JP2017219036A - 送風装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子機器の小型化・薄型化が求められており、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。
【解決手段】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410の少なくとも一部は、平面視において周方向に特定形状が繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である。送風部が回転すると、平板410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、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。平板410が非真円平板であることにより、平板410の外縁部付近に意図的に小さな気流の渦を発生させて、さらに静音化できる。
【選択図】図6
【解決手段】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410の少なくとも一部は、平面視において周方向に特定形状が繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である。送風部が回転すると、平板410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、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。平板410が非真円平板であることにより、平板410の外縁部付近に意図的に小さな気流の渦を発生させて、さらに静音化できる。
【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。
また、電子機器等に搭載される送風装置については、薄型化に加えて、静音化も求められている。
本発明の目的は、送風効率の良好な遠心型の送風装置の静音化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、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、平面視において周方向に特定形状が繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である。
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。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。平板が非真円平板であることにより、平板の外縁部付近に意図的に小さな気流の渦を発生させて、さらに静音化できる。
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。
<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なく、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および図6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。
続いて、各平板410の形状について、図4および図6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。
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。
図6に示すように、複数の平板410のそれぞれが、平面視において周方向に特定形状71が繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である。ここで、中心軸9を中心とする円弧状の曲線とは異なる形状を「特定形状」と称する。また、「特定形状が繰り返し現れる」とは、外縁形状が3つ以上の特定形状を含むことを意味する。このように、複数の平板410の少なくとも一部が特定形状71を有することにより、平板410の外縁部付近に意図的に小さな気流の渦を発生させる。これにより、大きな気流の渦が発生することを抑制できる。その結果、気流の渦による騒音の発生を抑制できる。したがって、送風装置1をより静音化できる。
この送風装置1では、各平板410は、正13角形の外縁を有する。すなわち、非真円平板である各平板410は、多角形状の外縁を有する。このため、特定形状71は、直線状部711と角部712とを含む。平板410が多角形であることにより、特定形状が単純な直線の組み合わせとなる。このため、特定形状が切り欠き、複雑な曲線形状、および複数の形状を組み合わせた形状などの直線形状以外の形状である場合と比べて、複雑な成型処理を行うことなく、静音化を行うことができる。また、正13角形の面積は、最外径が同じ円形の面積の約96%である。したがって、外縁形状が正13角形である平板410は、外縁形状が最外径の同じ円形である平板と比べて、送風領域の面積をあまり小さくすることなく、騒音を低減できる。
各平板410において、複数の特定形状71は、周方向に等間隔に配置される。なお、「等間隔」とは、「略等間隔」を含むものとする。特定形状71が周期的に配置されることにより、平板410の重量バランスが良い。したがって、平板410が安定して回転できる。その結果、騒音をより低減できる。
各平板410の有する特定形状71の数は13であり、素数である。特定形状71の個数によって、その固有振動数に対応する周波数に騒音のピークが発生する。特定形状71の数が素数ではない場合、約数の全てに対応する周波数に騒音のピークが発生する。この送風装置1では、特定形状71の数が素数であるため、その数に対応する周波数のみにピークが発生するため、発生するピークの数を低減できる。すなわち、騒音をより低減できる。各平板410の有する特定形状71の数は、例えば、5個、7個または11個などの他の素数であってもよい。
この送風装置1では、モータ部30には、12極9スロットのモータが用いられる。このため、各平板410が有する特定形状71の数は、モータ部30のスロット数および極数と互いに素である。また、この送風装置1では、上側平板411および中間平板413の有するリブ63は5である。したがって、各平板410が有する特定形状71の数は、リブ63と互いに素である。これにより、特定形状71に起因して発生する騒音が、モータ部30およびリブ63に起因して発生する騒音と共鳴するのが抑制される。したがって、騒音をさらに低減できる。
<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。
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7は、一変形例に係る送風装置の複数の平板410Aの上面図である。図7の例の送風装置では、複数の平板410Aはそれぞれ、平面視において周方向に特定形状71Aが繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である。また、特定形状71Aは、径方向内側へ凹む切り欠き713Aを含む。回転体や、高速推進体にセレーションと呼ばれる鋸歯状の凹凸を設けることにより、衝突する気流を拡散し、騒音を低減することが知られている。この平板410Aでは、複数の切り欠き713Aがセレーションの役割を果たすことにより、送風装置における騒音を低減できる。
