JP2014158351A - ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】搭載先の機器の薄型化または小型化に貢献できるファンモータを提供する。
【解決手段】ファンモータは、回転することで風を起こすよう構成された回転体と、回転体を流体動圧軸受を介して回転自在に支持する固定体と、回転体を固定体に対して回転させる駆動機構と、を備える。回転体は、インペラ１５６が固定されたハブ１３８を含む。固定体は、スリーブ１２２を支持するボトムハウジング１１０を含む。本ファンモータは、回転体の回転軸Ｒ上における本ファンモータの厚さが３．２ｍｍ以下となるよう構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ファンモータに関する。

ラップトップＰＣ（Personal Computer）やタブレットＰＣなどの携帯型電子機器の普及が進んでいる。携帯型電子機器には高性能化と共に、軽量化、薄型化も求められている。携帯型電子機器の高性能化を達成するためには、演算能力の高いＣＰＵ（Central Processing Unit）などの高性能ＩＣ（Integrated Circuit）を搭載することが考えられる。この場合、高性能ＩＣは一般に消費電力も比較的大きいので、より排熱能力の高い冷却機構を携帯型電子機器に搭載することになる。

特許文献１、２には、携帯型電子機器の冷却機構に使用されうるファンモータが開示されている。

特開２００６−３４０５５号公報 特開２０１１−１７９３４５号公報

特許文献１、２に開示されるような従来のファンモータは、高い送風能力を達成するために比較的厚く形成されている。しかしながら、このファンモータの厚さは携帯型電子機器の薄型化を進める上でボトルネックとなりうる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は搭載先の機器の薄型化または小型化に貢献できるファンモータの提供にある。

本発明のある態様は、ファンモータに関する。このファンモータは、回転することで風を起こすよう構成された回転体と、回転体を流体動圧軸受を介して回転自在に支持する固定体と、回転体を固定体に対して回転させる駆動機構と、を備える。回転体は、羽根部材が固定されたハブを含む。固定体は、駆動機構を支持するベースを含む。本ファンモータは、回転体の回転軸上における本ファンモータの厚さが３．２ｍｍ以下となるよう構成される。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、搭載先の機器の薄型化または小型化に貢献できるファンモータを提供できる。

実施の形態に係るファンモータの上面図および側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 ＦＰＣ上に配列された６個のコアレス平板コイルの上面図である。 ボトムハウジング上に固定されたＦＰＣの上面図である。 図２の軸受アセンブリの断面図である。 上層の上面図である。 下層の上面図である。 第１変形例に係るボトムハウジングを備えるファンモータの半断面図である。 第２変形例に係るボトムハウジングの上層の上面図である。 ボトムハウジングの下層の下面図である。 ボトムハウジングの斜視図である。 ＦＰＣが取り付けられたボトムハウジングの第１貫通孔付近の断面図である。 第３変形例に係るボトムハウジングの上層の上面図である。 ボトムハウジングの下層の下面図である。 ボトムハウジングを上面側から見た斜視図である。 ボトムハウジングを下面側から見た斜視図である。 第４変形例に係る軸受アセンブリ、シャフトおよびハブの半断面図である。 ラップトップＰＣに搭載された実施の形態に係る２つのファンモータを示す模式図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

実施の形態に係るファンモータは、ラップトップＰＣやタブレットＰＣなどの携帯型電子機器に搭載され、ＩＣなどの電子部品を冷却するために好適に使用される。このファンモータは、遠心送風型の多翼ファンモータである。このファンモータのインペラはコアレスかつブラシレスの磁気駆動機構によって回転駆動される。磁気駆動機構は平板コイル構造を有する。回転中のインペラは流体動圧軸受によって半径方向（すなわち、インペラの回転軸に直交する方向）で支持され、ピボット機構により軸方向（すなわち、インペラの回転軸と平行な方向）に支持される。これらの構造を採用することにより、本実施の形態に係るファンモータは、インペラの回転軸上におけるファンモータの厚さが３．２ｍｍ以下となるよう、特に約３．０ｍｍとなるよう構成される。その結果、薄型化が求められる携帯型電子機器により適したファンモータが提供される。

図１は、実施の形態に係るファンモータ１００の上面図および側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。ファンモータ１００は、回転することで風を起こすよう構成された回転体と、回転体を流体動圧軸受を介して回転自在に支持する固定体と、回転体を固定体に対して回転させる磁気駆動機構と、を備える。

