JP2013061063A - 動圧軸受装置およびファン - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンの高速回転化に伴う大きな振動が電子機器内の他の装置に影響を与えないようにする
【解決手段】動圧軸受装置は、軸受部４４と前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフト４１と前記軸受部の上側にて前記シャフトに固定され、外周面に直接的または１つ以上の部材を介してインペラが取付可能な略環状のブッシング２５と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存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の内周面と前記シャフトの外周面とによって構成されるシール間隙５５に、前記潤滑油の界面が位置するシール部とを備え、前記軸受部の上面と前記ブッシングの下面との間に、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成され、前記シール間隙が、前記横間隙を介して外部空間と連絡する。
【選択図】図１９

Description

本発明は、モータに搭載される動圧軸受装置に関する。

従来より、軸流ファンや遠心ファン等の様々なファンにおいて、例えば、特開２０１１−７８２２４号公報に開示されるように、軸受として玉軸受が採用されている。また、特開２０００−１４０８０号公報のファンでは、銅系材料の粉末を焼結した含油軸受が採用されている。

特開２００５−３２１０８９号公報では、ディスク駆動装置のスピンドルモータに利用される動圧軸受装置が開示される。動圧軸受装置は、ハウジングと、軸受スリーブと、軸部材と、リング状のシール部材と、を備える。軸受スリーブは、ハウジングに固定される。軸部材は、軸受スリーブ内に配置される。シール部材は、軸受スリーブの上側にて軸部材に固定される。動圧軸受装置では、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間にラジアル軸受部が設けられる。ラジアル軸受部により、軸部材がラジアル方向に非接触支持される。軸受スリーブの上側端面とシール部材の下側端面との間に第１スラスト軸受部が設けられる。軸受スリーブの下側端面と軸部材の下端に設けられたフランジ部との間に第２スラスト軸受部が設けられる。第１スラスト軸受部および第２スラスト軸受部のそれぞれにより、シール部材およびフランジ部がスラスト方向に非接触支持される。シール部材の外周面とハウジングの上端部内周面との間にシール空間が形成され、潤滑油の油面が、シール空間の範囲内に常に維持される。

特開２０００−１７５４０５号公報に開示されるハードディスクドライブ装置のスピンドルモータは、回転磁石が取り付けられたハブと、スリーブを介して固定子コイルが取り付けられたベースと、を備える。ハブの外縁部は、ベースに近接し、ハブとベースとの間にラビリンスが形成される。これにより、スピンドルモータ内に発生したオイルミスト等の飛散が防止され、高性能のハードディスクドライブ装置が実現される。特開２００４−２４８４８１号公報に開示されるスピンドルモータでは、ハブが、下方に向かって突出する円筒状の突出部、を備える。ハブの突出部よりも内側の面と軸受スリーブの上面との間の空間、突出部の内周面と軸受スリーブの外周面との間の空間、および、突出部の下面と軸受スリーブの周囲に設けられたフランジとの間の空間により、ラビリンスシールが構成される。
特開２０１１−７８２２４号公報 特開２０００−１４０８０号公報 特開２００５−３２１０８９号公報 特開２０００−１７５４０５号公報 特開２００４−２４８４８１号公報

ところで、近年、サーバ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。

本発明は、ファンの振動低減に適した構造を提供することを目的としている。

本発明の例示的な第一の側面に係る動圧軸受装置は、軸受部と、前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、前記軸受部の上側にて前記シャフトに固定され、外周面に直接的または１つ以上の部材を介してインペラが取付可能な略環状のブッシングと、前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、を備え、前記軸受部の上面と前記ブッシングの下面との間に前記中心軸に垂直な方向に広がる微小な横間隙が構成され、前記シール間隙が、前記横間隙を介して外部空間と連絡する。

本発明の例示的な第二の側面に係る動圧軸受装置は、軸受部と、前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、前記軸受部の上側にて前記シャフトに固定され、外周面に直接的または１つ以上の部材を介してインペラが取付可能な略環状のブッシングと、前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、を備え、前記軸受部の上面と前記ブッシングの下面との間に前記中心軸に垂直な方向に広がる横間隙が構成され、前記軸受部の周面と前記ブッシングの周面との間に、前記中心軸を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、前記縦間隙が、前記横間隙の径方向外側の端部と連接され、前記シール間隙が、前記横間隙および前記縦間隙を介して外部空間と連絡する。

本発明の例示的な第三の側面に係る動圧軸受装置は、軸受部と、前記軸受部に挿入され、インペラが直接的または１つ以上の部材を介して取り付けられる予定の取付面を外周面に有し、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、軸方向において、前記シール部と前記取付面との間にて前記シャフトに固定され、前記シール間隙の開口よりも径方向外側まで広がる環状の環状部材と、を備え、前記軸受部の上面と前記環状部材の下面との間に径方向に広がる微小な横間隙が構成され、前記シール間隙が、前記横間隙を介して外部空間と連絡する。

本発明の例示的な第四の側面に係る動圧軸受装置は、軸受部と、前記軸受部に挿入され、インペラが直接的または１つ以上の部材を介して取り付けられる予定の取付面を外周面に有し、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、前記軸受部の上部に固定される環状の環状部材と、を備え、前記シャフトの前記外周面と前記環状部材の内周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、前記縦間隙の径方向の最小幅が、前記シール間隙の開口の径方向の最大幅よりも小さく、前記シール間隙が、前記縦間隙を介して外部空間と連絡する。

本発明によれば、ファンの振動低減に適した構造を提供することができる。

図１は、一の実施形態に係るファンの断面図である。 図２は、軸受機構の断面図である。 図３は、軸受機構の断面図である。 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は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。 図６は、軸受部の断面図である。 図７は、軸受部の底面図である。 図８は、スラストキャップの平面図である。 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１３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１４は、軸受機構の他の例を示す断面図である。 図１５は、軸受機構の一部を示す断面図である。 図１６は、ファンの他の例を示す断面図である。 図１７は、ブッシングとロータホルダとの固定構造を示す図である。 図１８は、ブッシングとロータホルダとの固定構造を示す図である。 図１９は、ラビリンス構造の他の例を示す図である。 図２０は、ラビリンス構造の他の例を示す図である。 図２１は、軸受機構のさらに他の例を示す断面図である。 図２２は、軸受機構のさらに他の例を示す断面図である。 図２３は、軸受機構のさらに他の例を示す断面図である。 図２４は、軸受機構のさらに他の例を示す断面図である。 図２５は、他の例に係るファンの断面図である。 図２６は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図２７は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図２８は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図２９は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３０は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３１は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３２は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３３は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３４は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３５は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３６は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３７は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３８は、さらに他の例に係るファンの断面図である。 図３９は、さらに他の例に係るファンの断面図である。

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。

図１は、本発明の一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。

インペラ１２は樹脂製であり、有蓋略円筒状のカップ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。

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。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。

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。

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。軸受機構４は、潤滑油４６の流体動圧を発生する動圧軸受装置であり、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。

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。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。

