JPS6143995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、種々の用途、例えば換気扇、扇風
機、クーラ用フアン等にも適用できる送風機に関
し、なかでも特に各種エレクトロニクス機器にお
いて用いられるに好適な空冷用のフアンに関す
る。

エレクトロニクスの進歩により機器の小型化、
高密度化が進んだ結果、電子回路中で生する熱量
は小体積中に閉じ込められ大きな温度上昇が生じ
易い傾向にあり、機器の信頼性のみならず正常な
動作にも大きな障害が生じる。これを防ぐため、
様々な放熱対策が施されている。周知のように、
局所的あるいは比較的小さな発熱の場合には、放
熱器の設置や筐体に設けた通風孔による自然冷却
を可能であるが、例えば、大型の通信機、電源、
電子計算機、自動制御装置、その他の電子機器の
場合には、筐体に冷却用フアンを取付けて強制空
冷するのが一般的である。

ところで、従来、この種の冷却用フアンは、第
１図に示すように、枠体１の中央に電動機部２
（ステータ部とロータ部とを組合わせパツケージ
ングしたもの）が設けられ、その電動機２のロー
タ（図示せず）に羽根車３を取付けて軸流送風す
るような構造となつていた。勿論、羽根車３を回
転駆動する電動機２は、火花雑音による電子回路
の誤動作を防止するため、整流子のない形式のも
のである。モータトルクを大きくし、充分な風量
が得られるようにするためには、電動機の径や奥
行きを大きくしなければならず、第１図からも判
るように、電動機２がかなりの体積を占めてい
た。それ故、枠体１の径方向面積に対して羽根部
の占める面積が相対的に小さくなり、高速で羽根
車を回転させねば充分な風量は得られないことに
なる。しかしながら、高速で羽根車を回転させよ
うとする風切音が大きくなり、又、フアンの使用
量が多くなると、当然、フアンの回転による騒音
の問題が生じる。騒音を少なくするためには、回
転速度を小さくすることが考えられるが、単位時
間当りの風量が少なくなり、冷却効果が劣つてく
る。従つて、なるべく羽根車の径を大きくして風
量を増す必要があるが、電動機の径や奥行きは小
さくできないから、必然的に枠体は大型化してし
まう結果となる。

これに対してエレクトロニクス装置の小型化は
時代の趨勢であるから、より積極的に推し進めら
れ、冷却用フアンも冷却効果が大きく、しかも小
型、特に薄型のものが待望されているのが現状で
ある。

本考案は、このような実情に鑑みなされたもの
であつて、その目的は、単位時間当りの風量が大
きく冷却効果にすぐれ、回転速度を容易に制御で
き、低速でも滑らかな回転が可能で、信頼性が高
く、騒音が低く、しかも小型化、特に薄型化しう
るような全く新しい構造の冷却用軸流フアンを提
供することにある。

すなわち本考案は、枠体の中央部で羽根車を回
転自在に軸支し、多極着磁を施したリング状永久
磁石体からなる電動機ロータ部を羽根車の外周側
に取付け、前記リング状永久磁石体の周面に面し
て多数の励磁歯を円周方向に並設したヨークを対
向させて配置すると共に、該ヨークの励磁歯群に
沿つてソレノイドコイルを巻装してステータ部と
し、該ステータ部により回転磁界を形成して、ロ
ータ部と一体化された羽根車を同期回転させるよ
うにした冷却用送風機である。

ここでリング状永久磁石体はその径方向に着磁
された構造をなし、ヨークは多数の励磁歯を有す
る内ヨークと外ヨークとをそれらの励磁歯が互い
に食い違い合うように組み合わせた構造をなす。
そしてソレノイドコイルに所定周波数の駆動パル
スを所定のタイミングで供給することによりステ
ータ部で移動磁界が形成され、該移動磁界と永久
磁石体の磁極との相互作用によりロータ部と一体
化された羽根車が前記駆動パルスに同期した速度
で回転するのである。

以下図面に基づき本考案について詳述する。第
２図は本考案に係る冷却用軸流フアンの一実施例
の斜視図である。角型枠体１１の中央部に羽根車
１３が位置する。羽根車１３は、回転軸１４から
放射状に多数の羽根１５を突設したものであつ
て、枠体１１に固定された複数の軸受支持部材１
６およびそれらによつて枠体１１の中央に配置さ
れた軸受部１７により回転自在に支承される。羽
根車１３の外周部には、リング状永久磁石体から
なる電動機のロータ部１８が取付けられる。ロー
タ部１８の外周面に対向して枠体１１内にステー
タ部が設けられ、該ステータ部によつて移動磁界
が作られてロータ部１８および羽根車１３を一体
的に回転駆動する。

この場合、ステータ部は例えば第３図のような
構造にすることができる。ロータの外周よりもや
や大きな円周上から軸方向に向つて多数の励磁歯
２０を突設した外ヨーク２１と、該励磁歯２０と
食い違い合う如く配列した励磁歯２２を有する内
ヨーク２３とを二組僅かにずらせて連設し、外ヨ
ーク２１と内ヨーク２３との間にそれぞれソレノ
イドコイル２４を巻装してなる。ロータ部１８
は、第４図から判るように、その外周面が励磁歯
２０，２２の内側に挿入され、所謂インナーロー
タ型の電動機を構成している。ロータ部１８は、
多極着磁の施されたリング状の永久磁石体からな
るが、ハードフエライト磁石、ハードフエライト
粉末をゴムやプラスチツクスといつた有機バイン
ダーで成型した非焼結磁石、その他希土類金属コ
バルト磁石等から適宜選ぶことができる。いずれ
の場合でも、半径方向に多極着磁された相互間に
着磁むらながないことが好ましく、この意味で
は、バリウム、ストロンチウム、鉛等の酸化物と
酸化第二鉄とを化合してなる六方晶系の所謂マグ
ネトプランバイト型結晶構造をもつフエライト粉
末と有機バインダーとの混練圧延シートを環状に
積層したものは、圧延シートの厚さを薄くすれば
するほどシート面に垂直な方向に磁化容易軸が正
しく配向され、着磁むらを生じないので好適であ
る。

