JP3955939B2 - motor - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式のモータに関するものであり、特に、レイアウトフリーのモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種電子機器に取り付けられるファンや情報記憶を行うディスク装置等では、特定の向きで使用しなければならないモータが用いられる場合がある。例えば、モータ内部の軸受機構のシャフトをスリーブに回転可能に嵌合して支持し、容易に抜くことができるタイプのモータの場合、使用中にロータ部の脱落またはロータ部とステータ部との間の位置のずれを防止するための移動規制手段が必要であったり、または、モータの姿勢が限定されることがある。
【０００３】
また、そのような軸受機構を備えるモータでは、シャフトのぶれにより回転音が大きくなってしまい、動作音の低減が求められる情報機器において問題となることがある。さらに、このようなモータでは上記移動規制手段を構成するためにロータ部の磁石とステータ部の電磁石との磁気的中心をずらせて磁気的な付勢力を作用させる構成をとることがあるが、磁気ノイズや磁気振動が増大し、駆動効率が減少してしまう。
【０００４】
そこで、上記移動規制手段として特開平７−２０８４５７号公報や特開平８−３１７５８８号公報のように、シャフトがスリーブから抜けないようにする構成を追加したモータが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば特開平８−３１７５８８号公報のようにシャフトがロータ部に接続され、スリーブがステータ部に取り付けられる場合に上記移動規制手段としてシャフトがスリーブから抜けないようにするためには、シャフトをスリーブに挿入した後にシャフトの端部に抜け防止用の構成を取り付ける必要がある。
【０００６】
通常、このような抜け防止用の構成を取り付けるためには、シャフトの端部と対向するステータ部側の部位に開口を設けておき、開口から抜け防止用の構成が取り付けられる。しかしながら、ステータ部に開口を設けると軸受機構のスリーブに含浸された油が開口から漏れ出したり、開口を塞ぐという追加作業が必要となる。
【０００７】
あるいは、ステータ部に開口を設けない構成として、例えば、特開平７−２０８４５７号公報のようにスリーブがステータ部に取り付けられる前にシャフトをスリーブに挿入して抜け防止用の構成を取り付け、シャフト付きのスリーブをステータ部に取り付けた後にロータ部をシャフトに取り付けられる。しかしながら、スリーブに予めシャフトを挿入しておく場合も、シャフトが既に取り付けられたロータ部を組み立てに使用することができず、シャフトにロータ部を後付けする作業が必要になることからモータの生産コストが増大してしまう。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、シャフトをスリーブに挿入するだけで任意の姿勢で使用することが可能となるモータを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電動式のモータであって、シャフトと、前記シャフトを回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトの一端が取り付けられた第１の部材と、前記スリーブが挿入される凹部を有する第２の部材と、前記第１の部材を前記第２の部材に対して相対的に回転させる駆動機構と、前記凹部の底面と対向する前記スリーブの端面と前記底面との間において前記シャフトに取り付けられた付勢手段とを備え、前記付勢手段が、挿入口に前記シャフトの他端が挿入されることにより前記シャフトに取り付けられる取付部と、前記取付部と前記スリーブの前記端面との間に位置し、前記スリーブの前記端面に当接するとともに前記取付部に当接して前記取付部に対する相対的な回転が防止される当接部と、前記取付部および前記当接部に対して互いに離れる方向に力を作用させることにより前記シャフトの前記他端を前記凹部の前記底面に当接させる弾性部とを有し、前記シャフトが前記スリーブに挿入される際に、前記取付部が前記凹部内の部位と当接した状態で弾性変形しつつ前記シャフトの前記他端が前記挿入口に挿入され、前記他端が前記凹部の前記底面と当接する段階で復元力により前記取付部が前記底面とは反対側に移動し、前記取付部と前記凹部内の部位とが非接触の状態で前記シャフトと前記取付部とが係合する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記取付部の前記挿入口が、弾性変形の際に広がる切欠部を有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記シャフトの外側面または前記挿入口の内側面のいずれか一方の面が凸部を有し、他方の面が傾斜面を有し、前記シャフトの前記他端が前記挿入口に挿入される際に、前記他端が前記底面と当接する段階で前記凸部と前記傾斜面とが互いに付勢し合って前記凸部が前記傾斜面に沿って移動することにより、前記取付部と前記凹部内の部位とが非接触の状態とされる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータであって、前記一方の面および前記他方の面がいずれも円筒状の面であり、前記凸部が前記一方の面の周方向に沿って形成された円環状の凸部であり、前記傾斜面が前記他方の面の周方向に沿って形成された円環状の溝の一部である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータであって、前記当接部が前記シャフトとともに回転し、前記当接部がリング状である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のモータであって、前記当接部と前記スリーブの前記端面との間に流体が介在し、前記当接部の当接面および前記当接面と対向する面の少なくとも一方に流体動圧溝が形成される。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、前記シャフトが前記スリーブに挿入される際に、前記第１の部材が前記シャフトに取り付けられている。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のモータであって、前記第１の部材が、成形と同時に前記シャフトが取り付けられる部材である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載のモータであって、前記第１の部材が、インペラとともに成形される部材である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係るファンモータ７の外観を示す図である。ファンモータ７は、例えば、各種情報機器内部の排気や電子回路の冷却等を行うために用いられる。ファンモータ７はモータ部１のロータ部に複数のインペラ７１が取り付けられた構成をしており、モータ部１のステータ部はフランジ７２に支持される。
【００２１】
図２は図１中の矢印Ａ−Ａの位置におけるモータ部１の縦断面図である。図２中には説明の便宜上、回転の中心軸に平行な方向をＺ方向として示している。モータ部１はシャフト１１およびスリーブ１２から構成される軸受機構１０を中央に有し、シャフト１１はスリーブ１２によりＺ方向を向く軸を中心に回転可能に支持される。スリーブ１２は焼結材料等の多孔質材料に潤滑油を含浸させた含油軸受となっている。
【００２２】
シャフト１１の（＋Ｚ）方向の一端はスリーブ１２の外部においてロータ部（第１部材）２１に接続される。ステータ部（第２部材）２２は中央に有底円筒状の凹部２２０を有し、スリーブ１２は凹部２２０に挿入される。ロータ部２１の外周面２１１の外側には図１に示すインペラ７１が形成されており、ロータ部２１の本体は樹脂にてインペラ７１とともに一体的に成形される。また、ロータ部２１の本体が成形される際にはシャフト１１が同時に取り付けられ（いわゆる、インサート成形）、ロータ部２１はシャフト１１が取り付けられた部材として準備される。ステータ部２２は図１に示すフランジ７２に支持され、フランジ７２が情報機器等に取り付けられることにより、ステータ部２２が固定される。モータ部１が駆動されるとロータ部２１とともにインペラ７１が回転し、気流が発生する。
【００２３】
ロータ部２１の外周面２１１の内側には、ヨーク２１２を介して多極着磁された磁石２１３が取り付けられる。一方、ステータ部２２においてスリーブ１２の周囲には、鉄心２２１に絶縁部材を介して導線を捲回したコイル２２２が複数設けられる。導線はその絶縁部材に保持されたピン２２３を介してステータ部２２下部の回路基板２２４に電気的に接続される。そして、コイル２２２に流される電流が制御されることにより、磁石２１３、鉄心２２１およびコイル２２２で構成される駆動機構がロータ部２１を回転させる。
【００２４】
スリーブ１２が挿入される凹部２２０は、スリーブ１２の（−Ｚ）側の端面と当接する段が設けられており、凹部２２０の底面２２０ａに対向するスリーブ１２の端面と底面２２０ａとの間は、シャフト１１に付勢機構３が取り付けられる空間となっている。付勢機構３はシャフト１１を（−Ｚ）側に付勢する機構であり、詳細については後述する。底面２２０ａの中央には、シャフト１１の（−Ｚ）側の端部と当接するスラストチップ２２５が取り付けられる。
【００２５】
なお、モータ部１では、付勢機構３によりシャフト１１がスラストチップ２２５に当接するため、従来のように磁石２１３の磁気的中心を電磁石（すなわち、鉄心２２１）の磁気的中心よりも（＋Ｚ）側に位置させてシャフト１１に（−Ｚ）方向の力を作用させる必要がない。そこで、磁石２１３の磁気的中心と電磁石の磁気的中心とを一致させることにより、磁気ノイズや磁気振動が低減し、駆動効率を高めることが実現される。
