KR100334441B1

KR100334441B1 - 방열판 부착 극박형 팬 모터

Info

Publication number: KR100334441B1
Application number: KR1020000026420A
Authority: KR
Inventors: 오다기리긴야; 오키고오지; 스즈키신고
Original assignee: 나미키 쇼지; 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2002-05-03
Also published as: KR20010090425A; US6873069B1; JP4524376B2; JP2001268847A; TW511890U

Abstract

본 발명은 소형의 편평한 박형에서도 방열과 공냉 효과가 높고, 팬 모터 전체적으로 구조적으로 간단하고 용이하게 조립되고, 냉각 효과가 뛰어난 방열판 부착 극박형 팬 모터를 구성한다.

본 발명은 방열을 요하는 각종 전자 기기 부품, 특히 CPU 에 직접 재치 고정하여 팬 송풍에 의한 공냉의 냉각 효과를 도모하는 편평 팬 모터이며, 로터 팬을 중심 위치에서 회전 운동 가능하게 축 지지하고, 피냉각 물체(주로 CPU)의 표면 외형 형상에 합치하는 접촉면을 갖는 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트의 판면상 대략 외주 위치에, 상기 로터 팬 일체의 로터부 자석과, 스테이터부 코일 회로 기판으로 이루어지는 팬 모터 기구를 설치함과 동시에, 냉각용 방열판으로서 로터 팬의 원주 방향 외측 또한 상기 방열 플레이트 상에, 일정 간격을 유지하며 서로 평행으로 복수 장 겹친 박판상의 방열 핀으로 이루어지는 열전도율이 뛰어난 금속체 방열판을 배치하고, 로터 팬 송풍에 의해 방열 플레이트의 흡열을 열전도하여 방열하는 각 방열판과 일체의 방열판 부분을 일부에 조립한다.

Description

방열판 부착 극박형 팬 모터{ULTRA THIN FILM TYPE FAN MOTOR WITH HEAT SINK}

본 발명은 PC(퍼스널 컴퓨터)에 탑재되는 마이크로 프로세싱 유닛 등의 고성능 CPU 집적 회로, 또는 IC 회로 기판 등의 방열 처리를 요하는 각종 전자 기기에 부착되는 냉각용 팬 모터, 및 그 냉각용 팬 모터 등을 구성하기에 바람직한 소형의 편평한 브러시리스 모터(flat brushless motor)의 개량에 관한 것이다.

최근, 휴대 전화나 휴대 단말 PC 등의 전자 기기류의 소형화, 고밀도화의 진행에 따라, 기기 내부에 사용되는 각 파트 부품의 미소화가 필수적으로 요구되고 있다. 비지니스에 있어서도 모빌 컴퓨터의 휴대 단말기를 비롯해, 데스크탑 PC·FAX·프린터 등의 OA 기기나, 정밀 공작 기계, 산업용 소형 로봇과 같은 FA 기기 관련 등의 구동· 제어 장치에 있어서도, 전자화 기술과 반도체 집적화 기술의 눈부신 개발이 진행되어, 앞으로 점점 소형화가 가속될 것으로 예상된다.

그러나, 이들 휴대 기기를 한층 소형화하기 위해서는, 반도체 등의 내부 소자 및 전자 회로부의 발열 밀도의 증대가 가장 문제가 된다. 즉, 고성능화하는 CPU 집적 회로가 본래의 활발한 연산 처리를 행하기 위해서는, 기기 장치 내의 단위 시간당 발열량, 즉 발열 와트의 증가에 의한 열문제 대책이 큰 과제가 된다.

이 소형 고밀도화에 의해 발생하는 CPU 발열 문제를 해결하기 위하여, 기기 장치 내부의 온도 상승을 억제하는 소형 냉각 팬, 냉각 파이프, 방열 핀, 전자 냉각 소자 등의 각종 냉각 기구나 냉각 관련 부품 등이 다수의 메이커로부터 시장에 투입되고 있으나, 어느 것도 냉각하는 능력은 어느 정도 얻어지나, 크기적으로는 원하는 경박단소화(徑薄短小化)에는 미치지 못하여, 최근의 극박 슬림한 노트북형 PC 등의 소형·경량·휴대성이 요구되는 휴대 전자 단말 기기의 사용에는 불충분한 사이즈였다.

