特開 2024-114608 送風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114608

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】送風機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/056 20060101AFI20240816BHJP

   F16C 25/08 20060101ALI20240816BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20240816BHJP

   F04D 29/051 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

F04D29/056 B

F04D29/056 A

F16C25/08 Z

F16C19/16

F04D29/051

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023212865

(22)【出願日】2023-12-18

(31)【優先権主張番号】P 2023019097

(32)【優先日】2023-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】池田 仁子

【テーマコード（参考）】

3H130

3J012

3J701

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB13

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC30

3H130BA24E

3H130BA63E

3H130DA02X

3H130DB01X

3H130DB08X

3H130DB15X

3H130DD02Z

3H130DJ01X

3H130EA01E

3H130EA06Z

3J012AB02

3J012BB03

3J012CB03

3J012FB10

3J012HB02

3J701AA03

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701FA60

3J701GA29

(57)【要約】

【課題】インペラの回転数を上げることを可能にし得る送風機を提供する。
【解決手段】送風機１は、シャフト１０と、スリーブ８１と、シャフト１０の軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって軸方向における一方側から他方側に向かう空気流を生成するインペラ５６と、シャフト１０におけるインペラ５６に近い部分に支持される内輪２１とスリーブ８１の内周面８１ｉに固定される外輪２２とを含む第１玉軸受２０と、シャフト１０における内輪２１よりもインペラ５６から遠い部分に内輪３１が支持される第２玉軸受３０と、シャフト１０における内輪２１と内輪３１との間の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出す第１フランジ部２８と、第１フランジ部２８と内輪３１との間に配置される第１バネ４０と、を備えている。第１フランジ部２８は、インペラ５６が回転した際に、内輪２１を他方側から一方側に向かって押す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと、
前記シャフトの一部を内部に収容するスリーブと、
前記シャフトの軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって前記軸方向における一方側から前記軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラと、
前記シャフトにおける前記インペラに近い部分に支持される内輪と、前記スリーブの内周面に固定される外輪とを含む第１玉軸受と、
前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪よりも前記インペラから遠い部分に内輪が支持される第２玉軸受と、
前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪と前記第２玉軸受の内輪との間の部分に支持され、前記シャフトから前記軸方向に垂直な径方向の外側に張り出す第１フランジ部と、
前記第１フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第１バネと、
を備え、
前記第１フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第１玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押す、送風機。

【請求項2】

シャフトと、
前記シャフトの一部を内部に収容するスリーブと、
前記シャフトの軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって前記軸方向における一方側から前記軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラと、
前記シャフトにおける前記インペラに近い部分に支持される内輪と、前記スリーブの内周に配置される外輪とを含む第１玉軸受と、
前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪よりも前記インペラから遠い部分に内輪が支持される第２玉軸受と、
前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪と前記第２玉軸受の内輪との間の部分に支持され、前記シャフトから前記軸方向に垂直な径方向の外側に張り出す第１フランジ部と、
前記第１フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第１バネと、
を備え、
前記スリーブの内周には、前記径方向の内側へ突出する張出部が設けられ、
前記張出部には、前記第１玉軸受の前記一方側の端部が当接し、
前記第１フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第１玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押す、送風機。

【請求項3】

前記インペラは、前記シャフトの回転に伴い前記スリーブに対して回転するロータの一部をなしており、
前記第１バネによる荷重の最大値が前記ロータによる荷重よりも小さい、請求項１又は２に記載の送風機。

【請求項4】

前記第２玉軸受の外輪は、前記軸方向における移動を規制されている、請求項１又は２に記載の送風機。

【請求項5】

前記スリーブの内周面に固定されて前記径方向の内側に張り出す固定部をさらに備え、
前記スリーブは、前記固定部よりも前記一方側の部分において前記径方向の内側に突出する段部を含み、
前記第２玉軸受の外輪は、前記段部と前記固定部に挟み込まれて前記軸方向における移動を規制されている、請求項４に記載の送風機。

【請求項6】

前記シャフトにおける前記第２玉軸受の内輪よりも前記他方側の部分に支持され、前記シャフトから前記径方向の外側に張り出す第２フランジ部と、
前記第２フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第２バネと、
をさらに備える、請求項５に記載の送風機。

【請求項7】

前記インペラは、前記シャフトの回転に伴い前記スリーブに対して回転するロータの一部をなしており、
前記第１バネおよび前記第２バネのたわみ量が前記第１玉軸受および／または前記第２玉軸受のアキシャルすきま分だけ変化した場合の、前記第１バネおよび前記第２バネによる荷重の変化量は、前記第２玉軸受の内輪の重量よりも大きい、請求項６に記載の送風機。

【請求項8】

前記シャフトにおける前記第２玉軸受の内輪よりも前記他方側の部分に支持され、前記シャフトから前記径方向の外側に張り出す第２フランジ部をさらに備え、
前記スリーブは、前記軸方向における前記第１玉軸受の外輪と前記第２玉軸受の外輪との間の部分において前記径方向の内側に突出する段部を含み、
前記軸方向における前記段部と前記第２玉軸受の外輪との間には、前記段部と前記第２玉軸受の外輪との間に第３バネが配置されており、
前記第２フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第２玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押す、請求項１又は２に記載の送風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送風機に関する。

【背景技術】

【0002】

２つの玉軸受により回転可能に支持された回転軸と、回転軸に取り付けられて回転軸とともに回転するインペラとを備える装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。特許文献１に記載された装置では、インペラが回転することによって、軸方向において、インペラ側からインペラの反対側に向かって空気流が生成される。そして、これに抗して、回転軸等に対して、インペラの反対側からインペラ側に向かうスラスト力（推力）が発生する。

【0003】

特許文献１に記載された装置では、インペラに近い側の玉軸受よりもインペラに近い側に予圧ばねが配置されている。特許文献１に記載された装置において、インペラに近い側の玉軸受は、インペラの回転時、この予圧ばねによって、スラスト力の作用方向とは反対の方向（インペラ側からインペラの反対側に向かう方向）に付勢力を受け、予圧を付与されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－２１０８７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

概して、スラスト力は、インペラの回転数に応じて大きくなる。上記特許文献１に記載された装置では、予圧ばねによって、インペラに近い側の玉軸受に対して、スラスト力が作用する方向とは反対の方向に付勢力を付与する。このため、上記特許文献１に記載された装置では、インペラの回転時においてこの玉軸受に対して常に予圧を付与するためには、インペラの回転数を上げる程、予圧ばねの付勢力を大きくする必要がある。しかし、一般的に、玉軸受に印加する面圧には最大値（規定値）が定められている。すなわち、玉軸受に付与し得る予圧には上限がある。したがって、従来、玉軸受のこのような制約によって、インペラの回転数を上げることが難しかった。

【0006】

そこで、本発明は、インペラの回転数を上げることを可能にし得る送風機を提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の送風機は、シャフトと、前記シャフトの一部を内部に収容するスリーブと、前記シャフトの軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって前記軸方向における一方側から前記軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラと、前記シャフトにおける前記インペラに近い部分に支持される内輪と前記スリーブの内周面に固定される外輪とを含む第１玉軸受と、前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪よりも前記インペラから遠い部分に内輪が支持される第２玉軸受と、前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪と前記第２玉軸受の内輪との間の部分に支持され、前記シャフトから前記軸方向に垂直な径方向の外側に張り出す第１フランジ部と、前記第１フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第１バネと、を備えている。この送風機において、前記第１フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第１玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押す。

