(57)【要約】【課題】ファンモータにおいて、ボールベアリングのシールドを不要とするとともに、潤滑性能を向上させる。【解決手段】ケーシング２５のベース部２３に軸受ハウジング２４を一体に形成し、その一端部にシールド部２６を形成する。軸受ハウジング２４の他端部側からボールベアリング２７、スペーサ２８およびスリーブベアリング２９を嵌合し、リテーナキャップ３０を圧入してこれらを固定する。ボールベアリング２８およびスリーブベアリング２９によって、ロータ３４およびインペラ３８が取付けられたシャフト３１を支持する。シールド部２６およびリテーナキャップ３０によって軸受ハウジング２４内がシールドされるので、ボールベアリング２７のシールドが不要となる。軸受ハウジング２４内において、ボールベアリング２７とスリーブベアリング２９との間で潤滑油を授受し、潤滑油の不足を解消して潤滑性能を高めることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部に固定された円筒状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に嵌合された一対の軸受と、該一対の軸受によって支持された回転軸と、前記ベース部側に固定されたステータと、該ステータに対向させて前記回転軸側に固定されたロータと、前記回転軸側に固定されたインペラとを備えたファンモータであって、
前記軸受ハウジングの一端部に、前記回転軸の近傍まで径方向に延びるシールド部を形成し、前記軸受ハウジングの他端部側から該軸受ハウジング内に前記一対の軸受を嵌合し、前記軸受ハウジングの他端部にキャップ部材を装着して前記軸受ハウジング内をシールドしたことを特徴とするファンモータ。
【請求項２】
前記一対の軸受は、前記シールド部および前記キャップ部材にそれぞれ当接して固定される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】
前記一対の軸受は、シールド無しボールベアリングおよびスリーブベアリングであることを特徴とする請求項１または２に記載のファンモータ。
【請求項４】
前記一対の軸受は、シールド付ボールベアリングおよびスリーブベアリングであることを特徴とする請求項１または２に記載のファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品を搭載したＯＡ機器等の冷却に用いられるファンモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、電子部品を搭載したパソコン、サーバ、コピー機等の電子機器には、筐体の内部あるいは個々の電子部品を冷却するために小型のファンモータが取付けられている。
【０００３】
このようなＯＡ機器等に装着される従来の軸流式ファンモータの一例について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、ファンモータ１は、合成樹脂製のケーシング２のベース部３に一体に形成されたに円筒状の軸受ハウジング４内にボールベアリング５およびスリーブベアリング６が嵌合され、これらのベアリング５，６によってシャフト７が回転可能に支持されている。シャフト７の先端部には、モータのロータ８が取付けられ、ロータ８に対向させて軸受ハウジング４の周囲にモータのステータ９が固定されている。ロータ８の外側には、複数のフィン１０を有する合成樹脂製のインペラ１１が嵌合されている。軸受ハウジング４の基部の周囲にはモータを駆動するための駆動回路を搭載したＰＣボード１２（プリント基板）が取付けられている。
【０００４】
ボールベアリング５は、防塵および潤滑油の飛散防止のためにシールドを備えたものであり、また、スリーブベアリング６は、潤滑油が含浸された焼結金属等の多孔質材からなる。なお、図中、符号１３は、シャフト７の抜け止め用の止輪、１４はＰＣボード１２に通電するためのリード線を示す。
【０００５】
