JP2811191B2 - Ｄｃブラシレス径流ファンモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は，パーソナルコンピュータやラップトップパ
ソコン等に用い適してその内部回路を冷却するために適
する軸方向から風を吸い込んで径方向に風を走風するた
めのDCブラシレス径流ファンモータ（ラジアルファンモ
ータ）に関し，その特徴とするところは，従来のDCブラ
シレス径流ファンモータの構成要素の多くをそのまま流
用して，その金型の一部を修正するか加工するのみで，
極めて容易且つ安価に形成できるようにしたDCブラシレ
ス径流ファンモータに関する。

［従来技術］ OA機器，コンピュータ周辺機器，電源，その他高密度
実装化電子機器等，あらゆる電子機器の冷却用としてDC
ブラシレスファンモータが多用されている。

ここに電子機器の高密度実装化傾向は，従来用いられ
てきた軸流ファンモータに比較して更に小型，扁平，軽
量化を要求するようになってきた。

この理由の多くは，高密度実装化電子機器では，小型
化を図るためにぎりぎりの設計を行っているため,DCブ
ラシレスファンモーを内蔵の為のスペースも限定されて
いること,DCブラシレスファンモータの重量が筐体等の
負担にならないような軽量なものが要求されていること
と，更に本来的には，なるべく当該ファンモータの助け
を借りなくても済むように，熱の問題に対応できるよう
に設計していることから，必要最低限の空冷が行われれ
ば所定の目的が足りるものが多くなってきており，さほ
ど風量の大きな大形且つ高価なDCブラシレスファンモー
タを用いなくても足りるケースが多くなってきており，
小型，軽量，扁平，安価といった条件が優先される場合
が増えたことによる。

また，冷却の必要がないと思って電子機器を設計した
後，熱の発生に関して不安になり，やはり冷却のために
DCフラジレスファンモータを組み込みたいというケース
がしばしばあるが，一般に高密度実装化電子機器におい
ては，上記したようにスペースぎりぎりの設計を行って
おり，十分な空きスペースがないため，従来一般の大型
のものでは，内蔵できず，小型，扁平のものが要求され
ていた。

尚,DCブラシレスファンモータには，軸方向から風を
吸引して軸方向に風を走風するDCブラシレス軸流ファン
モータと，軸方向から風を吸引して径方向に風を走風す
るDCブラシレスラジアルファンモータとがある。前者の
DCブラシレス軸流ファンモータは，後者のDCブラシレス
ラジアルファンモータに比較して軸方向に厚みが薄い扁
平な小型構造に形成できることから，ファンモータとし
て小型のものが要求されるパーソナルコンピュータ等に
多用されている。

また特にパーソナルコンピュータ等の騒音を気にする
装置などにおいては，回転ファンの回転羽根が軸方向か
ら流れてくる風を垂直に切って径方向に走風するため
に，騒音が大きくなるラジアルファンモータに比較し
て，軸流ファンモータは，回転ファンの回転羽根が軸方
向から流れてくる風を斜めに切って軸方向に走風するた
めに，騒音の点で有利になるために，かかる軸流ファン
モータの方が多用されている。

ここに本件出願人は，縦×横のサイズがそれぞれ60mm
の60角サイズの10mm厚,15mm厚,20mm厚のものや，縦×横
のサイズがそれぞれ40mmの40角サイズの10mm厚,15mm厚,
20mm厚の超小型扁平なDCブラシレス軸流ファンモータを
開発して，かなりの台数を市販して実績を上げている。

この種の60角10mmサイズのDCブラシレス軸流ファンモ
ータ５を第５図及び第６図を参照して説明する。

第５図及び第６図に示す60角10mm厚サイズのコアレス
単相通電構造のDCブラシレス軸流ファンモータ５は，望
ましい角型のベンチュリケース６′を形成するために，
円筒状のベンチュリケース本体７′の外周に等間隔で四
箇所に半径外側方向に延びたコーナーフランジ８［８−
1,・・・,8−４］を一体形成している。コーナーフラン
ジ８は，その軸方向の端面間の高さを上記本体７′と略
々同一に形成し，また軸方向に貫通する軸流ファンモー
タ固定用貫通孔９を形成している。

