JPH02231940A - Ｄｃブラシレス径流ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は，パーソナルコンピュータやラップトップパソ
コン等に用い適してその内部回路を冷却するために適す
る軸方向から風を吸い込んで径方向に風を走風ずるため
のＤＣブラシレス径流ファンモータ（ラジアルファンモ
ータ）に関し，その特徴とするところは，従来のＤＣブ
ラシレス軸流ファンモータの構成要素の多くをそのまま
流用して，その金型の一部を修正するか加工するのみで
，極めて容易且つ安価に形成できるようにしたＤＣブラ
シレス径流ファンモータに関する。

［従来技術］ ＯＡ機器，コンピュータ周辺機器，電源，そのの他高密
度実装化電子機器等，あらゆる電子機器の冷却用として
ＤＣブラシレスファンモー夕が多用されている。

ここに電子機器の高密度実装化傾向は，従来用いられて
きた軸流ファンモー夕に比較して更に小型，偏平，軽量
化を要求するようになってきた。

この理由の多くは，高密度実装化電子機器では，小型化
を図るためにぎりぎりの設計を行っているため，ＤＣブ
ラシレスファンモ−夕を内蔵の為のスペースも限定され
ていること，ＤＣブラシレスファンモー夕の重量が筐体
等の負担にならないような軽量なものが要求されている
ことと，更に本来的には，なるべく当該ファンモータの
助けを借りなくても済むように，熱の問題に対応できる
ように設計していることから，必要最低限の空冷が行わ
れれば所定の目的が足りるものが多くなってきており，
さほど風量の大きな大型且つ高価なＤＣブラシレスファ
ンモー夕を用いなくても足りるケースが多くなってきて
おり，小型，軽量，偏平，安価といった条件が優先され
る場合が増えたことによる。

また，冷却の必要がないと思って電子機器を設計した後
，熱の発生に関して不安になり，やはり冷却のためにＤ
Ｃブラシレスファンモータを組み込みたいというゲース
がしばしばあるが，一般に高密度実装化電子機器におい
ては，上記したようにスペースぎりぎりの設計を行って
おり，十分な空きスペースがないため，従来一般の大型
のものでは，内蔵できず，小型，偏平のものが要求され
ていた。

尚，ＤＣブラシレスファンモータには，軸方向から風を
吸引して軸方向に風を走風するＤＣブラシレス軸流ファ
ンモータと，軸方向から風を吸引して径方向に風を走風
するＤＣブラシレスラジアルファンモータとがある。前
者のＤＣブラシレス軸流ファンモータは，後者のＤＣブ
ラシレスラジアルファンモータに比較して軸方向に厚み
が薄い偏平な小型構造に形成できることから，ファンモ
ータ１として小型のものが要求されるパーソナルコンピ
ュータ等に多用されている。

また特にパーソナルコンピュータ等の騒音を気にする装
置などにおいては，回転ファンの回転羽根が軸方向から
流れてくる風を垂直に切って径方向に走風するために，
騒音が大きくなるラジアルファンモータに比較して，軸
流ファンモータは，回転ファンの回転羽根が軸方向から
流れてくる風を斜めに切って軸方向に走風するために，
騒音の点て有利になるために，かかる軸流ファンモータ
の方が多用されている。

ここに本件出願人は，縦×横のサイズがそれぞれ６０ｍ
ｍの６０角サイズの１０ｍｍ厚，１５ｍｍ厚，２０ｍｍ
厚のものや，縦×横のサイズがそれぞれ４０ｍｍの４０
角サイズの１　０ｍｍ厚，１５ｍｍ厚，２０ｍｍ厚の超
小型偏平なＤＣブラシレス軸流ファンモータを開発して
，かなりの台数を市販して実績を上げている。

この種の６０角１０ｍｍサイズのＤＣブラシレス軸流フ
ァンモータ５を第５図及び第６図を参照して説明する。

第５図及び第６図に示す６０角１０ｍｍ厚サイズのコア
レス単相通電構造のＤＣブラシレス軸流ファンモータ５
は，望ましい角型のベンチュリケース６“を形成するた
めに，円筒状のベンチュリケース本体７′の外周に等間
隔で四箇所に半径外側方向に延びたコーナーフランジ８
［８−１，・・・，８−４］を一体形成している。コー
ナーフランジ８は，その軸方向の端面間の高さを上記本
体７′と略々同一に形成し，また軸方向に貫通する軸流
ファンモータ固定用員通孔９を形成している。

