(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子構造が備えられ、これにはベアリングサドルと前記ベアリングサドル内に備えられた２つのボール・ベアリングが含まれ、さらに、回転子構造が前記固定子構造にカップリングされており、これには前記２つのボール・ベアリングで支持された回転軸が備えられ、該回転軸が前記２つのボール・ベアリングと相対する表面に、切断面状の窪み、環状の溝切り、軸に対して横方向の溝切り、縦方向の溝切り、斜め方向の溝切り、多角形の窪みの中から、その何れか、あるいはそれらを組み合わせた窪み構造を有することを特徴とするファン。
【請求項２】
さらにインペラが前記回転軸の一端にカップリングされており、このうち前記インペラのハブ内表面には複数のディフレクターが備えられ、前記インペラが回転する際、前記ディフレクターは窪み構造を通じて気流を誘導することができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のファン。
【請求項３】
前記窪み構造が前記ベアリングの両端の表面よりベアリングの外側に延びていて、気流が前記窪み構造を流通できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のファン。
【請求項４】
さらに前記ベアリングの内リング表面または外リング表面、あるいはその両リングの表面に窪み構造が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のファン。
【請求項５】
前記ベアリングの表面に設けた窪み構造を、螺旋状の溝切り、環状の溝切り、回転軸方向に対して横方向の溝切り、縦方向の溝切り、斜め方向の溝切り、多角形の窪みの中から、その何れか、またはそれらを組み合わせたものとすることを特徴とする請求項４に記載のファン。
【請求項６】
固定子構造が備えられ、これにはベアリングサドルと前記ベアリングサドル内に備えられた２つのボール・ベアリングが含まれ、このうち前記ボール・ベアリングの内リング表面または外リング表面、あるいは内リングと外リングの両方の表面には窪み構造が備えられており、該窪み構造は、環状の溝切り、軸に対して横方向の溝切り、縦方向の溝切り、斜め方向の溝切り、多角形の窪みの中から、その何れか、あるいはそれらを組み合わせた窪み構造で、さらに、回転子構造が前記固定子構造にカップリングされており、これには前記ベアリングで支持された回転軸が含まれていることを特徴とするファン。
【請求項７】
さらにインペラが前記回転軸の一端にカップリングされており、このうち前記インペラのハブ内表面には複数のディフレクターが備えられ、前記インペラが回転する際、前記ディフレクターは窪み構造を通じて気流を誘導することができるようになっていることを特徴とする請求項６に記載のファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンおよびその回転軸とベアリングの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファンは通常、分散システム内部の電子エレメントを作動させることで熱を生じさせていた。
【０００３】
また、従来のファンは図１に示すように、前記ファンには固定子構造と回転子構造が含まれており、前記固定子構造にはベアリングサドル１２およびベアリングサドル１２内に備えられたベアリング１４が含まれ、その双方で以って前記回転子構造の回転軸１６を支えていた。前記ベアリング１４には、向かい合って回転する内リングと外リングが含まれており、外リングはベアリングサドル１２に、内リングは回転軸１６にそれぞれ固く接合されていた。このため、エレメント同士を固く接合させるためには、相当のひずみが生じる状況が避けられなかった。
【０００４】
しかしながら、ひずみが出ることでエレメント寸法に狂いが生じるほか、エレメントの応力に不均衡をもたらし、さらにその作動中に、ベアリングの回転により摩擦熱が生じるため、寸法の狂いがより増大していた。
【０００５】
このほか、前記回転軸はその作動中に熱膨張と冷収縮による影響を受けるため寸法に狂いが生じ、これにより摩耗が激化して、ベアリングの寿命を短縮させていた。
【０００６】
