(57)【要約】      （修正有）【課題】ファンの振動を低減する。【解決手段】ファンは、モータと、インペラとを備え、モータが、静止部と、回転部とを備え、静止部が、ステータと、ステータの内側に配置される軸受部４４とを備え、回転部が、ステータの径方向外側に配置されるロータマグネットと、上部が直接的または１つ以上の部材を介してインペラに固定され、軸受部に挿入されるシャフト４１と、シャフトを囲む環状面４２２，４２３を有し、軸受部と軸方向に対向するスラスト部とを備え、軸受部の内周面４４１とシャフトの外周面４１１との間のラジアル間隙５１に潤滑油４６の流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部６８が構成され、環状面と軸受部の環状面に軸方向に対向する面との間のスラスト間隙５２，５３に潤滑油の流体動圧を発生するスラスト動圧軸受部６９１，６９２が構成され、ラジアル間隙の径方向の幅が、５μｍ以上２０μｍ以下である。【選択図】図２
2013032769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
複数の翼を有し、前記モータにより中心軸を中心として回転してエアの流れを発生するインペラと、
を備え、
前記モータが、
静止部と、
前記静止部により回転可能に支持される回転部と、
を備え、
前記静止部が、
ステータと、
前記ステータの内側に配置される軸受部と、
を備え、
前記回転部が、
前記ステータの径方向外側に配置されるロータマグネットと、
上部が直接的または１つ以上の部材を介して前記インペラに固定され、前記軸受部に挿入されるシャフトと、
前記シャフトを囲む環状面を有し、前記軸受部と軸方向に対向するスラスト部と、
を備え、
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潤滑油の流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部が構成され、前記環状面と前記軸受部の前記環状面に軸方向に対向する面との間のスラスト間隙に前記潤滑油の流体動圧を発生するスラスト動圧軸受部が構成され、
前記静止部と前記回転部との間において前記中心軸を中心とする環状に構成される１つのシール間隙、前記ラジアル間隙および前記スラスト間隙が互いに繋がった１つの袋構造をなし、前記袋構造に前記潤滑油が連続して存在し、前記潤滑油の界面が前記シール間隙のみに形成されるファン。
【請求項２】
前記軸受部が、
筒形状の部材であるスリーブと、
前記スリーブの外周面を覆う軸受ハウジングと、
を備える、請求項１に記載のファン。
【請求項３】
前記静止部が、前記軸受ハウジングの下端を閉塞するキャップ部材、をさらに備える、請求項２に記載のファン。
【請求項４】
前記軸受ハウジングが、一繋がりの部材であり、
前記スリーブの前記外周面を覆う略円筒状の側部と、
前記側部の下部を閉塞する底部と、
を備える、請求項２に記載のファン。
【請求項５】
前記スラスト部が、前記袋構造の底部において前記シャフトから径方向外方に拡がるスラストプレートであり、
前記スラストプレートの上面が、前記環状面である上向きスラスト動圧軸受面を備え、
前記軸受部が、軸方向下側を向く下向きスラスト動圧軸受面を備え、
前記上向きスラスト動圧軸受面と前記下向きスラスト動圧軸受面とが軸方向に対向し、
前記上向きスラスト動圧軸受面と前記下向きスラスト動圧軸受面とにより、前記スラスト動圧軸受部が構成される、請求項１ないし４のいずれかに記載のファン。
【請求項６】
軸方向において、前記複数の翼の下端が、前記上向きスラスト動圧軸受面よりも上側に位置する、請求項５に記載のファン。
【請求項７】
前記スラストプレートの下面が他の環状面を備え、
前記他の環状面が前記袋構造の底面と対向し、他のスラスト動圧軸受部が構成される、請求項５または６記載のファン。
【請求項８】
前記軸受部の内周面の上部と前記シャフトの外周面との間に、上方に向かうに従って径方向の幅が漸次増大する前記シール間隙が構成される、請求項５ないし７のいずれかに記載のファン。
【請求項９】
前記回転部が、前記中心軸を中心として下方へ延びて前記軸受部の外周面と径方向に対向する筒状部、を備え、
前記軸受部の外周面の上部と前記筒状部の内周面との間に、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次増大する前記シール間隙が構成される、請求項５ないし７のいずれかに記載のファン。
【請求項１０】
前記回転部が、前記シャフトの上部から径方向外方へと広がる他のスラスト部、をさらに備え、
前記軸受部が軸方向上側を向く面を備え、
前記他のスラスト部が前記軸方向上側を向く面と軸方向に対向する他の環状面を備え、
前記軸方向上側を向く面と前記他の環状面により他のスラスト動圧軸受部が構成される、請求項５または６に記載のファン。
【請求項１１】
軸方向において、前記複数の翼の上端が、前記他の環状面よりも下側に位置する、請求項１０に記載のファン。
【請求項１２】
前記複数の翼の軸方向上方に配置されるカバー部をさらに備え、
軸方向において、前記カバー部の下端が、前記他の環状面よりも下側に位置する、請求項１１に記載のファン。
【請求項１３】
前記回転部が、前記中心軸を中心として下方へ延びて前記軸受部の外周面と径方向に対向する筒状部、を備え、
前記軸受部の外周面の上部と前記筒状部の内周面との間に、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次増大する前記シール間隙が構成される、請求項１０ないし１２のいずれかに記載のファン。
【請求項１４】
前記スラスト部が、前記シャフトの上部から径方向外方へと広がり、
前記軸受部が、軸方向上側を向く上向きスラスト動圧軸受面を備え、
前記環状面が、前記上向きスラスト動圧軸受面と軸方向に対向する下向きスラスト動圧軸受面であり、
前記上向きスラスト動圧軸受面と前記下向きスラスト動圧軸受面とにより、前記スラスト動圧軸受部が構成される、請求項１ないし４のいずれかに記載のファン。
【請求項１５】
軸方向において、前記複数の翼の上端が、前記下向きスラスト動圧軸受面よりも下側に位置する、請求項１４に記載のファン。
【請求項１６】
前記複数の翼の軸方向上方に配置されるカバー部をさらに備え、
軸方向において、前記カバー部の下端が、前記下向きスラスト動圧軸受面よりも下側に位置する、請求項１５に記載のファン。
【請求項１７】
前記回転部が、前記中心軸を中心として下方へ延びて前記軸受部の外周面と径方向に対向する筒状部、を備え、
前記軸受部の外周面の上部と前記筒状部の内周面との間に、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次増大する前記シール間隙が構成される、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のファン。
【請求項１８】
前記ラジアル動圧軸受部が、
上ラジアル動圧軸受部と、
前記上ラジアル動圧軸受部から下方に離間して位置する下ラジアル動圧軸受部と、
を備え、
軸方向において、前記複数の翼の上端が、前記回転部の回転時における前記上ラジアル動圧軸受部の圧力中心よりも下側に位置する、請求項１ないし１７のいずれかに記載のファン。
【請求項１９】
前記ラジアル動圧軸受部が、
上ラジアル動圧軸受部と、
前記上ラジアル動圧軸受部から下方に離間して位置する下ラジアル動圧軸受部と、
を備え、
軸方向において、前記複数の翼の上端が、前記上ラジアル動圧軸受部の中心よりも下側に位置する、請求項１ないし１７のいずれかに記載のファン。
【請求項２０】
前記静止部が、前記ロータマグネットの下方に位置する磁性部材、をさらに備え、
前記磁性部材と、前記ロータマグネットとの間にて前記回転部を下方に吸引する磁気吸引力が発生する、請求項１ないし１９のいずれかに記載のファン。
【請求項２１】
前記モータの静止時に、軸方向において、前記ロータマグネットの磁気中心の位置が、前記ステータの磁気中心の位置と一致する、または、上方に位置する、請求項１ないし２０のいずれかに記載のファン。
【請求項２２】
前記インペラが、
前記中心軸に垂直に広がる天面部と、
前記天面部の外縁部から下方に延びる側壁部と、
を備え、
前記側壁部の下端部および前記天面部の少なくともいずれか一方に錘が存在する、請求項１ないし２１のいずれかに記載のファン。
【請求項２３】
軸方向において、前記ラジアル動圧軸受部が、前記側壁部の前記下端部と前記天面部との間に位置する、請求項２２に記載のファン。