【００２６】
スリーブ１２が挿入されるステータ部２２の凹部２２０上端には、ロータ部２１への潤滑油の飛散あるいは流出を抑えるためのキャップ２２６が取り付けられる。キャップ２２６内面に付着した潤滑油はキャップ２２６の内面を伝わってスリーブ１２へと戻る。
【００２７】
図３は付勢機構３の構成を示す斜視図である。付勢機構３はシャフト１１に取り付けられる取付部３１、バネ３２、および、スリーブ１２の（−Ｚ）側の端面に当接する当接部３３から構成され、図３中の中心軸（回転の中心軸に相当）３Ｊに沿ってこれらの部材が重ね合わされることにより、図２に示すように当接部３３が取付部３１とスリーブ１２の端面との間に位置し、バネ３２が取付部３１と当接部３３との間に位置する。付勢機構３の材質は例えば金属である。
【００２８】
取付部３１は略円筒状となっており、挿入口３１１にシャフト１１の端部が挿入されることにより取付部３１がシャフト１１に取り付けられる。また、取付部３１は側面下部に挿入の際に弾性変形を容易に行わせるための切欠部３１２を有し、上部に当接部３３に嵌め込まれる切欠部３１３を有する。さらに、取付部３１の外側面にはバネ３２が当接する鍔部３１４が設けられる。
【００２９】
バネ３２は、シャフト１１の端部が挿入可能なコイルバネとなっており、図１に示す状態では圧縮された状態になっている。当接部３３はリング状の板部材であり、内周は取付部３１の上端部と同形状とされる。
【００３０】
図４ないし図６はステータ部２２にロータ部２１が取り付けられる際のシャフト１１および付勢機構３の様子を説明するための図である。図４はシャフト１１がスリーブ１２に挿入されて付勢機構３に到達する前の状態を示し、図５はシャフト１１の端部が付勢機構３に取り付けられる途中の状態を示し、図６はシャフト１１に付勢機構３が取付られた様子を示している。
【００３１】
ロータ部２１がステータ部２２に取り付けられる際には、予めステータ部２２の凹部２２０に取付部３１、バネ３２および当接部３３が配置され、スリーブ１２が凹部２２０に挿入されている。図４では、バネ３２の作用により取付部３１が凹部２２０の底面２２０ａに当接し、当接部３３がスリーブ１２の（−Ｚ）側の端面に当接している様子を示しているが、この段階ではバネ３２は圧縮されていなくてもよい。なお、取付部３１と当接部３３とは、互いに嵌り合うように予め姿勢が調整され、取付部３１の鍔部３１４が凹部２２０の内側面に当接することで底面２２０ａのほぼ中央に位置している。
【００３２】
シャフト１１の端部の外側面には周方向に沿って円環状に溝１１１が形成されており、取付部３１の挿入口３１１の内側面には周方向に沿って円環状に凸部３１５が形成されている。シャフト１１が底面２２０ａに向かって押し込まれると、シャフト１１の端部が挿入口３１１に挿入され、やがて端部が凸部３１５と当接する。その後、図５に示すように取付部３１が底面２２０ａと当接した状態でシャフト１１の端部が挿入口３１１を押し広げるように凸部３１５を付勢する。このとき、取付部３１の切欠部３１２（図３参照）が広がって取付部３１が弾性変形することにより、シャフト１１の先端が容易に挿入口３１１の奥へと挿入される。
【００３３】
シャフト１１がさらに挿入口３１１の奥へと挿入されると、シャフト１１の端部が底面２２０ａと当接する段階で凸部３１５の先端が溝１１１のエッジに到達し、取付部３１の復元力により図６に示すように凸部３１５が溝１１１のおよそ中央へと移動する。これにより、取付部３１が底面２２０ａとは反対側に移動し、取付部３１と底面２２０ａとが非接触の状態でシャフト１１と取付部３１とが係合する。
【００３４】
また、取付部３１の移動によりバネ３２が圧縮され、バネ３２が取付部３１および当接部３３に対して互いに離れる方向に力を作用させることにより、当接部３３がスリーブ１２の端面と当接し（または、当接状態が維持され）、シャフト１１が取付部３１とともに底面２２０ａ側に付勢される。その結果、シャフト１１がスラストチップ２２５に向かって付勢された状態で当接する。
【００３５】
図７はシャフト１１と取付部３１との関係が、図５から図６に示す状態へと移行する原理をさらに詳細に説明するための図である。
【００３６】
溝１１１の下側（シャフト１１の先端側）は、凸部３１５の付勢方向（シャフト１１の中心軸に垂直な方向）に対して傾斜した傾斜面１１１ａとなっており、凸部３１５が溝１１１に差し掛かると凸部３１５と傾斜面１１１ａとは互いに付勢し合うこととなる。傾斜面１１１ａは溝１１１の中央に向けてシャフト１１の中心軸に近づくように傾斜しているため、凸部３１５は傾斜面１１１ａに沿って矢印３１５ａにて示すように溝１１１の中央まで移動する。その結果、取付部３１がスリーブ１２側に移動してシャフト１１の端部が取付部３１の下端から突出し、取付部３１と底面２２０ａとが非接触状態とされる。
【００３７】
以上のように、ファンモータ７では、ステータ部２２側のスリーブ１２にロータ部２１側のシャフト１１を挿入するのみでシャフト１１と取付部３１とが係合し、ロータ部２１は容易には抜けないようにされる（取付部３１がロータ部２１の移動規制手段として機能する）。また、シャフト１１の挿入のみで組み立てを行うことができるため、予めロータ部２１をシャフト１１が取り付けられた部品として準備することができ、シャフト挿入後にロータを後付けしたり、ステータの底面に穴を設けて別途シャフトが抜けない機構を取り付けて封止する必要もない。その結果、組み立て作業に要する工数を削減することができる。
【００３８】
さらに、シャフト１１はバネ３２によりスラストチップ２２５側へと付勢されるため、シャフト１１が重力に対して任意の方向を向いてもステータ部２２に対するロータ部２１の相対的位置関係を適正に維持することができ、ファンモータ７を任意の姿勢で使用すること（いわゆる、レイアウトフリー）が実現される。例えば、図２において（＋Ｚ）方向に重力が作用する場合であってもロータ部２１は重力に逆らってステータ部２２に支持され、適正に回転を行うことができる。また、シャフト１１をスラストチップ２２５に当接させる、あるいはシャフト１１とスラストチップ２２５とのクリアランスを極小にすることにより、シャフト１１のアキシャルおよびラジアル方向のぶれを抑制することができ、回転音の低減を図ることができる。したがって、ファンモータ７を情報機器に用いることにより、情報機器の動作音の低減が実現される。なお、図２において（＋Ｚ）方向に重力が作用する場合にシャフト１１とスラストチップ２２５とが離れてもよく、ロータ部２１の自重を受けつつ取付部３１がスリーブ１２の端面に支持されることによりシャフト１１のアキシャル方向およびラジアル方向のぶれを抑制することができる。
【００３９】
加えて、従来のように回転軸方向に関して磁石２１３の磁気的中心と電磁石（すなわち、鉄心２２１）の磁気的中心とをずらしてステータ部２２側へと引き込む力をロータ部２１に作用させる必要もないことから、磁石２１３と鉄心２２１との中心を一致させることによりモータ部１の磁気ノイズや磁気振動が低減し、駆動効率を向上することができる。
【００４０】
次に、以上のようにして組み立てられたモータ部１の動作について説明する。図２に示すコイル２２２に電流が流されてロータ部２１が回転すると、シャフト１１の溝１１１と取付部３１の凸部３１５とが強く係合していることから、取付部３１がシャフト１１とともに回転する。一方、取付部３１の上端の切欠部３１３が当接部３３の内周に当接することから、取付部３１とともに当接部３３も回転する。
【００４１】
図８は、スリーブ１２の端面と当接する当接部３３の当接面の様子を示す平面図である。当接面上には流体動圧溝３３１が形成されており、当接部３３とスリーブ１２の端面との間はスリーブ１２が含有する油が介在した状態とされる。したがって、ロータ部２１とともに当接部３３が回転すると、流体動圧溝３３１の作用により流体動圧が発生し、スリーブ１２と当接部３３とが非接触とされる。その結果、ロータ部２１を滑らかに回転させることが実現される。
【００４２】
図９は付勢機構３の他の例を示す図である。図９に示す付勢機構３では取付部３１が図６に示す取付部３１から下部を除去した形状となっており、凹部２２０の底面２２０ａもスラストチップ２２５が設けられる部位２２０ｂと、部位２２０ｂよりもスリーブ１２に近い部位２２０ｃとを有する。
【００４３】
シャフト１１がスリーブ１２を貫通して取付部３１に挿入される際には、取付部３１の下端が部位２２０ｃに当接し、やがて凸部３１５が押されることにより取付部３１が弾性変形する。シャフト１１の端部がスラストチップ２２５に当接する段階で取付部３１の復元力により取付部３１の凸部３１５が溝１１１に沿って移動することにより取付部３１がスリーブ１２側へと移動し、取付部３１と部位２２０ｃとが非接触の状態にて凸部３１５と溝１１１とが係合する。
【００４４】
このように、シャフト１１に取付部３１が取り付けられる際には、取付部３１は凹部２２０内の最も深い部位と当接する必要はない。例えば、取付部３１は凹部２２０の内側面から突出する部位と当接するようにされてもよい。
【００４５】
図１０は、付勢機構３のさらに他の例を示す図である。図６や図９では凸部３１５の中心軸方向（図２におけるＺ方向）の幅は溝１１１の中心軸方向の幅よりも小さくされるが、図１０に示す例では凸部３１５の幅は溝１１１の幅よりも大きくされる。図１０に示す例の場合、シャフト１１が挿入されて凸部３１５が溝１１１に差し掛かると、取付部３１の復元力により凸部３１５の下側（底面２２０ａ側）の面と溝１１１の下側のエッジとが互いに付勢し合い、溝１１１の下側のエッジが凸部３１５の下側の面に沿って移動する。これにより、取付部３１がスリーブ１２側へと移動し、取付部３１と底面２２０ａとが非接触の状態で取付部３１がシャフト１１と係合する。
