專利名稱：風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
以往，在各種電子設(shè)備的殼體內(nèi)部設(shè)置用于冷卻電子部件的冷卻風(fēng)扇。日本公開公報(bào)2009-213225號(hào)中所公開的軸流風(fēng)扇的馬達(dá)部包括基底部、電樞、大致圓筒形狀的軸承保持部、兩個(gè)球軸承以及轉(zhuǎn)子部。軸承保持部固定于基底部的中央。在軸承保持部的內(nèi)側(cè)面固定兩個(gè)球軸承，并且在外側(cè)面固定電樞。通過將軸插入于球軸承，轉(zhuǎn)子部被支撐為相對(duì)于軸承保持部能夠旋轉(zhuǎn)。在基底部以包圍軸承保持部的周圍的方式設(shè)置環(huán)狀的槽。在槽中載置螺旋狀的螺旋彈簧。螺旋彈簧的上端部與電樞的絕緣件軸向接觸。由此，在轉(zhuǎn)子部旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞的振動(dòng)被螺旋彈簧吸收，從而能夠減低軸流風(fēng)扇的振動(dòng)。
日本公開公報(bào)2005-155912號(hào)所公開的主軸馬達(dá)的軸承裝置包括軸、推力板、套筒、以及有底圓筒狀的機(jī)殼。軸內(nèi)嵌于套筒。機(jī)殼容納套筒。推力板形成在軸的下側(cè)端部。在套筒的內(nèi)周面形成動(dòng)壓產(chǎn)生槽，在軸的外周面與套筒的內(nèi)周面之間構(gòu)成徑向動(dòng)壓軸承。在套筒的下側(cè)端面以及機(jī)殼內(nèi)周的底面構(gòu)成軸向動(dòng)壓產(chǎn)生槽。在套筒的下側(cè)端面與推力板的上表面之間，以及在推力板的下表面與機(jī)殼內(nèi)周的底面之間，構(gòu)成軸向動(dòng)壓軸承。然而，近年，隨著服務(wù)器等電子設(shè)備的高性能化，電子設(shè)備的發(fā)熱量也在增大。因此，需要使電子設(shè)備內(nèi)的風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)從而增大風(fēng)量。但是，伴隨著冷卻風(fēng)扇的高速旋轉(zhuǎn)化，風(fēng)扇會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)，從而對(duì)電子設(shè)備內(nèi)的其他裝置產(chǎn)生影響。例如，由于冷卻風(fēng)扇的振動(dòng)，盤驅(qū)動(dòng)裝置的讀取和寫入發(fā)生錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)主要目的是減低風(fēng)扇的振動(dòng)。本申請(qǐng)例示的第一發(fā)明的風(fēng)扇包括馬達(dá)和葉輪，所述葉輪具有多個(gè)葉片，所述葉輪借助于所述馬達(dá)以中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生空氣流。所述馬達(dá)包括靜止部和被所述靜止部支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部。所述靜止部包括定子和配置在所述定子的內(nèi)側(cè)的軸承部。所述軸承部包括為金屬燒結(jié)體的套筒、以及覆蓋所述套筒的外周面的軸承機(jī)殼。所述旋轉(zhuǎn)部包括轉(zhuǎn)子磁鐵，其配置在所述定子的徑向外側(cè)；軸，其上部直接或者通過一個(gè)以上的部件固定于所述葉輪，且該軸被插入于所述套筒中；以及推力板，其從所述軸的下端向徑向外側(cè)延展，并與所述套筒的下表面在軸向?qū)χ谩Ｔ谒鎏淄驳膬?nèi)周面與所述軸的外周面之間的徑向間隙，構(gòu)成徑向動(dòng)壓軸承部，該徑向動(dòng)壓軸承部產(chǎn)生朝向軸向下方的潤滑油的流體動(dòng)壓，在所述套筒的所述下表面與所述推力板的上表面之間的軸向間隙，構(gòu)成軸向動(dòng)壓軸承部，該軸向動(dòng)壓軸承部產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的所述潤滑油的流體動(dòng)壓，從所述套筒的上表面向所述下表面沿軸向延伸的循環(huán)孔位于所述套筒的所述外周面與所述軸承機(jī)殼之間，所述徑向間隙的徑向的寬度為5 μ m以上20 μ m以下。本申請(qǐng)例示的第二發(fā)明的風(fēng)扇包括馬達(dá)和葉輪，所述葉輪具有多個(gè)葉片，所述葉輪借助于所述馬達(dá)以中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生空氣流。所述馬達(dá)包括靜止部和被所述靜止部支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部。所述靜止部包括定子和位于所述定子的內(nèi)側(cè)的軸承部。所述軸承部包括為金屬燒結(jié)體的套筒、以及覆蓋所述套筒的外周面的軸承機(jī)殼。所述旋轉(zhuǎn)部包括轉(zhuǎn)子磁鐵，其配置在所述定子的徑向外側(cè)；軸，其上部直接或者通過一個(gè)以上的部件固定于所述葉輪，且該軸被插入于所述套筒中；以及推力板，其從所述軸的下端向徑向外側(cè)延展，并與所述套筒的下表面在軸向?qū)χ谩Ｔ谒鎏淄驳膬?nèi)周面與所述軸的外周面之間的徑向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生潤滑油的流體動(dòng)壓的徑向動(dòng)壓軸承部，在所述套筒的所述下表面與所述推力板的上表面之間的軸向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生所述潤滑油的流體動(dòng)壓的軸向動(dòng)壓軸承部，從所述套筒的上表面向所述下表面沿軸向延伸的循環(huán)孔位于所述套筒的所述外周面與所述軸承機(jī)殼之間，在所述旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述潤滑油依次通過所述徑向間隙、所述套筒的所述上表面上的間隙、所述循環(huán)孔以及所述軸向間隙而循環(huán)到所述徑向間隙。根據(jù)本發(fā)明，能夠減低風(fēng)扇的振動(dòng)。


