JP4946534B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源を冷却する冷却装置に関する。

従来より、パーソナルコンピュータやサーバ等に搭載されるＣＰＵ（Central Processing Unit）には、ＣＰＵを冷却する冷却装置が取り付けられており、冷却装置の１つとして、放射状に配置された複数の放熱フィンによりＣＰＵから発生する熱を放散するヒートシンク、および、ヒートシンクのＣＰＵとは反対側においてヒートシンクに向けて送風を行う送風ファンを備えるものがある。

例えば、特許文献１では、所定の回転軸を中心として回転する軸流ファン、および、軸流ファンの下側（すなわち、排気側）において当該回転軸を中心として放射状に配置された複数の放熱フィンを有するヒートシンクを備える発熱体冷却装置が開示されている。特許文献１の発熱体冷却装置では、軸流ファンのモータを支持するモータ支持部材が、軸流ファンのインペラの上側（すなわち、吸気側）に設けられており、モータ支持部材は、軸流ファンの吸気側において周方向に間隔をあけて設けられた３本のウエブを介して、軸流ファンのヒートシンク近傍の部位の周囲のみを覆う円環状のファンケースに接続されている。

一方、特許文献２では、軸流ファンおよび軸流ファンの周囲を覆うハウジングを有し、熱源に向けて送風を行う送風装置が開示されている。特許文献２の送風装置では、軸流ファンの排気側または吸気側において、ハウジングの内周面を軸流ファンの回転軸に向けて傾斜させて空気流案内部とし、回転軸を中心として放射状に配置されるとともに空気流案内部とモータのベース部とを接続する複数の静翼を設けることにより、軸流ファンの静圧特性の向上が図られている。
特開２００５−３２７８５４号公報 米国特許第７０５２２３６号明細書

ところで、特許文献１に示すような軸流ファンおよびヒートシンクを有する冷却装置では、ＣＰＵの処理能力の向上に伴う発熱の増大に対応するために、冷却性能の向上が要求される一方で、パーソナルコンピュータやサーバ等が使用される作業環境の向上等の観点から、作動音の低減も求められている。

このため、このような冷却装置の性能評価においては、作動音を所定の制限音量以下とした場合の冷却性能を比較することが行われている。したがって、軸流ファンの回転数を減少させることなく冷却装置の作動音を低減することができれば、作動音が制限音量となる軸流ファンの回転数を増加させて冷却装置の冷却性能を向上することができる。あるいは、軸流ファンの回転数を増加させるとともにヒートシンク単体の冷却性能を低減することにより、冷却装置の冷却性能を維持しつつヒートシンクの製造コストを低減することができる。

しかしながら、特許文献１の冷却装置では、軸流ファンのインペラの吸気側に略角柱状のウエブが設けられており、インペラの回転により生じる空気流とウエブとの干渉により比較的大きな干渉音が生じるため、冷却装置の作動音の低減に限界があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、冷却装置の送風ファンを支持する支持リブにより生じる作動音を低減することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、冷却装置であって、ステータ部のベース部からインペラを有するロータ部へと向かう方向に送風する送風ファンと、前記送風ファンの前記ロータ部に対向して配置され、前記送風ファンからの送風を受けるとともに熱源に当接して前記熱源からの熱を放散するヒートシンクと、前記ヒートシンクに前記送風ファンを固定する取付部とを備え、前記取付部が、前記ヒートシンク上において前記インペラの前記ヒートシンクに対向する部位の周囲を囲むフレームと、前記フレームから前記ヒートシンクとは反対側に突出する複数の支柱部と、前記送風ファンの中心軸から離れる方向へと前記ベース部から放射状に伸びるとともに前記複数の支柱部にそれぞれ接続されて前記送風ファンを支持する薄板状の複数の支持リブとを備え、前記複数の支持リブのそれぞれにおいて前記インペラに対向するエッジから他方のエッジに向かう方向の前記中心軸を中心とする周方向成分が前記インペラの回転方向とは反対向きとなるように、前記複数の支持リブのそれぞれの前記インペラに対向する第１主面および前記第１主面とは反対側の第２主面が前記中心軸に垂直な面に対して傾斜している。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷却装置であって、前記複数の支持リブのそれぞれの長手方向に垂直な断面が翼形状である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の冷却装置であって、前記中心軸を中心とした前記インペラに対向する前記エッジの径方向の各位置における、前記第１主面の法線と、前記中心軸とのなす角度の前記径方向における平均が２０°以上４０°以下である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却装置であって、前記複数の支持リブが、前記中心軸から離れるに従って前記インペラの前記回転方向とは反対方向へと向かう。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の冷却装置であって、前記複数の支持リブが、前記インペラの前記回転方向に沿って凸状となるように湾曲している。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却装置であって、前記複数の支柱部の前記インペラの前記回転方向とは反対方向を向く面が滑らかな凸形状とされている。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の冷却装置であって、前記フレームの内周面が、前記ヒートシンクとは反対側の端部に、前記ヒートシンクに近づくに従って前記中心軸に近づく略環状の傾斜面を有する。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の冷却装置であって、前記ヒートシンクが、前記中心軸を中心として放射状に配置されるとともに前記中心軸に沿って伸びる薄板状の複数の放熱フィンを備える。