【請求項２４】
前記モータが３相モータである、請求項１ないし２３のいずれかに記載のファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアの流れを発生するファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な電子機器の筐体内部に電子部品を冷却するための冷却ファンが設けられる。特開２００９−２１３２２５号公報に開示される軸流ファンのモータ部は、ベース部と、電機子と、略円筒形状の軸受保持部と、２つのボールベアリングと、ロータ部と、を備える。軸受保持部は、ベース部の中央に固定される。軸受保持部の内側面には、２つのボールベアリングが固定され、外側面には、電機子が固定される。ロータ部は、シャフトがボールベアリングに挿通されることにより、軸受保持部に対して回転可能に支持される。ベース部には、軸受保持部の周囲を囲むように環状の溝が設けられる。溝には、螺旋状のコイルバネが載置される。コイルバネの上端部は、電機子のインシュレータと軸方向に接触する。これにより、ロータ部が回転する際に、電機子の振動がコイルバネに吸収され、軸流ファンの振動を低減することができる。
【０００３】
特開２００５−１５５９１２号公報に開示されるスピンドルモータの軸受装置は、シャフトと、スラストプレートと、スリーブと、有底円筒形状のハウジングと、を備える。シャフトは、スリーブに内嵌される。ハウジングは、スリーブを収容する。スラストプレートは、シャフトの下側端部に形成される。スリーブの内周面には、動圧発生溝が形成され、シャフトの外周面とスリーブの内周面との間にラジアル動圧軸受が構成される。スリーブの下側端面およびハウジング内周の底面には、スラスト動圧発生溝が構成される。スリーブの下側端面とスラストプレートと上面との間、および、スラストプレートの下面とハウジング内周の底面との間にスラスト動圧軸受が構成される。
【０００４】
米国特許出願公開第２００８／０２７８９１１号明細書に開示される冷却ファンは、ベース部と、軸受部と、流体動圧軸受と、コイル組立体と、インペラと、を備える。
【特許文献１】特開２００９−２１３２２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５９１２号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０２７８９１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、サーバー等の電子機器の高性能化に伴い、電子機器からの発熱量が増大している。このため、電子機器内の冷却ファンを高速回転して風量を増大することが求められる。しかし、冷却ファンの高速回転化に伴い、冷却ファンには大きな振動が発生し、電子機器内の他の装置に影響を与えてしまう。例えば、冷却ファンの振動により、ディスク駆動装置の読み出しや書き込みにエラーが発生する。
【０００６】
本発明は、ファンの振動を低減することを主たる目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示的な一の側面に係るファンは、モータと、複数の翼を有し、前記モータにより中心軸を中心として回転してエアの流れを発生するインペラと、を備え、前記モータが、静止部と、前記静止部により回転可能に支持される回転部と、を備え、前記静止部が、ステータと、前記ステータの内側に配置される軸受部と、を備え、前記回転部が、前記ステータの径方向外側に配置されるロータマグネットと、上部が直接的または１つ以上の部材を介して前記インペラに固定され、前記軸受部に挿入されるシャフトと、前記シャフトを囲む環状面を有し、前記軸受部と軸方向に対向するスラスト部と、を備え、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潤滑油の流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部が構成され、前記環状面と前記軸受部の前記環状面に軸方向に対向する面との間のスラスト間隙に前記潤滑油の流体動圧を発生するスラスト動圧軸受部が構成され、前記静止部と前記回転部との間において前記中心軸を中心とする環状に構成される１つのシール間隙、前記ラジアル間隙および前記スラスト間隙が互いに繋がった１つの袋構造をなし、前記袋構造に前記潤滑油が連続して存在し、前記潤滑油の界面が前記シール間隙のみに形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ファンの振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るファンの断面図である。
【図２】図２は、軸受機構の断面図である。
【図３】図３は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、軸受部の断面図である。
【図６】図６は、軸受部の底面図である。
【図７】図７は、スラストキャップの平面図である。
【図８】図８は、ファンに発生する振動のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９は、ファンに発生する振動のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図１０は、ファンに発生する振動のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１１は、ファンに発生する振動のシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】図１２は、比較例に係るファンに発生する振動のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１３は、他の例に係るモータの軸受機構の断面図である。
【図１４】図１４は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るファンの断面図である。
【図１６】図１６は、モータの断面図である。
【図１７】図１７は、軸受機構の断面図である。
【図１８】図１８は、軸受機構の一部を示す断面図である。
【図１９】図１９は、他の例に係るモータの断面図である。
【図２０】図２０は、他の例に係るモータの断面図である。
【図２１】図２１は、他の例に係るモータの断面図である。
【図２２】図２２は、他の例に係るモータの断面図である。
【図２３】図２３は、第３の実施形態に係るファンの断面図である。
【図２４】図２４は、モータの断面図である。
【図２５】図２５は、軸受機構の断面図である。
【図２６】図２６は、他の例に係るモータの断面図である。
【図２７】図２７は、他の例に係るモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書では、モータ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。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る軸流ファン１の断面図である。以下、軸流ファン１を単に「ファン１」という。ファン１は、モータ１１と、インペラ１２と、ハウジング１３と、複数の支持リブ１４と、ベース部１５と、を備える。ハウジング１３は、インペラ１２の外周を囲む。ハウジング１３は、支持リブ１４を介してベース部１５に接続される。複数の支持リブ１４は、周方向に配列される。ベース部１５は、支持リブ１４と一繋がりの部材である。ベース部１５上には、モータ１１が固定される。
【００１２】
インペラ１２は樹脂製であり、略有蓋円筒状のカップ１２１と、複数の翼１２２と、を有する。カップ１２１は、モータ１１の外側を覆う。カップ１２１は、後述のモータ１１の回転部２の一部を兼ねている。カップ１２１は、天面部１２３と、側壁部１２４と、を有する。天面部１２３は、中心軸Ｊ１に垂直に広がる。側壁部１２４は、天面部１２３の外縁部から下方に延びる。複数の翼１２２は、中心軸Ｊ１を中心として側壁部１２４の外周面から径方向外方に延びる。カップ１２１および複数の翼１２２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。
【００１３】