예를 들면, 현재 시판되고 있는 최신형 600 MHz 이상의 고성능 CPU 를 탑재하는 노트북형 PC 모델에는,「인터플랩 기구」라 불리우는 CPU 와 PC 본체 내부를 효율적으로 냉각하는 것이 채용되어 있으며, 이것은 액정 디스플레이를 열면 PC 본체 후부가 틸트 업(tilt up)하여 하부에 공간을 만들고, 터널상의 「인터쿨러다이캐스트」에 내장한 대형 팬 모터로 내부에 공기를 도입하고, 좌우 한 방향으로부터의 바람을 CPU 표면에 접한 부분으로 송풍하여 PC 본체 내부의 열과 함께 강제적으로 배기하는 것이 채용되고 있었다.

그러나, 이것은 두께 방향에서 봤을 때, 공간적으로는 CPU 탑재 위치로부터 편심 위치하는 다른 곳에 대형 팬 기구가 배치되어, PC 내부 전체에 대한 냉각 효율면에서는 뛰어나지만, 당연히 극박화에는 대응할 수 없는 구조이었다.

이렇게 최신형 노트북형 PC 등의 경량·박형 슬림한 몸체에 요구되는 부품은, 특히 광체(筐體)의 두께 방향의 설치 공간이 없으므로, 고성능 CPU 의 퍼포먼스(성능)를 충분히 발휘시키기 위해서는, 상기와 같이 열 대책이 중요한 과제가 되어, 극박의 고효율 CPU 부분을 직접 냉각하는 팬 기구가 앞으로의 고성능 노트북형 모델에는 필요 불가결해지고 있다.

또, 종래 박형 팬 모터의 일례로는, 본 발명자가 선출원 등록한 일본 의장 등록 번호 제 1057608호를 들 수 있다. 이 방열 기구 부착 박형 팬 모터는, 도 5(내부 구조를 설명하기 위한 것으로 실제의 외관과 다르다) 및 도 6에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 방열을 요하는 각종 발열 기기 부품에 얹어 고정하는 방열 플레이트(34)를 구비하고, 이 방열 플레이트(34)의 판면 대략 중앙에는 팬 모터의 로터부를 장비함과 동시에, 방열 플레이트(34)의 내측 평면으로부터 솟아오른 복수 개의 방열 블록(32a, 32b…)을, 로터부 날개(30a, 30b…)의 회전 영역 폭 원주 외측에서 로터부의 회전축을 중심으로 대략 방사 방향으로 연석상(緣石狀)으로 나열되도록 형성하고, 외주 방향을 바람의 방출구로서 개방시켜, 방열 플레이트(34)의 대각 주벽측에 맞물림 끼움(D 부)으로 고정하는 회로 기판 일체의 수지판(24)으로 덮고, 로터팬부에서 발생하는 바람에 의해 방열 블록(30a, 30b…)을 강제 냉각하도록 구성하는 것이 있었다.

이 방열 기구 부착 박형 팬 모터(200)에서는, 방열 블록(32a, 32b…)을 로터부 날개(30a, 30b…)의 회전 영역 외주 바로 근방에 형성하고 있으나, 스테이터부 코일(23)과 로터부 자석(28)이 축중심 부분에 집중하여, 그 외주측에 로터부 날개(30a, 30b…)의 회전 영역 공간을 확보할 필요성과, 방열 블록(32a, 32b…)의 솟아오른 폭 치수의 제한으로, 풍량을 충분히 얻으면서 팬 모터의 전체 두께를 얇게 형성하기에는 한계가 있었다.

또, 방열 블록(32a, 32b…)이 팬 모터부의 회전축과 동심원 방향으로 거의 일정 두께를 갖게 하고, 또한 연석상으로 나열되도록 형성되어 있으므로, 바람이 방열 블록(32a, 32b…)에 부딪혀 저항이 되어 원활하게 바람이 유통되지 못하고, 또 로터부 날개(30a, 30b…)의 날개 면적도 작아서 송풍 능력이 작아, 생각한 만큼의 충분한 냉각 능력을 얻을 수 없었다.

