JP2005223977A - 電動ファン - Google Patents

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Abstract

【課題】下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子が鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができる電動ファンを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の電動ファン１は、ベース部２と、軸受部１１と、鉄心１５とコイル１６とを有する固定子１３と、回転軸２０と円筒形マグネット２２とを有する回転子４と、送風用ブレード５と、円筒形マグネット２２のベース部２側に円筒形マグネット２２に対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器２３と、を備えた電動ファン１であって、円筒形マグネット２２の回転子位置検出器２３側の一端部の有効厚が他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部２４を備えた構成を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、パーソナルコンピュータのＣＰＵ等を強制冷却するための電動ファンに関する。
近年、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）の高性能化が進み、それに伴ってＣＰＵのクロック周波数が高くなり、消費電力が増加して発熱量が増加している。発熱して温度が上昇したＣＰＵはトランジスタの動作が不安定になり、正常に動作しなくなる等の不具合が生じるため、ＣＰＵを強制的に冷却して発生した熱を逃がしてやる必要がある。通常、ＣＰＵの強制冷却には、ヒートシンクやヒートパイプ等が用いられると共に、更にこれらと組み合わせて或いは単体で電動ファンが広く用いられている。このような電動ファンとしては、回転子に円筒形のマグネットを用いた無整流子の直流モータを用いたものがあり、小型化、薄型化が可能である、制御が容易といった理由から広く用いられている。無整流子の直流モータを用いた電動ファンとしては、「薄型電動ファン」が開示されている。なお、「薄型電動ファン」は、回転軸の軸受としてボールベアリングを用いているが、ボールベアリングに代わって流体軸受を用いたものがある。流体軸受は軸受孔の内周壁に沿ってＶ字形状の凹溝が形成されており、この凹溝にオイルが溜まることで回転軸をオイルで浮かせて支持する非接触式の軸受であり、摩擦が非常に小さく高速回転が可能で、また回転音が小さいことから、近年広く用いられている（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。
一方、近年ＰＣは小型化が進み、特にノート型ＰＣ等では、筐体内部にＣＰＵを含めた種々の電子部品が高密度で装填されている。したがって、このようなＰＣのＣＰＵを冷却するための電動ファンは、省スペースを可能とするためにその取り付け位置に種々の制限が加えられ、例えば筐体内部の天井に固定される等して下向きに取り付けられる場合がある。
特開平１１−１５０９０８号公報 特開２００２−１１２４９７号公報
しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。
（１）通常、少ないスペースで冷却性能の向上を図るために、回転子の放熱用ブレードを大型化したりブレードの枚数を増加したりすることが行われており、結果として回転子の重量が増加している。薄型電動ファンでは、電動ファンを下向きに取り付けた場合に、回転子の重量が大きいと回転子がその重量により鉛直下方向に移動し、回転軸の位置が軸受孔の内周壁に対して下方向にずれてしまうため、回転軸と軸受孔の内周壁との異常接触が起こり電動ファンの寿命が短くなるという課題を有していた。
（２）特に、流体軸受を用いたものでは、回転子の重量の増加により、回転軸の位置が軸受孔の内周壁に対して下方向にずれた状態、いわゆる回転子が浮いた状態となり、回転が安定せず回転中に上下方向の振動が発生したり、回転軸と軸受孔内周面が異常接触を起こして異音が発生したりするという不具合が生じるという課題を有していた。
（３）また、回転子の重量が大きいと回転軸の位置が軸受孔の内周壁に対して下方向にずれてしまうため、回転軸と軸受孔の内周壁との異常接触が起こり電動ファンの寿命が短
