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振動通知機能を備えるファン - 特開2008−747 | j-tokkyo
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【発明の名称】 振動通知機能を備えるファン
【発明者】 【氏名】李 世林

【氏名】于 富磊

【氏名】李 建龍

【氏名】陳 志彰

【要約】 【課題】ファンに振動通知機能と熱放散機能を同時に備えることができるファンを提供する。

【構成】ハウジング、インペラ及び駆動機構を含み、前記インペラと前記駆動機構は、前記ハウジングにそれぞれ収容され、前記駆動機構が、前記インペラに連結されて前記インペラの回転を駆動する換気装置と、前記インペラに設置され、少なくとも1つの固定子、少なくとも1つの可動子及び少なくとも1つの軌道を含み、前記固定子が前記軌道に固定され、前記可動子が前記軌道に位置され、前記軌道に沿って移動することにより、振動通知機能を有する振動発生装置とを含むファン。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング、インペラ及び駆動機構を含み、前記インペラと前記駆動機構は、前記ハウジングにそれぞれ収容され、且つ、前記駆動機構は、前記インペラに連結されて前記インペラの回転を駆動する換気装置と、
前記インペラに設置され、少なくとも1つの固定子、少なくとも1つの可動子、及び少なくとも1つの軌道を含み、前記固定子が前記軌道に固定され、前記可動子が前記軌道に位置され、且つ、前記軌道に沿って移動することにより、振動通知機能を持たせる振動発生装置と、を含むファン。
【請求項2】
前記換気装置と前記振動発生装置は、一体化した構造設計である請求項1に記載のファン。
【請求項3】
前記軌道は、前記インペラの上に位置され、且つ、前記インペラの回転中心に対応した前記軌道は、対称配置をなしている請求項2に記載のファン。
【請求項4】
前記インペラは、ハブと複数の回転翼とを含み、前記回転翼は、前記ハブの周縁に設置され、前記軌道は、前記インペラのハブに位置される請求項2に記載のファン。
【請求項5】
前記振動発生装置は、標準機能の部品であり、前記換気装置とは独立した部品であり、それらが互いに連結される請求項1に記載のファン。
【請求項6】
前記振動発生装置は、ベースを更に含み、前記軌道は、前記ベースの上に形成され、且つ、前記振動発生装置は、前記ベースと前記インペラによって接合される請求項5に記載のファン。
【請求項7】
前記ベースの材料は、プラスチック、アクリル、セラミック、金属、または合金である請求項6に記載のファン。
【請求項8】
前記振動発生装置は、ベースを更に含み、前記軌道は、前記ベースの上に形成され、且つ、前記インペラの回転中心に対応する前記軌道は、対称配置をなしている請求項5に記載のファン。
【請求項9】
前記インペラは、ハブと複数の回転翼とを含み、前記回転翼は、前記ハブの周縁に設置され、前記ベースは、前記ハブの上端に設置され、前記ハブと連結される請求項5に記載のファン。
【請求項10】
前記振動発生装置は、ベースを更に含み、前記軌道は、前記ベースを通して所定の固定方式により前記ハブの上表面に固定されることで、前記振動発生装置がインペラに接合される請求項9に記載のファン。
【請求項11】
前記固定子と前記可動子の総数量は、前記軌道の数と同じである請求項1に記載のファン。
【請求項12】
前記固定子と前記可動子の総数量は、前記軌道の数と異なり、前記固定子と前記可動子の総数量は、前記軌道の数より多い、または少ない請求項1に記載のファン。
【請求項13】
前記固定子の数は前記可動子の数より多い、等しい、または少ない請求項1に記載のファン。
【請求項14】
前記固定子と前記可動子は、永久磁石であり、且つ、前記固定子と前記可動子が対称的に配置された時、吸引力が発生する請求項1に記載のファン。
【請求項15】
前記固定子は永久磁石または軟磁石であり、前記可動子は永久磁石または軟磁石である請求項1に記載のファン。
【請求項16】
前記固定子と可動子の数は、複数であり、且つ、一部の固定子と可動子は軟磁石からなり、もう一部の固定子と可動子は永久磁石からなる請求項1に記載のファン。
【請求項17】
前記固定子は、接合、係合、または前記接合及び前記係合と等価の方式で前記軌道に緊密に固定される請求項1に記載のファン。
【請求項18】
前記振動発生装置は、前記軌道の上方に位置し、前記軌道を密閉するカバーを更に含む請求項1に記載のファン。
【請求項19】
