JPH02275095A - 径流ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ツブパソ
コン等のＯＡ機器１を始めとして冷却を必要とする装置
に使用するための軸方向から風を吸い込んで径方向に風
を走風するための径流ファンモータに関し、特に径流フ
ァンモータにおける空きスペースに効率良く軸方向に風
を吸い込む構造を採用し、風量、風圧をより多く取れる
ようにしたものに関する。

［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等のファンモータが多用さ
れている。

一最にファンモータには、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ラジアル
ファンモータが知られている。その他に小型のものとし
ては、クロスフローファン等がある。

ここに後者のラジアルファンモータとしては。

本発明者が考案した第４図に示すＤＣブラシレスラジア
ルファンモータ１［実開昭６２−１１５７７１号］があ
る。

この第４図に示すＤＣプラクレスラジアルファンモータ
１の構造について以４ドに説明すると、このＤＣブラシ
レスラジアルファンモータ１は、軸方向空隙型のディス
ク型単相ブラシレスモータ２のロータ３のうちのマグネ
ットロータ４およびロータヨーク５を支持する樹脂で形
成したロータ部材６の上部に該ロータ部材６と一体して
し又は間接的であっても良いコ、第４・図において上面
から見て円環状に形成された第５図に示すような複数の
回転羽根セグメント７からなる軸方向から風を吸い込み
径方向に走風する回転羽根８を形成したものとなってい
る６回転羽根８の内周の上記ロータ部材６の上部には、
軸リノ向に風を吸引し易くするに適した形状の中心部に
至るに従って上部軸方向に高くなるように形成した山状
***部９を一体形成している。

このＤＣラジアルブラシレスファンモータ１では、モー
タ２に通電すると、このモータ２が自起動できるような
公知となっている［本件発明者により種々のものが公知
になっているコ適宜な形状の図示しない切欠部を形成し
であるため、必ず自起動できる位置にマグネットロータ
４が停止しているために、マグネットロータ４の磁極を
プリント基板１１の上のホール素子１３が検出すると。

駆動回路１４によって、ステータヨーク１２上で且つ同
相位置に２個の空心型の電機子コイル１５を配設して形
成したコアレスステータ電機子１６により電磁力が発生
する。このため、マグネットロータ４９回転羽根８を有
するロータ３が回転羽根８によって風を軸方向から吸い
込んで径方向に走風することができるように・、第５図
で矢印入方向に回転する。

ロータ３が回転すると、この回転羽根８によってケース
１７の上部に形成しな透孔１８より軸方向から風［ａｉ
　ｒ］を吸い込んで、ケース１７の側面に形成した透孔
１９を介して径方向に走風する。

このように形成したＤＣブラシレスラジアルファンモー
タ１では、上記山状***部９があるために、効率良く軸
方向に風を吸い込むことができ、結果として径方向に大
きな風量・風圧を得ることが可能である。

［従来技術の問題点］ 上記したＤＣブラシレスラジアルファンモータ１に限ら
ず、軸方向から風を吸い込んで径方向に走風する回転羽
根を持つ径流ファンモータでは。

上記回転羽根の内周部の空きζスペースに山状***部を
形成することで、効率良く軸方向に風を吸引することが
できるが、更に効率良く軸方向に風を吸引するには、上
記山状***部を形成するのみでは限度があった。

［発明の解決しようとする課！！ｉ］ 本発明は、上記したＤＣブラシレスラジアルファンモー
タに限らず、軸方向から風を吸引して径方向に走風する
機能を有する回転羽根を有し。

その回転羽根の内部に上記したような山状***部を形成
した径流ファンモータにおいて、上記山状***部を僅か
に改善するのみで、より一層軸方向に風を吸引すること
が出来るようにし、径方向の走風量、走風圧増大できる
ようにした径流ファンモータを得ることを課題に成され
たものである。

なお、径方向に風を回転羽根によって走風した後は、そ
のまま径方向に走風ｔしても良く、あるいは適宜な流風
通路を形成して・、更に走風された風を軸方向に流れる
ように変換しても良い。

