JP4647575B2 - 部品冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダクト内に配置されたファンで電子部品等の部品を冷却する部品冷却装置に関するものである。

空気取り入れ口と空気吐き出し口とを有するダクト内に電子部品等を冷却するファンを配置した部品冷却装置が知られている。通常、このような部品冷却装置では、ファンのハウジング（ファンハウジング）が、螺子またはボルトが通るハウジング側取付孔を備えている。また、ダクトには、空気取り入れ口または空気吐き出し口内に突出する突出部が一体に設けられている。このような突出部には、ハウジング側取付孔と整列した状態で螺子またはボルトが通るダクト側取付孔が形成されている。そして、ダクトの突出部全体をファンハウジングに接触させて、整列したハウジング側取付孔とダクト側取付孔に螺子またはボルトを挿入して、ダクトにファンを取り付けている（例えば、特許文献１及び２参照）。
実公平７−３８７２０号公報 特開２０００−２３２２７６号公報

しかしながら、このような構造の部品冷却装置では、ファンを回転すると振動が発生し、この振動によってファンハウジングが共鳴し、騒音を発するという問題があった。

本発明の目的は、ファンの回転でファンハウジングが共鳴するのを抑制または防止できる部品冷却装置を提供することにある。

本発明が改良の対象とする部品冷却装置は、空気取り入れ口と空気吐き出し口とを有するダクトと、ダクトの空気取り入れ口または空気吐き出し口の内部に配置されたファンハウジングを有するファンとを備えている。ファンハウジングは、取付用部材が通るファンハウジング側取付孔を備えた複数の取付部を有している。また、ダクトの内部は、ファンハウジング側取付孔と整列した状態で取付用部材が通るダクト側取付孔を備えた複数の被取付部を有している。このような複数の取付部と複数の被取付部とが、それぞれ接触した状態で整列したファンハウジング側取付孔とダクト側取付孔に取付用部材が挿入されて、ダクトにファンが取り付けられている。そして、ダクトの内部に一部または全部が配置された部品を、ファンの動作によってダクト内を流れる空気流によって冷却する。本発明では、ファンハウジングは、複数の取付部を除いて、ダクトとは接触しない形状及び寸法を有しており、複数の取付部及び複数の被取付部は、整列したファンハウジング側取付孔とダクト側取付孔の対向する開口部の周囲でのみ接触状態となる形状を有している。

本発明のように、ファンハウジングの複数の取付部及びダクトの複数の被取付部が、整列したファンハウジング側取付孔とダクト側取付孔の対向する開口部の周囲でのみで接触すると、ダクトとファンハウジングとの接触面積が減少し、ファンが回転により振動しても、ファンの振動がダクトに伝わり難くなり、ファンハウジングが共鳴するのを防いで、騒音の発生を抑制または防止することができる。

ファンハウジングは、風洞を構成する筒状部と、筒状部の少なくとも一方の端部に筒状部と一体に設けられたフランジ部とを備えた構造にすることができる。この場合、複数の取付部はフランジ部に一体に形成し、ファンハウジング側取付孔の開口部はフランジ部の端面に開口しており、ダクトの被取付部は、ダクトの壁部と一体に設けられてダクト内に突出する突出部と、突出部と一体に設けられてファン側に位置する突起部とを備えて構成することができる。そして、突起部の端面を、フランジ部のファンハウジング側取付孔の周囲に位置するフランジ部の端面と接触させる。このようにすれば、筒状部とフランジ部とを備えたファンハウジングを用いても、ファン側に露出する面積が突出部より小さい突起部の端面を、フランジ部のファンハウジング側取付孔の周囲に位置するフランジ部の端面と接触させることにより、ダクトとファンハウジングとの接触面積を容易に減らすことができる。

