JP2007064240A - 軸受けスリーブ固定機構、それの製造方法及びそれを備えたファン装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】軸受けスリーブ固定機構を改良し、固定リングがハウジングに塑性変形を加えながら直接的に結合して、同時に軸受けスリーブを固定することにより、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料も選択できるので、製造が容易となり材料費のコストダウンも可能とすることを目的とする。
【解決手段】本発明の軸受けスリーブ固定機構は、シャフト３ｃと、シャフト３ｃの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブ９と、軸受けスリーブ９を収容したハウジング５と、軸受けスリーブ９をハウジング５内に形成された受け座５ａとの間で挟むようにハウジング５に圧入した固定リング１０とを備え、固定リング１０がハウジング５に塑性変形を加えながら軸受けスリーブ９を固定した。
【選択図】図３

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ等に使われるマイクロプロセッシングユニット（以下、ＭＰＵと称する）等の発熱電子部品、あるいはその発熱電子部品にヒートパイプなどで熱接続されたヒートシンク等を送風冷却するのに用いられる軸受けスリーブ固定機構、それの製造方法及びそれを備えたファン装置に関するものである。
最近のコンピュータなどの電子機器におけるデータ処理の高速化の動きはきわめて急速であり、ＭＰＵなどの発熱電子部品のクロック周波数は以前と比較して格段に大きなものになってきているので、その発熱量が増大している。そのため、各発熱電子部品が動作温度範囲を越えてしまい、その結果電子部品の誤動作や熱破壊を招くことが少なからず発生している。
従って、その電子機器内に実装された各発熱電子部品を動作温度範囲内に保つことは、それらの各発熱電子部品を正常に動作させることとなり、その結果、その電子機器を安定して操作できるようにするための重要な課題となってきている。
従来の発熱電子部品の冷却方法としては、複数個の放熱フィンから構成されたヒートシンクを発熱電子部品に直接接触させて自然放熱する方法やそのヒートシンクをファン装置で送風冷却する方法が多く用いられていたが、最近ではその発熱電子部品に直接接触した受熱器からヒートパイプを用いて離れた位置にある放熱器に熱接続したヒートシンクモジュールにおいてその放熱器をファン送風により強制的に送風冷却する方法も用いられている。
一方では、それら送風冷却のみでなく、液体冷媒をポンプにより強制的に液循環させ受熱器から放熱器へ熱輸送を行なった後、その放熱器の送風冷却を行う冷却装置なども必要となる高性能なコンピュータも次第に普及し始めている。
そして、各種電子機器で送風冷却に用いられるファン装置にはより小型軽量化や低価格化が求められている。
そこで、ヒートシンクを一体化し冷却性能を向上したファン装置として、例えば（特許文献１）に記載されたような動圧型流体軸受けを備え、高静音化に加え高寿命、高信頼性を実現できるファン装置とその軸受け固定機構が提案されている。
図１４は従来のファン装置の軸受け固定機構の断面図を示しており、フレーム１００の略中央に立設されたハウジング１００ａに嵌合された軸受けスリーブ１０１の内周面には、シャフト１０２の回転をスムーズに行うための動圧発生溝１０３がボール転造等により２ヶ所形成され、この動圧発生溝１０３には潤滑油としてオイル１０４が注油され、シャフト１０２と片側２〜１２μｍの軸受け隙間を保ちラジアル軸受け１０５が構成されている。
一方、ファン１０６にはシャフト１０２が一体成型され、シャフト１０２にはファン１０６の抜け防止用のワッシャ１０７が取り付けられている。
そして、シャフト１０２はスラスタ１０８に当接して軸受けスリーブ１０１に回転自在にはめ込まれており、ファン１０６と反対側の端面は球面に仕上げられていて、スラスタ１０８と接触してスラスト軸受け１０９を構成している。
ここで、ハウジング１００ａには、嵌め込まれた軸受けスリーブ１０１を受け座１００ｂとの間で挟んで、サンドイッチ状態で固定する固定リング１１０が挿入されているので、軸受けスリーブ１０１のラジアル方向に加わる応力が減少される。
つまり、軸受けスリーブ１０１の内径寸法の変形が少なくなるので、シャフト１０２と軸受けスリーブ１０１との隙間が不均一となり、動圧発生溝１０３のポンピング力の低下、シャフト１０２の振れ回りの増大、さらにはシャフト１０２と軸受けスリーブ１０１の接触やオイル１０４が流出するなどの信頼性の低下を招くことも少なくなっている。
さらに、シャフト１０２の基部の周囲に、その容積が軸受けスリーブ１０１とシャフト１０２の隙間の容積以上となるオイルプール１０６ａが形成され、さらに固定リング１１０とオイルプール１０６ａの外周に形成されたリブ１０６ｂとが非常に狭い隙間をもって対向しているので、その界面に発生する表面張力を利用して回転時に軸受けスリーブ１０１から飛散した余剰なオイル１０４が確実にオイルプール１０６ａにプールされるようにして、オイル１０４が漏れるのを防止している。
一方、別の軸受け固定機構としては、図示しないが、例えば（特許文献２）のように、軸受けスリーブの外周面がハウジングの内面により適切に押圧されて保持されるのに加えて、ハウジングに圧入した環状部材が軸受けスリーブの上部と当接しながらその周囲を囲む状態で確実に固定できるようにしている。
このような機構にすることにより、仮に軸受けスリーブとハウジングとの間の応力が弱まっても、環状部材が軸受けスリーブの上方に位置して固定しているため、軸受けスリーブがハウジングから外れてしまうことを防止している。
さらに、シャフトと環状部材が非常に狭い隙間をもって対向しているので、その隙間が回転時に軸受けスリーブから飛散した余剰なオイルの界面を形成しオイルが漏れるのを防止している。
特開平１１−２５２８５９号公報（第７頁、図２） 特開２００４−２６３７１０号公報（第２２頁、図１５）
前述した（特許文献１）の軸受けスリーブ１０１の固定機構では、加工上のばらつきを考慮して、軸受けスリーブ１０１は０．１ｍｍ以下の極めて小さな隙間を持ってハウジング１００ａに挿入加工されるか、もしくは、締め代５μｍ以下で軽く圧入加工がなされている。
つまり、ハウジング１００ａから軸受けスリーブ１０１のラジアル方向に加わる応力を軽減し、受け座１００ｂと固定リング１１０とにより挟み込まれた状態で固定されているので、軸受けスリーブ１０１の内径寸法の変形が小さくなり前述したような効果を有している。
しかしながら、一方では、ハウジング１００ａ内で軸受けスリーブ１０１は固定リング１０１のみにより挟み込むように固定された状態なので、軸受けスリーブ１０１の抜け防止のためには、固定リング１１０が軸受けスリーブ１０１を受け座１００ｂとの間で確実に挟み込む必要があり、さらには、軸受けスリーブ１０１の回転防止のためには、固定リング１１０が軸受けスリーブ１０１を確実に押圧するか、または食い込むように挟み込む必要がある。
また、初期的にはハウジング１００ａに対して固定リング１１０は確実に圧入され、その圧入応力を利用して固定されているが、一方、そのハウジング１００ａは、図示されていない駆動回路基板や複数のコイルが実装されたステータの略中央に位置し、それらの発熱電子部品により周囲が囲まれているので、動作状態では、約１００℃付近の温度まで上昇することもあり、高温環境下での長時間の使用におけるハウジング１００ａのクリープの影響も無視できない。
つまり、固定リング１１０の圧入応力がハウジング１００ａに連続的に加わった状態で、高温下で長時間使用されることによりハウジング１００ａの内径が拡大する方向に塑性変形が生じるので、徐々に圧入応力が低減し固定リング１１０が抜ける方向へ位置ずれを起こすおそれがある。
そのため、高い信頼性を確保するためにはハウジング１００ａのクリープが小さいこと、言い換えると高温環境下で長時間使用しても固定リング１１０の圧入応力による金属材料の伸びが小さく、製造時の圧入応力が高温での経時変化により大きく減少しないことも要求され、主にアルミニウムダイカスト用合金が用いられている。
そして、製造時に所定の圧入応力を得るためには、適切な機械的強度を有する金属材料を選択し、なおかつ精密な鋳造加工を行い、さらに機械的強度向上のためにその合金の成分によっては必要な熱処理を施すことが必要となる。
従って、固定リング１１０の圧入部分の外径寸法とハウジング１００ａの被圧入部分の内径寸法のそれぞれの加工精度をより高め、塑性変形には至らない寸法範囲、つまり弾性変形のみを与える寸法範囲で所定の圧入応力が得られるように高い加工精度で製作する必要もあるという課題があった。
さらに、高い信頼性を確保するために、常温時の機械的強度だけでなく、高温時においても機械的強度を確保できる金属材料を選択してクリープを小さくすることも非常に重要であり、使用できる金属材料の選択範囲がより制約されてしまうので、材料費や熱処理などの加工費に起因してコストアップにもなるという課題もあった。
そして、（特許文献２）の軸受けスリーブの固定機構では、軸受けスリーブがハウジングに圧入され、ハウジングから軸受けスリーブへのラジアル方向での押圧力が不充分である場合には固定リングが軸受けスリーブを押圧するようにして当接させるようにしているので、固定リングがハウジングに対して確実に圧入される必要があり、しかも高い信頼性を確保するためにはハウジングのクリープが小さく製造時の圧入応力が大きく減少しないことも要求されるという課題があった。
また、ハウジングに樹脂材料を用いた場合においても、同じ様に高温下での軟化による変形やクリープが発生し、使用できる樹脂材料が限定されるという課題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、軸受けスリーブの固定機構を改良し、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて直接的に結合し、その固定リングが同時に軸受けスリーブを固定している。
