JP2014145304A - 送風ファン - Google Patents

Abstract

【課題】送風ファンにおいて、モータ部の径方向における小型化を実現する
【解決手段】本発明の一の側面に係る送風ファンでは、シール円筒部２８２の内周面と軸受部２３の外周面との間に位置するシール間隙４７にて潤滑油の界面が位置するシール部４７ａが構成され、シャフト２５と軸受対向部２８１とシール円筒部２８２とが一つながりの導電性部材であり、カップ内壁部２９１とカップ天板部２９２とカップ外壁部２９３とが一つながりの絶縁性部材であり、カップ内壁部と保持部とが、径方向におけるシール円筒部とステータ２１０との間にて、環状の横間隙４９１を介して上下方向に対向する。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風ファンに関する。

ノート型ＰＣ等の小型かつ高性能な電子機器では、筐体内部のＣＰＵ等における発熱量が多い。したがって、発熱対策が重要となる。発熱対策の一手法として、送風ファンを筐体内部に設け、熱の排出が行われる。一方、ノート型ＰＣでは、薄型化が求められている。これに伴い、送風ファンの薄型化も求められている。

米国特許出願公開第２０１２／００５７９６６号明細書に開示されるファンでは、ハブの径方向内側に収容される金属ケースと、シャフトとが、レーザ溶接により締結される。これにより、軸方向におけるシャフトの締結部の厚さを薄くすることができ、モータが薄型化される。
米国特許出願公開第２０１２／００５７９６６号明細書

ところで、送風ファンを薄型化する場合、翼の軸方向の高さが低くなり、送風ファンから送出される風量が低下してしまう。風量を維持しつつ送風ファンを薄型化しようとすると、送風ファンの高さに対する翼の高さの比率を大きくする必要がある。一方、当該比率を大きくすると、翼とハウジングとの軸方向における間隙が小さくなる。このため、インペラの回転時に翼に振れが生じると、翼とハウジングとが接触するおそれがある。

そこで、ラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受とを有する動圧軸受を送風ファンの軸受として採用することにより、翼の振れを低減することが考えられる。しかしながら、薄型の動圧軸受では、潤滑油の界面が位置するシール部が、動圧発生部よりも径方向外側に配置されるため、モータの外径が比較的大きくなる。また、米国特許出願公開第２０１２／００５７９６６号明細書のような送風ファンでは、サージ試験時における金属ケースとステータとの間の放電等を防止するために、ステータを金属ケースから径方向外側に離して配置する必要がある。このため、モータの外径が大きくなってしまう。モータの外径が大きくなると、翼の径方向の長さが短くなってしまうため、送風ファンの風量が低下してしまう。

本発明は、送風ファンにおいて、モータ部の径方向における小型化を実現することを目的としている。

本発明の一の側面に係る送風ファンは、上下方向を向く中心軸を中心として周方向に配列される複数の翼と、前記複数の翼を前記中心軸回りに回転するモータ部と、を備え、前記モータ部が、静止部と、前記静止部に対して回転可能に支持されるとともに前記複数の翼が固定される回転部と、を備え、前記静止部が、ステータと、軸受部と、外周面に前記ステータが固定され、内周面に前記軸受部が固定される環状の保持部と、を備え、前記回転部が、前記軸受部に支持される回転中央部と、前記回転中央部の径方向外側にて前記回転中央部に固定される環状のカップ部と、前記カップ部に固定され、前記ステータの径方向外側に位置するロータマグネットと、を備え、前記回転中央部が、前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して前記中心軸を中心として相対回転するシャフトと、前記シャフトの上端から径方向外方に広がる軸受対向部と、前記軸受対向部から前記軸受部の径方向外側にて下方に向かって延びるシール円筒部と、を備え、前記カップ部が、前記シール円筒部の外周面に固定される円筒状のカップ内壁部と、前記カップ内壁部の上端部から径方向外方に広がるカップ天板部と、前記カップ天板部の外縁部から下方に向かって延びる円筒状のカップ外壁部と、を備え、前記シール円筒部の内周面と前記軸受部の外周面との間に位置するシール間隙にて潤滑油の界面が位置するシール部が構成され、前記軸受部の内周面と前記シャフトの外周面との間のラジアル間隙にて前記シャフトをラジアル方向に支持するラジアル軸受部が構成され、前記軸受対向部の下面と前記軸受部の上面との間の間隙に潤滑油が介在し、前記シャフトと前記軸受対向部と前記シール円筒部とが一つながりの導電性部材であり、前記カップ内壁部と前記カップ天板部と前記カップ外壁部とが一つながりの絶縁性部材であり、前記カップ内壁部と前記保持部とが、径方向における前記シール円筒部と前記ステータとの間にて、環状の横間隙を介して上下方向に対向する。

本発明では、モータ部の径方向における小型化を実現することができる。

図１は、第１の実施形態に係る送風ファンの断面図である。 図２は、モータ部近傍の断面図である。 図３は、スリーブの断面図である。 図４は、スリーブの平面図である。 図５は、スリーブの底面図である。 図６は、軸受部近傍の断面図である。 図７は、第２の実施形態に係る送風ファンの軸受部近傍の断面図である。 図８は、第３の実施形態に係る送風ファンの軸受部近傍の断面図である。

