JP3081816B2

JP3081816B2 - ファンモータ

Info

Publication number: JP3081816B2
Application number: JP09150116A
Authority: JP
Inventors: 義弘江川; 幹博寺島
Original assignee: Nippon Keiki Works Ltd
Current assignee: Nippon Keiki Works Ltd
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: JPH10326986A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筐体の壁またはヒ
ートシンクとファンモータ部とから構成されるファンモ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記ファンモータにおいて、ファンの形
状を大きくしたり，羽根を適切な角度に設定したりする
ことにより所定の性能の確保が行われるが、これらの条
件は仕様によってある程度決定される。その他に風量を
増加して性能アップさせる手段としてファンの回転数を
大きくする手法が採られる。ファンの回転数を大きくす
る場合、一定以上回転数を上げても吸引と排出の構造か
らその効果が効率的に現れないという問題がある。すな
わち、ファンモータで空気を吸い込んでも、排出口に向
かうこのタイプ特有の空気誘導構造から空気の流れが不
安定となって、その一部が吸引口から吹き出してしま
う。特に薄型のヒートシンク一体型ファンモータではフ
ァンとヒートシンクとの間の間隔が小さく、取り込んだ
空気の吹き返しが多くなるため、ベンチュリーとファン
先端とのギャップから空気漏れが大きくなり、性能低下
を招くとともに騒音レベルが増加するという欠点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図９は従来の薄型ヒー
トシンク一体型ファンモータの一例を示す断面図であ
る。ヒートシンク５３の中央に、ボールベアリング５７
の外輪が圧入固定されたハウジング５９が設けられてい
る。ロータ５０に固定されたシャフト５４はボールベア
リング５７の内輪に挿入固定され、その先端にＥリング
などが係止される。ロータ５０の周縁には複数枚のブレ
ード（ファン）が設けられ、ロータの下面にマグネット
５２が取り付けられている。上記マグネット５２に対面
してコイルが配置され、さらにその下に基板が設けられ
ている。

【０００４】ヒートシンク５３は一方向に排出口５６を
有し、他の辺部分には壁５３ａが設置されている。空気
吸引のための円形の開口部６３を有する蓋５５が壁５３
の上面に固定されている。ロータ５０の回転により空気
はシャフト５４と平行な方向（矢印６０の方向）から吸
い込まれ、基板とヒートシンク５３の間のギャップ部分
などをシャフト５４に対し直角方向（矢印６１）に流れ
て排出口５６から排気される。

【０００５】上記薄型ヒートシンク一体型ファンモータ
は、さらに風量を増加させるために回転数を上げた場
合、吸引した空気の一部は矢印６１の方向に流れず、矢
印６２に示すように蓋５５の開口部６３（ブレード５１
の先端と蓋の先端のギャップ部分も含む）から吹き出す
という欠点があった。なお、従来例としては例えば、特
表平８−５０２８０４号（伝熱特性を有する薄型形状の
ファンボディ）に示すように蓋５５の開口部のエッジ部
分に、ブレード５１の先端と蓋５５のエッジの間のギャ
ップの経路を長くするための圧力差面５８を形成し、外
部圧と内部圧との差を増大させて吸引空気を増大させる
手法も開示されているが、このような形状のものも同様
に吹き戻りが生じる。

【０００６】また、羽根径を大きくすることにより性能
アップ，騒音を下げる手段があるが、羽根を大きくして
も、吸い込み口へ外部から遮断板などが接近して設けら
れ遮蔽板などとファンモータの蓋との間隔が小さくな
り、それにより風量が規制されているときには、この部
分により風量が制限を受けるため、ファンモータの取付
位置に制約が生じるという欠点があった。本発明の課題
は、吸引した空気の吹き出しを防止し、取り込んだ空気
圧を安定させることにより径の小さい羽根で、性能アッ
プを図ることができる低騒音のファンモータを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明によるファンモータは、ファンモータ部の下側
に壁が配置され、前記ファンモータ部の回転軸に平行に
空気を吸引し、前記回転軸に対し直角方向に前記壁に沿
って空気を排出するように構成されたファンモータにお
いて、前記ファンモータ部のロータのブレードの外周
に、一面がロータ回転軸方向に向くようにリングを設
け、吸引した空気の空気吸引口への吹き戻しを防止する
ように構成してある。前記ファンモータ部の上部の周囲
に蓋を有し、前記蓋は、その面がロータ回転の放射方向
に対し略平行になるように取り付けて構成してある。前
記ファンモータ部に一体に設けて構成してある。前記ヒ
ートシンクは１以上の方向に排出口を、他の方向の辺に
壁を有し、前記蓋は略円形の空気吸入口を有し前記ヒー
トシンクに被せて構成してある。前記リングの断面は四
角形状に構成してある。前記リングの断面はＬ字形状に
構成してある。前記リングの上面に複数のハの字形状の
溝または凸部を設けて構成してある。前記リングの上
面，下面または前記リングに対面するヒートシンク上面
に前記リングの形状に沿って複数の整流フィンを設けて
構成してある。