［発明の課題を解決するための手段］ かかる本発明の課題は、モータのロータの上部に軸方向
から風を吸い込んで径方向に風を走風できる機能を有し
上面から見て円環状に形成された回転羽根を設け、該回
転羽根の内部の上記ロータ上にその中心に至るに従って
上部軸方向に高くなるように形成した山状***部を設け
、該山状***部に軸方向に風を吸い込むこｄとができる
形状の補助回転羽根を設けた径流ファ参ンモータで達成
される。

［発明の作用］ 本発明の単相ブラシレス径流ファンモータ１０では２図
示しない電源が閉成歯されると、この単相ブラシレスモ
ーフ２が、ステータヨーク１２によってマグネットロー
タ４が自起動できる位置にあり、且つホール素子１３が
マグネットロータ４のＮ極又はＳ極の磁極を検出するこ
とができる状態にあるため、ポール素子１３からその旨
の出力があると、駆動回路１４によって電機子コイル１
５−１．１５−２に適宜方向の通電がなされる。

このことにより、コアレスステータ電機子１６によって
マグネットロータ４を矢印Ａ方向に回転させる電磁トル
クが発生するので、マグネットロータ４を有するロータ
３′が矢印入方向に回転する。

ロータ３′が矢印Ａ方向に回転することで２回転羽根８
．補助回転羽根２０も同様に同方向に回転する。

回転羽根８は１回転することで、透孔１８から軸方向に
風を吸い込んで、当該回転羽根８の内周部からその外周
に導き、径方向に走風する。

径方向に走風された風は、ケース１７の側面に当てられ
、透孔１９に集束されて該透孔１９から外部径方向に走
風されるは々）、直接、透孔１９から外部径方向に走風
される。

補助回転羽根２０は１回転することで、主に透孔１８か
ら軸方向に風を吸い込んで、ロータ部材６の上面に風を
導くほか、当該補助回転羽根２０の外周方向にも風を導
く。

このため、補助回転羽根２０の回転により、従来よりも
透孔１８を介して軸・方向から回転羽根８に吸引されて
くる風量が補助回転羽根２０によって増大されるため１
回転羽根８によって透孔１９から径方向に走風されてく
る風の風量・風圧がより増大する。

［発明の実施例コ 本発明は、第４図および第５・図で示したＤＣブラシレ
スラジアルファンモータ１に限らず、モータのロータの
上部に軸方向から風を吸い込んで径方向に風を走風でき
る機能を有し上面から見て円環状に形成された回転羽根
を設け、該回転羽根の内部の上記ロータ上にその中心に
至るに従って上部軸方向に高くなるように形成した山状
***部を設けた径流ファンモータならば、何れも適用の
あるものである。

しかし、いたずらに実施例を長くするのは、適切でない
ので、従来の第４図および第５図で示したＤＣＣブラシ
レスラジアルフランモータと同じ形式のものに本発明を
適用して、以下に本発明の一実施例を説明する。

なお、第４図および第５図と共通する箇所には、同一符
号を符して、その説明を省略する。

第１図は１本発明の一実施例を示す単相［ＤＣ］ブラシ
レス径流径流ファン−ドータ１０断面図、第２図は同フ
ァンモータに用いた単相ブラシレスモータ部の分解斜視
図、第３図は同ファンモータ１０の上面図で、以下、こ
の第１図乃至第３図を中心に本発明を説明する。

単相ブラシス径流ファンモ参−夕１０は、ＦＭ脂で形成
され上端部に軸方向上部から軸方向下部に空気を取り込
むために形成した透孔１８と、側面にモータ１０の内部
に流入した空気を径方向外部に排出走風するための透孔
１９を形成したカバー１７ａの下端開口部を蓋板１・７
ｂで閉じて、ケース１７を形成している。

蓋板１７ｂには、軸承ハウス２１を形成し、該軸承ハウ
ス２１に装着した玉軸承２２および滑り軸承２３によっ
てロータ３°　［ロータ部材６−］・に取り付けた回転
軸２４を回動自在に支持している。ロータ３′は、樹脂
でできたカップ型ロータ部材６の上部に回転羽根８を有
し、また上部中央部には、その中心に至るに従って軸方
向に高くなるように山状***部９を一体形成し、該山状
***部９の外周には上記透孔１８を介して軸方向下部に
風を吸引するための補助回転羽根２０を一体形成し、そ
の下面にはロータヨトク５を介してマグネットロータ［
界磁マグネッ十コ４を配設し、該マグネットロータ４と
軸方向の空隙を介してコアレスステータ電機子１６と相
対的回動をなすように面対向させることで、ディスク型
単相ブラシレスモータ２を形成している。

