KR20040104370A - 박형 팬모터 - Google Patents

Abstract

우근차(날개바퀴)의 우근판이 축방향보다 직경방향 길이가 길게 형성되어 있는 박형 팬모터에 있어서, 우근차의 우근판(34a)의 축방향보다 긴 직경방향의 단부에 복수의 요철(35)을 형성하고, 공기의 흐름 중에 강제적으로 흐트러짐을 유기시켜서 난류확산을 촉진하는 것으로, 후방에서 흐르는 소용돌이의 발생량을 저감시켜서 공력 소음을 감소시키고, 송풍효율을 향상시킨다.

또한 종래 시로코팬 등에서는 우근판의 축방향 단부에 복수의 요철 등을 설치하여 후방에서 흐르는 소용돌이의 발생량을 저감시켜서 송풍효율을 향상시키고 있지만, 축방향이 직경방향보다 짧은 박형 팬모터의 경우 우근판의 외주단부에 복수의 요철을 형성하여도 송풍효율의 향상은 별로 기대할 수 없다.

Description

박형 팬모터{Thin-film type fan motor}

본 발명은 우근판의 단부에 복수의 요철이나 면취를 부착한 박형 팬모터에 관한 것이다.

예를들면 최근의 노트북은 얇고, 금후에도 또한 얇게된다고 생각된다. 따라서 그 중에 사용되는 팬모터 등의 냉각기기에 있어서도 보다 얇은 것이 요구된다. 노트북이 얇게 이루어지는 것에 대해서 케이스체의 내부의 온도는 상승하는 방향으로 되고, 열을 외부로 방열하기 위한 팬모터로 취해도 우근판(익)의 폭이 좁게되기 위해 송풍 효율은 불리한 방향으로 된다. 우근판의 폭이 얇게 된 부분의 부압면적을 넓히는 방법의 하나로서 우근판의 직경방향을 길게 하는 방법이 있다.

노트북 등에 탑재되는 방열용 팬모터로서는 하우징내에 모터의 로터와 일체로 회전하도록 설정된 다익 원심형의 우근차(날개바퀴)를 갖는 박형 팬모터가 사용되어 오고 있다.

시로코팬등의 다익원심팬은 원심력에 의해 중앙에서 외주방향으로 기류가 발생하는 기류구조이기 때문에, 도 13에 나타내는 바와같이 우근판(41)의 내외주의 축방향 단부에 톱니형구조(42)를 시행한다던지(예를들면 일본 특개평11-141494호 공보의 도 4, 도 5 참조), 우근차의 외주에 복수의 환형판을 소정의 피치로 적층하고(예들들면 일본 특개평 10-306795호 공보(도 1∼도 5) 참조), 우근판 후연측의 후방에서 흐르는 소용돌이에 의한 공력 소음을 저감시켜서 송풍효율을 향상시키고 있다.

그러나 박형 팬모터에 있어서는 우근차의 축방향의 폭이 취해지지 않게 되기 때문에, 우근판의 내외주단에 설치되는 톱니의 톱니수나 우근차의 외주에 복수의 환형판을 소정의 피치로 적층하는 환형판의 매수가 적게 되고, 이들의 구조에 의한 효과에는 한계가 있었다. 또 우근판의 내외주의 축방향의 단부에 톱니(요철)를 설치하는 것은 우근차를 성형하는 금형구조에 있어서도 슬라이드식 금형(6방향의 금형)을 사용하는 등 복잡한 구조로 되므로, 형합을 위해 치수정밀도나 온도관리 등이 심하게 되고, 금형대가 높게 된다. 또 환형판을 적층하는 방법에서는 부품점수나 제조공정이 증가하기 위해 제품코스트도 높게 된다.

본 발명은 이와같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 축방향의 폭보다 직경방향의 길이가 큰 우근판의 직경방향의 단부에 복수의 요철이나 면취를 구성함으로써 공력 소음이 저감하여 송풍효율이 향상하는 동시에 우근판 형성이 용이한 박형 팬모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 실시형태 1에 관계되는 팬모터의 측단면도.

도 2는 팬모터의 우근차를 나타내는 사시도.

도 3은 우근차의 우근판 구조를 나타내는 사시도.

도 4는 우근판에 있어서의 공기의 흐름의 설명도.