【0008】

本発明の別の送風機は、シャフトと、前記シャフトの一部を内部に収容するスリーブと、前記シャフトの軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって前記軸方向における一方側から前記軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラと、前記シャフトにおける前記インペラに近い部分に支持される内輪と、前記スリーブの内周に配置される外輪とを含む第１玉軸受と、前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪よりも前記インペラから遠い部分に内輪が支持される第２玉軸受と、前記シャフトにおける前記第１玉軸受の内輪と前記第２玉軸受の内輪との間の部分に支持され、前記シャフトから前記軸方向に垂直な径方向の外側に張り出す第１フランジ部と、前記第１フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第１バネと、を備え、前記スリーブの内周には、前記径方向の内側へ突出する張出部が設けられ、前記張出部には、前記第１玉軸受の前記一方側の端部が当接し、前記第１フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第１玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押す。

【0009】

これらの送風機において、以下の構成の少なくとも１つをさらに備えてもよい。

【0010】

前記インペラは、前記シャフトの回転に伴い前記スリーブに対して回転するロータの一部をなしており、前記第１バネによる荷重の最大値が前記ロータによる荷重よりも小さくてもよい。

【0011】

前記第２玉軸受の外輪は、前記軸方向における移動を規制されていてもよい。

【0012】

上記送風機は、前記スリーブの内周面に固定されて前記径方向の内側に張り出す固定部をさらに備え、前記スリーブは、前記固定部よりも前記一方側の部分において前記径方向の内側に突出する段部を含み、前記第２玉軸受の外輪は、前記段部と前記固定部に挟み込まれて前記軸方向における移動を規制されていてもよい。

【0013】

上記送風機は、前記シャフトにおける前記第２玉軸受の内輪よりも前記他方側の部分に支持され、前記シャフトから前記径方向の外側に張り出す第２フランジ部と、前記第２フランジ部と前記第２玉軸受の内輪との間に配置される第２バネと、をさらに備えてもよい。この場合において、前記インペラは、前記シャフトの回転に伴い前記スリーブに対して回転するロータの一部をなしており、第１バネおよび第２バネのたわみ量が第１玉軸受および第２玉軸受のアキシャルすきま分だけ変化した場合の、第１バネおよび第２バネによる荷重（付勢力）の変化量は、第２玉軸受の内輪の重量よりも大きくてもよい。

【0014】

上記送風機は、前記シャフトにおける前記第２玉軸受の内輪よりも前記他方側の部分に支持され、前記シャフトから前記径方向の外側に張り出す第２フランジ部をさらに備え、前記スリーブの内周面は、前記軸方向における前記第１玉軸受の外輪と前記第２玉軸受の外輪との間の部分において前記径方向の内側に突出する段部を含み、前記軸方向における前記段部と前記第２玉軸受の外輪との間には、第３バネが配置されており、前記第２フランジ部は、前記インペラが回転した際に、前記第２玉軸受の内輪を前記他方側から前記一方側に向かって押してもよい。この場合において、前記インペラは、前記シャフトの回転に伴い前記スリーブに対して回転するロータの一部をなしており、前記第１バネによる荷重の最大値及び前記第３バネによる荷重の最大値のそれぞれが、前記ロータによる荷重よりも小さくてもよい。

【0015】

また、上記送風機において、前記インペラにおける前記他方側の面には、ワッシャが支持されており、前記シャフトは前記ワッシャを貫通していてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、インペラの回転数を上げることを可能にし得る送風機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態における送風機を示す軸方向における断面図である。

【図2】インペラが静止している際の図１に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図3】インペラが回転している際の図１に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態における送風機を示す軸方向における断面図である。

【図5】インペラが静止している際の図４に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図6】インペラが回転している際の図４に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図7】本発明の第３実施形態における送風機を示す軸方向における断面図である。

【図8】インペラが静止している際の図７に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図9】インペラが回転している際の図７に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【図10】本発明の第４実施形態における送風機を示す軸方向における断面図である。

【図11】インペラが静止している際の図１０に示す軸受装置の様子を拡大して概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る送風機を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために各部材の寸法が誇張又は縮小して示されていたり、ハッチングが省略されて示されていたりする場合がある。

【0019】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態における送風機を示す軸方向における断面図である。図１に示すように、送風機１は、ケーシング１１と、軸受装置８０と、ステータ７０と、ロータ５０とを主な構成として備える。

【0020】

軸受装置８０は、筒状（本実施形態では、円筒状）のスリーブ８１と、シャフト１０と、第１玉軸受２０と、第２玉軸受３０と、ワッシャ２９と、第１フランジ部２８と、第１バネ４０と、固定部６０とを含んでいる。

【0021】

スリーブ８１は、例えば金属からなり、その内部に、第１玉軸受２０、第２玉軸受３０、第１フランジ部２８、第１バネ４０、固定部６０、及びシャフト１０の一部等を収容している。

【0022】

シャフト１０は、径方向において、スリーブ８１の中心を通っている。シャフト１０の一部は、スリーブ８１の内部から外側に突出する突出部１０ａとなっている。本実施形態において、送風機１は、シャフト１０が径方向の中心に位置するように同心円状に構成されている。ただし、送風機１におけるシャフト１０等の位置関係は同心円状に限定されるものではない。シャフト１０の長手方向は、送風機１の軸方向であり、当該軸方向は、上記径方向に垂直である。なお、以下、軸方向において、突出部１０ａ側に向かう側を「上」、「上方」、「上側」、あるいは「一方側」と呼称する場合があり、突出部１０ａ側とは反対側に向かう側を「下」、「下方」、「下側」、あるいは「他方側」と呼称する場合がある。また、径方向において、シャフト１０に近い側を「内」あるいは「内側」と呼称する場合があり、シャフト１０から遠い側を「外」あるいは「外側」と呼称する場合がある。

【0023】

第１玉軸受２０は、シャフト１０における突出部１０ａの近傍（すなわち、シャフト１０の一方側）に取り付けられている。軸方向において、第１玉軸受２０よりも上側には突出部１０ａがある。第２玉軸受３０は、シャフト１０の下側の端部近傍（すなわち、シャフト１０の他方側）に取り付けられている。第２玉軸受３０は、第１玉軸受２０よりも下側にある。第１玉軸受２０及び第２玉軸受３０は、シャフト１０を回転可能に支持している。

【0024】

ワッシャ２９は、第１玉軸受２０よりも上側にあり、シャフト１０は、このワッシャ２９の径方向における中央に形成された孔を貫通している。第１フランジ部２８は、第１玉軸受２０よりも下側にあり、シャフト１０に支持されている。第１バネ４０は、軸方向において、第１フランジ部２８と第２玉軸受３０との間に配置されている。固定部６０は、第２玉軸受３０よりも下側に配置されている。

【0025】

なお、軸受装置８０については、後にさらに詳細に説明する。

【0026】

ケーシング１１は、筒形状を有しており、例えば、軸方向から見た場合に略正方形、略矩形、または円形等であってもよい。ケーシング１１の内部空間は、上側から下側に向かって軸方向に沿って空気流が流れる風洞となっている。すなわち、ケーシング１１の上側の端部１１ｕには、ケーシング１１の内部空間に空気を吸入するための吸気口１１ｉが形成されており、ケーシング１１の下側の端部１１ｄには、空気を流出させるための排気口１１ｏが形成されている。ケーシング１１の内部空間には、軸受装置８０、ステータ７０、及びロータ５０等が収容されている。ケーシング１１は、側壁１２と、ベース部１３と、固定翼１４とを含んでいる。

