CN104564738A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却装置，该冷却装置具有叶轮、马达、基底部以及马达电路板。叶轮围绕朝向上下方向的中心轴线旋转且具有沿周向排列的多个叶片和支承叶片的叶片支承部。马达使叶轮旋转。基底部支承马达。马达电路板配置于基底部的上表面且向马达的线圈提供驱动电流。在多个叶片中的在周向上相邻的至少一对叶片之间存在有从该叶片的轴向上侧的边缘到达轴向下侧的边缘且与基底部的上表面对置地开口的流路。基底部的下表面具有能够接触热源的热源接触部。叶片的至少一部分具有轴向下侧的边缘与基底部的上表面对置的叶片边缘对置部。马达电路板的最外缘部位位于比叶片边缘对置部的径向内侧端部靠径向内侧的位置。

Description

冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却装置。

背景技术

在笔记本型电脑等电子设备中，框体内部的CPU等发热量较多。因此发热对策变得重要。作为发热对策的一种方法，即在框体内部设置送风风扇来排出热量。但是，如果在框体内部装设送风风扇，则送风风扇自身也吸收框体内部的热量，因此存在有送风风扇的工作环境恶化的危险。

因此，在日本公开公报2004-316505号所公开的风扇单元中公开了一种在叶轮的外侧表面设置散热层来散发由旋转轴产生的热量的结构。

然而，一般的离心风扇的空气流动是通过叶片沿周向旋转而从轴向一侧(进气侧)向径向外侧(排气侧)变换。此时，相邻的叶片与叶片之间的轴向上的一侧的空气通过叶片的旋转而变换成朝向径向，因此不易朝向轴向上的另一侧流动。由于在轴向上的另一侧不易排出框体的热量，因而存在有热量被滞留在离心风扇内部的担忧。

发明内容

本发明的目的是提供一种高冷却性能的冷却装置。

本发明所例示的第一方面为冷却装置，该冷却装置具有叶轮、马达、基底部以及马达电路板。叶轮围绕朝向上下方向的中心轴线旋转且具有沿周向排列的多个叶片和支承叶片的叶片支承部。马达使叶轮旋转。基底部支承马达。马达电路板配置于基底部的上表面且向马达的线圈提供驱动电流。其特征是，在多个叶片中的在周向上相邻的至少一对叶片之间具有从该叶片的轴向上侧的边缘到达轴向下侧的边缘且与基底部的上表面对置地开口的流路。基底部在下表面具有能够接触到热源的热源接触部。叶片的至少一部分具有轴向下侧的边缘与基底部的上表面对置的叶片边缘对置部。马达电路板的最外缘部位位于比叶片边缘对置部的径向内端部靠径向内侧的位置。

通过本发明所例示的第一方面能够提高冷却装置的性能。

本发明所例示的第二方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，马达电路板的最外缘部位位于比叶片支承部的外端靠径向内侧的位置。

本发明所例示的第三方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，所述叶片的最下端与在轴向上其对置的所述基底部的上表面之间的轴向距离在800μm以下。

本发明所例示的第四方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，叶片边缘对置部全长的四分之一以上为轴向下侧的边缘与基底部的上表面之间的距离在800μm以下的接近对置部。

本发明所例示的第五方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，所述叶片支承部的下端位于比所述叶片的最下端靠轴向上侧的位置。

本发明所例示的第六方面涉及第四方面所述的冷却装置，其特征是，所述冷却装置具有一个以上叶片边缘对置部的比径向上的中点靠径向外侧的区域中的二分之一以上为接近对置部的叶片。

本发明所例示的第七方面涉及第四方面所述的冷却装置，其特征是，所述冷却装置具有一个以上叶片边缘对置部中的比接近对置部靠径向内侧的区域处的叶片的轴向下侧的边缘与基底部的上表面之间的距离在800μm以上的叶片。

本发明所例示的第八方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，在设所述流路在周向上的最大宽度为W(m)、所述叶片中的与所述流路相邻的叶片的所述接近对置部处的同所述基底部的上表面之间的间隙的平均值为G(m)、所述流路在周向上具有最大宽度的部位处的所述叶片的周向旋转速度为S(m/sec)、充满所述冷却装置的周围的气体的运动粘度为v(m²/sec)时，G×S/v小于500，G×W/v大于等于1000。

本发明所例示的第九方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，马达部具有一端与马达电路板电连接而另一端与外部电连接的导线，基底部具有上下贯通的导线插入口和从导线插入口朝向外周端在径向上贯通的导线引导部，导线穿过导线插入口并经过导线引导部被引到外部。

本发明所例示的第十方面涉及第九方面所述的冷却装置，其特征是，导线引导部为基底部的下表面的槽，导线引导部的径向大小比周向宽度大，导线引导部的深度比导线轴向的厚度深。

本发明所例示的第十一方面涉及第九方面所述的冷却装置，其特征是，导线引导部为基底部的上表面的槽，导线引导部的径向大小比周向宽度大，导线引导部的深度比导线轴向的厚度深。