本発明では、支持リブにより生じる作動音を低減することができる。請求項２ないし５の発明では、支持リブにより生じる作動音をより低減することができる。請求項６の発明では、支柱部により生じる作動音を低減することができる。請求項７の発明では、フレームにより生じる作動音を低減することができる。請求項８の発明では、冷却装置の冷却性能を向上することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置１を示す斜視図であり、図２は冷却装置１を示す平面図である。冷却装置１は、パーソナルコンピュータ等の内部においてＣＰＵ（Central Processing Unit）等の熱源に取り付けられ、熱源から伝導される熱をヒートシンク２により放散して熱源を冷却する、いわゆるヒートシンクファンである。

図１および図２に示すように、冷却装置１は、熱源から伝導される熱を放散するヒートシンク２、ヒートシンク２に向けて送風を行ってヒートシンク２を冷却する送風ファン３、ヒートシンク２に送風ファン３を固定する取付部４、および、冷却装置１の取り付けに利用される固定ピン５を備える。送風ファン３は、中心軸Ｊ１（ヒートシンク２の中心軸でもある。）を中心として回転することにより、中心軸Ｊ１に平行な方向に送風を行う軸流ファンである。冷却装置１は、ヒートシンク２の中心軸Ｊ１方向の送風ファン３とは反対側の部位をＣＰＵ等に当接させた状態で取り付けられる。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿って送風ファン３側を上側、ヒートシンク２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

図３は、ヒートシンク２を示す平面図である。図１および図３に示すように、ヒートシンク２は、中心軸Ｊ１を中心として放射状に配置されるとともに中心軸Ｊ１に沿って伸びる薄板状の複数の放熱フィン２２、複数の放熱フィン２２を内周側において連結して支持する円筒状のフィン支持部２３、および、フィン支持部２３の内側に挿入される円柱状のコア２４（図３のみに図示する。）を備える。コア２４の下端部（すなわち、送風ファン３（図２参照）とは反対側の端部）は、放熱フィン２２およびフィン支持部２３の下端から下側に突出しており、コア２４の下端面はＣＰＵに当接する。

本実施の形態では、図３に示す複数の放熱フィン２２およびフィン支持部２３は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金により一体的に形成されており、コア２４は銅（Ｃｕ）により形成されている。以下の説明では、複数の放熱フィン２２およびフィン支持部２３をまとめて「フィンユニット２１」という。なお、コア２４は、必ずしも銅により形成される必要はなく、アルミニウム等のようにフィンユニットと同じ材料により形成されてもよい。この場合、コア２４は、フィンユニットの形成時にフィン支持部２３と一体的に形成されてもよい。