固定体は、ハウジング１０２と、軸受アセンブリ１０４と、を備える。
ハウジング１０２は、ボトムハウジング１１０と、トップハウジング１１２と、サイドハウジング１１４と、を含む。ボトムハウジング１１０およびトップハウジング１１２は、鉄やケイ素鋼などの強磁性体の板により形成され、軸方向で対向している。ボトムハウジング１１０は、例えば厚さが０．４ｍｍの冷間圧延鋼板をプレス加工することにより形成されてもよい。トップハウジング１１２には、回転体の回転軸Ｒを中心とするトップ開口１１６が形成される。

サイドハウジング１１４は、ボトムハウジング１１０の縁とトップハウジング１１２の対応する縁とに接着等により機械的に結合される。サイドハウジング１１４は、トップハウジング１１２をボトムハウジング１１０に対して支える。ボトムハウジング１１０、トップハウジング１１２およびサイドハウジング１１４は、回転体が収納される収納空間１７８を画定する。

サイドハウジング１１４は回転体を部分的に環囲する。サイドハウジング１１４が途切れる部分は収納空間１７８とファンモータ１００の外部とを連通する通風開口１８０となっている。回転体の回転中、風はこの通風開口１８０、トップ開口１１６および後述のボトム通風孔を通過する。特にハウジング１０２は平面視で略半円形状を有し、その円周に相当する部分にサイドハウジング１１４が設けられる。弦に相当する部分にはサイドハウジング１１４は設けられていない。

以下、ボトムハウジング１１０からトップハウジング１１２に向かう向きを上向きと称す。ボトムハウジング１１０は軸受アセンブリ１０４を支持する。ボトムハウジング１１０は、上向きに突出し回転軸Ｒを環囲する折り返し部１１８を有する。折り返し部１１８は、ボトムハウジング１１０の一部を上向きに折り返すことにより形成される。折り返し部１１８は円筒形状を有し、折り返し部１１８の内周面は回転軸Ｒを中心とする軸受孔１２０を規定する。

軸受アセンブリ１０４は、軸受孔１２０に挿入または嵌合され、そこで接着や圧入等により固定される。軸受アセンブリ１０４は、スリーブ１２２と、カバー１２４と、スラストプレート１２６と、を有する。

スリーブ１２２は黄銅（真鍮）の母材を切削加工することにより形成される。なお、スリーブ１２２をＳＵＳ４３０などの鉄鋼材料から形成してもよい。スリーブ１２２は切削後に表面に無電解ニッケルめっきが施されている。表面の無電解ニッケルめっきの下地に、例えば、ストライクめっきを施すようにしてもよい。
スリーブ１２２は後述のシャフト１２８をラジアル軸受隙間１３０を介して環囲する。ラジアル軸受隙間１３０を含む回転体と固定体との隙間には潤滑剤１３２が注入されている。スリーブ１２２の外周面は折り返し部１１８の内周面に接着または圧入もしくはそれらを併用して固定される。

ラジアル軸受隙間１３０は、シャフト１２８がスリーブ１２２に対して回転するとき潤滑剤１３２に半径方向の動圧が発生する２つのラジアル動圧発生部１４０、１４２を含む。２つのラジアル動圧発生部１４０、１４２は互いに軸方向に離間し、第１ラジアル動圧発生部１４０は第２ラジアル動圧発生部１４２の上側に位置する。２つのラジアル動圧発生部１４０、１４２のそれぞれに対応するスリーブ１２２の内周面の部分には、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第１ラジアル動圧発生溝１４４、第２ラジアル動圧発生溝１４６が形成される。なお、第１ラジアル動圧発生溝１４４および第２ラジアル動圧発生溝１４６のうちの少なくともひとつは、スリーブ１２２の内周面の代わりにシャフト１２８の外周面に形成されてもよい。
ラジアル動圧発生溝は、例えば、転造加工、電解エッチング加工あるいは切削加工などの方法により形成されてもよい。

ラジアル動圧発生溝について、溝数が少ないと動圧が不足し、溝数が多いと加工精度が低下する可能性がある。したがって、ラジアル動圧発生溝の溝数を、これらの影響が拮抗する値としてもよい。例えば、ラジアル動圧発生溝の溝数を４以上１２以下の範囲とすると実用的である。実施の形態では、第１ラジアル動圧発生溝１４４および第２ラジアル動圧発生溝１４６の溝数はそれぞれ８本とすることによって、実用的な加工精度を確保しながら動圧の不足を解消している。

