送風機ユニット
【課題】これまで以上に効率的に空気を撹拌することができる送風機ユニットを提供する。
【解決手段】送風機ユニット１１は例えば床面やラックの天板上に設置される。ハウジング１７内に配置される羽根車２１は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。その結果、回転中心軸ＲＸから遠心方向に気流が生成される。遠心方向の気流は排気口２４から排出される。こうした気流の働きでハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに回転中心軸ＲＸに沿ってハウジング１７の位置は変化することから、気流は回転中心軸ＲＸ回りに加えて回転中心軸ＲＸに沿って例えば上下方向に広い範囲で吐き出される。こうして送風機ユニット１１の周囲で空気はこれまで以上に効率的に撹拌される。
【解決手段】送風機ユニット１１は例えば床面やラックの天板上に設置される。ハウジング１７内に配置される羽根車２１は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。その結果、回転中心軸ＲＸから遠心方向に気流が生成される。遠心方向の気流は排気口２４から排出される。こうした気流の働きでハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに回転中心軸ＲＸに沿ってハウジング１７の位置は変化することから、気流は回転中心軸ＲＸ回りに加えて回転中心軸ＲＸに沿って例えば上下方向に広い範囲で吐き出される。こうして送風機ユニット１１の周囲で空気はこれまで以上に効率的に撹拌される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば室内に配置されて室内の空気を撹拌する送風機ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデータセンタの室内には多数のサーバコンピュータ装置が収容される。例えば複数のサーバコンピュータ装置を収容するラックの天板上には送風機が配置される。送風機で生成される気流は室内の空気を撹拌する。その結果、サーバコンピュータ装置の熱を帯びた暖かい空気は、周囲の比較的に冷たい空気と混ざり合う。こうしてデータセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８１８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４５９７号公報
【特許文献３】特表２００８−５２０１０４号公報
【特許文献４】特開２００４−５５６５６号公報
【特許文献５】特開２００４−４４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送風機は、回転中心軸回りで回転する遠心ファンを備える。遠心ファンを収容するハウジングには、回転中心軸から遠心方向に排気口が形成される。遠心ファンの駆動に基づき生成される気流は排気口から排出される。その結果、ハウジングは回転中心軸回りで回転する。気流は回転中心軸回りに３６０度にわたって流通する。こうした送風機では、回転中心軸に直交する１つの仮想平面に沿って気流が生成されるに過ぎない。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、これまで以上に効率的に空気を撹拌することができる送風機ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、送風機ユニットの一具体例は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備える。
【０００７】
上記目的を達成するために、送風機ユニットの他の具体例は、ハウジング本体と、前記ハウジング本体内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転軸回りで前記排気管の向きを変化させる位置決め機構を備える。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように開示の送風機ユニットによれば、これまで以上に効率的に空気を撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図であり、ハウジングが最上位置に配置される様子を概略的に示す。
【図４】案内片の位置を特定する部分透視平面図である。
【図５】案内片に組み込まれる車輪の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】案内溝の構造を概略的に示す展開側面図である。
【図７】図３に対応し、ハウジングが最下位置に配置される様子を概略的に示す断面図である。
【図８】図２に対応し、羽根車およびハウジングが回転する様子を概略的に示す断面図である。
【図９】第２実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す部分透視斜視図である。
【図１１】ハウジングが最下位置に配置される様子を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態に係る送風機ユニット１１の構造を概略的に示す。送風機ユニット１１は支持台１２を備える。支持台１２は、例えば平坦面で規定される底面を有する例えば円形の基台１３を備える。支持台１２は、基台１３の表面から立ち上がる１対の支柱１４、１４を備える。支柱１４、１４同士は内向き面で相互に向き合う。支持台１２は、支柱１４、１４同士を相互に連結する支持板１５を備える。支持板１５は例えば基台１３の表面に平行に広がる。基台１３、支柱１４、１４および支持板１５は例えば金属材料から形成される。
【００１２】
支持板１５には送風機１６が吊り下げられる。送風機１６はハウジング１７を備える。後述のように、ハウジング１７は、基台１３の表面に直交する回転中心軸ＲＸ回りで回転自在に支持板１５すなわち支持台１２に連結される。ハウジング１７は、例えば円柱形状の収容空間を区画するハウジング本体１８を備える。ハウジング本体１８の天板１８ａには吸気口１９が形成される。吸気口１９はハウジング本体１８の内側の収容空間とハウジング本体１８の外側の外部空間とを相互に接続する。ハウジング本体１８の収容空間には羽根車２１が収容される。回転中心軸ＲＸから遠心方向外側には囲み壁１８ｂが配置される。
【００１３】
ハウジング１７は、囲み壁１８ｂの外側でハウジング本体１８に連結される排気管２２を備える。排気管２２は例えば角筒形状に形成される。排気管２２は内端でハウジング本体１８に連結される。排気管２２は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面内に規定される揺動軸２３回りで揺動することができる。すなわち、揺動軸２３は基台１３の表面に平行に規定される。排気管２２の外端には排気口２４が形成される。揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２の向きは変化する。排気口２４は、回転中心軸ＲＸから遠心方向外側に配置される。排気管２２は例えば樹脂材料から形成される。
【００１４】
基台１３の表面には例えば正円形の台座２６が支持される。台座２６の表面は、水平面に沿って広がる平坦面で規定される。台座２６の表面はハウジング本体１８の底板に向き合う。台座２６の中心軸は回転中心軸ＲＸに一致する。台座２６の外縁は、支柱１４の内向き面に形成される支持溝２７に受け入れられる。支持溝２７は基台１３の表面に平行に延びる。こうした支持溝２７の働きで台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに揺動自在に支柱１４すなわち支持台１２に支持される。台座２６の表面から回転中心軸ＲＸ周りで環状の外側周壁２８および環状の内側周壁２９が立ち上がる。外側周壁２８の内向き面および内側周壁２９の外向き面は所定の間隔で隔てられる。外側周壁２８の内径は内側周壁２９の外径より大きく形成される。外側周壁２８は内側周壁２９と同心円状に形成される。
