TWI259639B - Motor - Google Patents
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Description
1259639 玖、發明說明: 【明所肩技領3 相關申請案 於2003年7月2日提出的日本專利申請2003-190328,包 5括說明書、附圖及申請專利範圍,結合於此並整體作爲參 考。 發明領域 本發明涉及一種馬達,其中使用了注入油的套筒式軸 承0 發明背景 如第10圖所不,使用了套筒式軸承的常規馬達這樣構 成’即’注入油的套筒2安裝並固定在帶有底面的殼體㈤ 圓柱部13上,並且軸3可旋轉地支承於套筒2。套筒2爲由燒 15結金屬製成的、注人油的多孔體。好4安裝並固定到圓柱 部13的外周面上。由合成樹脂並通過注模方法製成的轉子5 -體地固定到轴3的上端。磁體7固定在轉子5的内部,以通 過由磁性材料製成的護鐵6對著定子4。當電流在定子4中产 動時,感應產生旋轉磁場,從而轉子5由於磁力相互作用: 20及磁體7的磁場的影響而旋轉。 赠用 馬達旋轉期間從套筒2滲出的潤滑油從軸 7外周面沿著轉询連接部5a,經過轉子城 ^ =過轉子5和護鐵6的外周面之間的間隙而漏到轉子 的卜一(苓考第10圖中的箭頭)。 1259639 作爲防止潤滑油這樣泄漏的裝置,如第11圖所示,已 知這樣一種構造,即,轉子5的連接部5a的下端部容納在環 形空間中,該環形空間由殼體1的内周面和套筒2的上端面 限定,並且環形槽9繞著軸3的中心軸線設在連接部5a的下 5 端面上。通過這種構造,由於已到達連接部的潤滑油被捕 獲在環形槽9中,因此其進一步前進被阻塞。這種技術思想 已在如美國專利2004/0052662AL(第2圖)和美國專利 6,318,976B1 中公開。 然而,在這種防止潤滑油的泄漏的裝置中,潤滑油暫 10 時被捕獲在環形槽9中,但是潤滑油由於時間的流逝和旋轉 期間的離心力的作用而越過環形槽9的外徑側的周壁,從而 到達連接部5a的外側周面。結果是,潤滑油流過轉子的内 表面而漏到轉子的外部。因此,常規馬達沒有採取足夠的 措施以防止潤滑油的泄漏。 15 【發明内容】 發明概要 本發明的目的是在使用套筒式軸承的馬達中,防止注 入滑油的套筒中的潤滑油泄漏到轉子的外部。 根據本發明的一方面,提供了一種馬達,其中在轉子 20 的内側面上設置至少兩個周壁部,即外周壁部和内周壁 部,以使這些周壁部環繞轴,從而沿徑向與軸隔開,且兩 個周壁部沿徑向相互隔開。環形凹入部位於外周壁部的外 周位置處,以環繞套筒上方的空間,該套筒注入油並通過 軸的外表面構成套筒式轴承。周壁部容置在套筒上方的空 1259639 間中。環形凹入部防止了油的漏出,並具有最内部分的下 頂邛。内周壁部的下端位於比外周壁部的下端低的位置 處’且外周壁部的下端位於比環形凹入部的下頂部低的位 置處。 10 15 即使潤滑油從套筒滲出並從軸的外周面沿著馬達的内 壁流動’潤滑油的運動也會被周壁部阻止。潤滑油通過離 ^力推動而聚集在周壁部的下端面或頂部上,並且當聚集 的潤滑油達到預定量或更多時,騎料過由於^旋^ 而産生的離心、力而從下端面或頂部分散。由於内周壁部的 下端面或頂部位於比外周壁部的下端面或頂部低的位置 ^因此從内周壁部分散的潤滑油幾乎不能黏附在外周壁 部上’這是因爲分散的潤滑油沿著與産生的離心力的方向 相同的徑向錢,而後被捕獲在環形凹人部内。即使保留 在内周壁部上的、沒有分散的潤滑油到達外周壁部的内表 2,其也被保持在外周壁部的内表面上,從而潤滑油的運 t與内周㈣-㈣阻止,或者騎油分朗《凹入部 =於适些多方的保持和分散作用而使得潤滑油難 達馬達的外部,㈣實現了幾乎秘_心的馬達。 