JP4036196B2 - Electric motor and heat sink device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、動圧型流体軸受け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。   The present invention relates to an electric motor using a dynamic pressure type fluid bearing and a heat sink device using the same.

従来における動圧型流体軸受けの電動機を用いたヒートシンク装置の構成を図７および図８に示す。ここで、図７は従来の半導体冷却用のヒートシンク装置を示す断面図、図８は図７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、図９は図７の電動機におけるスリーブの変形状態を示すグラフである。   7 and 8 show a configuration of a heat sink device using a conventional dynamic pressure type fluid bearing electric motor. 7 is a sectional view showing a conventional heat sink device for cooling a semiconductor, FIG. 8 is a sectional view showing a bearing portion of an electric motor used in the heat sink device of FIG. 7, and FIG. 9 is a deformation state of a sleeve in the electric motor of FIG. It is a graph which shows.

図７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。また、フレームハウジング１ａの底面には樹脂等で作られたスラスタ５が固定され、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。フレームハウジング１ａにはスリーブ６が圧入固定されてステータユニット１５を構成している。   As shown in FIG. 7, a drive circuit board 4 in which a hall element or the like is provided on a stator 3 around which a coil 2 is wound is installed around a cup-shaped frame housing 1 a that is formed to protrude from a recess of the frame 1. ing. The stator 3 is fixed to the outer peripheral portion of the frame housing 1 a, and an insulating sheet 20 is installed between the drive circuit board 4 and the frame 1. A thruster 5 made of resin or the like is fixed to the bottom surface of the frame housing 1a, and a bell mouth 19 for smoothing the air flow is fixed to the outer periphery of the frame 1. A sleeve 6 is press-fitted and fixed to the frame housing 1 a to constitute a stator unit 15.

ファン８には軸９が一体成型され、軸９にはファン８の抜け防止用のワッシャ１０が取り付けられている。そして、軸９はスラスタ５に当接してスリーブ６に回軸自在にはめ込まれている。また、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、ロータ１６を構成している。   A shaft 9 is integrally formed with the fan 8, and a washer 10 for preventing the fan 8 from being detached is attached to the shaft 9. The shaft 9 is in contact with the thruster 5 and is fitted to the sleeve 6 so as to be rotatable. Further, a magnet 11 and a magnet yoke 12 are fixed to the fan 8 so as to face the annular stator 3, thereby constituting a rotor 16.

図８に示すように、スリーブ６の内周面には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。   As shown in FIG. 8, a dynamic pressure generating groove 13 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 6 by ball rolling or the like, and the protrusion generated by the ball rolling is removed to increase the sleeve inner diameter to ± 2 μm or less. Sizing is performed to finish with accuracy.

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、ラジアル軸受け１７を構成している。また、軸９のファン８と反対側の端面は球面に仕上げられており、スラスタ５と接触してスラスト軸受け１８を構成している。
特開平６−２６９１４２号公報 The dynamic pressure generating groove 13 is filled with an oil 14 as a lubricating oil to constitute a radial bearing 17. Further, the end surface of the shaft 9 on the side opposite to the fan 8 is finished into a spherical surface and constitutes a thrust bearing 18 in contact with the thruster 5.
JP-A-6-269142

しかしながら、このような従来の電動機では、次のような問題点を有していた。   However, such a conventional electric motor has the following problems.

近年のパソコン等の電子機器や家庭電化製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。   In recent years, downsizing is progressing in electronic devices such as personal computers and home appliances, and accordingly, heat sink devices and electric motors such as cooling fan motors attached to the electronic devices are required to be reduced in size and thickness.