この貫通孔９の径は，軸流ファンモータ５を螺子を用
いて固定側に固定する必要上，図示しない螺子の螺子部
を通すことができる大きさに設定設計される。ベンチュ
リテーク６′は，安価な角型の軸流ファンモータ５を得
ること及びベンチュリーケース本体７′の強度を補強す
る目的及び後記するリード線係合切欠部10を形成する目
的で，当該軸流ファンモータ５を上面から見た場合にお
いて，この軸流ファンモータ５が平面において全体とし
て正四角形を形成することができるように上記コーナー
フランジ８の軸方向の中央部側面とベンチュリケース本
体７′の軸方向の中央部側面とを連結する軸方向に厚み
の薄い補強フランジ11を上記コーナーフランジ８及びベ
ンチュリケース本体７′と一体形成している。

この補強フランジ11を形成することで，コーナーフラ
ンジ８の側方における圧力強度を高め，またベンチュリ
ケース本体７′の半径方向の肉厚が薄い場合も，充分な
強度を保持できる。従って，材料費が少なく，且つ小型
軽量の全体としても軸方向の厚みが薄いベンチュリケー
ス６′を形成できる。

補強フランジ11近傍部のベンチュリケース本体７′の
底面部には,6本の半径内側方向に延びたステー12が一体
形成され，ベンチュリケース本体７′の内周中央部に同
心状にモータ収納部13を連結して一体形成している。上
記ステー12のうちの１つのステーには，モータ収納部の
外周底部に形成した図示しない切欠透孔部からモータ収
納部13に内蔵されたコアレス単相ブラシレスモータのス
テータ電機子14の端子に電気的に接続された電源供給用
などのためのリード線15を通すためのリード線収納溝を
形成している。上記コーナーフランジ８の近傍部の補強
フランジ11には，上記リード線15を軸方向に通すのに適
した形状の軸方向に貫通するリード線係合切欠部10を形
成している。

ベンチュリケース６′は，その内部に凹部を持つベン
チュリケース本体７′の内周に半径内側方向に延びて形
成されたステー12に連結されたモータ収納部13を一体形
成することによりベンチュリケース６′の底部のモータ
収納部13の外周に回転ファン16の回転羽根17によって走
風されてくる風を軸方向に通すための流風通過孔19を形
成している。モータ収納部13には中央部に軸方向に延び
る軸受ハウス18を一体形成し，この軸受ハウス18に玉軸
承20,滑り軸承21を装着して回転ファン16に固定された
回転軸22を回動自在に軸支して，回転ファン16を回転で
きるようにしている。尚，回転羽根17は，回転すること
で，軸方向に空気を吸い込んで，流風通過孔19を介して
外部下方に走風できるように斜めに形成されたものとな
っている。またモータ収納部13には,180度対称な位置に
軸方向の上方に延びる支柱23を一体形成している。

この支柱23の上に，ステータ電機子14を配設し，非磁
性体でできた螺子24をステータヨーク25に形成した透孔
26及びプリント基板27に形成した透孔28を介して上記支
柱23の頂部の螺子穴29に螺子込んでステータ電機子14を
配設固定している。ステータ電機子14はこれに用いたス
テータヨーク25に，当該単相のDCブラシレス軸流ファン
モータ５が自起動できる望ましい形状の切欠部30を形成
している。ステータヨーク25の上面には,180度対称に２
個の空心型の電機子コイル31を配設している。電機子コ
イル31は，半径方向に延びた有効導体部31aの開角がマ
グネットロータ32の一磁極幅と等しい開角幅に形成され
ている。またプリント基板27には，位置検知素子収納孔
33を形成し，この収納孔33にホール素子やホールIC等の
位置検知素子34を収納している。位置検知素子34は，上
記切欠部30を介して一方の電機子コイル31の上記有効導
体部31aの下部に位置して対向するように，ステータヨ
ーク25の下面に，位置検知素子34を配設したプリント基
板27を配設している。プリント基板27の下面には，図示
しない通電制御回路用ICを配設して，この下面の空隙35
内に収納している。位置検知素子34を配設し，下面に通
電制御回路用ICを配設したプリント基板27を，上面に２
個の電機子コイル31を配設したステータヨーク25の下面
に接着剤を用いて固定することでステータ電機子14を形
成し，軸方向の空隙36を介して回転ファン16に固定した
Ｎ極,S極の永久磁石を持つ４極のフラットなマグネット
ロータ32と相対的回動をなすように面対向させている。
尚，符号41は，ロータヨークを示す。

