JP2017219034A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化してインペラの軸方向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に対し、送風効率の良好な遠心型送風装置を提供する。
【解決手段】この送風装置は、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とを有する。平板の少なくとも一部は、その上面および下面の少なくとも一方に径方向に延びる凹部または凸部である複数の案内部を有する。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する。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、また平板の表面に案内部を有することにより、送風効率をより向上できる。
【選択図】図６

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。複数の前記平板の少なくとも一部は、その上面および下面の少なくとも一方に、周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部を有する。複数の前記案内部は、凸部または凹部であり、径方向に延びる。

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。また、平板の表面に案内部を有することにより、送風効率をより向上できる。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、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、第１実施形態に係る送風装置の複数の平板の上面図である。 図７は、第１実施形態に係る複数の平板の部分断面図である。 図８は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図９は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１０は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１１は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１２は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１３は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１４は、変形例に係る送風装置の複数の平板の部分断面図である。 図１５は、変形例に係る送風装置の複数の平板の上面図である。 図１６は、変形例に係る送風装置の複数の平板の上面図である。 図１７は、変形例に係る送風装置の複数の平板の上面図である。 図１８は、変形例に係る送風装置の部分断面図である。 図１９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＞
＜１−１．送風装置の構成＞
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とを含む。すなわち、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。

本実施形態では、上側平板４１１と４つの中間平板４１３とは、同一形状である。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。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。なお、各平板４１０の形状について、その詳細は後述する。

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の後述する中央孔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、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。

また、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。

＜１−２．平板の形状＞
続いて、各平板４１０の形状について、図４、図６および図７を参照しつつ、詳細に説明する。図６は、複数の平板４１０の上面図である。図７は、Ｂ−Ｂ断面における複数の平板４１０の部分断面図である。

本実施形態では、図４に示すように、上側平板４１１と４つの中間平板４１３とは、同一形状である。上述の通り、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。

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とを連結する。通気孔６０は、平板４１０を軸方向に貫通する。通気孔６０は、内環状部６１、外環状部６２および周方向に隣り合う２つのリブ６３により囲まれる。

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。

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。

上側平板４１１および中間平板４１３は、通気孔６０を有する。このため、上側平板４１１および中間平板４１３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。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。すなわち、下側平板４１２の上面側では、上側平板４１１および中間平板４１３の通気孔６０およびリブ６３と軸方向に重なる領域と、外環状部６２と軸方向に重なる領域とが、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。

このように、下側平板４１２の送風領域は、上側平板４１１および中間平板４１３の送風領域よりも広い。したがって、最も下側に配置された中間平板４１３と下側平板４１２との間の軸方向隙間４００では、他の軸方向隙間４００に比べて静圧を向上できる。

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、下側平板４１２における送風領域を上側平板４１１および中間平板４１３の送風領域よりも大きくすることにより、最も下方に配置された軸方向隙間４００において、他の軸方向隙間４００よりも強い気流を発生させ、通気孔６０を下方へと通過する気流を引きつける。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。

この送風装置１では、複数の平板４１０のそれぞれが、その上面に、周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３を有する。図７に示すように、この案内部４３は、各平板４１０の上面に設けられた凸部である。なお、図７には、上側平板４１１および中間平板４１３のうちの２つの断面が示されている。平板４１０の少なくとも一部が案内部４３を有することにより、平板４１０の表面付近に発生した径方向外側へと向かう気流が、渦を発生させることなく、所望の向きへと案内される。これにより、送風装置１の送風効率が向上する。

なお、この送風装置１では、複数の平板４１０のそれぞれが案内部４３を有するが、本発明はこれに限られない。複数の平板４１０の一部のみが、案内部４３を有してもよい。また、案内部４３は、平板の上面および下面の少なくとも一方に備えられていればよい。すなわち、案内部４３は、平板４１０の下面に設けられてもよいし、平板４１０の上面および下面の双方に設けられてもよい。また、この送風装置１では、案内部４３が平板４１０の表面に設けられた凸部であるが、本発明はこれに限られない。案内部４３は、平板４１０の表面に設けられた凹部であってもよい。