前記カバーと前記インペラの材料は、プラスチック、アクリル、セラミック、金属、または合金である請求項18に記載のファン。
【請求項20】
前記カバーは、接合方式、または係合方式で前記軌道の上方に緊密に固定される請求項1に記載のファン。
【請求項21】
前記カバーは、薄い硬質のプラスチックシートからなり、前記軌道の上方に緊密に固定され、前記固定子と前記可動子とを前記軌道内に密封する請求項1に記載のファン。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ファンに関し、特に、振動通知機能と熱放散機能とを同時に備える振動機能を有する小型ファンに関するものである。
【背景技術】
【0002】
携帯電話製品の設計に見られる振動通知の機能は、既に携帯電話製品の基本的な機能となっており、携帯電話の補助部品として振動モーターは欠くことのできない部品となっている。
【0003】
また、携帯電話製品の機能の向上に伴って、電子装置が発生する熱エネルギーに適度な散逸を施さなければ、電子装置の効率が悪くなり易く、引いては破損を招くことになることから、熱放散装置または熱放散システムは現在の電子装置では欠くことのできない備品の1つとなっている。マイクロ電子デバイス(例えば、集積回路)における熱放散装置については、更に重要である。集積度の増加及びパッケージング技術の進歩に伴って、集積回路の面積が縮小することから、単位面積当たりの熱エネルギーもそれに対応して高くなる。よって、高熱放散効率の熱放散装置は電子業界が積極的に研究開発している対象である。
【0004】
電子デバイスの熱放散問題の一般的な解決方法は、その内部にいくつかの熱放散の機構、例えばヒートパイプ、または熱放散フィン等を増設することであるが、この方法では、全体に占める体積を増加させるだけでなく、重量も増加させ、薄型軽量の要求に沿わない。また、もう1つの方法は、携帯電話のハウジング材料に対して改良を行うものである。例えば、マグネシウムとアルミニウムとの合金などの散熱性の良い材料を用いて携帯電話のハウジングとするものであるが、高コストである。
【0005】
仮にファンの全体をより薄型軽量にできれば、ファンを用いることは最も経済的な方法の1つであるといえる。よって、薄型軽量、低コストが現在の電子製品の発展傾向にあることから、いかにして振動通知機能と熱放散機能とを同時に備える小型ファンを提供し、携帯電話に応用させることができるかが重大な課題の1つである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
振動通知機能と熱放散機能とを同時に備えさせることができるファンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の目的に基づいて、例えば軸流式、または遠心式ファンからなり、且つ、携帯電話、マルチメディアデバイス、またはゲーム機に用いることができるファンを提供する。ファンは、換気装置と振動発生装置とを含む。換気装置は、ハウジング、インペラ及び駆動機構を含み、インペラと駆動機構とは、ハウジングにそれぞれ収容され、且つ、駆動機構が、インペラに連結されてインペラの回転を駆動する。振動発生装置は、インペラに設置され、少なくとも1つの固定子、少なくとも1つの可動子及び少なくとも1つの軌道を含む。固定子は、軌道に固定され、可動子は、軌道に位置され、且つ、軌道に沿って移動することにより、振動発生装置に振動通知機能を持たせる。
【0008】
上述のファンの換気装置と振動発生装置とは、一体化した構造設計である。軌道は、インペラの上に位置され、且つ、インペラの回転中心に対応して対称配置をなしている。インペラは、ハブと複数の回転翼とを含み、複数の回転翼は、ハブの周縁に設置され、軌道は、インペラのハブに位置される。ハブと複数の回転翼とは、一体成型であり、各回転翼は、徐々に上に向かう形状をなしている。
【0009】
また、振動発生装置は、標準機能の部品であり、換気装置とは独立した部品であり、それらが互いに連結される。振動発生装置は、一般のファンに直接用いられることができる。振動発生装置は、ベースを更に含み、軌道はベースの上に形成され、且つ、振動発生装置は、ベースとインペラとによって接合される。軌道は、インペラの回転中心に対応して対称配置をなしている。インペラは、ハブと複数の回転翼とを含み、複数の回転翼は、ハブの周縁に設置され、ベースは、ハブの上端に設置され、ハブと連結される。ハブと複数の回転翼とは、一体成型であり、各回転翼は、徐々に上に向かう形状をなしている。
【0010】
