JP2007252193A - モータ及びその軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】油漏れを有効に防止し、モータ及びその含油軸受の使用寿命を延長できるモータ及びその軸受構造を提供する。
【解決手段】本発明に係わる軸受構造は、軸受ホルダ内に設けられる軸受構造であって、回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面と側壁の少なくとも一部とを被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、その中心に前記回転軸が挿通される貫通孔を有する円筒状シール部材と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータ及びその軸受構造に関し、特に油漏れを防止するモータ及びその軸受構造に関する。

現在、多くの装置（例えばファン）がモータによって伝動されるため、モータの品質は、装置全体の品質に大きな影響を与える。モータは、不安定であれば、装置全体の運転に支障を与え、そのうち、モータの軸受がモータの品質を影響する要因の一つである。

従来のモータは、ほとんど玉軸受(Ball bearing)を使用したが、玉軸受はコストが比較的に高く、振動や衝撃等の外力に抵抗できず、しかも、モータが高回転速度で運転する際に十分な潤滑を施すことができない。このため、従来の技術では、玉軸受の代わりに、含油軸受（oil bearing）を採用したが、含油軸受が軸受ホルダに装着される際に、回転軸の脱落を防止するために、十分な結合力を加える必要がある。この結合力が含油軸受に直接に作用するため、含油軸受の内径が収縮し、回転軸と含油軸受との間の磨耗を増大させ、製品の使用寿命を短縮させる。

含油軸受は、一般に多孔性材質から構成され、その内部に潤滑油を含浸した複数の微細な空孔が設けられる。回転軸が含油軸受で回転する際に、微細な空孔の毛細管現象によって、潤滑油が回転軸と含油軸受との間の隙間に充填され、回転軸と含油軸受を潤滑させる。しかし、回転軸と含油軸受の長時間の摩擦により、潤滑油が蒸発しまたは高温で変質し、含油軸受の潤滑性が悪くなる。さらに、モータがさかさまに使用される際に、潤滑油が重力作用によって回転軸と含油軸受の間の隙間から漏出し、潤滑不足になってしまう。

図１に示すように、従来の含油軸受１０は、ステータベースの軸受ホルダ１２内に設けられ、回転軸１１が挿通される軸受孔１０１を有する。含油軸受１０の上面１０２が直接に外気と接触するため、潤滑油が回転軸１１の回転連動によって、含油軸受１０の上面１０２、含油軸受１０と回転軸１１との間の隙間、そして含油軸受１０と軸受ホルダ１２との間の隙間から、外部へ漏出する。特に、モータ即ち含油軸受１０がさかさまに使用される際に、漏出がさらに悪化し、含油軸受１０の使用寿命が短縮される。または、潤滑油が不足であるため、回転軸と含油軸受との間の摩擦が大きくなり、全体の運転が不調になってさらに損傷する恐れもある。

この問題を解決するために、図２に示すように、含油軸受１０の上面１０２に環状の隔板１３を設置し、油漏れ経路を遮断するが、その効果には一定の限度があり、潤滑油が依然として含油軸受１０と回転軸１１との間の隙間、隔板１３と回転軸１１との間の隙間、そして含油軸受１０と軸受ホルダ１２との間の隙間から、外部へ漏出してしまう。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、油漏れを有効に防止し、使用寿命を延長できるモータ及びその軸受構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係わる軸受構造は、軸受ホルダ内に設けられる軸受構造であって、回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面と側壁の少なくとも一部とを被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、その中心に前記回転軸が挿通される貫通孔を有する円筒状シール部材と、を備える。

また、本発明に係わる軸受構造は、軸受ホルダ内に設けられる軸受構造であって、回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面を被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、その中心に前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられるシール部材と、を備える。

また、本発明に係わるモータは、回転軸を有するロータと、軸受ホルダを有するステータと、回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面と側壁の少なくとも一部とを被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、その中心に前記回転軸が挿通される貫通孔を有する円筒状シール部材とを備え、前記軸受ホルダ内に設けられる軸受構造と、を具備する。