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。

図２は、軸受機構４を示す断面図である。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、略環状のブッシング２５と、潤滑油４６と、を有する。ブッシング２５は、金属にて形成される。軸受部４４の上側にて、シャフト４１の上部にブッシング２５の内周面が圧入にて固定される。ブッシング２５の外径は、軸受部４４の外径よりも小さい。図１に示すように、インペラ１２は、ブッシング２５の外周面に固定される。すなわち、シャフト４１の上部には、ブッシング２５を介してインペラ１２の天面部１２３が間接的に固定される。インペラ１２とブッシング２５とは、インサート成型により結合されてもよい。この場合、ブッシング２５の外径は、軸受部４４の外径よりも大きい。そのため、図２のような軸受機構４を、金型内に配置した場合にブッシング２５の外周面に樹脂が位置することで、金型を複雑にすることなく、インペラ１２をブッシング２５に固定しつつ、成型することができる。インペラ１２がブッシング２５に直接固定されることにより、ファン１の構造を簡素化し、製造コストを削減することができる。また、金型内でブッシング２５が精度良く中心軸と略同軸に配置され、その周囲にインペラ１２が形成されるため、インペラ１２及びブッシング２５の中心軸Ｊ１との同軸度が小さくなる。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。

図３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４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。

図３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はスラストプレート４２の下方にて軸受部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と軸方向に接触する。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。

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。

図５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。

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にて、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３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５に示すシール間隙５５のみに潤滑油４６の界面が位置する。

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の上面との間には中心軸Ｊ１に垂直な径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。横間隙５０１の軸方向の幅は、軸受機構４内への埃の進入を防止できる程度に微小であればよく、好ましくは、横間隙５０１の軸方向の幅は、２００μｍ以下である。より好ましくは、横間隙５０１の軸方向の幅は、１００μｍ以下である。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、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。縦間隙５０２は、横間隙５０１の径方向外側の端部に連接する。ファン１では、軸受機構４が組み立てられることにより、横間隙５０１が構成され、軸受機構４が軸受保持部３１に取り付けられることにより、縦間隙５０２が構成される。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙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。

横間隙５０１の軸方向の幅および縦間隙５０２の径方向の幅は、いずれもシール間隙５５の開口の径方向の幅よりも小さい。横間隙５０１の幅および縦間隙５０２の幅とは、正確には、それぞれの最小幅を指す。シール間隙５５の開口の幅は、シール間隙５５の最大幅に等しい。シール間隙５５の最大幅とは、シール間隙５５において、潤滑油が保持可能な領域における最大幅を意味する。横間隙５０１および縦間隙５０２は、シール間隙５５の開口の幅よりも小さいため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１および縦間隙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。換言すれば、横間隙５０１および縦間隙５０２によりラビリンス構造が構成される。

これにより、ファン１の寿命を向上することができる。また、ブッシング２５を利用してラビリンス構造を構成するため、回転部２の構造が複雑になることもない。ブッシング２５および軸受部４４が金属製であることから、横間隙５０１を精度よく設けることができる。また、静電気によるブッシング２５への埃の付着やラビリンス構造内部への埃の進入も抑制される。なお、高精度に成形することができるのであれば、ブッシング２５は金属以外の材料により成形されてもよい。

図６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３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させ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。ラジアル動圧軸受部６８は、軸受部４４の内周面４４１、シャフト４１の外周面４１１、および、ラジアル間隙５１に存在する潤滑油４６により構成される。

図５に示すシール間隙５５は、ラジアル動圧軸受部６８よりも上方に位置し、ラジアル動圧軸受部６８と連続する。また、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。

図７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８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３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３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に対してアキシャル方向の流体動圧を発生させる第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。

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に対して中心軸Ｊ１を中心と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３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４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。

モータ１１では、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が設けられることにより、インペラ１２の回転時における静止部３に対する回転部２の軸方向の位置を安定させることができる。これにより、軸方向の幅の狭い横間隙５０１を容易に設計することができる。なお、スラストプレート４２とスラストキャップ４５とを接触させた場合であってもブッシング２５の下面と軸受部４４の上面とが接触しないように横間隙５０１の幅が設計される。

図６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５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。

図９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１０ないし図１２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１３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。

図１３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１３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９および図１０に示すように、図１３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１１および図１２に示すように、図１３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。

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。

以上、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、ブッシング２５を利用したラビリンス構造により潤滑油４６の蒸発が抑制されるため容易に長寿命化が実現され、ファン１の振動低減に適した構造が得られる。横間隙５０１が設けられることにより、軸受機構４とファン１の他の部品との取り付け時に、軸受機構４内に埃が進入することが防止される。以下の実施形態においても同様である。その結果、過度に清浄な施設を利用することなく、ファン１を組み立てることができる。また、軸受機構４を施設内へと輸送する際にも埃が進入することが防止される。組み立て後には、縦間隙５０２が設けられるため、横間隙５０１および縦間隙５０２により、埃が軸受機構４内に進入することが防止される。

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では、軸受機構４が、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。すなわち、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。そのため、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、横間隙５０１および縦間隙５０２を介してモータ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内に埃などの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。

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。

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。

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。

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。

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。以下の他の形態においても同様である。

なお、モータ１１では、ステータコア３２１の上端は上ラジアル動圧軸受部６８１と径方向に重なる。このようにステータ３２を上側に配置することにより、ステータ３２の磁気中心の位置を上ラジアル動圧軸受部６８１と下ラジアル動圧軸受部６８２との間に配置することができる。これにより、モータ１１の回転が安定する。好ましくは、ステータコア３２１の下端は下ラジアル動圧軸受部６８２と径方向に重なる。さらに好ましくは、径方向において、インペラ１２および回転部２の重心位置と上ラジアル動圧軸受部６８１とが重なる。

図１４は、軸受機構４の他の例を示す図である。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の外径は、ブッシング２５の外径と略同一である。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の外周面と軸受ハウジング４８の内周面との間に軸方向に延びる循環路４７２が設けられる。潤滑油４６は、循環路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を循環する。

図１５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３に示す軸受機構４と同様である。

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。

第２傾斜面４７１ａの下部には、図６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。

軸受機構４においても、ブッシング２５の下面と軸受部４４ａの上面との間に、径方向に広がる横間隙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、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる縦間隙５０２が構成される。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０２を介して外部空間に連絡する。横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、いずれもシール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。横間隙５０１および縦間隙５０２は、シール間隙５５の開口の最大幅よりも小さいため、シール間隙よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１および縦間隙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。さらに、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図１６は、ファン１の他の例を示す断面図である。図１６に示すファン１では、図１に示すものと比べて、モータ１１に対してインペラ１２が下方へと延びる。モータ１１の全体は、インペラ１２のカップ１２１内に収容される。他の構造は、図１のファン１と同様である。

ファン１では、軸方向において、軸受部４４の下端であるスラストキャップ４５が、インペラ１２の下端１２６よりも上方に位置する。軸受部４４の下端は、通常、モータ１１の最下端に位置する。したがって、モータ１１の重心がインペラ１２の内側に位置し、インペラ１２をより安定して回転することができる。３相モータの場合、モータを小さくしてもインペラを十分に回転することができるため、このような構造は３相モータを採用する場合に特に適している。

