JP5066412B2 - 放熱システム用遠心力ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心力ポンプ装置に係り、特に、放熱システム用の遠心力ポンプ装置に関する。

図１Ａは、コンピュータの中央演算処理装置から熱を発散させる従来システムの概略図である。この放熱システムは、遠心力ポンプユニット５を含み、図示しないコンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）からの熱をＣＰＵウォータージャケット６を通じて発散させるのに用いられる。ポンプユニット５は、水などの液体を、当該放熱システムの配管ユニット７に沿って循環させる。当該液体は、ウォータージャケット６、ポンプユニット５、タンク８、及び、複数のフィンを備えた放熱ユニット９を通過する。ポンプユニット５は、図１Ｂに示したような、内部ステータモータ５１を備えた第一の従来ポンプ装置Ａであってもよく、或いは、図１Ｃに示したような、外部ステータモータ５２を備えた第二の従来ポンプ装置Ｂであってもよい。外部ステータモータ５２は、出力シャフト５３と、出力シャフト５３に固定されたロータ５４と、ロータ５４のまわりに配置された、半径方向に延びる複数のステータコア５５と、ステータコア５５の各々に巻かれた複数のステータ巻線５６と、を有する。図１Ｄに示したような、別の放熱システムにおける第三の従来の遠心力ポンプ装置５’は、ＣＰＵ６’と熱的接触したハウジング５７を有する。

上述のような外部ステータモータ５２を備える従来の遠心力ポンプ装置は、多くの欠点を持つ。例えば、外部ステータモータ５２から十分なパワを出力するためには、巻線５６の全長をある値よりも長くしなければならず、ステータコア５５の軸方向長さの増加を招く。結果として、遠心力ポンプ装置の軸方向全長が長くなると、小型化へ向かっているノート型パソコンの現在のデザイン傾向に反する。

上述した第三の従来の遠心力ポンプ装置５’も軸方向に長い。

本発明の目的は、平たいモータユニットを備え、よって軸方向長さが低減された、遠心力ポンプ装置を提供することである。

本発明に係る遠心力ポンプ装置は、モータユニットと、ポンプユニットとを有する。モータユニットは、２つの細長いステータユニットと、モータハウジングユニット上のステータユニット間において回転可能なロータとを有する。ステータユニットの各々は、ロータの回転軸から離間して該回転軸に直角な方向へ延在する。ポンプユニットは、ポンプ室と、ポンプ室内に配置され、ロータに固定された複数の羽根と、モータハウジングユニットに隙間無く固定されたポンプハウジングユニットと、ポンプ室と連通する液体流路と、液体流路と連通する取込流路と、ポンプ室と連通し、少なくとも部分的にステータ間領域内に延在する排出流路と、を有する。

本発明に係る遠心力ポンプ装置においては、ステータユニットの各々がロータ回転軸から離間して該回転軸と直角な方向に延在するため、モータユニットの軸方向長さが低減される。

このように、本発明に係る遠心力ポンプ装置の軸方向長さは、既述の従来装置のものよりも短い。これは、小型化へ向かっているノート型パソコンの現在のデザイン傾向に沿うものである。

以下、図２、３、４、及び５を参照して、本発明に係る遠心力ポンプ装置Ｃの好ましい実施形態について説明する。

遠心力ポンプ装置Ｃは、ポンプユニット１と、モータユニット２と、を有する。

モータユニット２は、４極モータであって、モータハウジングユニット２０と、２つの細長く平らなステータコア２８０と、２つのステータ巻線２８１と、４つのステータ極２８２と、ロータ２９０と、出力シャフト２９２と、カバー２９３と、を有する。ステータコア２８０の各々は、対応するステータ巻線２８１と協働して、ステータユニット２８を構成する。ロータ２９０は、モータハウジングユニット２０内において、ステータコア２８０間に回転可能に配置され、出力シャフト２９２に固定されたスリーブを有し、回転軸Ｆまわりに回転可能である。ステータコア２８０は、互いに離間して、モータハウジングユニット２０内に平行に配置される。ステータコア２８０の各々は、回転軸Ｆから離間され、回転軸Ｆに直角な方向へ延在する。ステータ巻線２８１は、ステータコア２８０のそれぞれに巻かれる。ステータ巻線２８１の各々は、モータハウジングユニット２０内の環状配線スペース２８Ａ内に配置される（図４参照）。配線スペース２８Ａの各々は、幅Ｗ、長さＬ、及び、高さＨを有する。

別の実施形態として、モータユニット２は、８極モータであってもよい。

ポンプユニット１は、ポンプ室２１１と、複数の羽根２９１と、熱伝導性ポンプハウジングユニット１０と、リブユニット１３と、取込流路２６０と、排出流路２７０と、を有する。

