JP2000308299A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】含油軸受により回転可能に支持される回転軸を
備えたモータにおいて、その回転軸と軸受との間に短時
間で十分な油膜を形成し得るモータを提供する。 【解決手段】含油軸受８，９に対して回転軸１３が線接
触するように、回転軸１３が軸受８，９の径方向外側に
押圧されて支持される。従って、回転軸１３が軸受に対
してむらなく接触するので、軸受８，９における回転軸
１３との接触面がほぼ一様に摩擦熱により発熱し、その
接触面上にほぼ一様に軸受８，９内部から潤滑油がにじ
み出てくる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含油軸受にて支持
される回転軸を備えたモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来におけるモータの一部を示
す。モータの回転軸５０は、軸受保持部５１に固定され
る含油軸受５２，５３の軸支持孔５２ａ，５３ａによっ
て回転可能に支持される。この軸受５２，５３は一般に
多孔質の焼結金属等よりなり、その孔に潤滑油が含浸さ
れている。

【０００３】そして、モータ始動時において回転軸５０
が回転すると、回転軸５０と軸受５２，５３との間で発
生する摩擦熱により、軸受５２，５３の内部の潤滑油が
該軸受５２，５３における回転軸５０との接触面上にに
じみ出し、その接触面と回転軸５０との間に油膜が形成
される。そのため、回転軸５０は油膜により円滑に回転
する。このような軸受５２，５３は、外部からの潤滑油
の補給が不要であるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軸受５２，
５３の接触面（軸支持孔５２ａ，５３ａ）と回転軸５０
との間には、一般にクリアランスが設けられている。そ
のため、図５に示すように、回転軸５０の中心軸線が軸
受５２，５３のそれに対して傾いて、回転軸５０が軸受
５２，５３に対して２点Ｐ１，Ｐ２で支持された状態で
回転する場合がある。

【０００５】このように回転軸５０が軸受５２，５３に
対して点接触する場合、その接触部分で摩擦熱が発生す
るので、特にその部分に潤滑油がにじみ出てくる。その
ため、その部分付近にのみ油膜が形成される。従って、
回転軸５０と軸受５２，５３との間の油膜が十分な油膜
となるまでには時間を要するため、その間、回転軸５０
は軸受５２，５３との摩擦力が大きく働いた状態で回転
されることになる。そのため、回転軸５０が円滑に回転
せず、振動や異音が比較的長い時間発生していた。

【０００６】又、このような不具合は、特に低温下にお
いて顕著に現れる。即ち、低温下では、軸受５２，５３
の潤滑油が内部にこもったまま、内周面上に潤滑油がに
じみ出すのに時間を要するためである。そのため、低温
下では、回転軸５０の回転に伴う振動や異音が長い時間
発生するという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、含油軸受により支持
される回転軸を備えたモータにおいて、その回転軸と軸
受との間に短時間で十分な油膜を形成し得るモータを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、ステータに対して、含油
軸受により回転可能に支持される回転軸を有するロータ
を備えたモータにおいて、前記軸受に対して回転軸が線
接触するように、前記回転軸を前記軸受の径方向外側に
押圧して支持した。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のモータにおいて、前記軸受の軸支持孔を、前記ステー
タ外周の中心軸線に対し径方向に偏心させて配置した。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータにお
いて、前記軸受の軸支持孔が前記軸受外周の中心軸線に
対し径方向に偏心するように前記軸受を形成した。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
のモータにおいて、前記軸受は、ステータ又はモータハ
ウジングに設けられる軸受保持部により保持され、前記
軸受の軸支持孔が前記ステータ外周の中心軸線に対し径
方向に偏心するように前記軸受保持部を形成した。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のモータにおいて、前記軸受保持部を、前記ステータ又
は前記モータハウジングと別体とした。従って、請求項
１に記載の発明によれば、含油軸受に対して回転軸が線
接触するように、回転軸が軸受の径方向外側に押圧され
て支持される。従って、回転軸が軸受に対してむらなく
接触するので、軸受における回転軸との接触面がほぼ一
様に摩擦熱により発熱し、その接触面上にほぼ一様に軸
受内部から潤滑油がにじみ出てくる。その結果、短時間
で回転軸と軸受との間に十分な油膜が形成される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、含油軸受
の軸支持孔がステータ外周の中心軸線に対し径方向に偏
心した状態で配置されるので、該支持孔で回転軸を支持
すると、ステータとロータとの間隙（エアギャップ）が
円周方向において異なる。これは、例えば、エアギャッ
プが狭い方のステータとロータとにおいて、該ステータ
とロータとの間には、広い方のそれに比べてより強い吸
引力と反発力が作用する。そのため、回転軸が軸受の径
方向外側に常に押圧された状態で回転する。この時、回
転軸は軸受に対して線接触する。従って、回転軸が軸受
に対してむらなく接触するので、軸受における回転軸と
の接触面がほぼ一様に摩擦熱により発熱し、その接触面
上にほぼ一様に軸受内部から潤滑油がにじみ出てくる。
その結果、短時間で回転軸と軸受との間に十分な油膜が
形成される。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、軸受の軸
支持孔が軸受外周の中心軸線に対し径方向に偏心するよ
うに軸受が形成される。従って、この軸受により、含油
軸受の軸支持孔がステータの中心軸線に対し径方向に偏
心した状態で配置される。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、軸受の軸
支持孔がステータ外周の中心軸線に対し径方向に偏心す
るようにステータ又はモータハウジングに設けられる軸
受保持部が形成される。従って、この軸受保持部によ
り、含油軸受の軸支持孔がステータの中心軸線に対し径
方向に偏心した状態で配置される。

