JP2917414B2 - 軸流ファンモータ - Google Patents
軸流ファンモータInfo
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- JP2917414B2 JP2917414B2 JP13507090A JP13507090A JP2917414B2 JP 2917414 B2 JP2917414 B2 JP 2917414B2 JP 13507090 A JP13507090 A JP 13507090A JP 13507090 A JP13507090 A JP 13507090A JP 2917414 B2 JP2917414 B2 JP 2917414B2
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- Japan
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- bearing
- thrust
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- fan motor
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子機器の冷却等に使用される軸流ファンモ
ータに関するもので、特に軸受を含油焼結軸受とし、ロ
ータにかかる軸方向のスラスト荷重を軸受端面で直接受
ける構造に関するものである。
ータに関するもので、特に軸受を含油焼結軸受とし、ロ
ータにかかる軸方向のスラスト荷重を軸受端面で直接受
ける構造に関するものである。
従来の技術 以下、図面を参照しなが従来の無整流子軸流ファンモ
ータの構造について説明する。
ータの構造について説明する。
第８図は従来例の部品構成を示すものであり、熱可塑
性樹脂から成るインシュレータ１により絶縁されたステ
ータコア２に駆動巻線３が捲かれ駆動回路が構成される
回路基板組立４とコネクタピン５によって接続、且つ半
田付けされている。こうして組立てられたステータ組立
６は外ケースであるハウジング７のモータ支持板7aと一
体で樹脂成形（あるいは金属からなるステータボス部を
インサート成形する）された軸受ボス部８に挿入され接
着剤９により接着固定されている。この軸受ボス部８に
は外周に羽根10を有するファンロータ組立11の回転軸12
を支持する目的でボールベアリング13及び予圧バネ14が
内部に収納保持できる様な構造がとられている。
性樹脂から成るインシュレータ１により絶縁されたステ
ータコア２に駆動巻線３が捲かれ駆動回路が構成される
回路基板組立４とコネクタピン５によって接続、且つ半
田付けされている。こうして組立てられたステータ組立
６は外ケースであるハウジング７のモータ支持板7aと一
体で樹脂成形（あるいは金属からなるステータボス部を
インサート成形する）された軸受ボス部８に挿入され接
着剤９により接着固定されている。この軸受ボス部８に
は外周に羽根10を有するファンロータ組立11の回転軸12
を支持する目的でボールベアリング13及び予圧バネ14が
内部に収納保持できる様な構造がとられている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、軸受としてボー
ルベアリングを使用しており、高価となると共に、予圧
バネが必要となり、構造が複雑で組立ても煩雑となる欠
点があった。また、この種の軸流ファンモータは高温状
態で使用される例が多々あり、その場合ボールベアリン
グの潤滑材として使用されているグリースの基油が徐々
に蒸発し、潤滑材の粘度が高くなり、ボールと外輪、内
輪との潤滑状態を悪くする為摺動音が高くなって騒音が
発生するという問題点もあった。特に、ボールベアリン
グにおいては、基油の減少と共に加速度的に潤滑剤の粘
度が高まり、騒音が発生するものであった。
ルベアリングを使用しており、高価となると共に、予圧
バネが必要となり、構造が複雑で組立ても煩雑となる欠
点があった。また、この種の軸流ファンモータは高温状
態で使用される例が多々あり、その場合ボールベアリン
グの潤滑材として使用されているグリースの基油が徐々
に蒸発し、潤滑材の粘度が高くなり、ボールと外輪、内
輪との潤滑状態を悪くする為摺動音が高くなって騒音が
発生するという問題点もあった。特に、ボールベアリン
グにおいては、基油の減少と共に加速度的に潤滑剤の粘
度が高まり、騒音が発生するものであった。
一方、軸受として含油焼結軸受を使用することも考え
られ、この場合はボールベアリングに比べ潤滑材が多少
減少しても初期の性能を維持することができボールベア
リングで問題となる基油の蒸発による騒音発生をあまり
考慮しなくてもよいが、スラスト荷重を受ける構造が問
