JPH10243620A - ブラシレス電動ファンモーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】放熱効率のよい、廉価な超小型、超薄型ブラシ
レス電動ファンモーターを得ることを目的とする。 【解決手段】軸受部材がガラスまたは工業用宝石からな
り、軸の直角方向部分形状は点で接するようにこの軸の
断面が半円形、または放物線面形または楕円面形で、こ
れと係合する軸受は円盤状の平面板で形成された部材か
らなり、軸の半径方向に対する軸受は軸が孔を滑るよう
に係合された円筒状の部材で、円筒の長さは軸の長さの
１／３以上であり、円盤状軸受と円筒状軸受はブラシレ
ス電動ファンモータの筐体に固定されており、ブラシレ
ス電動ファンモーターのロータとファンの羽根が異なる
材料で同時に一体成型され、ロータの部分が希土類のプ
ラスチックマグネットで構成され、ファンの羽根部分は
プラスチックからなり、ロータとファンの羽根部分との
間に板状の磁性材料を介してなる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】コンピュター，パーソナルコンピ
ュター、携帯端末機器の中央演算装置（ＣＰＵ）の集積
回路（ＬＳＩ）などの半導体素子の放熱装置として、利
用される。

【従来の技術】従来の放熱装置は第２図で示すように、
放熱装置の一部であるヒートシンク１２のみを単体で製
作し、電動ファンモーター１１も単体で製作し、両者を
別々に製品化して、組み合わせて、４本のネジ１３でネ
ジ止め、固定され、コンピュターなぞの半導体素子の放
熱装置として使用していた。従つて、コスト低減、薄型
化、小型化の面で問題点があつた。また、電動ファンモ
ータ１１は互いに接着固定されたロータ１４と羽根１５
を有し、ロータ１４に固定された軸１６とハウジング１
７に嵌め込まれたボールベアリング１８により、コイル
１９とを流れる電流と永久磁石２０の作用で、回転する
ように構成されている。また、ボールベアリング１８は
ハウジング１７と支柱２１により、中央に支えられてい
る。しかし、中央演算装置のクロック周波数が年々大き
くなる傾向にあり、ＬＳＩの発熱量は８Ｗにも達してい
る。小型の携帯端末機器に於いても、同様の傾向で、発
熱量が増加しているため、携帯端末機器に適した小さな
電動ファンモータがないため、困っていた。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】

第１の課題 最近のコンピュターの中央演算装置（ＣＰ
Ｕ）の集積回路（ＬＳＩ）の集積化が進み、小型化とな
るため、かつクロック周波数の増加によるためのＬＳＩ
などの半導体素子の発熱量が増加して来ているために、
放熱効率のよい放熱装置が必要であり、かつ、ヒートシ
ンクの小型化が必要となつて来ている。また薄型のラッ
プトップパーソナルコンピュターには薄型の放熱装置が
不可欠となつている。かつ、小型の携帯端末機器にも小
型で薄型の放熱装置が不可欠となっている。かかる状況
にかかわらず、従来の放熱装置はヒートシンクのみを単
体で製作し、製品化し、かつ、電動ファンモーターも単
体で製品化しているため、両者を組み合わせて放熱装置
にすると大きくなり、薄型、小型にすることが、困難で
あつた。また、電動ファンモーターを構成する部品につ
いても異なる複数の部品を組み合わせて、使用している
ため、大きくなり、一体加工をして小さくする必要があ
る。さらに、従来のボールベヤリングでは形状的にどう
しても、大きく、電動ファンモーターの小型化に支障を
来していたので、この改良が必要となって来た。

