(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンであって、
上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根と、前記複数の羽根を支持する円環状の羽根支持部とを有するインペラと、
前記インペラを回転させるモータ部と、
前記インペラを収納するハウジングと、
を備え、
前記ハウジングが、
前記インペラの下側を覆うとともに前記モータ部を支持する下プレート部と、
前記インペラの側方を覆い周方向の少なくとも一方の領域が送風ファンの外部空間に向けて開放する少なくとも一つの開口を有する、側壁部と、
前記インペラの上側を覆い、吸気口を有する上プレート部と、
を備え、
前記インペラは、隣接する前記複数の羽根の間に、前記インペラの上側の空間と前記インペラと前記下プレート部の間の空間とを軸方向に繋ぐ空間が存在し、
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、前記インペラの側方に送風口が構成され、
前記送風ファンは、前記インペラとは反対側の面に熱源が接触可能な熱源接触部を有し、
前記送風口は、前記上プレート部のエッジ、前記側壁部の前記開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、前記下プレート部のエッジのうち、何れか最も前記中心軸に近いエッジを含み、前記中心軸に平行な平面であり、
前記側壁部は、前記送風口と前記インペラとの間に突出する舌部を有し、
平面視した際に、前記送風口と平行且つ前記中心軸と交差する仮想第１直線とし、前記送風口と垂直且つ前記中心軸と交差する仮想第２直線とし、
前記仮想第１直線と前記仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、前記舌部が配置される領域を第１領域、前記第１領域から前記インペラの回転方向側に向かって第２領域、第３領域および第４領域とし、
更に、前記羽根支持部の外周面に接し、前記第１領域において前記送風口に向かって前記第２直線と平行に延びる仮想第３直線とし、
前記羽根支持部の外周面に接し、前記第３領域において前記第１直線と平行に延びる仮想第４直線とするとき、
前記送風口は、少なくとも前記第４領域に位置し、
前記熱源接触部は、前記仮想第３直線、前記仮想第４直線、前記羽根支持部の外周面および前記送風口によって囲まれた領域の一部と重なるとともに、
平面視において、前記熱源接触部の少なくとも一部が、前記複数の羽根と重なる、送風ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の送風ファンであって、
前記下プレート部および側壁部は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成される、送風ファン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の送風ファンであって、
前記舌部の前記第２直線に最も近い部位は、前記仮想第３直線よりも、前記仮想第２直線と反対側に位置する、送風ファン。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の送風ファンであって、
前記モータ部は、有底略円筒状の軸受部と、
前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して前記中心軸回りに相対回転するシャフトと、
を備え、
前記熱源接触部の一部は前記軸受部に位置する、送風ファン。
【請求項５】
請求項４に記載の送風ファンであって、
前記インペラ、前記軸受部および前記シャフトを構成する部品の材料は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、送風ファン。
【請求項６】
請求項４に記載の送風ファンであって、
前記軸受部と前記シャフトとの間には、潤滑油が存在するラジアル動圧軸受部が構成され、
前記ラジアル動圧軸受部の径方向の隙間は５μｍと同じまたは、５μｍより小さい、送風ファン。
【請求項７】
請求項６に記載の送風ファンであって、
前記ラジアル動圧軸受部の軸方向の長さは、前記シャフトが前記軸受部に収容されている領域の軸方向の長さの半分以上である、送風ファン。
【請求項８】
請求項４に記載の送風ファンであって、
前記シャフトを囲む環状であり、前記軸受部と軸方向に対向するスラスト部をさらに有し、
前記軸受部および前記スラスト部の軸方向に互いに対向する面の間のスラスト間隙に潤滑油が存在するスラスト動圧軸受部が構成され、
前記スラスト間隙の軸方向の隙間は７０μｍと同じまたは、７０μｍより小さい、送風ファン。
【請求項９】
請求項４に記載の送風ファンであって、
前記モータ部は、有蓋略円筒状のロータホルダをさらに有し、
前記ロータホルダは、
前記シャフトの上端から径方向外方に広がる第１スラスト部と、
第１スラスト部の外縁部から下方に延びる略環状の環状筒部と、を有し、
前記下プレート部は、内周面に軸受部が固定される孔を有する略円筒状の立ち上がり部を有し、
前記立ち上がり部は上端から上方に向かって延びる立ち上がり上筒部を有し、
前記環状筒部の外周面は、径方向間隙を介して前記立ち上がり上筒部の内周面と対向し、
前記径方向間隙の幅は、０．１５ｍｍと同じまたは０．１５ｍｍよりも小さい、送風ファン。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の送風ファンであって、
前記熱源接触部と前記第４領域とは、平面視において少なくとも一部が重なる、送風ファン。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の送風ファンであって、
平面視において、前記熱源接触部の少なくとも一部は、前記羽根支持部の外端よりも径方向内側の領域と重なる、送風ファン
【請求項１２】
請求項１１に記載の送風ファンであって、