또 다른 하나의 요인으로는, 도 6 에 도시한 측단면도의 로터부 팬(30)과 공기 도입구(40)의 구조적인 관계를 들 수 있다. 즉, 로터부 팬(30)의 날개면(30a, 30b…)의 크기와 공기 도입구(40)의 개구부의 구조적인 관계에 의해, 회전 동작시에 있어서도 송풍 능력이 제한되어, 풍량을 얻을 수 없는 것이 성능에 크게 영향을 미쳤다. 전술한 바와 같이, 바람이 방열 블록(32a, 32b…)에 부딪혀 저항이 되어, 원활하게 바람이 유통되지 않는 것도 큰 요인이나, 전체적으로 로터부의 재설계에 의한 고효율화 및 방열 블록의 배치와 형상 및 그들의 조합 구조에 대해 재검토할필요가 있었다.

현재, 노트북형 PC 에 탑재되어 있는 냉각 장치는, 본체 내외로 통하는 배기용 팬 모터나 키보드 하부나 본체 광체 금속부를 사용하여 외측 표면에서 간접적으로 자연 방열하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나, CPU 의 초고속·초고성능화에 의한 발열량의 증가에 의해, 새로운 냉각 장치의 수요가 노트북형 PC 뿐만 아니라, 인텔리젼트 데스크탑 등 앞으로 모든 시판되는 차세대 PC 기종에 탑재되는 것이 기대되고 있다.

이런 가운데, 급속하게 진행되는 CPU 탑재 기종의 열 대책의 냉각 용도로서, 방열판 부착 극박형 팬 모터가 주목을 받고 있다. 이것에 의해 초고성능 노트북형 PC, 나아가서는 차기 GHz 클래스의 CPU 탑재 기종에 대해, 성능이 극히 높고 안정적인 연산 처리 스피드를 보증할 수 있는 고성능 PC 를 실현할 수 있다.

본 발명은, 외형이 30 mm , 두께가 3 mm 정도의 극박 소형의 편평한 팬 모터의 치수 사이즈에 있어서도, 방열 냉각 효율이 뛰어나고, 충분한 성능을 갖는 방열판 부착 극박형 팬 모터를 제공하는 것이다. 또, 구조적으로도 모터 전체적으로 부품 수가 적고, 가볍고 얇으면서, 동시에 조립 자동기계로 용이하게 조립할 수 있고, 값싼 부품으로 유닛 구성이 가능한 팬 모터를 양산 가능하도록 함으로써, 상기에 나타낸 전자 기기 부품의 발열 문제를 해결하고, 극박형 냉각 장치로서 초고성능 노트북형 PC 를 비롯한 휴대용 단말기, OA 또는 FA 기기로의 폭넓은 분야에도 응용할 수 있는 방열판 부착 극박형 팬 모터를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 방열판 부착 팬 모터의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 방열판 부착 팬 모터의 구조를 개략적으로 나타낸 도 1 의 A-A 측단면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 방열판 부착 팬 모터의 부품 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 방열판 부착 팬 모터의 로터 팬 부품의 구조를 나타낸 평면도 및 측면도이다.

도 5 는 종래예의 방열기구 부착 팬 모터의 구조를 개략적으로 나타낸 평면 도이다.

도 6 은 종래예의 방열기구 부착 팬 모터의 구조를 개략적으로 나타낸 도 5 의 A-A 측단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1, 21 … 흡입 요크 2, 22 … 회로 기판