また、本発明に係わるモータは、回転軸を有するロータと、軸受ホルダを有するステータと、前記回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面を被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結し、その中心に、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられるシール部材と、を備え、前記軸受ホルダ内に設けられる軸受構造と、を具備する。

本発明のモータ及びその軸受構造によれば、円筒状シール部材または凹溝を有するシール部材が前記含油軸受を被覆することにより、油漏れ経路を確実に遮断し、油漏れを防止し、モータ及びその含油軸受の使用寿命を延長することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例におけるモータ及びその軸受構造について説明する。なお、共通する構成要素について、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。

［実施例１］
図３に示すように、本発明の実施例１における軸受構造２は、回転軸３１とあわせて、軸受ホルダ３２内に設けられる。例えば、軸受構造２がモータに適用される場合、回転軸３１は、モータのロータの回転軸であり、軸受ホルダ３２は、モータのステータの軸受ホルダである。

本実施例において、軸受ホルダ３２は、一体に成形された単体である。また、軸受ホルダ３２の底部には、耐摩耗部材３２１（例えば耐摩耗片）が設けられる。もちろん、軸受ホルダ３２は、複数の部品から構成されてもよい。例えば、軸受ホルダ３２の底部には、係止部材によってシールされた開口を設けることもできる。

軸受構造２は、含油軸受２１と、円筒状シール部材２３と、を備える。なお、含油軸受２１は、回転軸３１が挿通される軸受孔２１１を有する。含油軸受２１の内部には、潤滑油が含浸され、回転軸３１が回転すると、潤滑油が放出され、潤滑効果を提供する。

円筒状シール部材２３は、軸受ホルダ３２の中に設けられ、軸受ホルダ３２の内壁と連結され、含油軸受２１の上面２１２と側壁２１３を被覆する。本実施例において、円筒状シール部材２３は、含油軸受２１の側壁２１３を完全に被覆するが、それに限らず、含油軸受２１の側壁２１３の少なくとも一部のみを被覆してもよい。

また、円筒状シール部材２３の中心には、貫通孔２３１が設けられる。貫通孔２３１の直径は、軸受孔２１１の直径に実質的に等しいまたはそれより大きい。円筒状シール部材２３が含油軸受２１を被覆する際に、回転軸３１が貫通孔２３１と軸受孔２１１を挿通し、且つ、耐摩耗部材３２１に当接する。

本実施例において、円筒状シール部材２３が含油軸受２１の上面２１２と側壁２１３を被覆することにより、閉塞空間を形成し、潤滑油が含油軸受２１の上面２１２、そして、含油軸受２１と軸受ホルダ３２との間の隙間から漏出するのを防止することができる。なお、軸受構造２内部の圧力が大気圧力より小さいため、大気圧力によって、潤滑油が回転軸３１と含油軸受２１との間の隙間から漏出するのを防止することができ、すなわち、全面に油漏れを防止し、潤滑油を軸受構造２に有効に保持し、さらに、軸受構造２の使用寿命を延長することができる。

図４Ａと図４Ｂは、図３の軸受構造２の円筒状シール部材２３の別の実施態樣を示す断面図である。図４Ａに示すように、円筒状シール部材２３は、曲がり箇所を設けることにより、円筒状シール部材２３と含油軸受２１の上面２１２との間に収容空間２３２が形成される。また、図４Ｂでは、円筒状シール部材２３の上面の内壁２３３に凹部２３４が形成される。第1の収容空間２３２または凹部２３４は、含油軸受２１から漏出した潤滑油を保存するために用いられ、しかも、第1の収容空間２３２または凹部２３４の圧力が大気圧力より小さいため、大気圧力によって、潤滑油が回転軸３１と含油軸受２１との間の隙間から漏出するのを防止することができる。さらに、第1の収容空間２３２または凹部２３４に保存された潤滑油が、重力によって含油軸受２１に適切に回流し、含油軸受２１内部の潤滑油の含量を維持することもできる。