平面視において、前記熱源接触部の少なくとも一部が、前記複数の羽根の外端よりも径方向内方かつ、前記羽根支持部の外端よりも径方向外側の領域と重なる、送風ファン。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の送風ファンであって、
前記下プレート部および前記側壁部は、一体として形成される、送風ファン。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の送風ファンであって、
前記下プレート部に熱源を収容できる熱源収容部を有する、送風ファン。
【請求項１５】
筐体を備えた電子機器であって、
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の送風ファンを有し、
前記筐体は、
前記送風ファンの上プレートの替わりに送風ファンの上側を覆う天板と、
前記送風ファンの側方に位置する側板と、
前記送風ファンの下方に位置する底板と、
を備え、
前記天板は前記吸気口を有することを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型ＰＣ等の電子機器では、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。
【０００３】
近年、電子機器の高機能化も進んでおり、電子機器内での温度上昇も著しい。したがって、電子機器内の冷却を目的として冷却性能の優れた送風ファンが要求されている。特開２００１-１１１２７７号に開示されるファンユニットでは、空気が送風ブレードの外周側の排気口から排気され、ブレード外周側の側方の位置に設けられている回路基板上に実装された発熱部品に送風され、それにより発熱部品を直接冷却する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００１-１１１２７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電子機器内の電子部品の高密度化に伴い、熱源に直接風を当てるだけでは十分な排熱効果を得られない虞がある。
【０００５】
本発明は、効率よく熱源を冷却できる送風ファンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な第１発明は、送風ファンであって、上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根と、複数の羽根を支持する円環状の羽根支持部とを有するインペラと、インペラを回転させるモータ部と、インペラを収納するハウジングと、を備え、インペラは、隣接する複数の羽根の間に、インペラの上側の空間とインペラと下プレート部の間の空間とを軸方向に繋ぐ空間が存在し、ハウジングが、インペラの下側を覆うとともにモータ部を支持する下プレート部と、インペラの側方を覆い周方向の少なくとも一方の領域が送風ファンの外部空間に向けて開放する開口を有する、側壁部と、インペラの上側を覆い、吸気口を有する上プレート部と、を備え、上プレート部、側壁部および下プレート部により、インペラの側方に送風口が構成され、送風ファンは、インペラとは反対側の面に熱源が接触可能な熱源接触部を有し、送風口は、上プレート部のエッジ、側壁部の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部のエッジのうち、何れか最も中心軸に近いエッジを含み、中心軸に平行な平面であり、側壁部は、送風口とインペラとの間に突出する舌部を有し、平面視した際に、送風口と平行且つ中心軸と交差する仮想第１直線とし、送風口と垂直且つ中心軸と交差する仮想第２直線とし、仮想第１直線と仮想第２直線とで区切られる４つの領域の内、舌部が配置される領域を第１領域、第１領域からインペラの回転方向側に向かって第２領域、第３領域および第４領域とし、更に、羽根支持部の外周面に接し、第１領域において送風口に向かって第２直線と平行に延びる仮想第３直線とし、羽根支持部の外周面に接し、第３領域において第１直線と平行に延びる仮想第４直線とするとき、送風口は、少なくとも第４領域に位置し、熱源接触部は、仮想第３直線、仮想第４直線、羽根支持部の外周面および送風口によって囲まれた領域の一部と重なる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、効率よく熱源を冷却できる送風ファンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、好適な実施形態に係る送風ファンの断面図である。
【図２】図２は、モータ部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、送風ファンの上プレート部を取り外した上面図である。
【図８】図８は、送風ファンの変形例を示す、軸受部近傍の断面図である。
【図９】図９は、送風ファンの他の変形例を示す、下プレート部近傍の断面図である。
【図１０】図１０は、送風ファンの他の変形例を示す、下プレート部の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では、モータ部の中心軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【００１０】
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。本実施形態における送風ファン１は、遠心ファンであり、例えば、熱源３０であるCPUや、他の発熱体である電子部品を送風ファン１に直接配置するノート型パーソナルコンピュータにおいて、CPUあるいは電子部品の冷却に利用される。送風ファン１は、インペラ１１と、モータ部１２と、ハウジング１３と、を備える。インペラ１１は、モータ部１２の回転部２２から径方向外方に延びる。インペラ１１は、モータ部１２により中心軸Ｊ１回りを回転する。
【００１１】