【００４６】
すなわち、図１０に示す例の場合、凸部３１５の下側の面が図７の説明における傾斜面としての役割を果たし、溝１１１の下側のエッジが傾斜面に対する凸部としての役割を果たす。このように、取付部３１の挿入口３１１の内側面に傾斜面が形成され、シャフト１１の外側面に傾斜面と当接する凸部が形成され、シャフト１１の端部が底面２２０ａに当接する段階で凸部と傾斜面とが互いに付勢し合って凸部が傾斜面に沿って移動するようにされてもよい。なお、凸部３１５の幅と溝１１１の幅とが同等とされてもよい。すなわち、互いに付勢し合う凸部および傾斜面のそれぞれがシャフト１１および取付部３１のいずれに設けられているか明瞭に把握される必要はない。
【００４７】
図１１は本発明に関連する参考例に係る付勢機構３を示す図である。付勢機構３は樹脂などの弾性変形が容易な材料で一体的に形成され、凸部３１５を有する取付部３０１、取付部３０１からスリーブ１２の端面に向かって漸次広がる円錐面状の弾性部３０２、および、スリーブ１２の端面と当接するリング状の当接部３０３を有する。弾性部３０２は薄く、かつ、弾性変形により湾曲しており、弾性部３０２の復元力により取付部３０１と当接部３０３とが互いに離れる方向に付勢される。
【００４８】
図１１に示す付勢機構３のシャフト１１への取り付けは図４ないし図６と同様に行われる。すなわち、シャフト１１をスリーブ１２に挿入するのみで取付部３０１が底面２２０ａから離れた状態で凸部３１５が溝１１１に係合する。図１１に示すように付勢機構３は３つの部材により構成される必要はなく、３つの部材と同等であるならば、１つの部材であってもよく、２つの部材（例えば、取付部と弾性部とが一体、あるいは、弾性部と当接部とが一体とされる。）により構成されてもよい。これにより、付勢機構３の部品点数を削減することができる。
【００４９】
弾性部３０２は取付部３０１と当接部３０３とを互いに離れる方向に付勢するものであるならば、どんな形態であってもよい。例えば、弾性部３０２がゴムにより形成されてもよく、ベローズ状であってもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００５１】
上記実施の形態におけるスリーブ１２は含油軸受に限定されるものではなく、流体動圧軸受でもよい。また、スラスト方向に対する軸受もスラストチップ２２５に代えて流体動圧軸受が用いられてもよい。
【００５２】
上記実施の形態では当接部に流体動圧溝が形成されるが、流体動圧溝はスリーブ１２の端面に形成されてもよく、双方の面に形成されてもよい。また、当接部は完全にシャフト１１と一体的に回転するように取り付けられなくてもよく、流体動圧溝を用いずにスリーブ１２の端面と当接部との間が潤滑されるのみでもよい。なお、スリーブ１２の端面と当接部とは回転の際に実質的に当接するのであるならば、非接触状態であっても接触状態であってもよい。
【００５３】
さらに、当接部はスリーブ１２の端面以外の部位と当接してもよい。例えば、スリーブ１２の端面の下方に別部材が配置されてもよく、凹部２２０内の部位と当接部とが当接してもよい。すなわち、当接部がスリーブ１２側の部位と当接することでシャフト１１がスラストチップ２２５側に付勢されてよい。もちろん、油がスリーブ１２に多く存在することを考慮すると当接部はスリーブ１２の端面と当接することが好ましいといえる。
【００５４】
当接部はリング状である必要はないが、当接部が回転する場合には回転を円滑に行うためにリング状とされることが好ましい。
【００５５】
上記実施の形態では取付部の凸部３１５は挿入口３１１の内側面に沿って形成されるが、内側面の一部のみに形成されてもよい。例えば、凸部３１５として球面状の凸部が多数形成されてもよい。溝１１１もシャフト１１の外側面に沿って連続的に形成される必要はなく、一部のみに形成されてもよい。取付部３１および溝１１１の断面形状も適宜変更されてよい。
【００５６】
なお、通常、シャフト１１の外側面が円筒状であることから取付部の挿入口の内側面も円筒状であることが好ましく、シャフト１１と取付部を強固に取り付けるためには、凸部および溝が円筒状の面の周方向沿って円環状に形成されることが好ましいといえる。
【００５７】
凹部２２０は円筒状の穴に蓋が取り付けられて形成されてもよい。もちろん、ステータ部２２の本体が一体的に成形される場合には、凹部２２０の側面および底面２２０ａが一体的に成形されることが好ましい。また、異音防止のためにスラストチップ２２５の位置決めには精度が要求されることから、スラストチップ２２５の取り付け穴も一体的に形成されることが好ましい。ステータ部２２の本体に凹部２２０を一体的に形成することによりステータ部２２の背面からの油の漏れを完全に防止することが実現される。さらに、ステータ部２２を一体的に形成することで、スラストチップ２２５を別に取り付ける場合にも精度よく取り付けられる。
【００５８】
シャフト１１のロータ部２１への取り付けはインサート成形には限定されない。例えば、シャフト１１は圧入や接着によりロータ部２１に取り付けられてもよい。
【００５９】
モータ部１の機構はファンとしての利用に限定されず、コンパクトディスクやハードディスク等の情報読み出しを行うディスク装置にも利用することができる。これにより、ディスク装置の動作効率の向上、動作音の低減およびレイアウトフリーが実現される。
【００６０】
上記実施の形態では、シャフト１１がスリーブ１２内で回転するが、シャフトが固定され、スリーブが回転してもよい。すなわち、シャフトが取り付けられる部材とスリーブが取り付けられる部材とは相対的に回転すればよい。磁石と電磁石による駆動機構もステータ部に磁石が設けられ、ロータ部に電磁石が設けられてもよい。
【００６１】
上記実施の形態におけるモータ部１では円環状の多極着磁された磁石２１３が用いられるが、磁石２１３はもちろん複数の磁石により構成されてもよい。逆に、ステータ部２２側の電磁石は複数の電磁石と捉えられる形態に限定されるものではなく、複数の磁極を発生することができる１つの電磁石であってもよい。
【００６２】
また、図１２に示すように溝１１１および凸部３１５のスラストチップ２２５側の面が回転軸に垂直な面とされてもよい。これにより、シャフト１１が抜ける方向に力を受けたとしても回転軸に垂直な面が互いに当接し合い、シャフト１１の抜け防止を確実に実現することができる。なお、図１２に示す形状であっても取付部３１をシャフト１１に取り付ける際の作業性が損なわれることはない。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１ないし９の発明では、スリーブにシャフトを挿入するのみでシャフトがスリーブから抜けないようにすることが容易に実現され、モータを任意の姿勢で使用することが可能となる。
【００６４】
また、請求項２の発明では、シャフトを容易に取付部に挿入することができる。
【００６５】
また、請求項４の発明では、シャフトに取付部を強固に取り付けることができる。
【００６６】
また、請求項６の発明では、シャフトを円滑に回転させることが実現される。
【００６８】
また、請求項７ないし９の発明では、予め第１の部材にシャフトが取り付けられている場合でも容易にシャフトを第２の部材側に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ファンモータの外観を示す図である。
【図２】モータ部の縦断面図である。
【図３】付勢機構の構成を示す斜視図である。
【図４】ステータ部にロータ部が取り付けられる際のシャフトおよび付勢機構の様子を説明するための図である。
【図５】ステータ部にロータ部が取り付けられる際のシャフトおよび付勢機構の様子を説明するための図である。
【図６】ステータ部にロータ部が取り付けられる際のシャフトおよび付勢機構の様子を説明するための図である。
【図７】シャフトに取付部が取り付けられる原理を説明するための図である。
【図８】当接部のスリーブ端面と当接する側の面を示す平面図である。
【図９】付勢機構の他の例を示す図である。
【図１０】付勢機構のさらに他の例を示す図である。
【図１１】 本発明に関連する参考例に係る付勢機構を示す図である。
【図１２】溝および凸部の他の形状を示す図である。
【符号の説明】
１ モータ部
３ 付勢機構
１１ シャフト
１２ スリーブ
２１ ロータ部
２２ ステータ部
３１，３０１ 取付部
３２ バネ
３３，３０３ 当接部
７１ インペラ
１１１ 溝
１１１ａ 傾斜面
２１３ 磁石
２２０ 凹部
２２０ａ 底面
２２１ 鉄心
２２２ コイル
３０２ 弾性部
３１１ 挿入口
３１２ 切欠部
３１５ 凸部
３３１ 流体動圧溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor, and more particularly to a layout-free motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a fan that is attached to various electronic devices, a disk device that stores information, and the like may use a motor that must be used in a specific direction. For example, in the case of a motor in which the shaft of the bearing mechanism inside the motor is rotatably fitted to and supported by a sleeve and can be easily pulled out, the rotor part may fall off during use or between the rotor part and the stator part. In some cases, a movement restricting means for preventing the displacement of the position of the motor is necessary, or the attitude of the motor is limited.