この構成により、リード線１４を介してＰＣボード１２の駆動回路に通電すると、ステータ９が磁界を発生させ、ロータ８を回転させることにより、インペラ１１が回転して、ケーシング２内に一定方向の空気流が生じる。これにより、ファンモータ１を電子機器の適当な部位に配置することによって、個々の電子部品あるいは電子機器の筐体内部を冷却することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のファンモータ１では、次のような問題がある。シールドを備えたボールベアリング５を使用するため製造コストがかかる。ボールベアリング５およびスリーブベアリング６が軸受ハウジング４の両端側から嵌合され、中央の段部に当接して軸方向に位置決めされる構造であるため、軸受ハウジング４のボールベアリング５の嵌合部とスリーブベアリング６の嵌合部とは、分離した金型（上型と下型）によって成型されることになる。このため、ボールベアリング５とスリーブベアリング６との同心を確保することが困難になる。また、スリーブベアリング６の潤滑性の低下によって、軸受の寿命が制限される。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ボールベアリングのシールドを不用とするとともに、長寿命化を達成することができるファンモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ベース部に固定された円筒状の軸受ハウジングと、該軸受ハウジング内に嵌合された一対の軸受と、該一対の軸受によって支持された回転軸と、前記ベース部側に固定されたステータと、該ステータに対向させて前記回転軸側に固定されたロータと、前記回転軸側に固定されたインペラとを備えたファンモータであって、
前記軸受ハウジングの一端部に、前記回転軸の近傍まで径方向に延びるシールド部を形成し、前記軸受ハウジングの他端部側から該軸受ハウジング内に前記一対の軸受を嵌合し、前記軸受ハウジングの他端部にキャップ部材を装着して前記軸受ハウジング内をシールドしたことを特徴とする。
このように構成したことにより、シールド部およびキャップ部材によって軸受ハウジング内がシールドされるので、シールドを備えた軸受を使用することなく、軸受の防塵および潤滑油の飛散の防止を行うことができる。一対の軸受を一方からハウジング内に嵌合させる構造としたことにより、一対の軸受の同心を容易に確保することができる。また、シールドされた軸受ハウジング内において、一対の軸受相互間で潤滑油が授受される。
請求項２に係るファンモータは、上記請求項１の構成において、前記一対の軸受は、前記シールド部およびキャップ部材にそれぞれ当接して固定されることを特徴とする。
このように構成したことにより、一対の軸受は、キャップ部材を軸受ハウジングに装着することによって、シールド部およびキャップ部材によって固定される。
請求項３の発明に係るファンモータは、上記請求項１または２の構成において、前記一対の軸受は、シールド無しボールベアリングおよびスリーブベアリングであることを特徴とする。
このように構成したことにより、シールド無しボールベアリングとスリーブベアリングとの間で潤滑油が授受される。
また、請求項４の発明に係るファンモータは、上記請求項または２の構成において、前記一対の軸受は、シールド付ボールベアリングおよびスリーブベアリングであることを特徴とする。
このように構成したことにより、シールド付ボールベアリングとスリーブベアリングとの間で潤滑油が授受される。
なお、本明細書中で使用している「ファンモータ」という用語は、本来の意味のほか、より圧力比の大きいブロワをも包含するものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態のファンモータ２０は、内面にテーパを設けた円筒状のベンチュリ部２１と、ベンチュリ部２２の一端部中央に、径方向に延びる複数のリブ２２によって固定されたベース部２３と、ベース部２３からベンチュリ部２２内へ延びるベンチュリ部２２と同心で有底円筒状の軸受ハウジング２４とを一体に成型した合成樹脂製のケーシング２５を備えている。軸受ハウジング２４の一端部には、中心部に開口２６Ａを有する底部が形成されており、この底部によって後述するシールド部２６が形成されている。
【００１０】
軸受ハウジング２４内には、シールド部２６に当接するボールベアリング２７、ボールベアリング２７に当接する円筒状のスペーサ２８、さらに、スペーサ２８に当接するスリーブベアリング２９がベース部２３側の開口部から挿入、嵌合されている。そして、軸受ハウジング２４のベース部２３側の開口部に、有底円筒状のリテーナキャップ３０（キャップ部材）が圧入され、スリーブベアリング２９に当接して、ボールベアリング２７、スペーサ２８およびスリーブベアリング２９を固定している。
【００１１】
ボールベアリング２７およびスリーブベアリング２９には、シャフト３１が挿通されて回転可能に支持されている。シャフト３１には、止輪３２が取付けられ、止輪３２がボールベアリング２７に当接することによってシャフト３１を抜け止めしている。シャフト３１の先端部には、亜鉛ダイキャスト製のハブ３３が取付けられ、さらに、ハブ３３にはロータ３４が取付けられている。
