(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースとケーシングとにより囲まれて密閉されたポンプ室内に、インペラが回転自在に支承されて収容されており、前記インペラは、前記ポンプ室内の冷却用流体に遠心力を付与するための複数枚の羽根を周方向に等間隔に備えていて、前記ベースの中央部に立設された中空固定軸にすべり軸受を介して回転自在に支承されている、薄い扁平な外形形状を有する遠心型の薄型電動ポンプにおいて、
前記インペラの複数枚の前記羽根が備えられた側とは反対側の壁面には、マグネットが取り付けられ、
前記ベースには、前記マグネットに対向するようにして、コイルが、合成樹脂製の前記ベースに樹脂モールドにより埋め込まれて設けられ、
冷却用流体を前記ポンプ室内に流入させるための通路が、前記中空固定軸の中空部通路に連通するようにして、前記ベースの壁体内に形成されており、しかも、
前記通路は、前記ベースの壁体内であって、前記コイルの周方向間欠部に形成されている
ことを特徴とする薄型電動ポンプ。
【請求項２】
前記ケーシングの内壁面には、前記中空固定軸の開口に対向するようにして、前記中空固定軸の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウドが、前記中空固定軸の開口と軸方向に所定の隙間を残して、垂設されていることを特徴とする請求項１記載の薄型電動ポンプ。
【請求項３】
前記インペラの複数枚の前記羽根が備えられた側とは反対側の壁面には、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットが取り付けられ、
前記ベースには、その外周縁に沿って、前記第１の補助マグネットに対向するようにして、第２の補助マグネットが取り付けられ、
前記第１の補助マグネットと前記第２の補助マグネットとは、同極同士が対向させられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の薄型電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、薄型電動ポンプに関し、特に薄型化が一層図られており、薄型化が要求されるノートパソコン等各種電子デバイス等の冷却用流体の循環用ポンプとして使用されて好適な薄型電動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄型化が要求されるノートパソコン等各種電子デバイスの冷却用流体の循環用ポンプとしては、図６に示されるような、薄い扁平な外形形状を有する遠心型の電動ポンプ０１が使用されている。この電動ポンプ０１においては、ベース０２とケーシング０３とにより密閉されたポンプ室A内に、インペラ０４が回転自在に支承されて収容されている。このインペラ０４は、冷却用流体に遠心力を与えるための複数枚の羽根０５を周方向に等間隔に備えていて、ベース０２の中央部に立設された固定軸０６にすべり軸受０７を介して回転自在に支承されている。固定軸０６は、その過半部が合成樹脂製のベース０２の中央部に樹脂モールドにより埋め込まれて、そこに立設されている。
【０００３】
冷却用流体の通路０１０は、インペラ０４の上方のケーシング０３の天井壁体内に、インペラ０４の中央部に臨んで開口するようにして形成されている。このようにして形成された、通路０１０のインペラ中央部に臨む部分の開口が、符号０１２で示されている。冷却用流体は、この通路０１０を流入口０１１からインペラ中央部に臨む開口０１２まで流れて、そこからポンプ室Ａ内に流入する。
【０００４】
インペラ０４を回転させるモータ部は、次のようにして構成されている。インペラ０４の外周部の円筒状スカート部０４ａの内周面には、マグネット０８が取り付けられている。そして、このマグネット０８にラジアル方向で対向するようにして、コイル０９がベース０２に樹脂モールドにより埋め込まれて設けられている。なお、実際は、マグネット０８はマグネットヨークを備え、コイル０９は、バックヨーク（ステータコア）に巻回・固定されてベース０２に埋め込まれているが、これらマグネットヨーク及びバックヨークは、図示省略されている。これらマグネット０８、マグネットヨーク、コイル０９、バックヨークにより、ラジアルギャップ型の電動機（モータ）が構成されている。
【０００５】
そこで、今、コイル０９に通電されると、これにより形成される駆動磁界によってマグネット０８に回転トルクが与えられて、インペラ０４が回転する。そして、ポンプ室Ａ内の冷却用流体を加圧して、これを、ポンプ室Ａに接続された排出用通路を経て排出口０１３から排出させるようになっている。
【０００６】
ここで、前記のような従来のラジアルギャップ型電動機０１においては、冷却用流体をポンプ室Ａ内に流入させるための通路０１０が、インペラ０４の上方のケーシング０３の天井壁体内に、インペラ０４の中央部に臨んで開口するようにして形成されているので、その通路０１０の大きさ分だけケーシング０３の厚さが厚くなり、薄型化の要求に応えることが困難となっていた。このため、ポンプサイズによっても異なるが、一例では、ポンプ０１の厚さを９mm程度まで薄型化するのが限界であった。このような問題は、冷却用流体をポンプ室Ａ内に流入させるための通路０１０が配管により形成されて、この配管がケーシング０３に固定されるかもしくは固着されるような構造が採用される場合には、さらに大きくなる。