[0003]
Moreover, in a motor provided with such a bearing mechanism, the rotational noise becomes loud due to the shake of the shaft, which may cause a problem in information equipment that is required to reduce operating noise. Furthermore, in such a motor, in order to constitute the movement restricting means, the magnetic center of the rotor magnet and the electromagnet of the stator may be shifted to apply a magnetic biasing force. Noise and magnetic vibration increase and drive efficiency decreases.
[0004]
In view of this, there has been proposed a motor to which a configuration for preventing the shaft from coming off from the sleeve as disclosed in JP-A-7-208457 and JP-A-8-317588 has been proposed as the movement restricting means.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to prevent the shaft from coming out of the sleeve as the movement restricting means when the shaft is connected to the rotor portion and the sleeve is attached to the stator portion as in JP-A-8-317588, for example, After insertion into the sleeve, it is necessary to attach a structure to prevent the shaft from coming off at the end of the shaft.
[0006]
Usually, in order to attach such a configuration for preventing slipping, an opening is provided in a portion on the side of the stator facing the end portion of the shaft, and the configuration for preventing slipping is attached from the opening. However, if an opening is provided in the stator portion, additional work is required such that oil impregnated in the sleeve of the bearing mechanism leaks out from the opening or closes the opening.
[0007]
Alternatively, as a configuration in which no opening is provided in the stator portion, for example, as in JP-A-7-208457, a sleeve is inserted into the sleeve before the sleeve is attached to the stator portion, and a structure for preventing the slip is attached, and the shaft is attached. After the sleeve is attached to the stator portion, the rotor portion is attached to the shaft. However, even if the shaft is inserted into the sleeve in advance, the rotor part to which the shaft has already been attached cannot be used for assembly, and work for retrofitting the rotor part to the shaft is necessary, so the motor production cost Will increase.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a motor that can be used in an arbitrary posture simply by inserting a shaft into a sleeve.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an electric motor in which a shaft, a sleeve that rotatably supports the shaft, a first member to which one end of the shaft is attached, and the sleeve are inserted. A second member having a concave portion, a drive mechanism for rotating the first member relative to the second member, and an end surface of the sleeve facing the bottom surface of the concave portion and the bottom surface And an urging means attached to the shaft, wherein the urging means is attached to the shaft by inserting the other end of the shaft into the insertion port, and the attachment portion and the sleeve. Located between the end face and The end face of the sleeve; Abut And abutting against the mounting portion to prevent relative rotation with respect to the mounting portion. An abutting portion; and an elastic portion that abuts the other end of the shaft against the bottom surface of the recess by applying a force in a direction away from the attaching portion and the abutting portion, When the shaft is inserted into the sleeve, the other end of the shaft is inserted into the insertion port while elastically deforming in a state where the attachment portion is in contact with the portion in the recess, and the other end is the recess. The mounting portion moves to the side opposite to the bottom surface by a restoring force when contacting the bottom surface, and the shaft and the mounting portion are engaged with each other in a state where the mounting portion and the portion in the recess are not in contact with each other. Match.
