JP2010196733A - 軸受装置及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸のがたつきの一層の抑制を図ることができる軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受（含油軸受）２４にて回転軸２２が挿通支持される軸受装置およびその軸受装置を備えるモータに関し、弾性を有し潤滑油の含浸が可能な材料にて構成され、軸受（含油軸受）２４の軸方向端部への当接と、回転軸であるウォーム軸２２の外周面への当接とをなす給油部材３６が備えられてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、含油軸受にて回転軸が挿通支持されるその軸受装置及びその軸受装置を備えるモータに関するものである。

回転軸の軸受装置としては、例えば特許文献１〜３等にて示されているように、その回転軸（文献１ではウォーム軸）の支持に含油軸受が用いられているものもある。含油軸受は、多孔質材料にて形成されて潤滑油が含浸されてなり、回転軸との摺接面（軸受内周面）に潤滑油を供給しながら回転軸を支持している。

特開２００３−１９９２９０号公報 特開２０００−３２７０３号公報 特開平８−１９２１０号公報

ところで、回転軸と含油軸受の内周面との間にはクリアランス（径方向隙間）が設定され、該含油軸受はそのクリアランスに潤滑油膜を形成して回転軸を支持するものであるが、含浸させている潤滑油の油量が少なくなると、安定した潤滑油膜が形成できなくなる。すると、回転軸が軸受の内周面との間のクリアランスによってがたつき（暴れ）が生じ、このことがモータ駆動時の低振動・低騒音化を妨げる要因の一つとなっている。

そこで、上記各特許文献１〜３においては、若干の構成は違うものの、回転軸の回転により飛散する潤滑油を受け止めて軸受側に戻す機能を有するプレート部材（特許文献１，２）や、同様の機能を有する含油樹脂部材（特許文献３）が軸受に当接させて備えられ、回転軸と軸受の内周面との間のクリアランスに安定した潤滑油膜を形成できる工夫がなされている。

しかしながら、潤滑油膜に頼る回転軸のがたつきの抑制には限界があり、そのがたつきを一層抑制する要求に対しては、更なる改善が必要であった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転軸のがたつきの一層の抑制を図ることができる軸受装置、及びその軸受装置を備えるモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、含油軸受にて回転軸を挿通支持する軸受装置であって、弾性を有し前記軸受と同様の潤滑油の含浸が可能な材料にて構成され、前記含油軸受の軸方向端部への当接と、前記回転軸の外周面への当接とをなす給油部材が備えられたことをその要旨とする。

この発明では、弾性を有し含油軸受と同様の潤滑油の含浸が可能に構成され、含油軸受の軸方向端部への当接と、回転軸の外周面への当接とをなす給油部材が備えられる。つまり、給油部材が含油軸受の軸方向端部に当接することで、該軸受から染み出た潤滑油の回収と該軸受への給油とが行われて軸受内の潤滑油量の確保がなされ、回転軸と軸受の内周面との間のクリアランスに安定した潤滑油膜の形成が可能となって回転軸のがたつきが抑制され、またその給油部材が回転軸の外周面に弾性を以て当接することからも回転軸のがたつきが抑制され、がたつきの一層の抑制が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受装置において、前記給油部材は円環状をなし、その内径が前記回転軸の外径よりも小さく設定されたことをその要旨とする。
この発明では、給油部材の内径が回転軸の外径よりも小さく設定されることから、給油部材が回転軸の外周面に常に弾性を以て当接する。これにより、回転軸のがたつきが確実に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の軸受装置において、前記軸受はハウジング内に備えられるものであり、前記給油部材は、前記ハウジングと該ハウジングに装着される固定部材とで挟まれて固定されたことをその要旨とする。

この発明では、給油部材は、ハウジングと該ハウジングに装着される固定部材とで挟まれて固定される。つまり、給油部材を容易に固定することが可能である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の軸受装置において、前記固定部材は、前記給油部材の固定の他に機能を有する機能部品であることをその要旨とする。

