JPH02275095A - 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ツブパソ
コン等のＯＡ機器１を始めとして冷却を必要とする装置
に使用するための軸方向から風を吸い込んで径方向に風
を走風するための径流ファンモータに関し、特に径流フ
ァンモータにおける空きスペースに効率良く軸方向に風
を吸い込む構造を採用し、風量、風圧をより多く取れる
ようにしたものに関する。

［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タ等のファンモータが多用さ
れている。

一最にファンモータには、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ラジアル
ファンモータが知られている。その他に小型のものとし
ては、クロスフローファン等がある。

ここに後者のラジアルファンモータとしては。

本発明者が考案した第４図に示すＤＣブラシレスラジア
ルファンモータ１［実開昭６２−１１５７７１号］があ
る。

この第４図に示すＤＣプラクレスラジアルファンモータ
１の構造について以４ドに説明すると、このＤＣブラシ
レスラジアルファンモータ１は、軸方向空隙型のディス
ク型単相ブラシレスモータ２のロータ３のうちのマグネ
ットロータ４およびロータヨーク５を支持する樹脂で形
成したロータ部材６の上部に該ロータ部材６と一体して
し又は間接的であっても良いコ、第４・図において上面
から見て円環状に形成された第５図に示すような複数の
回転羽根セグメント７からなる軸方向から風を吸い込み
径方向に走風する回転羽根８を形成したものとなってい
る６回転羽根８の内周の上記ロータ部材６の上部には、
軸リノ向に風を吸引し易くするに適した形状の中心部に
至るに従って上部軸方向に高くなるように形成した山状
隆起部９を一体形成している。

このＤＣラジアルブラシレスファンモータ１では、モー
タ２に通電すると、このモータ２が自起動できるような
公知となっている［本件発明者により種々のものが公知
になっているコ適宜な形状の図示しない切欠部を形成し
であるため、必ず自起動できる位置にマグネットロータ
４が停止しているために、マグネットロータ４の磁極を
プリント基板１１の上のホール素子１３が検出すると。

駆動回路１４によって、ステータヨーク１２上で且つ同
相位置に２個の空心型の電機子コイル１５を配設して形
成したコアレスステータ電機子１６により電磁力が発生
する。このため、マグネットロータ４９回転羽根８を有
するロータ３が回転羽根８によって風を軸方向から吸い
込んで径方向に走風することができるように・、第５図
で矢印入方向に回転する。

ロータ３が回転すると、この回転羽根８によってケース
１７の上部に形成しな透孔１８より軸方向から風［ａｉ
　ｒ］を吸い込んで、ケース１７の側面に形成した透孔
１９を介して径方向に走風する。

このように形成したＤＣブラシレスラジアルファンモー
タ１では、上記山状隆起部９があるために、効率良く軸
方向に風を吸い込むことができ、結果として径方向に大
きな風量・風圧を得ることが可能である。

［従来技術の問題点］ 上記したＤＣブラシレスラジアルファンモータ１に限ら
ず、軸方向から風を吸い込んで径方向に走風する回転羽
根を持つ径流ファンモータでは。

上記回転羽根の内周部の空きζスペースに山状隆起部を
形成することで、効率良く軸方向に風を吸引することが
できるが、更に効率良く軸方向に風を吸引するには、上
記山状隆起部を形成するのみでは限度があった。

［発明の解決しようとする課！！ｉ］ 本発明は、上記したＤＣブラシレスラジアルファンモー
タに限らず、軸方向から風を吸引して径方向に走風する
機能を有する回転羽根を有し。

その回転羽根の内部に上記したような山状隆起部を形成
した径流ファンモータにおいて、上記山状隆起部を僅か
に改善するのみで、より一層軸方向に風を吸引すること
が出来るようにし、径方向の走風量、走風圧増大できる
ようにした径流ファンモータを得ることを課題に成され
たものである。

なお、径方向に風を回転羽根によって走風した後は、そ
のまま径方向に走風ｔしても良く、あるいは適宜な流風
通路を形成して・、更に走風された風を軸方向に流れる
ように変換しても良い。

