JP3096387U - 動的流体軸受モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 組立てを容易にし、潤滑油の漏れ防止、スピ
ンドルの移動防止、潤滑油と空気のバランス、及びスピ
ンドルの耐摩耗機能を発揮する動的流体軸受モジュール
を提供する。 【解決手段】 冷却ファンのための動的流体軸受モジュ
ール３０は、冷却ファンの固定部２０と回転部１０とを
連結し、回転部が固定部に対して回転するときの支持と
潤滑を提供する。本考案の構成では、動的流体軸受モジ
ュールの漏れ防止、移動防止、耐摩耗性を生じさせ、潤
滑油と空気をバランスさせるために、軸受ケース、耐摩
耗性部材及び移動防止部材を利用している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、小型冷却ファンの動的流体軸受モジュール、詳しくは、潤滑油の漏 れ防止、スピンドルの耐摩耗性、及び潤滑油と空気がバランスした動的流体軸受 モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

軸受は、回転機械要素であり、支持や、摩擦の低減、荷重の伝達のために、モ ータの主軸等に用いられている。技術の絶え間ない発展により部品は小型化され 、より高精度になっている。また、より大きく精密な軸受の要求も増大している 。最も一般的に使用される精密な軸受は、概して、ボール軸受である。しかし、 ボール軸受には、騒音が大きく、回転精度も充分でなく、小型化により高価であ るという不利な点があり、小型化及び高精度化の要求を完全に満たすものではな い。上述の要求を満たし、さらに回転摩擦を低減するために流体軸受が開発され た。

【０００３】 流体軸受は、高精度、低騒音で、高い耐振能力を有し、概して、静的な流体軸 受と動的な流体軸受という２つのタイプにグループ分けできる。通常状態での静 的な流体軸受は、外部圧力によって潤滑油が注入され、回転中、スピンドルを非 接触に支持する。スピンドルがずれる場合、ずれた側の圧力は正常な位置にスピ ンドルを戻すために増大する。この軸受は、通常状態では大量の潤滑油を有して いるので、小型で高精度の回転機械要素には適さない。動的な流体軸受は、潤滑 油を保持するために小型の内部溝を有している（この小型の溝内には少量の潤滑 油がある）。スピンドルが回転すると、この溝内の潤滑油は引き出され、動圧を 発生し、スピンドルを中心位置に支持する。

【０００４】 動的な流体軸受は、長寿命、低騒音で、耐振的な効果があり、小型のファンに 広く使われている。動的な流体軸受は、潤滑油の漏れ防止やスピンドルの移動防 止機能はないので、ファンは、このような必要な機能をもつために特別な構成と しなければならない（例えば、特許文献１参照。）。

【０００５】

【特許文献１】 特開２０００−００９０９０号公報（段落番号［０００７］、図３（ Ａ）（Ｂ）参照）

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

特許文献１に開示された動的な流体軸受は、以下の特徴を有している。

【０００７】 １．潤滑油の漏れ防止の構成； この動的な流体軸受は、内部に通孔を有する 形態である。漏れ防止の特徴は、ファンとステータが連結されている点である。 規格化された構成ではないため、ファンのメーカーは規格化という利点を享受で きない。

【０００８】 ２．スピンドル移動防止の構成； ファンに使用されるこの動的な流体軸受は 、移動防止の構成がない。したがって、ファンメーカーは、この要求に沿うよう に別の移動防止特性を持った構成にしなければならない。

【０００９】 ３．潤滑油と空気のバランス； この動的な流体軸受は、組立てや動作中に潤 滑油と空気のバランスを要求される。この要求は、ファン機構あるいは軸受のい ずれかの構成に組み込むことができ、このファクターは、構成の考慮に入れられ なければならない。

【００１０】 ４．スピンドルの耐摩耗性の構成； 従来のファンに適用された動的な流体軸 受は、軸受に耐摩耗性プレートを有していない。ファンメーカーは、組立て中、 これを加えなければならない。

【００１１】 前述の特許又は他の技術は、冷却ファンの動的な流体軸受に規格化された構成 を採用せず、動的な流体軸受を使用するファンの組立て上の利便性を妨げている 。さらに、製品品質の管理が難しく、冷却ファンの生産コストが高いものとなっ ている。

【００１２】

【考案の概要】

本考案は、上述した課題に鑑みなされたもので、主な目的は、組立てを容易 にする動的流体軸受モジュールを提供することであり、また、潤滑油の漏れ防止 、スピンドルの持ち上げ防止、潤滑油と空気のバランス、及びスピンドルの耐摩 耗機能を提供することである。

【００１３】 本考案の動的流体軸受モジュールは、流体軸受、軸受ケース、耐摩耗部材及び 移動防止部材を有している。この動的な流体軸受は、回転部のスピンドルを保持 する中空部と、動的な流体軸受に対してスピンドルが回転するとき、潤滑油で満 たされた複数の動圧溝が形成された内部壁とを有し、前記動圧溝内の潤滑油が支 持と潤滑を行なう動圧を生成する。軸受ケースは、動的な流体軸受を収容するた めに、一側に１つの開口部のみを有する収容チャンバを有している。前記軸受ケ ースは、底部を有し、この底部は動的な流体軸受内に設置されたスピンドルと接 触する耐摩耗性材料からなる耐摩耗性部材を保持している。移動防止部材は、軸 受ケースの開口部側に設置され、スピンドルを周囲より保持しかつスピンドルが 離れることを防止するようにスピンドルより僅かに小さい半径を有する丸い開口 部を有している。