【０００７】
冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路が、インペラ下方のコイル及びステータコア側で、これらを貫通するようにして形成されたものもあるが（特許文献１）、このものにおいては、外部配管がインペラ回転軸と平行に流入通路壁に接続されるので、ポンプのさらなる薄型化を図りにくい構造となっている。
【特許文献１】特開２０００−１４５６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願の発明は、従来の薄型電動ポンプが有する前記のような問題点を解決して、その薄型化が一層図られ、薄型化が要求されるノートパソコン等各種電子デバイス等のさらに高次の薄型化の要求に応えることが可能にされた、薄型電動ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような課題は、本願の各請求項に記載された次のような発明により解決される。  すなわち、その請求項１に記載された発明は、ベースとケーシングとにより囲まれて密閉されたポンプ室内に、インペラが回転自在に支承されて収容されており、前記インペラは、前記ポンプ室内の冷却用流体に遠心力を付与するための複数枚の羽根を周方向に等間隔に備えていて、前記ベースの中央部に立設された中空固定軸にすべり軸受を介して回転自在に支承されている、薄い扁平な外形形状を有する遠心型の薄型電動ポンプにおいて、前記インペラの複数枚の前記羽根が備えられた側とは反対側の壁面には、マグネットが取り付けられ、前記ベースには、前記マグネットに対向するようにして、コイルが、合成樹脂製の前記ベースに樹脂モールドにより埋め込まれて設けられ、冷却用流体を前記ポンプ室内に流入させるための通路が、前記中空固定軸の中空部通路に連通するようにして、前記ベースの壁体内に形成されており、しかも、前記通路は、前記ベースの壁体内であって、前記コイルの周方向間欠部に形成されていることを特徴とする薄型電動ポンプである。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路をベースの壁体内に取り込むことができ、その通路形成のための配管分の厚さを抑えることができるので、薄型電動ポンプの一層の薄型化が可能になる。
【００１１】
また、冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路をベースの壁体内に容易に形成することができるとともに、薄型電動ポンプのさらなる薄型化が可能になる。
【００１２】
また、その請求項２に記載された発明は、請求項１記載の薄型電動ポンプにおいて、そのケーシングの内壁面には、中空固定軸の開口に対向するようにして、中空固定軸の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウドが、中空固定軸の開口と軸方向に所定の隙間を残して、垂設されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、この構成により、中空固定軸の開口を出てポンプ室内に流入する冷却用流体が、シュラウドにより整流されて、インペラの内部に放射状に効率良く流れ込むことができ、ケーシングとインペラとの間の隙間に漏れる流体を失くすることができるので、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１４】
さらに、その請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の薄型電動ポンプにおいて、そのインペラの複数枚の羽根が備えられた側とは反対側の壁面に、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットが取り付けられ、ベースに、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットに対向するようにして、第２の補助マグネットが取り付けられ、これら第１の補助マグネットと第２の補助マグネットとは、同極同士が対向させられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、この構成により、第１の補助マグネットと第２の補助マグネットとが反発し合うので、ベースに対してインペラを引き離そうとする力が発生することになるが、この力は、薄型電動ポンプのモータ型式がアキシャルギャップ型に変更されていることにより発生する、ロータマグネット（インペラに取り付けられたマグネット）とステータ部（ベースに埋め込まれたバックヨークと、それに巻回・固定されたコイル）との間に作用するアキシャル方向の大きな磁気吸引力を緩和して、すべり軸受のスラスト軸受部の負担を軽減するので、すべり軸受の大型化を防いで、耐久性を向上させることができ、また、摺動摩擦抵抗を低減させて、消費電力の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
