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JP2008215391A - Bearing mechanism, motor, air blowing fan and cooling system - Google Patents

Bearing mechanism, motor, air blowing fan and cooling system Download PDF

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JP2008215391A
JP2008215391A JP2007049904A JP2007049904A JP2008215391A JP 2008215391 A JP2008215391 A JP 2008215391A JP 2007049904 A JP2007049904 A JP 2007049904A JP 2007049904 A JP2007049904 A JP 2007049904A JP 2008215391 A JP2008215391 A JP 2008215391A
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JP
Japan
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bearing mechanism
sleeve
shaft
holder
tip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007049904A
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Japanese (ja)
Inventor
Takanari Otsuki
貴成 大槻
Takamasa Yamashita
隆正 山下
Makoto Fujiwara
誠 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize the height of a bearing mechanism, while lengthening the service life of the bearing mechanism having a sleeve impregnated with lubricating oil. <P>SOLUTION: In this bearing mechanism 13, the sleeve 130 is formed by pressing an inner sleeve 131 in an outer sleeve 132, and an upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 is positioned on the lower end surface 1312 side more than an upper end surface 1321 of the outer sleeve 132 in the axis J1 direction. Thus, an annular ring-shaped recessed part 136 is formed of an inside surface of the outer sleeve 132, the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 and a shaft 121. The oil content of the inner sleeve 131 is set lower than the oil content of the outer sleeve 132. The outer sleeve 132 functions as an oil retentive mechanism to the inner sleeve 131, and the service life of the bearing mechanism 13 can be lengthened. A lower part of a seal member 124 is also arrange in the recessed part 136, and the height of a motor is minimized. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータの軸受機構に用いられるスリーブ、並びに、軸受機構およびモータに関し、好ましくはモータは冷却装置に用いられる。   The present invention relates to a sleeve used for a bearing mechanism of a motor, and a bearing mechanism and a motor. Preferably, the motor is used for a cooling device.

モータの寿命は軸受に依存し、従来より、軸受精度や信頼性を考慮して玉軸受が多く使用されている。玉軸受ではボールを利用することにより軸受によって消費されるエネルギーである軸損が小さく抑えられるが、ボールに作用する遠心力により高速回転時の寿命が短かく、静荷重時であってもボールとの接触面の摩耗により長寿命化に限界がある。   The life of the motor depends on the bearing, and conventionally, ball bearings are often used in consideration of bearing accuracy and reliability. In ball bearings, the use of balls reduces the axial loss, which is the energy consumed by the bearings. However, the centrifugal force acting on the balls shortens the life at high speeds, and even with static loads, There is a limit to extending the service life due to wear of the contact surface.

一方、モータの軸受に潤滑油を含浸させた焼結金属体のスリーブが使用される場合もあり、このような滑り軸受により玉軸受に比べて軸受の製造コストの削減を図ることができる。滑り軸受では潤滑油によりシャフトとスリーブとの間の摩擦が低減されることから、長寿命化のためには十分な量の潤滑油を長く保持することが重要となる。例えば、特許文献1に開示されている圧粉成形焼結金属体からなる軸受ユニットでは、インナ部がアウタ部よりも高密度とされることによって潤滑油がアウタ部からインナ部へと吸引され、これにより、軸受ユニットの長寿命化が実現される。   On the other hand, a sintered metal body sleeve in which lubricating oil is impregnated in the motor bearing may be used, and such a sliding bearing can reduce the manufacturing cost of the bearing compared to the ball bearing. In the sliding bearing, since the friction between the shaft and the sleeve is reduced by the lubricating oil, it is important to hold a sufficient amount of the lubricating oil for a long time in order to extend the life. For example, in a bearing unit made of a compacted and sintered metal body disclosed in Patent Document 1, lubricating oil is sucked from the outer part to the inner part by making the inner part denser than the outer part, Thereby, the lifetime improvement of a bearing unit is implement | achieved.

また、特許文献2ではスリーブがインナ部とアウタ部の2部材で構成されており、インナ部とアウタ部に粘度の異なる潤滑油を含浸させることによりスリーブの耐久性の向上が図られている。特許文献3では回転子と一体になって回転する軸受において内側層から密度が粗の層と密の層とを設けることにより潤滑油が遠心力により移動するのを抑制する技術が提案されている。
特開2006−292161号公報 特開平8−177861号公報 実開平3−69714号公報
Further, in Patent Document 2, the sleeve is composed of two members, an inner part and an outer part, and the durability of the sleeve is improved by impregnating the inner part and the outer part with lubricating oils having different viscosities. Patent Document 3 proposes a technique for suppressing the movement of lubricating oil due to centrifugal force by providing a coarse layer and a dense layer from an inner layer in a bearing that rotates integrally with a rotor. .
JP 2006-292161 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-177861 Japanese Utility Model Publication No. 3-69714

ところで、特許文献1の軸受ユニットではスリーブをインナ部とアウタ部に分けることにより長寿命化が図られているが、実際にスリーブをモータのベース部に取り付ける際のホルダやその他の周辺部材との構造的関係および配置については検討されていない。   By the way, in the bearing unit of Patent Document 1, the sleeve is divided into an inner part and an outer part to extend the life. However, with the holder and other peripheral members when the sleeve is actually attached to the base part of the motor. Structural relationships and arrangements are not considered.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、モータの軸受機構の長寿命化を図るとともに、周辺部材との関係においてより好ましい構造を有するスリーブの提供を主たる目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a sleeve having a more preferable structure in relation to peripheral members, while extending the life of a motor bearing mechanism.

