JPH11252858A - 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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- JPH11252858A JPH11252858A JP10046970A JP4697098A JPH11252858A JP H11252858 A JPH11252858 A JP H11252858A JP 10046970 A JP10046970 A JP 10046970A JP 4697098 A JP4697098 A JP 4697098A JP H11252858 A JPH11252858 A JP H11252858A
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Abstract
防止し、フレーム底面の平坦度を向上させることのでき
る電動機を得ることを目的とする。 【解決手段】 カップ状のフレームハウジング1aが形
成されるとともにフレームハウジング1aの底面と一体
形成されたスラスタを備えたフレーム1と、フレームハ
ウジング1aの外周部に取り付けられたステータ3と、
フレームハウジング1a内にはめ込まれたスリーブ5
と、スリーブ5に回転自在にはめ込まれた軸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、軸9とスリーブ5との隙間に充填されたオ
イル14とを有する電動機とする。
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6および図7に示
す。
装置を示す断面図、図7は図6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フレームハウジング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はフレーム1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20が設置されてい
る。また、フレームハウジング1aの底面にはスラスタ
6およびスラストシート7が固定され、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1
9が固定されている。そして、フレームハウジング1a
にはスリーブ5がはめ込まれて、ステータユニット15
を構成している。
軸9はスリーブ5に回転自在にはめ込まれている。この
軸9にはスリーブ5からの脱落防止用のワッシャ10が
取り付けられている。ファン8には、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。
の内周面に、ボール転造等により動圧発生溝13が形成
されている。この動圧発生溝13は、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に、サイジングが実施されてい
る。動圧発生溝13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。また、軸9
の先端面は球面に仕上げられており、スラストシート7
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。
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モータ等の
電動機は、温度変化の大きい環境におかれ、また、冷却
性能の向上が必要になっている。
けを防止するために、まず軸9に抜け防止用のワッシャ
10を取り付け、その後、スラストシート7およびスラ
スタ6をフレーム1に圧入等で固定していた。しかし、
これでは、温度変化の繰り返しによりスラスタ6とフレ
ーム1の嵌合部分に隙間が生じて、そこからオイル14
が流出するという問題があった。
たことで、フレーム1の底面の平坦度を上げることが困
難であるため、これを電子機器、発熱素子等に取り付け
て冷却する場合には、取り付け部分の密着性に欠けると
いう問題があった。さらに、最も発熱量の大きい電子機
器、発熱素子等の中央部分の冷却が十分に行えないとい
う問題があった。
ために高速回転が必要となってきており、回転による軸
9およびファン8の遠心力が増大している。これによ
り、軸受け部の余剰オイルが軸9およびファン8を伝わ
って流出し、これに引きつられて動圧発生溝13のオイ
ル14も流出してオイル不足による回転数の低下やファ
ンのロックが発生するという問題があった。
スペースが非常に小さくなり、軸受け部の部品が細小で
部品点数も多くなることから、組み立てが煩雑になると
いう問題があった。
起因する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。
向上させることのできる電動機を提供することを目的と
する。
か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。
化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、カップ状のフレームハウジング
が形成されるとともにフレームハウジングの底面と一体
形成されたスラスタを備えたフレームと、フレームハウ
ジングの外周部に取り付けられたステータと、フレーム
ハウジング内にはめ込まれたスリーブと、スリーブに回
転自在にはめ込まれた軸、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、軸とスリーブとの隙
間に充填されたオイルとを有する構成としたものであ
る。
グの底面と一体形成されているので、スラスタの嵌合部
分がなくなって、温度変化の繰り返しに起因するオイル
流出を防止することが可能になり、信頼性の向上および
長寿命化を図ることができる。
体形成されているので、フレーム底面の平坦度を向上さ
せることができ、冷却性能を向上させることができる。
において、さらに、マグネットが、ステータよりもフレ
ームハウジングの底面から離反した位置に配置された構
成としたものである。
されることによりフレームとロータとが接近する力が発
生してロータの抜けが防止され、このようなロータの抜