より具体的なファンハウジングは、風洞を構成する筒状部と、筒状部の少なくとも一方の端部に筒状部と一体に設けられたフランジ部とを備えている。このフランジ部の輪郭形状は、四つの隅部を有する角型形状を呈している。また、複数の取付部のそれぞれは、フランジ部の四つの隅部に形成されており、ファンハウジング側取付孔は、フランジ部の隅部を厚み方向に貫通している。ダクトは、上壁と前記上壁の両側に位置する一対の側壁とを備えたダクト本体を有している。ダクト本体は、空気取り入れ口及び空気吐き出し口を直交する三つの方向から囲んでいる。また、ダクト本体は、上壁と対向する部分に部品挿入用開口部を有している。このダクト本体には、空気取り入れ口または空気吐き出し口内に突出するように４つの突出部が一体に設けられている。４つの突出部は、上壁と一対の側壁との間に形成された２つの角部及び、一対の側壁の部品挿入用開口部側に位置する２つの端部に設けられている。ダクトの４つの被取付部は、突出部及び突出部と一体に設けられてファン側に位置する突起部を備えており、ダクト側取付孔は、突出部及び突起部を厚み方向に貫通している。そして、突起部の端面が、フランジ部のファンハウジング側取付孔の周囲に位置する隅部の端面と接触している。このような構成によれば、少ない数（４つ）の突起部で、ダクトにファンをしっかりと取り付けることができ、しかも騒音の発生を抑制または防止することができる。

この場合、ファンを、ダクト本体の部品挿入用開口部からダクト本体内に挿入し、４つのファンハウジング側取付孔と４つのダクト側取付孔とが整列した状態で、それぞれの取付孔に取付用部材を挿入して、ダクトに対して固定すればよい。このようにすれば、ダクトにファンを簡単に取り付けることができる。

取付用部材としては、リベット、螺子またはボルトを用いることができる。

本発明によれば、ファンは複数の取付部を除いてダクトとは接触しない形状及び寸法を有している。また、ファンハウジングの複数の取付部及びダクトの複数の被取付部が、整列したファンハウジング側取付孔とダクト側取付孔の対向する開口部の周囲でのみ接触する。そのため、ダクトとファンハウジングとの接触面積が減少し、ファンが回転により振動しても、ファンの振動がダクトに伝わり難くなり、ファンハウジングが共鳴するのを防いで、騒音の発生を抑制または防止することができる。

以下、電子部品冷却装置に適用した本発明の部品冷却装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態の電子部品冷却装置の斜視図、正面図及び底面図である。なお、図１では、理解を容易にするため、ダクトを透明に描いている。各図に示すように、本例の電子部品冷却装置は、ヒートシンク１とファン３とダクト５とを有している。ヒートシンク１は、放熱性の高い金属で形成されており、図示しない電子部品が接続されているベース７とベース７からそれぞれ延びる複数のフィン９とを有している。

ファン３は、軸流送風機からなり、ファンハウジング１１とインペラ１３とを有している。インペラ１３は、５本のウエブ１５を介してファンハウジング１１に支持されるモータ１７によって駆動される。ファンハウジング１１は、合成樹脂で形成されており、風洞を構成し内部にインペラ１３を配置する筒状部１９と、筒状部１９の両部に筒状部１９と一体に設けられた一対のフランジ部２１，２３とを備えている。一対のフランジ部２１，２３は、いずれも四つの隅部を有する角型形状の輪郭形状を有しており、四隅には、フランジ部２１，２３の隅部を厚み方向に貫通するファンハウジング側取付孔２１ａ，２３ａがそれぞれ形成されている。そして、ヒートシンク１が位置する側と反対側に位置するフランジ部２１の４つのファンハウジング側取付孔２１ａの近傍が４つのファンハウジング１１の取付部をそれぞれ構成している。

ダクト５は、合成樹脂で形成されており、図４〜図６に詳細に示すように、ダクト本体２５と２つの固定部２７Ａと２つの固定部２７Ｂとを有している。なお、図４〜図６は、ダクト５の平面図、背面図及び底面図である。ダクト本体２５は、上壁２９と、上壁２９の両側に位置する一対の側壁３１とを一体に備えている。これにより、ダクト本体２５は、コ字状の断面形状を有している。ダクト本体２５の内部には、ヒートシンク１とファン３とが並んで配置されている（図１）。ダクト本体２５は、ファン３が配置された側の上壁２９及び一対の側壁３１の一方の端部に空気取り入れ口２５ａを有し、ヒートシンク１が配置された側の上壁２９及び一対の側壁３１の他方の端部に空気吐き出し口２５ｂを有し、上壁２９と対向する部分に部品挿入用開口部２５ｃを有している。そして、部品挿入用開口部２５ｃからは、ファン３と図示しない電子部品が接合されたヒートシンク１とが挿入されている。このような構成により、ファン３のインペラ１３が回転すると、空気取り入れ口２５ａから流入した空気がヒートシンク１の複数のフィン９の間を通過して空気吐き出し口２５ｂから流出して、ヒートシンク１に接合された電子部品が冷却される。２つの固定部２７Ａと２つの固定部２７Ｂとは、一対の側壁３１の上壁２９が位置する側と反対側に配置されている。２つの固定部２７Ａには、貫通孔２７ａがそれぞれ形成されている。２つの固定部２７Ｂには、貫通孔２７ｂがそれぞれ形成されている。そして、２つの貫通孔２７ａ及び２つの貫通孔２７ｂと図示しない電子部品が装填された回路基板の貫通孔とを貫通する螺子等により本例の電子部品冷却装置は、回路基板に固定されている。