請求項1に記載の発明は、モータに用いられる軸受機構であって、潤滑油が含浸された円筒状の焼結金属体であるアウタスリーブと、潤滑油が含浸された円筒状の焼結金属体であり、含油率が前記アウタスリーブよりも低く、前記アウタスリーブ内に挿入されるとともに一方の端面が前記アウタスリーブの内部に位置するインナスリーブとを備えるスリーブと、前記スリーブに挿入されたシャフトと、前記スリーブが挿入される有底円筒状のスリーブホルダと、前記インナスリーブの前記一方の端面に対向して前記シャフ上トに設けられ、前記シャフトから径方向外方に広がるとともに前記一方の端面に対向する面が前記アウタスリーブの内部に位置する環状部とを備える。   The invention according to claim 1 is a bearing mechanism for use in a motor, wherein the outer sleeve is a cylindrical sintered metal body impregnated with lubricating oil, and the cylindrical sintered metal impregnated with lubricating oil. A sleeve having an oil content lower than that of the outer sleeve and inserted into the outer sleeve and having one end surface positioned inside the outer sleeve, and a shaft inserted into the sleeve And a bottomed cylindrical sleeve holder into which the sleeve is inserted, and the one of the inner sleeves facing the one end surface of the shaft, and is provided on the shaft and extends radially outward from the shaft. A surface facing the end surface includes an annular portion located inside the outer sleeve.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の軸受機構であって、前記インナスリーブの含油率が20%以上30%以下であり、前記アウタスリーブの含油率が35%以上45%以下である。   The invention according to claim 2 is the bearing mechanism according to claim 1, wherein the oil content of the inner sleeve is 20% or more and 30% or less, and the oil content of the outer sleeve is 35% or more and 45% or less. It is.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の軸受機構であって、前記環状部が、前記インナスリーブの前記一方の端面に対向して前記シャフトに取り付けられた環状部材である。   Invention of Claim 3 is a bearing mechanism of Claim 1 or 2, Comprising: The said annular part is an annular member attached to the said shaft facing the said one end surface of the said inner sleeve. .

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の軸受機構であって、前記環状部材がシール部材である。   A fourth aspect of the present invention is the bearing mechanism according to the third aspect, wherein the annular member is a seal member.

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軸受機構であって、前記スリーブホルダの円筒状の側部および底部が1つの部材として形成されており、前記スリーブホルダの前記底部が、前記シャフトの先端が当接するチップ部材が配置される凹部を有する。   A fifth aspect of the present invention is the bearing mechanism according to any one of the first to fourth aspects, wherein a cylindrical side portion and a bottom portion of the sleeve holder are formed as one member, and the sleeve holder The bottom portion has a recess in which a tip member with which the tip of the shaft abuts is disposed.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の軸受機構であって、前記凹部内において前記チップ部材がチップホルダにより保持されており、前記チップ部材および前記チップホルダが前記スリーブと対向する。   The invention according to claim 6 is the bearing mechanism according to claim 5, wherein the tip member is held by the tip holder in the recess, and the tip member and the tip holder face the sleeve. .

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の軸受機構であって、前記チップ部材が磁石であり、前記チップホルダおよび前記シャフトが磁性体である。   The invention according to claim 7 is the bearing mechanism according to claim 6, wherein the tip member is a magnet, and the tip holder and the shaft are magnetic bodies.

請求項8に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の軸受機構であって、前記スリーブホルダの底部が、前記シャフトの先端が当接するチップ部材が配置される凹部を有し、前記凹部の全体が前記アウタスリーブの内側の領域に対向する。   The invention according to claim 8 is the bearing mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottom portion of the sleeve holder has a recess in which the tip member with which the tip of the shaft abuts is disposed. The whole of the concave portion is opposed to the inner region of the outer sleeve.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の軸受機構であって、前記凹部内において磁石である前記チップ部材が磁性体であるチップホルダにより保持されており、前記シャフトが磁性体である。   The invention according to claim 9 is the bearing mechanism according to claim 8, wherein the tip member that is a magnet is held in the recess by a tip holder that is a magnetic body, and the shaft is a magnetic body. is there.

請求項10に記載の発明は、モータであって、請求項1ないし9のいずれかに記載の軸受機構と、電機子を有し、前記軸受機構が固定されるステータ部と、前記電機子との間でトルクを発生する界磁用磁石を有し、前記軸受機構により前記ステータ部に対して回転可能に支持されるロータ部とを備える。   The invention according to claim 10 is a motor, comprising the bearing mechanism according to any one of claims 1 to 9, an armature, and a stator portion to which the bearing mechanism is fixed, and the armature. And a rotor part that is rotatably supported with respect to the stator part by the bearing mechanism.

請求項11に記載の発明は、送風ファンであって、請求項10に記載のモータと、前記モータの前記ロータ部に取り付けられ、回転によりエアの流れを発生するインペラとを備える。   The invention described in claim 11 is a blower fan, and includes the motor described in claim 10 and an impeller attached to the rotor portion of the motor and generating an air flow by rotation.

請求項12に記載の発明は、冷却装置であって、請求項11に記載の送風ファンと、前記送風ファンからのエアの流れを受ける放熱部と、前記放熱部が接続されるとともに冷却対象に接触する冷却部とを備える。   Invention of Claim 12 is a cooling device, Comprising: The ventilation fan of Claim 11, the thermal radiation part which receives the flow of the air from the said ventilation fan, and the said thermal radiation part are connected, and it is made into cooling object A cooling unit in contact therewith.

本発明では、アウタスリーブに多くの潤滑油を保持することにより軸受機構の長寿命化が実現されるとともに、インナスリーブの端面近傍においてシャフトに環状部を設ける空間を確保することができ、軸受機構の高さを小さくすることができる。   In the present invention, a long life of the bearing mechanism is realized by holding a large amount of lubricating oil in the outer sleeve, and a space for providing an annular portion in the shaft in the vicinity of the end surface of the inner sleeve can be secured. Can be reduced in height.

また、請求項5の発明では、スリーブホルダの円筒状の側部および底部が1つの部材として形成されるため、潤滑油の漏れを確実に防止することができ、請求項6の発明では、チップホルダの移動がスリーブに阻止されることにより軸受機構の構造を簡素化することができる。   Further, in the invention of claim 5, since the cylindrical side portion and the bottom portion of the sleeve holder are formed as one member, it is possible to reliably prevent the leakage of the lubricating oil. Since the movement of the holder is blocked by the sleeve, the structure of the bearing mechanism can be simplified.