図３に示すように、フィンユニット２１の外周面２１１（すなわち、複数の放熱フィン２２の外周縁を、中心軸Ｊ１を中心として周方向に結ぶことにより形成される面）は略円筒状である。図１に示すように、フィンユニット２１の外周面２１１には、中心軸Ｊ１に垂直な方向に伸びる２つの溝部２１３が形成されており、取付部４の係止部４４１が溝部２１３に係合することにより、送風ファン３がヒートシンク２に取り付けられる。

図３に示すように、フィンユニット２１では、複数の放熱フィン２２のそれぞれが、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に湾曲しつつフィン支持部２３から外側へと広がっており（すなわち、中心軸Ｊ１から離れる方向に広がっており）、図３中における反時計回り方向に凸状となっている。また、複数の放熱フィン２２のそれぞれは、フィン支持部２３の外周面に接続された１枚の薄板状の内周部２２１、および、内周部２２１の外周端（すなわち、フィン支持部２３とは反対側の端部であり、放熱フィン２２の径方向におけるおよそ中央部）から外側に広がるとともに周方向に関して重なる２枚の薄板状の外周部２２２を備える。

図１および図２に示すように、ヒートシンク２の中心軸Ｊ１方向の上側に配置される送風ファン３は、取付部４を介してヒートシンク２に固定されるベース部３１１を有するステータ部３１、および、ベース部３１１の下側（すなわち、ヒートシンク２側）においてステータ部３１に対して回転可能に支持されるロータ部３２を備える。ステータ部３１のベース部３１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状であり、その直径は、平面視においてヒートシンク２のコア２４（図３参照）の直径とおよそ等しい。

ロータ部３２は樹脂製のインペラ３２２を備え、インペラ３２２は、図１に示すように、中心軸Ｊ１を中心とする略有底円筒状のハブ３２３、および、ハブ３２３の外周面に固定されて外周面から放射状に伸びる複数（本実施の形態では、７枚）の翼３２４を備える。ハブ３２３は複数の翼３２４と共に射出成形により形成される。平面視におけるハブ３２３の直径はベース部３１１の直径とほぼ等しく、ハブ３２３の内側には、中心軸Ｊ１を中心とするトルクを発生する電機子および界磁用磁石、並びに、ロータ部３２をステータ部３１に対して回転可能に支持する軸受機構等が設けられる。

送風ファン３が駆動されると、ロータ部３２のインペラ３２２が、中心軸Ｊ１を中心として図１中における時計回りに回転し、ロータ部３２に対向して配置されているヒートシンク２に向けて送風が行われる（すなわち、ステータ部３１のベース部３１１からロータ部３２へと向かう方向に送風が行われ、ヒートシンク２が送風ファン３からの送風を受ける）。

取付部４は、図１および図２に示すように、ヒートシンク２上においてインペラ３２２のヒートシンク２に対向する部位である下部の周囲を囲む略円環状のフレーム４１を備える。図１に示すように、フレーム４１の中心軸Ｊ１方向の高さは、送風ファン３のインペラ３２２の中心軸Ｊ１方向の高さよりも小さいため、インペラ３２２の上部（すなわち、上述のインペラ３２２の下部を除く部分）は、フレーム４１よりも上側に露出している。

取付部４は、また、フレーム４１からヒートシンク２とは反対側である上向きに突出する複数の支柱部４２、中心軸Ｊ１から離れる方向へと送風ファン３のベース部３１１から放射状に伸びるとともに複数の支柱部４２にそれぞれ接続されて送風ファン３を支持する複数の支持リブ４３、および、フレーム４１からフィンユニット２１の外周面２１１に沿って下向きに突出するとともに取付部４がヒートシンク２に対して回転してしまうことを防止する複数（本実施の形態では、４つ）の回転規制部４４を備える。４つの回転規制部４４のうち、対向する一対の回転規制部４４には、フィンユニット２１の外周面２１１上の２つの溝部２１３に係合する係止部４４１が設けられる。また、各回転規制部４４は、固定ピン５を支持する。

