JP2007009802A

JP2007009802A - ファンモータ

Info

Publication number: JP2007009802A
Application number: JP2005191499A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamamoto; 勝彦山本; Hiroshi Aoki; 弘青木
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】吸気口を塞ぐ部分の配置を考慮することにより、風量特性の悪化を解消する。
【解決手段】ファンブレード５の外周方向にある排気孔10を基準に、当該ファンブレード５の回転方向に見て、このファンブレード５の回転軸方向にある吸気孔８の約90°〜180°の範囲をスポーク64で塞ぐ。こうすると、吸気効率の比較的低い部位に、吸気孔８を塞ぐ部分を配置することになるので、風量特性の悪化を解消できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばノート型パソコンなどの薄型電子機器に搭載され、ロータの外周方向にファンブレードを延設したファンモータに関する。

従来の遠心式のファンモータは、例えば特許文献１に示すように、送風体取付け用のベースとなるケーシングと、このフレームの上面を覆うカバーとにより、内部に送風路を形成するファンモータの外郭を構成すると共に、前記ケーシングは、回転軸に対し放射状にファンブレードを配設したロータと、このロータひいてはファンブレードに回転駆動力を与える駆動源としてのモータ部とからなる両面吸気型のファンを具備している。

図６および図７は、一般的なファンモータの構造を示したものである。これらの各図において、扁平状をなすファンモータ１の外郭を、ケーシング２とカバー３とにより構成すると共に、回転するカップ状のロータ４や、ロータ４の外周側面から延設する複数枚のファンブレード５や、ロータ４に回転駆動力を与えるモータ部６からなるファン７を、ケーシング２に保持してファンモータ１の外郭内に収容している。また、ロータ４の回転軸４Ａ方向の両側に位置して、ケーシング２とカバー３のそれぞれには、送風体であるファン７に空気を送り込む吸気口としての吸気孔８，９が設けられ、各吸気孔８，９と直交する送風方向には、ファンモータ１の外部に空気を排出する排気口としての排気孔10が設けられる。さらに、前記ファン７はロータ４の回転軸４Ａを軸支するベアリングチューブ11を備えており、このベアリングチューブ11の基端がケーシング２に圧入嵌合することで、ベアリングチューブ11の周囲に取付けたモータ６をケーシング２に保持するようになっている。

ファンブレード５は、基端すなわちロータ４側の吸気孔８，９に対向する位置にあって、この吸気孔８，９から空気Ｆが吸込まれる部分である吸気部21と、当該吸気部21よりも外周側にあって、ケーシング２およびカバー３により囲まれた外周部22とにより構成され、ファンブレード５の吸気部21において、ファンブレード５の回転方向に向かう前面33Ａと、その後側にある後面34Ａが、吸気孔８または吸気孔９に向けて平面状ではなく曲面状に形成されている。一方、ファンブレード５の外周部22において、ファンブレード５の回転方向に向かう前面33Ｂと、その後側にある後面34Ｂは、いずれも凹凸のない平面状に形成され、吸気孔８，９から取込まれる空気Ｆの吸気面に対し垂直に配置されている。すなわちファンブレード５の前面33Ａ，33Ｂの各形状に着目すると、吸気部21側にある前面33Ａの曲率（≠０）と、外周部22側にある前面33Ａの曲率（＝０）が異なっており、とりわけ曲面状に形成した吸気部21側の前面33Ａによって、吸気孔８，９からの空気Ｆを、ファンブレード５の前側に掻き込めるようになっている。

さらに各ファンブレード５は、吸気部21に位置して、吸気孔８に対向する一方の端面から前側に延びる第１の舌片41と、別の吸気孔９に対向する他方の端面から前側に延びる第２の舌片42のいずれかを、互い違いに設けている。すなわち、ここでは形状の異なる２種類のファンブレード５が設けられ、当該ファンブレード５を回転することによって、吸気孔８からの空気Ｆを第１の舌片41で掻き込み、吸気孔９からの空気Ｆを第２の舌片42で掻き込むようになっている。