図１７は、ブッシング２５とインペラ１２との他の締結構造を示す図である。図１７のインペラ１２は、カップ１２１の内面に沿って、有蓋略円筒状のロータホルダ２１０に固定される。カップ１２１の天面部の中央は大きく開口する。ロータホルダ２１０は、円筒部２１ａと、天面部２１ｂと、を有する。天面部２１ｂは、中心軸Ｊ１に垂直に広がる。円筒部２１ａは、略円筒状で、天面部２１ｂの外縁部から下方に延びる。ロータホルダ２１０は金属製であり、円筒部２１ａは、図１のヨーク２１として機能する。天面部２１ｂの中央、すなわち天面部２１ｂの内縁部には、内縁部から下方へと延びる円筒状のバーリング部２１１が設けられる。バーリング部２１１の内周面がブッシング２５の外周面に圧入されることにより、ブッシング２５にロータホルダ２１０が固定される。これにより、シャフト４１の上部には、インペラ１２が、間接的に固定される。金属部品同士の締結により、インペラ１２とブッシング２５とが強固に固定される。

図１８は、ブッシング２５とインペラ１２とのさらに他の締結構造を示す図である。インペラ１２は、図１７に示すものとほぼ同様の構造を有するが、ロータホルダ２１０にはバーリング部が設けられない。ブッシング２５の外周面に環状の溝２５１が設けられ、天面部２１ｂの内周部が溝２５１内にカシメ固定される。図１８においても、金属部品同士の締結により、インペラ１２とブッシング２５とが強固に固定される。

図１９は、軸受部４４の上方のラビリンス構造の他の例を示す図である。ブッシング２５は下部の外縁部に、軸受部４４に向かって下方へと延びる外環状部２５２を有する。軸受部４４は、シャフト４１の周囲にてブッシング２５に向かって上方へと突出する内環状部４４５を有する。換言すれば、軸受部４４は、上部の外縁部にブッシング２５とは反対側に窪む環状の凹部４４５ａ、を有する。以下、凹部４４５ａを「環状凹部４４５ａ」と呼ぶ。内環状部４４５は、環状凹部４４５ａの側面を規定する部位と捉えることができる。外環状部２５２は、内環状部４４５の径方向外側に位置する。すなわち、外環状部２５２が、環状凹部４４５ａ内に配置される。ブッシング２５の外環状部２５２よりも内側の下面と、軸受部４４の内環状部４４５の上面とにより、径方向に広がる横間隙５０１が構成される。以下、横間隙５０１を「第１横間隙５０１」という。外環状部２５２の内周面と内環状部４４５の外周面とにより、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる縦間隙５０２が構成される。縦間隙５０２の上端は、第１横間隙５０１の径方向外側の端部に連接する。外環状部２５２の下面と、下面に軸方向に対向する環状凹部４４５ａの底面、すなわち、内環状部４４５よりも外側の面との間に、径方向に広がる他の横間隙５０１ａが構成される。以下、横間隙５０１ａを「第２横間隙５０１ａ」という。縦間隙５０２の下端は、第２横間隙５０１ａの径方向内側の端部に連接する。

図１９の場合においても、第１横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、いずれもシール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。第１横間隙５０１および縦間隙５０２が設けられることにより、軸受機構４内の潤滑油の蒸発を抑制することができる。このように、第１横間隙５０１および縦間隙５０２は、ブッシング２５と軸受部４４との間に構成されてもよい。さらに、第２横間隙５０１ａが設けられるため、潤滑油の蒸発をより確実に抑えることができる。第２横間隙５０１の軸方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。軸受機構４では、第１横間隙５０１、縦間隙５０２および第２横間隙５０１ａが設けられるため、軸受機構４とファン１の他の部品との取り付け時に、軸受機構４内に埃が進入することがより確実に防止される。このように、ブッシング２５と軸受部４４との間に縦間隙５０２が構成される場合、第１横間隙５０１および第２横間隙５０１ａは、必ずしも微小な間隙でなくてもよい。縦間隙５０２のみ微小な間隙であっても、軸受機構４とファン１の他の部品との取り付け時に、軸受機構４内に埃が進入することが防止される。その結果、過度に清浄な施設を利用することなく、ファン１を組み立てることができる。また、軸受機構４を施設内へと輸送する際にも埃が進入することが防止される。

軸受機構４は、ブッシング２５の下部の内周部が軸受部４４の上部の内側に入り込む構造でもよい。すなわち、軸受部４４の上部の外縁部にブッシング２５へと突出する外環状部が設けられ、ブッシング２５の下部に外環状部よりも径方向内側にて軸受部４４へと突出する内環状部が設けられてもよい。外環状部は、内環状部の外側に形成された環状凹部内に配置される。ブッシング２５の下部である内環状部の外周面と軸受部４４の上部である外環状部の内周面との間に縦間隙５０２が構成される。さらには、ブッシング２５の直径を大きくしてブッシング２５の外周部が下方へと延び、軸受保持部３１の上部の径方向外側がブッシング２５の下部に囲まれ、ブッシング２５の下部の内周面と軸受保持部３１の上部の外周面との間に縦間隙５０２が構成されてもよい。

このように、縦間隙５０２は、シール部の近傍にて、軸受保持部３１または軸受部４４の周面とブッシング２５の周面との間に構成される。第２横間隙５０１ａもブッシング２５の下面と軸受保持部３１の上面との間に構成されてよい。なお、ラビリンス構造において、静止体側を径方向外側に配置することにより、蒸発した潤滑油の放出を効果的に抑制することができる。

図２０は、軸受部４４の上方のラビリンス構造のさらに他の例を示す図である。ブッシング２５は下部に、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜面を有する。軸受部４４も上部に、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜面を有する。これらの傾斜面の間に、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜間隙５０３が構成される。傾斜間隙５０３は、中心軸Ｊ１を中心とする円錐面状である。傾斜間隙５０３の最小幅はシール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。なお、傾斜間隙５０３の最小幅は、両傾斜面間の最小距離を指す。傾斜間隙５０３の径方向内側には、横間隙５０１が構成される。シール間隙５５は、横間隙５０１および傾斜間隙５０３を介して外部空間に連絡する。傾斜間隙５０３を設けることにより、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。軸受機構４では、横間隙５０１および傾斜間隙５０３が設けられるため、軸受機構４とファン１の他の部品との取り付け時に、軸受機構４内に埃が進入することがより確実に防止される。

なお、傾斜間隙５０３の径方向外側の端部に連続する間隙として、縦間隙や横間隙がさらに設けられてもよい。また、傾斜間隙５０３は、径方向外方に向かうに従って上方へと傾斜してもよい。

図２１は、軸受機構４のさらに他の例を示す図である。軸受機構４の構造は図３に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。軸受機構４では、図３のスラストキャップ４５が省略される。スラストプレート４２の外周面と軸受部４４の下端部４４４の内周面との間の側部間隙５４において、シール部５４ａが構成される。シール部５４ａは、側部間隙５４の下部に位置し、下方に向かって径方向の幅が漸次増大する。スラスト動圧軸受部として、スラストプレート４２の上面と軸受部４４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のみが構成される。なお、ロータマグネットとステータとの軸方向の磁気中心をずらすことにより、シャフト４１には常に上方へと向かう力が作用する。軸受機構４の他の構造は、図３に示すものと同様である。軸受機構４の上部には、図５と同様のシール部５５ａが構成される。このように、軸受機構は、複数のシール部を有する。