圖I是一實(shí)施方式所涉及的風(fēng)扇的剖視圖。圖2是軸承機(jī)構(gòu)的剖視圖。圖3是將軸承機(jī)構(gòu)的一部分放大表示的剖視圖。圖4是軸承部的剖視圖。圖5是軸承部的仰視圖。圖6是推力帽的俯視圖。圖7是將軸承機(jī)構(gòu)的一部分放大表示的剖視圖。圖8是表示風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果的圖。圖9是表示風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果的圖。圖10是表示風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果的圖。圖11是表示風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果的圖。圖12是表示比較例所涉及的風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果的圖。圖13是表示在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)循環(huán)的潤滑油的流量與徑向間隙的徑向的寬度的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式在本說明書中，將在馬達(dá)的中心軸線方向的圖I的上側(cè)簡稱為“上側(cè)”，將下側(cè)簡稱為“下側(cè)”。另外，上下方向并不表示組裝到實(shí)際的設(shè)備時(shí)的位置關(guān)系和方向。并且，將與中心軸線平行的方向稱為“軸向”，將以中心軸線為中心的徑向簡稱為“徑向”，將以中心軸線為中心的周向簡稱為“周向”。圖I是本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的軸流風(fēng)扇I的剖視圖。以下，將軸流風(fēng)扇I簡稱為“風(fēng)扇I”。風(fēng)扇I包括馬達(dá)11、葉輪12、機(jī)殼13、多個(gè)支撐肋14、以及基底部15。機(jī)殼13包圍葉輪12的外周。機(jī)殼13通過支撐肋14與基底部15連接。多個(gè)支撐肋14沿周向排列?；撞?5是與支持肋14連成一體的部件。馬達(dá)11固定在基底部15上。葉輪12由樹脂制成，具有有蓋大致圓筒狀的杯部121、以及多個(gè)葉片122。杯部121覆蓋馬達(dá)11的外側(cè)。杯部121兼作后述的馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)部2的一部分。杯部121具有頂面部123、以及側(cè)壁部124。頂面部123相對(duì)于中心軸線Jl垂直延展。側(cè)壁部124從頂面部123的外緣部向下方延伸。多個(gè)葉片122以中心軸線Jl為中心從側(cè)壁部124的外周面向徑向外側(cè)延伸。杯部121以及多個(gè)葉片122通過樹脂的注塑成型構(gòu)成為連成一體的部件。在頂面部123的上表面設(shè)置孔部125。在孔部125配置配重129。配重129為含有鎢等比重大的金屬的粘結(jié)劑。在側(cè)壁部124的下端部124a的徑向內(nèi)側(cè)也配置配重129。通過在葉輪12的上部和下部配置配重129，能夠降低葉輪12以及馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)部2的不平衡。通過如此進(jìn)行兩面平衡修正，能夠抑制由于葉輪12和馬達(dá)11的重心從中心軸線Jl偏移而產(chǎn)生的風(fēng)扇I的振動(dòng)。以下，將配置配重129的側(cè)壁部124的下端部124a和孔部125稱為“平衡修正部124a、125”。在風(fēng)扇I中，由于葉輪12借助于馬達(dá)11以中心軸線Jl為中心旋轉(zhuǎn)，從而從上方朝向下方產(chǎn)生空氣流。
馬達(dá)11為外轉(zhuǎn)子型的三相馬達(dá)。馬達(dá)11具有旋轉(zhuǎn)部2、靜止部3、以及軸承機(jī)構(gòu)