このため、一定時間作動させると、この寸法の狂いによりファン全体の安定性が影響を受ける状況があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ファンモータおよびその回転軸とベアリングの構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の構想は次のとおりである。まず１点目として、前記ファンには固定子構造が備えられ、これにはベアリングサドルと前記ベアリングサドル内に備えられた２つのボール・ベアリングが含まれ、さらに、回転子構造が前記固定子構造にカップリングされており、これには前記２つのベアリングで支持された回転軸が備えられ、該回転軸が前記２つのボール・ベアリングと相対する表面に、切断面状の窪み、環状の溝切り、軸に対して横方向の溝切り、縦方向の溝切り、斜め方向の溝切り、多角形の窪みの中から、その何れか、あるいはそれらを組み合わせた窪み構造が備えられている。
【０００９】
このほか、前記ファンにはさらにインペラが含まれ、前記回転軸の一端にカップリングされており、このうち前記インペラのハブ内表面には複数のディフレクターが備えられ、前記インペラが回転する際、前記ディフレクターは窪み構造を通じて気流を誘導することができるようになっている。
【００１０】
さらに、前記ベアリングには両端に表面が備えられており、前記窪み構造が前記両端の表面より延びているため、気流が前記窪み構造を流通できるようになっている。
【００１１】
もう１点目として、前記ファンには固定子構造が備えられており、これにはベアリングサドルと前記ベアリングサドル内に備えられた２つのボール・ベアリングが含まれ、このうち前記ベアリングの１表面には窪み構造が備えられており、さらに回転子構造が前記固定子構造にカップリングされており、これには前記ベアリングを支えるための回転軸が含まれている。
【００１２】
前記ベアリングの１表面には窪み構造が備えられており、これを螺旋状の溝切り、あるいは環状の溝切り、軸に対して横方向の溝切り、縦方向の溝切り、斜め方向の溝切り、多角形の窪みのうちの何れか、またはそれらを組み合わせたものとすることができる。前記ベアリングの窪み構造は、前記ベアリングの内リング表面あるいは外リング表面に形成されるか、もしくは同時に、前記ベアリングの内リング表面および外リング表面に形成される。
【発明の効果】
【００１３】
このため、本発明のファンは、背景技術と同じ接合寸法のもと、前記回転軸と前記ベアリングの間および／あるいは前記ベアリングと前記ベアリングサドルの間を比較的狭小な接触面積とすることで、接合による寸法の狂いを減少させ、これにより構造全体の安定性をより一層高めるほか、前記回転軸の回転をより滑らかにすることが可能である。
【００１４】
さらに、前記ベアリングの窪み構造は気流をより一層流通させるため、ファンの作動中に生じた熱を分散させ、寸法の狂いの拡大を減少させることで、回転時の安定性を維持するようになっている。
【００１５】
このほかに、前記回転軸が接続するインペラの接続箇所の周囲に設置されたディフレクターは、窪み構造を通じて気流を流通させる対流効果があるため、熱がもたらす寸法の狂いを大幅に減少させ、回転時の安定性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の特徴と精神については、次に掲げる発明を実施するための最良の形態および添付の図面により詳細な説明を行う。
【実施例１】
【００１７】
図２Ａを参照願う。この図は本発明の実施例１としてのファン１の断面図を示す。前記ファン１にはベアリングサドル１２が１つと、ベアリング１４が２つ、回転軸１６が１つ、インペラ１８が１つ、電磁エレメント１９が１つ含まれる。前記ファン１は、ベアリングサドル１２よりシステムの固定部２に連接されている（点線で示す）。
【００１８】
前記ベアリングサドル１２にはベアリング１４が備えられている。前記ベアリング１４はボール・ベアリングであり、これには内リング１４２および外リング１４４、その間に設置されたボール１４６が含まれる。前記ベアリング１４の外リング１４４は、ベアリングサドル１２中に固く接合されている。前記回転軸１６上には、窪み構造が１つ形成されており、この実施例において、この窪み構造１６４は環状の溝切りとなっている。回転軸１６は、ベアリング１４の内リング１４２を貫いており、かつ内リング１４２に固く接合されている。ベアリング１４上には２つの向かい合う表面１４８ａと１４８ｂが備えられており、環状の溝切り１６４は１６４ａと１６４ｂの２つのセクションに分けられており、それぞれ前述の表面１４８ａと１４８ｂに延びている。これにより、環状の溝切り１６４は気流が環状の溝切り１６４を流通できるようになっているため、ファン１の作動中に生じる熱を分散することが可能である。補足説明すると、インペラ１８は回転軸の一端にカップリングされており、前記ファンにはさらにマグネットリング１８２が１つ含まれ、電磁エレメント１９の磁界作用により回転するという目的を達することができる。
【実施例２】
【００１９】