インペラ１１は熱伝導性の優れた樹脂製（以下、熱伝導性樹脂とする）であり、周方向に配列された複数の羽根１１２と、複数の羽根１１２を支持する略円環状の羽根支持部１１１と、を有する。羽根支持部１１１の内周面は、モータ部１２の回転部２２に固定される。複数の羽根１１２は、中心軸Ｊ１を中心として羽根支持部１１１の外周面から径方向外方に延びる。羽根支持部１１１および複数の羽根１１２は樹脂の射出成型により一繋がりの部材として構成される。インペラ１１は、アルミニウムにて形成されていても良い。熱源３０の熱は、ハウジング１３、モータ部１２を介してインペラ１１まで伝達する。インペラ１１の回転により、放熱が可能となる。インペラ１１が熱伝導性樹脂の場合、アルミニウムに比べ比重が小さいため、高回転を達成可能である。これにより、風量が増加し、冷却特性が向上する。熱伝導性樹脂は、金属製フィラーを含んだ樹脂が好ましく、冷却特性を向上させることができる。なお、インペラ１１の熱伝導率は１．０Ｗ（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。より好ましくは、インペラ１１の熱伝導率は３．０Ｗ（ｍ・Ｋ）以上である。
【００１２】
送風ファン１では、モータ部１２によりインペラ１１が中心軸Ｊ１を中心として回転されることにより、空気の流れが発生する。
【００１３】
ハウジング１３は、モータ部１２およびインペラ１１を収納する。ハウジング１３は、上プレート部１３１と、取付板１３２（以下、下プレート部１３２と呼ぶ。）と、側壁部１３３と、を有する。上プレート部１３１は金属にて形成された、略板状の部材である。上プレート部１３１は、モータ部１２およびインペラ１１の上方に位置し、インペラ１１の上側を覆う。上プレート部１３１は、上下に貫通する１つの吸気口１５１を有する。吸気口１５１は、軸方向においてインペラ１１の少なくとも一部およびモータ部１２の全部と重なる。吸気口１５１は、中心軸Ｊ１を貫通する略円形である。隣り合って配列される少なくとも一対の羽根１１２の間には羽根１１２の軸方向上側の空間と羽根１１２と下プレート部１３２の間の空間とを軸方向に繋ぐ流路が形成される。流路は、下プレート部１３２の上面に対向して開口する。これにより、吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１の羽根１１２と羽根１１２との間を抜けて、下プレート部１３２へと風が抜ける。下プレート部１３２と熱源３０とは熱的に接触する。下プレート部１３２と熱源３０とが熱的に接触することにより、熱源３０の熱は、下プレート部１３２に伝達される。つまり、吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１の羽根１１２と羽根１１２との間を抜けて、下プレート部１３２へと風が抜けることにより、下プレート部１３２に風があたり、冷却特性が向上する。
【００１４】
下プレート部１３２は、金属板のプレス加工にて形成された、略板状の部材である。下プレート部１３２は、モータ部１２およびインペラ１１の下方に位置し、モータ部１２を支持する。本実施形態において、下プレート部１３２は、アルミニウム製である。この場合、下プレート部１３２を通じて放熱が可能である。なお、下プレート部１３２の材料は、銅、アルミニウム合金、鉄、鉄基合金（SUS含む）または熱伝導性樹脂でもよい。
【００１５】
送風ファン１は、インペラ１１が位置する面とは反対の面に熱源３０が接触可能な熱源接触部１０を有している。熱源３０は、CPUや、他の発熱体である電子部品である。本実施形態においては、熱源３０の上面が下プレート部１３２の下面に熱的に接触する。熱源３０と、下プレート部１３２との間には、熱源３０の一部であるサーマルシートやグリスなどの熱伝達部材が介在して密着しており、この熱伝達部材により熱源３０と下プレート部１３２の下面とが熱的に接触する。なお、後述する通り熱源接触部１０は、下プレート部１３２以外に位置してもよい。
【００１６】
側壁部１３３は、樹脂にて形成される。側壁部１３３は、インペラ１１の側方を覆う。すなわち、側壁部１３３は、複数の羽根１１２を径方向外方から囲む。側壁部１３３の上端部には、上プレート部１３１がネジ止め等により固定される。側壁部１３３の下端部は、下プレート部１３２とインサート成型により締結される。側壁部１３３は、中心軸Ｊ１方向から見て、略Ｕ字状であり、径方向外方に向けて開口する排気口である送風口１５３を有する。より詳しく説明すると、側壁部１３３の開口の上下には上プレート部１３１、下プレート部１３２のそれぞれが配置されている。送風口１５３は、上プレート部１３１のエッジ、側壁部１３３の開口の周方向の両端である一対のエッジ、および、下プレート部１３２のエッジのうち、何れか最も中心軸Ｊ１に近いエッジを含み、中心軸Ｊ１に平行な平面である。本実施形態では、上プレート部１３１と、下プレート部１３２と、側壁部１３３の開口によって囲まれた部位が送風口１５３である。側壁部１３３はインサート成型以外の手法により設けられてよく、樹脂以外の材料により形成されてもよい。また側壁部１３３に対する上プレート部１３１および下プレート部１３２の固定方法に関しては、上記に限定されない。
【００１７】
図２は、モータ部１２近傍の断面図である。モータ部１２は、アウターロータ型である。モータ部１２は、静止部２１と、回転部２２と、を備える。静止部２１は、軸受部２３と、下プレート部１３２と、ステータ２１０と、回路基板２５と、を有する。
【００１８】
軸受部２３は、ステータ２１０よりも径方向内側に配置される。軸受部２３は、スリーブ２３１と、軸受ハウジング２３２と、を有する。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。スリーブ２３１の外周面には軸方向に延び、潤滑油が循環する複数の循環溝２７５が設けられる。複数の循環溝２７５は、周方向に等間隔で配置される。軸受ハウジング２３２は、有底略円筒状であり、ハウジング円筒部２４１とキャップ２４２とにより構成される。ハウジング円筒部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、スリーブ２３１の外周面を覆う。スリーブ２３１は、接着剤によりハウジング円筒部２４１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。キャップ２４２は、ハウジング円筒部２４１の下端部に固定される。キャップ２４２は、ハウジング円筒部２４１の下部を閉塞する。スリーブ２３１は、接着剤以外で固定されてもよく、例えば、圧入によりハウジング円筒部２４１の内周面に固定されてもよい。スリーブ２３１、軸受ハウジング２３２およびキャップ２４２は、金属以外の熱伝導性の優れた材料により形成されてもよい。例えば、熱伝導性樹脂または黄銅により形成されてもよい。