ラジアル動圧発生部の内径は、小さくすると動圧が不足し、大きくすると軸受の回転損失が増大する可能性がある。ラジアル動圧発生部１４０、１４２の内径を、例えば、１．２ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の範囲とすることができる。この範囲であれば、動圧の大きさと軸受の回転損失とが許容範囲内となることが判明している。実施の形態では、ラジアル動圧発生部１４０、１４２の内径は１．５ｍｍから１．６ｍｍの範囲とされる。この範囲であれば、動圧の大きさと軸受の回転損失とが実用範囲内となることが判明している。

ラジアル動圧発生部１４０、１４２のそれぞれの軸方向寸法は、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲にされる。この範囲であれば、動圧の大きさと軸受の回転損失とが実用範囲内となることが判明している。
ラジアル動圧発生部１４０、１４２のそれぞれの軸方向外側の二端の間の距離とラジアル動圧発生部の内径の比は０．８以上１．２以下の範囲にしてもよい。実施の形態では当該比は略１とされる。比の値が上記範囲内であれば、動圧の不足を解消し軸受の回転損失の増大を抑制できることが判明している。

スリーブ１２２の内周面の第１ラジアル動圧発生部１４０と第２ラジアル動圧発生部１４２との間に拡径部が設けられる。当該拡径部は潤滑剤溜まりとして機能する。拡径部の軸方向凹み寸法は、一例として、０．０５ｍｍから０．２ｍｍの範囲とされる。拡径部の軸方向寸法は、一例として、０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲とされる。
スリーブ１２２の内周面のラジアル動圧発生部１４０、１４２の軸方向外側にはそれぞれ傾斜部が設けられる。傾斜部の軸方向寸法は、一例として、０．０５ｍｍから０．３ｍｍの範囲とされる。傾斜部の傾斜角は、一例として中心軸に対して２０度から７０度の範囲とされる。

回転体が固定体に対して相対的に回転するとき、第１ラジアル動圧発生溝１４４、第２ラジアル動圧発生溝１４６はそれぞれ潤滑剤１３２に動圧を生じさせる。この動圧によって回転体は、固定体と非接触のまま半径方向に支持される。

潤滑剤１３２の気液界面１４８は、スリーブ１２２と後述のハブ１３８とが対向する上部隙間１５０に存在する。スリーブ１２２の上面には回転軸Ｒを中心とした環状のスリーブ凹部１５２が形成され、ハブ１３８の下面にはスリーブ凹部１５２に進入するハブ凸部１５４が形成される。気液界面１４８は、スリーブ凹部１５２とハブ凸部１５４との隙間よりも回転軸Ｒに近い位置（すなわち、内側）に存在する。スリーブ凹部１５２およびハブ凸部１５４を設けることにより、潤滑剤１３２の液漏れを抑制できる。

カバー１２４はＳＵＳ３０３等の鉄鋼材料から形成され、スリーブ１２２の下側を塞ぐようスリーブ１２２に取り付けられる。スラストプレート１２６はピーク材やポリアセタールなどの樹脂により形成され、平面視で略円形である。スラストプレート１２６の縁部はスリーブ１２２とカバー１２４とよって挟まれて固定されている。すなわち、カバー１２４はスラストプレート１２６の縁部をスリーブ１２２に押し付けることでスラストプレート１２６を固定する。

スラストプレート１２６はシャフト１２８の下端と接触することによりシャフト１２８を軸方向で支える。シャフト１２８の下端面は下に凸の球面であり、シャフト１２８および軸受アセンブリ１０４は球面ピボット式のスラスト軸受を形成する。スラストプレート１２６を樹脂から形成することにより、シャフト１２８の回転に対するスラストプレート１２６の耐摩耗性が向上すると共に、スラストプレート１２６とシャフト１２８との接触抵抗は低減される（すなわち、摩擦係数は比較的低い）。

磁気駆動機構は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ、Flexible printed circuits、以下ＦＰＣと称す）１０６と、周方向（回転軸Ｒを中心とし回転軸Ｒに垂直な円の接線方向）に沿って配列された６個のコアレス平板コイル１０８と、マグネット１３６と、を含む。

ＦＰＣ１０６はボトムハウジング１１０の上面に貼り付けられる。ＦＰＣ１０６は、外部の電源端子や制御端子と接続される外部接続部分１３４を有する。外部接続部分１３４を介して外部から供給される電力や制御信号は、ＦＰＣ１０６内の配線を通り、ＦＰＣ１０６上に取り付けられた後述の駆動ＩＣに提供される。駆動ＩＣは、ＦＰＣ１０６上に取り付けられた６つのコアレス平板コイル１０８とＦＰＣ１０６内の配線を通じて接続され、駆動ＩＣから６つのコアレス平板コイル１０８に電流が供給される。６つのコアレス平板コイル１０８に３相の略正弦波状の電流が流れることにより、それぞれのコアレス平板コイル１０８に軸方向に沿って磁束が発生する。

