KR20020032882A

KR20020032882A - Cooler for heating element

Info

Publication number: KR20020032882A
Application number: KR1020000063603A
Authority: KR
Inventors: 방걸원; 방석원
Original assignee: 방석원; 주식회사 성도테크
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-04

Abstract

PURPOSE: A cooling fan is provided to be able to enlarge the size of wings with placing power source in the wings and increase air inhalation to enhance cooling effect. CONSTITUTION: The cooling fan consists of a frame(30), with which the fan is organized, field magnets(10), which is arranged toward inside of hall, field magnet coils(20), which wrap the field magnets, magnetic rings(15), which generate magnetism, wings(40), and shaft(50), which rotates wings. The frame uses a screw to guide air from outside. The wings have magnetic rings outside. When power is on, the wings runs because of magnetism, guides air from outside and make CPU or IC cool.

Description

Cooling Fans {COOLER FOR HEATING ELEMENT}

본 발명은 컴퓨터의 CPU 또는 IC와 같은 발열소자를 냉각시키기 위한 냉각팬에 관한 것으로, 특히 날개에 자석을 부착하고 날개와 자석을 일체로 회전시켜 외부 공기를 흡입하므로써 냉각작용을 수행하도록 한 발열소자 냉각팬에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling fan for cooling a heating element, such as a CPU or IC of a computer, and more particularly, a heating element which attaches a magnet to a blade and rotates the blade and the magnet integrally to perform cooling by sucking external air. It relates to a cooling fan.

노트북이나 퍼스널 컴퓨터의 CPU 또는 IC와 같은 구동소자의 구동열을 냉각하기 위한 목적으로 주로 사용되는 냉각팬은, 현재 대개 소형의 단회전식 축류 팬을 사용하는 것이 일반적이다.The cooling fan mainly used for the purpose of cooling the drive heat of the drive element, such as a CPU or IC of a notebook or a personal computer, generally uses a small single-spin axial fan now.

최근에는, CPU 및 IC를 비롯한 구동소자들이 대용량화 및 고속화되는 추세이므로 부하 용량이 급속히 증가되어 자체적으로 대단히 높은 열이 발생되고 있다. 이러한 소자에서의 구동열은 과열에 의한 구동불능 상태를 초래하기도 하고, 주요부품의 손상을 야기시키는 원인이 되기도 한다.Recently, since driving devices including CPUs and ICs have become large in size and high in speed, load capacity has been rapidly increased to generate very high heat on their own. The driving heat in such a device may lead to an inoperable state due to overheating and may cause damage to major components.

냉각팬에 의한 냉각은 대개 팬의 풍량을 증가시키는 방법을 먼저 생각할 수가 있는데 이러한 팬의 풍량은 날개의 크기, 형상, 운전 회전수 등의 다양한 변수에 의해서 결정되며, 특히 일정한 공간내에 사용되므로 공간의 제약, 전력소비 및 소음발생에 대한 문제 또한 각별히 고려하지 않을 수 없다.In general, the cooling by the cooling fan can be considered as a method of increasing the air volume of the fan first, and the air volume of the fan is determined by various variables such as the size of the blade, the shape, and the rotational speed of the fan. Concerns about constraints, power consumption and noise generation also need to be considered.

도 1은 현재 일반적으로 사용되고 있는 발열소자 냉각팬의 구조를 도시한 평면도로서, 발열소자 냉각팬은 모터축(도시하지 않음)에 고정되어 회전하는 허브(1)와, 상기 허브(1)의 외주면에 일체로 형성되는 날개(2)와, 상기 허브(1)와 날개(2)를 외부에서 감싸면서 날개(2)와의 미세하게 이격되는 공간을 통해 외부로부터 공기를 유도하게 되는 프레임(3)로 구성된다.1 is a plan view showing the structure of a heating element cooling fan that is currently commonly used, the heating element cooling fan is a hub (1) is fixed to the motor shaft (not shown) and the outer peripheral surface of the hub (1) Wing (2) integrally formed in, and the frame (3) to induce air from the outside through a space spaced finely with the wing (2) while surrounding the hub (1) and the wing (2) It is composed.

허브(1)는 팬모터(도시하지 않음)의 회전부재이며, 내부에는 자석이 부착되어 전원이 공급될 때 고정부재인 스테이터 코일(도시하지 않음)과의 상호작용으로전자기력에 의해서 회전하게 되는 모터의 회전부재이다.The hub 1 is a rotating member of a fan motor (not shown), and a magnet is attached therein to rotate by electromagnetic force by interaction with a stator coil (not shown), which is a fixed member when power is supplied. It is a rotating member.

