JP2017219032A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風装置において、上下方向に気流が漏れにくく、送風効率を向上させる。
【解決手段】軸方向隙間を介して配列された複数の平板を有する送風部と、送風部を回転させるモータ部と、送風部およびモータ部を収容するハウジングとを有する。ハウジングは、送風部の上部において軸方向に貫通する吸気口と、送風部の径方向外側において径方向に向けて開口する送風口２０１とを有する。複数の平板のうち上側平板４１１および中間平板４１３〜４１６は、通気孔６０と、通気孔の外側の送風領域とを有する。送風部が回転すると、平板の表面の粘性抵抗および遠心力により、平板間に径方向外側へと向かう気流が発生し、吸気口および通気孔を介して供給された気体が、送風部の径方向外側へと向かう。平板間に気流を生じさせるため、また、中間平板の送風領域の径方向中心は、上方に隣接する平板の送風領域の径方向中心よりも径方向外側に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、送風装置に関する。

従来、複数の羽根を有するインペラを回転させることで、径方向外側へ向かって気流を発生させる遠心型の送風装置が知られている。インペラを有する従来の送風装置については、例えば、特開２００８−８８９８５号公報に記載されている。

特開２００８−８８９８５号公報に記載の送風装置では、ファンブレードと呼ばれる複数の羽根が周囲の気体を押し出すことにより、径方向外側へ向かう気流が発生する。
特開２００８−８８９８５号公報

近年、電子機器の小型化・薄型化が引き続き求められている。このため、電子機器内の冷却に用いられる送風装置についても薄型化が求められている。

ここで、特開２００８−８８９８５号公報に記載の送風装置のように、インペラを用いて気流を発生させる場合、回転時に、羽根の軸方向上下端部から、羽根が押し出した気流が漏れる。これにより、羽根の軸方向の上下端部での風圧は、羽根の軸方向中央付近での風圧と比べて小さくなる。このため、送付装置を薄型化してインペラの軸方向の長さが小さくなると、十分な送風効率を得られなくなるという問題が生じる。

本発明の目的は、送風効率の良好な遠心型の送風装置を実現できる技術を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、送風装置であって、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する送風部と、前記送風部を回転させるモータ部と、前記送風部および前記モータ部を収容するハウジングと、を有する。前記ハウジングは、前記送風部の上部に配置され、軸方向に貫通する吸気口と、前記送風部の径方向外側に配置され、周方向の少なくとも一部に径方向に向けて開口する送風口と、を有する。前記送風部は、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板を有する。複数の前記平板は、最も上方に配置された上側平板と、最も下方に配置された下側平板と、前記上側平板と前記下側平板との間に配置された複数の中間平板と、を含む。前記上側平板および前記中間平板はそれぞれ、軸方向に貫通する通気孔と、前記通気孔の径方向外側の領域である送風領域と、を有する。最も下方に配置された前記中間平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離は、前記上側平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離よりも大きい。それぞれの前記中間平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離は、上方に隣り合う前記平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離と同じ、または、上方に隣り合う前記平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離より大きい。

本願の例示的な第１発明によれば、送風部が回転すると、平板の表面の粘性抵抗および遠心力により、平板間の軸方向隙間に径方向外側へと向かう気流が発生する。これにより、吸気口および通気孔を介して供給された気体が、送風部の径方向外側へと向かう。平板間に気流を生じさせるため、上下方向に当該気流が漏れにくく、送風効率を向上できる。したがって、薄型化した場合であっても、送風効率が低下しにくい。また、送風領域の径方向中心位置が下方へ向かうほど径方向外側へずれることにより、吸気効率が向上する。これにより、送風効率がさらに向上する。また、インペラを有する遠心ファンと比べて、静音性に優れている。

図１は、第１実施形態に係る送風装置の斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る送風装置の上面図である。 図３は、第１実施形態に係る送風装置の断面図である。 図４は、第１実施形態に係る送風装置の分解斜視図である。 図５は、第１実施形態に係る送風装置の部分断面図である。 図６は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図７は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図８は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図９は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図１０は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図１１は、変形例に係る送風装置の上面図である。

以下に、送風装置の例を開示する。なお、本開示では、下プレート部に対して上プレート部を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、送風装置の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る送風装置１の斜視図である。図２は、送風装置１の上面図である。図３は、Ａ−Ａ断面における送風装置１の断面図である。図４は、送風装置１の分解斜視図である。図５は、送風装置１の部分断面図である。この送風装置１は、送風部４０が回転することにより、径方向外側へ向かう気流を発生させる遠心型の送風装置である。この送風装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載され、その内部を冷却するのに用いられる。なお、本発明の送風装置は、その他の目的に使用されてもよい。

図１〜図４に示すように、送風装置１は、ハウジング２０と、モータ部３０と、送風部４０とを有する。

ハウジング２０は、モータ部３０および送風部４０を収容する筐体である。ハウジング２０は、下プレート部２１と、側壁部２２と、上プレート部２３とを有する。

下プレート部２１は、ハウジング２０の底部を構成する。下プレート部２１は、送風部４０の下方において径方向に拡がり、送風部４０の下側の少なくとも一部を覆う。また、下プレート部２１は、モータ部３０を支持する。

側壁部２２は、下プレート部２１から上方へ向かって延びる。側壁部２２は、下プレート部２１と上プレート部２３との間において送風部４０の側方を覆う。また、側壁部２２は、周方向の一部に、径方向に向けて開口する送風口２０１を有する。本実施形態では、下プレート部２１と側壁部２２とは、一体に形成される。ただし、下プレート部２１と側壁部２２とは、別部材であってもよい。