本发明所例示的第十二方面涉及第九方面所述的冷却装置，其特征是，基底部的厚度比导线的轴向厚度厚。

本发明所例示的第十三方面涉及第九方面所述的冷却装置，其特征是，导线为柔性印刷电路板。

本发明所例示的第十四方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，基底部在比多个叶片靠径向外侧的位置具有朝向轴向上方延伸的弹性部，弹性部的末端具有在上下方向上贯通的固定部件插入口。

本发明所例示的第十五方面涉及第十四方面所述的冷却装置，其特征是，弹性部为三个以上，且中心轴线位于被连接多个固定部件插入口的中心的线段包围的区域内。

本发明所例示的第十六方面涉及第十四方面所述的冷却装置，其特征是，弹性部由与基底部连为一体的一个部件构成。

本发明所例示的第十七方面涉及第十四方面所述的冷却装置，其特征是，弹性部由与基底部分体的部件构成。

本发明所例示的第十八方面涉及第一方面所述的冷却装置，其特征是，轴承机构为流体动压轴承，所述流体动压轴承具有固定侧轴承面、与该固定侧轴承面隔着轴承间隙对置的旋转侧轴承面以及填满该轴承间隙的润滑液。

本发明所例示的第十九方面涉及第一至第十八方面中的任一项所述的冷却装置，其特征是，热源接触部在俯视时位于比叶轮的外端靠径向内侧的位置。

本发明所例示的第二十方面涉及第一至第十八方面中的任一项所述的冷却装置，其特征是，热源接触部与比叶片支承部的最外径靠径向外侧且比多个叶片的最外周靠径向内侧的位置在俯视时至少一部分重叠。

本发明所例示的第二十一方面涉及第一至第十八方面中的任一项所述的冷却装置，其特征是，热源接触部的至少一部分位于比多个叶片的最外径靠径向外侧的位置。

本发明所例示的第二十二方面涉及第一至第十八方面中的任一项所述的冷却装置，其特征是，热源接触部与比叶片支承部的最外径靠径向外侧且比多个叶片的最外周靠径向内侧的区域在俯视时完全重叠。

本发明所例示的第二十三方面涉及第一至第十八方面中的任一项所述的冷却装置，其特征是，基底部具有能够容纳热源的热源容纳部。

本发明所例示的第二十三方面提供一种能够高效冷却热源的冷却装置。

由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1为第一实施方式所涉及的冷却装置的剖视图。

图2为马达12附近的剖视图。

图3为套筒231的剖视图。

图4为套筒231的俯视图。

图5为套筒231的仰视图。

图6为轴承部23附近的剖视图。

图7为冷却装置1的多个叶片112附近的剖视图。

图8为冷却装置1的俯视图。

图9为本发明的第二实施方式所涉及的冷却装置1a的俯视图。

图10为本发明的第三实施方式所涉及的冷却装置1b的俯视图。

具体实施方式

在本说明书中，将马达的中心轴线方向上的图1的上侧简称为“上侧”，将马达的中心轴线方向上的图1的下侧简称为“下侧”。另外，上下方向并不表示组装到实际设备时的位置关系和方向。并且，将与中心轴线平行的方向称为“轴向”，将以中心轴线为中心的周向简称为“周向”。

图1为本发明所例示的第一实施方式所涉及的冷却装置(送风风扇)1的剖视图。冷却装置1为离心风扇，例如用于对笔记本型电脑内的电子部件进行冷却。冷却装置1具有叶轮11、马达12、基底部132以及马达电路板14。叶轮11通过马达12以围绕上朝向下方向的中心轴线J1为中心旋转。叶轮11具有沿周向排列的多个叶片112和支承多个叶片112的叶片支承部111。马达电路板14配置于基底部132的上表面且向马达12的线圈212提供驱动电流。

在冷却装置1中，通过利用马达12使叶轮11以中心轴线J1为中心旋转来产生空气的流动。

叶轮11由热传导性良好的树脂制成(以下，称为热传导性树脂)，且具有大致圆筒状的叶片支承部111和多个叶片112。叶片支承部111的内周面固定于马达12的旋转部22。多个叶片112以中心轴线J1为中心从叶片支承部111的外周面向径向外侧延伸。叶片支承部111以及多个叶片112由树脂注塑成型构成连为一体的部件。叶轮11也可由铝形成。后述的热源30的热量借助马达部12而传递到叶轮11，并能够通过叶轮11的旋转来散热。由于叶轮11为树脂时的比重比为铝时的比重小，因此能够达到高速旋转。由此，能够增加风量从而提高冷却性能。热传导性树脂优选含金属制填料(Filler)的树脂，因此能够提高冷却特性。另外，优选叶轮11的热传导率在1.0W(m·K)以上。更优选叶轮11的热传导率在3.0W(m·K)以上。

在多个叶片112中的在周向上相邻的至少一对叶片112之间形成有从叶片112的轴向上侧的边缘到达轴向下侧的边缘的流路。流路与基底部132的上表面对置地开口。叶片112的至少一部分具有轴向下侧的边缘与基底部132的上表面对置的叶片边缘对置部112a。

