JP5209261B2 - 軸受構造とこの軸受を備えたファンモータ - Google Patents

Description

本発明は、潤滑性能が優れる軸受構造及び前記軸受構造を備えたファンモータに関する。

ファンは、コンピュータの伝熱系統の重要な要素である。前記ファンの使用寿命が延長され、安定性を高まると、前記コンピュータを安定に運行させることができる。前記ファンに設置される軸受は、ファンの回転磨耗や回転騒音が発生することを防ぎ、ファンが安定に回転するようにする。

モータ用軸受を選択する場合、コストを下げるために、騒音が低く、価格が安く、自身から潤滑油を補充する軸受を使用する。この軸受が自身から潤滑油を補充するので、回転軸が摩擦によって軸受が変形し、軸受の回転がロックされて停止することを防止できる。もし前記軸受の潤滑油が漏れると、軸受の回転安定性及び寿命に悪影響を与える可能性がある。しかし、このような軸受は密閉性が悪いので、潤滑油が漏れることを未然に防ぐことができない。したがって前記軸受の寿命に悪影響を与える可能性がある。

以上の問題点に鑑み、本発明は、潤滑油の保持力が優れる軸受の構造と、前記軸受を備えたファンモータを提供することを目的とする。

軸受と、前記軸受に回転可能に支持される回転軸と、を含む軸受構造において、前記回転軸の外周面に円筒部が形成され、前記円筒部の上方に位置する前記回転軸の外周面には、傾斜する複数の油溝が設けされ、前記油溝の傾斜方向は回転軸の回転方向と同じである。

ベース及びカバーから構成される枠体と、前記枠体の内部に設置され、且つ中心に軸孔が設けられる軸受と、前記軸受の軸孔の内に挿入され、前記軸受に回転可能に支持される回転軸と、前記軸受を囲むステータと、前記回転軸の先端部に固定されるインペラと、を含むファンモータにおいて、前記回転軸の外周面に円筒部が形成され、前記円筒部の上方に位置する前記回転軸の外周面に複数の傾斜した油溝が設けられる。

本発明においては、前記回転軸に設けられた円筒部と複数の油溝とが復数の貯油構造を構成する。前記貯油構造は、前記軸受に潤滑油が漏れを減少させるので、前記軸受の潤滑を維持することができる。更に軸受の使用の寿命を向上させ、潤滑油が漏れによって騒音が生ずることを防止できる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施例の構成を詳細に説明する。

図１〜図４を参照すると、本発明による軸受構造は、軸受１０と、前記軸受１０に挿入され、且つ前記軸受１０に回転可能に支持される回転軸２０とを含む。前記実施方式において、ファンモータを実施例として本発明の軸受構造を説明する。前記軸受構造をコンピュータのＨＤなどのようなモータに応用することができる。前記ファンモータは、枠体７０と、前記枠体７０の内に設けられるステータ３０と、インペラ４０と、を含む。前記軸受１０は、前記枠体７０の内に装着され、前記インペラ４０は、前記回転軸２０の上に設けられる。

前記枠体７０は、ベース７２と、カバー７４と、を含む。前記ベース７２の中心に支持部７２１が設けられ、前記軸受１０の底端は前記支持部７２１の中央に支持されている。前記軸受１０は、円柱状であり、底端が密閉され、先端が開放され、内部に回転軸２０を挿入するための円柱状の軸孔２０９（図４）が形成されている。前記軸受１０の内壁には、開口部に近隣する階段部１０２が形成され、前記階段部１０２の内径を軸孔２０９の外径より大きくすることにより、遮蔽部材５０を階段部１０２の上に装着することができる。前記軸受１０の内壁には、階段部１０２から下方向へ傾斜する錐形面１０４が形成される。

前記軸受１０の外周面を囲む前記ステータ３０は、回路基板３０１と、アーマチュア３０２とを含む。前記アーマチュア３０２は、前記回路基板３０１と接続され、交互に変化する磁場を形成する。前記回転軸２０の先端２１に取付けられるインペラ４０は、ホイール４０１と、前記ホイール４０１の内に設けられる環片４０３と、前記環片４０３の内に設けられる磁石４０５と、前記ホイール４０１の外周面から外へ延長し形成される複数の羽根４０７と、を含む。