本明細書では、図１中における送風ファンの中心軸に平行な軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係る送風ファン１の断面図である。送風ファン１は、遠心ファンである。送風ファン１は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型ＰＣ」という。）に搭載され、ノート型ＰＣの筐体内部の機器の冷却に利用される。

送風ファン１は、モータ部２と、ハウジング３と、インペラ５と、を含む。インペラ５は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする。インペラ５は、複数の翼５１を含む。複数の翼５１は、中心軸Ｊ１を中心として周方向に配列される。モータ部２は、インペラ５の複数の翼５１を中心軸Ｊ１回りに回転する。ハウジング３は、モータ部２およびインペラ５を収納する。

ハウジング３は、上プレート部３１と、下プレート部３２と、側壁部３３と、を含む。上プレート部３１は、複数の翼５１の上側を覆う。下プレート部３２は、複数の翼５１の下側を覆う。下プレート部３２には、モータ部２が固定される。側壁部３３は、複数の翼５１の側方を覆う。上プレート部３１、側壁部３３および下プレート部３２により、インペラ５を囲む風洞部３０が構成される。

上プレート部３１および下プレート部３２は、アルミニウム合金もしくはステンレス鋼等の金属により、薄板状に形成される。側壁部３３は、アルミニウム合金のダイカストまたは樹脂により成型される。側壁部３３の下端部と下プレート部３２の周縁部とは、ねじ留め等により締結される。上プレート部３１は、側壁部３３の上端部にかしめ等により固定される。上プレート部３１および下プレート部３２はそれぞれ、吸気口３４を含む。吸気口３４は、インペラ５の上方および下方に位置する。上プレート部３１、側壁部３３および下プレート部３２により、複数の翼５１の側方に送風口が構成される。なお、下プレート部３２は、後述する静止部２１の一部でもある。

図２は、モータ部２近傍の断面図である。モータ部２は、アウターロータ型である。モータ部２は、固定組立体である静止部２１と、回転組立体である回転部２２と、を含む。後述するように、静止部２１の一部と回転部２２の一部とにより、軸受装置である軸受機構４が構成されるため、軸受機構４を１つの構成要素と捉える場合は、モータ部２は、静止部２１と、軸受機構４と、回転部２２と、を含む。回転部２２は、軸受機構４により、中心軸Ｊ１を中心として静止部２１に対して回転可能に支持される。

静止部２１は、ステータ２１０と、軸受部２３と、ブッシュ２４と、下プレート部３２と、を含む。軸受部２３は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状である。軸受部２３は、スリーブ２３１と、軸受ハウジング２３２と、を含む。スリーブ２３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。スリーブ２３１は、金属の焼結体である。スリーブ２３１には、潤滑油が含浸されている。

軸受ハウジング２３２は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状である。軸受ハウジング２３２は、スリーブ２３１の外周面および下面を覆う。スリーブ２３１は、接着剤により軸受ハウジング２３２の内周面に固定される。軸受ハウジング２３２は、金属にて形成される。スリーブ２３１は、例えば、圧入により軸受ハウジング２３２の内周面に固定されてもよい。なお、スリーブ２３１と軸受ハウジング２３２との固定には、接着および圧入の両方が用いられてもよい。スリーブ２３１の下面のうち径方向内側の部位は、軸受ハウジング２３２の内底面と、上下方向に離間している。スリーブ２３１の下面と、軸受ハウジング２３２の内周面および内底面とにより、プレート収容部２３９が構成される。

ブッシュ２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略環状の部材である。ブッシュ２４は、好ましくは、絶縁性部材である。ブッシュ２４は、より好ましくは、樹脂により形成される。ブッシュ２４は、ブッシュ主部２４１と、ブッシュ突出部２４２と、を含む。ブッシュ主部２４１と、ブッシュ突出部２４２とは、好ましくは一つながりの部材である。ブッシュ主部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。ブッシュ突出部２４２も、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。ブッシュ突出部２４２の径方向の厚さは、ブッシュ主部２４１の径方向の厚さよりも薄い。ブッシュ突出部２４２は、ブッシュ主部２４１の上面の外周縁部から上方に突出する。

ブッシュ主部２４１の内周面には、軸受ハウジング２３２の外周面下部が接着または圧入にて固定される。なお、軸受ハウジング２３２とブッシュ２４との固定には、接着および圧入の両方が用いられてもよい。また、ブッシュ２４の外周面下部は、下プレート部３２に設けられた孔部に固定される。

ステータ２１０は、中心軸Ｊ１を中心とする略環状の部材である。ステータ２１０は、ブッシュ２４の外周面に固定される。ステータ２１０は、ステータコア２１１と、複数のコイル２１２と、を含む。ステータコア２１１は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。ステータコア２１１は、略円環状のコアバック２１３と、コアバック２１３から径方向外方に突出する複数のティース２１４と、を含む。複数のコイル２１２は、複数のティース２１４のそれぞれに導線が巻回されることで構成される。

コアバック２１３は、ブッシュ２４に圧入にて固定される。コアバック２１３の内周面２１３ａは、ブッシュ主部２４１の外周面２４１ａの上部、および、ブッシュ突出部２４２の外周面２４２ｂの下部に固定される。ブッシュ突出部２４２の上端は、コアバック２１３の上端よりも上方に位置する。なお、コアバック２１３とブッシュ２４との固定には、接着または軽圧入が用いられてもよい。また、コアバック２１３とブッシュ２４との固定には、接着および圧入の両方が用いられてもよい。

