the first inner peripheral edge portion 131a, and is covered with the upper plate portion 13, so that the intake port 161 is located in a region radially inward of the first inner peripheral edge portion 131a. The area of can be reduced. Therefore, the air sucked from the intake port 161 is compressed in the flow path, and the wind speed increases, so that the backflow of air can be suppressed.
舌部141は、複数の羽根112の外端との距離が最も近づく近接点(図示省略)を有する。近接点(図示省略)から回転方向下流側に向かうにつれて羽根112の外端と側壁部14の流路側の側面との距離が漸次拡大する。
The tongue portion 141 has a proximity point (not shown) that is closest to the outer ends of the plurality of
インペラ11の回転方向下流側に向かうにつれて羽根112の外端と側壁部14の流路側の側面との距離が漸次拡大することにより、上プレート13、下プレート15および側壁部14と、インペラ11との間の空気の流路で圧縮された空気が、回転方向下流に向かうにつれて流速が高い状態で第2領域52および第3領域53に排気される。流速の高い空気が排気口162から排出されることにより、送風ファン1の排気口162周辺に設けられる熱源つまり電子部品がより冷却される。
As the distance between the outer end of the
図5は、送風ファン1の変形例を示す上面図である。変形例では、平面視において、下プレート部15における複数の羽根112の外端部よりも径方向外側にヒートシンク6が設けられる。なお、ヒートシンク6は複数の冷却フィン61から構成されている。
FIG. 5 is a top view showing a modification of the
ヒートシンク6としては、発熱体から熱伝導によって熱を受け取り、送風ファン1の回転により送られてくる空気に熱を伝えられるように構成されていれば、どのような形状であってもよい。例えば、下プレート部15がCPUや電子部品等の発熱体と熱接触し、下プレート部15の上面から上方に向かって延びる複数の冷却フィン61を有するものでもよい。また、上プレート部13がCPUや電子部品等の発熱体と熱接触し、上プレート部13から軸方向下方に向かって延びる複数の冷却フィン61を有してもよい。なお、冷却フィン61同士の間には、空気が通過できる隙間が必要となる。
The
送風ファン1では、様々な変更が可能である。
Various changes can be made in the
複数の羽根112は、均等に配置されていなくともよく、不等配でもよい。
The plurality of
モータは、軸回転型、軸固定型いずれも利用可能である。またモータは、アウターロータ型、インナーロータ型いずれも利用可能である。 As the motor, both a shaft rotating type and a shaft fixing type can be used. The motor can be either an outer rotor type or an inner rotor type.
軸受機構4においては、ラジアル動圧軸受部が構成されず、少なくとも一方のスラスト動圧軸受部のみが構成されてもよい。
In the
軸受ハウジング232は、必ずしも一部材で構成される必要はない。例えば、中心軸J1を中心とする略円筒状のハウジング円筒部の下端部に、略円板状のキャップが固定されることにより、有底略円筒状の軸受ハウジングが構成されてもよい。この場合、ハウジング円筒部がスリーブ231の外周面を覆い、キャップがスリーブ231の下面を覆う。また、軸受部23は、必ずしも、軸受ハウジング232にスリーブ231が挿入された構造である必要は無く、一部材で構成されてもよい。
The bearing
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さ
れてよい。
The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
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。
The blower fan according to the present invention can be used for cooling a device inside a casing of a notebook PC or desktop PC, cooling other devices, supplying air to various objects, and the like.
Furthermore, it can be used for other purposes.