蓋板５には、１８０°対称り位置に上部方向に突出した
支柱２５を一体形成し、該支柱２５の上部には、プリン
ト基板１１及びその上に配設されたステータヨーク１２
が非磁性体でできた螺子２６によって固定されている。

プリント基板１１の下面にはＩＣにて形成された駆動回
路１４を配設して、プリント基板１１と蓋板１７ｂ間に
設けられた駆動回路収納用空隙部２７に収納内蔵してお
り、ステータヨーク１１の上面には第３図に示すように
１８０度対称に２個の空心型の電機子コイル１５−１．
１５−２を配設してコアレスステータ電機子１６を形成
し、軸方向の空隙を介してマグネッ・トローツ４と相対
的に回動するように面対向している。

なお、この実施例では、下記の理由によりディスク型単
相ブラシレスモータを採用している。Ｉブラシレスモー
タでは、マグネットロータのＮ極、Ｓ極の磁極をホール
素子、ホールＩＣ，磁気抵抗素子等の位置検知素子を用
いて検出し、該検出信号を基に電機子コイルに切換通電
する為の回路（駆動回路、電子転流回路ともいう。）が
モータの相数分だけ必要になるため、高価になる欠点が
ある。

したがって、このように高価になる相数の多いブラシレ
スモータを、送風して冷却させる目的に使用されるファ
ンモータに用いることは得策でない、　　−・ この為、このファンモータ１０においては１位置検知素
子［例えば、ボール素子］１３が１個で済み、然も駆動
回路１４が１＠分で足り、安価に構成できる単相ブラシ
レスモータ２を使用する。

この単相ブラシレスモータ２は１通電切換点において、
トルクが零となる。所謂「死点」がある、そのため、単
相ブラシレスモータ２では、電機子コイル１５　［１５
−１，１５−２］とマグネットロータ（界磁マグネット
）４によって得られる電磁トルクに加えて、レラクタン
ストルク発生部材によるレラクタンストルクを付加する
ことにより、死点箇所の当該モータ２の停止現象を解消
し、自起動できるようにしている。

尚２上記したように、単相ブラシレスモータ２は、単相
通電構造であるが故（０他に自起動処理手段を設けてお
かなければ、当該モータ２の停止時において、たまたま
死点位置にあるときには１通電しても自起動回転するこ
とができない欠点がある。

この単相ブラシレスモータ略こおいて、自起動処理手段
の一例はレラクタンス・トルク発生部材を設けることで
あるが、わざわざレラクタンストルク発生部材を設ける
ことは、その分だけ高価になるので、上記径流ファンモ
ータ１０では、ステータヨーク１２にレラクタンストル
ク発生部材の機能を持たせるように工夫した単相ブラシ
レスモータ２を採用している。

その方法とは、第３図に示すように、ステータヨーク１
２に当該単相ブラシレスモータ２が自起動できるような
形状の切欠部２８を形成することで可能となる。このよ
うな切欠部２８を形成すると、その半径方向に延びる切
欠端部２８ａがマグネットロータ４との磁気的中和点で
当該マグネットロータ４は、単相ブラシレスモータ２の
無通電時に停止する。

この時に、後記する空心型の電機子コイル１５−１．１
５−２に通電すれば、フレミングの左手の法則に従って
発生する回転トルクによって、必ず第２図に示すマグネ
ットロータ４が矢印Ａ方向に回転することができる。ま
たそのようなことができるような位置に２個の電機子コ
イ・ル１５−１．１５−２を第２図に示すようにステー
タヨーク１２上に配設しておく必要がある。

尚、第２図を参照して、電機子コイル１５１．１５−２
において１回転トルクを発生するのは、半径方向の有効
導体部１５ａ、１５ｂであって２周方向の導体部１５ｃ
、１５ｄは回転トルク発生に寄与しない部分となってい
る。