くなるという問題があった。この問題に対処するために、従来では放熱用ブレードを小さくして回転子を軽量化したり円筒形マグネットの回転子への取り付け位置を変更してホール素子等の回転子位置検出部から離れた位置に取り付けたりするしかなく、冷却能力の向上を望めないと共に回転子位置検出部の検出精度が低下するという課題を有していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の電動ファンは、ベース部と、前記ベース部上に立設された軸受部と、前記軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の前記鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、前記軸受部に軸支される回転軸と前記回転軸を中心とする円筒状に形成され前記固定子の外周部に対向して配設され前記回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、前記回転子の外周部に放射状に並設された送風用ブレードと、前記円筒形マグネットの前記ベース部側に前記円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、を備えた電動ファンであって、前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の一端部の有効厚が他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部を備えた構成を有している。
これにより、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の電動ファンは、ベース部と、前記ベース部上に立設された軸受部と、前記軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の前記鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、前記軸受部に軸支される回転軸と前記回転軸を中心とする円筒状に形成され前記固定子の外周部に対向して配設され前記回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、前記回転子の外周部に放射状に並設された送風用ブレードと、前記円筒形マグネットの前記ベース部側に前記円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、を備えた電動ファンであって、前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の一端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成された構成を有している。
これにより、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
以上説明したように本発明の電動ファンによれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、（１）固定子と薄肉部とが磁力で引き合う吸引力が固
定子と他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子がベース部側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けた場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなったり異音が発生したりするのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができる電動ファンを提供することができる。
（２）薄肉部は有効厚を小さくしているだけなので、円筒形マグネットと回転子位置検出器との間隙の幅が大きくならず、回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、（１）下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぎ、且つ回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
請求項３に記載の発明によれば、（１）固定子と回転子位置検出器側の一端部とが磁力で引き合う吸引力が固定子と反対側の他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子がベース部側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けた場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができる電動ファンを提供することができる。
（２）円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部と固定子の外周部との間隙の幅を大きく形成しているだけなので、円筒形マグネットと回転子位置検出器との間隙の幅が大きくならず、回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、（１）下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぎ、且つ回転子位置検出器による検出精度の低下を防ぐことができる電動ファンを提供することができる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、（１）円筒形マグネットが環状の突起部を備えているので、回転子位置検出器に対向する円筒形マグネットの端部の幅が大きくなり検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１項の効果に加え、（１）ヨークの回転子位置検出器側の端部に、外周側に向けて拡がったヨーク拡径部、或いは、内壁に周設されたヨーク切り欠き部を備えているので、円筒形マグネットをヨークの内径側に嵌め込み易く、組み立てを容易に行うことができる電動ファンを提供することができる。