［発明の課題を解決するための手段］ かかる本発明の課題は、モータのロータの上部に軸方向
から風を吸い込んで径方向に風を走風できる機能を有し
上面から見て円環状に形成された回転羽根を設け、該回
転羽根の内部の上記ロータ上にその中心に至るに従って
上部軸方向に高くなるように形成した山状隆起部を設け
、該山状隆起部に軸方向に風を吸い込むこｄとができる
形状の補助回転羽根を設けた径流ファ参ンモータで達成
される。

［発明の作用］ 本発明の単相ブラシレス径流ファンモータ１０では２図
示しない電源が閉成歯されると、この単相ブラシレスモ
ーフ２が、ステータヨーク１２によってマグネットロー
タ４が自起動できる位置にあり、且つホール素子１３が
マグネットロータ４のＮ極又はＳ極の磁極を検出するこ
とができる状態にあるため、ポール素子１３からその旨
の出力があると、駆動回路１４によって電機子コイル１
５−１．１５−２に適宜方向の通電がなされる。

このことにより、コアレスステータ電機子１６によって
マグネットロータ４を矢印Ａ方向に回転させる電磁トル
クが発生するので、マグネットロータ４を有するロータ
３′が矢印入方向に回転する。

ロータ３′が矢印Ａ方向に回転することで２回転羽根８
．補助回転羽根２０も同様に同方向に回転する。

回転羽根８は１回転することで、透孔１８から軸方向に
風を吸い込んで、当該回転羽根８の内周部からその外周
に導き、径方向に走風する。

径方向に走風された風は、ケース１７の側面に当てられ
、透孔１９に集束されて該透孔１９から外部径方向に走
風されるは々）、直接、透孔１９から外部径方向に走風
される。

補助回転羽根２０は１回転することで、主に透孔１８か
ら軸方向に風を吸い込んで、ロータ部材６の上面に風を
導くほか、当該補助回転羽根２０の外周方向にも風を導
く。

このため、補助回転羽根２０の回転により、従来よりも
透孔１８を介して軸・方向から回転羽根８に吸引されて
くる風量が補助回転羽根２０によって増大されるため１
回転羽根８によって透孔１９から径方向に走風されてく
る風の風量・風圧がより増大する。

［発明の実施例コ 本発明は、第４図および第５・図で示したＤＣブラシレ
スラジアルファンモータ１に限らず、モータのロータの
上部に軸方向から風を吸い込んで径方向に風を走風でき
る機能を有し上面から見て円環状に形成された回転羽根
を設け、該回転羽根の内部の上記ロータ上にその中心に
至るに従って上部軸方向に高くなるように形成した山状
隆起部を設けた径流ファンモータならば、何れも適用の
あるものである。

しかし、いたずらに実施例を長くするのは、適切でない
ので、従来の第４図および第５図で示したＤＣＣブラシ
レスラジアルフランモータと同じ形式のものに本発明を
適用して、以下に本発明の一実施例を説明する。

なお、第４図および第５図と共通する箇所には、同一符
号を符して、その説明を省略する。

第１図は１本発明の一実施例を示す単相［ＤＣ］ブラシ
レス径流径流ファン−ドータ１０断面図、第２図は同フ
ァンモータに用いた単相ブラシレスモータ部の分解斜視
図、第３図は同ファンモータ１０の上面図で、以下、こ
の第１図乃至第３図を中心に本発明を説明する。

単相ブラシス径流ファンモ参−夕１０は、ＦＭ脂で形成
され上端部に軸方向上部から軸方向下部に空気を取り込
むために形成した透孔１８と、側面にモータ１０の内部
に流入した空気を径方向外部に排出走風するための透孔
１９を形成したカバー１７ａの下端開口部を蓋板１・７
ｂで閉じて、ケース１７を形成している。

蓋板１７ｂには、軸承ハウス２１を形成し、該軸承ハウ
ス２１に装着した玉軸承２２および滑り軸承２３によっ
てロータ３°　［ロータ部材６−］・に取り付けた回転
軸２４を回動自在に支持している。ロータ３′は、樹脂
でできたカップ型ロータ部材６の上部に回転羽根８を有
し、また上部中央部には、その中心に至るに従って軸方
向に高くなるように山状隆起部９を一体形成し、該山状
隆起部９の外周には上記透孔１８を介して軸方向下部に
風を吸引するための補助回転羽根２０を一体形成し、そ
の下面にはロータヨトク５を介してマグネットロータ［
界磁マグネッ十コ４を配設し、該マグネットロータ４と
軸方向の空隙を介してコアレスステータ電機子１６と相
対的回動をなすように面対向させることで、ディスク型
単相ブラシレスモータ２を形成している。