4。如后所述，軸承機(jī)構(gòu)4也可當(dāng)做是由旋轉(zhuǎn)部2的一部分和靜止部3的一部分構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)部2具有大致圓筒狀的金屬制的軛21、轉(zhuǎn)子磁鐵22、以及杯部121。軛21固定于杯部121的內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)子磁鐵22固定于軛21的內(nèi)周面。轉(zhuǎn)子磁鐵22位于后述的定子32的徑向外側(cè)。旋轉(zhuǎn)部2被支撐為通過軸承機(jī)構(gòu)4以中心軸線Jl為中心相對(duì)于靜止部3能夠旋轉(zhuǎn)。靜止部3具有大致圓筒狀的軸承保持部31、定子32、以及電路板33。軸承保持部31的下部固定于基底部15的規(guī)定中央的孔部的內(nèi)周面。定子32在基底部15的上側(cè)固定于軸承保持部31的外周面。定子32具有定子鐵心321、以及形成在定子鐵心321上的多個(gè)線圈322。定子鐵心321由層壓鋼板形成。電路板33固定于定子32的下部。通過將從線圈322引出的引出線安裝在插入至電路板33的省略圖示的引腳，而將定子32與電路板33電連接。線圈322的引出線也可直接固定于電路板。在馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子磁鐵22與定子32之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。在電路板33的上表面配置環(huán)狀的磁性部件331。磁性部件331位于轉(zhuǎn)子磁鐵22的下方。并且，在馬達(dá)11靜止時(shí)，在軸向，定子32的磁中心的位置位于比轉(zhuǎn)子磁鐵22的磁中心的位置靠下方的位置。在風(fēng)扇I中，在轉(zhuǎn)子磁鐵22與定子32之間以及在轉(zhuǎn)子磁鐵22與磁性部件331之間，產(chǎn)生向下方吸引轉(zhuǎn)子磁鐵22的磁吸引力。由此，在風(fēng)扇I旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠降低葉輪12相對(duì)于靜止部3上浮的力。圖2為將軸承機(jī)構(gòu)4的附近放大表示的剖視圖。軸承機(jī)構(gòu)4包括軸41、環(huán)狀的推力板42、軸承部44、為帽部件的推力帽45、和潤滑油46。如圖I所示，軸41的上部通過由金屬形成的襯套25間接固定于葉輪12的頂面部123。如圖2所示，推力板42固定在軸41的下部。推力板42從軸41的下端向徑向外側(cè)延展。推力板42與軸承部44的后述的套筒47的下表面472在軸向?qū)χ?。推力?2的上表面具有垂直于中心軸線Jl并包圍軸41的大致圓環(huán)狀的面422。以下，將該面422稱作“上環(huán)狀面422”。推力板42的下表面具有垂直于中心軸線Jl的大致圓環(huán)狀的面423。以下，將該面稱為“下環(huán)狀面423”。軸承部44配置在定子32的徑向內(nèi)側(cè)。另外，軸41以及推力板42還是圖I所示的旋轉(zhuǎn)部2的一部分。并且，軸承部44以及推力帽45還是靜止部3的一部分。
圖2所示的軸承部44具有為金屬燒結(jié)體的筒形狀的套筒47、以及筒形狀的軸承機(jī)殼48。在套筒47浸潰有潤滑油46。軸承機(jī)殼48覆蓋套筒47的外周面473。軸承機(jī)殼48具有在套筒47的上側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)延展的大致圓環(huán)狀的環(huán)狀上部481。軸承機(jī)殼48固定在軸承保持部31的內(nèi)周面。在比環(huán)狀上部481靠下方的位置，軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面482與套筒47的外周面473徑向?qū)χ?。在套?7的外周面473形成沿軸向延伸的多個(gè)槽。該多個(gè)槽從套筒47的上表面474直到下表面472。通過軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面482與套筒47的外周面473接觸，該多個(gè)槽成為多個(gè)循環(huán)孔445。由構(gòu)成該多個(gè)槽的面與軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面482構(gòu)成多個(gè)循環(huán)孔445。多個(gè)循環(huán)孔445設(shè)置在套筒47的外周面473與軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面482之間。各循環(huán)孔445從套筒47的上表面474向下表面472沿軸向延伸。多個(gè)循環(huán)孔445在周向大致等間隔地配置。
套筒47的下表面472為以中心軸線Jl為中心的大致圓環(huán)狀。在套筒47中插入有軸41。在本實(shí)施方式中，套筒47的軸向的長度大約為13. O mm。套筒47的內(nèi)徑以及外徑分別大約為3. O mm以及6. 7 mm。推力板42的外徑大約為6. 6 mm。推力帽45配置在軸承機(jī)殼48的下端部的內(nèi)側(cè)。推力帽45的外周面固定在軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面482的下端部。推力帽45封閉軸承機(jī)殼48的下部。也就是說，推力帽45為軸承機(jī)構(gòu)4的底部。推力帽45與推力板42的下環(huán)狀面423在軸向?qū)χ谩Ｔ谳S承機(jī)構(gòu)4中，在套筒47的內(nèi)周面471與軸41的外周面411之間構(gòu)成徑向間隙51。推力板42的上環(huán)狀面422與套筒47的下表面472在軸向?qū)χ谩Ｔ谏檄h(huán)狀面422與下表面472之間構(gòu)成間隙52。以下，將間隙52稱作“第一下部軸向間隙52”。推力板42的下環(huán)狀面423與推力帽45的上表面451在軸向?qū)χ?。在下環(huán)狀面423與上表面451之間構(gòu)成間隙53。以下，將間隙53稱作“第二下部軸向間隙53”。