軸受機構４においても、ブッシング２５の下面と軸受部４４の上面との間に横間隙５０１が構成され、ブッシング２５の外周面と軸受保持部３１の内周面との間に縦間隙５０２が構成される。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０２を介して外部空間に連絡する。横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、いずれもシール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。

図２１の軸受機構４においても、ラジアル間隙５１の径方向の幅が、５μｍ以上であることにより、ファン１の振動を十分に低減することができる。ただし、ラジアル間隙５１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。

図２２は、他の例に係る軸受機構４を示す断面図である。軸受機構４のブッシング２５は、軸受部４４の外側にて下方へと延びる環状部２５３、を備える。環状部２５３の内周面と軸受部４４の外周面との間に縦間隙５０４が構成される。他の構造は、図２に示す軸受機構４と同様である。軸受機構４では、シール間隙５５が、ブッシング２５の下面と軸受部４４の上面との間に構成される横間隙５０１、および、縦間隙５０４を介して外部空間に連絡する。

軸受機構４では、横間隙５０１および縦間隙５０４が設けられるため、軸受機構４とファン１の他の部品との取り付け時に、軸受機構４内に埃が進入することがより確実に防止される。このように、ブッシング２５と軸受部４４との間に縦間隙５０４が構成される場合、第１横間隙５０１は、必ずしも微小な間隙でなくてもよく、縦間隙５０４のみが微小な間隙であってもよい。また、シール部５５ａからの潤滑油４６の蒸発を防止することができる。

図２３は、さらに他の例に係る軸受機構４を示す断面図である。ブッシング２５は、内周面から径方向内側に突出する環状の突出部２５４、を備える。シャフト４１の上端部は、上方に向かって縮径する段差部４１２、を備える。突出部２５４は、段差部４１２の上面４１２ａ、すなわち、法線が上方を向く面に軸方向に接触する。これにより、ファン１の組み立て時、より具体的には、シャフト４１の上部に、ブッシング２５を介してインペラ１２を間接的に固定する時に、ブッシング２５の軸方向の位置がずれることが防止され、横間隙５０１を容易に所望の幅とすることができる。軸受機構４では、図２４に示すように、シャフト４１の段差部４１２が省略され、シャフト４１の上面に突出部２５４が軸方向に接触してもよい。この場合も、ファン１の組み立て時に、ブッシング２５の軸方向の位置がずれることが防止され、横間隙５０１を容易に所望の幅とすることができる。その結果、高精度なラビリンスを構成することができる。

図２５は、他の例に係るファン１を示す断面図である。ステータコア３２１の径方向内側の部位は、軸受部４４の外周面に固定される。静止部３には、ベース部１５の中央の孔部に円筒状の部材３１ａ（以下、「円筒部３１ａ」という）が固定され、円筒部３１ａの上部が、ステータコア３２１の下部に軸方向に接触する。ブッシング２５には、図２２と同様に、軸受部４４の外側にて下方へと延びる環状部２５３が設けられる。他の構造は、図１７に示すファン１と同様である。

ファン１の組み立て時には、ロータホルダ２１０が軸受機構４のブッシング２５に上方から圧入される。このとき、環状部２５３の先端が治具にて下方から支持される。次に、軸受部４４の外周にステータ３２が取り付けられ、軸受部４４の下部が、ベース部１５に固定された円筒部３１ａに挿入される。ファン１では、ロータホルダ２１０の圧入時に、ブッシング２５を下方から支持することにより、ブッシング２５の軸方向の位置がずれることが防止される。その結果、横間隙５０１の軸方向の幅を容易に所望の幅とすることができ、高精度なラビリンスを構成することができる。

図２６は、さらに他の例に係るファン１を示す断面図である。インペラ１２の天面部１２３は、軸方向に貫通する貫通孔１２７、を備える。他の構造は、図１に示すファン１と同様である。貫通孔１２７は、ステータ３２と軸方向に重なる。貫通孔１２７は、ステータ３２とステータ３２の上側に位置する天面部１２３との間の空間８１１と、インペラ１２の上側の空間８１２、すなわち、ファン１の上流側の空間とを連絡する。ファン１の駆動時には、ステータ３２の周囲にエアの流れが生じ、ステータ３２が冷却される。このように、貫通孔１２７は、ステータ３２にエアの流れを導くための流路としての役割を果たす。

図２７は、さらに他の例に係るファン１を示す断面図である。ファン１では、インペラ１２のカップ１２１の内側に有蓋略円筒状のロータホルダ２１０が固定される。カップ１２１の天面部１２３の中央に軸方向に貫通する貫通孔１２８ａが設けられる。以下、貫通孔１２８ａを「第１貫通孔１２８ａ」という。ロータホルダ２１０の天面部２１ｂは、バーリング部２１１の径方向外側にて、下方に向かって窪む第１段差部２１２と、第１段差部２１２の径方向外側にて下方に向かって窪む第２段差部２１３と、を有する。第１段差部２１２と第２段差部２１３との間の部位には、貫通孔１２８ｂが設けられる。以下、貫通孔１２８ｂを「第２貫通孔１２８ｂ」という。軸方向において、第２貫通孔１２８ｂは、縦間隙５０２の上部と同じ高さに位置する。

ファン１では、第１貫通孔１２８ａ、カップ１２１の天面部１２３とロータホルダ２１０の天面部２１ｂとの間の空間１２８ｃ、および、第２貫通孔１２８ｂにより、ステータ３２の上側の空間８１１とインペラ１２の上側の空間８１２とを連絡する流路１２８が構成される。これにより、ファン１の駆動時にステータ３２を冷却することができる。また、軸方向において、第２貫通孔１２８ｂ、すなわち、流路１２８の下流側の部位が、縦間隙５０２の上部と同じ高さに位置する、すなわち、第２貫通孔１２８ｂと縦間隙５０２の上部とが径方向に重なるため、縦間隙５０２および横間隙５０１内に埃が進入することが防止される。なお、第２貫通孔１２８ｂは、縦間隙５０２の上部よりも下方に位置してもよい。その場合も、縦間隙５０２および横間隙５０１内に埃が進入することが防止される。

図２８は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の軸受機構４の構造は、図１４および図１５に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図２８に示すように、軸受ハウジング４８の環状上部４８１は、軸受保持部３１の上端よりも上側に位置する。環状上部４８１の上面は、軸受部４４ａの上面でもある。また、スリーブ４７の上面も、軸受保持部３１の上端よりも上側に位置する。

ファン１では、インペラ１２のカップ１２１の内側に有蓋略円筒状のロータホルダ２１０が固定される。ロータホルダ２１０は、円筒部２１ａと、天面部２１ｂと、ホルダ突出部２１１ａと、を有する。ホルダ突出部２１１ａは、バーリング部２１４と、第１部位２１５と、第２部位２１６と、を有する。バーリング部２１４および第２部位２１６は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１部位２１５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。第１部位２１５は、バーリング部２１４の下端から中心軸Ｊ１に垂直に径方向外方に広がる。第２部位２１６は、第１部位２１５の外縁部から下方に延びる。天面部２１ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。天面部２１ｂは、第２部位２１６の下端から中心軸Ｊ１に垂直に径方向外方に広がる。円筒部２１ａは、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。円筒部２１ａは、天面部２１ｂの外縁部から下方に延びる。ロータホルダ２１０は金属製であり、円筒部２１ａは、図１のヨーク２１として機能する。