도 5는 비교예 1에 관계되는 우근판에 있어서의 공기의 흐름의 설명도.

도 6은 비교예 2에 관계되는 우근판을 나타내는 사시도,

도 7은 우근차의 풍량-정압특성도

도 8은 우근판구조의 다른 예를 나타내는 사시도.

도 9는 실시형태 2에 관계되는 팬모터의 우근차를 나타내는 사시도.

도 10은 우근차의 우근판구조를 나타내는 사시도.

도 11은 우근판구조의 다른 예를 나타내는 사시도.

도 12는 응용예에 관계되는 쿨링모듈을 나타내는 사시도.

도 13은 종래예에 관계되는 팬모터의 우근판을 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1. 박형 팬모터 10. 하우징

20. 외측로터의 모터 30, 30A, 30B. 우근차

34a∼34d, 38a, 38b. 우근판

본 발명은 하우징내에 설치된 모터의 로터와 일체로 회전하는 다익 원심형의 우근차를 가지며, 이 우근차의 우근판이 축방향의 폭보다 직경방향의 길이가 크게 형성되어 있는 박형 팬모터에 있어서, 상기 우근판의 직경방향의 단부에 복수의 요철이나 면취를 형성한 것이다.

실시형태 1

도 1에 본 발명의 실시의 형태에 관계되는 박형 팬모터의 단면구조를, 도 2에 우근차를, 도 3에 우근판의 구조예를 나타낸다. 박형 팬모터(1)는 편평형의 하우징(10)과 하우징(10)의 중에 설치된 외측로터의 모터(20)와 이 로터와 일체로 회전하는 수지제의 우근차(30A)에 의해 구성되어 있다.

하우징(10)은 그 하벽(11)과 상벽(12)에 각각 우근차(30A)의 우근판(34a)의 내측에 통하는 흡기구(14, 15)를 가지며, 측벽(13)의 일편에 송풍구(16)를 갖는다. 또 하벽(11)의 중앙부에는 모터(20)의 스테이터(21)를 지지하는 동시에 로터(22)의 회전축(25)을 지지하는 구멍(17a)을 갖는 보스부(17)가 설치되어 있다.

모터(20)는 권선(21a)과 코어(21b)로 이루는 내측스테이터(21)와, 마그넷(23)과 로터케이스(24)로 이루는 외측로터(22)와, 이 로터케이스(24)에 설치된 회전축(25)과, 하우징(10)의 하벽(11)의 내면에 설치된 구동기판(26)에 의해 구성되어 있다.

우근차(30)(30A)는 모터(20)의 로터케이스(24)를 덮도록 형성된 허브(31)와 모터(20)의 로터(22)의 하면을 덮는 환형판부(32)와, 복수의 우근판(34)이 상면에 형성되어 있는 환형의 주판(33)과, 허브부(31)와 환형의 주판(33)을 연결하는 복수의 암(스포크, spoke)(36)과 허브부(31)와 환형판부(32)를 결합하는 연결부재(37)에 의해 형성되어 있다.

모터의 로터케이스(24) 및 우근차의 허브부(31)는 각각 그 상부의 중심위치에서 분리된 위치에 결합공(24a) 및 이 결합공에 결합하는 돌기부(31a)를 가지며, 이 결합공(24a)과 돌기부(31a)의 결합에 의해 우근차(30A)는 모터의 로터(22)와 일체로 회전하도록 구성되어 있다.

상기 우근차(30A)의 우근판(34a)은 도 3에 나타내는 바와같이, 축방향의 폭보다 직경방향의 길이가 크고(축방향 7mm×작경방향 9mm), 긴 직경방향의 상측단면에 4쌍의 요철(35)이 개략 균등하게 형성되어 있다.

구동기판(26)을 거쳐서 모터(20)의 스테이터의 권선(21a)에 통전하면, 로터(22)와 일체로 우근차(30A)가 회전하고, 하우징(10)의 흡기구(14, 15)에서 들어오는 공기가 원심력에 의해 하우징(10)의 송풍구에서 송출된다.