第一下部軸向間隙52以及第二下部軸向間隙53的軸向的寬度之和為10 μ m以上40 μ m以下。在推力板42的外周面與推力帽45的內(nèi)周面之間構(gòu)成間隙54。以下，將間隙54稱作“側(cè)部間隙54”。圖3是將軸承部44的上部附近放大表示的圖。軸承機(jī)殼48的環(huán)狀上部481的內(nèi)周面481a為直徑朝向上方逐漸增大的傾斜面。換言之，內(nèi)周面481a朝向下方向徑向內(nèi)側(cè)傾斜。以下，將內(nèi)周面481a稱作“第一傾斜面481a”。在套筒47的內(nèi)周面471的上部設(shè)置直徑朝向上方逐漸增大的傾斜面471a。換言之，傾斜面471a朝向下方向徑向內(nèi)側(cè)傾斜。以下，將傾斜面471a稱作“第二傾斜面471a”。第一傾斜面481a與中心軸線Jl所成的角比第二傾斜面471a與中心軸線J I所成的角大。在第一傾斜面481a與軸41的外周面411之間，構(gòu)成徑向的寬度隨著朝向上方而逐漸增大的一個(gè)密封間隙55。密封間隙55為以中心軸線Jl為中心的環(huán)狀。與密封間隙55的下側(cè)鄰接地，間隙56被構(gòu)成在軸41的外周面411與第二傾斜面471a之間。在密封間隙55中，構(gòu)成利用毛細(xì)管現(xiàn)象保持潤滑油46的密封部55a。由于密封部55a構(gòu)成在軸41的周圍，因此能夠抑制潤滑油46由于離心力而從密封部55a泄漏。并且，密封間隙55作為保持很多潤滑油46的油壓緩沖器起作用。在馬達(dá)11中，如圖2所示，密封間隙55、徑向間隙51、第一下部軸向間隙52、側(cè)部間隙54以及第二下部軸向間隙53構(gòu)成彼此相連的一個(gè)袋結(jié)構(gòu)5，潤滑油46連續(xù)存在于袋結(jié)構(gòu)5中。在袋結(jié)構(gòu)5中，潤滑油46的界面只形成在密封間隙55中。
如圖3所示，在固定于軸41的上部的襯套25的下表面與軸承部44的環(huán)狀上部481的上表面之間構(gòu)成沿徑向延展的間隙501。在襯套25的外周面與軸承保持部31的內(nèi)周面之間構(gòu)成沿軸向延展的間隙502。密封部55a通過間隙501、502與外部空間連通。此處的外部空間指圖I的定子32的上方的空間。通過設(shè)置間隙501、502，能夠抑制含有氣化了的潤滑油的空氣從密封部55a向軸承機(jī)構(gòu)4的外部移動(dòng)。其結(jié)果是，能夠抑制軸承機(jī)構(gòu)4內(nèi)的潤滑油46的蒸發(fā)。圖4為套筒47的縱剖視圖。在圖4中，也畫出了套筒47的內(nèi)周面471。在套筒47的內(nèi)周面471的上部以及下部設(shè)置有人字形的第一徑向動(dòng)壓槽列711以及第二徑向動(dòng)壓槽列712。第一徑向動(dòng)壓槽列711為上下非對(duì)稱的人字形。在圖2所示的徑向間隙51的上部，由第一徑向動(dòng)壓槽列711構(gòu)成上徑向動(dòng)壓軸承部681，該上徑向動(dòng)壓軸承部681產(chǎn)生朝向軸向下方的潤滑油46的流體動(dòng)壓。并且，第二徑向動(dòng)壓槽列712為上下對(duì)稱的人字形。在徑向間隙51的下部，由第二徑向動(dòng)壓槽列712構(gòu)成下徑向動(dòng)壓軸承部682。以下，將上徑向動(dòng)壓軸承部681以及下徑向動(dòng)壓軸承部682統(tǒng)稱為“徑向動(dòng)壓軸承部68”。由位于徑向間隙51的上部的上徑向動(dòng)壓軸承部681產(chǎn)生的流體動(dòng)壓比由位于徑 向間隙51的下部的下徑向動(dòng)壓軸承部682產(chǎn)生的流體動(dòng)壓大。因此，徑向動(dòng)壓軸承部68整體產(chǎn)生朝向軸向下方的潤滑油46的流體動(dòng)壓。在軸向，徑向動(dòng)壓軸承部68位于圖I的兩個(gè)平衡修正部124a、125之間。并且，在徑向，上徑向動(dòng)壓軸承部681與馬達(dá)11以及葉輪12的重心重疊。圖5為套筒47的仰視圖。在套筒47的下表面472設(shè)置有人字形的第一軸向動(dòng)壓槽列721。在圖2所示的第一下部軸向間隙52，由第一軸向動(dòng)壓槽列721構(gòu)成對(duì)潤滑油46產(chǎn)生軸向(軸方向)的流體動(dòng)壓的第一下軸向動(dòng)壓軸承部691。如圖5所示，在第一軸向動(dòng)壓槽列721中，各第一軸向動(dòng)壓槽721a的比周向的頂端721b更靠徑向外側(cè)的部位721c的徑向?qū)挾却笥诒软敹?21b更靠徑向內(nèi)側(cè)的部位721d的徑向?qū)挾取Ｓ纱?，在圖2所示的第一下軸向動(dòng)壓軸承部691，產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的潤滑油46的流體動(dòng)壓。第一軸向動(dòng)壓槽列721并不限定為人字形，也可以是螺旋形狀。此時(shí)，在第一下軸向動(dòng)壓軸承部691產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的潤滑油46的流體動(dòng)壓。圖6為推力帽45的俯視圖。在推力帽45的上表面451，即圖2的袋結(jié)構(gòu)5的底部的上表面，設(shè)置有人字形的第二軸向動(dòng)壓槽列722(參照?qǐng)D6)。在第二下部軸向間隙53，由第二軸向動(dòng)壓槽列722構(gòu)成對(duì)潤滑油46產(chǎn)生軸向(軸方向)的流體動(dòng)壓的第二下軸向動(dòng)壓軸承部692。第二軸向動(dòng)壓槽列722并不限定為人字形，也可以是螺旋形狀。