このような電動機の小型化・薄型化により軸受け部のスペースが非常に小さくなっており、必然的にスリーブ６の肉厚も薄くせざるを得なくなっている。また、スリーブ６とフレームハウジング１ａの圧入締め代は加工のバラツキを考慮して最大２０μｍ以上となり、図９に示すように、スリーブ６の圧入固定の際、スリーブ６の内径に変形等の影響が発生していた。このスリーブ６の内径の変形により、軸９とスリーブ６との隙間が不均一となり、動圧発生溝１３のポンピング力の低下、軸９の振れ回わりの増大、軸９とスリーブ
６の接触、オイル１４の流出などを引き起こし、軸受けの信頼性の低下を招いていた。 Due to the miniaturization and thinning of the electric motor, the space of the bearing portion is very small, and the thickness of the sleeve 6 is inevitably reduced. Further, the allowance for press-fitting between the sleeve 6 and the frame housing 1a is 20 μm or more in consideration of processing variations. As shown in FIG. 9, when the sleeve 6 is press-fitted and fixed, the inner diameter of the sleeve 6 is affected by deformation or the like. It has occurred. Due to the deformation of the inner diameter of the sleeve 6, the gap between the shaft 9 and the sleeve 6 becomes non-uniform, the pumping force of the dynamic pressure generating groove 13 decreases, the swing of the shaft 9 increases, the contact between the shaft 9 and the sleeve 6, The oil 14 was caused to flow out, and the reliability of the bearing was lowered.

また、電子機器等は、高性能・小型化によ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、冷却効果を高めるために高速回転が必要となってきている。   In addition, the amount of heat generated by electronic devices, etc. is increasing due to high performance and downsizing. Accordingly, motors used for heat sink devices and cooling fans attached to electronic devices, etc., rotate at high speed to enhance the cooling effect. Is becoming necessary.

これに対して、軸９とスリーブ６の隙間の表面張力で保持された軸受けのオイル１４は、高速回転化により遠心力に耐えきれずに余剰オイル分が流出し、さらにその余剰オイル分の流出に引き連られて必要なオイル分も軸９やロータ１６を伝わり流出するようになった。このため、最終的には軸受けのオイル不足が発生して回転数の低下や電流値が増加したり異音が発生したりし、さらには、ロータ１６のロックが発生して信頼性を損なっていた。   In contrast, the bearing oil 14 held by the surface tension of the gap between the shaft 9 and the sleeve 6 causes the excess oil to flow out without being able to withstand the centrifugal force due to the high speed rotation, and further flows out the excess oil. As a result, the necessary oil component flows through the shaft 9 and the rotor 16 and flows out. For this reason, the oil shortage of the bearing eventually occurs, the rotational speed decreases, the current value increases or abnormal noise occurs, and further, the rotor 16 is locked and the reliability is impaired. It was.

そこで、本発明は、固定リングがスリーブへ食い込み易くなるので、スリーブの固定リングに対する固着力が増し、熱衝撃や振動・落下衝撃によるスリーブの緩みがなくなって、スリーブの軸との共回り、振動の増大、軸受けの焼き付き等を効果的に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。 Therefore, according to the present invention, since the fixing ring easily bites into the sleeve, the fixing force of the sleeve to the fixing ring is increased, the sleeve is not loosened due to thermal shock, vibration or drop impact, and the sleeve rotates and vibrates with the shaft of the sleeve. An object of the present invention is to provide an electric motor capable of effectively preventing an increase in the number of bits and seizure of a bearing.

この課題を解決するために、本発明の電動機は、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形成された受け座に一方端が支持されるようにしてはめ込まれたスリーブと、前記スリーブを前記受け座との間で挟む固定リングと、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、を有する電動機において、前記固定リングは前記スリーブよりも硬い材料であって前記スリーブと接触する側が凸凹形状となっており、前記固定リングの凸部が前記スリーブに食い込むように前記フレームハウジング内に圧入したものである。 In order to solve this problem, an electric motor of the present invention is supported at one end by a frame having a frame housing, a stator attached to an outer peripheral portion of the frame housing, and a receiving seat formed in the frame housing. And a rotor including a sleeve fitted in, a fixing ring for sandwiching the sleeve between the receiving seat, a shaft rotatably fitted in the sleeve, and a magnet arranged to face the stator The fixing ring is made of a material harder than the sleeve, and has a concave-convex shape on the side in contact with the sleeve, and the convex portion of the fixing ring bites into the sleeve . Is press-fitted into .

これにより、固定リングがスリーブへ食い込み易くなるので、スリーブの固定リングに対する固着力が増し、熱衝撃や振動・落下衝撃によるスリーブの緩みがなくなって、スリーブの軸との共回り、振動の増大、軸受けの焼き付き等を効果的に防止して軸受けの信頼性を向上することができる。This makes it easier for the fixing ring to bite into the sleeve, increasing the fixing force of the sleeve to the fixing ring, eliminating the loosening of the sleeve due to thermal shock, vibration and drop impact, co-rotating with the sleeve axis, increasing vibration, It is possible to effectively prevent bearing seizure and improve the reliability of the bearing.