従って、固定リングの圧入応力も従来に比較して小さくてよいので、固定リングのハウジングへの圧入部分に高い加工精度も要求されず、その分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
さらに、ハウジングの固定リングの被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンにも寄与する。
上記目的を達成するために、本発明に係わる軸受けスリーブ固定機構は、モータ用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、軸受けスリーブを収容したハウジングと、軸受けスリーブをハウジング内に形成された受け座との間で挟むようにハウジングに圧入した固定リングとを備え、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブを固定したことを主要な特徴としている。
本発明の軸受けスリーブ固定機構は、固定リングのハウジングへの圧入部分の加工が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
請求項１記載の発明によれば、ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、軸受けスリーブを収容したハウジングと、軸受けスリーブをハウジング内に形成された受け座との間で挟むようにハウジングに圧入した固定リングとを備え、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブを固定したので、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて直接的に結合し、その固定リングが同時に軸受けスリーブを固定できるという作用がある。
つまり、固定リングがハウジングへ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時にその固定リングが軸受けスリーブをも固定しているので、固定リングのハウジングへの圧入応力が小さくても軸受けスリーブをより強固に固定できる作用があり、固定リングのハウジングへの圧入応力も従来に比較して小さくてよい。
従って、固定リングのハウジングへの圧入部分に高い加工精度も要求されず、その分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
さらに、ハウジングの固定リングの被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンも可能となる。
請求項２記載の発明によれば、軸受けスリーブとハウジングとの間の固定リングを圧入する隙間を、その固定リングの圧入方向に向かって漸次狭小となるように形成した請求項１記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングを圧入させていくと軸受けスリーブの外周面により外側に押圧されるので、その圧入方向の先端の端部がよりハウジングに食い込み易くなり、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり製造も容易となる。
請求項３記載の発明によれば、固定リングの圧入前において、固定リングのハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を内側に傾斜するように形成した請求項１記載の軸受けスリーブ固定機構なので、圧入時にハウジングへ進入し易く、ハウジングの内周面に沿ってスムーズに進入できるという作用があり製造も容易となる。
請求項４記載の発明によれば、ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、軸受けスリーブを収容したハウジングと、軸受けスリーブをハウジング内に形成された受け座との間で挟むようにハウジングに挿入した固定リングとを備え、固定リングをハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて軸受けスリーブを固定したので、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて直接的に結合し、その固定リングが同時に軸受けスリーブを固定できるという作用がある。
つまり、固定リングがハウジングへ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時にその固定リングが軸受けスリーブをも固定しているので、固定リングのハウジングへの圧入応力がなくても軸受けスリーブをより強固に固定できる作用があり、固定リングをハウジングへ挿入して凹部を形成するような塑性変形を加える際に押圧するのみでよい。
従って、固定リングのハウジングへの圧入部分に高い加工精度も要求されず、その分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
さらに、ハウジングの固定リングの被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンも可能となる。
請求項５記載の発明によれば、軸受けスリーブとハウジングとの間の固定リングを挿入する隙間を、その固定リングの挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成した請求項４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングを挿入させていくと軸受けスリーブの外周面により外側に押圧されるので、その挿入方向の先端の端部がよりハウジングに食い込み易くなり、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり製造も容易となる。
請求項６記載の発明によれば、固定リングのハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を外周側に突出するように形成した請求項４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングが容易に軸受けスリーブに食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えることができ、しかも、固定リングが挿入された方向とは反対の方向に対しては固定リングが係止される作用がより強まるので、固定リングがハウジングに対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
請求項７記載の発明によれば、固定リングがハウジングと軸受けスリーブの両方に凹部を形成するような塑性変形を加えて固定した請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングがハウジングへ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時にその固定リングが軸受けスリーブにも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合されているので、軸受けスリーブのシャフトとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブの焼き付き等を効果的に防止できるという作用がある。
請求項８記載の発明によれば、固定リングのハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を凹凸形状とした請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングをハウジングに押圧した際に固定リングの端部の凸部が容易にハウジングに食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり、固定リングがハウジングに対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みが少なくなるという作用がある。
請求項９記載の発明によれば、軸受けスリーブは、ハウジングに０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入した請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、軸受けスリーブがハウジングから受けるラジアル方向の応力が減少し、スリーブの内径寸法の変形を防止することができるという作用がある。
その結果、シャフトと軸受けスリーブとの隙間が均一となり、動圧発生溝のポンピング力が安定し、シャフトの振れ回りが減少し、さらにはシャフトと軸受けスリーブの接触やオイルの漏れなどの信頼性を低下させることも少なくなる。
請求項１０記載の発明によれば、軸受けスリーブは、ハウジングに締め代５μｍ以下で圧入した請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、軸受けスリーブがハウジングから受けるラジアル方向の応力が減少し、スリーブの内径寸法の変形を防止することができるという作用がある。
その結果、シャフトと軸受けスリーブとの隙間が均一となり、動圧発生溝のポンピング力が安定し、シャフトの振れ回りが減少し、さらにはシャフトと軸受けスリーブの接触やオイルの漏れなどの信頼性を低下させることも少なくなる。
請求項１１記載の発明によれば、ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、軸受けスリーブを収容したハウジングと、軸受けスリーブをハウジング内に形成された受け座との間で挟むようにハウジングに圧入した固定リングとを備え、固定リングをハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて軸受けスリーブを固定したので、固定リングがハウジングの内面に形成された凹部に嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リングが軸受けスリーブを固定できるという作用がある。