【0027】

側壁１２は、ロータ５０よりも径方向の外側にあり、ロータ５０の周囲を囲っている。側壁１２は、ケーシング１１の上側の端部１１ｕに接続している。側壁１２は、シャフト１０を中心とする筒形状を有しており、ロータ５０との間に隙間を空けて配置されている。側壁１２は、内部に配置されたロータ５０や軸受装置８０等を保護する機能も有する。

【0028】

固定翼１４は、複数の静翼からなる。この固定翼１４によって、側壁１２とベース部１３とが径方向において繋がれている。

【0029】

ベース部１３は、軸方向に垂直な円盤状の底部１３ａと、底部１３ａの外側の端部から軸方向に沿って上側へ所定の長さだけ延在する円筒形状の外周壁１３ｂと、底部１３ａの内側の端部から軸方向に沿って上側に所定の長さだけ突出する円筒形状のボス部１３ｃと、を含んでいる。外周壁１３ｂ及びボス部１３ｃは、シャフト１０に対して同心をなしている。

【0030】

外周壁１３ｂの外周面には、固定翼１４が一体に形成されている。すなわち、外周壁１３ｂは、固定翼１４を介して側壁１２によって支持されている。ボス部１３ｃの内周面には、軸受装置８０のスリーブ８１が例えば圧入によって取り付けられている。

【0031】

ケーシング１１の側壁１２、ベース部１３、及び固定翼１４とは、合成樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂）の射出成形により一体に形成されてもよい。また、側壁１２とベース部１３とを繋ぐ固定翼１４に代えて、棒状部分からなる複数のスポークが用いられるようにしてもよい。

【0032】

次に、ステータ７０について説明する。

【0033】

ステータ７０は、ステータコア７１と、インシュレータ７２と、複数のコイル７３とを主な構成として備える。

【0034】

ステータコア７１は、本実施形態では、軟磁性材からなる電磁鋼板のコアを複数枚積層された積層体によって形成されている。ステータコア７１は、軸受装置８０のスリーブ８１に対して外側に位置している。本実施形態では、ステータコア７１の内周面に円形状の開口部７１ｈが形成されている。このステータコア７１の開口部７１ｈをスリーブ８１が軸方向に貫通している。スリーブ８１は、ステータコア７１の開口部７１ｈに例えば圧入されることにより、ステータコア７１に取り付けられている。なお、接着剤を併用して、ステータコア７１がスリーブ８１に固着されるようにしてもよい。

【0035】

インシュレータ７２は、絶縁材料からなり、ステータコア７１に装着されてステータコア７１の一部を覆っている。ステータコア７１の外周面７１ｏは、インシュレータ７２から露出している。複数のコイル７３のそれぞれは、ステータコア７１の周方向において所定の間隔を空けてインシュレータ７２を介してステータコア７１に巻回されている。このため、ステータコア７１と複数のコイル７３とはインシュレータ７２を介して絶縁されている。

【0036】

次に、ロータ５０について説明する。

【0037】

ロータ５０は、インペラ５６と、ロータヨーク５２と、マグネット５１と、ブッシュ５３とを主な構成として備える。

【0038】

インペラ５６は、ハブ５４と、ハブ５４の外周面に周方向に沿って設けられた複数の羽根５５とを備えている。ハブ５４および複数の羽根５５は、例えば、合成樹脂（例えば、ガラス繊維を含むポリブチレンテレフタレート樹脂）を射出成形することによって一体的に形成されてもよい。

【0039】

ハブ５４は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ状の形状を有しており、軸方向に垂直な板状のベース５４ａと、ベース５４ａの外側の端部から概ね軸方向に沿って延在する筒状（円筒状）の側壁５４ｂとを含んでいる。ハブ５４は、ベース５４ａを上側に向けて配置されている。ハブ５４は、ロータヨーク５２、マグネット５１、ブッシュ５３、ステータ７０、及び軸受装置８０等を上側から覆っている。こうして、ハブ５４は、ハブ５４よりも内側に異物が進入することを抑制している。

【0040】

複数の羽根５５は、概ね同じ形状を有しており、ハブ５４の側壁５４ｂから外側に延在している。複数の羽根５５は、ハブ５４の側壁５４ｂの周方向において概ね当間隔に配置されている。複数の羽根５５のそれぞれは、インペラ５６が回転した際に、ケーシング１１の内部空間を上側から下側に向かって軸方向に沿って流れる空気流を生成するように形成されている。

【0041】

ブッシュ５３は、例えば軟磁性材からなる。ブッシュ５３の径方向における中央には、ブッシュ５３を軸方向に貫通する貫通孔５３ｈが形成されている。この貫通孔５３ｈにシャフト１０の突出部１０ａが例えば圧入されることにより、シャフト１０がブッシュ５３に取り付けられている。また、ブッシュ５３の上側の部分には、内側に凹む凹部５３ｃが形成されている。

【0042】

ロータヨーク５２は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ状の形状を有しており、例えば軟磁性材からなる。ロータヨーク５２は、軸方向に垂直な板状のベース５２ａと、ベース５２ａの外側の端部から概ね軸方向に沿って延在する筒状（円筒状）の側壁５２ｂとを含んでいる。ロータヨーク５２は、ベース５２ａを上側に向けて配置されている。ロータヨーク５２は、マグネット５１、ステータ７０、及び軸受装置８０等を上側から覆っている。こうして、ロータヨーク５２は、ロータヨーク５２よりも内側に異物が進入することを抑制している。

【0043】

ロータヨーク５２のベース５２ａの径方向における中央には、軸方向から見た場合に円形の孔が形成されている。この孔は、ベース５２ａの内周面５２ａｉによって画定されている。ベース５２ａのうち内周面５２ａｉとその近傍は、ブッシュ５３の上側の部分に加締められて固定されている。その結果、ブッシュ５３の上側の部分に前述の凹部５３ｃが形成されている。また、ロータヨーク５２の側壁５２ｂの外周面のうち上側の部分は、インペラ５６のハブ５４の側壁５４ｂの内周面に、例えば接着剤を用いて固定されている。このように、ロータヨーク５２は、インペラ５６の内周面に固定されている。

【0044】

マグネット５１は、軸方向から見て環状に形成されており、本実施形態では円筒状に形成されている。マグネット５１の外周面は、ロータヨーク５２の側壁５２ｂの内周面に、例えば接着剤を介して固定されている。マグネット５１は、周方向において交互にＮ極及びＳ極に着磁されている。径方向において、マグネット５１の内周面５１ｉは、ステータ７０よりも外側にあり、ステータコア７１の外周面７１ｏとエアギャップを介して対向している。

【0045】

送風機１において、複数のコイル７３に電流が供給されると、ステータコア７１の外周面７１ｏとマグネット５１の内周面５１ｉとの間で磁気的相互作用が生じて、送風機１内に磁気回路が形成される。この磁気回路によりシャフト１０が回転し、このシャフト１０の回転に伴い、インペラ５６を含むロータ５０がシャフト１０を中心として回転する。すなわち、インペラ５６を含むロータ５０は、ステータ７０及びスリーブ８１を含む軸受装置８０に対して相対的に回転する。このように、送風機１は、アウターロータ型に構成されている。そして、インペラ５６が回転することにより、ケーシング１１の内部空間を上側（一方側）から下側（他方側）に向かって軸方向に沿って流れる空気流が生成される。