本発明の請求項１に記載の発明は、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形成された受け座に一方端が支持されるようにしてはめ込まれたスリーブと、スリーブを受け座との間で挟む固定リングと、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、を有する電動機において、固定リングはスリーブよりも硬い材料であってスリーブと接触する側が凸凹形状となっており、固定リングの凸部がスリーブに食い込むようにフレームハウジング内に圧入したことを特徴とする。これにより、固定リングがスリーブに食い込み易くなるので、スリーブの固定リングに対する固着力が増し、熱衝撃や振動・落下衝撃によるスリーブの緩みがなくなるという作用を有する。 According to the first aspect of the present invention, one end is supported by a frame having a frame housing, a stator attached to the outer periphery of the frame housing, and a receiving seat formed in the frame housing. a sleeve fitted Te, a fixing ring sandwiched between the seat receiving the sleeve, the shaft fitted in the rotatable sleeve, and the electric motor having a rotor provided with oppositely disposed magnet stator, fixed The ring is made of a material harder than the sleeve and has a concave-convex shape on the side in contact with the sleeve. The ring is pressed into the frame housing so that the convex portion of the fixing ring bites into the sleeve . As a result, the fixing ring easily bites into the sleeve, so that the fixing force of the sleeve to the fixing ring is increased, and the sleeve is prevented from loosening due to thermal shock, vibration or drop impact.

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、固定リングにはステンレス鋼が用いられ、スリーブには銅合金が用いられることにより、固定リングがスリーブへ食い込み易くなりスリーブの固定リングに対する固着力が増すという作用に加え、固定リングのバネ性および加工性が向上するという作用を有する。 According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fixing ring is made of stainless steel and the sleeve is made of a copper alloy, so that the fixing ring easily bites into the sleeve. In addition to the effect that the fixing force to the fixing ring increases, the spring property and workability of the fixing ring are improved.

以下、本発明の実施の形態について、図１から図６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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１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、図３は図１の電動機に取り付けられた固定リングを示す断面図、図４は図１の電動機と従来の電動機とにおけるスリーブ内径の変形量を示すグラフである。 (Embodiment 1)
1 is a sectional view showing a heat sink device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a bearing portion of an electric motor used in the heat sink device of FIG. 1, and FIG. 3 is a fixing ring attached to the electric motor of FIG. FIG. 4 is a graph showing the amount of deformation of the sleeve inner diameter in the electric motor of FIG. 1 and the conventional electric motor.

以下に説明する実施の形態を含めて、本実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。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の底面には樹脂等で作られたスラスタ５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１９が固定されている。   Including the embodiment described below, the electric motor in the present embodiment is used for a heat sink device for cooling a semiconductor, and as shown in FIG. Around the frame housing 1a, there is installed a drive circuit board 4 in which a hall element or the like is provided on a stator 3 around which a coil 2 is wound. Plate-shaped or pin-shaped fins 21 are erected in the recesses of the frame 1, and openings (not shown) through which air flows pass on the side walls in a predetermined direction with a predetermined number and a predetermined size. Is provided. Further, the bottom of the frame 1 on the side where the frame housing 1a is not provided has a flat area to which a heating element such as a semiconductor element can be attached. The stator 3 is fixed to the outer peripheral portion of the frame housing 1 a, and an insulating sheet 20 is installed between the drive circuit board 4 and the frame 1. A thruster 5 made of resin or the like is fixed to the bottom surface of the frame housing 1a, and a bell mouth 19 for smoothing the air flow is fixed to the side wall of the frame 1.

フレームハウジング１ａ内には受け座１ｂが形成されて、このフレームハウジング１ａにはめ込まれたスリーブ６の一方端を支持している。スリーブ６はフレームハウジング１ａと０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入されるか、もしくは締め代５μｍ以下の軽い圧入がなされている。フレームハウジング１ａには、はめ込まれたスリーブ６を受け座１ｂに押さえ付ける固定リング７（図３）が挿入されており、ステータユニット１５を構成している。   A receiving seat 1b is formed in the frame housing 1a, and supports one end of a sleeve 6 fitted in the frame housing 1a. The sleeve 6 is inserted into the frame housing 1a with a gap of 0.1 mm or less, or is lightly press-fitted with a fastening allowance of 5 μm or less. A fixing ring 7 (FIG. 3) that holds the fitted sleeve 6 against the seat 1 b is inserted into the frame housing 1 a, and constitutes a stator unit 15.