また、請求項8の発明では凹部がアウタスリーブの内側の領域に対向することにより潤滑油の凹部への流入を抑制することができ、請求項7および9の発明ではチップ部材による磁気的吸引力により、シャフトの移動を防止するとともに振動または騒音を抑制することができる。   In the invention of claim 8, the recess faces the inner region of the outer sleeve so that the inflow of the lubricating oil into the recess can be suppressed. In the inventions of claims 7 and 9, the magnetic attractive force by the tip member Thus, the movement of the shaft can be prevented and vibration or noise can be suppressed.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る冷却装置1の構成を示す縦断面図である。冷却装置1はいわゆるヒートシンクファンであり、送風ファン2、および、送風ファン2の下側に接続されたヒートシンク3を備える。図1では、送風ファン2の中心軸J1を含む面における断面を示しているが、切断面より奥に位置する部分についてもその一部を図示している。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a cooling device 1 according to a first embodiment of the present invention. The cooling device 1 is a so-called heat sink fan, and includes a blower fan 2 and a heat sink 3 connected to the lower side of the blower fan 2. In FIG. 1, although the cross section in the surface containing the central axis J1 of the ventilation fan 2 is shown, the part is also illustrated about the part located behind a cut surface.

送風ファン2は、電動式のモータ10、モータ10の回転により中心軸J1方向にエアの流れを発生するインペラ21、および、インペラ21の側方周囲を囲む風洞部22を備える。モータ10のステータ部は風洞部22の下端から中心軸J1に垂直な方向に伸びる複数のリブ23を介して風洞部22に固定される。インペラ21はモータ10のロータ部に固定され、ロータ部の回転に伴いヒートシンク3に向かう方向に送風する。   The blower fan 2 includes an electric motor 10, an impeller 21 that generates an air flow in the direction of the central axis J <b> 1 by the rotation of the motor 10, and a wind tunnel portion 22 that surrounds the side periphery of the impeller 21. The stator portion of the motor 10 is fixed to the wind tunnel portion 22 via a plurality of ribs 23 extending from the lower end of the wind tunnel portion 22 in a direction perpendicular to the central axis J1. The impeller 21 is fixed to the rotor portion of the motor 10 and blows air in a direction toward the heat sink 3 as the rotor portion rotates.

ヒートシンク3は、下面にて冷却対象であるCPU等の発熱体9と接触する冷却部31、送風ファン2からのエアの流れを受ける複数のフィン321を有する放熱部32、および、送風ファン2を上方に接続するための接続部33を備える。送風ファン2の風洞部22は、接続部33により放熱部32の上方にてヒートシンク3に接続されて固定されるが、接続機構の詳細の図示は省略している。各フィン321は冷却部31から送風ファン2に向かって突出する平板となっており、冷却部31と一体に形成されている。ヒートシンク3では、発熱体9から冷却部31を介し放熱部32へと熱が伝導し、送風ファン2から送られる冷却風によって放熱部32にて放熱が行われることにより発熱体9が冷却される。   The heat sink 3 includes a cooling unit 31 that comes into contact with a heating element 9 such as a CPU to be cooled on the lower surface, a heat radiating unit 32 having a plurality of fins 321 that receives the air flow from the blower fan 2, and the blower fan 2. The connection part 33 for connecting upwards is provided. The wind tunnel portion 22 of the blower fan 2 is connected and fixed to the heat sink 3 above the heat radiating portion 32 by the connection portion 33, but the details of the connection mechanism are omitted. Each fin 321 is a flat plate protruding from the cooling unit 31 toward the blower fan 2, and is formed integrally with the cooling unit 31. In the heat sink 3, heat is conducted from the heat generating element 9 to the heat radiating part 32 through the cooling part 31, and the heat radiating part 32 radiates heat by the cooling air sent from the blower fan 2, thereby cooling the heat generating element 9. .

なお、ヒートシンク3の形状は図1に示すものには限定されず、例えば、冷却部31から送風ファン2に向かって突出する複数の熱伝導体の棒が設けられたヒートシンクであってもよい。また、冷却部および放熱部は熱的に接続されているのであれば必ずしも図1に示すように一体的に接続されている必要はなく、個別の部材として設けられてもよい。   The shape of the heat sink 3 is not limited to that shown in FIG. 1. For example, the heat sink 3 may be a heat sink provided with a plurality of heat conductor rods protruding from the cooling unit 31 toward the blower fan 2. Moreover, as long as the cooling part and the heat radiating part are thermally connected, they are not necessarily connected integrally as shown in FIG. 1, and may be provided as individual members.

図2はモータ10の縦断面図である。図2に示すように、モータ10は、固定組立体であるステータ部11、回転組立体であるロータ部12、および、ロータ部12をステータ部11に対して中心軸J1を中心に回転可能に支持する軸受機構13を備える。以下の説明では、便宜上、中心軸J1に沿ってロータ部12側を上側、ステータ部11側を下側として説明するが、中心軸J1の方向は必ずしも重力方向と一致する必要はない。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the motor 10. As shown in FIG. 2, the motor 10 includes a stator unit 11 that is a fixed assembly, a rotor unit 12 that is a rotating assembly, and a rotor unit 12 that can rotate about the central axis J <b> 1 with respect to the stator unit 11. The bearing mechanism 13 to support is provided. In the following description, for convenience, the rotor part 12 side is described as the upper side and the stator part 11 side is the lower side along the central axis J1, but the direction of the central axis J1 does not necessarily coincide with the direction of gravity.

ロータ部12は、シャフト121、シャフト121の上端部に取り付けられたロータハブ122、ロータハブ122の内側面に取り付けられた界磁用磁石123、および、ロータハブ122の下側にてシャフト121に取り付けられた円環状のシール部材124を備える。なお、後述するようにシャフト121およびシール部材124は軸受機構13の一部として捉えられてもよい。   The rotor portion 12 is attached to the shaft 121, the rotor hub 122 attached to the upper end portion of the shaft 121, the field magnet 123 attached to the inner surface of the rotor hub 122, and the shaft 121 below the rotor hub 122. An annular seal member 124 is provided. As will be described later, the shaft 121 and the seal member 124 may be regarded as a part of the bearing mechanism 13.

