JP2009525016A - オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータを提供する。
【解決手段】本発明に係るモータは、オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータであって、回転軸１２０と、前記回転軸を回転可能に支持するオイルレスベアリング１１０と、その中心部に前記回転軸が固定され、前記オイルレスベアリングから漏出したオイルを収集すべく前記回転軸の周囲に形成されたオイル収集凹部１３１を有し、かつ軟磁性粉を圧縮することにより形成されたロータ１３０と、前記オイル収集凹部内で遠心力によって移動するオイルを吸収すべく液体吸収材料から形成され、前記オイル収集凹部内に設置されたオイル吸収リング１４０とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータに関し、より詳しくは、オイル漏出を防止することで耐久性及び信頼性を向上させたオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータに関する。

一般に、モータとは、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して回転力を得る装置のことをいい、家庭用電子製品だけでなく、産業用機器などに広範囲に用いられている。例えば、モータは、エアコンや冷蔵庫などの冷房機器の内部に冷媒を液状に還元するために備えられるコンプレッサや、洗濯機、掃除機、光ディスクプレーヤ、コンピュータのハードディスクドライブなどに広く用いられている。

このようなモータ、特に小型モータには、回転軸を滑らかに回転させるために、自己潤滑性を有するオイルレスベアリングが装着される。以下、図１を参照しつつ、従来のオイルレスベアリング型モータについて説明する。

図１は、従来のオイルレスベアリング型モータ１０の要部を示す断面図である。従来のオイルレスベアリング型モータ１０は、ホルダ１１、ケーシング（図示せず）、ステータ（図示せず）、ロータ１２、及び回転軸１３を備える。ホルダ１１は、前記ケーシングの上側及び下側の両方に取り付けられる。また、図示しないが、前記ステータは、前記ケーシングの内面に固定される。ロータ１２は、前記ステータの内部に、空隙を有して回転可能に配置される。回転軸１３は、ロータ１２の中央部を貫通する、かつロータ１２に固定される。回転軸１３は、オイルレスベアリング１４によって回転可能となるように、ホルダ１１内に配置される。

ホルダ１１の中央部にはベアリング装着部１１ａが形成され、ベアリング装着部１１ａにはオイルレスベアリング１４が装着される。

オイルレスベアリング１４は、多数の孔を有する焼結金属から形成される。オイルレスベアリング１４は、前記焼結金属の孔の中に潤滑オイルを含浸しており、自己潤滑性を有している。ベアリング装着部１１ａからオイルレスベアリング１４が離脱するのを防止するために、オイルレスベアリング１４におけるベアリング装着部１１ａから露出した一部は、板ばね１５により弾性支持される。

ホルダ１１におけるベアリング装着部１１ａの外側部分に、板ばね１５が取り付けられる。そして、異物の流入を遮断するベアリングカバー１６が、板ばね１５に堅固に固定される。

ホルダ１１とオイルレスベアリング１４との間には、オイルを含浸したパーマウィック（Permawick）１７が充填される空間が形成される。

パーマウィック１７は、オイルレスベアリング１４と回転軸１３との接触部分などの摩擦が生じる部分にオイルを供給する。

このような従来のモータ１０では、モータ１０に電力が供給されてステータ（図示せず）とロータ１２との間に生成された磁束によってオイルレスベアリング１４に回転可能に支持された回転軸１３が、ロータ１２と共に回転する。このとき、回転軸１３が滑らかに回転できるように、摩擦が発生する部分に、オイルレスベアリング１４とパーマウィック１７からオイルが供給される。

しかしこのような従来のモータ１０では、回転軸１３が回転すると、回転軸１３とオイルレスベアリング１４との間で摩擦熱が発生するため、パーマウィック１７及びオイルレスベアリング１４の周辺の温度が上昇する。そして、温度上昇に伴い、オイルレスベアリング１４及びパーマウィック１７に含浸されたオイルのゲル型の繊維性材料への混入が引き起こされ、前記オイルの粘性が低下する。オイルの粘性が低下すると、前記オイルが回転軸１３に沿って漏出し、ロータ１２の回転力によって飛散する。その結果、モータ１０の内部部品を構成する射出成形物がしばしば劣化し、劣化した部分が容易に壊れ、モータ１０の耐久性及び信頼性が低下する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、モータの構成部品をなす射出成形物の劣化及び破損を防止し、そのことによって前記モータの耐久性及び信頼性を向上させる、オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための本発明は、オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータであって、回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するオイルレスベアリングと、その中心部に前記回転軸が固定され、前記オイルレスベアリングから漏出したオイルを収集すべく前記回転軸の周囲に形成されたオイル収集凹部を有し、かつ軟磁性粉を圧縮することにより形成されたロータと、前記オイル収集凹部内で遠心力によって移動するオイルを吸収すべく液体吸収材料から形成され、前記オイル収集凹部内に設置されたオイル吸収リングとを備えることを特徴とする。