【００１５】
図２を併せて参照し、送風機１６は遠心ファンに構成される。羽根車２１は、回転体３１と、回転体３１の周囲で回転体３１から放射状に広がる複数枚の羽根３２とを備える。囲み壁１８ｂは、回転中心軸ＲＸ周りに規定される仮想円筒面に沿って広がる。排気管２２は、この仮想円筒面に接する仮想平面に沿って延びる。こうして囲み壁１８ｂの内壁は羽根車２１の羽根３２の外端に向き合う。羽根車２１の回転速度は例えば３０００ｒｐｍ程度に設定される。なお、羽根車２１の回転速度は、一定に設定されてもよく、可変に設定されてもよい。羽根車２１が回転中心軸ＲＸ回りで回転すると、吸気口１９から回転中心軸ＲＸに沿って空気が導入される。羽根車２１の回転で遠心方向に気流は生成される。遠心方向の気流は囲み壁１８ｂの内壁に沿って排気管２２まで誘導される。
【００１６】
図３を併せて参照し、支持板１５には支軸３３が取り付けられる。支軸３３は例えば円柱形状に形成される。支軸３３の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。支軸３３の下端には円筒形状のパイプ３４が保持される。パイプ３４は回転中心軸ＲＸに沿って変位自在に支軸３３に連結される。ただし、支軸３３に対して回転中心軸ＲＸ回りにパイプ３４の相対回転は規制される。パイプ３４の上端には、回転中心軸ＲＸから遠心方向に放射状に広がるフランジ３４ａが形成される。フランジ３４ａおよび支持板１５の間にはコイルばね３５といった弾性部材が挟み込まれる。コイルばね３５は、支持板１５からフランジ３４ａを遠ざける弾性力を発揮する。
【００１７】
パイプ３４の下端には電動モータ３６が取り付けられる。電動モータ３６は、パイプ３４の下端に固定される円筒形状のスリーブ３７を備える。パイプ３４やスリーブ３７の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。ここでは、スリーブ３７は固定子を構成する。スリーブ３７には、回転中心軸ＲＸ回りで回転自在に回転軸３８が支持される。回転軸３８の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。回転軸３８は例えば１対のボールベアリング３９といった軸受けで支持される。回転軸３８には前述の回転体３１が固定される。回転体３１の外壁面には前述の羽根３２が取り付けられる。回転体３１にはスリーブ３７周りで中空空間が区画される。
【００１８】
回転体３１の中空空間には複数の電磁コイル４１および永久磁石４２が配置される。電磁コイル４１はスリーブ３７の外壁面に固定される。永久磁石４２は、スリーブ３７の外壁面に向き合う回転体３１の内壁面に固定される。電磁コイル４１は永久磁石４２に向き合う。電磁コイル４１に電力が供給されると、電磁コイル４１で生成される磁力と永久磁石４２の磁力との反発に基づき回転体３１は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。回転体３１の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。なお、電磁コイル４１への電力の供給にあたって、パイプ３４や支軸３３内を通る配線（図示されず）が用いられればよい。
【００１９】
ハウジング本体１８の天板１８ａおよび底板１８ｃには回転中心軸ＲＸに沿って貫通孔が形成される。天板１８ａの貫通孔内にはボールベアリング４５といった軸受けが固定される。こうして天板１８ａはボールベアリング４５でパイプ３４に支持される。同様に、底板１８ｃの貫通孔内にはボールベアリング４６といった軸受けが固定される。こうして底板１８ｃはボールベアリング４６で回転軸３８に支持される。その結果、ハウジング本体１８すなわちハウジング１７は、回転中心軸ＲＸ回りに相対回転自在にパイプ３４および回転軸３８に支持される。すなわち、ハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに相対回転自在に支軸３３に支持される。
【００２０】
ハウジング本体１８の底板１８ｃには１対の案内片４７、４７が固定される。図４を併せて参照し、一方の案内片４７は、他方の案内片４７に対して回転中心軸ＲＸ回りに相互に１８０度の角度で隔てられる。すなわち、案内片４７、４７は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想直線上に配置される。案内片４７は底板１８ｃから台座２６の表面に向かって延びる。案内片４７の先端には折れ曲がりに基づき例えば回転中心軸ＲＸから遠心方向に突き出る突部４７ａが形成される。突部４７ａは、内側周壁２９の内向き面に形成される案内溝４８に受け入れられる。案内溝４８は回転中心軸ＲＸ周りで途切れなく内側周壁２９に形成される。後述のように、回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに台座２６の表面から案内溝４８の高さは変化する。
【００２１】
突部４７ａは、例えば回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面に沿って広がる。図５を併せて参照し、突部４７ａの外端、上端および下端には例えば球状の車輪５１、５２、５３が組み込まれる。車輪５１は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸５１ａ回りで回転自在に突部４７ａに組み込まれる。車輪５２、５３は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸５２ａ、５３ａ回りで回転自在に突部４７ａに組み込まれる。車輪５１は案内溝４８の側面に受け止められる。車輪５２、５３は案内溝４８の上面および下面に受け止められる。これら車輪５１〜５３の回転に基づき案内溝４８に沿って突部４７ａの移動は案内される。こうした案内に基づきハウジング本体１８は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。なお、台座２６、内側周壁２９、案内片４７および案内溝４８は本発明の位置決め機構を構成する。
【００２２】
排気管２２の底板には案内片５４が固定される。案内片５４は、回転中心軸ＲＸに直交しつつ案内片４７の角位置を通る仮想直線上に配置される。案内片５４は、排気管２２に固定される第１片５５と、第１片５５の下端に連結される第２片５６とを備える。第２片５６は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面内に規定される回転軸５７回りで第１片５５に対して相対回転する。第２片５６の先端には折れ曲がりに基づき回転中心軸ＲＸから遠心方向に突き出る突部５６ａが形成される。突部５６ａは、外側周壁２８の内向き面に形成される案内溝５８に受け入れられる。案内溝５８は回転中心軸ＲＸ回りで途切れなく外側周壁２８に形成される。後述のように、回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに台座２６の表面から案内溝５８の高さは変化する。
【００２３】
突部５６ａは、例えば回転中心軸軸ＲＸに直交する仮想平面に沿って広がる。突部５６ａの外端、上端および下端には例えば球状の車輪６１、６２、６３が組み込まれる。車輪６１は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸（図示されず）回りで回転自在に突部５６ａに組み込まれる。車輪６２、６３は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸（図示されず）回りで回転自在に突部５６ａに組み込まれる。車輪６１は案内溝５８の側面に受け止められる。車輪６２、６３は案内溝５８の上面および下面に受け止められる。これら車輪６１〜６３の回転に基づき案内溝５８に沿って突部５６ａの移動は案内される。こうした案内に基づき排気管２２は回転中心軸ＲＸ回りで揺動する。なお、台座２６、外側周壁２８、案内片５４および案内溝５８は本発明の第２の位置決め機構を構成する。
【００２４】