前記のとおり、本願の発明の薄型電動ポンプによれば、冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路をベースの壁体内に取り込むことができ、その通路形成のための配管分の厚さを抑えることができるので、薄型電動ポンプの一層の薄型化が可能になる。
【００１７】
また、その冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路が、ベースの壁体内であって、コイルの周方向間欠部に形成されるので、冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路をベースの壁体内に容易に形成することができるとともに、薄型電動ポンプのさらなる薄型化が可能になる。
【００１８】
また、そのケーシングの内壁面に、中空固定軸の開口に対向するようにして、中空固定軸の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウドが、中空固定軸の開口と軸方向に所定の隙間を残して垂設される場合には、中空固定軸の開口を出てポンプ室内に流入する冷却用流体は、シュラウドにより整流されて、インペラの内部に放射状に効率良く流れ込むことができ、ケーシングとインペラとの間の隙間に漏れる流体を失くすることができるので、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１９】
さらに、そのインペラの複数枚の羽根が備えられた側とは反対側の壁面に、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットが取り付けられ、ベースに、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットに対向するようにして、第２の補助マグネットが取り付けられ、これら第１の補助マグネットと第２の補助マグネットとは、同極同士が対向するようにされる場合には、第１の補助マグネットと第２の補助マグネットとが反発し合うので、ベースに対してインペラを引き離そうとする力が発生することになるが、この力は、薄型電動ポンプのモータ型式がアキシャルギャップ型に変更されていることにより発生する、ロータマグネット（インペラに取り付けられたマグネット）とステータ部（ベースに埋め込まれたバックヨークと、それに巻回・固定されたコイル）との間に作用するアキシャル方向の大きな磁気吸引力を緩和して、すべり軸受のスラスト軸受部の負担を軽減するので、すべり軸受の大型化を防いで、耐久性を向上させることができ、また、摺動摩擦抵抗を低減させて、消費電力の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ベースとケーシングとにより囲まれて密閉されたポンプ室内に、インペラが回転自在に支承されて収容されており、このインペラは、ポンプ室内の冷却用流体に遠心力を付与するための複数枚の羽根を周方向に等間隔に備えていて、ベースの中央部に立設された中空固定軸にすべり軸受を介して回転自在に支承されている、薄い扁平な外形形状を有する遠心型の薄型電動ポンプを、次のようにして構成する。
【００２１】
インペラの複数枚の羽根が備えられた側とは反対側の壁面には、マグネットを取り付け、ベースには、前記マグネットに対向するようにして、コイルを、合成樹脂製のベースに樹脂モールドにより埋め込むようにして設ける。また、冷却用流体をポンプ室内に流入させるための通路を、中空固定軸の中空部通路に連通するようにして、ベースの壁体内に形成する。この場合において、その通路は、ベースの壁体内であって、コイルの周方向間欠部に形成することとする。
【００２２】
ケーシングの内壁面には、中空固定軸の開口に対向するようにして、中空固定軸の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウドを、中空固定軸の開口と軸方向に所定の隙間を残して、垂設する。
【００２３】
さらに、インペラの複数枚の羽根が備えられた側とは反対側の壁面には、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットを取り付け、ベースには、その外周縁に沿って、第１の補助マグネットに対向するようにして、第２の補助マグネットを取り付ける。この場合において、これら第１の補助マグネットと第２の補助マグネットとは、同極同士が対向するようにする。
【実施例】
【００２４】
次に、本願の発明の一実施例（実施例１）について説明する。
図１は、本実施例１の薄型電動ポンプの斜視断面図、図２は、同薄型電動ポンプの構成部品であるインペラの斜視図、図３は、同薄型電動ポンプの構成部品であるステータ部（コイルとバックヨークとから成る）の斜視図、図４は、同薄型電動ポンプのケーシング内壁面に垂設されて、冷却用流体を整流するために用いられるシュラウドの各種形状を示す図である。