この発明では、給油部材は、該給油部材の固定の他に機能を有する機能部品にて固定される。つまり、他の機能を有する機能部品が給油部材を固定する固定部材としても機能するため、部品を共通化でき、部品数の低減が可能である。

請求項５に記載の発明は、モータ駆動により回転する回転軸を挿通支持する請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置を備えたモータである。
この発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置が備えられることで、回転軸のがたつきの一層の抑制が可能となるため、モータの低振動・低騒音化が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のモータにおいて、モータ軸を回転させるモータ本体と、該モータ本体と組み付けられるギヤハウジング内において前記モータ軸と駆動連結する減速機構とを備えるものであり、前記減速機構を構成するウォーム軸が前記軸受にて支持され、該軸受及び前記ウォーム軸に対して前記給油部材が備えられたことをその要旨とする。

この発明では、ギヤハウジング内のウォーム軸及びその軸受に対して給油部材が備えられるため、ウォーム軸のがたつきの一層の抑制が可能となり、モータの低振動・低騒音化が可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のモータにおいて、前記モータ軸と前記ウォーム軸との間に介在され、前記モータ軸側からの回転力は前記ウォーム軸側に伝達し、前記ウォーム軸側からの回転は阻止するクラッチを備えるものであり、前記給油部材は、前記ハウジングと該ハウジングに装着され前記クラッチの一部として機能する機能部品とで挟まれて固定されたことをその要旨とする。

この発明では、給油部材は、ハウジングと該ハウジングに装着されクラッチの一部として機能する機能部品とで挟まれて固定される。つまり、給油部材を容易に固定することが可能であり、またクラッチの一部として機能する機能部品が給油部材を固定する固定部材としても機能するため、部品を共通化でき、部品数の低減が可能である。

本発明によれば、回転軸のがたつきの一層の抑制を図ることができる軸受装置、及びその軸受装置を備えるモータを提供することができる。

本実施形態におけるモータを示す断面図である。 ウォーム軸の軸受部分及びその周囲を示すモータの部分拡大断面図である。 ウォーム軸の軸受部分の構造を説明するための断面図であり、（ａ）は組付後、（ｂ）は組付前の状態を示す図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のモータ１を示す。本実施形態のモータ１は、車両搭載のパワーウインド装置の駆動源として用いられるものであり、モータ本体２、減速部３及びクラッチ４を備えてなる。

モータ本体２において、略有底扁平円筒状のヨークハウジング５の内周面には１対のマグネット６が固着され、該マグネット６の内側にはアーマチャ（電機子）７が収容されている。アーマチャ７はモータ軸８を有し、そのモータ軸８の基端部はヨークハウジング５の底部中央に設けた軸受９により回転可能に支持されている。アーマチャ７にはコイル１０が巻装され、該コイル１０の端末線はモータ軸８の先端部側の所定部位に固定される整流子１１に接続されている。

ヨークハウジング５の開口部にはブラシホルダ１２のホルダ本体１２ａが嵌合され、該ホルダ本体１２ａからヨークハウジング５の径方向外側にコネクタ部１２ｂが延出されている。ホルダ本体１２ａの中央には軸受１３が設けられ、該軸受１３にてモータ軸８の先端側が回転可能に支持されている。また、ホルダ本体１２ａには整流子１１と摺接する一対の給電ブラシ１４が保持され、コネクタ部１２ｂを通じて外部から供給される駆動電源が給電ブラシ１４に供給され、摺接する整流子１１を通じてコイル１０にアーマチャ７の回転のための電源供給がなされるようになっている。

そして、ホルダ本体１２ａの外周部に設けられシール部材１５を有する狭持部１２ｃがヨークハウジング５及び後述するギヤハウジング２１の両開口部で狭持されてブラシホルダ１２がヨークハウジング５の開口部において保持され、該ハウジング５の開口部外側のフランジ部５ａにネジ１６が取り付けられてヨークハウジング５がギヤハウジング２１に固定されている。