け防止構造が軸受け外部に形成されるので、軸受け部の
構造が簡易化されて組立の作業性向上を図ることが可能
になる。
機において、さらに、軸の基部の周囲に、軸とスリーブ
との間から飛散するオイルを受け止めるリブが形成され
た構成としたものである。
受け止められるので、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。
は、カップ状のフレームハウジングが形成されるととも
にフレームハウジングの底面と一体形成されたスラスタ
を備えたフレームと、フレームハウジングの外周部に取
り付けられたステータと、フレームハウジング内にはめ
込まれたスリーブと、スリーブに回転自在にはめ込まれ
た軸、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、軸とスリーブとの隙間に充填されたオイ
ルとを有する電動機であり、スラスタがフレームハウジ
ングの底面と一体形成されているので、スラスタの嵌合
部分がなくなって、温度変化の繰り返しに起因するオイ
ル流出を防止することが可能になり、信頼性の向上およ
び長寿命化を図ることができるという作用を有する。ま
た、スラスタがフレームハウジングの底面と一体形成さ
れているので、フレーム底面の平坦度を向上させること
ができ、冷却性能を向上させることができるという作用
を有する。
1記載の発明において、フレームハウジングの開口部か
らその底面に延びる通気溝が形成されている電動機であ
り、軸受け内部に気泡があった場合でも、スリーブに軸
を挿入する際におけるオイルの流出が防止されるという
作用を有する。
1または2記載の発明において、マグネットは、ステー
タよりもフレームハウジングの底面から離反した位置に
配置されている電動機であり、マグネットがステータに
吸引されることによりフレームとロータとが接近する力
が発生してロータの抜けが防止され、このようなロータ
の抜け防止構造が軸受け外部に形成されるので、軸受け
部の構造が簡易化されて組立の作業性向上を図ることが
可能になるという作用を有する。
状のフレームハウジングを備えたフレームと、フレーム
ハウジングの外周部に取り付けられたステータと、フレ
ームハウジング内に取り付けられた軸と、底面にスラス
タが一体形成されたカップ状のロータハウジング、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、ロータハウジング内に取り付けられるとともに軸に
回転自在にはめ込まれたスリーブと、軸とスリーブとの
隙間に充填されたオイルとを有する電動機であり、スラ
スタがフレームハウジングの底面と一体形成されている
ので、スラスタの嵌合部分がなくなって、温度変化の繰
り返しに起因するオイル流出を防止することが可能にな
り、信頼性の向上および長寿命化を図ることができると
いう作用を有する。また、スラスタがフレームハウジン
グの底面と一体形成されているので、フレーム底面の平
坦度を向上させることができ、冷却性能を向上させるこ
とができるという作用を有する。
4記載の発明において、ロータハウジングの開口部から
その底面に延びる通気溝が形成されている電動機であ
り、軸受け内部に気泡があった場合でも、スリーブに軸
を挿入する際におけるオイルの流出が防止されるという
作用を有する。
4または5記載の発明において、マグネットは、ステー
タよりもフレームハウジングの底面から離反した位置に
配置されている電動機であり、マグネットがステータに
吸引されることによりフレームとロータとが接近する力
が発生してロータの抜けが防止され、このようなロータ
の抜け防止構造が軸受け外部に形成されるので、軸受け
部の構造が簡易化されて組立の作業性向上を図ることが
可能になるという作用を有する。
1〜6の何れか一項に記載の発明において、ロータの先
端はフレームの外周に取り付けられたベルマウスにより
覆われている電動機であり、ベルマウスによりロータの
抜けが防止されるという作用を有する。
1〜7の何れか一項に記載の発明において、軸の基部の
周囲には、軸とスリーブとの間から飛散するオイルを受
け止めるリブが形成されている電動機であり、飛散する
オイルがリブにより受け止められるので、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。
部に流出するのが防止され、リブに溜まったオイルが通
気溝によりスムーズに回収されるという作用を有する。
1〜8の何れか一項に記載の発明において、軸の外周面
またはスリーブの内周面の何れか一方に、オイルを保持
する動圧発生溝が形成された電動機であり、軸の回転が
スムーズになるという作用を有する。
項1〜請求項9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。
ームに板状かもしくはピン状のフィンを立設した請求項
10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。
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
る請求項10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。
から図5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。
形態によるヒート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。
施の形態における電動機は半導体冷却用のヒートシンク
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フレームハウ
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はフレームハウジング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20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、フレームハウジング1a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。