3, 23 … 권선 코일 4, 24 … 수지판

5, 25 … 스톱퍼 6 … 베어링 커버

7 … 볼 베어링 8, 28 … 희토류 자석

9, 29 … 자석 요크 10, 30 … 로터 팬

10a … 단부 내경측 날개 10b … 단부 외경측 날개

11, 27 … 소결 베어링 12 … 방열판

13, 33 … 축 14, 34 … 방열 플레이트

14a … 융기 부분 30a, 30b … 로터부 날개

32a, 32b … 방열 블록 40 … 공기 도입구

43 … 중간 단부 D … 연결부·끼움부

100 … 방열판 부착 극박형 팬 모터

200 … 방열 기구 부착 박형 팬 모터

본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터는, 방열을 요하는 각종 전자 기기 부품, 특히 CPU 에 직접 얹어 고정하여, 팬 송풍에 의한 공냉의 냉각 효과를 도모하는 편평한 팬 모터로서, 로터 팬을 중심 위치에서 회전운동 가능하게 축 지지하고, 피냉각 물체(주로 CPU)의 표면 외형 형상에 합치하는 접촉면을 갖는 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트의 판면 상의 대략 외주 위치에, 상기 로터 팬 일체의 로터부 자석과, 스테이터부 코일 회로 기판으로 이루어지는 팬 모터 기구를 설치함과 동시에, 냉각용 방열판으로서 로터 팬의 원주 방향 외측 또한 상기 방열 플레이트 상에, 일정 간격을 유지하고 서로 평행으로 복수 장 겹친 박판상의 방열 핀으로 이루어지는 열전도율이 뛰어난 금속체 방열판을 배치하고, 로터 팬 송풍에 의해 방열 플레이트의 흡열을 열전도하여 방열하는 각 방열판과 일체의 냉각용 방열기 부분을, 판구조의 일부에 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터에 있어서는, 상기 방열 플레이트상에, 로터 팬을 회전운동 가능하게 수용하는 개구부를 형성한 복수 장의 방열판을 겹침과 동시에, 로터 팬의 직경보다도 작은 직경의 공기 도입구를 중심부에 형성하고, 이 도입구 직경 외주측에 회로 기판 일체의 수지 성형한 스테이터부 코일을 상기 방열 플레이트와 면대향 위치에 배치하고, 축 지지한 로터 팬 일체의 로터부 자석을 자기적으로 회전 구동시켜 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터에 있어서는, 소정의 간격을 유지하며 각 판면을 각부쪽으로 열전달 부재 또는 끼움단 형상에 의해 연결한 복수 장의 방열판을, 연결부 대각선상의 2 군데 이상에서, 압입 또는 접착 또는 융착 또는 장나사(long screw) 등에 의해 일체 고정하여 방열부와 스테이터부를 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터에 있어서는, 열전도성이 뛰어난 귀금속판(금·은 등) 또는 구리판, 또는 일부 다이아몬드 결정 재료(CVD 다이아몬드 기판 등)로 형성한 방열 플레이트를 구비함과 동시에, 구리판 또는 알루미판 등으로 형성한 금속 방열판을 상기 방열 플레이트판 상에 적층 배치하여 방열부를 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터에 있어서는, 로터 팬의 날개 평면이 각 동경사 방향으로 완만한 원호형을 나타냄과 동시에, 로터 팬의 내외 2 단의 다익(多翼) 형상의 중간 단부보다 내경측에서는, 회전축 스러스트 방향 개구부로부터의 공기 도입 방향으로 송풍되도록 날개 경사각을 설정하고, 또 중간 단부보다 외경측에서는, 로터 팬의 원주 방향 외측인 회전축 레이디얼 방향으로 바람을 밀어내는 방향이 되도록 날개 경사각을 설정하고, 또한 원호상으로 복수 돌출하는 외경측 단부 로터 팬의 날개를, 방열판의 적층 영역에 위치하도록, 상기 방열 플레이트 내경 볼록단보다 1 단 내린 저부 피냉각체측으로, 날개 형상을 변형시킨 측면 대략 역접시 형상을 나타내는 2 단형 로터 팬을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

[실시예]