図５に詳細に示すように、ダクト本体２５には、空気取り入れ口２５ａ内に突出する４つの突出部（３３Ａ，３３Ｂ）が一体に設けられている。４つの突出部（３３Ａ，３３Ｂ）の内、２つの突出部３３Ａは、上壁２９と一対の側壁３１との間に形成された２つの角部側に位置する端部に設けられている。４つの突出部（３３Ａ，３３Ｂ）の内、２つの突出部３３Ｂは、一対の側壁３１の部品挿入用開口部２５ｃ側に位置する端部に設けられている。そして、突出部３３Ａには、ファン３側に位置する突起部３５Ａが一体に設けられており、突出部３３Ｂには、ファン３側に位置する突起部３５Ｂが一体に設けられている。突起部３５Ａ，３５Ｂのほぼ中央には、突出部及び突起部を厚み方向に貫通するダクト側取付孔３３ａがそれぞれ形成されている。突起部３５Ａ，３５Ｂは、上壁２９と部品挿入用開口部２５ｃとの間を延びる方向に帯状に延びている。本例では、突出部３３Ａ及び３３Ｂの、ファン３側に露出する面積に対する、突起部３５Ａ及び３５Ｂのファン３側に露出する面積の割合は３５％である。そして、突出部３３Ａと突起部３５Ａとにより、ダクト５の２つの被取付部が構成され、突出部３３Ｂと突起部３５Ｂとにより、ダクト５の他の２つの被取付部が構成されている。

本例では、図７（図３の符号Ｍの部分の拡大図）に示す突起部３５Ｂに符号を付して説明すると、突起部３５Ａ，３５Ｂの端面が、フランジ部２１のファンハウジング側取付孔の２１ａの周囲に位置する隅部の端面と接触している。そして、４つのファンハウジング側取付孔２１ａと４つのダクト側取付孔３３ａとが整列した状態で、それぞれの取付孔にリベットＲからなる取付用部材が挿入されて、ファン３はダクト５に対して固定されている。取付用部材としては、リベット、螺子またはボルト等を用いることができる。以上の構成により、ファンハウジング１１は、４つの取付部（ファンハウジング側取付孔２１ａの近傍）を除いて、ダクト５とは接触しない形状及び寸法を有していることになる。また、４つの取付部（ファンハウジング側取付孔２１ａの近傍）及び４つの被取付部（ダクト５の突出部３３Ａ及び突起部３５Ａ並びに突出部３３Ｂ及び突起部３５Ｂ）は、整列したファンハウジング側取付孔２１ａとダクト側取付孔３３ａの対向する開口部の周囲でのみ接触状態となる形状を有していることになる。

本例の部品冷却装置によれば、ファンハウジング１１の４つの取付部及びダクト５の４つの被取付部が、整列したファンハウジング側取付孔２１ａとダクト側取付孔３３ａの対向する開口部の周囲でのみで接触するので、ダクト５とファンハウジング１１との接触面積が図２において破線で示すように減少し、ファン３が回転により振動しても、ファン３の振動がダクト５に伝わり難くなり、ファンハウジング１１が共鳴するのを防いで、騒音の発生を抑制または防止することができる。

なお、上記例では、ダクト５側に突起部を設けたが、ファンハウジング１１側並びにダクト５及びファンハウジング１１の両方に突起部を設けても構わない。

本発明の実施の形態の電子部品冷却装置の斜視図である。 図１に示す電子部品冷却装置の正面図である。 図１に示す電子部品冷却装置の底面図である。 図１に示す電子部品冷却装置に用いるダクトの平面図である。 図１に示す電子部品冷却装置に用いるダクトの背面図である。 図１に示す電子部品冷却装置に用いるダクトの底面図である。 図２部分拡大図である。

