JPH11252857A - 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置 - Google Patents
電動機及びそれを用いたヒートシンク装置Info
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- JPH11252857A JPH11252857A JP10046969A JP4696998A JPH11252857A JP H11252857 A JPH11252857 A JP H11252857A JP 10046969 A JP10046969 A JP 10046969A JP 4696998 A JP4696998 A JP 4696998A JP H11252857 A JPH11252857 A JP H11252857A
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
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- H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
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- H02K7/08—Structural association with bearings
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
Abstract
ができ、回転時における軸受けからのオイル流出を防止
できる電動機を得ることを目的とする。 【解決手段】 カップ状のハウジング1aを備えたフレ
ーム1と、ハウジング1aの外周部に取り付けられたス
テータ3と、ハウジング1a内にはめ込まれ、内周面が
軸方向にストレートに加工されたスリーブ6と、スリー
ブ6の対向位置に凹溝9aが形成されるとともに先端に
向かって径が小さくなるテーパ部9bが形成されてスリ
ーブ6に回転自在にはめ込まれた回転軸9、およびステ
ータ3に対向配置されたマグネット11を備えたロータ
16と、回転軸9とスリーブ6との隙間に充填されたオ
イル14とを有し、オイル14は凹溝9aおよびテーパ
部9bに溜められるようにされた電動機とする。
Description
を用いた電動機及びそれを用いたヒートシンク装置に関
するものである。
を用いたヒートシンク装置の構成を図3および図4に示
す。
トシンク装置を示す断面図、図4は図3のヒートシンク
装置に用いる電動機の軸受け部を示す断面図である。
形成されたカップ状のハウジング1aの周囲には、コイ
ル2の巻かれたステータ3にホール素子等が備え付けら
れた駆動回路基板4が設置されている。ステータ3はハ
ウジング1aの外周部に固定されており、駆動回路基板
4とフレーム1との間には絶縁シート10が設置されて
いる。また、フレーム1の外周には空気の流れをスムー
ズにするためのベルマウス19が設置されている。ハウ
ジング1aはカップ状に形成されており、このハウジン
グ1aの底面には、樹脂等で作られたスラスタ5が設置
されている。さらに、ハウジング1aにはスリーブ6が
はめ込まれており、ハウジング1aとスリーブ6との間
にはハウジング1aの開口部からの底面にまで延びる通
気溝1bが形成され、ステータユニット15を構成して
いる。
状のステータ3と対向するようにマグネット11および
マグネットヨーク12が接着等で固定されてロータ16
を構成している。そして、回転軸9がスリーブ6に回転
自在に取り付けられている。
6の内周面の中央付近に、他の部分よりも内径を大きく
したオイル溜まり7が形成され、その両側にはボール転
造等により動圧発生溝13a,13bが形成されてい
る。また、この動圧発生溝13a,13bには潤滑油と
してオイル14が注油されてラジアル軸受け17を構成
している。さらに、回転軸9のスラスタ5側は球面に仕
上げられており、スラスタ5に当接するスラスト軸受け
18を構成している。
うな従来の電動機では、次のような問題点を有してい
た。
品においてはダウンサイジングが進んでおり、それに伴
い、電子機器等に取り付けられるヒートシンク装置及び