【００１５】請求項５に記載の発明によれば、軸受保持
部がステータ又はモータハウジングと別体で形成され
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をブラシレスモータ
における回転軸の支持構造に具体化した一実施の形態を
図１〜図３に従って説明する。因みに、このブラシレス
モータは、車両用空調装置の送風機用モータとして使用
されるアウタロータ型のブラシレスモータである。

【００１７】図１に示すように、モータホルダ１の上面
にはステータ２が固定される。ステータ２は、センター
ピース３と、該センターピース３に固定されるコア４
と、該コア４に巻着される巻線５とを備えている。

【００１８】センターピース３は、図３に示すように、
円筒部３ａとフランジ部３ｂとで構成される。フランジ
部３ｂは、前記モータホルダ１にネジ６により固定され
る。円筒部３ａには略円筒形状のコア４が外嵌固着され
るとともに、円筒形状の軸受保持部としての軸受ホルダ
７が内嵌固着される。軸受ホルダ７は挿通孔７ａを有し
ている。

【００１９】軸受ホルダ７の両端部には、略円筒形状の
含油軸受８，９がそれぞれ前記挿通孔７ａに嵌合固着さ
れる。軸受８，９は多孔質の焼結金属等よりなり、その
孔に潤滑油が含浸される。軸受８，９は、回転軸１３を
支持する軸支持孔８ａ，９ａを有している。

【００２０】ここで、本実施の形態のステータ２は、セ
ンターピース３の円筒部３ａ及びコア４において、その
外周の中心軸線と内周のそれとをそれぞれ一致させてい
る。又、軸受８，９も同様に、その外周の中心軸線と内
周（軸支持孔８ａ，９ａ）のそれとを一致させている。
一方、軸受ホルダ７においては、内周（挿通孔７ａ）を
外周の中心軸線に対して径方向に偏心させている。その
ため、このようなステータ２では、軸受８，９の軸支持
孔８ａ，９ａがステータ２（コア４の外周）の中心軸線
に対して径方向に偏心して配置される。

【００２１】一方、前記ステータ２に対し、ロータ１０
は、釣鐘形状のヨーク１１と、該ヨーク１１における前
記コア４の外周面に対向する位置に固定される複数のマ
グネット１２と、該ヨーク１１の中心部に固定される回
転軸１３とを備えている。回転軸１３は、前記軸受８，
９の軸支持孔８ａ，９ａにより回転可能に支持される。
この回転軸１３の上端部にはシロッコ型のファン１４が
固定される。

【００２２】前記モータホルダ１の下面には、回路基板
１５がネジ１６により固定される。回路基板１５は、前
記モータホルダ１に取着される下部ケース１７により覆
われ保護される。この回路基板１５には、前記巻線５に
励磁電流を供給するための励磁回路を構成する多数の素
子が搭載される。

【００２３】前記回転軸１３の下端部にはセンサマグネ
ット１８が固定され、前記回路基板１５上における該マ
グネット１８の外周部近傍にはホール素子１９が配設さ
れる。そして、センサマグネット１８の回転による磁界
の変化をホール素子１９で検出することによりロータ１
０の回転角度が検出され、その検出信号に基づいて、前
記励磁回路はステータ２に回転磁界が発生するような励
磁電流を生成する。

【００２４】従って、励磁回路から前記巻線５に励磁電
流が供給されると、ステータ２に回転磁界が発生し、ロ
ータ１０が回転される。そして、ロータ１０の回転とと
もにファン１４が回転され、送風動作が行われる。