そして、モータ部６への通電により、回転軸４Ａを中心としてロータ部４と共にファンブレード５を回転させると、ファンブレード５の上側および下側にそれぞれ設けた２つの吸気孔８，９からファンモータ１の内部に空気がそれぞれ取込まれる。この空気はファンブレード５の回転軸方向から外周方向に送り出され、ファンモータ１の側面にある排気孔10から、ファンモータ１ひいては薄型電子機器の外部に排出される。図６および図７には、排出した空気の流れＦが示されている。

図８および図９は、ケーシング２単体を示す図である。同図において、51はベアリングチューブ11の基端を圧入嵌合する取付孔で、この取付孔51は回転軸４Ａに一致して、ケーシング２の底面中央部に設けられる。また取付孔51の周りには、前述の吸気孔８が開口形成される。ここでの吸気孔８は、取付孔51のほぼ全周を取り囲むようにリング状に設けられているが、ベアリングチューブ11をケーシング２の底面に支持するために、取付孔51の周囲にあるケーシング２底面の支持部52と、吸気孔８の外周にあるケーシング２底面の周囲部53との間をつなぐスポーク54が、吸気孔８を分割するように複数形成される。

前記周囲部53の外端には、ケーシング２の底面に対しほぼ垂直な縦壁55が設けられる。この縦壁55は、ケーシング２の側面を形成するもので、ケーシング２内にファン７を取付けたときに、回転するファンブレード５の外端を囲むように配置される。但し、縦壁55はファンブレード５の外端全周を囲んでいるわけではなく、カバー３と共に排気孔10を形成するために、ケーシング２の側部一側には縦壁55の存在しない排気部56が形成される。さらに、ケーシング２の底面に対向して、その上部にはカバー３により塞がれる開口57が形成される。
特開２００４−１４００６１号公報

図８に示すように、従来のファンモータにおけるケーシング２の形状は、取付孔51を中心としてスポーク54が均等に間隔をおいて配置される。すなわち、排気部56（排気孔10）を基準の０°或いは360°として、ファンブレード５の回転方向（図６参照）にケーシング２の底面を見たときに、３本のスポーク54は取付孔51を中心に120°毎に配置されるので、スポーク54のいずれか一つは必然的に０°〜90°の範囲（図８の（１）の範囲）若しくは270°〜360°の範囲（図８の（４）の範囲）に配置されてしまう。しかし、吸気効率の高い排気孔10の近傍に、こうした吸気孔８を分断するスポーク54があると、ファンモータ１としての風量特性に悪影響を及ぼし、風量の悪化原因となっていた。

本発明は、上記問題点を解決して、吸気口を塞ぐ部分の配置を考慮することにより、風量特性の悪化を解消できるファンモータを提供することを目的とする。

請求項１の発明のファンモータでは、吸気効率の高い排気口の近傍側には、スポークのような吸気口を塞ぐ部分が配置されず、逆に吸気効率の比較的低い部位に、吸気口を塞ぐ部分を配置するので、風量特性の悪化を解消できる。

請求項２の発明のファンモータでは、ケーシングの厚さを1．5ｍｍ以下とすることで、当該ケーシングの材厚を極力薄く、また軽量化することができる。

請求項３の発明のファンモータでは、風量特性を大幅に悪化させない範囲で、他の部位にもスポークを設けることで、モータ部を支持する吸気口の内側のケーシング部分を、より強固に他のケーシング部分と連結することができる。

請求項４の発明のファンモータでは、ファンブレードのそれぞれの側から空気が取込まれるので、吸気量を増大してファンモータとしての風量を増やすことができる。

請求項５の発明のファンモータでは、モータ部などに接続されるリード線が、吸気口の部分ではなく吸気口を塞ぐ部分から引き出されるので、吸気口から取込まれる空気の進入を阻害せずに、リード線を引き回すことができる。

請求項１の発明によれば、吸気口を塞ぐ部分の配置を考慮することにより、風量特性の悪化を解消できるファンモータを提供できる。

請求項２の発明によれば、ケーシングひいてはファンモータの薄型化および軽量化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、モータ部を支持する吸気口の内側のケーシング部分と他のケーシング部分との強固な連結を図ることができる。

