(57)【要約】【課題】  インナーロータ型の送風ファンにおいてインナーロータ型の送風ファンにおいて、高静圧且つ高風量の送風特性を得ることを目的とする。【解決手段】  静止部は、ステータと、ステータが固定されるステータ保持部と、を備える。回転部は、中心軸周りに配置された環状のロータハブ部と、ロータハブ部の周面に沿って配置され、ステータの径方向内側に位置するロータマグネットと、ロータハブ部の周方向に沿って並ぶ複数の翼を有するインペラと、を備える。ステータの上端は、ロータマグネットの上端よりも軸方向下方に位置し、インペラは、マグネットの軸方向上方にて、径方向外方に向かって延び、複数の翼は、ステータの軸方向上方に位置している、送風ファン。【選択図】  図１
2015021427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向を向く中心軸周りに回転する回転部を有する送風ファンは、
静止部と、
軸受機構と、
前記静止部に対して前記軸受機構を介して回転可能に支持される回転部と、
を備え、
前記静止部は、
ステータと、
前記ステータが固定されるステータ保持部と、
を備え、
前記回転部は、
前記中心軸周りに配置された環状のロータハブ部と、前記ロータハブ部の周面に沿って配置され、前記ステータの径方向内側に位置するロータマグネットと、
前記ロータハブ部の周方向に沿って並ぶ複数の翼を有するインペラと、
を備え、
前記ステータの上端は、前記ロータマグネットの上端よりも軸方向下方に位置し、前記インペラは、前記マグネットの軸方向上方にて、径方向外方に向かって延び、前記複数の翼は、前記ステータの軸方向上方に位置している、送風ファン。
【請求項２】
前記ロータハブ部と、前記インペラとは、別体であり、
前記ロータハブ部は、
前記ロータマグネットを保持する外周面と、
前記外周面から径方向外方に突出し、下面が前記ロータマグネットと接触する凸部と、
を備え、
前記凸部の上面よりも軸方向下側に前記複数の翼の下端が位置する、
請求項１に記載の送風ファン。
【請求項３】
前記ステータ保持部は、前記ステータの径方向外方において、軸方向上方に向かって突出し、
前記ステータは、前記突出した内面に保持され、前記突出箇所は、前記ステータの最上端よりも軸方向下方に位置する、
請求項１または２のいずれかに記載の送風ファン。
【請求項４】
前記凸部の外端は、前記ロータマグネットの外周面よりも径方向内側に位置しており、
前記凸部の径方向外方および前記ロータマグネットの軸方向上方にはインペラが位置する、
請求項１から３のいずれかに記載の送風ファン。
【請求項５】
前記静止部と、前記軸受機構と、前記回転部とを収納するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、
前記インペラの下側を覆うとともに前記ステータ保持部を有する下プレートと、
前記インペラの側方を覆う側壁部と、
を備え、
前記下プレートまたは前記インペラの上側を覆う上プレートが、吸気口を有し、
前記上プレート、前記側壁部および前記下プレートにより、前記インペラを囲む風洞部が構成され、
前記上プレート、前記側壁部および前記下プレートにより、前記インペラの側方に送風口が構成され、
前記吸気口の上端エッジと前記複数の翼の上端との軸方向間寸法は、前記複数の翼の下端と前記ステータとの軸方向間寸法よりも小さい、
請求項１から４のいずれかに記載の送風ファン。
【請求項６】
前記ステータの少なくとも一部は、前記ロータハブ部及び前記複数の翼の基部の何れよりも径方向外側に位置し、
前記ステータと前記複数の翼の軸方向下側エッジとの軸方向間隙は、前記軸方向間隙と同一径方向位置において、前記複数の翼の周方向翼間を通じて、前記複数の翼の軸方向上側エッジよりも軸方向上方の空間と繋がり、
前記複数の翼の軸方向下側のエッジの少なくとも一部は、前記軸方向間隙を介して前記コイルの上面における径方向何れかの位置と全周に亘り直接に対向する、
請求項５に記載の送風ファン。
【請求項７】
前記ステータは、
環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向内方に向けて伸びる複数のティースと、
前記ティースに装着されるコイルと、
を有し、
前記コアバックの内周面は、前記ロータハブ部及び前記複数の翼の基部の何れよりも径方向外方に位置する、
請求項５または６に記載の送風ファン。
【請求項８】
前記コイルの径方向外側の端縁は、前記ロータハブ部及び前記複数の翼の基部の何れよりも径方向外方に位置する、
請求項７に記載の送風ファン。
【請求項９】
前記翼の径方向外側の端縁は、前記ステータの外周面よりも径方向内方に位置する、
請求項７または８に記載の送風ファン。
【請求項１０】
前記翼の径方向外側の端縁は、前記ステータよりも径方向外方に位置し、
前記静止部は前記ステータの径方向外側に該ステータを囲む外側空隙を有し、
前記翼は、前記ステータよりも径方向外方において、軸方向下方に向けて突出する翼外側部を有する、
請求項５から９のいずれかに記載の送風ファン。
【請求項１１】
前記翼外側部の下端は、ステータの上端よりも軸方向下方に位置する、
請求項１０に記載の送風ファン。
【請求項１２】
前記ステータの外周面の少なくとも一部が露出している、
請求項５から１１のいずれかに記載の送風ファン。
【請求項１３】
前記ステータは、前記コイルと隣り合うコイルの間に充填されるモールド樹脂を有する、請求項７から１２のいずれかに記載の送風ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーロータ型の送風ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートＰＣやタブレットＰＣ等の電子機器では、薄型化が進んでいる。また、高機能化が進んでおり、電子機器内での発熱も著しい。薄型の電子機器内は、電子部品が多くに配置されており、空気が占めるスペースが少ない。よって、電子機器内の部品による発熱が少ない場合においても、電子機器内の温度上昇は速くなる虞がある。そこで、電子機器内部の冷却が必要であり、冷却を目的として電子機器内部に送風ファンが配置される。