天面部１２３の上面には、穴部１２５が設けられる。穴部１２５には錘１２９が配置される。錘１２９は、タングステン等の比重が大きい金属が含有された接着剤である。錘１２９が配置される。側壁部１２４の下端部１２４ａの径方向内側においても、錘１２９が配置される。インペラ１２の上部および下部に錘１２９が配置されることにより、インペラ１２およびモータ１１の回転部２のアンバランスを低減することができる。このように、二面バランス修正が行われることにより、インペラ１２およびモータ１１の重心の中心軸Ｊ１からのずれによるファン１の振動を抑制することができる。以下、錘１２９が配置される側壁部１２４の下端部１２４ａおよび穴部１２５を「バランス修正部１２４ａ，１２５」という。
【００１４】
ファン１では、モータ１１によりインペラ１２が中心軸Ｊ１を中心として回転されることにより、上方から下方に向かってエアの流れが発生する。
【００１５】
モータ１１は、アウタロータ型の３相モータである。モータ１１は、回転部２と、静止部３と、軸受機構４と、を有する。回転部２は、略円筒状の金属製のヨーク２１と、ロータマグネット２２と、カップ１２１と、を有する。ヨーク２１は、カップ１２１の内側に固定される。ロータマグネット２２は、ヨーク２１の内周面に固定される。回転部２は、軸受機構４を介して中心軸Ｊ１を中心に、静止部３に対して回転可能に支持される。
【００１６】
静止部３は、略円筒状の軸受保持部３１と、ステータ３２と、回路基板３３と、を有する。軸受保持部３１の下部は、ベース部１５の中央の孔部を規定する内周面に固定される。ステータ３２は、ベース部１５の上側にて、軸受保持部３１の外周面に固定される。ステータ３２は、ロータマグネット２２の径方向内側に位置する。ステータ３２は、ステータコア３２１と、ステータコア３２１上に形成された複数のコイル３２２と、を有する。ステータコア３２１は、積層鋼板にて形成される。ステータ３２の下部には、回路基板３３が固定される。回路基板３３に挿入された図示省略のピンにコイル３２２からの引出線が取り付けられることにより、ステータ３２と回路基板３３とが電気的に接続される。コイル３２２の引出線は、直接回路基板に接続されても良い。これにより、スラストプレート４２の上側と下側の潤滑油４６の内圧の差を低減できる。モータ１１の駆動時には、ロータマグネット２２とステータ３２との間にて回転力が発生する。
【００１７】
回路基板３３の上面には、環状の磁性部材３３１が配置される。磁性部材３３１は、ロータマグネット２２の下方に位置する。また、モータ１１の静止時に、軸方向において、ステータ３２の磁気中心の位置が、ロータマグネット２２の磁気中心の位置よりも下方に位置する。ファン１では、ロータマグネット２２とステータ３２との間およびロータマグネット２２と磁性部材３３１との間にて、ロータマグネット２２を下方に吸引する磁気吸引力が生じる。これにより、ファン１の回転時に、インペラ１２が、静止部３に対して浮上する力を低減することができる。
【００１８】
軸受機構４は、シャフト４１と、環状のスラストプレート４２と、軸受部４４と、キャップ部材であるスラストキャップ４５と、潤滑油４６と、を有する。シャフト４１の上部には、金属にて形成されたブッシング２５を介してインペラ１２の天面部１２３に間接的に固定される。スラストプレート４２は、シャフト４１の下部に固定される、軸受部４４と軸方向に対向するスラスト部である。スラストプレート４２は、シャフト４１の下端から径方向外方に広がる。軸受部４４は、ステータ３２の径方向内側に配置される。なお、シャフト４１およびスラストプレート４２は、回転部２の一部でもある。軸受部４４およびスラストキャップ４５は、静止部３の一部でもある。以下の他の形態においても同様である。
【００１９】
図２は、軸受機構４の下部近傍を拡大して示す断面図である。スラストプレート４２の内周面には、軸方向に延びる溝部４２１が設けられ、溝部４２１とシャフト４１の外周面４１１との間にて、連通孔４２１ａが構成される。これにより、スラストプレート４２の上側と下側の潤滑油４６の内圧の差を低減できる。図３に示すように、スラストプレート４２の上面は、外縁部に位置する傾斜面４２２ａを有する。傾斜面４２２ａは、径方向外方に向かって下方へと傾斜する。スラストプレート４２の上面のうち、傾斜面４２２ａの径方向内側に位置する面は、中心軸Ｊ１に垂直な、シャフト４１を囲む環状の面である。以下、当該面を「上環状面４２２」という。スラストプレート４２の下面の外縁部には、径方向外方に向かって上方へと傾斜する傾斜面４２３ａが設けられる。スラストプレート４２の下面のうち傾斜面４２３ａの径方向内側に位置する面は、中心軸Ｊ１に垂直な、環状の面である。以下、当該面を「下環状面４２３」という。
【００２０】
図２に示す軸受部４４は、ステンレス鋼やりん青銅等の金属により形成された１つのスリーブである。軸受部４４は、軸受保持部３１の内周面に固定される。軸受部４４には、シャフト４１が挿入される。軸受部４４は、内周面４４１の下部から、下方に向かって拡径する第１段差部４４２と、第１段差部４４２と軸受部４４の下端部４４４との間にて下方に向かって拡径する第２段差部４４３と、を有する。スラストキャップ４５は、下端部４４４の内側に配置され、スラストキャップ４５の外周面は、下端部４４４の内周面に固定される。スラストキャップ４５は軸受部４４の下部を閉塞する。スラストキャップ４５の上面の外縁部は、第２段差部４４３の下面４４３ａ、すなわち、法線が下方を向く面に軸方向に当接する。スラストプレート４２は、第１段差部４４２と第２段差部４４３との間に配置される。
【００２１】
軸受機構４では、軸受部４４の内周面４４１とシャフト４１の外周面４１１との間にラジアル間隙５１が構成される。スラストプレート４２の上環状面４２２と上環状面４２２に軸方向に対向する第１段差部４４２の下面４４２ａ、すなわち、法線が軸方向下方を向く面との間に間隙５２が構成される。以下、間隙５２を「第１下部スラスト間隙５２」という。スラストプレート４２の下環状面４２３とスラストキャップ４５の上面４５１とが軸方向に対向し、これらの面の間に間隙５３が構成される。以下、間隙５３を「第２下部スラスト間隙５３」という。第１下部スラスト間隙５２および第２下部スラスト間隙５３の軸方向における幅の和は、１０μｍ以上４０μｍ以下である。スラストプレート４２の外周面と軸受部４４の第１段差部４４２を構成する内周面との間に間隙５４が構成される。以下、間隙５４を「側部間隙５４」という。
【００２２】
図４は、軸受部４４の上部近傍を拡大して示す図である。軸受部４４の内周面４４１の上部は、第１傾斜面４４１ａと、第２傾斜面４４１ｂと、を有する。第１傾斜面４４１ａは、軸受部４４の上面から下方に向かって径方向内方へと傾斜する。換言すれば、第１傾斜面４４１ａは、直径が上方に向かって漸次増大する。第２傾斜面４４１ｂは、第１傾斜面４４１ａの下端から下方に向かって径方向内方へと傾斜する。第１傾斜面４４１ａと中心軸Ｊ１とのなす角は、第２傾斜面４４１ｂと中心軸Ｊ１とのなす角よりも大きい。第１傾斜面４４１ａと第２傾斜面４４１ｂとの境界は、第１傾斜面４４１ａの上端とシャフト４１の外周面４１１との間の径方向中間位置よりも径方向内側に位置する。
【００２３】
第１傾斜面４４１ａとシャフト４１の外周面４１１との間には、上方に向かって径方向の幅が漸次増大する１つのシール間隙５５が構成される。シール間隙５５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。シール間隙５５では、毛管現象を利用して潤滑油４６を保持するシール部５５ａが構成される。また、シール間隙５５は、多くの潤滑油４６を保持するオイルバッファとしての役割を果たす。モータ１１では、シール間隙５５、図２に示すラジアル間隙５１、第１下部スラスト間隙５２、側部間隙５４、および、第２下部スラスト間隙５３が互いに繋がった１つの袋構造５をなし、袋構造５に潤滑油４６が連続して存在する。袋構造５では、図４に示すシール間隙５５のみに潤滑油４６の界面が形成される。
【００２４】
シャフト４１の上部に固定されたブッシング２５の下面と軸受部４４の上面との間には径方向に広がる間隙５０１が構成される。ブッシング２５の外周面と軸受保持部３１の内周面との間には、軸方向に広がる間隙５０２が構成される。シール部５５ａは、間隙５０１，５０２を介して外部空間に連絡する。ここでの外部空間とは、図１のステータ３２の上方の空間を指す。間隙５０１，５０２が設けられることにより、シール部５５ａ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。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発を抑制することができる。