蓋板５には、１８０°対称り位置に上部方向に突出した
支柱２５を一体形成し、該支柱２５の上部には、プリン
ト基板１１及びその上に配設されたステータヨーク１２
が非磁性体でできた螺子２６によって固定されている。

プリント基板１１の下面にはＩＣにて形成された駆動回
路１４を配設して、プリント基板１１と蓋板１７ｂ間に
設けられた駆動回路収納用空隙部２７に収納内蔵してお
り、ステータヨーク１１の上面には第３図に示すように
１８０度対称に２個の空心型の電機子コイル１５−１．
１５−２を配設してコアレスステータ電機子１６を形成
し、軸方向の空隙を介してマグネッ・トローツ４と相対
的に回動するように面対向している。

なお、この実施例では、下記の理由によりディスク型単
相ブラシレスモータを採用している。Ｉブラシレスモー
タでは、マグネットロータのＮ極、Ｓ極の磁極をホール
素子、ホールＩＣ，磁気抵抗素子等の位置検知素子を用
いて検出し、該検出信号を基に電機子コイルに切換通電
する為の回路（駆動回路、電子転流回路ともいう。）が
モータの相数分だけ必要になるため、高価になる欠点が
ある。

したがって、このように高価になる相数の多いブラシレ
スモータを、送風して冷却させる目的に使用されるファ
ンモータに用いることは得策でない、　　−・ この為、このファンモータ１０においては１位置検知素
子［例えば、ボール素子］１３が１個で済み、然も駆動
回路１４が１＠分で足り、安価に構成できる単相ブラシ
レスモータ２を使用する。

この単相ブラシレスモータ２は１通電切換点において、
トルクが零となる。所謂「死点」がある、そのため、単
相ブラシレスモータ２では、電機子コイル１５　［１５
−１，１５−２］とマグネットロータ（界磁マグネット
）４によって得られる電磁トルクに加えて、レラクタン
ストルク発生部材によるレラクタンストルクを付加する
ことにより、死点箇所の当該モータ２の停止現象を解消
し、自起動できるようにしている。

尚２上記したように、単相ブラシレスモータ２は、単相
通電構造であるが故（０他に自起動処理手段を設けてお
かなければ、当該モータ２の停止時において、たまたま
死点位置にあるときには１通電しても自起動回転するこ
とができない欠点がある。

この単相ブラシレスモータ略こおいて、自起動処理手段
の一例はレラクタンス・トルク発生部材を設けることで
あるが、わざわざレラクタンストルク発生部材を設ける
ことは、その分だけ高価になるので、上記径流ファンモ
ータ１０では、ステータヨーク１２にレラクタンストル
ク発生部材の機能を持たせるように工夫した単相ブラシ
レスモータ２を採用している。

その方法とは、第３図に示すように、ステータヨーク１
２に当該単相ブラシレスモータ２が自起動できるような
形状の切欠部２８を形成することで可能となる。このよ
うな切欠部２８を形成すると、その半径方向に延びる切
欠端部２８ａがマグネットロータ４との磁気的中和点で
当該マグネットロータ４は、単相ブラシレスモータ２の
無通電時に停止する。

この時に、後記する空心型の電機子コイル１５−１．１
５−２に通電すれば、フレミングの左手の法則に従って
発生する回転トルクによって、必ず第２図に示すマグネ
ットロータ４が矢印Ａ方向に回転することができる。ま
たそのようなことができるような位置に２個の電機子コ
イ・ル１５−１．１５−２を第２図に示すようにステー
タヨーク１２上に配設しておく必要がある。

尚、第２図を参照して、電機子コイル１５１．１５−２
において１回転トルクを発生するのは、半径方向の有効
導体部１５ａ、１５ｂであって２周方向の導体部１５ｃ
、１５ｄは回転トルク発生に寄与しない部分となってい
る。

