JP2009114906A - 軸流フアンモータの自己冷却構造 - Google Patents

軸流フアンモータの自己冷却構造 Download PDF

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Abstract

【課題】
遠心フアンモータモータ内のモータを駆動する回路基板において、その基板上に搭載された発熱の大きな電子部品の発熱を効率よく放熱を促進し、温度上昇を抑える事である。
【解決手段】
遠心フアンモータモータに於いて、モータの回転子に取り付けられた羽根車が中心軸を中心に回転し、羽根車はケーシング及びカバーから成る筐体に収納されている。そして、羽根車が回転することで吸気口から空気が吸込まれ、通風路を経由し、吐出口から送出される。遠心フアンモータモータの通風路に面したケーシング側壁内面から始まり、モータとケーシング側壁内面の間にモータと電気的に接続されて配設される回路基板の上に搭載した、発熱の大きな電子部品近傍付近に連なるガイド壁がケーシングと一体を成して配設される。
これにより通風路を通る空気の一部が、電子部品近傍に流れ、発熱の大きな電子部品の温度上昇を抑える事ができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、送風に用いられる電動式の遠心ファンモータに関する。
従来より、蝸牛状ケーシングを有し、軸方向に吸気して径方向に排気する遠心フアンモータでは、モータや発熱の大きな電子部品の温度上昇に伴う性能低下を抑制するために、様々な工夫がなされている。
例えば、特許文献1では、羽根車と隣接する吸込み口と反対側のケーシングの側板より羽根車側に向かって形成された環状突起部の内周面を傾斜面とする事で、制御回路部の冷却を促す遠心フアンモータが開示されている。また、特許文献2では羽根車と隣接する吸込み口と反対側のケーシングの側板より羽根車側に向かって形成された環状突起部の一部を低くする事により、そこからの空気流の出入りにより、モータや発熱の大きな電子部品を冷却する事を意図した技術が開示されている。
特開2006−207519号公報 特開2007−126976号公報
しかし、近年の遠心フアンモータは高風量、高静圧への要求からモータの高出力化が進んでおり、モータに入力する電流の増大に伴い、発熱の大きな電子部品の温度上昇が問題となっており、これを強力に冷却する事が依然課題である。
特許文献1 、特許文献2いずれの遠心フアンモータも、従来のファンと比べて電子部品近傍への空気流の出入りを促進させことが出来るものの、何れも通風路を流れる空気流に比較して低速な羽根車とケーシングの間隙を流れる空気流を利用している方法であるため、ケーシング発熱の大きな電子部品の温度上昇が著しい場合は期待以上の冷却効果を得ることができない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子部品を効率よく冷却し温度上昇を抑えることを目的としている。
請求項1に記載の発明に成る遠心フアンモータは、蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板とこれに搭載された電子部品より成る制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車とを備え、前記ケーシング側壁の回路基板外縁に近接する部位に前記ケーシング内部の空気通路から前記回路基板上の発熱の大きな電子部品方向に連なるガイド壁を備える。
請求項2に記載の発明に成る遠心フアンモータは、請求項1 に記載の遠心フアンモータであって、発熱の大きな電子部品と対向する、ケーシング側壁の回路基板寄りの面に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、板状の放熱板を有し、これと発熱の大きな電子部品が良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接している。
請求項3に記載の発明に成る遠心フアンモータは、蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板とこれに搭載された電子部品より成る制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車とを備え、発熱の大きな電子部品と対向するケーシング側壁の回路基板側の面に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、板状の放熱板を備え、これと発熱の大きな電子部品が良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接していて、該放熱板が前記蝸牛状ケーシングの通風路まで連なっている。
請求項4に記載の発明に成る遠心フアンモータは、蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板とこれに搭載された電子部品より成る制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車とを備え、回路基板を羽根車の中心軸から遠ざかる方向に延伸し、基板の羽根車側の面に実装された発熱の大きな電子部品が、前記蝸牛状ケーシング内部の通風路に面するように配設されている。
請求項5に記載の発明に成る遠心フアンモータは請求項4に記載の遠心フアンモータであって、蝸牛状ケーシング内部の通風路に面している回路基板の実装された電子部品等によって生じた凹凸部にシリコンポッティング材などの樹脂またはゴム状部材を充填して回路基板表面を平滑にしている。
請求項6に記載の発明になる遠心フアンモータは請求項4に記載の遠心フアンモータであって、蝸牛状ケーシング内部の通風路に面している回路基板の羽根車側の面に実装された発熱の大きな電子部品にこれと良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接しているアルミまたは銅あるいはそれらの合金より成る、板状の放熱板を備える。
本発明では、何れも発熱の大きな電子部品の温度上昇を抑えることができる。特にアルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、放熱板を用いた請求項2、3、6の発明は他の該放熱板を備えない発明よりもさらに大きな発熱の電子部品の放熱に有効である。
図1は、本発明の第1の実施形態に成る遠心フアンモータ1の構成を示す図であり、中心軸J1を含む平面で切断した縦断面を示す。また、図2は、遠心フアンモータ1の主要な構成を分解して示す斜視図である。図1に示すように、遠心フアンモータ1は、中心軸J1を中心とし羽根車1に内蔵されるモータ6を備え、羽根車1及びモータ6は、ケーシング2に収納される。さらにケーシング2に吸気口4を備えるカバー3が取付けられる事により、通風路9が構成され、羽根車1の回転により吸気口4から空気が羽根車1に取り込まれ、羽根車1の回転で生じた空気流をケーシング2及びカバー3により構成された通風路4内で整え、吐出口5より空気を吹き出す。遠心フアンモータ1は例えば電気製品や電子部品の冷却用途として用いられる。
図1及び図2で見られるようにモータ6とケーシング2の間にモータ6と電気的に接続された回路基板7及び回路基板7上に配設された発熱の大きな電子部品8が収納されている。