基台１３の表面から支持溝２７、２７の高さは同一に設定される。支持溝２７の側面、上面および下面には例えば球状の車輪６５、６６、６７が組み込まれる。車輪６５は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸（図示されず）回りで回転自在に支柱１４に組み込まれる。車輪６６、６７は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸（図示されず）回りで回転自在に支柱１４に組み込まれる。車輪６５は支持溝２７の側面に受け止められる。車輪６６、６７は支持溝２７の上面および下面に受け止められる。これら車輪６５〜６７の回転に基づき台座２６の回転は支持溝２７に沿って案内される。こうした案内に基づき台座２６は回転中心軸ＲＸ回りで回転することができる。
【００２５】
基台１３には電動モータ６８が固定される。電動モータ６８の回転軸６９は台座２６に連結される。回転軸６９の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。電動モータ６８は回転軸６９を回転駆動する。回転軸６９の回転に基づき回転中心軸ＲＸ回りに基台１３に対して台座２６の相対回転が引き起こされる。ここでは、基台１３は比較的に大きな重量を有することから、回転中心軸ＲＸ回りに基台１３の回転は規制される。なお、電動モータ６８の回転数は、例えば１分間に数回転の台座２６の回転を実現することができる回転数に設定される。ただし、電動モータ６８すなわち台座２６の回転数はハウジング１７の回転数と異なる回転数に設定される。
【００２６】
図６は一具体例に係る案内溝４８、５８の構造を概略的に示す。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りに蛇行しつつ延びる。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りの角位置０（ゼロ）度から３６０度まで同一の位相を有する。ここでは、案内溝４８、５８は、例えば角位置０（３６０）度、９０度、１８０度および２７０度で台座２６の表面から極大値の高さを規定する。その一方で、案内溝４８、５８は、例えば角位置４５度、１３５度、２２５度および３１５度で台座２６の表面から極小値の高さを規定する。したがって、案内溝４８、５８の高さは、角位置０度から４５度に向かうにつれて極大値から極小値に向かって徐々に減少する。同様に、案内溝４８、５８の高さは、４５度から９０度に向かうにつれて極小値から極大値に向かって徐々に増大する。
【００２７】
９０度から１８０度までの間や１８０度から２７０度までの間、２７０度から３６０度までの間では０度から９０度までの位相と同一の位相で高さが設定される。こうして案内溝４８、５８には台座２６の表面から高さ方向に４つの山と４つの谷とが形成される。ここでは、図６から明らかなように、極大値から極小値までの案内溝４８の高さの変化量Ｃ１は、極大値から極小値までの案内溝５８の高さの変化量Ｃ２より小さく設定される。なお、内側周壁２９の頂上面の高さや外側周壁２８の頂上面の高さは案内溝４８、５８に従って回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに高さを変化させる。頂上面の高さは案内溝４８、５８の高さに追従する。なお、台座２６の表面から案内溝４８、５８の高さは前述の具体例に限定されない。
【００２８】
前述の図３に示されるように、例えば０度や９０度、１８０度、２７０度の角位置では、案内片４７は極大値の高さに位置決めされる。その結果、案内片４７すなわちハウジング本体１８は最上位置に配置される。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りの角位置０度〜３６０度で相互に同一の位相を有することから、案内片５４は最上位置に配置される。このとき、揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２は最大限に上向きに位置決めされる。例えば排気管２２の天板の外端は、ハウジング本体１８の天板１８ａを含む仮想平面より上側に配置される。その結果、排気口２４は最大限に上向きに規定される。
【００２９】
その一方で、図７に示されるように、例えば４５度や１３５度、２２５度、３１５度の角位置では、案内片４７は台座２６の表面から極小値の高さに位置決めされる。その結果、案内片４７すなわちハウジング本体１８は最下位置に配置される。同様に、案内片５４は最下位置に配置される。このとき、揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２は最大限に下向きに位置決めされる。例えば排気管２２の底板の外端は、ハウジング本体１８の底板１８ｃを含む仮想平面より下側に配置される。その結果、排気口２４は最大限に下向きに規定される。
【００３０】
図７から明らかなように、案内片５４の第１片５５は排気管２２の底板に固定されることから、排気管２２の向きの変化に応じて第１片５５は姿勢を変化させる。その結果、案内片５４が最上位置に配置される場合に比べて、第１片５５の先端すなわち回転軸５７は回転中心軸ＲＸに近づく。回転軸５７回りの揺動に基づき第２片５６は垂直姿勢を維持する。このとき、第２片５６の突部５６ａは回転中心軸ＲＸに近づく。したがって、外側周壁２８の内径は４５度や１３５度、２２５度、３１５度の角位置で極小値に設定される。その一方で、外側周壁２８の内径は０度や９０度、１８０度、２７０度の角位置で極大値に設定される。
【００３１】
いま、送風機ユニット１１が稼働する場面を想定する。送風機ユニット１１は、例えばデータセンタの室内の床面や、データセンタの室内に設置されるサーバコンピュータ装置用ラックの天板上に配置される。送風機ユニット１１の稼働にあたって電動モータ３６、６８に電力が供給されると、羽根車２１および台座２６は回転する。羽根車２１の回転に基づき吸気口１９から回転中心軸ＲＸに沿って空気が導入される。図８に示されるように、羽根車２１は例えば時計回りに回転する。羽根車２１の回転で遠心方向に気流は生成される。遠心方向の気流は囲み壁１８ｂの内壁に沿って排気口２４まで誘導される。排気口２４から気流は吐き出される。
【００３２】
ハウジング１７はパイプ３４および回転軸３８に回転自在に連結されることから、排気口２４から吐き出される気流に基づきハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに羽根車２１との回転方向とは逆の反時計回りに回転する。こうして排気口２４は回転中心軸ＲＸ回りに３６０度回転する。ここで、ハウジング１７の回転は気流に基づき実現されることから、ハウジング１７の回転の周期は羽根車２１の回転の周期に比べて著しく小さく設定される。同時に、電動モータ６８の駆動に基づき台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに例えば反時計回りで回転する。台座２６の回転の周期はハウジング１７の回転の周期と異なる周期に設定される。
【００３３】
このとき、回転中心軸ＲＸ回りのハウジング本体１８の回転に基づき案内片４７は案内溝４８内を移動する。案内溝４８の高さは回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに変化することから、ハウジング本体１８の回転に伴ってハウジング本体１８は最上位置および最下位置の間で回転中心軸ＲＸに沿って上下移動する。同時に、回転中心軸ＲＸ回りの排気管２２の揺動に基づき案内片５４は案内溝５８内を移動する。案内溝５８の高さは回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに変化することから、排気管２２の揺動に伴って排気管２２は最上位置の上向きおよび最下位置の下向きの間で向きを変化させる。排気管２２の向きの変化はハウジング本体１８の上下移動に同期する。
【００３４】