題となる。即ち、この種の軸流ファンモータにおいて
は、ファンの回転により比較的大きなスラスト荷重がか
かり、焼結含油軸受の端面でスラスト荷重を直接的に支
持するスラストワッシャ方式等の構成では、摺動部分の
周速が大きくなり、寿命的に十分なものが得られない。
特に従来の焼結含油軸受では、軸受端面が平面であるた
め、スラスト荷重を軸受端面全体で均一に受けることに
なり、焼結含油軸受の特徴であるポンプ作用による油の
循環が期待できない。このため軸受のスラスト耐圧は極
端に減少する。
られ、この場合はボールベアリングに比べ潤滑材が多少
減少しても初期の性能を維持することができボールベア
リングで問題となる基油の蒸発による騒音発生をあまり
考慮しなくてもよいが、スラスト荷重を受ける構造が問
題となる。即ち、この種の軸流ファンモータにおいて
は、ファンの回転により比較的大きなスラスト荷重がか
かり、焼結含油軸受の端面でスラスト荷重を直接的に支
持するスラストワッシャ方式等の構成では、摺動部分の
周速が大きくなり、寿命的に十分なものが得られない。
特に従来の焼結含油軸受では、軸受端面が平面であるた
め、スラスト荷重を軸受端面全体で均一に受けることに
なり、焼結含油軸受の特徴であるポンプ作用による油の
循環が期待できない。このため軸受のスラスト耐圧は極
端に減少する。
本発明は、ボールベアリングが持つ欠点、及びスラス
ト荷重を端面で受ける焼結含油軸受がもつ前記の問題点
を解決し、構造が簡単で小型化に適した寿命の長い軸流
ファンモータを提供するものである。
ト荷重を端面で受ける焼結含油軸受がもつ前記の問題点
を解決し、構造が簡単で小型化に適した寿命の長い軸流
ファンモータを提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、外ケースであるハウジングに一体に複数の
スポークを介してモータ支持板を設け、このモータ支持
板の中央部に円筒状の軸受ボス部を設け、この軸受ボス
部内にはロータの回転軸を回転自在に支持する焼結含油
軸受を固定し、この焼結含油軸受のスラスト軸受面を構
成する軸方向端面には少なくとも３カ所以上にわたり略
等間隔に設け、この凸部の頂点近傍の曲率ｒを50μｍ以
上とし、前記焼結含油軸受の凸部に当接するスラスト板
と該スラスト板と回転軸を共周りさせる嵌合部とを設け
てなるものである。
スポークを介してモータ支持板を設け、このモータ支持
板の中央部に円筒状の軸受ボス部を設け、この軸受ボス
部内にはロータの回転軸を回転自在に支持する焼結含油
軸受を固定し、この焼結含油軸受のスラスト軸受面を構
成する軸方向端面には少なくとも３カ所以上にわたり略
等間隔に設け、この凸部の頂点近傍の曲率ｒを50μｍ以
上とし、前記焼結含油軸受の凸部に当接するスラスト板
と該スラスト板と回転軸を共周りさせる嵌合部とを設け
てなるものである。
作用 以上のように焼結含油軸受のスラスト軸受面を構成す
る軸方向端面には凸部を設け、この凸部に回転軸に嵌合
させ共周りさせるスラスト板を当接させることにより、
ロータの回転軸との共周りをするスラスト板の回転によ
り発生する油の流れによる正圧部、負圧部が接触面と非
接触面の境界付近に発生して両者を非接触状態とするく
さび効果と共に、前記焼結含油軸受とスラスト板との空
間ではポンプ作用による油の循環を発生させ、潤滑性能
を向上する。さらに、凸部の頂点近傍の断面が滑らかな
丸みを帯びているので、焼結含油軸受とスラスト板との
接触面積が小さく軸受損失を少なくできる。
る軸方向端面には凸部を設け、この凸部に回転軸に嵌合
させ共周りさせるスラスト板を当接させることにより、
ロータの回転軸との共周りをするスラスト板の回転によ
り発生する油の流れによる正圧部、負圧部が接触面と非
接触面の境界付近に発生して両者を非接触状態とするく
さび効果と共に、前記焼結含油軸受とスラスト板との空
間ではポンプ作用による油の循環を発生させ、潤滑性能
を向上する。さらに、凸部の頂点近傍の断面が滑らかな
丸みを帯びているので、焼結含油軸受とスラスト板との
接触面積が小さく軸受損失を少なくできる。
実施例 以下本発明の実施例について、第１図，第２図を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
第１図はステータ組立を示すもので、軸受ボス部8aは
ファンロータ側の上部インシュレータ1aと一体化して成
形されており、ステータコア２の取付円筒部2bとその外
径部8bが圧入、あるいはルーズフィットできる様に成形
されている。ステータコア２は上部インシュレータ1aと
下部インシュレータ1bに組込まれ、巻線３が捲かれた
後、回路基板組立４とコネクタピン５によって半田付け
されてステータ組立15となる。
ファンロータ側の上部インシュレータ1aと一体化して成