ロータハブ122は、中心軸J1近傍にて中心軸J1を中心とする略円筒状であって下側に突出する取付部1221、取付部1221の上端から中心軸J1に対して垂直に広がる略円板状の円板部1222、および、円板部1222の外縁において下側に伸びる略円筒状の円筒部1223を備え、これらは1つの部材となっている。取付部1221にはシャフト121が挿入されて固定され、界磁用磁石123は円筒部1223の内側面に固定される。   The rotor hub 122 has a substantially cylindrical shape centering on the central axis J1 in the vicinity of the central axis J1, and a mounting portion 1221 protruding downward, and a substantially circular plate extending perpendicularly to the central axis J1 from the upper end of the mounting portion 1221. And a substantially cylindrical cylindrical portion 1223 extending downward at the outer edge of the circular disc portion 1222, which are one member. The shaft 121 is inserted and fixed to the attachment portion 1221, and the field magnet 123 is fixed to the inner surface of the cylindrical portion 1223.

軸受機構13が固定されるステータ部11は、ベース部111、ベース部111の中央に形成された有底円筒状のスリーブホルダ112、および、スリーブホルダ112の外側面に固定された電機子113を備える。界磁用磁石123は電機子113との間で中心軸J1を中心とするトルクを発生し、これにより、ロータ部12が回転する。スリーブホルダ112の円筒状の側部1121および底部1122は1つの部材として形成されており、さらに、ベース部111とスリーブホルダ112も1つの部材として形成されている。また、スリーブホルダ112の底部1122には後述のチップ部材133が配置される凹部1123が設けられる。なお、スリーブホルダ112は軸受機構13の一部として捉えられてもよい。   The stator portion 11 to which the bearing mechanism 13 is fixed includes a base portion 111, a bottomed cylindrical sleeve holder 112 formed in the center of the base portion 111, and an armature 113 fixed to the outer surface of the sleeve holder 112. Prepare. The field magnet 123 generates a torque around the central axis J1 with the armature 113, whereby the rotor unit 12 rotates. The cylindrical side portion 1121 and the bottom portion 1122 of the sleeve holder 112 are formed as one member, and the base portion 111 and the sleeve holder 112 are also formed as one member. Further, the bottom portion 1122 of the sleeve holder 112 is provided with a recess 1123 in which a later-described chip member 133 is disposed. The sleeve holder 112 may be regarded as a part of the bearing mechanism 13.

電機子113はスリーブホルダ112の周囲に固定されたステータコア1131、ステータコアの周囲を絶縁するインシュレータ1132、および、インシュレータ1132に巻回されたコイル1133を備える。インシュレータ1132は上端部に中心軸J1に向かって広がる円環状の抜け止め部1134を備える。抜け止め部1134の中心軸J1側の部位と下方に位置するシール部材124の外縁部とが上下方向において対向することにより、シャフト121が上方へと抜けることが防止される。   The armature 113 includes a stator core 1131 fixed around the sleeve holder 112, an insulator 1132 that insulates the periphery of the stator core, and a coil 1133 wound around the insulator 1132. The insulator 1132 includes an annular retaining portion 1134 that extends toward the central axis J1 at the upper end. The portion on the central axis J1 side of the retaining portion 1134 and the outer edge portion of the seal member 124 positioned below face each other in the vertical direction, so that the shaft 121 is prevented from being pulled upward.

図3は軸受機構13を示す図である。軸受機構13は、シャフト121が挿入されるスリーブ130、シャフト121の下端部を磁気的に吸引するチップ部材133、および、チップ部材133を保持するチップホルダ134を備える。磁石であるチップ部材133は、円板状の磁石チップ1331の上面に薄板状のスラスト板1332を配置したものとなっている。また、既述のシャフト121、シール部材124、および、スリーブ130が挿入されるスリーブホルダ112も軸受機構の一部としての役割を果たす。スリーブ130はシャフト121のラジアル荷重を受け、チップ部材133はシャフト121からのスラスト荷重を受ける。   FIG. 3 is a view showing the bearing mechanism 13. The bearing mechanism 13 includes a sleeve 130 into which the shaft 121 is inserted, a tip member 133 that magnetically attracts the lower end portion of the shaft 121, and a tip holder 134 that holds the tip member 133. The chip member 133 which is a magnet has a thin plate-shaped thrust plate 1332 disposed on the upper surface of a disk-shaped magnet chip 1331. The shaft 121, the seal member 124, and the sleeve holder 112 into which the sleeve 130 is inserted also serve as a part of the bearing mechanism. The sleeve 130 receives a radial load of the shaft 121, and the tip member 133 receives a thrust load from the shaft 121.

スリーブ130は円筒状のインナスリーブ131を円筒状のアウタスリーブ132内に挿入(圧入)したものであり、インナスリーブ131およびアウタスリーブ132は潤滑油が含浸された焼結金属体である。   The sleeve 130 is obtained by inserting (press-fitting) a cylindrical inner sleeve 131 into a cylindrical outer sleeve 132. The inner sleeve 131 and the outer sleeve 132 are sintered metal bodies impregnated with lubricating oil.

インナスリーブ131の上端面1311は、中心軸J1方向に関してアウタスリーブ132の上端面1321よりも下方、すなわち、インナスリーブ131の下端面1312側に位置する。したがって、インナスリーブ131の上端面1311はアウタスリーブ132の内部に位置する。これにより、アウタスリーブ132の内側面、インナスリーブ131の上端面1311およびシャフト121により円環状の凹部136が形成される。そして、上下方向にてインナスリーブ131と対向するシール部材124の下部が凹部136内に配置される。   The upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 is located below the upper end surface 1321 of the outer sleeve 132 with respect to the central axis J1 direction, that is, on the lower end surface 1312 side of the inner sleeve 131. Therefore, the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 is located inside the outer sleeve 132. As a result, an annular recess 136 is formed by the inner surface of the outer sleeve 132, the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 and the shaft 121. A lower portion of the seal member 124 that faces the inner sleeve 131 in the vertical direction is disposed in the recess 136.

