JP3896278B2 - Fluid pump - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ内蔵形の流体ポンプに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
パーソナルコンピュータ(以下、パソコン)など比較的小形の電子機器においては、その演算装置(CPU)の高速化に伴い駆動時に発生する熱量が多くなってきている。そこで、筐体内に設けられたファンにより空気流を発生させてCPUを冷却することが行われている。
【0003】
ところが、CPUの更なる高速化に伴い発熱量が更に増えると、上記した所謂空冷方式では十分に冷却できないことから、流体ポンプにより水等の冷媒を循環させてCPUを冷却する水冷方式の冷却装置が採用されてきている。前記冷却装置は、流体ポンプ、放熱部、CPUに設けられた受熱部を備えており、放熱部と受熱部との間をパイプで繋いで冷媒を循環させるようになっている。この場合の流体ポンプには、駆動源であるモータを内蔵した構成のものが一般的に用いられている。
【0004】
ところが、従来のモータ内蔵形の流体ポンプは、そのケーシングの上部に流入口が、側部に流出口が設けられていたため、厚み寸法が大きかった。このため、ノート形パソコンのような厚み寸法が非常に小さい電子機器においては、上記構成の冷却装置を筐体内に設置することは難しかった。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的はケーシングの厚み寸法の小形化を図った流体ポンプを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の流体ポンプは、液体冷媒が流通する冷媒流路を内部に有するケーシングと、前記ケーシング内のうち前記冷媒流路内に配置され外周部に複数枚の羽根を有するカップ状のロータ、前記ロータの内周部に該ロータとの間に隙間を介して配置された環状のステータ、前記ステータの内周部に配置され前記ロータの回転軸を回転自在に支持するすべり軸受及び前記すべり軸受を保持する軸受保持部からなる軸受組立からなるモータと、前記ケーシングに設けられ前記ロータの回転に伴い前記冷媒流路内に冷媒を流入させる流入口と、前記ケーシングに設けられ前記ロータの回転に伴い前記冷媒流路内から前記冷媒を流出させる流出口とを備え、前記流入口及び前記流出口を、いずれも前記羽根と同じ高さ位置で、前記羽根の外周側端部と対向するように配置させ、
前記ロータの中心の前記回転軸が固定される部分を厚肉部に構成し、
前記ロータに当該ロータと前記ステータとの間の隙間に冷媒が流入することを助けるための気体抜き用の孔部を設けると共に前記軸受組立に、前記すべり軸受に前記回転軸を挿入したときに前記すべり軸受内部の空気を逃がすための逃がし孔が設けたことを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、ケーシングの厚み寸法をより一層、小さくすることができる。また、ロータとステータとの間の隙間に流体冷媒を流入させて潤滑剤として利用することができる。
【0010】
また、すべり軸受内に回転軸を挿入したときに回転軸の奥部に空気が残っていると、温度上昇によりその空気が膨張する等してロータが浮き上がり、ロータを精度良く回転させることができなくなる。上記構成によれば、ロータの回転軸をすべり軸受内の奥部まで確実に挿入することができるので、ロータを精度良く回転させることができる。
【0011】
更に、冷媒流路に粘性が低い液体冷媒を流通させる場合であって、前記冷媒流路に設けられロータの回転軸を回転自在に支持するすべり軸受を備える構成においては、前記すべり軸受を無機充填材及び合成樹脂を主成分とする成形材料から構成し、前記無機充填材を熱膨張係数が4×10-6/℃以下、もしくは負の膨脹係数を有すると共に、少なくとも平均粒径が30μm以下のケイ酸塩化合物及び平均粒径が50μm以上の炭素系無機充填材を含み、前記無機充填材を前記成形材料の50〜80%、炭素系無機充填材を前記成形材料の20〜50%を占めるように構成すると良い(請求項の発明)。
上記構成によれば、すべり軸受の摺動性及び耐摩耗性並びに熱安定性を向上させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をノート形パソコンの冷却装置に適用した第1の実施例を図1ないし図4を参照しながら説明する。まず、図3はノート形パーソナルコンピュータ(以下、パソコン)1を概略的に示す斜視図である。このノート形パソコン1は、コンピュータ本体2と、このコンピュータ本体2に回動可能に支持されたディスプレイユニット3とを備えている。コンピュータ本体2は、扁平な矩形箱状の筐体4を有している。
【0020】
前記筐体4の上部は図示しないカバーで覆われており、このカバー上にキーボード等が配置されている。前記筐体4内には発熱体となるCPU5を実装するプリント配線基板(図示せず)が収容されている。前記ディスプレイユニット3は、偏平な矩形箱状のハウジング6と、このハウジング6に収容された図示しない液晶表示装置とを備えている。
【0021】
前記ノート形パソコン1内には、流体ポンプ7、放熱部8、受熱部9と、これら流体ポンプ7、放熱部8、受熱部9を接続するチューブ10とを備えて成る冷却装置11が配置されている。前記チューブ10は、内径が2〜3mmの可撓性を有する細管から構成されている。流体ポンプ7、放熱部8、受熱部9、チューブ10からなる循環サイクルには、粘度が低い流体冷媒、例えば水が循環するようになっている。
【0022】
前記冷却装置11のうち放熱部8及び受熱部9は筐体4内に配置されており、特に、受熱部9は前記CPU5上に配置されている。尚、図示はしないが筐体4のうち放熱部8の近傍には通気孔が設けられている。一方、流体ポンプ7はディスプレイユニット3のハウジング6内に配置されている。このため、流体ポンプ7と放熱部8及び受熱部9を接続するチューブ10の途中部は、コンピュータ本体2とディスプレイユニット3とを接続するヒンジ部(図示せず)を通過するように構成されている。
【0023】
次に、前記流体ポンプ7の構成を図1及び図2を参照しながら説明する。流体ポンプ7は、上ケース12及び下ケース13からなる偏平な矩形箱状のケーシング14と、前記下ケース13内に嵌合された隔壁部15とを備えている。
【0024】