この固定リング７の挿入側の周囲は、たとえば１０°程度の傾斜をもって内側に向いており、容易にフレームハウジング１ａに圧入できるように配慮されている。   The periphery of the fixing ring 7 on the insertion side faces inward with an inclination of, for example, about 10 °, and is considered so that it can be easily press-fitted into the frame housing 1a.

ファン８には軸９が一体成型され、この軸９のファン８と反対側には、ファン８の抜け防止のためスリットの入ったワッシャ１０が圧入されている。そして、軸９はスラスタ５に当接してスリーブ６に回転自在にはめ込まれている。また、ファン８には、環状のステータ３と対向するようにして、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、ロータ１６を構成している。   A shaft 9 is integrally formed with the fan 8, and a washer 10 having a slit is press-fitted on the opposite side of the shaft 9 from the fan 8 to prevent the fan 8 from coming off. The shaft 9 is in contact with the thruster 5 and is rotatably fitted in the sleeve 6. In addition, a magnet 11 and a magnet yoke 12 are fixed to the fan 8 by adhesion or the like so as to face the annular stator 3, thereby constituting a rotor 16.

さらに、ファン８から延びる軸９の基部の周囲には、回転時にスリーブ６と軸９との間から飛散したオイルを受け止めるための凹形状のオイルプール８ａが形成されている。このオイルプール８ａの容積は、スリーブ６と軸９の隙間の容積と同等以上とされている。また、オイルプール８ａの外周で固定リング７の内側には、固定リング７に対して、ギャップがたとえば５０μｍ〜３００μｍ、オーバーラップ長さがたとえば０．３ｍｍ以上となるリブ８ｂが形成されている。   Further, a concave oil pool 8a is formed around the base portion of the shaft 9 extending from the fan 8 to receive oil scattered from between the sleeve 6 and the shaft 9 during rotation. The volume of the oil pool 8a is equal to or greater than the volume of the gap between the sleeve 6 and the shaft 9. Further, a rib 8b having a gap of, for example, 50 μm to 300 μm and an overlap length of, for example, 0.3 mm or more is formed on the outer periphery of the oil pool 8a and inside the fixing ring 7 with respect to the fixing ring 7.

図２に示すように、スリーブ６の内周面には、軸９の回転をスムーズに行うための動圧発生溝１３がボール転造等により２ヶ所形成され、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と片側２〜１２μｍの軸受け隙間を保ちラジアル軸受け１７を構成している。なお、動圧発生溝は軸９の外周面に形成してもよい。   As shown in FIG. 2, two dynamic pressure generating grooves 13 for smoothly rotating the shaft 9 are formed on the inner peripheral surface of the sleeve 6 by ball rolling or the like, and are further generated by ball rolling. Sizing is performed in order to remove the protrusions and finish the sleeve inner diameter with high accuracy of ± 2 μm or less. The dynamic pressure generating groove 13 is filled with oil 14 as lubricating oil, and forms a radial bearing 17 while maintaining a bearing clearance of 2 to 12 μm on one side with the shaft 9. The dynamic pressure generating groove may be formed on the outer peripheral surface of the shaft 9.

また、図２に詳しく示すように、軸９のファン８と反対側の端面は球面に仕上げられており、スラスタ５と接触してスラスト軸受け１８を構成している。   As shown in detail in FIG. 2, the end surface of the shaft 9 on the side opposite to the fan 8 is finished to be spherical, and constitutes a thrust bearing 18 in contact with the thruster 5.

なお、スリーブ６の材料としては、切削性や転造性を考慮してＣ３６０４、ＢＣ６Ｃ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。また、オイル１４はこの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、高温に耐えることができるようにフッ素系合成油が用いられており、極圧性を若干改善するために添加剤が加えられている。   As the material of the sleeve 6, a copper alloy such as C3604 or BC6C is used in consideration of machinability and rollability, and the shaft 9 is made of stainless steel such as SUS420J2 in consideration of wear resistance and handleability. Is used. Oil 14 is often attached directly to semiconductors and is close to a heat source, so fluorinated synthetic oil is used to withstand high temperatures. Oil 14 is added to improve extreme pressure. An agent has been added.