【００２５】
本実施例１の薄型電動ポンプは、特に薄型化が要求されるノートパソコン等各種電子デバイスの冷却用流体の循環用ポンプとして好適に使用される。しかし、これに限られず、同様の薄型化が求められる各種機器、装置の冷却用流体の循環用ポンプとして使用されることができる。
【００２６】
本実施例１の薄型電動ポンプ１は、図１に示されるように、薄い（図１は、理解し易いように、拡大されて描かれている。）扁平な外形形状を有する遠心型の電動ポンプであって、その構成は、あらまし、ベース２とケーシング３とにより囲まれて密閉されたポンプ室Ａ内に、インペラ４が回転自在に支承されて収容されており、このインペラ４は、図１及び図２に示されるように、冷却用流体に遠心力を付与するための複数枚の羽根５を周方向に等間隔に備えていて、ベース２の中央部に立設された中空固定軸６にすべり軸受７を介して回転自在に支承されている。また、インペラ４の複数枚の羽根５が備えられた側とは反対側の壁面には、その周方向にマグネット８が取り付けられており、ベース２には、マグネット８に対向するようにして、コイル９が、合成樹脂製のベース２に樹脂モールドにより埋め込まれて設けられている。インペラ４とマグネット８とは、薄型電動ポンプ１を稼動させる電動機（モータ）のロータ部を構成している。
【００２７】
冷却用流体をポンプ室Ａ内に流入させるための通路１０は、その先端行き止まり部を中空固定軸６の中空部通路６ａに連通させるようにして、ベース２の壁体内に形成されている。ベース２の壁体内に通路１０が形成される個所では、コイル９がベース２に埋め込まれておらず、ここの個所のみ、ベース２の周方向においてコイル９が欠けた、コイル９の間欠部１８（図３参照）となっている。なお、コイル９は、詳細には図３に示されるように、バックヨーク１７に巻回・固定されて、ベース２に樹脂モールドにより埋め込まれている。これらコイル９とバックヨーク１７とは、薄型電動ポンプ１を稼動させる電動機（モータ）のステータ部を構成している。
【００２８】
なお、ベース２の壁体内に通路１０が形成される位置でバックヨーク１７に垂直に切った断面には、図３を見て明らかなように、コイル９の断面は現れない。それ故、図１において、コイル９は二点鎖線で描かれており、これは、コイル９が、その位置を通る円周上のどこかの位置にあることを想像線として示したものである。
【００２９】
通路１０に連なる流体入口側通路を有する入口ベント部分１９は、図１に示されるように、ケーシング３と一体に形成されており、そのラジアル方向に突出する外方端は、冷却用流体の流入口１１とされていて、そこに図示されない外部配管が接続される。
【００３０】
中空固定軸６は、鍔付き円筒形状をなしており、その鍔（フランジ）部の一部をベース２に埋没させて、ベース２の中央部に立設されている。また、この中空固定軸６に被着させられるすべり軸受７も、中空固定軸６と同様に鍔付き円筒形状をなしており、その鍔（フランジ）部は、スラスト軸受部を構成している。
【００３１】
また、ケーシング３の内壁面には、中空固定軸６の開口に対向するようにして、中空固定軸６の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウド１４が、中空固定軸６の開口と軸方向に所定の隙間を残して、下向きに一体に垂設されている。その隙間の大きさは、中空固定軸６の開口を出てポンプ室Ａ内に流入する冷却用流体がケーシング３とインペラ４との間の隙間に直接、短絡的に漏れ出ることがない隙間として、適切に設定される。
【００３２】
図４には、シュラウド１４の各種形状が例示されている。（a）は、シュラウド１４が円筒状に形成された例である。また、（b）と（c）とは、いずれもシュラウド１４がドーム状に形成された例であり、これらのものの場合には、シュラウド１４の内面がドーム状に形成されている。（b）と（c）とでは、シュラウド１４の下端が尖った形状にされるか（（b））、環状面が残された形状にされるか（（c））の違いがある。なお、（b）と（c）とにおいて、外周面は、いずれも円筒状に形成されて良い。ポンプ室Ａ内の冷却用流体をシュラウド１４により整流させて、インペラ４の内部に放射状に効率良く流れ込ませるためには、（b）や（c）の形状が選択されるのが望ましい。
【００３３】
次に、本実施例１の薄型電動ポンプ１の作用について説明する。
今、コイル９に図示されない外部駆動回路から通電されると、これにより形成される駆動磁界によってマグネット８に回転トルクが与えられて、インペラ４が回転する。そうすると、ポンプ室Ａ内の冷却用流体が加圧されて、ポンプ室Ａに接続された排出用通路を経て排出口１３から排出させられる。同時に、ポンプ室Ａには、新たな冷却用流体が流入口１１、通路１０、中空固定軸６の中空部通路６ａを経て吸入される。ポンプ室Ａに流入した冷却用流体は、シュラウド１４により整流されて、インペラ４の内部に放射状に一様に流れ込んで、インペラ４による加圧を受ける。このようにして、冷却用流体のポンピング作用が続行される。
【００３４】
本実施例１の薄型電動ポンプ１は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