前記上ケース12の上部の下面には円筒状部16が設けられている。円筒状部16には、流入口17及び流出口18が略同じ高さ位置となるように設けられている。これら流入口17及び流出口18には、上ケース12の側部を貫通して外部に延びる流入管19及び流出管20が円筒状部16と一体的に設けられている。本実施例においては、前記流入管19及び流出管20は上ケース12の対向する側部に沿って延び、同一側部から外部に突出している。
【0025】
前記隔壁部15の上面には、前記円筒状部16に嵌合する環状突部21が設けられている。また、円筒状部16の下端部内側にはパッキン22を収容する凹部23が全周に亘って設けられている。上記構成により、前記上ケース12の円筒状部16と隔壁部15の環状突部21との間に、水密な冷媒流路24が構成される。
【0026】
前記隔壁部15の中央部には、上方に凸となるステータ部25が設けられている。前記ステータ部25の中央部には、すべり軸受26を保持するための保持孔27が設けられている。従って、本実施例では、隔壁部15(ステータ部25)が軸受保持部として機能し、すべり軸受26と隔壁部15から軸受組立が構成される。また、ステータ部25のうち保持孔27の周囲部には、前記保持孔27の底部まで延びる複数例えば3個の切欠28が設けられている。これに対して、すべり軸受26の下端部には径方向に延びる3個の切欠29が設けられている。前記すべり軸受26は、切欠29が切欠28に一致するように保持孔27に挿入されている。この結果、すべり軸受26及びステータ部25には、切欠28及び29からなる保持孔27と冷媒流路24とを連通する逃がし孔が構成される。
【0027】
また、前記ステータ部25の下部の周囲部には環状の凹部30が設けられている。前記凹部30には、コイル31を巻装してなるステータ32が収容されている。前記凹部30の下部には、前記コイル31への駆動電圧を制御する制御回路を搭載した基板33が取り付けられている。
【0028】
一方、前記冷媒流路24にはロータ34が収容されている。ロータ34は下部が開口する浅皿状をなし、その側部の外周面には外方に向かって突出する多数の羽根35が略等間隔に設けられている。前記羽根35は、流入口17及び流出口18と同じ高さ位置になるように構成されている。ロータ34の上面部の中央部は厚肉に構成されており、その厚肉部34aの中心には回転軸36が嵌合固定されている。前記回転軸36は、ロータ34の上面部から下方に向かって延びていて、前記すべり軸受26に回転自在に支持されている。
【0029】
上述したように、すべり軸受26及びステータ部25には切欠28及び29が設けられており、これら切欠28及び29により保持孔27と冷媒流路24とが連通している。このため、すべり軸受26に回転軸36を挿入したとき、保持孔27内の空気を切欠28及び29を通して冷媒流路24に逃がすことができ、この結果、回転軸36をすべり軸受26の奥部まで挿入することができる。
【0030】
また、前記ロータ34の上面部のうち厚肉部34aの周囲部には上下に貫通する複数例えば4個の孔部37が設けられている。更に、ロータ34の側部の下部内側には、磁極形成用の複数の永久磁石38が固着されている。前記永久磁石38は、隔壁部15を挟んで前記ステータ32と径方向に対向している。前記ロータ34及びステータ32からモータ39が構成される。
【0031】
隔壁部15のステータ部25はロータ34の内部に下方から入り込み、ロータ34の側面部及び永久磁石38は、隔壁部15の環状突部21とステータ部25との間に上方から入り込んでいる。このような構成により、ロータ34と隔壁部15との間は非常に狭く設定され、ケーシング14の厚み寸法が小さく抑えられる。
【0032】
上記構成の流体ポンプ7においては、ロータ34が矢印A方向に回転すると冷媒流路24内の冷媒は遠心力を受けて流出口18から送出され、一方、流入口17から冷媒流路24内に冷媒が流入する。これにより、流体ポンプ7、放熱部8、受熱部9、チューブ10からなる循環サイクルを冷媒が循環し、CPU5を冷却することができる。
【0033】
また、冷媒流路24内を流通する冷媒の一部はロータ34及び隔壁部15間の隙間に流入する。このとき、ロータ34に孔部37を設けてロータ34及び隔壁部15間の隙間の気体を逃がすように構成した。このため、前記隙間が非常に狭くてもすべり軸受26部分まで冷媒を通すことができ、すべり軸受26の潤滑剤として冷媒を利用することができる。
【0034】
ここで、前記すべり軸受26の構成について詳しく説明する。前記すべり軸受26は、平均粒径が30μmの球状アモルファスカーボン(炭素系無機充填材に相当)、平均粒径が20μmのケイ酸塩化合物であるリューサイト、平均粒径が15μmの粘土鉱物からなる無機充填材と、PPS樹脂、ステアリン酸亜鉛とを混ぜ合わせて加熱混練し、ペレット化した成形材料を射出成型機によって成形加工することにより得られたものである。
【0035】
本実施例においては、アモルファスカーボン、リューサイト、粘土鉱物、PPS樹脂、ステアリン酸亜鉛の成形材料に占める割合(重量比)が、それぞれ20%、30%、4%、45%、1%となるように構成されている。従って、成形材料全体に占める無機充填材の割合は54%、炭素系無機充填材の割合は20%となる。
【0036】
発明者らの実験によると、成形材料に占める無機充填材の割合を50%以上とし、且つ、熱膨張係数が4×10-6/℃以下、もしくは負の膨脹係数を有し、平均粒径が30μm以下のケイ酸塩化合物を無機充填材に配合することにより、細密充填し易くなり成形材料の熱膨張係数を1.4×10-5/℃以下になることがわかった。このように熱膨張係数が小さいと、すべり軸受の熱安定性が優れるため、温度変化の影響を受けることなく安定的にロータ34を回転させることができる。尚、成形材料に占める無機充填材の割合が85%を越えると、成形材料に適度な流動性と結合性を与えることができない。
【0037】
また、無機充填材として平均粒径が50μm以上の炭素系無機充填材を用い、且つ成形材料に占める炭素系無機充填材の割合を20%以上にすることにより、摺動性及び耐摩耗性が向上することがわかった。これは、成形品の表面から炭素系無機充填材が突出して、相手材と点接触するためである。従って、本実施例では、すべり軸受とシャフトとが点接触し、摺動性及び耐摩耗性が向上する。尚、成形材料に占める炭素系無機充填材の割合が50%を越えると、成形材料に適度な流動性と結合性を与えることができない。
【0038】
そこで、本実施例では、無機充填材の成形材料に占める割合、炭素系無機充填材の成形材料に占める割合、平均粒径等を上記したように設定した。