このような構成のファンモータによれば、スリーブ６は受け座１ｂと固定リング７とでサンドイッチ状態で固定されているので、スリーブ６のラジアル方向にかかる応力が減少される。これにより、図４に示すように、従来のファンモータに比べてスリーブ内径の変形量を約１／４に減少させることができる。   According to the fan motor having such a configuration, since the sleeve 6 is fixed in a sandwich state between the receiving seat 1b and the fixing ring 7, the stress applied to the sleeve 6 in the radial direction is reduced. Thereby, as shown in FIG. 4, the deformation amount of the sleeve inner diameter can be reduced to about 1/4 as compared with the conventional fan motor.

なお、スリーブ６とフレームハウジング１ａとの嵌合は、両者の間に０．１ｍｍ以上の隙間を取ると、スリーブ６とステータ３との芯ずれが発生して回転ムラ等を引き起こす。また、締め代５μｍ以上の圧入を行うと、スリーブ６の内径に０．６μｍ以上の変形を引き起こす（図９参照）。このため、前述のように、加工のバラツキも考慮し、スリーブ６とフレームハウジング１ａの嵌合は０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入されるか、もしくは、締め代５μｍ以下の軽い圧入がなされている。   When the sleeve 6 and the frame housing 1a are fitted to each other with a gap of 0.1 mm or more, the sleeve 6 and the stator 3 are misaligned to cause uneven rotation. Further, when press-fitting with a fastening allowance of 5 μm or more, deformation of 0.6 μm or more is caused in the inner diameter of the sleeve 6 (see FIG. 9). For this reason, as described above, in consideration of processing variations, the sleeve 6 and the frame housing 1a are inserted with a gap of 0.1 mm or less, or light press-fitting with a tightening margin of 5 μm or less is performed. ing.

また、軸９の基部の周囲に、その容積がスリーブ６と軸９の隙間の容積以上となるオイルプール８ａが形成され、さらに固定リング７とオイルプール８ａの外周に形成されたリブ８ｂとが非常に狭い隙間をもって対向しているので、回転時に軸受けから飛散した余剰なオイル分が確実にオイルプール８ａにプールされる。これにより、必要なオイル分が流出することが防止される。   Further, an oil pool 8a having a volume equal to or larger than a gap between the sleeve 6 and the shaft 9 is formed around the base portion of the shaft 9, and a fixing ring 7 and a rib 8b formed on the outer periphery of the oil pool 8a are formed. Since they face each other with a very narrow gap, excess oil scattered from the bearing during rotation is reliably pooled in the oil pool 8a. This prevents a necessary oil component from flowing out.

なお、必要なオイル分が蒸発等で不足気味になっても、余剰オイル分がスリーブ近傍のオイルプール８ａにプールされているので、表面張力のより高い軸受け隙間に余剰オイル分が随時供給されることとなり、軸受けのオイル不足を防止することができる。   Even if the necessary oil component becomes insufficient due to evaporation or the like, the excess oil component is pooled in the oil pool 8a in the vicinity of the sleeve, so that the excess oil component is supplied to the bearing gap with higher surface tension as needed. As a result, a shortage of oil in the bearing can be prevented.

ここで、リブ８ｂと固定リング７との隙間を、３００μｍ以上にすると、この隙間に流れたオイル１４の表面張力が低くなってオイル１４がこの隙間を突破する。逆に５０μｍ以下にすると、この隙間の表面張力が強くなってオイル１４を吸い上げる現象が起こり、軸受けのオイル不足およびオイルの摩擦トルクの増大を招く。このため、オイルプール８ａの外周のリブ８ｂと固定リング７とは、ギャップ５０μｍ〜３００μｍの間で配置されて効果的にオイル１４の流出防止を行っている。   Here, when the gap between the rib 8b and the fixing ring 7 is set to 300 μm or more, the surface tension of the oil 14 that has flowed into the gap becomes low, and the oil 14 breaks through the gap. On the other hand, when the thickness is 50 μm or less, the surface tension of the gap is increased and the oil 14 is sucked up, resulting in insufficient oil in the bearing and an increase in the friction torque of the oil. For this reason, the rib 8b on the outer periphery of the oil pool 8a and the fixing ring 7 are disposed between the gaps of 50 μm to 300 μm to effectively prevent the oil 14 from flowing out.