この貫通孔９の径は，軸流ファンモータ５を螺子を用い
て固定側に固定する必要上，図示しない螺子の螺子部を
通すことができる大きさに設定設計される。ベンチュリ
ケース６′は，安価な角型の軸流ファンモータ５を得る
こと及びベンチュリ一ケース本体７′の強度を補強する
目的及び後記するリード線係合切欠部１０を形成する目
的で，当該軸流ファンモータ５を上面から見た場合にお
いて，この軸流ファンモータ５が平面において全体とし
て正四角形を形成することができるように上記コーナー
フランジ８の軸方向の中央部側面とベンチュリケース本
体７′の軸方向の中央部側面とを連結する軸方向に厚み
の薄い補強フランジ１１を上記コーナーフランジ８及び
ベンチュリケース本体７′と一体形成している。

この補強フランジ１１を形成することで，コナーフラン
ジ８の側方における圧力強度を高め，またベンチュリケ
ース本体７′の半径方向の肉厚が薄い場合も，充分な強
度を保持できる。従って，材料費が少なく，且つ小型軽
量の全体としても軸方向の厚みが薄いベンチュリケース
６′を形成できる。

補強フランジ１１近傍部のベンチュリケース本体７′の
底面部には，６本の半径内側方向に延びたステ−１２が
一体形成され，ベンチュリケース本体７′の内周中央部
に同心状にモータ収納部１３を連結して一体形成してい
る。上記ステ−１２のうちの１つのステーには，モータ
収納部の外周底部に形成した図示しない切欠透孔部から
モータ収納部１３に内蔵されたコアレス単相ブラシレス
モー夕のステータ電機子１４の端子に電気的に接続され
た電源供給用などのためのリード線１５を通すためのリ
ード線収納溝を形成している。上記コーナーフランジ８
の近傍部の補強フランジ１１には，上記リード線１５を
軸方向に通すのに適した形状の軸方向に貫通するリード
線係合切欠部１０を形成している。

ベンチュリケース６′は，その内部に凹部を持つベンチ
ュリゲース本体７′の内周に半径内側方向に延びて形成
されたステ−１２に連結されたモータ収納部１３を一体
形成することによりベンチュリケース６′の底部のモー
タ収納部１３の外周に回転ファン１６の回転羽根１７に
よって走風されてくる風を軸方向に通すための流風通過
孔１９を形成している。モータ収納部１３には中央部に
軸方向に延びる軸受ハウス１８を一体形成し，この軸受
ハウス１８に玉軸承２０．滑り軸承２１を装着して回転
ファン１６に固定された回転軸２２を回動自在に軸支し
て，回転ファン１６を回転できるようにしている。尚，
回転羽根１７は，回転することで，軸方向に空気を吸い
込んで，流風通過孔１９を介して外部下方に走風できる
ように斜めに形成されたものとなっている。またモータ
収納部１３には，１８０度対称な位置に軸方向の上方に
延びる支柱２３を一体形成している。