例えば、図4は、本実施例に係る成形品サンプル(「実施例」)と、PPSに無機充填材としてのガラス繊維を高充填した成形品サンプル(「比較例」)の熱膨張係数を示している。図4に示すように、実施例の方が比較例に比べて流動方向及び直角方向のいずれの熱膨張係数も優れていることが明らかである。
【0039】
特に、炭素系無機充填材(アモルファスカーボン)は、他の軸受材料に比べて水を潤滑剤としたときの耐摩耗性が優れている。例えば、固定試験片をアモルファスカーボン、回転試験片をSUJ2(軸受鋼)から構成し、水を潤滑剤としたときの摩擦係数は0.005であった。これに対して、固定試験片をWC(超鋼)、回転試験片をSUJ2から構成し、水を潤滑剤としたときの摩擦係数は0.06であった。
【0040】
このように本実施例では、流体ポンプ7の流入口17及び流出口18を、いずれも羽根35と同じ高さ位置で、その羽根35の外周側端部と対向するように配置させたので、ケーシング14の厚み寸法を小さくすることができる。しかも、ロータ34内にステータ32が入り込むように構成したので、ケーシング14の厚み寸法を一層、小さくすることができる。このため、ノート形パソコン1に前記流体ポンプ7を内蔵してもノート形パソコン1の大形化を招くことがない。特に、本実施例では、コンピュータ本体2に比べて空きスペースが残っているディスプレイユニット3のハウジング内に前記流体ポンプ7を配置したため、コンピュータ本体2の小形化を図ることができる。
【0041】
図5及び図6は本発明の第2の実施例を示すものであり、第1の実施例と異なるところを説明する。尚、第1の実施例と同一部分には同一符号を付している。図5は、第2の実施例に係る冷却装置41を概略的に示している。前記冷却装置41は、受熱部9、放熱部8、流体ポンプ7、これらを繋ぐチューブ10、及び放熱部の近傍に配置されたファン装置42から構成されている。前記冷却装置41は、第1の実施例と同様に、ノート形パソコン1に内蔵されている。
【0042】
前記ファン装置42は、放熱部8からの放熱を促進するためのものであり、放熱部8周辺の空気を筐体4の外部に排出する機能を有している。また、前記放熱部8及び受熱部9には、それぞれ放熱部用及び受熱部用の温度センサ43及び44が設けられている。前記温度センサ43,44は例えばサーミスタから構成されている。
【0043】
図6に示すように、制御手段としての制御回路45には、温度センサ43,44の出力信号が与えられている。制御回路45は、温度センサ43,44からの出力信号に基づいて放熱部8及び受熱部9の温度を検知し、ファン装置42のファンモータ42a及び流体ポンプ7のモータ39を駆動回路46を介して駆動するようになっている。
【0044】
例えば、制御回路45は、受熱部9の温度が設定値t1を越えると流体ポンプ7のモータ39の駆動を開始し、放熱部8の温度が設定値t2(t1≦t2)を越えるとファンモータ42aの駆動を開始するように構成することができる。
【0045】
このような構成によれば、放熱部8や受熱部9の温度に応じて冷却装置41及びファン装置42を効率良く駆動することができ、CPU5の過度な温度上昇を防止することができる。
【0046】
図7は本発明の第3の実施例を示すものであり、第1の実施例と異なるところを説明する。この第3の実施例では、冷却装置51を、CPU5の上部に配置された流体ポンプ7、放熱部8、流体ポンプ7と放熱部8を繋ぐチューブ10から構成している。即ち、本実施例では、受熱部を流体ポンプ7から構成している。
【0047】
このような構成によれば、冷却装置51の構成部品が少なくなるため、一層の小形化を図ることができる。
【0048】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形、拡張が可能である。
すべり軸受26の成形材料全体に占める無機充填材の割合は50〜85%、炭素系無機充填材の割合は20〜50%であれば適宜の変更が可能である。
上記実施例では、ロータ34の回転軸の軸方向に沿うように羽根35を設けたが、回転方向に傾けたり、湾曲させたりしても良い。
【0049】
すべり軸受26の切欠28と連通する孔部をすべり軸受26の内部に設けて逃がし孔としても良く、また、隔壁部15の内部に外部と連通する孔部を設けて逃がし孔としても良い。
流体ポンプの駆動用のモータは、ラジアルギャップ形のモータに限らず、アキシャルギャップ形モータでも良い。
【0050】
第2の実施例においては、放熱部8及び受熱部9の温度に基づいてファンモータ42a及び流体ポンプ7のモータ39を駆動制御するように構成したが、放熱部8及び受熱部9のうちのどちらか一方の温度に基づいて駆動制御する構成でも良い。
本発明に係る冷却装置は、ノート形パーソナルコンピュータの他の電子機器に搭載しても良い。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の流体ポンプは、ケーシングに設けられた流入口及び流出口を、ロータの外周に設けられた羽根と同じ高さ位置で、その羽根の外周側端部と対向するように配置させたので、ケーシングの厚み寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すものであり、流体ポンプの縦断側面図
【図2】図1中X−X線に沿う流体ポンプの一部横断平面図
【図3】ノート形パーソナルコンピュータ内の冷却装置の配置を示す図
【図4】本実施例に係るすべり軸受の成形品サンプルと比較例の熱膨張係数を示す図
【図5】本発明の第2の実施例を示す冷却装置を概略的に示す図
【図6】冷却装置の概略的な電気的構成を示すブロック図
【図7】本発明の第3の実施例を示す図3相当図
【符号の説明】
図中、1はノート形パーソナルコンピュータ、2はコンピュータ本体、3はディスプレイユニット、5はCPU、7は流体ポンプ、8は放熱部、9は受熱部、11,41,51は冷却装置、14はケーシング、15は隔壁部(軸受保持部、軸受組立)、17は流入口、18は流出口、24は冷媒流路、26はすべり軸受(軸受組立)、28,29は切欠(逃がし孔)、32はステータ、34はロータ、35は羽根、39はモータ、42はファン装置、45は制御回路(制御手段)を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid pump of the motor built-in.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
