JPH0429542A - 軸流ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に軸受に含油焼結材よりなるスリ
ーブ軸受を使用し、回転子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、図面を参照しながら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。

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とコネクタビン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基油が徐々に蒸発し、潤
滑材の粘度が高くなり、摺動音が高くなって騒音を発生
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、潤滑材の減少と共に加速度的に粘度が高まり
、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よりなるスリーブ軸受を
使用することも考えられ、この場合はボールベアリング
に比べ潤滑材が減少しても所期の性能を維持することが
できへアリングで問題となる基油の蒸発をあまり考慮し
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、ス
リーブ軸受の端面でスラスト荷重を直接的に支持する構
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。特に従来のスリーブ軸受では、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、含油焼結軸受の特徴であるポ
ンプ作用による油の循環が妨害され、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スリーブ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
内にはロータが回転軸を回転自在に支持するスリーブ軸
受・を固定し、このスリーブ軸受のスラスト軸受面を構
成する軸方向端面には少な（とも３力所以上にわたり略
等間隔に凸部を設け、一方、回転軸には前記スリーブ軸
受の凸部に当接するスラスト板を設けてなるものである
。

作用 以上の構成のようにスリーブ軸受の軸方向端面に凸部を
設け、この凸部にスラスト板を当接させることにより、
非接触部の空間に油だまりの効果をもたせ、油による潤
滑性能をよくすることができる。また、ロータの回転に
よる油の流れによる負圧部が接触面と非接触面の境界付
近に発生し、軸受に含浸された油が循環し、潤滑性能を
向上する。

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。

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ツトできる様
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とコネクタビン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、スリー
ブ軸受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１
２の一端に取付けたストップリングで、スリーブ軸受１
８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。スリ
ーブ軸受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力所
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０．１
５ｓ以下、平面度が３μ以下に形成されている。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、スリーブ軸受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。

端面に凸部１８ｂを有するスリーブ軸受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
の詳細を第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、ス
リーブ軸受１８の端面１８ａに設けた周方向の凹部１８
ｂによりスラスト板２２との間に空間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
軸受表面に負圧部（Ｐ点）が発生し、スリーブ軸受に含
浸された油は第４図に示す矢印のように循環する。これ
によりスリーブ軸受１８のスラスト端面１８ａとスラス
ト板２２の当接面には常にスリーブ軸受１８に含浸され
た油が供給され、潤滑性能が向上する。

第６図、第７図にはスリーブ軸受１８の凸部１８ｂの形
状の具体的実施例を示す。

又、実験的には、 （１）スリーブ軸受の端面に設ける周方向の凹凸の断差
りが１０〜３０μｍの時、（第６図。

第７図に示す。） （２）　　スラスト板と接触するスリーブ軸受の凸部の
接触面の傾きαが２〜２０μｍ／１ＩＩＩＴｌである時
。（第６図に示す。） （３）スラストと接触するスリーブ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、含油焼結軸受よりなるスリーブ
軸受の軸方向端面に３力所以上の凸部を設けることによ
り、潤滑性能が高く、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、スリーブ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。

【図面の簡単な説明】

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図は本発明のスリーブ軸受の含浸油
の流れを示す説明図、第５図は本発明によるスリーブ軸
受の表面の圧力分布図、第６図、第７図はスリーブ軸受
の凸部の形状を示す断面図、第８図は従来の無整流子直
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・・・・・・スリーブ軸受、１８ａ・・・
・・・凸部、２１・・・・・・ストップリング、２２・
・・・・・スラスト板。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第 図 第 図 第

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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
   はロータが回転軸を回転自在に支持するスリーブ軸受を
   固定し、このスリーブ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ヶ所以上にわたり略等間隔
   に凸部を設け、一方、回転軸には前記スリーブ軸受の凸
   部に当接するスラスト板を設けてなる軸流ファンモータ
   。
2. （２）スリーブ軸受の軸方向端面に設ける凸部の高さを
   １０〜３０μｍとした請求項１記載の軸流ファンモータ
   。
3. （３）スラスト板と当接するスリーブ軸受の凸部の傾き
   を２〜２０μｍ／ｍｍとした請求項１記載の軸流ファン
   モータ。
4. （４）スラスト板と当接するスリーブ軸受の凸部の曲率
   をＲ＝５０μｍ以上とした請求項１記載の軸流ファンモ
   ータ。
5. （５）スリーブ軸受は銅−鉄系合金で形成した請求項１
   記載の軸流ファンモータ。