【０００３】
薄型ではない電子機器内は、筐体内に電子部品が配置されていない空間が多くあり、搭載される送風ファンに対する負荷は小さい。つまり、筐体内は、低静圧環境である。よって静圧特性が低い送風ファンでも十分に送風することが可能である。
【０００４】
しかし、薄型の電子機器においては、電子部品が配置されていない空間での空気が少なく、搭載される送風ファンに対する負荷は大きい。つまり、筐体内は、高静圧環境である。よって、静圧特性が低い送風ファンでは、十分に送風することができない。
【０００５】
そこで、特許文献１では、羽根車１の吐き出し方向に位置して、ケーシング２の側壁に排気口２１を設けると共に、このケーシング２の側壁の一部に吸気口２４，２５を設けた遠心ファンの構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００９−２０３８３７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、遠心ファンのケーシングの側壁外方において、筐体側に吸気でき得る空間が必要となる。薄型の電子機器において、筐体に平面的な空間を設けることは容易ではなく、そのような平面的な空間には、電子部品を多く配置するため、遠心ファンのケーシングの側壁付近に十分な空間を設けることができない可能性がある。このような場合、特許文献１のような遠心ファンを搭載しても、十分な送風特性を得ることができず、排気される空気の量も十分に確保することができない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、インナーロータ型の送風ファンにおいて、高静圧且つ高風量の送風特性を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上下方向を向く中心軸周りに回転する回転部を有する送風ファンは、静止部と、軸受機構と、前記静止部に対して前記軸受機構を介して回転可能に支持される回転部と、を備え、前記静止部は、ステータと、前記ステータが固定されるステータ保持部と、を備え、前記回転部は、前記中心軸周りに配置された環状のロータハブ部と、前記ロータハブ部の周面に沿って配置され、前記ステータの径方向内側に位置するロータマグネットと、前記ロータハブ部の周方向に沿って並ぶ複数の翼を有するインペラと、を備え、前記ステータの上端は、前記ロータマグネットの上端よりも軸方向下方に位置し、前記インペラは、前記マグネットの軸方向上方にて、径方向外方に向かって延び、前記複数の翼は、前記ステータの軸方向上方に位置している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インナーロータ型の送風ファンにおいて、高静圧且つ高風量の送風特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】図２は、モータ近傍の断面図である。
【図３】図３は、スリーブの断面図である。
【図４】図４は、スリーブの平面図である。
【図５】図５は、スリーブの底面図である。
【図６】図６は、軸受部近傍の断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るモータ近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書では、図１中における送風ファン１の中心軸Ｊ１方向における上側を単に「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Ｊ１を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼ぶ。中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。中心軸Ｊ１に平行な方向を、単に「軸方向」と呼ぶ。
【００１２】
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の縦断面図である。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に搭載され、コンピュータの筐体内部の機器の冷却に利用される。
【００１３】
送風ファン１は、モータ部２と、インペラ３と、ハウジング５と、を含む。インペラ３の中心軸は、モータ部２の中心軸Ｊ１と一致する。インペラ３は、複数の翼３１を含む。複数の翼３１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、複数の翼３１を中心軸Ｊ１回りに回転する。ハウジング５は、モータ部２およびインペラ３を収納する。
【００１４】
ハウジング５は、上プレート５１と、下プレート５２と、側壁部５３と、を含む。上プレート５１は、複数の翼３１の上側を覆う。下プレート５２は、複数の翼３１の下側を覆う。下プレート５２には、モータ部２が固定される。側壁部５３は、複数の翼３１の側方を覆う。上プレート５１、側壁部５３および下プレート５２により、インペラ３を囲む風洞部５０が構成される。
【００１５】
上プレート５１および下プレート５２は、アルミニウム合金また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５３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５３の下端部と下プレート５２の周縁部とは、ねじ留め等により締結される。上プレート５１は、側壁部５３の上端部にかしめ等により固定される。上プレート５１は、吸気口５４を含む。吸気口５４は、インペラ３の上方に位置する。上プレート５１、側壁部５３および下プレート５２により、複数の翼３１の側方に送風口が構成される。なお、下プレート５２は、モータ部２の後述する静止部２１の一部でもある。
【００１６】