此外,當將周壁部的下端面面積製造得很小時,潤滑 油黏附在下端面上的保持力變弱且潤滑 圖式簡單說明 ' < 第1圖是本發明的—實施例的馬達的剖視圖; f2圖是第1圖中示出的馬達的主要部分的剖視圖; 弟3圖是第2圖中示出的馬達的主要部分的剖視圖; 20 1259639 第4圖是對第1圖中示出的實施例修改後的實施例的馬 達的主要部分的剖視圖; 第5圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖, 5 第6圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 第7圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 第8圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 10 的馬達的主要部分的剖視圖; 第9圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖, 第10圖是常規馬達的剖視圖;以及 第11圖是另一常規馬達的主要部分的剖視圖。 15 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 參考第1圖到第3圖將描述本發明的一個實施例。 第1圖中示出的馬達20是冷卻風扇馬達,其中轉子22 設有葉輪24。馬達20設有殼體26,該殼體26由合成樹脂一 20 體製成,並包括盤狀基部26a和圓柱形轴承保持部26b,且 殼體底面設在基部26a的中心部分上。定子28這樣構成, 即,將繞組纏繞在鐵心上,該鐵心上覆蓋有一對絕緣體28a 和28b,從而使鐵心與繞組電絕緣,定子28安裝並固定到軸 承保持部26b的外周面上。繞組電連接到佈置在定子28下方 1259639 的電路板29上。 其中夕孔金屬已注入潤滑油的圓柱形套筒3〇通過壓配 合操作而安裝並固定在軸承保持部26b的内部。套筒3〇的下 端面緊靠位於殼體26的軸承保持部26b的内部的臺階部 5 26C,也緊靠放在殼體26的底面上的薄環形元件32。由於軸 承保持部26b的深度充分大於套筒3〇的高度,因此軸承保持 部26b在套筒30的上端面的上方延伸。頂蓋34壓在套筒如的 上端面上,該頂蓋34壓配合並固定在軸承保持部2仍的内周 面上。頂蓋34由合成樹脂製成,並包括配合部3如和擠壓部 1〇 3仆,該配合部34a壓配合在殼體26的軸承保持部2讣中,該 擠壓部34b壓在套筒30側部上。擠壓部34b形成有通孔34e, 該通孔34c使在套筒30之上的空間與外部空間相互連通。頂 盍34可防止套筒30的振動並防止潤滑油從套筒3〇的上端面 汽化。 15 套筒30具有金屬製成的軸36,軸36插入其中心孔内, 從而軸36可插入/拉出該中心孔。當軸36在套筒3〇的中心孔 的内周面上滑動時,油從中心孔的内周面滲出,從而軸36 可旋轉地支承在套筒30上,同時減少了套筒3〇和軸36之間 的摩擦阻力。因此,在套筒30和軸36之間形成套筒式軸承。 20軸36的下端部插入凹入部26d中,該凹入部26d設在殼體26 的軸承保持部26a的底面上。 軸36在其上端側設有轉子22。轉子22由合成樹脂一體 形成’並包括:突出部22a,連接到軸36上;盤狀部22b, 、繞著突出部22a沿徑向擴張;圓柱部22c,設在盤狀部22b的 1259639 外周端上;以及葉輪24,設在圓柱部22c的外周面上並帶有 多個葉片。 磁體40通過護鐵38安裝並固定在圓柱部22(:的内周面 上。磁體40通過黏接劑固定在護鐵38上。