従って、上記切欠部２８と電機子コイル１５−１．１５
−２とによって、単相ブラシレスモータ２が望ましく自
起動できるようにするには、上記切欠部２８の端部２８
ａが電機子コイル１５−１．１５−２の有効導体部１５
ａ、１５ｂの中心線若しくは、これらの位置と同相位置
、すなわち、これらの位装置は最大起動・トルクが得ら
れる位置で、かかる位置からマグネットロータ４の回転
方向く矢印Ａ方向）に対してマグネットロータ４のＮ極
またはＳ極の４分の１磁極幅はど手前の位置あるいはそ
の位置と同相位置にあるように、当該切欠部２８の端部
２８ａが位置するようにステータヨーク１２と電機子コ
イル１５−１゜１５−２を配設する必要がある。

第２図に示した例では、電機子コイル１５−１．１５二
２の最大起動トルクが得られる有効導体部１５ｂから４
分の１磁極幅、すなわち１機械角で１５度の角度だけ回
転力φ１（矢印Ａ方向）に対して手前に切欠部２８の端
ｍ　２８　ａが位置するようにステータヨーク１２を配
設している。このようにすることで、当該単相ブラシレ
スモータ２を特別に高価となる自起動処理手段を採用し
なくても望ましく自起動できるようにしている。

マグネットロータ４は、第６２図に示すようにＮ極、Ｓ
極の磁極が等しい幅で交互に形成された２Ｐ（Ｐは１以
上の整数）極、・この例では４極の円環状のフラットな
ものに形成したものを用いているため、上記電機子コイ
ル１５−１．１５−２は１回転トルクに寄与する導体部
１５ａと１５ｂとの開角が９０度となるように形成した
扇枠状のものを用いている。

［発明の効果］ 本発明は上記から明らかなように、径流ファンモータに
おいて、軸方向に効滓艮く風を導くための山状隆起部に
単に補助回転羽根を形成するのみで、大幅な設計変更を
要せずして、簡単に形成でき、しかも従来のものに比較
して大きな風量・風圧の径流ファンモータを容易且つ安
価に形成できる。

なお、上記実施例においては、モータとして単相ブラシ
レスモータを用いた例を示したが、これに限る必要はな
く、他の形式のものであっても良いことは言うまでもな
い。

また１本発明の趣旨を逸脱しない範囲において１本発明
の実施例を適宜設計仕様に応じて変更しても、それらは
本発明の趣旨に属するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す単相ブラシレス径流フ
ァ、ンモータの縦断面図、第２図は同ファンモータの単
相ブラシレスモータ部の分解斜視図、第３図は同ファン
モータの上面図、第４図は従来のＤＣブラシレスラジア
ルファンモータの縦断面図、第５図は同ファンモータの
上面図である。 １・・・ＤＣブラシレスラジアルファンモータ、２・・
・ディスク型単相ブラシレスモータ。 ３．３′　・・・ロータ、４・・・マグネットロータ、
５・・・ロータヨーク、６・・・ロータ部材、７・・・
回転羽根セグメント、８・・・回転羽根、９・・・山状
隆起部、１０・・・単相［ＤＣ］ブラシレス径流ファン
モータ、１１・・・プリント基板、１２・・・ステータ
ヨーク。 １３・・・ホール素子、１４・・：駆動回路。 １５．１５−１．１５−２・・・電機子コイル。 １５ａ、Ｌ５ｂ・・・回転トルクに寄与する導体部、１
５ｃ、１５ｄ・・・回転トルクに寄与しない導体部、１
６・・・コアレ哄ステータ電機子。 １７・・・ケース、１７ａ・・・カバー１７ｔ）・・・
蓋板、１８．１９・・・透孔。 ２０・・・補助回転羽根、２１・・・軸承ハウス、２２
・・・玉軸承、２３・・・滑り軸承。 ２４・・・回転軸、２５・・・支柱、２６・・・螺子、
２７・・・駆動回路収納用空隙部。 ２８・・・切欠部、２８ａ・・・切欠端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータのロータの上部に軸方向から風を吸い込んで径方
   向に風を走風できる機能を有し上面から見て円環状に形
   成された回転羽根を設け、該回転羽根の内部の上記ロー
   タ上にその中心に至るに従って上部軸方向に高くなるよ
   うに形成した山状隆起部を設け、該山状隆起部に軸方向
   に風を吸い込むことができる形状の補助回転羽根を設け
   た、径流ファンモータ。