JP2003061299A - ブラシレス直流ファンモータの軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、軸受機構の拡大を伴うこと無しに、
自動調心軸受としての機能を備えると共に潤滑剤の保油
量の多い長寿命のファンモータを提供するのが課題であ
る。 【解決手段】本発明に成るブラシレス直流ファンモータ
の軸受構造は、ベンチュリケースと一体を成す軸受箱に
嵌着保持される軸受部材が、２個の焼結含油軸受より成
り、該軸受部材と共に、含油率１８％から３１％の焼結
合金で形成され前記２個の焼結含油軸受間に当接保持さ
れる軸受支持環を備え、好ましくは、焼結含油軸受の外
周面が球状を成すと共に、前記軸受支持環の端部が前記
焼結含油軸受の球状面に対応する球状凹面を成すこと
で、自動調心機能を備えるように構成され、もしくは、
軸受支持環の前記軸受箱との嵌着面を成す外周面に、軸
方向に貫通する空気抜け溝が形成されるように構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事務用機器、電子
計算機用周辺機器、家電機器あるいは医療機器やＦＡ機
器などに広く用いられているブラシレス直流ファンモー
タ（以下、ファンモータとする）の軸受構造の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来技術に成るファンモータの例
の断面略図である。ベンチュリケース１と一体を成す軸
受箱２に嵌着保持される焼結含油軸受３（以下、含油軸
受とする）で回転自在に軸支される回転子軸４は、回転
子ハブ５を介してブラシレス直流モータ６の回転子７と
一体を成す羽根車８を保持している。この回転子軸４の
片端には、上述の通り回転子ハブ５が固着されており、
該回転子ハブ５と含油軸受３の端部との間に間座９が介
挿され、前記含油軸受３の他端側に軸方向推力を受ける
間座１０と共に止め輪１１が装着されて、前記含油軸受
との位置関係を維持しつつ回転自在に軸支されるように
なっている。

【０００３】従来技術に成る他の実施例として、図９に
示すような２個の含油軸受１５，１６を用いて回転子軸
を支える構造もよく知られている。また、一般的に広く
用いられている交流隈取モータにより駆動されるファン
モータでは、図１０に示すように、固定子鉄心２０の両
側面に軸受機構２１、２２を設け、この軸受機構２１、
２２に軸支された回転子軸２３の先端に羽根車２４を固
定している。該軸受機構２１、２２は、外周面が球状を
成す含油軸受２５，２６の球状部をブラケットの円錐部
と該ブラケットの円錐部に対向するように設けられる環
状バネ部材に形成された軸受押え円錐部で押圧挟持する
ようにして含油軸受を保持するように構成されている。
該従来技術に成る構成においては、図１１に示すよう
に、球状含油軸受が円錐面を成す軸受押え部で押圧保持
されるため、夫々の球状含油軸受の軸心は、Ｙ軸方向、
Ｘ軸方向、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向等いずれの方向でも点
Ｐを基準として、変移・姿勢転回が可能で、このためこ
の軸受機構が自動調心軸受と呼ばれることは周知の通り
である。図１０に見るように、固定子鉄心の両側に前述
の自動調心軸受が離れて位置しているにもかかわらず、
夫々の軸受中心Ｐ点を基準として軸心が合致自在である
ことから、小形の交流ファンモータでは、当該自動調心
軸受機構が広く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来技術に成るファンモータの軸受構造では、図
８に示すような単一含油軸受で構成される構造の場合に
は、軸受内径に対する軸受長さの比が大きくなるので、
高精度な軸受内径の眞直度を得るのが難しくなる。ま
た、図９に示すような対を成す２つの含油軸受で構成さ
れる構造の場合には、軸受内径に対する軸受長さの比が
小さくなるので、軸受内径は高精度の眞直度を得ること
が出来るようにはなるが、軸受内径に対する軸受外径の
振れが夫々異なる為に、双方の含油軸受を離して固定す
る際、互いに軸受内径の芯ズレが発生する。即ち、単一
含油軸受構造、あるいは対を成す２個の含油軸受構造い
ずれの場合にも、軸受中心の眞直度を得るのが難しく、
軸外径寸法と軸受内径寸法との隙間を比較的大きくする
ことを余儀なくされることになる。当然のことながら、
軸と軸受との隙間が大きいと、羽根車や回転子の振動の
原因となり、騒音が大きくなるという問題がある。