基底部132为由冲压加工金属板而形成的大致板状的部件。基底部132还是马达12的静止部21的一部分。基底部132位于马达12以及叶轮11的下方，并支承马达12。基底部132也可由铝或热传导性树脂形成。在这种情况下，能够利用叶轮11的旋转而通过基底部132来散热。另外，基底部132的材料也可是铜、铝合金、铁或铁基合金(包含不锈钢)。从马达12以及叶轮的上方吸入的空气通过叶轮11的旋转而朝向径向外侧排出。也就是说，基底部132的径向外端形成为在整周扩展的排气口。在本实施方式中，排气口在整周配置，但也可构成覆盖叶轮11的侧方的侧壁部，使周向的一部分为排气口。

基底部132在下表面具有能够接触到热源30的热源接触部10。热源30为CPU或其他发热体的电子部件。在本实施方式中，热源30的上表面与基底部132的下表面热连接。在热源30与基底部132之间存在并紧密接触有为热源30的一部分的热敏纸(Thermal Sheet)或润滑油等热传导部件，并通过该热传导部件使热源30和基底部132的下表面热连接。优选热源30配置于在俯视时与轴承部23重叠的区域。从热源30向基底部132传递的热量传递到轴承部23且容易热传递到后述的基底部132中的最被强制冷却的叶片112下方区域，且散热特性提高。

图2为马达12附近的剖视图。马达12为外转子型马达。马达12具有静止部21和旋转部22。静止部21具有轴承部23、基底部132、定子210以及马达电路板14。

轴承部23配置在比定子210靠径向内侧的位置。轴承部23具有套筒231和轴承机壳232。套筒231为以中心轴线J1为中心的大致圆筒状。套筒231为金属烧结体。在套筒231中含浸有润滑油。在套筒231的外周面设置有沿轴向延伸的多个压力调整用的循环槽275。多个循环槽275沿周向等间隔配置。轴承机壳232为有底大致圆筒状，且由机壳圆筒部241和帽242构成。机壳圆筒部241为以中心轴线J1为中心的大致圆筒形状，且覆盖套筒231的外周面。套筒231通过粘接剂而固定于机壳圆筒部241的内周面。轴承机壳232由金属形成。帽242固定于机壳圆筒部241的下端部。帽242阻塞机壳圆筒部241的下部。套筒231也可使用除粘接剂之外的方式进行固定，例如可通过压入固定于机壳圆筒部241的内周面。

基底部132在径向内侧具有竖起部1321。竖起部1321为大致环状的部件。竖起部1321的内周面通过粘接或压入而固定于机壳圆筒部241的外周面，即轴承机壳232的外周面中的下方区域。另外，也可采用粘接以及压入两种方法。

定子210为以中心轴线J1为中心的大致环状的部件。定子210具有定子铁芯211以及构成于定子铁芯211上的多个线圈212。定子铁芯211由薄板状的硅钢板层叠而成。定子铁芯211具有大致圆环状的铁芯背部211a和从铁芯背部211a朝向径向外侧突出的多个齿211b。多个线圈212由导线分别卷绕于多个各齿211b构成。在定子210的下方配置有马达电路板14。线圈212的引出线与马达电路板14电连接。

旋转部22具有轴221、推力板224、转子保持架222以及转子磁铁223。轴221以中心轴线J1为中心配置。

如图1所示，转子保持架222为以中心轴线J1为中心的有盖大致圆筒状。转子保持架222具有为筒部的磁铁保持圆筒部222a、盖部222c以及第一推力部222d。磁铁保持圆筒部222a、盖部222c以及第一推力部222d为连为一体的部件。第一推力部222d从轴221的上端部朝向径向外侧扩展。盖部222c从第一推力部222d朝向径向外侧扩展。盖部222c的下表面为包围轴221的大致环状的面。如图2所示，第一推力部222d在轴向上与套筒231的上表面231b以及机壳圆筒部241的上表面对置。

推力板224具有朝向径向外侧扩展的大致圆盘状的部位。推力板224固定于轴221的下端部且从下端部朝向径向外侧扩展。推力板224被容纳在由套筒231的下表面231c、帽242的上表面以及机壳圆筒部241的内周面的下部构成的板容纳部239中。推力板224的上表面为围绕轴221的大致环状的面。推力板224的上表面与套筒231的下表面231c在轴向上对置，即与在板容纳部239中朝向下方的面在轴向上对置。以下，将推力板224称为“第二推力部224”。并且，第二推力部224的下表面与轴承机壳232的帽242的上表面对置。轴221插入到套筒231中。推力板224构成为与轴221连为一体的部件。

轴221构成为与转子保持架222连为一体的部件。轴221以及转子保持架222通过将金属部件进行切削加工而形成。也就是说，盖部222c与轴221相连续。轴221也可由与转子保持架222分体的部件构成。在这种情况下，在转子保持架222的盖部222c固定有轴221的上端部。并且，如图1所示，在从转子保持架222的盖部222c的径向外侧的端部朝向轴向下侧延伸的磁铁保持圆筒部222a的内周面固定有转子磁铁223。

