动压轴承装置以及风扇的制作方法

文档序号:9393873阅读:326来源:国知局
动压轴承装置以及风扇的制作方法
【专利说明】动压轴承装置以及风扇
[0001]本申请是申请日为:2012年6月29日、申请号为:201210225639.0、发明名称为“动压轴承装置以及风扇”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种搭载于马达的动压轴承装置。
【背景技术】
[0003]以往,在轴流风扇和离心风扇等各种风扇中,例如日本公开公报第2011-78224号公报中所公开的那样,采用球轴承作为轴承。并且,在日本公开公报第2000-14080号公报的风扇中,采用烧结铜系材料的粉末而形成的含油轴承。
[0004]在日本公开公报第2005-321089号公报中,公开了使用于盘驱动装置的主轴马达的动压轴承装置。动压轴承装置具有机壳、轴承套筒、轴部件和环状的密封部件。轴承套筒固定于机壳。轴部件配置于轴承套筒内。密封部件在轴承套筒的上侧固定于轴部件。在动压轴承装置中,在轴承套筒的内周面与轴部件的外周面之间设置径向轴承部。轴部件被径向轴承部在径向非接触地支撑。在轴承套筒的上侧端面与密封部件的下侧端面之间设置第一推力轴承部。在轴承套筒的下侧端面与设置在轴部件的下端的凸缘部之间设置第二推力轴承部。密封部件以及凸缘部分别被第一推力轴承部以及第二推力轴承部在轴向非接触地支撑。在密封部件的外周面与机壳的上端部内周面之间形成密封空间,润滑油的油面总是维持在密封空间的范围内。
[0005]日本公开公报第2000-175405号公报中公开的硬盘驱动装置的主轴马达具有安装了旋转磁铁的轮毂和通过套筒安装了定子线圈的基部。轮毂的外缘部靠近基部,并在轮毂与基部之间形成迷宫。由此,能够防止主轴马达内产生的油雾等的飞散,并能够实现高性能的硬盘驱动装置。在日本公开公报第2004-248481号公报所公开的主轴马达中,轮毂具有朝向下方突出的圆筒状的突出部。由比轮毂的突出部更靠内侧的面与轴承套筒的上表面之间的空间、突出部的内周面与轴承套筒的外周面之间的空间、以及突出部的下表面与设置在轴承套筒的周围的凸缘之间的空间构成迷宫密封。
[0006]然而,近年来随着服务器等电子设备的高性能化,电子设备产生的发热量也在增大。因此,需要高速旋转电子设备内的冷却风扇来增大风量。但是,随着冷却风扇的高速旋转化,会在冷却风扇产生大的振动,从而给电子设备内的其他装置带来影响。例如,由于冷却风扇的振动导致盘驱动装置的读取和写入发生错误。

【发明内容】

[0007]本发明的目的是提供一种有益于降低风扇的振动的结构。
[0008]本申请例示的第一发明的动压轴承装置具有轴承部、轴、大致环状的衬套、径向动压轴承部、以及密封间隙,所述轴被插入所述轴承部且相对于所述轴承部以中心轴线为中心相对旋转,所述衬套在所述轴承部的上侧固定于所述轴,并能够直接或通过一个以上的部件将叶轮安装于所述衬套的外周面,所述径向动压轴承部由所述轴承部的内周面、所述轴的外周面、以及存在于所述轴承部的所述内周面与所述轴的所述外周面之间的径向间隙中的润滑油构成,所述径向动压轴承部使所述润滑油产生流体动压,在所述径向动压轴承部的上侧,由所述轴承部的所述内周面和所述轴的所述外周面构成所述密封间隙,所述密封间隙具有密封部,所述润滑油的界面位于该密封部,在所述轴承部的上表面和所述衬套的下表面之间构成沿与所述中心轴线垂直的方向延展的微小的横向间隙,所述密封间隙通过所述横向间隙与外部空间连通。
[0009]本申请例示的第二发明的动压轴承装置具有轴承部、轴、大致环状的衬套、径向动压轴承部、以及密封间隙,所述轴被插入所述轴承部且相对于所述轴承部以中心轴线为中心相对旋转,所述衬套在所述轴承部的上侧固定于所述轴,并能够直接或通过一个以上的部件将叶轮安装于所述衬套的外周面,所述径向动压轴承部由所述轴承部的内周面、所述轴的外周面、以及存在于所述轴承部的所述内周面与所述轴的所述外周面之间的径向间隙中的润滑油构成,所述径向动压轴承部使所述润滑油产生流体动压,在所述径向动压轴承部的上侧,由所述轴承部的所述内周面和所述轴的所述外周面构成所述密封间隙,所述密封间隙具有密封部,所述润滑油的界面位于该密封部,在所述轴承部的上表面和所述衬套的下表面之间构成沿与所述中心轴线垂直的方向延展的横向间隙,在所述轴承部的周面与所述衬套的周面之间构成微小的纵向间隙,该纵向间隙呈以中心轴线为中心的环状且沿轴向延伸,所述纵向间隙与所述横向间隙的径向外侧的端部连接,所述密封间隙通过所述横向间隙以及所述纵向间隙与外部空间连通。