マグネット１３６は、回転軸Ｒを環囲するリング状の部材であり、後述のハブ１３８の下面に接着固定される。なお、後述の通りハブ１３８は強磁性体から形成されるので、マグネット１３６とハブ１３８とには互いに引きつけ合う磁力が作用する。マグネット１３６は、例えば、ネオジウムなどの希土類磁石材料やフェライト磁石材料を圧縮成型することによって形成される。マグネット１３６の表面には、エポキシ樹脂などの樹脂を塗布することにより樹脂被膜が形成される。

マグネット１３６には周方向に沿って１０極の駆動用着磁が施される。各磁極は軸方向に沿った磁束を発生させる。各磁極は、コアレス平板コイル１０８の磁束発生面と軸方向で対向する。コアレス平板コイル１０８とマグネット１３６との磁気的な相互作用により、マグネット１３６にトルクが発生し、このトルクによって回転体が固定体に対して回転する。

回転体は、シャフト１２８と、ハブ１３８と、インペラ１５６と、を含む。
シャフト１２８は、ＳＵＳ４２０Ｊ２などの鉄鋼材料の母材を切削加工、研磨加工または研削加工することにより形成される。シャフト１２８は回転軸Ｒに沿って延在する。ハブ１３８には回転軸Ｒを中心とするシャフト孔１５８が形成されている。シャフト１２８の上端はこのシャフト孔１５８に挿入され、接着または圧入もしくはそれらの併用により固定される。したがって、シャフト１２８とハブ１３８とは一体に回転する。ハブ１３８は、ＳＵＳ４３０などの強磁性体の母材を切削加工またはプレス加工することにより形成される。
なお、シャフト１２８は、環状のブッシュなどの仲介部材を介してシャフト孔１５８に結合されてもよい。

ハブ１３８は、シャフト１２８の上端を環囲してその上端に固定され、半径方向に沿って外向きに延在するシャフト取付部１６０と、シャフト１２８を環囲するよう、シャフト取付部１６０の外周側から下向きに突出するシャフト環囲部１６２と、シャフト環囲部１６２から半径方向に沿って外向きに延在し、マグネット１３６を保持するマグネット保持部１６４と、を有する。シャフト孔１５８はシャフト取付部１６０に設けられる。

スリーブ１２２は、シャフト環囲部１６２と半径方向で対向する第１外周面１６６と、シャフト環囲部１６２と軸方向で対向する第２外周面１６８と、を有する。第２外周面１６８とシャフト環囲部１６２との円板状隙間と、第１外周面１６６とシャフト環囲部１６２との円筒状隙間と、シャフト取付部１６０とスリーブ１２２との上部隙間１５０と、ラジアル軸受隙間１３０と、は連通している。

インペラ１５６は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂からプラスチックモールド成型により一体に形成される。インペラ１５６は、ハブ１３８の外周縁すなわちマグネット保持部１６４の外周面に接着または圧入もしくはそれらの併用により固定される。インペラ１５６は、マグネット保持部１６４を環囲してマグネット保持部１６４に固定される円環部１７０と、円環部１７０から半径方向外向きに伸びる複数の内羽根１７２と、各内羽根１７２の半径方向外側の端部からさらに半径方向外向きに伸びる外羽根１７４と、を有する。複数の内羽根１７２は周方向で等間隔に配置される。

各内羽根１７２は、それに接続されている外羽根１７４よりも軸方向で上向きに突出している。特に、各内羽根１７２の上端はトップ開口１１６に進入する。各内羽根１７２とそれに接続されている外羽根１７４との境界１７６はトップ開口１１６の縁に対応する。

図３は、ＦＰＣ１０６上に配列された６個のコアレス平板コイル１０８の上面図である。コアレス平板コイル１０８はＦＰＣ１０６の上面に接着により固定されている。コアレス平板コイル１０８の巻き始めおよび巻き終わりのワイヤ（不図示）は、ＦＰＣ１０６の配線とはんだ付けにより電気的に接続されている。コアレス平板コイル１０８は平面視で略台形の空芯コイルである。コアレス平板コイル１０８は自己融着線（self-bonding wire）を巻き回すことで形成される。