その結果、回転中心軸ＲＸ回りに３６０度にわたって排気口２４から気流が吐き出される。このとき、ハウジング本体１８が回転中心軸ＲＸに沿って上下移動すると同時に排気管２２が上向きおよび下向きに向きを変化させることから、気流は回転中心軸ＲＸに沿った上下方向に広い範囲で吐き出される。しかも、ハウジング１７の回転の周期と台座２６の回転の周期とは異なることから、気流の向きはハウジング１７の１回転ごとに各角位置で様々に変化する。こうして送風機ユニット１１の周囲で空気はこれまで以上に効率的に撹拌される。データセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。例えばデータセンタに設置される空調機の負担は軽減される。
【００３５】
図９は本発明の第２実施形態に係る送風機ユニット１１ａの構造を概略的に示す。この送風機ユニット１１ａでは、台座２６に連結される電動モータ６８の組み込みが省略される。その一方で、電動モータ３６の回転軸３８の下端は、基台１３に組み込まれるボールベアリング７１といった軸受けに基づき基台１３に回転自在に支持される。ボールベアリング７１は、回転中心軸ＲＸに沿って回転軸３８の変位を許容する。回転軸３８は、台座２６に形成される例えば正円形状の貫通孔７２内に配置される。貫通孔７２の中心軸は回転中心軸ＲＸに一致する。回転軸３８には第１歯車７３が固定される。第１歯車７３は回転中心軸ＲＸに沿って長尺の円柱形状に形成される。回転軸３８の回転に応じて第１歯車７３は回転中心軸ＲＸ回りに回転することができる。
【００３６】
図１０を併せて参照し、第１歯車７３には、貫通孔７２内に配置される第２歯車７４が噛み合う。第２歯車７４は、基台１３の表面から立ち上がる回転軸７５に固定される。回転軸７５は回転軸３８に平行に延びる。回転軸７５は、基台１３に組み込まれるボールベアリング７６といった軸受けに基づき基台１３に回転自在に支持される。第２歯車７４の歯数は例えば第１歯車７３の歯数より多く設定される。第２歯車７４は、貫通孔７２の内縁に形成される第３歯車７７が噛み合う。第３歯車７７の歯数は第２歯車７４の歯数より多く設定される。こうした歯数の設定によれば、台座２６の回転速度は回転軸３８の回転速度に比べて大きく減速する。その他、前述の送風機ユニット１１と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３７】
こうした送風機ユニット１１ａの稼働にあたって、電動モータ３６に電力が供給されると、羽根車２１の回転に基づき遠心方向の気流は排気口２４から吐き出される。こうした気流に基づきハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに羽根車２１との回転方向とは逆方向に回転する。同時に、回転軸３８の回転に基づき第１歯車７３は回転する。第１歯車７３の駆動力は第２歯車７４を介して第３歯車７７に伝達される。第１歯車７３は回転中心軸ＲＸに沿って長尺に形成されることから、図１１に示されるように、回転中心軸ＲＸに沿ったハウジング１７の上下移動に応じて回転軸３８が上下移動しても、第１歯車７３は第２歯車７４に確実に噛み合うことができる。台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに反時計回りで回転する。
【００３８】
その結果、前述と同様に、回転中心軸ＲＸ周りに３６０度にわたって排気口２４から気流が吐き出される。このとき、ハウジング本体１８が回転中心軸ＲＸに沿って上下移動すると同時に排気管２２が上向きおよび下向きに向きを変化させることから、気流は回転中心軸ＲＸに沿った上下方向に広い範囲で吐き出される。ハウジング１７の回転の周期と台座２６の回転の周期とは異なることから、気流の向きはハウジング１７の１回転ごとに各角位置で様々に変化する。こうして送風機ユニット１１ａの周囲で空気は効率的に撹拌される。データセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。例えばデータセンタに設置される空調機の負担は軽減される。
【００３９】
以上の実施形態に関し出願人はさらに以下の付記を開示する。
【００４０】
（付記１） ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、
前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４１】
（付記２） 付記１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記ハウジングの案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４２】
（付記３） 付記１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記ハウジングに区画されて前記羽根車を収容するハウジング本体と、
前記ハウジングに区画されて前記排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記排気管の向きを変化させる第２の位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４３】
（付記４） 付記３に記載の送風機ユニットにおいて、
前記第２の位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記排気管の案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４４】
（付記５） 付記２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りに回転自在に前記台座を支持する支持台を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４５】
（付記６） 付記２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りの前記ハウジングの回転周期は前記回転中心軸回りの前記台座の回転周期と異なることを特徴とする送風機ユニット。
【００４６】
（付記７） 付記２および４〜７のいずれか１項に記載の送風機ユニットにおいて、
前記羽根車の回転軸に結合される第１歯車と、
前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、
前記台座に形成されて、前記第２歯車に噛み合う第３歯車とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４７】
（付記８） 付記３または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記ハウジング本体の位置の変化の周期は前記排気管の向きの変化の周期に一致することを特徴とする送風機ユニット。
【００４８】
（付記９） ハウジング本体と、
前記ハウジング本体内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転軸回りで前記排気管の向きを変化させる位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【符号の説明】
【００４９】
１１、１１ａ 送風機ユニット、１２ 支持台、１７ ハウジング、１８ ハウジング本体、２１ 羽根車、２２ 排気管、２３ 回転軸（揺動軸）、２４ 排気口、２６ 台座、２８ 周壁（外側周壁）、２９ 周壁（内側周壁）、３８ 回転軸、４７ 案内片、４８ 溝（案内溝）、５４ 案内片、５８ 溝（案内溝）、７３ 第１歯車、７４ 第２歯車、７７ 第３歯車、ＲＸ 回転中心軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば室内に配置されて室内の空気を撹拌する送風機ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデータセンタの室内には多数のサーバコンピュータ装置が収容される。例えば複数のサーバコンピュータ装置を収容するラックの天板上には送風機が配置される。送風機で生成される気流は室内の空気を撹拌する。その結果、サーバコンピュータ装置の熱を帯びた暖かい空気は、周囲の比較的に冷たい空気と混ざり合う。こうしてデータセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８１８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４５９７号公報