磁體是圓柱形 5的,並以多極點的方式沿著其周向被磁化。護鐵38由磁性 金屬製成,它包括圓柱部38a和蓋部38b,圓柱部38a安裝並 固疋到轉子22的圓柱部22c的内周面上,蓋部38|^從圓柱部 38a的上端延伸,並在磁體4〇的上端面和蓋部之間以預 疋的間隙復盖磁體40的上端面。磁體和定子π佈置成使 10它們沿徑向彼此相對。當向定子28的繞組供給電流時,感 應産生磁場,從而由於磁場和磁體4〇的磁通量之間的磁力 相互作用而使得轉子元件旋轉,該轉子元件包括轉子22、 軸36、護鐵38和磁體40。因此,磁體4〇和定子以構成了驅 動機構。 15 轉子70件在垂直方向上通過作用在磁體40和定子28之 間的磁引力而保持平衡。因此,軸36的下端部以不接觸的 狀態插入殼體26的凹入部26d中。這樣使用該構造,即,將 轴36的下端部的直徑減少部分安裝在環形元件%的中心部 乂刀内,仗而即使對轉子元件向上作用超過磁引力的力,轴 20 36也不會從套筒30中脫離。 如第2圖所示,轉子22的突出部瓜具有環繞轴%的上 端部的圓周的形狀。冑出部22a具有對著套筒3〇的上端面的 下表面’並低於殼體%的軸承保持部鳥的上表面。突出部 22a的外周面佈置在離開殼體26的軸承保持部施的内周面 1259639 的内側上。此外,定子28的絕緣體28a具有湘形截面,且 包括··曲面部28al; «垂部28a2,其從曲面部观的内 環邊緣朝向套筒30向下懸垂;外支承部28以,其從曲面部 28al的外環邊緣向下延伸,並固定到軸承保持部2价上;以 5及帶有定子28的鐵心的蓋部28a4。·形部包括有曲面部 28a 1、内懸垂部28a2和外支承部28a3,該倒u形部覆蓋軸承 保持部26b的上端部以及頂蓋34的配合部34a的整個圓周。 内懸垂部28a2位於軸承保持部26b*。内懸垂部2%2的下端 面低於軸承保持部26b的上端面。即,突出部22a的下端部 1〇位於環形凹入部42中,該凹入部42位於突出部22a的外圓周 位置中以包圍套筒30上方的空間。兩個周壁部(以下,在兩 個周壁部中,位於内徑側的周壁部稱爲内周壁部22d,而位 於外控側的周壁部稱爲外周壁部22e)沿禋向以一間隙包圍 軸36,内、外周壁部22d、22e形成在突出部22&的下端面上 I5並彳之那晨向下朝著套同30的上端懸垂。内、外周壁部22d、 22e容置在環形凹入部42中。每一内、外周壁部22d、22e都 具有形成爲銳角的下端部,該銳角由逐漸向下朝著其下端 延伸的内周面和具有相等直徑的外周面形成。即,每一内、 外周壁部22d、22e都形成爲使得其徑向的厚度向下逐漸變 20小並且其下端部具有最小的厚度。如第3圖所示,内、外周 壁部22d、22e的下端面形成爲平面,該平面具有微小寬度 w(在該實施例中約爲〇.lmm)且與馬達的旋轉軸線垂直。内 周壁部22d的下端面比外周壁部22e的下端面低高度}1(在該 實施例中約爲0.2mm)。 11 1259639 當在風扇馬達的旋轉期間、潤滑油從套筒式軸承30滲 出並沿著軸36的外周面流動而到達突出部22a的下端面 時,潤滑油保持在内周壁部22d的内周面上,從而防止了潤 滑油移動到轉子22的外部。然後,潤滑油被旋轉時的離心 5 力推出並向著内周壁部22d的下面移動,從而到達其下端 部。當在内周壁部22d的下端面上的潤滑油逐漸變多且其量 達到預定量時,潤滑油就分散。儘管該實施例的風扇馬達 的每分鐘轉數較快而在2000rpm到3500rpm的範圍内,但是 潤滑油以微小粒狀分散。因此,潤滑油的分散整體上取決 10於離心力,其中重力不影響分散。因此,從内周壁部22(1的 下端面分散的潤滑油在旋轉期間沿離心力方向分散。