形されており、ステータコア２の取付円筒部2bとその外
径部8bが圧入、あるいはルーズフィットできる様に成形
されている。ステータコア２は上部インシュレータ1aと
下部インシュレータ1bに組込まれ、巻線３が捲かれた
後、回路基板組立４とコネクタピン５によって半田付け
されてステータ組立15となる。
第２図は第１図の構成によって組立てられたステータ
組立15をハウジング７に一体に複数のスポーク（図示せ
ず）を介して形成したモータ支持板7aに組込んだ図であ
る。ステータ組立15はハウジング７のモータ支持板7aと
一体成形されたステータボス収納部16に圧入され、かつ
上部端面16aにより位置決めがなされる様になってい
る。こうして組込まれたステータ組立の軸受ボス部8aの
先端部8cがステータボス収納部16の下部端面16bより突
出しており、この先端部8cを超音波あるいは熱加圧等に
より下部端面16bの周縁部に溶着せしめればハウジング
７のモータ支持板7aとステータ組立15を組立結合するこ
とができる。この後、焼結含油軸受17,18を軸受ボス部
内径部8dに組込むことによりハウジング組立20が完成す
る。ここで軸受ボス部8aは上部インシュレータ1aと一体
としたが、下部インシュレータ1bと一体としても巻線３
によってステータコア２と結合されている為ステータ組
立15とハウジング７のモータ支持板7aとを組立結合する
役目をはたすことができる。
組立15をハウジング７に一体に複数のスポーク（図示せ
ず）を介して形成したモータ支持板7aに組込んだ図であ
る。ステータ組立15はハウジング７のモータ支持板7aと
一体成形されたステータボス収納部16に圧入され、かつ
上部端面16aにより位置決めがなされる様になってい
る。こうして組込まれたステータ組立の軸受ボス部8aの
先端部8cがステータボス収納部16の下部端面16bより突
出しており、この先端部8cを超音波あるいは熱加圧等に
より下部端面16bの周縁部に溶着せしめればハウジング
７のモータ支持板7aとステータ組立15を組立結合するこ
とができる。この後、焼結含油軸受17,18を軸受ボス部
内径部8dに組込むことによりハウジング組立20が完成す
る。ここで軸受ボス部8aは上部インシュレータ1aと一体
としたが、下部インシュレータ1bと一体としても巻線３
によってステータコア２と結合されている為ステータ組
立15とハウジング７のモータ支持板7aとを組立結合する
役目をはたすことができる。
なお、第２図において、23は油切り、21は回転軸12の
一端に取付けたストップリングで、焼結含油軸受18の軸
方向端面に当接するスラスト板22を支持している。
一端に取付けたストップリングで、焼結含油軸受18の軸
方向端面に当接するスラスト板22を支持している。
第３図はスラスト軸受部の構成を示すものである。焼
結含油軸受18は銅−鉄系の焼結合金よりなり、スラスト
軸受面となるモータ支持板側の軸方向端面18aには、高
さが10μ〜30μの凸部18bが少なくとも３ヵ所周方向及
び半径方向に均等に形成されている。一方、このスリー
ブ軸受18のスラスト軸受面に当接するスラスト板22は、
炭素工具鋼により形成され、そのスラスト当接面は面粗
度、平面度とも高精度に仕上げてある。そして、スラス
ト板22の反スラスト当接面側にはストップリング21と嵌
合する凹部21aが形成され、スラスト板22が回転軸12の
回転に伴なってストップリング21を介して一体となって
回転する構成となっている。
結含油軸受18は銅−鉄系の焼結合金よりなり、スラスト
軸受面となるモータ支持板側の軸方向端面18aには、高
さが10μ〜30μの凸部18bが少なくとも３ヵ所周方向及
び半径方向に均等に形成されている。一方、このスリー
ブ軸受18のスラスト軸受面に当接するスラスト板22は、
炭素工具鋼により形成され、そのスラスト当接面は面粗
度、平面度とも高精度に仕上げてある。そして、スラス
ト板22の反スラスト当接面側にはストップリング21と嵌
合する凹部21aが形成され、スラスト板22が回転軸12の
回転に伴なってストップリング21を介して一体となって
回転する構成となっている。
以上の構成において、駆動巻線３に通電することによ
り、ロータが回転し、第２図の矢印Ｘ方向の空気流が生
ずる。この際その反力が生じ、焼結含油軸受18の軸方向
端面にスラスト板22が当接し、スラスト荷重を支持する
ことになる。但し、モータ構造上、ロータの振動防止対
策としてロータ・ステータ間の磁気的吸引力を利用した
磁気スラスト力もあらかじめ軸方向端面にスラスト荷重
として付加してある。
り、ロータが回転し、第２図の矢印Ｘ方向の空気流が生
ずる。この際その反力が生じ、焼結含油軸受18の軸方向
端面にスラスト板22が当接し、スラスト荷重を支持する
ことになる。但し、モータ構造上、ロータの振動防止対