上述のように、ブッシュ２４は、外周面にステータ２１０が固定され、内周面に軸受部２３が固定される保持部である。モータ部２では、ブッシュ２４が下プレート部３２に固定されることにより、ステータ２１０と軸受部２３とが、ベース部である下プレート部３２に間接的に固定される。

回転部２２は、回転中央部２８と、カップ部２９と、ヨーク２６１と、ロータマグネット２６２と、を含む。回転中央部２８は、軸受部２３に支持される。カップ部２９は、回転中央部２８とは別部材である。カップ部２９は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。カップ部２９は、回転中央部２８の径方向外側にて回転中央部２８に固定される。

回転中央部２８は、シャフト２５と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、を含む。シャフト２５と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２とは、一つながりの導電性部材である。回転中央部２８は、好ましくは、金属を切削加工することにより形成される。

シャフト２５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。シャフト２５は、軸受部２３のスリーブ２３１に挿入される。換言すれば、スリーブ２３１は、シャフト２５を径方向外方から囲む。シャフト２５は、軸受部２３に対して中心軸Ｊ１を中心として相対回転する。

シャフト２５の下端部には、スラストプレート２５５が設けられる。スラストプレート２５５は、シャフト２５の下端部から径方向外方に広がる略円板状である。スラストプレート２５５の上面には、上方に延びる略円柱状のプレート固定部２５６が設けられる。プレート固定部２５６の外周面には雄ねじ部が設けられる。シャフト２５には、下端から上方に延びる穴部２５１が設けられる。穴部２５１の内周面には雌ねじ部が設けられる。プレート固定部２５６が穴部２５１に螺合することにより、スラストプレート２５５が、シャフト２５の下端部に固定される。

スラストプレート２５５は、上述のプレート収容部２３９に収容される。スラストプレート２５５の上面は、シャフト２５を囲む略円環状の面である。スラストプレート２５５の上面は、スリーブ２３１の下面、すなわち、プレート収容部２３９において下方を向く面と上下方向に対向する。スラストプレート２５５とスリーブ２３１とにより、抜け止め部が構成される。これにより、シャフト２５が軸受部２３から抜けることが防止される。スラストプレート２５５の下面は、軸受ハウジング２３２の内底面と上下方向に対向する。

軸受対向部２８１は、シャフト２５の上端から径方向外方に広がる。軸受対向部２８１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。軸受対向部２８１は、軸受部２３の上方に位置し、軸受部２３と上下方向に対向する。シール円筒部２８２は、軸受対向部２８１から下方に向かって延びる略円筒状である。シール円筒部２８２は、軸受対向部２８１の外周縁部に連続する。シール円筒部２８２は、軸受部２３よりも径方向外側、かつ、ステータ２１０よりも径方向内側に位置する。シール円筒部２８２の内周面は、軸受部２３の外周面上部と径方向に対向する。シール円筒部２８２の内周面と、軸受ハウジング２３２の外周面との間に、シール間隙４７が構成される。シール間隙４７には、潤滑油の界面が位置するシール部４７ａが構成される。

カップ部２９は、カップ内壁部２９１と、カップ天板部２９２と、カップ外壁部２９３と、を含む。カップ内壁部２９１と、カップ天板部２９２と、カップ外壁部２９３とは、一つながりの絶縁性部材である。カップ部２９は、好ましくは、樹脂により形成される。

カップ内壁部２９１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。カップ天板部２９２は、カップ内壁部２９１の上端部から径方向外方に広がる。カップ天板部２９２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。カップ外壁部２９３は、カップ天板部２９２の外縁部から下方に向かって延びる。カップ外壁部２９３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。

カップ内壁部２９１の外周面２９１ｃは、上方に向かうに従って径方向外方に向かう傾斜面を含む。好ましくは、カップ内壁部２９１の外周面２９１ｃの全体が、上方に向かうに従って径方向外方に向かう傾斜面である。換言すれば、カップ内壁部２９１の外径は、カップ天板部２９２に近づくに従って漸次増大する。カップ内壁部２９１の内径は、およそ一定である。したがって、カップ内壁部２９１の径方向の厚さは、カップ天板部２９２に近づくに従って漸次増大する。

カップ内壁部２９１の内周面２９１ａは、シール円筒部２８２の外周面２８２ａに固定される。カップ部２９と回転中央部２８とは、インサート成型により互いに固定される。シール円筒部２８２の外周面２８２ａには、径方向内方に凹む環状の凹部２８２ｂが設けられる。カップ内壁部２９１の内周面２９１ａには、径方向内方に突出する環状の凸部２９１ｂが設けられる。凸部２９１ｂは、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａにおいて、上下方向のおよそ中央部に位置する。凹部２８２ｂは、凸部２９１ｂと嵌合する。