ポンプ室２１１は、モータユニット２のモータハウジングユニット２０内に形成される。羽根２９１は、ポンプ室２１１内に配置され、ロータ２９０に固定される。

ポンプハウジングユニット１０は、モータユニット２のモータハウジングユニット２０と熱源４の間に配置され、熱源４と熱的接触している底壁１１と、底壁１１の縁から上方へ延びる囲障壁１２と、を有する。囲障壁１２は、モータハウジングユニット２０にしっかりと隙間無く固定される。

リブユニット１３は、ポンプハウジングユニット１０の底壁１１と、モータハウジングユニット２０の間に配置されて、それらの間に渦状液体流路１００を形成する。リブユニット１３は、ポンプハウジングユニット１０の底壁１１に隙間無く取り付けられる。渦状液体流路１００の内部端１０１は、ポンプハウジングユニット１０の中心部近くに配置され、外部端１０２は、ポンプハウジングユニット１０の外周部近くに配置される。内部端１０１は、複数のオリフィス２４を経由して、ポンプ室２１１と連通する。

モータハウジングユニット２０に形成された取込流路２６０は、ステータコア２８０に平行な方向に延びる、比較的長い水平流路部分２６１と、渦状液体流路１００の外部端１０２と連通した、比較的短い垂直流路部分２６２と、を有する。水平流路部分２６１により、液体は、水平流路部分２６１を通って、モータハウジングユニット２０内へ流れ込む。したがって、液体は、取込流路２６０を通って渦状液体流路１００内へ流れ込み、熱を吸収することができる。ロータ２９０及び羽根２９１の回転により、加熱された液体は、渦状液体流路１００からポンプ室２１１内へ流される。

モータハウジングユニット２０内に水平に形成された排出流路２７０は、ポンプ室２１１と連通する取込口２７１と、羽根２９１を回転させたときに液体を遠心力ポンプ装置Ｃの外へ流し出す排出口２７２と、を有する。排出流路２７０は、図４に矢印Ｇで示した水平方向において、ステータコア２８０から離間される。排出流路２７０は、ステータコア２８０に平行な方向に延在することが好ましい。

ステータコア２８０の各々は、平らであって、ロータ２９０の回転軸Ｆに垂直な方向へ延在し、且つ、回転軸Ｆから離間されている。このため、図５Ａに示した実験結果のように、本発明に係るポンプ装置Ｃにおける配線スペース２８Ａの各々の長さＬは、既述の第一及び第二の従来ポンプ装置Ａ、Ｂ（図１Ｂ及び１Ｃ参照）のそれよりも大幅に長い。したがって、モータユニット２のトルクを上げることができる。この違いにより、モータユニット２の軸方向長さを低減することができる。

図５及び６を参照する。ステータユニット２８の各々は、ロータ２９０に近い側の内側側面２８３と、ロータ２９０とは反対側の外側側面２８４と、内側側面２８３と外側側面２８４とをつなぎ、互いに対向する、第一及び第二の横側面２８５、２８６と、を有する。ステータユニット２８は、第一の横側面２８５を通って延びる第一の想像線Ｄ、及び、第二の横側面２８６を通って延びる第二の想像線Ｅと協働して、それらの間にステータ間領域２８７を形成する。取込流路２６０の水平流路部分２６１及び排出流路２７０は、それら全体が完全に、ステータ間領域２８７内に納められる。したがって、ポンプユニット１の軸方向長さは一層低減される。

本発明に係る遠心力ポンプ装置は、ノート型パソコンの放熱システムに適している。

コンピュータの中央演算処理装置から熱を発散させる従来システムの概略図である。 内部ステータモータを備えた第一の従来ポンプ装置の概略図である。 外部ステータモータを備えた第二の従来ポンプ装置の概略図である。 第三の従来ポンプ装置の概略図である。 本発明に係る遠心力ポンプ装置の好ましい実施形態の部分分解斜視図である。 本発明に係る遠心力ポンプ装置の好ましい実施形態の概略上面図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶで切った断面図である。 図３の線Ｖ−Ｖで切った断面図である。 第一の従来ポンプ装置の内部ステータモータ、第二の従来ポンプ装置の外部ステータモータ、及び、本発明に係る遠心力ポンプ装置の好ましい実施形態の配線スペースを測定した実験結果を示す表である。 ステータ間領域を示す概略図である。