【特許文献３】特表２００８−５２０１０４号公報
【特許文献４】特開２００４−５５６５６号公報
【特許文献５】特開２００４−４４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送風機は、回転中心軸回りで回転する遠心ファンを備える。遠心ファンを収容するハウジングには、回転中心軸から遠心方向に排気口が形成される。遠心ファンの駆動に基づき生成される気流は排気口から排出される。その結果、ハウジングは回転中心軸回りで回転する。気流は回転中心軸回りに３６０度にわたって流通する。こうした送風機では、回転中心軸に直交する１つの仮想平面に沿って気流が生成されるに過ぎない。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、これまで以上に効率的に空気を撹拌することができる送風機ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、送風機ユニットの一具体例は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備える。
【０００７】
上記目的を達成するために、送風機ユニットの他の具体例は、ハウジング本体と、前記ハウジング本体内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転軸回りで前記排気管の向きを変化させる位置決め機構を備える。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように開示の送風機ユニットによれば、これまで以上に効率的に空気を撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図であり、ハウジングが最上位置に配置される様子を概略的に示す。
【図４】案内片の位置を特定する部分透視平面図である。
【図５】案内片に組み込まれる車輪の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】案内溝の構造を概略的に示す展開側面図である。
【図７】図３に対応し、ハウジングが最下位置に配置される様子を概略的に示す断面図である。
【図８】図２に対応し、羽根車およびハウジングが回転する様子を概略的に示す断面図である。
【図９】第２実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る送風機ユニットの構造を概略的に示す部分透視斜視図である。
【図１１】ハウジングが最下位置に配置される様子を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態に係る送風機ユニット１１の構造を概略的に示す。送風機ユニット１１は支持台１２を備える。支持台１２は、例えば平坦面で規定される底面を有する例えば円形の基台１３を備える。支持台１２は、基台１３の表面から立ち上がる１対の支柱１４、１４を備える。支柱１４、１４同士は内向き面で相互に向き合う。支持台１２は、支柱１４、１４同士を相互に連結する支持板１５を備える。支持板１５は例えば基台１３の表面に平行に広がる。基台１３、支柱１４、１４および支持板１５は例えば金属材料から形成される。
【００１２】
支持板１５には送風機１６が吊り下げられる。送風機１６はハウジング１７を備える。後述のように、ハウジング１７は、基台１３の表面に直交する回転中心軸ＲＸ回りで回転自在に支持板１５すなわち支持台１２に連結される。ハウジング１７は、例えば円柱形状の収容空間を区画するハウジング本体１８を備える。ハウジング本体１８の天板１８ａには吸気口１９が形成される。吸気口１９はハウジング本体１８の内側の収容空間とハウジング本体１８の外側の外部空間とを相互に接続する。ハウジング本体１８の収容空間には羽根車２１が収容される。回転中心軸ＲＸから遠心方向外側には囲み壁１８ｂが配置される。
【００１３】
ハウジング１７は、囲み壁１８ｂの外側でハウジング本体１８に連結される排気管２２を備える。排気管２２は例えば角筒形状に形成される。排気管２２は内端でハウジング本体１８に連結される。排気管２２は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面内に規定される揺動軸２３回りで揺動することができる。すなわち、揺動軸２３は基台１３の表面に平行に規定される。排気管２２の外端には排気口２４が形成される。揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２の向きは変化する。排気口２４は、回転中心軸ＲＸから遠心方向外側に配置される。排気管２２は例えば樹脂材料から形成される。
【００１４】
基台１３の表面には例えば正円形の台座２６が支持される。台座２６の表面は、水平面に沿って広がる平坦面で規定される。台座２６の表面はハウジング本体１８の底板に向き合う。台座２６の中心軸は回転中心軸ＲＸに一致する。台座２６の外縁は、支柱１４の内向き面に形成される支持溝２７に受け入れられる。支持溝２７は基台１３の表面に平行に延びる。こうした支持溝２７の働きで台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに揺動自在に支柱１４すなわち支持台１２に支持される。台座２６の表面から回転中心軸ＲＸ周りで環状の外側周壁２８および環状の内側周壁２９が立ち上がる。外側周壁２８の内向き面および内側周壁２９の外向き面は所定の間隔で隔てられる。外側周壁２８の内径は内側周壁２９の外径より大きく形成される。外側周壁２８は内側周壁２９と同心円状に形成される。
【００１５】
図２を併せて参照し、送風機１６は遠心ファンに構成される。羽根車２１は、回転体３１と、回転体３１の周囲で回転体３１から放射状に広がる複数枚の羽根３２とを備える。囲み壁１８ｂは、回転中心軸ＲＸ周りに規定される仮想円筒面に沿って広がる。排気管２２は、この仮想円筒面に接する仮想平面に沿って延びる。こうして囲み壁１８ｂの内壁は羽根車２１の羽根３２の外端に向き合う。羽根車２１の回転速度は例えば３０００ｒｐｍ程度に設定される。なお、羽根車２１の回転速度は、一定に設定されてもよく、可変に設定されてもよい。羽根車２１が回転中心軸ＲＸ回りで回転すると、吸気口１９から回転中心軸ＲＸに沿って空気が導入される。羽根車２１の回転で遠心方向に気流は生成される。遠心方向の気流は囲み壁１８ｂの内壁に沿って排気管２２まで誘導される。
【００１６】
図３を併せて参照し、支持板１５には支軸３３が取り付けられる。支軸３３は例えば円柱形状に形成される。支軸３３の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。支軸３３の下端には円筒形状のパイプ３４が保持される。パイプ３４は回転中心軸ＲＸに沿って変位自在に支軸３３に連結される。ただし、支軸３３に対して回転中心軸ＲＸ回りにパイプ３４の相対回転は規制される。パイプ３４の上端には、回転中心軸ＲＸから遠心方向に放射状に広がるフランジ３４ａが形成される。フランジ３４ａおよび支持板１５の間にはコイルばね３５といった弾性部材が挟み込まれる。コイルばね３５は、支持板１５からフランジ３４ａを遠ざける弾性力を発揮する。
【００１７】
パイプ３４の下端には電動モータ３６が取り付けられる。電動モータ３６は、パイプ３４の下端に固定される円筒形状のスリーブ３７を備える。パイプ３４やスリーブ３７の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。ここでは、スリーブ３７は固定子を構成する。スリーブ３７には、回転中心軸ＲＸ回りで回転自在に回転軸３８が支持される。回転軸３８の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。回転軸３８は例えば１対のボールベアリング３９といった軸受けで支持される。回転軸３８には前述の回転体３１が固定される。回転体３１の外壁面には前述の羽根３２が取り付けられる。回転体３１にはスリーブ３７周りで中空空間が区画される。