つまり、固定リングがハウジングから圧入された方向とは反対の方向に対して係止された状態で強固に結合され、同時にその固定リングが軸受けスリーブをも固定しているので、固定リングのハウジングへの圧入応力が小さくても軸受けスリーブをより強固に固定できる作用があり、固定リングのハウジングへの圧入応力も従来に比較して小さくてよい。
従って、固定リングのハウジングへの圧入部分に高い加工精度も要求されず、その分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
さらに、ハウジングの固定リングの被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンも可能となる。
請求項１２記載の発明によれば、軸受けスリーブとハウジングとの間の固定リングを圧入する隙間を、その固定リングの圧入方向に向かって漸次狭小となるように形成した請求項１１記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングを圧入させていくと軸受けスリーブの外周面により外側に押圧されるので、その圧入方向の先端の端部がよりハウジングに嵌合し易くなり、固定リングが圧入された方向とは反対の方向に対して係止される状態で容易に結合されやすいという作用があり製造も容易となる。
請求項１３記載の発明によれば、固定リングの圧入前において、固定リングの凹部に嵌合させる方の端部を内側に傾斜するように形成した請求項１１記載の軸受けスリーブ固定機構なので、圧入時にハウジングへ進入し易く、ハウジングの内周面に沿ってスムーズに進入できるという作用があり製造も容易となる。
請求項１４記載の発明によれば、ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、軸受けスリーブを収容したハウジングと、軸受けスリーブをハウジング内に形成された受け座との間で挟むようにハウジングに挿入した固定リングとを備え、固定リングをハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて軸受けスリーブを固定したので、固定リングがハウジングの内面に形成された凹部に嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リングが軸受けスリーブを固定できるという作用がある。
つまり、固定リングがハウジングから抜ける方向に対して係止された状態で強固に結合され、同時にその固定リングが軸受けスリーブをも固定しているので、固定リングのハウジングへの圧入応力がなくても軸受けスリーブをより強固に固定できる作用があり、固定リングのハウジングへ挿入して嵌合させる際に押圧するのみでよい。
従って、固定リングのハウジングへの圧入部分に高い加工精度も要求されず、その分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
さらに、ハウジングの固定リングの被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンも可能となる。
請求項１５記載の発明によれば、軸受けスリーブとハウジングとの間の固定リングを挿入する隙間を、その固定リングの挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成した請求項１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングを挿入させていくと軸受けスリーブの外周面により外側に押圧されるので、その挿入方向の先端の端部がよりハウジングに嵌合し易くなり、固定リングが挿入された方向とは反対の方向に対して係止される状態で容易に結合されやすいという作用があり製造も容易となる。
請求項１６記載の発明によれば、固定リングの凹部に嵌合させる方の端部を外周側に突出するように形成した請求項１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、その挿入方向の先端の端部がよりハウジングに嵌合し易くなり、しかも、固定リングが挿入された方向とは反対の方向に対しては固定リングが係止される作用がより強まるので、固定リングがハウジングに対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
請求項１７記載の発明によれば、固定リングをハウジングの内面に形成した凹部と軸受けスリーブの外周面に形成した凹部の両方に嵌合させて固定した請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングがハウジングの内面に形成された凹部に嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リングが軸受けスリーブの外周面に形成された凹部にも嵌合して強固に結合されているので、軸受けスリーブのシャフトとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブの焼き付き等を効果的に防止できるという作用がある。
請求項１８記載の発明によれば、固定リングの凹部に嵌合させる方の端部を凹凸形状とした請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、固定リングをハウジングの内面に形成された凹部に嵌合させるために押圧した際に固定リングの端部の凸部が容易にハウジングと嵌合し、結合させ易いという作用があり、固定リングがハウジングに対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みが少なくなるという作用がある。
請求項１９記載の発明によれば、軸受けスリーブは、ハウジングに０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入した請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、軸受けスリーブがハウジングから受けるラジアル方向の応力が減少し、スリーブの内径寸法の変形を防止することができるという作用がある。
その結果、シャフトと軸受けスリーブとの隙間が均一となり、動圧発生溝のポンピング力が安定し、シャフトの振れ回りが減少し、さらにはシャフトと軸受けスリーブの接触やオイルの漏れなどの信頼性を低下させることも少なくなる。
請求項２０記載の発明によれば、軸受けスリーブは、ハウジングに締め代５μｍ以下で圧入した請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構なので、軸受けスリーブがハウジングから受けるラジアル方向の応力が減少し、スリーブの内径寸法の変形を防止することができるという作用がある。
その結果、シャフトと軸受けスリーブとの隙間が均一となり、動圧発生溝のポンピング力が安定し、シャフトの振れ回りが減少し、さらにはシャフトと軸受けスリーブの接触やオイルの漏れなどの信頼性を低下させることも少なくなる。
請求項２１記載の発明によれば、請求項１から２０いずれか１項に記載の軸受けスリーブ固定機構を備えたことを特徴とするファン装置であるので、軸受けスリーブの固定が容易となりコストダウンも可能で、しかも固定リングがハウジングと軸受けスリーブの間を直接的に結合できるので、信頼性の高いファン装置が得られるという作用がある。
請求項２２記載の発明によれば、請求項１または４記載のファン装置用の軸受けスリーブ固定機構の製造方法であって、ハウジング内に軸受けスリーブを収容する第一工程と、固定リングをハウジングに圧入または挿入する第二工程と、固定リングがハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブを固定する第三工程とを備えた軸受けスリーブ固定機構の製造方法であるので、固定リングのハウジングへの圧入部分または挿入部分の加工が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能な製造方法を提供できる。
請求項２３記載の発明によれば、請求項１１または１４記載のファン装置用の軸受けスリーブ固定機構の製造方法であって、ハウジング内に軸受けスリーブを収容する第一工程と、固定リングをハウジングに圧入または挿入する第二工程と、固定リングをハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて軸受けスリーブを固定する第三工程とを備えた軸受けスリーブ固定機構の製造方法であるので、固定リングのハウジングへの圧入部分または挿入部分の加工が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能な製造方法を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図面において、ファンケーシングの底壁側を下方、ファン側を上方として説明する。
（実施の形態１）
図１〜図７において、図１は本発明の実施の形態１におけるファン装置のファンカバーを外した斜視図で、図２は図１中のモータ部のラインＡＡ矢視断面図で、図３は本発明の実施の形態１における軸受けスリーブ固定機構の要部断面図で、図４は本発明の実施の形態１における軸受けスリーブ固定機構の分解斜視図で、図５（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１における固定リングの斜視図、断面図で、図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図で、図７（ａ）は本発明の実施の形態１における高温放置試験前後の固定強度変化図、（ｂ）は従来例における高温放置試験前後の固定強度変化図である。
まず、図１で示したように、ファン装置１のファンケーシング２は、底壁２ａと側壁２ｂとを有し、側壁２ｂの内側は排気面２ｃを除いて略円形状に形成された内周面２ｄを有しており、扁平状の箱形で形成されている。また、その上部には平板状のファンカバー（図示せず）がファンケーシング２の上縁端面に複数形成された接合用突起２ｅと嵌合した後その接合用突起２ｅをかしめることによりそのファンケーシング２に固定されており、通常、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＴなどの樹脂材料やダイカスト用アルミニウム合金など成型性のよい金属材料が用いられている。