[0010]
A second aspect of the present invention is the motor according to the first aspect, wherein the insertion port of the mounting portion has a cutout portion that expands during elastic deformation.
[0011]
Invention of Claim 3 is a motor of Claim 1 or 2, Comprising: Either one surface of the outer surface of the said shaft or the inner surface of the said insertion port has a convex part, and the other surface Has an inclined surface, and when the other end of the shaft is inserted into the insertion port, the convex portion and the inclined surface are biased to each other when the other end contacts the bottom surface. When the convex part moves along the inclined surface, the attachment part and the part in the concave part are brought into a non-contact state.
[0012]
Invention of Claim 4 is a motor of Claim 3, Comprising: Both said one surface and said other surface are cylindrical surfaces, The said convex part is the circumferential direction of said one surface And the inclined surface is a part of an annular groove formed along the circumferential direction of the other surface.
[0014]
Claim 5 The invention described in claim 1 to claim 1 4 The contact part rotates together with the shaft, and the contact part has a ring shape.
[0015]
Claim 6 The invention described in claim 1 to 5 The motor according to claim 1, wherein the contact portion The end face of the sleeve; A fluid is interposed therebetween, and a fluid dynamic pressure groove is formed on at least one of the contact surface of the contact portion and the surface facing the contact surface.
[0017]
Claim 7 The invention described in claim 1 to claim 1 6 The motor according to any one of the above, wherein the first member is attached to the shaft when the shaft is inserted into the sleeve.
[0018]
Claim 8 The invention described in claim 7 The first member is a member to which the shaft is attached simultaneously with molding.
[0019]
Claim 9 The invention described in claim 7 Or 8 The first member is a member molded together with an impeller.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing an appearance of a fan motor 7 according to an embodiment of the present invention. The fan motor 7 is used, for example, for exhausting various information devices and cooling an electronic circuit. The fan motor 7 has a configuration in which a plurality of impellers 71 are attached to the rotor portion of the motor portion 1, and the stator portion of the motor portion 1 is supported by a flange 72.
[0021]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the motor unit 1 at the position indicated by the arrow AA in FIG. In FIG. 2, the direction parallel to the central axis of rotation is shown as the Z direction for convenience of explanation. The motor unit 1 has a bearing mechanism 10 including a shaft 11 and a sleeve 12 in the center, and the shaft 11 is supported by the sleeve 12 so as to be rotatable about an axis facing the Z direction. The sleeve 12 is an oil-impregnated bearing in which a porous material such as a sintered material is impregnated with a lubricating oil.
[0022]
One end of the shaft 11 in the (+ Z) direction is connected to the rotor portion (first member) 21 outside the sleeve 12. The stator portion (second member) 22 has a bottomed cylindrical recess 220 at the center, and the sleeve 12 is inserted into the recess 220. An impeller 71 shown in FIG. 1 is formed on the outer side of the outer peripheral surface 211 of the rotor portion 21, and the main body of the rotor portion 21 is integrally formed with the impeller 71 with resin. Further, when the main body of the rotor portion 21 is molded, the shaft 11 is attached at the same time (so-called insert molding), and the rotor portion 21 is prepared as a member to which the shaft 11 is attached. The stator portion 22 is supported by a flange 72 shown in FIG. 1, and the stator portion 22 is fixed by attaching the flange 72 to an information device or the like. When the motor unit 1 is driven, the impeller 71 rotates together with the rotor unit 21 to generate an air current.
[0023]
Inside the outer peripheral surface 211 of the rotor portion 21, a magnet 213 magnetized with multiple poles is attached via a yoke 212. On the other hand, around the sleeve 12 in the stator portion 22, a plurality of coils 222 each having a conductive wire wound around an iron core 221 via an insulating member are provided. The conducting wire is electrically connected to the circuit board 224 below the stator portion 22 via a pin 223 held by the insulating member. And the drive mechanism comprised by the magnet 213, the iron core 221, and the coil 222 rotates the rotor part 21 by the electric current sent through the coil 222 being controlled.
[0024]
The recess 220 into which the sleeve 12 is inserted is provided with a step that contacts the (−Z) side end surface of the sleeve 12, and the gap between the end surface of the sleeve 12 that faces the bottom surface 220 a of the recess 220 and the bottom surface 220 a is This is a space in which the urging mechanism 3 is attached to the shaft 11. The urging mechanism 3 is a mechanism that urges the shaft 11 toward the (−Z) side, and details thereof will be described later. A thrust tip 225 that comes into contact with the (−Z) side end of the shaft 11 is attached to the center of the bottom surface 220a.
[0025]
In the motor unit 1, since the shaft 11 abuts against the thrust tip 225 by the biasing mechanism 3, the magnetic center of the magnet 213 is set to (+ Z) more than the magnetic center of the electromagnet (that is, the iron core 221) as in the past. It is not necessary to apply a force in the (−Z) direction to the shaft 11 by being positioned on the side. Therefore, by matching the magnetic center of the magnet 213 with the magnetic center of the electromagnet, it is possible to reduce magnetic noise and magnetic vibration and increase driving efficiency.
[0026]
A cap 226 for suppressing the scattering or outflow of the lubricating oil to the rotor portion 21 is attached to the upper end of the concave portion 220 of the stator portion 22 into which the sleeve 12 is inserted. The lubricating oil adhering to the inner surface of the cap 226 travels along the inner surface of the cap 226 and returns to the sleeve 12.
[0027]
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the urging mechanism 3. The urging mechanism 3 includes an attachment portion 31 attached to the shaft 11, a spring 32, and an abutting portion 33 that abuts on the end surface on the (−Z) side of the sleeve 12, and the central axis (center of rotation) in FIG. By overlapping these members along 3J, the contact portion 33 is positioned between the attachment portion 31 and the end surface of the sleeve 12, and the spring 32 is attached to the attachment portion 31 as shown in FIG. And the contact portion 33. The material of the urging mechanism 3 is, for example, metal.
[0028]
The attachment portion 31 has a substantially cylindrical shape, and the attachment portion 31 is attached to the shaft 11 by inserting the end portion of the shaft 11 into the insertion port 311. Further, the attachment portion 31 has a notch portion 312 for easily performing elastic deformation at the time of insertion at the lower portion of the side surface, and has a notch portion 313 fitted into the contact portion 33 at the upper portion. Further, a flange portion 314 with which the spring 32 abuts is provided on the outer surface of the attachment portion 31.
[0029]
The spring 32 is a coil spring into which the end portion of the shaft 11 can be inserted, and is compressed in the state shown in FIG. The contact portion 33 is a ring-shaped plate member, and the inner periphery has the same shape as the upper end portion of the attachment portion 31.
[0030]
4 to 6 are views for explaining the state of the shaft 11 and the urging mechanism 3 when the rotor portion 21 is attached to the stator portion 22. 4 shows a state before the shaft 11 is inserted into the sleeve 12 and reaches the urging mechanism 3, FIG. 5 shows a state in which the end of the shaft 11 is being attached to the urging mechanism 3, and FIG. A state where the biasing mechanism 3 is attached to the shaft 11 is shown.