如图2所示，转子保持架222还具有从第一推力部222d的外缘部朝向下方延伸的大致环状的环状筒部222b。以下，将环状筒部222b称为“转子圆筒部222b”。在转子保持架222中，转子圆筒部222b位于比定子210靠径向内侧的位置。转子圆筒部222b位于轴承机壳232的径向外侧，且转子圆筒部222b的内周面与机壳圆筒部241的上部的外周面在径向上对置。在转子圆筒部222b的内周面与机壳圆筒部241的外周面之间构成有密封间隙35。密封部35a由润滑油的界面位于密封间隙35中而构成。

图1所示的叶片支承部111的内周面固定于转子保持架222的磁铁保持圆筒部222a的外周面，多个叶片112位于磁铁保持圆筒部222a的外周面的外侧。轴221的上端部借助转子保持架222固定于叶轮11。叶轮11也可构成为与转子保持架222连为一体的部件。在这种情况下，轴221的上端部直接固定于叶轮11。

转子磁铁223为以中心轴线J1为中心的大致圆筒状。如上述，转子磁铁223固定于磁铁保持圆筒部222a的内周面。转子磁铁223配置于定子210的径向外侧。

图3为套筒231的剖视图。在套筒231的内周面231a的上部以及下部设置有由多个人字形状的槽构成的第一径向动压槽列271以及第二径向动压槽列272。并且，图4为套筒231的俯视图。在套筒231的上表面231b中设置有由多个螺旋状的槽构成的第一轴向动压槽列273。并且，图5为套筒231的仰视图。在套筒231的下表面231c中设置有螺旋形状的第二轴向动压槽列274。

图6为轴承部23附近的剖视图。在轴221的外周面与套筒231的内周面231a之间构成有径向间隙31。径向间隙31具有第一径向间隙311和比第一径向间隙311靠下方的第二径向间隙312。第一径向间隙311构成在轴211的外周面与套筒231的内周面231a中的设有图3的第一径向动压槽列271的部位之间。在第一径向间隙311中存在有润滑油。并且，第二径向间隙312构成在轴211的外周面与套筒231的内周面231a中的设置有图3的第二径向动压槽列272的部位之间。在第二径向间隙312中存在有润滑油。第一径向间隙311与第二径向间隙312构成产生润滑油流体动压的径向动压轴承部31a。轴221在径向上被径向动压轴承部31a支承。

在套筒231的上表面231b的设置有第一轴向动压槽列273的部位与为上侧推力部的第一推力部222d的下表面之间构成有第一轴向间隙34。在第一轴向间隙34中存在有润滑油。第一轴向间隙34构成使润滑油产生流体动压的上轴向动压轴承部34a。第一推力部222d在轴向上被上轴向动压轴承部34a支承。

在套筒231的下表面231c的设置有第二轴向动压槽列274的部位与为下侧推力部的第二推力部224的上表面之间构成有第二轴向间隙32。在第二轴向间隙32中存在有润滑油。第二轴向间隙32构成使润滑油产生流体动压的下轴向动压轴承部32a。第二推力部224在轴向上被下轴向动压轴承部32a支承。上轴向动压轴承部34a与下轴向动压轴承部32a之间通过循环槽275而连通。

在轴承机壳232的帽242的上表面与第二推力部224的下表面之间构成有第三轴向间隙33。

在马达12中，密封间隙35、第一轴向间隙34、径向间隙31、第二轴向间隙32以及第三轴向间隙33形成彼此相连的一个袋结构，且润滑油连续存在于袋结构中。在袋结构中，只在密封间隙35中形成有润滑油的界面。

在马达12中，由图2所示的轴221、第一推力部222d、从第一推力部222d的外缘部朝向下方延伸的转子圆筒部222b、第二推力部224、轴承部23、竖起部1321以及润滑油构成作为轴承装置的轴承机构4。以下，将轴221、第一推力部222d、转子圆筒部222b、第二推力部224、轴承部23以及衬套26作为轴承机构4的一部分进行说明。在轴承机构4中，轴221、第一推力部222d以及第二推力部224借助润滑油而相对于轴承部23相对旋转。

在马达12中，通过向定子210提供电力而在转子磁铁223与定子210之间产生以中心轴线J1为中心的转矩。旋转部22以及叶轮11被轴承机构4支承为能够相对于静止部21以中心轴线J1为中心旋转。通过叶轮11的旋转而从马达12以及叶轮11的上方吸入空气并从排气口排出。