冷却ファンモータ等の電動機も小型化・薄型化が要求さ
れている。
軸受け部のスペースが非常に小さくなっており、回転軸
9の軸径およびスリーブ6の内径は小径化が進んでい
る。そして、加工バイトのシャンク径が2mm程度であ
るため、従来の内径3mm以上のスリーブ6に対しては
オイル溜まり7が容易に加工できた。
内径が2mm以下になると、加工バイトのシャンク径を
1mm以下にしなければならない。しかし、加工バイト
のシャンク径を1mm以下にすると、加工の際の材料の
振れ回り等により加工バイトが異常な振動を起こして加
工バイトの折れが頻繁に発生することになる。また、こ
のような折れを防ぐために加工速度を落すと、加工時間
が増大して製造コストの増大を招くことになる。
り発熱量が増大しており、それに伴い、電子機器等に取
り付けられるヒートシンク装置及び冷却ファン等に用い
られる電動機は、温度変化の大きい環境に置かれ、冷却
効果を高めるために高速回転を行うことが必要となって
きている。
による表面張力および動圧発生溝13a,13bによる
中央に寄せ集めるポンピング力で保持されたオイル14
は、高速回転化による遠心力および温度変化の増大によ
るオイル自体の膨張収縮、さらにはオイル中のエアの膨
張収縮に耐えきれず、オイル14が流出してこれが回転
軸9やロータを伝わり流出するようになった。このた
め、軸受けのオイル不足、回転数の低下、電流値の増
加、異音などが発生し、さらには、ロータのロックが発
生して信頼性を損なっていた。
加工を容易に行うことのできる電動機を提供することを
目的とする。
らのオイル流出を防止することのできる電動機を提供す
ることを目的とする。
効率の高いヒートシンク装置を提供することを目的とす
る。
に、本発明の電動機は、カップ状のハウジングを備えた
フレームと、ハウジングの外周部に取り付けられたステ
ータと、ハウジング内にはめ込まれ、内周面が軸方向に
ストレートに加工されたスリーブと、スリーブの対向位
置に凹溝が形成されるとともに先端に向かって径が小さ
くなるテーパ部が形成されてスリーブに回転自在にはめ
込まれた回転軸、およびステータに対向配置されたマグ
ネットを備えたロータと、回転軸とスリーブとの隙間に
充填されたオイルとを有し、オイルは凹溝およびテーパ
部に溜められるようにされているものである。
にオイルが溜るようにすることで、スリーブの内周面を
軸方向にストレート形状にすることが可能になり、小径
化された軸受けの加工を容易に行うことができる。
ルが溜るようになっているので、オイルが遠心力により
飛散したり滲み出たりして不足気味になっても、表面張
力のより高い軸受け隙間にオイルが随時供給されること
になり、回転時における軸受けからのオイル流出を防止
することができる。
は、カップ状のハウジングを備えたフレームと、ハウジ
ングの外周部に取り付けられたステータと、ハウジング
内にはめ込まれ、内周面が軸方向にストレートに加工さ
れたスリーブと、スリーブの対向位置に凹溝が形成され
るとともに先端に向かって径が小さくなるテーパ部が形
成されてスリーブに回転自在にはめ込まれた回転軸、お
よびステータに対向配置されたマグネットを備えたロー
タと、回転軸とスリーブとの隙間に充填されたオイルと
を有し、オイルは凹溝およびテーパ部に溜められるよう
にされている電動機であり、小径化された軸受けの加工
を容易に行うことが可能になるとともに、回転時におけ
る軸受けからのオイル流出を防止することが可能になる
という作用を有する。
1記載の発明において、回転軸の直径は2mm以下であ
る電動機であり、小径化された軸受けの加工を容易に行
うことが可能になるとともに、回転時における軸受けか
らのオイル流出を防止することが可能になるという作用
を有する。
1または2記載の発明において、回転軸の外周面または
スリーブの内周面の何れか一方には、オイルを保持する
動圧発生溝が形成されている電動機であり、回転軸の回
転がスムーズになるという作用を有する。
1、2または3記載の発明において、ハウジングの内壁
またはスリーブの外周には、ハウジングの開口部から底
面まで延びる通気溝が形成されている電動機であり、回
転軸をスリーブへ挿入する際にスリーブ内のエアが通気
溝から逃げるので、回転軸のスリーブへの取り付けをス