この送風装置１では、全ての平板４１０が案内部４３を有する。これにより、全ての軸方向隙間４００において、平板４１０の表面付近に発生した気流が、所望の向きへと案内される。これにより、送風装置１の送風効率がより向上する。

上側平板４１１および中間平板４１３においては、外環状部６２の径方向の全体に案内部４３が配置される。これにより、通気孔６０の外側の送風領域である外環状部６２の径方向の全体において、気流を案内できる。また、下側平板４１２においては、上側平板および中間平板４１３と同じ径方向の範囲に、案内部４３が配置される。なお、下側平板４１２においては、上側平板４１１および中間平板４１３の通気孔６０が配置される径方向の領域まで案内部４３が配置されていてもよい。

また、この送風装置１では、複数の平板４１０は、モータ部３０の回転とともに周方向一方側へ回転する。図６に示すように、案内部４３はそれぞれ、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと湾曲して延びる。これにより、案内部４３が、平板４１０の表面付近を流れる気流の向きに沿う。これにより、案内部４３が平板４１０の周囲の気流を妨げることなく、適切な方向へと案内する。したがって、送風装置１の送風効率が向上する。なお、案内部４３は、径方向に直線状に延びてもよいし、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと直線状に延びてもよい。

図６に示すように、リブ６３はそれぞれ、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと湾曲して延びる。これにより、リブ６３が、平板４１０の表面付近を流れる気流の向きに沿う。これにより、リブ６３が平板４１０の周囲の気流を妨げにくい。このため、リブ６３の周辺で乱流が発生するのを抑制できる。したがって、送風装置１の送風効率が向上する。なお、リブ６３は、径方向に直線状に延びてもよいし、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと直線状に延びてもよい。

この送風装置１では、案内部４３が径方向に延びる曲率が、リブ６３が径方向に延びる曲率と同一である。ここで、「同一」とは、「略同一」を含むものとする。このように、案内部４３の曲率とリブ６３の曲率とを同一とすることにより、リブ６３周辺の気流の向きと、案内部４３付近の気流の向きとが略一致する。これにより、案内部４３付近における乱流の発生を抑制し、送風装置１の送風効率が向上する。

図６に示すように、各リブ６３の径方向外端の周方向の両側に２つの案内部４３の径方向内端部が配置される。リブ６３と周方向に隣り合う案内部４３の径方向内端とリブ６３の径方向外端との周方向の間隔Ｄ１は、周方向に隣り合う２つの案内部４３の径方向内端同士の周方向の間隔Ｄ２，Ｄ３よりも小さい。案内部４３をリブ６３の近傍に配置することにより、リブ６３周辺から径方向外側へと進む気流を、効果的に案内できる。したがって、リブ６３付近における乱流の発生をさらに抑制し、送風装置１の送風効率がより向上する。

＜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８は、一変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ａの部分断面図である。図８には、複数の平板４１０Ａのうちの３つの断面が示されている。図８の例の送風装置では、複数の平板４１０Ａのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ａを有する。この案内部４３Ａは、各平板４１０Ａの上面に設けられた凹部である。

図９は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｂの部分断面図である。図９には、複数の平板４１０Ｂのうちの３つの断面が示されている。図９の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｂのそれぞれが、その下面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｂを有する。この案内部４３Ｂは、各平板４１０Ｂの下面に設けられた凸部である。

図１０は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｃの部分断面図である。図１０には、複数の平板４１０Ｃのうちの３つの断面が示されている。図１０の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｃのそれぞれが、その下面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｃを有する。この案内部４３Ｃは、各平板４１０Ｃの下面に設けられた凹部である。