図2において回路基板7近傍の通風路9に面するケーシング側壁内面13から始まり、発熱の大きな電子部品8の近傍外側を経由する形で、湾曲して連なる形にケーシング2と一体を成して配設されるガイド壁10がある。
羽根車1が回転し、通風路9に空気が流れると、その一部がガイド壁10の中心軸寄りの側壁に沿う形で、発熱の大きな電子部品8近傍に流れ、その空気流により、発熱の大きな電子部品からの放熱が促進され、温度上昇を下げる事ができる。
図3は、本発明の第2の実施形態に成る遠心フアンモータ2の主要な構成を分解して示す斜視図である。図1及び図2に示す本発明の第1の実施形態に成る遠心フアンモータ1に対して、ケーシング側壁内面13のガイド壁10の中心軸寄りに位置し、発熱の大きな電子部品8に対向する部位に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、板状の放熱板11が配設されている。
前記板状の放熱板11は例えばシリコンゴムから成る良熱伝導性部材12を介して、発熱の大きな電子部品8と当接している。
前記板状の放熱板11近傍は前述のガイド壁10により導かれた空気が通り、かつ、前記放熱板11には発熱の大きな電子部品8から良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材12を介して熱が伝わり、また、前記放熱板11は表面積が発熱の大きな電子部品8と比べ大きく高い放熱性を有するため、発熱の大きな電子部品8から放熱板11を持たない図2の構成に比べて、多くの熱を奪う事が出来、発熱の大きな電子部品8の温度上昇を抑える事ができる。
図4は、本発明の第3の実施形態に成る遠心フアンモータ3の主要な構成を分解して示す斜視図である。図1及び図2に示す第1の実施形態に成る遠心フアンモータ1が備えていたガイド壁を廃し、ケーシング側壁内面13の通風路9に面する位置から発熱の大きな電子部品8に対向する位置に至る範囲の部位に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、板状の放熱板11bが配設されている。
前記板状の放熱板11bは良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材12bを介して、発熱の大きな電子部品8bと当接している。
さらに、前記板状の放熱板11bは通風路9に面していて、羽根車1が回転することで表面を空気流が流れる。かつ、前記放熱板11bには発熱の大きな電子部品8から良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材12bを介して熱が伝わり、また、前記放熱板11bは表面積が発熱の大きな電子部品8と比べ大きく高い放熱性を有するため、発熱の大きな電子部品8から多くの熱を奪う事が出来、発熱の大きな電子部品8の温度上昇を抑える事ができる。
図5は、本発明の第4の実施形態に成る遠心フアンモータ4の主要な構成を分解して示す斜視図である。図1及び図2に示す第1の実施形態に成る遠心フアンモータ1が備えていたガイド壁を廃し、ケーシング側壁内面13の通風路9に面する位置まで変形延伸した回路基板7bを備えており、発熱の大きな電子部品8bは通風路9に面する側に配設されている。
羽根車1が回転し、通風路9に空気が流れると、発熱の大きな電子部品8b近傍に流れ、その空気流により、発熱の大きな電子部品からの放熱が促進され、温度上昇を下げる事ができる。
図6と図8は、本発明の第5の実施形態に成る遠心フアンモータ5の主要な構成を分解して示す斜視図である。図5に示す本発明の第4の実施形態に成る遠心フアンモータ4に対して、回路基板7b上の凹凸により乱流が生じ、騒音が増大することを防ぐため、シリコンポッティング材13などの樹脂またはゴム状部材を充填して、表面を平滑にしている。
図7は、本発明の第6の実施形態に成る遠心フアンモータ6の主要な構成を分解して示す斜視図である。図5に示す本発明の第4の実施形態に成る遠心フアンモータ4に対して、回路基板7b上の発熱の大きな電子部品8bのさらに通風路9側に良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材12cを介して、アルミまたは銅あるいはそれらの合金により成る、板状の放熱板11cが配設されている。
前記板状の放熱板11cは通風路9に面していて、羽根車1が回転することで表面を空気流が流れる。かつ、前記放熱板11cには発熱の大きな電子部品8bから良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材12cを介して熱が伝わり、また、前記放熱板11cは表面積が発熱の大きな電子部品8bと比べ大きく高い放熱性を有するため、発熱の大きな電子部品8bから放熱板11cを持たない図5の構成に比べて、多くの熱を奪う事が出来、発熱の大きな電子部品8bの温度上昇を抑える事ができる。
図11は本考案の有効性を実証するために行った実験結果を表すグラフである。これによると従来のブロワに対して本発明の第1の実施形態に成る遠心フアンモータ1は温度上昇が低く、本発明の第2の実施形態に成る遠心フアンモータ2ではさらに温度上昇を抑えられることがわかる。
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。
例えば本稿では省略しているが、回路基板7及び発熱の大きな電子部品8と放熱板11の間に、例えばPET樹脂製のシート等、絶縁性素材のシート状部材を挟む構成とすることが考えられる。
また、図1から図8までで例示している遠心フアンモータはケーシング側板内面がフラットな形状としているが、実際の遠心フアンモータでは、風量性能、騒音性能、効率、強度の向上を目的として、様々な形状的な試みが施されており、例えば、図9に示すように回路基板の外周側のケーシング側板内面13に環状の凸形状15は多く見られるが、このような形態の遠心フアンモータに本発明を適用してもよい。
また、発熱の大きな電子部品8の位置が吐出口5に対して図2から7の例示と異なった角度にあっても、本発明は適用可能である。
さらに、複数の離れた位置に配設されている発熱の大きな電子部品を冷却するため、図10のようにガイド壁を異なる位置に複数あってもよい。
第1の実施の形態に成る遠心フアンモータの構成を示す断面図である。 第1の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第2の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第3の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第4の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第5の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第6の実施の形態に成る遠心フアンモータの分解斜視図である。 第5の実施の形態に成る遠心フアンモータの構成を示す断面図である。 ケーシングの他の好ましい例を示す斜視図である。 ケーシングの他の好ましい例を示す斜視図である。 本考案の効果検証実験結果を表したグラフである。
符号の説明
1 羽根車
2 ケーシング
3 カバー
4 吸気口
5 吐出口
6 モータ
7、7b 回路基板
8、8b 発熱の大きな電子部品
9 通風路
10、10b ガイド壁
11、11b、11c 放熱板
12、12b、12c 良熱伝導性部材
13 ケーシング側壁内面
14 インペラハブ
15 環状凸部
J1 中心軸

