JP2002112494A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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、部品の加工を煩雑とすることなく、回転軸
と軸受との間に短時間で十分な油膜を形成することがで
きるモータを提供する。 【解決手段】回転軸１３に含油軸受８，９の径方向外側
への押圧力を作用させて該軸受８，９に対して回転軸１
３が線接触するように軸支持孔８ａ，９ａをコア４の中
心軸線Ｌａ１に対し径方向に偏心した位置とすべく、内
部に軸受８，９が固着される円筒部３ａを嵌挿するため
のコア４の嵌挿孔４ｄを中心軸線Ｌａ１に対し径方向に
偏心した位置に形成した。

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４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
するようになっている。

【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４に示すように、回転軸５０の中心軸線が軸
受５２，５３の中心軸線に対して傾いて、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】又、上記問題を解決するための特別な部品
等を新たに使用すれば部品数が多くなりコストが上昇す
るため部品の形状を変更して対応することが考えられる
が、この場合、部品の加工が煩雑になっては意味がな
い。従って、部品の加工を容易として加工コストを抑え
ることが要求される。

【０００８】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、部品の加工を煩
雑とすることなく、回転軸と軸受との間に短時間で十分
な油膜を形成することができるモータを提供することに
ある。

【０００９】

【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、複数枚のコア材を積層し
てなるコアの略中央部に形成した嵌挿孔に筒体を嵌挿
し、その筒体の内部に含油軸受を固着してなるステータ
と、前記軸受の軸支持孔に回転可能に支持される回転軸
に前記コアの外周面に対向する内周面を有するヨークを
固着し、そのヨークの内周面にマグネットを固着してな
るロータとを備えたモータであって、前記回転軸に前記
軸受の径方向外側への押圧力を作用させて該軸受に対し
て回転軸が線接触するように前記軸支持孔を前記コアの
中心軸線に対し径方向に偏心した位置とすべく、前記嵌
挿孔を該中心軸線に対し径方向に偏心した位置に形成し
た。

【００１０】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、前記筒体は、前記コアを支持するた
めの支持部材に一体に形成されている。請求項３に記載
の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前
記含油軸受は、前記筒体の両端部にそれぞれ設けられて
いる。

【００１１】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
複数枚のコア材を積層してなるコアの略中央部には、内
部に含油軸受が固着される筒体を嵌挿するための嵌挿孔
が該コアの中心軸線に対し径方向に偏心した位置に形成
される。すると、軸受の軸支持孔がコアの中心軸線に対
し径方向に偏心した位置となり、ステータ（コア）とロ
ータ（マグネット）との間隙（エアギャップ）が周方向
において差が生じ、エアギャップが狭い箇所ではエアギ
ャップの広い箇所に比べてより強い吸引力と反発力が作
用することになる。そのため、回転軸に軸受の径方向外
側への押圧力が作用し、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して、回転軸が軸受に対して線
接触する。従って、回転軸は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を形成することができ
る。しかも、コアを構成するコア材はプレス加工により
形成されるものであるので、金型の形状を若干変更する
だけですみ、コア材の加工が煩雑とならない。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、筒体がコ
アを支持するための支持部材に一体に形成されるので、
部品数が増加しない。請求項３に記載の発明によれば、
含油軸受は筒体の両端部にそれぞれ設けられるので、回
転軸を安定して支持することができる。又、軸受を容易
に取り付けることができる。

【００１３】

【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。

【００１４】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（支持）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。

【００１５】センターピース３は、図１及び図２に示す
ように、円筒部３ａとフランジ部３ｂとで構成され、そ
のフランジ部３ｂが前記モータホルダ１にネジ６により
固定される。

【００１６】センターピース３の円筒部３ａには、円筒
形状の軸受ホルダ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。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ている。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。

【００１７】又、前記円筒部３ａには、図３に示すよう
なコア４が外嵌固着される。コア４は、複数枚のコア材
４ａが積層してなる積層型コアである。コア４は、放射
状に延び前記巻線５が巻装されるティース４ｂと、該テ
ィース４ｂ間に設けられ巻線５を収容するためのスロッ
ト４ｃとを備えている。又、コア４の略中央部には、円
筒部３ａに外嵌するための嵌挿孔４ｄが形成されてい
る。このようなコア４を構成するコア材４ａは、プレス
打ち抜き加工により一枚の板材から形成されている。
尚、このとき、各コア材４ａには、相互の位置決め及び
連結を行う突起及び該突起と嵌合する嵌合孔（ともに図
示しない）が同時に形成されている。

【００１８】ここで、本実施形態のステータ２におい
て、センターピース３の円筒部３ａ、軸受ホルダ７及び
軸受８，９は、その外周の中心軸線と内周の中心軸線と
をそれぞれ一致させている。これに対し、コア４におい
ては、外周の中心軸線Ｌａ１に対して内周（嵌挿孔４
ｄ）の中心軸線Ｌａ２を径方向に若干ずらしている。即
ち、嵌挿孔４ｄは、コア４の中心軸線Ｌａ１に対して径
方向に偏心した位置に形成されている。従って、本実施
形態のステータ２においては、軸受８，９の軸支持孔８
ａ，９ａがステータ２（コア４）の中心軸線Ｌａ１に対
して径方向に偏心して配置されることになる。

【００１９】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の中央部に固定される回
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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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
中心軸線Ｌａ１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。

【００２４】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の中心軸線Ｌａ１（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。

【００２５】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、広い方のエアギャップＬ２における吸引力よりも
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。