上プレート部２３は、ハウジング２０の蓋部を構成する。上プレート部２３は、下プレート部２１の上方において、径方向に拡がる。また、上プレート部２３は、軸方向に貫通する吸気口２０２を有する。すなわち、上プレート部２３は、吸気口２０２を構成する内縁部２３１を有する。上面視における吸気口２０２の形状は、例えば、中心軸９を中心とする円形である。

モータ部３０は、送風部４０を回転させる駆動部である。図５に示すように、モータ部３０は、静止部３１と、回転部３２とを有する。静止部３１は、下プレート部２１に固定される。これにより、静止部３１は、ハウジング２０に対して相対的に静止する。回転部３２は、静止部３１に対して、中心軸９を中心として回転可能に支持される。

静止部３１は、ステータ固定部３１１と、ステータ３１２と、軸受ハウジング３１３とを有する。

ステータ固定部３１１は、下プレート部２１に設けられた固定孔２１１に嵌まる。これにより、ステータ固定部３１１は、下プレート部２１に固定される。ステータ固定部３１１は、固定孔２１１との固定部から上方へ向かって、中心軸９を中心として円筒状に延びる。ステータ固定部３１１の上部の外周部には、ステータ３１２が固定される。

ステータ３１２は、外部から供給される駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ３１２は、上下に延びる中心軸９の周りを環状に取り囲む。ステータ３１２は、例えば、積層鋼板からなる環状のステータコアと、ステータコアに巻かれた導線とを有する。

軸受ハウジング３１３は、有底円筒状の部材である。すなわち、軸受ハウジング３１３は、円板状の底部と、底部から上方へ延びる円筒状部とを有する。軸受ハウジング３１３は、ステータ固定部３１１の内周面に固定される。

回転部３２は、シャフト３２１と、ハブ３２２と、軸受部材３２３と、マグネット３２４とを有する。

シャフト３２１は、中心軸９に沿って配置された部材である。本実施形態のシャフト３２１は、後述する第１円筒部５１２の内部に配置され、かつ、中心軸９を中心として延びる円柱状の部位と、当該円柱状の部位の下端部から径方向に延びる円板状の部位とを有する。

ハブ３２２は、シャフト３２１に固定される。ハブ３２２は、ハブ本体部材５１と、フランジ部材５２とから成る。

ハブ本体部材５１は、第１天板部５１１と、第１円筒部５１２と、第２円筒部５１３と、マグネット保持部５１４とを有する。

第１天板部５１１は、中心軸９を中心として径方向に拡がる円板状の部位である。第１天板部５１１は、ステータ３１２の上方に配置される。第１天板部５１１は、その外縁部に、上面から凹む凹部５１５を有する。

第１円筒部５１２は、第１天板部５１１から下方へ向かって、中心軸９を中心として円筒状に延びる。第１円筒部５１２の内部には、シャフト３２１の円柱状の部位が収容される。そして、シャフト３２１は、第１円筒部５１２に固定される。

第２円筒部５１３は、第１天板部５１１から下方へ向かって、中心軸９を中心として円筒状に延びる。第２円筒部５１３の内径は、第１円筒部５１２の外径よりも大きい。すなわち、第２円筒部５１３は、第１円筒部５１２の径方向外側に配置される。

マグネット保持部５１４は、第１天板部５１１の径方向外端から下方へ向けて、中心軸９を中心として円筒状に延びる。マグネット保持部５１４は、ステータ３１２の径方向外側に配置される。マグネット保持部５１４の内周面には、マグネット３２４が固定される。

フランジ部材５２は、外壁部５２１と、第２天板部５２２と、平板保持部５２３とを有する。

外壁部５２１は、中心軸９を中心として上下に延びる円筒状の部位である。外壁部５２１は、ハブ本体部材５１のマグネット保持部５１４の外周面に沿って配置される。

第２天板部５２２は、外壁部５２１の上端部から径方向内側へ円環状に延びる。第２天板部５２２は、ハブ本体部材５１の第１天板部５１１の上面に設けられた凹部５１５内に配置される。また、第１天板部５１１の上面と、第２天板部５２２の上面とは、軸方向の位置が同一である。

平板保持部５２３は、外壁部５２１の下端部から径方向外側へ延びる。平板保持部５２３は、ハブ本体部材のマグネット保持部５１４の径方向外側において、送風部４０を保持する。本実施形態では、送風部４０は、平板保持部５２３の上面に載置される。これにより、平板保持部５２３は、送風部４０の有する複数の平板４１０を保持する。

軸受部材３２３は、中心軸９を中心として上下に延びる円筒状の部材である。軸受部材３２３は、ハブ本体部材５１の第１円筒部５１２の外周面に沿って配置される。また、軸受部材３２３は、第１円筒部５１２の外周面に固定される。軸受部材３２３の径方向外側かつハブ本体部材５１の第２円筒部５１３の径方向内側には、軸受ハウジング３１３の円筒状部が配置される。

マグネット３２４は、ハブ本体部材５１のマグネット保持部５１４の内周面に固定される。また、マグネット３２４は、ステータ３１２の径方向外側に配置される。本実施形態では、円環状のマグネット３２４が使用される。マグネット３２４の径方向内側の面は、ステータ３１２と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。また、マグネット３２４の内周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている なお、円環状のマグネット３２４に代えて、複数のマグネットを使用してもよい。複数のマグネットを使用する場合には、Ｎ極のマグネットとＳ極のマグネットとが交互に並ぶように、複数のマグネットを周方向に配列すればよい。