従って、上記切欠部２８と電機子コイル１５−１．１５
−２とによって、単相ブラシレスモータ２が望ましく自
起動できるようにするには、上記切欠部２８の端部２８
ａが電機子コイル１５−１．１５−２の有効導体部１５
ａ、１５ｂの中心線若しくは、これらの位置と同相位置
、すなわち、これらの位装置は最大起動・トルクが得ら
れる位置で、かかる位置からマグネットロータ４の回転
方向く矢印Ａ方向）に対してマグネットロータ４のＮ極
またはＳ極の４分の１磁極幅はど手前の位置あるいはそ
の位置と同相位置にあるように、当該切欠部２８の端部
２８ａが位置するようにステータヨーク１２と電機子コ
イル１５−１゜１５−２を配設する必要がある。

第２図に示した例では、電機子コイル１５−１．１５二
２の最大起動トルクが得られる有効導体部１５ｂから４
分の１磁極幅、すなわち１機械角で１５度の角度だけ回
転力φ１（矢印Ａ方向）に対して手前に切欠部２８の端
ｍ　２８　ａが位置するようにステータヨーク１２を配
設している。このようにすることで、当該単相ブラシレ
スモータ２を特別に高価となる自起動処理手段を採用し
なくても望ましく自起動できるようにしている。

マグネットロータ４は、第６２図に示すようにＮ極、Ｓ
極の磁極が等しい幅で交互に形成された２Ｐ（Ｐは１以
上の整数）極、・この例では４極の円環状のフラットな
ものに形成したものを用いているため、上記電機子コイ
ル１５−１．１５−２は１回転トルクに寄与する導体部
１５ａと１５ｂとの開角が９０度となるように形成した
扇枠状のものを用いている。

［発明の効果］ 本発明は上記から明らかなように、径流ファンモータに
おいて、軸方向に効滓艮く風を導くための山状***部に
単に補助回転羽根を形成するのみで、大幅な設計変更を
要せずして、簡単に形成でき、しかも従来のものに比較
して大きな風量・風圧の径流ファンモータを容易且つ安
価に形成できる。

なお、上記実施例においては、モータとして単相ブラシ
レスモータを用いた例を示したが、これに限る必要はな
く、他の形式のものであっても良いことは言うまでもな
い。

また１本発明の趣旨を逸脱しない範囲において１本発明
の実施例を適宜設計仕様に応じて変更しても、それらは
本発明の趣旨に属するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す単相ブラシレス径流フ
ァ、ンモータの縦断面図、第２図は同ファンモータの単
相ブラシレスモータ部の分解斜視図、第３図は同ファン
モータの上面図、第４図は従来のＤＣブラシレスラジア
ルファンモータの縦断面図、第５図は同ファンモータの
上面図である。 １・・・ＤＣブラシレスラジアルファンモータ、２・・
・ディスク型単相ブラシレスモータ。 ３．３′　・・・ロータ、４・・・マグネットロータ、
５・・・ロータヨーク、６・・・ロータ部材、７・・・
回転羽根セグメント、８・・・回転羽根、９・・・山状
***部、１０・・・単相［ＤＣ］ブラシレス径流ファン
モータ、１１・・・プリント基板、１２・・・ステータ
ヨーク。 １３・・・ホール素子、１４・・：駆動回路。 １５．１５−１．１５−２・・・電機子コイル。 １５ａ、Ｌ５ｂ・・・回転トルクに寄与する導体部、１
５ｃ、１５ｄ・・・回転トルクに寄与しない導体部、１
６・・・コアレ哄ステータ電機子。 １７・・・ケース、１７ａ・・・カバー１７ｔ）・・・
蓋板、１８．１９・・・透孔。 ２０・・・補助回転羽根、２１・・・軸承ハウス、２２
・・・玉軸承、２３・・・滑り軸承。 ２４・・・回転軸、２５・・・支柱、２６・・・螺子、
２７・・・駆動回路収納用空隙部。 ２８・・・切欠部、２８ａ・・・切欠端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータのロータの上部に軸方向から風を吸い込んで径方
   向に風を走風できる機能を有し上面から見て円環状に形
   成された回転羽根を設け、該回転羽根の内部の上記ロー
   タ上にその中心に至るに従って上部軸方向に高くなるよ
   うに形成した山状***部を設け、該山状***部に軸方向
   に風を吸い込むことができる形状の補助回転羽根を設け
   た、径流ファンモータ。