【００２５】このようなブラシレスモータでは、軸受
８，９の軸支持孔８ａ，９ａをステータ２（コア４の外
周）の中心軸線に対して径方向に偏心させているので、
図２に示すように、コア４の外周面と、マグネット１２
との間隙（エアギャップ）Ｌ１，Ｌ２に差が生じる。因
みに、図２は、同図２における左右のエアギャップＬ
１，Ｌ２の差が最も大きくなる位置を示す断面図であ
る。

【００２６】尚、図１及び図２では、そのエアギャップ
Ｌ１，Ｌ２を誇張して図示している。従って、実際は、
回転軸１３の中心軸線をコア４外周の中心軸線（本来の
回転軸１３の中心軸線）から径方向に偏心させたその偏
心量を０．３［ｍｍ］、最も狭いエアギャップＬ１を
０．５［ｍｍ］、最も広いエアギャップＬ２を１．１
［ｍｍ］としている。このように各数値は小さいので、
モータの出力や振動に影響を与えるものではない。

【００２７】そして、マグネット１２とコア４の間に作
用する吸引力及び反発力は、エアギャップが狭いほど強
く働く。即ち、狭い方のエアギャップＬ１における吸引
力は、エアギャップＬ２におけるそれよりも大きくな
り、更にこのエアギャップＬ１を狭くする方向に作用す
る。そのため、ロータ１０には図２に示す矢印Ａ方向
（図２において右方向）の力が作用する。従って、回転
軸１３は両軸受８，９に対して同方向に押圧され、該軸
受８，９に対して線接触する。

【００２８】一方、狭い方のエアギャップＬ１における
反発力は、エアギャップＬ２におけるそれよりも大きく
なり、更にこのエアギャップＬ１を広くする方向に作用
する。そのため、図示しないが、ロータ１０には矢印Ａ
方向とは反対方向（図２において左方向）の力が作用す
る。従って、回転軸１３は両軸受８，９に対して同方向
に押圧され、該軸受８，９に対して線接触する。

【００２９】つまり、本実施の形態では、回転軸１３が
両軸受８，９に対して常に線接触した状態で回転され
る。そのため、点接触する従来に比べて、回転軸１３が
軸受８，９に対してむらなく接触するので、軸受８，９
における回転軸１３との接触面がほぼ一様に摩擦熱によ
り発熱し、その接触面上にほぼ一様に潤滑油がにじみ出
てくる。従って、回転軸１３と軸受８，９との間の油膜
が十分な油膜となるまでに長い時間を要せず、短時間で
回転軸１３が円滑に回転するようになる。

【００３０】又、停止時においては、マグネット１２と
コア４との間に吸引力が作用するので、上記と同様に、
ロータ１０には図２に示す矢印Ａ方向（図２において右
方向）の力が作用する。従って、回転軸１３は両軸受
８，９に対して同方向に押圧され、該軸受８，９に対し
て線接触する。そのため、本実施の形態では、回転軸１
３と軸受８，９との間に滞留する潤滑油が、点接触する
従来に比べて多くなる。その結果、次の回転時におい
て、短時間で回転軸１３と軸受８，９との間に十分な油
膜を形成することができる。

【００３１】上記したように、本実施の形態では、以下
に示す作用効果を得ることができる。 （１）本実施の形態では、軸受８，９の軸支持孔８ａ，
９ａをステータ２（コア４の外周）の中心軸線に対して
径方向に偏心させた。このようにすると、図２に示すよ
うに、コア４の外周面と、マグネット１２との間隙（エ
アギャップ）Ｌ１，Ｌ２に差が生じ、回転軸１３は両軸
受８，９に対して径方向外側に押圧される。つまり、本
実施の形態では、回転軸１３が両軸受８，９に対して常
に線接触した状態で回転されることになり、回転軸１３
が軸受８，９に対してむらなく接触し、軸受８，９にお
ける回転軸１３との接触面がほぼ一様に摩擦熱により発
熱する。従って、その接触面上にほぼ一様に潤滑油がに
じみ出てくるので、短時間で回転軸１３と軸受８，９と
の間に十分な油膜を形成することができる。その結果、
短時間で回転軸１３が円滑に回転するようになるので、
回転軸１３の回転に伴う振動や異音の発生を低減するこ
とができる。

【００３２】（２）本実施の形態では、停止時において
もマグネット１２とコア４との間の吸引力により、回転
軸１３が両軸受８，９に対して径方向外側に押圧され、
該軸受８，９に対して線接触する。そのため、本実施の
形態では、回転軸１３と軸受８，９との間に滞留する潤
滑油が、点接触する従来に比べて多くなる。その結果、
次の回転時において、短時間で回転軸１３と軸受８，９
との間に十分な油膜を形成することができる。