【００２５】
図５は軸受部４４の縦断面図である。軸受部４４の内周面４４１の上部および下部には、ヘリングボーン形状の第１ラジアル動圧溝列７１１および第２ラジアル動圧溝列７１２が設けられる。なお、軸受部４４の外周面に設けられた微小凹部は、軸方向において、第１ラジアル動圧溝列７１１および第２ラジアル動圧溝列７１２の間に位置する。図２に示すラジアル間隙５１の上部では、第１ラジアル動圧溝列７１１により、潤滑油４６に対してラジアル方向に流体動圧を発生する上ラジアル動圧軸受部６８１が構成される。ラジアル間隙５１の下部では、第２ラジアル動圧溝列７１２により、下ラジアル動圧軸受部６８２が構成される。以下、上ラジアル動圧軸受部６８１および下ラジアル動圧軸受部６８２をまとめて「ラジアル動圧軸受部６８」という。軸方向において、ラジアル動圧軸受部６８は、図１の２つのバランス修正部１２４ａ，１２５の間に位置する。また、径方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１は、モータ１１およびインペラ１２の重心と重なる。
【００２６】
図６は軸受部４４の底面図である。第１段差部４４２の下面４４２ａには、ヘリングボーン形状の第１スラスト動圧溝列７２１が設けられる。図７は、スラストキャップ４５の平面図である。スラストキャップ４５の上面４５１、すなわち、図２の袋構造５の底部の上面には、ヘリングボーン形状の第２スラスト動圧溝列７２２が設けられる。図２に示す第１下部スラスト間隙５２において、第１スラスト動圧溝列７２１により潤滑油４６に対してスラスト方向（アキシャル方向）の流体動圧を発生する第１下スラスト動圧軸受部６９１が構成される。換言すれば、上向きスラスト動圧軸受面であるスラストプレート４２の上環状面４２２と、下向きスラスト動圧軸受面である第１段差部４４２の下面４４２ａとにより、第１下スラスト動圧軸受部６９１が構成される。また、第２下部スラスト間隙５３において、第２スラスト動圧溝列７２２により第２下スラスト動圧軸受部６９２が構成される。
【００２７】
モータ１１の駆動時には、ラジアル動圧軸受部６８によりシャフト４１がラジアル方向に支持される。第１下スラスト動圧軸受部６９１および第２下スラスト動圧軸受部６９２により、袋構造５の底部の上方に存在するスラストプレート４２がスラスト方向に支持される。その結果、図１の回転部２およびインペラ１２が静止部３に対して回転可能に支持される。モータ１１の駆動時には、潤滑油４６が、図２に示す第１下部スラスト間隙５２、側部間隙５４、第２下部スラスト間隙５３および連通孔４２１ａを循環する。また、図３に示すように、スラストプレート４２の上環状面４２２の外縁部に、傾斜面４２２ａが設けられるため、シャフト４１が傾いた場合に、スラストプレート４２が軸受部４４の第１段差部４４２の下面４４２ａに強く接触することが防止される。
【００２８】
図５に示すように、第２傾斜面４４１ｂの下部には、第１ラジアル動圧溝列７１１の一部が存在する。ファン１の駆動時に、図４に示すシャフト４１が僅かに傾斜すると、シャフト４１の外周面４１１における第２傾斜面４４１ｂに近づく部位と、第２傾斜面４４１ｂの当該部位に対応する部位との間の間隙５６において、第１ラジアル動圧溝列７１１による流体動圧が発生する。その結果、シャフト４１が第２傾斜面４４１ｂにより支持される。このように、回転部２の回転時にシャフト４１が傾斜した場合、シール間隙５５の下側に隣接した間隙５６において、シャフト４１の外周面４１１に第２傾斜面４４１ｂが沿うことにより、シャフト４１が軸受部４４の上部に強く接触することが防止される。
【００２９】
図８は、ラジアル間隙５１の径方向の幅を３μｍとした場合におけるファン１に発生する振動のシミュレーション結果である。横軸に振動の周波数を示し、縦軸に振動の各周波数成分の振幅を示している。図９ないし図１１は、ラジアル間隙５１を４μｍ、５μｍ、６μｍとした場合におけるファン１に発生する振動のシミュレーション結果である。図１２は、玉軸受を有するモータが搭載された比較例のファンに発生する振動のシミュレーション結果である。
【００３０】
図１２の曲線９０に示すように、玉軸受を有するファンに発生する振動では、７５０Ｈｚ〜１２５０Ｈｚの範囲に複数のピークが存在する。図１２では、右側のピークから順に符号９０１〜９０４を付している。これに対し、ラジアル間隙の幅が３μｍおよび４μｍの軸受機構４では、図８および図９に示すように、図１２のピーク９０１〜９０４よりも、これらに対応するピーク９１１〜９１４が低いことが判る。さらに、ラジアル間隙５１の幅が５μｍおよび６μｍの軸受機構４では、図１０および図１１に示すように、図１２の右側および左側に位置する２つのピーク９０１，９０４に対応する位置において、ピークが存在しないことが判る。また、残りの２つのピーク９０２，９０３よりも、これらに対応するピーク９１２，９１３の高さが、半分以下であることが判る。
【００３１】
以上のように、ファン１では、シャフト４１と軸受部４４との間の潤滑油４６による、いわゆる、ダンパー効果により、玉軸受が用いられる従来のファンに比べて振動を低減することができる。特に、ラジアル間隙５１の径方向の幅を５μｍ以上とすることにより、振動を十分に低減することができる。ラジアル間隙５１の径方向の幅は、ラジアル間隙５１にて十分に流体動圧を発生させるために２０μｍ以下である。より好ましくは、ラジアル間隙５１の幅は、５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００３２】
以上、第１の実施形態に係るファン１について説明したが、ファン１に流体動圧軸受機構である軸受機構４が利用されることにより、ファン１の振動を低減することができる。その結果、ファン１の消費電力を抑えることができる。また、玉軸受が利用される場合に比べて、モータ１１の製造コストを低減することができる。
【００３３】
シール部が軸受部の上部および下部に設けられる流体動圧軸受機構の場合、シール部間に圧力差が生じることによる潤滑油４６の漏出を防止するために、高度な設計が必要となる。これに対し、モータ１１の軸受機構４は、シール部５５ａが１箇所のみである、いわゆる、フルフィル構造であるため、潤滑油４６の漏出を容易に防止することができる。また、シール部５５ａにおける潤滑油４６の液面の位置を一定に保つことができる。また、複数のシール部が設けられる場合に比べて、潤滑油４６の蒸発を抑制できる。特に、シール部５５ａは、モータ１１内部に設けられることから、ファン１の駆動時に、シール部５５ａがエアの流れに曝されることが防止される。その結果、潤滑油４６の蒸発をより抑制できる。さらに、シール部５５ａ内に異物が進入することも防止することができる。軸受機構４では、シャフト４１の周囲にシール部５５ａが構成されるため、シャフト４１から径方向外方に離間してシール部が構成される場合に比べて、遠心力によりシール部５５ａから潤滑油４６が漏出することが防止される。
【００３４】
第１下部スラスト間隙５２および第２下部スラスト間隙５３の軸方向における幅の和が、１０μｍ以上４０μｍ以下であることにより、潤滑油４６によるダンパー効果を確保しつつ流体動圧を発生させることができる。
【００３５】
軸受部４４の内周面４４１に第１ラジアル動圧溝列７１１の一部が存在する第２傾斜面４４１ｂが設けられることにより、ラジアル間隙５１を広くしても、シャフト４１を十分に支持することができる。その結果、ファン１が高速にて回転したり、高温状態にて回転する場合であっても、軸受剛性の低下を防止することができる。
【００３６】
モータ１１は３相モータであることから、モータ１１を高速にて回転させることができる。その結果、ファン１が搭載される電子機器の他の装置に影響を与える周波数帯とモータ１１に発生する振動の周波数とを容易にずらすことができる。
【００３７】
モータ１１では、磁性部材３３１が設けられることにより、ロータマグネット２２に対して下方に向かう磁気吸引力が生じるため、ファン１の駆動時に、インペラ１２が静止部３に対して浮き上がる力による第１下スラスト動圧軸受部６９１における軸受の損失の増大を抑制することができる。さらに、ステータ３２の磁気中心がロータマグネット２２の磁気中心よりも下方に位置することによりロータマグネット２２に対して下方に向かう磁気吸引力が生じるため、第１下スラスト動圧軸受部６９１における軸受の損失の増大をより抑制することができる。
【００３８】
