JPH10174406A - ブラシレスファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超薄型のブラシレスファンモータを提供でき
るようにする。 【解決手段】 放熱基板２９から突設した軸受筒３５に
１個のボールベアリング３７の内輪３７ａを支持する。
軸受筒３５を囲むようにしてリング板状の強磁性体性ス
テータ板４１を放熱基板２９に固定する。ステータ板４
１に複数の駆動コイル４９を環状に配置する。Ｎ極とＳ
極を交互に着磁し周囲に複数のフィンを突設させた強磁
性体性ロータ板５１をボールベアリング３７の外輪３７
ｂに載置し、ステータ板４１と面対向させる。ロータ板
５１はステータ板４１との間の磁気吸着力によって保持
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスファンモ
ータに係り、例えばパソコン等のように半導体電子部品
を搭載した電子機器内において、特に発熱し易い半導体
電子部品に載置したり近傍に配置してこれを冷却する２
相半波又は単相両波形のブラシレスファンモータの改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のブラシレスファンモータは、半
導体電子部品、例えばＣＰＵに載置して使用されること
から、薄型にする必要があり、面対向構成が好適する。

【０００３】すなわち、図７に示すように、横置きした
ブロック状の放熱基板１に設けた幅広の円筒状凹部３の
内側に軸受筒５および支持筒７を同心円状に突設し、軸
受筒５の外周にはめるようにして強磁性体性ステータ板
９を支持筒７に固定し、このステータ板９に複数の駆動
コイル１１を固定する一方、周方向にＮ極とＳ極を交互
に着磁した円板状のロータマグネット１３を有するロー
タ板１５の外周にフィン１７を設けるとともに回転中心
部からロータ軸１９を突設させ、このロータ軸１９を１
対のボールベアリング２１ａ、２１ｂの内輪に圧入し、
それらステータ板９とロータマグネット１３が間隔を置
いて対面するようにそれらボールベアリング２１ａ、２
１ｂを軸受筒５内に挿入してなる構成を有していた。

【０００４】なお、符号２３はロータ軸１９がボールベ
アリング２１ａ、２１ｂから抜けるのを防止するために
その先端に固定されたねじであって放熱基板１に当接さ
れており、符号２５はフィン１７の外側において放熱基
板１に設けられた放射状のスリットである。

【０００５】このようなブラシレスファンモータでは、
例えば放熱基板１の裏面を半導体電子部品２７に固定し
て使用される。そして、駆動コイル１１を切換え通電す
ることによってロータ板１５（フィン１７）が回転し、
放熱基板１のスリット２５を介して空気の流路が形成さ
れて放熱基板１が冷却され、放熱基板１の冷却を介して
半導体電子部品２７を冷却することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たブラシレスファンモータでは、ステータ板９とロータ
マグネット１３を面対向させることによって薄型にする
ことがある程度可能であるものの、ロータ軸１９を安定
して軸支させるためには、２個のボールベアリング２１
ａ、２１ｂが必要であるうえ、ロータ板１５にロータマ
グネット１３を取付けることから、薄型化には限界があ
る。

【０００７】他方、ブラシレスファンモータを搭載する
電子機器はその薄型化が進み、ブラシレスファンモータ
のより一層の薄型化が要望されている。本発明はこのよ
うな状況の下になされたもので、より一層の薄型化の可
能なブラシレスファンモータの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのような課題を解決す
るために本発明は、軸受支持部を一体的に突設させた放
熱基板と、その軸受支持部に支持された１個の軸受と、
複数の駆動コイルを有しその軸受支持部を囲むようにそ
の放熱基板に固定された強磁性体性ステータ板と、周方
向にＮ極とＳ極が交互に複数極着磁されそのステータ板
と面対向するようにその軸受に回転自在に支持され周囲
に複数のフィンを突設させた強磁性体性ロータ板とを有
している。

【０００９】そして、本発明は、その軸受支持部に内輪
又は外輪が支持されるとともに外輪又は内輪にそのロー
タ板を載置させてなるボールベアリングを上記軸受とす
ることが可能である。