ここで、ファンケーシング２の底壁２ａにはその中央部に略円形状の下部吸気口２ｆが形成され、２点鎖線で示したようにファンケーシング２の側壁２ｂの所定部には図示しないファンカバーとファンケーシング２で挟まれた略矩形の排気口２ｇが形成され、吸気した空気を２方向へ排気している。下部吸気口２ｆの略中央部には、３本の支持部材２ｈにより支持された環状保持部２ｉ（図２参照）が配置され、その環状保持部２ｉの上方にはファン３が搭載されている。
ファン３は、円筒状のボス部３ａと、そのボス部３ａの外周面から略放射状に延びる複数のブレード部３ｂとを備えており、そのボス部３ａに覆われるようにファン３に回転駆動力を与えるモータ部４（図２参照）が配置されている。
次に、図２で示したように、モータ部４は前述した支持部材２ｈに連設された環状保持部２ｉの内周側に構成されており、円板状の底面を有しその略中央が円筒状に突出したハウジング５がその環状保持部２ｉの内周側に固定され、そのハウジング５の周囲にはコイル６が巻かれたステータ７や図示しないホール素子等が実装された駆動回路基板８が配置されモータ部４の固定体を構成している。
一方、ハウジング５の内部には、ファン３に一体成型により組み込まれたシャフト３ｃの下端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブ９が収容されており、その軸受けスリーブ９をハウジング５内に形成された受け座５ａとの間で挟むように固定リング１０がハウジング５の開口側に圧入されている。
また、シャフト３ｃはスラストシート１１に当接した状態で軸受けスリーブ９にはめ込まれている。
そして、ファン３には、環状のステータ７と対向配置するようにマグネット１２とマグネットヨーク１３が配置されモータ部４の回転体を構成している。
以上のように構成されたモータ部４において、駆動回路基板８に電力が供給されると、ステータ７に巻かれた各コイル６に電流が流れステータ７に磁力が発生する。するとマグネット１２は周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されており、ステータ７に発生した磁力と引き合ってファン３が回転する。このとき、駆動回路基板８に実装されたホール素子（図示せず）はマグネット１２のＮ極とＳ極を検出し出力信号を発生する。各コイルに流れる電流をホール素子の出力信号により転流するように制御することで、ステータ７に発生する磁力の磁極は逐次変わってマグネット１２のＮ極やＳ極と引き合い、ファン３は、図１の矢印で示した所定の回転方向に連続的に回転する。そして、ファン３の回転により、下部吸気口２ｆと図示しないファンカバーの上部吸気口から外部の空気が吸気され、その吸気された空気は、前述した排気口２ｇより排気される。
さらに、図３を用いて詳細に説明すると、ファン３に一体成型により組み込まれたシャフト３ｃは、耐摩耗性や取り扱い性を考慮してＳＵＳ４２０Ｊ２等のステンレス鋼が用いられ、そのシャフト３ｃの下端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブ９は、切削性や転造性を考慮してＣ３６０４、ＢＣ６Ｃ等の銅合金が用いられている。
また、その軸受けスリーブ９は、内部に動圧発生溝９ａを有する流体軸受けであり、その流体用のオイルとして、ファン装置１が発熱電子部品の冷却用としてその近傍に設置されることが多いことから、耐熱性の高いフッ素系合成油が用いられている。
ここで、軸受けスリーブ９の抜け防止や回転防止のため、ハウジング５内で軸受けスリーブ９は固定リング１０のみにより挟み込むように固定されているが、まず、結合部１４において固定リング１０がハウジング５に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブ９を固定しているので、固定リング１０がハウジング５と軸受けスリーブ９の間を直接的に結合できるという作用があり、強固に結合されている。
また、同時に結合部１４においてその固定リング１０が軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えているので、固定リング１０のハウジング５への圧入応力が小さくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用があり、固定リング１０のハウジング５への圧入応力は従来に比較して小さくてよい。
つまり、固定リング１０がハウジング５と軸受けスリーブ９の両方に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて固定している。
従って、固定リング１０の圧入部分の外径寸法とハウジング５の被圧入部分の内径寸法に高い加工精度は必要がなくその分製造が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった亜鉛、亜鉛合金、銅合金、鉄などの金属材料や比較的安価なＰＢＴ、ＰＰＳ、ＰＣ等の樹脂材料も選択できるので、使用できる材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理など加工費のコストダウンも可能となる。
また、ハウジング５に用いられる合金の成分によっては、従来クリープを考慮して機械的強度向上のために必要とされていた熱処理を省略でき製造を簡素化できる可能性もある。
さらに、ハウジング５の固定リング１０の被圧入部分に要求される機械的強度も小さくてよいのでその部分の肉厚を薄くすることもでき、小型軽量化やコストダウンも可能となる。
一方、軸受けスリーブ９とハウジング５との間の固定リング１０を圧入する隙間は、ストレート形状のハウジング５の内面と圧入方向（上から下の方向）に向かって漸次拡径した軸受けスルーブ９の外周面９ｂで構成され、固定リング１０の圧入方向に向かって漸次狭小となるように形成されているので、固定リング１０を圧入させていくと軸受けスリーブ９の外周面との接触により外側に押圧されることとなり、その圧入方向の先端の端部１０ａ（図５参照）がよりハウジング５に食い込み易くなり、固定リング１０がハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加えやすい機構となっている。
また、軸受けスリーブ９に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加える固定リング１０が圧入される方向とは反対の方向、つまり下から上への抜け方向に対しては固定リング１０が係止される作用があるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用もある。
次に、図４を用いて軸受けスリーブ固定機構の組み立て方法を説明する。
まず、ハウジング５内に軸受けスリーブ９を収容する第一工程では、亜鉛ダイカスト用合金を用いて成型加工されたハウジング５の底部にスラストシート１１が挿入され、次に軸受けスリーブ９が０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入されるか、軸受けスリーブ９が締め代５μｍ以下で圧入され、その軸受けスリーブ９の下方端面がハウジング５内に形成された受け座５ａに当接されて収容される。
このような組み立てを行うことで、軸受けスリーブ９がハウジング５から受けるラジアル方向の応力が減少し、軸受けスリーブ９の内径寸法の変形を防止することができるという作用がある。
その結果、シャフト３ｃと軸受けスリーブ９との隙間が均一となり、動圧発生溝９ａのポンピング力が安定し、シャフト３ｃの振れ回りが減少し、さらにはシャフト３ｃと軸受けスリーブ９の接触やオイルの漏れなどの信頼性を低下させることも少なくなる。
次に、固定リング１０をハウジング５に圧入する第二工程では、固定リング１０がハウジング５に軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接するまで圧入される。
さらに、固定リング１０がハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブ９を固定する第三工程では、固定リング１０が圧入方向に押圧され、軸受けスリーブ９の外周面９ｂにより外側に押圧変形を受けながら、固定リング１０の端部１０ａがハウジング５に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時にその固定リング１０が軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合されているので、軸受けスリーブ９のシャフト３ｃとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブ９の焼き付き等を効果的に防止できるという作用がある。
つまり、ハウジング５内に軸受けスリーブ９を収容する第一工程と、固定リング１０をハウジング５に圧入または挿入する第二工程と、固定リング１０がハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加えて軸受けスリーブ９を固定する第三工程とを備えた軸受けスリーブ固定機構の製造方法を用いているので、固定リング１０のハウジング５への圧入部分または挿入部分の加工が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能な製造方法を提供できる。
そして、軸受けスリーブ９が固定リング１０により固定された後、軸受けスリーブ９の内面に形成された動圧発生溝９ａに前述したオイルを注油し、ファン３に一体成型により組み込まれたシャフト３ｃの下方端が挿入され、軸受けスリーブ９がそのファン３を回転自在に軸支できるように組み立てられている。
また、図５（ａ）で示したように、固定リング１０のハウジング５や軸受けスリーブ９に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａを凹凸形状としたので、固定リング１０がハウジング５や軸受けスリーブ９を押圧した際に固定リング１０の端部１０ａの凸部が容易にハウジング５や軸受けスリーブ９に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり、固定リング１０がハウジング５と軸受けスリーブ９に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなる。