本発明は、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供
するという目的を、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の有効厚が他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部を備えることにより実現した。
また、本発明は、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供するという目的を、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅を、他端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成することにより実現した。
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、ベース部と、ベース部上に立設された軸受部と、軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、軸受部に軸支される回転軸と回転軸を中心とする円筒状に形成され固定子の外周部に対向して配設され回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、回転子の外周部に放射状に並設された送風用ブレードと、円筒形マグネットのベース部側に円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、を備えた電動ファンであって、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の有効厚が他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部を備えた構成を有している。
この構成により、以下の作用を有する。
（１）円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部に、有効厚が反対側の他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部を備えているので、固定子と薄肉部とが磁力で引き合う吸引力が固定子と他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子がベース部側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けた場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなったり異音が発生したりするのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができる。
（２）薄肉部は有効厚を小さくしているだけなので、円筒形マグネットと回転子位置検出器との間隙の幅が大きくならず、回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる。
ここで、薄肉部は円筒形マグネットの内周壁側を環状の凹溝状に切り欠いて形成してもよく、外周壁側を環状の凹溝状に切り欠いて形成してもよい。
また、有効厚とは円筒形マグネットの着磁部分の厚みである。円筒形マグネットとして、その下端部に中空部が形成された２重円筒状部分を有するものを用いることもでき、この場合、有効厚は内周壁側の円筒と外周壁側の円筒の厚みを併せた厚みである。
回転子位置検出器としては１乃至複数のホール素子等が用いられる。
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明に記載の電動ファンであって、円筒形マグネットの薄肉部の有効厚が他端部の有効厚の５０％〜９０％に形成された構成を有している。
この構成により、第１の発明の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量によりベース部か
ら離れることを防ぎ、且つ回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる。
ここで、円筒形マグネットの薄肉部の有効厚が他端部の有効厚の５０％より小さくなるにつれ、回転子位置検出器による出力が小さくなり、検出精度が低下するため好ましくなく、９０％より大きくなるにつれ、回転子がベース部の反対側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けて使用した場合に回転子がその重量によりベース部から離れ易くなるため好ましくない。
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、ベース部と、ベース部上に立設された軸受部と、軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、軸受部に軸支される回転軸と回転軸を中心とする円筒状に形成され固定子の外周部に対向して配設され回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、回転子の外周部に放射状に並設された送風用ブレードと、円筒形マグネットのベース部側に円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、を備えた電動ファンであって、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成された構成を有している。