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３の複数の翼３１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３の回転により、吸気口５４からハウジング５内へと空気が吸引され、送風口から送出される。
【００１７】
図２は、モータ部２近傍の縦断面図である。モータ部２は、インナーロータ型である。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。
【００１８】
静止部２１は、ステータ２１０と、軸受部２３と、下プレート５２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、スリーブハウジング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４０が含浸されている。軸受部２３を２部材とすることにより、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を焼結体とすることにより、軸受部２３における潤滑油４０の保持量を容易に増大することができる。
【００１９】
スリーブハウジング２３２は、中心軸Ｊ１を中心とする有底略円筒状である。スリーブハウジング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２３３によりスリーブハウジング２３２の内周面に固定される。スリーブハウジング２３２は、樹脂にて形成される。好ましくは、スリーブ２３１とスリーブハウジング２３２との固定には、接着および圧入の両方が用いられる。スリーブ２３１の下面のうち径方向内側の部位は、スリーブハウジング２３２の内底面と、上下方向に離間する。スリーブ２３１の下面と、スリーブハウジング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。
【００２０】
下プレート５２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円状の貫通孔を有する。下プレート５２は、軸受部保持部５２１と、平板部５２２と、ステータ保持部５２３と、を含む。軸受部保持部５２１と、平板部５２２と、ステータ保持部５２３とは、好ましくは一繋がりの部材である。軸受部保持部５２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。軸受部保持部５２１は、平板部５２２内端から軸方向上側に延びる。軸受部保持部５２１は、その内周面において、軸受部２３を保持する。軸受部保持部５２１の内周面は、スリーブハウジング２３２外周面と当接する。ステータ保持部５２３も、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。ステータ保持部５２３は、ステータ２１０の径方向外方において、下プレート５２から軸方向上方に向かって突出している。ステータ保持部５２３は、ステータ２１０を保持する内周面を有する。
【００２１】
軸受部保持部５２１の内周面には、スリーブハウジング２３２の外周面下部が接着剤を用いて固定される。スリーブハウジング２３２と軸受部保持部５２１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。
【００２２】
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、下プレート５２のステータ保持部５２３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から径方向内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。
【００２３】
コアバック２１３は、ステータ保持部５２３に挿入し接着される。コアバック２１３の外周面は、ステータ保持部５２３の内周面に固定される。ステータ保持部５２３の上端は、コアバック２１３の上端よりも下方に位置する。コアバック２１３とステータ保持部５２３との固定には、軽圧入または圧入が用いられてもよい。圧入において、接着剤を併用させてもよい。コアバック２１３とステータ保持部５２３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。
【００２４】
上述のように、下プレート５２は、外方に風洞部５０を形成し、内方に軸受部２３が固定され、その間にステータ２１０が固定される構成である。モータ部２では、ステータ２１０と軸受部２３とが、ベース部である下プレート５２に直接的に固定される。
【００２５】
インペラ３は、インペラ支持部２９と複数の翼３１とを含む。インペラ支持部２９は、インペラ円筒部２９１とインペラリング部２９２とを含む。翼３１は、翼内側部３１ａと翼外側部３１ｂとを含む。インペラ円筒部２９１と、インペラリング部２９２と、複数の翼３１とは好ましくは一繋がりの部材である。
【００２６】
インペラリング部２９２は、中心軸Ｊ１を中心として略円盤形状に形成されている。インペラリング部２９２は、インペラ円筒部２９１から径方向外方に延びている。。インペラリング部２９２のは、インペラ円筒部２９１の下端から外方に延びている。インペラリング部２９２の内方には、軸方向上側に延びるインペラ円筒部２９１を備える。インペラリング部２９２の外方には、中心軸Ｊ１を中心として周方向に配列された複数の翼３１を備える。換言すれば、複数の翼３１は、インペラリング部２９２を介してインペラ円筒部２９１と繋がっている。
【００２７】
インペラ円筒部２９１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。インペラ円筒部２９１は、インペラリング部２９２の内端から軸方向上方に広がる。インペラ円筒部２９１の内周面は、シール円筒部２８２の外周面と対向している。インペラ円筒部２９１の下端は、凸部２８３と対向している。
【００２８】