さらに、図５（ｂ）で示したように、圧入時にハウジング５へ進入し易いように、固定リング１０の圧入前において、固定リング１０の圧入方向の端部１０ａが少し内側に傾斜している。
ここで、固定リング１０は、弾性と加工性、さらには、その端部１０ａがハウジング５や軸受けスリーブ９に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加え易くすることを考慮して、例えば、それらの材料より凹部を形成するような塑性変形が開始する応力、つまり降伏点の高いＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼が用いられている。
そして、図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１における軸受けスリーブ９の固定機構を段階的に示した要部拡大図で、固定リング１０の圧入部分の外径寸法がハウジング５の被圧入部分の内径寸法より若干大きく設定され、圧入されて固定されるまでの経過を示している。
まず、図６（ａ）は、固定リング１０の圧入開始の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の圧入部分の最大外径寸法がハウジング５の被圧入部分の内径寸法よりも若干大きく設定されているので、固定リング１０の圧入側の端部１０ａがハウジング５の開口側端部５ｂに接触しながら矢印で示した方向へ圧入されると、固定リング１０が開口側端部５ｂに押されて内側方向に弾性変形しながら圧入が開始される。
また、図６（ｂ）は、固定リング１０の圧入途中の段階を示した要部拡大図で、圧入時にハウジング５へ進入し易いように、固定リング１０の圧入前において、固定リング１０の圧入方向の端部１０ａが少し内側に傾斜しているので、ハウジング５より圧入応力を受けながらその内周面に沿ってスムーズに進入して、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接した状態を示している。
そして、この段階よりさらに圧入方向へ固定リング１０が押圧されると、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されるので、圧入部分の圧入前の外径寸法よりもさらに大きくなるような押圧変形が開始される。
さらに、図６（ｃ）は、固定リング１０による固定が完了した段階を示した要部拡大図で固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが第一結合部１４ａにおいてハウジング５へ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時に第二結合部１４ｂにおいてその固定リング１０が軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合されているので、固定リング１０のハウジング５への圧入応力が小さくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用があり、固定リング１０のハウジング５への圧入応力も従来に比較して小さくてよい。
また、この段階では、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが外周方向に向かって拡大するように押圧変形されているので、固定リング１０が圧入された方向とは反対の方向、つまり下から上への抜け方向に対しては固定リング１０が係止される作用があるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
なお、軸受けスリーブ９のシャフト３ｃとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブ９の焼き付き等を効果的に防止するために、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える端部１０ａが、同時に軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えるのが好ましいが、固定リング１０の軸受けスリーブ９への押圧固定だけで十分な場合には軸受けスリーブ９に凹部を形成するような塑性変形を加えなくてもよい。
また、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａはハウジング５に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすい凹凸形状とするのが好ましいが、固定リング１０に用いられる金属材料の塑性変形が開始する応力である降伏点がハウジング５に用いられる金属材料のそれより十分大きく、容易に凹部を形成するような塑性変形を加えることが可能な場合には、凹凸形状ではなく、部分的に切り欠きやスリットを入れたり、単純な平坦形状にしたり、それ以外の形状でも構わない。
さらに、本発明の実施の形態１では、固定リング１０の圧入時にハウジング５へ進入し易いように、固定リング１０の圧入前において、その圧入方向の端部１０ａが少し内側に傾斜させるのが好ましいが、十分な弾性が得られ圧入加工に支障がなければ、ストレート形状や外周側に突出するように形成しても構わない。
そして、図７（ａ）は、本発明の実施の形態１における高温放置試験前後の固定強度変化図で、初期の固定強度と１００℃２４ｈの条件で高温放置した後の固定強度を示したおり、図７（ｂ）は、従来例における高温放置試験前後の固定強度変化図で、初期の固定強度と１００℃２４ｈの条件で高温放置した後の固定強度を示している。
なお、その際の固定強度としてはハウジング５と軸受けスリーブ９を反対方向に引っ張って、軸受けスリーブ９がハウジング５より抜けるときの引っ張り荷重を測定し、その値のサンプル平均値を取って引っ張り強度とした。
この図で明らかなように、亜鉛ダイカスト用合金を用いて成型加工されたハウジング５を用いた場合、従来例の軸受けスリーブの固定機構においては高温放置試験前の引っ張り強度が１２．５ｋｇｆで、高温放置試験後の引っ張り強度が１０．０ｋｇｆと小さいのに対して、本発明の実施の形態１の軸受けスリーブの固定機構においては高温放置試験前の引っ張り強度が２０．５ｋｇｆと約６５％程度大きく、高温放置試験後の引っ張り強度でも１３．５ｋｇｆと約３５％程度大きな値が得られており、大幅に引っ張り強度が改善されている。
つまり、本発明の実施の形態１によれば、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった亜鉛ダイカスト合金でも十分な固定強度を得ることができる。
（実施の形態２）
図８（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態２における固定リングの斜視図、断面図で、図９（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図である。
まず、図８（ａ）で示したように、固定リング１０のハウジング５や軸受けスリーブ９に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａを凹凸形状としたので、固定リング１０がハウジング５や軸受けスリーブ９を押圧した際に固定リング１０の端部１０ａの凸部が容易にハウジング５や軸受けスリーブ９に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり、固定リング１０がハウジング５と軸受けスリーブ９に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなる。
さらに、図８（ｂ）で示したように、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定され挿入時にハウジング５へ挿入が容易となっているので、固定リング１０の挿入方向の端部１０ａはストレート形状に形成されている。
ここで、固定リング１０は、弾性と加工性、さらには、その端部１０ａがハウジング５や軸受けスリーブ９に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加え易くすることを考慮して、例えば、それらの材料より塑性変形が開始する応力である降伏点の高いＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼が用いられている。
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定され、挿入されて固定されるまでの経過を示している。
まず、図９（ａ）は、固定リング１０の挿入開始の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入部分の最大外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法よりも若干小さく設定されているので、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがハウジング５の開口側端部５ｂの内側に沿って矢印で示した方向へ挿入されるが、固定リング１０に弾性変形が与えられることなく挿入が開始される。
また、図９（ｂ）は、固定リング１０の挿入途中の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがストレート形状に形成されているが、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定されているので、ハウジング５より応力を受けることなくその内周面に沿ってスムーズに進入して、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接した状態を示している。