従って，電源を投入すれば，マグネットロータ32とス
テータ電機子14によって形成された自起動できる単相の
DCブラシレスモータを当該軸流ファンモータ５が備えて
いるために，位置検知素子34がマグネットロータ32のＮ
極,S極の磁極を検出することで，適宜な方向の電流を電
機子コイル31に流すため，所定方向の回転トルクが発生
し，回転ファン16が所定方向に回転し，回転羽根17によ
って軸方向の上部から空気を吸引して流風通過孔19によ
り回転羽根17によって生じた風を軸方向の下部方向に排
出できるものとなる。かかる軸流ファンモータ５は非常
に小型で厚みも薄く軽量に構成されているため，非常に
有用なものである。

しかしながら，装置によっては，風の流れが異なるラ
ジアルファンモータを用いたい場合がある。一般にラジ
アルダンモータは，軸流ファンモータに比較して，台数
も少ないことから高価である。

そこで，本発明者等は，先に第６図に示すような上記
軸流ファンモータ１に用いたと同様なコアレス構造の単
相DCブラシレスモータ37の上部に軸方向から流れてくる
風を直角に切り，径方向に風を流すようにした回転羽根
39を有するラジアルファン40を取り付けた単相コアレス
DCブラシレスラジアルファンモータ41を開発した。これ
は，単相DCブラシレスモータ37を用いていることから軸
流ファンモータ１同様に安価に形成できる有用なもので
ある。尚、38はロータヨークを示す。

［従来技術の問題点］ 上記した軸流ファンモータ５は，軸方向に風を流すこ
とができても，径方向に風を流すことができない。

ここに第６図に示す単相コアレスDCブラシレスラジア
ルファンモータ41は，単相DCブラシレスモータ37に取り
付けたラジアルファン40が，従来同様に軸方向から流れ
て来る風を直角に切り，径方向に風を流すようにしてい
るため，軸方向に非常に長さのある回転羽根39を使用し
なければならず，形成されるラジアルファンモータ41が
軸方向に非常に厚みがあり大型且つ高価になる欠点があ
る。従って，かかるラジアルファンモータ41は，小型で
厚みの薄いのファンモータでなければ使用できないパー
ソナルコンピュータなどには，適さない欠点がある。

また上記ラジアルファンモータ41では，ラジアルファ
ン40が，軸方向から流れて来る風を直角に切り，径方向
に風を流すようにしているため，大きな騒音が生ずる欠
点があった。

更にまた，従来においてファンモータでは，シリーズ
化して各種サイズのものを形成しなければならないが，
軸流ファンモータ及びラジアルファンモータをシルーズ
化するには，その金型費用が莫大になり，両者を製作す
ることはなかなか容易なことでなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は，本件出願人が多量に販売しているDCブラシ
レス軸流ファンモータの構成要素の多くをそのまま流用
して，その金型の一部を修正するか加工するのみで，極
めて容易且つ安価に形成でき，しかも従来の軸流ファン
モータの回転ファンをそのまま用いるならば，軸方向か
らの風を直角に切ることなく斜めに切るようにして騒音
を減少したDCブラシレス径流ファンモータを得ることが
でき，あるいは他の形式の回転ファンを用いることで．
軸方向から空気を吸引して径方向に走風できる機能を持
つ回転ファンを用いることで同じく径方向に走風できる
他の形式の小型扁平構造の安価なDCブラシレス径流ファ
ンモータを極めて容易に得ることが出来るようにするこ
とを課題になされたものである。

［発明の課題を達成する手段］ 本発明の課題は，上端部が開口され、底部を閉じ、中
央部にモータ収納部を備え、その外周部とDCブラシレス
径流ファンモータ本体の外周部との間に回転ファンの回
転羽根を収納するための凹部を設け、上記回転羽根は上
記本体の上端方向から底部方向に空気を導くために軸方
向に対して傾斜して形成したものとし、上記凹部内に１
以上のコアレス電機子コイルを設けてステータ電機子を
形成し、該ステータ電機子と軸方向の空隙を介して対向
する位置にＮ極、Ｓ極の磁極を持つ永久磁石を備えた上
記回転ファンを回動自在に備え、該回転ファンの回転に
よって上記回転羽根により上記本体の上端方向から底部
方向に空気を導かれた空気を上記本体の側方の外部に流
すための流風通路用切欠部を当該上記本体の側面部に形
成したDCブラシレス径流ファンモータを提供することに
よって達成できる。