【００１２】
ロータ３４は、軸受ハウジング２４を覆い、その底部がハブ３３に取付けられた有底円筒状のヨーク３５と、ヨーク３５の内周面に固定された環状の永久磁石３６とから構成されている。ヨーク３５の外周部には、複数のフィン３７を有するインペラ３８が圧入、嵌合されている。なお、別体のハブ３３を設ける代わりに、ハブを一体化した合成樹脂製のインペラ３８にシャフト３１を直接インサートし、ヨーク３５を嵌合するようにしてもよい。
【００１３】
軸受ハウジング２４の外周部には、ロータ３４の内周面に対向するステータ３９が取付けられている。ステータ３９は、ロータ３４側の永久磁石３６の内周面に対向して放射状に延びるコア４０と、コア４０に装着されたボビン４１と、ボビン４１に巻回されたコイル４２と、軸受ハウジング２４の基部の周囲に配置されてボビン４１に固定されたＰＣボード４３とから構成されている。
【００１４】
ロータ３４およびステータ３９によってブラシレスＤＣモータが構成されており、ＰＣボード４３には、当該ブラシレスＤＣモータを駆動するための駆動回路が実装されている。ＰＣボード４３には、その駆動回路に通電するためのリード線４４が接続されており、リード線４４は、リブ２２の１つ沿って配線されてケーシング２５の外部へ延ばされている。永久磁石３６の軸方向中央部は、コア４０の軸方向中央部に対して、ベース部２３側にオフセットされている。
【００１５】
軸受ハウジング２４の一端部に形成されたシールド部２６は、シャフト３１の近傍まで径方向に延ばされ、その開口２６Ａには、シャフト３１の先端部に取付けられたハブ３３の基端部に形成された円筒部４５（回転軸）が挿通されており、円筒部４５と開口２６Ａとの間には３０〜５０μｍ程度の充分小さい隙間が形成されている。そして、軸受ハウジング２４内は、シールド部２６およびリテーナキャップ３０によって、外部からシールドされている。
【００１６】
ボールベアリング２７としては、シールドを備えていないシールド無しボールベアリングを使用することができる。図５および図６に示すように、スペーサ２８には、外周面に軸方向に沿って複数（図示のものでは４つ）の油溝４６が設けられ、また、両端面にそれぞれ径方向に沿って複数（図示のものでは４つ）の油溝４７が形成されている。
【００１７】
スリーブベアリング２９は、焼結金属等の多孔質材からなり潤滑油が含浸されている。好ましくは、スリーブベアリング２９のリテーナキャップ３０側の端部を封孔処理し、あるいは、焼結の密度を高めて、スリーブベアリング２９に含浸された潤滑油がリテーナキャップ３０側へ流出しないようにするとよい。また、図７に示すように、スリーブベアリング２９のシャフト３１を挿通させる開口のボールベアリング２７側の縁部には、面取部４８が形成されている。なお、ボールベアリング２７およびスリーブベアリング２９に使用される潤滑油は、混合して使用できるように相性が考慮されている。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
リード線４４に通電することにより、ＰＣボード４３に実装された駆動回路がコイル４２に流す電流を制御し、コア４０を順次励磁して、ロータ３４を一定の方向に回転させる。これにより、インペラ３８が一定方向に回転し、その回転に応じて一定方向の送風を行うことができる。このとき、ロータ３４側の永久磁石３６の軸方向中央部がステータ３９側のコア４０の軸方向中央部に対して、ベース２３側にオフセットされているので、ロータ３４がステータ３９の発生する磁界によってベース部２３から離れる方向に吸引され、これによって生じる軸方向の力により、ボールベアリング２７に予圧を付与することができる。
【００１９】
軸受ハウジング２４内は、シールド部２６およびリテーナキャップ３０によって外部からシールドされて、異物の侵入およびボールベアリング２７の潤滑油の飛散を防止することができるので、高価なシールド付ボールベアリングが不要となり、製造コストを低減することができる。なお、シールド部２６とシャフト３１に取付けられたハブ３３の円筒部４５とに段部を形成して、これらの隙間をラビリンス状に形成することにより、防塵効果および潤滑油の漏れ防止効果を高めることができる。また、より高い遮蔽効果を期待して、ボールベアリング２７として、シールド付ボールベアリングを使用することもできる。
【００２０】