ムーズに行うことが可能になるという作用を有する。
1〜請求項4のいずれか記載の電動機を備えた冷却用フ
ァンモータであって、前記電動機のフレームには発熱体
を取付可能としたヒートシンク装置であり、発熱体の熱
を直接電動機のフレームで伝導しそしてフレームが放熱
作用を行うとともに、ファンが起こす空気流が効率よく
フレームに当り放熱効果を高める作用を有する。
ムに板状かもしくはピン状のフィンを立設した請求項5
記載のヒートシンク装置であり、フィンにより放熱効率
を高める作用を有する。
のフレームの側壁には一以上の開口部が設けられている
請求項5記載のヒートシンク装置であり、開口部の位
置、大きさ、数を最適に行うことで、空気の流れを他の
発熱体に当てたり、高温の空気をスムーズに排気する作
用を有する。
および図2を用いて説明する。なお、これらの図面にお
いて同一の部材には同一の符号を付しており、また、重
複した説明は省略されている。
シンク装置を示す断面図、図2は図1のヒートシンク装
置に用いる電動機の軸受け部を示す断面図である。
用のヒートシンク装置に用いられるものであり、図1に
示すように、フレーム1の凹部に突出形成されたカップ
状のハウジング1aの周囲には、コイル2の巻かれたス
テータ3にホール素子等が備え付けられた駆動回路基板
4が設置されている。フレーム1の凹部には板状かもし
くはピン状のフィン21が立設され、側壁には空気流の
通る開口部(図示せず)が所定の数、所定の大きさで所
定の方向に向けて設けられている。また、ハウジング1
aが設けられていない側のフレーム1の底部は半導体素
子等の発熱体が取付可能な平面領域を有している。ステ
ータ3はハウジング1aの外周部に固定されており、駆
動回路基板4とフレーム1の間には絶縁シート10が設
置されている。また、フレーム1の側壁には空気の流れ
をスムーズにするためのベルマウス19が設置されてい
る。
形成されており、その底面には、樹脂等で作られたスラ
スタ5が設置されている。ハウジング1aにはスリーブ
6がはめ込まれており、ハウジング1aとスリーブ6と
の間には、ハウジング1aの開口部から底面にまで延び
る通気溝1bがハウジングの内壁に形成され、ステータ
ユニット15を構成している。そして、この通気溝1b
とスリーブ6との隙間は、ファン8を下側にした時も通
気溝1bを通ってオイルが流出しないように、0.3m
m以下にして表面張力でオイルの流出を防止している。
なお、通気溝1bはスリーブ6の外周に形成してもよ
い。
軸9が一体成型され、環状のステータ3と対向するよう
にマグネット11およびマグネットヨーク12が固定さ
れてロータ16を構成している。そして、回転軸9がス
リーブ6に回転自在に取り付けられている。
両端の0.1mm程度の面取り以外は軸方向にストレー
トに加工され、加工後に、回転軸9の回転がスムーズに
なるように、ボール転造等により動圧発生溝13a,1
3bが2ヶ所に形成されている。また、ボール転造によ
り発生した突起を除去してスリーブ内径を±2μm以下
の高精度で仕上げるため、サイジングが実施されてい
る。動圧発生溝13a,13bには潤滑油としてオイル
14が注油され、回転軸9と片側2〜12μmの軸受け
隙間を保ってラジアル軸受け17を構成している。な
お、動圧発生溝13a,13bは回転軸9の外周面に形
成してもよい。
ここでは2ヶ所の動圧発生溝13a,13bの間に位置
する箇所の周囲には、余剰なオイルを保持する凹溝9a
が形成されている。
せるための動圧を発生させる動圧発生溝13a,13b
の間で、動圧発生に寄与しない部分に形成されており、
深さ0.1mm程度でその両端は軸方向に対し5°〜4
5°の角度をもって外周面につながっている。
の内側から回転軸9のファン8の反対側端面に向けて径
が小さくなるテーパ部9bが形成されている。このテー
パ部9bは、軸方向に対して5°〜30°の角度に加工
されている。
ており、スラスタ5と接触してスラスト軸受け18を構
成している。さらに、ハウジング1aの底面とスリーブ
6のテーパ部9bとで形成されている空間には、動圧発
生溝13a,13bに保持されたオイル14と同一のオ
イルが、動圧発生溝13a,13bに保持されたオイル
14の量よりも多く充填されている。