図５中に拡大して示すように、軸受ハウジング３１３と、シャフト３２１、軸受部材３２３およびハブ本体部材５１との間には、潤滑流体３００が介在する。潤滑流体３００には、例えば、ポリオールエステル系オイルまたはジエステル系オイルが使用される。シャフト３２１、ハブ３２２および軸受部材３２３は、軸受ハウジング３１３に対して、潤滑流体３００を介して回転可能に支持される。このように、本実施形態では、静止部３１の構成要素である軸受ハウジング３１３と、回転部３２の構成要素であるシャフト３２１、軸受部材３２３およびハブ本体部材５１と、潤滑流体３００とにより、流体動圧軸受が構成される。

潤滑流体３００の界面は、軸受ハウジング３１３の外周面とハブ本体部材５１の第２円筒部５１３の内周面との間隙であるシール部３０１に配置される。シール部３０１において、上方から下方へ向かうにつれて、軸受ハウジング３１３の外周面と第２円筒部５１３の内周面との距離が大きくなる。すなわち、シール部３０１において、潤滑流体３００の界面から遠ざかるにつれて、軸受ハウジング３１３の外周面と第２円筒部５１３の内周面との距離が大きくなる。このように、シール部３０１の径方向の幅が上方から下方へ向かうにつれて大きくなることにより、界面付近において潤滑流体３００が上方へと引きつけられる。したがって、潤滑流体３００がシール部３０１の外部へと漏れ出るのが抑制される。

このように、静止部３１と回転部３２とを接続する軸受機構として流体動圧軸受を用いることにより、回転部３２が安定して回転できる。したがって、モータ部３０から異音が発生するのを抑制できる。

このようなモータ部３０において、ステータ３１２に駆動電流を供給すると、ステータ３１２に磁束が生じる。そして、ステータ３１２とマグネット３２４との間の磁束の作用により、静止部３１と回転部３２との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部３１に対して回転部３２が、中心軸９周りに回転する。回転部３２の平板保持部５２３に保持された送風部４０は、回転部３２とともに、中心軸９周りに回転する。

図４および図５に示すように、送風部４０は、複数の平板４１０と、複数のスペーサ４２０とを有する。平板４１０とスペーサ４２０とは、軸方向に交互に配列される。また、隣り合う平板４１０およびスペーサ４２０は、接着等により固定される。

図４および図５に示すように、本実施形態では、複数の平板４１０は、最も上方に配置された上側平板４１１と、最も下方に配置された下側平板４１２と、上側平板４１１の下方かつ下側平板４１２の上方に配置された４つの中間平板４１３〜４１６とを含む。ここで、４つの中間平板４１３〜４１６をそれぞれ、上方から下方へ向かって順に、第１中間平板４１３、第２中間平板４１４、第３中間平板４１５および第４中間平板４１６と称する。本実施形態の送風部４０は、６つの平板４１０を有する。複数の平板４１０は、軸方向隙間４００を介して軸方向に配列される。

各平板４１０は、例えば、ステンレス等の金属材料または樹脂材料により形成される。また、各平板４１０は、例えば、紙により形成されてもよい。その場合、植物繊維にガラス繊維または金属線等を含む紙が用いられてもよい。平板４１０を金属材料により形成すると、平板４１０を樹脂材料により形成する場合と比べて、平板４１０の寸法精度を向上できる。

図１、図２および図５に示すように、上側平板４１１および中間平板４１３はそれぞれ、内環状部６１、外環状部６２、複数のリブ６３および複数の通気孔６０を有する。なお、本実施形態では、各平板４１０の有するリブ６３の数および通気孔６０の数はそれぞれ５つである。

内環状部６１は、中心軸９を中心として配置される、環状の部位である。内環状部６１は、その中央に、上下に貫通する中央孔６５（図４参照）を有する。外環状部６２は、中心軸９を中心として内環状部６１の径方向外側に配置される、環状の部位である。リブ６３はそれぞれ、内環状部６１と外環状部６２を連結する。通気孔６０のそれぞれと、送風部４０の径方向外側の空間とは、当該通気孔６０を有する平板４１０の上下に隣り合う軸方向隙間４００を介して連通する。なお、通気孔６０はそれぞれ、軸方向に見て、ハウジング２０の吸気口２０２と重なる位置に配置される。

下側平板４１２は、中心軸９を中心として配置される、環状かつ板状の部材である。下側平板４１２は、その中央に、上下に貫通する中央孔６５を有する。

図４に示すように、スペーサ４２０のそれぞれは、円環状の部材である。スペーサ４２０が平板４１０間に配置されることにより、平板４１０間に軸方向隙間４００が確保される。スペーサ４２０はそれぞれ、その中央に、上下に貫通する中央孔４２９を有する。各平板４１０の中央孔６５と、各スペーサ４２０の中央孔４２９との内部には、モータ部３０が配置される。

スペーサ４２０は、上側平板４１１および中間平板４１３の内環状部６１と軸方向に重なる位置に配置される。このように、スペーサ４２０は、軸方向隙間４００内の径方向の一部の領域のみに配置される。

モータ部３０が駆動すると、回転部３２とともに、送風部４０が回転する。これにより、各平板４１０の表面の粘性抵抗および遠心力により、各平板４１０の表面付近に、径方向外側へと向かう気流が発生する。したがって、平板４１０間の軸方向隙間４００に径方向外側へと向かう気流が発生する。すると、ハウジング２０の吸気口２０２と、上側平板４１１および中間平板４１３の通気孔６０とを介して、ハウジング２０の上部の気体が各軸方向隙間４００へと供給される。これにより、十分な気体が各軸方向隙間４００へと供給され、ハウジング２０の側部に設けられた送風口２０１から送風装置１の外部へと排出される。