本発明の実施例２として、図２Ｂに示すように、前記窪み構造は斜め方向の溝切り１６４’とすることができる。
【実施例３】
【００２０】
本発明の実施例３として、図２Ｃに示すように、前記窪み構造には１つあるいは複数個の螺旋状の溝切り１６４”が含まれる。
【実施例４】
【００２１】
本発明の実施例４として、図２Ｄに示すように、前記窪み構造には複数個の軸に対して横方向の溝切り１６４ａ”’が含まれ、また横方向の溝切り１６４ａ”’は縦方向の溝切り１６４ｂ”’に連接している（前述した横方向の溝切りと縦方向の溝切りは、回転軸のセンターライン（図中に点線で示す）を中心に向かい合っている）。横方向の溝切り１６４ａ”’は、直接外部の空気とはつながっていないが、縦方向の溝切り１６４ｂ”’を通じてつながっており、窪み構造もまた気流が横方向の溝切り１６４ａ”’および縦方向の溝切り１６４ｂ”’を通じて流通できるようになっている。このほかに、前述した環状の溝切り１６４、および斜め方向の溝切り１６４’、螺旋状の溝切り１６４”も混用することができる。
【実施例５】
【００２２】
図３Ａを参照願う。この図は本発明の実施例５としてのファン３の断面図を示す。上述の実施例１と比較すると、前記窪み構造には複数個の切断面３６４ａおよび複数個の溝切り３６４ｂが含まれており、その回転軸３６の立体拡大図は図３Ｂに示すとおりである。インペラ３８が回転する際、その上にあるディフレクター３８４が気流Ｆを切断面３６４ａおよびベアリング３４の間を流通するよう誘導する。気流Ｆの流通経路は、図３Ａ中の点線で示すとおりである。ディフレクター３８４の設計は図３Ｃに示すように、前記インペラ３８の環状のハブ３８１内表面に形成され、気流Ｆが窪み構造を貫くよう誘導し、ファン３の作動中に生じた熱エネルギーをより迅速に気流Ｆにして分散させる作用を持つ。
【００２３】
上述の実施例より、回転軸に窪み構造を備えることで、回転軸とベアリングの接触面積を減少させ、接合による寸法の狂いも減少できるほか、貫通構造を備えた窪み構造のもと、放熱効果を高め、熱により生じる寸法の狂いを減少することができるため、装置使用の寿命を延ばし、かつその安定性をも高めることが可能である。
【００２４】
本発明のファンの窪み構造は、回転軸上に形成するのみに限られず、ベアリング上に形成することも可能で、同様に寸法の狂いを減少させ、放熱効果を高めることが可能である。図４Ａは、本発明の実施例６に基づくファンを示すものである。その構造は、上述の実施例１に概ね相似するが、相違点として、窪み構造がベアリング５４上に形成されている点が挙げられる。図４Ｂの立体拡大図に示すように、これには複数個の縦方向の溝切り５４２２（回転軸の外延方向に同じ）がベアリング５４の内リング５４２上に形成され、これにより回転軸の接合時に接触する面積を減少させることが可能となる。このほか、縦方向の溝切り５４２２は、ベアリング５４の２つの向かい合う表面５４２４を貫いている。これにより、回転軸とベアリング５４が接合した後、縦方向の溝切り５４２２はチャネルが形成されるため、空気を供することで、ベアリング５４の作動時に生じる熱を分散させることができる。空気の流通経路は、図４Ａの矢印で示すとおりである。
【００２５】
また、上述の縦方向の溝切り５４２２は、図４Ｃに示すように、螺旋状の溝切りあるいは斜め方向の溝切り５４２２’に代替が可能なことは言うまでもない。
【００２６】
窪み構造も無論、前述した溝切り５４２２および５４２２’を組み合わせたものとすることができる。このほか、ベアリングの内リング５４２および外リング５４４上にも複数個の溝切り５４２２’および５４４２を形成することができ、図４Ｄに示すように、溝切り５４２２’および５４４２は螺旋状で表されているが、本発明はこれに制限を設けるものではない。本発明のベアリングとベアリングサドルもまた固く接合しているため、ベアリングとベアリングサドルとの接合にも寸法の狂いという問題が存在する。従って、本発明のベアリングでは、外リング上に複数個の溝切りを形成することで、ベアリングとベアリングサドルの接触面積を減少させ、それにより接合時に生じる寸法の狂いを減少させることが可能である。さらに、ベアリングとベアリングサドルの接合がベアリングおよびベアリングと回転軸の接合に与える影響を減少させることができる。同様に、外リング５４４上の溝切り５４４２がベアリング５４’の２つの向かい合う表面５４４４を貫く際、溝切り５４２２も内リング５４２上の溝切り５４２２’のような放熱効果を備えることは言うまでもない。
【００２７】