考慮してC3604、BC6C等の銅合金が用いられ、
回転軸9には、耐摩耗性や取り扱い性を考慮してSUS
420J2等のステンレス鋼が用いられている。また、
オイル14は、ファンモータが半導体に直接取り付けら
れことが多く熱源に近いことから、高温に耐えうるよう
に、フッ素系合成油が用いられ、極圧性を若干改善する
ために添加剤が加えられている。
回転軸9の凹溝9aと先端のテーパ部9bにオイル14
が溜まるので、スリーブ6の内周面をその軸方向にスト
レート形状にすることが可能になる。これにより、スリ
ーブ6が直径2mm以下の小径でも軸受けの加工が容易
になるので、製造コストの上昇を抑制することができ
る。
ル溜まりにより、温度変化によるオイル自体およびオイ
ル中のエアの膨張、収縮によるオイル14の容積の増減
を吸収することが可能になる。
6の間に充填したオイル14が回転軸9のテーパ部9b
とスリーブ6との隙間に入り込み、より表面張力の高い
回転軸9のテーパ部9bの径の大きい方へオイルが吸い
上げられる現象が起こる。これにより、回転軸9の遠心
力によるオイル飛散やオイルの容積の増減を吸収しきれ
ない分のオイル滲み出し等で動圧発生溝13a,13b
のオイルが不足気味になっても、この動圧発生溝13
a,13bには随時オイルが供給されることとなり、動
圧発生溝13a,13bのオイル不足を防止することが
できる。
部に形成された通気溝1bにより、回転軸9をスリーブ
6へ挿入する際のスリーブ6内のエアが逃げ、ハウジン
グ1aの底面とスリーブ6の間にあるエアとスリーブ6
のファン側のエアとの圧力差がなくなって、回転軸9の
スリーブ6への取り付けをスムーズに行うことができ
る。そして、この通気溝1bとスリーブ6との隙間は、
ファン8を下側にした時も通気溝1bを通ってオイル1
4が流出しないように0.3mm以下にされており、表
面張力でオイル14の流出が防止されている。
収するためにスリーブ6のファン側端面の内部からファ
ン8の近傍にかけての回転軸9にオイル溜まりを設置す
ると、このオイル溜まりに多量のオイル14が溜まって
すぐ近くにあるファン8にオイル14が接触することに
なる。すると、オイル14が遠心力で飛ばされやすくな
り、また、ファン8に向かうオイル14の道筋が形成さ
れることでオイル14が通りやすくなり、オイル不足を
早期に招く結果となる。これに対し、本実施の形態で
は、回転軸9の凹溝9aとの先端のテーパ部9bとに分
かれてオイル14が溜まり、スリーブ6のファン側端面
には多量のオイル14が溜まらないので、ファン8にオ
イル14が接触することもなく、オイル飛散によるオイ
ル不足は生じない。
動作について説明する。電動機が回転すると、ファン8
も回転を行い電動機の軸9方向にそって空気を吸い込
み、フィン21によって形成された空気の流路に従って
ながれ、フレーム1の側壁に設けられた開口部から排気
される。このとき空気流は発熱体の熱が伝導されたフレ
ーム1、フィン21から熱を奪い冷却作用を行う。側壁
の開口部の方向はヒートシンク装置から排気された空気
を他の発熱素子に当てるため、また高温になった空気を
電子機器装置からスムーズに排気するため、ヒートシン
ク装置を用いる電子機器装置に合わせて一方向あるいは
複数の方向に開けて用いる。
れるものではなく、三角状、翼状、渦巻状、円状、放射
状等同様の作用、効果を呈するものであればよい。な
お、ヒートシンク装置が所定の大きさ(40mm角)よ
り小さくなる場合には、電動機の大きさも必然的に小さ
くなり、その結果電動機の出力も小さくなる。従って、
上記の場合、電動機とファンによって発生させられる風
力が小さくなり、フィンを立設すると放出される風量が
小さくなり、かえって放熱効果を悪くすることがある。
このようにヒートシンク装置の大きさが上記の範囲の場
合には、フィンを立設せず、放出される風量を多くして
放熱効果を向上させることが好ましい。
に用いられる電動機の構造、電動機の形式、軸受けの構
造、オイル等は本実施の形態に限定されるものではな
く、様々な設計変更が可能であることは言うまでもな
い。また、上記実施の形態において、動圧発生溝13
a,13bはスリーブ6の内周面に形成されているが、
回転軸9の外周面に形成してもよい。
ブの内周面を軸方向にストレート形状にすることが可能
