JP2000232751A - 軸受を有する電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】略鉛直方向に組み付けられる含油軸受を有する
電動機において、摺動面に潤滑油を長期間保持でき、起
動時に軸が振れ回り異常音が発生するのを防止する。 【解決手段】焼結含油軸受の内径が重力側端部において
軸長手方向下に向かって徐々に広がる下部空隙部と、そ
の上方向に内径が回転軸と平行な非多孔質状の中間空隙
部、およびその上方は前記多孔質状である上部空隙部が
形成されていて、潤滑油が回転軸を伝わって軸受の外部
へ垂れてくることを防ぎ、さらに起動直後にも焼結含油
軸受内に溜まらず軸受の摺動面に潤滑油を保持すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は含油軸受を有し、
特に鉛直に近い状態で使用される回転軸を有する電動機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用送風機に用いられる電動機
において、一般的に電動機は回転軸が鉛直方向に沿って
配置され、含油軸受は潤滑油を含浸した多孔質状の焼結
合金により形成され、摺動面は円筒形である。この構成
では、軸受に浸潤している潤滑油は停止後長時間経過す
ると、回転軸と摺動面との間隙を伝わり外部に流出した
り、多孔質な軸受内の細間に吸い込まれたりして摺動面
には殆ど残存しないという現象が生じることがしばしば
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記現象が生じた潤滑
油のない状態で電動機を起動させると、軸受と回転軸と
の摺動摩擦が大きいため軸の芯ずれによる遠心力が作用
して、後進才差運動として知られる挙動を示し、不快な
音を発生してしまうという問題がある。

【０００４】この発明はこのような問題を解決するもの
で、略鉛直方向に組付けられる場合にも摺動面に潤滑油
を長期間にわたって保持でき、起動時に軸が振れ回り異
常音が発生するのを確実に防止できる電動機を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、略鉛直方向に組付けられる回転軸と、該
回転軸の端部に挿通され、多孔質状の焼結合金に潤滑油
を含浸させた軸受を有する電動機において、前記軸受
は、前記鉛直方向下方向において内径が下方向に向かっ
て徐々に広がる前記多孔質状の下部空隙部、および該下
部空隙部との境界部から上方向において内径が回転軸と
平行で非多孔質状表面を有する中間空隙部、および該中
間空隙部との境界部から上方向において前記多孔質状で
ある上部空隙部、を形成している。

【０００６】請求項２においては、さらに下部空隙部に
おける中間空隙部との境界部から下方に延長非多孔質表
面部を設けている。

【０００７】

【作用】この発明の請求項１に関する軸受を有する電動
機は上記構成によれば、回転軸が回転中においては、回
転軸と軸受内径との接触摩擦熱により多孔質状の上部空
隙部の内周面から潤滑油が溢れる。そして、その潤滑油
が鉛直方向に沿って下方に流れ中間空隙部の内周面に浸
る。さらに、その潤滑油が鉛直方向に沿って下方に流れ
回転軸と下部空隙部の摺動面との間隙を流れる。そのと
き、下部空隙部を離れて回転軸に沿って流れる潤滑油
は、遠心力で外方向へ飛ばされるが内径が下に向かって
徐々に広がる下部空隙部によって回収される。そして、
回収された潤滑油は上部空隙部の潤滑油を補充するよう
上方に流れる。よって、回転軸が回転中であっても潤滑
油が回転軸に沿って外部に流出することはない。また、
回転軸が停止後長期間経過した後においては、上部空隙
部と下部空隙部では潤滑油が軸受本体の多孔質状である
細間に吸収されるが、中間空隙部では非多孔質状表面を
有しているので、回転軸が停止後長期間経過しても本体
内部に吸収されずに摺動面に浸っている。よって、回転
軸と軸受との摺動摩擦係数が大きくならずに後進才差運
動が生じることがなく、不快な音の発生を防止してい
る。