由於 内周壁部22d的下端面低於外周壁部22e的下端面,因此分 散的潤滑隸少細在相壁部22e上,並且朗滑油被捕 獲在環形凹入部42中。即,潤滑油保持在内周壁部22d上或 15分散,從而減少了潤滑油泄漏到轉子22的外部的可能性。 如果潤滑油婦沒有從㈣壁部2_散,那麽潤滑油 保持在突出部22a的下端面和外周壁部22e的内周面上,從 而阻止其運動到轉子22的外部。 另一方面,#㈣在這裏的潤滑油沿著外周壁部22e向 20下移動並到達其下端面時,调滑油完全因爲旋轉期間的離 心力而只橫向地在外周壁部226的下端面上分散。由於外周 壁部22e如内周壁部22d-樣面向向上的環形凹人部42,從 而外周壁部22e的下端面低於構成環形凹入部42的 _ 内懸垂部則的下端面,因此分散的潤滑油被捕獲在 12 1259639 :曩形凹入部42中。即,潤滑油保持在外周壁部办上或分 放,從而減少了潤滑油泄漏到轉子22的外部的可能性。 從内、外周壁部22d、22e分散進入環形凹入部C中的 潤滑油黏附在頂蓋34的表面上,從而被捕獲在環形凹入部 5 42中,但是其中—部分通過頂蓋%的通孔从而返回到套筒 3〇中。此外,黏附在頂蓋34的上表面上的潤滑油被防止沿 著頂蓋34的上表面而漏到外部,這樣因爲絕緣體2如的^形 邛復盍了叙體26的軸承保持部26b的上端部以及頂芸的 配合部34a的内周面的整個圓周。 10 由於内、外周壁部22d、22e的下端部形成爲銳角,因 此可獲得以下的優點或益處。第一優點在於,由於兩個周 壁部22d、22e的下端面面積變小,因此潤滑油(該潤滑油已 到達兩個周壁部22d、22e的下端面)的保持力趨向於變得比 作用在被保持的潤滑油上的離心力小。即,.當離心力變得 15 小於保持力時,潤滑油從兩個周壁部22d、22e釋放,從而 兩個周壁部22d、22e容易地從其下端部上分散潤滑油。特 別地,由於内、外周壁部22d、22e的外周面與旋轉軸線平 行,因此潤滑油當分散時幾乎不會黏附在外周面上,這導 致良好的油釋放性。如第3圖所示,期望地,内周壁部22d 2〇 的外周面和下端面之間的夾角0 1,以及外周壁部22e的外 周面和下端面之間的夾角2等於90度或更小。 第二優點在於,當轉子22由注模方法製成時,很容易 地將模制的産品(轉子)從模具中取出。在該實施例中,由於 兩個周壁部22d、22e的下端部是平的,因此它們的夾角由 13 1259639 於模制方便而不完全是銳角。甚至在這種形狀中也可獲得 類似於銳角的效果或優點。 因此,可通過内周壁部22d以一定的概率防止潤滑油移 動到轉子22的外部。此外,可甚至通過外周壁部22e以一定 5的概率防止潤滑油移動到轉子22的外部。可實現這樣一種 馬達,其中由於兩個周壁部22d、22e的相互作用而使潤滑 油很難泄漏。 通過突出部22a的内、外周壁部22d、22e,可充分地防 止潤滑油的泄漏。然而,爲了進一步提高潤滑油泄漏的穩 10 定性,面向或在環形空間44中延伸的懸垂部22f可以環形形 狀設在轉子22的盤狀部22b的下表面上,環形空間44由磁體 40的上端面、護鐵38的蓋部38b的下表面以及圓柱部38a的 内周面限定。懸垂部22f這樣形成,即,它的内周面逐漸向 下擴張且其下端部具有銳角。即使潤滑油從突出部22a的外 15周面沿著轉子22的盤狀部22b的下表面流向轉子22的外 部,潤滑油從懸垂部22f的下端部分散以被捕獲進入環形空 間44中,由此防止了潤滑油漏到轉子22的外部。由於在護 鐵38和磁體40之間存在黏接齊彳’因此可防止環形空間44中 的潤滑油通過護鐵38和磁體40之間的間隙而移動到轉子22 20 的外部。 