图7为冷却装置1的多个叶片112附近的剖视图。叶轮11被保持在转子保持架222的磁铁保持圆筒部222a外侧面。更为详细地说，使叶片支承部111的下端与磁铁保持圆筒部222a的下端的凸缘部上表面抵接，从而粘接固定叶片支承部111内周面。在叶片支承部111的外侧沿周向排列有多个叶片112。多个叶片112的轴向下侧的边缘具有从叶片支承部111外端附近形成并与基底部132的上表面对置的叶片边缘对置部112a。并且，叶片边缘对置部112a位于比叶片支承部的下端靠径向外侧且靠轴向下侧的位置。叶片边缘对置部112a的全长的四分之一以上具有轴向下侧的边缘与基底部132上表面之间的距离接近的接近对置部112b。接近对置部112b的轴向下侧的边缘与基底部132上表面之间的距离G优选在800μm以下。

图8为冷却装置1的俯视图。多个叶片112从叶片支承部111朝向径向外侧并形成为直线状。叶片112的周向厚度从径向内侧到径向外侧形成为大致均等。基底部132在比多个叶片112靠径向外侧的位置具有朝向轴向上方延伸的弹性部61。弹性部61的末端具有在上下方向上贯通的固定部件插入口。因此需要降低从热源30向基底部132的热阻。在上述的结构中，向固定部件插入口插入螺丝，并以弹性部61被朝向轴向下方按压的状态固定。由此能够确保热源30与基底部132之间的接触面积和接触压力，并能够降低热阻。这里，弹性部61为三个以上，且中心轴线位于被连接多个固定部件插入口的中心的线段包围的区域内。因此，通过具有上述结构，能够在径向上距离中心轴线较近的区域按压并固定基底部132。由此，能够确保热源30与基底部132之间的接触面积、接触压力，并能够降低热阻。弹性部61由与基底部132连为一体的部件构成。因此能够削减部件的组装工时。

热源接触部10在俯视时位于比叶轮11的外端靠径向内侧的位置。由于多个叶片112与热源30在俯视时重叠配置，因此从叶片112与叶片112之间经过的气流通过基底部132的热源接触部10。也就是说，热源30的热量传递到基底部132并且直接置于气流中。因此，传递到基底部132的热源30的热量通过从叶片112与叶片112之间穿过的气流而有效地从送风口排出。在本实施方式中，轴承部23与热源接触部10在轴向上重叠配置。在这种情况下，来自热源30的热量传递到轴承部23，并从叶轮11散热。也就是说，是来自热源30的热量不仅被高效地从基底部132向径向外侧热传递，而且还传递到轴承部23的良好的热源配置。

如图1所示，马达电路板14在基底部132的上表面遍及周向地配置。马达电路板14位于比轴承机壳232的外周面靠径向外侧的位置且位于定子210的下方。更为详细地说，位于比固定有竖起部1321与定子210的内周面的区域靠径向外侧的位置，其中所述竖起部1321具有固定有轴承机壳232的外周面的内周面。马达电路板14与导线20电连接。关于导线将在后文叙述。

如图7所示，马达电路板14的最外缘部位位于比叶片边缘对置部112a的径向内端部靠径向内侧的位置。

叶片边缘对置部112a为靠近基底部132的上表面的部位。一般情况下，叶轮11因在成型时材料的热收缩特性等影响，而存在有叶片112分别在轴向的上下变形的担忧。因此，在叶轮11变形的情况下，为了防止在旋转时叶轮11与基底部132接触而需要在叶片边缘对置部112a与基底部132之间设置一定的间隙。另一方面，在马达电路板14的外径较大的情况下，有可能存在马达电路板14与叶片边缘对置部112a在轴向上重叠的问题。在这种情况下，为了不使叶轮11与马达电路板14接触，而需要在叶片边缘对置部112a与马达电路板14之间设置一定的间隙。在下面将会详细叙述，但叶片边缘对置部112a与基底部132之间的轴向距离越小就越能够提高基底部132的散热特性。也就是说，通过使叶片边缘对置部112a与马达电路板14不在轴向上重叠，从而能够缩小叶片边缘对置部112a与基底部132之间的距离。

叶片边缘对置部112a的延长的四分之一以上为轴向下侧的边缘与基底部132上表面之间的距离G在800μm以下的接近对置部112b。并且，叶片112的最下端与在轴向上与其对置的基底部132的上表面之间的轴向距离G在800μm以下。因此，经过叶片112与叶片112之间的空气到达基底部132，并能够容易地散发传递到基底部132的热量。并且，由于将叶片的轴向下侧的边缘与基底部132的上表面之间的距离G设定在800μm以下，因此存在于距离间的空气容易受粘性制约，且空气容易随着叶片的旋转而流动。也就是说，基底部132上表面的空气容易流动，并容易提高基底部132的散热特性，从而能够提高冷却装置的性能。

马达电路板14的最外缘部位位于比叶片支承部111的外端靠径向内侧的位置。叶片支承部111与基底部132间在轴向上的空间为不易受到流过叶片112与叶片112之间的气流直接影响的空间。因此，难以实施气流的强制冷却。也就是说，通过将马达电路板14配置在该空间，抑制了气流对基底部132的强制冷却受到阻碍。