In a relatively small electronic device such as a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer), the amount of heat generated at the time of driving increases as the arithmetic unit (CPU) increases in speed. Therefore, the CPU is cooled by generating an air flow with a fan provided in the housing.
[0003]
However, if the amount of heat generated further increases as the CPU speed increases, the above-described so-called air cooling system cannot sufficiently cool the system, so a water cooling system cooling device that cools the CPU by circulating a refrigerant such as water by a fluid pump. Has been adopted. The cooling device includes a fluid pump, a heat radiating unit, and a heat receiving unit provided in the CPU, and connects the heat radiating unit and the heat receiving unit with a pipe to circulate the refrigerant. In this case, a fluid pump having a built-in motor as a driving source is generally used.
[0004]
However, the conventional fluid pump with a built-in motor has a large thickness because the inlet is provided at the top of the casing and the outlet is provided at the side. For this reason, in an electronic device having a very small thickness such as a notebook personal computer, it has been difficult to install the cooling device having the above-described configuration in the housing.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a fluid pump which attained miniaturization of the thickness dimension of the casing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The fluid pump according to claim 1 of the present invention has a casing having a refrigerant flow path through which liquid refrigerant flows, and a cup shape having a plurality of blades disposed on the outer periphery of the casing. A rotor, an annular stator disposed on the inner peripheral portion of the rotor with a gap between the rotor, a plain bearing disposed on the inner peripheral portion of the stator and rotatably supporting the rotating shaft of the rotor; A motor comprising a bearing assembly comprising a bearing holding portion for holding the slide bearing, an inlet provided in the casing and allowing the refrigerant to flow into the refrigerant flow path as the rotor rotates, and the rotor provided in the casing periphery from along with the rotation the coolant channel and a flow outlet for outflow of the coolant, the inlet and the outlet, both at the same height position as the blade, the blade Is arranged so as to face the end,
A portion where the rotation shaft at the center of the rotor is fixed is configured as a thick portion,
The rotor is provided with a vent hole for helping refrigerant flow into the gap between the rotor and the stator, and when the rotary shaft is inserted into the slide bearing in the bearing assembly, An escape hole is provided to allow air inside the slide bearing to escape.