になり、小径化された軸受けの加工を容易に行うことが
できるという有効な効果が得られる。
るという有効な効果が得られる。また、温度変化による
オイル自体およびオイル中のエアの膨張や収縮によるオ
イルの容積の増減を吸収することが可能になるという有
効な効果が得られる。
るようになっているので、オイルが遠心力により飛散し
たり滲み出たりして不足気味になっても、表面張力のよ
り高い軸受け隙間にオイルが随時供給されることにな
り、回転時における軸受けからのオイル流出を防止する
ことができるという有効な効果が得られる。
信頼性と長寿命を有する電動機を得ることが可能になる
という有効な効果が得られる。
何れか一方に、オイルを保持する動圧発生溝が形成する
ことで、回転軸の回転がスムーズになるという有効な効
果が得られる。
に、ハウジングの開口部から底面まで延びる通気溝を形
成することで、回転軸をスリーブへ挿入する際にスリー
ブ内のエアが通気溝から逃げるので、回転軸のスリーブ
への取り付けをスムーズに行うことが可能になるという
有効な効果が得られる。
を示す断面図
け部を示す断面図
断面図
け部を示す断面図
Claims (7)
- 【請求項1】ハウジングを備えたフレームと、 前記ハウジングの外周部に取り付けられたステータと、 前記ハウジング内にはめ込まれ、内周面が軸方向にスト
レートに加工されたスリーブと、 前記スリーブの対向位置に凹溝が形成されるとともに先
端に向かって径が小さくなるテーパ部が形成されて前記
スリーブに回転自在にはめ込まれた回転軸、および前記
ステータに対向配置されたマグネットを備えたロータ
と、 前記回転軸と前記スリーブとの隙間に充填されたオイル
とを有し、 前記オイルは前記凹溝および前記テーパ部に溜められる
ようにされていることを特徴とする電動機。 - 【請求項2】前記回転軸の直径は2mm以下であること
を特徴とする請求項1記載の電動機。 - 【請求項3】前記回転軸の外周面または前記スリーブの
内周面の何れか一方には、前記オイルを保持する動圧発
生溝が形成されていることを特徴とする請求項1または
2記載の電動機。 - 【請求項4】前記ハウジングの内壁または前記スリーブ
の外周には、前記ハウジングの開口部から底面まで延び
る通気溝が形成されていることを特徴とする請求項1、
2または3記載の電動機。 - 【請求項5】請求項1〜請求項4のいずれか記載の電動
機を備えた冷却用ファンモータであって、前記電動機の
フレームには発熱体を取付可能としたことを特徴とする
ヒートシンク装置。 - 【請求項6】フレームに板状かもしくはピン状のフィン
を立設したことを特徴とする請求項5記載のヒートシン
ク装置。 - 【請求項7】電動機のフレームの側壁には一以上の開口
部が設けられていることを特徴とする請求項5記載のヒ
ートシンク装置。
Priority Applications (2)
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JP04696998A JP4006810B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JP04696998A JP4006810B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置 |
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JPH11252857A true JPH11252857A (ja) | 1999-09-17 |
JP4006810B2 JP4006810B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=12762100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP04696998A Expired - Lifetime JP4006810B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP4006810B2 (ja) |
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