図５に示したように、前記回転軸２０は円柱状である。前記回転軸２０の先端２１は前記インペラ４０のホイール４０１の中央に設置され、その底端２２は前記軸受１０の軸孔に挿入されている。前記回転軸２０の略中央の位置には円筒部２２２が形成され、前記回転軸２０の先端２１に近隣する位置には凹部２３が形成されている。前記円筒部２２２と前記凹部２３との間に位置する前記回転軸２０の外周面には、潤滑部２２４が形成されている。前記潤滑部２２４には、複数の螺旋状の油溝２２８が形成されている。前記油溝２２８は、前記潤滑部２２４の上端と一定の距離を持ち、前記円筒部２２２と連通されている。前記の油溝２２８の下から上への傾斜方向が前記回転軸２０の回転の方向と同じである。

前記実施例において、前記回転軸２０が時計の逆方向へ回転する場合は、前記油溝２２８は前記潤滑部２２４の底端から先端方向へ向かって右へ傾斜するように形成される。前記回転軸２０が時計の順方向へ回転する場合は、前記油溝２２８は前記潤滑部２２４の底端から先端方向へ向かって左へ傾斜するように形成される。前記円筒部２２２と潤滑部２２４と接続する所に切断面２２６が形成され、前記回転軸２０の円筒部２２２の下端には下へ広がる錐面２２０が形成されている。

図３及び図４は、前記軸受をファンモータの内に取付ける断面図である。前記遮蔽部材５０は、前記軸受１０の先端の階段部１０２に装着され、前記回転軸２０の潤滑部２２４を囲む。前記遮蔽部材５０は、内縁環５０１と、外縁環５０２とを含み、前記内縁環５０１は、外縁環５０２の内周縁から上へ延長して形成される。前記内縁環５０１の内径の寸法は、前記回転軸２０の外径の寸法より僅かに大きく、外径の寸法は軸受１０の開口端の内径の寸法より小さい。前記外縁環５０２の内径の寸法は前記軸受１０の軸孔の外径の寸法より大きく、外径の寸法は前記軸受１０の開口端の内径の寸法と略同じか、僅かに大きい。したがって、前記遮蔽部材５０を軸受１０の開口端に固定することができる。

前記内縁環５０１は、前記回転軸２０の潤滑部２２４を囲み、内面は前記回転軸２０の外面と同一面上にある。前記潤滑部２２４に設けられる油溝２２８は前記遮蔽部材５０の内に設置され、前記内縁環５０１と前記回転軸１０の潤滑部２２４との間に５〜４０μｍの隙間が形成される。両者の隙間が非常に小さいことから、前記回転軸２０が前記遮蔽部材５０の内と摩擦しても、潤滑油が漏れることを防止できる。前記回転軸２０に形成される錐面２２０と円筒部２２２が前記軸受１０の錐形面１０４と対応するように設けられ、前記回転軸２０の錐面２２０、円筒部２２２及び切断面２２６と、前記軸受１０の錐形面１０４及び遮蔽部材５０とによって貯油ハウジングが構成される。前記軸受１０の底端には、前記回転軸２０の底端を支持する円形の耐摩板６０が設けられ、前記耐摩板６０の直径が前記軸孔２０９の直径の寸法と同じである。前記耐摩板６０が前記回転軸２０と前記軸受１０の底端との間に設けられているので、前記回転軸２０が前記軸受１０の底端と摩擦することを防止でき、軸受１０の寿命を向上させることができる。

前記回転軸２０が高速に回転する時、前記軸受１０に貯蔵される潤滑油は遠心力の作用によって、前記回転軸２０の外周面に沿って上昇する。前記回転軸２０に円筒部２２２が設けられ、前記回転軸２０の外周面に錐面２２０と切断面２２６が形成されたことによって、前記回転軸２０の外周面に非連続の状態を呈し、大部分の昇った潤滑油は前記錐面２２０と円筒部２２２と切断面２２６に留まり、前記潤滑油のハウジングに還流し、再度利用がされ、また、少量の潤滑油は続いて潤滑部２２４の油溝の内に昇る。前記潤滑部２２４に設けられた油溝２２８の傾斜方向は回転軸２０の回転方向と一致しているから、前記回転軸が早速に回転するときに、前記油溝２２８は油溝２２８の内に昇った潤滑油に下降力を加え、潤滑油を油溝に沿って下へ流させ、潤滑油のハウジングに還流する。前記潤滑部２２４を囲んだ遮蔽部材５０は潤滑油の飛散を防止でき、潤滑油は回転軸２０が高速に回転する時に軸受１０の外面に溢れることを防止でき、軸受１０に還流してから、潤滑油を循環して利用することができる。