[0008]
According to the said structure, the thickness dimension of a casing can be made still smaller. Further, a fluid refrigerant can be introduced into the gap between the rotor and the stator and used as a lubricant.
[0010]
In addition, if air remains in the inner part of the rotary shaft when the rotary shaft is inserted into the slide bearing, the air will expand due to a rise in temperature, etc., and the rotor will float, allowing the rotor to rotate with high precision. Disappear. According to the said structure, since the rotating shaft of a rotor can be reliably inserted to the back part in a slide bearing, a rotor can be rotated with sufficient precision.
[0011]
Further, in the case where a low-viscosity liquid refrigerant is circulated through the refrigerant flow path and includes a slide bearing that is provided in the refrigerant flow path and rotatably supports the rotating shaft of the rotor, the slide bearing is filled with an inorganic material. The inorganic filler has a thermal expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. or less, or a negative expansion coefficient, and at least an average particle size of 30 μm or less. Including a silicate compound and a carbon-based inorganic filler having an average particle size of 50 μm or more, the inorganic filler accounts for 50 to 80% of the molding material, and the carbon-based inorganic filler accounts for 20 to 50% of the molding material. It is preferable to configure as described above (invention of claim 2 ).
According to the said structure, the slidability of a plain bearing, wear resistance, and thermal stability can be improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment in which the present invention is applied to a notebook personal computer cooling apparatus will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a notebook personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) 1. The notebook computer 1 includes a computer main body 2 and a display unit 3 that is rotatably supported by the computer main body 2. The computer main body 2 has a flat rectangular box-shaped casing 4.
[0020]
The upper portion of the housing 4 is covered with a cover (not shown), and a keyboard or the like is disposed on the cover. A printed wiring board (not shown) on which the CPU 5 serving as a heating element is mounted is accommodated in the housing 4. The display unit 3 includes a flat rectangular box-shaped housing 6 and a liquid crystal display device (not shown) housed in the housing 6.
[0021]
A cooling device 11 including a fluid pump 7, a heat radiating unit 8, a heat receiving unit 9 and a tube 10 connecting the fluid pump 7, the heat radiating unit 8, and the heat receiving unit 9 is disposed in the notebook computer 1. ing. The tube 10 is composed of a flexible thin tube having an inner diameter of 2 to 3 mm. A fluid refrigerant having a low viscosity, such as water, circulates in a circulation cycle including the fluid pump 7, the heat radiating unit 8, the heat receiving unit 9, and the tube 10.
[0022]
Of the cooling device 11, the heat radiating portion 8 and the heat receiving portion 9 are disposed in the housing 4, and in particular, the heat receiving portion 9 is disposed on the CPU 5. Although not shown, a vent hole is provided in the housing 4 in the vicinity of the heat radiating portion 8. On the other hand, the fluid pump 7 is disposed in the housing 6 of the display unit 3. For this reason, the middle part of the tube 10 that connects the fluid pump 7 to the heat radiating part 8 and the heat receiving part 9 is configured to pass through a hinge part (not shown) that connects the computer main body 2 and the display unit 3. Yes.
[0023]
Next, the configuration of the fluid pump 7 will be described with reference to FIGS. The fluid pump 7 includes a flat rectangular box-shaped casing 14 including an upper case 12 and a lower case 13, and a partition wall 15 fitted in the lower case 13.
[0024]
A cylindrical portion 16 is provided on the lower surface of the upper portion of the upper case 12. The cylindrical portion 16 is provided with an inflow port 17 and an outflow port 18 at substantially the same height. In the inflow port 17 and the outflow port 18, an inflow pipe 19 and an outflow pipe 20 that extend through the side portion of the upper case 12 to the outside are provided integrally with the cylindrical portion 16. In the present embodiment, the inflow pipe 19 and the outflow pipe 20 extend along the opposite side portions of the upper case 12 and project outward from the same side portion.
[0025]
On the upper surface of the partition wall 15, an annular protrusion 21 that fits into the cylindrical portion 16 is provided. Further, a concave portion 23 for accommodating the packing 22 is provided on the inner side of the lower end portion of the cylindrical portion 16 over the entire circumference. With the above configuration, a water-tight refrigerant flow path 24 is formed between the cylindrical portion 16 of the upper case 12 and the annular protrusion 21 of the partition wall portion 15.
[0026]
A stator portion 25 that protrudes upward is provided at the central portion of the partition wall portion 15. A holding hole 27 for holding the slide bearing 26 is provided in the central portion of the stator portion 25. Therefore, in this embodiment, the partition wall portion 15 (stator portion 25) functions as a bearing holding portion, and the bearing assembly is configured by the slide bearing 26 and the partition wall portion 15. Further, a plurality of, for example, three notches 28 extending to the bottom of the holding hole 27 are provided around the holding hole 27 in the stator portion 25. On the other hand, three notches 29 extending in the radial direction are provided at the lower end of the slide bearing 26. The slide bearing 26 is inserted into the holding hole 27 so that the notch 29 coincides with the notch 28. As a result, the slide bearing 26 and the stator portion 25 are provided with relief holes that allow the holding holes 27 including the notches 28 and 29 to communicate with the refrigerant flow path 24.
