JPH11294394A - 冷却ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品取付け時に軸受部が破損せず、しかも、
カバーを設けずに送風口を形成する。また、熱抵抗を小
さくする。 【解決手段】 ケーシング１のスポーク41の高さｈ１
を、ファン11を囲むケーシング１の周囲部12の高さｈ２
よりも高くする。軸受部23およびその周囲のロータ21や
ファン11は、全てスポーク41よりも下方のケーシング１
内部に突出することなく収納される。よって、軸受部23
を破損する虞れはない。また、ケーシング１の開口した
下面よりヒートシンク16に空気を直接吹き付けることが
でき、熱抵抗が小さくなる。さらに、カバーを設けるこ
となく、ヒートシンク16を利用して、四方を囲んだ排気
口６を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングを熱伝
導性に優れた材料で形成するとともに、このケーシング
形状を改良した冷却ファンモータに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、ノートパソコン
などの薄型電子機器に内蔵されるマイクロプロセッサユ
ニット（以下、ＭＰＵという）を冷却するために、薄型
の冷却ファンモータが使用されている。これは図４およ
び図５に示すように、上面をキーボード101 で覆ったノ
ートパソコンの筐体102 内に、軸方向を垂直にした冷却
ファンモータ103が設けられている。この冷却ファンモ
ータ103 は、有底状のケーシング104 のほぼ中央に円筒
状の軸受部たる軸受保持部105 を有し、回転子であるロ
ータ106 のシャフト（図示せず）が、軸受保持部105 に
よって軸支されている。ロータ106の外周部には、複数
枚のファンブレードから構成されるファン107 が設けら
れている。このファン107 はケーシング104 の内部に配
置されており、ケーシング104 の上部開口部を覆うよう
にして、ケーシング104 とは別部材のカバー108 が設け
られている。このとき、ケーシング104 およびカバー10
8 により囲まれた冷却ファンモータ103 の一側面に、空
気を送り出すための送風口すなわち排気口109が形成さ
れるとともに、カバー108 の中央には、冷却ファンモー
タ103 内に空気を取り込む吸気口110 が形成される。そ
して、ロータ106 およびファン107 の回転に伴ない、前
記吸気口110 から空気が取り込まれると、この空気がケ
ーシング104 の底部に吹き付けられて、ＭＰＵ実装プリ
ント基板111 の上面に設けられたヒートシンク112 と熱
交換され、冷却ファンモータ103 の排気口109 からノー
トパソコンの筐体102 の外部に、ヒートシンク112 から
の熱を奪い取った空気が放出されるようになっている。

【０００３】しかし、上記構成の冷却ファンモータ103
では、ロータ106 およびこのロータ106 の内部にあるモ
ータ部（図示せず）が、カバー108 の上面から突出した
凸形状となっているとともに、排気口109 を形成するに
は、ケーシング104 とは別部材のカバー108 を設ける必
要がある。このため、ロータ106 が凸形状に露出した状
態となっているため、部品取付け時の取り扱いによって
は、ロータ106 のシャフトを保持する軸受部（軸受保持
部105 に内蔵）を破損する虞れがあった。また、ケーシ
ング104 のみで排気口109 を形成できないため、ケーシ
ング104 上面にカバー108 を設けざるを得ず、部品点数
の増加によるコスト上昇を招いていた。さらには、軸受
保持部105 を設けるために、ケーシング104 が有底状に
形成されているので、吸気口110 から取り込んだ空気は
ケーシング104 の底面に吹き付けられ、ヒートシンク11
2 に直接吹き付けることができない。したがって、熱抵
抗（℃／Ｗ）が大きくなって、満足な冷却効果が得られ
ない問題を生じていた。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、部品
取付け時に軸受部が破損せず、しかも、カバーを設けず
に送風口を形成できるとともに、熱抵抗を小さくできる
冷却ファンモータを提供することをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
冷却ファンモータは、前記目的を達成するために、下面
を開口したケーシングの一側面に送風口を形成するとと
もに、前記ケーシングを熱伝導性に優れた材料で形成
し、前記ケーシングの内部に配置されるファンのシャフ
トを軸受部にて軸支し、前記軸受部を保持する前記ケー
シングのスポークの高さを、前記ファンを囲む前記ケー
シングの周囲部の高さよりも高く形成したものである。

【０００６】この請求項１の構成によれば、ケーシング
のスポークの高さが、ファンを囲むケーシングの周囲部
の高さよりも高くなっているため、ケーシングの内部に
おいて、スポークからケーシングの底部に向けて軸受部
が設けられることになる。したがって、この軸受部はも
とより、軸受部の周囲にあるロータやファンは、全てス
ポークよりも下方のケーシング内部に突出することなく
収納される。このため、部品取付け時に軸受部を破損す
る虞れは生じない。また、ケーシングの開口した下面に
放熱を必要とする部品を取付ければ、ケーシング内に吸
い込んだ空気を、開口した下面よりこの部品に直接吹き
付けることができ、熱抵抗が小さくなって、満足な冷却
効果が得られる。さらに、ケーシングの開口した下面
は、前記放熱を必要とする部品で覆われるため、この部
品を利用すれば、カバーを設けることなく送風口を形成
できる。よって、部品点数を削減でき、コスト上昇の要
因を取り除くことができる。