つぎに本実施の形態のヒートシンク装置の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。   Next, the operation of the heat sink device of the present embodiment will be described. When the electric motor rotates, the fan 8 also rotates, sucks air along the direction of the motor shaft 9, flows according to the air flow path formed by the fins 21, and is exhausted from the opening provided on the side wall of the frame 1. . At this time, the air flow takes heat from the frame 1 and the fins 21 through which the heat of the heating element is conducted, and performs a cooling action. The direction of the opening of the side wall is in accordance with the electronic device using the heat sink device in order to apply the air exhausted from the heat sink device to other heating elements and to smoothly exhaust the hot air from the electronic device device. Open in one direction or multiple directions.

フィン２１の形状は板状、ピン状に限定されるものではなく、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。 The shape of the fin 21 is not limited to a plate shape or a pin shape, and may be any shape that exhibits the same action and effect such as a triangular shape, a wing shape, a spiral shape, a circular shape, and a radial shape. When the heat sink device is smaller than a predetermined size (40 mm square), the size of the electric motor is inevitably small, and as a result, the output of the electric motor is also small. Therefore, in the above case, the wind force generated by the electric motor and the fan becomes small, and when the fins are erected, the amount of air discharged becomes small, which may worsen the heat dissipation effect. Thus, when the size of the heat sink device is in the above range, it is preferable not to stand the fins, but to increase the amount of air discharged to improve the heat dissipation effect.

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２による電動機に取り付けられた固定リングを示す断面図である。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is a sectional view showing a fixing ring attached to the electric motor according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施の形態での固定リング７は、実施の形態１におけるそれと異なりスリーブ６と接触する側の端面が、凸凹形状となっている。   Unlike the first embodiment, the fixing ring 7 according to the present embodiment has an uneven end surface on the side in contact with the sleeve 6.

固定リング７をこのような凹凸形状にすることにより、固定リング７を圧入した際に固定リング７の凸部がスリーブ６に食い込むようになる。したがって、よりスリーブ６の固着力が増し、熱衝撃や振動・落下衝撃によるスリーブ６の緩みがなくなって、スリーブ６の軸９との共回り、振動の増大、軸受けの焼き付き等が効果的に防止されるようになる。   By making the fixing ring 7 have such an uneven shape, the convex portion of the fixing ring 7 bites into the sleeve 6 when the fixing ring 7 is press-fitted. Accordingly, the fixing force of the sleeve 6 is further increased, and the sleeve 6 is not loosened due to thermal shock, vibration or drop impact, and the sleeve 6 can be effectively prevented from rotating together with the shaft 9, increasing vibration, and bearing seizure. Will come to be.

なお、固定リング７の材料は、バネ性および加工性を考慮し、さらにスリーブ６より硬くスリーブ６へ食い込み易くすることを配慮して、たとえばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が用いられている。   For the material of the fixing ring 7, for example, stainless steel such as SUS304 is used in consideration of the spring property and workability, and further considering that it is harder than the sleeve 6 and easily bites into the sleeve 6.

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３によるヒートシンク装置を示す断面図である。 (Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a heat sink device according to Embodiment 3 of the present invention.

図６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。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が固定されている。さらに、フレームハウジング１ａ内には軸９が固定されている。そして、軸９にはスリーブ６が回転自在にはめ込まれている。軸９の先端にはファン８の抜け防止のためスリットの入ったワッシャ１０が圧入されて取り付けられ、ステータユニット１５を構成している。   As shown in FIG. 6, a drive circuit board 4 in which a hall element or the like is provided on a stator 3 around which a coil 2 is wound is installed around a cup-shaped frame housing 1 a that protrudes from a recess of the frame 1. ing. The stator 3 is fixed to the outer peripheral portion of the frame housing 1 a, and an insulating sheet 20 is installed between the drive circuit board 4 and the frame 1. A bell mouth 19 for smoothing the air flow is fixed to the outer periphery of the frame 1. Further, a shaft 9 is fixed in the frame housing 1a. A sleeve 6 is rotatably fitted to the shaft 9. A washer 10 with a slit is press-fitted and attached to the tip of the shaft 9 to prevent the fan 8 from coming off, thereby constituting a stator unit 15.