この支柱２３の上に，ステータ電機子１４を配設し，非
磁性体でできた螺子２４をステータヨク２５に形成した
透孔２６及びプリント基板２７に形成した透孔２８を介
して上記支柱２３の頂部の螺子穴２９に螺子込んでステ
ータ電機子１４を配設固定している。ステータ電機子１
４はこれに用いたステータヨーク２５に，当該単相のＤ
Ｃブラシレス軸流ファンモータ５が自起動できる望まし
い形状の切欠部３０を形成している。ステータヨーク２
５の上面には，１８０度対称に２個の空心型の電機子コ
イル３１を配設している。電機子コイル３１は，半径方
向に延びた有効導体部３１ａの開角がマグネットロータ
３２の一磁極幅と等しい開角幅に形成されている。また
プリント基板２７には，位置検知素子収納孔３３を形成
し，この収納孔３３にポール素子やボールＩＣ等の位置
検知素子３４を収納している。位置検知素子３４は，上
記切欠部３０を介して一方の電機子コイル３ｌの上記有
効導体部３１ａの下部に位置して対向するように，ステ
ータヨーク２５の下面に，位置検知素子３４を配設した
プリント基板２７を配設している。プリント基板２７の
下面には，図示しない通電制御回路用ＩＣを配設して，
この下面の空隙３５内に収納している。位置検知素子３
４を配設し，下面に通電制御回路用ＩＣを配設したプリ
ント基板２７を，上面に２個の電機子コイル３１を配設
したステータヨーク２５の下面に接着剤を用いて固定す
ることでステータ電機子１４を形成し，軸方向の空隙３
６を介して回転ファン１６に固定したＮ極，Ｓ極の永久
磁石を持つ４極のフラットなマグネットロータ３２と相
対的凹動をなすように面対向させている。尚，符号４１
は，ロータヨークを示す。

従って，電源を投入すれば，マグネットロータ３２とス
テータ電機子１４によって形成された自起動できる単相
のＤＣブラシレスモー夕を当該軸流ファンモータ５が備
えているために，位置検知素子３４がマグネットロータ
３２のＮ極，Ｓ極の磁極を検出することで，適宜な方向
の電流を電機子コイル３１に流すため，所定方向の回転
トルクが発生し，回転ファン１６が所定方向に回転し，
回転羽根１７によって軸方向の上部から空気を吸引して
流風通過孔１つより回転羽根１７によって生じた風を軸
方向の下部方向に排出てきるものとなる。かかる軸流フ
ァンモータ５は非常に小型で厚みも薄く軽量に楕成され
ているため，非常に有用なものである。

しかしながら，装置によっては，風の流れが異なるラジ
アルファンモータを用いたい場合がある。一般にラジア
ルファンモータは，軸流ファンモータに比較して，台数
も少ないことがら高価である。そこで，本発明者等は，
先に第７図に示すような上記軸流ファンモータ１に用い
たと同様なコアレス構造の単相ＤＣブラシレスモーク３
７の上部に軸方向から流れてくる風を直角に切り，径方
向に風を流すようにした回転羽根３８を有するラジアル
ファン３９を取り付けた単相コアレスＤＣブシレスラジ
アルファンモータ４０を開発した。これは，単相ＤＣブ
ラシレスモーク３７を用いていることから軸流ファンモ
ータ１同様に安価に形成できる有用なものである。

［従来技術の問題点］ 上記した軸流ファンモータ５は，軸方向に風を流すこと
ができても，径方向に風を流すことができない。

ここに第７図に示す単相コアレスＤＣブラシレスラジア
ルファンモータ４０は，単相ＤＣブラシレスモータ３７
に取り付けた回転ファン３９が，従来同様に軸方向から
流れて来る風を直角に切り，径方向に風を流すようにし
ているため，軸方向に非常に長さのある回転羽根３８を
使用しなければならＶ，形成されるラジアルファンモー
タ４０が軸方向に非常に厚みがあり大型且つ高価になる
欠点がある。従って，かかるラジアルファンモータ４０
は，小型で厚みの薄いのファンモータでなければ使用で
きないパーソナルコンピュータなどには，適さない欠点
がある。

また上記ラジアルファンモータ４０では，回転ファン３
９が，軸方向から流れて来る風を直角に切り，径方向に
風を流すようにしているため，大きな騒音が生ずる欠点
があった。

更にまた，従来においてファンモー夕では，シリーズ化
して各種サイズのものを形成しなければならないが，軸
流ファンモータ及びラジアルファンモータをシリーズ化
するには，その金型費用が莫大になり，両者を製作する
ことはなかなか容易なことでなかった。