【００１９】
下プレート部１３２は、径方向内方に立ち上がり部１３２１を有する。立ち上がり部１３２１は略環状の部材である。ハウジング円筒部２４１の外周面の下方領域、すなわち、軸受ハウジング２３２の外周面の下方領域は、立ち上がり部１３２１の内周面に接着または圧入にて固定される。なお、軸受ハウジング２３２と立ち上がり部１３２１との固定は、接着および圧入の両方が用いられてもよい。
【００２０】
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、ステータコア２１１と、ステータコア２１１上に構成された複数のコイル２１２と、を有する。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２１１ａと、コアバック２１１ａから径方向外方に向けて突出した複数のティース２１１ｂと、を有する。複数のコイル２１２は、複数のティース２１１ｂのそれぞれに導線が巻回されることで構成される。ステータ２１０の下方には、回路基板２５が配置される。コイル２１２の引出線が、回路基板２５に電気的に接続される。回路基板２５は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｄ）である。
【００２１】
回転部２２は、シャフト２２１と、スラストプレート２２４と、ロータホルダ２２２と、ロータマグネット２２３と、を有する。シャフト２２１は、中心軸Ｊ１を中心として配置される。
【００２２】
図１に示すように、ロータホルダ２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする有蓋略円筒状である。ロータホルダ２２２は、筒部であるマグネット保持円筒部２２２ａと、蓋部２２２ｃと、第１スラスト部２２２ｄと、を有する。マグネット保持円筒部２２２ａ、蓋部２２２ｃおよび第１スラスト部２２２ｄは、一繋がりの部材である。第１スラスト部２２２ｄは、シャフト２２１の上端部から径方向外方に広がる。蓋部２２２ｃは、第１スラスト部２２２ｄから径方向外方に広がる。蓋部２２２ｃおよび第１スラスト部２２２ｄの上方には、上プレート部１３１が位置する。蓋部２２２ｃの下面は、シャフト２２１を囲む略環状の面である。図２に示すように、第１スラスト部２２２ｄは、スリーブ２３１の上面２３１ｂおよびハウジング円筒部２４１の上面と軸方向に対向する。
【００２３】
スラストプレート２２４は、径方向外方に広がる略円盤状の部位を有する。スラストプレート２２４は、シャフト２２１の下端部に固定され、下端部から径方向外方に広がる。スラストプレート２２４は、スリーブ２３１の下面２３１ｃ、キャップ２４２の上面およびハウジング円筒部２４１の内周面の下部により構成されるプレート収容部２３９に収容される。スラストプレート２２４の上面は、シャフト２２１を囲む略環状の面である。スラストプレート２２４の上面は、スリーブ２３１の下面２３１ｃ、すなわち、プレート収容部２３９において下方を向く面と軸方向に対向する。以下、スラストプレート２２４を「第２スラスト部２２４」という。また、第２スラスト部２２４の下面は、軸受ハウジング２３２のキャップ２４２の上面と対向する。シャフト２２１は、スリーブ２３１に挿入される。スラストプレート２２４は、シャフト２２１と一繋がりの部材として構成されてもよい。スラストプレート２２４は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。
【００２４】
シャフト２２１は、ロータホルダ２２２と一繋がりの部材として構成される。シャフト２２１およびロータホルダ２２２は、金属部材を切削加工することにより形成される。すなわち、蓋部２２２ｃとシャフト２２１とは連続している。シャフト２２１は、ロータホルダ２２２と別部材により構成されてもよい。その場合、ロータホルダ２２２の蓋部２２２ｃには、シャフト２２１の上端部が固定される。また、図１に示すように、ロータホルダ２２２の蓋部２２２ｃの径方向外側の端部から軸方向下側に延びるマグネット保持円筒部２２２ａの内周面には、ロータマグネット２２３が固定される。シャフト２２１は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。
【００２５】
図２に示すように、ロータホルダ２２２は、第１スラスト部２２２ｄの外縁部から下方に延びる略環状の環状筒部２２２ｂを、さらに有する。以下、環状筒部２２２ｂを「ロータ円筒部２２２ｂ」という。ロータホルダ２２２において、ロータ円筒部２２２ｂはステータ２１０よりも径方向内側に位置する。ロータ円筒部２２２ｂは、軸受ハウジング２３２の径方向外側に位置し、ロータ円筒部２２２ｂの内周面が、ハウジング円筒部２４１の上部の外周面と径方向に対向する。ロータ円筒部２２２ｂの内周面と、ハウジング円筒部２４１の外周面との間にシール間隙３５が構成される。シール間隙３５には潤滑油の界面が位置するシール部３５ａが構成される。
【００２６】
図１に示す羽根支持部１１１の内周面は、ロータホルダ２２２のマグネット保持円筒部２２２ａの外周面に固定され、複数の羽根１１２は、マグネット保持円筒部２２２ａの外周面の外側に位置する。シャフト２２１の上端部は、ロータホルダ２２２を介してインペラ１１に固定される。インペラ１１は、ロータホルダ２２２と一繋がりの部材として構成されてもよい。その場合は、シャフト２２１の上端部は、インペラ１１に直接的に固定される。
【００２７】
ロータマグネット２２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。既述のように、ロータマグネット２２３は、マグネット保持円筒部２２２ａの内周面に固定される。ロータマグネット２２３は、ステータ２１０の径方向外側に配置される。