６個のコアレス平板コイル１０８は回転軸Ｒについて非回転対称となるよう配置される。回転軸Ｒを基準とするコアレス平板コイル１０８の角度位置と、そのコアレス平板コイル１０８に隣接するコアレス平板コイル１０８の角度位置と、の差をコイルピッチ角度と称す。６個のコアレス平板コイル１０８について６個のコイルピッチ角度が存在する。本実施の形態では、あるコイルピッチ角度θ１は他の５個のコイルピッチ角度θ２よりも大きく、他の５個のコイルピッチ角度θ２は略等しい。具体的には、あるコイルピッチ角度θ１は１２０度、他の５個のコイルピッチ角度θ２はそれぞれ４８度である。

６個のコアレス平板コイル１０８に電力を供給する駆動ＩＣ１８２は、ＦＰＣ１０６の上面のうち隣接する２つのコアレス平板コイル１０８の間の部分に取り付けられる。特に駆動ＩＣ１８２は、周方向において、より大きなコイルピッチ角度θ１を形成する２つのコアレス平板コイル１０８の間に配置される。

駆動ＩＣ１８２の半径方向の配置について、駆動ＩＣ１８２は、インペラ１５６よりも内側でインペラ１５６とボトムハウジング１１０との間の領域を避けた位置に配置される。図３の破線の円１８４は、インペラ１５６の内周面に対応する。駆動ＩＣ１８２はこの円１８４よりも内側すなわち回転軸Ｒに近い側に配置される。また、インペラ１５６はこの円１８４よりも外側に存在するので、駆動ＩＣ１８２は、インペラ１５６とボトムハウジング１１０とに挟まれる領域には存在しない。

図４は、ボトムハウジング１１０上に固定されたＦＰＣ１０６の上面図である。ボトムハウジング１１０には３つのボトム通風孔１８６が形成されている。ボトムハウジング１１０の上面には、ＦＰＣ１０６の配置経路に沿ってボトム凹部１８８が設けられる。ＦＰＣ１０６はボトム凹部１８８に収容される。ボトム凹部１８８はボトムハウジング１１０を切削加工またはプレス加工することにより形成される。

図５は、軸受アセンブリ１０４の断面図である。スリーブ１２２は、シャフト１２８を環囲する内側部分１９０と、内側部分１９０を環囲する外側部分１９２と、を含む。内側部分１９０および外側部分１９２は、それらの下面の境界付近にカバー凹部１９４を形成する。カバー１２４の外周縁は上向きに折り曲げられている。そのように折り曲げられた部分１９６はカバー凹部１９４に圧入されるかまたは、圧入および接着を併用してカバー凹部１９４に固定される。後者の場合、接着剤は潤滑剤１３２の漏れ出しを抑制するシール剤としても機能する。

このように、軸受アセンブリ１０４は、カバー１２４とスリーブ１２２とが半径方向で対向して接する部分１９８が、シャフト１２８の下端およびスラストプレート１２６を環囲するよう構成される。これにより、部分１９８の軸方向の長さを大きくしても軸受アセンブリ１０４全体の厚さはそれほど増えない。したがって、カバー１２４とスリーブ１２２との接合強度を高めつつ、それによる軸受アセンブリ１０４全体の厚さの増加を抑えることができる。

以上のように構成されたファンモータ１００の動作を説明する。インペラ１５６を回転させるために、駆動ＩＣ１８２から３相の電流が６個のコアレス平板コイル１０８に供給される。電流がコアレス平板コイル１０８を流れることにより、コアレス平板コイル１０８に磁束が発生する。この磁束によってマグネット１３６にトルクが与えられ、インペラ１５６が回転する。インペラ１５６の回転により通風開口１８０から風が吹き出す。

本実施の形態に係るファンモータ１００によると、排気性能や消費電力の悪化を抑えつつ、ファンモータ１００をさらに薄くすることができる。具体的には、回転軸Ｒ上におけるファンモータ１００の厚さＴ１（図２参照）は３．２ｍｍ以下となる。このようなファンモータ１００の薄型化に寄与する主な要因は以下の通りである。

（甲）インペラ１５６の羽根の一部がトップ開口１１６に進入している。トップハウジング１１２と内羽根１７２とを重複させることにより、羽根の送風面の面積の低下を抑えつつファンモータ１００の薄型化を進めることができる。
（乙）コアレス平板コイル１０８を使用した軸方向対向型の磁気駆動機構の採用。コアがない分、ファンモータ１００をさらに薄くできる。
（丙）流体動圧軸受の採用。
（丁）ＦＰＣ１０６はボトム凹部１８８に収容される。これにより、基本的にはＦＰＣ１０６の厚さ分ファンモータ１００全体を薄くできる。