特にある種の装置によっては，以上の問題点に加えて，
スポット的に走風を行い，その部分を冷却しなければな
らないが，かがる要求を十分に満足し得る小型偏平構造
の安価なＤＣブラシレス径１４一 流ファンモータが存在しなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は，本件出願人が多量に販売しているＤＣブラシ
レス軸流ファンモータの構成要素の多くをそのま才流用
して，その金型の一部を修正するか加工するのみで，極
めて容易且つ安価に形成でき，しかも従来の軸流ファン
モータの回転ファンをそのまま用いるならば，軸方向か
らの風を直角に切ることなく斜めに切るようにして騒音
を減少したＤＣブラシレス径流ファンモ−タを得ること
ができ，あるいは他の形式の回転ファンを用いることで
，軸方向から空気を吸引して径方向に走風できる機能を
持つ回転ファンを用いることで同じく径方向に走風でき
る他の形式の小型偏平構造の安価なＤＣブラシレス径流
ファンモータを極めて容易に得ることが出来るようにす
ることを課題になされたものである。

［発明の課題を達成する手段］ 本発明の課題は．内部に凹部があり．上端部が軸方向か
らの空気を流入するために開口された空気流入口を有し
，上記凹部の下端部が回転ファンの回転羽根によって軸
方向の底部に流された風を軸方向に流すのを阻止するた
めに閉じられ，側面部に不等間隔に形成したコーナーフ
ランジ部分があり，該不等間隔に形成したコーナーフラ
ンジ間に軸方向に長く切り欠かかれて径方向に風を通す
ための流風通路用切欠部を形成したＤＣブラシレス径流
ファンモータ本体の凹部底面部に，ステタ電機子を配設
し，該ステータ電機子と空隙を介して相対的回動をなす
Ｎ％，Ｓ極の磁極を持つ永久磁石と共に回転し且つ軸方
向から空気を吸引して径方向に走風できる機能を持つ回
転ファンを回動自在に支持したＤＣブラシレス径流ファ
ンモタを提供することによって達成できる。

もちろん，回転ファンは，従来のＤＣブラシレス軸流フ
ァンモータの回転ファンをそのまま用いれば極めて安価
に形成できるが，この回転ファンに限る必要はなく，軸
方向から空気を吸引して径方向に走風できる機能を持つ
他の回転ファンを用いても良い。

［発明の作用］ 本発明のＤＣブラシレス径流ファンモータ１では，ＤＣ
ブラシレス径流ファンモータケース６がその側面部に軸
方向に長く切り欠いて径方向に風を通すためのための流
風通路用切欠部２を形成しているので，電源を投入する
と，マグネットロタ３２とステータ電機子１４によって
形成された自起動できる単相のＤＣブラシレスモー夕を
当該径流ファンモータ１が備えているために，位置検知
素子３４がマグネットロータ３２のＮ極，Ｓ極の磁極を
検出することで，適宜な方向の電流を電機子コイル３１
に流すため，所定方向の回転トルクが発生し，回転ファ
ン１６が所定方向に回転する。回転ファン１６の回転羽
根１７は，軸方向の上部から空気を吸引して空気を斜め
に切りながら底部６ａに当てた風及び直接径方向に流れ
た風を流風通路用切欠部２を介してその径方向外部に走
風する。

［発明の第１実施例］ 第１図は，発明の第１実施例を示す６０角１０ｍｍ厚サ
イズのＤＣブラシレス径流ファンモータ（ＤＣブラシレ
スラジアルファンモータ》１の分解斜視図，第２図は同
ブラシレス径流ファンモータ１の上面斜視図，第３図は
同ブラシレス径流ファンモータ１の縦断面図で，以下第
１図乃至第３図を参照して本発明の第１実施例を説明す
る６尚，第５図及び第６図で説明した箇所と共通する箇
所に対しては，同一符号を符し，その説明を省略する。

また対応する箇所には，ダツシを外した符号をイ；ｊす
る。

このコアレス単相通電構造のＤＣブラシレス径流ファン
モータ１は，その構成要素を，上記ＤＣブラシレス軸流
ファンモータ５と殆ど共通に形成してある． この径流ファンモータ１のＤＣブラシレス径流ファンモ
ータ本体６は，上記ペンチュリゲース６′を上記ペンチ
ュリーケース本体７′の１つのコーナーフランジ，例え
ばコーナーフランジ８１部を軸方向に長く切り欠いて軸
方向に貫通する流風通路用切欠部２を形成すると共にそ
の底部のステ−１２間の流風通過孔１９を閉じた構成と
なっているものに等しい。