減速部３において、樹脂製のギヤハウジング２１は、減速機構を構成するウォーム軸２２及びウォームホイール２３やクラッチ４等を収容すべく所定形状に形成されている。ギヤハウジング２１の開口部側（モータ本体２側）に設けられる開口側凹部２１ａの底部中央には断面円形のクラッチ収容凹部２１ｂが形成され、更に該収容凹部２１ｂの底部中央にはモータ軸８の軸線方向に延びるウォーム軸収容凹部２１ｃが形成されている。ウォーム軸収容凹部２１ｃには、該収容凹部２１ｃの延出方向と直交方向に円形状に膨出するホイール収容凹部２１ｄが形成されている。

ウォーム軸収容凹部２１ｃには、含油軸受よりなる一対の軸受２４，２５がそれぞれ所定位置に装着され、該軸受２４，２５にモータ軸８と同軸上に挿通されるウォーム軸２２の基端部と先端部とが回転可能に支持されている。ウォーム軸２２には各軸受２４，２５間にウォーム部２２ａが形成されており、該ウォーム部２２ａはホイール収容凹部２１ｄに回転可能に収容されるウォームホイール２３と噛合されている。ウォームホイール２３には、ウインドガラスを開閉（昇降）させるためのウインドレギュレータ（図示略）と駆動連結される出力軸２６が該ホイール２３と一体回転するように連結されている。

図２に示すように、ウォーム軸２２と前記モータ軸８との間にはクラッチ４が介在されている。クラッチ４は、モータ本体２の駆動に基づくモータ軸８の回転力をウォーム軸２２から出力軸２６側に伝達する一方、負荷側（ウインドガラス）から出力軸２６に回転力が作用した際、ウォーム軸２２にて回転を阻止して出力軸２６の回転をロックするように作動する。つまり、クラッチ４は、モータ本体２の駆動に基づいてウインドガラスを開閉させる一方、ウインドガラスに自重や車両走行時の振動等が作用して出力軸２６に回転力が作用しても、そのウインドガラスの不意な下降を防止するものである。

そのクラッチ４において、ギヤハウジング２１のクラッチ収容凹部２１ｂに円筒部３１ａが嵌合するカラー３１が備えられる。円筒部３１ａの軸方向一端にはフランジ部３１ｂが設けられ、該フランジ部３１ｂが開口側凹部２１ａの底部に組み付けられてカラー３１が回り止めされた状態で装着される。円筒部３１ａの軸方向他端には径方向内側に延び円環状をなす内側延出部３１ｃが設けられ、該延出部３１ｃの中央開口部にはウォーム軸２２が挿通されている。

カラー３１の円筒部３１ａの内側には、ウォーム軸２２と凹凸嵌合にて互いに連結され一体回転するように該軸２２の基端部に固定される従動側回転体３２が備えられている。該従動側回転体３２に対応して備えられる駆動側回転体３３は、前記モータ軸８と一体回転するように該軸８の先端部に装着され、その従動側回転体３２と周方向に係合可能とされている。従動側回転体３２の外周部とカラー３１の円筒部３１ａの内周面との間には複数個のコロ部材３４（図２では１つのみ図示）が配置され、該コロ部材３４はサポート部材３５に装着されている。

そして、モータ本体２の駆動に基づいてモータ軸８とともに駆動側回転体３３が回転すると、該駆動側回転体３３は従動側回転体３２と周方向に係合してモータ軸８からの回転力がウォーム軸２２側に伝達される。一方、負荷側から出力軸２６に回転力が作用してウォーム軸２２とともに従動側回転体３２が若干回転すると、該従動側回転体３２の外周部とカラー３１の円筒部３１ａの内周面とでコロ部材３４を径方向に挟持し、従動側回転体３２のそれ以上の回転が阻止され、ウォーム軸２２（出力軸２６）の回転がロック状態とされる。