策としてロータ・ステータ間の磁気的吸引力を利用した
磁気スラスト力もあらかじめ軸方向端面にスラスト荷重
として付加してある。
端面に凸部18bを有する焼結含油軸受18と、回転軸12
に回り止めされたスラスト板22のスラスト当接面の模式
図を第４図に示す。この第４図に基づき回転子が回転し
た時の油の流れを説明する。
に回り止めされたスラスト板22のスラスト当接面の模式
図を第４図に示す。この第４図に基づき回転子が回転し
た時の油の流れを説明する。
第４図の矢印Ｙ方向にスラスト板22が回転する時、焼
結含油軸受18の端面18aに設けた周方向の凸部18bがスラ
スト板22と当接することによりその間に空間23が形成さ
れ、軸受表面は第５図のような圧力分布を示す。このよ
うに軸受表面に正圧部（Ｑ点）負圧部（Ｐ点）が発生
し、くさび効果により非接触状態となると共に、焼結含
油軸受に含浸された油はポンプ作用により、第４図に示
す矢印のように循環する。これにより焼結含油軸受18の
スラスト端面18aとスラスト板22の当接面には常に焼結
含油軸受18に含浸された油が供給され、潤滑性能が向上
する。また、凸部と凹部の頂点近傍の断面が滑らかな丸
みを帯びているのでスラスト板との接触面積が小さく軸
受損失が小さくできる。
結含油軸受18の端面18aに設けた周方向の凸部18bがスラ
スト板22と当接することによりその間に空間23が形成さ
れ、軸受表面は第５図のような圧力分布を示す。このよ
うに軸受表面に正圧部（Ｑ点）負圧部（Ｐ点）が発生
し、くさび効果により非接触状態となると共に、焼結含
油軸受に含浸された油はポンプ作用により、第４図に示
す矢印のように循環する。これにより焼結含油軸受18の
スラスト端面18aとスラスト板22の当接面には常に焼結
含油軸受18に含浸された油が供給され、潤滑性能が向上
する。また、凸部と凹部の頂点近傍の断面が滑らかな丸
みを帯びているのでスラスト板との接触面積が小さく軸
受損失が小さくできる。
第６図，第７図には焼結含油軸受18の凸部18bの周方
向断面形状の具体的実施例を示す。
向断面形状の具体的実施例を示す。
又、実験的には、 （１） 焼結含油軸受の端面に設ける周方向の凹凸の断
差ｈが10〜30μｍの時、（第６図，第７図に示す。） （２） スラスト板と接触する焼結含油軸受の凸部の接
触面の傾きαが２〜20μm/mmである時。（第６図に示
す。） （３） スラストと接触する焼結含油軸受の凸部の接触
面の曲率ｒが50μｍ以上である時。（第７図に示す。） 潤滑性能が最もよく、寿命も長いことが認められた。こ
れらの寸法は単独でも、組合せでもそれぞれ効果が認め
られた。
差ｈが10〜30μｍの時、（第６図，第７図に示す。） （２） スラスト板と接触する焼結含油軸受の凸部の接
触面の傾きαが２〜20μm/mmである時。（第６図に示
す。） （３） スラストと接触する焼結含油軸受の凸部の接触
面の曲率ｒが50μｍ以上である時。（第７図に示す。） 潤滑性能が最もよく、寿命も長いことが認められた。こ
れらの寸法は単独でも、組合せでもそれぞれ効果が認め
られた。
発明の効果 以上のように本発明は、焼結含油軸受の軸方向端面に
凸部と凹部の頂点近傍の断面が滑らかな丸みを帯びた凹
凸を３カ所以上設け、嵌合によりロータと共に回転する
スラスト板を当接させることにより、潤滑性能が高く、
軸受損失が小さく、スラスト荷重に対する負荷耐圧が大
きい寿命の長い軸流ファンモータを実現できる。特に、
軸流ファンモータにおいては高温状態での使用も考えら
れるが、焼結含油軸受の使用が可能となるため、長期に
わたって安定した性能を確保できる。
凸部と凹部の頂点近傍の断面が滑らかな丸みを帯びた凹
凸を３カ所以上設け、嵌合によりロータと共に回転する
スラスト板を当接させることにより、潤滑性能が高く、
軸受損失が小さく、スラスト荷重に対する負荷耐圧が大
きい寿命の長い軸流ファンモータを実現できる。特に、
軸流ファンモータにおいては高温状態での使用も考えら
れるが、焼結含油軸受の使用が可能となるため、長期に
わたって安定した性能を確保できる。
第１図は本発明の実施例における無整流子直流軸流ファ
ンモータのステータ組立の構成を示した分解斜視図、第
２図は第１図のステータ組立の構成によって組立てられ
たハウジング組立の半断面図、第３図はスラスト軸受部
の分解斜視図、第４図は本発明の焼結含油軸受の含浸油
の流れを示す説明図、第５図は本発明による焼結含油軸
受の表面の圧力分布図、第６図，第７図は焼結含油軸受
の凸部の形状を示す周方向断面図、第８図は従来の無整
粒子直流軸流ファンモータの構成を示す半断面図であ
る。 ７……ハウジング、7a……モータ支持板、8a……軸受ボ
ス部、12……回転軸、18……焼結含油軸受、18b……凸
部、21……ストップリング、22……スラスト板。