また、図５に示すように、円筒状シール部材２３の貫通孔２３１の内壁には、さらに、少なくとも一つの凹溝２３５を設けることもできる。凹溝２３５は、例えばリング状凹溝である。凹溝２３５は、含油軸受２１から漏出した潤滑油を保存するために用いられ、しかも、凹溝２３５内部の圧力が大気圧力より小さいため、大気圧力によって、潤滑油が回転軸３１と含油軸受２１との間の隙間から漏出するのを防止することができる。さらに、凹溝２３５に保存された潤滑油が、重力によって含油軸受２１に適切に回流し、含油軸受２１内部の潤滑油の含量を維持することもできる。

また、図６に示すように、円筒状シール部材２３の上にカバー２５を設けることもできる。なお、カバー２５は、円筒状シール部材２３の外壁及び/または上面の少なくとも一部に当接する。本実施例において、カバー２５は、回転軸３１の凹陷部３１１に近接し、円筒状シール部材２３とともに、第２の収容空間２５１を形成するため、さらに油漏れを防止する効果を強化することができる。

また、図７に示すように、円筒状シール部材２３は、その内壁に含油軸受２１の側壁２１３に当接する複数の突出部２３６を設けることもできる。なお、突出部２３６と円筒状シール部材２３は、一体に成形されるが、もちろん、突出部２３６と円筒状シール部材２３は、それぞれ単体を形成してから、突出部２３６を円筒状シール部材２３の内壁に固定することもできる。本実施例において、突出部２３６を含油軸受２１に当接することにより、円筒状シール部材２３と含油軸受２１との間の製作精度を低減し、両者の公差を緩和し、製作がより容易となる。もちろん、突出部２３６は、軸受ホルダ３２の内壁に当接させるべく、円筒状シール部材２３の外壁に設けることもできる。また、突出部２３６は、円筒状シール部材２３の内壁に当接させるために、含油軸受２１の側壁２１３に設けることもできる。また、突出部２３６は、前記円筒状シール部材２３の外壁に当接させるべく、軸受ホルダ３２の内壁に設けることもできる。

［実施例２］
図８に示すように、本発明の実施例２における軸受構造７は、回転軸３１とあわせて、軸受ホルダ３２内に設けられる。軸受構造７は、含油軸受２１と、シール部材７１とを備える。なお、回転軸３１、軸受ホルダ３２及び含油軸受２１は、その構成と機能が上述したのものと同様なので、その説明を省略する。

シール部材７１は、含油軸受２１の上面２１２を被覆するとともに、軸受ホルダ３２の内壁と連結される。シール部材７１の中心に、貫通孔７１１が設けられ、貫通孔７１１の直径は、軸受孔２１１の直径に実質的に等しいまたはそれより大きい。シール部材７１が含油軸受２１の上面２１２を被覆する際に、回転軸３１は、貫通孔７１１と軸受孔２１１を挿通し、且つ、耐摩耗部材３２１に当接する。

また、含油軸受２１から漏出した潤滑油を保存するために、貫通孔７１１の内壁に少なくとも一つの凹溝７１２（例えばリング状凹溝）が設けられる。

本実施例において、軸受構造７は、シール部材７１によって含油軸受２１の上面２１２を被覆することにより、閉塞空間を形成し、潤滑油が含油軸受２１の上面２１２、そして、含油軸受２１と軸受ホルダ３２との間の隙間から漏出するのを防止することができる。大気圧力によって、潤滑油が回転軸３１と含油軸受２１との間の隙間から漏出するのを防止することができる。さらに、凹溝７１２に保存された潤滑油が、重力によって含油軸受２１に適切に回流するため、油漏れを防止する効果を果たし、潤滑油を含油軸受２１に有効に保持し、さらに、含油軸受２１の使用寿命を延長することができる。