図２及び図３（ａ）に示すように、クラッチ収容凹部２１ｂの底面には円環状の給油部材３６が配置され、その収容凹部２１ｂの底面とカラー３１の内側延出部３１ｃとで軸方向に挟むようにして固定されている。給油部材３６は、フェルト、ウレタンゴム、エプトシーラ等、弾性を有し潤滑油（軸受２４に含浸される潤滑油と同様のもの）の含浸が可能な材料にて構成され、含油軸受よりなる軸受２４に含浸されている潤滑油と同様の潤滑油が該部材３６においても含浸されている。そして、給油部材３６は、その内周側がカラー３１の内側延出部３１ｃとウォーム軸２２の基端部を支持する軸受２４の基端側端面２４ａとの間に挟まれ、その内周側一側面が基端側端面２４ａに押圧された状態で当接し、また内周部がウォーム軸２２の基端外周面に押圧して当接している。尚、図３（ｂ）に示す給油部材３６の組付前状態において、ウォーム軸２２の基端外周面の外径Ｄ１よりも給油部材３６の内径Ｄ２が小さく設定され、図３（ａ）に示す組付後において、給油部材３６の内周部がウォーム軸２２の基端外周面に押圧して当接するようになっている。

ここで、軸受２４の内周面とウォーム軸２２の外周面との間にはクリアランスがあり、特に樹脂製のギヤハウジング２１に装着する本実施形態のような場合では、樹脂成形時の収縮により軸受２４を装着する部分の真円度が低くなりがちで、装着した軸受２４の変形量が比較的大きいため、クリアランスにそれを考慮する必要があって、軸受２４の潤滑油切れが生じた場合には、ウォーム軸２２のがたつき（暴れ）が懸念されるところである。

従って、給油部材３６を軸受２４に当接させることで、該軸受２４から染み出た潤滑油の回収と該軸受２４への給油とが行われて軸受２４内の潤滑油量の確保がなされる。これにより、ウォーム軸２２と軸受２４の内周面との間のクリアランスに安定した潤滑油膜の形成が可能で、ウォーム軸２２のがたつきが抑制される。

加えて、給油部材３６の内周部がウォーム軸２２の外周面に対して押圧、即ち弾性を以て当接することから、このことによってもウォーム軸２２のがたつきが抑制され、がたつきの一層の抑制が図られる構成となっている。これらにより、モータ１の低振動・低騒音化が可能である。

また、給油部材３６にて軸受２４側の空間（ウォーム軸収容凹部２１ｃ）とクラッチ４側の空間（クラッチ収容凹部２１ｂ）とが仕切られるため、軸受２４で用いる潤滑油とクラッチ４で用いる潤滑油（グリス）との交流が防止され、それぞれの潤滑性能の低下も防止されるようになっている。このこともモータ１の低振動・低騒音化に寄与している。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、弾性を有し潤滑油の含浸が可能な材料にて構成され、軸受（含油軸受）２４の軸方向端部への当接と、ウォーム軸２２の外周面への当接とをなす給油部材３６が備えられ、軸受２４とともに軸受装置を構成している。つまり、給油部材３６が軸受２４の軸方向端部に当接することで、該軸受２４から染み出た潤滑油の回収と該軸受２４への給油とが行われて軸受２４内の潤滑油量の確保がなされ、ウォーム軸２２と軸受２４の内周面との間のクリアランスに安定した潤滑油膜の形成が可能となってウォーム軸２２のがたつきが抑制される。また、その給油部材３６がウォーム軸２２の外周面に弾性を以て当接することからもウォーム軸２２のがたつきが抑制され、ウォーム軸２２のがたつきの一層の抑制を図ることができる。このとき、給油部材３６の内径Ｄ２がウォーム軸２２の外径Ｄ１よりも小さく設定されていることから、給油部材３６がウォーム軸２２の外周面に常に弾性を以て当接するため、ウォーム軸２２のがたつきを確実に抑制できる。これらにより、モータ１の低振動・低騒音化を図ることが可能となる。