また、ファン８には、環状のステータ３と対向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、スリーブ６がファン８に突出形成されたカップ状のロータハウジング８ｃにはめ込まれるようにして取り付けられている。   Further, a magnet 11 and a magnet yoke 12 are fixed to the fan 8 by adhesion or the like so as to face the annular stator 3, and the sleeve 6 is fitted into a cup-shaped rotor housing 8 c formed to protrude from the fan 8. It is attached.

さらに、樹脂等で作られたスラスタ５が軸９の先端に当接して固定されている。ファン８のロータハウジング８ｃ内には受け座８ｄが形成されて、このロータハウジング８ｃにはめ込まれたスリーブ６の一方端を支持している。そして、スリーブ６はロータハウジング８ｃに０．１ｍｍ以下の隙間を持って挿入、もしくは締め代５μｍ以下の軽い圧入がなされている。   Further, a thruster 5 made of resin or the like is fixed in contact with the tip of the shaft 9. A receiving seat 8d is formed in the rotor housing 8c of the fan 8, and supports one end of the sleeve 6 fitted in the rotor housing 8c. The sleeve 6 is inserted into the rotor housing 8c with a gap of 0.1 mm or less, or lightly press-fitted with a fastening allowance of 5 μm or less.

ロータハウジング８ｃには、はめ込まれたスリーブ６を受け座８ｄに押さえ付ける固定リング７が挿入されており、ロータ１６を構成して、軸受けを介して回転自在に取り付けられている。   A fixing ring 7 that presses the fitted sleeve 6 against the seat 8d is inserted into the rotor housing 8c. The rotor 16 constitutes the rotor 16 and is rotatably attached via a bearing.

この固定リング７の挿入側の周囲は、たとえば１０°程度の傾斜をもって内側に向いており、容易にフレームハウジング１ａに圧入できるように配慮されている。   The periphery of the fixing ring 7 on the insertion side faces inward with an inclination of, for example, about 10 °, and is considered so that it can be easily press-fitted into the frame housing 1a.

このような構成のファンモータによれば、実施の形態１の場合と同様、スリーブ６は受
け座８ｄと固定リング７とでサンドイッチ状態で固定されているので、スリーブ６のラジアル方向にかかる応力が大幅に減少して、スリーブ内径の変形を防止することができる（図４参照）。 According to the fan motor having such a configuration, as in the case of the first embodiment, the sleeve 6 is fixed in a sandwich state between the receiving seat 8d and the fixing ring 7, so that the stress applied in the radial direction of the sleeve 6 is reduced. This greatly reduces the deformation of the sleeve inner diameter (see FIG. 4).

なお、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、オイル等はこれらの実施の形態の内容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、前述した実施の形態において、動圧発生溝１３はスリーブ６の内周面に形成されているが、軸９の外周面に形成してもよい。   The structure of the heat sink device and the structure of the electric motor used therein, the type of electric motor, the structure of the bearing, the oil, etc. are not limited to the contents of these embodiments, and various design changes are possible. Needless to say. In the above-described embodiment, the dynamic pressure generating groove 13 is formed on the inner peripheral surface of the sleeve 6, but may be formed on the outer peripheral surface of the shaft 9.

以上のように、本発明によれば、スリーブが受け座と固定リングに挟まれて固定されるようになるので、スリーブのラジアル方向にかかる応力が減少し、スリーブ内径の変形を防止することができるという有効な効果が得られる。   As described above, according to the present invention, since the sleeve is sandwiched and fixed between the receiving seat and the fixing ring, the stress applied in the radial direction of the sleeve is reduced, and deformation of the sleeve inner diameter can be prevented. An effective effect is possible.

これにより、円滑な運転が可能になり、高い信頼性と長寿命をもった電動機得ることが可能になるという有効な効果が得られる。   Thereby, smooth operation is possible, and an effective effect that an electric motor having high reliability and a long life can be obtained is obtained.