【０００５】上述の通り、単一軸受構造での「真直度が
得難い」という欠点や、対を成す２個の含油軸受構造の
欠点である「軸受内径中心のズレ」を補う方法として、
自動調心軸受方式が小形交流ファンモータなどで広く用
いられている。図１０に示す自動調心軸受方式を用いた
ファンモータでは、軸受機構が自動調心軸受構造となっ
ているため、軸心の一致が容易に得られるものである。
しかしながら、この自動調心軸受機構を構成している球
状を成す含油軸受構造では、油を補給する含油体が、当
該球状含油軸受の外周面に当接するように装着されるの
で、軸受機構の径方向の大きさが大きくなる欠点があ
る。

【０００６】本発明は、上述の自動調心軸受構造の長所
を維持しつつ、軸受機構の径方向の大きさが大きくなる
欠点を取り除いたファンモータ用自動調心軸受構造の提
供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に成るブラシレス
直流ファンモータの軸受構造は、ベンチュリケースと一
体を成す軸受箱に嵌着保持される軸受部材が、２個の焼
結含油軸受より成り、該軸受部材と共に、含油率１８％
から３１％の焼結合金で形成され前記２個の焼結含油軸
受間に当接保持される軸受支持環を備え、好ましくは、
焼結含油軸受の軸受支持環と当接する外周面が球状を成
すと共に、前記軸受支持環の端部が前記焼結含油軸受の
球状面に対応する球状凹面を成すことで、自動調心機能
を備えるように構成され、もしくは、軸受支持環の前記
軸受箱との嵌着面を成す外周面に、軸方向に貫通する空
気抜け溝が形成されるように構成される。

【０００８】上述の如き構成にすることにより、含油軸
受機構に保持される潤滑剤の量は、含油軸受自体に含有
される潤滑剤に加え、軸受保持環に含有される潤滑剤が
付加されることになり、軸受機構の構造を拡大すること
無く潤滑剤の保有量を潤沢とすることが出来、含油軸受
を使用した長寿命のファンモータを提供する事が出来
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例
を説明する。

【００１０】図１は本発明に成るファンモータの例の断
面略図であり、図２は軸受機構拡大図である。べンチュ
リケース３０と一体を成す軸受箱３１に嵌着保持され、
対を成し離間して保持される２つの含油軸受３２，３３
で回転自在に軸支される回転子軸３４が、ブラシレス直
流モータ３５の回転子３６と一体を成す羽根車３７を保
持するもので、この回転子軸３４の一端に回転子ハブ３
８が固着され、該回転子ハブ３８と一方の含油軸受３２
の端面との間に間座３９とバネ部材４０が介挿され、他
方の含油軸受３３の他端面に軸方向推力を受ける間座４
１と共に止め輪４２が装着されて、前記含油軸受３３と
の位置関係を維持しつつ回転自在に軸支されることは、
上述従来技術と同様な構成である。本発明に成る軸受機
構の特徴を図２に示すファンモータの軸受機構拡大図に
より説明する。回転子軸３４は、軸受箱３１に嵌着され
た外周面が球状を成す２個の含油軸受３２，３３により
回転自在に軸支されるが、この２個の球状含油軸受３
２，３３は、これらの含油軸受と同様な含油部材で形成
されている軸受支持環４３により離間保持されている。
一方の間座３９は球状含油軸受３２と摺動接触し、止め
輪４２により回転子軸３４に対し位置決めされ、他方の
間座４１はもう一つの球状含油軸受３３と摺動接触し、
バネ部材４０で回転子軸３４に対し軸方向の圧力が加え
られ、対を成す２個の含油軸受３２，３３と軸受支持環
４３とが互いに圧接されて当接するようにしてあり、羽
根車３７及び回転子３６の軸方向の変移を押え、振動を
抑制している。