軸方向において、ラジアル動圧軸受部６８が、２つのバランス修正部１２４ａ，１２５の間に位置することにより、回転部２およびインペラ１２を安定して回転することができ、振動をより低減することができる。また、ラジアル動圧軸受部６８の軸方向の長さを短くすることができ、軸受部４４を短くすることができる。その結果、軸受部４４を精度よく製造することができる。好ましくは、軸受部４４の軸方向の長さは、直径の４倍以下である。径方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１が、モータ１１およびインペラ１２の重心と重なることにより、回転部２およびインペラ１２をより安定して回転することができ、振動をより低減することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００３９】
図１３は、他の例に係る軸受機構を示す断面図である。軸受機構４の軸受部４４ａは、金属の焼結体である筒形状のスリーブ４７と、軸受ハウジング４８と、を有する。スリーブ４７には、潤滑油４６が含浸されている。軸受ハウジング４８は、スリーブ４７の外周面を覆う。軸受ハウジング４８は、スリーブ４７の上側にて径方向内方に広がる環状上部４８１、を有する。スリーブ４７と軸受ハウジング４８との間に軸方向に延びる循環孔４７２が設けられる。潤滑油４６は、循環孔４７２、環状上部４８１の下面とスリーブ４７の上面との間の間隙、ラジアル間隙５１および第１下部スラスト間隙５２を潤滑油４６が循環する。
【００４０】
図１４に示すように、環状上部４８１の内周面４８１ａは、直径が上方に向かって漸次増大する傾斜面である。換言すれば、内周面４８１ａは、下方に向かって径方向内方へと傾斜する。以下、内周面４８１ａを「第１傾斜面４８１ａ」という。スリーブ４７の内周面４７１の上部には、直径が上方に向かって漸次増大する傾斜面４７１ａが設けられる。換言すれば、内周面４７１ａは、下方に向かって径方向内方へと傾斜する。以下、傾斜面４７１ａを「第２傾斜面４７１ａ」という。第１傾斜面４８１ａと中心軸Ｊ１とのなす角は、第２傾斜面４７１ａと中心軸Ｊ１とのなす角よりも大きい。軸受機構４の他の構造は、図２に示す軸受機構４と同様である。
【００４１】
第１傾斜面４８１ａと、シャフト４１の外周面４１１との間には、上方に向かって径方向の幅が漸次増大するシール間隙５５が構成される。シール間隙５５の下側に隣接して、シャフト４１の外周面４１１と第２傾斜面４７１ａとの間に間隙５６が構成される。シール間隙５５では、毛管現象を利用して潤滑油４６を保持するシール部５５ａが構成される。シール部５５ａが、シャフト４１の周囲に構成されるため、遠心力によりシール部５５ａから潤滑油４６の漏出が抑制される。
【００４２】
第２傾斜面４７１ａの下部には、図５と同様の第１ラジアル動圧溝列７１１の一部が存在する。ファン１の駆動時に、シャフト４１が僅かに傾斜すると、シャフト４１の外周面４１１に第２傾斜面４７１ａが沿う状態となり、間隙５６において、流体動圧が発生する。これにより、シャフト４１が第２傾斜面４７１ａにより支持され、シャフト４１が軸受部４４ａの上部に強く接触することが防止される。
【００４３】
（第２の実施形態）
図１５は、第２の実施形態に係るファンの断面図である。ファン１ａは、図１に示すモータ１１とは異なる構造のモータ１１ａと、支持部１６と、を備える。ファン１ａの他の構造は、第１の実施形態と同様である。以下、同様の構成には、同符号を付して説明する。支持部１６は、略円柱状であり、モータ１１ａを下方から支持する。支持部１６の下部は、ベース部１５の孔部に固定される。
【００４４】
図１６は、モータ１１ａを示す図である。モータ１１ａは、３相モータである。モータ１１ａは、回転部２ａと、静止部３ａと、軸受機構４ａと、を備える。回転部２ａは、ロータマグネット２２と、ロータホルダ２３と、金属のヨーク部２４と、を備える。
【００４５】
ロータホルダ２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒状部２３１、を備える。筒状部２３１は、ロータホルダ２３の下面から下方に向かって延びる。ヨーク部２４は、天板部２４１と、円筒部２４２と、を備える。天板部２４１には、下方に向かって延びる円筒状のバーリング部２４１ａが設けられる。バーリング部２４１ａにロータホルダ２３が圧入されることにより、ヨーク部２４とロータホルダ２３とが固定される。円筒部２４２の内周面には、ロータマグネット２２が固定される。図１５に示すように、円筒部２４２は、カップ１２１の側壁部１２４の内周面に固定される。
【００４６】
図１６に示す静止部３ａは、モータベース部３４と、ステータ３２と、を備える。モータベース部３４は、図１５の支持部１６の上面上に配置される。ステータ３２は、モータベース部３４の中央に設けられた円筒状のホルダ３４１の外周面に固定される。
【００４７】
軸受機構４ａは、シャフト４１と、スラストプレート４２と、軸受部４４ａと、スラストキャップ４５と、を備える。シャフト４１の上部は、ロータホルダ２３の中央の孔部に固定される。スラストプレート４２は、シャフト４１の下部に固定される。
【００４８】
軸受部４４ａは、金属の焼結体である筒形状のスリーブ４９と、軸受ハウジング４０と、を有する。軸受ハウジング４０の下部は、モータベース部３４のホルダ３４１内に固定される。軸受ハウジング４０の径方向外側には、筒状部２３１が位置する。軸受ハウジング４０は、スリーブ４９の外周面を覆う。スリーブ４９は、シャフト４１の外周を覆う。スラストキャップ４５は、軸受ハウジング４０の下部を閉塞する。軸受機構４ａの下部において、スリーブ４９は、スラストプレート４２と軸方向に対向する。軸受機構４ａの上部において、スリーブ４９および軸受ハウジング４０は、ロータホルダ２３と軸方向に対向する。
【００４９】
図１５に示すように、軸方向において、軸受部４４ａの下端部、すなわち、軸受ハウジング４０の下端部が、インペラ１２の下端、すなわち、カップ１２１の側壁部１２４の下端よりも上方に位置する。
【００５０】
図１７に示すスラストプレート４２の外縁部と軸受ハウジング４０の内周面の下部との間、および、スラストプレート４２の下面とスラストキャップ４５の上面との間に、間隙５７が構成される。以下、間隙５７を「下部間隙５７」という。スリーブ４９の軸方向下側を向く下面４９２が、スラストプレート４２の上環状面４２２と軸方向に対向し、これらの面の間に間隙５８１が構成される。以下、間隙５８１を「下部スラスト間隙５８１」という。スリーブ４９の内周面４９１とシャフト４１の外周面４１１との間に、ラジアル間隙５１が構成される。ロータホルダ２３では、軸方向下側を向く下面のうち、筒状部２３１の内側にて、シャフト４１を囲む環状の面２３２が、軸方向上側を向くスリーブ４９の上面４９３および軸受ハウジング４０の上面４０１と軸方向に対向する。以下、面２３２を「ロータ環状面２３２」という。ロータ環状面２３２とスリーブ４９の上面４９３および軸受ハウジング４０の上面４０１との間に間隙５８２が構成される。以下、間隙５８２を「上部スラスト間隙５８２」という。軸受ハウジング４０の外周面４０２の上部とロータホルダ２３の筒状部２３１の内周面との間に間隙５９が構成される。間隙５９は、下方に向かうに従って幅が漸次増大する。以下、間隙５９を「シール間隙５９」と呼ぶ。
【００５１】
モータ１１ａでは、シール間隙５９、上部スラスト間隙５８２、ラジアル間隙５１、下部スラスト間隙５８１および下部間隙５７が互いに繋がった１つの袋構造５をなし、袋構造５に潤滑油４６が連続して存在する。シール間隙５９には、毛管現象を利用して潤滑油４６を保持するシール部５９ａが構成される。潤滑油４６の界面は、シール間隙５９のみに形成される。以下の説明では、袋構造５の底部において、シャフト４１から径方向外方に広がるスラストプレート４２を「第１スラスト部４２」という。シャフト４１の上部から径方向外方へと広がるロータホルダ２３を「第２スラスト部２３」という。
【００５２】
スリーブ４９の下面４９２には、図６に示すスラスト動圧溝列７２１に類似のスラスト動圧溝列が構成されており、下部スラスト間隙５８１にてスラスト方向に流体動圧を発生する下スラスト動圧軸受部６９３が構成される。軸受ハウジング４０の上面４０１には、図７に示すスラスト動圧溝列７２２に類似のスラスト動圧溝列が構成され、上部スラスト間隙５８２にて、潤滑油４６の流体動圧を発生する上スラスト動圧軸受部６９４が構成される。換言すれば、上向きスラスト動圧軸受面であるスリーブ４９の上面４９３と、下向きスラスト動圧軸受面であるロータ環状面２３２とにより、上スラスト動圧軸受部６９４が構成される。下スラスト動圧軸受部６９３および上スラスト動圧軸受部６９４により、回転部２ａがスラスト方向に支持される。また、ラジアル間隙５１では、第１の実施形態と同様に、ラジアル動圧軸受部６８が構成され、シャフト４１がラジアル方向に支持される。