【００１８】
回転体３１の中空空間には複数の電磁コイル４１および永久磁石４２が配置される。電磁コイル４１はスリーブ３７の外壁面に固定される。永久磁石４２は、スリーブ３７の外壁面に向き合う回転体３１の内壁面に固定される。電磁コイル４１は永久磁石４２に向き合う。電磁コイル４１に電力が供給されると、電磁コイル４１で生成される磁力と永久磁石４２の磁力との反発に基づき回転体３１は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。回転体３１の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。なお、電磁コイル４１への電力の供給にあたって、パイプ３４や支軸３３内を通る配線（図示されず）が用いられればよい。
【００１９】
ハウジング本体１８の天板１８ａおよび底板１８ｃには回転中心軸ＲＸに沿って貫通孔が形成される。天板１８ａの貫通孔内にはボールベアリング４５といった軸受けが固定される。こうして天板１８ａはボールベアリング４５でパイプ３４に支持される。同様に、底板１８ｃの貫通孔内にはボールベアリング４６といった軸受けが固定される。こうして底板１８ｃはボールベアリング４６で回転軸３８に支持される。その結果、ハウジング本体１８すなわちハウジング１７は、回転中心軸ＲＸ回りに相対回転自在にパイプ３４および回転軸３８に支持される。すなわち、ハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに相対回転自在に支軸３３に支持される。
【００２０】
ハウジング本体１８の底板１８ｃには１対の案内片４７、４７が固定される。図４を併せて参照し、一方の案内片４７は、他方の案内片４７に対して回転中心軸ＲＸ回りに相互に１８０度の角度で隔てられる。すなわち、案内片４７、４７は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想直線上に配置される。案内片４７は底板１８ｃから台座２６の表面に向かって延びる。案内片４７の先端には折れ曲がりに基づき例えば回転中心軸ＲＸから遠心方向に突き出る突部４７ａが形成される。突部４７ａは、内側周壁２９の内向き面に形成される案内溝４８に受け入れられる。案内溝４８は回転中心軸ＲＸ周りで途切れなく内側周壁２９に形成される。後述のように、回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに台座２６の表面から案内溝４８の高さは変化する。
【００２１】
突部４７ａは、例えば回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面に沿って広がる。図５を併せて参照し、突部４７ａの外端、上端および下端には例えば球状の車輪５１、５２、５３が組み込まれる。車輪５１は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸５１ａ回りで回転自在に突部４７ａに組み込まれる。車輪５２、５３は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸５２ａ、５３ａ回りで回転自在に突部４７ａに組み込まれる。車輪５１は案内溝４８の側面に受け止められる。車輪５２、５３は案内溝４８の上面および下面に受け止められる。これら車輪５１〜５３の回転に基づき案内溝４８に沿って突部４７ａの移動は案内される。こうした案内に基づきハウジング本体１８は回転中心軸ＲＸ回りで回転する。なお、台座２６、内側周壁２９、案内片４７および案内溝４８は本発明の位置決め機構を構成する。
【００２２】
排気管２２の底板には案内片５４が固定される。案内片５４は、回転中心軸ＲＸに直交しつつ案内片４７の角位置を通る仮想直線上に配置される。案内片５４は、排気管２２に固定される第１片５５と、第１片５５の下端に連結される第２片５６とを備える。第２片５６は、回転中心軸ＲＸに直交する仮想平面内に規定される回転軸５７回りで第１片５５に対して相対回転する。第２片５６の先端には折れ曲がりに基づき回転中心軸ＲＸから遠心方向に突き出る突部５６ａが形成される。突部５６ａは、外側周壁２８の内向き面に形成される案内溝５８に受け入れられる。案内溝５８は回転中心軸ＲＸ回りで途切れなく外側周壁２８に形成される。後述のように、回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに台座２６の表面から案内溝５８の高さは変化する。
【００２３】
突部５６ａは、例えば回転中心軸軸ＲＸに直交する仮想平面に沿って広がる。突部５６ａの外端、上端および下端には例えば球状の車輪６１、６２、６３が組み込まれる。車輪６１は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸（図示されず）回りで回転自在に突部５６ａに組み込まれる。車輪６２、６３は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸（図示されず）回りで回転自在に突部５６ａに組み込まれる。車輪６１は案内溝５８の側面に受け止められる。車輪６２、６３は案内溝５８の上面および下面に受け止められる。これら車輪６１〜６３の回転に基づき案内溝５８に沿って突部５６ａの移動は案内される。こうした案内に基づき排気管２２は回転中心軸ＲＸ回りで揺動する。なお、台座２６、外側周壁２８、案内片５４および案内溝５８は本発明の第２の位置決め機構を構成する。
【００２４】
基台１３の表面から支持溝２７、２７の高さは同一に設定される。支持溝２７の側面、上面および下面には例えば球状の車輪６５、６６、６７が組み込まれる。車輪６５は、回転中心軸ＲＸに平行な車軸（図示されず）回りで回転自在に支柱１４に組み込まれる。車輪６６、６７は、回転中心軸ＲＸに直交する車軸（図示されず）回りで回転自在に支柱１４に組み込まれる。車輪６５は支持溝２７の側面に受け止められる。車輪６６、６７は支持溝２７の上面および下面に受け止められる。これら車輪６５〜６７の回転に基づき台座２６の回転は支持溝２７に沿って案内される。こうした案内に基づき台座２６は回転中心軸ＲＸ回りで回転することができる。
【００２５】
基台１３には電動モータ６８が固定される。電動モータ６８の回転軸６９は台座２６に連結される。回転軸６９の軸心は回転中心軸ＲＸに一致する。電動モータ６８は回転軸６９を回転駆動する。回転軸６９の回転に基づき回転中心軸ＲＸ回りに基台１３に対して台座２６の相対回転が引き起こされる。ここでは、基台１３は比較的に大きな重量を有することから、回転中心軸ＲＸ回りに基台１３の回転は規制される。なお、電動モータ６８の回転数は、例えば１分間に数回転の台座２６の回転を実現することができる回転数に設定される。ただし、電動モータ６８すなわち台座２６の回転数はハウジング１７の回転数と異なる回転数に設定される。
【００２６】
図６は一具体例に係る案内溝４８、５８の構造を概略的に示す。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りに蛇行しつつ延びる。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りの角位置０（ゼロ）度から３６０度まで同一の位相を有する。ここでは、案内溝４８、５８は、例えば角位置０（３６０）度、９０度、１８０度および２７０度で台座２６の表面から極大値の高さを規定する。その一方で、案内溝４８、５８は、例えば角位置４５度、１３５度、２２５度および３１５度で台座２６の表面から極小値の高さを規定する。したがって、案内溝４８、５８の高さは、角位置０度から４５度に向かうにつれて極大値から極小値に向かって徐々に減少する。同様に、案内溝４８、５８の高さは、４５度から９０度に向かうにつれて極小値から極大値に向かって徐々に増大する。
【００２７】