凸部２９１ｂおよび凹部２８２ｂの形状は、様々に変更されてよい。例えば、凸部２９１ｂが、周方向に配置された複数の突起であり、凹部２８２ｂが、当該複数の突起と嵌合する複数の窪みであってもよい。また、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａに凹部が設けられ、シール円筒部２８２の外周面２８２ａに、当該凹部と嵌合する凸部が設けられてもよい。あるいは、シール円筒部２８２の外周面２８２ａ、および、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａに、互いに嵌合する凹凸構造であるローレット構造が形成されてもよい。

シール円筒部２８２の下端は、カップ内壁部２９１の下端よりも下方に位置する。シール円筒部２８２の外周面２８２ａは、凹部２８２ｂよりも下方において、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒面である。シール円筒部２８２の下端部は、ブッシュ主部２４１の上面と上下方向に対向する。シール円筒部２８２の外周面２８２ａは、カップ内壁部２９１の下端よりも下方において、ブッシュ突出部２４２の内周面２４２ａと径方向に対向する。ブッシュ突出部２４２は、シール円筒部２８２と径方向に対向する径方向対向部である。

ブッシュ突出部２４２の上端面と、カップ内壁部２９１の下端面とは、上下方向に対向する。ブッシュ突出部２４２とカップ内壁部２９１とは、径方向において、シール円筒部２８２とステータ２１０との間に位置する。ブッシュ突出部２４２の上端面と、カップ内壁部２９１の下端面との間には、径方向に広がる環状の微小な横間隙４９１が構成される。換言すれば、ブッシュ突出部２４２とカップ内壁部２９１とは、横間隙４９１を介して上下方向に対向する。横間隙４９１の上下方向の高さは、好ましくは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

ブッシュ突出部２４２の内周面２４２ａと、シール円筒部２８２の外周面２８２ａとの間には、上下方向に延びる環状の微小な縦間隙４９２が構成される。縦間隙４９２は、横間隙４９１の内周部に連続し、横間隙４９１から下方に延びる。シール円筒部２８２の下端部と、ブッシュ主部２４１の上面との間には、環状の微小な中間間隙が構成される。中間間隙は、縦間隙４９２の下端部、および、シール間隙４７の下端部に連続する。換言すれば、中間間隙は、縦間隙４９２の下端部と、シール間隙４７の下端部とを接続する。

ヨーク２６１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。ヨーク２６１は、カップ外壁部２９３の内周面に固定される。ロータマグネット２６２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、ヨーク２６１の内周面に固定される。換言すれば、ロータマグネット２６２は、ヨーク２６１を介してカップ外壁部２９３の内周面に間接的に固定される。ロータマグネット２６２は、ステータ２１０の径方向外側に位置する。

図１に示すように、複数の翼５１は、カップ外壁部２９３の外周面に直接的に固定される。複数の翼５１は、翼支持部等の他の部材を介して、カップ外壁部２９３の外周面に間接的に固定されてもよい。

図３は、スリーブ２３１の断面図である。スリーブ２３１の内周面２３１ｂの上部および下部には、複数のヘリングボーン形状の溝で構成される第１ラジアル動圧溝列２７１および第２ラジアル動圧溝列２７２が設けられる。図４は、スリーブ２３１の平面図である。スリーブ２３１の上面２３１ａには複数のスパイラル形状の溝で構成される第１スラスト動圧溝列２７３が設けられる。また、図５は、スリーブ２３１の底面図である。スリーブ２３１の下面２３１ｃにはスパイラル形状の第２スラスト動圧溝列２７４が設けられる。

第１ラジアル動圧溝列２７１および第２ラジアル動圧溝列２７２は、シャフト２５の外周面に設けられてもよい。第１スラスト動圧溝列２７３は、軸受対向部２８１の下面のうちスリーブ２３１の上面２３１ａと対向する領域に設けられてもよい。第２スラスト動圧溝列２７４は、スラストプレート２５５の上面に設けられてもよい。第１スラスト動圧溝列２７３は、ヘリングボーン形状の溝の集合体であってもよい。第２スラスト動圧溝列２７４も、ヘリングボーン形状の溝の集合体であってもよい。

図６は、軸受部２３近傍の断面図である。スラストプレート２５５と軸受ハウジング２３２との間には、下部間隙４２が構成される。具体的には、下部間隙４２は、軸受ハウジング２３２の内底面とスラストプレート２５５の下面との間、および、スラストプレート２５５の側面と軸受ハウジング２３２の底部内周面との間に構成される。下部間隙４２には、潤滑油が介在する。スリーブ２３１の下面２３１ｃと、スラストプレート２５５の上面２５５ａとの間には、第２スラスト間隙４３が構成される。第２スラスト間隙４３には、潤滑油が介在する。第２スラスト間隙４３は、潤滑油の流体動圧を発生させる第２スラスト動圧軸受部４３ａを構成する。第２スラスト間隙４３の外周部には、下部間隙４２が連続する。

シャフト２５の外周面２５ａと、軸受部２３のスリーブ２３１の内周面２３１ｂとの間に、ラジアル間隙４１が構成される。ラジアル間隙４１の下端部は、第２スラスト間隙４３の内周部に連続する。ラジアル間隙４１は、第１ラジアル間隙４１１と、第１ラジアル間隙よりも下方に位置する第２ラジアル間隙４１２と、を有する。