ここで、各平板４１０の軸方向厚みは、約０．１ｍｍである。一方、各軸方向隙間４００の軸方向の長さは、約０．３ｍｍである。軸方向隙間４００の軸方向の長さは、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。軸方向隙間４００の軸方向の長さが大きいと、送風部４０の回転時に、上側の平板４１０の下面で生じる気流と下側の平板４１０の上面で生じる気流との間に間隔が空く。すると、軸方向隙間４００内における静圧が大きくならず、十分な風量を排出できない可能性がある。また、軸方向隙間４００の軸方向の長さが大きいと、送風装置１の軸方向の体格を小さくするのが困難となる。そのため、この送風装置１では、軸方向隙間４００の軸方向の長さを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内としている。これにより、軸方向隙間４００内の静圧を高め、十分な排出風量を得ることができるとともに、送風装置１をより薄型化できる。

上側平板４１１および中間平板４１３〜４１６はそれぞれ、通気孔６０と、通気孔６０の径方向外側の領域である送風領域とを有する。上側平板４１１および中間平板４１３〜４１６では、通気孔６０の外側に配置された外環状部６２が、表面付近に気流を発生させる送風領域となる。図５中には、上側平板４１１および中間平板４１３〜４１６における送風領域の径方向中心位置が、黒塗り逆三角で示されている。以下では、上側平板４１１の送風領域の径方向中心位置を上側中心位置Ｐ１、第１中間平板４１３の径方向中心位置を第１中心位置Ｐ２、第２中間平板４１４の径方向中心位置を第２中心位置Ｐ３、第３中間平板４１５の径方向中心位置を第３中心位置Ｐ４、第４中間平板４１６の径方向中心位置を第４中心位置Ｐ５と称する。

一方、下側平板４１２は、通気孔６０を有しない。このため、下側平板４１２の上面側では、スペーサ４２０と接触する部分より外側の領域全体が送風領域となる。また、下側平板４１２の下面側では、平板保持部５２３と接触する部分より外側の領域全体が送風領域となる。なお、平板保持部５２３の下面においても、気流が発生する。

この送風装置１では、下側平板４１２の外径は、上側平板４１１の外径よりも大きい。そして、平板４１０のそれぞれの外径は、上方に隣り合う平板４１０の外径よりも大きい。具体的には、第１中間平板４１３の外径は、上方に隣り合う上側平板４１１の外径よりも大きい。第２中間平板４１４の外径は、上方に隣り合う第１中間平板４１３の外径よりも大きい。第３中間平板４１５の外径は、上方に隣り合う第２中間平板４１４の外径よりも大きい。第４中間平板４１６の外径は、上方に隣り合う第３中間平板４１５の外径よりも大きい。下側平板４１２の外径は、上方に隣り合う第４中間平板４１６の外径よりも大きい。

この送風装置１では、上側平板４１１および中間平板４１３〜４１６の送風領域となる外環状部６２の径方向内端の位置が同じである。このため、中間平板４１３〜４１６のそれぞれの送風領域の径方向中心位置は、上方に隣り合う平板４１０の送風領域の径方向中心位置よりも径方向外側に配置される。具体的には、第１中間平板４１３の第１中心位置Ｐ２は、上側平板４１１の上側中心位置Ｐ１よりも径方向外側に配置される。第２中間平板４１４の第２中心位置Ｐ３は、第１中間平板４１３の第１中心位置Ｐ２よりも径方向外側に配置される。第３中間平板４１５の第３中心位置Ｐ４は、第２中間平板４１４の第２中心位置Ｐ３よりも径方向外側に配置される。第４中間平板４１６の第４中心位置Ｐ５は、第３中間平板４１５の第３中心位置Ｐ４よりも径方向外側に配置される。

このように、中間平板４１３〜４１６のうち最も下方に配置された第４中間平板４１６の第４中心位置Ｐ５の中心軸９からの距離は、上側平板４１１の上側中心位置Ｐ１の中心軸９からの距離よりも大きい。また、中間平板４１３〜４１６の送風領域の径方向中心位置の中心軸９からの距離は、上方に隣り合う平板４１０の送風領域の径方向中心位置の中心軸９からの距離より大きい。

具体的には、第１中間平板４１３の第１中心位置Ｐ２の中心軸９からの距離は、上方に隣り合う上側平板４１１の上側中心位置Ｐ１の中心軸９からの距離よりも大きい。第２中間平板４１４の第２中心位置Ｐ３の中心軸９からの距離は、上方に隣り合う第１中間平板４１３の第１中心位置Ｐ２の中心軸９からの距離よりも大きい。第３中間平板４１５の第３中心位置Ｐ４の中心軸９からの距離は、第２中間平板４１４の第２中心位置Ｐ３の中心軸９からの距離よりも大きい。また、第４中間平板４１６の第４中心位置Ｐ５の中心軸９からの距離は、第３中間平板４１５の第３中心位置Ｐ４の中心軸９からの距離よりも大きい。

このように、下方へ向かうにつれ、送風領域の径方向中心が次第に径方向外側へとずれる。特に、この送風装置１では、下方へ向かうにつれ、送風領域が次第に大きくなる。これにより、下方に向かうにつれて、軸方向隙間４００における静圧が向上する。