冷却装置１では、４本の支柱部４２および４本の支持リブ４３が取付部４に設けられ、これらの支柱部４２および支持リブ４３は、図１に示すように、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において、およそ等角度ピッチに配置されている。図１および図２に示すように、４本の支持リブ４３はそれぞれ、中心軸Ｊ１から離れるに従ってインペラ３２２の回転方向とは反対方向（すなわち、図１および図２中における反時計回り方向）へと向かうように傾いている。また、各支持リブ４３は、インペラ３２２の回転方向（すなわち、図１および図２中における時計回り方向）に沿って凸状となるように湾曲している。換言すれば、支持リブ４３から支持リブ４３の両端である支持リブ４３のベース部３１１側の端部、および、支柱部４２側の端部を結ぶ直線へと向かう方向は、インペラ３２２の回転方向と反対向きとなっている。

図４は、図２中の中心軸Ｊ１を中心とする径方向における支持リブ４３の中央近傍において、１本の支持リブ４３、および、インペラ３２２の１枚の翼３２４を中心軸Ｊ１を中心とする円筒面により切断した断面図である。図４では、インペラ３２２の回転方向は、図中の右側から左方向へと向かう方向である（図６並びに図７．Ａないし図７．Ｄにおいても同様）。また、図示は省略するが、他の３本の支持リブ４３、および、他の６枚の翼３２４の形状は、図４に示す支持リブ４３および翼３２４と同様である。

図４に示すように、支持リブ４３の断面（すなわち、図１中のベース部３１１から支柱部４２に向かって伸びる支持リブ４３の長手方向に垂直な断面）は、図４中の左右方向である中心軸Ｊ１を中心とする周方向の両側が薄く、中央が厚い翼形状となっている。支持リブ４３では、インペラ３２２に対向する第１主面４３１、および、第１主面４３１とは反対側の第２主面４３２が、中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜しており、第１主面４３１が第２主面４３２よりも、インペラ３２２の回転の後側である図４中の右側に位置する。図４に示す断面において、支持リブ４３の第１主面４３１は直線状となっており、第２主面４３２は曲線状となっている。

各支持リブ４３の第１主面４３１では、インペラ３２２に対向するエッジ４３３（インペラ３２２側のエッジであり、以下、「下部エッジ４３３」という。）が、他方のエッジ４３４（以下、「上部エッジ４３４」という。）よりもインペラ３２２の回転の前側（すなわち、図４中における左側であり、図１および図２中における時計回り方向）に位置する。また、第２主面４３２でも同様に、インペラ３２２側の下部エッジ４３３（第１主面４３１の下部エッジ４３３でもある。）が上部エッジ４３４ａよりもインペラ３２２の回転の前側に位置する。換言すれば、支持リブ４３の第１主面４３１および第２主面４３２では、下部エッジ４３３から上部エッジ４３４，４３４ａに向かう方向の周方向成分は、インペラ３２２の回転方向とは反対向きとなっている。

各支持リブ４３では、第１主面４３１の下部エッジ４３３近傍（本実施の形態では、下部エッジ４３３上であり、下部エッジ４３３が面取り形状とされている場合には、第１主面４３１における面取り形状の上部エッジ４３４側の終端縁）において、径方向の各位置における第１主面４３１の法線と中心軸Ｊ１とのなす角度の径方向における平均（以下、「平均角度」という。）が、２０°以上４０°以下（本実施の形態では、約３０°）となっている。

インペラ３２２の翼３２４では、支持リブ４３に対向する主面３２４１（以下、「翼上面３２４１」という。）、および、反対側の主面３２４２（以下、「翼下面３２４２」という。）が、支持リブ４３の第１主面４３１および第２主面４３２とは反対向きに傾斜している。換言すれば、翼３２４は支持リブ４３とは反対向きに傾斜している。

翼３２４の支持リブ４３に対向するエッジ３２４３（すなわち、支持リブ４３側のエッジ）は、他方のエッジ３２４４よりもインペラ３２２の回転の前側に位置する。以下の説明では、翼３２４のエッジ３２４３，３２４４をそれぞれ、翼前縁３２４３および翼後縁３２４４という。冷却装置１においてインペラ３２２が回転する際には、各翼３２４の翼前縁３２４３が、各支持リブ４３の下部エッジ４３３よりも上部エッジ４３４，４３４ａの下方を先に通過する。