振動発生装置は、軌道の上方に位置し、軌道を密閉するカバーを更に含む。カバーは、軌道の上方に接合方式、または係合方式で緊密に固定される。カバーの材料は、プラスチック、アクリル、金属、または合金である。
【0011】
上述のファンの固定子と可動子との総数量は、軌道の数と同じである。固定子と可動子との総数量は、軌道の数と異なり、固定子と可動子との総数量は、軌道の数より多い、または少ない。また、固定子の数は可動子の数より多い、等しい、または少ない。固定子と可動子との数は、それぞれ整数である。固定子と可動子との形状、サイズ、または重量は、同じもしくは異なることができる。
【0012】
固定子と可動子とは、永久磁石であり、且つ、固定子と可動子とが対称的に配置された時、吸引力が発生する。また、固定子が永久磁石であり、可動子が軟磁石である、またはその逆であることもできる。また、固定子と可動子との数は、複数であり、一部の固定子と可動子とは軟磁石からなり、その他の固定子と可動子とは永久磁石からなる。固定子は、接合、係合、または前記接合及び前記係合と等価の方式で軌道に緊密に固定される。
【発明の効果】
【0013】
本発明が提供する振動ファンは、ファンに振動通知機能と熱放散機能とを同時に備えさせることができる。また、本発明は、振動モーターの振動原理をファンの構造設計の中に組み合わせることで、材料と組み立てコストとを低減することができるだけでなく、システム空間をコンパクトにする目的を達成し、薄型軽量の要求に適うこともでき、それによって、携帯電話、マルチメディアデバイス、またはゲーム機等の装置に広く用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明についての目的、特徴及び長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【0015】
図1は、本発明の好ましい実施例に基づいたファンの分解図である。本発明のファン10は、例えば、軸流式ファンであり、主に、熱放散機能を提供する換気装置12と振動通知機能を提供する振動発生装置18との2つの部分より構成される。換気装置12は、ハウジング14、インペラ16及び駆動機構(例えばモーター)を含む。インペラ16と駆動機構とは、ハウジング14内にそれぞれ収容され、インペラ16は、ハブ161と複数の回転翼162とを含む。複数の回転翼162は、ハブ161の周縁に設置され、駆動機構は、インペラ16に連結されてインペラ16の回転を駆動する。
【0016】
振動発生装置18は、インペラ16に設置され、少なくとも1つの固定子182、少なくとも1つの可動子(movable element)183、少なくとも1つの軌道184及びカバー187を含む。固定子182は、接合(bonding)、係合(engaging)、またはそれらと等価の方式で軌道184に緊密に固定される。可動子183は、軌道184に位置され、軌道184に沿って移動することができる。それによって、振動発生装置18に振動通知機能を持たせる。
【0017】
換気装置12と振動発生装置18とは一体化した構造の設計である。軌道184は、インペラ16の上に位置され、インペラ16の回転中心に対応して対称配置をなしている。カバー187は、軌道184の上方に位置し、軌道184を密閉する。カバー187は、薄い硬質のプラスチックシートからなることができ、接合方式、または係合方式で軌道184の上方に緊密に固定され、固定子182と可動子183とを軌道184内に密封する目的をなす。
【0018】
インペラ16は、ハブ161と複数の回転翼162とを含む。複数の回転翼162は、ハブ161の周縁に設置され、軌道184は、インペラ16のハブ161の表面に直接設置される。ハブ161と複数の回転翼162とは、一体成型であり、各回転翼162は、徐々に上に向かう形状をなしている。インペラ16の材料は、プラスチック、アクリル、金属、または合金である。
【0019】
また、本発明の換気装置と振動発生装置とは、個別の部品とすることができ、振動発生装置は、標準機能の部品として設計され、換気装置に連結させることもできる。振動発生装置は、一般のマイクロファンに直接用いられることができる。図2は、本発明の好ましい実施例に基づいたもう1つのファンの概略図である。ファン20は、主に、換気装置22と振動発生装置28との2つの部分より構成される。換気装置22は、ハウジング24、インペラ26及び駆動機構(例えばモーター)を含む。インペラ26と駆動機構とは、ハウジング14内にそれぞれ収容され、インペラ26は、ハブ261と複数の回転翼262とを含む。複数の回転翼262は、ハブ261の周縁に設置され、駆動機構は、インペラ26に連結されてインペラ26の回転を駆動する。