前述した実施例は、ベアリングの２つの向かい合う表面を貫く窪み構造を備えることについて多く説明しているが、本発明はこれに制限を設けるものではない。本発明のファンの窪み構造は、多角形の窪みとすることもでき、同様に回転軸とベアリングあるいはベアリングとベアリングサドルの接触面積を減少させることで、接合による寸法の狂いも減少させることが可能である。
【００２８】
上述のとおり、本発明の回転軸あるいはベアリングには窪み構造が備えられており、回転軸とベアリングの接触面積、あるいはベアリングとベアリングサドルの接触面積を減少させることができるため、接合時に生じる寸法の狂いを大幅に減少させ、構造全体の安定性をより一層高め、前記回転軸をより滑らかな回転にさせることが可能である。このほか、ベアリングの２つの向かい合う表面を貫く窪み構造もまた気流をより一層流通させるため、ファンの作動時に生じる熱を分散させ、寸法の狂い拡大を減少させることで、回転時の安定性を維持することが可能である。このほかに、前記回転軸が接続するインペラの接続箇所の周囲に設置されたディフレクターは、窪み構造を通じて気流を流通させる対流効果があるため、熱がもたらす寸法の狂いを大幅に減少させ、回転時の安定性を高めることが可能である。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施例について具体的に述べるため、より詳細に本発明の特徴および精神について説明を行ったが、上述の好適な実施例の詳細は、本発明の範囲に何ら制限を加えるものではない。反対に、本発明の特許請求の範囲内において、種々の変更あるいは相当性のある改良を行うことを目的とするものである。このため、本発明の特許請求の範囲については、上記の説明に基づいて最も広範な解釈がなされるべきで、それにより行い得る変更あるいは相当性のある改良がすべて網羅されると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のファンの断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１に示すファンの断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例２に示すファンの断面図である。
【図２Ｃ】本発明の実施例３に示すファンの断面図である。
【図２Ｄ】本発明の実施例４に示すファンの断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施例５に示すファンの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すファンの回転軸の立体図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示すファンのインペラの立体図である。
【図４Ａ】本発明の実施例６に示すファンの断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すファンの各種ベアリングの態様を表す立体図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示すファンの各種ベアリングの態様を表す立体図である。
【図４Ｄ】図４Ａに示すファンの各種ベアリングの態様を表す立体図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、３：ファン 
２：固定部
１２：ベアリングサドル 
１４、３４、５４：ベアリング
１６、３６：回転軸 
１８：インペラ
１９：電磁エレメント 
Ｆ：気流
１４２、５４２：内リング 
１８４、３８４：ディフレクター
１４４、５４４：外リング 
１４６：ボール
１４８ａ、１４８ｂ、５４２４、５４４４：表面 
５４２２：：縦方向の溝切り
１６４：環状の溝切り 
１６４ａ”’、３６４ｂ：横方向の溝切り
１６４’、１６４”：斜め方向の溝切り 
１６４ｂ”’：縦方向の溝切り
１８２：マグネットリング 
３６４ａ：切断面 
５４２２’、５４４２：螺旋状の溝切りあるいは斜め方向の溝切り
【図１】
0004891947.tif 000002
【図２Ａ】
0004891947.tif 000003
【図２Ｂ】
0004891947.tif 000004
【図２Ｃ】
0004891947.tif 000005
【図２Ｄ】
0004891947.tif 000006
【図３Ａ】
0004891947.tif 000007
【図３Ｂ】
0004891947.tif 000008
【図３Ｃ】
0004891947.tif 000009
【図４Ａ】
0004891947.tif 000010
【図４Ｂ】
0004891947.tif 000011
【図４Ｃ】
0004891947.tif 000012
【図４Ｄ】
0004891947.tif 000013