カップ１２１の天面部１２３の中央に軸方向に貫通する貫通孔が設けられる。当該貫通孔の内周面に、ホルダ突出部２１１ａのバーリング部２１４の外周面が圧入にて固定される。インペラ１２とロータホルダ２１０とは、インサート成型により結合されてもよい。軸受部４４ａの上側にて、シャフト４１の上部にホルダ突出部２１１ａのバーリング部２１４の内周面が圧入にて固定される。シャフト４１にロータホルダ２１０およびインペラ１２が固定されていない状態では、シャフト４１は、外周面４１１の上部に取付面４１３を有する。取付面４１３は、ロータホルダ２１０を介してインペラ１２の天面部１２３が間接的に取り付けられる予定の面である。シャフト４１は、軸受部４４ａに挿入され、軸受部４４ａに対して中心軸Ｊ１を中心として相対回転する。

シール部５５ａは、ラジアル動圧軸受部６８の上側にて、シャフト４１の周囲に構成される。シール部５５ａは、潤滑油４６の界面が位置するシール間隙５５を有する。シール部５５ａの上方には、中心軸Ｊ１に垂直に広がる環状部材４９が設けられる。環状部材４９は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。環状部材４９の内周面は、軸方向において、シール部５５ａとホルダ突出部２１１ａのバーリング部２１４との間にて、シャフト４１の外周面４１１に固定される。換言すれば、環状部材４９は、軸方向において、シール部５５ａと取付面４１３との間にてシャフト４１に固定される。環状部材４９は、中心軸Ｊ１を中心として、シール間隙５５の開口よりも径方向外側まで広がる。すなわち、環状部材４９はシール間隙５５の開口を覆っている。換言すれば、平面視において、環状部材４９はシール間隙５５の開口と重なっている。図２８の例では、環状部材４９は、環状上部４８１の上面の外縁よりも径方向外側まで広がる。

環状部材４９の下面と軸受部４４ａの上面との間に、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。シール間隙５５は、横間隙５０１を介して外部空間と連絡する。横間隙５０１の軸方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

環状部材４９がシャフト４１に固定されているため、シャフト４１にロータホルダ２１０およびインペラ１２が取り付けられていない状態であっても、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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。その結果、過度に清浄な施設を利用することなく、ファン１を組み立てることができる。また、軸受機構４を輸送する際にも埃が進入することが防止される。図２９ないし図３１に示すファン１においても同様である。

図２９は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図２８に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図２９に示すように、ファン１では、図２８に示す環状部材４９に代えて、中心軸Ｊ１を中心とする環状の環状部材４９ａが設けられる。環状部材４９ａは、天蓋部４９１と、筒状部４９２と、を備える。天蓋部４９１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。天蓋部４９１は、軸方向において、シール部５５ａと取付面４１３との間にてシャフト４１に固定される。天蓋部４９１は、環状上部４８１の外周面よりも径方向外側まで広がる。筒状部４９２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。筒状部４９２は、天蓋部４９１の外縁部から下方に延びる。筒状部４９２の内周面は、軸受部４４ａの一部である軸受ハウジング４８の環状上部４８１の外周面と径方向に対向する。

天蓋部４９１の下面と軸受部４４ａの上面との間に、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。筒状部４９２の内周面と環状上部４８１の外周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。縦間隙５０２の上端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０２を介して外部空間と連絡する。横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１に加えて縦間隙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をさらに抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をさらに抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

環状部材４９ａと軸受部４４ａとの間に縦間隙５０２が構成される場合、横間隙５０１は、必ずしも微小な間隙でなくてもよい。縦間隙５０２のみ微小な間隙であっても、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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３０は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図２８に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３０に示すように、軸受部４４ａは、環状上部４８１の上面の外縁部から上方に向かって突出する環状突起部４８２を有する。環状突起部４８２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。環状部材４９は、中心軸Ｊ１を中心として、シール間隙５５の開口よりも径方向外側まで広がる。環状部材４９の外周面は、環状突起部４８２の内周面と径方向に対向する。なお、環状突起部４８２は、環状上部４８１の上面の外縁部よりも径方向内側の位置から上方に向かって突出してもよい。

環状部材４９の下面と軸受部４４ａの上面との間に、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。環状部材４９の外周面と環状突起部４８２の内周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。縦間隙５０２の下端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０２を介して外部空間と連絡する。横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１に加えて縦間隙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をさらに抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をさらに抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

環状部材４９と軸受部４４ａとの間に縦間隙５０２が構成される場合、横間隙５０１は、必ずしも微小な間隙でなくてもよい。縦間隙５０２のみ微小な間隙であっても、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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３１は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図２８に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３１に示すように、ファン１では、環状部材４９に加えて、中心軸Ｊ１を中心とする環状の環状部材４９ｂが設けられる。環状部材４９の外径は、環状上部４８１の上面の外径よりも小さい。環状部材４９ｂは、天蓋部４９１ｂと、筒状部４９２ｂと、を備える。天蓋部４９１ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。筒状部４９２ｂは、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。筒状部４９２ｂは、天蓋部４９１ｂの外縁部から下方に延びる。筒状部４９２ｂの内周面は、環状上部４８１の外周面に固定される。筒状部４９２ｂの内周面は、環状部材４９の外周面と径方向に対向する。天蓋部４９１ｂは、環状部材４９の上方に位置する。天蓋部４９１ｂの下面は、環状部材４９の上面と軸方向に対向する。

環状部材４９の下面と軸受部４４ａの上面との間に、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。環状部材４９の外周面と筒状部４９２ｂの内周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。環状部材４９の上面と天蓋部４９１ｂの下面との間には、径方向に広がる微小な横間隙５０１ａが構成される。縦間隙５０２の下端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。縦間隙５０２の上端部は、横間隙５０１ａの径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０１、縦間隙５０２および横間隙５０１ａを介して外部空間と連絡する。

横間隙５０１，５０１ａの軸方向の最小幅および縦間隙５０２の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１に加えて縦間隙５０２および横間隙５０１ａ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をさらに抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をさらに抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

横間隙５０１および縦間隙５０２は、必ずしも微小な間隙でなくてもよい。横間隙５０１ａのみ微小な間隙であっても、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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３２は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図２８に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３２に示すように、環状部材４９は、軸受部４４ａの上部に固定される。本実施形態では、環状部材４９は、環状上部４８１の上面に固定される。環状部材４９は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。環状部材４９の内径は、シャフト４１の外径よりも僅かに大きい。環状部材４９の内周面は、軸方向において、シール部５５ａと取付面４１３との間にて、シャフト４１の外周面４１１と径方向に対向する。