【０００８】上記構成によれば、リングの整流作用によ
り吸引した空気の吹き出しを防止でき、取り込んだ空気
圧を安定させることができる。よって径の小さい羽根の
回転数増加で騒音を大きくすることなく性能アップを図
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳しく説明する。図１は、本発明によるファ
ンモータのリング形状の実施形態を断面で示した部分図
であり、筐体の底面を壁としてファンモータ部を組み込
んだ例である。筐体の底面である壁４６の上にファンモ
ータ部が配置され、筐体パネル４５がファンモータ部の
空気吸引部を確保した状態で被せられている。ファンモ
ータ部はロータ２のブレード１の外周に、断面が四角形
状のリング４７が設けられている。

【００１０】図２は、本発明によるファンモータの複数
種のリング形状の実施形態を断面で示した部分図であ
り、壁としてファンモータ部にヒートシンクを一体に設
けた例である。図２（ａ）〜（ｄ）において、ロータ２
のブレード１の外周にそれぞれリング５，６，７，８お
よび９が設けられている。（ａ）のリング５の断面は４
角形状に構成されている。

【００１１】（ｂ）のリング６の断面はＬ形状に構成さ
れており、リング６の厚さ分、蓋３の開口部３ａの直径
を（ａ）より大きくしてある。（ｃ）のリング７の断面
はコの字形状に構成されており、コの字形状の７ａの部
分と接触しないように蓋９の開口部９ａの直径を大きく
してある。（ｄ）のリング８の断面はＬ形状であり、向
きが（ｂ）と逆になっている。リング８の下面はブレー
ド１の下面位置である。Ｌ形状の８ａの部分と接触しな
いように蓋１０の開口部１０ａの直径を大きくしてあ
る。以上の（ａ）〜（ｄ）のリング形状のいずれかを利
用することができる。

【００１２】図３は、リングの取付位置および大きさを
説明するための図である。リングの断面が図２（ａ）に
示すように４角形状の場合、最良の性能を得るために
は、つぎの条件を満たす位置が実用的である。ファンの
高さをＨ，ファンの下面からリングの下面までの長さを
Ｈ₁とすると、Ｈ₁≦（１／２）Ｈ・・・リングの断面の長さをＡ，リングの断面の先端からヒー
トシンクの壁の内面までの長さをＢとすると、Ａ≒Ｂ・
・・上記のような位置にリングを設けることにより最良の性
能を得ることができる。

【００１３】図４は、リングの他の実施の形態を説明す
るための図である。図２（ａ）の構造において、リング
１２の上面に、ファン回転時圧力（浮力）を発生するハ
の字形状の凹部または凸部１２ａを多数設けてある。こ
のようにリング１２上面に多数のハの字形状の凹部また
は凸部１２ａを設けておくと、リング上面と蓋１３の下
面の間に浮力が発生してさらに空気漏れをなくすことが
でき、回転時のロータの安定化を図ることができる。上
記ハの字形状の凹部または凸部は蓋１３のリング１２に
対面する内面に設けても良い。

【００１４】図５は、リングのさらに他の実施の形態を
説明するための図で、（ａ）はリングに対応するヒート
シンク面に整流フィンを取り付けた例を、（ｂ）はリン
グに補助羽根（遠心羽根）を取り付けた例をそれぞれ示
している。（ａ）において、ブレード１６の周縁に取り
付けたリング１９に対面するヒートシンク１５の底面に
複数の整流フィン１４を設けてある。これにより整流作
用はさらに良好となるとともに放熱効果も増大する。な
お、整流フィン１４をリング１９の下面側に取り付けて
も整流作用は良好となる。