此時(shí)，也在第二下軸向動(dòng)壓軸承部692產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的潤滑油的流體動(dòng)壓。在馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)時(shí)，軸41被徑向動(dòng)壓軸承部68在徑向支撐。存在于袋結(jié)構(gòu)5的底部的上方的推力板42被第一下軸向動(dòng)壓軸承部691以及第二下軸向動(dòng)壓軸承部692在軸向支撐。其結(jié)果是，圖I的旋轉(zhuǎn)部2以及葉輪12被支撐為相對(duì)于靜止部3能夠旋轉(zhuǎn)。在馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)時(shí)，潤滑油46在圖2所示的徑向間隙51、環(huán)狀上部481的下表面與套筒47的上表面474之間的間隙446、循環(huán)孔445以及第一下部軸向間隙52循環(huán)。環(huán)狀上部481的下表面與套筒47的上表面474之間的間隙446即為套筒47的上表面474上的間隙，在以下稱作“套筒上間隙446”。在本實(shí)施方式中，在套筒47的上表面474形成從套筒47的內(nèi)周面471向外周面473沿徑向延伸的多個(gè)槽。多個(gè)槽的徑向外側(cè)的端部與多個(gè)循環(huán)孔445的上端部連接。由于環(huán)狀上部481的下表面與套筒47的上表面474接觸，該多個(gè)槽成為套筒上間隙446。如圖4所示，在第二傾斜面471a的下部存在第一徑向動(dòng)壓槽列711的一部分。在風(fēng)扇I驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)圖3所示的軸41稍稍傾斜，則在軸41的外周面411的靠近第二傾斜面471a的部位與第二傾斜面471a的對(duì)應(yīng)于該部位的部位之間的間隙56中，產(chǎn)生由第一徑向動(dòng)壓槽列711引起的流體動(dòng)壓。其結(jié)果是，軸41被第二傾斜面471a支撐。如此一來，若軸41在旋轉(zhuǎn)部2旋轉(zhuǎn)時(shí)傾斜，則在與密封間隙55的下側(cè)鄰接的間隙56，第二傾斜面471a沿著軸41的外周面411，由此能夠防止軸41與軸承部44的上部強(qiáng)力接觸。圖7為將推力板42附近放大表不的剖視圖。推力板42的上表面具有位于外緣部的傾斜面422a。傾斜面422a與上環(huán)狀面422的徑向外側(cè)鄰接。傾斜面422a朝向徑向外側(cè)向下方傾斜。傾斜面422a與套筒47的下表面472的外緣部在軸向?qū)χ?。推力?2的下表面具有位于外緣部的傾斜面423a。傾斜面423a與下環(huán)狀面423的徑向外側(cè)鄰接。傾斜面423a朝向徑向外側(cè)向上方傾斜。通過在推力板42的上表面的外緣部設(shè)置傾斜面422a，
圖8為徑向間隙51的徑向的寬度為3 μ m時(shí)風(fēng)扇I產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果。橫軸表示振動(dòng)的頻率，縱軸表示振動(dòng)的各頻率成分的振幅。圖9至圖11為徑向間隙51為4 μ m、5 μ m、6 μ m時(shí)風(fēng)扇I產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果。圖12為搭載了具有球軸承的馬達(dá)的比較例風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)的模擬結(jié)果。如圖12的曲線90所示，在具有球軸承的風(fēng)扇產(chǎn)生的振動(dòng)中，在750Hz 1250Hz的范圍存在多個(gè)峰值。在圖12中，從右側(cè)的峰值開始依次標(biāo)記符號(hào)901 904。與此相對(duì)，在徑向間隙的寬度為3μπι以及4μπι的軸承機(jī)構(gòu)4中，如圖8以及圖9所示，可知與圖12的峰值901 904相比，與它們對(duì)應(yīng)的峰值911 914更低。并且，在徑向間隙51的寬度為5μπι以及6μπι的軸承機(jī)構(gòu)4中，如圖10以及圖11所示，可知在與位于圖12的右側(cè)以及左側(cè)的兩個(gè)峰值901、904對(duì)應(yīng)的位置不存在峰值。并且，可知與余下的兩個(gè)峰值902、903對(duì)應(yīng)的峰值912、913的高度為余下的兩個(gè)峰值902、903的高度的一半以下。如上所示，在風(fēng)扇I中，使用為流體動(dòng)壓軸承機(jī)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)4，通過軸41與軸承部44之間的潤滑油46所帶來的所謂的減振效果，與使用球軸承的以往的風(fēng)扇相比，能夠降低振動(dòng)。其結(jié)果是，能夠抑制風(fēng)扇I的電力消耗。特別是，通過將徑向間隙51的徑向的寬度設(shè)為5 μ m以上，能夠充分降低振動(dòng)。為了在徑向間隙51充分產(chǎn)生流體動(dòng)壓，徑向間隙51的徑向的寬度為20 μ m以下。優(yōu)選徑向間隙51的徑向的寬度為5 μ m以上10 μ m以下。圖13為表示在馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)時(shí)循環(huán)的潤滑油46的流量與徑向間隙51的徑向的寬度之間的關(guān)系的圖。