【００２８】
図２に示すように、立ち上がり部１３２１は、上端から上方に向かって延びる立ち上がり上筒部１３２１ａを有する。ロータ円筒部２２２ｂの外周面は、径方向間隙（以下、微小隙間２３１ｄという）を介して立ち上がり上筒部１３２１ａの内周面と対向する。これにより、当該微小隙間２３１ｄにおける気体の出入りが、抑制される。その結果、シール部３５ａからの潤滑油の蒸発が抑制される。微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１５ｍｍまたは、０．１５ｍｍより小さい。より好ましくは、微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１０ｍｍまたは０．１０ｍｍよりも小さい。
【００２９】
図３は、スリーブ２３１の断面図である。スリーブ２３１の内周面２３１ａ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。また、図４は、スリーブ２３１の平面図である。スリーブ２３１の上面２３１ｂ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。
【００３０】
図６は、軸受部２３近傍の断面図である。シャフト２２１の外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａとの間に、ラジアル間隙３１が構成される。ラジアル間隙３１は、第１ラジアル間隙３１１と、第１ラジアル間隙３１１よりも下方に位置する第２ラジアル間隙３１２と、を有する。第１ラジアル間隙３１１は、シャフト２２１の外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａ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。第１ラジアル間隙３１１には潤滑油が介在する。また、第２ラジアル間隙３１２は、シャフト２２１の外周面と、スリーブ２３１の内周面２３１ａ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。第２ラジアル間隙３１２には潤滑油が介在する。第１ラジアル間隙３１１および第２ラジアル間隙３１２は、潤滑油の流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部３１ａを構成する。ラジアル動圧軸受部３１ａにより、シャフト２２１がラジアル方向に支持される。ラジアル間隙３１の径方向の幅は、５μｍまたは、５μｍよりも小さい。より、好ましくは、ラジアル間隙３１の径方向の幅は、３μｍまたは３μｍよりも小さい。
【００３１】
スラスト部（図示省略）は、上側のスラスト部である第１スラスト部２２２ｄと下側のスラスト部である第２スラスト部２２４とを有する。スリーブ２３１の上面２３１ｂの第１スラスト動圧溝列２７３が設けられる部位と、第１スラスト部２２２ｄの下面との間に、第１スラスト間隙３４が構成される。第１スラスト間隙３４には潤滑油が介在する。第１スラスト間隙３４は、潤滑油に流体動圧を発生させる上スラスト動圧軸受部３４ａを構成する。上スラスト動圧軸受部３４ａにより、第１スラスト部２２２ｄがアキシャル方向に支持される。第１スラスト間隙３４の軸方向の幅は、７０μｍまたは７０μｍよりも小さい。より好ましくは、第１スラスト間隙３４の軸方向の幅は、４５μｍまたは４５μｍよりも小さい。
【００３２】
スリーブ２３１の下面２３１ｃの第２スラスト動圧溝列２７４が設けられる部位と、第２スラスト部２２４の上面との間に、第２スラスト間隙３２が構成される。第２スラスト間隙３２には潤滑油が介在する。第２スラスト間隙３２は、潤滑油の流体動圧を発生させる下スラスト動圧軸受部３２ａを構成する。下スラスト動圧軸受部３２ａにより、第２スラスト部２２４がアキシャル方向に支持される。上スラスト動圧軸受部３４ａと下スラスト動圧軸受部３２ａとは、循環溝２７５により連通している。
【００３３】
軸受ハウジング２３２のキャップ２４２の上面と、第２スラスト部２２４の下面との間に、第３スラスト間隙３３が構成される。第３スラスト間隙３３はキャップ２４２の上面と、第２スラスト部２２４の下面との間に位置する潤滑油に流体動圧を発生させてもよい。
【００３４】
モータ部１２ではシール間隙３５、第１スラスト間隙３４、ラジアル間隙３１、第２スラスト間隙３２および第３スラスト間隙３３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、シール間隙３５のみに潤滑油の界面が形成される。
【００３５】
モータ部１２では、図２に示すシャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄ、第１スラスト部２２２ｄの外縁部から下方に向かって延びるロータ円筒部２２２ｂ、第２スラスト部２２４、軸受部２３、立ち上がり部１３２１および潤滑油により、軸受装置である軸受機構４が構成される。以下、シャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄ、ロータ円筒部２２２ｂ、第２スラスト部２２４、軸受部２３および立ち上がり部１３２１を軸受機構４の一部として説明する。軸受機構４では、シャフト２２１、第１スラスト部２２２ｄおよび第２スラスト部２２４が、潤滑油を介して軸受部２３に対して相対回転する。
【００３６】
モータ部１２では、ステータ２１０に電力が供給されることにより、ロータマグネット２２３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。図１に示す軸受機構４により、回転部２２およびインペラ１１が、静止部２１に対して中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される。インペラ１１の回転により、吸気口１５１からハウジング１３内へとエアが吸引され、送風口１５３から送出される。
【００３７】