【0046】

次に、軸受装置８０についてより詳細に説明する。

【0047】

図１に示すように、軸受装置８０において、第１玉軸受２０は、シャフト１０の突出部１０ａの近傍に配置されている。図１に示すように、突出部１０ａの上側には、ハブ５４のベース５４ａがある。したがって、第１玉軸受２０は、第２玉軸受３０よりも、ハブ５４のベース５４ａに近い側にある。すなわち、第１玉軸受２０は、第２玉軸受３０よりもインペラ５６に近い側にある。

【0048】

図２は、インペラ５６が静止している際の軸受装置８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図２は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した場合における、インペラ５６の静止時の軸受装置８０の様子を示している。

【0049】

図２に示すように、第１玉軸受２０は、内輪２１と、外輪２２と、複数の転動体（玉）２３とを有している。内輪２１の内周面によって画定される貫通孔には、シャフト１０が挿通されている。内輪２１は、内輪２１の貫通孔を貫通するシャフト１０によって支持されている。内輪２１は、シャフト１０におけるインペラ５６に近い部分に支持されている。内輪２１の外周面２１ｏのうち軸方向における中央には、径方向から見て内側に向かって円弧状に窪む凹部２１ｃが形成されている。外輪２２の外周面は、スリーブ８１の内周面８１ｉに例えば接着剤を用いて固定されている。外輪２２の内周面２２ｉのうち軸方向における中央には、径方向から見て外側に窪む円弧状の凹部２２ｃが形成されている。複数の転動体２３は、内輪２１の凹部２１ｃと外輪２２の凹部２２ｃとによって挟み込まれて支持されている。このように複数の転動体２３が内輪２１と外輪２２との間に介在することにより、スリーブ８１に固定された外輪２２に対して内輪２１がシャフト１０とともに回転する。

【0050】

第２玉軸受３０は、第１玉軸受２０と同様の構成を有する。第２玉軸受３０の内輪３１の内周面によって画定される貫通孔には、シャフト１０が挿通されている。内輪３１は、内輪３１の貫通孔を貫通するシャフト１０によって支持されている。内輪３１は、シャフト１０における内輪２１よりもインペラ５６から遠い部分に支持されている。外輪３２の外周面は、スリーブ８１の内周面８１ｉに概ね面接触している。複数の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃと外輪３２の凹部３２ｃとによって挟み込まれて支持されている。このように複数の転動体３３が内輪３１と外輪３２との間に介在することにより、外輪３２に対して内輪３１がシャフト１０とともに回転する。

【0051】

なお、本実施形態では、第１玉軸受２０の外輪２２はスリーブ８１に接着により固定されているが、第１玉軸受２０の内輪２１と、第２玉軸受３０の内輪３１及び外輪３２とはそれぞれすきまばめである。具体的には、第１玉軸受２０の内輪２１及び第２玉軸受３０の内輪３１のそれぞれはシャフト１０にすきまばめされており、第２玉軸受３０の外輪３２はスリーブ８１にすきまばめされている。

【0052】

スリーブ８１は、径方向の内側に突出する段部８１Ｐを含んでいる。段部８１Ｐは、軸方向において第１玉軸受２０の外輪２２と第２玉軸受３０の外輪３２との間にある。また、径方向において、段部８１Ｐの端面８１Ｐｅは、第１玉軸受２０の外輪２２の内周面２２ｉと同じ位置か内周面２２ｉよりも外側にあり、第２玉軸受３０の外輪３２の内周面３２ｉと同じ位置か内周面３２ｉよりも外側にある。段部８１Ｐの上面８１Ｐｕは、第１玉軸受２０の外輪２２の下面２２ｄに接触している。段部８１Ｐの下面８１Ｐｄは、第２玉軸受３０の外輪３２の上面３２ｕに接触している。なお、本実施形態では、段部８１Ｐはスリーブ８１と一体となっているが、スリーブ８１の内周面８１ｉに接着等の方法で固定された略円筒状の別部材で構成されていてもよい。

【0053】

固定部６０は、段部８１Ｐよりも下側（他方側）にある。換言すると、段部８１Ｐは、固定部６０よりも上側（一方側）にある。固定部６０は、スリーブ８１の内周面８１ｉに固定されて内側に張り出している。本実施形態において、固定部６０は、スリーブ８１の内周面８１ｉに固定されて内側に張り出すワッシャ６２と、ワッシャ６２の上面に配置されるスペーサ６１とを含んでいる。スペーサ６１の上面には、第２玉軸受３０の外輪３２の下面３２ｄが接触している。スペーサ６１及びワッシャ６２は、それぞれリング状であり、スペーサ６１の内周面の内側及びワッシャ６２の内周面の内側にシャフト１０が挿通されている。なお、固定部６０は、これに限られず、例えば、ワッシャ６２のみで構成されてもよく、内周面８１ｉに固定されたスペーサ６１のみから構成されてもよい。

【0054】

本実施形態において、第２玉軸受３０の外輪３２は、段部８１Ｐと固定部６０とによって挟み込まれて軸方向における移動を規制されている。なお、第２玉軸受３０の外輪３２を接着剤などによってスリーブ８１の内周面８１ｉに接着することによって、外輪３２の軸方向における移動を規制してもよい。

【0055】

第１フランジ部２８は、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１と第２玉軸受３０の内輪３１との間の部分に固定され、シャフト１０から径方向の外側に張り出している。本実施形態において、第１フランジ部２８はワッシャであり、シャフト１０の外周面１０ｏに形成された溝に嵌め込まれており、これにより、シャフト１０に支持されている。なお、第１フランジ部２８の構成はこれに限らず、例えば、シャフト１０とフランジ状に一体成型された部分であってもよい。本実施形態において、第１フランジ部２８は、第１玉軸受２０の内輪２１の直下にあり、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０の内輪２１の下面２１ｄに接触しているが、接触していなくても構わない。

【0056】

第１バネ４０は、第１フランジ部２８の下面と第２玉軸受３０の内輪３１の上面３１ｕとの間に配置されている。第１バネ４０の内側をシャフト１０が貫通している。すなわち、第１バネ４０は、シャフト１０の外周面１０ｏの一部を囲っている。

【0057】

本実施形態において、ワッシャ２９は、シャフト１０に支持されている。例えば、ワッシャ２９は、シャフト１０の外周面１０ｏに形成された溝に嵌め込まれることによってシャフト１０に支持されている。シャフト１０は、ブッシュ５３の貫通孔５３ｈに挿通されている。

【0058】

シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した場合、インペラ５６の静止時には、図２において矢印で示すように、ロータ５０による荷重Ｆ１が上側から下側に向かってシャフト１０に作用する。そして、これにより、シャフト１０及びシャフト１０に支持された第１玉軸受２０の内輪２１が下側に移動する。前述のように、第１玉軸受２０の外輪２２はスリーブ８１に固定されている。そのため、第１玉軸受２０の内輪２１は、外輪２２に対して相対的に下側に位置する。よって、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０の転動体２３は、内輪２１の凹部２１ｃの上側の領域と外輪２２の凹部２２ｃの下側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０には、図２において一点鎖線で示すように、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0059】

第２玉軸受３０の内輪３１の上面３１ｕには第１バネ４０が配置されているため、シャフト１０に支持された内輪３１も、ロータ５０による荷重Ｆ１を受けてシャフト１０が下側に移動するのに伴って、下側に移動しようとする。前述のように、第２玉軸受３０の外輪３２は、軸方向における移動を規制されている。そのため、第２玉軸受３０の内輪３１は、外輪３２に対して相対的に下側に位置する。よって、インペラ５６の静止時において、第２玉軸受３０の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃの上側の領域と外輪３２の凹部３２ｃの下側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の静止時において、第２玉軸受３０には、図２において一点鎖線で示すように、内輪３１および外輪３２と転動体３３との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0060】