請求項４の発明によれば、ファンブレードのそれぞれの側から空気を取込むことで、ファンモータとしての風量を増やすことができる。

請求項５の発明によれば、吸気口から取込まれる空気の進入を阻害せずに、リード線を引き回すことができる。

以下、本発明に係るファンモータの好ましい実施例を、添付図面に基づいて説明する。なお本実施例では、従来例と同一部分に同一符号を付し、その共通する箇所の説明は重複を避けるために極力省略する。

図１および図２は、本発明の一実施例を示すケーシング20を示すもので、このケーシング20以外の各部の構成は、それらの形状を含めて図６および図７に示したものと全く共通している。従ってここでは、従来のケーシング２に代わって採用されるケーシング20と、背景技術で説明を割愛したリード線25の各構成について、詳しく説明する。

ケーシング20の底面中央部には、ベアリングチューブ11の基端を圧入嵌合する取付孔51が設けられる。この取付孔51はロータ４の回転軸４Ａに一致した位置にあり、この取付孔51を中心にロータ４およびその外周にあるファンブレード５が、図６に示す回転方向に回動する。また取付孔51の周りには、リング状の吸気孔８が開口形成される。この吸気孔８を境界として、吸気孔８の内側にあるケーシング20底面の部分が、ベアリングチューブ11をケーシング20の底面に支持する支持部52となり、また吸気孔８の外側にあるケーシング20底面の部分が、ファンブレード５の外周部22の端面を覆う周囲部53となって区画形成される。

前記吸気孔８は取付孔51の全周に形成されている訳ではなく、取付孔51の周囲にある支持部52を周囲部53とつなぐために、吸気孔８の一部を塞ぐ部分として、ケーシング20底面にスポーク64が形成される。ここで注目すべきことは、排気部56（すなわち排気孔10）を基準として、ファンブレード５の回転方向（図６参照）にケーシング20の底面を見たときに、当該スポーク64が、90°〜270°の範囲（図１の（２）および（３）の範囲）、より好ましくは図１のように、90°〜180°のみの範囲（図１の（２）の範囲）にかけて、広く１箇所に集中して形成される。

なお、図１に示す吸気孔８は、ファンブレード５の回転中心にある取付孔51の周囲にＣ字状に設けられているが、支持部52を周囲部53とより強固に連結するために、スポーク64とは別のブリッジ状のスポーク65を任意の位置に設けてもよい。またこのスポーク65は、１箇所ではなく複数箇所設けてよい。58は、前記縦壁55の端部に部分的に形成したフランジであり、このフランジ58にはカバー３との位置決め（固定）用の孔59が設けられる。この孔59も１箇所ではなく、複数箇所設けてよい。

71は、その基端がモータ部６に接続された柔軟性を有するリード線である。このリード線71は周知のように、ファンモータ１の外部にある回路構成部（図示せず）との接続を図るもので、本実施形態では吸気孔８から取込まれる空気の進入を妨げないように、前記スポーク64に沿って引き出されている。また72は、ケーシング20の底面に設けたリード線61の挿通孔で、これはファン７が存在するケーシング20の内側から、ファン７が存在しないケーシング20の外側へとリード線61を導出するためのものである。好ましくは、モータ部６の近傍に位置して当該挿通孔72がケーシング20底面の支持部52に設けられていれば、回転するファンブレード５にリード線71が当たる懸念を取り除くことができる。

次に、上記構成についてその作用を説明すると、リード線71を通じてモータ６部に電力を供給し、ロータ４の内周面に取付けられたマグネット（図示せず）に回転駆動力を与えると、ロータ４と一体のファンブレード５が回転軸４Ａを中心にして共に回転する。このとき、カバー３に形成した吸気孔９を通過して、ファンブレード５の他方の端面からファンブレード５に吸気される空気は、吸気孔９に対向するロータ部４側（吸気部21側）の部分において、特に第２の舌片42を設けたファンブレード５の所定の曲率を有する前面33Ａによって、掻き込まれるように流れる。同様に、ケーシング２に設けた吸気孔８を通過して、ファンブレード５の一方の端面からファンブレード５に吸気される空気も、吸気孔８に対向するロータ部４側の部分において、特に第１の舌片41を設けたファンブレード５の所定の曲率を有する前面33Ａによって、掻き込まれるように流れる。こうした各ファンブレード５の前面33Ａによる空気の掻き込みは、各吸気孔８，９からファンブレード５に向けての吸引量の増加をモータもたらす。