また、本実施例において、軸受構造７は、さらに、カバー７３を備える。カバー７３は、シール部材７１の上面の少なくとも一部に当接するとともに、回転軸３１の凹陷部３１１に近接し、シール部材７１との間に、第２の収容空間７３１を形成し、第２の収容空間７３１によって、さらに油漏れを防止し、油漏れを防止する効果を強化する。

［実施例３］
図９及び図１０は、本発明の実施例３におけるモータ８を示す断面図である。図９及び図１０に示すように、モータ８は、ロータ８１と、ステータ８２と、軸受構造２とを具備する。なお、上述した軸受構造２、７は、モータ８に適用することができる。本実施例では、図３の軸受構造２をモータ８に適用する態様について説明する。

ロータ８１は、回転軸８１１と蓋体８１２とを備える。図９及び図１０に示すように、回転軸８１１は、蓋体８１２に嵌合される。なお、回転軸８１１と蓋体８１２は、一体に成形される。蓋体８１２の内側面には、リング状の磁石８１３が固設される。本実施例において、磁石８１３は、例えば永久磁石である。
図１０に示す実施例は、ファンモータ９に係るものである。ファンモータ９は、図９に示すロータ８１の蓋体８１２の外周部９１１に、インペラ９１２からなるファン９１を備えたものである。

ステータ８２は、軸受ホルダ８２１と、ステータ磁極８２２と、回路基板８２３と、を備える。ステータ磁極８２２は、コイルの巻回によって形成され、磁石８１３と対向して設置され、磁界作用によって、ロータ８１とステータ８２を相対的に運動させる。また、回路基板８２３は、軸受ホルダ８２１の外側に設けられ、その上にステータ８２の磁界を検出及び制御するためのセンサが設けられる。軸受ホルダ８２１内には、さらに、耐摩耗部材８２４（例えば耐摩耗片）が設けられる。回転軸８１１は、軸受ホルダ８２１内に備えられる際に、耐摩耗部材８２４に当接する。

軸受構造２は、回転軸８１１とあわせて、軸受ホルダ８２１内に設けられる。軸受構造２は、軸受孔２１１を有する含油軸受２１と、円筒状シール部材２３と、を備える。なお、回転軸８１１は、軸受孔２１１に挿通される。

前記円筒状シール部材２３は、含油軸受２１の上面２１２と側壁２１３を被覆し、軸受ホルダ８２１の内壁と連結される。また、円筒状シール部材２３の中心には、貫通孔２３１が設けられ、貫通孔２３１の直径が軸受孔２１１の直径に実質的に等しいまたはそれより大きくなる様構成されている。円筒状シール部材２３が含油軸受２１を被覆する際に、回転軸８１１が貫通孔２３１と軸受孔２１１を挿通し、且つ、耐摩耗部材８２４に当接する。

本実施例において、円筒状シール部材２３が含油軸受２１の上面２１２と側壁２１３を被覆することにより、閉塞空間を形成し、潤滑油が含油軸受２１の上面２１２、そして、含油軸受２１と前記軸受ホルダ８２１との間の隙間から漏出するのを防止し、油漏れを防止する効果を果たし、潤滑油を軸受構造２に有効に保持し、さらに、モータ８全体の使用寿命を延長することができる。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

従来の含油軸受が、回転軸とあわせて使用される態様を示す断面図である。 図１の含油軸受の上面に隔板が設けられた態様を示す断面図である。 本発明の実施例１における軸受構造が、回転軸と軸受ホルダとあわせて使用される態様を示す断面図である。 図３の軸受構造における円筒状シール部材の別の実施態樣を示す断面図である。 図３の軸受構造における円筒状シール部材の別の実施態樣を示す断面図である。 図３の軸受構造における円筒状シール部材の貫通孔の内壁に凹溝が設けられた態様を示す断面図である。 図３の軸受構造にカバーが設けられた態様を示す断面図である。 図３の軸受構造の円筒状シール部材の内壁に、少なくとも一つの突出部が設けられた態様を示す断面図である。 本発明の実施例２における軸受構造が回転軸と軸受ホルダとあわせて使用する態様を示す断面図である。 本発明の実施例３におけるモータを示す断面図である。 本発明の実施例３におけるファンモータを示す断面図である。