[0010]本申请例示的第三发明的动压轴承装置具有轴承部、轴、径向动压轴承部、密封间隙、以及环状的环状部件,所述轴被插入所述轴承部,且在外周面具有直接或者通过一个以上的部件安装叶轮的预定的安装面,所述轴相对于所述轴承部以中心轴线为中心相对旋转,所述径向动压轴承部由所述轴承部的内周面、所述轴的外周面、以及存在于所述轴承部的所述内周面与所述轴的所述外周面之间的径向间隙中的润滑油构成,所述径向动压轴承部使所述润滑油产生流体动压,在所述径向动压轴承部的上侧,由所述轴承部的所述内周面和所述轴的所述外周面构成所述密封间隙,所述密封间隙具有密封部,所述润滑油的界面位于该密封部,所述环状部件在轴向在所述密封部与所述安装面之间固定于所述轴,所述环状部件延展到比所述密封间隙的开口靠径向外侧的位置,在所述轴承部的上表面与所述环状部件的下表面之间构成沿径向延展的微小的横向间隙,所述密封间隙通过所述横向间隙与外部空间连通。
[0011]本申请所例示的第四发明的动压轴承装置具有轴承部、轴、径向动压轴承部、密封间隙、以及环状的环状部件,所述轴被插入所述轴承部,且在外周面具有直接或者通过一个以上的部件安装叶轮的预定的安装面,所述轴相对于所述轴承部以中心轴线为中心相对旋转,所述径向动压轴承部由所述轴承部的内周面、所述轴的外周面、以及存在于所述轴承部的所述内周面与所述轴的所述外周面之间的径向间隙中的润滑油构成,所述径向动压轴承部使所述润滑油产生流体动压,在所述径向动压轴承部的上侧,由所述轴承部的所述内周面和所述轴的所述外周面构成所述密封间隙,所述密封间隙具有密封部,所述润滑油的界面位于该密封部,所述环状部件固定于所述轴承部的上部,在所述轴的所述外周面与所述环状部件的内周面之间构成沿轴向延伸的微小的纵向间隙,所述纵向间隙的径向最小宽度比所述密封间隙的开口的径向最大宽度小,所述密封间隙通过所述纵向间隙与外部空间连通。
[0012]根据本申请所例示的发明的动压轴承装置,能够提供一种有益于减低风扇的振动的结构。
【附图说明】
[0013]图1为一实施方式所涉及的风扇的剖视图。
[0014]图2为轴承机构的剖视图。
[0015]图3为放大表示轴承机构4的下部附近的剖视图。
[0016]图4为放大表不轴承机构的一部分的剖视图。
[0017]图5为放大表不轴承机构的一部分的剖视图。
[0018]图6为轴承部的剖视图。
[0019]图7为轴承部的仰视图。
[0020]图8为推力帽的俯视图。
[0021]图9为表示风扇产生的振动的模拟结果的图。
[0022]图10为表不风扇产生的振动的模拟结果的图。
[0023]图11为表不风扇产生的振动的模拟结果的图。
[0024]图12为表示风扇产生的振动的模拟结果的图。
[0025]图13为比较例所涉及的风扇产生的振动的模拟结果的图。
[0026]图14为表示轴承机构的其他示例的剖视图。
[0027]图15为表不轴承机构的一部分的剖视图。
[0028]图16为表示风扇的其他示例的剖视图。
[0029]图17为表示衬套25与叶轮12的其他的连接结构的图。
[0030]图18为表示衬套与转子保持架间的固定结构的图。
[0031]图19为表示迷宫结构的其他示例的图。
[0032]图20为表示迷宫结构的其他示例的图。
[0033]图21为表示轴承机构的另一其他示例的剖视图。
[0034]图22为表示轴承机构的另一其他示例的剖视图。
[0035]图23为表示轴承机构的另一其他示例的剖视图。
[0036]图24为表示轴承机构的另一其他示例的剖视图。
[0037]图25为其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0038]图26为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0039]图27为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0040]图28为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0041]图29为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0042]图30为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0043]图31为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0044]图32为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0045]图33为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