１ ヒートシンク
３ ファン
５ ダクト
１１ ファンハウジング
１９ 筒状部
２１，２３ フランジ部
２１ａ，２３ａ ファンハウジング側取付孔
２５ ダクト本体
２５ａ 空気取り入れ口
２５ｂ 空気吐き出し口
２５ｃ 部品挿入用開口部
２９ 上壁
３１ 側壁
３３Ａ，３３Ｂ 突出部
３３ａ ダクト側取付孔
３５Ａ，３５Ｂ 突起部
Ｒ リベット（取付用部材）

Claims (4)

1. 空気取り入れ口と空気吐き出し口とを有するダクトと、
   前記ダクトの前記空気取り入れ口または前記空気吐き出し口の内部に配置された、ファンハウジングを有するファンとを備え、
   前記ファンハウジングは、取付用部材が通るファンハウジング側取付孔を備えた複数の取付部を有しており、
   前記ダクトの内部は、前記ファンハウジング側取付孔と整列した状態で前記取付用部材が通るダクト側取付孔を備えた複数の被取付部を有しており、
   前記複数の取付部と前記複数の被取付部とが、それぞれ接触した状態で整列した前記ファンハウジング側取付孔と前記ダクト側取付孔に前記取付用部材が挿入されて、前記ダクトに前記ファンが取り付けられており、
   前記ダクトの内部に一部または全部が配置された部品を、前記ファンの動作によって前記ダクト内を流れる空気流によって冷却する部品冷却装置であって、
   前記ファンハウジングは、前記複数の取付部を除いて、前記ダクトとは接触しない形状及び寸法を有しており、
   前記複数の取付部及び前記複数の被取付部は、整列した前記ファンハウジング側取付孔と前記ダクト側取付孔の対向する開口部の周囲でのみ接触状態となる形状及び寸法を有しており、
   前記ファンハウジングは、風洞を構成する筒状部と、前記筒状部の少なくとも一方の端部に前記筒状部と一体に設けられたフランジ部とを備えており、
   前記複数の取付部は前記フランジ部に一体に形成されており、
   前記ファンハウジング側取付孔の前記開口部は前記フランジ部の端面に開口しており、
   前記ダクトの前記被取付部は、前記ダクトの壁部と一体に設けられて前記ダクト内に突出する突出部と、前記突出部と一体に設けられて前記ファン側に位置する突起部とを備えており、
   前記突起部の端面が、前記フランジ部の前記ファンハウジング側取付孔の周囲に位置する前記フランジ部の前記端面と接触していることを特徴とする部品冷却装置。
2. 前記フランジ部の輪郭形状は、四つの隅部を有する角型形状を呈しており、
   前記複数の取付部のそれぞれは、前記フランジ部の前記四つの隅部に形成されており、
   前記ファンハウジング側取付孔は、前記フランジ部の前記隅部を厚み方向に貫通しており、
   前記ダクトは、上壁と前記上壁の両側に位置する一対の側壁とを備えたダクト本体を有し、
   前記ダクト本体は、前記空気取り入れ口及び前記空気吐き出し口を直交する三つの方向から囲んでおり、
   前記ダクト本体は、前記上壁と対向する部分に部品挿入用開口部を有しており、
   前記ダクト本体には、前記空気取り入れ口または前記空気吐き出し口内に突出するように４つの前記突出部が一体に設けられており、
   前記４つの突出部は、前記上壁と前記一対の側壁との間に形成された２つの角部及び、前記一対の側壁の前記部品挿入用開口部側に位置する２つの端部に設けられており、
   前記ダクト側取付孔は、前記突出部及び前記突起部を厚み方向に貫通していることを特徴とする請求項１に記載の部品冷却装置。
3. 前記ファンは、前記ダクト本体の前記部品挿入用開口部から前記ダクト本体内に挿入され、４つの前記ファンハウジング側取付孔と４つの前記ダクト側取付孔とが整列した状態で、それぞれの取付孔に前記取付用部材が挿入されて、前記ダクトに対して固定されている請求項２に記載の部品冷却装置。
4. 前記取付用部材は、リベット、螺子またはボルトからなる請求項１に記載の部品冷却装置。

Images