このように、軸受装置８０では、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０とにかかる予圧は、それぞれの内輪および外輪と転動体との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する並列組み合わせになっている。

【0061】

ところで、第１バネ４０はシャフト１０に支持された第１フランジ部２８に接触しており、第１玉軸受２０には接触していない。このため、第１バネ４０の付勢力が第１玉軸受２０に伝わることが、シャフト１０に支持された第１フランジ部２８によって阻止されている。すなわち、インペラ５６の静止時、第１玉軸受２０には、実質的に、ロータ５０による荷重Ｆ１に起因する予圧しかかからない。

【0062】

次に、インペラ５６が回転している場合における軸受装置８０について説明する。

【0063】

図３は、インペラ５６が回転している際の軸受装置８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図３は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した場合における、インペラ５６の回転時の軸受装置８０の様子を示している。

【0064】

図３において矢印で示すように、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した場合にインペラ５６が回転すると、シャフト１０には、上側から下側に向かうロータ５０による荷重Ｆ１に加えて、スラスト力Ｆ２が作用する。このスラスト力Ｆ２は、インペラ５６が回転して生成された上側から下側に向かう空気流に起因して、下側（他方側）から上側（一方側）に向かって作用する。

【0065】

具体的には、インペラ５６の回転数が大きくなると（インペラ５６が高速回転すると）、スラスト力Ｆ２がロータ５０による荷重Ｆ１よりも大きくなり、その結果、このスラスト力Ｆ２によって、シャフト１０及びシャフト１０に支持された第１フランジ部２８が上側に移動する。そして、第１フランジ部２８が上側に移動する結果、第１玉軸受２０の内輪２１は、内輪２１の下面２１ｄに接触した第１フランジ部２８によって下側（他方側）から上側（一方側）に向かって押されて、上側に移動する。第１玉軸受２０の外輪２２はスリーブ８１に固定されている。そのため、内輪２１は、外輪２２に対して相対的に上側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０の転動体２３は、内輪２１の凹部２１ｃの下側の領域と外輪２２の凹部２２ｃの上側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０には、図３において一点鎖線で示すように、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0066】

なお、上記のインペラ５６の高速回転の回転数は、特に限定されるものではないが、例えば、８０００ｒｐｍ以上でもよく、１００００ｒｐｍ以上でもよく、１５０００ｒｐｍ以上、あるいは３００００ｒｐｍ以上でもよい。

【0067】

インペラ５６の高速回転時、シャフト１０に支持された第２玉軸受３０の内輪３１は、スラスト力Ｆ２によって、シャフト１０とともに上側に移動しようとする。しかし、それに伴い内輪３１が第１バネ４０を押す力も大きくなるため、第１バネ４０が反発して内輪３１を下側に押す。その結果、内輪３１が下側の位置に保持される。第２玉軸受３０の外輪３２は軸方向における移動を規制されているため、内輪３１は、外輪３２に対して相対的に下側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃの上側の領域と外輪３２の凹部３２ｃの下側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０には、図３において一点鎖線で示すように、内輪３１および外輪３２と転動体３３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0068】

このように、軸受装置８０では、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０とにかかる予圧は、いわゆる正面組み合わせになっている。

【0069】

なお、特に限定されるものではないが、本実施形態における軸受装置８０では、第１バネ４０による荷重（付勢力）の最大値が、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した際のロータ５０による荷重Ｆ１よりも小さい。ここで、前述のように、インペラ５６の高速回転時におけるスラスト力Ｆ２は、ロータ５０による荷重Ｆ１よりも大きい。すなわち、本実施形態において、第１バネ４０による荷重は、高速回転時のスラスト力Ｆ２よりも小さい。そのため、軸受装置８０では、特に高速回転時において、第１バネ４０による付勢力がスラスト力Ｆ２に抗するように作用することが抑制されている。

【0070】

以上説明したように、本実施形態の送風機１は、シャフト１０と、シャフト１０の一部（概ね突出部１０ａを除く部分）を内部に収容するスリーブ８１と、シャフト１０の軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって軸方向における一方側から軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラ５６と、シャフト１０におけるインペラ５６に近い部分に支持される内輪２１と、スリーブ８１の内周面８１ｉに固定される外輪２２とを含む第１玉軸受２０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１よりもインペラ５６から遠い部分に内輪３１が支持される第２玉軸受３０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１と第２玉軸受３０の内輪３１との間の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出す第１フランジ部２８と、第１フランジ部２８と第２玉軸受３０の内輪３１との間に配置される第１バネ４０と、を備えている。そして、送風機１において、第１フランジ部２８は、インペラ５６が回転した際に、第１玉軸受２０の内輪２１を他方側から一方側に向かって押す。

【0071】

第１玉軸受２０は、インペラ５６に近い位置にあり、かつ、軸受装置８０を支持するケーシング１１のベース部１３から遠い位置にあるため、特にインペラ５６の高速回転時には、第１玉軸受２０に対して、インペラ５６の回転に起因する大きなモーメントが作用する。しかし、このような送風機１によれば、前述のように、インペラ５６の回転時において、下側から上側に向かうスラスト力のみによって第１玉軸受２０に予圧を付与することができる。すなわち、送風機１においては、インペラ５６を高速回転させた場合でも、スラスト力に抗するようにバネの付勢力をかける必要がないため、第１玉軸受２０に対して規定値を越えるような過度な面圧がかかることが抑制される。したがって、送風機１によれば、インペラ５６の高速回転により第１玉軸受２０に対して比較的大きなモーメントが作用している場合でも、第１玉軸受２０に過度な負荷がかかることを抑制しつつ、第１玉軸受２０に対して予圧を付与することができる。

【0072】

一方、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した際に下側に位置する第２玉軸受３０は、インペラ５６から遠い位置にあり、かつ、軸受装置８０を支持するケーシング１１のベース部１３に近い位置にある。このため、インペラ５６の高速回転時においても、第２玉軸受３０に対しては比較的小さなモーメントが作用する。そのため、インペラ５６の高速回転時において第１バネ４０の付勢力によって第２玉軸受３０に予圧を付与した場合でも、第２玉軸受３０に対する負荷は比較的小さい。

【0073】

このように、送風機１によれば、インペラ５６の高速回転時においても、第１玉軸受２０及び第２玉軸受３０の双方に対して、過度な負荷をかけることなく予圧を付与することができるため、インペラ５６の回転数を上げることが可能となる。

【0074】

また、送風機１においては、前述のように、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０にはロータ５０による荷重Ｆ１のみが作用するため（すなわち、第１玉軸受２０にはバネによる付勢力が作用しないため）、第１玉軸受２０に付与される予圧が低減されている。このように、送風機１においては、静止しているインペラ５６が回転しようする際の抵抗が低減されているため、インペラ５６をよりスムーズに回転させ始めることができる。

【0075】

また、送風機１においては、前述のように、第１玉軸受２０の内輪２１の上面２１ｕがワッシャ２９に接触している。そのため、内輪２１の上面２１ｕとブッシュ５３の下面５３ｄとが直接接触した状態で相対的に移動（例えば回転）することがなく、雑音が生じたり、内輪２１が摩耗したりすることが抑制される。

【0076】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る送風機について説明する。図４は、本実施形態に係る送風機２を示す軸方向における断面図である。図４に示すように、送風機２は、軸受装置２８０の構成の一部が送風機１の軸受装置８０の構成と異なる点を除いて、送風機１と同様の構成を有する。したがって、以下、送風機２については、送風機１と異なる点のみを説明し、その他の構成については第１実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。