環状部材４９の内周面とシャフト４１の外周面４１１との間に、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。シール間隙５５は、縦間隙５０２を介して外部空間と連絡する。縦間隙５０２の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。すなわち、環状部材４９は、シール間隙５５の開口の一部を覆っている。換言すれば、平面視において、環状部材４９はシール間隙５５の開口の一部と重なっている。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが、シール部５５ａの上方に構成される。縦間隙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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

環状部材４９が軸受部４４ａに固定されているため、シャフト４１にロータホルダ２１０およびインペラ１２が取り付けられていない状態であっても、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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。図３３および図３４に示すファン１においても同様である。

図３３は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３２に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３３に示すように、軸受部４４ａは、環状上部４８１の上面の外縁部から上方に向かって突出する環状突起部４８２を有する。環状突起部４８２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。環状部材４９は、環状突起部４８２の径方向内側にて軸受部４４ａの環状上部４８１の上面に配置される。本実施形態では、環状部材４９は、軸受部４４ａの環状上部４８１の上面に固定されるが、環状突起部４８２の内周面に固定されてもよい。環状部材４９の外周面は、環状突起部４８２の内周面に全周に亘って接触する。なお、環状突起部４８２は、環状上部４８１の上面の外縁部よりも径方向内側の位置から上方に向かって突出してもよい。また、環状部材４９の外周面の少なくとも一部が、環状突起部４８２の内周面に接触していればよい。

環状部材４９の内周面とシャフト４１の外周面４１１との間には、図３２に示す縦間隙５０２と同様の縦間隙５０２が構成される。縦間隙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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。環状部材４９の外周面が環状突起部４８２の内周面に接触することにより、環状部材４９を軸受部４４ａに取り付ける際の環状部材４９の位置決めを容易にすることができる。

図３４は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３２に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３４に示すように、ロータホルダ２１０のホルダ突出部２１１ａの第１部位２１５は、環状部材４９の上方に位置する。第１部位２１５の下面は、環状部材４９の上面と軸方向に対向する。ホルダ突出部２１１ａの第２部位２１６は、軸受部４４ａの環状上部４８１の径方向外側に位置する。第２部位２１６の内周面は、環状部材４９の外周面および環状上部４８１の外周面と径方向に対向する。

環状部材４９の内周面とシャフト４１の外周面４１１との間に、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０２が構成される。第１部位２１５の下面と環状部材４９の上面との間には、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。第２部位２１６の内周面と環状部材４９の外周面および環状上部４８１の外周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０４が構成される。本実施形態では、第２部位２１６の内周面と環状部材４９の外周面および環状上部４８１の外周面との間に、微小な縦間隙５０４が構成されるが、第２部位２１６の内周面と環状上部４８１の外周面との間にのみ構成されてもよい。すなわち、微小な縦間隙５０４のうち第２部位２１６の内周面と環状部材４９の外周面との間の間隙は、必ずしも微小な間隙でなくてもよい。縦間隙５０２の上端部は、横間隙５０１の径方向内側の端部と連接する。縦間隙５０４の上端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、縦間隙５０２、横間隙５０１および縦間隙５０４を介して外部空間と連絡する。

縦間隙５０２，５０４の径方向の最小幅および横間隙５０１の軸方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。縦間隙５０２に加えて、横間隙５０１および縦間隙５０４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をさらに抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をさらに抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３５は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３４に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３５に示すように、ファン１では、環状部材４９が設けられておらず、ホルダ突出部２１１ａの第１部位２１５の下面が、軸受部４４ａの環状上部４８１の上面と軸方向に対向する。

第１部位２１５の下面と環状上部４８１の上面との間には、径方向に広がる横間隙５０９が構成される。横間隙５０９の径方向外側の端部は、縦間隙５０４の上端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０９および縦間隙５０４を介して外部空間と連絡する。

縦間隙５０４の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが、シール間隙５５よりも径方向外側に構成される。縦間隙５０４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をさらに抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をさらに抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３６は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３５に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３６に示すように、ホルダ突出部２１１ａの第２部位２１６に、環状部材４９ｃが固定される。環状部材４９ｃは、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。環状部材４９ｃの外周面は、第２部位２１６の内周面に固定される。環状部材４９ｃの下端は、軸受保持部３１の上端近傍に位置する。環状部材４９ｃの内周面は、環状上部４８１の外周面と径方向に対向する。環状部材４９ｃの下面は、軸受保持部３１の上面と軸方向に対向する。

環状部材４９ｃの内周面と環状上部４８１の外周面との間に、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０４が構成される。環状部材４９ｃの下面と軸受保持部３１の上面との間には、径方向に広がる微小な横間隙５０６が構成される。縦間隙５０４の上端部は、横間隙５０９の径方向外側の端部と連接する。縦間隙５０４の下端部は、横間隙５０６の径方向内側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０９、縦間隙５０４および横間隙５０６を介して外部空間と連絡する。

縦間隙５０４の径方向の最小幅および横間隙５０６の軸方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが、シール間隙５５よりも径方向外側に構成される。縦間隙５０４に加えて横間隙５０６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をより一層抑制することができる。その結果、軸受機構４内の潤滑油４６の蒸発をより一層抑制することができる。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３７は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３５に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３７に示すように、ロータホルダ２１０のホルダ突出部２１１ａでは、バーリング部２１４が第１部位２１５の径方向内側の端部から下方に延びる。軸受部４４ａは、環状上部４８１の上面の外縁部から上方に向かって延びる環状外壁部４８３を有する。環状外壁部４８３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。環状外壁部４８３の外周面は、ホルダ突出部２１１ａの第２部位２１６の内周面と径方向に対向する。

環状外壁部４８３の外周面と第２部位２１６の内周面との間に、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０４が構成される。環状上部４８１の上方の空間５０８は、縦間隙５０４の上端部と連接する。シール間隙５５は、空間５０８および縦間隙５０４を介して外部空間と連絡する。

縦間隙５０４の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが、シール間隙５５よりも径方向外側に構成される。縦間隙５０４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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３８は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３６に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３８に示すように、インペラ１２は、ブッシング２５を介してシャフト４１に固定される。ブッシング２５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。ブッシング２５の外径は、環状上部４８１の外径より僅かに大きい。インペラ１２の天面部１２３の内周面は、ブッシング２５の外周面に固定される。ブッシング２５の下面は、軸受部４４ａの環状上部４８１の上面と軸方向に対向する。ブッシング２５の外周面には、環状部材４９ｃも固定される。環状部材４９ｃは、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。環状部材４９ｃの内周面は、インペラ１２の天面部１２３の下側において、ブッシング２５の外周面に固定される。環状部材４９ｃの内周面は、環状上部４８１の外周面と径方向に対向する。

ブッシング２５の下面と環状上部４８１の上面との間には、径方向に広がる微小な横間隙５０１が構成される。環状部材４９ｃの内周面と環状上部４８１の外周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０４が構成される。縦間隙５０４の上端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０４を介して外部空間と連絡する。

横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０４の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１および縦間隙５０４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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

図３９は、さらに他の例に係るファン１の一部を示す断面図である。ファン１の構造は、図３８に示すものと類似しており、同様の構成には同符号を付す。図３９に示すように、インペラ１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の内筒部１２３ａを備える。内筒部１２３ａは、天面部１２３の径方向内側の端部から下方に延びる。内筒部１２３ａの内周面の上部は、ブッシング２５の外周面に固定される。内筒部１２３ａの内周面の下部は、軸受部４４ａの環状上部４８１の外周面と径方向に対向する。