図７は、送風ファン１の上プレート部１３１を取り外した上面図である。側壁部１３３は、送風口１５３とインペラ１１との間に突出する舌部１３４を有する。平面視した際に、送風口１５３と平行且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想直線を仮想第１直線４１とする。送風口１５３と垂直且つ中心軸Ｊ１と交差する仮想直線を仮想第２直線４２とする。仮想第１直線４１と仮想第２直線４２とで区切られる４つの領域の内、舌部１３４が配置される領域を第１領域５１、第１領域５１からインペラ１１の回転方向側に向かって第２領域５２、第３領域５３および第４領域５４とする。さらに、羽根支持部１１１の外周面に接し、第１領域５１において送風口１５３に向かって仮想第２直線４２と平行に延びる仮想直線を仮想第３直線４３とする。羽根支持部１１１の外周面に接し、第３領域５３において仮想第１直線４１と平行に延びる仮想直線を仮想第４直線４４とする。送風口１５３は、少なくとも第４領域５４に位置する。熱源接触部１０は、仮想第３直線４３、仮想第４直線４４、羽根支持部１１１の外周面および送風口１５３によって囲まれた領域（以下、第５領域５５という。）の一部と重なる。
【００３８】
インペラ１１が回転することによって、上流から下流に向けて回転方向に沿って空気が流れる。その際、舌部１３４が最上流となり、送風口１５３が最下流となる。つまり、舌部１３４から送風口１５３に向けて空気の温度が高くなる。この現象は、以下の理由によって生じている。熱源３０から下プレート部１３２に伝わった熱は、インペラ１１が回転することによって生じる空気流に運ばれる。つまり、空気流の方向に沿って下流側に向かって空気流の温度は高くなる。空気の流れは大きく分けて２通り存在する。1つ目は、上記で示した通り舌部１３４から送風口１５３に向かって流れる周方向の空気流である。2つ目は、羽根１１２に沿って吸気口１５１から側壁部１３３に流れる径方向の空気流である。2つ目の空気流においては、径方向内方から外方に向かって空気が熱を運ぶ。また、羽根１１２の周速度が径方向外方に向かうにつれて速くなるため、インペラ１１周囲の空気流は、径方向外方つまり側壁部１３３付近において最も速くなる。つまり、空気流による強制冷却の効果は、下プレート部１３２の側壁部１３３付近において最も高くなる。また、熱は、温度の低い所に向けて伝達されやすいという特性がある。よって、熱源３０から伝達される熱は、下プレート部１３２の側壁部１３３付近に向かって伝達されやすくなる。下プレート部１３２は、熱容量を有しているため、最も放熱特性が高い部位が径方向外方に位置することで、熱が径方向外方に広がり易くなる。更に、1つ目の空気流において、上流側から下流側に向けて空気流の流速が速くなるため、下流側においては、冷却特性が高い。次に1つ目の空気流について説明する。遠心ファンは下流に向かうにつれて、流速が速くなるため、熱の移動量も多くなる。つまり、送風口１５３付近は、最も流速が速くなり、下プレート部１３２からの放熱性も高くなる。
【００３９】
ここで、第５領域５５に熱源接触部１０が位置されることで、第５領域５５における下プレート部１３２の温度が高くなる。一方、第５領域５５を除く領域においては、下プレート部１３２の温度が低いため、通過する空気流の温度が低い。第５領域５５を除く領域は、舌部１３４を含む上流領域であり、これらの低い温度の空気流が第５領域５５を通過することになる。よって、第５領域５５に熱源接触部１０を位置させることで、第５領域５５を通過する空気流の温度を低くすることができ、冷却特性が向上する。平面視において、熱源接触部１０の少なくとも一部は、羽根支持部１１１の外端よりも径方向内側の領域と重なる。つまり、羽根支持部１１１の軸方向下方に位置する領域の下に熱源３０が配置されている場合でも、熱が第５領域５５の下プレート部１３２に伝達され、冷却することが可能となる。他方で、第５領域５５において放熱できなかった熱は、他の部位に伝わり易くなり、全体として冷却特性が向上する。また、平面視において、熱源接触部１０の少なくとも一部が、第５領域５５のうち、複数の羽根１１２外端よりも径方向内側の領域と重なることが望ましい。複数の羽根１１２と熱源３０とが平面視において重なって配置されることで、羽根１１２と羽根１１２との間から通り抜けた空気流は、下プレート部１３２の熱源接触部１０を通過する。すなわち、熱源３０の熱は、下プレート部１３２に伝わり、直接空気流にさらされる。そのため、下プレート部１３２に伝達された熱源３０の熱は、効果的に羽根１１２と羽根１１２との間から通り抜けた空気流によって送風口１５３から排出される。また、軸受部２３と熱源接触部１０とが軸方向に重なって配置される場合においては、後述するように熱源３０からの熱が軸受部２３に伝達し、インペラ１１から放熱される。つまり、熱源３０からの熱は、下プレート部１３２から径方向外方に向かって効率よく熱伝達されるだけでなく、軸受部２３に伝達される好適な熱源配置である。
【００４０】
更に、熱源接触部１０と第４領域５４とは、平面視において少なくとも一部が重なっているのが望ましい。上述した1つ目の空気流は、送風口１５３に向けて流速が速くなる。また、流速が速くなればなるほど、空気の圧力は低くなる。空気は、圧力が低い側に多く流れる特性がある。つまり、２つ目の空気流は、第４領域５４おいて風量が多くなる。よって、第４領域５４においては、風量が多く、下プレート部１３２からの放熱量が多くなる。
【００４１】
熱源接触部１０は、軸受部２３と平面視において重なりつつ、その一部が第４領域５４に延びているのが望ましい。熱源３０から下プレート部１３２に伝達された熱は、軸受部２３に伝達するとともに、下プレート部１３２のうち最も強制冷却される第４領域５４に熱伝達され易くなり、放熱特性が高くなる。また、熱源接触部１０と羽根支持部１１１の最外径よりも径方向内側とは、平面視において少なくとも一部が重なる状態においても、熱源３０から下プレート部１３２に伝達された熱は効率的に放熱されやすい。この場合、軸受部２３に熱が伝達されやすく、軸受部２３からの放熱特性を活かしやすくなる。更に、軸受部２３から放熱されなかった熱は、下プレート部１３２に熱伝達される。羽根支持部１１１の最外径よりも径方向外方の領域は、インペラ１１が回転することによって生じる空気流が流れている領域である。つまり、下プレート部１３２に伝達された熱は、下プレート部１３２の軸受部２３付近から放射状に伝達され、羽根支持部１１１の最外径よりも外側に達した段階で放熱が開始される。流速や風量が高い領域つまり第４領域５４において最も放熱量が多くなるが、当該位置に熱源接触部１０を配置することで、放射状に熱伝達されやすい。よって、熱源３０の特定の部位のみ放熱されるわけではなく、全体が一様に放熱される。