スリーブ130はスリーブホルダ112内に圧入または接着により固定され、インナスリーブ131の下端面1312の位置は中心軸J1方向に関してアウタスリーブ132の下端面1322と同じ位置であり、下端面1312および下端面1322はいわゆる面一となっている。一方、スリーブホルダ112の底部1122の凹部1123の径はアウタスリーブ132の内径より小さく、凹部1123の全体がアウタスリーブ132の内側の領域に対向する。換言すれば、凹部1123はスリーブ130に対してはインナスリーブ131にのみ対向する。   The sleeve 130 is fixed in the sleeve holder 112 by press-fitting or bonding, and the position of the lower end surface 1312 of the inner sleeve 131 is the same as the lower end surface 1322 of the outer sleeve 132 in the direction of the central axis J1, and the lower end surface 1312 and the lower end surface 1322 are. Is so-called. On the other hand, the diameter of the concave portion 1123 of the bottom 1122 of the sleeve holder 112 is smaller than the inner diameter of the outer sleeve 132, and the entire concave portion 1123 faces the inner region of the outer sleeve 132. In other words, the recess 1123 faces only the inner sleeve 131 with respect to the sleeve 130.

チップホルダ134は、チップ部材133の底部および外周を覆ってチップ部材133を保持する皿状となっており、凹部1123内に圧入により固定される。また、チップホルダ134は磁性体により形成され、内側にチップ部材133を保持して磁気回路を形成することにより、磁性体であるシャフト121の下端部が強い力にて下方へと吸引され、チップ部材133(正確には、磁石チップ1331上のスラスト板1332)と当接する。その結果、シャフト121の中心軸J1方向の移動が防止されるとともに騒音および/または振動が抑制される。スラスト板1332は磁石チップ1331の上面に接着剤にて固定され、耐摩耗性に優れたPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂で形成されている。これにより、スラスト板1332とシャフト121との間の摩擦が低減され、シャフト121が滑らかに回転する。   The chip holder 134 has a dish shape that covers the bottom and outer periphery of the chip member 133 and holds the chip member 133, and is fixed in the recess 1123 by press-fitting. Further, the tip holder 134 is formed of a magnetic body, and by holding the tip member 133 inside to form a magnetic circuit, the lower end portion of the shaft 121 that is a magnetic body is attracted downward with a strong force, and the tip It contacts the member 133 (more precisely, the thrust plate 1332 on the magnet chip 1331). As a result, movement of the shaft 121 in the direction of the central axis J1 is prevented and noise and / or vibration is suppressed. The thrust plate 1332 is fixed to the upper surface of the magnet chip 1331 with an adhesive and is formed of PEEK (polyether ether ketone) resin having excellent wear resistance. Thereby, the friction between the thrust plate 1332 and the shaft 121 is reduced, and the shaft 121 rotates smoothly.

凹部1123内のチップ部材133およびチップホルダ134の組み合わせは、上方への移動を係止する介在物が介在することなくその外縁がインナスリーブ131の下端面1312と直接対向する。このように、軸受機構13ではチップ部材133やチップホルダ134の上方への移動がインナスリーブ131により直接的に阻止される簡素化された構造となっている。   In the combination of the tip member 133 and the tip holder 134 in the recess 1123, the outer edge directly faces the lower end surface 1312 of the inner sleeve 131 without any inclusions that lock the upward movement. As described above, the bearing mechanism 13 has a simplified structure in which the upward movement of the tip member 133 and the tip holder 134 is directly blocked by the inner sleeve 131.

シャフト121に取り付けられるシール部材124の下端面1241はインナスリーブ131の上端面1311と対向し、かつ、下端面1241はアウタスリーブ132の内部に位置することから、スリーブ130からシャフト121を伝わってきた潤滑油はシャフト121の回転による遠心力により下端面1241からインナスリーブ131の上端面1311やアウタスリーブ132の内側面へと飛散してスリーブ130内へと戻される。これにより、シャフト121からの潤滑油の漏れが防止される。   Since the lower end surface 1241 of the seal member 124 attached to the shaft 121 is opposed to the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 and the lower end surface 1241 is located inside the outer sleeve 132, it has been transmitted from the sleeve 130 to the shaft 121. The lubricating oil scatters from the lower end surface 1241 to the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 and the inner side surface of the outer sleeve 132 by the centrifugal force generated by the rotation of the shaft 121 and is returned into the sleeve 130. Thereby, leakage of the lubricating oil from the shaft 121 is prevented.

既述のように、インナスリーブ131およびアウタスリーブ132は多孔質の焼結金属体であり、インナスリーブ131の密度はアウタスリーブ132よりも高くなっている。具体的には、インナスリーブ131の含油率は20%以上30%以下とされ、アウタスリーブ132の含油率は35%以上45%以下とされる。より好ましくは、インナスリーブ131の含油率は22%以上28%以下とされ、アウタスリーブ132の含油率は37%以上43%以下とされる。ここで、含油率はスリーブ130の体積に対する含浸された潤滑油の体積の比であり、焼結金属体の空孔率に等しい。スリーブ130では含油率を(インナスリーブ131およびアウタスリーブ132の双方において)一般的なものよりも高くすることにより、玉軸受と同等の信頼性が実現される。   As described above, the inner sleeve 131 and the outer sleeve 132 are porous sintered metal bodies, and the density of the inner sleeve 131 is higher than that of the outer sleeve 132. Specifically, the oil content of the inner sleeve 131 is 20% or more and 30% or less, and the oil content of the outer sleeve 132 is 35% or more and 45% or less. More preferably, the oil content of the inner sleeve 131 is 22% or more and 28% or less, and the oil content of the outer sleeve 132 is 37% or more and 43% or less. Here, the oil content is a ratio of the volume of the impregnated lubricating oil to the volume of the sleeve 130, and is equal to the porosity of the sintered metal body. By making the oil content of the sleeve 130 higher than that of a general one (both the inner sleeve 131 and the outer sleeve 132), reliability equivalent to that of a ball bearing can be realized.