冷却用流体をポンプ室Ａ内に流入させるための通路１０をベース２の壁体内に取り込むことができ、その通路形成のための配管分の厚さを抑えることができるので、薄型電動ポンプ１の一層の薄型化が可能になる。また、この場合において、その通路１０は、ベース２の壁体内であって、コイル９の周方向間欠部に形成されているので、その通路１０をベース２の壁体内に容易に形成することができるとともに、薄型電動ポンプ１のさらなる薄型化が可能になる。一例によると、従来の薄型電動ポンプ０１では、その厚さを９mm程度まで薄型化するのが限界であったが、本実施例１の薄型電動ポンプ１では、その厚さを７．５mm程度まで薄型化することができた。
【００３５】
また、ケーシング３の内壁面には、中空固定軸６の開口に対向するようにして、中空固定軸６の中空部内径よりも大きな内径を有する短い円筒状もしくはドーム状のシュラウド１４が、中空固定軸６の開口と軸方向に所定の隙間を残して、垂設されているので、中空固定軸６の開口を出てポンプ室Ａ内に流入する冷却用流体は、シュラウド１４により整流されて、インペラ４の内部に放射状に効率良く流れ込むことができ、ケーシング３とインペラ４との間の隙間に直接漏れる流体を失くすることができるので、ポンプ効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、本願の発明の他の実施例（実施例２）について説明する。
図５は、本実施例２の薄型電動ポンプの斜視断面図であり、実施例１の薄型電動ポンプの各部分と対応する部分には、同じ符号を付している。
【００３７】
本実施例２の薄型電動ポンプ１’においては、図５に示されるように、インペラ４の複数枚の羽根５が備えられた側とは反対側の壁面に、その外周縁に沿って、第１の補助マグネット１５が取り付けられている。また、ベース２には、その外周縁に沿って、第１の補助マグネット１５に対向するようにして、第２の補助マグネット１６が取り付けられている。そして、この場合において、これら第１の補助マグネット１５と第２の補助マグネット１６とは、同極同士、例えば、Ｎ極とＮ極同士、が対向するようにして、それぞれの個所に前記のようにして取り付けられている。これらのマグネットが、このようにして取り付けられていることにより、これらのマグネットは、互いに反発し合い、ベース２に対してインペラ４を引き離そうとする力が発生することになる。なお、第１の補助マグネット１５が取り付けられるインペラ４の同壁面の外周縁は、当然、マグネット８が同じ壁面に取り付けられる位置よりもラジアル方向外方に位置している。
【００３８】
本実施例２の薄型電動ポンプ１’は、以上の点において実施例１の薄型電動ポンプ１と異なっているが、その他の点において異なるところはないので、これ以上の詳細な説明を省略する。
【００３９】
本実施例２の薄型電動ポンプ１’は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
このベース２に対してインペラ４を引き離そうとする力は、薄型電動ポンプ１’のモータ型式が従来のラジアルギャップ型からアキシャルギャップ型に変更されていることにより発生する、ロータマグネット（インペラ４に取り付けられたマグネット８がこれに相当する。）とステータ部（ベース２に埋め込まれたバックヨーク１７と、それに巻回・固定されたコイル９がこれに相当する。）との間に作用するアキシャル方向の大きな磁気吸引力を緩和して、すべり軸受７のスラスト軸受部となる鍔部（フランジ部）の負担を軽減するので、すべり軸受７の大型化を防いで、耐久性を向上させることができる。また、すべり軸受７の摺動摩擦抵抗を低減させて、消費電力の低減を図ることができる。
【００４０】
なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願の発明の一実施例（実施例１）の薄型電動ポンプの斜視断面図である。
【図２】同薄型電動ポンプの構成部品であるインペラの斜視図である。
【図３】同薄型電動ポンプの構成部品であるステータ部（コイルとバックヨークとから成る）の斜視図である。
【図４】同薄型電動ポンプのケーシング内壁面に垂設されて、冷却用流体を整流するために用いられるシュラウドの各種形状を示す図である。
【図５】本願の発明の他の実施例（実施例２）の薄型電動ポンプの斜視断面図である。
【図６】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１’…薄型電動ポンプ、２…ベース、３…ケーシング、４…インペラ、５…羽根、６…中空固定軸、６ａ…中空部通路、７…すべり軸受、８…マグネット、９…コイル、１０…冷却用流体通路、１１…流入口、１３…排出口、１４…シュラウド、１５…第１の補助マグネット、１６…第２の補助マグネット、１７…バックヨーク、１８…間欠部、１９…入口ベント部分、Ａ…ポンプ室。
【図１】
0004980804.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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