【００４２】
下プレート部１３２および側壁部１３３は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で構成される。これにより、熱源３０から放出された熱が、下プレート部１３２に効率よく伝達することができる。
【００４３】
舌部１３４の仮想第２直線４２に最も近い部位は、仮想第３直線４３よりも、仮想第２直線４２と反対側に位置する。つまり、送風口１５３は第１領域５１にも位置するため、より広く送風口１５３が形成される。故に、下プレート部１３２の広い範囲において、熱源３０から下プレート部１３２に伝わった熱を冷却することができる。
【００４４】
インペラ１１、軸受部２３およびシャフト２２１を構成する部品の材料は、熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。インペラ１１、軸受部２３およびシャフト２２１を上記熱伝導率の高い素材で形成することにより、下プレート部１３２の熱を、軸受部２３とシャフト２２１とのいずれかを介してインペラ１１に伝えることが出来る。また、送風ファン１の回転によりインペラ１１に伝わった熱が放出され、冷却効果が向上する。
【００４５】
潤滑油の熱伝導率は、一般的に１．０Ｗ/（ｍ・Ｋ）以下である。しかし、ラジアル間隙３１、スラスト間隙３４および径方向間隙の隙間が狭いことにより、下プレート部１３２から伝わってきた熱が回転部２２と静止部２１との微小隙間を介して、インペラ１１まで伝わる。これにより、熱源３０からインペラ１１まで熱が伝達し、インペラ１１の回転により熱が放出でき、冷却特性が向上する。
【００４６】
前述の通り、ラジアル間隙３１の径方向の幅は、５μｍまたは、５μｍ以下よりも小さい。より、好ましくは、ラジアル間隙３１の径方向の幅は、３μｍまたは３μｍよりも小さい。ラジアル間隙３１の径方向隙間が狭いことにより、下プレート部１３２から伝わってきた熱がシャフト２２１と軸受部２３との微小隙間を介して、インペラ１１まで伝わる。これにより、熱源３０からインペラ１１まで熱が伝達し、インペラ１１の回転により熱が放出でき、冷却特性が向上する。
【００４７】
ラジアル動圧軸受部３１ａの軸方向の長さは、シャフト２２１が軸受部２３に収容されている領域の軸方向方の長さの半分以上である。微小間隙を形成する領域が大きいことで、より軸受部２３からシャフト２２１に熱が伝わりやすくなる。これにより、熱源３０からインペラ１１まで熱がより伝達され、インペラ１１の回転による放熱効果がより高まり、冷却特性が更に向上する。
【００４８】
モータ部１２は、軸受部２３およびスラスト部（図示省略）の軸方向に互いに対向する面の間のスラスト間隙（図示省略）に潤滑油が存在するスラスト動圧軸受部（図示省略）を有する。スラスト間隙の径方向の隙間は７０μｍと同じまたは、７０μｍそれより小さい。微小間隙であるスラスト間隙（図示省略）を形成することで、スリーブ２３１からシャフト２２１に熱が伝わりやすくなる。これにより、熱源３０からインペラ１１まで熱がより伝達し、インペラ１１の回転による放熱効果がより高まり、冷却特性が更に向上する。より具体的には、第１スラスト間隙３４の径方向の隙間は７０μｍと同じまたは、７０μｍそれより小さい。なお、本実施形態ではスラスト部（図示省略）は、第１スラスト部２２２ｄであるがスラスト部は第２スラスト部２２４であってもよい。また、本実施形態ではスラスト間隙（図示省略）は、第１スラスト間隙３４であったが第２スラスト間隙３２でもよい。より好ましくは、スラスト間隙（図示省略）の軸方向の隙間は、４５μｍと同じまたは４５μｍよりも小さい。
【００４９】
図２に示すように、微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１５ｍｍまたは、０．１５ｍｍより小さい。より好ましくは、微小隙間２３１ｄの径方向の幅は０．１０ｍｍまたは０．１０ｍｍよりも小さい。ロータ円筒部２２２ｂの外周面と立ち上がり部１３２１の内周面の径方向隙間が狭いことにより、下プレート部１３２から伝わってきた熱が回転部２２と静止部２１との微小隙間を介して、インペラ１１まで伝わる。これにより、熱源３０からインペラ１１まで熱がより伝達し、インペラ１１の回転による放熱効果がより高まり、冷却特性が更に向上する。
【００５０】
図８は、送風ファンの好適な実施形態に係る変形例を示す、軸受部２３近傍の断面図である。図８に示すように、熱源接触部１０ａの少なくとも一部は、軸受部２３に位置してもよい。より具体的には、熱源３０ａは、キャップ２４２の下面、ハウジング円筒部２４１の下面に位置してもよい。熱源３０ａの少なくとも一部が軸受部２３との少なくとも一部に位置することにより、軸受部２３から下プレート部１３２に熱が伝わりやすくなる。下プレート部１３２に伝達した熱は送風ファン１の回転により放熱され、冷却効果が向上する。
【００５１】
図９は、送風ファンの好適な実施形態に係る他の変形例を示す、下プレート部１３２ｂ近傍の断面図である。変形例の基本的な構成は、好適な実施形態の送風ファン１と同じである。変形例では、下プレート部１３２ｂと側壁部１３３ｂとが単一の部品で構成される。下プレート部１３２ｂと側壁部１３３ｂとが単一の部品で構成されることにより、熱源（図示省略）から放出された熱が、下プレート部１３２ｂおよび側壁部１３３ｂの両方により効率よく伝達される。下プレート部１３２ｂの径方向最外端および側壁部１３３ｂの内周面は、流速が速く、インペラ１１ｂの風が下プレート部１３２ｂの径方向最外端および側壁部１３３ｂの内周面に当たることにより、下プレート部１３２ｂおよび側壁部１３３ｂの表面に存在する熱を効率よく排出することが可能となる。