【００１４】

【考案の実施の形態】

以下、本考案を添付の図面を参照しながら説明するが、これにより本考案の特 徴が一層明らかになるであろう。

【００１５】 本考案に開示された動的流体軸受モジュールは、発電機、例えばブラシレスＤ Ｃモータ、ブラシレスＤＣファン、ブラシ付ＤＣモータ、ブラシ付ＤＣファン、 ブラシレスＡＣモータ、ブラシレスＡＣファン、ブラシ付ＡＣモータ、ブラシ付 ＡＣファン、小さい冷却ファン等の回転運動エネルギーを出力することを目的と し、実施の形態として小型冷却ファンを例示したが、本考案は、これに限定され るものではない。

【００１６】 図１及び２において、冷却ファンは、回転部１０、固定部２０及び動的流体軸 受モジュール３０から構成されている。回転部１０は、動的流体軸受モジュール ３０を介して固定部２０に載置されている。

【００１７】 回転部１０は、周辺端部に設けられた複数のブレードと、環状の内側部材に設 けられた永久磁石と、固定部２０の中央に設置された動的流体軸受モジュール３ ０内に設けられたスピンドル１０１とを有している。

【００１８】 固定部２０は、複数の磁極を有するように、コイルが巻かれたシリコンスチー ルシートから作られている。コイルに電流が流れると、エネルギーが与えられ、 磁極は磁石との間で反力を生じる。この結果、回転部１０は、回転運動エネルギ ーを出力する。この点に関しては、公知に属するため詳述しない。

【００１９】 本考案の動的流体軸受モジュール３０は、上述した不利な点を解消した、組立 てが容易なモジュール構成を提供する。

【００２０】 図３及び４において、本考案の動的流体軸受モジュールは、流体軸受３３、軸 受ケース３１、耐摩耗部材３２及び移動防止部材３４を有している。流体軸受３ ３は、中空であり、かつ回転部１０のスピンドル１０１を中心に収容する中空部 ３３１を有している。中空部３３１は、２対のヘリンボン状の動圧溝３３２が形 成された内壁を有し、この動圧溝３３２は、その上に潤滑油を有するように形成 されている。スピンドル１０１が流体軸受３３に対して回転すると、ここの潤滑 油は支持と潤滑の機能を発揮するため、動圧溝３３２に動圧が生じる。

【００２１】 軸受ケース３１は、流体軸受３３を収容するため、流体軸受と一致する形状の 収容チャンバ３１1を有し、この収容チャンバ３１1は、一側にただ1つの開口部 を有している。この収容チャンバ３１1は、耐摩耗性部材３２を有する底部を備 え、耐摩耗性部材３２は、流体軸受３３に設けられたスピンドル１０１と接触す るように設置されている。

【００２２】 移動防止部材３４は、軸受ケース３１（図４参照）の開口端部に置かれ、スピ ンドル１０１を締め付けて移動を防止するように、スピンドル１０１より僅かに 小さい半径の開口部３４１を有している。

【００２３】 軸受ケース３１の収容チャンバ３１1は、ただ1つの開口部を有しかつカップ状 に形成されているので、潤滑油（図３及び４参照）を漏らすことはない。軸受ケ ース３１の底部に位置する耐摩耗性部材３２は、耐摩耗性材料から作られており 、これにより軸受ケース３１の底部分の摩耗を防止する。加えて、耐摩耗性部材 ３２は、スピンドル１０１に起こっている軸方向の圧力を吸収するために弾性あ るいは磁性を有する材料から作ることができる。

【００２４】 図６において、移動防止部材３４は、軸受ケース３１の頂端部に形成された溝 ３１２内に設置されている。中心の丸い開口部３４１は、スピンドル１０１を吊 持するためにスピンドル１０１に形成されたラッチ溝１０１１に係止され、これ によりスピンドル１０１（又は回転部１０）に対する移動防止する機能を提供す る。図面では環状部材である移動防止部材３４は、他の係止リングであってもよ い。

【００２５】 さらに、軸受ケース３１の収容チャンバ３１１は、一側に形成されかつ潤滑油 と空気をバランスさせるように底部まで伸延された排気凹部３１５を有している 。潤滑油の漏れを防止するために、面取り部が採用され、中空部３３１の少なく とも一端部に、外開き面取り部を設けている。図示の実施形態では、中空部の両 端は、上面取り部３３３及び下面取り部３３４をそれぞれ有し、運転中動圧溝３ ３２に存在したり、スピンドルと軸受との間の隙間に引き込まれた潤滑油を一時 的に蓄える。

【００２６】 このような構成によって、動的な流体軸受に形成した排気凹部と面取り部との 連通、潤滑油漏れ防止の機能、スピンドルの移動防止、潤滑油と空気のバランス 、及びスピンドルの耐摩耗を達成できる。