날개(2)는 허브(1)의 외주면에 방사상으로 다수개가 일체로 구비되어 허브(1)와 함께 회전하면서 찬공기를 외부로부터 유입하여 CPU 또는 IC와 같은 구동소자에 공급하는 작용을 한다. 그리고 프레임(3)는 날개(2)의 외측에 구비되어 날개(2)의 외측을 감싸면서 날개(2)에 의해 흡입되는 공기를 상기 구동소자로 유도하는 가이드의 역할을 수행한다.The wings 2 are radially provided integrally on the outer circumferential surface of the hub 1 so as to rotate together with the hub 1 to supply cold air from the outside to supply driving devices such as a CPU or an IC. And the frame 3 is provided on the outside of the wing (2) serves to guide the air drawn by the wing (2) to the drive element while surrounding the outside of the wing (2).

한편 날개(2)의 바깥측 외주면과 미세한 간격으로 이격되면서 날개(2)의 외측을 감싸는 형상으로 구비되는 프레임(3)은 저부가 모터의 고정부재와 일체로 연결되면서 상기 구동소자와는 스크류와 같은 별도의 고정수단을 이용하여 프레임체결부(4)를 통해 체결된다.Meanwhile, the frame 3 having a shape surrounding the outer side of the wing 2 while being spaced apart from the outer circumferential surface of the wing 2 at minute intervals has a bottom connected integrally with the fixing member of the motor, and the driving element is such as a screw. It is fastened through the frame fastening portion 4 using a separate fixing means.

특히, 날개(2)의 외주면과 프레임(3)의 내주면간으로 미세하게 이격시켜 형성되는 가이드홀(3a)은 날개(2)에 의해서 유입되는 찬공기를 구동소자로 원활하게 유도되도록 하는 가이드역할을 하게 된다. 따라서 전원선(5)을 통해 모터(도시하지 않음)에 전원이 공급되어 허브(1)가 회전하기 시작하면 허브(1)에 일체로 구비된 다수개의 날개(2)들이 회전하면서 날개(2)의 면간 압력차에 의해 외부에서 공기가 흡입되어 구동소자에 공급된다.In particular, the guide hole (3a) formed by finely spaced between the outer circumferential surface of the wing (2) and the inner circumferential surface of the frame (3) serves as a guide to smoothly guide cold air introduced by the wing (2) to the drive element. Will be Therefore, when power is supplied to a motor (not shown) through the power line 5 and the hub 1 starts to rotate, a plurality of vanes 2 integrally provided in the hub 1 rotate and the vanes 2 are rotated. Air is sucked from the outside by the pressure difference between the planes and is supplied to the driving element.

그러나, 상기 종래의 발열소자 냉각팬은 팬의 중앙에 동력원이 제공되므로 날개의 크기를 작게할 수 밖에 없어 외부 공기의 흡입량이 적고, 따라서 냉각효과가 매우 낮았다. 더욱, 냉각효과를 높이기 위하여 날개의 회전속도를 증가시킬 경우 전력소모가 크고 이에 따른 소음도 함께 증가한다는 문제점이 있었다.However, since the conventional heating element cooling fan is provided with a power source in the center of the fan, the size of the wing is inevitably reduced, so that the intake amount of external air is small, and thus the cooling effect is very low. In addition, when increasing the rotational speed of the blades to increase the cooling effect, there was a problem that the power consumption is large and the noise accordingly increases.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 동력원을 날개의 주위에 설계함으로써 날개의 크기를 증대시키는 것이 가능하고, 외부 공기의 흡입량을 증대시켜 냉각효과가 뛰어난 발열소자 냉각팬을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to design a power source around a wing to increase the size of the wing, and to increase the suction amount of external air, thereby generating excellent cooling effect. It is to provide an element cooling fan.

본 발명의 다른 목적은 상기 냉각팬의 날개를 소형화하므로써 상기 냉각팬을 소형화하고, 이에 따라 전력소비 및 소음발생을 저감하는 동시에 상기 냉각팬을 적용하여 전자장비의 소형화를 꾀하는 것이다.Another object of the present invention is to miniaturize the cooling fan by miniaturizing the wing of the cooling fan, thereby reducing power consumption and noise generation, and at the same time minimizing electronic equipment by applying the cooling fan.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발열소자 냉각팬은 프레임과, 상기 프레임의 상면에 제공된 방사상으로 설치되는 복수의 계자와, 상기 각 계자의 일측을 감싸는 계자코일과, 상기 계자코일과 함께 전자기장을 형성하는 마그네틱링과, 상기 마그네틱링의 내부에 일체로 형성되는 날개와, 상기 날개를 회전시키는 샤프트와, 상기 샤프트를 지지하는 샤프트홀더를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object of the present invention, the heating element cooling fan according to the present invention includes a frame, a plurality of radially provided fields provided on an upper surface of the frame, a field coil surrounding one side of each field, and the field And a magnetic ring forming an electromagnetic field together with a coil, a blade integrally formed inside the magnetic ring, a shaft for rotating the blade, and a shaft holder for supporting the shaft.