[0027]
An annular recess 30 is provided around the lower portion of the stator portion 25. The recess 30 accommodates a stator 32 around which a coil 31 is wound. A substrate 33 on which a control circuit for controlling the drive voltage to the coil 31 is mounted is provided below the recess 30.
[0028]
On the other hand, a rotor 34 is accommodated in the refrigerant flow path 24. The rotor 34 has a shallow dish shape with an opening at the bottom, and a plurality of blades 35 projecting outward are provided at substantially equal intervals on the outer peripheral surface of the side portion. The blades 35 are configured to be at the same height as the inlet 17 and the outlet 18. The central portion of the upper surface portion of the rotor 34 is configured to be thick, and the rotary shaft 36 is fitted and fixed to the center of the thick portion 34a. The rotary shaft 36 extends downward from the upper surface portion of the rotor 34 and is rotatably supported by the slide bearing 26.
[0029]
As described above, the slide bearing 26 and the stator portion 25 are provided with the cutouts 28 and 29, and the holding hole 27 and the refrigerant flow path 24 communicate with each other through the cutouts 28 and 29. For this reason, when the rotary shaft 36 is inserted into the slide bearing 26, the air in the holding hole 27 can be released to the refrigerant flow path 24 through the notches 28 and 29, and as a result, the rotary shaft 36 is moved to the back of the slide bearing 26. Can be inserted.
[0030]
In addition, a plurality of, for example, four holes 37 penetrating vertically are provided around the thick portion 34 a in the upper surface portion of the rotor 34. Further, a plurality of permanent magnets 38 for forming magnetic poles are fixed inside the lower part of the side portion of the rotor 34. The permanent magnet 38 faces the stator 32 in the radial direction with the partition wall 15 interposed therebetween. A motor 39 is composed of the rotor 34 and the stator 32.
[0031]
The stator portion 25 of the partition wall portion 15 enters the rotor 34 from below, and the side surface portion of the rotor 34 and the permanent magnet 38 enter between the annular protrusion 21 of the partition wall portion 15 and the stator portion 25 from above. With such a configuration, the space between the rotor 34 and the partition wall 15 is set to be very narrow, and the thickness dimension of the casing 14 is kept small.
[0032]
In the fluid pump 7 configured as described above, when the rotor 34 rotates in the direction of arrow A, the refrigerant in the refrigerant flow path 24 receives centrifugal force and is sent out from the outlet 18, while the inlet 17 enters the refrigerant flow path 24. The refrigerant flows in. Thereby, a refrigerant | coolant circulates through the circulation cycle which consists of the fluid pump 7, the thermal radiation part 8, the heat receiving part 9, and the tube 10, and CPU5 can be cooled.
[0033]
A part of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 24 flows into the gap between the rotor 34 and the partition wall portion 15. At this time, the hole 34 was provided in the rotor 34 so that the gas in the gap between the rotor 34 and the partition wall 15 was released. For this reason, even if the said clearance gap is very narrow, a refrigerant | coolant can be passed to the slide bearing 26 part, and a refrigerant | coolant can be utilized as a lubricant of the slide bearing 26. FIG.
[0034]
Here, the configuration of the slide bearing 26 will be described in detail. The slide bearing 26 is made of spherical amorphous carbon (corresponding to a carbon-based inorganic filler) having an average particle diameter of 30 μm, leucite which is a silicate compound having an average particle diameter of 20 μm, and clay mineral having an average particle diameter of 15 μm. It is obtained by mixing an inorganic filler, a PPS resin, and zinc stearate, heating and kneading, and molding the pelletized molding material with an injection molding machine.
[0035]
In this example, the proportion (weight ratio) of amorphous carbon, leucite, clay mineral, PPS resin, and zinc stearate in the molding material is 20%, 30%, 4%, 45%, and 1%, respectively. It is configured as follows. Therefore, the proportion of the inorganic filler in the entire molding material is 54%, and the proportion of the carbon-based inorganic filler is 20%.
[0036]
According to the experiments by the inventors, the proportion of the inorganic filler in the molding material is 50% or more, and the thermal expansion coefficient is 4 × 10 −6 / ° C. or less, or has a negative expansion coefficient, and the average particle diameter It was found that by adding a silicate compound having a particle size of 30 μm or less to the inorganic filler, it becomes easy to pack finely, and the thermal expansion coefficient of the molding material is 1.4 × 10 −5 / ° C. or less. Thus, when the thermal expansion coefficient is small, the thermal stability of the slide bearing is excellent, and therefore the rotor 34 can be stably rotated without being affected by the temperature change. Note that if the proportion of the inorganic filler in the molding material exceeds 85%, it is not possible to give appropriate fluidity and bonding property to the molding material.