そして、この段階よりさらに挿入方向へ固定リング１０が押圧されると、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されるので、挿入部分の挿入前の外径寸法よりもさらに大きくなるような押圧変形が開始される。
ここで、軸受けスリーブ９とハウジング５との間の固定リング１０を挿入する隙間は、ストレート形状のハウジング５の内面と挿入方向（上から下の方向）に向かって漸次拡径した軸受けスルーブ９の外周面９ｂで構成され、固定リング１０の挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成されているので、固定リング１０を挿入させていくと軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されることとなり、その挿入方向の先端の端部１０ａがよりハウジング５に食い込み易くなり、固定リング１０がハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり製造も容易となる。
さらに、図９（ｃ）は、固定リング１０による固定が完了した段階を示した要部拡大図で固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが第一結合部１４ａにおいてハウジング５へ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、同時に第二結合部１４ｂにおいてその固定リング１０が軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合されているので、固定リング１０がハウジング５へ圧入されていなくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用がある。
つまり、固定リング１０がハウジング５と軸受けスリーブ９の両方に凹部を形成するような塑性変形を加えて固定している。
また、この段階では、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが外周方向に向かって拡大するように押圧変形されているので、固定リング１０が挿入された方向とは反対の方向、つまり下から上への抜け方向に対しては固定リング１０が係止される作用があるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
なお、軸受けスリーブ９のシャフト３ｃとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブ９の焼き付き等を効果的に防止するために、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える端部１０ａが、同時に軸受けスリーブ９にも食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えるのが好ましいが、固定リング１０の軸受けスリーブ９への押圧固定だけで十分な場合には軸受けスリーブ９に凹部を形成するような塑性変形を加えなくてもよい。
また、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａはハウジング５に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすい凹凸形状とするのが好ましいが、固定リング１０に用いられる金属材料の塑性変形が開始する応力である降伏点がハウジング５に用いられる金属材料のそれより十分大きく、容易に凹部を形成するような塑性変形を加えることが可能な場合には、凹凸形状ではなく平坦形状やそれ以外の形状でも構わない。
さらに、本発明の実施の形態２では、固定リング１０の挿入方向の端部１０ａはストレート形状としたが、十分な弾性が得られ挿入加工に支障がなければ、固定リング１０の挿入前において、内側に傾斜するように又は逆に外周側に突出するように形成しても構わない。
（実施の形態３）
図１０（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態３における固定リングの斜視図、断面図で、図１１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図である。
まず、図１０（ａ）で示したように、固定リング１０のハウジング５や軸受けスリーブ９に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａを凹凸形状としたので、固定リング１０がハウジング５や軸受けスリーブ９を押圧した際に固定リング１０の端部１０ａの凸部が容易にハウジング５に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなる。
さらに、図１０（ｂ）で示したように、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定され挿入時にハウジング５へ挿入が容易となっているが、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａを外周側に突出するように形成したので、固定リング１０が挿入された方向とは反対の方向、つまり下から上の方向に対しては固定リング１０が係止される作用がより強まるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
ここで、固定リング１０は、弾性と加工性、さらには、その端部１０ａがハウジング５に食い込み凹部を形成するような塑性変形を加え易くすることを考慮して、例えば、それらの材料より塑性変形が開始する応力である降伏点の高いＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼が用いられている。
図１１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定され、挿入されて固定されるまでの経過を示している。
まず、図１１（ａ）は、固定リング１０の挿入開始の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入部分の最大外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法よりも若干小さく設定されているので、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがハウジング５の開口側端部５ｂの内側に沿って矢印で示した方向へ挿入されるが、固定リング１０に弾性変形が与えられることなく挿入が開始される。
また、図１１（ｂ）は、固定リング１０の挿入途中の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがストレート形状に形成されているが、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被圧入部分の内径寸法より若干小さく設定されているので、ハウジング５より応力を受けることなくその内周面に沿ってスムーズに進入して、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接した状態を示している。
そして、この段階よりさらに挿入方向へ固定リング１０が押圧されると、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されるので、挿入部分の挿入前の外径寸法よりもさらに大きくなるような押圧変形が開始される。
ここで、軸受けスリーブ９とハウジング５との間の固定リング１０を挿入する隙間は、ストレート形状のハウジング５の内面と挿入方向（上から下の方向）に向かって漸次拡径した軸受けスルーブ９の外周面９ｂで構成され、固定リング１０の挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成されているので、固定リング１０を挿入させていくと軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されることとなり、その挿入方向の先端の端部１０ａがよりハウジング５に食い込み易くなり、固定リング１０がハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加えやすいという作用があり製造も容易となる。
さらに、図１１（ｃ）は、固定リング１０による固定が完了した段階を示した要部拡大図で固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが第一結合部１４ａにおいてハウジング５へ食い込み凹部を形成するような塑性変形を加えて強固に結合され、固定リング１０がハウジング５へ圧入されていなくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用がある。
また、この段階では、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａが外周方向に向かって拡大するように押圧変形されているので、固定リング１０が挿入された方向とは反対の方向、つまり下から上への抜け方向に対しては固定リング１０が係止される作用があるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
なお、この場合においては、固定リング１０は軸受けスリーブ９に対して凹部を形成するような塑性変形を加えていないが、結合部１４が軸受けスリーブ９との接触部１５より上方に位置して十分な押圧力が軸受けスリーブ９に加わっているので、軸受けスリーブ９のシャフト３ｃとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブ９の焼き付き等を効果的に防止できる作用がある。
また、固定リング１０のハウジング５に凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部１０ａはハウジング５に食い込み易く、凹部を形成するような塑性変形を加えやすい凹凸形状とするのが好ましいが、固定リング１０に用いられる金属材料の塑性変形が開始する応力である降伏点がハウジング５に用いられる金属材料のそれより十分大きく、容易に凹部を形成するような塑性変形を加えることが可能な場合には、凹凸形状ではなく平坦形状やそれ以外の形状でも構わない。