ファンブレード５の前面33Ａによって掻き込まれた空気は、ファンブレード５の回転によって吸気部21側から次第に外周部22側へと流れてゆく。ファンブレード５の外周部22は、その両端面がそれぞれケーシング２とカバー３とにより囲まれているので、ここにある垂直に配置された前面33Ｂによって、外周部22に達した空気Ｆが吸気孔８，９から逃げ出すことなく、さらに外周方向に向けて強く押し出される。そしてファンブレード５の先端に達した空気は、吸気孔８，９と直交する方向する排気孔10から、高圧力で外部に排出される。

ここで、吸気孔８を塞ぐケーシング20底面の領域と、ファンモータ１の各種特性との関係について、図３および図４を参照しながら、その実験結果を説明する。これらの各図では、図８や図９に示す従来のケーシング形状の場合の測定結果を◆でプロットし、図１の（１）の範囲のみを塞いだときの測定結果を×でプロットし、図１の（２）の範囲のみを塞いだときの測定結果を＊でプロットし、図１の（３）の範囲のみを塞いだときの測定結果を△でプロットし、図１の（４）の範囲のみを塞いだときの測定結果を■でプロットしている。

図３は、ファン７（ファンブレード５）の回転数と騒音との特性を示したもので、同一回転数では90°〜180°の範囲（（２）の範囲）の吸気孔８を塞いだ場合と、270°〜360°の範囲（（４）の範囲）の吸気孔８を塞いだ場合の騒音レベルが、他の場合よりも低くなっている。また図４は、風量と静圧の特性を示したものであるが、同一静圧では排気孔10に近い０°〜90°の範囲（（１）の範囲）や、270°〜360°の範囲（（４）の範囲）よりも、排気孔10から離れた位置にある90°〜180°の範囲（（２）の範囲）や、180°〜270°の範囲（（３）の範囲）の吸気孔８をスポーク64で塞いだ場合が、高い風量であることがわかる。そして、これらの測定結果を表に纏めると、次のようになる。

上記表からも明らかなように、排気部56（すなわち排気孔10）を基準として、取付孔51を中心に０°〜90°の範囲や270°〜360°の範囲に、吸気孔８を塞ぐスポーク64が配置されていると、この範囲はそもそも吸気効率が非常に高い領域で、スポーク64によりファンモータ１内部への空気の取り込みが著しく阻害されるので、風量の低下が顕著になる。一方、吸気孔８を塞ぐスポーク64が、90°〜180°の範囲や180°〜270°の範囲にあると、この範囲は吸気効率が低く、スポーク64があってもファンモータ１内部への空気の取り込みにはさほど影響を受けないので、他の範囲にスポーク64を配置する場合よりも風量特性が高くなる。さらに、90°〜180°の範囲にスポーク64がある場合には、騒音の低減効果があることから、図１に示すように、この範囲のほぼ全域にスポーク64を配置して吸気孔８を塞ぐことで、風量特性の悪化防止と騒音特性の向上を同時に図ることができる。

図５は、図８や図９に示す従来のケーシング形状（◆でプロット）と、図１や図２に示す本実施形態のケーシング形状（＊でプロット）との、風量−騒音特性を示したものである。この図から明らかなように、風量の大小にかかわらず本実施形態のケーシング20を採用すると、従来のケーシング２よりも騒音が低下することがわかる。