【００５３】
図１８に示すように、スリーブ４９の内周面４９１の上部には、上面から下方に向かって径方向内方に向かう傾斜面４９４が設けられる。傾斜面４９４には、ラジアル動圧軸受部６８に設けられるラジアル動圧溝列の一部が存在する。ファン１ａの駆動時に、シャフト４１が傾斜しても、シャフト４１の外周面４１１と傾斜面４９４との間の間隙５６において、シャフト４１の外周面４１１に傾斜面４９４が沿うことにより、流体動圧が発生し、シャフト４１がスリーブ４９の上部に接触することが防止される。
【００５４】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、軸受機構として流体動圧軸受機構が用いられることにより、ファン１ａの振動を低減することができる。軸受機構４ａは、フルフィル構造であるため、シール部間の圧力差の発生による潤滑油４６の漏出を防止することができる。
【００５５】
軸方向において、軸受部４４ａの下端がインペラ１２の下端よりも上方に位置することから、モータ１１ａの重心がインペラ１２の内側に位置し、インペラ１２を安定して回転することができる。モータ１１ａが３相モータであることから、モータ１１ａの大きさを小さくしても、インペラ１２を十分に回転することができる。第２の実施形態においても、ラジアル間隙５１の径方向の幅は、ファン１の振動を十分に低減するために５μｍ以上であり、ラジアル間隙５１にて十分に流体動圧を発生させるために２０μｍ以下である。より好ましくは、ラジアル間隙５１の幅は、５μｍ以上１０μｍ以下である。以下の実施形態においても同様である。
【００５６】
また、モータ１１ａの静止時に、軸方向において、ステータ３２の磁気中心の位置が、ロータマグネット２２の磁気中心の位置よりも下方に位置する。これにより、ファン１ａの回転時に、インペラ１２が、静止部３ａに対して浮上する力を低減することができる。図１７に示すモータ１１ａの場合、下スラスト動圧軸受部６９３における軸受の損失の増大を抑制することができる。
【００５７】
図１９は、他の例に係るモータ１１ａを示す断面図である。軸受機構４ａは、金属にて形成された１つのスリーブである軸受部４４ｂ、を備える。軸受機構４ａでは、第１スラスト部４２が省略される。シャフト４１の下端部４１２の径は、他の部位よりも僅かに大きい。下端部４１２は、軸受部４４ｂの下面と軸方向に対向する。モータベース部３４の上面には、ロータマグネット２２と軸方向に対向する位置に環状の磁性部材３３１が設けられる。磁性部材３３１とロータマグネット２２との間にて、ロータマグネット２２を下方に吸引する磁気作用が生じる。軸受機構４ａの他の構造は、図１６の軸受機構４ａと同様である。
【００５８】
軸受部４４ｂは、軸受部４４ｂを上下方向に連通する連通孔４４５、を備える。軸受機構４ａでは、スラスト動圧軸受部として軸受部４４ｂの上面とロータ環状面２３２との間の上部スラスト間隙５８２に上スラスト動圧軸受部６９４のみが設けられる。連通孔４４５は、ラジアル間隙５１の下部と上部スラスト間隙５８２とを連絡する。モータ１１ａの駆動時には、上部スラスト間隙５８２、ラジアル間隙５１および連通孔４４５を潤滑油４６が循環する。モータ１１ａでは、スラスト動圧軸受部６９４および磁性部材３３１とロータマグネット２２との間の磁気作用により、回転部２ａが静止部３ａに対してスラスト方向に安定して支持される。
【００５９】
図２０は、モータ１１ａの他の例を示す断面図である。モータ１１ａでは、図１６の第１スラスト部４２の下環状面４２３、すなわち、軸方向下側を向く面とスラストキャップ４５の上面４５１、すなわち、袋構造５の底面との間に下スラスト動圧軸受部６９５が構成される。軸受ハウジング４０の軸方向上側を向く上面４０１と、第２スラスト部２３のロータ環状面２３２との間に、上スラスト動圧軸受部６９４が構成される。下スラスト動圧軸受部６９５および上スラスト動圧軸受部６９４、並びに、磁性部材３３１とロータマグネット２２との間の磁気作用により、回転部２ａが静止部３ａに対してスラスト方向に安定して支持される。
【００６０】
図２１は、モータ１１ａのさらに他の例を示す断面図である。モータ１１ａでは、第１スラスト部４２の上環状面４２２と、スリーブ４９の上環状面４２２に軸方向に対向する下面４９２との間の第１下部スラスト間隙５２に第１下スラスト動圧軸受部６９１が構成される。下環状面４２３とスラストキャップ４５の上面４５１との間の第２下部スラスト間隙５３に第２下スラスト動圧軸受部６９２が構成される。第１下スラスト動圧軸受部６９１および第２下スラスト動圧軸受部６９２により、スラストプレート４２がスラスト方向に支持される。
【００６１】
図２２は、モータ１１ａのさらに他の例を示す断面図である。軸受ハウジング４０ａが、一繋がりの部材である。軸受ハウジング４０ａは、スリーブ４９の外周面を覆う略円筒状の側部４０３と、側部４０３の下部を閉塞する底部４０４と、を備える。図２２では、図１６に示す軸受機構４ａと同様に、下部スラスト間隙５８１および上部スラスト間隙５８２にて下スラスト動圧軸受部６９３および上スラスト動圧軸受部６９４が構成される。
【００６２】
なお、図２０と同様に、第１スラスト部４２の下側に下スラスト動圧軸受部６９５が構成され、第２スラスト部２３の下側に上スラスト動圧軸受部６９４が構成されてもよい。図２１と同様に、第１スラスト部４２の上側および下側に第１下スラスト動圧軸受部６９１および第２下スラスト動圧軸受部６９２が構成されてもよい。
【００６３】
（第３の実施形態）
図２３は、第３の実施形態に係る遠心ファン１ｂの断面図である。以下、遠心ファンを単に「ファン」という。ファン１ｂは、モータ１１ｂと、インペラ１２ａと、ハウジング１３ａと、を備える。以下の説明では、ファン１ｂの構成のうち、第１または第２の実施形態と同様の構成には、同符号を付して説明する。ハウジング１３ａは、ベース部１３１と、側壁部１３２と、カバー部１３３と、を備える。ベース部１３１は、モータ１１ｂを支持する。側壁部１３２は、インペラ１２ａの外周を囲む。カバー部１３３は、インペラ１２ａの複数の翼１２２の軸方向上方に配置される。
【００６４】
図２４は、モータ１１ｂを示す図である。モータ１１ｂは、アウタロータ型の３相モータである。モータ１１ｂは、回転部２ｂと、静止部３ｂと、軸受機構４ｂと、を備える。回転部２ｂは、ロータマグネット２２と、ロータホルダ２３ａと、を備える。回転部２ｂは、軸受機構４ｂを介して、中心軸Ｊ１を中心に、静止部３ｂに対して回転可能に支持される。
【００６５】
ロータホルダ２３ａは、天板部２４１と、筒状部２３１と、円筒部２４２と、を備える。天板部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。筒状部２３１および円筒部２４２はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。筒状部２３１および円筒部２４２は、天板部２４１の下面から下方に向かって延びる。天板部２４１と、筒状部２３１と、円筒部２４２と、軸受機構４ｂの後述するシャフト４１ａとは、単一の部材である。筒状部２３１は、シャフト４１ａよりも径方向外側に位置する。円筒部２４２は、筒状部２３１よりも径方向外側に位置する。円筒部２４２の内周面には、ロータマグネット２２が固定される。
【００６６】
静止部３ｂは、略円筒状の軸受保持部３１と、ステータ３２と、回路基板３３と、を備える。軸受保持部３１の下部は、ベース部１３１の中央の孔部を規定する内周面に固定される。ステータ３２は、ベース部１３１の上側にて、軸受保持部３１の外周面に固定される。ステータ３２は、ロータマグネット２２の径方向内側に位置する。回路基板３３は、ベース部１３１上に固定される。ステータ３２と回路基板３３とは、電気的に接続される。モータ１１ｂの駆動時には、ロータマグネット２２とステータ３２との間にて回転力が発生する。
【００６７】
モータ１１ｂの静止時には、軸方向において、ステータ３２の磁気中心の位置が、ロータマグネット２２の磁気中心の位置よりも下方に位置する。これにより、ファン１ｂの回転時に、インペラ１２ａが、静止部３ｂに対して浮上する力を低減することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００６８】