インペラ円筒部２９１の内周面は、シール円筒部２８２の外周面に固定される。インペラ支持部２９は、ロータハブ部２８に挿入される。ロータハブ部２８とインペラ支持部２９とは、挿入および接着、または、接着および圧入により固定される。インペラ円筒部２９１の下端は、凸部２８３の上面に接する。なお、ロータハブ部２８とインペラ３とは、一繋がりの部材であってもよい。
【００２９】
翼内側部３１ａは、その内側端部がインペラリング部２９２と連結され、外側は翼外側部３１ｂと一繋がりで形成される。翼内側部３１ａは、その内側端部はステータ外径よりも内側に位置し、外側端部はステータ外径よりもおおよそ外側に位置する。インペラリング部２９２は、翼３１の基部の機能を有する。翼内側部３１ａの内側端部は、ステータ２１０の上に位置する。翼内側部３１ａは、その上端がインペラリング部２９２の上端と同一高さで形成されている。これにより、翼３１の保持強度が確保される。翼内側部３１ａの上端は、凸部２８３およびロータマグネット２６２の上面よりも軸方向上側に位置する。翼内側部３１ａの上方の一部は、吸気口５４が位置する。翼内側部３１ａは、その下端がインペラリング部２９２の下端と同一高さで形成されている。翼内側部３１ａの下端は、凸部２８３の下面およびロータマグネット２６２の上面よりも軸方向下側に位置する。翼内側部３１ａの下端は、コイル２１２の上端と軸方向において対向する。
【００３０】
翼外側部３１ｂは、その内側端部が翼内側部３１ａと繋がる。翼内側部３１ａと翼外側部３１ｂとは、おおよそステータ保持部５２３の上付近で繋がる。翼外側部３１ｂの軸方向長さは、翼内側部３１ａの軸方向長さよりも長い。翼外側部３１ｂの外端は、側壁５３の内壁と対向する。翼外側部３１ｂは、その上端が翼内側部３１ａの上端と同一高さで形成されている。翼内側部３１ａの上端は、上プレート５１の下面と対向する。翼外側部３１ｂは、その下端がロータマグネット２６２の上面よりも軸方向下側に位置する。翼外側部３１ｂの下端は、下プレート５２と対向する。
【００３１】
風洞部５０は、その下側において、ステータ保持部５２３の外周と側壁５０の内周が対向し、翼３１の翼外側部３１ｂ下端と下プレート５２が対向する空間を備える。
【００３２】
回転部２２は、ロータハブ部２８と、抜止部２５５と、ロータマグネット２６２と、を含む。ロータハブ部２８は、軸受部２３に支持される。インペラ３は、ロータハブ部２８の外周に保持される。
【００３３】
ロータハブ部２８は、シャフト２５１と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、凸部２８３と、マグネット保持部２８４とを含む。シャフト２５１と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、凸部２８３と、マグネット保持部２８４とは、一繋がりの部材である。ロータハブ部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。
【００３４】
シャフト２５１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。シャフト２５１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２５１を径方向外方から囲む。シャフト２５１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。
【００３５】
抜止部２５５は、シャフト２５１の下部に設けられる。抜止部２５５は、プレート部２５６と、プレート固定部２５７と、を含む。プレート部２５６は、シャフト２５１の下端部から径方向外方に広がる略円板状である。プレート部２５６はスリーブ２３１の下面よりも直径が小さい。プレート固定部２５７は、プレート部２５６の上面から上方に向かって窪む。プレート固定部２５７の外周面には雄ねじ部が設けられる。シャフト２５１には、下端から上方に延びる穴部２５２が設けられる。穴部２５２の内周面には雌ねじ部が設けられる。プレート固定部２５７が穴部２５２に螺合することにより、プレート部２５６が、シャフト２５１の下端部に固定される。
【００３６】
スリーブ２３１およびプレート部２５６は、スリーブハウジング２３２の内側に位置する。プレート部２５６は、上述のプレート収容部２３９に収容される。プレート部２５６の上面は、略円環状の面である。プレート部２５６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すなわち軸方向に対向する。プレート部２５６とスリーブ２３１とにより、シャフト２５１が軸受部２３から抜けることが防止される。プレート部２５６の下面は、スリーブハウジング２３２の内底面と軸方向に対向する。
【００３７】
軸受対向部２８１は、シャフト２５１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と軸方向に対向する。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、ロータマグネット２６２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、スリーブハウジング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４０の界面が位置するシール部４７ａが構成される。シール円筒部２８２の外周面には、径方向外方に突出する凸部２８３が設けられる。
【００３８】
マグネット保持部２８４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。マグネット保持部２８４は、シール円筒部２８２から下方に延びる。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、マグネット保持部２８４の外周面に固定される。ロータマグネット２６２は、ステータ２１０の径方向内側に位置する。ステータ２１０の上端は、ロータマグネット２６２の上端よりも軸方向下方に位置する。
【００３９】