隨便提及,由於内、外周壁部22d、22e而使潤滑油很 少到達突出部22a外周面上,但是可獲得這樣一種馬達,其 中由於增加了懸垂部22f而使潤滑油非常難於泄漏。 雖然上面只詳細地描述了本發明的一些示例性的實施 14 1259639 例,但是本領域的技術人員很容易認識到,在本質上不脫 離本發明的新穎教導以及優點的情況下可對示例性實施例 作多種修改。因此,所有這些修改都旨在包括在本發明的 範圍内。 5 例如,第1圖中示出的馬達的突出部22a構成以具有兩 個周壁部22d、22e,但是也可採用這樣的構造,即,增加 周壁部22g且突出部22a具有三個周壁部,如第4圖所示。當 然,可設置四個或更多的周壁部,如果它們能佈置在環形 凹入部42中的話。 10 在第1圖中示出的馬達中的内、外周壁部22d、22e這樣 構成,即,它們的内周面逐漸向下擴張,且它們的下端部 變成銳角。但是,也可採用這樣的結構,即,外周面逐漸 向下擴張,如第5圖所示,或者内周面和外周面的兩個表面 都逐漸向下擴張,如第6圖所示。 15 上述的周壁部22d、22e、22g構成爲使它們的下端部變 爲銳角。然而,可將周壁部22d’、22e’的下端部構造成直角, 如第7圖所示。 上述的周壁部22d、22e、22g構成爲使它們一體設在轉 子22上。然而,也可採用這樣的結構,即,僅周壁部設在 20 形成爲單獨元件的突出部22a上,如第8圖所示。當相應的 周壁部一體設在轉子22上時,突出部必須採用這樣的形 狀,即,模制的産品可在模制時從模具中釋放。當突出部 22a形成爲單獨的元件時,如第8圖所示,不需要這種模制 時的限制。因此,如第9圖所示,周壁部的外周面可形成爲 15 1259639 一個表面,其中從周壁部22d"、22e//的外圓周上的觀測 點到旋轉軸線的距離51、52隨著觀測點向下移動而逐漸變 長。換言之,角0 1、02小於90度。潤滑油可更容易地從 這種周壁部22d”、22e”分散。 5 雖然第1圖中示出的馬達是冷卻風扇馬達,但是本發明 可應用於在另一應用中使用的馬達,例如,用於驅動其上 記錄了資料的記錄盤的驅動馬達。 雖然絕緣體28a的倒U形部一體設在絕緣體28a上,但是 該倒U形部可一體形成在軸承保持部26b上,或形成爲單獨 10 元件。 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明的一實施例的馬達的剖視圖; 第2圖是第1圖中示出的馬達的主要部分的剖視圖; 第3圖是第2圖中示出的馬達的主要部分的剖視圖; 15 第4圖是對第1圖中示出的實施例修改後的實施例的馬 達的主要部分的剖視圖, 第5圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 第6圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 20 的馬達的主要部分的剖視圖; 第7圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 第8圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 16 1259639 第9圖是對第1圖中示出的實施例修改後的另一實施例 的馬達的主要部分的剖視圖; 第10圖是常規馬達的剖視圖;以及 第11圖是另一常規馬達的主要部分的剖視圖。 