【０００８】この発明の請求項２に関する軸受を有する
電動機は上記構成によれば、下部空隙部における中間空
隙部との境界部から下方に延長非多孔質表面部を設けて
いるので、境界部近傍で非多孔質表面部になることが確
実になるので、その部分においては確実に潤滑油を浸す
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図に示す実施形態
例について説明する。図１は本発明第１実施形態例の電
動機の断面図である。図１において、１は回転駆動する
アーマチャ、２は略鉛直方向に組付けられた回転軸であ
り、回転軸２の上端部に図示しない送風ファン等の被駆
動体が取り付けられる。３は軸受で垂直方向に回転軸２
を支えるように上下に位置する。４は回転軸に固定され
たコンミテータで、モータの給電を整流している。５は
ヨークハウジング、６はヨークハウジング５の内壁に固
定したマグネット、７は給電のためのブラシである。

【００１０】図２は本発明の軸受３における第１実施形
態例の説明図である。含油軸受３は従来この種の電動機
において使用される粉末金属を圧縮加圧してさらに焼結
加工した多孔質状のものであり、主に３つの部分から形
成されている。３１は使用される配置状態で重力側端部
側にあり内径が軸長手方向下に向かって徐々に外方に広
がるテーパ面を構成する下部空隙部である。３２は内径
が回転軸２と平行で、下部空隙部３１との境界部から上
方向に設けた中間空隙部で、摺動表面のみが非多孔質状
に加工されている。中間空隙部３２との境界部から上方
向に設けた上部空隙部３３があり、特に３３ａは内径が
回転軸２と平行な部分で、中間空隙部３２と内径を同一
にしている。３３ｂは重力側逆端部において内径が軸長
手方向上に向かって徐々に外方に広がるテーパ面を構成
する部分である。

【００１１】次に、上記構成においてその作動を説明す
る。まず、駆動スイッチを投入すると、図示しない外部
電源から給電コネクタを通し、ブラシ７、コンミテータ
４、アーマチャ１に給電し、このアーマチャ１が回転
し、その回転駆動力を回転軸２に伝達し、非駆動体を回
転させている。

【００１２】図３は図２の軸受３と回転軸２の説明図で
ある。摺動面に浸潤した潤滑油１００は回転軸２の停止
後、下部空隙部３１のテーパ部分と回転軸との間隙にお
いて重力に逆らって保持される。この現象は一般に毛細
管現象といわれ、液体の表面張力と間隙の寸法によって
算出される力が働く。ちなみに１０μｍの間隙ではおよ
そ５０ｃｍの高さまで液面を持ち上げる。従ってテーパ
部の望ましい角度は１°〜１０°である。下部空隙部３
１のテーパ面には摺動面内の潤滑油が垂れることを防止
する作用がある。さらに、下部空隙部３１で保持された
潤滑油１００は多孔質な軸受内部を通り、上記空隙部３
３ａ、３３ｂを介して上部空隙部３３ａ、中間空隙部３
２の摺動面に供給される。

【００１３】次に本発明の作用について図４に従い説明
する。図４は回転軸２と多孔質で構成された軸受を示す
説明図である。多孔質の軸受には微細な孔３０が無数に
あり、回転軸２の停止後は毛細管現象により潤滑油１０
０は軸受体内に吸収され微細な孔３０の開口部周りにお
いて潤滑油は摺動面に存在しない。ところが、本案の第
1実施形態例の軸受３では中間空隙部３２の表面が非多
孔質状に形成されているため、潤滑油はそのまま摺動面
に保持され続ける。

【００１４】図５に摺動面を全て多孔質で形成した含油
軸受を利用した場合と第1実施形態例を利用した場合と
の比較実験した結果を示す。実験は粘度の高い潤滑油を
使って、起動と短い時間作動後の停止を繰り返し、起動
時の消費電力を調べた。潤滑油が多く保持されていれ
ば、粘度が高いので消費電力は大きくなる。実験では本
案の軸受では繰り返し後も変化は見られなかった。一方
全面多孔質の場合は実験を繰り返す度に消費電力は小さ
くなり、潤滑油が減少していることを示した。

【００１５】さらに、上部空隙部３３の内径が回転軸２
と平行な部分３３ａは図３に示したように下部空隙部３
１で保持された潤滑油が多孔質の軸受体内を通って染み
出し、供給する役割がある。また、上部空隙部３３のテ
ーパ部分３３ｂは軸受の方向性を考慮することなく使用
できる点で効果がある。