【０００３】第２の課題 ヒートシンクのみを単体で製
品化、電動ファンモーターも単体で製品化しているた
め、部品点数が多いためのコストアツプと組立工数の増
加のため、ヒートシンクと電動ファンモーターとを一体
化してコストアップが課題であった。 第３の課題 マグネットのローターとプラスチックのフ
ァンは別々に製造し、接着剤で、両者を固定していたた
め、組立工数がかかる上に、別部品を組み合わせるため
に、ファンのアンバランスが問題となり、アンバランス
の調整をする必要があり、一体化して、この課題を解決
する必要があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従来の電動ファンモータ
のロータ軸受としては、ボールベアリングでは大きいた
め、これに替えて、ロータ軸の径方向の力が作用する円
筒状のガラスまたは工業用宝石（以後、サファイアと言
う）からなる部材の軸受（以後、径軸受と言う）との径
方向の円筒状の軸受とロータ軸径に対して直角の力が作
用するサファイアからなる平面円盤状の部材でできた軸
受（スラスト軸受と言う）とを用意し、熱伝導性のよい
部材を使用した電動ファンモータの筐体（以下、ハウジ
ングと言う）の軸受固定部分に、スラスト軸受を緩く挿
入し、さらに、このスラスト軸受を押さえ、固定するよ
うに径軸受が圧入されている。電動ファンモータのハウ
ジングに熱伝導性のよい部材を使用したがこれはヒート
シンクとしも使用する場合で、ファンとしてのみ使用す
る場合は樹脂製のハウジングを用いることもできる。径
軸受はロータの倒れを防ぐ軸受で円筒状で構成され、ロ
ータの倒れにに対する反作用を受けている。この径軸受
の長さを軸の全長の１／３以上としてロータ軸の横倒れ
を最小限にするようにした。

【０００５】また、ロータに組込まれている永久磁石と
スラスト軸受側に備えられた磁性体の作用でロータ軸は
スラスト軸受側に吸引固定されている。この力に対し
て、反作用を受けるのが、スラスト軸受となり、径軸受
と共にサファイアで作られているため、長寿命で、５ｍ
ｍ以内の薄型のブラシレス電動ファンモーターを構成す
るために発明されたものである。スライド軸受と係合す
るロータのスライド方向の軸の形状は点で接するように
この軸の断面が半円形、または放物線面形または楕円面
形で構成され、かつ、スライド軸受が滑らかな平面で形
成されていることより、常に滑らかな回転が維持でき
る。また、径方向の径軸受と係合する軸面は滑らかに回
転を促すように、軸及び軸受は滑らかな曲面で構成さ
れ、潤滑油を塗布することにより、さらに円滑に駆動で
きるようになった。かつ、音も静かにすることができ
た。

【０００６】ロータのプラスチックボンデントマグネッ
ト（以下、プラスチックマグネットと言う）部材と羽根
のプラスチック部材の間に、プラスチックマグネットと
磁気回路を構成させるように磁性材料を介在させて、ロ
ータのプラスチックマグネット部材を同時一体成形し
（以後、２色成形と言う）、電動ファン付ロータの薄型
化を図った。

【０００７】プラスチックマグネット部材はブラシレス
電動ファンモーターが非常に小さいため、ロータはφ１
０ｍｍ以下になる。このため、ファンモータの回転数を
上昇させ、風量を増加させるためには、コイル巻数を増
やすか、コイルを流れる電流を大きくするか、ロータの
プラスチックマグネットの磁力の増加するなどが考えら
れるが、携帯用を考えると電池使用のため、電流は大き
くできない、コイル巻数を増やすにはコイルが大きくな
るので、形状的にも小型、薄型を目標としているため、
限界があり、ロータプラスチックマグネットの磁力の増
加以外方法がないので、強力な稀土類プラスチックマグ
ネットを使用することにした。

【０００８】

【作用】

第１の作用 ロータ軸の径方向の力が作用する円筒状の
サファイアからなる部材の径軸受とロータ軸径に対して
直角の力の作用するサファイアからなる平面円盤状の部
材で出来たスラスト軸受とを使用したことにより、薄型
にして、小型のブラシレス電動ファンモーターを可能に
した。 第２の作用 ロータのプラスチックマグネット部材と羽
根のプラスチック部材の間に、プラスチックマグネット
とで磁気回路を構成させるように磁性材料を介在させ
て、ロータのプラスチックマグネット部材を２色成形す
ることにより、羽根とプラスチックマグネットを強固に
固定し、さらにファン付ロータの薄型化を可能にした。 第３の作用 電動ファンモータのハウジングに熱伝導性
のよい部材を用いたことにより、電動ファンモータとし
てだけでなく、小型、薄型の電動ファン付ヒートシンク
として、機能することが可能となった。