モータ10の駆動時には潤滑油を介してシャフト121がインナスリーブ131により滑らかに回転可能に支持される。このとき、シャフト121とインナスリーブ131との接触面における潤滑油の消耗に従って毛細管現象によりインナスリーブ131に含浸された潤滑油が接触面に自動的に供給され、軸受機構13の性能が維持される。そして、潤滑油が毛細管現象により含油率が高いアウタスリーブ132から含油率が低いインナスリーブ131へと供給される。このように、アウタスリーブ132がインナスリーブ131に対する保油機構の役割を果たすことにより、軸受機構13の潤滑油の保持期間を延ばすことができ、軸受機構13の長寿命化が実現される。   When the motor 10 is driven, the shaft 121 is supported by the inner sleeve 131 so as to be smoothly rotatable via the lubricating oil. At this time, the lubricating oil impregnated in the inner sleeve 131 by capillary action is automatically supplied to the contact surface according to the consumption of the lubricating oil on the contact surface between the shaft 121 and the inner sleeve 131, and the performance of the bearing mechanism 13 is maintained. . Then, the lubricating oil is supplied from the outer sleeve 132 having a high oil content to the inner sleeve 131 having a low oil content by capillary action. As described above, the outer sleeve 132 serves as an oil retaining mechanism for the inner sleeve 131, whereby the lubricating oil retaining period of the bearing mechanism 13 can be extended, and the life of the bearing mechanism 13 can be extended.

また、インナスリーブ131の含油率はアウタスリーブ132より低く、かつ、凹部1123は全体がアウタスリーブ132の内側の領域に対向することから(加えて、アウタスリーブ132がスリーブホルダ112の内底面に当接することから)、アウタスリーブ132から直接凹部1123に潤滑油が移動することが防止され、凹部1123への潤滑油の流入が抑制される。特に、チップホルダ134が焼結材料で形成される場合であっても多くの潤滑油がアウタスリーブ132から流れ出すことが防止される。   Further, the oil content of the inner sleeve 131 is lower than that of the outer sleeve 132, and the recess 1123 is entirely opposed to the inner region of the outer sleeve 132 (in addition, the outer sleeve 132 contacts the inner bottom surface of the sleeve holder 112. Therefore, the lubricating oil is prevented from moving directly from the outer sleeve 132 to the concave portion 1123, and the inflow of the lubricating oil into the concave portion 1123 is suppressed. In particular, even when the chip holder 134 is formed of a sintered material, a large amount of lubricating oil is prevented from flowing out from the outer sleeve 132.

以上に説明したように、軸受機構13では、アウタスリーブ132に多くの潤滑油を保持することにより長寿命化が実現されるとともに、インナスリーブ131の上端面1311がアウタスリーブ132内に位置することによって上端面1311近傍においてシャフト121にシール部材124を取り付ける凹部136を確保することができ、軸受機構13の高さを小さくすることができる。また、軸受機構13に滑り軸受であるスリーブ130を採用することにより、玉軸受を利用する場合に比べてモータ10および送風ファン2の低価格化も実現される。   As described above, in the bearing mechanism 13, a long life is realized by holding a lot of lubricating oil in the outer sleeve 132, and the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131 is positioned in the outer sleeve 132. Thus, a recess 136 for attaching the seal member 124 to the shaft 121 can be secured in the vicinity of the upper end surface 1311, and the height of the bearing mechanism 13 can be reduced. Further, by adopting the sleeve 130 which is a sliding bearing in the bearing mechanism 13, the price of the motor 10 and the blower fan 2 can be reduced as compared with the case where a ball bearing is used.

なお、スリーブ130に凹部136を設けることにより、組み立て時にスリーブ130の上下を容易に把握することができ、上下を反転した状態でスリーブ130をスリーブホルダ112に挿入してしまうことが防止される。   By providing the recess 136 in the sleeve 130, it is possible to easily grasp the top and bottom of the sleeve 130 during assembly, and to prevent the sleeve 130 from being inserted into the sleeve holder 112 in a state where the top and bottom are reversed.

また、軸受機構13では、スリーブホルダ112の円筒状の側部1121および底部1122が1つの部材として形成されるため、潤滑油の漏れを確実に防止することができ、かつ、チップホルダ134の中心軸J1方向への移動がスリーブ130により阻止されることにより軸受機構13の構造の簡素化が図られている。   Further, in the bearing mechanism 13, the cylindrical side portion 1121 and the bottom portion 1122 of the sleeve holder 112 are formed as one member, so that leakage of the lubricating oil can be reliably prevented and the center of the chip holder 134 can be prevented. Since the movement in the direction of the axis J1 is blocked by the sleeve 130, the structure of the bearing mechanism 13 is simplified.

図4は軸受機構の他の例を示す図である。図4に示す軸受機構13aでは、チップホルダ134の外縁の上端部1341がインナスリーブ131の下端面1312と当接し、他の構成は図3に示す軸受機構13と同様である。軸受機構13aでは、チップホルダ134の位置は下端面1312および凹部1123により完全に拘束されるため、チップホルダ134の中心軸J1方向の移動は完全に防止される。したがって、チップホルダ134は凹部1123に必ずしも圧入される必要はない。   FIG. 4 is a view showing another example of the bearing mechanism. In the bearing mechanism 13a shown in FIG. 4, the upper end portion 1341 of the outer edge of the chip holder 134 abuts on the lower end surface 1312 of the inner sleeve 131, and the other configuration is the same as that of the bearing mechanism 13 shown in FIG. In the bearing mechanism 13a, since the position of the chip holder 134 is completely restrained by the lower end surface 1312 and the recess 1123, the movement of the chip holder 134 in the direction of the central axis J1 is completely prevented. Therefore, the chip holder 134 does not necessarily need to be press-fitted into the recess 1123.