【００１０】また、本発明は、上記ステータ板からその
ロータ板に向けた複数の突出部をその軸受側の周囲に等
角度で突設させることが好ましい。さらに、本発明は、
回転トルクの死点回避位置に上記突出部を配置すると良
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１および図２は本発明に係るブラ
シレスファンモータの実施の形態を示す縦断面図および
平面図である。

【００１２】図１および図２において、放熱基板２９は
アルミニウム、亜鉛又は銅等の金属材料からダイキャス
トや焼結によって偏平な角板状に成形されてなり、主表
面中央部に円筒状にして幅広の凹部３１を有し、凹部３
１から外周囲に向けて多数の放射状スリット３３を有し
ている。

【００１３】放熱基板２９の凹部３１において、底部中
央から細い軸受筒（軸受支持部）３５が突設しており、
軸受筒３５の付根に設けた段部３５ａに内輪３７ａを当
接させるようにして１個のボールベアリング３７が軸受
筒３５の外周にはめられており、軸受筒３５の先端にね
じ込まれたねじ３９によってボールベアリング３７の内
輪３７ａが抑えられている。凹部３１の底部には、リン
グ板状の強磁性体性ステータ板４１が軸受筒３５の外周
から同心円状に間隔を置くようにして固定されている。

【００１４】ステータ板４１は、図３および図４に示す
ように、その外周の一部から細長いリード板４３が突出
し、放熱基板２９に設けたスリット３３のうち一部の幅
広の導出スリット３３ａまで延び（図２参照）、先端に
外部接続用コネクタ４５が接続されている。ステータ板
４１は、その内周から突出する３個の突出部４７を有し
ている。この突出部４７は、ステータ板４１の周方向に
等角度（１２０°）の位置関係で後述するロータ板５１
に向けて突出している。すなわち、３個の突出部４７は
後述するように回転トルクの死点（デッドポイント）を
回避する位置に形成されている。

【００１５】ステータ板４１において、突出部４７の突
出方向と同じ側には、２相半波形モータを形成する例え
ば４個の駆動コイル４９が等角度（６０°）の位置関係
で環状に配置されており、上述した突出部４７が隣り合
う駆動コイル４９間に位置している。この駆動コイル４
９は、導線を例えば楕円枠状や台形枠状に整列巻きさ
れ、ステータ板４１に形成された図示しない電気回路に
接続されており、この電気回路に接続された駆動回路に
よって駆動コイル４９が切換え通電されるようになって
いる。

【００１６】なお、ステータ板４１は、例えば鋼鉄板や
けい素鋼板からリード板４３および突出部４７とともに
一体的に打抜いた後、突出部４７を屈曲形成して製造さ
れるとともに、表面側又は裏面側に電気回路が形成され
ている。

【００１７】図１において、符号５１は、例えばプラス
チック磁石材料から薄板状に成形された円板状のロータ
板であり、図５に示すように、その周方向にＮ極とＳ極
が３極ずつ交互に着磁されており、ロータマグネットと
しても機能するものである。図５では後述するフィン５
３の図示を省略した。

【００１８】このロータ板５１は、回転中央部にボール
ベアリング３７の内輪３７ａより大径で外輪３７ｂより
小径の貫通孔５１ａと、この貫通孔５１ａの途中で若干
大径となってボールベアリング３７の外輪３７ｂにはま
る段部５１ｂを有し、この段部５１ｂをボールベアリン
グ３７の外輪３７ｂ端部にはめるようにして載置されて
いる。そのため、ロータ板５１は、ステータ板４１との
間の吸着力によってボールベアリング３７の外輪３７ｂ
に回転自在に軸支されている。

【００１９】このロータ板５１の外周には、複数のフィ
ン５３が一体的に突設されており、ボールベアリング３
７に支持された状態で、フィン５３が放熱基板２９の凹
部３１内に回転に支障なく収まるとともに、放熱基板２
９の上面からあまり突出しないようになっている。