下プレート５２の平板部５２２の上面と、マグネット保持部２８４の下端面とは、軸方向に対向する。さらに、下プレート５２の平板部５２２の上面と、ロータマグネット２６２の下端面とも、軸方向に対向する。下プレート５２の平板部５２２の上面と、マグネット保持部２８４の下端面との間および、下プレート５２の平板部５２２の上面と、ロータマグネット２６２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、下プレート５２の平板部５２２とマグネット保持部２８４および、下プレート５２の平板部５２２とロータマグネット２６２とは、横間隙４９１を介して軸方向に対向する。横間隙４９１の軸方向の高さは、好ましくは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【００４０】
マグネット保持部２８４の内周面と、軸受部保持部５２１の外周面との間には、軸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から上方に延びる。マグネット保持部２８４の上方内斜面と、軸受部保持部５２１の上端面との間には、環状の微小な中間間隙４９３が構成される。中間間隙４９３は、縦間隙４９２の上端部に連続する。換言すれば、中間間隙４９３は、縦間隙４９２の上端部と、シール間隙４７の下端部とを接続する。
【００４１】
横間隙４９１および縦間隙４９２、さらには中間間隙４９３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４０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。その結果、軸受機構４内の潤滑油４０の蒸発を抑制することができる。
【００４２】
図１に示すように、複数の翼３１は、シール円筒部２８２の外周面にインペラ支持部２９を介して間接的に固定される。複数の翼３１は、インペラ支持部２９等の他の部材を介さず、シール円筒部２８２の外周面に直接的に固定されてもよい。
【００４３】
図３は、スリーブ２３１の縦断面図である。スリーブ２３１の内周面２７１の上部および下部には、第１ラジアル動圧溝列２７２および第２ラジアル動圧溝列２７３が設けられる。第１ラジアル動圧溝列２７２および第２ラジアル動圧溝列２７３のそれぞれは、複数のヘリングボーン形状の溝で構成される。図４は、スリーブ２３１の平面図である。スリーブ２３１の上面２７４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２７５が設けられる。図５は、スリーブ２３１の底面図である。スリーブ２３１の下面２７６にはスパイラル形状の第２スラスト動圧溝列２７７が設けられる。
【００４４】
第１ラジアル動圧溝列２７２および第２ラジアル動圧溝列２７３は、シャフト２５１の外周面に設けられてもよい。第１スラスト動圧溝列２７５は、軸受対向部２８１の下面のうちスリーブ２３１の上面２７４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２７７は、プレート部２５６の上面に設けられてもよい。第１スラスト動圧溝列２７５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２７７も、ヘリングボーン形状の溝の集合体であってもよい。
【００４５】
図６は、軸受部２３近傍の縦断面図である。プレート部２５６とスリーブハウジング２３２との間には、下部間隙４２が構成される。下部間隙４２には、潤滑油４０が介在する。プレート部２５６の側面とスリーブハウジング２３２の底部内側面との間には、プレート周辺空間４８が構成される。プレート周辺空間４８には、潤滑油４０が存在する。スリーブ２３１の下面と、プレート部２５６の上面との間には、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４０が介在する。第２スラスト間隙４３は、潤滑油４０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。プレート周辺空間４８により、第２スラスト間隙４３の外周部から下部間隙４２の外周部まで潤滑油４０が連続して存在する。
【００４６】
シャフト２５１の外周面と、スリーブ２３１の内周面との間に、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４１１よりも下方に位置する第２ラジアル間隙４１２と、を含む。
【００４７】
第１ラジアル間隙４１１は、シャフト２５１の外周面と、スリーブ２３１の内周面のうち、図３の第１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。第２ラジアル間隙４１２は、シャフト２５１の外周面と、スリーブ２３１の内周面のうち、第２ラジアル動圧溝列２７３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４０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４０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２５１がラジアル方向に支持される。
【００４８】
軸受部２３の上面と、軸受対向部２８１の下面との間に、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４０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２７５が設けられる領域には、潤滑油４０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２７４と、軸受対向部２８１の下面との間の間隙が、潤滑油４０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。
【００４９】
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２５１の軸方向の遊びのバラツキが低減される。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。