内筒部１２３ａの内周面と環状上部４８１の外周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする環状であって軸方向に延びる微小な縦間隙５０４が構成される。縦間隙５０４の上端部は、横間隙５０１の径方向外側の端部と連接する。シール間隙５５は、横間隙５０１および縦間隙５０４を介して外部空間と連絡する。

横間隙５０１の軸方向の最小幅および縦間隙５０４の径方向の最小幅は、シール間隙５５の開口の径方向の最大幅よりも小さい。このため、シール間隙５５よりも幅の小さいラビリンスが構成される。横間隙５０１および縦間隙５０４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を抑制することができる。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。また、シール部５５ａ内に埃などの異物が進入することも防止することができる。

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。

縦間隙５０２，５０４は機械加工により容易に微小とすることができるが、横間隙５０１，５０１ａ，５０６には組立精度も要求されるため、横間隙５０１，５０１ａ，５０６は、微小であれば、シール間隙５５の開口の幅より大きくてもよい。ブッシング２５は、例えば、プレス加工にて成型された焼結製部材でもよい。図２３に示す軸受機構４では、ブッシング２５から突出部２５４が省略され、軸方向においてブッシング２５の下面と同じ位置にシャフト４１に段差部が設けられ、ブッシング２５の下面が段差部に軸方向に接触してもよい。図２に示す軸受機構４では、ブッシング２５の外径が、軸受部４４の外径と略同一でもよい。この場合、軸受保持部３１の上部が、軸受保持部３１の他の部位よりも径方向外側に位置することにより、当該上部の内周面とブッシング２５の外周面との間に縦間隙５０２が構成される。

図１４に示す軸受機構４では、ブッシング２５の外径が、軸受ハウジング４８の外径よりも小さくされてもよい。これにより、ブッシング２５と軸受保持部３１との間に容易に縦間隙５０２を構成することができる。また、軸受ハウジング４８とブッシング２５との間に図２０と同様の傾斜間隙が設けられてもよい。

図１７に示すロータホルダ２１０の天面部２１ｂにステータ３２を冷却するための流路として、軸方向に貫通する貫通孔が設けられてもよい。図１８ないし図２０、図２５、図２８ないし図３７に示すファンにおいても同様である。図１に示すインペラ１２は、ブッシング２５の外周面に直接的に固定されるが、１つ以上の部材を介して間接的に固定されてもよい。図１６、図２１、図２６、図３８、図３９においても同様である。図１７に示すインペラ１２は、２以上の部材を介してブッシング２５に固定されてもよい。図１８、図１９、図２０、図２５および図２７においても同様である。また、図２７に示す、第1貫通孔１２８ａは、必ずしもに天面部１２３の中央に設けられなくてもよい。

図２８ないし図３７に示すインペラ１２は、ロータホルダ２１０に直接的に固定されるが、１つ以上の部材を介して間接的に固定されてもよい。図２８ないし図３４に示すインペラ１２は、ロータホルダ２１０を介さずシャフト４１に直接的に固定されてもよい。図２８ないし図３４に示すインペラ１２は、ブッシングを介してシャフト４１に間接的に固定されてもよい。

図３や図１４に示す軸受機構４において、スラストプレートの上面側のみにスラスト動圧軸受部が構成されてもよい。この場合、図２１の軸受機構４と同様に、シャフト４１には常に上方に向かう力が与えられる。スラストプレートにより、インペラ１２の浮上力とは反対方向に作用する力を発生する軸受部４４を容易に構成することができる。

第１ラジアル動圧溝列７１１の上部は、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。

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。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。

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。

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。

上記実施形態では、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の振動をより低減することができる。

モータ１１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１１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。

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。

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。

１ ファン
２ 静止部
３ 回転部
４ 軸受機構
５ 袋構造
１１ モータ
１２ インペラ
２２ ロータマグネット
２５ ブッシング
３２ ステータ
４１ シャフト
４２ スラストプレート
４４，４４ａ 軸受部
４５ スラストキャップ
４６ 潤滑油
４７ スリーブ
４８ 軸受ハウジング
４９，４９ａ〜４９ｃ 環状部材
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 シール間隙
５５ａ，５４ａ シール部
６８ ラジアル動圧軸受部
１２２ 翼
１２７ 貫通孔
１２８ 流路
２１０ ロータホルダ
２５２ 外環状部
２５３ 環状部
２５４ 突出部
３３１ 磁性部材
４１１ （シャフトの）外周面
４１３ 取付面
４４５ 内環状部
４４５ａ 環状凹部
４８１ 環状上部
４８２ 環状突起部
４９１，４９１ｂ 天蓋部
４９２，４９２ｂ 筒状部
５０１，５０１ａ，５０６ 横間隙
５０２，５０４ 縦間隙
５０３ 傾斜間隙
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
８１１，８１２ 空間
Ｊ１ 中心軸

Claims (32)