駆動回路は本考案の要旨外であるし、通常のパ
ルスモータと同じであつてよいのでそれについて
は説明を省略する。コイル巻線にパルス状電流を
流し、その通電タイミングと通電方向とをスイツ
チングトランジスタ等で制御することによつて、
例えば上記実施例のように、励磁ステータが２組
のときは１−１相励磁、１−２相励磁、又は２−
２相励磁してステータ部に回転磁界を形成し、ロ
ータ１８及び羽根車１３を回転駆動することがで
きる。

このような構造とすると、電動機部分は前記の
ように通常のパルスモータと同様となり、供給す
るパルスの周波数を変えることによつて容易に回
転速度を可変することができる。従つて、製作し
た各種電子装置の風量−風圧特性に応じて必要最
低限度の速度で回転させることができるため、長
時間にわたり連続使用しても軸受の摩耗が生じに
くく、送風機の長寿命化を図ることができること
のみならず、それを使用する電子装置の信頼性を
著しく向上させることができるし、また騒音の生
を抑させることもできる。またロータ部として多
極着磁の施された永久磁石体を用い、多数の励磁
歯によつて駆動するため、回転トルクの生源が全
周にわたつて均一に分布し、回転速度にかかわら
ず滑らかな回転が得られる。更にはソレノイドコ
イルを用いるので、巻線作業や組立て作業が容易
で、薄型化に適する。

第５図は本考案の他の実施例、アウターロータ
型の例を示している。羽根車１３の先端とロータ
１８の内周との間には間隙が形成され、その間に
ステータ部２５が配設されている。この場合に
は、ロータ１８の内周面が励磁歯２０，２２外面
と対向し、ソレノイドコイル２４は励磁歯２０，
２２の内側に巻装されることになる。

第６図は本考案の更に他の実施例であつて、ス
テータ部は一対の励磁ステータ２１，２３からな
り、その間にソレノイドコイル２６が巻装されて
いる。ロータ１８はステータ部２５の内側に収め
られる、所謂インナーロータ型である。この場
合、移動磁界を作るためには、隅取コイル形かコ
ンデンサ分相形にすればよい。すなわち、隅取コ
イル形の場合には、励磁歯の端部にシヨートリン
グを設け、このシヨートリングによつて主磁束よ
り遅れた磁界を発生させて移動磁界を作る。ま
た、コンデンサ分相形の場合には、ステータ部に
主コイルと補助コイルを巻付は、補助コイルには
コンデンサを通して進相電流を流して回転磁界を
作る。このような隅取コイル形やコンデンサ分相
形とすると、ステータ部をより薄形化することが
できる利点がある。なお、これらの場合にもアウ
ターロータ形とすることができること無論であ
る。

本考案は上記のように構成した冷却用送風機で
あり、従来のものと異なり中央部には回転軸と軸
受部があるだけだし枠体の周辺には径方向の厚さ
が薄い電動機部があるのみだから、限られた一定
の枠内のスペースで羽根部の面積を最大限とする
ことができる上、ロータ部の直径が大きいから外
側に位置するロータ部との相互作用で十分大きな
トルクを生じさせることができるので、風量が大
きくなり冷却能力が高まるというすぐれた効果が
生じる。

また本考案では、ステータ部とロータ部とによ
つてパルスモータ型の構造となつているので、回
転速度を容易に制御でき低速でも滑らかな回転が
可能となり、その結果、冷却用送風機を組み込む
機器にとつて必要最低限度の速度で回転させるこ
とができるから、騒音が小さくなり軸受部の摩耗
も少なく信頼性が非常に高くなるという実用的効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフアンの斜視図、第２図は本考
案に係るフアンの斜視図、第３図はそのステータ
部分の分解斜視図、第４図はその断面図、第５
図、第６図はそれぞれ本考案の他の実施例の断面
図である。 １１……枠体、１３……羽根車、１４……回転
軸、１５……羽根、１６……軸受支持部材、１７
……軸受部、１８……ロータ部、２０，２２……
励磁歯、２１……外ヨーク、２３……内ヨーク、
２４……ソレノイドコイル、２５……ステータ
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 枠体の中央部で羽根車を回転自在に軸支し、該
   羽根車の外周側に、径方向に多極着磁を施したリ
   ング状永久磁石体からなる電動機ロータ部を取り
   付け、多数の励磁歯を円周方向に並設した内ヨー
   クと外ヨークとをそれらの励磁歯が互いに食い違
   い合うように組み合わせて励磁歯群が該リング状
   永久磁石体の外周面に対向するごとく配置すると
   共に、該ヨークの励磁歯群に沿つてその外側にソ
   レノイドコイルを巻装してステータ部とし、ソレ
   ノイドコイルに所定周波数の駆動パルスを供給す
   ることにより該ステータ部で移動磁界を形成し
   て、ロータ部と一体化された羽根車を同期回転さ
   せるようにした冷却用送風機。