【００５０】
スリーブ２３１の外周面と、スリーブハウジング２３２の内周面との間には、循環路４５が構成される。循環路４５は、第１スラスト動圧軸受部４４ａの外周部と第２スラスト動圧軸受部４３ａの外周部とを連通する。
【００５１】
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、プレート周辺空間４８、下部間隙４２および循環路４５が互いに繋がった１つの袋構造をなし、袋構造に潤滑油４０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４０の界面が形成される。袋構造により、潤滑油４０の漏れを容易に防止することができる。
【００５２】
モータ部２の軸受機構４は、シャフト２５１と、スリーブ２３１と、スリーブハウジング２３２と、接着剤２３３と、プレート部２５６と、軸受対向部２８１と、シール円筒部２８２と、上述の潤滑油４０と、を含む。軸受機構４では、シャフト２５１、プレート部２５６、軸受対向部２８１およびシール円筒部２８２が、潤滑油４０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。
【００５３】
送風ファン１では、ロータハブ部２８が、金属を切削加工することにより形成される場合、ロータハブ部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。
【００５４】
図７は、本発明の例示的な第２の実施形態に係るモータ近傍の断面図である。図７の送風ファン１は、第１の実施形態に係る送風ファンよりさらに小型の送風ファン１Ｃである。送風ファン１Ｃのインペラ３は、翼３１Ｃの径方向外側の端縁は、ステータ２１０の外周面よりも径方向内方に位置する。インペラ支持部２９Ｃは、インペラ円筒部２９１とインペラリング部２９２Ｃとを含む。インペラリング部２９Ｃの下端は、凸部２８３の下面よりも上に位置する。インペラリング部２９Ｃの下面は、ロータマグネット２６２の上面とは隙間を介して対向する。インペラリング部２９Ｃの上面は、インペラ円筒部２９１から繋がる斜面を有する。
【００５５】
翼３１Ｃは、ステータ２１０の上側に配置される。翼３１Ｃの内端は、後述するティース２１４Ｃの先端付近と軸方向に対向する。翼３１Ｃの外端は、ステータ２１０の外周面よりも径方向内方に位置する。翼３１Ｃの外端は、おおよそコイル２１２の外端付近と軸方向に対向する。このような構成とすることにより、ステータ２１０の上方外端を風洞５０に露出させることができ、ステータ２１０を冷却することができる。また、翼３１Ｃの外端は、上プレート５１の内縁よりも径方向内側に位置する。換言すれば翼３１Ｃの外端は、平面視において、吸気口５４から目視できる。翼３１Ｃの下端は、インペラリング部２９２Ｃと面位置である。翼３１Ｃの下端は、凸部２８３の下面およびロータマグネット２６２の上面よりも上に位置する。
【００５６】
ステータコア２１１Ｃは、薄板状の珪素鋼板にて形成される。ステータコア２１１Ｃは、略円環状のコアバック２１３と、コアバック２１３から径方向内方に突出する複数のティース２１４Ｃと、を含む。ティース２１４Ｃの先端は、軸方向上側に向けて折り曲げられており、この折り曲げ面（内面）とロータマグネット２６２の外周面が径方向に対向する。ティース２１４Ｃの先端の上端は、インペラ３Ｃと対向する。本実施形態において、１枚の珪素鋼板を示したが、複数枚を積層し、１枚のみ折り曲げる構造であってもよい。
【００５７】
コアバック２１３Ｃは、ステータ保持部５２３Ｃに挿入される。本実施形態のステータ保持部は、上側に突出しておらず下プレート５２に凹部を設けることによりステータ２１０を保持している。モータ部２の他の構成は、図２と同様である。
【００５８】
本発明の送風ファン１は、軸方向を向く中心軸Ｊ１周りに回転する回転部２２を有する。静止部２１と、軸受機構４と、静止部２１に対して軸受機構４を介して回転可能に支持される回転部２２と、を備える。静止部２１は、ステータ２１０と、ステータ２１０が固定されるステータ保持部５２３と、を備える。回転部２２は、中心軸Ｊ１周りに配置された環状のロータハブ部２８と、ロータハブ部２８の周面に沿って配置され、ステータ２１０の径方向内側に位置するロータマグネット２６２と、ロータハブ部２８の周方向に沿って並ぶ複数の翼３１を有するインペラ３と、を備える。ステータ２１０の上端は、ロータマグネット２６２の上端よりも軸方向下方に位置する。インペラ３は、マグネットの軸方向上方にて、径方向外方に向かって延びる。複数の翼３１は、ステータ２１０の軸方向上方に位置している。
【００５９】
本発明は、上記のような構成とすることで、翼３１の下端とステータ２１０上端との軸方向寸法を確保することが可能となる。そして、翼３１とステータ２１０との干渉を防止し、翼３１の軸方向寸法を確保することができる。これにより、風量の確保が可能となる。
【００６０】
また、ハウジング５を備えた場合には、上記構成を採用することにより、上プレート５１と、翼３１との軸方向を確保することが可能となる。また、ステータ２１０と翼３１との距離を確保しつつ、送風ファン１の軸方向全体の高さに対して相対的に軸方向下方に配置することが可能となる。電子機器の筐体内の電子部品が占める比率が高い場合（電子機器が薄型の場合）においては、送風ファン１の吸気口５４の上側に十分に空間がなく、吸気効率が極めて低い。上記送風ファン１の構成を採用することで、上プレート５１と羽根との距離を確保することが可能となり翼３１に突入する空気が溜まる空間を構成することが可能となる。これにより、風量特性の高い送風ファン１を提供することが可能となる。
【００６１】
また、送風ファン１に吸気された空気は、吸気口５４から送風ファン１内部に入り、上プレート５１とステータ２１０との間の空間を通過し、風洞５０に到達する。この際に、上プレート５１の下面とステータ２１０上端との軸方向寸法は、上プレート５１下面と下プレート５２上面との軸方向寸法よりも小さい。つまり、空気流はベルヌイの定理より、ステータ２１０の上方を通過する空気の流速が速くなる。空気が逆流しようとした際に、ステータ２１０の上方を通過して吸気口５４に辿りつく必要があるが、流速が高い領域を逆流する必要があり、容易に逆流できない。換言すれば、上記構成を採用する送風ファン１は静圧特性が高いといえる。