圖13的橫軸表示徑向間隙51的徑向的寬度，縱軸表示在徑向間隙51流動(dòng)的潤滑油46的流量。在圖13中，以潤滑油46在徑向間隙51朝向上方流動(dòng)時(shí)的流量為正，以朝向下方流動(dòng)時(shí)的流量為負(fù)。如圖13所示，若徑向間隙51的徑向的寬度比5μπι大(不包括5 μ m)，則在徑向間隙51潤滑油46朝向上方流動(dòng)。若徑向間隙51的徑向的寬度比5μπι大，則潤滑油46在徑向間隙51朝向上方流動(dòng)，并依次流經(jīng)徑向間隙51、套筒上間隙446、循環(huán)孔445以及第一下部軸向間隙52而循環(huán)到徑向間隙51。當(dāng)由于軸41的旋轉(zhuǎn)而在潤滑油46中卷入了氣泡等時(shí)，通過潤滑油46循環(huán)，能夠通過密封間隙55而將潤滑油46中的氣泡向軸承機(jī)構(gòu)4的外部排出。因此，更優(yōu)選徑向間隙51的徑向的寬度大于5 μ m而在20 μ m以下。在與徑向間隙51的上方鄰接的密封間隙55中，潤滑油46的壓力等于大氣壓。因此，徑向間隙51的上端部處的潤滑油46的壓力與大氣壓大致相等。由于潤滑油46在徑向間隙51向上方流動(dòng)，因此徑向間隙51的下端部處的潤滑油46的壓力比徑向間隙51的上端部處的潤滑油46的壓力高。因此，徑向間隙51的下端部處的潤滑油46的壓力比大氣壓高。在風(fēng)扇I中，潤滑油46按照徑向間隙51、套筒上間隙446、循環(huán)孔445以及第一下部軸向間隙52的順序循環(huán)，由此能夠防止徑向間隙51的下端部處的潤滑油46的壓力變成負(fù)壓。然而，在密封部設(shè)置在軸承部的上部以及下部的軸承機(jī)構(gòu)中，為了防止由于密封部間產(chǎn)生壓力差而導(dǎo)致的潤滑油泄漏，需要精密設(shè)計(jì)。與此相對(duì)，在馬達(dá)11的軸承機(jī)構(gòu)4中，由于密封部55a只有一處，也就是所謂的全充填(full-fill)結(jié)構(gòu)，所以能夠容易地防止?jié)櫥?6的泄漏。并且，能夠?qū)⒚芊獠?5a處的潤滑油46的液面的位置保持為不變。與·設(shè)置多個(gè)密封部的情況相比，能夠抑制潤滑油46的蒸發(fā)。特別是由于密封部55a設(shè)置在馬達(dá)11內(nèi)部，因此，在風(fēng)扇I驅(qū)動(dòng)時(shí)能夠防止密封部55a暴露在空氣流中。其結(jié)果是，能夠進(jìn)一步抑制潤滑油46的蒸發(fā)。也能夠防止異物進(jìn)入密封部55a內(nèi)。在軸承機(jī)構(gòu)4中，由于密封部55a構(gòu)成在軸41的周圍，因此，與從軸41向徑向外側(cè)離開而構(gòu)成密封部的情況相比，能夠防止?jié)櫥?6由于離心力而從密封部55a泄漏。通過使第一下部軸向間隙52以及第二下部軸向間隙53的軸向的寬度之和為IOym以上40 μ m以下，能夠在確保由潤滑油46產(chǎn)生的減振效果的同時(shí)產(chǎn)生流體動(dòng)壓。在軸承機(jī)構(gòu)4中，通過擴(kuò)大徑向間隙51，徑向間隙51的下端部處的潤滑油46的壓力下降，而通過在擴(kuò)大徑向間隙51的同時(shí)擴(kuò)大第一下部軸向間隙52以及第二下部軸向間隙53的軸向的寬度之和，能夠抑制徑向間隙51的下端部處的潤滑油46的壓力下降。由于在套筒47的內(nèi)周面471設(shè)置存在有第一徑向動(dòng)壓槽列711的一部分的第二傾斜面471a，所以即使擴(kuò)大了徑向間隙51也能夠充分支撐軸41。其結(jié)果是，即使在風(fēng)扇I高速旋轉(zhuǎn)，或是在高溫狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的情況下，也能夠防止軸承剛性的下降。由于馬達(dá)11為三相馬達(dá)，因此能夠使馬達(dá)11高速旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，能夠容易地使對(duì)搭載了風(fēng)扇I的電子設(shè)備的其他裝置產(chǎn)生影響的頻帶與馬達(dá)11產(chǎn)生的振動(dòng)的頻率錯(cuò)開。在馬達(dá)11中，通過設(shè)置磁性部件331，對(duì)轉(zhuǎn)子磁鐵22產(chǎn)生朝向下方的磁吸引力。由此，在風(fēng)扇I驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠抑制葉輪12相對(duì)于靜止部3上浮的力，并抑制第一下軸向動(dòng)壓軸承部691處的軸承損失的增大。并且，由于定子32的磁中心位于比轉(zhuǎn)子磁鐵22的磁中心靠下方的位置，從而對(duì)轉(zhuǎn)子磁鐵22產(chǎn)生朝向下方的磁吸引力。由此，能夠進(jìn)一步抑制第一下軸向動(dòng)壓軸承部691處的軸承損失的增大。在軸向，由于徑向動(dòng)壓軸承部68位于兩個(gè)平衡修正部124a、125之間，所以能夠使旋轉(zhuǎn)部2以及葉輪12穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，并能夠進(jìn)一步降低振動(dòng)。并且，能夠縮短徑向動(dòng)壓軸承部68的軸向的長度，從而能夠縮短軸承部44的套筒47。因此，能夠高精度制造軸承部44。優(yōu)選套筒47的軸向的長度為外徑的4倍以下。