JP2019161832A - モータおよびファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】気体軸受を使用したモータにおいて、塵埃または水滴が侵入する事を抑制できる構造を提供する。【解決手段】ステータ２２を有する静止部２と、静止部に対して、上下に延びる中心軸９を中心として気体動圧軸受４を介して回転可能に支持される回転部３と、を有する。回転部は、中心軸に沿って配置されるシャフト３１と、ステータと対向するマグネット３３と、を有する。静止部は、外周面にステータが直接的または間接的に固定され、シャフトの周囲において軸方向に円筒状に延びるスリーブ２５を有する。気体動圧軸受において、シャフトの外周面とスリーブの内周面とが径方向に対向する。スリーブは、スリーブを径方向に貫通する貫通孔を有する。スリーブの径方向内側の空間は、貫通孔を介して、モータの外部空間に連通する。静止部は、貫通孔の径方向外側において、貫通孔と間隙を介して径方向に重なる壁部をさらに有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータと、当該モータおよびインペラを有するファンモータとに関する。

従来、気体動圧軸受を用いたモータが知られている。モータの回転部材は、静止部材に対して、気体動圧軸受を介して回転可能に支持される。気体動圧軸受が形成される部位における、回転部材と静止部材との間には、微小な間隙が設けられる。また、回転部材と静止部材の少なくとも一方の、当該間隙を構成する面には、動圧発生溝が設けられる。さらに、当該間隙とモータの外部とを連通する連通孔が設けられる。モータの駆動時には、モータの外部から連通孔を介して当該間隙に気体が供給されつつ、動圧発生溝によって動圧が発生する。従来の気体動圧軸受を用いたモータの構造については、例えば、特開平１１−３０５１６１号公報に記載されている。
特開平１１−３０５１６１号公報

特開平１１−３０５１６１号公報のモータでは、中空回転軸の中空内に挿入された固定軸の外周面にヘリングボーン溝が形成されている。そして、モータの駆動時には、中空回転軸の下端部に設けられた吸気口を介して、固定軸と中空回転軸との隙間に空気が供給されて圧力が高まり、さらに、ヘリングボーン溝によって動圧空気が発生することで、軸受として機能する。また、吸気口には、ステータを固定する基台から突出した部位の一部が配置される。これにより、吸気口を介して、塵埃または水滴が上述の隙間に進入することが抑制される。しかし、上述のステータを支持する基台を、軸受付近の限られたスペースに配置する構造を適用すると、ステータとマグネットとを配置する磁気スペース、または回転部を支持するための軸受スペースを十分に確保できない虞がある。また、モータのさらなる小型化および高性能化が難しい。

本発明の目的は、気体動圧軸受を用いたモータにおいて、ステータとマグネットとを配置する磁気スペース、および回転部を支持するための軸受スペースを確保しつつ、気体動圧軸受を形成する間隙に、塵埃または水滴が進入することを抑制できる構造を提供することである。

本願の例示的な発明は、モータであって、ステータを有する静止部と、前記静止部に対して、上下に延びる中心軸を中心として気体動圧軸受を介して回転可能に支持される回転部と、を有し、前記回転部は、前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記ステータと対向するマグネットと、を有し、前記静止部は、外周面に前記ステータが直接的または間接的に固定され、前記シャフトの周囲において軸方向に円筒状に延びるスリーブを有し、前記気体動圧軸受において、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とが径方向に対向し、前記スリーブは、前記スリーブを径方向に貫通する貫通孔を有し、前記スリーブの径方向内側の空間は、前記貫通孔を介して、前記モータの外部空間に連通し、前記静止部は、前記貫通孔の径方向外側において、前記貫通孔と間隙を介して径方向に重なる壁部をさらに有する。

本願の例示的な発明によれば、静止部によって、スリーブの径方向内側の空間とモータの外部空間とを連通する貫通孔の径方向外側において、当該貫通孔と間隙を介して径方向に重なる壁部が形成される。これにより、ステータとマグネットとを配置する磁気スペースと、回転部を支持するための軸受スペースを確保しつつ、気体動圧軸受を形成する間隙に塵埃または水滴が進入することを抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るファンモータの縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係るファンモータの部分縦断面図である。 図３は、第１実施形態に係るスリーブの縦断面図である。 図４は、第１実施形態に係るファンモータの部分縦断面図である。 図５は、第１実施形態に係るスリーブの側面図である。 図６は、第１実施形態に係るスリーブの横断面図である。 図７は、変形例に係るファンモータの部分縦断面図である。 図８は、変形例に係るファンモータの部分縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、後述するモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、後述するベース部材に対して回転部側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータおよびファンモータの使用時の向きを限定する意図はない。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ファンモータの構成＞
本発明の第１実施形態に係るファンモータ１は、例えば、ノート型パソコンの筐体の内部に搭載され、冷却用の空気流を供給する装置として使用される。ただし、ファンモータ１は、冷蔵庫等の家電製品、車載用ヘッドライト等の高温となる機器、または複数の電子機器が配置されたサーバシステム等の空間に、冷却用の空気流を供給する装置として用いられてもよい。図１は、本発明の第１実施形態に係るファンモータ１の縦断面図である。図１に示すとおり、ファンモータ１は、モータ１０と、インペラ５０と、ハウジング６０とを有する。