９０度から１８０度までの間や１８０度から２７０度までの間、２７０度から３６０度までの間では０度から９０度までの位相と同一の位相で高さが設定される。こうして案内溝４８、５８には台座２６の表面から高さ方向に４つの山と４つの谷とが形成される。ここでは、図６から明らかなように、極大値から極小値までの案内溝４８の高さの変化量Ｃ１は、極大値から極小値までの案内溝５８の高さの変化量Ｃ２より小さく設定される。なお、内側周壁２９の頂上面の高さや外側周壁２８の頂上面の高さは案内溝４８、５８に従って回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに高さを変化させる。頂上面の高さは案内溝４８、５８の高さに追従する。なお、台座２６の表面から案内溝４８、５８の高さは前述の具体例に限定されない。
【００２８】
前述の図３に示されるように、例えば０度や９０度、１８０度、２７０度の角位置では、案内片４７は極大値の高さに位置決めされる。その結果、案内片４７すなわちハウジング本体１８は最上位置に配置される。案内溝４８、５８は回転中心軸ＲＸ回りの角位置０度〜３６０度で相互に同一の位相を有することから、案内片５４は最上位置に配置される。このとき、揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２は最大限に上向きに位置決めされる。例えば排気管２２の天板の外端は、ハウジング本体１８の天板１８ａを含む仮想平面より上側に配置される。その結果、排気口２４は最大限に上向きに規定される。
【００２９】
その一方で、図７に示されるように、例えば４５度や１３５度、２２５度、３１５度の角位置では、案内片４７は台座２６の表面から極小値の高さに位置決めされる。その結果、案内片４７すなわちハウジング本体１８は最下位置に配置される。同様に、案内片５４は最下位置に配置される。このとき、揺動軸２３回りの揺動に基づき排気管２２は最大限に下向きに位置決めされる。例えば排気管２２の底板の外端は、ハウジング本体１８の底板１８ｃを含む仮想平面より下側に配置される。その結果、排気口２４は最大限に下向きに規定される。
【００３０】
図７から明らかなように、案内片５４の第１片５５は排気管２２の底板に固定されることから、排気管２２の向きの変化に応じて第１片５５は姿勢を変化させる。その結果、案内片５４が最上位置に配置される場合に比べて、第１片５５の先端すなわち回転軸５７は回転中心軸ＲＸに近づく。回転軸５７回りの揺動に基づき第２片５６は垂直姿勢を維持する。このとき、第２片５６の突部５６ａは回転中心軸ＲＸに近づく。したがって、外側周壁２８の内径は４５度や１３５度、２２５度、３１５度の角位置で極小値に設定される。その一方で、外側周壁２８の内径は０度や９０度、１８０度、２７０度の角位置で極大値に設定される。
【００３１】
いま、送風機ユニット１１が稼働する場面を想定する。送風機ユニット１１は、例えばデータセンタの室内の床面や、データセンタの室内に設置されるサーバコンピュータ装置用ラックの天板上に配置される。送風機ユニット１１の稼働にあたって電動モータ３６、６８に電力が供給されると、羽根車２１および台座２６は回転する。羽根車２１の回転に基づき吸気口１９から回転中心軸ＲＸに沿って空気が導入される。図８に示されるように、羽根車２１は例えば時計回りに回転する。羽根車２１の回転で遠心方向に気流は生成される。遠心方向の気流は囲み壁１８ｂの内壁に沿って排気口２４まで誘導される。排気口２４から気流は吐き出される。
【００３２】
ハウジング１７はパイプ３４および回転軸３８に回転自在に連結されることから、排気口２４から吐き出される気流に基づきハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに羽根車２１との回転方向とは逆の反時計回りに回転する。こうして排気口２４は回転中心軸ＲＸ回りに３６０度回転する。ここで、ハウジング１７の回転は気流に基づき実現されることから、ハウジング１７の回転の周期は羽根車２１の回転の周期に比べて著しく小さく設定される。同時に、電動モータ６８の駆動に基づき台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに例えば反時計回りで回転する。台座２６の回転の周期はハウジング１７の回転の周期と異なる周期に設定される。
【００３３】
このとき、回転中心軸ＲＸ回りのハウジング本体１８の回転に基づき案内片４７は案内溝４８内を移動する。案内溝４８の高さは回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに変化することから、ハウジング本体１８の回転に伴ってハウジング本体１８は最上位置および最下位置の間で回転中心軸ＲＸに沿って上下移動する。同時に、回転中心軸ＲＸ回りの排気管２２の揺動に基づき案内片５４は案内溝５８内を移動する。案内溝５８の高さは回転中心軸ＲＸ回りの角位置ごとに変化することから、排気管２２の揺動に伴って排気管２２は最上位置の上向きおよび最下位置の下向きの間で向きを変化させる。排気管２２の向きの変化はハウジング本体１８の上下移動に同期する。
【００３４】
その結果、回転中心軸ＲＸ回りに３６０度にわたって排気口２４から気流が吐き出される。このとき、ハウジング本体１８が回転中心軸ＲＸに沿って上下移動すると同時に排気管２２が上向きおよび下向きに向きを変化させることから、気流は回転中心軸ＲＸに沿った上下方向に広い範囲で吐き出される。しかも、ハウジング１７の回転の周期と台座２６の回転の周期とは異なることから、気流の向きはハウジング１７の１回転ごとに各角位置で様々に変化する。こうして送風機ユニット１１の周囲で空気はこれまで以上に効率的に撹拌される。データセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。例えばデータセンタに設置される空調機の負担は軽減される。
【００３５】
図９は本発明の第２実施形態に係る送風機ユニット１１ａの構造を概略的に示す。この送風機ユニット１１ａでは、台座２６に連結される電動モータ６８の組み込みが省略される。その一方で、電動モータ３６の回転軸３８の下端は、基台１３に組み込まれるボールベアリング７１といった軸受けに基づき基台１３に回転自在に支持される。ボールベアリング７１は、回転中心軸ＲＸに沿って回転軸３８の変位を許容する。回転軸３８は、台座２６に形成される例えば正円形状の貫通孔７２内に配置される。貫通孔７２の中心軸は回転中心軸ＲＸに一致する。回転軸３８には第１歯車７３が固定される。第１歯車７３は回転中心軸ＲＸに沿って長尺の円柱形状に形成される。回転軸３８の回転に応じて第１歯車７３は回転中心軸ＲＸ回りに回転することができる。
【００３６】
図１０を併せて参照し、第１歯車７３には、貫通孔７２内に配置される第２歯車７４が噛み合う。第２歯車７４は、基台１３の表面から立ち上がる回転軸７５に固定される。回転軸７５は回転軸３８に平行に延びる。回転軸７５は、基台１３に組み込まれるボールベアリング７６といった軸受けに基づき基台１３に回転自在に支持される。第２歯車７４の歯数は例えば第１歯車７３の歯数より多く設定される。第２歯車７４は、貫通孔７２の内縁に形成される第３歯車７７が噛み合う。第３歯車７７の歯数は第２歯車７４の歯数より多く設定される。こうした歯数の設定によれば、台座２６の回転速度は回転軸３８の回転速度に比べて大きく減速する。その他、前述の送風機ユニット１１と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００３７】
こうした送風機ユニット１１ａの稼働にあたって、電動モータ３６に電力が供給されると、羽根車２１の回転に基づき遠心方向の気流は排気口２４から吐き出される。こうした気流に基づきハウジング１７は回転中心軸ＲＸ回りに羽根車２１との回転方向とは逆方向に回転する。同時に、回転軸３８の回転に基づき第１歯車７３は回転する。第１歯車７３の駆動力は第２歯車７４を介して第３歯車７７に伝達される。第１歯車７３は回転中心軸ＲＸに沿って長尺に形成されることから、図１１に示されるように、回転中心軸ＲＸに沿ったハウジング１７の上下移動に応じて回転軸３８が上下移動しても、第１歯車７３は第２歯車７４に確実に噛み合うことができる。台座２６は回転中心軸ＲＸ回りに反時計回りで回転する。