図5は軸受機構のさらに他の例を示す図である。図5に示す軸受機構13bでは、インナスリーブ131の下端面1312はアウタスリーブ132の下端面1322よりも下側に位置し、凹部1123内に位置する。チップホルダ134の外縁の上端部1341はインナスリーブ131の下端面1312に当接または隙間を空けて対向する。他の構成は図3に示す軸受機構13と同様である。軸受機構13bにおいてもチップホルダ134の移動はインナスリーブ131により制限され、軸受機構13bの構造を簡素化することができるとともに、凹部1123とインナスリーブ131との間の隙間が小さくなることから凹部1123内への潤滑油の流入をさらに抑制することができる。   FIG. 5 is a view showing still another example of the bearing mechanism. In the bearing mechanism 13 b shown in FIG. 5, the lower end surface 1312 of the inner sleeve 131 is positioned below the lower end surface 1322 of the outer sleeve 132 and is positioned in the recess 1123. The upper end portion 1341 of the outer edge of the chip holder 134 is opposed to the lower end surface 1312 of the inner sleeve 131 with contact or a gap. The other structure is the same as that of the bearing mechanism 13 shown in FIG. Also in the bearing mechanism 13b, the movement of the chip holder 134 is limited by the inner sleeve 131, and the structure of the bearing mechanism 13b can be simplified, and the gap between the recess 1123 and the inner sleeve 131 is reduced, so that the recess 1123 The inflow of lubricating oil into the inside can be further suppressed.

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、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

例えば、潤滑油の漏れを高い信頼性にて防止できるのであれば、スリーブホルダ112は複数の部材を組み合わせることにより有底円筒状に形成されてもよい。シャフト121に取り付けられる抜け止め(上記実施の形態におけるシール部材124に対応する。)は、スリーブ130の下方に設けられてもよい。また、スリーブホルダ112はベース部111と別部材とされてもよい。   For example, the sleeve holder 112 may be formed in a bottomed cylindrical shape by combining a plurality of members as long as the leakage of the lubricating oil can be prevented with high reliability. A stopper (corresponding to the seal member 124 in the above embodiment) attached to the shaft 121 may be provided below the sleeve 130. The sleeve holder 112 may be a separate member from the base portion 111.

上記実施の形態では、シール部材124は1つの環状部材としてシャフト121に取り付けられるが、シャフト121に取り付けられる環状部材は抜け止めとしての役割を果たす部材であってもよく、抜け止めとオイルシールの双方の機能を有するものであってもよい。また、独立した環状部材としてではなく、シャフト121が挿入される取付部1221の下端に径方向外方に広がる環状部が取付部1221と一体となって設けられてもよい。さらには、このような環状部がシャフト121と一体的に設けられてもよい。すなわち、シャフト121から径方向外方に広がる環状部は、インナスリーブ131の上端面1311に対向して様々な態様にてシャフト121上に設けられてよく、環状部の上端面1311に対向する面をアウタスリーブ132の内部に位置させることにより、軸受機構13の高さを小さくすることが実現される。   In the above-described embodiment, the seal member 124 is attached to the shaft 121 as one annular member. However, the annular member attached to the shaft 121 may be a member that serves as a retaining member. It may have both functions. Further, instead of being an independent annular member, an annular portion that extends radially outward may be provided integrally with the attachment portion 1221 at the lower end of the attachment portion 1221 into which the shaft 121 is inserted. Further, such an annular portion may be provided integrally with the shaft 121. That is, the annular portion that extends radially outward from the shaft 121 may be provided on the shaft 121 in various manners so as to face the upper end surface 1311 of the inner sleeve 131, and the surface that faces the upper end surface 1311 of the annular portion. By positioning the inside of the outer sleeve 132, it is possible to reduce the height of the bearing mechanism 13.

上記実施の形態に係るモータ10では、チップ部材133によるシャフト121の吸引によりロータ部12の中心軸J1方向の位置が固定されるが、界磁用磁石123の磁気的中心を電機子113の磁気的中心よりも上方に位置させることによりロータ部12が下方に引き寄せられてもよい。モータ10は電機子の内側に界磁用磁石が配置されたインナロータ型であってもよい。   In the motor 10 according to the above embodiment, the position of the rotor unit 12 in the direction of the central axis J1 is fixed by the suction of the shaft 121 by the tip member 133. The rotor portion 12 may be drawn downward by being positioned above the target center. The motor 10 may be an inner rotor type in which field magnets are arranged inside the armature.

上記実施の形態に係る送風ファン2はヒートシンクを有する冷却装置としての用途に限らず、他の冷却装置や換気等の様々な用途に利用されてもよい。また、送風ファンによる送風は軸方向には限定されず、いわゆる遠心ファンやターボファン等にスリーブ130を有する軸受機構13が利用されてもよい。さらに、モータ10は送風ファンの駆動源としてだけでなく、様々な他の種類の駆動源として利用されてもよい。   The blower fan 2 according to the above-described embodiment is not limited to a use as a cooling device having a heat sink, but may be used for various uses such as other cooling devices and ventilation. Further, the air blowing by the blower fan is not limited to the axial direction, and a bearing mechanism 13 having a sleeve 130 in a so-called centrifugal fan or turbo fan may be used. Furthermore, the motor 10 may be used not only as a driving source for the blower fan but also as various other types of driving sources.

冷却装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a cooling device. モータの断面図である。It is sectional drawing of a motor. 軸受機構の断面図である。It is sectional drawing of a bearing mechanism. 他の軸受機構の断面図である。It is sectional drawing of another bearing mechanism. さらに他の軸受機構の断面図である。It is sectional drawing of another bearing mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷却装置
2 送風ファン
10 モータ
11 ステータ部
12 ロータ部
13 軸受機構
21 インペラ
31 冷却部
32 放熱部
112 スリーブホルダ
113 電機子
121 シャフト
123 界磁用磁石
124 シール部材
130 スリーブ
131 インナスリーブ
132 アウタスリーブ
133 チップ部材
134 チップホルダ
1121 (スリーブホルダの)側部
1122 (スリーブホルダの)底部
1123 凹部
1311 (インナスリーブの)上端面
1241 (シール部材の)下端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device 2 Blower fan 10 Motor 11 Stator part 12 Rotor part 13 Bearing mechanism 21 Impeller 31 Cooling part 32 Heat radiation part 112 Sleeve holder 113 Armature 121 Shaft 123 Field magnet 124 Seal member 130 Sleeve 131 Inner sleeve 132 Outer sleeve 133 Tip member 134 Tip holder 1121 (Sleeve holder) side 1122 (Sleeve holder) bottom 1123 Recess 1311 (Inner sleeve) upper end surface 1241 (Seal member) lower end surface