[0037]
In addition, by using a carbon-based inorganic filler having an average particle size of 50 μm or more as the inorganic filler and making the proportion of the carbon-based inorganic filler in the molding material 20% or more, slidability and wear resistance can be obtained. It turns out that it improves. This is because the carbon-based inorganic filler protrudes from the surface of the molded product and makes point contact with the counterpart material. Therefore, in this embodiment, the sliding bearing and the shaft are in point contact, and the slidability and wear resistance are improved. If the proportion of the carbon-based inorganic filler in the molding material exceeds 50%, the molding material cannot be provided with appropriate fluidity and binding properties.
[0038]
Therefore, in this example, the proportion of the inorganic filler in the molding material, the proportion of the carbon-based inorganic filler in the molding material, the average particle size, and the like were set as described above.
For example, FIG. 4 shows thermal expansion coefficients of a molded product sample (“Example”) according to the present example and a molded product sample (“Comparative Example”) in which PPS is highly filled with glass fibers as an inorganic filler. ing. As shown in FIG. 4, it is clear that the thermal expansion coefficient of the example is superior to that of the comparative example in both the flow direction and the perpendicular direction.
[0039]
In particular, the carbon-based inorganic filler (amorphous carbon) is superior in wear resistance when water is used as a lubricant compared to other bearing materials. For example, the friction coefficient when the fixed test piece was made of amorphous carbon, the rotating test piece was made of SUJ2 (bearing steel), and water was used as the lubricant was 0.005. On the other hand, the friction coefficient when the fixed test piece was made of WC (super steel), the rotating test piece was made of SUJ2, and water was used as the lubricant was 0.06.
[0040]
Thus, in this embodiment, the inlet 17 and the outlet 18 of the fluid pump 7 are both arranged at the same height as the blade 35 so as to face the outer peripheral side end of the blade 35 . The thickness dimension of the casing 14 can be reduced. In addition, since the stator 32 is configured to enter the rotor 34, the thickness dimension of the casing 14 can be further reduced. For this reason, even if the fluid pump 7 is built in the notebook computer 1, the notebook computer 1 is not increased in size. In particular, in the present embodiment, since the fluid pump 7 is disposed in the housing of the display unit 3 in which an empty space remains as compared with the computer main body 2, the computer main body 2 can be miniaturized.
[0041]
5 and 6 show a second embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. FIG. 5 schematically shows a cooling device 41 according to the second embodiment. The cooling device 41 includes a heat receiving portion 9, a heat radiating portion 8, a fluid pump 7, a tube 10 connecting them, and a fan device 42 disposed in the vicinity of the heat radiating portion. The cooling device 41 is built in the notebook computer 1 as in the first embodiment.
[0042]
The fan device 42 is for accelerating the heat radiation from the heat radiating portion 8, and has a function of discharging the air around the heat radiating portion 8 to the outside of the housing 4. The heat radiating section 8 and the heat receiving section 9 are provided with temperature sensors 43 and 44 for the heat radiating section and the heat receiving section, respectively. The temperature sensors 43 and 44 are composed of, for example, a thermistor.
[0043]
As shown in FIG. 6, the output signal of the temperature sensors 43 and 44 is given to the control circuit 45 as a control means. The control circuit 45 detects the temperatures of the heat radiating unit 8 and the heat receiving unit 9 based on output signals from the temperature sensors 43 and 44, and connects the fan motor 42 a of the fan device 42 and the motor 39 of the fluid pump 7 via the drive circuit 46. To drive.
[0044]
For example, the control circuit 45 starts driving the motor 39 of the fluid pump 7 when the temperature of the heat receiving unit 9 exceeds the set value t1, and the fan motor when the temperature of the heat radiating unit 8 exceeds the set value t2 (t1 ≦ t2). It can be configured to start driving 42a.
[0045]
According to such a configuration, the cooling device 41 and the fan device 42 can be efficiently driven according to the temperatures of the heat radiating unit 8 and the heat receiving unit 9, and excessive temperature rise of the CPU 5 can be prevented.
[0046]
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. In the third embodiment, the cooling device 51 includes a fluid pump 7 disposed on the upper side of the CPU 5, a heat radiating unit 8, and a tube 10 connecting the fluid pump 7 and the heat radiating unit 8. That is, in the present embodiment, the heat receiving part is constituted by the fluid pump 7.
[0047]
According to such a configuration, since the number of components of the cooling device 51 is reduced, further miniaturization can be achieved.
[0048]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications and expansions are possible.
If the ratio of the inorganic filler to the entire molding material of the slide bearing 26 is 50 to 85% and the ratio of the carbon-based inorganic filler is 20 to 50%, appropriate changes can be made.
In the above embodiment, the blades 35 are provided along the axial direction of the rotation axis of the rotor 34. However, the blades 35 may be inclined or curved in the rotation direction.
[0049]
A hole communicating with the notch 28 of the slide bearing 26 may be provided inside the slide bearing 26 as a relief hole, or a hole communicating with the outside may be provided inside the partition wall 15 as a relief hole.
The motor for driving the fluid pump is not limited to a radial gap type motor, but may be an axial gap type motor.
[0050]
In the second embodiment, the fan motor 42 a and the motor 39 of the fluid pump 7 are driven and controlled based on the temperatures of the heat radiating unit 8 and the heat receiving unit 9. The drive control may be performed based on one of the temperatures.