【００２７】 したがって、本考案は、従来のものと比較して、以下の利点を有する。

【００２８】 ａ.冷却ファンと動的な流体軸受を集約した構成： １.動的流体軸受モジュールの組立て構成は、ファンアセンブリの利便性 、品質の安定性を増大し、製造費を低減する。

【００２９】 ２.本考案は、動的な流体軸受の寿命を増大し、ノイズを低減し、耐振性 があるものにする。

【００３０】 ｂ.他の特徴： １. 動的流体軸受モジュールは、カップ状構造であり、潤滑油の漏れ防 止機能を有する。

【００３１】 ２. 軸受ケース内に位置されている移動防止部材が、スピンドルに対し 移動防止機能を提供する。

【００３２】 ３. 排気凹部を有する軸受ケースが、潤滑油と空気をバランスする。

【００３３】 ４. スラスト抵抗プレートを有するカップ状構造が、スピンドルに対し 耐摩耗性を提供する。

【００３４】 本考案の好ましい実施形態を開示したが、この開示された実施形態の変更は、 他の実施形態も同様であるが、当業者により行われ得るものである。したがって 、請求の範囲は、本考案の精神と範囲から逸脱しない全ての実施形態をカバーす ることを目的とするものである。

【００３５】

【考案の効果】

以上のように、本考案に係る動的流体軸受モジュールは、潤滑油の漏れ防止、 スピンドルの移動防止、潤滑油と空気のバランス、及びスピンドルの耐摩耗機能 を発揮でき、組立てや製品品質の管理が容易なため、冷却ファンの生産コストも 低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 小型冷却ファン用の本考案に係る動的流体軸
受モジュールの断面図である。

【図２】 小型冷却ファン用の本考案に係る動的流体軸
受モジュールの斜視図である。

【図３】 本考案の動的流体軸受モジュールの分解図で
ある。

【図４】 本考案の動的流体軸受モジュールの断面図で
ある。

【図５】 本考案の動的流体軸受モジュールの斜視図で
ある。

【図６】 スピンドルを有する本考案の動的流体軸受モ
ジュールの断面図である。

【符号の説明】

１０…回転部、 １０１…スピンドル、 １１０１…ラッチ溝、 ２０…固定部、 ３０…動的流体軸受モジュール、 ３１…軸受ケース、 ３１１…収容チャンバ、 ３１５…排気凹部、 ３２…耐摩耗部材、 ３３１…流体軸受、 ３３２…動圧溝、 ３３３，３３４…面取り部、 ３４…移動防止部材、 ３４１…開口部。

フロントページの続き (72)考案者 章 ▲黄▼ 賢 台灣台北縣中和市復興路280巷18弄３號２ 樓 (72)考案者 頼 美 玲 台灣台中市西區篤行路187號

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転手段における回転部のスピンドルを
   収容する固定部内に設置した動的流体軸受モジュールに
   おいて、 前記スピンドルの回転により潤滑油が動圧を生成する複
   数の動圧溝が形成された内壁を有する中空の流体軸受
   と、 当該流体軸受を収容するため一側に開口部を有する収容
   チャンバを備えた軸受ケースと、 該軸受ケースの前記収容チャンバの底部に位置し、前記
   スピンドルと接触する、耐摩耗材料からなる耐摩耗部材
   と、 前記軸受ケースの開口部の端部に位置し、前記スピンド
   ルの変位を規制するように周囲より保持する該スピンド
   ルより僅かに小径の移動防止部材と、を有する動的流体
   軸受モジュール。
2. 【請求項２】 前記動圧溝は、２対のヘリンボン状溝で
   ある請求項１に記載の動的な動的流体軸受モジュール。
3. 【請求項３】 前記軸受ケースの収容チャンバは、前記
   流体軸受と一致する形状を有する請求項１に記載の動的
   流体軸受モジュール。
4. 【請求項４】 前記軸受ケースの収容チャンバは、更に
   排気凹部を有する請求項３に記載の動的流体軸受モジュ
   ール。
5. 【請求項５】 前記排気凹部は、前記収容チャンバの底
   部まで伸延している請求項４に記載の動的流体軸受モジ
   ュール。
6. 【請求項６】 前記軸受ケースの収容チャンバは、前記
   移動防止部材を保持する溝を頂端部に有する請求項１に
   記載の動的流体軸受モジュール。
7. 【請求項７】 前記スピンドルは、前記移動防止部材と
   対応する位置に当該移動防止部材が嵌合するラッチ溝を
   有する請求項１に記載の動的流体軸受モジュール。
8. 【請求項８】 前記流体軸受は、少なくとも一端部に外
   開き面取り部を有する請求項１に記載の動的流体軸受モ
   ジュール。
9. 【請求項９】 前記移動防止部材は、スピンドルの軸方
   向変位を吸収するように弾性又は磁性を有する請求項１
   に記載の動的流体軸受モジュール。
10. 【請求項１０】 前記移動防止部材は、環状部材又は係
    止リングである請求項１に記載の動的流体軸受モジュー
    ル。