本発明に係るオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータによれば、オイル漏出を防止することができるので、通常はオイル漏出によって生じる、前記モータの構成部品をなす射出成形物の劣化及び破損を防止することができる。したがって、前記モータの耐久性及び信頼性を向上させるという効果を奏する。

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態を説明する。

図２及び図３は、本発明に係るオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータの要部を示す断面図である。オイルレスベアリング型モータ１００は、オイルレスベアリング１１０と、回転軸１２０と、ロータ１３０と、オイル収集凹部（oil collection indentation）１３１と、オイル吸収リング１４０とを備える。回転軸１２０は、オイルレスベアリング１１０によって回転可能に支持される。ロータ１３０は、回転軸１２０の中央部に固定される。ロータ１３０は、オイル収集凹部１３１を形成すべく、軟磁性粉を圧縮することによって形成される。ロータ１３０のオイル収集凹部１３１には、オイル吸収リング１４０が装着される。

図示しないが、ホルダ１５０は、ケーシング（図示せず）の上側及び下側の両側に結合される。ホルダ１５０には、オイルレスベアリング１１０が設置される。オイルレスベアリング１１０は、回転軸１２０を回転可能に支持するために、焼結金属の孔内に含浸された潤滑オイルを回転軸１２０との結合部に供給する。

ホルダ１５０の中央部の内側には、オイルレスベアリング１１０を装着するためのベアリング装着部１５１が形成される。オイルレスベアリング１１０におけるベアリング装着部１５１から露出した一部は、板ばね１５２により弾性支持される。ベアリング装着部１５１の外側部分にはベアリングカバー１５３が取り付けられ、板ばね１５２を堅固に固定する。

例えば、オイルレスベアリング１１０と回転軸１２０との接触部分などの摩擦が生じる部分にオイルを供給するように、オイルを含浸させたパーマウィック１５４が、ホルダ１５０とオイルレスベアリング１１０との間の空間に充填される。

ロータ１３０と一体的に回転するように、回転軸１２０はロータ１３０の中央部に固定される。

ロータ１３０は、ケーシング（図示せず）の内面に固定されたステータ（図示せず）の内部に空隙を有して配置され、前記ステータが生成した磁束によって回転する。ロータ１３０は、オイルレスベアリング１１０から漏れたオイルを収集すべく、回転軸１２０の特定の部分の周囲に形成されたオイル収集凹部１３１を有する。

上述したように、ロータ１３０は、軟磁性粉を圧縮することにより成形される。前記軟磁性粉としては、互いに電気的に絶縁されるように各々が特定の物質でコーティングされた、鉄ベースの粒子が挙げられる。

オイル収集凹部１３１の形成方法について詳細に説明すると、まず、圧縮成形装置のロータ１３０と実質的に同一の形状に形成された成形空間に、軟磁性粉を充填する。次に、前記軟磁性粉を、パンチ部材などの圧縮部材で圧縮して、ロータ１３０内にオイル収集凹部１３１を形成する。軟磁性粉には潤滑剤及び／又は結合剤が含浸させられ、共に圧縮される。

ロータ１３０は、前記軟磁性粉を圧縮することにより、三次元の軟磁性複合材料（soft magnetic composite：ＳＭＣ）となり、通常は、ケイ素鋼板を積層して形成されるロータ１２（図１参照）よりも、構造的自由度が高くなる。その結果、ケイ素鋼板を積層した構造の従来のロータ１２とは異なり、ロータ１３０にオイル収集凹部１３１を形成することが可能となる。