J1 中心軸
1 送風ファン
4 軸受機構
12 モータ部
13 上プレート部
14 側壁部
141 舌部
142 裾野部
15 下プレート部
161 吸気口
162 排気口
21 静止部
22 回転部
23 軸受部
41 仮想第1直線
42 仮想第2直線
43 仮想第3直線
44 仮想第4直線
51 第1領域
52 第2領域
53 第3領域
54 第4領域
6 ヒートシンク
61 冷却フィン
Claims (14)
上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根を有するインペラと、
インペラを回転させるモータ部と、
インペラの下側を覆う下プレート部と、
インペラの上側を覆う上プレート部と、
前記上プレート部と前記下プレート部との間に位置する側壁部と、
を備え、
前記上プレート部、前記側壁部および前記下プレート部により、前記インペラの側方に排気口が構成され、
側壁部は、前記排気口と前記インペラとの間に突出する舌部を有し、
平面視した際に、
前記中心軸を通り、前記舌部と接する接線を仮想第1直線とし、
前記中心軸を通り、前記第1仮想直線と垂直に交差する直線を仮想第2直線とし、
前記仮想第1直線と前記仮想第2直線とで区切られる4つの領域の内、前記舌部が位置する領域を第1領域、前記第1領域から前記インペラの回転方向下流側に向かって順に第2領域、第3領域、第4領域とし、
前記側壁部は、少なくとも前記第1領域の全域に位置し、
前記上プレート部は、前記中心軸を通る貫通孔である吸気口を規定する内周縁部を有し、
前記第4領域における、前記内周縁部と前記中心軸との最小距離は、前記第2領域または前記第3領域のいずれかにおける、前記内周縁部と前記中心軸との最大距離よりも小さい。 An impeller having a plurality of blades arranged in the circumferential direction, which is a blower fan and rotates around a central axis facing in the vertical direction;
A motor section for rotating the impeller;
A lower plate covering the lower side of the impeller,
An upper plate covering the upper side of the impeller;
A side wall portion located between the upper plate portion and the lower plate portion;
With
The upper plate portion, the side wall portion and the lower plate portion constitute an exhaust port on the side of the impeller,
The side wall portion has a tongue protruding between the exhaust port and the impeller,
When viewed in plan,
A tangent line passing through the central axis and in contact with the tongue is a virtual first straight line,
A straight line passing through the central axis and perpendicularly intersecting the first imaginary straight line is a virtual second straight line,
Of the four regions divided by the virtual first straight line and the virtual second straight line, the region where the tongue portion is located is the first region, and the first region is arranged in order from the first region toward the downstream side in the rotation direction of the impeller. 2 region, 3rd region, 4th region,
The side wall portion is located at least over the entire first region,
The upper plate portion has an inner peripheral edge portion that defines an intake port that is a through hole passing through the central axis,
The minimum distance between the inner peripheral edge and the central axis in the fourth area is smaller than the maximum distance between the inner peripheral edge and the central axis in either the second area or the third area.
周方向に広がる弧状であり、少なくとも前記第4領域に設けられる第1内周縁部と、
周方向に広がる弧状であり、少なくとも前記第2領域に設けられる第2内周縁部とを有し、
前記第1内周縁部の中心軸との最小距離は、前記第2内周縁部の中心軸との最大距離よりも小さい、請求項1に記載の送風ファン。 The inner peripheral edge is
An arc shape extending in the circumferential direction, and at least a first inner peripheral edge provided in the fourth region;
An arc extending in the circumferential direction, having at least a second inner peripheral edge provided in the second region,
The blower fan according to claim 1, wherein a minimum distance from the central axis of the first inner peripheral edge is smaller than a maximum distance from the central axis of the second inner peripheral edge.
前記第1内周縁部と前記中心軸との最大距離は、前記第2内周縁部と前記中心軸との最小距離よりも小さく、
前記連結部は、第1内周縁部から第2内周縁部に向かうにつれて、前記中心軸からの距離が漸次拡大する、請求項2に記載の送風ファン。 The inner peripheral edge portion includes the first inner peripheral edge portion, the second inner peripheral edge portion, and a pair of connecting portions that connect both ends of the first inner peripheral edge portion and the second inner peripheral edge portion. ,
A maximum distance between the first inner peripheral edge and the central axis is smaller than a minimum distance between the second inner peripheral edge and the central axis;
The blower fan according to claim 2, wherein the connecting portion gradually increases in distance from the central axis as it goes from the first inner peripheral edge to the second inner peripheral edge.
前記仮想第1直線上における、前記第1内周縁部と前記中心軸との距離は、前記裾野部側の前記排気口を構成する下流側端部と前記中心軸とを通る仮想第3直線上における、前記第2内周縁部と前記中心軸との距離よりも小さい、請求項2ないし6のいずれかに記載の送風ファン。 The side wall portion includes the tongue portion, and a skirt portion that extends from the tongue portion to the downstream side in the rotation direction of the impeller and increases in distance from the central axis as it proceeds to the downstream side,
The distance between the first inner peripheral edge portion and the central axis on the virtual first straight line is on a virtual third straight line passing through the downstream end portion and the central axis constituting the exhaust port on the base portion side. The blower fan according to claim 2, wherein the blower fan is smaller than a distance between the second inner peripheral edge and the central axis.
前記側壁部のうち、前記舌部側の前記排気口を構成する上流側端部を通り前記吸気口に接する第1接線は、前記第1内周縁部で接し、
前記側壁部のうち、前記下流側端部を通り前記吸気口に接する第2接線は、前記第2内周縁部で接する請求項7に記載の送風ファン。 In plan view,
A first tangent line that is in contact with the intake port through the upstream end portion that constitutes the exhaust port on the tongue side of the side wall portion is in contact with the first inner peripheral edge portion.
The blower fan according to claim 7, wherein a second tangent line that contacts the intake port through the downstream end portion of the side wall portion is in contact with the second inner peripheral edge portion.
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