ファンモータ１００がラップトップＰＣやタブレットＰＣに搭載される場合、ファンモータ１００はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルと底板との間に配置されるのが一般的である。薄型化の要請から、ＬＣＤパネルの上面から底板の下面まで厚さを、例えば、９ｍｍ以下とする場合を考える。ファンモータ１００を除く他の部材や隙間の一般的な厚さは以下の通りである。
ＬＣＤパネルの厚さ＝４ｍｍ
底板の厚さ＝０．６ｍｍ
ファンモータ１００とＬＣＤパネルとの隙間＝０．６ｍｍ
ファンモータ１００と底板との隙間＝０．６ｍｍ。
したがって、ファンモータ１００の厚さは３．２ｍｍ以下であることが求められるが、ファンモータ１００は確かにその要件を満たしている。このように、ファンモータ１００は薄型化が求められている電子機器への搭載に適している。

また、本実施の形態に係るファンモータ１００では、シャフト環囲部１６２とスリーブ１２２との間に円板状隙間および円筒状隙間を設けることにより、潤滑剤１３２の気液界面１４８から外部の大気に至る経路の空気抵抗を増大させている。これにより、潤滑剤１３２の蒸発のスピードや漏れ出しを抑制し、ファンモータ１００の寿命を延ばすことができる。

また、本実施の形態に係るファンモータ１００では、駆動ＩＣ１８２は、インペラ１５６よりも内側でインペラ１５６とボトムハウジング１１０との間の領域を避けた位置に配置される。遠心送風型のファンモータ１００では、この位置はインペラ１５６の回転により発生する気流の主たる経路から外れる。したがって、気流に対する駆動ＩＣ１８２の筐体の影響を低減することができる。

特に、ファンモータの厚さが小さくなってくると、駆動ＩＣの嵩は相対的に大きくなる。したがって、上記の気流に対する影響の低減効果は、ファンモータが薄いほどより顕著となる。

また、本実施の形態に係るファンモータ１００では、コアレス平板コイル１０８は必ずしも回転軸Ｒに対して回転対称に配置される必要はないことに鑑み、周方向で隣接する２つのコアレス平板コイル１０８の間に駆動ＩＣ１８２が配置されている。したがって、駆動ＩＣ１８２を回転軸Ｒのより近くに配置することが可能となる。

以上、実施の形態に係るファンモータ１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、軸受アセンブリ１０４がボトムハウジング１１０に固定され、シャフト１２８が軸受アセンブリ１０４に対して回転する場合について説明したが、これに限られない。例えば、シャフトがボトムハウジングに固定され、軸受アセンブリがハブと共にシャフトに対して回転するようなシャフト固定型のファンモータに、本実施の形態に係る技術的思想を適用してもよい。

実施の形態では、６個のコアレス平板コイル１０８を使用する場合について説明したが、これに限られない。マグネットの極数とコイルの数との関係は、実施の形態における１０極６コイルの他に、例えば４極６コイル、８極６コイル、１２極６コイル、１０極６コイル、１２極９コイル等であってもよい。この関係は、駆動ＩＣを配置するためのスペースやファンモータ１００の大きさや電気的特性等を考慮して適宜選択されればよい。

実施の形態では、ボトム凹部１８８を一枚のボトムハウジング１１０に対する切削加工またはプレス加工により形成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、ボトムハウジングは多層構造を有してもよい。この場合、ボトム凹部は、ボトムハウジングの表面に対応する層に形成された切り欠きに対応する。

第１変形例に係るボトムハウジング２１０は、上層２１２に下層２１４を貼り付けた２層構造を有する。
図６は、上層２１２の上面図である。上層２１２には、３つのボトム通風孔１８６に対応する上部通風孔２１８と、ボトム凹部１８８に対応する上部切り欠き２２０と、軸受孔１２０に対応する上部軸受孔２６０と、が形成されている。
図７は、下層２１４の上面図である。下層２１４には、３つのボトム通風孔１８６に対応する下部通風孔２２２と、軸受孔１２０に対応する下部軸受孔２６２と、が形成されている。
図８は、第１変形例に係るボトムハウジング２１０を備えるファンモータの半断面図である。
かしめや接着によって上層２１２と下層２１４とを貼り合わせることにより、図４に示されるボトムハウジング１１０と同様の形状を有するボトムハウジング２１０が形成される。