【0020】
振動発生装置28は、インペラ26に位置され、且つ、ベース281、少なくとも1つの固定子282、少なくとも1つの可動子(movable element)283、少なくとも1つの軌道284及びカバー287を含む。軌道284は、ベース281の上に形成され、ベース281によって貼り付け、係合または接合等の固定方式でハブ261の上表面に固定される。それにより、振動発生装置28はインペラ26に接合される。軌道284は、インペラ26の回転中心に対応して対称配置をなしている。カバー287は、軌道284の上方に位置し、軌道284を密閉する。カバー287は、薄い硬質のプラスチックシートからなることができ、接合方式、または係合方式で軌道284の上方に緊密に固定され、固定子282と可動子283とを軌道284内に密封する目的をなす。カバー287及びベース281の材料は、プラスチック、アクリル、セラミック、金属、または合金とすることができる。固定子282は、接合、係合、またはそれらと等価の方式で軌道284に緊密に固定され、可動子283は、軌道284に位置され、軌道284に沿って移動することができる。それによって、振動発生装置28に振動通知機能を持たせる。
【0021】
インペラ26は、ハブ261と複数の回転翼262とを含む。複数の回転翼262は、ハブ261の周縁に設置され、ベース281は、ハブ261の上端に設置され、ハブ261と連結する。インペラ26の材料は、プラスチック、アクリル、金属、または合金である。
【0022】
図1、または図2のファン10,20においても、振動通知機能と熱放散機能とをそれぞれ同時に有することができる。固定子182,282及び可動子183,283のサイズと重量とは同じであり、両者は、2つとも永久磁石、または1つが永久磁石、もう1つが軟磁石からなることができ、固定子182,282と可動子183,283とが対称配置された後に引力を発生させることができるようにする。固定子182,282は、軌道184,284の中心面に緊密に固定され、可動子183,283は、もう1つの対称の軌道184,284内に移動可能に配置され、静止状態においては、引力によって軌道184,284の中心面に緊密に固定される。
【0023】
以下、ファン10,20の回転子が回転する時の作動原理を詳述する。図3A、図3B及び図4において、図3Aは、図1の回転子の回転が安定した状態の概略図であり、図3Bは、図1の回転子の回転が不安定な状態の概略図であり、図4は、本発明の好ましい実施例に基づいたファンの電圧及び速度の曲線図である。ファンの回転子は、回転軸を中心とした対称構造の設計を用いている。図3Aに示すように、回転子が静止状態にある時、可動子283と固定子282との間では、磁力により、互いに吸引する作用が働く。よって、可動子283は吸引され、回転軸に対向した固定子282に対称の位置(第1位置)に位置される。この時、ファンの回転子は、安定した状態にある。
【0024】
電力がファン20に供給された時、可動子283は、平行な軌道284の回転方向で磁力Fc、遠心力Fと、摩擦fの作用を受ける。F≦Fc+fの時、可動子283は、第1位置にあり、この時、回転子は安定した回転状態にあるため、ファン20の振動機能は駆動されておらず、ファンは散熱状態のみにある。即ち、図4に示す状態にある(1)。
【0025】
続いて、遠心力は角速度に比例するため、回転子の回転速度が早くなるにつれ、可動子の受ける遠心力も大きくなる。よって、回転速度をF>Fc+fに上げたとき、図3Bに示したように、可動子283は、軌道284に沿って固定子282から離れた外端の位置(ここでは第2位置とする)に向かって外向きにスライドする。この時、回転子は回転が不安定な状態にあり、ファン20は、回転子の急な不安定さから激烈な振動を発生し、ファン20の振動機能を駆動する。即ち、図4に示す状態にある(2)。続いて、ファン20は振動状態及び散熱状態にあり、即ち、図4に示す状態にある(3)。
【0026】
続いて、回転速度をFc>F+fに下げたとき、可動子283は、軌道284に沿って第1位置に向かって内向きにスライドし、ファン20の振動機能はオフになる。即ち、図4に示す状態にある(4)。回転子は、図3Aに示す回転が安定した状態に戻るため、ファン20の激烈な振動がなくなり、散熱状態のみに戻る。よって、図4の閉曲線は、振動状態が可逆的であることを示している。
【0027】