ンモータのステータ組立の構成を示した分解斜視図、第
２図は第１図のステータ組立の構成によって組立てられ
たハウジング組立の半断面図、第３図はスラスト軸受部
の分解斜視図、第４図は本発明の焼結含油軸受の含浸油
の流れを示す説明図、第５図は本発明による焼結含油軸
受の表面の圧力分布図、第６図，第７図は焼結含油軸受
の凸部の形状を示す周方向断面図、第８図は従来の無整
粒子直流軸流ファンモータの構成を示す半断面図であ
る。 ７……ハウジング、7a……モータ支持板、8a……軸受ボ
ス部、12……回転軸、18……焼結含油軸受、18b……凸
部、21……ストップリング、22……スラスト板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−20573（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−122607（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−141815（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 7/14 H02K 5/167
Claims (3)
- 【請求項１】外ケースであるハウジングに一体に複数の
スポークを介してモータ支持板を設け、このモータ支持
板の中央部に円筒状の軸受ボス部を設け、この軸受ボス
部内にはロータの回転軸を回転自在に支持する焼結含油
軸受を固定し、この焼結含油軸受のスラスト軸受面を構
成する軸方向端面には少なくとも３カ所以上にわたり略
等間隔に凸部を設け、この凸部の頂点近傍の曲率ｒを50
μｍ以上とし、前記焼結含油軸受の凸部に当接するスラ
スト板と該スラスト板と回転軸を共回りさせる係合部と
を設けてなる軸流ファンモータ。 - 【請求項２】焼結含油軸受の軸方向端面に設ける凸部と
凹部の高さの差を10〜30μｍとした請求項１記載の軸流
ファンモータ。 - 【請求項３】スラスト板と当接するスリーブ軸受の凸部
と凹部との傾きを２〜20μm/mmとした請求項１記載の軸
流ファンモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507090A JP2917414B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 軸流ファンモータ |
| US08/009,441 US5264748A (en) | 1990-05-24 | 1993-01-27 | Axial-flow fan motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507090A JP2917414B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 軸流ファンモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429542A JPH0429542A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2917414B2 true JP2917414B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=15143156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13507090A Expired - Lifetime JP2917414B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 軸流ファンモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917414B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2718285B2 (ja) * | 1991-05-08 | 1998-02-25 | 三菱電機株式会社 | 電動機の軸受装置 |
| JP2584290Y2 (ja) * | 1993-09-01 | 1998-10-30 | 富士電気化学株式会社 | スリーブ軸受けタイプファン |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP13507090A patent/JP2917414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429542A (ja) | 1992-01-31 |
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