第１ラジアル間隙４１１は、シャフト２５の外周面２５ａと、スリーブ２３１の内周面２３１ｂのうち、図３の第１ラジアル動圧溝列２７１が設けられる部位との間に構成される。また、第２ラジアル間隙４１２は、シャフトの外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ｂのうち、図３の第２ラジアル動圧溝列２７２が設けられる部位との間に構成される。ラジアル間隙４１には潤滑油が介在する。したがって、第１ラジアル間隙４１１および第２ラジアル間隙４１２にも潤滑油が介在する。第１ラジアル間隙４１１および第２ラジアル間隙４１２は、潤滑油の流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部４１ａを構成する。ラジアル動圧軸受部４１ａにより、シャフト２５がラジアル方向に支持される。

軸受部２３の上面と、軸受対向部２８１の下面２８１ａとの間に、第１スラスト間隙４４が構成される。第１スラスト間隙４４は、ラジアル間隙４１の上端部から径方向外方に広がる。第１スラスト間隙４４には潤滑油が介在する。第１スラスト間隙４４のうち図４の第１スラスト動圧溝列２７３が設けられる領域には、潤滑油の流体動圧を発生させる第１スラスト動圧軸受部４４ａが構成される。すなわち、スリーブ２３１の上面２３１ａと、軸受対向部２８１の下面２８１ａとの間の間隙が、潤滑油の流体動圧を発生させる第１スラスト動圧軸受部４４ａを構成する。

第１スラスト動圧軸受部４４ａ、および、第２スラスト動圧軸受部４３ａにより、軸受対向部２８１がアキシャル方向に支持される。第１スラスト動圧軸受部４４ａおよび第２スラスト動圧軸受部４３ａが設けられることにより、シャフト２５の上下方向の遊びのバラツキが低減される。第１スラスト動圧軸受部４４ａと第２スラスト動圧軸受部４３ａとは、上下方向に延びる循環溝により連通している。第１スラスト間隙４４の外周部からは、上述のシール間隙４７が下方に延びる。

モータ部２では、シール間隙４７、第１スラスト間隙４４、ラジアル間隙４１、第２スラスト間隙４３、下部間隙４２が互いに繋がった１つの袋構造をなし、袋構造に潤滑油が連続して存在する。袋構造では、シール円筒部２８２の内周面と軸受部２３の外周面との間に位置するシール間隙４７のみに潤滑油の界面が形成される。袋構造により、潤滑油の漏れを容易に防止することができる。

モータ部２の軸受機構４は、軸受部２３と、シャフト２５と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、上述の潤滑油と、を含む。軸受機構４では、シャフト２５、軸受対向部２８１およびシール円筒部２８２が、潤滑油を介して中心軸Ｊ１を中心として軸受部２３に対して相対回転する。

図１に示すモータ部２では、ステータ２１０に電流が供給されることにより、ロータマグネット２６２とステータ２１０との間に、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。これにより、インペラ５の複数の翼５１が、中心軸Ｊ１を中心として回転部２２と共に回転する。モータ部２によるインペラ５の回転により、吸気口３４からハウジング３内へと空気が吸引され、送風口から送出される。

以上に説明したように、シャフト２５と軸受対向部２８１とシール円筒部２８２とは、一つながりの導電性部材である。カップ内壁部２９１とカップ天板部２９２とカップ外壁部２９３とは、一つながりの絶縁性部材である。カップ内壁部２９１は、シール円筒部２８２の外周面に固定される。カップ内壁部２９１とブッシュ２４とは、径方向におけるシール円筒部２８２とステータ２１０との間にて、環状の横間隙４９１を介して上下方向に対向する。

このため、送風ファン１では、回転中央部２８とステータ２１０のコイル２１２との間における電気的絶縁性を高めることができる。これにより、回転中央部２８とステータ２１０とを近接配置することができるため、ステータ２１０を中心軸Ｊ１に近い位置に配置することができる。したがって、モータ部２の径方向における小型化を実現し、複数の翼５１の径方向の長さを長くすることができる。その結果、風量の低下を防止または抑制しつつ、複数の翼５１の上下方向の高さを小さくして送風ファン１を薄型化することができる。

また、送風ファン１では、ブッシュ２４も絶縁性部材である。ブッシュ２４とカップ内壁部２９１とにより、回転中央部２８とステータ２１０のコイル２１２との間の絶縁性を向上することができる。これにより、ステータ２１０を中心軸Ｊ１にさらに近い位置に配置することができる。その結果、風量の低下を防止または抑制しつつ送風ファン１をさらに薄型化することができる。

送風ファン１では、回転中央部２８が、金属を切削加工することにより形成される場合、回転中央部２８の形状精度を向上することができる。これにより、ラジアル動圧軸受部４１ａ、第１スラスト動圧軸受部４４ａ、第２スラスト動圧軸受部４３ａおよびシール間隙４７を、高精度にて構成することができる。カップ部２９が樹脂により形成される場合、回転部２２が軽量化される。その結果、送風ファン１の消費電力を低減することができる。

カップ内壁部２９１の外周面２９１ｃは、上方に向かうに従って径方向外方に向かう傾斜面を含む。これにより、カップ内壁部２９１の径方向の厚さが、カップ天板部２９２に近づくに従って漸次増大するため、カップ内壁部２９１の強度が増大する。その結果、カップ部２９と回転中央部２８との締結強度を増大させることができる。カップ内壁部２９１の外周面２９１ｃの全体が、上方に向かうに従って径方向外方に向かう傾斜面である場合、カップ部２９と回転中央部２８との締結強度をさらに増大させることができる。