この構成により、以下の作用を有する。
（１）円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成されているので、固定子と回転子位置検出器側の一端部とが磁力で引き合う吸引力が固定子と反対側の他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子がベース部側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けた場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができる。
（２）円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部と固定子の外周部との間隙の幅を大きく形成しているだけなので、円筒形マグネットと回転子位置検出器との間隙の幅が大きくならず、回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる。
ここで、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部に拡径部を形成して、固定子の外周部との間隙の幅を、他端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成することができ、或いは円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内周壁に環状の凹溝を形成してもよい。
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第３の発明に記載の電動ファンであって、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と固定子の外周部との間隙の幅より１０％〜３０％大きく形成された構成を有している。
この構成により、第３の発明の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量によりベース部から離れることを防ぎ、且つ回転子位置検出器による検出精度の低下を防ぐことができる。
ここで、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の一端部の内壁と固定子の外周部との
間隙の幅が、他端部の内壁と固定の外周部との間隙の幅より１０％より小さくなるにつれ、回転子がベース部の反対側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファンを下向きに取り付けて使用した場合に回転子がその重量によりベース部から離れ易くなるため好ましくなく、３０％より大きくなるにつれ、回転子位置検出器による出力が小さくなり、検出精度が低下するため好ましくない。
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１乃至第４の発明の内いずれか１に記載の電動ファンであって、円筒形マグネットの回転子位置検出器側の端部の内壁及び／又は外壁に周設された環状の突起部を備えた構成を有している。
この構成により、第１乃至第４の発明の内いずれか１の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）円筒形マグネットが環状の突起部を備えているので、回転子位置検出器に対向する円筒形マグネットの端部の幅が大きくなり検出精度の低下を抑えることができる。
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第１乃至第５の発明の内いずれか１に記載の電動ファンであって、円筒形マグネットに外嵌された円筒状のヨークを備え、ヨークの回転子位置検出器側の端部に、外周側に向けて拡がったヨーク拡径部、或いは、内壁に周設されたヨーク切り欠き部を備えた構成を有している。
この構成により、第１乃至第５の発明の内いずれか１の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ヨークの回転子位置検出器側の端部に、外周側に向けて拡がったヨーク拡径部、或いは、内壁に周設されたヨーク切り欠き部を備えているので、円筒形マグネットをヨークの内径側に嵌め込み易く、組み立てを容易に行うことができる。
（２）円筒形マグネットの外壁に突起部が周設されている場合であっても、ヨーク拡径部やヨーク切り欠き部に突起部が収まる。
ここで、ヨークは円筒形マグネットの外周側に外嵌される。これにより、円筒形マグネットの磁力を増幅させることができる。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。