【００３８】
その結果、前述と同様に、回転中心軸ＲＸ周りに３６０度にわたって排気口２４から気流が吐き出される。このとき、ハウジング本体１８が回転中心軸ＲＸに沿って上下移動すると同時に排気管２２が上向きおよび下向きに向きを変化させることから、気流は回転中心軸ＲＸに沿った上下方向に広い範囲で吐き出される。ハウジング１７の回転の周期と台座２６の回転の周期とは異なることから、気流の向きはハウジング１７の１回転ごとに各角位置で様々に変化する。こうして送風機ユニット１１ａの周囲で空気は効率的に撹拌される。データセンタの室内で過度の温度上昇は防止される。例えばデータセンタに設置される空調機の負担は軽減される。
【００３９】
以上の実施形態に関し出願人はさらに以下の付記を開示する。
【００４０】
（付記１） ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、
前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４１】
（付記２） 付記１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記ハウジングの案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４２】
（付記３） 付記１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記ハウジングに区画されて前記羽根車を収容するハウジング本体と、
前記ハウジングに区画されて前記排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記排気管の向きを変化させる第２の位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４３】
（付記４） 付記３に記載の送風機ユニットにおいて、
前記第２の位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記排気管の案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４４】
（付記５） 付記２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りに回転自在に前記台座を支持する支持台を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４５】
（付記６） 付記２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りの前記ハウジングの回転周期は前記回転中心軸回りの前記台座の回転周期と異なることを特徴とする送風機ユニット。
【００４６】
（付記７） 付記２および４〜７のいずれか１項に記載の送風機ユニットにおいて、
前記羽根車の回転軸に結合される第１歯車と、
前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、
前記台座に形成されて、前記第２歯車に噛み合う第３歯車とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【００４７】
（付記８） 付記３または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記ハウジング本体の位置の変化の周期は前記排気管の向きの変化の周期に一致することを特徴とする送風機ユニット。
【００４８】
（付記９） ハウジング本体と、
前記ハウジング本体内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転軸回りで前記排気管の向きを変化させる位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【符号の説明】
【００４９】
１１、１１ａ 送風機ユニット、１２ 支持台、１７ ハウジング、１８ ハウジング本体、２１ 羽根車、２２ 排気管、２３ 回転軸（揺動軸）、２４ 排気口、２６ 台座、２８ 周壁（外側周壁）、２９ 周壁（内側周壁）、３８ 回転軸、４７ 案内片、４８ 溝（案内溝）、５４ 案内片、５８ 溝（案内溝）、７３ 第１歯車、７４ 第２歯車、７７ 第３歯車、ＲＸ 回転中心軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、
前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記ハウジングの案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記ハウジングに区画されて前記羽根車を収容するハウジング本体と、
前記ハウジングに区画されて前記排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記排気管の向きを変化させる第２の位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の送風機ユニットにおいて、
前記第２の位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記排気管の案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項５】
請求項２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りに回転自在に前記台座を支持する支持台を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて回転中心軸回りに回転し、前記回転中心軸から遠心方向に気流を生成する羽根車と、
前記ハウジングに形成されて、前記回転中心軸から遠心方向に配置される排気口と、
前記ハウジングに連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記回転中心軸に沿って前記ハウジングの位置を変化させる位置決め機構とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記ハウジングの案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の送風機ユニットにおいて、
前記ハウジングに区画されて前記羽根車を収容するハウジング本体と、
前記ハウジングに区画されて前記排気口を規定し、前記回転中心軸に直交する仮想平面内に規定される回転軸回りで揺動自在に前記ハウジング本体に連結される排気管と、
前記排気管に連結されて、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記排気管の向きを変化させる第２の位置決め機構を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の送風機ユニットにおいて、
前記第２の位置決め機構は、
前記回転中心軸に直交する平面に沿って表面を規定する台座と、
前記回転中心軸周りで前記台座の表面から立ち上がる周壁と、
前記周壁に形成されて前記排気管の案内片の移動を案内し、前記回転中心軸回りの角位置ごとに前記台座の表面からの高さを変化させる溝とを備えることを特徴とする送風機ユニット。
【請求項５】
請求項２または４に記載の送風機ユニットにおいて、前記回転中心軸回りに回転自在に前記台座を支持する支持台を備えることを特徴とする送風機ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６５８３４（Ｐ２０１０−２６５８３４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８８０９（Ｐ２００９−１１８８０９）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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