図９は、第２変形例に係るボトムハウジング３１０の上層３１２の上面図である。上層３１２には、プレス切断加工により第１貫通孔３２０が形成されている。
図１０は、ボトムハウジング３１０の下層３１４の下面図である。下層３１４には、プレス切断加工により第１切り欠き３２２が形成されている。

図１１は、ボトムハウジング３１０の斜視図である。図１２は、ＦＰＣ３０６が取り付けられたボトムハウジング３１０の第１貫通孔３２０付近の断面図である。かしめや接着によって上層３１２と下層３１４とを貼り合わせることにより、ボトムハウジング３１０が形成される。ボトムハウジング３１０の下面に第１切り欠き３２２によって形成されるボトム凹部は、ＦＰＣ３０６を収容する。第１貫通孔３２０は第１切り欠き３２２と連通する。ＦＰＣ３０６は第１貫通孔３２０を通過してボトムハウジング３１０の上面に引き出される。

図１３は、第３変形例に係るボトムハウジング４１０の上層４１２の上面図である。上層４１２には、プレス切断加工により第２貫通孔４２０が形成されている。
図１４は、ボトムハウジング４１０の下層４１４の下面図である。下層４１４には、プレス切断加工により第２切り欠き４２２が形成されている。
図１５は、ボトムハウジング４１０を上面側から見た斜視図である。図１６は、ボトムハウジング４１０を下面側から見た斜視図である。

一枚のボトムハウジングを切削加工やプレス加工することでボトム凹部を形成する場合、比較的薄いボトムハウジングの表面にさらに非貫通の凹部を設ける必要があるので、比較的高い加工精度が要求される。これに対して第１から第３変形例によると、基本的には板材に孔や切り欠きを設ける加工によってボトム凹部を形成できる。これにより、貼り合わせ処理の手間を考慮してもボトムハウジングの形成がより容易となり、製造コストを低減できる。

また、第１から第３変形例によると、上層または下層の厚さ自体がボトム凹部の深さになるので、ボトム凹部の深さのばらつきを抑えることができる。また、第１から第３変形例によると、ファンモータはコアレス平板コイル１０８の底面に金属板を複数積層する構造となるので、渦電流による損失を低減し、電気効率を高めることができる。

実施の形態では、スリーブ１２２は単一の部材である場合について説明したが、これに限られない。例えば、スリーブは、焼結金属等の多孔質材料により形成された多孔質部分と、そうでない非多孔質部分と、を有してもよい。この場合、多孔質部分には潤滑剤が含浸される。多孔質部分はスリーブとシャフトとの隙間に面する表面を有する。

図１７は、第４変形例に係る軸受アセンブリ５０４、シャフト１２８およびハブ１３８の半断面図である。軸受アセンブリ５０４は、カバー１２４と、スラストプレート１２６と、スリーブ５２２と、を含む。スリーブ５２２は、焼結金属により形成される含浸部５３０と、軸方向で含浸部５３０を挟む上側部分５３２、下側部分５３４と、含浸部５３０を環囲する外側部分５３６と、を有する。含浸部５３０はディスク状であり、含浸部５３０の内周面５３８はラジアル軸受隙間１３０に面している。潤滑剤１３２はこの内周面５３８を通じて含浸部５３０に含浸される。

本変形例によると、ファンモータが保持可能な潤滑剤１３２の量を増やすことができる。その結果、潤滑剤１３２の量に関してファンモータの寿命を延ばすことができる。

携帯型電子機器に実施の形態に係るファンモータ１００を複数搭載することも可能である。図１８は、ラップトップＰＣに搭載された実施の形態に係る２つのファンモータ１００を示す模式図である。図１８はラップトップＰＣの内部を背面から見た図に対応する。図１８では、説明を分かりやすくするため、バッテリ等の他の部材の表示は省略する。

２つのファンモータ１００が生成する風は金属製の伝熱バー６０２に吹きつけられる。一方のファンモータ１００は伝熱バー６０２の一端に風を吹き付け、他方のファンモータ１００は伝熱バー６０２の他端に風を吹き付けている。一方のファンモータ１００の回転軸は他方のファンモータ１００の回転軸と略平行である。一方のファンモータ１００のインペラの回転の向きは他方のファンモータ１００のインペラの回転の向きと逆である。

伝熱バー６０２の中間部分は基板６０４に取り付けられている。基板６０４上にはＣＰＵ６０６やメモリ６０８等のＩＣが取り付けられている。２つのファンモータ１００は、伝熱バー６０２を介して間接的にこれらのＩＣを冷却する。