送風ファン１では、シール円筒部２８２の外周面２８２ａに凹部または凸部が設けられ、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａに、当該凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部が設けられる。これにより、カップ部２９と回転中央部２８との締結強度をより一層増大させることができる。

上述のように、ブッシュ２４は、ブッシュ突出部２４２を含み、ブッシュ突出部２４２とカップ内壁部２９１との間に横間隙４９１が構成され、ブッシュ突出部２４２の内周面２４２ａとシール円筒部２８２の外周面２８２ａとの間に、横間隙４９１に連続する縦間隙４９２が構成される。横間隙４９１および縦間隙４９２により、シール間隙４７の径方向外側にラビリンス構造が構成される。これにより、シール間隙４７から気化した潤滑油を含む空気が、軸受機構４の外部へと移動することが抑制される。換言すれば、軸受機構４内の潤滑油の蒸発を抑制することができる。

ブッシュ突出部２４２の外周面２４２ｂは、コアバック２１３の内周面２１３ａと接しており、ブッシュ突出部２４２の上端は、コアバック２１３の上端よりも上方に位置する。このため、コアバック２１３の内周面２１３ａと、ブッシュ２４の外周面との接触面積を大きく確保することができる。その結果、コアバック２１３とブッシュ２４との締結強度を増大させることができる。また、ブッシュ突出部２４２の上端は、コアバック２１３の上端よりも上方に位置することにより、上述のラビリンス構造の上下方向の長さを長くすることもできる。

上述のように、軸受部２３は、スリーブ２３１と、軸受ハウジング２３２と、を含む。このため、軸受部２３の内周部を構成する軸受内周部の材料選択の自由度を向上することができる。また、スリーブ２３１を焼結体とした場合、軸受部２３における潤滑油の保持量を容易に増大することができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の例示的な第２の実施形態に係る送風ファン１ａの軸受部２３近傍の断面図である。送風ファン１ａの回転中央部２８は、図６に示す送風ファン１の回転中央部２８のシール円筒部２８２とは異なる形状のシール円筒部２８２ｅを含む。送風ファン１ａの他の構造は、送風ファン１と同様である。以下、同様の構成には同符号を付す。

送風ファン１と同様に、カップ部２９と回転中央部２８とは、インサート成型により互いに固定される。シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａは、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａに固定される。シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａには、径方向内方に凹む環状の凹部２８２ｂが設けられる。凹部２８２ｂは、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａの凸部２９１ｂと嵌合する。

また、カップ内壁部２９１とブッシュ２４とは、径方向におけるシール円筒部２８２ｅとステータ２１０との間にて、環状の横間隙４９１を介して上下方向に対向する。送風ファン１ａでは、送風ファン１と同様に、回転中央部２８とステータ２１０のコイル２１２との間における電気的絶縁性を高めることができる。これにより、モータ部２の径方向における小型化を実現し、複数の翼５１（図１参照）の径方向の長さを長くすることができる。その結果、風量の低下を防止または抑制しつつ、複数の翼５１の上下方向の高さを小さくして送風ファン１ａを薄型化することができる。

シール円筒部２８２ｅの下端は、カップ内壁部２９１の下端よりも下方に位置する。シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａは、凹部２８２ｂよりも下方において、下方に向かうに従って径方向内方に向かう傾斜面である。したがって、カップ内壁部２９１の下端とシール円筒部２８２ｅの下端との間においても、シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａは、下方に向かうに従って径方向内方に向かう傾斜面である。このため、カップ部２９と回転中央部２８とをインサート成型により固定する際に、シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａと金型との摩擦を防止することができる。その結果、カップ内壁部２９１の下端部にバリが生じることを防止または抑制することができる。

シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａは、例えば、凹部２８２ｂとカップ内壁部２９１の下端との間において、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であってもよい。この場合であっても、カップ内壁部２９１の下端とシール円筒部２８２ｅの下端との間において、シール円筒部２８２ｅの外周面２８２ａが、下方に向かうに従って径方向内方に向かう傾斜面であれば、上記と同様に、カップ内壁部２９１の下端部にバリが生じることを防止または抑制することができる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の例示的な第３の実施形態に係る送風ファン１ｂの軸受部２３近傍の断面図である。送風ファン１ｂは、図６に示す送風ファン１とは異なる形状の回転中央部２８ａを含む。送風ファン１ｂの他の構造は、送風ファン１と同様である。以下、同様の構成には同符号を付す。

回転中央部２８ａは、シャフト２５と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、を含む。シャフト２５の下端部には、スラストプレート２５５が設けられる。スラストプレート２５５は、シャフト２５の下端部から径方向外方に広がる略円板状である。スラストプレート２５５の上面には、上方に延びる略円柱状のプレート固定部２５６ａが設けられる。シャフト２５には、上下方向に延びる貫通孔２５２が設けられる。プレート固定部２５６ａが貫通孔２５２に下方から圧入されることにより、スラストプレート２５５が、シャフト２５の下端部に固定される。プレート固定部２５６ａの外周面は、接着剤により貫通孔２５２の内周面に固定されてもよい。固定部２５６ａとシャフト２５との固定には、接着および圧入の両方が用いられてもよい。回転中央部２８ａは、例えばプレス成型等により形成されてもよい。