［発明の作用］ 本発明のDCブラシレス径流ファンモータ１では,DCブ
ラシレス径流ファンモータケース６がその側面部に径方
向に風を通すためのための流風通路用切欠部２を形成し
ているので，電源を投入すると，マグネットロータ32と
ステータ電機子14によって形成された自起動できる単相
のDCブラシレスモータを当該径流ファンモータ１が備え
ているために，位置検知素子34がマグネットロータ32の
Ｎ極,S極の磁極を検出することで，適宜な方向の電流を
電機子コイル31に流すため，所定方向の回転トルクが発
生し，回転ファン16が所定方向に回転する。回転ファン
16の回転羽根17は，軸方向の上部から空気を吸引して空
気を斜めに切りながら底部6aに当てた風及び直接径方向
に流れた風を流風通路用切欠部２を介してその径方向外
部に走風する。

［発明の１実施例］ 第１図は，発明の１実施例を示す60角10mm厚サイズの
DCブラシレス径流ファンモータ（DCブラシレスラジアル
ファンモータ）１の分解斜視図，第２図は同ブラシレス
径流ファンモータ１の上面斜視図，第３図は同ブラシレ
ス径流ファンモータ１の縦断面図で，以下第１図乃至第
３図を参照して本発明の１実施例を説明する。

尚，第４図及び第５図で説明した箇所と共通する箇所
に対しては，同一符号を符し，その説明を省略する。ま
た対応する箇所には，ダッシを外した符号を付する。

このコアレス単相通電構造のDCブラシレス径流ファン
モータ１は，その構成要素を，上記DCブラシレス軸流フ
ァンモータ５と殆ど共通に形成してある。

この径流ファンモータ１のDCブラシレス径流ファンモ
ータ本体６は，上記ベンチュリケース６′をこのベンチ
ュリーケース本体７′の１つの側面においてコーナーフ
ランジ８−１と８−２間の側面７′Ａ部を軸方向に長く
切り欠いて軸方向に貫通する流風通路用切欠部２を形成
すると共にその底部のステー12間の流風通過孔19を閉じ
た構成となっているものに等しい。

すなわち,DCブラシレス径流ファンモータ本体６は，
この本体６の内部に凹部３を形成した平面において外形
が略正四角形をなす角型形状となっている。すなわち，
後記する底部6aが平面において四角形状を成している。
上記本体６の上端部は，上部軸方向からの空気を流入す
るために開口された空気流入口４を有し，下端部が回転
ファン16の回転羽根17によって軸方向の底部6aに流され
た風を軸方向の下側に流すのを阻止するために閉じら
れ，四隅にコーナーフランジ８−1,8−2,8−3,8−４が
あり，更にまたコーナーフランジ８−１と８−２間の一
辺が軸方向に長く切り欠いて径方向に風を通すための流
風通路用切欠部２を形成したものとなっている。

このように形成した径流ファンモータ本体６には，上
記軸流ファンモータ５同様にステータ電機子14が配設さ
れ，回転ファン16に設けたマグネットロータ（Ｎ極,S極
の磁極を持つ永久磁石回転子）32と軸方向の空隙を介し
て相対的回動させている。

尚，回転ファン16のカップ体16aの外周に形成した回
転羽根17は，従来の軸流ファンモータ５の回転ファン16
をそのまま用いたので，空気を斜めに切りながら軸方向
の上部から空気を吸引して軸方向の下方に走風すること
ができるように斜めに形成されている。

このことにより，回転ファン16の回転羽根17は，軸方
向の上部の空気流入口４から径流ファンモータ本体６の
凹部３内に空気を吸引して，空気を斜めに切りながら底
部6aに当てた風及び直接径方向に流れた風を上記ファン
モータ本体６の側面部に形成した流風通路用切欠部２を
介して当該径流ファンモータ本体６の径方向外部に走風
する。