スラストシート7が固定され、さらに、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1
9が固定されている。ファン8の先端はベルマウス19
により覆われており、これによって、ファン8の抜けが
防止されている。フレームハウジング1aにはスリーブ
5が圧入等で固定されてステータユニット15を構成し
ている。
らその底面に延びるようにして、通気溝21が形成され
ている。
9はスリーブ5に回転自在にはめ込まれている。また、
環状のステータ3の外周に位置するようにして、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
れてステータ3と対向配置され、ロータ16を構成して
いる。マグネット11は、ステータ3よりもフレームハ
ウジング1aの底面から離反して配置されている。これ
により、ステータ3がマグネット11を吸引することに
なり、ファン8に形成された軸9の先端がフレームハウ
ジング1aの底面を押圧することになって、ファン8の
抜けが防止される。
は、軸の回転をスムーズにするためにボール転造等によ
り動圧発生溝13が形成され、さらに、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にサイジングが実施されてい
る。この動圧発生溝13には潤滑油としてオイル14が
注油され、軸9と2〜12μmの隙間を保ち、ラジアル
軸受け17を構成している。なお、動圧発生溝13は軸
9の外周面に形成してもよい。
ァン8と反対側の端面は球面に仕上げられており、スラ
ストシート7と接触してスラスト軸受け18を構成して
いる。したがって、スラスタはフレームハウジング1a
の底面と一体形成されている。なお、スリーブ5の材料
としては、切削性や転造性を考慮してC3604、BC
6C等の銅合金が用いられ、軸9には、耐摩耗性や取り
扱い性を考慮してSUS420J2等のステンレス鋼が
用いられている。
子機器等に直接取り付けられことが多く熱源に近いこと
から、高温に耐え得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。
スラスタがフレームハウジング1aの底面と一体形成さ
れているので、スラスタの嵌合部分がなくなり、温度変
化の繰り返しに起因するオイル流出が未然に防止され
る。
の底面と一体形成されているので、フレーム1底面の平
坦度が向上して電子機器等との密着性がアップし、たと
えば最も発熱量の大きい電子機器の中央部分などにおけ
る冷却性能を向上させることができる。
からその底面に延びる通気溝21が形成されているの
で、軸受け内部に気泡があった場合でも、スリーブ5に
軸9を挿入する際におけるオイル14の流出を防止する
ことができる。
ームハウジング1aの底面から離反した位置に配置され
ているので、マグネット11がステータ3に吸引される
ことによりフレーム1とロータ16つまりファン8とが
接近する力が発生する。これにより、振動や衝撃による
ファン8の抜けが防止される。また、このようなファン
8の抜け防止構造が軸受け外部に形成されるので、軸受
け部の構造が簡易化されて組立の作業性向上を図ること
が可能になる。
付けられたベルマウス19に覆われているので、たとえ
ばマグネット11の吸引力よりも強い振動や衝撃が加わ
ったときでも、ファン8の抜けが確実に防止される。
する動圧発生溝13が形成されているので、軸9の回転
がスムーズになる。
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。
態2によるヒートシンク装置を示す断面図である。
出形成されたカップ状のフレームハウジング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はフレームハウジング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20が設置されている。さらに、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
が固定されている。ここにおいても、ファン8の先端は
ベルマウス19により覆われて、ファン8の抜けが防止
される。フレームハウジング1a内には軸9が固定さ
れ、ステータユニット15を構成している。
グ8aが突出形成されている。このロータハウジング8
aはフレームハウジング1a内にはめ込まれており、ま
た内部にはスリーブ5が圧入等で固定されている。そし
て、スリーブ5は前述した軸9に回転自在にはめ込まれ
ている。軸9の当接位置には、スラスタがロータハウジ
ング8aの底面と一体形成されており、ここにスラスト
シート7が固定されている。
外周に位置するようにして、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ステータ3と対
向配置され、ロータ16を構成している。マグネット1
1は、ステータ3よりもフレームハウジング1aの底面
から離反して配置されて、ファン8の抜けが防止されて
いる。
a内に取り付け、ロータ8にロータハウジング8aを形
成してこれにスリーブ5を固定し、さらに、このロータ
ハウジング8aに軸9を回転自在にはめ込むようにして
もよい。
施の形態1における電動機の場合と同様の作用効果を得
ることができる。
態3によるヒートシンク装置を示す断面図、図5は図4
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。
たカップ状のフレームハウジング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はフ
レームハウジング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20が設
置されている。また、フレームハウジング1aの底面に
はスラストシート7が固定され、フレーム1の周囲には
空気の流れをスムーズにするためのベルマウス19が固
定されている。ここでも、ファン8の先端はベルマウス
19により覆われてファン8の抜けが防止されている。
フレームハウジング1aにはスリーブ5が圧入等で固定
されて、ステータユニット15を構成している。
が一体成型されており、軸9はスリーブ5に回転自在に