【0077】

図５は、インペラ５６が静止している際の軸受装置２８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図５は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機２を配置した場合における、インペラ５６の静止時の軸受装置８０の様子を示している。図５に示すように、軸受装置２８０は、第２フランジ部２２８と、第２バネ２４０とを含んでいる。

【0078】

第２フランジ部２２８は、シャフト１０における第２玉軸受３０の内輪３１よりも下側（他方側）の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出している。本実施形態において、第２フランジ部２２８はワッシャであり、シャフト１０の外周面１０ｏに形成された溝に嵌め込まれている。なお、第２フランジ部２２８の構成はこれに限らず、例えば、シャフト１０とフランジ状に一体成型された部分であってもよい。

【0079】

第２バネ２４０は、第２玉軸受３０の内輪３１の直下にあり、第２フランジ部２２８の上面と第２玉軸受３０の内輪３１の下面３１ｄとの間に配置されている。第２バネ２４０の内側をシャフト１０が貫通している。すなわち、第２バネ２４０は、シャフト１０の外周面１０ｏの一部を囲っている。

【0080】

シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機２を配置した場合におけるインペラ５６の静止時、第１玉軸受２０には、図５において一点鎖線で示すように、軸受装置８０と同様に、ロータ５０による荷重Ｆ１によって、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の内側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。また、インペラ５６の静止時、第１玉軸受２０には、軸受装置８０と同様にロータ５０による荷重Ｆ１のみが作用する。

【0081】

第２玉軸受３０の内輪３１は、インペラ５６の静止時、ロータ５０による荷重Ｆ１によってシャフト１０とともに下側に移動する。しかし、内輪３１が下に移動したある時点において、第１バネ４０による内輪３１に対する付勢力と、内輪３１と第２フランジ部２２８との間に配置された第２バネ２４０による内輪３１に対する付勢力とが釣り合い、内輪３１がこの時点における位置に保持される。第２玉軸受３０の外輪３２は、軸受装置８０の場合と同様に、軸方向における移動を規制されている。そのため、第２玉軸受３０の内輪３１は、外輪３２に対して相対的に下側に位置する。よって、インペラ５６の静止時において、第２玉軸受３０の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃの上側の領域と外輪３２の凹部３２ｃの下側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の静止時において、第２玉軸受３０には、図５において一点鎖線で示すように、内輪３１および外輪３２と転動体３３との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0082】

このように、軸受装置２８０では、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０とにかかる予圧は、それぞれの内輪および外輪と転動体との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する並列組み合わせになっている。

【0083】

次に、インペラ５６が回転している場合における軸受装置２８０について説明する。

【0084】

図６は、インペラが回転している際の軸受装置２８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図６は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機１を配置した場合における、インペラ５６の回転時の軸受装置２８０の様子を示している。

【0085】

図６において矢印で示すように、インペラ５６が高速回転すると、スラスト力Ｆ２がロータ５０による荷重Ｆ１よりも大きくなり、その結果、このスラスト力Ｆ２によって、シャフト１０及びシャフト１０に支持された第１フランジ部２８が上側に移動する。そして、第１フランジ部２８が上側に移動する結果、第１玉軸受２０の内輪２１は、内輪２１の下面２１ｄに接触した第１フランジ部２８によって下側（他方側）から上側（一方側）に向かって押されて、上側に移動する。第１実施形態と同様に、第１玉軸受２０の外輪２２はスリーブ８１に固定（接着剤により接着）されている。そのため、内輪２１は、外輪２２に対して相対的に上側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０の転動体２３は、内輪２１の凹部２１ｃの下側の領域と外輪２２の凹部２２ｃの上側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０には、図６において一点鎖線で示すように、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0086】

インペラ５６の高速回転時、シャフト１０に支持された第２玉軸受３０の内輪３１は、スラスト力Ｆ２によって、シャフト１０とともに上側に移動する。インペラ５６の回転数が大きくなってスラスト力Ｆ２が大きくなると、内輪３１はより上側に移動する。そして、内輪３１がある程度上側に移動した時点において、第１バネ４０による内輪３１に対する付勢力と、第２フランジ部２２８と内輪３１とに取り付けられた第２バネ２４０による内輪３１に対する付勢力とが釣り合い、内輪３１がこの時点における位置に保持される。第２玉軸受３０の外輪３２は、軸方向における移動を規制されている。そのため、第２玉軸受３０の内輪３１は、外輪３２に対して相対的に上側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃの下側の領域と外輪３２の凹部３２ｃの上側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０には、図６において一点鎖線で示すように、内輪３１および外輪３２と転動体３３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0087】

このように、軸受装置２８０では、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０とにかかる予圧が、それぞれの内輪および外輪と転動体との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する並列組み合わせ（すなわち、静止時とは反対向きの並列組み合わせ）になっている。

【0088】

なお、特に限定されるものではないが、本実施形態において、第１バネ４０および第２バネ２４０のたわみ量が第１玉軸受２０および／または第２玉軸受３０のアキシャルすきま分だけ変化した場合の、第１バネ４０および第２バネ２４０による荷重（付勢力）の変化量は、第２玉軸受３０の内輪３１の重量よりも大きいことが好ましい。

【0089】

以上説明したように、本実施形態の送風機２は、シャフト１０と、シャフト１０の一部（概ね突出部１０ａを除く部分）を内部に収容するスリーブ８１と、シャフト１０の軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって軸方向における一方側から軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラ５６と、シャフト１０におけるインペラ５６に近い部分に支持される内輪２１と、スリーブ８１の内周面８１ｉに固定される外輪２２とを含む第１玉軸受２０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１よりもインペラ５６から遠い部分に内輪３１が支持される第２玉軸受３０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１と第２玉軸受３０の内輪３１との間の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出す第１フランジ部２８と、第１フランジ部２８と第２玉軸受３０の内輪３１との間に配置される第１バネ４０と、を備えている。そして、送風機２において、第１フランジ部２８は、インペラ５６が回転した際に、第１玉軸受２０の内輪２１を他方側から一方側に向かって押す。

【0090】

したがって、送風機２によれば、送風機１と同様の理由により、インペラ５６の回転数を上げることが可能であり、また、インペラ５６をスムーズに回転させ始めることが可能である。さらに、送風機２は第１実施形態と同様にワッシャ２９を含むため、インペラ５６の回転時に雑音が生じたり、内輪２１が摩耗したりすることが抑制される。

【0091】

また、送風機２では、第２玉軸受３０の内輪３１が、第１バネ４０と第２バネ２４０とによって上下から挟み込まれた状態で支持されているため、特に第２玉軸受３０の内輪３１に対する衝撃吸収性に優れている。

【0092】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る送風機について説明する。図７は、本実施形態に係る送風機２を示す軸方向における断面図である。図７に示すように、送風機３は、軸受装置３８０の構成の一部が送風機１の軸受装置８０の構成と異なる点を除いて、送風機１と同様の構成を有する。したがって、以下、送風機３については、送風機１と異なる点のみを説明し、その他の構成については第１実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。

【0093】

図８は、インペラ５６が静止している際の軸受装置３８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図８は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機３を配置した場合における、インペラ５６の静止時の軸受装置３８０の様子を示している。図８に示すように、軸受装置３８０は、第２フランジ部３２８と、第３バネ３４０とを含んでいる。