前記軸受の構造は円筒部２２２と油溝２２８から構造された２段式の潤滑油を保持する構造を利用し、軸受１０の潤滑油の流失を防止でき、循環の利用がされ、軸受１０は潤滑油の保護を獲得でき、軸受１０の寿命を高め、同時に、軸受の潤滑性能の低下によって発生する、騒音を防止できる。

本発明の軸受構造を応用した散熱ファンの立体分解図である。 図１に示す散熱ファンの立体図である。 図２に示す散熱ファンの断面図である。 図４に示すＩＶ部分の局部の拡大図である。 回転軸の拡大の立体図である。

符号の説明

１０ 軸受
１０２ 階段部
１０４ 錐形面
２０ 回転軸
２１ 先端
２２ 底端
２２０ 錐面
２２２ 円筒部
２２４ 潤滑部
２２８ 油溝
２３ 凹部
３０ ステータ
３０１ 回路基板
３０２ アーマチュア
４０ インペラ
４０１ ホイール
４０３ 環片
４０５ 磁石
４０７ 羽根
５０ 遮蔽部材
５０１ 内縁環
５０２ 外縁環
６０ 耐摩板
７０ 枠体
７２ ベース
７４ カバー
７２１ 支持部

Claims (12)

1. 軸受と、前記軸受に回転可能に支持される回転軸と、を含む軸受構造において、
   前記回転軸の外周面に円筒部が形成され、
   前記円筒部の上方に位置する前記回転軸の外周面には、傾斜する互いに独立した複数の油溝を有する潤滑部が設けられ、各前記油溝の傾斜方向は回転軸の回転方向と同じであり、各前記油溝は前記円筒部に連通する一方で、前記潤滑部の上端と一定の距離を持ち、これにより円筒部が前記軸受の外部に連通しないことを特徴とする軸受構造。
2. 前記回転軸の外表面には、前記円筒部から下方へ広げる錐面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
3. 前記軸受の上端には、前記円筒部が形成される前記回転軸の外周面を囲む遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
4. 前記遮蔽部材は、前記回転軸の外周面と５〜４０μｍの隙間がある内縁環と、前記内縁環から下へ延長して形成される外縁環と、を含み、前記外縁環が軸受の上に固定されることを特徴とする請求項３記載の軸受構造。
5. 前記軸受は、底端が密封され、開放される頂端には前記遮蔽部材を支持する階段部が形成されている円筒体であり、
   前記階段部は、前記遮蔽部材が階段部の上に配置するように前記外縁環を支持することを特徴とする請求項４記載の軸受構造。
6. 前記軸受の内壁には、前記階段部から下へ縮減する錐形面が形成され、前記錐形面が前記回転軸の円筒部と相対することを特徴とする請求項５記載の軸受構造。
7. ベース及びカバーから構成される枠体と、
   前記枠体の内部に設置され、且つ中心に軸孔が設けられる軸受と、
   前記軸受の軸孔の内に挿入され、前記軸受に回転可能に支持される回転軸と、
   前記軸受を囲むステータと、
   前記回転軸の先端部に固定されるインペラと、を含むファンモータにおいて、
   前記回転軸の外周面に円筒部が形成され、前記円筒部の上方に位置する前記回転軸の外周面に、互いに独立した複数の傾斜した油溝を有する潤滑部が設けられ、
   各前記油溝は前記円筒部に連通する一方で、前記潤滑部の上端と一定の距離を持ち、これにより円筒部が前記軸受の外部に連通しないことを特徴とするファンモータ。
8. 前記回転軸の外表面には、前記円筒部から下方へ広がる錐面が形成されることを特徴とする請求項７に記載のファンモータ。
9. 前記軸受の上端には、前記円筒部が形成される前記回転軸の外周面を囲む遮蔽部材が設けられることを特徴とする請求項７に記載のファンモータ。
10. 前記遮蔽部材は、回転軸の外周面と５〜４０μｍの隙間がある内縁環と、前記内縁環から下へ延長して形成される外縁環とを含み、前記外縁環が軸受の上に固定されることを特徴とする請求項９記載のファンモータ。
11. 前記軸受は、底端が密封され、開放される頂端には前記遮蔽部材を支持する階段部が形成されている円筒体であり、
    前記階段部は、前記遮蔽部材が階段部の上に配置するように前記外縁環を支持することを特徴とする請求項９記載のファンモータ。
12. 前記軸受の内壁には、前記階段部から下方向へ傾斜する錐形面が形成され、前記錐形面は回転軸の円筒部と相対することを特徴とする請求項９記載のファンモータ。

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