1. 軸受部と、
   前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、
   前記軸受部の上側にて前記シャフトに固定され、外周面に直接的または１つ以上の部材を介してインペラが取付可能な略環状のブッシングと、
   前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、
   前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、
   を備え、
   前記軸受部の上面と前記ブッシングの下面との間に、径方向に広がる微小な横間隙が構成され、
   前記シール間隙が、前記横間隙を介して外部空間と連絡する、動圧軸受装置。
2. 前記軸受部の周面と前記ブッシングの周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、
   前記縦間隙が、前記横間隙の径方向外側の端部と連接され、
   前記シール間隙が、前記横間隙および前記縦間隙を介して外部空間と連絡する、請求項１に記載の動圧軸受装置。
3. 軸受部と、
   前記軸受部に挿入され、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、
   前記軸受部の上側にて前記シャフトに固定され、外周面に直接的または１つ以上の部材を介してインペラが取付可能な略環状のブッシングと、
   前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、
   前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、
   を備え、
   前記軸受部の上面と前記ブッシングの下面との間に、径方向に広がる横間隙が構成され、
   前記軸受部の周面と前記ブッシングの周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、
   前記縦間隙が、前記横間隙の径方向外側の端部と連接され、
   前記シール間隙が、前記横間隙および前記縦間隙を介して外部空間と連絡する、動圧軸受装置。
4. 前記ブッシングおよび前記軸受部の一方の部材が、他方の部材へと突出する環状部、を備え、
   前記他方の部材が、前記一方の部材とは反対側に窪み、前記環状部と軸方向に対向する環状凹部、を備え、
   前記環状部が、前記環状凹部内に配置され、
   前記環状部の内周面と前記環状凹部を規定する前記他方の部材の外周面との間に前記縦間隙が構成される、請求項２または３に記載の動圧軸受装置。
5. 前記ブッシングが、下方へと延びる環状部を備え、
   前記環状部の内周面と前記軸受部の外周面との間に前記縦間隙が構成される、請求項２または３に記載の動圧軸受装置。
6. 前記縦間隙の径方向の最小幅が、前記シール間隙の開口の径方向の最大幅よりも小さい、請求項２ないし５のいずれかに記載の動圧軸受装置。
7. 前記ブッシングの外径が、前記軸受部の外径と略同一、または、前記軸受部の外径よりも小さい、請求項１または３に記載の動圧軸受装置。
8. 前記横間隙の軸方向の最小幅が、前記シール間隙の開口の径方向の最大幅よりも小さい、請求項１ないし７のいずれかに記載の動圧軸受装置。
9. 前記横間隙の径方向外側にて、前記軸受部と前記ブッシングとの間に、前記中心軸を中心とする円錐面状の傾斜間隙が構成され、
   前記傾斜間隙の最小幅が、前記シール間隙の開口の径方向の最大幅よりも小さく、
   前記シール間隙が、前記横間隙および前記傾斜間隙を介して外部空間と連絡する、請求項１または３に記載の動圧軸受装置。
10. 前記ブッシングは、内周面から径方向内側に突出する環状の突出部を有し、
    前記突出部は、前記シャフトの上方を向く面と接触する、請求項１ないし９のいずれかに記載の動圧軸受装置。
11. 前記軸受部が、金属の１つの部材にて構成される、請求項１ないし１０のいずれかに記載の動圧軸受装置。
12. 前記軸受部が、
    金属の焼結体であるスリーブと、
    前記スリーブの外周面を覆う軸受ハウジングと、
    を備え、
    前記軸受ハウジングが、前記スリーブの上側にて径方向内方に広がる環状上部、を備え、
    前記シール間隙が、前記環状上部の内周面と、前記シャフトの外周面との間に構成される、請求項１ないし１０のいずれかに記載の動圧軸受装置。
13. 前記シャフトの下端から径方向外方へと広がって前記軸受部と軸方向に対向するスラストプレート、をさらに備え、
    前記軸受部および前記スラストプレートの軸方向に互いに対向する面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る、請求項１ないし１２のいずれかに記載の動圧軸受装置。
14. 前記スラストプレートの下方にて前記軸受部の下部を閉塞するキャップ部材、をさらに備え、
    前記スラストプレートと前記キャップ部材との間の他のスラスト間隙に、前記潤滑油の流体動圧を発生する他のスラスト動圧軸受部が構成される、請求項１３に記載の動圧軸受装置。
15. 前記シール間隙、前記ラジアル間隙および前記スラスト間隙を含む袋構造の間隙に、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構成される、請求項１３または１４に記載の動圧軸受装置。
16. 軸受部と、
    前記軸受部に挿入され、インペラが直接的または１つ以上の部材を介して取り付けられる予定の取付面を外周面に有し、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、
    前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、
    前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、
    軸方向において、前記シール部と前記取付面との間にて前記シャフトに固定され、前記シール間隙の開口よりも径方向外側まで広がる環状の環状部材と、
    を備え、
    前記軸受部の上面と前記環状部材の下面との間に径方向に広がる微小な横間隙が構成され、
    前記シール間隙が、前記横間隙を介して外部空間と連絡する、動圧軸受装置。
17. 前記環状部材が、
    前記中心軸を中心とする略円環板状であり、軸方向において、前記シール部と前記取付面との間にて前記シャフトに固定される天蓋部と、
    前記天蓋部から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と、
    を備え、
    前記横間隙が、前記軸受部の前記上面と前記天蓋部の下面との間に構成され、
    前記筒状部の内周面と前記軸受部の前記外周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、
    前記縦間隙が、前記横間隙の径方向外側の端部と連接し、
    前記シール間隙が、前記縦間隙も介して外部空間と連絡する、請求項１６に記載の動圧軸受装置。
18. 前記軸受部が、前記上面から上方に向かって突出する環状突起部を有し、
    前記環状部材が、前記中心軸を中心とする略円環板状であり、
    前記環状部材の外周面が、前記環状突起部の内周面と径方向に対向し、
    前記環状部材の前記外周面と前記環状突起部の前記内周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、
    前記縦間隙が、前記横間隙の径方向外側の端部と連接し、
    前記シール間隙が、前記縦間隙も介して外部空間と連絡する、請求項１６に記載の動圧軸受装置。
19. 前記縦間隙の径方向の最小幅が、前記シール間隙の前記開口の径方向の最大幅よりも小さい、請求項１７または１８に記載の動圧軸受装置。
20. 前記横間隙の軸方向の最小幅が、前記シール間隙の前記開口の径方向の最大幅よりも小さい、請求項１６ないし１９のいずれかに記載の動圧軸受装置。
21. 軸受部と、
    前記軸受部に挿入され、インペラが直接的または１つ以上の部材を介して取り付けられる予定の取付面を外周面に有し、前記軸受部に対して中心軸を中心として相対回転するシャフトと、
    前記軸受部の内周面、前記シャフトの外周面、および、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面との間のラジアル間隙に存在する潤滑油によって構成され、前記潤滑油に流体動圧を発生させるラジアル動圧軸受部と、
    前記ラジアル動圧軸受部の上側にて、前記軸受部の前記内周面と前記シャフトの前記外周面とによって構成されるシール間隙に、前記潤滑油の界面が位置するシール部と、
    前記軸受部の上部に固定される環状の環状部材と、
    を備え、
    前記シャフトの前記外周面と前記環状部材の内周面との間に、軸方向に延びる微小な縦間隙が構成され、
    前記縦間隙の径方向の最小幅が、前記シール間隙の開口の径方向の最大幅よりも小さく、
    前記シール間隙が、前記縦間隙を介して外部空間と連絡する、動圧軸受装置。
22. 前記軸受部が、上面から上方に向かって突出する環状突起部を有し、
    前記環状部材が、前記環状突起部の径方向内側にて前記軸受部の前記上面に固定され、
    前記環状部材の外周面の少なくとも一部が、前記環状突起部の内周面に接触する、請求項２１に記載の動圧軸受装置。
23. モータと、
    複数の翼を有し、前記モータにより前記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、
    請求項１ないし１５のいずれかに記載の動圧軸受装置と、
    ステータを有する静止部と、
    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を有する回転部と、
    を備える、ファン。
24. 前記インペラが、樹脂製であり、前記ブッシングに固定される、請求項２３に記載のファン。
25. 前記ブッシングに、金属製のロータホルダが固定され、
    前記インペラが、前記ロータホルダに固定される、請求項２３に記載のファン。
26. 前記ブッシングおよび前記軸受部が、金属製である、請求項２３ないし２５のいずれかに記載のファン。
27. モータと、
    複数の翼を有し、前記モータにより前記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、
    請求項１６ないし２２のいずれかに記載の動圧軸受装置と、
    ステータを有する静止部と、
    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を有する回転部と、
    を備える、ファン。
28. 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２３ないし２７のいずれかに記載のファン。
29. 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２３ないし２８のいずれかに記載のファン。
30. 前記モータが３相モータである、請求項２３ないし２９のいずれかに記載のファン。
31. 軸方向において、前記軸受部の下端が前記インペラの下端よりも上方に位置する、請求項２３ないし３０のいずれかに記載のファン。
32. 前記インペラが、前記インペラの上側の空間と、前記ステータの上側の空間とを連絡する流路、を備える、請求項２３ないし３１のいずれかに記載のファン。

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