各翼３２４では、翼上面３２４１の翼前縁３２４３近傍において、径方向の各位置における翼上面３２４１の法線と中心軸Ｊ１とのなす角度の径方向における平均が、２０°以上４０°以下（本実施の形態では、約３０°）となっている。

図５．Ａは、取付部４の１本の支柱部４２近傍を拡大して示す斜視図である。また、図５．Ｂは、図５．Ａに示す支柱部４２のフレーム４１近傍の部位を中心軸Ｊ１に垂直な面にて切断した横断面図であり、図５．Ｃは、図５．Ａに示すフレーム４１を中心軸Ｊ１を通るとともに中心軸Ｊ１に平行な面にて切断した縦断面図である。

図５．Ａおよび図５．Ｂに示すように、支柱部４２のインペラ３２２の回転方向とは反対方向を向く面４２１が、滑らかな凸形状（本実施の形態では、Ｒ状の面取り形状）とされている（他の３本の支柱部４２においても同様）。また、図５．Ｃに示すように、フレーム４１の内周面４１１は、ヒートシンク２とは反対側の端部（すなわち、内周面４１１のうち支柱部４２および支持リブ４３側の部位）に、ヒートシンク２に近づくに従って中心軸Ｊ１に近づく略環状の傾斜面４１２を有する。

以上に説明したように、冷却装置１では、ヒートシンク２に送風ファン３を固定する取付部４の複数の支持リブ４３のそれぞれにおいて、下部エッジ４３３から上部エッジ４３４，４３４ａに向かう方向の周方向の成分がインペラ３２２の回転方向とは反対向きとなるように、第１主面４３１および第２主面４３２が中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜している。換言すれば、支持リブ４３の第１主面４３１および第２主面４３２が、インペラ３２２の各翼３２４の翼上面３２４１および翼下面３２４２とは反対向きに傾斜している。

送風ファン３が駆動される際には、インペラ３２２の支持リブ４３側から取り込まれる空気は、翼上面３２４１に向かうように流れ込む。このため、支持リブ４３の第１主面４３１および第２主面４３２を翼上面３２４１と反対向きに傾斜させることにより、第１主面４３１および第２主面４３２をインペラ３２２に流入する空気流とおよそ平行として支持リブ４３と空気流との干渉を低減し、支持リブ４３において生じる干渉音を含む冷却装置１の作動音を低減することができる。

これにより、冷却装置１の作動音を増大させることなくインペラ３２２の回転数を増加させ、送風ファン３からヒートシンク２に供給される風量を大きくすることができる。その結果、冷却装置１の冷却性能を向上することができる。あるいは、冷却装置１の冷却性能を維持しつつヒートシンク２単体の冷却性能を低減することができるため、ヒートシンク２においてコア２４の体積を減少させることができ、冷却装置１の軽量化および製造コストの低減を実現することができる。

各支持リブ４３では、長手方向に垂直な断面が翼形状とされるため、インペラ３２２に流入する空気流と支持リブ４３との干渉をより低減することができ、支持リブ４３により生じる冷却装置１の作動音をより低減することができる。また、インペラ３２２の翼３２４の傾きとして現実的に採用される角度範囲を考慮すると、各支持リブ４３において、第１主面４３１の下部エッジ４３３近傍における平均角度を２０°以上４０°以下とすることにより、インペラ３２２に流入する空気流と支持リブ４３との干渉をさらに低減することができ、支持リブ４３により生じる冷却装置１の作動音をより一層低減することができる。

ところで、冷却装置において、各支持リブがインペラの一の翼の前縁と周方向において近接する際に支持リブが翼前縁と略平行となるように設けられるとすると、翼前縁と支持リブとの干渉が支持リブの略全長に亘って生じ、干渉音が大きくなってしまう。