図８〜図１０の例のように、案内部は、平板の上面および下面の少なくとも一方に備えられていればよい。すなわち、案内部は、平板の上面のみに設けられてもよいし、平板の下面のみに設けられてもよい。また、案内部は、平板の表面に設けられた凸部および凹部の少なくとも一方であればよい。案内部が凸部であっても、凹部であっても、案内部は、案内部が設けられた平板の表面付近に発生した気流を所望の向きに案内することができる。したがって、送風効率を向上できる。

図１１は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｄの部分断面図である。図１１には、複数の平板４１０Ｄのうちの３つの断面が示されている。図１１の例の送風装置では、複数の平板のそれぞれが、上面に複数の第１案内部４３１Ｄを有し、かつ、下面に複数の第２案内部４３２Ｄを有する。また、第１案内部４３１Ｄは凸部であり、第２案内部４３２Ｄは凹部である。そして、第１案内部４３１Ｄと第２案内部４３２Ｄとが軸方向に重なる。

図１１の例の送風装置では、案内部４３１Ｄ，４３２Ｄが、平板４１０Ｄの上面および下面の双方に設けられる。このようにすれば、平板４１０Ｄの上面側と下面側の双方において、平板４１０Ｄの表面付近に発生した気流を案内することができる。したがって、送風効率をさらに向上できる。

また、図１１の例では、凸部である第１案内部４３１Ｄと凹部である第２案内部４３２Ｄとを軸方向に重なる位置に配置することにより、平板４１０Ｄの軸方向の厚みを略均一としている。平板４１０Ｄの表面に単に凸部を設けると、平板４１０Ｄの重量が大きくなる。また、平板４１０Ｄの表面に単に凹部を設けると、当該部分において平板４１０Ｄの剛性が低下する。そこで、図１１の例では、平板４１０Ｄの軸方向の厚みを略均一とすることにより、より効果的に気流を案内しつつ、平板４１０Ｄの重量が増加するのを抑制し、かつ、平板４１０Ｄの剛性が低下するのを抑制できる。

図１２は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｅの部分断面図である。図１２には、複数の平板４１０Ｅのうちの３つの断面が示されている。図１２の例の送風装置では、複数の平板のそれぞれが、複数の第１案内部４３１Ｅを有し、かつ、下面に複数の第２案内部４３２Ｅを有する。第１案内部４３１Ｅおよび第２案内部４３２Ｅはいずれも凸部である。そして、第１案内部４３１Ｅと第２案内部４３２Ｅとが軸方向に重なる。

図１２の例の送風装置では、軸方向隙間４００Ｅに、上方に配置された平板４１０Ｅの周方向に隣り合う２つの第２案内部４３２Ｅと、下方に配置された平板４１０Ｅの周方向に隣り合う２つの第１案内部４３１Ｅとにより、径方向に延びる流路が形成される。これにより、平板の表面付近に発生した気流を、所望の向きにより効果的に案内することができる。したがって、送風効率をさらに向上できる。

図１３は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｆの部分断面図である。図１３には、複数の平板４１０Ｆのうちの３つの断面が示されている。図１３の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｆのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｆを有する。案内部４３Ｆは、各平板４１０Ｆの上面に設けられた凸部である。

図１３の例の送風装置では、案内部４３Ｆの延びる方向に対して垂直な断面において、案内部４３Ｆの表面は曲面状である。案内部４３Ｆが角張った部分を有すると、角部において気流の渦が生じ、騒音の原因となることがある。このため、案内部４３Ｆの表面を曲面状とすることにより、送風装置において発生する騒音を抑制できる。

図１４は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｇの部分断面図である。図１４には、複数の平板４１０Ｇのうちの３つの断面が示されている。図１４の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｇのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｇを有する。案内部４３Ｇは、各平板４１０Ｇの上面に設けられた凹部である。

図１４の例の送風装置では、案内部４３Ｇの延びる方向に対して垂直な断面において、案内部４３Ｇの表面は曲面状である。このため、図１３の例と同様、案内部４３Ｇの表面を曲面状とすることにより、送風装置において発生する騒音を抑制できる。