叶片支承部的下端位于比叶片的最下端靠轴向上侧的位置。能够在叶片支承部的下方配确保置马达电路板的空间。由此，能够将叶片的最下端靠近基底部，从而提高了对基底部的强制冷却效率。

在本实施方式中，由发热体产生的框体内的热量从基底部132经由马达12而传递到叶轮11。这里，由于由热传导性良好的材料或具有散热特性的材料形成叶轮11，因此能够进一步提高冷却特性。并且，由于在叶片边缘对置部112a形成接近对置部112b，且接近对置部112b的轴向下侧的边缘与基底部132上表面之间的距离G在800μm以下，因而从马达12以及叶轮11的上方吸入的空气穿过叶轮11的叶片112与叶片112之间，从而风吹向基底部132。由此风到达基底部132，从而提高了冷却特性。

在本实施方式中，具有一个以上叶片边缘对置部112a的比径向中点靠径向外侧的区域中的二分之一以上为接近对置部112b的叶片112。因此，通过将叶片边缘对置部112a配置在径向外侧，叶片能够在周速度较快的区域做功，容易将空气排到径向外侧。并且，由于叶片边缘对置部112a的周速度较快，因此容易将存在于叶片边缘对置部112a与基底部132上表面之间的空气排到径向外侧。由此，能够使滞留在基底部132上表面的空气流动，能够提高基底部132的散热特性。

在本实施方式中，具有与一个以上叶片边缘对置部112a中的比接近对置部112b靠径向内侧的区域处的叶片112的轴向下侧的边缘与基底部132上表面之间的距离在400μm以上的叶片112。因此，通过多个叶片112的旋转而产生的空气流动以朝向轴向下方流动的流速成分为主体。因此，空气接触到基底部132，并通过叶片的作用而朝向径向外侧排出。从叶片的径向外端向径向外侧排出的空气的风量随着从下向上而减少。通过采用该结构，在叶片的径向内侧的区域，由于叶片的旋转而形成的朝向径向外侧排出的作用减弱，因此轴向上的流速成分增加。也就是说，空气曾一度滞留在叶片的径向内侧区域的下方。之后，通过叶片的旋转作用向径向外侧排出。因此，从叶片径向外端朝向径向外侧排出的空气的风量在下方区域增加。也就是说，能够增加经过基底部132上表面的空气的量。由此提高了冷却特性。

在本实施方式中，将一对叶片112间的流路的周向最大宽度设为W(m)、将叶片112中的与流路相邻的叶片的接近对置部112b处的与基底部132的上表面之间的间隙的平均值设为G(m)、将流路在周向上具有最大宽度的部位处的叶片112的周向旋转速度设为S(m/sec)、将充满冷却装置的周围的气体的动粘度设为v(m²/sec)。此时，优选G×S/v小于500，G×W/v大于等于1000。像这样，能够极小地获取叶片112的下缘与基底部132上表面之间的距离，并能够缩小雷诺数。叶片下缘附近的空气流动变为粘性支配的状态，能够获得通过粘性力强制夺走基底部132最表面附近的空气的效果。在叶片下缘的就近处配置有具有足够宽度的流路，且由于该部位处的雷诺数变为紊流支配的状态，因此被夺走的空气通过该流路而有效地扩散。通过上述的两个效果能够有效地去除滞留在基底部132表面附近的空气，因此实现了高冷却能力。

如图7所示，马达12具有与外部电连接的导线20。导线20的一端与马达电路板14电连接，而另一端与外部电连接。基底部132具有上下贯通的导线插入口132c和从导线插入口132c朝向外周端在径向上贯通的导线引导部132a。导线20穿过导线插入口132c并经过导线引导部132a被引到外部。在冷却装置1中，需要减少从热源30向基底部132的热阻。在这种情况下，需要使导线20不介入到基底部132与热源30之间。如果采用上述结构不在基底部132与热源30之间介入导线20的话，则能够降低热阻。在这种情况下，能够确保热源30与基底部132之间的接触面积、接触压力，从而能够降低热阻。在本实施方式中，导线20为FPC(柔性印刷电路板)。FPC利用粘接剂固定于基底部132。

在本实施方式中，导线引导部132a为基底部132的下表面的槽，优选导线引导部132a的径向大小比周向宽度大，导线引导部132a的深度比导线20的轴向厚度深。因此能够将导线20容纳在热源30与基底部132之间，从而能够防止导线摆动。并且，能够防止导线20因热量而断线。并且，能够防止导线20与叶轮11接触。由此，能够缩小叶片的轴向下侧的边缘与基底部132的上表面之间的距离。也就是说，能够实现冷却特性的提高。另外，优选基底部132的厚度比导线的轴向厚度厚。