（２）本実施形態では、給油部材３６は、ギヤハウジング２１と該ハウジング２１に装着されクラッチ４の一部として機能する機能部品としてのカラー３１とで挟まれて固定されている。つまり、給油部材３６を容易に固定することができ、またクラッチ４の一部として機能するカラー３１が給油部材３６を固定する固定部材としても機能するため、部品を共通化でき、部品数の低減が可能である。

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、給油部材３６をギヤハウジング２１（クラッチ収容凹部２１ｂ）とカラー３１とで挟んで固定したが、固定態様はこれに限定されるものではない。例えば、カラー３１以外の固定部材を用いてもよい。また、挟持以外の固定手法を用いてもよい。

・上記実施形態では、給油部材３６がウォーム軸２２の外周面に常に弾性を以て当接するように給油部材３６の内径Ｄ２をウォーム軸２２の外径Ｄ１よりも小さく設定したが、同径であってもよい。

・上記実施形態では、給油部材３６を軸受２４の軸方向一端のみに当接させたが、軸受２４の外周面や軸方向他端にも当接させてもよい。
・上記実施形態のモータ１の構成を適宜変更してもよい。例えば、クラッチ４を用いない構成としてもよい。また、モータ１（モータ本体２）はブラシ付き直流モータにて構成したが、ブラシレスモータ等であってもよい。

・上記実施形態では、パワーウインド装置用のモータ１内の軸受装置に対して適用したが、その他に用いるモータの軸受装置に対して適用してもよい。また、モータ以外の軸受装置に適用してもよい。

２…モータ本体、４…クラッチ、８…モータ軸、２１…ギヤハウジング（ハウジング）、２２…ウォーム軸（回転軸、減速機構）、２３…ウォームホイール（減速機構）、２４…軸受（含油軸受）、２４ａ…基端側端面（軸方向端部）、３１…カラー（機能部品）、３６…給油部材、Ｄ１…外径、Ｄ２…内径。

Claims (7)

1. 含油軸受にて回転軸を挿通支持する軸受装置であって、
   弾性を有し前記軸受と同様の潤滑油の含浸が可能な材料にて構成され、前記含油軸受の軸方向端部への当接と、前記回転軸の外周面への当接とをなす給油部材が備えられたことを特徴とする軸受装置。
2. 請求項１に記載の軸受装置において、
   前記給油部材は円環状をなし、その内径が前記回転軸の外径よりも小さく設定されたことを特徴とする軸受装置。
3. 請求項１又は２に記載の軸受装置において、
   前記軸受はハウジング内に備えられるものであり、
   前記給油部材は、前記ハウジングと該ハウジングに装着される固定部材とで挟まれて固定されたことを特徴とする軸受装置。
4. 請求項３に記載の軸受装置において、
   前記固定部材は、前記給油部材の固定の他に機能を有する機能部品であることを特徴とする軸受装置。
5. モータ駆動により回転する回転軸を挿通支持する請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置を備えたことを特徴とするモータ。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   モータ軸を回転させるモータ本体と、該モータ本体と組み付けられるギヤハウジング内において前記モータ軸と駆動連結する減速機構とを備えるものであり、
   前記減速機構を構成するウォーム軸が前記軸受にて支持され、該軸受及び前記ウォーム軸に対して前記給油部材が備えられたことを特徴とするモータ。
7. 請求項６に記載のモータにおいて、
   前記モータ軸と前記ウォーム軸との間に介在され、前記モータ軸側からの回転力は前記ウォーム軸側に伝達し、前記ウォーム軸側からの回転は阻止するクラッチを備えるものであり、
   前記給油部材は、前記ハウジングと該ハウジングに装着され前記クラッチの一部として機能する機能部品とで挟まれて固定されたことを特徴とするモータ。

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