固定リングのスリーブと接触する側の端面を凸凹形状にすることで、固定リングの凸部がスリーブに食い込んでスリーブの固着力が増すので、スリーブと軸との共回り、振動の増大、軸受けの焼き付き等を効果的に防止することができるという有効な効果が得られる。   By making the end surface of the fixing ring in contact with the sleeve uneven, the convex part of the fixing ring bites into the sleeve, increasing the fixing force of the sleeve, so that the sleeve and the shaft rotate together, vibration increases, the bearing An effective effect that burn-in and the like can be effectively prevented is obtained.

また、固定リングの挿入側の周囲を内側に傾斜させることで、固定リングを容易にハウジング内に挿入することができるという有効な効果が得られる。   Further, by inclining the periphery of the insertion side of the fixing ring inward, an effective effect that the fixing ring can be easily inserted into the housing is obtained.

さらに、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を形成することで、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。   Furthermore, by forming a dynamic pressure generating groove for retaining oil on either the outer peripheral surface of the shaft or the inner peripheral surface of the sleeve, an effective effect of smooth shaft rotation can be obtained.

本発明の実施の形態１によるヒートシンク装置を示す断面図Sectional drawing which shows the heat sink apparatus by Embodiment 1 of this invention 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Sectional drawing which shows the bearing part of the electric motor used for the heat sink apparatus of FIG. 図１の電動機に取り付けられた固定リングを示す断面図Sectional drawing which shows the fixing ring attached to the electric motor of FIG. 図１の電動機と従来の電動機とにおけるスリーブ内径の変形量を示すグラフThe graph which shows the deformation | transformation amount of the sleeve internal diameter in the electric motor of FIG. 1 and the conventional electric motor 本発明の実施の形態２による電動機に取り付けられた固定リングを示す断面図Sectional drawing which shows the fixing ring attached to the electric motor by Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態３によるヒートシンク装置を示す断面図Sectional drawing which shows the heat sink apparatus by Embodiment 3 of this invention 従来の半導体冷却用のヒートシンク装置を示す断面図Sectional view showing a conventional heat sink device for semiconductor cooling 図７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Sectional drawing which shows the bearing part of the electric motor used for the heat sink apparatus of FIG. 図７の電動機におけるスリーブの変形状態を示すグラフThe graph which shows the deformation | transformation state of the sleeve in the electric motor of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ フレーム
１ａ フレームハウジング
１ｂ 受け座
３ ステータ
６ スリーブ
７ 固定リング
８ ファン
８ａ オイルプール
８ｂ リブ
８ｃ ロータハウジング
８ｄ 受け座
９ 軸
１１ マグネット
１３ 動圧発生溝
１４ オイル
１６ ロータ
２１ フィン 1 frame 1a frame housing 1b receiving seat 3 stator 6 sleeve 7 fixing ring 8 fan 8a oil pool 8b rib 8c rotor housing 8d receiving seat 9 shaft 11 magnet 13 dynamic pressure generating groove 14 oil 16 rotor 21 fin

Claims (2)

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形成された受け座に一方端が支持されるようにしてはめ込まれたスリーブと、
前記スリーブを前記受け座との間で挟む固定リングと、
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、を有する電動機において、
前記固定リングは前記スリーブよりも硬い材料であって前記スリーブと接触する側が凸凹形状となっており、前記固定リングの凸部が前記スリーブに食い込むように前記フレームハウジング内に圧入したことを特徴とする電動機。 A frame with a frame housing;
A stator attached to the outer periphery of the frame housing;
A sleeve fitted so that one end is supported by a receiving seat formed in the frame housing;
A fixing ring that sandwiches the sleeve with the seat;
An electric motor having a shaft rotatably fitted in the sleeve and a rotor having a magnet disposed opposite to the stator;
The fixing ring is made of a material harder than the sleeve and has a concave-convex shape on the side in contact with the sleeve, and is press-fitted into the frame housing so that the convex portion of the fixing ring bites into the sleeve. Electric motor. 前記固定リングにはステンレス鋼が用いられ、前記スリーブには銅合金が用いられることを特徴とする請求項１記載の電動機。2. The electric motor according to claim 1, wherein stainless steel is used for the fixing ring and copper alloy is used for the sleeve.
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