＜１−２．モータの構成＞
続いて、モータ１０の構成について説明する。モータ１０は、駆動電流に応じてインペラ５０を回転させる装置である。図１に示すとおり、モータ１０は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、ハウジング６０に固定され、ハウジング６０に対して相対的に静止している。回転部３は、静止部２に対して、上下に延びる中心軸９を中心として後述する気体動圧軸受４を介して回転可能に支持される。

静止部２は、ベース部材２１、ステータ２２、回路基板２３、および軸受部２４を有する。

ベース部材２１は、ステータ２２および回路基板２３の下側において径方向に拡がる板状の部材である。ベース部材２１の材料には、例えば、樹脂が用いられる。ただし、ベース部材２１の材料には、金属が用いられてもよい。ベース部材２１は、中心軸９の周囲において、ベース部材２１を軸方向に貫通する貫通孔２１０を有する。ベース部材２１は、後述するハウジング６０に、例えば、ねじ止めで固定される。ただし、ベース部材２１は、ハウジング６０と単一の部材として形成されてもよい。

ステータ２２は、ステータコア４１、複数のコイル４２、インシュレータ４３、および絡げピン４４を有する電機子である。ステータ２２は、ベース部材２１の少なくとも一部よりも上方に位置する。ステータコア４１は、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア４１を含むステータ２２は、例えば、後述するスリーブ２５の外周面に、接着剤で直接的に固定されることによって、ベース部材２１に間接的に支持される。なお、ステータ２２は、別部材（図示省略）を介して、後述するスリーブ２５の外周面に間接的に固定されてもよい。

また、ステータコア４１は、円環状のコアバック４１１と、コアバック４１１から径方向外側へ向けて突出する複数のティース４１２と、を有する。インシュレータ４３は、後述する複数のコイル４２を構成する導線とステータコア４１とを絶縁するために用いられる。インシュレータ４３は、ステータコア４１の表面の少なくとも一部を覆う。また、インシュレータ４３は、後述するスリーブ２５の径方向外側に位置する。インシュレータ４３の材料には、絶縁体である樹脂が用いられる。インシュレータ４３の詳細な構成については、後述する。複数のコイル４２は、複数のティース４１２の周囲にインシュレータ４３を介して巻かれた、導線の集合体である。複数のティース４１２および複数のコイル４２は、好ましくは、中心軸９を中心とした周方向に、円環状に略等間隔に配列される。

回路基板２３は、ステータ２２の少なくとも一部の下側に位置し、中心軸９に対して略垂直に配置される。また、回路基板２３は、後述するスリーブ２５の貫通孔２５０よりも軸方向上側に位置する。回路基板２３は、インシュレータ４３の下端部付近に、例えば、溶着により固定される。回路基板２３は、ステータ２２と電気的に接続される。回路基板２３には、コイル４２に駆動電流を供給するための電気回路が搭載される。コイル４２を構成する導線の端部は、回路基板２３の電気回路と電気的に接続される。モータ１０の駆動電流は、外部電源（図示省略）から、回路基板２３および導線を介して、コイル４２に供給される。

ステータ２２の絡げピン４４は、コイル４２を構成する導線の回路基板２３への接続を容易にして接続不良を低減するために用いられる。コイル４２から引き出された導線の端部は、絡げピン４４に絡げられる。絡げピン４４の下端部は、回路基板２３に電気的に接続されるとともに、回路基板２３に半田付けにより固定される。また、インシュレータ４３は、絡げピン４４の外周面の一部を円筒状に覆う。これにより、絡げピン４４が支持されるとともに、絡げピン４４に絡げられた導線の端部以外のコイル４２と絡げピン４４とが短絡することによる耐圧不良を防止できる。

軸受部２４は、後述するシャフト３１を回転可能に支持する部位である。軸受部２４の材料には、例えば、金属が用いられる。軸受部２４は、シャフト３１の周囲において、軸方向に円筒状に延びるスリーブ２５と、スリーブ２５の下端部の開口を塞ぐ円盤状のキャップ２６とを有する。スリーブ２５の内周面は、シャフト３１の外周面と、径方向に対向している。スリーブ２５の下部は、ベース部材２１の貫通孔２１０内に挿入され、例えば接着剤で、ベース部材２１に固定される。

また、スリーブ２５の下部の内周面には、スリーブ支持マグネット２５１が、例えば、接着剤で固定される。スリーブ支持マグネット２５１は、中心軸９を中心として円環状に配置される。スリーブ支持マグネット２５１の内周面は、Ｎ極とＳ極とが軸方向に配列された磁極面となっている。また、スリーブ支持マグネット２５１の内周面は、後述するシャフト支持マグネット３１１の外周面と、径方向に対向する。

図２は、ファンモータ１の部分縦断面図である。図２に示すとおり、スリーブ２５は、スリーブ支持マグネット２５１よりも軸方向上側において、スリーブ２５を径方向に貫通する貫通孔２５０を有する。スリーブ２５の径方向内側、かつ、後述するシャフト３１の径方向外側に位置する空間は、貫通孔２５０を介して、モータ１０およびファンモータ１の外部空間に連通する。モータ１０の駆動時には、外部空間から、貫通孔２５０を介して、スリーブ２５の径方向内側の空間へ気体が流れ込む。ただし、貫通孔２５０の軸方向の位置は、隣接する、ベース部材２１、ステータ２２、およびスリーブ支持マグネット２５１と径方向に重ならない位置であればよく、図１および図２に示す位置には限定されない。また、本実施形態では、スリーブ２５に１つの貫通孔２５０が設けられている。ただし、スリーブ２５に２つ以上の貫通孔２５０が設けられてもよい。