【００５２】
なお、下プレート部１３２ｂが熱伝導性樹脂であり、金属からなる側壁部１３３ｂにインサートにより形成されてもよい。下プレート部１３２ｂを樹脂により形成することで、複雑な形状も形成でき、更に製造コストの削減も実現される。
【００５３】
図１０は、送風ファンの好適な実施形態に係る他の変形例を示す、下プレート部１３２ｃの下面図である。変形例の基本的な構成は、好適な実施形態の送風ファン１と同じである。下プレート部１３２ｃは、下面に熱源３０ｃを収容できる熱源収容部５０ｃを有する。下プレート部１３２ｃが、熱源収容部５０ｃを有する事により、熱源３０ｃと送風ファン１ｃとの相対的な位置決めが容易となる。なお、本変形例では、下プレート部１３２ｃの下面の一部を軸方向上方に窪ませることにより熱源収容部５０ｃを構成しているが、この限りでない。例えば、板状の下プレート部１３２ｃを軸方向上方に突出させ熱源収容部５０ｃを形成してもよい。なお、熱源収容部５０ｃは、複数の羽根１１２ｃの外周端と羽根支持部１１１ｃの外周端との間の領域に位置させることが望ましい。熱源収容部５０ｃは、複数の羽根１１２ｃの外周端と羽根支持部１１１ｃの外周端との間の領域に位置させることにより、吸気口１５１から吸い込まれた空気が、インペラ１１ｃの羽根１１２ｃと羽根１１２ｃとの間を抜けて、下プレート部１３２ｃへと抜ける。熱源３０ｃが複数の羽根１１２ｃの下に位置することで、熱源接触部１０ｃに風があたり、冷却特性が向上する。なお、図１０では、複数の羽根１１２ｃおよび羽根支持部１１１ｃを仮想線で示す。
【００５４】
送風ファン１では、様々な変更が可能である。
【００５５】
複数の羽根１１２は、均等に配置されていなくともよく、不等配でもよい。また、互いに周方向幅が異なる流路が二つ以上存在してもよい。
【００５６】
モータは、軸回転型、軸固定型いずれも利用可能である。またモータは、アウターロータ型、インナーロータ型いずれも利用可能である。
【００５７】
軸受機構４においては、ラジアル動圧軸受部が構成されず、少なくとも一方のスラスト動圧軸受部のみが構成されてもよい。
【００５８】
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２４２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２３２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２４２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。
【００５９】
下プレート部１３２と立ち上がり部１３２１とは、別部材により形成されてもよい。その場合、立ち上がり部１３２１の外周面は、下プレート部１３２の孔部に固定される。立ち上がり部１３２１は、金属部材を切削加工することにより形成される。なお、立ち上がり部１３２１は、金属以外の材料により形成されてもよい。例えば、熱伝導性樹脂により形成されてもよい。
【００６０】
送風ファン１では、吸気口１５１は、上プレート部１３１および下プレート部１３２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では、上プレート部１３１または下プレート部１３２が吸気口１５１を含んでいればよい。送風ファン１では、ハウジング１３から上プレート部１３１が省略されてもよい。この場合、送風ファン１が取り付けられるノート型ＰＣの筐体に、側壁部１３３の上端部が固定され、当該筐体によりインペラ１１の上側が覆われる。すなわち、ノート型ＰＣの筐体の一部が、上プレート部１３１となる。換言すると、ノート型ＰＣの筐体は、送風ファン１の上プレート１３１の替わりに送風ファンの上側を覆う天板と、送風ファン１の側方に位置する側板と、送風ファン１の下方に位置する底板とを備え、天板が吸気口１５１を有する。以上の送風ファン１を備える電子機器において、熱源３０の発熱を効率よく抑制することが可能となり、電子機器の処理能力維持および長寿命を実現することが可能となる。
【００６１】
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】
【００６２】
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】
【００６３】
Ｊ１    中心軸
１    送風ファン
４    軸受機構
１０    熱源接触部
１２    モータ部
１３    ハウジング
１３１    上プレート部
１３２    下プレート部
１３２１    立ち上がり部
１３２１ａ    立ち上がり上筒部
１３３    側壁部
１３４    舌部
１５１    吸気口
１５３    送風口
２１    静止部
２１０    ステータ
２１１    ステータコア
２１２    コイル
２２    回転部
２２１    シャフト
２２２    ロータホルダ
２２３    ロータマグネット
２２４    スラストプレート
２３    軸受部
２３１    スリーブ
２３２    軸受ハウジング
２４１    ハウジング円筒部
２４２    キャップ
２５    回路基板
２７１    第１ラジアル動圧溝列
２７２    第２ラジアル動圧溝列
２７３    第１スラスト動圧溝列
２７４    第２スラスト動圧溝列
２７５    循環孔
３０    熱源
３１    ラジアル間隙
３２    第２スラスト間隙
３３    第３スラスト間隙
３４    第１スラスト間隙
４１    仮想第１直線
４２    仮想第２直線
４３    仮想第３直線
４４    仮想第４直線
５１    第１領域
５２    第２領域
５３    第３領域
５４    第４領域
５５    第５領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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