(57)【要約】【課題】ファンモータの低コスト化、低騒音化、低電流化を図る。【解決手段】ファン部１の回転軸２を、ハウジング５の軸受部６で回転自在に軸支したファンモータであって、回転軸２と軸受部６のいずれか一方に曲面部２ａを設け、他方に当該曲面部に接する曲面状の内面を有するザグリ部６ａ，６ｂを設けた。【選択図】      図３
2006288050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン部の回転軸を、ハウジングの軸受部で回転自在に軸支したファンモータであって、
前記回転軸と前記軸受部のいずれか一方に曲面部を設け、他方に当該曲面部に接する曲面状の内面を有するザグリ部を設けたことを特徴とするファンモータ。
【請求項２】
前記回転軸の端部を球面状とし、前記軸受部に当該球面状の端部に接する円錐状又は球面状の内面を有する前記ザグリ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
【請求項３】
前記回転軸の端部に円錐状又は球面状の内面を有する前記ザグリ部を設け、前記軸受部に当該ザグリ部に接する球面状の突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
【請求項４】
前記ファン部に設けられたロータのマグネットと、前記ハウジングに設けられたステータのコイルとが軸方向に対面した構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のファンモータ。
【請求項５】
前記ファン部に設けられたロータのマグネットと、前記ハウジングに設けられたステータのコイルとが径方向に同軸に対面した構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型電子機器などの冷却用に用いられる軸流ファンモータやブロアモータの軸受構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファンモータの小型化、低騒音化、低電流化する際に、軸の機械損失の低減やインペラの回転時の振れの低減は必須事項となるが、以下に述べるように従来の軸受構造では価格や構造の面で課題がある。
【０００３】
例えば、ボールベアリングの場合、高回転、低トルクに最適化した設計をしたもの（特許文献１参照）や、使用するボール数を増やしたもの（特許文献２参照）が提案されているが、複雑な構造による小型化の限界や小型、高精度化による高コスト、落下などの衝撃に弱いため取り扱いに注意を要する。
【０００４】
また、メタル（すべり）軸受の場合、含浸油を有効利用して耐久性の向上を図っているものがあるが（特許文献３参照）、製造時に混入した金属片などによって異音が発生したり、接触面積が大きいことによって摩擦などの機械損失が大きくなる。
【特許文献１】特開２００３−２８７０３１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８７０２号公報
【特許文献３】特開２００２−０３４１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、ボールベアリングには耐久性があるものの、構造が複雑なために小型化、軽量化が難しいこと、衝撃やごみなどが容易に異音の発生や破損につながること、これらの対策がそのままコストに反映されることなどの問題がある。
【０００６】
また、メタル軸受はボールベアリングに比して安価で小型な構造にできるものの、製造時に混入した金属片などに起因する異音の問題や、機械損失が大きいことによる耐久性の低下が問題となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、低コスト化、低騒音化、低電流化を実現できるファンモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明のファンモータは、ファン部１の回転軸２を、ハウジング５の軸受部６で回転自在に軸支したファンモータであって、前記回転軸と前記軸受部のいずれか一方に曲面部２ａ，６ｃを設け、他方に当該曲面部に接する曲面状の内面を有するザグリ部６ａ，６ｂ，２ｂ、２ｃを設けた。
【０００９】
また、上記構成において、前記回転軸の端部を球面状２ａとし、前記軸受部に当該球面状の端部に接する円錐状又は球面状の内面を有する前記ザグリ部６ａ，６ｂを設けた。
【００１０】
また、上記構成において、前記回転軸の端部に円錐状又は球面状の内面を有する前記ザグリ部２ｂ，２ｃを設け、前記軸受部に当該ザグリ部に接する球面状の突起部６ｃを設けた。