도 1은 종래 일반적인 발열소자 냉발열소자 냉각팬각팬의 평면도,1 is a plan view of a conventional general heating element cold heating element cooling fan each fan,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열소자 냉각팬의 평면도,2 is a plan view of a heating element cooling fan according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 계자15 : 마그네틱링10: field 15: magnetic ring

17 : 마그네틱센서20 : 계자코일17: magnetic sensor 20: field coil

30 : 프레임40 : 날개30 frame 40 wing

40a: 가이드홀50 : 샤프트40a: guide hole 50: shaft

55 : 샤프트홀더60 : 프레임체결부55 shaft holder 60 frame fastening part

70 ----- 전원선70 ----- power line

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열소자 냉각팬의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도로서, 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 발열소자 냉각팬은 외부 공기의 흡입을 위한 홀이 형성되어 냉각팬의 몸체를 구성하는 프레임(30)과, 상기 프레임(30)의 날개회전공간인 홀의 내면으로 향하게 배치된계자(10)와, 상기 각 계자(10)의 일측을 감싸는 계자코일(20)과, 상기 프레임(30)의 상부면에 제공되고 계자코일(20)과 함께 전자기장을 형성하는 마그네틱링(15)과, 상기 마그네틱링(15)의 내부에 일체로 형성되는 날개(40)와, 상기 날개(40)를 회전시키는 샤프트(50)와, 계자의 사이에 마그네틱센서(17)가 부착되어 마그네틱링(15)이 회전할 때 계자의 극성을 변화시켜 날개를 회전시키는 구성으로 이루어진다.2 is a plan view of a heating element cooling fan according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 2, as shown, the heating element cooling fan according to the present invention is the suction of the outside air Holes for forming the frame 30 constituting the body of the cooling fan, and the field 10 is disposed toward the inner surface of the hole that is the blade rotation space of the frame 30, and one side of each field 10 The magnetic field coil 20 which wraps around, the magnetic ring 15 which is provided on the upper surface of the frame 30 and forms an electromagnetic field together with the field coil 20, and is integrally formed inside the magnetic ring 15. A magnetic sensor 17 is attached between the blade 40, the shaft 50 for rotating the blade 40, and the field to rotate the blade by changing the polarity of the field when the magnetic ring 15 is rotated. It consists of a configuration.

상기 프레임(30)은 상기 구동소자가 배설된 보드 등에 스크류와 같은 별도의 고정수단을 이용하여 프레임체결부(60)를 통해 체결되는 것으로서, 중앙부에 날개회전공간을 형성하여 날개(40)와의 이격되는 공간, 즉 공기유입 가이드홀(40a)을 통해 외부로부터 공기를 유도한다.The frame 30 is fastened through the frame fastening part 60 by using a separate fixing means such as a screw, etc., on which the drive element is disposed, and is spaced apart from the wing 40 by forming a wing rotation space in the center. Induced air from the outside through the space, that is, the air inlet guide hole (40a).

상기 날개(40)는 외부둘레에 마그네틱링(15)을 가지며, 상기 마그네틱링(15)의 내면에 방사상으로 다수개의 날개가 일체로 구비되고, 전원이 공급될 때 고정부재인 계자코일(20) 및 마그네틱링(15)과의 상호작용으로 전자기력에 의해서 회전하면서 찬공기를 외부로부터 유입하여 CPU 또는 IC와 같은 구동소자에 공급하여 CPU 또는 IC를 냉각하는 작용을 한다. 또한, 상기 날개(40)는 외측의 계자(10) 및 마그네틱링(15)을 소형화할 경우 그에 상응하여 소형화가 가능하고, 동일 크기의 모터 구동 냉각팬에 비해 상대적으로 그 크기를 크게할 수 있다.The wing 40 has a magnetic ring 15 on the outer circumference, a plurality of wings integrally radially provided on the inner surface of the magnetic ring 15, the field coil 20 is a fixed member when the power is supplied And while interacting with the magnetic ring 15, the cold air is introduced from the outside while rotating by the electromagnetic force to supply to a drive element such as the CPU or IC to cool the CPU or IC. In addition, the wing 40 can be miniaturized according to the size of the outer field 10 and the magnetic ring 15, and can be relatively large compared to the motor drive cooling fan of the same size. .