【００１１】上述のような軸受機構とすることにより、
軸受機構に含まれる潤滑剤の量が、球状含油軸受３２，
３３に含まれた潤滑剤と軸受支持環４３に含まれた潤滑
剤との和となる。

【００１２】図３に本発明に係る自動調心軸受機構に使
用する、球状含油軸受３２の形状を示すが、半径ＳＲは
外周面の球状面５０の半径を示している。

【００１３】図４は上述本発明に成る軸受機構に併用さ
れる軸受支持環４３の拡大図で、面Ｓ及びＴは、いずれ
も、図３に示す半径ＳＲに対応する球状凹面を成すもの
である。

【００１４】図２に見るように、図３に示す球状含油軸
受３２の球面ＳＲと図４に示す軸受支持環４３の一方の
凹球面Ｓが接触し、球状含油軸受３３の球面ＳＲと軸受
支持環４３の他方の凹球面Ｔが当接する。

【００１５】図５は、上述軸受支持環４３の両端面と夫
々対向するようにして球状含油軸受３２，３３を押圧保
持するバネ４５、４６の拡大図で、該バネ４６は、軸受
箱３１への圧入嵌着環状部４６−１と、該環状部４６−
１で連結されている複数の爪部４６−２を有し、該爪部
４６−２が球状含油軸受３２，３３の球状面５０に当接
して含油軸受を保持するものである。前記爪部４６−２
は通常中心線に対する仰角でほぼ６０度の円錐形を成す
ように形成されている。

【００１６】図２を参照して明らかなように、軸受支持
環４３は両端面の球状凹面Ｓ及びＴと夫々に対向配置さ
れるバネ４５、４６とで、対を成す２個の含油軸受３
２，３３を転回自在に保持しているので、上述従来技術
と同様に自動調心軸受機構として機能するものである。

【００１７】また、上述のような電子機器冷却用に用い
られるファンモータで、軸受に焼結含油軸受を採用する
ものでは、一般的に潤滑剤として油が用いられ、焼結含
油軸受の含油率は１８％から３１％程度である。また、
図４に示す軸受支持環４３は、前記含油軸受３２，３３
と同様な含油焼結部材で形成され、含油率は含油軸受と
同等の１８％から３１％である。

【００１８】上述の様に、本発明になるファンモータの
軸受機構として、対を成す２つの球状含油軸受と共に両
者を離間保持する軸受支持環を設けることで、長尺の単
一含油軸受に近い含油量を確保することで軸受寿命の改
善に直結すると共に、含油軸受と軸受支持環とを球状摺
接構造として転回自在とし、該軸受支持環とこれに対向
するバネでの自動調心軸受構造とすることにより、従前
通りの軸受摩擦損の排除が実現できる。

【００１９】また、上述図２に示すようなファンモータ
において、通電駆動によりモータ部の温度が上昇する
と、軸受機構部が板部材６０で封止されている構成で
は、含油軸受３３周辺の空気圧が上昇し、含油軸受３２
と共に軸受支持環４３に含まれている油が押し出されて
外部に漏れることがある。この空気圧力の上昇による油
の漏出を防ぐ手段として、図６に示すように、軸受支持
環４３の外周面に空気抜け溝４３−１を設けている。ま
た、図７に見るように、軸受機構を封止する板部材６０
に通気孔６０−１を設ける構成も有効である。

【００２０】

【発明の効果】本発明にに成るブラシレス直流ファンモ
ータの軸受構造は、軸受箱に嵌着保持された２個の球形
含油軸受間に、この球形含油軸受と同等の含油率を有す
る軸受支持環を設け、この軸受支持環とこれに対向して
位置されるバネとで球形含油軸受を保持することで自動
調心軸受構造として、２個の含油軸受相互の軸心確保を
容易とすると共に、軸受支持環の油が含油軸受への油の
補給の機能を持つ構造となることで、長寿命のファンモ
ータとする事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に成るファンモータの例の断面図であ
る。