5 【圖式之主要元件代表符號表】 1…殼體 26c…臺階部 la···圓柱部 26d···凹入部 2…套筒 28…定子 3…車由 28a,28b…絕緣體 4···定子 28al···曲面部 5…轉子 28a2…内懸垂部 5a…連接部 28a3…外支承部 6…護鐵 29…電路板 7···磁體 30…套筒 9…環形槽 32…環形元件 20…馬達 34…頂蓋 22…葉輪 34a…配合部 22a···突出部 34b…擠壓部 22b…盤狀部 34c···通孔 22c…圓柱部 36···車由 22d,22d,,22d,,,22e,22e,,22e,,,22g 38…護鐵 …周壁部 38a…圓柱部 22f…懸垂部 38b…蓋部 24…葉輪 26…殼體 26a···盤狀基部 26b…軸承保持部 40···磁體 42…凹入部 44…環形空間 17
Claims (1)
1259639 拾、申請專利範圍: 1. 一種馬達,包括: 柱狀轴,該軸沿垂直方向延伸; 注入油的套筒,該套筒爲圓柱形且可旋轉地支承其 5 中的所述軸,在所述轴和所述套筒之間形成套筒式轴 承; 轉子,該轉子設有:盤狀部,該盤狀部繞所述軸從 所述轴的上端部擴張;圓柱部,該圓柱部從該盤狀部的 外圓周邊緣向下懸垂;以及至少兩個周壁部,即内周壁 10 部和外周壁部,它們繞著所述軸從盤狀部的下表面向下 朝所述套筒的上端懸垂以環繞軸,並沿所述軸的徑向彼 此隔開; 殼體,該殼體具有圓柱形套筒保持部,該套筒保持 部用於保持其内部的套筒; 15 定子,該定子固定在所述套筒保持部的外部; 圓柱形磁體,該磁體固定在所述圓柱部的内周面上 以對著所述定子,從而與所述定子一起在所述轉子中産 生旋轉驅動力;以及 環形凹入部,用於防止油泄漏,該環形凹入部位於 20 所述外周壁部的外圓周位置處,以便環繞所述套筒上方 的空間,在該空間中容置了所述内、外周壁部,該環形 凹入部具有最内部分的下頂部,其中 所述内周壁部的下端位於比所述外周壁部的下端 低的位置處,且所述外周壁部的下端位於比所述環形凹 18 1259639 入部的下頂部低的位置處。 2. 如申請專利範圍第1項所述的馬達,其特徵在於, 所述環形凹入部具有倒U形截面,且包括:曲面部; 内懸垂部,該内懸垂部從該曲面部的環形内邊緣向下朝 5 所述套筒懸垂;以及外支承部,該外支承部從該曲面部 的環形外邊緣向下延伸並固定到定子或殼體上。 3. 如申請專利範圍第2項所述的馬達,其特徵在於, 所述周壁部中的至少一個具有這樣的形狀,即,其 厚度沿徑向向下逐漸變小並在下端部處變爲最小。 10 4.如申請專利範圍第3項所述的馬達,其特徵在於, 所述周壁部中的至少一個具有這樣的外周面,該外 周面與馬達的旋轉軸線平行,或者從該外周面上的觀測 點到旋轉轴線的距離隨著觀測點向下移動而逐漸變長。 5. 如申請專利範圍第3項所述的馬達,其特徵在於, 15 所述周壁部中的至少一個具有這樣的外周面,其中 由該外周面和與馬達的旋轉軸線垂直的表面限定的夾 角爲90度或小於90度。 6. 如申請專利範圍第4項所述的馬達,其特徵在於, 所述馬達由合成樹脂一體模制成型。 20 7.如申請專利範圍第6項所述的馬達,其特徵在於, 還包括多個固定到所述圓柱部的外周面上的葉片。 8.如申請專利範圍第7項所述的馬達,其特徵在於, 還包括護鐵,該護鐵包括外圓柱部和蓋部,該外圓 柱部夾在所述磁體和所述馬達的圓柱部之間,該蓋部從 19 1259639 所述磁體的上端面以預定的間隙朝著内徑側擴張,並且 該護鐵由磁性材料形成,其中 所述轉子的盤狀部具有懸垂部,該懸垂部繞軸沿徑 向以一間隙環繞轴,從而面對由磁體的上端面、護鐵的 5 蓋部的下表面和外圓柱部的内周面限定的環形空間。 9.如申請專利範圍第3項所述的馬達,其特徵在於, 在所述馬達中,所述周壁部和盤狀部由彼此不同的 材料製成。
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