回転部３は、シャフト３１、ロータハブ部３２、および駆動マグネット３３を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って配置され、軸方向に延びる円柱状の部材である。シャフト３１は、ロータハブ部３２と一体であっても、別の部材であってもよい。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。シャフト３１の外周面と、スリーブ２５の内周面とは、僅かな間隙３００を介して径方向に対向する。また、シャフト３１の下部は、下方へ向かうにつれて段階的に径が小さくなる。シャフト３１の下端部付近の外周面には、シャフト支持マグネット３１１が、例えば、接着剤で固定される。シャフト支持マグネット３１１は、中心軸９を中心として円環状に配置される。シャフト支持マグネット３１１の外周面は、Ｓ極とＮ極とが軸方向に配列された磁極面となっている。また、シャフト支持マグネット３１１の外周面は、スリーブ支持マグネット２５１の内周面と、径方向に対向する。これにより、シャフト支持マグネット３１１の外周面とスリーブ支持マグネット２５１の内周面との間の磁力の引き合いにより、スリーブ支持マグネット２５１を含むスリーブ２５に対して、シャフト支持マグネット３１１を含むシャフト３１が、軸方向に非接触状態で保持される。その結果、モータ１０の駆動時における、回転部３の回転が安定する。

ロータハブ部３２は、シャフト３１の周囲において環状に拡がる部材である。ロータハブ部３２は、ハブ天板部３２１とハブ筒状部３２２とを有する。ハブ天板部３２１は、ステータ２２の上方に位置し、シャフト３１の上端部付近から径方向外側へ向けて円環状に拡がる部位である。ハブ天板部３２１の径方向内側には、ロータハブ部３２を軸方向に貫く貫通孔３２０が設けられている。シャフト３１の上端部付近の部位は、ロータハブ部３２の当該貫通孔３２０に圧入される。これにより、ロータハブ部３２は、インシュレータ４３よりも軸方向上側においてシャフト３１に固定される。ただし、シャフト３１とロータハブ部３２とは、接着または焼き嵌め等の他の方法で、互いに固定されてもよい。ハブ筒状部３２２は、ハブ天板部３２１の外縁から下方へ向けて略円筒状に延びる部位である。ハブ筒状部３２２は、中心軸９と略同軸に配置される。ハブ筒状部３２２の内周面には、駆動マグネット３３の外周面が固定される。そして、ハブ筒状部３２２は、駆動マグネット３３を支持する。ロータハブ部３２の材料には、鉄等の磁性体が用いられる。これにより、駆動マグネット３３から発生した磁束が外部に逃げてしまうことを抑制できる。

駆動マグネット３３は、ロータハブ部３２のハブ筒状部３２２の内周面に、例えば、接着剤で固定される。駆動マグネット３３は、略円筒形状であり、ステータ２２の径方向外側に位置する。駆動マグネット３３の内周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。また、駆動マグネット３３の内周面は、複数のティース４１２の径方向外側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち駆動マグネット３３は、ステータ２２と径方向に対向する磁極面を有する。ただし、略円筒形状の駆動マグネット３３に代えて、複数のマグネットを用いてもよい。複数のマグネットを用いる場合には、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが周方向に交互に並ぶように、ハブ筒状部３２２の内周面に配置すればよい。なお、駆動マグネット３３は、鉄製のヨークを介してハブ筒状部３２２に間接的に固定されてもよい。

このようなモータ１０において、コイル４２に駆動電流を供給すると、コイル４２の磁芯である複数のティース４１２に磁束が生じる。また、ステータ２２および駆動マグネット３３を通る磁気回路が形成される。そして、ティース４１２と駆動マグネット３３との間の磁束の作用により、静止部２と回転部３との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、後述する気体動圧軸受４を介して中心軸９の周りを回転する。また、ロータハブ部３２に支持された後述するインペラ５０は、回転部３とともに中心軸９を中心として回転する。

ここで、気体動圧軸受４の構成について説明する。上述のとおり、スリーブ２５を含む静止部２と、シャフト３１を含む回転部３とは、微小な間隙３００を介して径方向に対向している。間隙３００には、空気等の気体が介在している。ただし、間隙３００には、空気以外の気体、または空気と空気以外の気体との混合気体が介在していてもよい。

図３は、スリーブ２５の縦断面図である。図３に示すとおり、スリーブ２５は、その内周面に、上ラジアル溝列５１１と下ラジアル溝列５１２とを有する。上ラジアル溝列５１１と下ラジアル溝列５１２とは、軸方向に間隔をあけて設けられている。上ラジアル溝列５１１は、下方へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜する複数の溝を有する。当該複数の溝は、互いに平行に配置される。また、下ラジアル溝列５１２は、上方へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜する複数の溝を有する。当該複数の溝は、互いに平行に配置される。ここで、周方向一方側は、図３における左側を示し、モータ１０の回転部３の回転方向と同方向となる。なお、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、いずれも、軸方向の中央部へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜する、所謂ヘリングボーン状の溝列であってもよい。モータ１０の駆動時には、外部空間から貫通孔２５０を介して間隙３００へ気体が流れ込んで圧力が高まるとともに、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２によって、上ラジアル溝列５１１と下ラジアル溝列５１２との軸方向の間に動圧が誘起される。これにより、スリーブ２５に対するシャフト３１の径方向の支持力が発生する。