オイル吸収リング１４０としては、フェルトをベースにした材料や、液体を吸収可能な材料（例えば、多孔性合成樹脂）が挙げられる。オイル吸収リング１４０は、回転軸１２０がオイル吸収リング１４０の中央部の内側に位置されるように、オイル収集凹部１３１の内側に設置される。遠心力によって移動するオイルは、オイル収集凹部１３１に吸収される。

オイル吸収リング１４０は、オイル収集凹部１３１に強制的に嵌込される。好ましくは、図４に示すように、オイル吸収リング１４０は、オイル収集凹部１３１の内面に沿って形成されたリング装着溝１３２に装着される。このことにより、オイル吸収リング１４０の脱離を防止することができる。

オイル収集凹部１３１は、回転軸１２０に沿って収集されるオイルをオイル吸収リング１４０にスムーズに移動させて前記オイルを前記リング１４０に速やかに吸収させように、回転軸１２０からオイル吸収リング１４０まで曲面状に形成されることが好ましい。図３における参照符号Ｃは、オイル収集凹部１３１の曲面形状を示す。

図３では、オイル収集凹部１３１及びオイル吸収リング１４０は、ロータ１３０の片側のみに形成及び配置されている。しかし、これに限定されず、オイル収集凹部１３１及びオイル吸収リング１４０を、ロータ１３０の両側に形成及び配置することもできる。

上記に説明したようなオイルレスベアリング型モータは、以下のように作用する。

本発明に係るオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータ１００では、回転軸１２０の回転中に回転軸１２０とオイルレスベアリング１１０との間で生成された摩擦熱に起因してパーマウィック１５４及びオイルレスベアリング１１０の温度が上昇したとき、パーマウィック１５４及びオイルレスベアリング１１０に含浸されたオイルがゲル型の繊維性材料にしばしば混入するため、パーマウィック１５４及びオイルレスベアリング１１０に含浸されたオイルの粘性が低下する。その結果、前記オイルが回転軸１２０に沿って漏出してオイル収集凹部１３１に収集される。

オイル収集凹部１３１で収集されたオイルは、ロータ１３０の回転により生成された遠心力の作用方向へ移動し、オイル吸収リング１４０に到達して吸収される。したがって、オイルレスベアリング１１０から漏出したオイルがモータ１００の内部に飛散するのが防止される。

オイル吸収リング１４０は、オイル収集凹部１３１のリング装着溝１３２に装着される。このことにより、ロータ１３０が回転しても、オイル吸収リング１４０はオイル収集凹部１３１に堅固に固定される。また、オイル収集凹部１３１内で回転軸１２０からオイル吸収リング１４０まで延びるオイル収集凹部１３１の湾曲部分により、回転軸１２０から漏出したオイルがオイル吸収リング１４０までスムーズに移動することができる。したがって、オイル吸収リング１４０は、前記オイルを効率よく吸収することができる。

同一形状のケイ素鋼板を積層して形成される従来のロータ１２（図１参照）とは異なり、ロータ１３０のオイル収集凹部１３１は軟磁性粉の圧縮成形により形成される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で規定された本発明の精神と範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更及び修正が可能であることは当業者には明らかである。

従来のオイルレスベアリング型モータの要部を示す断面図である。 本発明に係るオイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータの要部を示す断面図である。 図３に示したモータにおけるオイル収集凹部の付近の拡大図である。 図３に示したモータにおける吸収リングの装着状態を示す斜視図である。

Claims (3)

1. オイル漏出防止機能を有するオイルレスベアリング型モータであって、
   回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持するオイルレスベアリングと、
   その中心部に前記回転軸が固定され、前記オイルレスベアリングから漏出したオイルを収集すべく前記回転軸の周囲に形成されたオイル収集凹部を有し、かつ軟磁性粉を圧縮することにより形成されたロータと、
   前記オイル収集凹部内で遠心力によって移動するオイルを吸収すべく液体吸収材料から形成され、前記オイル収集凹部内に設置されたオイル吸収リングとを備えるモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記オイル収集凹部の内面に、前記オイル吸収リングが装着されるリング装着溝を形成したことを特徴とするモータ。
3. 請求項１に記載のモータであって、
   前記オイル収集凹部は、前記オイルの移動を案内するために、前記回転軸から前記オイル吸収リングまで曲面状に形成されることを特徴とするモータ。

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