シール円筒部２８２の外周面２８２ａ、および、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａは、滑らかな略円筒面である。シール円筒部２８２の外周面２８２ａ、および、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａには、互いに嵌合する凹部および凸部は設けられない。回転中央部２８ａがカップ内壁部２９１の径方向内側に圧入されることにより、シール円筒部２８２の外周面２８２ａが、カップ内壁部２９１の内周面２９１ａに固定される。シール円筒部２８２の外周面２８２ａは、接着剤によりカップ内壁部２９１の内周面２９１ａに固定されてもよい。回転中央部２８ａとカップ部２９との固定には、接着および圧入の両方が用いられてもよい。

送風ファン１ｂでは、送風ファン１と同様に、カップ内壁部２９１とブッシュ２４とが、径方向におけるシール円筒部２８２とステータ２１０との間にて、環状の横間隙４９１を介して上下方向に対向する。このため、回転中央部２８ａとステータ２１０のコイル２１２との間における電気的絶縁性を高めることができる。これにより、モータ部２の径方向における小型化を実現し、複数の翼５１（図１参照）の径方向の長さを長くすることができる。その結果、風量の低下を防止または抑制しつつ、複数の翼５１の上下方向の高さを小さくして送風ファン１ｂを薄型化することができる。

送風ファン１，１ａ，１ｂでは、様々な変更が可能である。

第１スラスト動圧溝列２７３は、軸受ハウジング２３２の上面に設けられてもよく、軸受対向部２８１の下面のうち軸受ハウジング２３２の上面と対向する領域に設けられてもよい。換言すれば、第１スラスト動圧溝列２７３は、軸受部２３の上面、および、軸受対向部２８１の下面２８１ａの少なくとも一方に設けられていればよい。これにより、軸受部２３の上面と軸受対向部２８１の下面２８１ａとの間の第１スラスト間隙４４に、第１スラスト動圧軸受部４４ａが構成される。軸受対向部２８１の下面２８１ａと軸受部２３の上面との間の間隙４４には、必ずしも第１スラスト動圧軸受部４４ａが構成される必要はなく、潤滑油が介在すればよい。

軸受ハウジング２３２は、必ずしも一部材で構成される必要はない。例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状のハウジング円筒部の下端部に、略円板状のキャップが固定されることにより、有底略円筒状の軸受ハウジングが構成されてもよい。この場合、ハウジング円筒部がスリーブ２３１の外周面を覆い、キャップがスリーブ２３１の下面を覆う。また、軸受部２３は、必ずしも、軸受ハウジング２３２にスリーブ２３１が挿入された構造である必要は無く、一部材で構成されてもよい。

シール円筒部２８２の下端は、必ずしも、カップ内壁部２９１の下端よりも下方に位置する必要はなく、例えば、カップ内壁部２９１の下端と上下方向に関しておよそ同じ位置に位置してもよい。この場合、ブッシュ２４では、ブッシュ突出部２４２は設けられず、ブッシュ主部２４１の上面が、シール円筒部２８２の下面、および、カップ内壁部２９１の下端面と上下方向に対向してもよい。これにより、シール間隙４７と横間隙４９１との間に縦間隙４９２は設けられず、横間隙４９１が、シール間隙４７の下端部に連続する。

ブッシュ２４は、例えば、金属等の導電性部材であってもよい。

送風ファン１，１ａ，１ｂでは、吸気口３４は、上プレート部３１および下プレート部３２の一方のみに設けられてもよい。換言すれば、送風ファン１，１ａ，１ｂでは、上プレート部３１または下プレート部３２が吸気口３４を含んでいればよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明に係る送風ファンは、ノート型ＰＣやデスクトップ型ＰＣの筐体内部における機器の冷却、その他の機器の冷却、様々な対象物に対する空気の供給等に利用可能である。さらに、他の用途として利用することができる。

１，１ａ，１ｂ 送風ファン
２ モータ部
３ ハウジング
２１ 静止部
２２ 回転部
２３ 軸受部
２４ ブッシュ
２５ シャフト
２５ａ （シャフトの）外周面
２８，２８ａ 回転中央部
２９ カップ部
３１ 上プレート部
３２ 下プレート部
３３ 側壁部
３４ 吸気口
４１ ラジアル間隙
４１ａ ラジアル動圧軸受部
４４ 第１スラスト間隙
４４ａ 第１スラスト動圧軸受部
４７ シール間隙
４７ａ シール部
５１ 翼
２１０ ステータ
２１２ コイル
２１３ コアバック
２１３ａ （コアバックの）内周面
２１４ ティース
２３１ スリーブ
２３１ａ （スリーブの）上面
２３１ｂ （スリーブの）内周面
２３１ｃ （スリーブの）下面
２３２ 軸受ハウジング
２４２ ブッシュ突出部
２４２ａ （ブッシュ突出部の）内周面
２４２ｂ （ブッシュ突出部の）外周面
２６２ ロータマグネット
２８１ 軸受対向部
２８１ａ （軸受対向部の）下面
２８２，２８２ｅ シール円筒部
２８２ａ （シール円筒部の）外周面
２８２ｂ 凹部
２９１ カップ内壁部
２９１ａ （カップ内壁部の）内周面
２９１ｂ 凸部
２９１ｃ （カップ内壁部の）外周面
２９２ カップ天板部
２９３ カップ外壁部
４９１ 横間隙
４９２ 縦間隙
Ｊ１ 中心軸