符号の説明

Ｃ 遠心力ポンプ装置
Ｄ 第一の想像線
Ｅ 第二の想像線
Ｆ 回転軸
Ｇ 水平方向
Ｗ 幅
Ｌ 長さ
Ｈ 高さ
１ ポンプユニット
１０ ポンプハウジングユニット
１１ 底壁
１２ 囲障壁
１３ リブユニット
１００ 渦状液体流路
１０１ 内部端
１０２ 外部端
２ モータユニット
２１１ ポンプ室
２０ モータハウジングユニット
２４ オリフィス
２６０ 取込流路
２６１ 水平流路部分
２６２ 垂直流路部分
２７０ 排出流路
２７１ 取込口
２７２ 排出口
２８ ステータユニット
２８０ 平らで細長いステータコア
２８１ ステータ巻線
２８２ ステータ極
２８３ 内側側面
２８４ 外側側面
２８５ 第一の横側面
２８６ 第二の横側面
２８７ ステータ間領域
２８Ａ 配線スペース
２９０ ロータ
２９１ 羽根
２９２ 出力シャフト
２９３ カバー

Claims (10)

1. 放熱システムとともに用いられるように設計された遠心力ポンプ装置であって、
   モータユニットと、
   ポンプユニットと、を有し、
   前記モータユニットは、
   モータハウジングユニットと、
   少なくとも２つの、平らで、細長い、ステータコアと、
   回転軸まわりに回転可能なロータと、
   前記ステータコアの各々に巻かれた、少なくとも２つのステータ巻線と、を有し、
   前記ステータコアは、前記モータハウジングユニット内に互いに離間して配置され、
   前記ロータは、前記モータハウジングユニット内において、前記ステータコアの間に、回転可能に配置され、
   前記ステータコアの各々は、前記回転軸から離間して該回転軸に直角な方向へ延在し、
   前記ステータコアの各々は、対応する前記ステータ巻線と協働してステータユニットを構成し、
   前記ステータユニットの各々は、
   前記ロータに近い側の内側側面と、
   前記ロータとは反対側の外側側面と、
   前記内側側面及び前記外側側面をつなぎ、相互に対向する第一及び第二の横側面と、を有し、
   前記ステータユニットは、前記第一の横側面を通って延びる第一の想像線、及び、前記第二の横側面を通って延びる第二の想像線と協働して、これらの間にステータ間領域を形成し、
   前記ポンプユニットは、
   前記モータユニットの前記モータハウジングユニット内に形成されたポンプ室と、
   前記ポンプ室内に配置され、前記ロータに固定された複数の羽根と、
   前記モータハウジングユニットに隙間無く固定されたポンプハウジングユニットと、
   前記ポンプハウジングユニットと前記モータハウジングユニットとの組立体に形成され、前記ポンプ室と連通する、液体流路と、
   前記モータハウジングユニット内に形成され、前記液体流路と連通する、取込流路と、
   前記モータハウジングユニット内に形成され、前記ポンプ室と連通する、排出流路と、を有し、
   前記取込流路は、該取込流路により液体が該取込流路を通って前記液体流路内へ流れるように設計され、
   前記ロータ及び前記羽根は、該ロータ及び該羽根の回転により、前記液体が前記液体流路から前記ポンプ室内へ流れ込むように、構成され、
   前記排出流路は、該排出流路により前記液体が該排出流路を通って前記遠心力ポンプ装置から外へ排出されるように設計され、
   前記排出流路の少なくとも一部分は、前記ステータ間領域内に延在する、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
2. 請求項１記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記液体流路は、渦状で、前記ポンプハウジングユニットと前記モータハウジングユニットの間に形成される、ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
3. 請求項２記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記渦状の流体流路は、
   前記ポンプハウジングユニットの中心部近くに配置された内部端と、
   前記ポンプハウジングユニットの外周部近くに配置された外部端と、を有し、
   前記内部端は、前記ポンプ室と連通し、
   前記外部端は、前記取込流路と連通する、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
4. 請求項２記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記ポンプユニットは、リブユニットを更に有し、
   前記リブユニットは、前記モータハウジングユニットと前記ポンプハウジングユニットの間に配置されて、前記渦状液体流路を形成する、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
5. 請求項１記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記排出流路は、その全体が完全に、前記ステータ間領域内に納められる、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
6. 請求項５記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記排出流路は、前記ステータコアに平行な方向に延在する、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
7. 請求項１記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記取込流路は、水平流路部分を含み、
   前記水平流路部分は、その全体が完全に、前記ステータ間領域内に納められる、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
8. 請求項７記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記取込流路の前記水平流路部分は、前記ステータコアに平行な方向に延在する、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
9. 請求項１記載の遠心力ポンプ装置であって、
   前記ステータコアは、互いに平行である、
   ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。
10. 請求項１記載の遠心力ポンプ装置であって、
    前記ポンプハウジングユニットは、
    前記モータユニットの前記モータハウジングユニットの下に配置された底壁と、
    前記底壁の縁から上方へ延びる囲障壁と、を有し、
    前記底壁は、熱源の上に配置されて、該熱源と熱的接触するように設計され、
    前記囲障壁は、前記モータハウジングユニットに隙間無く取り付けられる、
    ことを特徴とする遠心力ポンプ装置。