１００ ファンモータ、 １０２ ハウジング、 １０４ 軸受アセンブリ、 １０６ ＦＰＣ、 １０８ コアレス平板コイル、 １２２ スリーブ、 １２４ カバー、 １２８ シャフト、 １３２ 潤滑剤、 １３６ マグネット、 １３８ ハブ、 Ｒ 回転軸。

Claims (12)

1. 回転することで風を起こすよう構成された回転体と、
   前記回転体を流体動圧軸受を介して回転自在に支持する固定体と、
   前記回転体を前記固定体に対して回転させる駆動機構と、を備え、
   前記回転体は、羽根部材が固定されたハブを含み、
   前記固定体は、前記駆動機構を支持するベースを含み、
   本ファンモータは、前記回転体の回転軸上における本ファンモータの厚さが３．２ｍｍ以下となるよう構成されることを特徴とするファンモータ。
2. 前記駆動機構は、
   前記ベースに固定され、軸方向に沿って磁束を発生させる磁束発生部と、
   前記ハブに固定され、前記磁束発生部と軸方向で対向するマグネットと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
3. 前記磁束発生部は、周方向に沿って設けられた６個または９個のコイルを有し、
   前記マグネットには前記コイルに対応する複数の磁極が周方向に沿って形成され、
   前記ハブは磁性体から形成されることを特徴とする請求項２に記載のファンモータ。
4. 前記回転体は、前記回転体の回転軸に沿って延在し、前記ハブと一体に回転するシャフトを含み、
   前記固定体は、潤滑剤を介して前記シャフトを環囲するスリーブを含み、
   前記ハブは、
   前記シャフトの一端を環囲してその一端に固定され、半径方向に沿って延在する第１部分と、
   前記シャフトを環囲するよう、前記第１部分の外周側から突出する第２部分と、を有し、
   前記スリーブは、
   前記第２部分と半径方向で対向する第１外周面と、
   前記第２部分と軸方向で対向する第２外周面と、を有し、
   前記第２外周面と前記第２部分との第１隙間と、前記第１外周面と前記第２部分との第２隙間と、前記第１部分と前記スリーブとの第３隙間と、前記シャフトと前記スリーブとの第４隙間と、は連通していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のファンモータ。
5. 前記羽根部材は、
   前記ハブを環囲して前記ハブに固定される円環部と、
   前記円環部から半径方向外向きに伸びる複数の内羽根と、
   前記複数の内羽根のうちの少なくともひとつの半径方向外側の端部からさらに半径方向外向きに伸びる外羽根と、を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のファンモータ。
6. 前記固定体は、前記ベースと軸方向で対向するカバーを含み、
   前記カバーには、前記回転体の回転軸を中心とする開口が設けられ、
   前記複数の内羽根は、その一部が前記カバーの開口に進入するよう前記外羽根よりも軸方向で突出しており、
   前記複数の内羽根と前記外羽根との境界は前記カバーの開口の縁に対応することを特徴とする請求項５に記載のファンモータ。
7. 前記固定体は、
   前記ベースと軸方向で対向するカバーと、
   前記カバーを前記ベースに対して支える側壁部と、を含み、
   前記ベース、前記カバーおよび前記側壁部は、前記回転体が収納される収納空間を画定し、
   前記カバーには、前記回転体の回転軸を中心とする開口が設けられ、
   前記側壁部は前記回転体を部分的に環囲し、
   前記回転体の回転中、風は前記側壁部が途切れる部分を通過することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のファンモータ。
8. 前記駆動機構に電力を供給する集積回路をさらに備え、
   前記集積回路は、前記羽根部材よりも内側で前記羽根部材と前記ベースとの間の領域を避けた位置に配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のファンモータ。
9. 前記駆動機構に電力を供給する集積回路をさらに備え、
   前記６個または９個のコイルは前記回転体の回転軸について非回転対称となるよう配置され、
   前記集積回路は隣接するコイルの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のファンモータ。
10. 前記駆動機構に供給される電力を伝達する配線部材をさらに備え、
    前記ベースには前記配線部材の配置経路に沿って凹部が設けられ、
    前記配線部材は前記凹部に収容されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のファンモータ。
11. 前記ベースは多層構造を有し、
    前記凹部は、前記ベースの表面に対応する層に形成された切り欠きに対応することを特徴とする請求項１０に記載のファンモータ。
12. 回転することで風を起こすよう構成された別の回転体をさらに備え、
    前記別の回転体の回転軸は前記回転体の回転軸と略平行であり、
    前記別の回転体の回転の向きは前記回転体の回転の向きと逆であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のファンモータ。

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