우근판(34a)에는 직경방향의 단부에 복수의 요철(35)이 시행되고 있으므로, 도 4에 나타내는 바와같이 직경방향의 상단부에 발생하는 후방에서 소용돌이치는 공기의 흐름 중에 요철(35)에 의해 강제적으로 흐트러짐을 유기하여 난류확산이 촉진되므로 후방에서 흐르는 소용돌이가 자게되어 공력소음이 감소되어 저항이 저하되므로 송풍효율이 향상하여 소비전력도 삭감된다.

이것에 대하여 도 5에 나타내는 바와같이 간단하게 축방향의 높이보다 직경방향의 폭의 방향이 길게 형성되어 단부에 요철등이 없는 우근판(38a)을 가지는 우근차를 이용한 경우, 우근판(38a)의 짧은 외주후연측에 발생하는 후방에서 흐르는 소용돌이에 의해 긴 직경방향의 상하단부에 발생하는 후방에서 흐르는 소용돌이의 비율의 편이 크게 된다.

(비교예)

도 6에 비교예에 관계되는 우근차의 우근판을 나타낸다. 이 우근판(38b)는 외주측의 축방향단에 요철(39)이 3쌍 설치되어 있다. 우근판(38b)의 크기는 상기 도 3의 직경방향의 상단에 요철(35)을 4쌍 설치된 우근판(34a)과 동일한 크기(축방향 7mm×직경방향 9mm)로 형성되어 있다.

우근차이외 공통으로 하여, 도 3의 직경방향의 상단에 요철을 4쌍 설치된 우근판(34a)을 가지는 우근차(30A)의 정압과, 도 6의 외주측의 축방향단에 요철을 3쌍 설치된 우근판(38b)을 가지는 우근차의 정압을 동일의 회전수, 풍량에 있어서 계산한 것으로, 도 7에 나타내는 풍량-정압특성이 얻어졌다. 도면 중 곡선(a)은 우근판(34a)(도 3)을 가지는 우근차의 특성, 곡선(b)은 우근판(38)(도 6)을 가지는 우근차의 특성을 나타낸다. 이 계산에 의하면 정압은 우근판(34a)을 가지는 우근차의 편이 약 15%높았다.

우근차(30A)의 우근판(34a)은 직경방향의 상단에 복수의 요철을 설치한 것(도 3)으로 되어 있지만, 이 우근차(30A)의 우근판구조를 도 8에 나타내는 바와같이, 면취(36)가 형성된 우근판(34b) 구조로 대신하여도 좋다.

우근차(30A)의 우근판구조를 면취(36)가 형성된 우근판(34b)구조로 대신한 경우, 직경방향의 상단부에 발생하는 후방에서 흐르는 소용돌이 공기의 흐름 중에 면취(36)에 의해 우근판(34a)의 경우와 동일하게 강제적으로 흐트러짐이 유기하여 난류확산이 촉진되므로, 후방에서 흐르는 소용돌이가 작게 되어 공력 소음이 감소되어 저항이 적게 되므로 팬모터의 송풍효율이 향상하여 소비전력도 삭감된다.

실시형태 2

도 9에 실시형태 2에 관계되는 박형 팬모터의 우근차를 나타낸다. 이 우근차(30B)는 모터(20)의 로터케이스(24)(도 1)를 덮도록 형성된 허브부(31)와, 허브부(31)와 일체로 형성된 복수의 우근부(37)에 의해 구성되어 있다. 상기 우근부(37)는 우근판(34c)과 이 우근판을 지지하는 암부(37a)로 이루고, 암부(37a)의 축방향의 길이(폭)는 하우징(10)(도 1)의 하벽(11), 상벽(12)의 내면과의 사이에 충분한 간격이 형성되도록 우근판(34c)의 축방향길이보다 짧게 형성되어 있고, 우근판(34c)은 도 10에 나타내는 바와같이, 그 직경방향의 상하의 단부에 각각 요철(35)이 4쌍 설치된 구조로 되어 있다.

이 우근판(34c)은 직경방향의 상하의 단부에 각각 복수의 요철(35)이 설치되어 있으므로 직경방향의 상단부 및 하단부에 발생하는 후방에서 흐르는 소용돌이 공기의 흐름 중에 강제적으로 흐트러짐을 유기하여 난류 확산이 촉진되고, 후방에서 흐르는 소용돌이가 작게 되어 공력 소음이 감소된다.