The cooling device according to the present invention may be mounted on another electronic device of a notebook personal computer.
[0051]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the fluid pump of the present invention has the inlet and outlet provided in the casing at the same height as the blade provided on the outer periphery of the rotor, and the outer peripheral side end portion of the blade. since was arranged so as to face a, it is possible to reduce the thickness of the casing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a fluid pump according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view of the fluid pump along line XX in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of a cooling device in a personal computer. FIG. 4 is a diagram showing a sample of a slide bearing molded product according to the present embodiment and a coefficient of thermal expansion of a comparative example. FIG. 5 is a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a schematic electrical configuration of the cooling device. FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing a third embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a notebook personal computer, 2 is a computer main body, 3 is a display unit, 5 is a CPU, 7 is a fluid pump, 8 is a heat radiating unit, 9 is a heat receiving unit, 11, 41 and 51 are cooling devices, and 14 is Casing, 15 is a partition wall (bearing holding part, bearing assembly), 17 is an inlet, 18 is an outlet, 24 is a refrigerant flow path, 26 is a slide bearing (bearing assembly), 28 and 29 are notches (relief holes), Reference numeral 32 denotes a stator, 34 denotes a rotor, 35 denotes blades, 39 denotes a motor, 42 denotes a fan device, and 45 denotes a control circuit (control means).

Claims (2)

液体冷媒が流通する冷媒流路を内部に有するケーシングと、
前記ケーシング内の前記冷媒流路に配置され外周部に複数枚の羽根を有するカップ状のロータ、前記ロータの内周部に該ロータとの間に隙間を介して配置された環状のステータ、前記ステータの内周部に配置され前記ロータの回転軸を回転自在に支持するすべり軸受及び前記すべり軸受を保持する軸受保持部からなる軸受組立からなるモータと、
前記ケーシングに設けられ前記ロータの回転に伴い前記冷媒流路内に冷媒を流入させる流入口と、
前記ケーシングに設けられ前記ロータの回転に伴い前記冷媒流路内から前記冷媒を流出させる流出口とを備え、
前記流入口及び前記流出口は、いずれも前記羽根と同じ高さ位置で、前記羽根の外周側端部と対向するように配置され、
前記回転軸は前記ロータの中心の厚肉部に固定され、
前記ロータには当該ロータと前記ステータとの間の隙間に冷媒が流入することを助けるための気体抜き用の孔部が設けられ、
前記軸受組立には、前記すべり軸受に前記回転軸を挿入したときに前記すべり軸受内部の空気を逃がすための逃がし孔が設けられていることを特徴とする流体ポンプ。
A casing having a refrigerant flow path through which liquid refrigerant flows;
A cup-shaped rotor disposed in the refrigerant flow path in the casing and having a plurality of blades on the outer periphery; an annular stator disposed on the inner periphery of the rotor with a gap between the rotor; A motor comprising a bearing assembly including a slide bearing disposed on an inner peripheral portion of the stator and rotatably supporting a rotating shaft of the rotor, and a bearing holding portion for holding the slide bearing;
An inlet provided in the casing for allowing a refrigerant to flow into the refrigerant flow path as the rotor rotates;
An outlet that is provided in the casing and causes the refrigerant to flow out of the refrigerant flow path as the rotor rotates.
The inflow port and the outflow port are both disposed at the same height position as the blade, and are opposed to the outer peripheral side end of the blade ,
The rotating shaft is fixed to a thick portion at the center of the rotor,
The rotor is provided with a venting hole for helping the refrigerant flow into the gap between the rotor and the stator,
The fluid pump according to claim 1, wherein the bearing assembly is provided with an escape hole for allowing air inside the slide bearing to escape when the rotary shaft is inserted into the slide bearing.
冷媒流路には粘性が低い液体冷媒が流通するように構成されていると共に、前記冷媒流路に設けられロータの回転軸を回転自在に支持するすべり軸受を備え、
前記すべり軸受は、無機充填材及び合成樹脂を主成分とする成形材料から構成され、
前記無機充填材は、熱膨張係数が4×10 -6 /℃以下、もしくは負の膨脹係数を有すると共に、少なくとも平均粒径が30μm以下のケイ酸塩化合物及び平均粒径が50μm以上の炭素系無機充填材を含み、
前記無機充填材は前記成形材料の50〜80%、炭素系無機充填材は前記成形材料の20〜50%を占めることを特徴とする請求項1記載の流体ポンプ。
The refrigerant flow path is configured to allow a low-viscosity liquid refrigerant to circulate, and includes a slide bearing that is provided in the refrigerant flow path and rotatably supports the rotating shaft of the rotor,
The sliding bearing is composed of a molding material mainly composed of an inorganic filler and a synthetic resin,
The inorganic filler has a thermal expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. or less, or a negative expansion coefficient, a silicate compound having an average particle size of 30 μm or less, and a carbon-based compound having an average particle size of 50 μm or more. Including inorganic fillers,
The fluid pump according to claim 1, wherein the inorganic filler accounts for 50 to 80% of the molding material, and the carbon-based inorganic filler accounts for 20 to 50% of the molding material .
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