Claims (10)

1. 上下方向を向く中心軸を中心として周方向に配列される複数の翼と、
   前記複数の翼を前記中心軸回りに回転するモータ部と、
   を備え、
   前記モータ部が、
   静止部と、
   前記静止部に対して回転可能に支持されるとともに前記複数の翼が固定される回転部と、
   を備え、
   前記静止部が、
   ステータと、
   軸受部と、
   外周面に前記ステータが固定され、内周面に前記軸受部が固定される環状の保持部と、
   を備え、
   前記回転部が、
   前記軸受部に支持される回転中央部と、
   前記回転中央部の径方向外側にて前記回転中央部に固定される環状のカップ部と、
   前記カップ部に固定され、前記ステータの径方向外側に位置するロータマグネットと、
   を備え、
   前記回転中央部が、
   前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して前記中心軸を中心として相対回転するシャフトと、
   前記シャフトの上端から径方向外方に広がる軸受対向部と、
   前記軸受対向部から前記軸受部の径方向外側にて下方に向かって延びるシール円筒部と、
   を備え、
   前記カップ部が、
   前記シール円筒部の外周面に固定される円筒状のカップ内壁部と、
   前記カップ内壁部の上端部から径方向外方に広がるカップ天板部と、
   前記カップ天板部の外縁部から下方に向かって延びる円筒状のカップ外壁部と、
   を備え、
   前記シール円筒部の内周面と前記軸受部の外周面との間に位置するシール間隙にて潤滑油の界面が位置するシール部が構成され、
   前記軸受部の内周面と前記シャフトの外周面との間のラジアル間隙にて前記シャフトをラジアル方向に支持するラジアル軸受部が構成され、
   前記軸受対向部の下面と前記軸受部の上面との間の間隙に潤滑油が介在し、
   前記シャフトと前記軸受対向部と前記シール円筒部とが一つながりの導電性部材であり、
   前記カップ内壁部と前記カップ天板部と前記カップ外壁部とが一つながりの絶縁性部材であり、
   前記カップ内壁部と前記保持部とが、径方向における前記シール円筒部と前記ステータとの間にて、環状の横間隙を介して上下方向に対向する、送風ファン。
2. 前記軸受対向部の前記下面と前記軸受部の前記上面との間の前記間隙にて、前記軸受対向部をアキシャル方向に支持するスラスト動圧軸受部が構成される、請求項１に記載の送風ファン。
3. 前記保持部が絶縁性部材である、請求項１または２に記載の送風ファン。
4. 前記カップ内壁部の外周面が、上方に向かうに従って径方向外方に向かう傾斜面を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の送風ファン。
5. 前記シール円筒部の下端が、前記カップ内壁部の下端よりも下方に位置し、
   前記保持部が、前記シール円筒部の前記外周面と径方向に対向する円筒状の径方向対向部を有し、
   前記径方向対向部と前記カップ内壁部との間に前記横間隙が構成され、
   前記径方向対向部の内周面と前記シール円筒部の前記外周面との間に、前記横間隙に連続する縦間隙が構成される、請求項１ないし４のいずれかに記載の送風ファン。
6. 前記ステータが、
   円環状のコアバックと、
   前記コアバックから径方向外方に突出する複数のティースと、
   前記複数のティースのそれぞれに導線が巻回されることにより構成されるコイルと、
   を有し、
   前記コアバックの内周面が、前記径方向対向部の外周面に固定されており、
   前記径方向対向部の上端が、前記コアバックの上端よりも上方に位置する、請求項５に記載の送風ファン。
7. 前記シール円筒部の下端が、前記カップ内壁部の下端よりも下方に位置し、
   前記カップ内壁部の前記下端と前記シール円筒部の前記下端との間において、前記シール円筒部の前記外周面が、下方に向かうに従って径方向内方に向かう傾斜面である、請求項１ないし６のいずれかに記載の送風ファン。
8. 前記シール円筒部の前記外周面に凹部または凸部が設けられ、前記カップ内壁部の内周面に、前記凹部または前記凸部と嵌合する凸部または凹部が設けられる、請求項１ないし７のいずれかに記載の送風ファン。
9. 前記軸受部が、
   スリーブと、
   前記スリーブの外周面および下面を覆う軸受ハウジングと、
   を備える、請求項１ないし８のいずれかに記載の送風ファン。
10. 前記モータ部および前記複数の翼を収容するハウジングをさらに備え、
    前記ハウジングが、
    前記複数の翼の上側を覆う上プレート部と、
    前記複数の翼の下側を覆うとともに前記モータ部が固定される下プレート部と、
    前記複数の翼の側方を覆う側壁部と、
    を備え、
    前記上プレート部または前記下プレート部が、吸気口を有し、
    前記上プレート部、前記側壁部および前記下プレート部により、前記複数の翼の側方に送風口が構成される、請求項１ないし９のいずれかに記載の送風ファン。

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