吸気口２０２および複数の通気孔６０を下方へと向かって通過する気流は、各軸方向隙間４００において径方向外側へと引きつけられる。このため、下方へ向かうにつれて、通気孔６０を通過する気流が弱まる。本実施形態では、下方に向かうにつれて各平板４１０の送風領域を大きくすることにより、下方に向かうにつれて軸方向隙間４００において発生する気流が強くなる。このため、通気孔６０を通過する気流が下方へと引きつけられる。これにより、最も下方に配置された軸方向隙間４００にも十分な量の気体が供給される。その結果、送風部４０における送風効率がより向上する。

複数の羽根を有するインペラを回転させて気流を発生させる従来の送風装置では、インペラにより発生する気流が、インペラの上下の端部において漏れる。また、当該気流の漏れは、送風装置の軸方向の長さによらず発生する。このため、送風装置を薄型化すると、送風装置全体における当該漏れの影響が大きくなるため、送風効率が低下する。一方、本実施形態の送風装置１では、平板４１０の表面付近に気流が生じるため、上下方向に当該気流が漏れにくい。したがって、気流を発生させる送風部４０の軸方向の長さを小さくした場合であっても、気流の漏れによる送風効率の低下が生じにくい。すなわち、送風装置１を薄型化した場合であっても、送風効率が低下しにくい。

また、インペラを有する送風装置では、羽根の形状、枚数、配置等に起因する周期的な騒音が発生する。しかしながら、この送風装置１は平板４１０の表面の粘性抵抗および遠心力により気流を発生させるため、インペラを有する送風装置と比べて、静音性に優れている。

なお、この送風装置１では、各平板４１０のそれぞれの外径が、上方に隣り合う平板４１０の外径よりも大きい。しかしながら、一部の平板４１０の外径が、上方に隣り合う平板４１０の外径と同じであってもよい。そのような場合であっても、下側平板４１２の外径が上側平板４１１の外径よりも大きく、かつ、一部の平板４１０の外径が上方に隣り合う平板４１０の外径よりも大きければ、同様の効果が得られる。

また、ＰＱ特性（風量−静圧特性）の観点において、複数の平板４１０を有する送風装置１は、インペラを有する送風装置と比べて、低風量領域における静圧が大きい。このため、送風装置１は、インペラを有する送風装置と比べて、比較的低い風量しか排出できない高密度な筐体内で用いるのに適している。このような筐体としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器が挙げられる。

本実施形態では、上側平板４１１および全ての中間平板４１３が通気孔６０を有する。これにより、吸気口２０２および通気孔６０を介して、全ての軸方向隙間４００がハウジング２０の上方の空間と軸方向に連通する。

図２に示すように、吸気口２０２は、中心軸９を中心として配置される。すなわち、吸気口２０２の中心は、中心軸９と一致する。一方、送風部４０も、中心軸９を中心として配置される。これにより、送風部４０において、周方向に圧力差が生じにくい。その結果、騒音の発生を抑制できる。なお、「一致する」とは、完全に一致する場合だけで無く、略一致する場合を含めるものとする。

＜２．変形例＞
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ない。

図６は、一変形例に係る送風装置１Ａの部分断面図である。図６の例の送風装置１Ａでは、送風部４０Ａが、軸方向隙間４００Ａを介して配置された複数の平板４１０Ａを有する。複数の平板４１０Ａは、上方から下方に向かって順に、上側平板４１１Ａ、第１中間平板４１３Ａ、第２中間平板４１４Ａ、第３中間平板４１５Ａ、第４中間平板４１６Ａおよび下側平板４１２Ａを含む。上側平板４１１Ａおよび中間平板４１３Ａ〜４１６Ａはそれぞれ、通気孔６０Ａと、通気孔６０Ａの径方向外側の領域である送風領域とを有する。

下側平板４１２Ａの外径は、上側平板４１１Ａの外径よりも大きい。また、上側平板４１１Ａおよび中間平板４１３Ａ〜４１６Ａの送風領域の内端部の径方向の位置は同じである。また、平板４１０Ａのそれぞれの外径は、上方に隣り合う平板４１０Ａの外径より大きい。このため、第４中間平板４１６Ａの送風領域の径方向中心位置Ｐ５Ａの中心軸９Ａからの距離は、上側平板４１１Ａの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ａの中心軸９Ａからの距離よりも大きい。また、中間平板４１３Ａ〜４１６Ａの送風領域の径方向中心位置Ｐ２Ａ〜Ｐ５Ａの中心軸９Ａからの距離は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ａの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ａ〜Ｐ４Ａの中心軸９Ａからの距離よりも大きい。

このように、下方へ向かうにつれ、送風領域の径方向中心が次第に径方向外側へとずれる。特に、本発明では、下方へ向かうにつれ、送風領域が次第に大きくなる。これにより、下方に向かうにつれて、軸方向隙間４００Ａにおける静圧が向上する。

ここで、下側平板４１２Ａは、ハウジング２０Ａの下プレート部２１Ａと軸方向に重なって配置される。このため、下側平板４１２Ａと下プレート部２１Ａとの接触を抑制するためには、下側平板４１２Ａと下プレート部２１Ａとの軸方向の間隔をある程度とる必要がある。ただし、下側平板４１２Ａと下プレート部２１Ａとの間に軸方向に間隔があると、径方向外側へ向かう気流がハウジング２０Ａ内の上部に偏る。送風口付近で空気の流れに軸方向の偏りが生じると、気流が径方向外側へ向かって真っ直ぐ排出されない虞がある。