図１５は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｈの上面図である。図１５の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｈのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｈを有する。案内部４３Ｈは、各平板４１０Ｈの上面に設けられた凸部である。なお、案内部４３Ｈは凹部であってもよい。

図１５の例の送風装置では、各案内部４３Ｈは、リブ６３Ｈの径方向外側の延長線上に配置される。案内部４３Ｈをリブ６３Ｈの延長線上に配置することにより、リブ６３Ｈ周辺から径方向外側へと進む気流を、効果的に案内できる。したがって、リブ６３Ｈ付近における乱流の発生をさらに抑制し、送風装置の送風効率がより向上する。

リブ６３Ｈと外環状部６２Ｈとの接続箇所には応力がかかるため、この接続箇所の周囲の剛性を高めることが好ましい。そこで、凸部である案内部４３Ｈを接続箇所の近傍に配置することにより、接続箇所における剛性を向上できる。したがって、平板４１０Ｈの耐久性を高めることができる。

図１６は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｊの上面図である。図１６の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｊのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｊを有する。案内部４３Ｊは、各平板４１０Ｊの上面に設けられた凸部である。なお、案内部４３Ｊは凹部であってもよい。

図１６の例の送風装置では、複数の案内部４３Ｊは、周方向に等間隔で配置される。なお、「等間隔」とは、「略等間隔」を含むものとする。これにより、平板４１０Ｊの周方向の重量バランスが良い。したがって、複数の平板４１０Ｊを有する送風部が安定して回転できる。これにより、送風部において発生する騒音を低減できる。

図１７は、他の変形例に係る送風装置の複数の平板４１０Ｋの上面図である。図１７の例の送風装置では、複数の平板４１０Ｋのそれぞれが、その上面に周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部４３Ｋを有する。案内部４３Ｋは、各平板４１０Ｋの上面に設けられた凸部である。

図１７の例の送風装置では、複数の案内部４３Ｋはそれぞれ、径方向外側に向かって徐々に周方向の幅が狭くなる。このように案内部４３Ｋが凸部である場合、平板４１０Ｋ間の軸方向間隙において、気流の主な流路は周方向に隣り合う案内部４３Ｋの間の空間となる。案内部４３Ｋの幅が径方向外側に向かうにつれて狭くなると、当該流路の幅は、径方向外側に向かうにつれて拡がる。すなわち、径方向内側では、流路の幅が狭いため静圧が比較的高い。一方、径方向外側では、流路の幅が広いため静圧が比較的低い。このような流路を径方向内側から外側向かって気流が進むと、気流は、勢いよく径方向外側へと向かう。したがって、送風装置の風量および送風効率が向上する。

図１８は、他の変形例に係る送風装置１Ｌの部分断面図である。図１８の例の送風装置１Ｌでは、モータ部３０Ｌが、静止部３１Ｌと、回転部３２Ｌと、２つの玉軸受３３Ｌとを有する。

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

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

玉軸受３３Ｌはそれぞれ、回転部３２Ｌを静止部３１Ｌに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受３３Ｌの外輪が静止部３１Ｌのステータ固定部３１１Ｌの内周面に固定される。また、玉軸受３３Ｌの内輪が回転部３２Ｌのシャフト３２１Ｌ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３０Ｌ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１８の例では、モータ部３０Ｌが２つの玉軸受３３Ｌを有する。そして、ステータ固定部３１１Ｌの内周面とシャフト３２１Ｌ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３３Ｌが配置される。これにより、シャフト３２１Ｌが中心軸９Ｌに対して傾斜するのが抑制される。