【００１１】
また、上記構成において、前記ファン部に設けられたロータのマグネット４と、前記ハウジングに設けられたステータのコイル８とが軸方向に対面した構造である。
【００１２】
また、上記構成において、前記ファン部に設けられたロータのマグネット１４と、前記ハウジングに設けられたステータのコイル１８とが径方向に同軸に対面した構造である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、構造や加工が簡単でになるので低コスト化を実現し、回転軸と軸受部材の接触面積が小さくなるので低騒音化、低電流化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の好適な一実施形態につき、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１６】
図１は本発明に係る実施形態のファンモータの平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のブラシレス軸流ファンモータは、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルビデオカメラ、ＰＤＡなどの小型電子機器に搭載されるＣＰＵなどの電子部品の冷却用や他の冷却が必要な装置内に搭載され、インペラが一体的に形成されたロータ（回転子）と、このロータを軸支するステータ（固定子）とを備える。
【００１８】
ロータは、円盤状基部１ａに複数（例えば、５箇所）のインペラブレード１ｂが形成されたインペラ部（ファン部）１と、円盤状基部１ａの中心部Ｌ１に固定された金属製（ＳＵＳなど）の回転軸２と、この回転軸２と同軸に円盤状基部１ａの下面に固定された磁性材料からなる円筒状のヨーク３と、このヨーク３の内面に配置される多極に着磁されたマグネット（永久磁石）４とを有する。インペラブレード部１ｂは、例えば、樹脂材料の射出成形により円盤状基部１ａと一体的に成形される。各インペラブレード部１ｂは、円盤状基部１ａの上面部から側縁部の外方に延びている。
【００１９】
ステータは、ハウジング５の中央部分に上端が開口した筒状の軸受収容部６が立設されており、この軸受収容部６の内周面に回転軸２を軸支する軸受部材７が収容される。軸受部材７は、例えば金属部材（鉄や銅の合金）鉄に潤滑油が含浸されたすべり（メタル）軸受であり、回転軸２をラジアル方向に回転自在に軸支する。軸受部材７は、上端部から下方に部分的に縮径した部位７ａを有しており、この縮径部位７ａが回転軸２の外周面に摺接して軸支する。これは、回転軸２と軸受部材７の接触面積を小さくして摩擦などによる機械損失を低減するためである。
【００２０】
上記ハウジング５における軸受収容部６の周囲には、ステータとしてのコイル巻線８と、このコイル巻線８に通電する回路基板９とが設けられている。回路基板９はフラックスプレート１０を介してハウジング５上に配置されている。コイル巻線８は、ロータのマグネット４に所定の隙間を有して軸方向に対向配置され、コイル巻線８に通電し、励磁される極性を反転させることによって、ロータのヨーク３とマグネット４によりインペラ部１を回転駆動させる。１１はコイル巻線８から延びる配線部分である。
【００２１】
次に、本実施形態の軸受構造について説明する。
【００２２】
図３及び図４は、本実施形態のファンモータの軸受構造の例を拡大して示す部分断面図である。なお、以下では、図１及び図２と同一の要素については同一の番号を付して説明を省略するものとする。
【００２３】
図３（ａ）に示す構造例１では、回転軸２の下端部２ａを凸状曲面（球面）に形成し、軸受収容部６の底面部に円錐状の表面を持つように加工されたザグリ穴部６ａを形成し、回転軸２の下端部２ａをザグリ穴部６ａの内周面に環状に線接触により摺接させてスラスト方向に軸支する。この構造例１では、回転軸２の凸状曲面はその中心が回転軸２の軸線Ｌ１上にあり、ザグリ穴部６ａの円錐状部分の頂部は軸線Ｌ１を通るように形成されて、両部材が同軸方向に位置決めされるように軸支される。
【００２４】
図３（ｂ）に示す構造例２では、回転軸２の下端部２ａを凸状曲面（球面）に形成し、軸受収容部６の底面部に球面状の表面を持つように加工されたザグリ穴部６ｂを形成し、回転軸２の下端部２ａをザグリ穴部６ｂに点接触により摺接させてスラスト方向に軸支する。この構造例２では、回転軸２の凸状曲面とザグリ穴部６ｂの球状内面とはその中心が回転軸２の軸線Ｌ１上にあり、ザグリ穴部６ｂの球面は凸状曲面より大きい半径を持つように形成されて、両部材が同軸方向に位置決めされるように軸支される。
【００２５】