図１は本実施の形態１における電動ファンのケーシングを外した状態を示す要部平面図であり、図２（ａ）は本実施の形態１における電動ファンの要部断面図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の要部矢視断面図である。
図１において、１は本実施の形態１における電動ファン、２は円板状のベース部、３はベース部２に形成された吸引開口部、４は回転子、５は回転子４の外周部に放射状に並設された複数の送風用ブレード、６は後述の基板に接続された直流電源の取り出し用のコード、７はコネクタである。ここで、電動ファン１は、回転子４の回転により吸引開口部３及びケーシング（図示せず）の上面に形成された開口部から吸気してケーシングの側面に形成された送気口（図示せず）から送気する遠心ファンであり、隣接して設けられたＣＰＵ等を冷却するものである。
図２において、１０はベース部２の上面中央部に配設されたボス部、１１はボス部１０
の中空部に嵌合固定された軸受部、１２は軸受部１１の軸受孔、１２ａは軸受孔１２の底部に設けられた軸受板、１３はボス部１０の外周部に等間隔で周設された複数の固定子であり、後述の絶縁部１４，鉄心１５及びコイル１６により構成されている。１４は合成樹脂等の絶縁材料により形成された絶縁部、１５は複数の薄板を積層した鉄心、１６は鉄心１５に巻線されたコイル、１７はボス部１０の外周部の固定子１３の下部に配設された円板状の基板、１８は回転子４を構成する円板状の上面部、１９は回転子４を構成する円筒状の側面部、２０は回転子４の上面部１８の下面の中心に立設固定された回転軸、２１は回転子４の側面部１９の内側に嵌合固定された円筒状のヨーク、２１ａはヨーク２１の下端部を拡径して形成されたヨーク拡径部、２２はヨーク２１の内側に嵌合固定された円筒形マグネット、２３は円筒形マグネット２２の直下の基板１７の下面に固定されたホール素子からなる回転子位置検出器、２４は円筒形マグネット２２の回転子位置検出器２３側の一端部の有効厚みが他端部の有効厚みより小さく形成された薄肉部である。
また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、鉄心１５はボス部１０に環装されたリング状部１５ａと、リング状部１５ａの周囲に放射状に延設された複数の延設部１５ｂと、延設部１５ｂの先端部に設けられた突極部１５ｃを有する薄板を積層して形成され、各々の突極部１５ｃの外縁部は軸受孔１２を中心とする円弧状に形成されている。絶縁部１４は突極部１５ｃの外縁部以外を覆うように配設され、鉄心１５の延設部１５ｂには絶縁部１４を介してコイル１６が巻線されている。また、鉄心１５の突極部１５ｃの中央部にはピン挿通孔１５ｄが穿設され、ピン挿通孔１５ｄには結線ピン１５ｅが絶縁部１４により鉄心１５と絶縁して挿通されている。結線ピン１５ｅの下端部は基板１７を貫通して配設され、コイル１６の巻線の一端部のリード線１５ｆは結線ピン１５ｅに巻きつけられて基板１７の下面に装設された回路部と電気的に接続されている。また、鉄心１５の積層された各薄板の延設部１５ｂの上面に凸状の嵌合部１５ｇが形成され、下面に凹状の嵌合部１５ｇが形成され、各薄板は凸状の嵌合部１５ｇが凹状の嵌合部１５ｇに嵌合して積層状の結合されている。
以上のように構成された本実施の形態１における電動ファン１について、以下その動作を図面を用いて説明する。
まず、回転子４の回転動作について説明する。
コネクタ７が接続されたパーソナルコンピュータの基板から直流電流がコード６を介して基板１７上の制御部（図示せず）に供給され、電動ファン１が駆動されると、各々の固定子１３のコイル１６に電流が流れ各々の鉄心１５の突極部１５ｃに磁力が発生する。また、円筒形マグネット２２は周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されており、回転子４が回転すると回転子位置検出部２３は円筒形マグネットのＮ極とＳ極を検出して出力信号を発生する。各コイル１６に流れる電流は回転子位置検出部２３の出力信号により転流するように制御されており、これにより、各突極１５ｃに発生する磁力の磁極が逐次変わって円筒形マグネット２２のＮ極やＳ極と引き合うことで、回転子４は所定の方向に回転するようになっている。
次に、回転子４をベース部２の方向へ付勢する吸引力について説明する。
図３は本実施の形態１における電動ファン１の要部拡大断面図である。
図３に示すように、円筒形マグネット２２の下端部側の薄肉部２４の厚みＬ１は、上端部側の厚みＬ２より小さく形成されている。ここで、突極部１５ｃと円筒形マグネット２２との間には常に磁気による吸引力が発生している。円筒形マグネット２２の薄肉部２４側と鉄心１５の突極部１５ｃとの間の吸引力は、円筒形マグネット２２の上端部側と突極
部１５ｃとの間の吸引力より相対的に小さくなる。これにより、円筒形マグネット２２が突極部１５ｃから受ける磁力の内、回転軸２０の軸方向上向きの磁力は、薄肉部２４を形成しない場合に比べ小さく、回転子４をベース部２の方向へ付勢している。したがって電動ファン１を下向きに取り付けた場合には回転子４の浮き上がり（回転軸２０が抜ける方向への移動）を防ぐことができる。