이하, 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 방열판 부착 극박형 팬 모터의구조를 설명한다. 도 1(내부 구조를 설명하기 위한 것으로 실제 외관과 다르다) 및 도 2 는 극박형 팬 모터의 구조를 개략적으로 도시한 평면도 및 측단면도이며, 또 도 3 은 팬 모터 전체의 부품 구성을 나타낸 분해 구조 사시도, 또 도 4 는 자석 일체의 회전 날개를 갖는 편평한 로터 팬의 형상을 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 발명의 극박형 팬 모터의 기본 구조는, 도 1 내지 도 3 에 나타낸 바와 같이, 주로 CPU 에 직접 얹어 놓은 금속 소재의 방열 플레이트(14)와 방열판(12)을 연결부 (D) 로 조립한 방열 냉각용 방열부와, 상기 방열 플레이트(14) 중앙 축(13)에 볼 베어링(7)으로 회전이 가능하게 축 지지되는 희토류 자석(8)과 요크(9)를 로터 반경의 외주측에 배치 고정한 구동 회전부의 로터 팬(10)부와, 수지판(4) 두께 내에 권선 코일(3)·FPC 기판(2)·흡인 요크(1)를 적층 배치시켜 일체로 성형 설치한 상기 로터 반경 외주 위치에 대향하는 전기 부분인 스테이터부로, 크게는 3 개의 유닛 구조로 구성되어 있다.

동작 원리는 스테이터부 수지판(4)에 균등 배치한 타원 변형 코일의 권선 코일(3)과, 로터부 로터 팬(10)에 고정한 링 형상 희토류 자석(8)의 조합에 의한 자기 구동 회로로 이루어지는 면 대향형의 3 상 브러시리스 모터 회전 구동 기구이며, 자기 구동 회로가 로터 반경 원주 방향 외측에 배치되어 있기 때문에, 안정된 구동 특성을 얻을 수 있다.

또, 도 4 에 나타낸 로터 팬(10)의 형상의 특징으로는, 팬 모터로서 축방향 높이(두께) 치수가 제한되어 있는 가운데 송풍의 풍량을 최대로 얻기 위해, 로터 팬(10)의 단부 내경측 날개(10a) 부분이 축방향 방열 플레이트(14)의 면에 바람을수직으로 불어 넣고, 또 단부 외형측 날개(10b) 부분이 방열부의 축원주 방향 외측의 외주 방향으로 바람을 밀어내는 작용을 하고 있다.

즉, 로터 팬(10)의 내외 2 단의 다익 형상의 중간 단부(43)보다 내경측에 있어서는, 회전축 스러스트 방향의 개구부로부터의 공기 도입 방향으로 효율적으로 바람을 보내도록 날개 경사각을 설정하고, 또 중간 단부(43)보다 외경측에서는 로터 팬(10)의 원주 방향 외측인 회전축 레이디얼 방향으로 바람을 밀어내는 날개 경사각을 설정했다.

이 로터 팬부의 구조는 공간적으로 얇고, 어떻게 하여 송풍 풍량을 확보하는가가 중요하며, 또한 팬 모터 내부에 들어온 바람을 어떻게 효율적으로 배출하는가가 설계의 중요한 큰 포인트가 된다. 또, 동시에 로터 팬의 바람을 가르는 소리의 저감을 목적으로 한 날개 형상의 설계를 포함하여 설계 검토를 행하였다.

또, 경량·컴팩트화의 면에서 각 부품은 두께 치수가 콤마 수 밀리의 극한까지 줄어들고, 또한 재질 자체도 강도적으로 검토되고, 특히 로터 팬 부분은 정밀한 수지 사출 성형 기술에 의해 경량화와 부품 형상 정밀도와 강도의 모든 면을 양립시키고, 동시에 비용 절감을 도모한 설계로 하였다.

완성한 극박형 팬 모터의 냉각시의 사용 형태는, 박형의 노트북형 PC 내부의 CPU 상단 평면 부분에 대해, 방열 플레이트(14)의 하면측을 얹어 놓는 형태로 하여 접촉 상태로 고정하고, CPU 자체의 발열을 열전도율이 좋은 방열 플레이트(14)와 복수 장의 방열판(12)의 조합에 의한 방열부로 방열시켜, 로터 팬(10)의 회전 날개에 의해 발생되는 바람(공기)의 흡입·송풍·배출을 반복하여 CPU 자체의 냉각을 행하였다.