[0031]
When the rotor portion 21 is attached to the stator portion 22, the attachment portion 31, the spring 32, and the contact portion 33 are disposed in advance in the concave portion 220 of the stator portion 22, and the sleeve 12 is inserted into the concave portion 220. FIG. 4 shows a state in which the attachment portion 31 is in contact with the bottom surface 220a of the recess 220 and the contact portion 33 is in contact with the end surface on the (−Z) side of the sleeve 12 by the action of the spring 32. In the stage, the spring 32 may not be compressed. The attachment portion 31 and the contact portion 33 are adjusted in posture in advance so as to be fitted to each other, and the flange portion 314 of the attachment portion 31 is in contact with the inner side surface of the recess portion 220 so that the attachment portion 31 and the contact portion 33 are positioned substantially at the center of the bottom surface 220a. ing.
[0032]
A groove 111 is formed in an annular shape along the circumferential direction on the outer surface of the end portion of the shaft 11, and a convex portion 315 is formed in an annular shape along the circumferential direction on the inner surface of the insertion port 311 of the attachment portion 31. Is formed. When the shaft 11 is pushed toward the bottom surface 220a, the end portion of the shaft 11 is inserted into the insertion port 311 and eventually the end portion comes into contact with the convex portion 315. After that, as shown in FIG. 5, the convex portion 315 is urged so that the end portion of the shaft 11 spreads the insertion port 311 in a state where the attachment portion 31 is in contact with the bottom surface 220 a. At this time, the notch 312 (see FIG. 3) of the attachment portion 31 expands and the attachment portion 31 is elastically deformed, so that the tip of the shaft 11 is easily inserted into the insertion port 311.
[0033]
When the shaft 11 is further inserted into the insertion port 311, the tip of the convex portion 315 reaches the edge of the groove 111 when the end of the shaft 11 comes into contact with the bottom surface 220 a, and the restoring force of the mounting portion 31 As shown in FIG. 6, the convex portion 315 moves to approximately the center of the groove 111. Thereby, the attachment part 31 moves to the opposite side to the bottom face 220a, and the shaft 11 and the attachment part 31 engage with each other in a state where the attachment part 31 and the bottom face 220a are not in contact with each other.
[0034]
Further, the spring 32 is compressed by the movement of the attachment portion 31, and the spring 32 applies a force in a direction away from the attachment portion 31 and the contact portion 33, so that the contact portion 33 contacts the end surface of the sleeve 12. The shaft 11 is urged toward the bottom surface 220 a side together with the attachment portion 31. As a result, the shaft 11 comes into contact with the thrust tip 225 being biased.
[0035]
FIG. 7 is a diagram for explaining in more detail the principle that the relationship between the shaft 11 and the mounting portion 31 shifts from the state shown in FIG. 5 to the state shown in FIG.
[0036]
The lower side of the groove 111 (the tip side of the shaft 11) is an inclined surface 111a inclined with respect to the urging direction of the convex portion 315 (the direction perpendicular to the central axis of the shaft 11), and the convex portion 315 is the groove. When approaching 111, the convex part 315 and the inclined surface 111a will urge each other. Since the inclined surface 111a is inclined toward the center of the groove 111 so as to approach the central axis of the shaft 11, the convex portion 315 moves to the center of the groove 111 as indicated by an arrow 315a along the inclined surface 111a. . As a result, the attachment portion 31 moves to the sleeve 12 side, the end portion of the shaft 11 protrudes from the lower end of the attachment portion 31, and the attachment portion 31 and the bottom surface 220a are brought into a non-contact state.
[0037]
As described above, in the fan motor 7, the shaft 11 and the mounting portion 31 are engaged by simply inserting the shaft 11 on the rotor portion 21 side into the sleeve 12 on the stator portion 22 side, and the rotor portion 21 is easily detached. (The attachment portion 31 functions as a movement restricting means of the rotor portion 21). Further, since the assembly can be performed only by inserting the shaft 11, the rotor portion 21 can be prepared in advance as a part to which the shaft 11 is attached. There is no need to provide and seal a separate mechanism that prevents the shaft from coming off. As a result, the number of man-hours required for assembly work can be reduced.
[0038]
Further, since the shaft 11 is urged toward the thrust tip 225 by the spring 32, the relative positional relationship of the rotor portion 21 with respect to the stator portion 22 is properly maintained even when the shaft 11 faces an arbitrary direction with respect to gravity. Thus, it is possible to use the fan motor 7 in any posture (so-called layout-free). For example, even if gravity acts in the (+ Z) direction in FIG. 2, the rotor portion 21 is supported by the stator portion 22 against the gravity and can rotate appropriately. Further, by making the shaft 11 abut against the thrust tip 225, or by minimizing the clearance between the shaft 11 and the thrust tip 225, axial and radial shake of the shaft 11 can be suppressed, and rotational noise can be reduced. Can be achieved. Therefore, by using the fan motor 7 for the information device, the operation sound of the information device can be reduced. In FIG. 2, when gravity acts in the (+ Z) direction, the shaft 11 and the thrust tip 225 may be separated from each other, and the attachment portion 31 is supported on the end surface of the sleeve 12 while receiving the weight of the rotor portion 21. Thus, it is possible to suppress the shaft 11 from shaking in the axial direction and the radial direction.
[0039]
In addition, the magnetic center of the magnet 213 and the magnetic center of the electromagnet (that is, the iron core 221) are shifted with respect to the direction of the rotational axis as in the prior art, and it is necessary to apply a force to the rotor unit 21 to draw it toward the stator unit 22 side. Therefore, by making the centers of the magnet 213 and the iron core 221 coincide with each other, magnetic noise and magnetic vibration of the motor unit 1 can be reduced, and driving efficiency can be improved.
[0040]
Next, the operation of the motor unit 1 assembled as described above will be described. When a current is passed through the coil 222 shown in FIG. 2 and the rotor portion 21 rotates, the groove 111 of the shaft 11 and the convex portion 315 of the attachment portion 31 are strongly engaged with each other. Rotate. On the other hand, the notch 313 at the upper end of the attachment portion 31 contacts the inner periphery of the contact portion 33, so that the contact portion 33 also rotates together with the attachment portion 31.
[0041]
FIG. 8 is a plan view showing a state of the contact surface of the contact portion 33 that contacts the end surface of the sleeve 12. A fluid dynamic pressure groove 331 is formed on the contact surface, and oil contained in the sleeve 12 is interposed between the contact portion 33 and the end surface of the sleeve 12. Therefore, when the contact portion 33 rotates together with the rotor portion 21, fluid dynamic pressure is generated by the action of the fluid dynamic pressure groove 331, and the sleeve 12 and the contact portion 33 are not in contact with each other. As a result, smooth rotation of the rotor unit 21 is realized.
[0042]
FIG. 9 is a view showing another example of the urging mechanism 3. In the urging mechanism 3 shown in FIG. 9, the attachment portion 31 has a shape obtained by removing the lower portion from the attachment portion 31 shown in FIG. 6, and the bottom surface 220 a of the concave portion 220 is also formed from the portion 220 b where the thrust tip 225 is provided and the portion 220 b. And a portion 220 c close to the sleeve 12.
[0043]
When the shaft 11 passes through the sleeve 12 and is inserted into the attachment portion 31, the lower end of the attachment portion 31 comes into contact with the portion 220c, and the attachment portion 31 is elastically deformed by pressing the convex portion 315 before long. When the end of the shaft 11 comes into contact with the thrust tip 225, the mounting portion 31 moves toward the sleeve 12 by the convex portion 315 of the mounting portion 31 moving along the groove 111 by the restoring force of the mounting portion 31. The convex portion 315 and the groove 111 are engaged with each other in a state where the attachment portion 31 and the portion 220c are not in contact with each other.
[0044]
As described above, when the attachment portion 31 is attached to the shaft 11, the attachment portion 31 does not need to contact the deepest portion in the recess 220. For example, the attachment portion 31 may be in contact with a portion protruding from the inner surface of the recess 220.