図４（ａ）に示す構造例３は、図３（ａ）の回転軸２の下端部２ａとザグリ穴部６ａの各形状を反転させたもので、回転軸２の下端部に円錐状の表面を持つように加工されたザグリ穴部２ｂを形成し、軸受収容部６の底面部にザグリ穴部２ｂに摺接する球面状の突起部６ｃを形成し、回転軸２の下端部のザグリ穴部２ｂを突起部６ｃに環状に線接触により摺接させてスラスト方向に軸支する。この構造例３では、突起部６ｃの球面はその中心が回転軸２の軸線Ｌ１上にあり、ザグリ穴部２ｂの円錐状部分の頂部は軸線Ｌ１を通るように形成されて、両部材が同軸方向に位置決めされるように軸支される。
【００２６】
図４（ｂ）に示す構造例４は、図３（ｂ）の回転軸２の下端部２ａとザグリ穴部６ｂの各形状を反転させたもので、回転軸２の下端部に球面状の表面を持つように加工されたザグリ穴部２ｃを形成し、軸受収容部６の底面部にザグリ穴部２ｃに摺接する球面状の突起部６ｃを形成し、回転軸２の下端部のザグリ穴部２ｃを突起部６ｃに点接触により摺接させてスラスト方向に軸支する。この構造例４では、回転軸２のザグリ穴部２ｃの球状内面と突起部６ｃの球面とはその中心が回転軸２の軸線Ｌ１上にあり、ザグリ穴部２ｃの球面は突起部６ｃの球面より大きい半径を持つように形成されて、両部材が同軸方向に位置決めされるように軸支される。
【００２７】
本実施形態は、回転軸２の下端部と軸受収容部６の底面部のいずれか一方に球面状の曲面部を設け、他方にこの曲面部に接する曲面状（つまり、円錐状又は球面状）の内面を有するザグリ穴部を設けれることによって実現される。
【００２８】
また、図５に例示するように、ザグリ穴部６ａに接する回転軸２の下端部は、ザグリ穴部と接触する部分Ｒだけを局部的に曲面状に形成していれば足り、下端部全体を球面状にしなくても効果がある。
【００２９】
本実施形態によれば、従来のボールベアリングの場合と比較して、軸受の外形寸法の制約がなく、構造や加工も簡単になるので低コスト化を実現でき、衝撃に対する耐久性も高くなる。
【００３０】
また、従来のメタル軸受と比較して、回転軸の下端部を点又は線接触により軸支し、ザグリ穴部の回転軸の芯出し（回転中心への位置決め）機能によって、上端部の外周面の一部をすべり軸受で軸支すればよいので、回転軸と軸受部材の接触面積が小さくなり、機械損失が低減して低騒音化、低電流化を実現できる。また、ザグリ穴部は回転軸の芯出し（回転中心への位置決め）機能により長期にわたって安定した性能を維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、回転軸に平行に送風する軸流ファンタイプのファンモータのほか、軸に対して垂直方向に送風するブロワーファンタイプでも適用可能である。また、上記実施形態はブラシレスファンモータについてのみ述べたが、これに限定されず、種々の用途のモータに本発明は適用可能であることは言うまでもない。
【００３２】
更に、本実施形態では、ロータのマグネット４とステータのコイル８とが軸方向に対面した構造を例示したが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、ロータのマグネット１４とステータのコイル１８とが径方向に同軸に対面した構造であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施形態のファンモータの平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】本実施形態のファンモータの軸受構造の例を拡大して示す部分断面図である。
【図４】本実施形態のファンモータの軸受構造の例を拡大して示す部分断面図である。
【図５】本実施形態のファンモータの軸受構造の変形例を拡大して示す部分断面図である。
【図６】本実施形態のファンモータの構造の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  インペラ部（ファン部）
１ａ  円盤状基部
１ｂ  インペラブレード部
２  回転軸
２ａ  回転軸の下端部（曲面部）
２ｂ，２ｃ，６ａ，６ｂ  ザグリ穴部（ザグリ部）
３  ヨーク
４，１４  マグネット
５  ハウジング
６  軸受収容部（軸受部）
６ｃ  突起部（曲面部）
７  軸受部材
８，１８  コイル巻線
９  回路基板
１０  フラックスプレート
【図１】
2006288050.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006288050.tif 000007
【図６】
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