在本实施方式中，轴承机构4为流体动压轴承。因此即使轴承的轴向尺寸小也能够构成旋转振动小的轴承，因此能够缩小叶片的轴向下侧的边缘与基底部132的上表面之间的距离。

图9为本发明所例示的第二实施方式所涉及的冷却装置1a的俯视图。导线引导部132ba为基底部132a的上表面的槽，导线引导部132ba的径向大小比周向宽度大，导线引导部132ba的深度比导线20a的轴向厚度深。因此通过使导线20a退避到基底部132a的内部，能够防止与叶轮11a之间的干涉。由此能够缩小叶片112a的轴向下侧的边缘与基底部132a的上表面之间的距离。也就是说，能够实现冷却特性的提高。弹性部61aa由与基底部132a分体的部件构成。因此，通过弹性部61aa的变形而产生的基底部132a的挠曲变小，能够将对接触面积、接触压力的影响抑制到最小限度。

图10为本发明所例示的第三实施方式所涉及的冷却装置1b的俯视图。热源接触部10b与比叶片支承部111b的最外径靠径向外侧且比多个叶片112c的最外周靠径向内侧的位置至少一部分重叠。由此，能够在叶轮11b的下方使气流集中，并能够提高该气流的流速。而且，经过叶片112c与叶片112c之间的空气不会有能量损耗(降低流速)而直接地到达基底部132b。而且，从马达12b以及叶轮11b的上方吸入的空气经过叶轮11b的叶片112c与叶片112c之间，从而风吹向基底部132b。由此，风到达热源接触部10b，从而提高冷却特性。

热源接触部10b的至少一部分也可位于比多个叶片112c的最外径靠径向外侧的位置。风速随着朝向叶轮11b的轴向下方而加快。并且，空气的密度随着朝向叶轮11b的径向外侧而增高。因此，叶轮11b的轴向下侧且径向外侧的风量最多。而且，基底部132b中的比叶轮11b的最外径靠径向外侧的区域中，经过叶片112c与叶片112c之间而来的空气流向径向外侧，且风量多。因此通过使热源接触部10b位于比多个叶片112c的最外径靠径向外侧的位置，提高了冷却效果。

并且，热源接触部10b的一部分也可位于比叶片支承部111b的最外径靠径向内侧的位置。更优选热源接触部10b与前述的竖起部1321的至少一部分在轴向上重叠。由于热源接触部10b的一部分位于竖起部1321的位置，因此热量容易传递到竖起部(省略图示)，从而能够提高热传导性，并能够提高冷却特性。另外，热源接触部10b的至少一部分也可比多个叶片112c的最外径靠径向外侧且比叶片轴承部111b的最外径靠径向内侧。并且，也可以是热源接触部10b的至少一部分比多个叶片112c的最外径靠径向外侧且位于竖起部1321的至少一部分。

热源接触部10b与比叶片支承部111b的最外径靠径向外侧且比多个叶片112c的最外周靠径向内侧的区域也可在俯视时完全重叠。也就是说，热源接触部10b整体位于比叶片支承部111b的最外径靠径向外侧且比多个叶片112c的最外周靠径向内侧的区域内。经过叶片112c与叶片112c之间的空气不会有能量损耗(降低流速)而直接地到达基底部132b。由此，风到达热源接触部10b，从而进一步提高了冷却特性。

基底部132b的下表面具有能够容纳热源30b的热源容纳部50b。由于下平板部132c具有热源容纳部50b，因此容易确定热源30b与送风风扇1b间的相对位置。另外，在本实施方式中，通过使基底部132b的下表面的一部分朝向轴向上方凹陷而构成热源容纳部50b，但并不限于此。例如，也可使板状的基底部132b朝向轴向上方突出而形成热源容纳部50b。另外，优选热源容纳部50b位于多个叶片112b的外周端与叶片支承部111b的外周端之间的区域。通过使热源容纳部50b位于多个叶片112b的外周端与叶片支承部111b的外周端之间的区域，从而从吸气口(省略图示)吸入的空气经过叶轮11b的叶片112b与叶片112b之间吹向基底部132b。由于热源30b位于多个叶片112b之下，因此风到达热源接触部10b，从而提高了冷却特性。

冷却装置1、1a、1b也可是各种不同的变更。

基底部132的厚度也可比叶片112的轴向下侧的边缘与基底部132的上表面之间的距离厚。叶片112从转子保持架222延伸。转子保持架222被轴承机构4支承。多个叶片112也可均等地配置。并且，也可存在两个以上彼此的周向宽度不同的流路。

基底部132的材料也可是铝、铜、铝合金、铁或铁基合金(包括不锈钢)以及热传导性高的树脂。例如，基底部132的热源对置部既可比接触部分面积大，也可在基底部132与热源这两者之间具有介入物以提高散热性。

下平板部132与竖起部1321也可由分开的部件形成。在这种情况下，竖起部1321的外周面固定于下平板部132的孔部。竖起部1321通过将金属部件切削加工而形成。另外，竖起部1321也可由除金属之外的材料形成。例如，也可由热传导性树脂形成。