図１９は、他の変形例に係る送風装置１Ｍの上面図である。図１６の例の送風装置１Ｍでは、ハウジング２０Ｍは、複数の送風口２０１Ｍを有する。具体的には、側壁部２２Ｍが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口２０１Ｍを有する。ハウジング２０Ｍは、各送風口２０１Ｍの周囲に舌部２０３Ｍを有する。また、送風部４０Ｍは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板４１０Ｍ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１Ｍでは、平板４１０Ｍ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１Ｍのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部２０３Ｍ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。

１，１Ｌ，１Ｍ 送風装置
９，９Ｌ 中心軸
２０，２０Ｌ，２０Ｍ ハウジング
３０，３０Ｌ モータ部
３１，３１Ｌ 静止部
３２，３２Ｌ 回転部
３３Ｌ 玉軸受
４０，４０Ｍ 送風部
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈ，４３Ｊ，４３Ｋ，４３１Ｄ，４３１Ｅ，４３２Ｄ，４３２Ｅ 案内部
６０ 通気孔
６１ 内環状部
６２，６２Ｈ 外環状部
６３，６２０１Ｍ３Ｈ リブ
２０１，２０１Ｍ 送風口
２０３Ｍ 舌部
３００ 潤滑流体
３０１ シール部
３１２，３１２Ｌ ステータ
３１３ 軸受ハウジング
３２１，３２１Ｌ シャフト
３２３ 軸受部材
３２４，３２４Ｌ マグネット
４００，４００Ｅ 軸方向隙間
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃ，４１０Ｄ，４１０Ｅ，４１０Ｆ，４１０Ｇ，４１０Ｈ，４１０Ｊ，４１０Ｋ，４１０Ｍ 平板

Claims (14)

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、
   複数の前記平板の少なくとも一部は、その上面および下面の少なくとも一方に、周方向に間隔を空けて配置された複数の案内部を有し、
   複数の前記案内部は、凸部または凹部であり、径方向に延びる、送風装置。
2. 請求項１に記載の送風装置であって、
   複数の前記平板のそれぞれが、前記上面および前記下面の少なくとも一方に、複数の前記案内部を有する、送風装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の送風装置であって、
   前記送風部は、前記モータ部の回転とともに周方向一方側へ回転し、
   複数の前記案内部はそれぞれ、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと湾曲する、送風装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の送風装置であって、
   複数の前記案内部はそれぞれ、凸部であり、かつ、径方向外側に向かって徐々に周方向の幅が狭くなる、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、
   前記平板の少なくとも一部は、それぞれ、
   前記中心軸を中心として配置される、環状の内環状部と、
   前記中心軸を中心として前記内環状部の径方向外側に配置される、環状の外環状部と、
   前記内環状部と前記外環状部とを径方向に連結する、複数のリブと、
   前記内環状部、前記外環状部および周方向に隣り合う２つの前記リブにより囲まれ、軸方向に貫通する複数の通気孔と、
   前記案内部と、
   を有し、
   前記リブはそれぞれ、径方向に湾曲しつつ延び、
   複数の前記案内部がそれぞれ径方向に延びる曲率は、前記リブが径方向に延びる曲率と同一である、送風装置。
6. 請求項５に記載の送風装置であって、
   前記リブと周方向に隣り合う前記案内部の径方向内端と前記リブの径方向外端との周方向の間隔は、周方向に隣り合う２つの前記案内部の径方向内端同士の周方向の間隔よりも小さい、送風装置。
7. 請求項６に記載の送風装置であって、
   ２つの前記案内部が、前記リブの径方向外端の周方向の両側に配置される、送風装置。
8. 請求項５に記載の送風装置であって、
   前記案内部が、前記リブの径方向外側において、前記リブの延長線上に配置される、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、
   複数の前記案内部は、周方向に等間隔で配置される、送風装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の送風装置であって、
    前記案内部の延びる方向に対して垂直な断面において、前記案内部の表面が曲面状である、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、
    前記吸気口の中心は、前記中心軸と一致する、送風装置。
12. 請求項１ないし請求項１１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。
13. 請求項１ないし請求項１１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。
14. 請求項１ないし請求項１３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。

Images