ここで、円筒形マグネット２２の薄肉部２４の有効厚Ｌ１は他端部の有効厚Ｌ２の５０％〜９０％に形成されている。円筒形マグネット２２の薄肉部２４の有効厚Ｌ１が他端部の有効厚Ｌ２の５０％より小さくなるにつれ、回転子位置検出器２３による出力が小さくなり、検出精度が低下するため好ましくなく、９０％より大きくなるにつれ、回転子４がベース部２の反対側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファン１を下向きに取り付けて使用した場合に回転子４がその重量によりベース部２から離れ易くなるため好ましくない。
なお、円筒形マグネット２２の薄肉部２４の形状は内周壁に環状の凹溝を形成したものに限らず、種々のものを用いることができる。円筒形マグネット２２の他の例を図４を用いて説明する。
図４（ａ）は本実施の形態１における電動ファン１の円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図であり、図４（ｂ）は本実施の形態１における電動ファン１の円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図である。
図４において、２２ａ，２２ｂは円筒形マグネット、２４ａ，２４ｂは円筒形マグネット２２ａ，２２ｂの薄肉部、２５，２６は円筒形マグネット２２ａの内周壁及び外周壁、２７，２８は円筒形マグネット２２ｂの内周壁及び外周壁である。
図４（ａ）に示すように、外周壁２６側に環状の凹溝を形成した薄肉部２４ａを有した円筒形マグネット２２ａを用いることもできる。また、図４（ｂ）に示すように、薄肉部２４ｂとして、内部に中空部２９を形成した２重円筒状のものを用いることもできる。ここで、薄肉部２４ａの有効厚はＬ３であり、内部に中空部２９を有する薄肉部２４ｂの有効厚はＬ４＋Ｌ５である。
次に、本実施の形態１の電動ファンと従来の電動ファンを用いて各々の回転子の回転時の浮き上がりを比較した。
図５（ａ）は従来の電動ファンの円筒形マグネットの要部断面図であり、図５（ｂ）は下向きに取り付けた電動ファンの軸受部及び回転軸の要部拡大断面図であり、図５（ｃ）は本実施の形態１の電動ファンと従来の電動ファンの回転軸の上方移動長さと回転子の重さとの関係を示す関係図である。
図５（ａ）に示すように、従来の電動ファンは、円筒形マグネット２２ｃが薄肉部２４を有していない点以外は実施の形態１の電動ファンと同様の構成とした。
また、図５（ｂ）に示すように、実施の形態１の電動ファン１及び従来の電動ファンとして、軸受孔１２の底部に軸受板１２ａを設けず、さらに回転軸２０の上下方向の移動が機械的に阻害されないように軸受孔１２の底部側（図５（ｂ）においては上側）にさらに貫通孔３０を形成したものを用いた。
また、電動ファンは共に下向きに取り付け、回転子の重さを１２．５ｇ〜１７．５ｇの間で１ｇずつ変えながら、回転子４を回転させた状態での回転軸２０の上方への移動長さ
ｘを計測した。計測結果を図５（ｃ）に示す。図５（ｃ）において、○印は本実施の形態１の電動ファンの計測結果を示し、＊印は従来の電動ファンの計測結果を示す。なお、移動長さの基準位置は実施の形態１における軸受板１４ａの下面とした。
図５（ｃ）に示すように、本実施の形態１の電動ファンは円筒形マグネット２２に薄肉部２４を形成することで、従来の薄肉部２４を形成しないものに比べて、上方への移動長さｘが０．１ｍｍ程度大きいことがわかった。ここで、上方移動長さｘが０を下回ると回転子４の浮き上がりが発生することになる。従来の電動ファンでは回転子４の重さを１７．５ｇより大きくすると回転子４の浮き上がりが発生する可能性が高いが、本実施の形態１の電動ファンでは、回転子４の重さを大きくできる余裕があり、従来に比べて４〜５ｇ程度、回転子４の重さを重くしても浮き上がりが発生しないことがわかった。
以上のように本実施の形態１における電動ファン１は構成されているので、以下のような作用を有する。
（１）円筒形マグネット２２の回転子位置検出器２３側の一端部に、有効厚Ｌ１が反対側の他端部の有効厚Ｌ２より小さく形成された薄肉部２４を備えているので、鉄心１５の突極部１５ｃと薄肉部２４とが磁気で引き合う吸引力が突極部１５ｃと他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子４がベース部２側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファン１を下向きに取り付けた場合であっても回転子４がその重量によりベース部２から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸２０が軸受孔１２の内周壁に異常接触し寿命が短くなったり異音が発生したりするのを防ぐことができるので、送風用ブレード５を大きくして冷却能力を向上させることができる。
（２）薄肉部２４は有効厚Ｌ１を小さくしているだけなので、円筒形マグネット２２と回転子位置検出器２３との間隙の幅が大きくならず、回転子位置検出器２３による検出精度の低下を抑えることができる。
（３）ヨーク２１の回転子位置検出器２３側の端部に、外周側に向けて拡がったヨーク拡径部２１ａを備えているので、円筒形マグネット２２をヨーク２１の内径側に嵌め込み易く、組み立てを容易に行うことができる。
（実施の形態２）
図６（ａ）は本実施の形態２における電動ファン１の要部拡大断面図であり、図６（ｂ）は本実施の形態２における電動ファンの円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図である。