さらに、本発明の実施の形態３では、固定リング１０の挿入方向の端部１０ａは外周側に突出するように形成するのが好ましいが、十分な弾性が得られ挿入加工に支障がなければ、固定リング１０の挿入前において内側に傾斜するように又はストレート形状に形成しても構わない。
以上の説明のように、固定リング１０をハウジング５に圧入、または挿入のいずれの場合においても容易に軸受けスリーブ９を固定することが可能となり、従来の固定リング１０の圧入応力を利用した軸受けスリーブ固定機構に比較して、クリープが大きく用いることが困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料もハウジング５の材料として使用できるので、その選択範囲が広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能となる。
（実施の形態４）
図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態４における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図で、固定リング１０の圧入部分の外径寸法がハウジング５の被圧入部分の内径寸法より若干大きく設定され、圧入されて固定されるまでの経過を示しているが、
固定リング１０については図５（ａ）、（ｂ）と同一のものを用いている。
まず、図１２（ａ）は、固定リング１０の圧入開始の段階を示した要部拡大図で、ハウジング５の内面には予め凹部１６が形成され、固定リング１０の圧入部分の最大外径寸法がハウジング５の被圧入部分の内径寸法よりも若干大きく設定されているので、固定リング１０の圧入側の端部１０ａがハウジング５の開口側端部５ｂに接触しながら矢印で示した方向へ圧入されると、固定リング１０が開口側端部５ｂに押されて内側方向に弾性変形しながら圧入が開始される。
また、図１２（ｂ）は、固定リング１０の圧入途中の段階を示した要部拡大図で、圧入時にハウジング５へ進入し易いように、固定リング１０の圧入前において、固定リング１０の圧入方向の端部１０ａが少し内側に傾斜しているので、ハウジング５より圧入応力を受けながらその内周面に沿ってスムーズに進入して、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接した状態を示している。
そして、この段階よりさらに圧入方向へ固定リング１０が押圧されると、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されるので、圧入部分の圧入前の外径寸法よりもさらに大きくなるような押圧変形が開始される。
さらに、図１２（ｃ）は、固定リング１０による固定が完了した段階を示した要部拡大図で固定リング１０をハウジング５の内面に予め形成された凹部１６と嵌合させて軸受けスリーブ９を固定したので、固定リング１０がハウジング５の内面に形成された凹部１６に嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リング１０が軸受けスリーブ９を固定できるという作用がある。
つまり、固定リング１０がハウジング５から圧入された方向とは反対の方向に対して係止された状態で強固に結合されているので、固定リング１０のハウジング５への圧入応力が小さくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用があり、固定リング１０のハウジング５への圧入応力も従来に比較して小さくてよい。
また、この段階では、固定リング１０のハウジング５に圧入する方の端部１０ａが外周方向に向かって拡大するように押圧変形されているので、固定リング１０が圧入された方向とは反対の方向、つまり下から上への抜け方向に対しては固定リング１０が係止される作用があるので、固定リング１０がハウジング５に対してより強固に結合され、振動・落下衝撃による緩みがなくなるという作用がある。
一方、本実施の形態４では、ハウジング５内に軸受けスリーブ９を収容する工程は、実施の形態１と同じであるので説明を省略したが、ハウジング５内に軸受けスリーブ９を収容する第一工程と、固定リング１０をハウジング５に圧入または挿入する第二工程と、固定リング１０をハウジング５の内面に形成した凹部１６と嵌合させて軸受けスリーブ９を固定する第三工程とを備えた軸受けスリーブ固定機構の製造方法を用いているので、固定リング１０のハウジング５への圧入部分または挿入部分の加工が容易となるばかりでなく、クリープが大きく従来の軸受けスリーブ固定機構では用いることの困難であった金属材料や比較的安価な樹脂材料も選択できるので、材料の選択範囲が大きく広がり材料費や熱処理などの加工費のコストダウンも可能な製造方法を提供できる。
（実施の形態５）
図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態５における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定され、挿入されて固定されるまでの経過を示しているが、固定リング１０については図８（ａ）、（ｂ）と同一のものを用いている。
まず、図１３（ａ）は、固定リング１０の挿入開始の段階を示した要部拡大図で、ハウジング５の内面には予め第一凹部１６ａが形成され、軸受けスリーブ９の外周面９ｂには予め第二凹部１６ｂが形成されている。そして、固定リング１０の挿入部分の最大外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法よりも若干小さく設定されているので、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがハウジング５の開口側端部５ｂの内側に沿って矢印で示した方向へ挿入されるが、固定リング１０に弾性変形が与えられることなく挿入が開始される。
また、図１３（ｂ）は、固定リング１０の挿入途中の段階を示した要部拡大図で、固定リング１０の挿入側の端部１０ａがストレート形状に形成されているが、固定リング１０の挿入部分の外径寸法がハウジング５の被挿入部分の内径寸法より若干小さく設定されているので、ハウジング５より応力を受けることなくその内周面に沿ってスムーズに進入して、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂに当接した状態を示している。
そして、この段階よりさらに挿入方向へ固定リング１０が押圧されると、固定リング１０の端部１０ａが軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されるので、挿入部分の挿入前の外径寸法よりもさらに大きくなるような押圧変形が開始される。
ここで、軸受けスリーブ９とハウジング５との間の固定リング１０を挿入する隙間は、ストレート形状のハウジング５の内面と挿入方向（上から下の方向）に向かって漸次拡径した軸受けスルーブ９の外周面９ｂで構成され、固定リング１０の挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成されているので、固定リング１０を挿入させていくと軸受けスリーブ９の外周面９ｂとの接触により外側に押圧されることとなり、その挿入方向の先端の端部１０ａがよりハウジング５に嵌合し易くなり、固定リング１０が挿入された方向とは反対の方向に対して係止される状態で容易に結合されやすいという作用があり製造も容易となる。
さらに、図１３（ｃ）は、固定リング１０による固定が完了した段階を示した要部拡大図で固定リング１０のハウジング５の内面に予め形成された凹部１６と嵌合させて軸受けスリーブ９を固定したので、固定リング１０がハウジング５の内面に形成された凹部１６に嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リング１０が軸受けスリーブ９の外周面９ｂに形成された第二凹部１６ｂにも嵌合して強固に結合されているので、固定リング１０がハウジング５の内面に形成された第一凹部１６ａに嵌合して直接的に結合し、同時にその固定リング１０が軸受けスリーブ９を固定できるという作用がある。
つまり、固定リング１０がハウジング５から抜ける方向に対して係止された状態で強固に結合され、同時にその固定リング１０が軸受けスリーブ９をも固定しているので、固定リング１０のハウジング５への圧入応力がなくても軸受けスリーブ９をより強固に固定できる作用があり、固定リング１０をハウジング５へ挿入して嵌合させる際に押圧するのみでよい。
同時に、その固定リング１０が軸受けスリーブ９の外周面９ｂに形成された第二凹部１６ｂにも嵌合して強固に結合されているので、軸受けスリーブ９のシャフト３ｃとの共回り、振動の増大、軸受けスリーブ９の焼き付き等を効果的に防止できるという作用がある。
なお、以上説明した本発明の実施の形態１〜５においては、軸受けスリーブ９に内部に動圧発生溝９ａを有する動圧型流体軸受けを用いた場合で説明したが、他の軸受け、例えば含油性多孔質金属を用いて摩擦抵抗を小さくした滑り軸受けであってもよく、軸受けスリーブの種類に限定を加える必要はない。
本発明は、電子機器に搭載された発熱電子部品をファンを用いた送風冷却により冷却する冷却装置に適用することができる。