由于在徑向上徑向動(dòng)壓軸承部681與馬達(dá)11以及葉輪12的重心重疊，因此能夠更加穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部2以及葉輪12，并能夠進(jìn)一步降低振動(dòng)。以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變更。在上述實(shí)施方式中，第一徑向動(dòng)壓槽列711的上部也可與第一徑向動(dòng)壓槽列711的其他部位相獨(dú)立地設(shè)置在套筒47的第二傾斜面471a。在軸承部44中，也可不必在第二傾斜面471a存在動(dòng)壓槽。即使這樣，通過設(shè)置第二傾斜面471a也能夠確保支撐軸41的面積，因此能夠在一定程度上提高軸承剛性。第一以及第二徑向動(dòng)壓槽列711、712也可設(shè)置在軸41的外周面411。也可在推力板42的上表面以及下表面設(shè)置軸向動(dòng)壓槽列721、722。在推力板42的下環(huán)狀面423與推力帽45的上表面451之間的間隙53，不必一定構(gòu)成下徑向動(dòng)壓軸承部682。循環(huán)孔445也可通過使套筒47的外周面473與形成有多個(gè)槽 的軸承機(jī)殼48的內(nèi)周面483接觸而形成。套筒上間隙446也可通過使套筒47的上表面474與形成有多個(gè)槽的環(huán)狀上部481的下表面接觸而形成。在上述實(shí)施方式中，也可在軸承部44的上部附近，通過在軸41的外周面411設(shè)置縮徑的部位，而在該部位與環(huán)狀上部481的內(nèi)周面481a之間構(gòu)成密封部55a。也可在套筒47的上側(cè)代替環(huán)狀上部481而設(shè)置軸承機(jī)殼48以外的筒狀部件。此時(shí)，在該筒部件的內(nèi)周面與軸41的外周面411之間構(gòu)成密封部55a。并且，在該筒狀部件的下表面與套筒47的上表面474之間構(gòu)成套筒上間隙446。軸41的上部也可直接固定于葉輪12。軸41也可通過兩個(gè)以上的部件固定于葉輪12。也可使用由設(shè)置在密封間隙的動(dòng)壓槽來產(chǎn)生流體動(dòng)壓的螺紋密封作為密封部。也可在葉輪12的頂面部123的平衡修正部125設(shè)置金屬塊作為配重。并且，也可設(shè)置貫通孔或切口狀的部位作為平衡修正部。在側(cè)壁部124的平衡修正部124a也一樣。也可只在頂面部123以及側(cè)壁部124的下端部124a中的一方設(shè)置配重。并且，也可通過去除頂面部123和側(cè)壁部124的一部分來消除旋轉(zhuǎn)部2的不平衡。在上述實(shí)施方式中，也可以是，在馬達(dá)11靜止時(shí)，在軸向，定子32的磁中心與轉(zhuǎn)子磁鐵22的磁中心一致。由此，能夠進(jìn)一步降低馬達(dá)11的振動(dòng)。馬達(dá)11也可作為離心風(fēng)扇等其他的風(fēng)扇的馬達(dá)使用。使用馬達(dá)11的風(fēng)扇最適用于如服務(wù)器那樣搭載有硬盤的設(shè)備。在服務(wù)器中，風(fēng)扇搭載于靠近硬盤的位置。因此，在搭載有振動(dòng)大的風(fēng)扇時(shí)，容易產(chǎn)生硬盤的讀寫錯(cuò)誤。但是，若在服務(wù)器搭載使用了馬達(dá)11的風(fēng)扇，則不易產(chǎn)生硬盤的讀寫錯(cuò)誤。上述實(shí)施方式以及各變形例中的結(jié)構(gòu)只要不相互矛盾即可進(jìn)行適當(dāng)組合。本發(fā)明能夠用于產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇，其特征在于，所述風(fēng)扇包括 馬達(dá)；以及 葉輪，其具有多個(gè)葉片，所述葉輪借助于所述馬達(dá)以中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生空氣流， 所述馬達(dá)包括 靜止部；以及 旋轉(zhuǎn)部，其被所述靜止部支撐為能夠旋轉(zhuǎn)， 所述靜止部包括 定子；以及 軸承部，其位于所述定子的內(nèi)側(cè)， 所述軸承部包括 套筒，其為金屬燒結(jié)體；以及 軸承機(jī)殼，其覆蓋所述套筒的外周面， 所述旋轉(zhuǎn)部包括 轉(zhuǎn)子磁鐵，其位于所述定子的徑向外側(cè)； 軸，其上部直接或者通過一個(gè)以上的部件固定于所述葉輪，且該軸被插入于所述套筒中；以及推力板，其從所述軸的下端向徑向外側(cè)延展，并與所述套筒的下表面在軸向?qū)χ?，在所述套筒的?nèi)周面與所述軸的外周面之間的徑向間隙，構(gòu)成徑向動(dòng)壓軸承部，該徑向動(dòng)壓軸承部產(chǎn)生朝向軸向下方的潤滑油的流體動(dòng)壓，在所述套筒的所述下表面與所述推力板的上表面之間的軸向間隙，構(gòu)成軸向動(dòng)壓軸承部，該軸向動(dòng)壓軸承部產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的所述潤滑油的流體動(dòng)壓， 從所述套筒的上表面向所述下表面沿軸向延伸的循環(huán)孔位于所述套筒的所述外周面與所述軸承機(jī)殼之間， 所述徑向間隙的徑向的寬度為5μπι以上20 μ m以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)扇， 所述徑向間隙的徑向的寬度比5 μ m大。