はめ込まれている。軸9の基部の周囲には、回転時にス
リーブ5と軸9との間から飛散したオイルを受け止める
ためのリブ8cが形成されている。また、環状のステー
タ3の外周に位置するようにして、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ステータ
3と対向配置され、ロータ16を構成している。ここで
も、マグネット11は、ステータ3よりもフレームハウ
ジング1aの底面から離反して配置され、ファン8の抜
けが防止されている。
形態1における電動機の場合の作用効果に加えて、飛散
するオイル14が軸9の基部の周囲に形成されたリブ8
cにより受け止められるので、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。
イル14が外部に流出するのが防止されるので、リブ8
cに溜まったオイル14が通気溝21によりスムーズに
回収される。
ヒートシンク装置の構造及び、それに用いられる電動機
の構造、電動機の形式、軸受けの構造は実施の形態に記
載の構造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。
がフレームハウジングの底面と一体形成されているの
で、スラスタの嵌合部分がなくなって、温度変化の繰り
返しに起因するオイル流出を防止することが可能になる
という有効な効果が得られる。
を図ることができるという有効な効果が得られる。
面と一体形成されているので、フレーム底面の平坦度を
向上させることができるという有効な効果が得られる。
できるという有効な効果が得られる。
に気泡があった場合でも、スリーブに軸を挿入する際に
おけるオイルの流出が防止されるという有効な効果が得
られる。
ジングの底面から離反した位置に配置することにより、
マグネットがステータに吸引されることによりフレーム
とロータとが接近する力が発生してロータの抜けが防止
されるという有効な効果が得られる。
が軸受け外部に形成されるので、軸受け部の構造が簡易
化されて組立の作業性向上を図ることが可能になるとい
う有効な効果が得られる。
られたベルマウスにより覆うことにより、ベルマウスに
よりロータの抜けが防止されるという有効な効果が得ら
れる。
り、飛散するオイルがリブにより受け止められるので、
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有効な効果が得られる。
部に流出するのが防止され、リブに溜まったオイルが通
気溝によりスムーズに回収されるという有効な効果が得
られる。
転がスムーズ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
を示す断面図
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 (12)
- 【請求項1】フレームハウジングが形成されるとともに
前記フレームハウジングの底面と一体形成されたスラス
タを備えたフレームと、 前記フレームハウジングの外周部に取り付けられたステ
ータと、 前記フレームハウジング内にはめ込まれたスリーブと、 前記スリーブに回転自在にはめ込まれた軸、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、 前記軸と前記スリーブとの隙間に充填されたオイルとを
有することを特徴とする電動機。 - 【請求項2】前記フレームハウジングの開口部からその
底面に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記載の電動機。 - 【請求項3】前記マグネットは、前記ステータよりも前
記フレームハウジングの底面から離反した位置に配置さ
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】フレームハウジングを備えたフレームと、 前記フレームハウジングの外周部に取り付けられたステ
ータと、 前記フレームハウジング内に取り付けられた軸と、 底面にスラスタが一体形成されたカップ状のロータハウ
ジング、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、 前記ロータハウジング内に取り付けられるとともに前記
軸に回転自在にはめ込まれたスリーブと、 前記軸と前記スリーブとの隙間に充填されたオイルとを
有することを特徴とする電動機。 - 【請求項5】前記ロータハウジングの開口部からその底
面に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4記載の電動機。 - 【請求項6】前記マグネットは、前記ステータよりも前
記フレームハウジングの底面から離反した位置に配置さ
れていることを特徴とする請求項4または5記載の電動
機。 - 【請求項7】前記ロータの先端は前記フレームの外周に
取り付けられたベルマウスにより覆われていることを特
徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の電動機。 - 【請求項8】前記軸の基部の周囲には、前記軸と前記ス
リーブとの間から飛散する前記オイルを受け止めるリブ
が形成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れ
か一項に記載の電動機。 - 【請求項9】前記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1〜8の何れ
か一項に記載の電動機。 - 【請求項10】請求項1〜請求項9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11】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10記載のヒート
シンク装置。 - 【請求項12】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10記載
のヒートシンク装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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