【０００７】さらには、ケーシングのスポークの高さ
が、ケーシングの周囲部の高さよりも高いため、この周
囲部からスポークに吸込まれる空気量が増加する。ま
た、ファンの高さ方向の厚みもケーシングの内部におい
て大きく取れることから、吸い込み効率が向上し、送風
口からの排気風量も増加できる。

【０００８】また、本発明の請求項２記載の冷却ファン
モータは、前記請求項１の構成において、前記ケーシン
グの表面に放熱フィンを具備したものである。

【０００９】この請求項２の構成によれば、放熱フィン
を介してケーシング自身の熱伝導による放熱が可能にな
るとともに、放熱フィンを配置した部分は、吸い込み風
路にもなっているため、送風によるケーシングの冷却も
可能になる。

【００１０】また、本発明の請求項３記載の冷却ファン
モータは、前記請求項１または２の構成において、前記
送風口の高さが、前記ファンの端面高さとほぼ同一であ
ることを特徴とする。

【００１１】この請求項３の構成によれば、ファンの外
周全体がケーシングの周囲部内周面に囲まれることにな
るため、最も優れた静圧特性となり、風量特性が向上す
る。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明における冷却ファンモ
ータの一実施例を、図１〜図３の各図に基づき説明す
る。１は冷却ファンモータ２のケーシングで、このケー
シング１は例えばアルミニウム，亜鉛，銅などの熱伝導
性の高い材料により、外形がほぼ矩形をなすとともに、
ほぼ円形の開口部３を中央部に有する平板的な枠状に形
成されている。なお、ケーシング１はプラスチックなど
の軽量材料であってもよい。また、ケーシング１の形状
も、図示のものには限らず、軽量化のために円筒形状に
するなどしてもよい。冷却ファンモータ２の吸気口とな
る開口部３と反対側のケーシング１の下面には、開口部
４が形成されており、これらの開口部３，４を連通する
円筒部５が、ケーシング１の垂直方向に沿って形成され
る。また、ケーシング１の一側面には、送風口に相当す
る排気口６が形成される。この排気口６から円筒部５の
一側下部には排気通路７が連通形成されており、ケーシ
ング１の下面は、円筒部５から排気口６にかけてほぼＵ
字状に大きく開口しているとともに、これ以外の部分に
は、ケーシング１の最底面をなす水平方向にほぼ平坦状
の被取付面８が形成される。

【００１３】前記ケーシング１の円筒部５の側部周囲に
は、後述するファン11を囲む周囲部12が形成される。こ
の周囲部12の上面すなわち表面には、図２に示すよう
に、円筒部５の中心部にあるモータ部13の中心に向け
て、放射状均等に凹状の溝が放射フィン14として形成さ
れる。この放熱フィン14の形状は、図２に示すものに限
らない。要はケーシング１の表面積が増加すれば、どの
ような形状でもよい。ケーシング１の四隅部には、被取
付面８に貫通する被取付部としてのネジ孔15が形成され
ている。前記被取付面８はケーシング１の最下面を形成
しており、この被取付面８を例えば図１に示すヒートシ
ンク16の取付面に載置し、図示しないネジをネジ孔15に
螺着すると、ヒートシンク16の所定位置にケーシング１
が取付け固定されるようになっている。

【００１４】前記円筒部５の内部には、複数のファンブ
レードを放射状に配置してなるファン11が設けられる。
このファン11は回転子であるカップ状のロータ21の外周
側面に一体的に設けられていて、これらのファン11およ
びロータ21の回転中心には、軸受部23により軸支される
共通のシャフト24が設けられる。ロータ21は、上側が開
口した状態で円筒部５の内部に設けられており、ロータ
21の内周面に沿ってバックヨーク25とマグネット26が各
々配設される。また、前記軸受部23は、円筒形状をなす
軸受チューブ27と、この軸受チューブ27内に嵌入された
上下一対の軸受28とにより構成され、前記シャフト24は
軸受28により軸受チューブ27の中心軸に沿って垂直方向
に軸支される。軸受チューブ27の外周部には、前記マグ
ネット26に臨んで巻線29を巻回したステータコア30が設
けられる。この固定子たるステータコア30の巻線29は、
ロータ21の上部に設けられた円盤状のプリント基板31と
電気的に接続している。プリント基板31はさらに、外部
との電気的接続を図る一対のリード線32が半田付け接続
されており、プリント基板31から巻線29に所定のタイミ
ングで駆動電流が与えられることにより、ステータコア
30とマグネット26との間で吸引力および反発力が生じ、
ロータ21ひいてはファン11がシャフト24を中心にして、
ケーシング１の内部で回転するようになっている。な
お、33はシャフト24の上端部に嵌入された抜け止め用の
止め輪、34はシャフト24の軸方向下側にロータ21を付勢
するバネである。