図６において、３１は回転子位置検出器２３側の一端部の内壁と固定子１３の外周部との間隙の幅Ｇ１が、他端部の内壁と固定子１３の外周部との間隙の幅Ｇ２より大きく形成された円筒形マグネット、３２は円筒形マグネット３１の回転子位置検出器２３側の一端部に形成されたマグネット拡径部、３１ａは円筒形マグネット、３２は円筒形マグネット３１ａの下端部に形成されたマグネット拡径部、３３は円筒形マグネット３１ａの内周壁、３４は円筒形マグネット３１ａの外周壁、３５は円筒形マグネット３１ａの下端部の内周壁３３に形成されたマグネット切り欠き部である。なお、実施の形態１において説明したものは同一の符号をつけて説明を省略する。
以上のように構成された本実施の形態２における電動ファンが実施の形態１と異なる点は、円筒形マグネット３１の回転子位置検出器２３側の一端部にマグネット拡径部３２が形成されている点である。
ここで、円筒形マグネット３１のマグネット拡径部３２の内壁と突極部１５ｃの外周部との間隙の幅Ｇ１は他端部の内壁と突極部１５ｃの外周部との間隙の幅Ｇ２より１０％〜３０％大きく形成されている。間隙の幅Ｇ１が間隙の幅Ｇ２より１０％より小さくなるにつれ、回転子４がベース部２の反対側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファン１を下向きに取り付けて使用した場合に回転子４がその重量によりベース部２から離れ易くなるため好ましくなく、３０％より大きくなるにつれ、回転子位置検出器２３による出力が小さくなり、検出精度が低下するため好ましくない。
なお、円筒形マグネット２２ａのマグネット拡径部３１ａの形状はこれに限らず、種々のものを用いることができる。円筒形マグネットの他の例を図６（ｂ）を用いて説明する。
図６（ｂ）に示すように、円筒形マグネット３１ａのマグネット拡径部３２の内周壁３３にマグネット切り欠き部３５を形成することもできる。
以上のように本実施の形態２における電動ファンは構成されているので、実施の形態１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）円筒形マグネット３１の回転子位置検出器２３側のマグネット拡径部３２の内壁と鉄心１５の突極部１５ｃの外周部との間隙の幅Ｇ１が、他端部の内壁と突極部１５ｃの外周部との間隙の幅Ｇ２より大きく形成されているので、突極部１５ｃとマグネット拡径部３２とが引き合う吸引力が突極部１５ｃと他端部とが引き合う吸引力と比較して小さくなり、回転子４がベース部２側に引き寄せられる吸引力が大きくなるので、電動ファン１を下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子４がその重量によりベース部２から離れることを防ぐことができる。これにより、回転軸２０が軸受孔１２の内周壁に異常接触し寿命が短くなったり異音が発生したりするのを防ぐことができるので、送風用ブレード５を大きくして冷却能力を向上させることができる。
（２）円筒形マグネット３１のマグネット拡径部３２の内壁と突極部１５ｃの外周部との間隙の幅Ｇ１を大きく形成しているだけなので、円筒形マグネット３１と回転子位置検出器２３との間隙の幅が大きくならず、且つ円筒形マグネット３１の厚みも変わらないので、回転子位置検出器２３による検出精度の低下を防ぐことができる。
（実施の形態３）
図７は本実施の形態３における電動ファンの要部拡大断面図である。
図７において、２１ｂはヨーク２１の下端部の内周壁に形成された環状のヨーク切り欠き部、４１は円筒形マグネット、４２は円筒形マグネット３１の回転子位置検出器２３側の一端部に形成された薄肉部、４３の薄肉部４２の外周壁側に形成された環状の突起部である。なお、実施の形態１で説明したものと同様のものは同一の符号を付けて説明を省略する。
以上のように構成された本実施の形態３における電動ファンが実施の形態１と異なる点は、円筒形マグネット４１の回転子位置検出器２３側の一端部の外周壁側に突起部４３が形成されている点、及びヨーク２１の回転子位置検出器２３側の下端部の内周壁にヨーク切り欠き部２１ｂが形成されている点である。この構成の相異により、本実施の形態２における電動ファンは、実施の形態１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）円筒形マグネット４１が薄肉部４２の内周壁側に環状の突起部４３を備えているので、回転子位置検出器２３による検出精度の低下を防ぐことができると共に、突起部４
３がヨーク２１のヨーク切り欠き部２１ｂに収まる。
本発明は、パーソナルコンピュータのＣＰＵ等を強制冷却するための電動ファンに関し、特に、本発明によれば、下向きに取り付けて使用した場合であっても回転子がその重量により鉛直下方向へ移動することなく、回転軸が軸受孔の内周壁に異常接触し寿命が短くなるのを防ぐことができるので、送風用ブレードを大きくして冷却能力を向上させることができ、且つその際に回転子位置検出器による検出精度の低下を抑えることができる電動ファンを提供することができる。