これに対し、本実施の形態に係る冷却装置１では、複数の支持リブ４３が、中心軸Ｊ１から離れるに従ってインペラ３２２の回転方向とは反対方向に向かうように傾いているため、各支持リブ４３とインペラ３２２の翼３２４の翼前縁３２４３とが交差する際の支持リブ４３と翼前縁３２４３とのなす角度（すなわち、翼前縁３２４３と支持リブ４３とが交差する点を基準として、翼前縁３２４３に平行な状態を０°とした場合の角度）が大きくなる。これにより、インペラ３２２の回転時の各瞬間において、支持リブ４３の翼前縁３２４３と交差する部位を小さくして瞬間的に大きな干渉音が生じることを防止することができ、支持リブ４３の略全長に亘る支持リブ４３と翼前縁３２４３との干渉による大きな干渉音の発生を防止して支持リブ４３により生じる冷却装置１の作動音をより低減することができる。

また、各支持リブ４３は、インペラ３２２の回転方向に沿って凸状となるように湾曲しているため、各支持リブ４３とインペラ３２２の翼３２４の翼前縁３２４３とが交差する際の支持リブ４３と翼前縁３２４３とのなす角度がさらに大きくなる。その結果、インペラ３２２の回転時の各瞬間において、支持リブ４３の翼前縁３２４３と交差する部位をより小さくして瞬間的に大きな干渉音が生じることを防止し、支持リブ４３により生じる冷却装置１の作動音をさらに低減することができる。

上述のように、冷却装置１では、インペラ３２２の上部がフレーム４１よりも上側に露出しているため、送風ファン３の駆動時に、インペラ３２２の周囲（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする周方向における３本の支柱部４２の間）から空気を取り込むことができる。これにより、ヒートシンク２に向けて送出される風量を増大することができ、冷却装置１の冷却性能をより向上することができる。

インペラ３２２の周囲から取り込まれる空気は、インペラ３２２の回転方向に沿う図１中の時計回り方向に３本の支柱部４２の間からインペラ３２２に向かって流入する。取付部４では、図５．Ａおよび図５．Ｂに示すように、各支柱部４２のインペラ３２２の回転方向とは反対方向を向く面４２１が、滑らかな凸形状とされているため、インペラ３２２の周囲から流入する空気流と支柱部４２との干渉を低減することができ、支柱部４２において生じる干渉音を含む冷却装置１の作動音を低減することができる。

また、取付部４では、図５．Ｃに示すように、フレーム４１の内周面４１１のヒートシンク２とは反対側の端部に、ヒートシンク２に近づくに従って中心軸Ｊ１に近づく略環状の傾斜面４１２が設けられることにより、インペラ３２２の周囲から流入する空気流とフレーム４１との干渉を低減することができる。その結果、フレーム４１において生じる干渉音を含む冷却装置１の作動音を低減することができる。さらには、フレーム４１による集風効果により、ヒートシンク２に向けて送出される風量を増大することができ、冷却装置１の冷却性能をさらに向上することができる。

冷却装置１では、ヒートシンク２が、中心軸Ｊ１を中心として放射状に配置されるとともに中心軸Ｊ１に沿って伸びる薄板状の複数の放熱フィン２２を備えることにより、フィンユニット２１を大型化することなく、また、放熱フィンの枚数を増加させるために各放熱フィンを過剰に薄くすることなく各放熱フィン２２の強度を十分に確保しつつ、複数の放熱フィン２２の表面積の合計を大きくすることができる。その結果、ヒートシンク２単体の冷却性能、および、冷却装置１の冷却性能を向上することができる。また、各放熱フィン２２の径方向のおよそ中央部より外側の部位が分岐して周方向に関して重なる複数の薄板状の外周部２２２となっていることにより、放熱フィン２２の表面積の合計をより大きくすることができ、ヒートシンク２および冷却装置１の冷却性能をより向上することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置について説明する。第２の実施の形態に係る冷却装置は、支持リブの断面形状が異なる点を除き、図１および図２に示す冷却装置１と同様の構成を有するため、以下の説明では、支持リブ以外の他の構成に同符号を付す。