【００１５】41は、前記軸受部23を保持するために、ケ
ーシング１と一体的に形成されたスポークである。この
スポーク41の中心部には、軸受部23の上端部が取付固定
される円板状のフランジ42が形成されており、スポーク
41はフランジ42の中心から開口部３の外周部に向けてほ
ぼ放射状に形成されている。そして、図１に示すよう
に、ケーシング１の被取付面８を基準として、フランジ
42を含むスポーク41上面の高さｈ１は、ファン11を囲む
ケーシング１の周囲部12上面の高さｈ２よりも高く（ｈ
１＞ｈ２）形成される。

【００１６】前記ケーシング１の被取付面８には、放熱
を必要とする部品、例えば、ＭＰＵ実装プリント基板44
からの熱を伝導するための、金属製のヒートシンク16が
取付け固定される。このヒートシンク16の上面取付部は
平坦状で、ケーシング１の下面開口を覆っているととも
に、ケーシング１単体では下側が開いている排気口６の
下面を形成している。つまり、ヒートシンク16の取付面
を利用することで、四方を囲んだ排気口６が形成され
る。ケーシング１の被取付面８を基準とした排気通路７
を含む排気口６の高さｈ３は、ファン11の最下端面の高
さｈ４とほぼ同一である。このように、ファン11の外周
全体をケーシング１の周囲部12内周面すなわち円筒部５
で覆うことにより、ファン11から送り出される空気が、
このファン11により邪魔されることなく、スムーズに排
気口６に取り込まれる。よって、最も優れた静圧特性と
なり、風量特性が向上する。なお、46は前記排気口６に
対向して排気口47を形成したノートパソコンの筐体、48
は筐体46の上面を塞ぐようにして、冷却ファンモータ２
のスポーク41上面にほぼ密着して設けられたキーボード
である。

【００１７】次に、上記構成につき、その作用を説明す
る。リード線32からプリント基板31を経由して、巻線29
に所定のタイミングで駆動電流が与えられると、ステー
タコア30とマグネット26との間の吸引力および反発力に
より、シャフト24を中心にしてロータ21およびファン11
が回転する。すると、空気はケーシング１の表面に放射
状に形成した放熱フィン14を通過した後、キーボード48
の下面とケーシング１の周囲部12との間から、ケーシン
グ１の中央上部にある開口部３内にスムーズに吸い込ま
れる。このように、放熱フィン14を配置したケーシング
１の表面は、吸い込み風路になっており、放熱フィン14
を通過する空気によってケーシング１が冷却される。し
かも、ケーシング１自身の熱伝導により、放熱フィン14
から放熱が行われるので、ケーシング１の効果的な冷却
が可能になる。また、スポーク41の上面はキーボード48
の下面にほぼ密着した状態になっているが、スポーク41
よりも低い位置にあるケーシング１の周囲部12上面に
は、空気を吸い込むことのできる隙間があり、ケーシン
グ１の開口部３には十分な吸い込みが期待できる。

【００１８】ケーシング１内部の開口部３に吸い込まれ
た空気は、円筒部５に沿ってファン11を通過し、ケーシ
ング１の下面に露出したヒートシンク16に直接吹き付け
られる。これにより、放熱を必要とするヒートシンク16
は効果的に冷却される。ヒートシンク16により熱交換さ
れた空気は、その後、排気通路７を経て排気口６からケ
ーシング１の外部に排出されるが、ファン11の外周全体
がケーシング１の円筒部５で覆われているため、円筒部
５から排出通路７に空気がスムーズに通過する。

【００１９】以上のように上記実施例によれば、下面を
開口したケーシング１の一側面に送風口たる排気口６を
形成するとともに、ケーシング１を熱伝導性に優れた材
料で形成し、ケーシング１の内部に配置されるファン11
のシャフト24を軸受部23にて軸支し、軸受部23を保持す
るケーシング１のスポーク41の高さｈ１を、ファン11を
囲むケーシング１の周囲部12の高さｈ２よりも高く形成
している。

【００２０】このように、ケーシング１のスポーク41の
高さｈ１が、ファン11を囲むケーシング１の周囲部12の
高さｈ２よりも高くなっているため、ケーシング１の内
部において、スポーク41からケーシング１の底部に向け
て軸受部23が設けられることになる。したがって、この
軸受部23はもとより、軸受部23の周囲にあるロータ21や
ファン11は、全てスポーク41よりも下方のケーシング１
内部に突出することなく収納される。このため、部品取
付け時に軸受部23を破損する虞れはない。