衬套26例如也可是金属等导电性部件。

例如，基底部132的热源对置部分也可比基底部132的热源接触部分面积大，从而能够提高散热性。

上述实施方式以及各变形例中的结构只要不发生矛盾可以适当地组合。

本发明所涉及的冷却装置能够用于笔记本型电脑或台式电脑的框体内部中的设备的冷却、其他设备的冷却以及向各种对象物提供空气等。而且，还能够作为其他用途利用。

并且，上述实施方式或者变形例中出现的各要素在不产生矛盾的范围内可以进行适当组合。

根据上述说明的本发明的优选实施方式可认为，对本领域技术人员而言不超出本发明的范围和精神的变形和变更是明显的。因此本发明的范围唯一地由本权利要求书决定。

Claims (23)

1.一种冷却装置，其包括：

叶轮，其围绕朝向上下方向的中心轴线旋转，且具有沿周向排列的多个叶片和支承所述叶片的叶片支承部；

马达，其使所述叶轮旋转；

基底部，其支承所述马达；以及

马达电路板，其配置于所述基底部的上表面且向马达的线圈提供驱动电流，

所述冷却装置的特征在于，

在所述多个叶片中的在周向上相邻的至少一对所述叶片之间存在有从该叶片的轴向上侧的边缘到达轴向下侧的边缘且与所述基底部的上表面对置地开口的流路，

所述基底部的下表面具有能够接触热源的热源接触部，

所述叶片的至少一部分具有轴向下侧的边缘与所述基底部的上表面对置的叶片边缘对置部，

所述马达电路板的最外缘部位位于比所述叶片边缘对置部的径向内端部靠径向内侧的位置。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述马达电路板的最外缘部位位于比所述叶片支承部的外端靠径向内侧的位置。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述叶片的最下端与在轴向上与其对置的所述基底部的上表面之间的轴向距离在800μm以下。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述叶片边缘对置部的全长的四分之一以上为轴向下侧的边缘与所述基底部的上表面之间的距离在800μm以下的接近对置部。

5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述叶片支承部的下端位于比所述叶片的最下端靠轴向上侧的位置。

6.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却装置具有一个以上所述叶片边缘对置部的比径向上的中点靠径向外侧的区域中的二分之一以上为所述接近对置部的所述叶片。

7.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷却装置具有一个以上所述叶片边缘对置部中的比所述接近对置部靠径向内侧的区域处的所述叶片的轴向下侧的边缘与所述基底部的上表面之间的距离在800μm以上的所述叶片。

8.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

在设所述流路在周向上的最大宽度为W(m)、所述叶片中的与所述流路相邻的叶片的所述接近对置部处的同所述基底部的上表面之间的间隙的平均值为G(m)、所述流路在周向上具有最大宽度的部位处的所述叶片的周向旋转速度为S(m/sec)、充满所述冷却装置的周围的气体的运动粘度为v(m²/sec)时，

G×S/v小于500，

G×W/v大于等于1000。

9.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述马达部具有一端与所述马达电路板电连接而另一端与外部电连接的导线，

所述基底部具有上下贯通的导线插入口和从所述导线插入口朝向外周端在径向上贯通的导线引导部，

所述导线穿过所述导线插入口，并经过所述导线引导部被引到外部。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，

所述导线引导部为所述基底部的下表面的槽，

所述导线引导部的径向大小比周向宽度大，

所述导线引导部的深度比所述导线的轴向的厚度深。

11.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，

所述导线引导部为所述基底部的上表面的槽，

所述导线引导部的径向大小比周向宽度大，

所述导线引导部的深度比所述导线的轴向的厚度深。

12.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，

所述基底部的厚度比所述导线的轴向厚度厚。

13.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，

所述导线为柔性印刷电路板。

14.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述基底部在比所述多个叶片靠径向外侧的位置具有朝向轴向上方延伸的弹性部，所述弹性部的末端具有在上下方向上贯通的固定部件插入口。

15.根据权利要求14所述的冷却装置，其特征在于，

所述弹性部为三个以上，且所述中心轴线位于被连接所述多个固定部件插入口的中心的线段包围的区域内。

16.根据权利要求14所述的冷却装置，其特征在于，

所述弹性部由与所述基底部连为一体的一个部件构成。

17.根据权利要求14所述的冷却装置，其特征在于，

所述弹性部件由与所述基底部分体的部件构成。

18.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

使所述马达旋转的轴承机构为流体动压轴承，该流体动压轴承具有固定侧轴承面、与固定侧轴承面隔着轴承间隙对置的旋转侧轴承面以及填满该轴承间隙的润滑液。

19.根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述热源接触部在俯视时位于比所述叶轮的外端靠径向内侧的位置。

20.根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述热源接触部与比所述叶片支承部的最外径靠径向外侧且比所述多个叶片的最外周靠径向内侧的位置在俯视时至少一部分重叠。

21.根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述热源接触部的至少一部分位于比所述多个叶片的最外径靠径向外侧的位置。

22.根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述热源接触部与比所述叶片支承部的最外径靠径向外侧且比所述多个叶片的最外周靠径向内侧的区域在俯视时完全重叠。

23.根据权利要求1至18中的任一项所述的冷却装置，其特征在于，

在所述基底部具有能够容纳热源的热源容纳部。