シールドされた軸受ハウジング２６内において、ボールベアリング２７とスリーブベアリング２９との間で、スペーサ２８の油溝４６，４７を介して、潤滑油が相互に授受されるので、潤滑油の不足を解消することができ、ボールベアリング２７およびスリーブベアリング２９の長寿命化を図ることができる。スリーブベアリング２９のリテーナキャップ３０側の端部を封孔処理し、あるいは、焼結の密度を高めることにより、スリーブベアリング２９に含浸された潤滑油がリテーナキャップ３０側へ流出しないようにすることができ、潤滑油の消費量を低減することができる。
【００２１】
また、スリーブベアリング２９のシャフト３１を挿通させる開口の縁部に形成した面取部４８に潤滑油を溜めることができるので、スリーブベアリング２９とシャフト３１との摺動面に充分な潤滑油を供給することができる。さらに、スリーブベアリング２９にシャフト３１を挿通させる際、シャフト３１を面取部４８によって案内することができるので、シャフト３１を容易に挿通させることができる。なお、面取部４８の代りに、図８に示すように、段部４９を設けて、この段部４９に潤滑油を溜めるようにすることもできる。
【００２２】
軸受ハウジング２４は、ボールベアリング２７およびスリーブベアリング２９をベース部２３側の開口から挿入、嵌合させる構造であるから、アンダーカットが生じることがなく、これらの嵌合部を一体の金型（上型または下型）によって成型することができるので、ボールベアリング２７とスリーブベアリング２９との同心を容易に確保することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、ばねによるボールベアリングの予圧機構を備えたこと以外は、概して同様の構造であるから、以下、第１実施形態のものと同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２４】
図２に示すように、第２実施形態に係るファンモータ５０では、シャフト３１のベース部２３側の端部が球面状に形成され、この球面部５１に、リテーナキャップ３０内に摺動可能に嵌装されたスライド部材５２を当接させ、スライド部材５２とリテーナキャップ３０との間に介装されたコイルスプリング５３のばね力によってシャフト３１をベース部２３から離れる方向に押圧してボールベアリング２７を予圧している。スライド部材５２のシャフト３１との当接部には、摩擦を軽減するための合成樹脂製のスリッパ５４が設けられている。また、リテーナキャップ３０は、コイルスプリング５３のばね受けを兼ねているため、図９および図１０に示すように、その径方向両端部に係合爪部５５が形成されており、係合爪部５５をベース部２３にスナップ係合させて、ボールベアリング２７、スペーサ２８およびスリーブベアリング２９を保持するとともに、コイルスプリング５３のばね力を支持している。
【００２５】
このように構成したことにより、上記第１実施形態の作用、効果に加えて、コイルスプリング５３によってシャフト３１を軸方向に常時予圧することことができるので、回転部分の軸方向の移動を最小限にすることができ、軸受寿命を長くすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第３実施形態について、図３を参照して説明する。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、ボールベアリングとスリーブベアリングとを反対に配置し、スペーサを省略した以外は、概して同様の構造であるから、以下、上記第２実施形態のものと同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２７】
第３実施形態に係るファンモータ５６では、スリーブベアリング２９は、軸受ハウジング２４内に圧入、嵌合されてシールド部２６に当接している。ボールベアリング２７は、軸受ハウジング２４のやや大径とされた開口側に嵌合されており、一端部が段部５７に当接し、他端部にリテーナキャップ３０が当接して固定されている。シャフト３１には、球面部５１の基部に止輪３２が取付けられてボールベアリング２７に当接している。また、ハブ３３には円筒部４５が形成されておらず、軸受ハウジング２４のシールド部２６とシャフト３１とが３０〜５０μｍ程度の所定の隙間をもって直接対向している。
【００２８】
このように構成したことにより、スペーサ２８を省略することができる。なお、この場合も、上記第１および第２実施形態と同様、スリーブベアリング２９のボールベアリング２７とは反対側、すなわち、シールド部２６側の端面を封孔処理し、または、焼結の密度を高めることにより、スリーブベアリング２９に含浸された潤滑油が外部へ流出しにくくすることができ、潤滑油の消費量を低減することができる。