【図２】図１の例の軸受機構部の拡大断面図である。

【図３】図２の例の焼結含油軸受の説明図である。

【図４】図２の例の軸受支持環の説明図である。

【図５】図２の例の含油軸受保持用バネの説明図であ
る。

【図６】軸受支持環の第２の例の説明図である。

【図７】図６に見る受筒支持環を使用した軸受機構の例
の説明図である。

【図８】従来技術に成るファンモータの例の断面図であ
る。

【図９】図８に見る従来技術の例の２個軸受機構部の拡
大断面図である。

【図１０】従来技術に成るファンモータの第２の例の要
部断面図である。

【図１１】図１０の例の軸受機構の説明図である。

【符号の説明】

１ ベンチュリケース ２ 軸受箱 ３ 焼結含油軸受 ４ 回転子軸 ５ 回転子ハブ ６ ブラシレス直流モータ ７ 回転子 ８ 羽根車 ９、１０ 間座 １１ 止め輪 １５，１６ 含油軸受 ２０ 回転子鉄心 ２１，２２ 軸受機構 ２３ 回転子軸 ２４ 羽根車 ２５，２６ 含油軸受 ３０ ベンチュリケース ３１ 軸受箱 ３２，３３ 含油軸受 ３４ 回転子軸 ３５ ブラシレス直流モータ ３６ 回転子 ３７ 羽根車 ３８ 回転子ハブ ３９ 間座 ４０ バネ部材 ４１ 間座 ４２ 止め輪 ４３ 軸受支持環 ４３−１ 空気抜け穴 ５０ 球状面 ４５、４６ バネ ４６−１ バネの環状部 ４６−２ バネの爪部 ６０ 板部材 ６０−１ 通気孔 Ｓ 球状凹面 Ｔ 他方の球状凹面 ＳＲ 球状面の半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA02 BA03 BA10 JA02 KA02 LA01 SB19 3J012 AB01 BB01 DB02 DB13 FB01 5H019 AA06 CC04 EE14 FF01 FF03 5H605 BB05 BB19 CC04 DD09 DD11 EB06 EB13 EB19 EB26 EB39

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状風洞部と軸受箱を形成する小径円
   筒部を有するベンチュリケースと、前記風洞部内周面に
   小空隙を介して対向する複数のブレード及び該ブレード
   を植設保持する回転子ハブとを有し、回転子軸に固定保
   持されて回転自在に軸支されている羽根車と、該羽根車
   を軸支するため前記軸受箱に嵌着保持された軸受部材
   と、前記羽根車を駆動するため前記回転子ハブ内周面に
   装着された永久磁石を主体とする回転子及び該回転子の
   内周面に小空隙を介し対向し、前記軸受箱の外周面に固
   定保持される固定子とより成る電動機を備えるブラシレ
   ス直流ファンモータの軸受構造において、前記軸受部材
   が２個の焼結含油軸受より成り、該軸受部材と共に、含
   油率１８％から３１％の焼結合金で形成され前記２個の
   焼結含油軸受間に当接保持される軸受支持環を備えるこ
   と、を特徴とするブラシレス直流ファンモータの軸受構
   造。
2. 【請求項２】 前記焼結含油軸受の外周面が球状を成す
   と共に、前記軸受支持環の端部が前記焼結含油軸受の球
   状面に対応する球状凹面を成すことで、該球状当接面の
   摺接とこれに対向する凹圧手段とで自動調心機能を備え
   るように構成されていること、を特徴とする請求項１に
   記載のブラシレス直流ファンモータの軸受構造。
3. 【請求項３】 前記軸受支持環の前記軸受箱との嵌着面
   を成す外周面に、軸方向に貫通する空気抜け溝が形成さ
   れていること、を特徴とする請求項１もしくは２に記載
   のブラシレス直流ファンモータの軸受構造。