【００１５】つぎに、ヒートシンクの大きいものへ対応
する場合、ブレードに取り付けるリングも大きくする必
要がある。しかしながら、（ｂ）に示すようにリング１
９の上面に複数の補助羽根１８を付設することにより取
り込んだ空気の強制吐き出しの役目を持たせることがで
きるので、リング１９の外径１９ａを小さくすることが
できる。

【００１６】図６は、本発明によるファンモータの第１
の実施形態を説明するための分解斜視図である。ロータ
２２の外周面に設けられたブレード２３に断面がＬ形状
のリング２１が設けられている。フレーム２５ａ，２５
ｂおよび２５ｃによって軸受け２７，コイル２６，基板
等よりなるステータ部分がベンチュリー外枠２４に支持
されている。フレーム２５ｂ，２５ｃの断面形状を三角
形にすることにより風の抵抗を小さくすることができ
る。

【００１７】ロータの中央に固定されているシャフト
（図示されていない）を軸受け２７に圧入してその端部
に抜け防止リングを係止することにより抜けを防止す
る。ヒートシンク２８は一辺に空気排出口が、他の辺に
壁２８ａ，２８ｂおよび２８ｃが設けられ、各壁の内側
に一列に放熱効果を増大させるためのピン２９が配置さ
れている。ベンチュリー外枠２４をヒートシンク２８の
上に載せ、空気吸入のための開口部２０ａを有する蓋２
０を重ね図示しないビスにより螺合固定する。なお、
（ｂ）に示すようにベンチュリー外枠２４と共締めする
のではなく、接着固定する形式の蓋２９を蓋２０の代わ
りに用いても良い。

【００１８】図７は、本発明によるファンモータの第２
の実施形態を説明するための分解斜視図である。この実
施の形態は図６とは反対にロータ部分をステータの下側
に取り付けるようにしたものである。（ａ）において、
ロータ３４の外周面に設けられたブレード３２に断面が
Ｌ形状のリング３３が設けられ、ロータ３４の中央にシ
ャフト３５が上向きに設けられている。蓋３０に支持さ
れたステータ部分３０ａの下面に軸受け（図示されてい
ない）を有しており、この軸受けにシャフト３５が挿入
保持される。

【００１９】蓋３０をヒートシンク３６の上に載せ、図
示しないビスにより螺合固定する。ヒートシンク３６
は、一方向に排出口を持ち、他の辺に壁を持ち、各壁の
前に放熱効果を促進するピンを一列に並べた構成は図６
（ａ）のヒートシンクの構造と同じであるが、さらに排
出口に一列に空気を誘導するフィン３６ａを設けてい
る。（ｂ）のヒートシンク３８は、リングに対面するヒ
ートシンクの底面に複数の整流フィン４０を設けたもの
であり、このヒートシンク３８に取り付ければ、整流フ
ィン４０により空気の流れがさらに良好となるとともに
放熱効果も増大する。

【００２０】（ｃ）の蓋３１は壁３１ａを有しており、
プラスチックモールドで形成されている。このような構
成にすると、ヒートシンクに壁を設ける必要はなく、
（ｄ）または（ｅ）に示すように壁を設けていないヒー
トシンク３７または３９を用いることができる。（ｄ）
のヒートシンク３７は鍛造またはダイキャストで形成さ
れている。（ｅ）のヒートシンク３９はプレス品であ
り、プレス品との放熱板との組み合わせが可能となりコ
ストダウン効果が大きい。

【００２１】図８は、本発明によるファンモータの第３
の実施形態を説明するための分解斜視図である。ロータ
４３の外周面に設けられたブレード４２に断面がＬ形状
のリング４０が設けられている。ロータ４３のシャフト
４５は４本のリブ４１の中央部に設けられたステータ部
分の軸受部に挿入保持されている。ヒートシンク４４の
各辺には多数のピンが配列されており、四隅のピン４４
ａ，４４ｂ，４４ｃおよび４４ｄに上記リブ４１の先端
部の孔４１ａ，４１ｂ，４１ｃおよび４１ｄが嵌合され
固定される。この実施の形態はヒートシンクに蓋および
周囲に壁を持たず、各方向に空気を排出するタイプであ
り、このようなタイプでも、性能アップの効果は大であ
る。