덧붙여 말하자면, 방열 플레이트(14)의 판형상 평면 중앙부의 융기 부분(14a)은 CPU 상단 평면부에 사각 형상의 볼록부 단차가 있는 최근의 최신형 고성능 CPU 모델에 적용할 수 있도록, 그 볼록단 부분의 형상을 예측하여 쌍방이 면끼리 접촉하도록 미리 설계하였다. 실제로 이 사각 형상의 볼록부 단차 부분이 가장 발열하는 위치이며, 중심부로 갈수록 냉각이 필요해진다.

조립한 팬 모터 완성품에 대한 냉각 평가 테스트로는, 실제로 시판되고 있는 최신형(CPU 650 MHz)의 노트북형 PC 에 세트하고, 일반적인 동작 환경하에 초기 목표값인 부분의 정격 회전수 7000 rpm, 정격 전류 50 mA 이하의 설정 조건에서 테스트를 행하였다. 결과로는 냉각 능력 1.7 ℃/W, 소음 레벨 30 dB 이하의 규격 사양을 충분히 만족할 수 있었다.

이와 같이 본 발명은 CPU 본체에 직접 방열 기구로 이루어지는 팬 모터 일체의 냉각 팬 구조를 얹어 놓은 것이며, 발열체인 CPU 본체의 열을 방열 플레이트부에서 흡열하여, 로터 팬 회전 날개의 수직 방향으로부터 불어넣는 바람에 의해, 방열 플레이트 평면 상에 형성되는 온도 경계층을 강력하게 강제적으로 벗겨 낼 수 있어, 비약적으로 방열과 열전도율을 향상시킬 수 있었다.

또, 팬 기구의 박형화에 따른 방열 유효 면적의 확보를, 얇은 복수 장의 적층 슬릿상의 방열판 형상으로 구성하고, 구리판(또는 알루미판으로도 가능)으로 형성한 상기 형상의 금속 방열판을 방열 플레이트판 상에 배치하여 방열부를 조립하고, 또한 열전도성이 뛰어난 귀금속판(또는 구리판이라도 가능)의 방열 플레이트, 또는 일부 다이아몬드 결정 재료로 형성한 소재를 상기 방열 플레이트의 기본 재료로서 배치하는 것도 몇 가지 실험에 의해 확인이 끝난 상태이며, 비용면을 무시한 경우에는, 이들 최적의 재료를 사용함으로써 보다 효율적이고 냉각 성능이 뛰어난 극박형의 팬 모터를 조립할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명의 방열판 부착 팬 모터에 의하면, 편평한 다익 형상을 나타내는 대경의 로터 팬을 회전운동 가능하게 수용하고, 또한 공기 도입구의 개구부를 판면 중앙에 대구경으로 배치하고, 또 소정 간격을 유지하며 서로 평행으로 복수 장 겹친 박판상의 방열판과 CPU 에 접하는 방열 플레이트로부터 열전도하는 방열부를 조립함으로써, 두께가 3 mm, 외형이 30 mm 정도의 크기로, 바람(공기)의 흡입에서 배출까지의 송풍 효율이 좋고, 뛰어난 냉각 능력을 가진 방열판 부착 극박형 팬 모터를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 방열기 부착 팬 모터에 의하면, 방열 플레이트의 평판 두께, 및 적층 배치한 방열판의 층높이, 또한 수지 일체의 스테이터부 코일의 높이를 합친 만큼의 극박형 설계의 편평한 박형 팬 모터로서 완성할 수 있고, 상기 복수 장의 방열판과 함께 연결부 대각선상에서 2 군데 이상에서, 접착 또는 융착 또는 장나사 등에 의해 방열부와 스테이터부를 일체 고정하여 조립하는 간단한 부품 구성의 적층 고정 작업에 의해, 비교적 간단한 자동기계로도 용이하게 팬 모터를 조립할 수 있다.