図６は、図４に対応する断面図であり、第２の実施の形態に係る冷却装置の中心軸Ｊ１（図１参照）を中心とする径方向における支持リブ４３ａの中央近傍において、１本の支持リブ４３ａ、および、インペラ３２２の１枚の翼３２４を中心軸Ｊ１を中心とする円筒面により切断した断面図である。

図６に示すように、支持リブ４３ａは厚さがほぼ一定である平板状となっており、支持リブ４３ａの第１主面４３１および第２主面４３２は、支持リブ４３ａの長手方向に垂直な断面において直線状となっている。支持リブ４３ａでは、第１の実施の形態と同様に、第１主面４３１の下部エッジ４３３から上部エッジ４３４に向かう方向の周方向成分が、インペラ３２２の回転方向とは反対向きとなるように、第１主面４３１が中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜している。また、第２主面４３２の下部エッジ４３３ａから上部エッジ４３４ａに向かう方向の周方向成分が、インペラ３２２の回転方向とは反対向きとなるように、第２主面４３２が中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜しており、第１主面４３１が第２主面４３２よりも、インペラ３２２の回転の後側に位置する。

このように、支持リブ４３ａの第１主面４３１および第２主面４３２をインペラ３２２の翼３２４の翼上面３２４１と反対向きに傾斜させることにより、第１の実施の形態と同様に、インペラ３２２に流入する空気流と支持リブ４３ａとの干渉を低減することができ、支持リブ４３ａにより生じる冷却装置１の作動音を低減することができる。

また、各支持リブ４３ａでは、第１の実施の形態と同様に、第１主面４３１の下部エッジ４３３近傍における平均角度が、２０°以上４０°以下とされることにより、インペラ３２２に流入する空気流と支持リブ４３ａとの干渉をさらに低減することができ、支持リブ４３ａにより生じる冷却装置１の作動音をより低減することができる。さらには、第２主面４３２の下部エッジ４３３ａ近傍における平均角度（すなわち、径方向の各位置における第２主面４３２の下部エッジ４３３ａ近傍の法線と中心軸Ｊ１とのなす角度の径方向における平均）が、２０°以上４０°以下とされることにより、支持リブ４３ａにより生じる冷却装置１の作動音をさらに低減することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

冷却装置の取付部４における支持リブの断面形状は、必ずしも図４および図６に示すものには限定されず、例えば、図７．Ａないし図７．Ｄに示す断面形状を有する支持リブが取付部４に設けられてもよい。

図７．Ａに示す支持リブ４３ｂの長手方向に垂直な断面は、図４に示す支持リブ４３と同様に、周方向の両側が薄く中央が厚い翼形状であるが、第１主面４３１の下部エッジ４３３および上部エッジ４３４と第２主面４３２の下部エッジ４３３ａおよび上部エッジ４３４ａとがそれぞれ離間している点で異なる。図７．Ｂに示す支持リブ４３ｃは厚さがほぼ一定である平板状となっており、支持リブ４３ｃの第１主面４３１および第２主面４３２は、支持リブ４３ｃの長手方向に垂直な断面において曲線状となっている。

図７．Ｃに示す支持リブ４３ｄでは、支持リブ４３ｄの長手方向に垂直な断面において、第１主面４３１が曲線状となっており、第２主面４３２が略直線状となっている。図７．Ｄに示す支持リブ４３ｅの長手方向に垂直な断面は、周方向の両側が薄く中央が厚い略楕円状の翼形状となっている。

支持リブの断面形状が、図７．Ａないし図７．Ｄに示すもののうちいずれの場合であっても、下部エッジ４３３，４３３ａから上部エッジ４３４，４３４ａに向かう方向の周方向成分が、インペラ３２２の回転方向とは反対向きとなるように、第１主面４３１および第２主面４３２が中心軸Ｊ１に垂直な面に対して傾斜することにより、第１および第２の実施の形態と同様に、支持リブにより生じる冷却装置の作動音を低減することができる。