以上のように本実施形態では、ファンブレード５に回転力を与えるためのモータ部６を保持するケーシング20と、ファンブレード５を覆うようにして設けられたカバー３とを備えたファンモータ１において、ファンブレード５の外周方向にある排気孔10を基準に、当該ファンブレード５の回転方向に見て、このファンブレード５の回転軸方向にある吸気孔８の約90°〜180°の範囲をスポーク64で塞いでいる。

この場合、吸気効率の高い排気孔10の近傍側（図１の（１）や（４）の範囲）には、スポークのような吸気孔８を塞ぐ部分が配置されず、逆に吸気効率の比較的低い部位に、吸気孔８を塞ぐ部分を配置するので、風量特性の悪化を解消できる。なお、この実施形態に示すケーシング20は、図１に示す（２）の範囲を塞いでいるが、図１に示す（３）の範囲を含む、約90°〜270°の範囲を塞いだ場合も、同様に風量特性の悪化を解消できる。

また、特に吸気孔８の約90°〜180°の範囲をスポーク64で塞ぐと、騒音の低減効果も得られることから、風量特性の悪化防止と騒音特性の向上を同時に図ることが可能になる。さらに、この範囲のほぼ全域にのみ、支持部52を周囲部53とを連結するスポーク64として形成すれば、モータ部６などの機構部品を安定した状態で支持することも可能になる。

その他、本実施形態では、ケーシング20を1．5ｍｍ以下の厚さで形成するのが好ましい。これにより、ケーシング20の材厚を極力薄く、また軽量化することができる。

また本実施形態では、吸気孔８を塞いだ部分以外にも別なスポーク65を設けてよい。風量特性を大幅に悪化させない範囲で、他の部位にもスポーク65を設けることで、モータ部６を支持する吸気孔８の内側のケーシング部分である支持部52を、より強固に他のケーシング部分である周囲部53と連結することができる。

本実施形態では、ファンブレード５の両側に位置して、ケーシング20とカバー３のそれぞれに吸気孔８，９を設けている。このようにすれば、ファンブレード５のそれぞれの側から空気が取込まれるので、吸気孔８だけで吸気を行なうよりも吸気量を増大して、ファンモータ１としての風量を増やすことができる。

さらに本実施形態では、吸気孔８を塞いだ部分であるスポーク64から、リード線71を引き出す構成となっている。この場合、モータ部６などに接続されるリード線71が、吸気孔８の部分ではなく吸気孔８を塞ぐ部分から引き出されるので、吸気孔８から取込まれる空気の進入を阻害せずに、リード線71を引き回すことができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、吸気孔８はケーシング20の底面において、リング状に形成されていなくてもよい。

本発明の一実施例におけるファンモータのケーシングの平面図である。同上、図１のＡ−Ａ線断面図である。吸気口の各部を塞いだときの回転数と騒音の関係を示すグラフである。吸気口の各部を塞いだときの風量と静圧の関係を示すグラフである。従来のケーシング形状と本実施形態のケーシング形状との、風量と騒音の関係を示すグラフである。従来例における一般的なファンモータの平面図である。図６におけるファンモータのＢ−Ｂ線断面図である。従来例におけるケーシングの平面図である。図８のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

３カバー
５ファンブレード
６モータ部
８，９吸気孔（吸気口）
10 排気孔（排気口）
20 ケーシング
64 スポーク（吸気口を塞いだ部分）
65 スポーク
71 リード線

Claims

ファンブレードに回転力を与えるためのモータ部を保持するケーシングと、前記ファンブレードを覆うようにして設けられたカバーとを備えたファンモータにおいて、ファンブレードの外周方向にある排気口を基準に、当該ファンブレードの回転方向に見て、このファンブレードの軸方向にある吸気口の約90°〜180°の範囲または約90°〜270°の範囲を塞いだことを特徴とするファンモータ。
前記ケーシングを1．5ｍｍ以下の厚さで形成したことを特徴とする請求項１記載のファンモータ。
前記塞いだ部分以外にスポークを設けたことを特徴とする請求項１または２記載のファンモータ。
前記ファンブレードの両側に前記吸気口を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のファンモータ。
前記塞いだ部分からリード線を引き出す構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のファンモータ。