送風装置１Ａでは、図６中に拡大して示すように、平板４１０Ａの外端面６０１Ａは、軸方向下側に向かうにつれ径方向外側へ傾斜する。これにより、平板４１０Ａの上面に沿う気流が、下方へと案内される。これにより、送風部４０Ａの径方向外側において、径方向外側へ向かう気流がハウジング２０Ａ内の上部に偏りにくい。したがって、気流の向きが真っ直ぐとなり、排気効率および排気風量が向上し、ひいては送風効率が向上する。

図７は、他の変形例に係る送風装置１Ｂの部分断面図である。図７の例の送風装置１Ｂでは、送風部４０Ｂが、軸方向隙間４００Ｂを介して配置された複数の平板４１０Ｂを有する。複数の平板４１０Ｂは、上方から下方に向かって順に、上側平板４１１Ｂ、第１中間平板４１３Ｂ、第２中間平板４１４Ｂ、第３中間平板４１５Ｂ、第４中間平板４１６Ｂおよび下側平板４１２Ｂを含む。上側平板４１１Ｂおよび中間平板４１３Ｂ〜４１６Ｂはそれぞれ、通気孔６０Ｂと、通気孔６０Ｂの径方向外側の領域である送風領域とを有する。

この送風装置１Ｂでは、全ての平板４１０Ｂの外径は同じである。また、最も下方に配置された通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離は、最も上方に配置された通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離よりも大きい。すなわち、第４中間平板４１６Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端は、上側平板４１１Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端よりも径方向外側に配置される。また、それぞれの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離は、上方に隣り合う通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離よりも大きい。すなわち、中間平板４１３Ｂ〜４１６Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端よりも径方向外側に配置される。

このため、第４中間平板４１６Ｂの送風領域の径方向中心位置Ｐ５Ｂの中心軸９Ｂからの距離は、上側平板４１１Ｂの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ｂの中心軸９Ｂからの距離よりも大きい。また、中間平板４１３Ｂ〜４１６Ｂの送風領域の径方向中心位置Ｐ２Ｂ〜Ｐ５Ｂの中心軸９Ｂからの距離は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ｂの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ｂ〜Ｐ４Ｂの中心軸９Ｂからの距離よりも大きい。

各平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂを上方から下方へと通過する気流が、軸方向隙間４００Ｂにおいて径方向外側へと引きつけられる。この送風装置１Ｂでは、下方に向かうにつれて通気孔６０Ｂの径方向外端を径方向外側に配置することにより、上方から供給された気体を、通気孔６０Ｂを介して最も下方に配置された下側平板４１２Ｂまで供給できる。これにより、吸気効率および送風効率が向上する。

なお、この送風装置１Ｂでは、各平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離が、上方に隣り合う平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離よりも大きい。しかしながら、一部の平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離が、上方に隣り合う平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離と同じであってもよい。そのような場合であっても、最も下方に配置される通気孔６０Ｂである第４中間平板４１６Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離が、最も上方に配置される通気孔６０Ｂである上側平板４１１Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離よりも大きく、かつ、一部の平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離が、上方に隣り合う平板４１０Ｂの通気孔６０Ｂの径方向外端の中心軸９Ｂからの距離よりも大きければ、同様の効果が得られる。

図８は、他の変形例に係る送風装置１Ｃの部分断面図である。図８の例の送風装置１Ｃでは、送風部４０Ｃが、軸方向隙間４００Ｃを介して配置された複数の平板４１０Ｃを有する。複数の平板４１０Ｃは、上方から下方に向かって順に、上側平板４１１Ｃ、第１中間平板４１３Ｃ、第２中間平板４１４Ｃ、第３中間平板４１５Ｃ、第４中間平板４１６Ｃおよび下側平板４１２Ｃを含む。上側平板４１１Ｃおよび中間平板４１３Ｃ〜４１６Ｃはそれぞれ、通気孔６０Ｃと、通気孔６０Ｃの径方向外側の領域である送風領域とを有する。

この送風装置１Ｃでは、図７の例の送風装置１Ｂと同様、全ての平板４１０Ｃの外径は同じである。また、最も下方に配置された通気孔６０Ｃの径方向外端の中心軸９Ｃからの距離は、最も上方に配置された通気孔６０Ｃの径方向外端の中心軸９Ｃからの距離よりも大きい。すなわち、第４中間平板４１６Ｃの通気孔６０Ｃの径方向外端は、上側平板４１１Ｃの通気孔６０Ｃの径方向外端よりも径方向外側に配置される。また、それぞれの通気孔６０Ｃの径方向外端の中心軸９Ｃからの距離は、上方に隣り合う通気孔６０Ｃの径方向外端の中心軸９Ｃからの距離よりも大きい。すなわち、中間平板４１３Ｃ〜４１６Ｃの通気孔６０Ｃの径方向外端は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ｃの通気孔６０Ｃの径方向外端よりも径方向外側に配置される。

この送風装置１Ｃでは、図７中に拡大して示すように、通気孔６０Ｃの外縁を形成する各平板４１０Ｃの端面６０２Ｃは、軸方向下側に向かうにつれ径方向外側へ傾斜する。これにより、複数の平板４１０Ｃの通気孔６０Ｃを上方から下方へと通過する気流が、当該端面に沿って平板４１０Ｃの下面に沿って案内される。すなわち、通気孔６０Ｃを上方から下方へと通過する気流が、平板４１０Ｃ間の軸方向隙間４００Ｃへと向かいやすい。したがって、吸気効率が向上し、ひいては送風効率が向上する。