Claims (12)

モータに用いられる軸受機構であって、
潤滑油が含浸された円筒状の焼結金属体であるアウタスリーブと、潤滑油が含浸された円筒状の焼結金属体であり、含油率が前記アウタスリーブよりも低く、前記アウタスリーブ内に挿入されるとともに一方の端面が前記アウタスリーブの内部に位置するインナスリーブとを備えるスリーブと、
前記スリーブに挿入されたシャフトと、
前記スリーブが挿入される有底円筒状のスリーブホルダと、
前記インナスリーブの前記一方の端面に対向して前記シャフト上に設けられ、前記シャフトから径方向外方に広がるとともに前記一方の端面に対向する面が前記アウタスリーブの内部に位置する環状部と、
を備えることを特徴とする軸受機構。
A bearing mechanism used for a motor,
An outer sleeve that is a cylindrical sintered metal body impregnated with lubricating oil, and a cylindrical sintered metal body that is impregnated with lubricating oil, and the oil content is lower than that of the outer sleeve. A sleeve provided with an inner sleeve that is inserted and has one end face located inside the outer sleeve;
A shaft inserted into the sleeve;
A bottomed cylindrical sleeve holder into which the sleeve is inserted;
An annular portion that is provided on the shaft so as to face the one end surface of the inner sleeve, extends radially outward from the shaft, and a surface facing the one end surface is located inside the outer sleeve;
A bearing mechanism comprising:
請求項1に記載の軸受機構であって、
前記インナスリーブの含油率が20%以上30%以下であり、前記アウタスリーブの含油率が35%以上45%以下であることを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 1,
The bearing mechanism is characterized in that an oil content of the inner sleeve is 20% or more and 30% or less, and an oil content of the outer sleeve is 35% or more and 45% or less.
請求項1または2に記載の軸受機構であって、
前記環状部が、前記インナスリーブの前記一方の端面に対向して前記シャフトに取り付けられた環状部材であることを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 1 or 2,
The bearing mechanism, wherein the annular portion is an annular member attached to the shaft so as to face the one end surface of the inner sleeve.
請求項3に記載の軸受機構であって、
前記環状部材がシール部材であることを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 3,
A bearing mechanism in which the annular member is a seal member.
請求項1ないし4のいずれかに記載の軸受機構であって、
前記スリーブホルダの円筒状の側部および底部が1つの部材として形成されており、前記スリーブホルダの前記底部が、前記シャフトの先端が当接するチップ部材が配置される凹部を有することを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to any one of claims 1 to 4,
A cylindrical side portion and a bottom portion of the sleeve holder are formed as one member, and the bottom portion of the sleeve holder has a recess in which a tip member with which the tip of the shaft abuts is disposed. Bearing mechanism.
請求項5に記載の軸受機構であって、
前記凹部内において前記チップ部材がチップホルダにより保持されており、前記チップ部材および前記チップホルダが前記スリーブと対向することを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 5,
A bearing mechanism characterized in that the tip member is held by a tip holder in the recess, and the tip member and the tip holder face the sleeve.
請求項6に記載の軸受機構であって、
前記チップ部材が磁石であり、前記チップホルダおよび前記シャフトが磁性体であることを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 6,
The bearing mechanism, wherein the tip member is a magnet, and the tip holder and the shaft are magnetic bodies.
請求項1ないし4のいずれかに記載の軸受機構であって、
前記スリーブホルダの底部が、前記シャフトの先端が当接するチップ部材が配置される凹部を有し、
前記凹部の全体が前記アウタスリーブの内側の領域に対向することを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to any one of claims 1 to 4,
The bottom of the sleeve holder has a recess in which a tip member with which the tip of the shaft abuts is disposed;
The bearing mechanism characterized in that the whole of the concave portion is opposed to an inner region of the outer sleeve.
請求項8に記載の軸受機構であって、
前記凹部内において磁石である前記チップ部材が磁性体であるチップホルダにより保持されており、
前記シャフトが磁性体であることを特徴とする軸受機構。
The bearing mechanism according to claim 8, wherein
In the recess, the tip member that is a magnet is held by a tip holder that is a magnetic body,
A bearing mechanism in which the shaft is made of a magnetic material.
モータであって、
請求項1ないし9のいずれかに記載の軸受機構と、
電機子を有し、前記軸受機構が固定されるステータ部と、
前記電機子との間でトルクを発生する界磁用磁石を有し、前記軸受機構により前記ステータ部に対して回転可能に支持されるロータ部と、
を備えることを特徴とするモータ。
A motor,
A bearing mechanism according to any one of claims 1 to 9,
A stator portion having an armature, to which the bearing mechanism is fixed;
A rotor portion having a field magnet for generating torque with the armature, and rotatably supported with respect to the stator portion by the bearing mechanism;
A motor comprising:
送風ファンであって、
請求項10に記載のモータと、
前記モータの前記ロータ部に取り付けられ、回転によりエアの流れを発生するインペラと、
を備えることを特徴とする送風ファン。
A blower fan,
A motor according to claim 10;
An impeller attached to the rotor portion of the motor and generating an air flow by rotation;
A blower fan comprising:
冷却装置であって、
請求項11に記載の送風ファンと、
前記送風ファンからのエアの流れを受ける放熱部と、
前記放熱部が接続されるとともに冷却対象に接触する冷却部と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
A cooling device,
A blower fan according to claim 11,
A heat dissipating part that receives a flow of air from the blower fan; and
A cooling unit which is connected to the cooling target and connected to the cooling unit;
A cooling device comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012124981A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Tokyo Parts Ind Co Ltd Brushless motor
US8546987B2 (en) 2009-09-18 2013-10-01 Johnson Electric S.A. Brushless DC motor
JP2017106557A (en) * 2015-12-10 2017-06-15 東京パーツ工業株式会社 Brushless motor

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