【００２６】一方、狭い方のエアギャップＬ１における
反発力は、広い方のエアギャップＬ２における反発力よ
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。

【００２７】つまり、本実施形態では、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する。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。

【００２８】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。

【００２９】上記したように、本実施形態では、以下に
示す作用効果を得ることができる。 （１）本実施形態では、軸受８，９の軸支持孔８ａ，９
ａをステータ２（コア４）の中心軸線Ｌａ１に対して径
方向に偏心した位置とすべく、コア４の嵌挿孔４ｄを該
中心軸線Ｌａ１に対し径方向に偏心した位置に形成し
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）Ｌ
１，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。

【００３０】（２）本実施形態では、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。

【００３１】（３）本実施形態では、プレス加工により
形成されるコア材４ａの嵌挿孔４ｄの位置を変更するよ
うにしたので、金型の形状を若干変更するだけですみ、
コア材４ａの加工が煩雑とならない。

【００３２】（４）本実施形態では、軸受８，９が固着
されコア４の嵌挿孔４ｄに嵌挿される円筒部３ａはコア
４を支持するセンターピース３に一体に設けられる。従
って、部品数が増加しない。

【００３３】（５）本実施形態では、軸受８，９は円筒
部３ａの両端部にそれぞれ設けられるので、回転軸１３
を安定して支持することができる。又、軸受８，９を容
易に取り付けることができる。

【００３４】尚、本発明の実施形態は以下のように変更
してもよい。 ○上記実施形態では、軸受８，９が固着されコア４の嵌
挿孔４ｄに嵌挿される円筒部３ａ（筒体）をコア４を支
持するセンターピース３に一体に設けたが、別体として
もよい。

【００３５】○上記実施形態では、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、この構成に限定
されるものではなく、例えば軸受ホルダ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。

【００３６】○上記実施形態では、軸受８，９を円筒部
３ａの両端部にそれぞれ設けたが、軸受の取付位置及び
数はこれに限定されるものではない。 ○上記実施形態では、図１に示すような構成のブラシレ
スモータに実施したが、この構成に限定されるものでは
ない。又、ブラシレスモータ以外のモータに実施しても
よい。

【００３７】上記各実施形態から把握できる請求項以外
の技術的思想を以下に記載する。 （イ）複数枚のコア材を積層してなるコアの略中央部に
形成した嵌挿孔に筒体を嵌挿し、その筒体の内部に含油
軸受を固着してなるモータのステータであって、ロータ
の回転軸に前記軸受の径方向外側への押圧力を作用させ
て該軸受に対して回転軸が線接触するように該回転軸を
回転可能に支持する前記軸受の軸支持孔を前記コアの中
心軸線に対し径方向に偏心した位置とすべく、前記嵌挿
孔を該中心軸線に対し径方向に偏心した位置に形成した
ことを特徴とするモータのステータ。

【００３８】（ロ）複数枚のコア材を積層してなり、内
部に含油軸受が固着される筒体を嵌挿するための嵌挿孔
を略中央部に形成したステータコアであって、ロータの
回転軸に前記軸受の径方向外側への押圧力を作用させて
該軸受に対して回転軸が線接触するように該回転軸を回
転可能に支持する前記軸受の軸支持孔を前記コアの中心
軸線に対し径方向に偏心した位置とすべく、前記嵌挿孔
を該中心軸線に対し径方向に偏心した位置に形成したこ
とを特徴とするステータコア。

【００３９】（ハ）内部に含油軸受が固着される筒体を
嵌挿するための嵌挿孔を略中央部に形成し、複数枚積層
してステータコアを構成するコア材であって、ロータの
回転軸に前記軸受の径方向外側への押圧力を作用させて
該軸受に対して回転軸が線接触するように該回転軸を回
転可能に支持する前記軸受の軸支持孔を前記コアの中心
軸線に対し径方向に偏心した位置とすべく、前記嵌挿孔
を該中心軸線に対し径方向に偏心した位置に形成したこ
とを特徴とするコア材。

【００４０】

【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、部品の加工を煩雑とすることなく、回転軸と軸受と
の間に短時間で十分な油膜を形成することができるモー
タを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の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】 コアの斜視図である。

【図４】 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、３…支持部材としてのセンターピース、
３ａ…筒体としての円筒部、４…コア、４ａ…コア材、
４ｄ…嵌挿孔、８，９…含油軸受、８ａ，９ａ…軸支持
孔、１０…ロータ、１１…ヨーク、１２…マグネット、
１３…回転軸、Ｌａ１…中心軸線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のコア材を積層してなるコアの略
   中央部に形成した嵌挿孔に筒体を嵌挿し、その筒体の内
   部に含油軸受を固着してなるステータと、 前記軸受の軸支持孔に回転可能に支持される回転軸に前
   記コアの外周面に対向する内周面を有するヨークを固着
   し、そのヨークの内周面にマグネットを固着してなるロ
   ータとを備えたモータであって、 前記回転軸に前記軸受の径方向外側への押圧力を作用さ
   せて該軸受に対して回転軸が線接触するように前記軸支
   持孔を前記コアの中心軸線に対し径方向に偏心した位置
   とすべく、前記嵌挿孔を該中心軸線に対し径方向に偏心
   した位置に形成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、 前記筒体は、前記コアを支持するための支持部材に一体
   に形成されていることを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のモータにおい
   て、 前記含油軸受は、前記筒体の両端部にそれぞれ設けられ
   ていることを特徴とするモータ。