本実施の形態１における電動ファンのケーシングを外した状態を示す要部平面図 （ａ）本実施の形態１における電動ファンの要部断面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線の要部矢視断面図 本実施の形態１における電動ファンの要部拡大断面図 （ａ）本実施の形態１における電動ファンの円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図、（ｂ）本実施の形態１における電動ファンの円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図 （ａ）従来の電動ファンの円筒形マグネットの要部断面図、（ｂ）下向きに取り付けた電動ファンの軸受部及び回転軸の要部拡大断面図、（ｃ）実施の形態１の電動ファンと従来の電動ファンの回転軸の上方移動長さと回転子の重さとの関係を示す関係図 （ａ）本実施の形態２における電動ファンの要部拡大断面図、（ｂ）本実施の形態２における電動ファンの円筒形マグネットの他の例を示す要部断面図 本実施の形態３における電動ファンの要部拡大断面図
符号の説明
１ 電動ファン
２ ベース部
３ 吸引開口部
４ 回転子
５ 送風用ブレード
６ コード
７ コネクタ
１０ ボス部
１１ 軸受部
１２ 軸受孔
１２ａ 軸受板
１３ 固定子
１４ 絶縁部
１５ 鉄心
１５ａ リング状部
１５ｂ 延設部
１５ｃ 突極部
１５ｄ ピン挿通孔
１５ｅ 結線ピン
１５ｆ リード線
１５ｇ 嵌合部
１６ コイル
１７ 基板
１８ 上面部
１９ 側面部
２０ 回転軸
２１ ヨーク
２１ａ ヨーク拡径部
２１ｂ ヨーク切り欠き部
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，３１，３１ａ，４１ 円筒形マグネット
２３ 回転子位置検出器
２４，２４ａ，２４ｂ，４２ 薄肉部
２５，２７，３３ 内周壁
２６，２８，３４ 外周壁
２９ 中空部
３２ マグネット拡径部
３５ マグネット切り欠き部
４３ 突起部

Claims (6)

  1. ベース部と、
    前記ベース部上に立設された軸受部と、
    前記軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の前記鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、
    前記軸受部に軸支される回転軸と前記回転軸を中心とする円筒状に形成され前記固定子の外周部に対向して配設され前記回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、
    前記回転子の外周部に放射状に並設された複数の送風用ブレードと、
    前記円筒形マグネットの前記ベース部側に前記円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、
    を備えた電動ファンであって、
    前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の一端部の有効厚が他端部の有効厚より小さく形成された薄肉部を備えていることを特徴とする電動ファン。
  2. 前記円筒形マグネットの前記薄肉部の有効厚が前記他端部の有効厚の５０％〜９０％に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動ファン。
  3. ベース部と、
    前記ベース部上に立設された軸受部と、
    前記軸受部の周囲に配設された複数の鉄心と各々の前記鉄心に巻線されたコイルとを有する固定子と、
    前記軸受部に軸支される回転軸と前記回転軸を中心とする円筒状に形成され前記固定子の外周部に対向して配設され前記回転軸と一体的に回転する円筒形マグネットとを有する回転子と、
    前記回転子の外周部に放射状に並設された複数の送風用ブレードと、
    前記円筒形マグネットの前記ベース部側に前記円筒形マグネットに対して所定幅の間隙を有して配設された回転子位置検出器と、
    を備えた電動ファンであって、
    前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の一端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅より大きく形成されていることを特徴とする電動ファン。
  4. 前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の一端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅が、他端部の内壁と前記固定子の外周部との間隙の幅より１０％〜３０％大きく形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動ファン。
  5. 前記円筒形マグネットの前記回転子位置検出器側の端部の内壁及び／又は外壁に周設された環状の突起部を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の電動ファン。
  6. 前記円筒形マグネットに外嵌された円筒状のヨークを備え、前記ヨークの前記回転子位置検出器側の端部に、外周側に向けて拡がったヨーク拡径部、或いは、内壁に周設されたヨーク切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の電動ファン。
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