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)扇， 所述推力板的所述上表面的外緣部具有朝向徑向外側(cè)向下方傾斜的傾斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)扇， 所述靜止部還具有與所述推力板的下表面在軸向?qū)χ玫妮S承底部， 在所述推力板的所述下表面與所述軸承底部的上表面之間的其他軸向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生所述潤滑油的流體動(dòng)壓的其他軸向動(dòng)壓軸承部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇， 所述軸向間隙以及所述其他軸向間隙的軸向的寬度之和為10 μ m以上40 μ m以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)扇， 所述軸承機(jī)殼具有在所述套筒的上側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)延展的環(huán)狀上部， 在所述環(huán)狀上部的內(nèi)周面與所述軸的所述外周面之間構(gòu)成徑向的寬度隨著朝向上方而逐漸增大的密封間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇， 與所述密封間隙的下側(cè)鄰接地在所述套筒的所述內(nèi)周面設(shè)置直徑隨著朝向上方而逐漸增大的傾斜面， 當(dāng)所述軸在所述旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)傾斜的情況下，所述傾斜面沿著所述軸的所述外周面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇， 在所述傾斜面存在所述徑向動(dòng)壓軸承部的動(dòng)壓槽的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)扇， 所述徑向動(dòng)壓軸承部具有位于所述徑向間隙的上部的上徑向動(dòng)壓軸承部；以及位于所述徑向間隙的下部的下徑向動(dòng)壓軸承部， 在徑向，所述上徑向動(dòng)壓軸承部與所述馬達(dá)以及所述葉輪的重心重疊。
10.一種風(fēng)扇，其特征在于，所述風(fēng)扇包括 馬達(dá)；以及 葉輪，其具有多個(gè)葉片，所述葉輪借助于所述馬達(dá)以中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生空氣流， 所述馬達(dá)包括 靜止部；以及 旋轉(zhuǎn)部，其被所述靜止部支撐為能夠旋轉(zhuǎn)， 所述靜止部包括 定子；以及 軸承部，其位于所述定子的內(nèi)側(cè)， 所述軸承部包括 套筒，其為金屬燒結(jié)體；以及 軸承機(jī)殼，其覆蓋所述套筒的外周面， 所述旋轉(zhuǎn)部包括 轉(zhuǎn)子磁鐵，其位于所述定子的徑向外側(cè)； 軸，其上部直接或者通過一個(gè)以上的部件固定于所述葉輪，且該軸被插入于所述套筒中；以及 推力板，其從所述軸的下端向徑向外側(cè)延展，并與所述套筒的下表面在軸向?qū)χ?，在所述套筒的?nèi)周面與所述軸的外周面之間的徑向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生潤滑油的流體動(dòng)壓的徑向動(dòng)壓軸承部，在所述套筒的所述下表面與所述推力板的上表面之間的軸向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生所述潤滑油的流體動(dòng)壓的軸向動(dòng)壓軸承部， 從所述套筒的上表面向所述下表面沿軸向延伸的循環(huán)孔位于所述套筒的所述外周面與所述軸承機(jī)殼之間， 在所述旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述潤滑油依次通過所述徑向間隙、所述套筒的所述上表面上的間隙、所述循環(huán)孔以及所述軸向間隙而循環(huán)到所述徑向間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風(fēng)扇，其具有馬達(dá)和葉輪，所述馬達(dá)具有靜止部和旋轉(zhuǎn)部，所述靜止部具有定子和軸承部，所述軸承部具有為金屬燒結(jié)體的套筒以及覆蓋所述套筒的外周面的軸承機(jī)殼，所述旋轉(zhuǎn)部具有轉(zhuǎn)子磁鐵、插入在所述套筒中的軸以及從所述軸的下端向徑向外側(cè)延展的推力板，在所述套筒的內(nèi)周面與所述軸的外周面之間的徑向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生朝向軸向下方的潤滑油的流體動(dòng)壓的徑向動(dòng)壓軸承部，在所述套筒的下表面與所述推力板的上表面之間的軸向間隙，構(gòu)成產(chǎn)生朝向徑向內(nèi)側(cè)的所述潤滑油的流體動(dòng)壓的軸向動(dòng)壓軸承部，沿軸向延伸的循環(huán)孔位于所述套筒與所述軸承機(jī)殼之間，所述徑向間隙的徑向的寬度為5μm以上20μm以下。
文檔編號(hào)F04D29/05GK102852831SQ20121022554
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者廣野禎一, 長谷川朋廣, 野田慎一朗, 池上祥治, 藤本將文 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)株式會(huì)社