上述のように、モーターの回転速度の変化を用いて可動子の位置を調整することで、回転子の安定状態の変化を同時に実現し、ファンの振動状態を制御する目的を達成することができる。ファンが熱放散機能を提供すると同時に振動通知機能を提供する目的も実現する。
【0028】
しかし、本発明はこれを限定するものではなく、例えば、上述のファン10,20の固定子と可動子の形状、サイズ、または重量は、同じもしくは異なることができる。固定子と可動子は、永久磁石であることができ、且つ、固定子と可動子が対称的に配置された時、吸引力が発生する。また、固定子が永久磁石であり、可動子が軟磁石である、またはその逆であることもできる。
【0029】
また、固定子の数は可動子の数より多い、等しい、または少ないことができる。固定子と可動子の数は、それぞれ整数である。固定子と可動子の数は、複数であることができ、一部の固定子と可動子とは軟磁石からなり、その他の固定子と可動子とは永久磁石からなる。また、固定子と可動子との総数量は、軌道の数と同じである。固定子と可動子との総数量は、軌道の数と異なり、固定子と可動子との総数量は、軌道の数より多い、または少ない。
【0030】
図5及び図6は、本発明の好ましい実施例に基づいたファンの振動発生装置のその他2つの実施例である。図5では、固定子582の数は、可動子583a,583bの数より少ない。図5の振動発生装置は、1つの固定子582と2つの可動子583a、583bとを含み、固定子582と2つの可動子583a、583bとは、軌道584a、584b、584cにそれぞれ配置される。もう1つの実施例を示す図6では、固定子682a,682bの数は、可動子683a,683bの数と同じである。図6の振動発生装置は、2つの固定子682a、682bと2つの可動子683a、683bとを含み、固定子682a、682bと可動子683a、683bとは、軌道684a、684b、684c、684dにそれぞれ配置される。固定子682a、682bと可動子683a、683bは、インペラの回転中心に対して対称配置をなしている。
【0031】
また、本発明のファン10,20は、図7に示すように、軸流式ファンの他に遠心式ファンであることもでき、本発明の好ましい実施例に基づいたもう1つのファン30の概略図である。
【0032】
以上、本発明の好ましい実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の好ましい実施例に基づいたファンの分解図である。
【図2】本発明の好ましい実施例に基づいたもう1つのファンの概略図である。
【図3A】図1のファンの回転子の回転が安定した状態にある概略図である。
【図3B】図1のファンの回転子の回転が不安定な状態にある概略図である。
【図4】本発明の好ましい実施例に基づいたファンの電圧と速度との曲線図である。
【図5】本発明の好ましい実施例に基づいたファンの振動発生装置(1)の実施例である。
【図6】本発明の好ましい実施例に基づいたファンの振動発生装置(2)の実施例である。
【図7】本発明の好ましい実施例に基づいたファンの概略図である。
【符号の説明】
【0034】
10、20 ファン
12、22 換気装置
14、24 ハウジング
16、26 インペラ
161、261 ハブ
162、262 回転翼
18、28 振動発生装置
182、282、582、682a、682b 固定子
183、283、583a、583b、683a、683b 可動子
184、284、584a、584b、584c、684a、684b、684c、684d 軌道
187、287 カバー
281 ベース
【出願人】 【識別番号】596039187
【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司
【出願日】 平成19年6月13日(2007.6.13)
【代理人】 【識別番号】100080089
【弁理士】
【氏名又は名称】牛木 護

【識別番号】100137800
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 正義

【識別番号】100148253
【弁理士】
【氏名又は名称】今枝 弘充

【識別番号】100148079
【弁理士】
【氏名又は名称】梅村 裕明

【識別番号】100119312
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 栄松


【公開番号】 特開2008−747(P2008−747A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2007−156572(P2007−156572)