すなわち、このモータ１０では、スリーブ２５の内周面と、シャフト３１の外周面とが、気体が介在する間隙３００を介して径方向に対向することにより、気体動圧軸受４であるラジアル軸受部が構成される。なお、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、スリーブ２５の内周面およびシャフト３１の外周面のいずれか一方に設けられていればよい。

上述のとおり、静止部２におけるスリーブ２５と、回転部３におけるシャフト３１と、これらの間の間隙３００に介在する気体とで、気体動圧軸受４が構成されている。回転部３は、気体動圧軸受４によって径方向に支持され、中心軸９を中心として非接触状態で回転する。また、スリーブ支持マグネット２５１とシャフト支持マグネット３１１との間に生じる磁束によって、スリーブ２５に対してシャフト３１が、軸方向に非接触状態で保持される。

＜１−３．インペラおよびハウジングの構成＞
続いて、インペラ５０およびハウジング６０の構成について説明する。

インペラ５０は、インペラカップ５１と、複数の羽根５２とを有する。インペラカップ５１は、ロータハブ部３２のハブ天板部３２１の上面とハブ筒状部３２２の外周面とに固定される。各羽根５２は、インペラカップ５１から径方向外側に向かって拡がる。複数の羽根５２は、互いに周方向に略等間隔に配列されている。インペラカップ５１および複数の羽根５２は、例えば、樹脂の射出成型により、一繋がりの部材として形成される。ただし、インペラカップ５１と複数の羽根５２とが、材料の異なる別体の部材で構成されていてもよい。インペラカップ５１および複数の羽根５２は、モータ１０の回転部３とともに、中心軸９を中心として回転する。

なお、変形例として、インペラ５０は、ロータハブ部３２を介さずに、シャフト３１に直接固定される構造であってもよい。例えば、インペラ５０は、シャフト３１の上端部に固定され、かつシャフト３１の周囲において環状に拡がるインペラカップ５１と、インペラカップ５１から径方向外側へ拡がる複数の羽根５２と、を有していてもよい。そして、インペラ５０は、インペラカップ５１の内周面に鉄製のヨークを介して駆動マグネット３３の外周面が固定されることによって、駆動マグネット３３を支持する構造であってもよい。

ハウジング６０は、モータ１０およびインペラ５０の周囲において、軸方向に筒状に延びる。ハウジング６０は、モータ１０およびインペラ５０を径方向内側に収容する。ハウジング６０の下部の内周面には、モータ１０のベース部材２１の外周面が固定される。すなわち、モータ１０のベース部材２１は、ファンモータ１の下面を形成する。ハウジング６０の径方向内側の空間は、ハウジング６０の上部の開口６００を介して外部に露出する。また、ハウジング６０の下部には、ベース部材２１を軸方向に貫通する排気口（図示省略）が設けられている。

インペラ５０が回転することにより、開口６００を介してハウジング６０の内部の空間へ、軸方向に気体が吸引される。また、ハウジング６０内に吸引された気体は、インペラ５０により加速され、インペラ５０とハウジング６０との間の風洞を、軸方向下向きに流れる。その後、気体は、ベース部材２１の排気口（図示省略）を通って、ハウジング６０の外部へ排出される。なお、後述のとおり、ハウジング６０内に吸引された気体の一部は、スリーブ２５の貫通孔２５０を介して間隙３００へ流れ込む。

＜１−４．スリーブおよびインシュレータの詳細な構成＞
続いて、スリーブ２５およびインシュレータ４３の詳細な構成について説明する。以下では、後述する図４〜図６とともに、図１〜図３も適宜に参照する。

まず、インシュレータ４３の詳細な構成について説明する。図２に示すとおり、本実施形態のインシュレータ４３は、インシュレータ本体４３１とインシュレータ下側突出部４３２とを有する。インシュレータ本体４３１は、スリーブ２５の径方向外側において軸方向に円筒状に延びる部位である。インシュレータ本体４３１は、ステータコア４１の表面の一部を覆う。インシュレータ下側突出部４３２は、インシュレータ本体４３１の下端部の周方向の一部から下方へ突出する部位である。図４は、ファンモータ１におけるスリーブ２５の貫通孔２５０付近の部位を拡大した部分縦断面図である。図４に示すとおり、インシュレータ下側突出部４３２は、貫通孔２５０の径方向外側において、貫通孔２５０と間隙２００を介して径方向に重なる。これにより、インシュレータ下側突出部４３２は、貫通孔２５０の径方向外側において貫通孔２５０を覆う壁部４００を形成する。貫通孔２５０と壁部４００とは、間隙２００を介して径方向に対向する。