ベース部１３１上には、環状の磁性部材３３１が配置される。磁性部材３３１は、ロータマグネット２２の下方に位置する。ファン１ｂでは、ロータマグネット２２とステータ３２との間およびロータマグネット２２と磁性部材３３１との間にて、ロータマグネット２２を下方に吸引する磁気吸引力が生じる。これにより、ファン１ｂの回転時に、インペラ１２ａが、静止部３ｂに対して浮上する力をさらに低減することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００６９】
軸受機構４ｂは、シャフト４１ａと、スラストプレート４２と、軸受部４４ａと、キャップ部材であるスラストキャップ４５と、潤滑油４６と、を有する。シャフト４１ａは、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の下面から下方に向かって延びる。シャフト４１ａは、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。スラストプレート４２は、シャフト４１ａの下部に固定される。スラストプレート４２は、シャフト４１ａの下端から径方向外方に広がる。スラストプレート４２は、軸受部４４ａと軸方向に対向するスラスト部である。
【００７０】
軸受部４４ａは、ステータ３２の径方向内側に配置される。軸受部４４ａは、筒形状のスリーブ４９と、軸受ハウジング４０と、を備える。スリーブ４９は、金属の焼結体である。軸受ハウジング４０の下部は、軸受保持部３１内に固定される。軸受ハウジング４０の径方向外側には、筒状部２３１が位置する。軸受ハウジング４０は、スリーブ４９の外周面を覆う。スリーブ４９は、シャフト４１ａの外周を覆う。スラストキャップ４５は、軸受ハウジング４０の下部を閉塞する。軸受機構４ｂの下部において、スリーブ４９は、スラストプレート４２と軸方向に対向する。軸受機構４ｂの上部において、スリーブ４９および軸受ハウジング４０は、ロータホルダ２３ａの天板部２４１と軸方向に対向する。
【００７１】
図２５に示すように、スラストプレート４２の外縁部と軸受ハウジング４０の内周面の下部との間、および、スラストプレート４２の下面とスラストキャップ４５の上面との間に、下部間隙５７が構成される。スリーブ４９の軸方向下側を向く下面４９２は、スラストプレート４２の上環状面４２２と軸方向に対向し、これらの面の間に下部スラスト間隙５８１が構成される。スリーブ４９の内周面４９１とシャフト４１ａの外周面４１１との間に、ラジアル間隙５１が構成される。ロータホルダ２３ａでは、軸方向下側を向く下面のうち、筒状部２３１の内側にて、シャフト４１ａを囲む環状のロータ環状面２３２が、軸方向上側を向くスリーブ４９の上面４９３および軸受ハウジング４０の上面４０１と軸方向に対向する。ロータ環状面２３２とスリーブ４９の上面４９３および軸受ハウジング４０の上面４０１との間に上部スラスト間隙５８２が構成される。軸受ハウジング４０の外周面４０２の上部とロータホルダ２３ａの筒状部２３１の内周面との間にシール間隙５９が構成される。シール間隙５９は、下方に向かうに従って幅が漸次増大する。
【００７２】
モータ１１ｂでは、シール間隙５９、上部スラスト間隙５８２、ラジアル間隙５１、下部スラスト間隙５８１および下部間隙５７が互いに繋がった１つの袋構造５をなし、袋構造５に潤滑油４６が連続して存在する。シール間隙５９には、毛管現象を利用して潤滑油４６を保持するシール部５９ａが構成される。潤滑油４６の界面は、シール間隙５９のみに形成される。
【００７３】
スリーブ４９の下面４９２には、図６に示すスラスト動圧溝列７２１に類似のスラスト動圧溝列が構成されており、下部スラスト間隙５８１にてスラスト方向に流体動圧を発生する下スラスト動圧軸受部６９３が構成される。スリーブ４９の上面４９３には、図７に示すスラスト動圧溝列７２２に類似のスラスト動圧溝列が構成され、上部スラスト間隙５８２にて、潤滑油４６の流体動圧を発生する上スラスト動圧軸受部６９４が構成される。下スラスト動圧軸受部６９３および上スラスト動圧軸受部６９４により、回転部２ｂがスラスト方向に支持される。また、ラジアル間隙５１では、第１の実施形態と同様に、ラジアル動圧軸受部６８が構成され、シャフト４１ａがラジアル方向に支持される。スリーブ４９の内周面４９１の上部には、図１８に示す傾斜面４９４と同様の傾斜面が設けられてもよい。
【００７４】
第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、軸受機構として流体動圧軸受機構が用いられることにより、ファン１ｂの振動を低減することができる。軸受機構４ｂは、フルフィル構造であるため、シール部間の圧力差の発生による潤滑油４６の漏出を防止することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００７５】
図２３に示すインペラ１２ａは樹脂製であり、略円筒状の固定部１２４ａと、複数の翼１２２と、複数の翼支持部１２６と、を有する。固定部１２４ａは、ロータホルダ２３ａの円筒部２４２の外周面に固定される。固定部１２４ａは、モータ１１ｂの回転部２ｂの一部を兼ねている。一方、ロータハブ２３ａの天板部２４１および円筒部２４２をインペラ１２ａの一部と捉えると、天板部２４１は、略有蓋円筒状のカップの天面部となる。天面部は、中心軸Ｊ１に垂直に広がる。また、円筒部２４２と固定部１２４ａとを合わせた構造は、カップの側壁部となる。当該側壁部は天板部２４１の外縁部から下方に延びる。
【００７６】
複数の翼支持部１２６はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心として固定部１２４ａの外周面から径方向外方に延びる。各翼支持部１２６の先端には、翼１２２が支持される。複数の翼１２２はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心として複数の翼支持部１２６の先端から径方向外方に延びる。固定部１２４ａ、複数の翼支持部１２６および複数の翼１２２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。
【００７７】
ファン１ｂでは、モータ１１ｂによりインペラ１２ａが中心軸Ｊ１を中心として回転されることにより、上方の開口から側方に向かうエアの流れが発生する。
【００７８】
軸方向において、複数の翼１２２の上端は、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の下面よりも下側に位置する。天板部２４１の下面は、上スラスト動圧軸受部６９４の下向きスラスト動圧軸受面である。これにより、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。このため、インペラ１２ａを安定して回転させることができる。その結果、ファン１ｂの振動を低減することができる。また、軸方向において、ハウジング１３ａのカバー部１３３の下端も、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の下面よりも下側に位置する。これにより、複数の翼１２２がさらに軸方向下側に位置し、インペラ１２ａの重心もさらに軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｂの振動をより一層低減することができる。
【００７９】
複数の翼１２２の上端は、軸方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１の圧力中心よりも下側に位置する。上ラジアル動圧軸受部６８１の圧力中心とは、回転部２ｂの回転時における上ラジアル動圧軸受部６８１の圧力分布の軸方向中心である。これにより、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｂの振動を低減することができる。上記条件に代えて、複数の翼１２２の上端を、軸方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１の中心よりも下側に位置させてもよい。上ラジアル動圧軸受部６８１の中心とは、第１ラジアル動圧溝列７１１（図５参照）の軸方向上端と軸方向下端との間の領域の軸方向中心である。これによっても、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｂの振動を低減することができる。
【００８０】