또, 방열 플레이트의 접촉부 형상을 피냉각 물체의 표면 외형 형상에 합치하도록 하여 발열체 CPU 와의 접촉 면적을 최대한 고려하고, 또한 서로 평행으로 복수 장 겹쳐 조립할 수 있는 각 방열판에 의해 큰 방열 유효 면적을 확보할 수 있고, 또 날개 면적이 큰 다익 형상의 로터 팬으로 송풍하는 바람을, 방열 플레이트 중앙부 볼록단 부분에 집중적으로, 또한 수직 방향에서 불어 넣고, 또 로터 팬 외주 방향에서는 저항이 적은 박판상의 방열판에 바람을 각각 효율적으로 열교환 작용시킬 수 있으므로, CPU 로부터 방열 플레이트를 통해 각 방열판에 열전달되는 열을, 강제적이고 또한 효율적으로 발산시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 방열기 부착 팬 모터에 의하면, 내외 2 단의 다익 형상의 대형 로터 팬 회전 날개로 수직 방향으로 불어넣는 풍압을 증폭시키고, 방열 플레이트 중앙부 표면상에 형성되는 발열 온도 경계층을 강력하게 강제적으로 벗겨내고, 또 동시에 로터 팬 중앙 단부보다 외경측에서는, 벗겨낸 온풍을 로터 팬의 원주 방향 외측으로 배기풍으로서 강력하게 밀어낼 수 있으므로, 두께 3 mm 의 극박형 편평한 팬 모터에 있어서도, 비약적으로 방열과 열전도율을 향상시켜, 냉각 효율을 높일 수 있다.

또, 본 발명의 방열기 부착 팬 모터에 의하면, 상기 방열 플레이트 상에 로터 팬의 직경보다도 작은 직경의 공기 도입구를 중심부에 형성하고, 그 도입구경 외주측에 회로 기판 일체의 수지 성형한 스테이터부 코일을 상기 방열 플레이트와 면대향 위치에 배치하고, 축 지지한 로터 팬 일체의 로터부 자석을 자기적으로 회전 구동시키므로, 편평한 브러시리스 모터로서 본 경우, 구동 자기 회로 부분의 자석·코일의 배치 반경 치수가 커서, 종래와 같은 기동 토크 부족의 문제 등의 염려가 없고, 회전 동작을 원활하고 안정적으로 행할 수 있다.

또, 본 발명의 방열기 부착 팬 모터에 의하면, 열전도성이 뛰어난 귀금속판 또는 구리판, 또는 일부 다이아몬드 결정 재료로 형성한 방열 플레이트를 구비함과 동시에, 구리판 또는 알루미판 등으로 형성한 금속 방열판을 상기 방열 플레이트판상에 적층 배치하여 방열부를 조립하고 있으므로, 발열체에 재치한 방열 플레이트부로부터 각 방열판에 신속하게 열전도하는 것이 가능한 방열부를 장비할 수 있다.

또, 본 발명의 방열판 부착 팬 모터에 의하면, 로터 팬의 날개 평면이 각각 동일 경사 방향으로 완만한 원호형을 나타냄과 동시에, 로터 팬의 내외 2 단의 다익 형상의 중앙 단부보다 내경측에 있어서는, 회전축 스러스트 방향 개구부로부터의 공기 도입 방향으로 송풍되도록 날개 경사각을 설정하고, 또 중간 단부보다 외경측에서는, 로터 팬의 원주 방향 외측인 회전축 레이디얼 방향으로 바람을 밀어내는 방향이 되도록 날개 경사각을 설정하고, 또한 원호상으로 복수 돌출하는 외경측 단부 로터 팬의 날개를, 방열판의 적층 영역에 위치하도록 상기 방열 플레이트 내경 볼록단보다 1 단 내린 저부 피냉각체측쪽으로, 날개 형상을 변형시킨 측면 대략 역접시 형상을 나타내는 2 단형의 날개 면적이 큰 로터 팬을 구비하고 있으므로, 보다 많은 풍량을 송풍할 수 있어 방열부의 방열 플레이트 및 방열판을 효율적으로 공냉할 수 있다. 또, 동시에 날개 면적이 크므로 로터 팬의 회전수를 높일 필요도 없어, 로터 팬으로부터 발생하는 바람 가르는 소리가 발생하지 않는 저소음의 팬 모터로 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 방열판 부착 팬 모터에 의하면, 비지니스 휴대 단말 기구로서 정착된 얇은 고성능 노트북형 PC 에 있어서, PC 본체 내부의 CPU 발열체 주요 부분을 직접적으로 공열에 의해 냉각할 수 있으므로, 발열에 의한 CPU 의 성능 저하를 제어하여, CPU 의 동작 불안정 요소를 없애고, 쾌적한 성능을 자랑하는 고성능 CPU 를 탑재하는 극박형 고성능 신모델 노트북형 PC 가 개발 가능해진다.