符号の説明

１０、２１ 含油軸受
１０１、２１１ 軸受孔
１０２、２１２ 上面
１１、３１、８１１ 回転軸
１２、３２、８２１ 軸受ホルダ
１３ 隔板
２、７ 軸受構造
２１３ 側壁
２３ 円筒状シール部材
２３１、７１１ 貫通孔
２３２、２５１、７３１ 第１または第２の収容空間
２３３ 内壁
２３４ 凹部
２３５、７１２ 凹溝
２３６ 突出部
２５、７３ カバー３１１ 凹陷部
３２１、８２４ 耐摩耗部材
７１ シール部材
８ モータ
８１ ロータ
８１２ 蓋体
８１３ 磁石
８２ ステータ
８２２ ステータ磁極
８２３ 回路基板

Claims (16)

1. 軸受ホルダ内に設けられる軸受構造であって、
   回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、
   前記含油軸受の上面と側壁の少なくとも一部とを被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、前記回転軸が挿通される貫通孔を有する円筒状シール部材と、
   を備える、ことを特徴とする軸受構造。
2. 前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
3. 前記円筒状シール部材と前記含油軸受の前記上面との間に、第１の収容空間が形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
4. 前記円筒状シール部材の上に設けられ、前記円筒状シール部材とともに第２の収容空間を形成するカバーと、
   をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
5. 前記円筒状シール部材は、前記軸受ホルダの前記内壁または前記含油軸受の前記側壁に当接する少なくとも一つの突出部が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
6. 前記含油軸受の前記側壁には、前記円筒状シール部材の内壁に当接する少なくとも一つの突出部が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
7. 前記軸受ホルダの前記内壁には、前記円筒状シール部材の外壁に当接する少なくとも一つの突出部が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
8. 軸受ホルダ内に設けられる軸受構造であって、
   回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、
   前記含油軸受の上面を被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられるシール部材と、
   を備える、ことを特徴とする軸受構造。
9. 前記シール部材の上面の少なくとも一部に当接し、前記シール部材とともに収容空間を形成するカバーと、
   をさらに備える、ことを特徴とする請求項８に記載の軸受構造。
10. 回転軸を有するロータと、
    軸受ホルダを有するステータと、
    前記回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面と側壁の少なくとも一部とを被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、前記回転軸が挿通される貫通孔を有する円筒状シール部材とを備え、前記軸受ホルダ内に設けられる軸受構造と、
    を具備する、ことを特徴とするモータ。
11. 前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられる、ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
12. 前記円筒状シール部材と前記含油軸受の前記上面との間に、第１の収容空間が形成される、ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
13. 前記円筒状シール部材、前記含油軸受、前記軸受ホルダからなるグループのうち何れか一つに設けられる、少なくとも一つの突出部と、
    をさらに具備する、ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
14. 前記円筒状シール部材の上に設けられ、前記円筒状シール部材とともに第２の収容空間を形成するカバーと、
    をさらに備える、ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
15. 回転軸を有するロータと、
    軸受ホルダを有するステータと、
    前記回転軸が挿通される軸受孔を有する含油軸受と、前記含油軸受の上面を被覆するとともに、前記軸受ホルダの内壁と連結され、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、前記貫通孔の内壁に、少なくとも一つの凹溝が設けられるシール部材と、を備え、前記軸受ホルダ内に設けられる軸受構造と、
    を具備する、ことを特徴とするモータ。
16. 前記シール部材の上面の少なくとも一部に当接し、前記シール部材とともに第２の収容空間を形成するカバーと、
    をさらに備える、ことを特徴とする請求項１５に記載のモータ。

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