ファン１ｂでは、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の上面に穴部が設けられ、当該穴部に、図１に示す錘１２９と類似の錘が配置されてもよい。ロータホルダ２３ａの円筒部２４２の下端またはインペラ１２ａの固定部１２４ａの下端にも錘が配置されてもよい。これらの錘が配置されることにより、インペラ１２ａおよびモータ１１ｂの回転部２ｂのアンバランスを低減することができる。その結果、インペラ１２ａおよびモータ１１ｂの重心の中心軸Ｊ１からのずれによるファン１ｂの振動を抑制することができる。また、ラジアル動圧軸受部６８が、２つの錘が配置される部位の軸方向の間に位置することにより、回転部２ｂおよびインペラ１２ａを安定して回転することができ、振動をより抑制することができる。以下の実施形態においても同様である。
【００８１】
図２６は、他の例に係るファン１ｃを示す図である。ファン１ｃでは、ハウジング１３ａの形状、および、インペラ１２ａの形状が、図２３に示すファン１ｂと異なる。図２６に示すように、軸方向において、複数の翼１２２の上端は、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の下面よりも下側に位置する。これにより、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｂと同様に、ファン１ｃの振動を低減することができる。また、軸方向において、ハウジング１３ａのカバー部１３３の下端も、ロータホルダ２３ａの天板部２４１の下面よりも下側に位置する。これにより、インペラ１２ａの重心は、さらに軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｃの振動をより一層低減することができる。
【００８２】
複数の翼１２２の上端は、軸方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１の圧力中心よりも下側に位置する。これにより、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｃの振動を低減することができる。上記条件に代えて、複数の翼１２２の上端を、軸方向において、上ラジアル動圧軸受部６８１の中心よりも下側に位置させてもよい。これによっても、インペラ１２ａの重心が軸方向下側に位置する。その結果、ファン１ｃの振動を低減することができる。
【００８３】
複数の翼１２２の下端は、軸方向において、スラストプレート４２の上環状面４２２よりも上側に位置する。上環状面４２２は、下スラスト動圧軸受部６９３の上向きスラスト動圧軸受面である。これにより、インペラ１２ａの重心が、シャフト４１ａの上端と下端との間に位置する。その結果、インペラ１２ａを安定して回転させることができ、ファン１ｃの振動を低減することができる。
【００８４】
図２７は、他の例に係るファン１ｄを示す図である。ファン１ｄでは、ハウジング１３ａの形状、および、インペラ１２ａの形状が、図２３に示すファン１ｂと異なる。図２７に示すように、複数の翼１２２の下端は、軸方向において、スラストプレート４２の上環状面４２２よりも上側に位置する。これにより、インペラ１２ａの重心が、シャフト４１ａの上端と下端との間に位置する。その結果、ファン１ｄの振動を低減することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００８６】
第２の実施形態では、スリーブ４９の上面４９３にスラスト動圧溝列が設けられることにより、スリーブ４９の上面４９３と第２スラスト部２３の下面との間にてスラスト動圧軸受部が構成されてもよい。第３の実施形態では、軸受ハウジング４０の上面４０１にスラスト動圧溝列が設けられることにより、軸受ハウジング４０の上面４０１とロータホルダ２３ａの下面との間にてスラスト動圧軸受部が構成されてもよい。
【００８７】
第１の実施形態では、第１ラジアル動圧溝列７１１の上部が、他の部位と独立して第２傾斜面４４１ｂに設けられてもよい。軸受部４４では、必ずしも、第２傾斜面４４１ｂに動圧溝が存在しなくてもよい。この場合であっても、第２傾斜面４４１ｂが設けられることにより、シャフト４１を支持する面積を確保することができるため、軸受剛性をある程度向上することができる。第２および第３の実施形態に係るファン１のスリーブ４９においても同様である。
【００８８】
上記実施形態では、第１および第２ラジアル動圧溝列７１１，７１２は、シャフト４１の外周面４１１に設けられてもよい。第１スラスト部（スラストプレート）４２の上面および下面にスラスト動圧溝列７２１，７２２が設けられてもよい。軸受機構４では、必ずしも、連通孔４２１ａが設けられる必要はない。
【００８９】
第１の実施形態では、軸受部４４の上部近傍において、シャフト４１の外周面４１１に縮径する部位を設けることにより、当該部位と軸受部４４の内周面４４１との間にシール部が構成されてもよい。シャフト４１の上部は、直接的にインペラ１２に固定されてもよい。シャフト４１は、２以上の部材を介してインペラ１２に固定されてもよい。シール部として、シール間隙に設けられた動圧溝により流体動圧を発生するビスコシールが用いられてもよい。第２および第３の実施形態においても同様である。
【００９０】
第１の実施形態では、インペラ１２の天面部１２３のバランス修正部１２５に、金属部材が錘として設けられてもよい。また、貫通孔や切欠状の部位がバランス修正部として設けられてもよい。側壁部１２４のバランス修正部１２４ａにおいても同様である。天面部１２３および側壁部１２４の下端部１２４ａの一方にのみ錘が設けられてもよい。また、天面部１２３や側壁部１２４の一部を除去することにより回転部２のアンバランスが解消されてもよい。第２および第３の実施形態においても同様である。
【００９１】
モータ１１，１１ａ〜１１ｄの静止時に、軸方向において、ステータ３２の磁気中心とロータマグネット２２の磁気中心とが一致してもよい。これにより、モータ１１，１１ａ〜１１ｄの振動をより低減することができる。
【００９２】
モータ１１，１１ａは、遠心ファン等の他のファンのモータとして利用されてよい。モータ１１ｂ〜１１ｄは、軸流ファン等の他のファンのモータとして利用されてよい。モータ１１，１１ａ〜１１ｄが利用されるファンは、サーバのようにハードディスクが搭載される機器に最適である。サーバでは、ハードディスクに近接した位置にファンが搭載される。このため、振動が大きなファンが搭載された場合にハードディスクの読み書きエラーが生じやすい。しかしながら、モータ１１，１１ａ〜１１ｄが利用されるファンがサーバに搭載されれば、ハードディスクの読み書きエラーが生じくい。
【００９３】
上記実施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】
本発明は、エアの流れを発生するファンに利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１，１ａ〜１ｄ    ファン
２，２ａ，２ｂ    回転部
３，３ａ，３ｂ    静止部
１１，１１ａ，１１ｂ    モータ
１２，１２ａ    インペラ
２２    ロータマグネット
２３，２３ａ    ロータホルダ
３２    ステータ
４０，４８    軸受ハウジング
４１，４１ａ    シャフト
４２    スラストプレート
４４，４４ａ，４４ｂ    軸受部
４５    スラストキャップ
４６    潤滑油
４７，４９    スリーブ
５１    ラジアル間隙
５２    第１下部スラスト間隙
５３    第２下部スラスト間隙
５５，５９    シール間隙
６８    ラジアル動圧軸受部
１２２    翼
１３３    カバー部
２３１    筒状部
２３２    ロータ環状面
４１１    （シャフトの）外周面
４２２    上環状面
４２２ａ，４２３ａ    傾斜面
４２３    下環状面
４４１    （軸受部の）内周面
４４１ｂ，４７１ａ    第２傾斜面
４７１，４９１    （スリーブの）内周面
４８１    環状上部
５８１    下部スラスト間隙
５８２    上部スラスト間隙
６９１    第１下スラスト動圧軸受部
６９２    第２下スラスト動圧軸受部
６９３，６９５    下スラスト動圧軸受部
６９４    上スラスト動圧軸受部
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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