また、図7の例の送風装置では、複数の平板410Aは、モータ部30Aの回転とともに周方向一方側へ回転する。切り欠き713Aを構成する平板410Aの外縁形状は、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切り欠き案内部714Aを含む。これにより、切り欠き案内部714Aが、平板410Aの表面付近を流れる気流の向きに沿う。このため、切り欠き案内部714Aの周辺において、周囲の気流が妨げられるのが抑制される。したがって、送風装置1の送風効率が向上する。
図7に示すように、リブ63A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63Aが、平板410Aの表面付近を流れる気流の向きに沿う。このため、リブ63Aが平板410Aの周囲の気流を妨げにくい。したがって、送風装置1の送風効率が向上する。また、切り欠き案内部714Aの曲率と、リブ63Aの曲率とは、同一である。なお、「同一」とは、「略同一」を含むものとする。これにより、切り欠き713Aおよびリブ63Aに起因して送風効率が低下するのをより抑制できる。
図8は、他の変形例に係る送風装置1Bの部分断面図である。図8の例の送風装置1Bでは、モータ部30Bが、静止部31Bと、回転部32Bと、2つの玉軸受33Bとを有する。
静止部31Bは、ステータ固定部311Bと、ステータ312Bとを有する。ステータ固定部311Bは、ハウジング20Bに固定される有底円筒状の部材である。ステータ312Bは、ステータ固定部311Bの外周面に固定された電機子である。
回転部32Bは、シャフト321Bと、ハブ322Bと、マグネット324Bとを有する。シャフト321Bは、少なくとも下端部がステータ固定部311Bの内部に配置される。また、シャフト321Bの上端部は、ハブ322Bに固定される。マグネット324Bは、ハブ322Bに固定される。マグネット324Bは、ステータ312Bと径方向に対向して配置される。
玉軸受33Bはそれぞれ、回転部32Bを静止部31Bに対して回転可能に接続する。具体的には、玉軸受33Bの外輪が静止部31Bのステータ固定部311Bの内周面に固定される。また、玉軸受33Bの内輪が回転部32Bのシャフト321B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30B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8の例では、モータ部30Bが2つの玉軸受33Bを有する。そして、ステータ固定部311Bの内周面とシャフト321B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33Bが配置される。これにより、シャフト321Bが中心軸9Bに対して傾斜するのが抑制される。
図9は、他の変形例に係る送風装置1Cの上面図である。図9の例の送風装置1Cでは、ハウジング20Cは、複数の送風口201Cを有する。具体的には、側壁部22Cが、周方向の複数箇所に、径方向に向けて開口する送風口201Cを有する。ハウジング20Cは、各送風口201Cの周囲に舌部203Cを有する。また、送風部40Cは、軸方向隙間を介して軸方向に配列された複数の平板410C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1Cでは、平板410C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1Cのように、複数方向に排気を行った場合でも、舌部203C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。
1,1B,1C 送風装置
9,9B 中心軸
20,20B,20C ハウジング
30,30A,30B モータ部
31,31B 静止部
32,32B 回転部
33B 玉軸受
40,40C 送風部
60 通気孔
61 内環状部
62 外環状部
63,63A リブ
71,71A 特定形状
201,201C 送風口
202 吸気口
203C 舌部
300 潤滑流体
301 シール部
312,312B ステータ
313 軸受ハウジング
321,321B シャフト
323 軸受部材
324,324B マグネット
400 軸方向隙間
410,410A,410C 平板
711 直線状部
712 角部
713A 切り欠き
714A 切り欠き案内部
9,9B 中心軸
20,20B,20C ハウジング
30,30A,30B モータ部
31,31B 静止部
32,32B 回転部
33B 玉軸受
40,40C 送風部
60 通気孔
61 内環状部
62 外環状部
63,63A リブ
71,71A 特定形状
201,201C 送風口
202 吸気口
203C 舌部
300 潤滑流体
301 シール部
312,312B ステータ
313 軸受ハウジング
321,321B シャフト
323 軸受部材
324,324B マグネット
400 軸方向隙間
410,410A,410C 平板
711 直線状部
712 角部
713A 切り欠き
714A 切り欠き案内部
Claims (11)
- 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、平面視において周方向に特定形状が繰り返し現れる外縁形状を有する非真円平板である、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
前記特定形状は、径方向内側へ凹む切り欠きを含む、送風装置。 - 請求項2に記載の送風装置であって、
前記送風部は、前記モータ部によって周方向一方側へ回転し、
前記切り欠きを構成する前記外縁形状が、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切り欠き案内部を含む、送風装置。 - 請求項3に記載の送風装置であって、
前記非真円平板は、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、
を有し、
前記通気孔のそれぞれと、前記送風部の径方向外側の空間とは、前記軸方向隙間を介して連通し、
前記リブはそれぞれ、径方向外側に向かうにつれて周方向他方側へと湾曲し、
前記切り欠き案内部の曲率と、前記リブの曲率とは、同一である、送風装置。 - 請求項1に記載の送風装置であって、
前記特定形状は、角部を含み、
前記非真円平板は多角形状の外縁を有する、送風装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の送風装置であって、
前記非真円平板の有する前記特定形状の数は素数である、送風装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の送風装置であって、
前記非真円平板において、複数の前記特定形状は、周方向に等間隔に配置される、送風装置。 - 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、
前記吸気口の中心は、前記中心軸と一致する、送風装置。 - 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。 - 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。 - 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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