【0094】

第２フランジ部３２８は、シャフト１０における第２玉軸受３０の内輪３１よりも下側（他方側）の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出している。本実施形態において、第２フランジ部３２８はワッシャであり、シャフト１０の外周面１０ｏに形成された溝に嵌め込まれている。本実施形態では、インペラ５６の静止時、第２フランジ部３２８は第２玉軸受３０の内輪３１の下面３１ｄに接触しているが、接触していなくても構わない。また、第２フランジ部３２８の構成はこれに限らず、例えば、シャフト１０とフランジ状に一体成型された部分であってもよい。

【0095】

第３バネ３４０は、軸方向において、スリーブ８１の段部８１Ｐと第２玉軸受３０の外輪３２との間に配置されている。すなわち、第３バネ３４０は、スリーブ８１の段部８１Ｐの下面８１Ｐｄと第２玉軸受３０の外輪３２の上面３２ｕとの間に配置されている。本実施形態において、第３バネ３４０は、１つのバネによって構成されるが、周方向において等間隔に配置された２つ以上のバネ片によって構成されてもよい。

【0096】

なお、軸受装置３８０は、軸受装置８０，２８０と異なり、固定部６０を有していない。

【0097】

シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機３を配置した場合におけるインペラ５６の静止時、第１玉軸受２０には、図８において一点鎖線で示すように、軸受装置８０と同様に、ロータ５０による荷重Ｆ１によって、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、下に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。また、インペラ５６の静止時、第１玉軸受２０には、軸受装置８０と同様にロータ５０による荷重Ｆ１のみが作用する。

【0098】

インペラ５６の静止時、ロータ５０による荷重Ｆ１によって、シャフト１０に支持された第２玉軸受３０の内輪３１がシャフト１０とともに下側に移動する。一方、第２玉軸受３０の外輪３２は、第３バネ３４０の付勢力によって下側に移動する。そのため、第２玉軸受３０の内輪３１と外輪３２とは、軸方向において、ほぼ同じ位置に配置される。よって、インペラ５６の静止時において、第２玉軸受３０には、実質的に予圧が付与されない。

【0099】

このように、軸受装置３８０では、インペラ５６の静止時において、第１玉軸受２０には内輪および外輪と転動体との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の内側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用し、第２玉軸受３０には予圧が作用しない組み合わせになっている。

【0100】

次に、インペラ５６が回転している場合における軸受装置３８０について説明する。

【0101】

図９は、インペラが回転している際の軸受装置３８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。さらに言えば、図９は、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機３を配置した場合における、インペラ５６の回転時の軸受装置３８０の様子を示している。

【0102】

図９において矢印で示すように、インペラ５６が高速回転すると、スラスト力Ｆ２がロータ５０による荷重Ｆ１よりも大きくなり、その結果、このスラスト力Ｆ２によって、シャフト１０及びシャフト１０に支持された第１フランジ部２８が上側に移動する。そして、第１フランジ部２８が上側に移動する結果、第１玉軸受２０の内輪２１は、内輪２１の下面２１ｄに接触した第１フランジ部２８によって下側（他方側）から上側（一方側）に向かって押されて、上側に移動する。第１実施形態と同様に、第１玉軸受２０の外輪２２はスリーブ８１に固定（接着剤により接着）されている。そのため、内輪２１は、外輪２２に対して相対的に上側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０の転動体２３は、内輪２１の凹部２１ｃの下側の領域と外輪２２の凹部２２ｃの上側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０には、図９において一点鎖線で示すように、内輪２１および外輪２２と転動体２３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0103】

インペラ５６の高速回転時、第２フランジ部３２８は、スラスト力Ｆ２によって、シャフト１０と一体的に上側に移動する。その結果、第２フランジ部３２８は、第２玉軸受３０の内輪３１の下面３１ｄに接触し、内輪３１を下側（他方側）から上側（一方側）に移動させる（押す）。インペラ５６の回転数が大きくなってスラスト力Ｆ２が大きくなると、内輪３１は、第２フランジ部３２８によって、より上側に移動させられる。この際、内輪３１は、第１バネ４０による内輪３１に対する付勢力によって、第２フランジ部３２８に接触した位置に保持される。一方、第２玉軸受３０の外輪３２は、内輪３１が上側に移動することに伴い転動体３３を介して上側に押されるが、第３バネ３４０の付勢力によって上側への移動を規制される。そのため、第２玉軸受３０の内輪３１は、外輪３２に対して相対的に上側に位置する。よって、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０の転動体３３は、内輪３１の凹部３１ｃの下側の領域と外輪３２の凹部３２ｃの上側の領域とに接触する。すなわち、インペラ５６の高速回転時において、第２玉軸受３０には、図９において一点鎖線で示すように、内輪３１および外輪３２と転動体３３との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する。

【0104】

このように、軸受装置３８０では、インペラ５６の高速回転時において、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０とにかかる予圧が、それぞれの内輪および外輪と転動体との接触点を結んだ直線が、上に行くに従って径方向の外側に向かうように径方向に対して傾斜した状態で予圧が作用する並列組み合わせになっている。

【0105】

なお、特に限定されるものではないが、本実施形態における軸受装置３８０では、第１バネ４０による荷重（付勢力）の最大値及び第３バネ３４０による荷重（付勢力）の最大値のそれぞれが、シャフト１０の突出部１０ａが鉛直方向における上側を向くように送風機２を配置した際のロータ５０による荷重Ｆ１よりも小さい。ここで、前述のように、インペラ５６の高速回転時におけるスラスト力Ｆ２は、ロータ５０による荷重Ｆ１よりも大きい。すなわち、本実施形態において、第１バネ４０による荷重及び第３バネ３４０による荷重のそれぞれは、高速回転時のスラスト力Ｆ２よりも小さい。そのため、軸受装置３８０では、特に高速回転時において、第１バネ４０及び第３バネ３４０のそれぞれの付勢力がスラスト力Ｆ２に抗するように作用することが抑制されている。

【0106】

以上説明したように、本実施形態の送風機３は、シャフト１０と、シャフト１０の一部（概ね突出部１０ａを除く部分）を内部に収容するスリーブ８１と、シャフト１０の軸方向における一方側に回転可能に支持され、回転することによって軸方向における一方側から軸方向における他方側に向かう空気流を生成するインペラ５６と、シャフト１０におけるインペラ５６に近い部分に支持される内輪２１と、スリーブ８１の内周面８１ｉに固定される外輪２２とを含む第１玉軸受２０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１よりもインペラ５６から遠い部分に内輪３１が支持される第２玉軸受３０と、シャフト１０における第１玉軸受２０の内輪２１と第２玉軸受３０の内輪３１との間の部分に支持され、シャフト１０から径方向の外側に張り出す第１フランジ部２８と、第１フランジ部２８と第２玉軸受３０の内輪３１との間に配置される第１バネ４０と、を備えている。そして、送風機３において、第１フランジ部２８は、インペラ５６が回転した際に、第１玉軸受２０の内輪２１を他方側から一方側に向かって押す。

【0107】

したがって、送風機３によれば、送風機１と同様の理由により、インペラ５６の回転数を上げることが可能であり、また、インペラ５６をスムーズに回転させ始めることが可能である。さらに、送風機２は第１実施形態と同様にワッシャ２９を含むため、インペラ５６の回転時に雑音が生じたり、内輪２１が摩耗したりすることが抑制される。