【００２９】
次に、本発明の第４実施形態について、図４を参照して説明する。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、ステータの磁界による予圧の方向を反対にしたものであり、ロータの永久磁石およびシャフトの止輪の取付け位置が異なる以外は、概して同様の構造であるから、以下、上記第１実施形態のものと同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３０】
図４に示すように、第４実施形態に係るファンモータ５８では、ロータ３４の永久磁石３６は、ヨーク３５の底部近傍まで軸方向に延ばされており、その軸方向中央部がステータ３９の軸方向中央部に対してベース部２３とは反対側にオフセットされている。また、シャフト３１には、ベース部２３側の端部に止輪３２が取付けられている。
【００３１】
このように構成したことにより、ロータ３４は、ステータ３９の発生する磁界によってベース２３側へ吸引されることになり、この軸方向の力によって、ボールベアリング２７に予圧を付与することができる。
【００３２】
なお、上記第１ないし第４実施形態では、一対の軸受としてボールベアリングおよびスリーブベアリングを使用したものについて説明しているが、本発明は、これに限らず、両方をボールベアリングまたはスリーブベアリングとすることもでき、また、適宜他の形式のベアリングを使用することもできる。また、本説明では、ファンモータについて記載しているが、本発明は、これに限らず、ファンモータより圧力比の大きいブロワにも同様に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係るファンモータによれば、シールド部およびキャップ部材によって軸受ハウジング内がシールドされるので、シールドを備えた軸受を使用することなく、軸受の防塵および潤滑油の飛散防止を行うことができる。その結果、高価なシールド付ボールベアリングが不要となり、製造コストを低減することができる。一対の軸受を一方から軸受ハウジング内に嵌合させる構造としたことにより、軸受ハウジングの軸受嵌合部を一体の金型によって成型することが可能となり、一対の軸受の同心を容易に確保することができる。また、シールドされた軸受ハウジング内において、一対の軸受相互間で潤滑油が授受されるので、潤滑油の不足を解消することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
請求項２の発明に係るファンモータによれば、軸受ハウジングにキャップ部材を装着することにより、一対の軸受を軸受ハウジングのシールド部およびキャップ部材に当接させて固定することができる。
請求項３の発明に係るファンモータによれば、シールド無しボールベアリングとスリーブベアリングとの間で潤滑油を授受することができ、潤滑油の不足を解消して、ボールベアリングおよびスリーブベアリングの長寿命化を図ることができる。
また、請求項４に係るファンモータによれば、シールド付ボールベアリングとスリーブベアリングとの間で潤滑油を授受することができ、潤滑油の不足を解消して、ボールベアリングおよびスリーブベアリングの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図５】図１に示すファンモータのスペーサの正面図である。
【図６】図５に示すスペーサのＡ−Ａ線による断面図である。
【図７】図１に示すファンモータのスリーブベアリングの拡大縦断面図である。
【図８】図１に示すファンモータのスリーブベアリングの変形例の拡大縦断面図である。
【図９】図２に示すファンモータのリテーナキャップの拡大縦断面図である。
【図１０】図９に示すリテーナキャップの正面図である。
【図１１】従来のファンモータの縦断面図である。
【符号の説明】
２０，５０，５６，５８　　ファンモータ
２３　ベース部
２６　シールド部
２４　軸受ハウジング
２７　ボールベアリング（軸受）
２９　スリーブベアリング（軸受）
３０　リテーナキャップ（キャップ部材）
３１　シャフト（回転軸）
３４　ロータ
３９　ステータ
３８　インペラ
４５　円筒部（回転軸）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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