【００６２】
本発明の送風ファン１は、ロータハブ部２８と、インペラ３とは、別体である。ロータハブ部２８は、ロータマグネット２６２を保持する外周面と、外周面から径方向外方に突出し、下面がロータマグネット２６２と接触する凸部２８３と、を備える。そして、凸部２８３の上面よりも軸方向下側に複数の翼３１の下端が位置する。
【００６３】
本発明は、上記のような構成とすることで、翼３１の下端を下げている。翼３１の下端を下げると、翼３１の軸方向寸法を確保することが可能となる。これにより風量の確保が可能となる。
【００６４】
本発明の送風ファン１は、ステータ保持部５２３は、ステータ２１０の径方向外方において、軸方向上方に向かって突出している。ステータ２１０は、突出した内面に保持され、突出箇所は、ステータ２１０の最上端よりも軸方向下方に位置する。
【００６５】
本発明は、上記のような構成とすることで、ステータ保持部５２３の突出箇所よりも径方向外方において、周方向に拡がる風洞部５０が形成される。空気を流した場合、空気の流れへの阻害を低減し、空気を円滑に外部に排出することが可能となる。また、翼３１の上端を低い位置に設けることも可能となる。
【００６６】
本発明の送風ファン１は、凸部２８３の外端は、ロータマグネット２６２の外周面よりも径方向内側に位置する。凸部２８３の径方向外方およびロータマグネット２６２の軸方向上方にはインペラ３が位置する。
【００６７】
本発明の送風ファン１は、静止部２１と、軸受機構４と、回転部２２とを収納するハウジング５をさらに備える。ハウジング５は、インペラ３の下側を覆うとともにステータ保持部５２３を有する下プレート５２と、インペラ３の側方を覆う側壁部５３と、を備える。下プレート５２またはインペラ３の上側を覆う上プレート５１が、吸気口５４を有する。上プレート５１、側壁部５３および下プレート５２により、インペラ３を囲む風洞部５０が構成される。上プレート５１、側壁部５３および下プレート５２により、インペラ３の側方に送風口が構成される。吸気口５４の上端エッジと複数の翼３１の上端との軸方向間寸法は、複数の翼３１の下端とステータ２１０との軸方向間寸法よりも小さい。本発明は、このような構成とすることで、吸気量が多くなり、風量が増加する。
【００６８】
本発明の送風ファン１は、ステータ２１０の少なくとも一部は、ロータハブ部２８及び複数の翼３１の基部の何れよりも径方向外側に位置する。ステータ２１０と複数の翼３１の軸方向下側エッジとの軸方向間隙は、軸方向間隙と同一径方向位置において、複数の翼３１の周方向翼間を通じて、複数の翼３１の軸方向上側エッジよりも軸方向上方の空間と繋がる。複数の翼３１の軸方向下側のエッジの少なくとも一部は、軸方向間隙を介してコイルの上面における径方向何れかの位置と全周に亘り直接に対向する。
【００６９】
本発明は、上記のような構成とすることで、送風ファン１においては、軸方向に吸気された空気を、ステータ２１０に直接あてることができる。そしてその後、翼３１によって径方向外方に排気される。この作用により、ステータ２１０を強制冷却することが可能となる。よって、送風ファン１の高速回転化が可能となる。また高温環境下において送風ファン１を使用した場合、ステータ２１０の温度上昇を抑えることが可能となる。
【００７０】
本発明の送風ファン１は、ステータ２１０は、環状のコアバック２１３と、コアバック２１３から径方向内方に向けて伸びる複数のティース２１４と、ティース２１４に装着されるコイル２１２と、を有する。コアバック２１３の内周面は、ロータハブ部２８及び複数の翼３１の基部の何れよりも径方向外方に位置する。本発明は、このような構成とすることで、コアバック２１３全体を冷却することが可能となる。
【００７１】
本発明の送風ファン１は、コイル２１２の径方向外側の端縁（不図示）は、ロータハブ部２８及び複数の翼３１の基部の何れよりも径方向外方に位置する。
【００７２】
本発明は、上記のような構成とすることで、コイル２１２を直接冷却することができる。コイル２１２を直接冷却できれば、モータの寿命を延ばすことができる。本発明の送風ファン１において吸気された風は、軸方向に翼３１を通過し、コイル２１２とコイル２１２の間を更に通過する。よって、この構成を採用することによって、コイル２１２の上方だけを通過する、もしくはコイル２１２の下方だけを通過する空気流と比較して、冷却効率が高くなる。しかしながら、コイル２１２の間を通過する流路がある分だけ風量特性が低下する。また、騒音も悪化する。ただし、一度、コイル２１２とコイル２１２の間に入った風は、時間差で上方に帰ってくる。つまり、コイル２１２とコイル２１２の間を通った空気は、別の経路から外部に排気されるわけではない。換言すれば、風量の低下はそれほど大きくないと考えられる。
【００７３】
本発明の送風ファン１Ｃは、翼３１Ｃの径方向外側の端縁は、ステータ２１０の外周面よりも径方向内方に位置する。
【００７４】
本発明は、上記のような構成とすることで、翼３１Ｃから吐き出された空気の流路にステータ２１０が露出するため、よりステータ２１０の冷却が可能となる。一般的に、翼３１Ｃから排出された風は、径方向成分と軸方向成分とを有している。つまり、コアバック２１３の方に向かって空気が排出されることになる。これにより、ステータ２１０の冷却効率が高くなる。
【００７５】
本発明の送風ファン１は、翼３１の径方向外側の端縁は、ステータ２１０よりも径方向外方に位置する。静止部２１はステータ２１０の径方向外側にステータ２１０を囲む外側空隙を有する。翼３１は、ステータ２１０よりも径方向外方において、軸方向下方に向けて突出する翼外側部３１ｂを有する。
【００７６】