なお，本発明の上記実施例では，軸流ファンモータ５
の回転ファン16をそのまま用いた例を示したが，これに
限る必要はなく，軸方向から空気を吸引して径方向に走
風できる機能を持つ他の適宜な回転ファンを用いても良
く，また用いるブラシレスモータは，上記実施例に示し
た単相通電構造のものでなく多相のものであっても，ま
た有鉄心構造のものでも何れの形式のものであっても良
いことは言うまでもない。

［本発明の効果］ 本発明は，従来のDCブラシレス軸流ファンモータの構
成要素を多くをそのまま流用して，その金型の一部，ベ
ンチュリケース６′の底部及び側面部の一辺７′Ａ部を
形成する部分を修正するか，加工してDCブラシレス径流
ファンモータ本体を形成するだけで良いので，軸方向に
厚みが薄く極めて軽量且つ小型のDCブラシレス径流ファ
ンモータを極めて容易且つ安価に形成できる。

しかも本発明のDCブラシレス径流ファンモータでは，
従来の軸流ファンモータの回転ファンをそのまま用いる
ならば，非常に安価に形成できるのみならず，該回転フ
ァンによれば軸方向からの風を直角に切ることなく斜め
に切るため騒音の非常に小さいでき，また従来の軸流フ
ァンモータと比較しても，軸方向の底部に当てられた風
は，この底部で消音されて径方向に流路を曲げるため，
騒音の点でも小さくできる。

また他の形式の回転ファンを用いても同様な効果を有
するDCブラシレス径流ファンモータを極めて容易且つ安
価に量産できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すDCブラシレス径流ファ
ンモータの分解斜視図，第２図は同ブラシレス径流ファ
ンモータの上面斜視図，第３図は同ブラシレス径流ファ
ンモータの縦断面図，第４図は従来のDCブラシレス軸流
ファンモータの分解斜視図，第５図は同ブラシレス軸流
ファンタの縦断面図，第６図は先に本発明者等が開発し
たDCブラシレスラジアルファンモータの縦断面図であ
る。 ［符号の説明］ 1,1−１……DCブラシレス径流ファンモータ,2……流風
通路用切欠部,3……凹部,4……空気流入口,5……DCブラ
シレス軸流ファンモータ,6……DCブラシレス径流ファン
モータ本体,6a……底部,6b……止子用透孔,6c……切欠
部,6′……ベンチュリケース,7′……ベンチュリケース
本体,8,8−1,・・・,8−４……コーナーフランジ,9……
軸流ファンモータ固定用貫通孔,10……リード線係合切
欠部,11……補強フランジ,12……ステー,13……モータ
収納部,14……ステータ電機子,15……リード線,16……
回転ファン,17……回転羽根,18……軸受ハウス,19……
流風通過孔,20……玉軸承,21……滑り軸承,22……回転
軸,23……支柱,24……螺子,25……ステータヨーク,26…
…透孔,27……プリント基板,28……透孔,29……螺子穴,
30……切欠部,31……電機子コイル,31a……有効導体部,
32……マグネットロータ,33……位置検知素子収納孔,34
……位置検知素子,35,36……空隙,37……単相DCブラシ
レスモータ,38……ロータヨーク,39……回転羽根,40…
…ラジアルファン,41……単相コアレスDCブラシレスラ
ジアルファンモータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記構成要素〜からなることを特徴と
   するDCブラシレス径流ファンモータ。 上端部が開口され，底部（6a）を閉じ，中央部にモ
   ータ収納部（13）を備え，その外周部とDCブラシレス径
   流ファンモータ本体（６）の外周部との間に回転ファン
   （16）の回転羽根（17）を収納するための凹部（３）を
   設けていること。 上記回転羽根（17）は上記本体（６）の上端方向か
   ら底部（6a）方向に空気を導くために軸方向に対して傾
   斜して形成されたものであること。 上記凹部（３）内に１以上のコアレス電機子コイル
   （31）を設けてステータ電機子（14）を形成し，該ステ
   ータ電機子（14）と軸方向の空隙を介して対向する位置
   にＮ極,S極の磁極を持つ永久磁石（32）を備えた上記回
   転ファン（16）を回転自在に備えていること。 該回転ファン（16）の回転によって上記回転羽根
   （17）により上記本体（17）の上端方向から底部（6a）
   方向に空気を導かれた空気を上記本体（17）の側方の外
   部に流すための流風通路用切欠部（19）を当該上記本体
   （17）の側面部に形成していること。