モータ１０の駆動時には、外部空間から、インシュレータ下側突出部４３２の径方向内側の間隙２００、および貫通孔２５０を介して、スリーブ２５の内周面とシャフト３１の外周面との径方向の間の間隙３００に、気体が流れ込む（図４の点線矢印参照）。一方、モータ１０の内部の貫通孔２５０の付近に位置する塵埃または水滴は、壁部４００に遮られ、貫通孔２５０への進入が抑制される。すなわち、間隙２００は、微細な分子からなる空気等の気体の移動を可能とする一方で、塵埃または水滴の移動を制限できる程度の大きさを有する。すなわち、壁部４００を設けることによって、モータ１０の内部に進入した塵埃または水滴が、貫通孔２５０を介してさらに気体動圧軸受４を形成する間隙３００へ進入することを抑制できる。これにより、塵埃または水滴が、回転部３が回転する際に抵抗となることを抑制できる。また、塵埃または水滴が貫通孔２５０へ進入することによるスリーブ２５およびシャフト３１等の腐食または劣化を抑制できる。

また、本実施形態では、ステータ２２に含まれるインシュレータ４３を用いて壁部４００が形成される。これにより、回転部３との間に周方向のトルクを発生させるためのステータ２２の磁気スペースと、回転部３を安定して支持するための気体動圧軸受４、スリーブ支持マグネット２５１、およびシャフト支持マグネット３１１を配置するスペースとを、十分に確保することができる。そして、最終的には、インペラ５０を配置するスペースも、十分に確保することができる。また、塵埃または水滴の進入を抑制するための部材を、ステータ２２とは別に設ける必要がないため、モータ１０の小型化を図ることができる。さらに、本実施形態では、壁部４００を形成するインシュレータ下側突出部４３２が、インシュレータ本体４３１の周方向の一部のみから突出した構造を有する。これにより、インシュレータ下側突出部４３２が無くインシュレータ本体４３１が円筒状に突出する場合と比べて、回路基板２３の面積を確保することができる。さらに、インシュレータ４３の樹脂量を少なくすることができ、モータ１０の小型化および製造コストの削減に繋がる。

ただし、インシュレータ４３の構造は、これに限定されない。上述のように、インシュレータ本体４３１が円筒状に突出する場合であってもよい。すなわち、インシュレータ４３は、ステータコア４１の表面の一部を覆い、スリーブ２５の径方向外側において軸方向に円筒状に延びる構造のみを有してもよい。そして、円筒状に延びるインシュレータ４３の下端部付近の少なくとも一部が、貫通孔２５０と間隙２００を介して径方向に重なる壁部４００を形成してもよい。この場合、インシュレータ４３がスリーブ２５に対して周方向にずれた場合でも、貫通孔２５０の径方向外側に壁部４００が重なる状態を維持できる。この結果、貫通孔２５０からの塵埃または水滴の進入を、より抑制できる。したがって、モータ１０の内部に進入した塵埃または水滴が、貫通孔２５０を介してさらに気体動圧軸受４を形成する間隙３００へ進入することを抑制できる。

なお、図２に示すとおり、本実施形態の絡げピン４４の下端部は、インシュレータ下側突出部４３２によって形成される壁部４００の径方向外側の、貫通孔２５０と径方向に重なる位置において、回路基板２３に半田付けにより固定される。これにより、半田２３１から発生する不純物等のパーティクルが、壁部４００に遮られ、貫通孔２５０への進入が抑制される。この結果、当該パーティクルが、回転部３が回転する際に抵抗となることを抑制できる。また、当該パーティクルが貫通孔２５０へ進入することによるスリーブ２５およびシャフト３１等の腐食または劣化を抑制できる。

また、上述のとおり、回路基板２３は、スリーブ２５の貫通孔２５０よりも軸方向上側に位置する。モータ１０の駆動時には、遠心力の影響でモータ１０内部の空気等の気体が径方向外側に移動する。このため、例えば、モータ１０内部の径方向内側の空間である間隙２０２（スリーブ２５の上面とハブ天板部３２１の径方向内側の端部の下面との軸方向の間の間隙。図１参照）付近の圧力は、間隙２０２の径方向外側の空間の圧力よりも低くなる。一方、モータ１０内部のうちの下部においては、径方向外側に拡がる回路基板２３が盾となり、遠心力の影響による空気等の気体の径方向外側への移動が抑制される。このため、モータ１０内部の回路基板２３よりも軸方向下側、かつ、径方向内側の空間である貫通孔２５０の径方向外側付近の空間の、圧力低下が抑制される。この結果、当該貫通孔２５０の径方向外側付近の空間の圧力は、間隙２０２付近の圧力よりも高くなる。これにより、モータ１０の駆動時には、貫通孔２５０の径方向外側付近の空間から、貫通孔２５０を通過して、間隙３００を上向きに進み、間隙２０２付近へ向かう気流が生じる。一方で、間隙２０２付近から、間隙３００を下向きに進み、貫通孔２５０を通過して、貫通孔２５０の径方向外側付近の空間へ向かう気流は生じにくい。さらに、上述のとおり、貫通孔２５０の径方向外側付近の空間は、壁部４００によって覆われている。これにより、さらに間隙２０２付近を覆う別の壁部を設けることなく、モータ１０の内部に進入した塵埃または水滴が、気体動圧軸受４を形成する間隙３００へ進入することを抑制できる。