図９は、他の変形例に係る送風装置１Ｄの部分断面図である。図９の例の送風装置１Ｄでは、送風部４０Ｄが、軸方向隙間４００Ｄを介して配置された複数の平板４１０Ｄを有する。複数の平板４１０Ｄは、上方から下方に向かって順に、上側平板４１１Ｄ、第１中間平板４１３Ｄ、第２中間平板４１４Ｄ、第３中間平板４１５Ｄ、第４中間平板４１６Ｄおよび下側平板４１２Ｄを含む。上側平板４１１Ｄおよび中間平板４１３Ｄ〜４１６Ｄはそれぞれ、通気孔６０Ｄと、通気孔６０Ｄの径方向外側の領域である送風領域とを有する。

下側平板４１２Ｄの外径は、上側平板４１１Ｄの外径よりも大きい。また、平板４１０Ｄのそれぞれの外径は、上方に隣り合う平板４１０Ｄの外径より大きい。これにより、上記の実施形態の送風装置１および図６の例の送風装置１Ａと同様に、吸気効率および送風効率が向上する。

一方、最も下方に配置された通気孔６０Ｄの径方向外端の中心軸９Ｄからの距離は、最も上方に配置された通気孔６０Ｄの径方向外端の中心軸９Ｄからの距離よりも大きい。すなわち、第４中間平板４１６Ｄの通気孔６０Ｄの径方向外端は、上側平板４１１Ｄの通気孔６０Ｄの径方向外端よりも径方向外側に配置される。また、それぞれの通気孔６０Ｄの径方向外端の中心軸９Ｄからの距離は、上方に隣り合う通気孔６０Ｄの径方向外端の中心軸９Ｄからの距離よりも大きい。すなわち、中間平板４１３Ｄ〜４１６Ｄの通気孔６０Ｄの径方向外端は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ｄの通気孔６０Ｄの径方向外端よりも径方向外側に配置される。これにより、図７の例の送風装置１Ｂおよび図８の例の送風装置１Ｃと同様に、吸気効率および送風効率が向上する。

このため、第４中間平板４１６Ｄの送風領域の径方向中心位置Ｐ５Ｄの中心軸９Ｄからの距離は、上側平板４１１Ｄの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ｄの中心軸９Ｄからの距離よりも大きい。また、中間平板４１３Ｄ〜４１６Ｄの送風領域の径方向中心位置Ｐ２Ｄ〜Ｐ５Ｄの中心軸９Ｄからの距離は、それぞれ、上方に隣り合う平板４１０Ｄの送風領域の径方向中心位置Ｐ１Ｄ〜Ｐ４Ｄの中心軸９Ｄからの距離よりも大きい。このように、下方へ向かうにつれ、送風領域の径方向中心が次第に径方向外側へとずれる。これにより、送風効率が向上する。

図１０は、他の変形例に係る送風装置１Ｅの部分断面図である。図１０の例の送風装置１Ｅでは、モータ部３０Ｅが、静止部３１Ｅと、回転部３２Ｅと、２つの玉軸受３３Ｅとを有する。

静止部３１Ｅは、ステータ固定部３１１Ｅと、ステータ３１２Ｅとを有する。ステータ固定部３１１Ｅは、ハウジング２０Ｅに固定される有底円筒状の部材である。ステータ３１２Ｅは、ステータ固定部３１１Ｅの外周面に固定された電機子である。

回転部３２Ｅは、シャフト３２１Ｅと、ハブ３２２Ｅと、マグネット３２４Ｅとを有する。シャフト３２１Ｅは、少なくとも下端部がステータ固定部３１１Ｅの内部に配置される。また、シャフト３２１Ｅの上端部は、ハブ３２２Ｅに固定される。マグネット３２４Ｅは、ハブ３２２Ｅに固定される。マグネット３２４Ｅは、ステータ３１２Ｅと径方向に対向して配置される。

玉軸受３３Ｅはそれぞれ、回転部３２Ｅを静止部３１Ｅに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受３３Ｅの外輪が静止部３１Ｅのステータ固定部３１１Ｅの内周面に固定される。また、玉軸受３３Ｅの内輪が回転部３２Ｅのシャフト３２１Ｅの外周面に固定される。そして、外輪と内輪との間に複数の球状の転動体である玉が介在する。このように、モータ部３０Ｅの軸受構造として、流体動圧軸受に代えて、玉軸受等の転がり軸受（ベアリング）が用いられてもよい。

図１０の例では、モータ部３０Ｅが２つの玉軸受３３Ｅを有する。そして、ステータ固定部３１１Ｅの内周面とシャフト３２１Ｅとが対向している軸方向領域の上端付近と下端付近に玉軸受３３Ｅが配置される。これにより、シャフト３２１Ｅが中心軸９Ｅに対して傾斜するのが抑制される。

図１１は、他の変形例に係る送風装置１Ｆの上面図である。図１１の例の送風装置１Ｆでは、ハウジング２０Ｆは、複数の送風口２０１Ｆを有する。具体的には、側壁部２２Ｆが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口２０１Ｆを有する。ハウジング２０Ｆは、各送風口２０１Ｆの周囲に舌部２０３Ｆを有する。また、送風部４０Ｆは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板４１０Ｆを有する。