【００３３】（３）本実施の形態では、軸受８，９の軸
支持孔８ａ，９ａをステータ２（コア４の外周）の中心
軸線に対して径方向に偏心させるために、軸受ホルダ７
の挿通孔７ａを該ホルダ７の外周の中心軸線に対して径
方向に偏心させた。従って、軸受ホルダ７の寸法を変え
るだけで実施できるので、実施が容易であり、かつ部品
数が増加しない。

【００３４】尚、本発明の実施の形態は以下のように変
更してもよい。 ○上記実施の形態では、軸受ホルダ７の挿通孔７ａを該
ホルダ７の外周の中心軸線に対して径方向に偏心させた
が、軸受８，９の軸支持孔８ａ，９ａをステータ２（コ
ア４の外周）の中心軸線に対して径方向に偏心できれ
ば、これに限定されるものではない。

【００３５】例えば、図４に示すように、挿通孔２０ａ
の中心軸線と外周のそれとが一致する軸受ホルダ２０を
使用するとともに、その挿通孔２０ａに嵌合される含油
軸受２１，２２の軸支持孔２１ａ，２２ａを、該軸受２
１，２２の外周の中心軸線に対して径方向に偏心させて
もよい。このようにしても、軸受２１，２２の寸法を変
えるだけで実施できるので、実施が容易であり、かつ部
品数が増加しない。

【００３６】又、センターピース３の円筒部３ａの内周
を外周の中心軸線に対して径方向に偏心させてもよい。
更に、その他の手段を用いて回転軸１３を両軸受８，９
に対して径方向外側に押圧できれば足りる。

【００３７】○上記実施の形態では、センターピース３
に軸受ホルダ７を組付けるようにしたが、該ホルダ７と
同形状の軸受保持部をセンターピース３に一体に形成し
てもよい。

【００３８】○上記実施の形態では、ブラシレスモータ
に実施したが、含油軸受にて回転軸を支持する構造を用
いたブラシレスモータ以外のモータに実施してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
含油軸受により支持される回転軸を備えたモータにおい
て、その回転軸と軸受との間に短時間で十分な油膜を形
成し得るモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態におけるブラシレスモータの断
面図である。

【図２】 ブラシレスモータの要部断面図である。

【図３】 ブラシレスモータの軸受部分を示す分解斜視
図である。

【図４】 別例におけるブラシレスモータの要部断面図
である。

【図５】 従来における軸受部分の断面図である。

【符号の説明】

２…ステータ、７…軸受保持部としての軸受ホルダ、
８，９，２１，２２…含油軸受、８ａ，９ａ，２１ａ，
２２ａ…軸支持孔、１０…ロータ、１３…回転軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA06 AA08 JA02 KA02 LA01 MA12 MA23 5H019 AA00 BB01 BB05 BB15 BB19 BB22 CC04 CC09 DD01 EE01 EE14 FF00 FF01 FF03 5H605 AA00 BB05 BB09 BB19 CC01 CC04 EB06 EB13 EB17 EB35 FF03 5H621 BB07 GA01 GA04 HH02 JK08 JK13 JK14 JK19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ（２）に対して、含油軸受
   （８，９，２１，２２）により回転可能に支持される回
   転軸（１３）を有するロータ（１０）を備えたモータに
   おいて、 前記軸受（８，９，２１，２２）に対して回転軸（１
   ３）が線接触するように、前記回転軸（１３）を前記軸
   受（８，９，２１，２２）の径方向外側に押圧して支持
   したことを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のモータにおいて、 前記軸受（８，９，２１，２２）の軸支持孔（８ａ，９
   ａ，２１ａ，２２ａ）を、前記ステータ（２）外周の中
   心軸線に対し径方向に偏心させて配置したことを特徴と
   するモータ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のモータにおいて、 前記軸受（２１，２２）の軸支持孔（２１ａ，２２ａ）
   が前記軸受（２１，２２）外周の中心軸線に対し径方向
   に偏心するように前記軸受（２１，２２）を形成したこ
   とを特徴とするモータ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のモータにおいて、 前記軸受（８，９）は、ステータ（２）又はモータハウ
   ジングに設けられる軸受保持部（７）により保持され、 前記軸受（８，９）の軸支持孔（８ａ，９ａ）が前記ス
   テータ（２）外周の中心軸線に対し径方向に偏心するよ
   うに前記軸受保持部（７）を形成したことを特徴とする
   モータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のモータにおいて、 前記軸受保持部（７）を、前記ステータ（２）又は前記
   モータハウジングと別体としたことを特徴とするモー
   タ。