【００１６】図６に第２実施形態例を示す。本実施形態
例では第１実施形態例に対して非多孔質の部分を下部空
隙部３１のテーパ面の一部にまで伸ばして延長非多孔質
表面部３４を設けている。これにより、より多くの潤滑
油を軸受体内に吸収されることなく、摺動面に保持する
ことができ、長期間にわたり潤滑効果を持続することが
できる。この第２実施形態例では、上下方向ともテーパ
面を有する形状であるので、外観から延長非多孔質表面
部３４の配置されている方向が判るように軸受の軸方向
一端側に径方向に沿った凹部の目印３５を設けたもので
ある。この実施例では延長非多孔質表面部３４が存在し
ない側に凹部の目印３５を設けている。この結果、軸受
３を電動機に配置するとき目印３５が上方に位置するよ
うに配置すると本発明の作用が正常に働くことになる。
また、第２実施形態例では、径方向に沿った凹部の目印
３５であるが、径方向に沿っていなくても、一端側にあ
れば、周方向に沿っていたり、一部点状に切り込みを設
けたり、してもよい。また、軸受３の外周面に設けても
良くその場合は軸方向中心よりも一端側に設ければ目印
として活用できる。また、目印は製造時に成形しやすい
凹部を設けたが、凸部であっても良い。この場合、凹部
よりも潤滑油を多く含むことができる。これらは製造時
に一体成形で成形される。この目印３５は第２実施形態
例において設けたが、第１実施形態例にも適用しても良
い。すなわち、外観から見て上下の内径の違いが判りに
くい軸受のとき有効である。

【００１７】図７に第３実施形態例を示す。本実施形態
例では第１実施形態例に対して上部空隙部３３のテーパ
部分３３ｂを持たず、軸受３の重力側逆端部まで内径を
回転軸と平行な構成とした。これにより製造コストを低
く抑えながらも潤滑油を摺動面に保持することができ
る。

【００１８】図８に第４実施形態例を示す。本実施形態
例では第２実施形態例に対して上部空隙部３３のテーパ
部分３３ｂを持たず、軸受３の重力側逆端部まで内径を
回転軸と平行な構成とした。これにより製造コストを低
く抑えながらも潤滑油を摺動面に保持することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば焼結含油軸受より染み出した潤滑油が回転軸を
伝わって軸受の外部へ垂れてくることを防ぎ、さらに焼
結含油軸受内の細間に溜まってしまうことを防ぎ、長時
間停止した後の起動直後にも軸受の摺動面に潤滑油を保
持することができる。それにより起動時の不快音を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態例の電動機の断面図である。

【図２】 第１実施形態例における含油軸受の断面図で
ある。

【図３】 第１実施形態例における潤滑油の動きを示す
説明図である。

【図４】 含油軸受における潤滑油の動きを示す説明図
である。

【図５】 本案と従来の軸受との比較実験の結果であ
る。

【図６】 第２実施形態例における含油軸受の説明図で
ある。

【図７】 第３実施形態例における含油軸受の断面図で
ある。

【図８】 第４実施形態例における含油軸受の断面図で
ある。

【符号の説明】

１…アーマチャ、２…回転軸、３…軸受、４…コンミテ
ータ、５…ヨークハウジング、６…マグネット、７…ブ
ラシ、３０…軸受の微細な孔、３１…下部空隙部、３２
…中間空隙部、３３…上部空隙部、３３ａ…上部空隙部
の内径が回転軸と平行な部分、３３ｂ…上部空隙部のテ
ーパ部分、３４…延長非多孔質表面部、１００…潤滑油

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略鉛直方向に組付けられる回転軸と、該
   回転軸の端部に挿通され、多孔質状の焼結合金に潤滑油
   を含浸させた軸受を有する電動機において、 前記軸受は、前記鉛直方向下方向において内径が下方向
   に向かって徐々に広がる前記多孔質状の下部空隙部、お
   よび該下部空隙部との境界部から上方向において内径が
   回転軸と平行で非多孔質状表面を有する中間空隙部、お
   よび該中間空隙部との境界部から上方向において前記多
   孔質状である上部空隙部、を形成したことを特徴とする
   電動機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動機において、 下部空隙部における中間空隙部との境界部から下方に延
   長非多孔質表面部を設けたことを特徴とする電動機。