翼３１とステータ２１０とが重なっている領域においては、翼３１の高さを高くしようとした場合、上側に翼３１を伸ばす必要がある。ただし、本発明は、上記のような構成とすることで、ステータ２１０よりも外側においては、翼３１を下方に向けて伸ばすことが可能となり、翼３１の高さを確保できる。これにより風量特性、静圧特性を向上させることができる。また、翼３１の翼外側部３１ｂによって生じた空気流は、ステータ２１０の上部を通り易く、冷却効率を更に向上させることができる。
【００７７】
本発明の送風ファン１は、翼外側部３１ｂの下端は、ステータ２１０の上端よりも軸方向下方に位置する。
【００７８】
本発明の送風ファン１は、ステータ２１０の外周面の少なくとも一部が露出している。
【００７９】
本発明は、上記のような構成とすることで、ステータ２１０の外周面が、風洞の一部を構成するため、空気が連続的に接触し、冷却特性が向上する。
【００８０】
本発明の送風ファン１は、ステータ２１０は、コイル２１２と隣り合うコイル２１２の間に充填されるモールド樹脂を有する。
【００８１】
本発明は、上記のような構成とすることで、コイル２１２の間を通過しようとする空気が、モールド樹脂の上面と接触し、速やかにステータ２１０外部に風が流れる。これにより、風量特性を低下させることなく、ステータ２１０の冷却特性を向上させることが可能である。
【００８２】
上述の軸受機構４および送風ファン１の構造は様々に変更可能である。
【００８３】
例えば、スリーブ２３１の外周面に設けられる溝２７８の数は３以上でもよい。スリーブ２３１をスリーブハウジング２３２に挿入した場合に、いずれかの溝２７８が必ず接触部６１１と重ならないように複数の溝２７８の配置が決定されていることが好ましい。また、スリーブ２３１の外周面には溝は設けられなくてもよい。
【００８４】
インペラ３や、軸受機構４や、ハウジング５における各部材の材料は、適宜変更されてよい。例えば、スリーブ２３１は焼結金属には限定されない。スリーブハウジング２３２は金属により形成されてもよい。例えば、スリーブハウジング２３２は、アルミニウム等のダイカストにて成型されてもよい。インペラ３も金属により形成されてもよい。
【００８５】
図１に示すモータ部２では、ステータ２１０と軸受部２３とが、ベース部である下プレート５２に直接的に固定される構成であるが、その間にブッシュなどの部材を介在させ、間接的に固定される構成であってもよい。
【００８６】
スリーブ２３１の外周面に、軸方向に延びる複数のリブや溝を設け、スリーブハウジング２３２の接触部６１１が省かれてもよい。
【００８７】
第１スラスト動圧溝列２７５は、スリーブハウジング２３２の上面に設けられてもよく、軸受対向部２８１の下面のうちスリーブハウジング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２７５は、軸受部２３の上面、および、軸受対向部２８１の下面の少なくとも一方に設けられる。これにより、軸受部２３の上面と軸受対向部２８１の下面との間に、第１スラスト動圧軸受部４４ａが構成される。
【００８８】
第２スラスト動圧軸受部４３ａは存在しなくてもよい。この場合、プレート部２５６は、抜止としてのみ機能する。第１スラスト動圧軸受部４４ａも存在しなくてもよい。
【００８９】
第１ラジアル動圧溝列２７２および第２ラジアル動圧溝列２７３は存在しなくてもよい。
【００９０】
潤滑油４０の界面の位置は上記実施の形態にて示した位置には限定されない。例えば、図１５に示す軸受機構４ａにおいて、スリーブハウジング２３２の底部に設けられてもよい。スリーブ２３１はスリーブハウジング２３２に接着剤を用いて固定される。スリーブ２３１の上方にはシールキャップ２３４が配置される。シールキャップ２３４はスリーブハウジング２３２の上部の内周面に固定される。潤滑油４０の界面は、シャフト２５１の外周面と、シールキャップ２３４の内周面との間に形成される。プレート部２５６近傍の軸受機構４ａの構造は、図２の軸受機構４とほぼ同様である。プレート部２５６の下面とスリーブハウジング２３２の内底面との間にスラスト動圧軸受部が構成されてもよい。
【００９１】
図２の軸受機構４および図１５の軸受機構４ａのいずれにおいても、潤滑油４０は、スリーブ２３１およびスリーブハウジング２３２を含む部位と、シャフト２５１およびプレート部２５６を含む部位との間に連続して存在する。図２の軸受機構４の様に潤滑油４０が循環する場合は、潤滑油４０は、プレート部２５６の周囲の空間であるプレート周辺空間４８から、循環路４５、スリーブ２３１の上面を経由してラジアル動圧軸受部４１ａまで連続して存在する。そして、ラジアル動圧軸受部４１ａからスリーブ２３１の下面を経由してプレート周辺空間４８まで連続して存在する。もちろん、既述のように、循環路４５に代えて、スリーブ２３１の外周面にリブや溝が設けられてもよい。
【００９２】
軸受機構４が設けられる送風ファンは、軸流ファンでもよい。軸受機構４は、他の用途のモータに用いられてもよい。
【００９３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
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。
【符号の説明】
【００９５】
１    送風ファン
２    モータ部
４    軸受機構
２１    静止部
２２    回転部
２９    インペラ支持部
２８４  マグネット保持部
４０    潤滑油
５１    上プレート
５２    下プレート
５２３  ステータ保持部
２３１    スリーブ
２３２    スリーブハウジング
２５１    シャフト
２５６    プレート部
Ｊ１    中心軸
【図１】
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【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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【図７】
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