続いて、スリーブ２５の詳細な構成について説明する。図５は、スリーブ２５の側面図である。図１〜図３，および図５に示すとおり、スリーブ２５は、貫通孔２５０よりも軸方向下側において、スリーブ２５の外周面から径方向内側に、かつ周方向の全周に亘って凹む円周溝２５２を有する。ファンモータ１の製造時には、円周溝２５２を有する金属製のスリーブ２５が金型内に配置された状態で、樹脂の射出成型を行うことによりベース部材２１が形成される。これにより、樹脂の射出成型後、ベース部材２１を構成する樹脂材料の一部が円周溝２５２に位置する。この結果、ベース部材２１とスリーブ２５との接触面積が大きくなり、固定強度が高まる。また、ベース部材２１およびスリーブ２５のうちの一方に軸方向に衝撃が加わった場合に、ベース部材２１とスリーブ２５との間で軸方向のずれが発生することを抑制できる。なお、円周溝２５２は、スリーブ２５の外周面から径方向内側に、かつ周方向の一部のみにおいて凹んでもよい。すなわち、円周溝２５２は、スリーブ２５の外周面から径方向外側に、かつ周方向の全周に亘ってもしくは周方向の一部のみにおいて、凸状であってもよい。

図６は、図３および図５のＡ−Ａ位置から見たスリーブ２５の横断面図である。図６に示すとおり、スリーブ２５の外周面は、周方向に拡がる円弧状面２５３と、径方向に対して垂直に拡がる平坦面２５４と、を有する。すなわち、スリーブ２５の横断面視において、所謂「Ｄカット形状」が形成されている。そして、ファンモータ１の製造時の、ベース部材２１を形成する樹脂の射出成型後、ベース部材２１の径方向内側の端面は、円弧状面２５３と平坦面２５４との双方に接触する。この結果、ベース部材２１およびスリーブ２５のうちの一方に周方向に衝撃が加わった場合に、ベース部材２１とスリーブ２５との間で周方向のずれが発生することを抑制できる。

なお、図６に示すとおり、貫通孔２５０は、スリーブ２５の外周面のうちの円弧状面２５３から径方向内側へ延びて、スリーブ２５を径方向に貫通する。すなわち、貫通孔２５０と、スリーブ２５のうちの肉薄の部位である「Ｄカット形状が形成される部位」とは、互いに周方向に異なる位置に設けられる。これにより、スリーブ２５の強度を十分に確保することができるとともに、貫通孔２５０と壁部４００との間隙２００を狭くすることができる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施形態では、インシュレータ４３を用いて、壁部４００を形成していた。しかし、壁部４００を形成する部材は、インシュレータ４３には限定されない。図７は、一変形例に係るファンモータ１Ｂの部分縦断面図である。図７の例では、ベース部材２１Ｂの径方向内側の端部の上面の一部に、さらにリング部材２１１Ｂが固定される。リング部材２１１Ｂは、中心軸に沿って円筒状に延びる。リング部材２１１Ｂの材料には、例えば樹脂が用いられる。リング部材２１１Ｂは、リング本体６１Ｂとリング突出部６２Ｂとを有する。リング本体６１Ｂは、スリーブ２５Ｂの径方向外側において軸方向に円筒状に延びる。リング突出部６２Ｂは、リング本体６１Ｂの上端部の周方向の一部から上方へ突出する。リング突出部６２Ｂは、貫通孔２５０Ｂの径方向外側において、貫通孔２５０Ｂと間隙２００Ｂを介して径方向に重なる。これにより、リング突出部６２Ｂは、貫通孔２５０Ｂの径方向外側から間隙２００Ｂを介して貫通孔２５０Ｂを覆う壁部４００Ｂを形成する。これにより、モータの内部に進入した塵埃または水滴が、貫通孔２５０Ｂを介してさらにスリーブ２５Ｂの径方向内側の間隙３００Ｂへ進入することを抑制できる。

図８は、他の変形例に係るファンモータ１Ｃの部分縦断面図である。図８の例では、ロータハブ部３２Ｃは、ハブ天板部３２１Ｃおよびハブ筒状部３２２Ｃに加え、さらにハブ垂下部３２３Ｃを有する。ハブ垂下部３２３Ｃは、ハブ天板部３２１Ｃの径方向内側の端部の下面の一部から下方に延びる部位である。また、本変形例のインシュレータ４３Ｃは、インシュレータ本体４３１Ｃとインシュレータ上側突出部４３３Ｃとを有する。インシュレータ本体４３１Ｃは、スリーブ２５Ｃの径方向外側において軸方向に円筒状に延びる部位である。インシュレータ上側突出部４３３Ｃは、インシュレータ本体４３１Ｃの上端部の周方向の一部から上方へ突出する部位である。また、インシュレータ上側突出部４３３Ｃの上端部は、スリーブ２５Ｃの上端部およびハブ垂下部３２３Ｃの下端部よりも軸方向上側に位置する。