【００２０】なお、上述したブラシレスファンモータに
おいては、ロータマグネットとしても機能するロータ板
５１の位置を検出する位置検出素子が、ステータ板４１
に配置されるが、本発明の要部ではないので図示を省略
する。

【００２１】このようなブラシレスファンモータは、４
個の駆動コイル４９に交互に一方向の駆動電流を切換え
通電することによってロータ板５１が回転する２相半波
構成となっており、ロータ板５１の回転によって放熱基
板２９のスリット３３を介した空気の流路が形成され、
放熱基板２９が冷却される。

【００２２】このように本発明によるブラシレスファン
モータは、放熱基板２９に設けた凹部３１の内底部から
軸受筒３５を一体的に突設させ、この軸受筒３５に１個
のボールベアリング３７の内輪３７ａを軸受させ、複数
の駆動コイル４９を載置させた強磁性体性ステータ板４
１を軸受筒３５を囲むようにしてその凹部３１の内底部
に固定し、Ｎ極とＳ極を交互に着磁させかつ周囲に複数
のフィン５３を突設させたロータ板５１をそのステータ
板と面対向するようにそのボールベアリング３７の外輪
３７ｂに支持させているから、放熱基板２９に１個のボ
ールベアリング３７を固定するとともに、これにロータ
マグネットを兼ねフィンを突設させたロータ板５１をボ
ールベアリング３７に乗せるだけで構成され、極めて小
型、特に薄型となる。

【００２３】しかも、ステータ板４１を固定した放熱基
板２９にボールベアリング３７の内輪３７ａを支持さ
せ、その外輪３７ｂにロータ板５１を載置させることに
より、ステータ板４１とロータ板５１間に生じる吸着力
によってロータ板５１がボールベアリング３７に支持さ
れるとともにこれに予圧がかかり、ロータ板５１すなわ
ちファン５３の円滑な回転が得られるうえ組立が簡単で
ある。

【００２４】もっとも、ボールベアリング３７の一端側
（下側）にて外輪３７ｂを放熱基板２９に支持させると
ともに他端側（上側）にて内輪３７ａにロータ板５１を
はめるように載置する構成も可能であり、必ずしも内輪
３７ａを放熱基板２９を当接させ、外輪３７ｂにロータ
板５１を載置する構成に限定されないし、必ずしも軸受
としてボールベアリング３７を用いる構成に限定されな
い。

【００２５】さらに、ステータ板４１からそのロータ板
５１に向けて３個の突出部４７が等角度で突設されてい
るから、ステータ板４１とロータ板５１間に生じる吸着
力のバランスが良好となり、ボールベアリング３７に乗
せたロータ板５１が回転時に振動したりあばれたりし難
く、安定した回転動作が得られる。しかも、ステータ板
４１に設けた突出部４７は、ブラシレスファンモータに
は必須ではないし、突出部４７の数も任意であるが、上
述した理由からして複数の突出部４７を等角度で分散配
置した方が好ましい。

【００２６】また、上述した構成では、ステータ板４１
の内周から突出する磁性体性の突出部４７が、回転トル
クの死点を回避する位置に形成されているから、ロータ
板５１がこの各着磁中心を各駆動コイル４９の中心に位
置させた状態で停止せず、速やかに回転起動する。

【００２７】一般に、２相半波構成のブラシレスモータ
では、図６に示すように、駆動コイル４９によって回転
トルク曲線Ａが生じ、駆動コイル４９の通電切換え点Ｐ
が回転トルクの死点となるが、突出部４７をその回転ト
ルクの死点を回避する位置に形成することにより、同図
Ｂのようなコキングトルク曲線が発生し、モータ駆動時
の合成トルクには回転トルクの死点が生じなくなる。ま
た、本発明のブラシレスファンモータを実施する場合、
図１のように放熱基板２９を例えば半導体電子部品５５
に載置して固定する構成に限らず、半導体電子部品５５
の外側パッケージ部であるヒートシンク部分を放熱基板
２９とすることも可能である。