【００２２】表１に、図２（ａ）の断面が４角形状のリ
ングを取り付けたファンモータとリングを付けない従来
形状のファンモータの性能を比較した実験結果の数値例
を示す。

【表１】リングを設けたファンモータは、リングなしのものに比
較し最大静圧と最大風量が増加し、同時に騒音レベルが
著しく低いことが判る。

【００２３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、ファン
モータ部の下側に壁が配置され、ファンモータ部の回転
軸に平行に空気を吸引し、回転軸に対し直角方向に壁に
沿って空気を排出するように構成されたファンモータに
おいて、前記ファンモータ部のロータのブレードの外周
に、一面がロータ回転軸方向に向くようにリングを設
け、吸引した空気の空気吸引口への吹き戻しを防止する
ように構成したものである。したがって、吸引口への空
気の吹き戻りを防止し、取り込んだ空気圧を安定させる
ことにより、小さい径の羽根で、騒音レベルを上げるこ
となく風量を増加させ性能アップを図ることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるファンモータのリング形状の実施
形態を断面で示した部分図であり、筐体の底面を壁とし
てファンモータ部を組み込んだ例である。

【図２】本発明によるファンモータのリング形状の実施
形態を断面で示した部分図であり、壁としてファンモー
タ部にヒートシンクを一体に設けた例である。

【図３】リングの取付位置および大きさを説明するため
の図である。

【図４】リングの他の実施の形態を説明するための図で
ある。

【図５】リングのさらに他の実施の形態を説明するため
の図である。

【図６】本発明によるファンモータの第１の実施形態を
説明するための分解斜視図である。

【図７】本発明によるファンモータの第２の実施形態を
説明するための分解斜視図である。

【図８】本発明によるファンモータの第３の実施形態を
説明するための分解斜視図である。

【図９】従来のヒートシンク一体形ファンモータの一例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１１，１６，２３，３２，４２…ブレード２，２２，３４，４３…ロータ３，１０，２０，２９，３０…蓋４，１５，２８，３６，３７，３８，３９，４４…ヒー
トシンク５，６，７，８，９，１２，１９，２１，３３，４０，
４７…リング１８…補助羽根（遠心羽根）２４…ベンチュリー外枠２６…コイル２７…軸受け３５…シャフト４０…整流フィン４１…リブ４５…筐体パネル４６…筐体壁

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 7/20 F04D 29/38 H01L 23/467 H02K 5/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンモータ部の下側に壁が配置され、
前記ファンモータ部の回転軸に平行に空気を吸引し、前
記回転軸に対し直角方向に前記壁に沿って空気を排出す
るように構成されたファンモータにおいて、前記ファンモータ部のロータのブレードの外周に、一面
がロータ回転軸方向に向くようにリングを設け、吸引し
た空気の空気吸引口への吹き戻しを防止することを特徴
とするファンモータ。
【請求項２】前記ファンモータ部の上部の周囲に蓋を
有し、前記蓋は、その面がロータ回転の放射方向に対し
略平行になるように取り付けたことを特徴とする請求項
１記載のファンモータ。
【請求項３】前記壁はヒートシンクであり、前記ファ
ンモータ部に一体に設けられ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。
【請求項４】前記ヒートシンクは１以上の方向に排出
口を、他の方向の辺に壁を有し、前記蓋は略円形の空気吸入口を有し前記ヒートシンクに
被せたことを特徴とする請求項３記載のファンモータ。
【請求項５】前記リングの断面は四角形状であること
を特徴とする請求項１，２，３または４記載のファンモ
ータ。
【請求項６】前記リングの断面はＬ字形状であること
を特徴とする請求項１，２，３または４記載のファンモ
ータ。
【請求項７】前記リングの上面に複数のハの字形状の
溝または凸部を設けたことを特徴とする請求項４，５ま
たは６記載のファンモータ。
【請求項８】前記リングの上面，下面または前記リン
グに対面するヒートシンクの上面に前記リングの形状に
沿って複数の整流フィンを設けたことを特徴とする請求
項４，５または６記載のファンモータ。