また、ハブ垂下部３２３Ｃの下端部を含む少なくとも一部は、シャフト３１Ｃの外周面とインシュレータ上側突出部４３３Ｃの内周面との径方向の間に位置する。そして、シャフト３１Ｃの上部の外周面とスリーブ２５Ｃの上部の内周面との径方向の間の間隙２０１Ｃ、スリーブ２５Ｃの上面とハブ垂下部３２３Ｃの下面との軸方向の間の間隙２０２Ｃ、およびハブ垂下部３２３Ｃの外周面とインシュレータ上側突出部４３３Ｃの内周面との径方向の間の間隙２０３Ｃは、互いに連続し、かつ、モータおよびファンモータの外部空間に連通する。このような、所謂「ラビリンス構造」が形成されることにより、モータの内部に進入した塵埃または水滴が、間隙２０１Ｃ〜間隙２０３Ｃを介してさらに気体動圧軸受４Ｃを形成する間隙３００Ｃへ進入することを抑制できる。

なお、ハブ垂下部３２３Ｃは、ロータハブ部３２Ｃ以外の部材、例えば、インペラ５０の一部によって形成されてもよい。この場合、インペラ５０は、ステータ２２Ｃの上方に位置し、径方向に円環状に拡がるインペラ天板部と、インペラ天板部の外縁から下方へ向けて略円筒状に延び、内周面において駆動マグネット３３Ｃを支持するインペラ筒状部と、インペラ筒状部の外周面からそれぞれ径方向外側に向かって拡がる複数の羽根と、インペラ天板部の径方向内側の端部の下面の一部から下方に延びるインペラ垂下部とを有していてもよい。ここで、インペラ垂下部は、ハブ垂下部３２３Ｃに相当する。そして、インペラ垂下部の下端部を含む少なくとも一部は、シャフト３１Ｃの外周面とインシュレータ上側突出部４３３Ｃの内周面との径方向の間に位置する。そして、シャフト３１Ｃの上部の外周面とスリーブ２５Ｃの上部の内周面との径方向の間の間隙２０１Ｃ、スリーブ２５Ｃの上面とインペラ垂下部の下面との軸方向の間の間隙２０２Ｃ、およびインペラ垂下部の外周面とインシュレータ上側突出部４３３Ｃの内周面との径方向の間の間隙２０３Ｃは、互いに連続し、かつ、モータおよびファンモータの外部空間に連通して、「ラビリンス構造」を形成してもよい。これにより、モータの内部に進入した塵埃または水滴が、間隙２０１Ｃ〜間隙２０３Ｃを介してさらに気体動圧軸受４Ｃを形成する間隙３００Ｃへ進入することを抑制できる。

なお、モータおよびファンモータの細部の形状は、本願の各図に示された構成および形状と、相違していてもよい。また、上述の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータおよびファンモータに利用できる。

１，１Ｂ，１Ｃ ファンモータ
２ 静止部
３ 回転部
４，４Ｃ 気体動圧軸受
９ 中心軸
１０ モータ
２１，２１Ｂ ベース部材
２２，２２Ｃ ステータ
２３ 回路基板
２４ 軸受部
２５，２５Ｂ，２５Ｃ スリーブ
２６ キャップ
３１，３１Ｃ シャフト
３２，３２Ｃ ロータハブ部
３３，３３Ｃ 駆動マグネット
４１ ステータコア
４２ コイル
４３，４３Ｃ インシュレータ
４４ ピン
５０ インペラ
５１ インペラカップ
５２ 羽根
６０ ハウジング
６１Ｂ リング本体
６２Ｂ リング突出部
２００，２００Ｂ 間隙
２０１Ｃ 間隙
２０２，２０２Ｃ 間隙
２０３Ｃ 間隙
２１０ 貫通孔
２１１Ｂ リング部材
２３１ 半田
２５０，２５０Ｂ 貫通孔
２５１ スリーブ支持マグネット
２５２ 円周溝
２５３ 円弧状面
２５４ 平坦面
３００，３００Ｂ，３００Ｃ 間隙
３１１ シャフト支持マグネット
３２０ 貫通孔
３２１，３２１Ｃ ハブ天板部
３２２，３２２Ｃ ハブ筒状部
３２３Ｃ ハブ垂下部
４００，４００Ｂ 壁部
４１１ コアバック
４１２ ティース
４３１，４３１Ｃ インシュレータ本体
４３２ インシュレータ下側突出部
４３３Ｃ インシュレータ上側突出部
５１１ 上ラジアル溝列
５１２ 下ラジアル溝列
６００ 開口

Claims (12)