【００２８】このように、半導体電子部品５５のヒート
シンク部分を放熱基板２９とする構成では、その放熱基
板２９に一体的に形成した軸受筒３５にボールベアリン
グ３７をはめて固定するとともに放熱基板２９にステー
タ板４１を固定し、ロータ板５１をボールベアリング３
７に載置すれば完成するから、構成が簡単かつ薄型とな
る。なお、上述した実施の形態では、２相半波を例にし
て説明したが、１相の駆動コイル４９に交互に逆方向の
駆動電流を切換え通電する１相両波構成においても同様
に実施可能であり、回転トルク特性も図６と同様とな
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、放熱基板
から軸受支持部を一体的に突設し、この軸受支持部に１
個の軸受を支持し、複数の駆動コイルを配置した強磁性
体性ステータ板をその軸受支持部を囲むようにしてその
放熱基板に固定し、Ｎ極とＳ極が交互に着磁されるとと
もに周囲に複数のフィンを突設させた強磁性体性ロータ
板をそのステータ板と面対向させてその軸受に回転自在
に支持させてなるから、極めて小型かつ薄型で、構成も
簡単となる。そして、上記軸受としてボールベアリング
を用い、その軸受支持部にボールベアリングの内輪又は
外輪を支持させるとともにその外輪又は内輪にロータ板
を載置させる構成では、単にボールベアリングにロータ
板を重ねてもこれが支持されるうえ予圧もかかり、ファ
ンの円滑な回転を確保できるし、組立ても簡単となる利
点がある。また、上記ステータ板からそのロータ板に向
けた複数の突出部を軸受の周囲に等角度で分散して突設
させる構成では、ロータ板が安定してボールベアリング
に支持され、ロータ板の回転時にこれが振動したりあば
れたりし難い。さらに、回転トルクの死点回避位置に上
記突出部を配置する構成では、上述した効果に加えて常
に速やかな起動を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスファンモータの実施の
形態を示す縦断面図（図２中のＩ−Ｉ間断面）である。

【図２】図１のブラシレスファンモータの平面図であ
る。

【図３】図１のステータ板を示す概略斜視図である。

【図４】図１のステータ板を示す概略平面図である。

【図５】図１のロータ板を示す概略底面図である。

【図６】図１のブラシレスファンモータの動作を説明す
る回転トルク特性図である。

【図７】従来のブラシレスファンモータを示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１、２９ 放熱基板 ３、３１ 凹部 ５、３５ 軸受筒（軸受支持部） ７ 支持筒 ９、４１ ステータ板 １１、４９ 駆動コイル １３ ロータマグネット １５、５１ ロータ板 １７、５３ フィン １９ ロータ軸 ２１ａ、２１ｂ、３７ ボールベアリング ２３、３９ ねじ ２５、３３、３３ａ スリット ２７、５５ 半導体電子部品 ３５ａ、５１ｂ 段部 ３７ａ 内輪 ３７ｂ 外輪 ４３ リード板 ４５ コネクタ ４７ 突出部 ５１ａ 貫通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受支持部を一体的に突設させた放熱基
   板と、 前記軸受支持部に支持された１個の軸受と、 複数の駆動コイルを有し前記軸受を囲むようにして前記
   放熱基板に固定された強磁性体ステータ板と、 周方向にＮ極とＳ極が交互に複数極着磁されるとともに
   前記ステータ板と面対向するように前記軸受に回転自在
   に支持され、周囲に複数のフィンを突設させた強磁性体
   性ロータ板と、 を具備することを特徴とする２相半波又は単相両波形の
   ブラシレスファンモータ。
2. 【請求項２】 前記軸受は、前記軸受支持部に内輪又は
   外輪が支持されるとともに外輪又は内輪に前記ロータ板
   を載置させてなるボールベアリングである請求項１記載
   のブラシレスファンモータ。
3. 【請求項３】 前記ステータ板から前記ロータ板に向け
   た複数の突出部を前記軸受側の周囲に等角度で突設させ
   てなる請求項１又は２記載のブラシレスファンモータ。
4. 【請求項４】 前記突出部は、回転トルクの死点回避位
   置に配置されてなる請求項３記載のブラシレスファンモ
   ータ。