도면의 부호 40a는 외부 공기가 흡입되는 가이드홀을 나타내고, 부호 70은 외부 전원선을 나타낸다.Reference numeral 40a in the drawing denotes a guide hole through which external air is sucked, and reference numeral 70 denotes an external power supply line.

상기 가이드홀(40a)은 각 날개(40) 사이의 이격 공간 및 각 날개(40)의 외주면에 설치된 마그네틱링(15)의 내주면간으로 미세하게 이격시켜 형성되는 공간으로서, 날개(40)에 의해서 유입되는 찬공기를 구동소자로 원활하게 유도되도록 하는 가이드역할을 하게 된다.The guide hole 40a is a space formed by finely spaced between the spaced space between each wing 40 and the inner circumferential surface of the magnetic ring 15 installed on the outer circumferential surface of each wing 40, by the wing 40 It serves as a guide to smoothly guide the incoming cold air to the drive element.

상기 방사상으로 설치된 계자의 사이에는 마그네틱링(15)의 극성(N,S극)을 감지하는 센서(17)가 설치되며 이 센서가 마그네틱링(15)의 극성을 감지하여 계자코일에 흐르는 전류의 방향을 변화시켜 계자의 자계방향을 N극 또는 S극으로 변화시킴으로서 마그네틱링과 일체로 구성된 날개를 회전시키게 되는 것이다.Between the radially installed field sensor 17 is installed to detect the polarity (N, S pole) of the magnetic ring 15, the sensor detects the polarity of the magnetic ring 15 of the current flowing through the field coil By changing the direction to change the magnetic field direction of the field to the north pole or the south pole to rotate the wing integrally formed with the magnetic ring.

다음에, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열소자 냉각팬의 냉각작용을 이하에 기술한다.Next, the cooling operation of the heating element cooling fan according to the preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

먼저, 전원선(70)을 통해 계자(10)에 전원이 공급되면 계자코일(20)이 자화(磁化)되고, 날개(40)의 일측에 부착된 마그네틱링(15)의 극성을 센서(17)가 감지하여 계자코일에 의해 자화된 극성을 변화시킴으로서 날개(40)를 회전시킨다. 계속해서, 회전하는 날개(40)의 면간 압력차에 의해 외부 공기가 흡입되어 구동소자(도시하지 않음)에 공급된다. 이때, 비록 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기한 프레임(30)는 구동소자와 접하는 면이 다수의 홀 또는 프레임(30)의 측벽을 제외한 부분이 하나의 홀을 형성하여 흡입된 외부 공기가 구동소자에 효과적으로 공급될 수 있도록 구성된다.First, when power is supplied to the field 10 through the power line 70, the field coil 20 is magnetized, and the sensor 17 measures the polarity of the magnetic ring 15 attached to one side of the blade 40. ) Rotates the blade 40 by changing the polarization magnetized by the field coil. Subsequently, the outside air is sucked by the inter-plane pressure difference of the rotating blade 40 and supplied to the drive element (not shown). At this time, although not shown in the drawings, the frame 30 has a plurality of holes or portions except the side wall of the frame 30 in contact with the driving element to form one hole, so that the outside air sucked into the driving element It is configured to be effectively supplied.

본 발명의 발열소자 냉각팬에 따르면, 동력원을 날개의 주위에 설계함으로써 날개의 크기를 증대시키는 것이 가능하여 날개의 회전속도가 적더라도 냉각효과를충분히 발휘할 수 있고, 이에 따라 전력소비 및 소음발생을 저감하는 것이 가능하다.According to the heating element cooling fan of the present invention, it is possible to increase the size of the blade by designing a power source around the blade, thereby fully exhibiting the cooling effect even at a low rotational speed of the blade, thereby reducing power consumption and noise generation. It is possible to reduce.

더욱, 날개의 소형화에 따른 냉각팬의 소형화에 의해 전자장비를 소형화시키는 것이 가능하게 된다.Further, the miniaturization of the cooling fan in accordance with the miniaturization of the blade makes it possible to miniaturize the electronic equipment.

Claims

Frame 30 having a rotation space of the wing;

A plurality of fields 10 radially installed on the inner surface of the wing rotation space;

A field coil 20 surrounding one side of each field 10;

A magnetic ring 15 disposed on an upper surface of the frame 30 and forming an electromagnetic field together with the field coil 20;

A wing 40 formed integrally with the inside of the magnetic ring 15;

A shaft 50 for rotating the blade 40; And

Located between the radial field 10 includes a magnetic sensor 17 for sensing the polarity of the magnetic ring 15,

The magnetic sensor 17 detects the polarity of the magnetic ring (15) to change the polarity of the electromagnet formed by the field coil to rotate the blades, characterized in that to rotate the blades.