1. モータであって、
   ステータを有する静止部と、
   前記静止部に対して、上下に延びる中心軸を中心として気体動圧軸受を介して回転可能に支持される回転部と、
   を有し、
   前記回転部は、
   前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、
   前記ステータと対向するマグネットと、
   を有し、
   前記静止部は、
   外周面に前記ステータが直接的または間接的に固定され、前記シャフトの周囲において軸方向に円筒状に延びるスリーブ
   を有し、
   前記気体動圧軸受において、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とが径方向に対向し、
   前記スリーブは、
   前記スリーブを径方向に貫通する貫通孔
   を有し、
   前記スリーブの径方向内側の空間は、前記貫通孔を介して、前記モータの外部空間に連通し、
   前記静止部は、
   前記貫通孔の径方向外側において、前記貫通孔と間隙を介して径方向に重なる壁部
   をさらに有する、モータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記ステータは、
   径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有するステータコアと、
   前記複数のティースに巻かれた導線を有する複数のコイルと、
   前記導線の端部が絡げられた絡げピンと、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記ステータの下側に位置し、前記ステータと電気的に接続された回路基板
   をさらに有し、
   前記絡げピンは、前記貫通孔と径方向に重なる位置において、前記回路基板に半田付けにより固定される、モータ。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記回路基板は、前記貫通孔よりも軸方向上側に位置する、モータ。
4. 請求項２または請求項３に記載のモータであって、
   前記スリーブの外周面は、
   周方向に拡がる円弧状面と、
   径方向に対して垂直に拡がる平坦面と、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記ステータまたは前記回路基板の下側において径方向に拡がるベース部材
   をさらに有し、
   前記ベース部材は、前記円弧状面と、前記平坦面との双方に接触する、モータ。
5. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のモータであって、
   前記スリーブの外周面は、
   周方向に拡がる円弧状面と、
   径方向に対して垂直に拡がる平坦面と、
   を有し、
   前記貫通孔は、前記円弧状面から径方向内側へ延びる、モータ。
6. 請求項４に記載のモータであって、
   前記スリーブは、
   前記スリーブの外周面から径方向内側に、かつ周方向の全周または一部に亘って凹む円周溝
   を有し、
   前記ベース部材を構成する材料の一部は、前記円周溝に位置する、モータ。
7. 請求項１に記載のモータであって、
   前記ステータは、
   径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの表面の一部を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータを介して、前記複数のティースに巻かれた導線を有する複数のコイルと、
   を有し、
   前記インシュレータは、
   前記ステータコアの表面の一部を覆い、前記スリーブの径方向外側において軸方向に円筒状に延びる、インシュレータ本体と、
   前記インシュレータ本体の下端部の周方向の一部から下方へ突出する、インシュレータ突出部と、
   を有し、
   前記インシュレータ突出部は、前記壁部を形成する、モータ。
8. 請求項１に記載のモータであって、
   前記ステータは、
   径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの表面の一部を覆い、前記スリーブの径方向外側において軸方向に円筒状に延びるインシュレータと、
   前記インシュレータを介して、前記複数のティースに巻かれた導線を有する複数のコイルと、
   を有し、
   前記インシュレータの一部は、前記壁部を形成する、モータ。
9. 請求項４または請求項６に記載のモータであって、
   前記ベース部材の上面の一部に固定され、前記中心軸に沿って円筒状に延びるリング部材
   を有し、
   前記リング部材は、
   前記スリーブの径方向外側において軸方向に円筒状に延びる、リング本体と、
   前記リング本体の上端部の周方向の一部から上方へ突出する、リング突出部と、
   を有し、
   前記リング突出部は、前記壁部を形成する、モータ。
10. 請求項１に記載のモータであって、
    前記ステータは、
    径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有するステータコアと、
    前記スリーブの径方向外側に位置し、前記ステータコアの表面の一部を覆うインシュレータと、
    前記インシュレータを介して、前記複数のティースに巻かれた導線を有する複数のコイルと、
    を有し、
    前記回転部は、
    前記マグネットを支持し、前記インシュレータよりも軸方向上側において前記シャフトに固定され、かつ、前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部
    をさらに有し、
    前記ロータハブ部は、
    前記ステータの上方に位置する円環状のハブ天板部と、
    前記ハブ天板部の外縁から下方へ向けて円筒状に延び、前記マグネットを支持するハブ筒状部と、
    前記ハブ天板部の下面の一部から下方に延びるハブ垂下部と、
    を有し、
    前記ハブ垂下部の下端部を含む少なくとも一部は、前記シャフトの外周面と前記インシュレータの内周面との径方向の間に位置し、
    前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との径方向の間の間隙、前記スリーブの上面と前記ハブ垂下部の下面との軸方向の間の間隙、および前記ハブ垂下部の外周面と前記インシュレータの内周面との径方向の間の間隙が、互いに連続することにより、ラビリンス構造を形成する、モータ。
11. 請求項１に記載のモータと、
    前記マグネットを支持し、前記シャフトに固定され、かつ前記シャフトの周囲において環状に拡がるインペラカップと、前記インペラカップから径方向外側へ拡がる複数の羽根と、を有するインペラと、
    を有する、ファンモータであって、
    前記ステータは、
    径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有するステータコアと、
    前記スリーブの径方向外側に位置し、前記ステータコアの表面の一部を覆うインシュレータと、
    前記インシュレータを介して、前記複数のティースに巻かれた導線を有する複数のコイルと、
    を有し、
    前記インペラは、
    前記ステータの上方に位置する円環状のインペラ天板部と、
    前記インペラ天板部の外縁から下方へ向けて円筒状に延び、前記マグネットを支持するインペラ筒状部と、
    前記インペラ天板部の下面の一部から下方に延びるインペラ垂下部と、
    を有し、
    前記インペラ垂下部の下端部を含む少なくとも一部は、前記シャフトの外周面と前記インシュレータの内周面との径方向の間に位置し、
    前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との径方向の間の間隙、前記スリーブの上面と前記インペラ垂下部の下面との軸方向の間の間隙、および前記インペラ垂下部の外周面と前記インシュレータの内周面との径方向の間の間隙が、互いに連続することにより、ラビリンス構造を形成する、ファンモータ。
12. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のモータと、
    前記マグネットを支持し、前記シャフトに固定され、かつ前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部に固定される、インペラカップと、前記インペラカップから径方向外側へ拡がる複数の羽根と、を有するインペラと、
    を有する、ファンモータ。

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