이 우근차(30B)의 복수의 요철이 설치된 우근판(34c) 구조를, 도 11에 나타내는 바와같이 직경방향의 상하의 단부에 면취(36)를 시행한 우근판(34d) 구조로 대신하여도 좋다. 우근차(30B)의 우근판 구조를 면취(36)가 형성된 우근판(34d) 구조로 대신한 경우라도 우근판(34c)의 경우와 동일하게, 직경방향의 상하의 단부에 발생하는 후방에서 흐르는 소용돌이 공기의 흐름 중에 강제적으로 흐트러짐을 유기하여 난류 확산이 촉진되고, 후방에서 흐르는 소용돌이 공기의 흐름이 발생한다.

(응용예)

도 12에 본 발명에 관계되는 박형 팬모터를 이용한 쿨링모듈을 나타낸다. 도면중 (41)은 노트형 퍼스널컴퓨터내에 설치되어 있는 발열이 큰모듈(예를들면 CPU)의 히트스프레더, (42)는 히트스프레더에 설치된 판형의 히트파이프, (43)은 히트파이프(42)의 비열측상면에 설치되어 있는 복수의 방열팬으로 이루는 히팅, (1)은 본 발명에 관계되는 직경방향의 단면에 복수의 요철 또는 면취가 설치된 우근판구조의 우근차를 갖는 박형 팬모터이다.

박형 팬모터(1)의 하우징(10)의 히팅(43)에 송풍하는 송풍구는 히팅(43)의 후단부 전체로 향해 송풍할 수 있도록 폭이 넓게 형성되어 있고, 박형 팬모터(1)는 송풍구가 히팅(43)의 후단부와 접하도록 히트파이프(42)의 상에 설치되어 있다.

이 응용예에 의하면, 박형 팬모터(1)의 송풍에 의해 히팅(43)의 방열이 촉진되므로 히트파이프(42)에 의한 모듈의 냉각효과가 향상한다.

또한 도 6에 나타내는 바와같이, 축방향 단부에 요철(39)이 있는 우근판(38)을 갖는 우근차를 성형하는 금형은 슬라이드식 금형(6방향의 금형)이 필요하게 되어 금형이 복잡하게 되고, 성형공정도 증가하여 제품단가에도 영향을 미친다. 이것에 대하여 본 발명의 팬모터의 우근차(30A, 30B)는 그 우근판의 요철(35) 또는 면취(36)가 직경방향의 상단이나 하단에 설치되어 있으므로 우근차(30A, 30B)를 성형하는 금형은 요철등이 없는 우근판(도 5)을 갖는 우근차의 금형과 동일하게 상하 가동의 종할구조의 금형이 좋고, 일반적으로 우근과 변하지 않는 코스트로 제작할 수 있다.

상술과 같이 본 발명은 우근차의 우근판이 축방향의 폭보다 직경방향의 길이가 크게 형성되어 있는 박형 팬모터에 있어서, 우근판의 축방향의 폭보다 긴 직경방향의 단부에 복수의 요철이나 면취를 형성하였으므로, 종래 우근판의 축방향의 단부에 복수의 요철 등을 형성한 것에 비해서 후방에서 흐르는 소용돌이가 억제되어 공력 소음이 저감하여 송풍효율이 향상한다. 그 때문에 동 성능에 의하면 보다 소형화, 박형화할 수 있다.

또 박형 팬모터의 우근차는 일반적으로 수지성형으로 제작하였지만, 우근판의 복수의 요철이나 면취가 직경방향의 단부에 있기 때문에 , 상하 일반적인 금형구조로 우근차를 성형할 수 있다. 그 때문에 금형대도 안정하게 되고, 제조공정도 증가하지 않으므로 안가로 제작할 수 있다.

Claims (4)

1. 하우징내에 설치된 모터의 로터와 일체로 회전하는 다익 원심형의 우근차(날개바퀴)를 가지며, 이 우근차의 우근판이 축방향의 폭보다 직경방향의 길이가 크게 형성되어 있는 박형 팬모터에 있어서,

   상기 우근판의 직경방향의 단부에 복수의 요철이나 면취가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박형 팬모터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 요철이나 면취가 상기 우근판의 직경방향의 양단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박형 팬모터.
3. 제 1항 기재의 박형 팬모터가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
4. 제 2항 기재의 박형 팬모터가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.