[0045]
FIG. 10 is a diagram showing still another example of the urging mechanism 3. 6 and 9, the width of the convex portion 315 in the central axis direction (Z direction in FIG. 2) is made smaller than the width of the groove 111 in the central axis direction. However, in the example shown in FIG. It is made larger than the width of the groove 111. In the case of the example shown in FIG. 10, when the shaft 11 is inserted and the convex portion 315 reaches the groove 111, the lower surface (the bottom surface 220 a side) of the convex portion 315 and the bottom of the groove 111 are restored by the restoring force of the mounting portion 31. And the lower edge of the groove 111 moves along the lower surface of the convex portion 315. Thereby, the attaching part 31 moves to the sleeve 12 side, and the attaching part 31 engages with the shaft 11 in a state where the attaching part 31 and the bottom surface 220a are not in contact with each other.
[0046]
That is, in the example shown in FIG. 10, the lower surface of the convex portion 315 serves as an inclined surface in the description of FIG. 7, and the lower edge of the groove 111 serves as a convex portion with respect to the inclined surface. . In this manner, the inclined surface is formed on the inner side surface of the insertion port 311 of the attachment portion 31, the convex portion that contacts the inclined surface is formed on the outer surface of the shaft 11, and the end portion of the shaft 11 contacts the bottom surface 220a. The convex portion and the inclined surface may be biased with each other so that the convex portion moves along the inclined surface. Note that the width of the convex portion 315 and the width of the groove 111 may be equal. That is, it is not necessary to clearly grasp which of the shaft 11 and the attachment portion 31 each of the convex portion and the inclined surface that urge each other.
[0047]
FIG. According to reference examples related to the present invention Energizing mechanism 3 Show It is a figure. The urging mechanism 3 is integrally formed of a material that is easily elastically deformed, such as resin, and includes a mounting portion 301 having a convex portion 315, and a conical surface-shaped elastic portion 302 that gradually spreads from the mounting portion 301 toward the end surface of the sleeve 12. And a ring-shaped contact portion 303 that contacts the end surface of the sleeve 12. The elastic portion 302 is thin and curved by elastic deformation, and the attachment portion 301 and the contact portion 303 are urged away from each other by the restoring force of the elastic portion 302.
[0048]
The urging mechanism 3 shown in FIG. 11 is attached to the shaft 11 in the same manner as in FIGS. That is, only by inserting the shaft 11 into the sleeve 12, the convex portion 315 engages with the groove 111 in a state where the attachment portion 301 is separated from the bottom surface 220 a. As shown in FIG. 11, the urging mechanism 3 does not need to be configured by three members, and may be a single member as long as it is equivalent to the three members. The elastic portion may be integrated, or the elastic portion and the contact portion may be integrated.) Thereby, the number of parts of the urging mechanism 3 can be reduced.
[0049]
The elastic portion 302 may have any form as long as it urges the attachment portion 301 and the contact portion 303 in directions away from each other. For example, the elastic part 302 may be formed of rubber or may be bellows.
[0050]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
[0051]
The sleeve 12 in the above embodiment is not limited to the oil-impregnated bearing, and may be a fluid dynamic pressure bearing. Further, a fluid dynamic pressure bearing may be used instead of the thrust tip 225 as a bearing for the thrust direction.
[0052]
In the above embodiment, the fluid dynamic pressure groove is formed in the contact portion, but the fluid dynamic pressure groove may be formed on the end face of the sleeve 12 or on both surfaces. Further, the abutting portion does not have to be attached so as to rotate completely with the shaft 11, and only the lubrication between the end surface of the sleeve 12 and the abutting portion is performed without using the fluid dynamic pressure groove. Good. Note that the end face of the sleeve 12 and the contact portion may be in a non-contact state or a contact state as long as the end surface and the contact portion substantially contact each other during rotation.
[0053]
Further, the abutting portion may abut against a portion other than the end surface of the sleeve 12. For example, another member may be disposed below the end surface of the sleeve 12, and a portion in the recess 220 may be in contact with the contact portion. That is, the shaft 11 may be urged toward the thrust tip 225 side by the contact portion coming into contact with the portion on the sleeve 12 side. Of course, considering that a large amount of oil is present in the sleeve 12, it can be said that the contact portion preferably contacts the end surface of the sleeve 12.
[0054]
The abutment portion does not need to be ring-shaped, but when the abutment portion rotates, it is preferably a ring shape for smooth rotation.
[0055]
In the above embodiment, the convex portion 315 of the attachment portion is formed along the inner side surface of the insertion port 311, but may be formed only on a part of the inner side surface. For example, a large number of spherical convex portions may be formed as the convex portions 315. The groove 111 does not need to be continuously formed along the outer surface of the shaft 11, and may be formed only in part. The cross-sectional shapes of the attachment portion 31 and the groove 111 may be changed as appropriate.
[0056]
Since the outer surface of the shaft 11 is generally cylindrical, it is preferable that the inner surface of the insertion port of the mounting portion is also cylindrical. In order to firmly attach the shaft 11 and the mounting portion, convex portions and grooves It can be said that is preferably formed in an annular shape along the circumferential direction of the cylindrical surface.
[0057]
The recess 220 may be formed by attaching a lid to a cylindrical hole. Of course, when the main body of the stator portion 22 is formed integrally, it is preferable that the side surface and the bottom surface 220a of the recess 220 are formed integrally. In addition, since accuracy is required for positioning the thrust tip 225 to prevent abnormal noise, it is preferable that the mounting hole of the thrust tip 225 is also formed integrally. By integrally forming the recess 220 in the main body of the stator portion 22, it is possible to completely prevent oil leakage from the back surface of the stator portion 22. Furthermore, by forming the stator portion 22 integrally, it is possible to attach the thrust tip 225 with high accuracy even when the thrust tip 225 is separately attached.
[0058]
The attachment of the shaft 11 to the rotor portion 21 is not limited to insert molding. For example, the shaft 11 may be attached to the rotor portion 21 by press fitting or adhesion.
[0059]
The mechanism of the motor unit 1 is not limited to use as a fan, but can also be used for a disk device that reads information such as a compact disk or a hard disk. As a result, the operation efficiency of the disk device is improved, the operation sound is reduced, and the layout is free.
[0060]
In the above embodiment, the shaft 11 rotates in the sleeve 12, but the shaft may be fixed and the sleeve may rotate. That is, the member to which the shaft is attached and the member to which the sleeve is attached may be relatively rotated. A drive mechanism using a magnet and an electromagnet may be provided with a magnet in the stator portion and an electromagnet in the rotor portion.
[0061]
In the motor unit 1 in the above embodiment, an annular multipolar magnetized magnet 213 is used, but the magnet 213 may of course be composed of a plurality of magnets. Conversely, the electromagnet on the stator portion 22 side is not limited to a form that can be regarded as a plurality of electromagnets, and may be one electromagnet that can generate a plurality of magnetic poles.
[0062]
Moreover, as shown in FIG. 12, the surface on the thrust tip 225 side of the groove 111 and the convex portion 315 may be a surface perpendicular to the rotation axis. As a result, even if a force is applied in the direction in which the shaft 11 comes off, the surfaces perpendicular to the rotation axis come into contact with each other, and the shaft 11 can be reliably prevented from coming off. In addition, even if it is a shape shown in FIG. 12, the workability | operativity at the time of attaching the attaching part 31 to the shaft 11 is not impaired.
[0063]
【The invention's effect】
Claim 1 to 9 In this invention, it is easy to prevent the shaft from coming out of the sleeve only by inserting the shaft into the sleeve, and the motor can be used in an arbitrary posture.