すなわち，ＤＣブラシレス径流ファンモータ本体６は，
この本体６の内部に凹部３を形成した平面において外形
が四角形をなす角型形状となっている。すなわち，後記
する底部６ａが平面において四角形状を成している。上
記本体６の上端部は，上部軸方向からの空気を流入する
なめに開口された空気流入口４を有し，下端部が回転フ
ァン１６の回転羽根１７によって軸方向の底部６ａに流
された風を軸方向の下側に流すのを阻止するために閉じ
られ，三隅にコーナーフランジ８−２，８−３．８〜４
があり，これらのコーナーフランジ８−２．８−３．８
−４は，等間隔に形成されているが，上記ベンチュリケ
ース本体７”のコナーフランジ８−１が削除されたと等
しい当該ファンモー夕本体６では，コーナーフランジ８
２と８−４間が不等間隔に形成されたものとなっている
。このため，コーナーフランジ８−１に該当する部分に
まで上記底部６ａを延ばして形成し，該底部６ａに軸方
向に貫通ずる止子用透孔６ｂを形成している。このよう
に形成した径流ファンモータ本体６には，上記軸流ファ
ンモータ５同様にステータ電機子１４が配設され，回転
ファン１６に設けたマグネットロータ３２と軸方向の空
隙を介して相対的凹動さぜている。

尚，回転ファン１６のカップ体１６ａの外周に形成した
回転羽根１７は，従来の軸流ファンモタ５の回転ファン
１６をそのまま用いたので，空気を斜めに切りながら軸
方向の上部から空気を吸引して軸方向の下方に走風する
ことができるように斜めに形成されている。

このことにより，回転ファン１６の回転羽根１７は，軸
方向の上部から径流ファンモータ本体６の四部３内に空
気を吸引して空気を斜めに切りながら底部６ａに当てた
風及び直接径方向に流れた風を上記ファンモータ本体６
の側面部に形成した流風通路用切欠部２を介して当該径
流ファンモータ本体６の径方向外部に走風する。

第４図は本発明の第２実施例を示すＤＣブラシレス径流
ファンモータ１−１の分解斜視図で，この径流ファンモ
ータ１−１では．上記切り欠かれたコーナーフランジ８
−１部と対向する部分の底部６ａ箇所に切欠部６ｃを形
成した形状の底部６ａ−１とすることで，上記透孔６ｂ
をも不要にし，より小型の径流ファンモータ１−１に形
成している。

従って，この径流ファンモータ１−１では，３箇所のみ
固定側に固定すれば良いものとなっている。

なお，本発明の上記実施例では．軸流ファンモータ５の
回転ファン１６をそのまま用いた例を示したが，これに
限る必要はなく，軸方向から空気を吸引して径方向に走
風できる機能を持つ他の適宜な回転ファンを用いても良
く，また用いるブラシレスモータは，上記実施例に示し
た単相通電構造のものでなく多相のものであっても，ま
た有鉄心構造のものでも何れの形式のものであっても良
いことは言うまでもない。

［本発明の効果］ 本発明は，従来のＤＣブラシレス軸流ファンモータの構
成要素の多くをそのまま流用して，その金型の一部，ベ
ンチュリケース６′の底部及びコーナーフランジ８−１
部を形成する部分を修正するが加工してＤＣブラシレス
径流ファンモータ本体を形成するだけで良いので，軸方
向に厚みが薄く極めて軽量且つ小型のＤＣブラシレス径
流ファンモータを極めて容易且つ安価に形成できる。

しかも本発明のＤＣブラシレス径流ファンモータでは，
従来の軸流ファンモータの回転ファンをそのまま用いる
ならば，非常に安価に形成できるのみならず，該回転フ
ァンによれば軸方向からの風を直角に切ることなく斜め
に切るため騒音の非常に小さいでき，また従来の軸流フ
ァンモータと２１一 比較しても，軸方向の底部に当てられた風は，この底部
で消音されて径方向に流路を曲げるため騒音の点でも小
さくできる。