取付部４では、４本以上の支持リブが設けられてもよい。また、フレーム４１の内周面４１１全体がテーパ状とされ、ヒートシンク２に近づくに従って中心軸Ｊ１に近づく略環状の傾斜面となっていてもよい。さらには、フレーム４１は、必ずしもインペラ３２２の全周を囲む略円環状とされる必要はなく、インペラ３２２のヒートシンク２に対向する部位の周囲を囲んで設けられるのであれば、円環の一部が欠けた形状とされてもよい。

第１の実施の形態に係る冷却装置を示す斜視図である。 冷却装置を示す平面図である。 ヒートシンクを示す平面図である。 支持リブおよびインペラの翼を示す断面図である。 支柱部近傍を拡大して示す斜視図である。 支柱部の横断面図である。 フレームの縦断面図である。 第２の実施の形態に係る冷却装置の支持リブおよびインペラの翼を示す断面図である。 支持リブの他の例を示す断面図である。 支持リブの他の例を示す断面図である。 支持リブの他の例を示す断面図である。 支持リブの他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 冷却装置
２ ヒートシンク
３ 送風ファン
４ 取付部
２２ 放熱フィン
３１ ステータ部
３２ ロータ部
４１ フレーム
４２ 支柱部
４３，４３ａ〜４３ｅ 支持リブ
３１１ ベース部
３２２ インペラ
４１１ 内周面
４１２ 傾斜面
４２１ 面
４３１ 第１主面
４３２ 第２主面
４３３，４３３ａ 下部エッジ
４３４，４３４ａ 上部エッジ
Ｊ１ 中心軸

Claims (8)

1. 冷却装置であって、
   ステータ部のベース部からインペラを有するロータ部へと向かう方向に送風する送風ファンと、
   前記送風ファンの前記ロータ部に対向して配置され、前記送風ファンからの送風を受けるとともに熱源に当接して前記熱源からの熱を放散するヒートシンクと、
   前記ヒートシンクに前記送風ファンを固定する取付部と、
   を備え、
   前記取付部が、
   前記ヒートシンク上において前記インペラの前記ヒートシンクに対向する部位の周囲を囲むフレームと、
   前記フレームから前記ヒートシンクとは反対側に突出する複数の支柱部と、
   前記送風ファンの中心軸から離れる方向へと前記ベース部から放射状に伸びるとともに前記複数の支柱部にそれぞれ接続されて前記送風ファンを支持する薄板状の複数の支持リブと、
   を備え、
   前記複数の支持リブのそれぞれにおいて前記インペラに対向するエッジから他方のエッジに向かう方向の前記中心軸を中心とする周方向成分が前記インペラの回転方向とは反対向きとなるように、前記複数の支持リブのそれぞれの前記インペラに対向する第１主面および前記第１主面とは反対側の第２主面が前記中心軸に垂直な面に対して傾斜していることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置であって、
   前記複数の支持リブのそれぞれの長手方向に垂直な断面が翼形状であることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１または２に記載の冷却装置であって、
   前記中心軸を中心とした前記インペラに対向する前記エッジの径方向の各位置における、前記第１主面の法線と、前記中心軸とのなす角度の前記径方向における平均が２０°以上４０°以下であることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却装置であって、
   前記複数の支持リブが、前記中心軸から離れるに従って前記インペラの前記回転方向とは反対方向へと向かうことを特徴とする冷却装置。
5. 請求項４に記載の冷却装置であって、
   前記複数の支持リブが、前記インペラの前記回転方向に沿って凸状となるように湾曲していることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却装置であって、
   前記複数の支柱部の前記インペラの前記回転方向とは反対方向を向く面が滑らかな凸形状とされていることを特徴とする冷却装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の冷却装置であって、
   前記フレームの内周面が、前記ヒートシンクとは反対側の端部に、前記ヒートシンクに近づくに従って前記中心軸に近づく略環状の傾斜面を有することを特徴とする冷却装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の冷却装置であって、
   前記ヒートシンクが、前記中心軸を中心として放射状に配置されるとともに前記中心軸に沿って伸びる薄板状の複数の放熱フィンを備えることを特徴とする冷却装置。

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