[0064]
In the invention of claim 2, the shaft can be easily inserted into the mounting portion.
[0065]
In the invention of claim 4, the attachment portion can be firmly attached to the shaft.
[0066]
Claims 6 In the present invention, it is possible to smoothly rotate the shaft.
[0068]
Claims 7 Or 9 In this invention, even when the shaft is previously attached to the first member, the shaft can be easily attached to the second member side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of a fan motor.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a motor unit.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an urging mechanism.
FIG. 4 is a view for explaining a state of a shaft and an urging mechanism when a rotor portion is attached to a stator portion.
FIG. 5 is a view for explaining a state of a shaft and an urging mechanism when a rotor portion is attached to a stator portion.
FIG. 6 is a diagram for explaining a state of a shaft and an urging mechanism when a rotor portion is attached to a stator portion.
FIG. 7 is a view for explaining the principle of attaching a mounting portion to a shaft.
FIG. 8 is a plan view showing a surface of the contact portion that comes into contact with the sleeve end surface.
FIG. 9 is a view showing another example of an urging mechanism.
FIG. 10 is a diagram showing still another example of the urging mechanism.
FIG. 11 According to reference examples related to the present invention Energizing mechanism Show It is a figure.
FIG. 12 is a view showing another shape of a groove and a convex portion.
[Explanation of symbols]
1 Motor part
3 Energizing mechanism
11 Shaft
12 sleeve
21 Rotor
22 Stator part
31,301 Mounting part
32 Spring
33,303 contact part
71 impeller
111 grooves
111a inclined surface
213 Magnet
220 recess
220a Bottom
221 Iron core
222 coils
302 Elastic part
311 insertion slot
312 Notch
315 Convex
331 Fluid dynamic pressure groove

Claims (9)

電動式のモータであって、
シャフトと、
前記シャフトを回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトの一端が取り付けられた第１の部材と、
前記スリーブが挿入される凹部を有する第２の部材と、
前記第１の部材を前記第２の部材に対して相対的に回転させる駆動機構と、
前記凹部の底面と対向する前記スリーブの端面と前記底面との間において前記シャフトに取り付けられた付勢手段と、
を備え、
前記付勢手段が、
挿入口に前記シャフトの他端が挿入されることにより前記シャフトに取り付けられる取付部と、
前記取付部と前記スリーブの前記端面との間に位置し、前記スリーブの前記端面に当接するとともに前記取付部に当接して前記取付部に対して相対的な回転が防止される当接部と、
前記取付部および前記当接部に対して互いに離れる方向に力を作用させることにより前記シャフトの前記他端を前記凹部の前記底面に当接させる弾性部と、
を有し、
前記シャフトが前記スリーブに挿入される際に、前記取付部が前記凹部内の部位と当接した状態で弾性変形しつつ前記シャフトの前記他端が前記挿入口に挿入され、前記他端が前記凹部の前記底面と当接する段階で復元力により前記取付部が前記底面とは反対側に移動し、前記取付部と前記凹部内の部位とが非接触の状態で前記シャフトと前記取付部とが係合することを特徴とするモータ。An electric motor,
A shaft,
A sleeve for rotatably supporting the shaft;
A first member to which one end of the shaft is attached;
A second member having a recess into which the sleeve is inserted;
A drive mechanism for rotating the first member relative to the second member;
An urging means attached to the shaft between an end surface of the sleeve facing the bottom surface of the recess and the bottom surface;
With
The biasing means is
An attachment portion attached to the shaft by inserting the other end of the shaft into the insertion port;
A contact portion that is located between the attachment portion and the end surface of the sleeve, contacts the end surface of the sleeve, and contacts the attachment portion to prevent relative rotation with respect to the attachment portion; ,
An elastic part that abuts the other end of the shaft against the bottom surface of the recess by applying a force to the attachment part and the abutting part in directions away from each other;
Have
When the shaft is inserted into the sleeve, the other end of the shaft is inserted into the insertion port while elastically deforming in a state where the attachment portion is in contact with the portion in the recess, and the other end is inserted into the insertion port. The mounting portion moves to the side opposite to the bottom surface by a restoring force at the stage of contact with the bottom surface of the recess, and the shaft and the mounting portion are in contact with each other in a state where the mounting portion and the portion in the recess are not in contact with each other. A motor characterized by being engaged. 請求項１に記載のモータであって、
前記取付部の前記挿入口が、弾性変形の際に広がる切欠部を有することを特徴とするモータ。The motor according to claim 1,
The motor according to claim 1, wherein the insertion port of the attachment portion has a cutout portion that expands during elastic deformation. 請求項１または２に記載のモータであって、
前記シャフトの外側面または前記挿入口の内側面のいずれか一方の面が凸部を有し、他方の面が傾斜面を有し、
前記シャフトの前記他端が前記挿入口に挿入される際に、前記他端が前記底面と当接する段階で前記凸部と前記傾斜面とが互いに付勢し合って前記凸部が前記傾斜面に沿って移動することにより、前記取付部と前記凹部内の部位とが非接触の状態とされることを特徴とするモータ。The motor according to claim 1 or 2,
Either one of the outer surface of the shaft or the inner surface of the insertion port has a convex portion, and the other surface has an inclined surface,
When the other end of the shaft is inserted into the insertion port, the convex portion and the inclined surface are biased to each other when the other end abuts on the bottom surface, so that the convex portion is the inclined surface. By moving along, the motor is characterized in that the mounting portion and the portion in the recess are not in contact with each other. 請求項３に記載のモータであって、
前記一方の面および前記他方の面がいずれも円筒状の面であり、前記凸部が前記一方の面の周方向に沿って形成された円環状の凸部であり、前記傾斜面が前記他方の面の周方向に沿って形成された円環状の溝の一部であることを特徴とするモータ。The motor according to claim 3,
The one surface and the other surface are both cylindrical surfaces, the convex portion is an annular convex portion formed along the circumferential direction of the one surface, and the inclined surface is the other surface. A motor which is a part of an annular groove formed along the circumferential direction of the surface of the motor. 請求項１ないし４のいずれかに記載のモータであって、
前記当接部が前記シャフトとともに回転し、前記当接部がリング状であることを特徴とするモータ。The motor according to any one of claims 1 to 4 ,
The abutment portion rotates together with the shaft, and the abutment portion is ring-shaped. 請求項１ないし５のいずれかに記載のモータであって、
前記当接部と前記スリーブの前記端面との間に流体が介在し、前記当接部の当接面および前記当接面と対向する面の少なくとも一方に流体動圧溝が形成されることを特徴とするモータ。The motor according to any one of claims 1 to 5 ,
Fluid is interposed between the contact portion and the end surface of the sleeve, and a fluid dynamic pressure groove is formed on at least one of the contact surface of the contact portion and the surface facing the contact surface. Characteristic motor. 請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、
前記シャフトが前記スリーブに挿入される際に、前記第１の部材が前記シャフトに取り付けられていることを特徴とするモータ。The motor according to any one of claims 1 to 6 ,
The motor, wherein the first member is attached to the shaft when the shaft is inserted into the sleeve. 請求項７に記載のモータであって、
前記第１の部材が、成形と同時に前記シャフトが取り付けられる部材であることを特徴とするモータ。The motor according to claim 7 ,
The motor according to claim 1, wherein the first member is a member to which the shaft is attached simultaneously with molding. 請求項７または８に記載のモータであって、
前記第１の部材が、インペラとともに成形される部材であることを特徴とするモータ。The motor according to claim 7 or 8 ,
The motor according to claim 1, wherein the first member is a member molded together with an impeller.

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