【0108】

また、送風機３では、第２玉軸受３０の外輪３２が、第３バネ３４０を介して支持されているため、特に第２玉軸受３０の外輪３２に対する衝撃吸収性に優れている。

【0109】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る送風機について説明する。図１０は、本実施形態に係る送風機４を示す軸方向における断面図である。図１１は、インペラが静止している際の図１０に示す軸受装置４８０の様子を拡大して概略的に示す断面図である。図１０及び図１１に示すように、送風機４は、軸受装置４８０の構成の一部が送風機１の軸受装置８０の構成と異なる点等を除いて、送風機１と同様の構成を有する。したがって、以下、送風機４については、送風機１と異なる点のみを説明し、その他の構成については第１実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。

【0110】

図１０及び図１１に示すように、送風機４の軸受装置４８０は、送風機１の軸受装置８０と概ね同様の構成を有するが、スリーブ４８１が張出部４８２を有する点、及び、軸受装置８０のスリーブ８１は段部８１Ｐを含むのに対して、軸受装置４８０においてはスリーブ４８１が段部８１Ｐのような段部を含まず、スリーブ４８１とは別体のスペーサ４８３を含む点において、送風機１の軸受装置８０と主に異なっている。以下、これらの相違点について説明する。

【0111】

図１０及び図１１に示すように、スリーブ４８１の内周には、径方向の内側へ突出する張出部４８２が形成されている。軸方向において、張出部４８２は、スリーブ４８１の上端又は上端近傍に形成されており、スリーブ４８１の他の部分と一体に形成されている。径方向において、張出部４８２の内周面４８２ｉは、スリーブ４８１の他の部分に対して内側に位置している。径方向において、張出部４８２の内周面４８２ｉは、第１玉軸受２０の外輪２２の内周面２２ｉと同じ位置にあってもよいし、内周面２２ｉに対して内側の位置又は外側の位置にあってもよい。径方向において、張出部４８２の内周面４８２ｉと内周面４８２ｉに対向するブッシュ５３の面５３ｉとの間には、間隙が形成されている。張出部４８２は、環状に（スリーブ４８１の周方向の全周に亘って）形成されてもよいし、スリーブ４８１の周方向における一部に形成されてもよい。張出部４８２の下側の面（下面）には、第１玉軸受２０の外輪２２の上面２２ｕ（第１玉軸受２０の軸方向における一方側の端部）が当接している。したがって、張出部４８２は、第１玉軸受２０の外輪２２の上側への移動を規制している。

【0112】

本実施形態において、スリーブ４８１の内周面４８１ｉは、張出部４８２の内周面４８２ｉを除いて面一に形成されている。

【0113】

軸受装置４８０は、スペーサ４８３を備えている。スペーサ４８３は、スリーブ４８１とは別部材である。スペーサ４８３は、軸方向においてスリーブ４８１に対して移動しないように支持されている。スペーサ４８３は、スリーブ４８１の内周面４８２ｉに対して圧入されていてもよいし、内周面４８２ｉに接着されてもよい。このようにスペーサ４８３がスリーブ４８１とは別部材であることによって、第１玉軸受２０をスリーブ４８１の下側の開口４８１ｂｏからスリーブ４８１内へと挿入して、第１玉軸受２０をスリーブ４８１の上側の端部に向かって移動させることができ、また、その後に、スペーサ４８３を開口４８１ｂｏからスリーブ４８１内へと挿入して、スペーサ４８３を第１玉軸受２０に向かって移動させることができる。軸方向において、スペーサ４８３は、第１玉軸受２０と第２玉軸受３０との間にある。

【0114】

軸方向において、第１玉軸受２０の外輪２２は、張出部４８２とスペーサ４８３とによって挟み込まれて保持されており、これにより、第１玉軸受２０の外輪２２の軸方向における移動が規制されている。本実施形態では、第１玉軸受２０の外輪２２は、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態と異なり、スリーブ４８１の内周面４８２ｉに固定（例えば、接着剤を用いて接着）されておらず、例えば、すきまばめ、中間ばめ、又はしまりばめ等によって保持されて、スリーブ４８１の内周に配置されている。ただし、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態と同様に、第１玉軸受２０の外輪２２をスリーブ４８１の内周面４８２ｉに固定しても構わない。

【0115】

このように、本実施形態の送風機４では、スリーブ４８１の内周には、径方向の内側へ突出する張出部４８２が設けられ、張出部４８２には、第１玉軸受２０の一方側の端部（第１玉軸受２０の外輪２２の上面２２ｕ）が当接しており、第１玉軸受２０の外輪２２がスリーブ４８１の内周に配置される。このような構成によれば、第１玉軸受２０の外輪２２をスリーブ４８１に固定（例えば接着）しなくても、第１玉軸受２０の外輪２２の上側への移動を規制することができる。また、本実施形態では、スペーサ４８３をさらに備えるため、第１玉軸受２０の外輪２２をスリーブ４８１に固定（例えば接着）しなくても、第１玉軸受２０の外輪２２の軸方向の移動を規制することができる。また、これらの点を除いて、送風機４は、第１実施形態の送風機１と同様の構成を有する。このため、インペラ５６の高速回転時においても、第１玉軸受２０及び第２玉軸受３０の双方に対して、過度な負荷をかけることなく予圧を付与することができ、インペラ５６の回転数を上げることが可能となる。

【0116】

ところで、このような張出部４８２及びスペーサ４８３を第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に適用することもできる。かかる場合、第１玉軸受２０の外輪２２をスリーブに固定することなく、第１玉軸受２０の外輪２２の軸方向の移動を規制（外輪２２の軸方向における位置を保持）することが可能となる。特に、張出部４８２及びスペーサ４８３を第１実施形態及び第２実施形態に適用する場合、第１玉軸受２０の外輪２２及び第２玉軸受３０の外輪３２を軸方向において張出部４８２と固定部６０とによって挟み込むことができ、これにより、外輪２２，３２の軸方向の移動を規制することができる。また、張出部４８２及びスペーサ４８３を第１実施形態及び第２実施形態に適用する場合、スペーサ４８３を軸方向においてスリーブ４８１に対して移動しないように支持（例えば、固定）しなくても構わない。張出部４８２及びスペーサ４８３を第１実施形態及び第２実施形態に適用する場合、第１玉軸受２０の外輪２２、第２玉軸受３０の外輪３２、及びスペーサ４８３の３者を張出部４８２と固定部６０との間に挟み込むことができるため、２つの外輪２２，３２及びスペーサ４８３の軸方向の移動を規制することができる。このように、第１玉軸受２０の内輪２１及び第２玉軸受３０の内輪３１がシャフト１０に対して固定されておらず、さらに、第１玉軸受２０の外輪２２及び第２玉軸受３０の外輪３２と、スペーサ４８３とがそれぞれスリーブ４８１に対して固定されていない場合、接着等の固定工程が省略されることで、送風機４の組み立てがしやすくなる。また、送風機４の分解や修理がより容易になる。

【0117】

以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0118】

例えば、上記実施形態では、ワッシャ２９を備える例を説明したが、ワッシャ２９を設けなくても構わない。

【0119】

また、上記実施形態では、スリーブ８１に段部８１Ｐを形成した例を説明したが、段部８１Ｐを形成しなくても構わない。この場合、第２玉軸受３０の外輪３２の外周面をスリーブ８１の内周面８１ｉに接着してもよい。

【0120】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の送風機を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0121】

１，２，３，４…送風機、１０…シャフト、２０…第１玉軸受、２１…内輪、２２…外輪、２８…第１フランジ部、２９…ワッシャ、３０…第２玉軸受、３１…内輪、３２…外輪、４０…第１バネ、５０…ロータ、５６…インペラ、６０…固定部、８１，４８１…スリーブ、８１Ｐ…段部、２２８，３２８…第２フランジ部、２４０…第２バネ、３４０…第３バネ、４８２…張出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】