0046]图34为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0047]图35为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0048]图36为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0049]图37为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0050]图38为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
[0051]图39为另一其他示例所涉及的风扇的剖视图。
【具体实施方式】
[0052]本说明书中,将在马达的中心轴线方向的图1的上侧简称为“上侧”,将下侧简称为“下侧”。另外,上下方向并不代表组装入实际设备时的位置关系和方向。并且,将平行于中心轴线的方向称作“轴向”,将以中心轴线为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线为中心的周向简称为“周向”。
[0053]图1为本发明的一实施方式所涉及的轴流风扇I的剖视图。以下,将轴流风扇I简称为“风扇I”。风扇I具有马达11、叶轮12、机壳13、多个支撑肋14以及基底部15。机壳13包围叶轮12的外周。机壳13通过支撑肋14与基底部15连接。多个支撑肋14沿周向排列。基底部15是与支撑肋14连成一体的部件。在基底部15上固定马达11。
[0054]叶轮12由树脂制成,具有有盖大致圆筒状的杯部121、以及多个叶片122。杯部121覆盖马达11的外侧。杯部121兼作后述的马达11的旋转部2的一部分。杯部121具有顶面部123以及侧壁部124。顶面部123垂直于中心轴线Jl地延展。侧壁部124从顶面部123的外缘部向下方延伸。多个叶片122以中心轴线Jl为中心从侧壁部124的外周面向径向外侧延伸。杯部121以及多个叶片122通过树脂的注塑成型而构成为一体的部件。
[0055]在顶面部123的上表面设置有孔部125。在孔部125配置配重129。配重129为含有钨等比重大的金属的粘结剂。在侧壁部124的下端部124a的径向内侧也配置配重129。通过在叶轮12的上部以及下部配置配重129,能够减低叶轮12以及马达11的旋转部2的不平衡。如此一来,通过进行两面平衡修正,能够抑制由于叶轮12以及马达11的重心从中心轴线Jl偏移而导致的风扇I的振动。以下,将配置了配重129的侧壁部124的下端部124a以及孔部125称作“平衡修正部124a、125”。
[0056]在风扇I中,通过使叶轮12借助马达11以中心轴线Jl为中心旋转,从而从上方朝向下方产生空气流。
[0057]马达11为外转子型的三相马达。马达11具有旋转部2、静止部3、以及轴承机构4。旋转部2具有大致圆筒状的金属制的轭21、转子磁铁22和杯部121。轭21固定于杯部121的内侧。转子磁铁22固定于轭21的内周面。轴承机构4为产生润滑油46的流体动压的动压轴承装置,旋转部2通过轴承机构4被支撑为能够以中心轴线Jl为中心相对于静止部3旋转。
[0058]静止部3具有大致圆筒状的轴承保持部31、定子32、以及电路板33。轴承保持部31的下部固定于基底部15的规定中央的孔部的内周面。定子32在基底部15的上侧固定于轴承保持部31的外周面。定子32位于转子磁铁22的径向内侧。定子32具有定子铁心321以及形成在定子铁心321上的多个线圈322。定子铁心321由层压钢板形成。在定子32的下部固定电路板33。通过将从线圈322引出的引出线安装在插入于电路板33的省略了图示的引脚而将定子32与电路板33电连接。线圈322的引出线也可直接连接至电路板。在马达11驱动时,在转子磁铁22与定子32之间产生旋转力。
[0059]在电路板33的上表面配置环状的磁性部件331。磁性部件331位于转子磁铁22的下方。并且,在马达11静止时,在轴向,定子32的磁中心的位置位于比转子磁铁22的磁中心的位置靠下方的位置。在风扇I中,在转子磁铁22与定子32之间以及在转子磁铁22与磁性部件331之间,产生向下方吸引转子磁铁22的磁吸引力。由此,在风扇I旋转时,能够减低叶轮12相对于静止部3上浮的力。
[0060]图2为表示轴承机构4的剖视图。轴承机构4具有轴41、环状的推力板42、轴承部44、作为帽部件的推力帽45、大致环状的衬套25以及润滑油46。衬套25由金属形成。在轴承部
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