【０００９】

【実施例】第１図はブラシレス電動ファンモーターを使
用した場合の本発明装置の一実施例を示し、断面図と平
面図にて示し、ブラシレス電動ファンモーターの蓋９は
断面図には表示しているが、平面図には表示していな
い。第１図に基ずき本発明装置を説明する。熱伝導性の
よい材料からなるハウジング１の中央部にサファイアか
らなる径軸受５とサファイアからなる軸受６が挿入固定
可能な軸受装着部４を有し、スラスト軸受６は円盤状の
薄い平面板でロータ軸７との係合部は円滑に回転が可能
のように平滑に加工されて、少量の潤滑油が塗布されて
いる。ステンレス製のロータ軸７のスラスト軸受６との
係合部は、円滑な面を持つ半球面で構成されており、ス
ラスト軸受６は緩く嵌め込まれ、さらに、径軸受５は軸
受装着部４に圧入装着されるようにしてスラスト軸受６
も固定装着されるようにしてある。

【００１０】また、ロータ部は、あらかじめ、ロータ軸
７を加締められた磁性材料１０をプラスチックマグネッ
ト３とプラスチックの羽根部分８との間にサンドイッチ
されているようにインサートして異種の材料を同時一体
成型（２色成形）を行っている。これにより、小型にし
て、薄型のファンが製造可能になったものである。ハウ
ジング１は熱伝導性のよい材料を用いて、電動ファンモ
ータ付ヒートシンクとしても使用可能にしたものであ
る。樹脂をハウジング１に用いることにより、電動ファ
ンモータとして、パソコン内部の熱い空気を外に吐き出
すことに用いることができる。

【０００１１】

【発明の効果】第一の効果 小型にして、薄型、高性能
のファンモータが可能となり、特に、ＣＰＵのクロック
周波数が高くなることにより、発熱量の増加した携帯端
末機器の電動ファン付ヒートシンクとして有効に使用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブラシレス電動ファン−モーター
の断面図と平面図

【図２】従来のブラシレス電動ファンモーターの断面図
と平面図

【符号の説明】

１、…ブラシレス電動ファンモーターの筐体（ハウジン
グ） ２、…ブラシレス電動ファンモーターの駆動コイル ３、…ロータのプラスチックマグネット ４、…ブラシレス電動ファンモーターの筐体（ハウジン
グ）に取付けられた軸受を装着のための軸受装着部 ５、…サファイアからなる円筒状の径軸受 ６，…サファイアからなる円盤状のスラスト軸受 ７，…ロータの軸 ８、…ロータに取付けられた羽根（ファン） ９、…ブラシレス電動ファンモーターの蓋 １０、…磁性材料からなる磁気回路ヨーク １１、…従来のファンモータ １２、…従来のヒートシンク １３、…ネジ １４、…従来のロータ １５、…従来の羽根 １６、…従来の軸 １７、…従来のハウジング １８、…ボールベアリング １９、…従来のコイル ２０、…永久磁石 ２１、…支柱

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直径２０ｍｍ以下、または一辺が２０ｍｍ
   以下、厚さが５ｍｍ以下の超小型、超薄型ブラシレス電
   動ファンモーターにおいて、該ブラシレスファンモータ
   ーの軸受部材がガラスまたは工業用宝石からなり、軸の
   直角方向部分形状は点で接するように該軸の断面が半円
   形、または放物線面形または楕円面形で、これと係合す
   る軸受は円盤状の平面板で形成された部材からなり、軸
   の半径方向に対する軸受は該軸が孔を滑るように係合さ
   れた円筒状の部材で、円筒の長さは該軸の長さの１／３
   以上であり、該円盤状軸受と該円筒状軸受は該ブラシレ
   ス電動ファンモータの筐体に固定されており、該ブラシ
   レス電動ファンモーターのロータとファンの羽根が異な
   る材料で同時に一体成型され（以下２色成型と言う）、
   該ロータの部分が希土類のプラスチックボンデットマグ
   ネットで構成され、該ファンの羽根部分はプラスチック
   からなり、該ロータと該ファンの羽根部分との間に板状
   の磁性材料を介してなることを特徴とするブラシレス電
   動ファンモーター。