また他の形式の回転ファンを用いても同様な効果を有す
るＤＣブラシレス径流ファンモータを極めて容易且つ安
価に量産できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＤＣブラシレス径流フ
ァンモータの分解斜視図，第２図は同ブラシレス径流フ
ァンモータの上面斜視図，第３図は同ブラシレス径流フ
ァンモータの縦断面図，第４図は第４図は本発明の第２
実施例を示すＤＣブラシレス径流ファンモータの分解斜
視図，第５図は従来のＤＣブラシレス軸流ファンモータ
の分解斜視図，第６図は同ブラシレス軸流ファンタの縦
断面図．第７図は先に本発明者等が開発したＤＣブラシ
レスラジアルファンモ−タの縦断面図である。 ［符号の説明］ モータ，２・・　流風通路用切欠部，３・・・凹部，４
・・・空気流入口，５・・・ＤＣブラシレス軸流ファン
モータ，６・・・ＤＣブラシレス径流ファンモ−タ本体
，６ａ　　・　底部，６ｂ・・・止子用透孔，６ｃ・・
・切欠部６′　・・ベンチュリケ−ス，７′　・・・ベ
ンチュリケ〜ス本体 ８．８−１，　　・・・，８−４・・・コーナーフラン
ジ．９・・・軸流ファンモータ固定用貫通孔，１０・・
・リード線係合切欠部 １１・・・補強フランジ，１２・・・ステ１３・・・モ
ータ収納部．１４・・・ステータ電機子，１５・・・リ
ード線，１６・・・・・・回転ファン，１７・・・回転
羽根，１８・・・軸受ハウス，１つ・・・流風通過孔．
２０・　・玉軸承，２１・・・滑り軸承，２２・・・回
転軸２３・・・支柱，２４・・・螺子，２５・・・ステ
ータヨーク，２６・・・透孔，２７・・・プリント基板
，２８・・・透孔，２９・・・螺子穴，３０・・・切欠
部，３１・・・電機子コイル３１ａ・・・有効導体部，
３２・・・マグネットロータ，３３・・・位置検知素子
収納孔３４・・・位置検知素子，３５．３６・・　空隙
，３７・・・単相ＤＣブラシレスモーク，３８・・・ロ
ータヨーク，３９・・・回転羽根，４０・・・ラジアル
ファン，４１・・・単相コアレスＤＣブラシレスラジア
ルファンモータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　下記構成要素（Ａ）〜（Ｃ）からなるＤＣブラ
   シレス径流ファンモータ。 （Ａ）下記（ａ）〜（ｅ）の条件を備えたＤＣブラシレ
   ス径流ファンモータ本体があること。 （ａ）内部に凹部があること。 （ｂ）上端部が軸方向からの空気を流入するために開口
   された空気流入口を有すること。 （ｃ）上記凹部の下端部が回転ファンの回転羽根によっ
   て軸方向の底部に流された風を軸方向に流すのを阻止す
   るために閉じられていること。 （ｄ）側面部に不等間隔に形成したコーナーフランジ部
   分があること。 （ｅ）該不等間隔に形成したコーナーフランジ間に軸方
   向に長く切り欠かかれて径方向に風を通すための流風通
   路用切欠部を上記側面部に形成していること。 （Ｂ）上記ＤＣブラシレス径流ファンモータ本体の凹部
   底面部に，ステータ電機子を配設していること。 （Ｃ）該ステータ電機子と空隙を介して相対的回動をな
   すＮ極，Ｓ極の磁極を持つ永久磁石と一体して回転し且
   つ軸方向から空気を吸引して径方向に走風できる機能を
   持つ回転ファンを回動自在に支持していること。
2. （２）　上記ＤＣブラシレス径流ファンモータ本体の凹
   部底面部に，１以上のコアレス電機子コイルを配設して
   コアレスステータ電機子を設け、該コアレスステータ電
   機子と軸方向の空隙を介して相対的回動をなすＮ極，Ｓ
   極の磁極を持つ永久磁石と一体して回転する回転ファン
   を回動自在に支持して，該回転フアンは、このカップ型
   本体部の外周に軸方向上端部から空気を流入し、軸方向
   に風を送ることができるように空気を斜めに切る形状の
   回転羽根を有することを特徴とする、特許請求の範囲第
   （１）項記載ＤＣブラシレス径流ファンモータ。