本発明の実施の形態１におけるファン装置のファンカバーを外した斜視図 図１中のモータ部のラインＡＡ矢視断面図 本発明の実施の形態１における軸受けスリーブ固定機構の要部断面図 本発明の実施の形態１における軸受けスリーブ固定機構の分解斜視図 （ａ）本発明の実施の形態１における固定リングの斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１における固定リングの断面図 本発明の実施の形態１における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図 （ａ）本発明の実施の形態１における高温放置試験前後の固定強度変化図、（ｂ）従来例における高温放置試験前後の固定強度変化図 （ａ）本発明の実施の形態２おける固定リングの斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態２における固定リングの断面図 本発明の実施の形態２における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図 （ａ）本発明の実施の形態３における固定リングの斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態３における固定リングの断面図 本発明の実施の形態３における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図 本発明の実施の形態４における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図 本発明の実施の形態５における軸受けスリーブの固定機構を段階的に示した要部拡大図 従来のファン装置の軸受け固定機構の断面図
符号の説明
１ ファン装置
２ ファンケーシング
２ａ 底壁
２ｂ 側壁
２ｃ 排気面
２ｄ 内周面
２ｅ 接合用突起
２ｆ 下部吸気口
２ｇ 排気口
２ｈ 支持部材
２ｉ 環状保持部
３ ファン
３ａ ボス部
３ｂ ブレード部
３ｃ シャフト
４ モータ部
５ ハウジング
５ａ 受け座
５ｂ 開口側端部
６ コイル
７ ステータ
８ 駆動回路基板
９ 軸受けスリーブ
９ａ 動圧発生溝
９ｂ 外周面
１０ 固定リング
１０ａ 端部
１１ スラストシート
１２ マグネット
１３ マグネットヨーク
１４ 結合部
１４ａ 第一結合部
１４ｂ 第二結合部
１５ 接触部
１６ 凹部
１６ａ 第一凹部
１６ｂ 第二凹部

Claims (23)

  1. ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、前記シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、前記軸受けスリーブを収容したハウジングと、前記軸受けスリーブを前記ハウジング内に形成された受け座との間で挟むように前記ハウジングに圧入した固定リングとを備え、前記固定リングが前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて前記軸受けスリーブを固定したことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構。
  2. 前記軸受けスリーブと前記ハウジングとの間の前記固定リングを圧入する隙間を、その固定リングの圧入方向に向かって漸次狭小となるように形成したことを特徴とする請求項１記載の軸受けスリーブ固定機構。
  3. 前記固定リングの圧入前において、前記固定リングの前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を内側に傾斜するように形成したことを特徴とする請求項１記載の軸受けスリーブ固定機構。
  4. ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、前記シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、前記軸受けスリーブを収容したハウジングと、前記軸受けスリーブを前記ハウジング内に形成された受け座との間で挟むように前記ハウジングに挿入した固定リングとを備え、前記固定リングが前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて前記軸受けスリーブを固定したことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構。
  5. 前記軸受けスリーブと前記ハウジングとの間の前記固定リングを挿入する隙間を、その固定リングの挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成したことを特徴とする請求項４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  6. 前記固定リングの前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を外周側に突出するように形成したことを特徴とする請求項４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  7. 前記固定リングが前記ハウジングと前記軸受けスリーブの両方に凹部を形成するような塑性変形を加えて固定したことを特徴とする請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  8. 前記固定リングの前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加える方の端部を凹凸形状としたことを特徴とする請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  9. 前記軸受けスリーブは、前記ハウジングに０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入したことを特徴とする請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  10. 前記軸受けスリーブは、前記ハウジングに締め代５μｍ以下で圧入したことを特徴とする請求項１または４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  11. ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、前記シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、前記軸受けスリーブを収容したハウジングと、前記軸受けスリーブを前記ハウジング内に形成された受け座との間で挟むように前記ハウジングに圧入した固定リングとを備え、前記固定リングを前記ハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて前記軸受けスリーブを固定したことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構。
  12. 前記軸受けスリーブと前記ハウジングとの間の前記固定リングを圧入する隙間を、その固定リングの圧入方向に向かって漸次狭小となるように形成したことを特徴とする請求項１１記載の軸受けスリーブ固定機構。
  13. 前記固定リングの圧入前において、前記固定リングの前記凹部に嵌合させる方の端部を内側に傾斜するように形成したことを特徴とする請求項１１記載の軸受けスリーブ固定機構。
  14. ファン装置用の軸受けスリーブ固定機構であって、シャフトと、前記シャフトの一方端が挿入され回転自在に軸支する軸受けスリーブと、前記軸受けスリーブを収容したハウジングと、前記軸受けスリーブを前記ハウジング内に形成された受け座との間で挟むように前記ハウジングに挿入した固定リングとを備え、前記固定リングを前記ハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて前記軸受けスリーブを固定したことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構。
  15. 前記軸受けスリーブと前記ハウジングとの間の前記固定リングを挿入する隙間を、その固定リングの挿入方向に向かって漸次狭小となるように形成したことを特徴とする請求項１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  16. 前記固定リングの前記凹部に嵌合させる方の端部を外周側に突出するように形成したことを特徴とする請求項１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  17. 前記固定リングを前記ハウジングの内面に形成した凹部と前記軸受けスリーブの外周面に形成した凹部の両方に嵌合させて固定したことを特徴とする請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  18. 前記固定リングの前記凹部に嵌合させる方の端部を凹凸形状としたことを特徴とする請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  19. 前記軸受けスリーブは、前記ハウジングに０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入したことを特徴とする請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  20. 前記軸受けスリーブは、前記ハウジングに締め代５μｍ以下で圧入したことを特徴とする請求項１１または１４記載の軸受けスリーブ固定機構。
  21. 請求項１から２０いずれか１項に記載の軸受けスリーブ固定機構を備えたことを特徴とするファン装置。
  22. 請求項１または４記載のファン装置用の軸受けスリーブ固定機構の製造方法であって、前記ハウジング内に前記軸受けスリーブを収容する第一工程と、前記固定リングを前記ハウジングに圧入または挿入する第二工程と、前記固定リングが前記ハウジングに凹部を形成するような塑性変形を加えて前記軸受けスリーブを固定する第三工程とを備えたことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構の製造方法。
  23. 請求項１１または１４記載のファン装置用の軸受けスリーブ固定機構の製造方法であって、前記ハウジング内に前記軸受けスリーブを収容する第一工程と、前記固定リングを前記ハウジングに圧入または挿入する第二工程と、前記固定リングを前記ハウジングの内面に形成した凹部と嵌合させて前記軸受けスリーブを固定する第三工程とを備えたことを特徴とする軸受けスリーブ固定機構の製造方法。
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