インペラを有する遠心ファンでは、羽根の形状、枚数、配置等に起因する周期的な騒音が発生する。また、当該騒音は舌部周辺で発生しやすい。このため、複数方向に排気しようとすると舌部が増えるため、さらに騒音特性が悪化する。しかしながら、この送風装置１Ｆでは、平板４１０Ｆの回転により径方向外側へ向かう気流を発生させるため、インペラを有する遠心ファンと比べて周期的な騒音を小さくできる。したがって、この送風装置１Ｆのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部２０３Ｆとの関係により騒音特性が悪化することを抑制できる。

上記の実施形態および変形例では、送風部の有する平板の数が６つであったが、本発明はこれに限られない。平板の数は、２〜５つであってもよいし、７つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態および変形例では、ハブがハブ本体部材とフランジ部材との２部材から構成されたが、本発明はこれに限られない。ハブは、１部材で構成されてもよいし、３つ以上の部材で構成されてもよい。

また、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。例えば、ハウジング、送風部またはモータ部の形状が、上記の実施形態および変形例と異なっていてもよい。また、上記の各要素を、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、送風装置に利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 送風装置
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ 中心軸
２０，２０Ａ，２０Ｅ，２０Ｆ ハウジング
３０，３０Ｅ モータ部
３１，３１Ｅ 静止部
３２，３２Ｅ 回転部
３３Ｅ 玉軸受
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｆ 送風部
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ 通気孔
２０１，２０１Ｆ 送風口
２０２ 吸気口
３００ 潤滑流体
３０１ シール部
３１２，３１２Ｅ ステータ
３１３ 軸受ハウジング
３２１，３２１Ｅ シャフト
３２４，３２４Ｅ マグネット
４００，４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ 軸方向隙間
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃ，４１０Ｄ，４１０Ｆ 平板
４１１，４１１Ａ，４１１Ｂ，４１１Ｃ，４１１Ｄ 上側平板
４１２，４１２Ａ，４１２Ｂ，４１２Ｃ，４１２Ｄ 下側平板
４１３，４１３Ａ，４１３Ｂ，４１３Ｃ，４１３Ｄ，４１４，４１４Ａ，４１４Ｂ，４１４Ｃ，４１４Ｄ，４１５，４１５Ａ４１５Ｂ，４１５Ｃ，４１５Ｄ，４１６，４１６Ａ，４１６Ｂ，４１６Ｃ，４１６Ｄ 中間平板

Claims (11)

1. 送風装置であって、
   上下方向に延びる中心軸を中心として回転する送風部と、
   前記送風部を回転させるモータ部と、
   前記送風部および前記モータ部を収容するハウジングと、
   を有し、
   前記ハウジングは、
   前記送風部の上部に配置され、軸方向に貫通する吸気口と、
   前記送風部の径方向外側に配置され、周方向の少なくとも一部に径方向に向けて開口する送風口と、
   を有し、
   前記送風部は、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板を有し、
   複数の前記平板は、
   最も上方に配置された上側平板と、
   最も下方に配置された下側平板と、
   前記上側平板と前記下側平板との間に配置された複数の中間平板と、
   を含み、
   前記上側平板および前記中間平板はそれぞれ、
   軸方向に貫通する通気孔と、
   前記通気孔の径方向外側の領域である送風領域と、
   を有し、
   最も下方に配置された前記中間平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離は、前記上側平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離よりも大きく、
   それぞれの前記中間平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離は、上方に隣り合う前記平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離と同じ、または、上方に隣り合う前記平板の前記送風領域の径方向中心位置の前記中心軸からの距離より大きい、送風装置。
2. 請求項１に記載の送風装置であって、
   前記下側平板の外径は、前記上側平板の外径よりも大きく、
   前記平板のそれぞれの外径は、上方に隣り合う前記平板の外径と同じ、または、上方に隣り合う前記平板の外径より大きい、送風装置。
3. 請求項２に記載の送風装置であって、
   前記平板のそれぞれの外径は、上方に隣り合う前記平板の外径より大きい、送風装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の送風装置であって、
   前記平板の外端面は、軸方向下側に向かうにつれ径方向外側へ傾斜する、送風装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の送風装置であって、
   最も下方に配置された前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離は、最も上方に配置された前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離よりも大きく、
   それぞれの前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離は、上方に隣り合う前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離と同じ、または、上方に隣り合う前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離よりも大きい、送風装置。
6. 請求項５に記載の送風装置であって、
   それぞれの前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離は、上方に隣り合う前記通気孔の径方向外端の前記中心軸からの距離よりも大きい、送風装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の送風装置であって、
   前記通気孔の外縁を形成する前記平板の端面は、軸方向下側に向かうにつれ径方向外側へ傾斜する、送風装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の送風装置であって、
   前記吸気口は、前記中心軸を中心として配置される、送風装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の送風装置であって、
   前記モータ部は、
   電機子と、軸受ハウジングとを有する静止部と、
   前記電機子の径方向に対向する位置に配置されたマグネットと、シャフトと、軸受部材とを有する回転部と、
   を有し、
   前記軸受ハウジングと、前記シャフトおよび前記軸受部材との間には、潤滑流体が介在し、
   前記潤滑流体の界面が、前記軸受ハウジングと前記回転部との間隙であるシール部に配置され、
   前記シール部は、前記界面から遠ざかるにつれて前記軸受ハウジングと前記回転部との距離が大きくなる、送風装置。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の送風装置であって、
    前記モータ部は、
    電機子を有する静止部と、
    前記電機子の径方向に対向する位置に配置されたマグネットを有する回転部と、
    前記回転部を前記静止部に対して回転可能に接続する玉軸受と、
    を有する、送風装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の送風装置であって、
    前記ハウジングは、周方向の複数箇所に前記送風口を有する、送風装置。

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