Claims (6)

  1. 片側の側壁に吸気口を設けた蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板と、これに搭載された発熱の大きな電子部品からなる制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車を備える遠心フアンモータにおいて、反吸気口側のケーシング側壁に、通風路から回路基板上の発熱の大きい発熱の大きな電子部品近傍まで連なるガイド壁を設けたことを特徴とする遠心フアンモータ。
  2. 請求項1に記載の遠心フアンモータであって、発熱の大きな電子部品と対向する、ケーシング側壁の回路基板寄りの面に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金より成る板状の放熱板を有し、これと発熱の大きい発熱の大きな電子部品が良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接していることを特徴とする遠心フアンモータ。
  3. 片側の側壁に吸気口を設けた蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板と、これに搭載された発熱の大きな電子部品から成る制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車を備える遠心フアンモータにおいて、発熱の大きい発熱の大きな電子部品と対向する、ケーシング側壁の回路基板寄りの面に、アルミまたは銅あるいはそれらの合金より成る、板状の放熱板を備え、これと発熱の大きい発熱の大きな電子部品が良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接していて、該放熱板が前記蝸牛状ケーシングの通風路まで延伸している構造を特徴とする遠心フアンモータ。
  4. 片側の側壁に吸気口を設けた蝸牛状ケーシングと該ケーシングに内蔵されるモータと、該モータを駆動するための回路基板と、これに搭載された発熱の大きな電子部品からなる制御回路と、前記モータの回転子に一体保持される羽根車を備える遠心フアンモータにおいて、回路基板の一部を羽根車の中心軸から遠ざかる方向に延伸し、回路基板の羽根車側の面に実装された発熱の大きな電子部品が、前記蝸牛状ケーシング内部の通風路に面して配設されている事を特徴とする遠心フアンモータ。
  5. 請求項4に記載の遠心フアンモータであって、蝸牛状ケーシング内部の通風路に面している回路基板の羽根車側の面に実装された発熱の大きな電子部品等により生じるに制御回路表面の凹凸にシリコンポッティング材などの樹脂またはゴム状部材を充填して表面を平滑にしていることを特徴とする遠心フアンモータ。
  6. 請求項4に記載の遠心フアンモータであって、蝸牛状ケーシング内部の通風路に面している回路基板の羽根車側の面に実装された発熱の大きな電子部品にこれと良熱伝導性ゴム状あるいはゲル状、あるいはシート状部材により当接しているアルミまたは銅あるいはそれらの合金より成る、板状の放熱板を備える構造を特徴とする遠心フアンモータ。
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