Claims

방열을 요하는 각종 전자 기기 부품에 얹어 고정하여, 팬 송풍에 의한 공냉의 냉각 효과를 도모하는 팬 모터로서,

로터 팬을 중심 위치에서 회전운동 가능하게 축 지지하고, 피냉각 물체의 표면 외형 형상에 합치하는 접촉면을 갖는 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트의 판면 상의 대략 외주 위치에, 상기 로터 팬 일체의 로터부 자석과, 스테이터부 코일 회로 기판으로 이루어지는 팬 모터 기구를 설치함과 동시에, 상기 로터 팬 형상을 날개평면은 각각 동일 경사 방향으로 완만한 원호형을 나타내도록 설정하고, 로터 팬의 내외 2 단의 다익(多翼) 형상의 중간 단부보다 내경측에서는, 회전측 스러스트 방향 개구부로부터의 공기 도입 방향으로 송풍되도록 날개 경사각을 설정하고, 또 중간 단부보다 외경측에서는, 로터 팬의 원주 방향 외측인 회전축 레이디얼 방향으로 바람을 밀어내는 방향이 되도록 날개 경사각을 설정하고, 또한 원호상으로 복수 돌출하는 외경측 단부 로터 팬의 날개를, 방열판의 적층 영역에 위치하도록 상기 방열 플레이트 내경 볼록단보다 1 단 내린 저부 피냉각체측쪽으로, 날개 형상을 변형시킨 측면 대략 역접시 형상을 나타내는 2 단형 로터 팬 형상으로 하고, 또 냉각용 방열판으로서 로터 팬의 원주 방향 외측 또한 상기 방열 플레이트 상에 일정 간격을 유지하고 서로 평행으로 복수 장 겹친 박판상의 방열 핀으로 이루어지는 열전도율이 뛰어난 금속체 방열판을 배치하고, 상기 로터 팬 송풍에 의해 방열 플레이트의 흡열을 열전도하여 방열하는 각 방열판과 일체의 냉각용 방열기 부분을, 팬 구조의 일부에 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열판 부착 극박형 팬 모터.
제 1 항에 있어서, 상기 방열 플레이트 상에 로터 팬을 회전운동 가능하게 수용하는 개구부를 형성한 복수 장의 방열판을 겹침과 동시에, 로터 팬의 직경보다도 작은 직경의 공기 도입구를 중심부에 형성하고, 이 도입구 직경 외주측에 회로 기판 일체의 수지 성형한 스테이터부 코일을 상기 방열 플레이트와 면대향 위치에 배치하고, 축 지지한 로터 팬 일체의 로터부 자석을 자기적으로 회전 구동시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열판 부착 극박형 팬 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 소정의 간격을 유지하며 각 판면을 각부(角部)쪽으로 열전달 부재 또는 끼움단 형상에 의해 연결한 복수 장의 방열판을, 연결부 대각선 상에서 2 군데 이상에서, 압입 또는 접착 또는 융착 또는 장(長)나사 등에 의해 일체 고정하여 방열부와 스테이터부를 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열판 부착 극박형 팬 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열전도성이 뛰어난 귀금속판 또는 구리판, 또는 일부 다이아몬드 결정 재료로 형성한 방열 플레이트를 구비함과 동시에, 구리판 또는 알루미판 등으로 형성한 금속 방열판을 상기 방열 플레이트판 상에 적층 배치하여 방열부를 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열판 부착 극박형 팬 모터.
제 3 항에 있어서, 열전도성이 뛰어난 귀금속판 또는 구리판, 또는 일부 다이아몬드 결정 재료로 형성한 방열 플레이트를 구비함과 동시에, 구리판 또는 알루미판 등으로 형성한 금속 방열판을 상기 방열 플레이트판 상에 적층 배치하여 방열부를 조립하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열판 부착 극박형 팬 모터.