【００２１】また、ケーシング１の開口した下面に放熱
を必要とする部品である例えばヒートシンク16を取付け
れば、ケーシング１内に吸い込んだ空気を、開口した下
面よりヒートシンク16に直接吹き付けることができ、熱
抵抗が小さくなって、満足な冷却効果が得られる。さら
に、ケーシング１の開口した下面は、前記ヒートシンク
16で覆われるため、このヒートシンク16を利用すれば、
従来例のようなカバーなどの別部材を設けることなく、
四方を囲んだ排気口６を形成できる。よって、部品点数
を削減でき、コスト上昇の要因を取り除くことができ
る。

【００２２】さらには、ケーシング１のスポーク41の高
さが、ケーシング１の周囲部12の高さよりも高いため、
この周囲部12からスポーク41に吸込まれる空気量が増加
する。また、ファンの高さ方向の厚みもケーシング１の
内部において大きく取れることから、吸い込み効率が向
上し、排気口６からの排気風量も増加できる。

【００２３】また、このような構成において、本実施例
ではケーシング１の表面に放熱フィン14を備えているた
め、放熱フィン14を介してケーシング１自身の熱伝導に
よる放熱が可能になる。また、放熱フィン14を配置した
ケーシング１の表面は、吸い込み風路にもなっているた
め、送風によるケーシング１の冷却も可能になって、高
い冷却性能を得ることができる。なお、ここでいう放熱
フィン14は、必ずしも凹状である必要はなく、ケーシン
グ１の表面積が増加すれば、どのような形状で設置され
ても、高い放熱性能を実現できる。

【００２４】さらに、本実施例では、排気口６の高さｈ
３が、ファン11の端面高さｈ４とほぼ同一となってい
る。この場合、ファン11の外周全体がケーシング１の周
囲部12内周面である円筒部５に囲まれることになるた
め、最も優れた静圧特性となり、風量特性が向上する。

【００２５】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。例えば、実施例ではノートパソコン内部に適
用したものを示したが、それ以外の放熱を必要とするあ
らゆる部品に、本発明の冷却ファンモータを適用でき
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の冷却ファンモー
タは、下面を開口したケーシングの一側面に送風口を形
成するとともに、前記ケーシングを熱伝導性に優れた材
料で形成し、前記ケーシングの内部に配置されるファン
のシャフトを軸受部にて軸支し、前記軸受部を保持する
前記ケーシングのスポークの高さを、前記ファンを囲む
前記ケーシングの周囲部の高さよりも高く形成したもの
であり、部品取付け時に軸受部が破損せず、しかも、カ
バーを設けずに送風口を形成できる。また、ケーシング
内に吸い込んだ空気を、開口した下面より放熱を必要と
する部品に直接吹き付けることができ、熱抵抗を小さく
できる。さらに、吸い込み効率が向上し、送風口からの
排気風量も増加できる。

【００２７】本発明の請求項２記載の冷却ファンモータ
は、請求項１の構成に加えて、前記ケーシングの表面に
放熱フィンを具備したものであり、この場合はさらに、
高い冷却性能を得ることができる。

【００２８】本発明の請求項３記載の冷却ファンモータ
は、請求項１または２の構成に加えて、前記送風口の高
さが、前記ファンの端面高さとほぼ同一であることを特
徴とし、この場合はさらに、最も優れた静圧特性とな
り、風量特性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す冷却ファンモータをノ
ートパソコンに組み込んだ状態の一部を切り欠いた正面
図である。

【図２】同上冷却ファンモータの平面図である。

【図３】同上排気口側から見たケーシングの側面図であ
る。

【図４】従来例を示す冷却ファンモータをノートパソコ
ンに組み込んだ状態の断面図である。

【図５】同上要部の斜視図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ６ 排気口（送風口） 11 ファン 12 周囲部 14 放熱フィン 23 軸受部 24 シャフト 41 スポーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下面を開口したケーシングの一側面に送
   風口を形成するとともに、前記ケーシングを熱伝導性に
   優れた材料で形成し、前記ケーシングの内部に配置され
   るファンのシャフトを軸受部にて軸支し、前記軸受部を
   保持する前記ケーシングのスポークの高さを、前記ファ
   ンを囲む前記ケーシングの周囲部の高さよりも高く形成
   したことを特徴とする冷却ファンモータ。
2. 【請求項２】 前記ケーシングの表面に放熱フィンを具
   備したことを特徴とする請求項１記載の冷却ファンモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記送風口の高さが、前記ファンの端面
   高さとほぼ同一であることを特徴とする請求項１または
   ２記載の冷却ファンモータ。