JP2718575B2 - 電動機の軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形電動機などに好適
な電動機の軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の小形電動機の軸受保持構造には、
例えば実開昭５５−４６１６号，実開昭５６−６３２５
８号，実開平１−９３９４８号，実開平１−９３９４９
号公報等に開示されるように、電動機本体のエンドカバ
ー（エンドブラケット）に、回転軸支持用のラジアル軸
受（例えば焼結含油軸受）を直接組付ける方式と、実公
平２−１１６１０号，実公平２−１１６１１号公報等に
開示されるように、予めラジアル軸受を含油材等と共に
ハウジング（ケース）に収容して軸受構成部品をユニッ
ト化し、この軸受ユニットを電動機のエンドカバーに組
込方式とがある。

【０００３】図５に軸受を直接エンドカバーに組込む方
式の代表的な従来例を示す。

【０００４】図５において、１は電動機のヨーク、４は
回転軸、６はコンミテータである。

【０００５】電動機のエンドカバー９には、軸受ボック
ス９ａが形成され、この軸受ボックス９ａ内に焼結含油
軸受２６及び給油パッキン３３が設けられ、リベット３
７止めした軸受押さえばね３１によって、軸受２６が保
持されている。３８は油切り、３９はＯリングである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術のう
ち、軸受を電動機のエンドカバーに直接組込む方式のも
のは、軸受及びその付属部品を一つずつ取付ける作業を
要し電動機の組立作業が煩雑になる傾向がある。

【０００７】また、回転軸の振動が軸受を介してエンド
カバーに伝わり振動騒音が発生し易い。このような、振
動騒音防止策として、特開昭５６−６３２５８号公報に
開示されるように軸受と電動機のエンドカバー間に防振
用パッキンを介在させ、軸受をエンドブラケットに非接
触状態で支持する構造のものが提案されている。しか
し、この防振対策を講じた場合には、その分、軸受の付
属部品が増加し、組立作業がより煩雑になる。

【０００８】これに対して軸受ユニット方式の場合に
は、電動機の組立作業が簡便であるが、従来の軸受ユニ
ットは、回転軸からの振動騒音を抑制する技術について
十分な配慮がなされていない。すなわち、回転軸の振動
は、軸受及びユニットケースを介してエンドカバーに伝
達される。また、この振動騒音対策として前述したよう
な防振パッキンを軸受ユニットのケースとエンドカバー
間に介在させることも考えられるが、この場合には、せ
っかく軸受ユニットで部品の一体化を図ったにもかかわ
らず、これと別体の防振パッキンを組付ける作業が増
え、その分、組立作業の負担が増し、且つ部品点数の増
加によりコスト高となる。

【０００９】更に、いずれの方式の軸受装置であって
も、外部からの塵埃，ブラシ粉，異物等の軸受摺動部，
端面への侵入防止手段や、軸受からの油流出防止手段
は、組付けられるエンドカバー側にその手段を施さなけ
ればならない形状となっており、エンドカバーの構造が
複雑になる問題があった。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、軸受装置の部品及び構造
の簡略化を図りつつ合理的な防振構造を採用して、組立
性と振動騒音抑制の両立を図り得る軸受装置を提供する
ことにある。

【００１１】さらに、防塵，油流出防止機構を軸受ユニ
ット側に設けて、電動機のエンドカバーの構造の簡略化
を図り得る軸受装置をも提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には次のように構成する。

【００１３】すなわち、外周が電動機のエンドカバーに
形成した軸受ボックスの内周に圧入される形状を呈し内
周にラジアル軸受外周に接する軸受保持面及び電動機の
回転軸を挿通するための穴部が形成された軸受保持用ケ
ースと、前記回転軸を支持するためのラジアル軸受とを
備え、前記軸受保持用ケースは、弾性率が鋼材の１／１
０以下で線膨張率が鋼材と近似した材料より成り、且つ
前記軸受保持用ケース及びラジアル軸受は、電動機への
実装前に一つの組立体としてユニット化されており、こ
の軸受ユニットを前記軸受ボックスに圧入固定すること
で、前記軸受ボックスの内周と前記ラジアル軸受の外周
との間に前記軸受保持用ケースが密着状態で介在して前
記回転軸が前記ラジアル軸受により支持されている構造
とした（これを第１の課題解決手段とする）。なお、こ
こで、ラジアル軸受は、例えば焼結含油軸受のほかにボ
ールベアリングなど適宜のものを使用すればよい。

【００１４】また、上記第１の課題解決手段の構成要件
に加えて、前記ラジアル軸受は焼結含油軸受で、前記軸
受保持用ケースには、前記焼結含油軸受と給油パッキン
と防塵・油流出防止用のフェルトパッキンが内装され、
このうち、フェルトパッキンは、前記給油パッキン及び
前記焼結含油軸受よりも電動機内部側に位置して前記軸
受保持用ケースに設けた回転軸挿通用の穴部内周と前記
回転軸の外周との間を塞ぐように組み込んだものを提案
する（これを第２の課題解決手段とする）。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】第１の課題解決手段の作用…本課題解決手段に
よれば、ラジアル軸受及びその軸受保持用ケースは電動
機への実装前に予め一つの組立体としてユニット化され
ているので、これらの部品を一括して電動機の軸受ボッ
クスに組込め、組込作業の簡便化を図り得る。

【００１８】軸受ユニットはエンドカバーの軸受ボック
スに圧入固定されることで、その軸受保持用ケースの外
周が軸受ボックス内周に密着し、一方、上記ケースの内
周がラジアル軸受外周に密着し、ラジアル軸受は軸受ボ
ックスに接触せず、且つこのケースは振動減衰機能を有
している（弾性率が鋼材の１／１０以下であるため）の
で、回転軸の振動は軸受保持用ケースで吸収（減衰）さ
れエンドカバーへの振動伝達を減らす。すなわち、軸受
ユニットの外殻たるケースが、振動騒音抑制手段を兼ね
る。 また、上記軸受保持用ケースは線膨張率が鋼材と近
似した材料より成るために、一般に鋼材で形成されたエ
ンドカバーと同様の熱伸び，収縮をするため、電動機回
転中の発熱，電動機本体の外気温などの熱的変化に対し
ても、電動機本体から軸受ユニットが外れたり、がたつ
くことがない。

【００１９】第２の課題解決手段の作用…ラジアル軸受
として焼結含油軸受を採用した場合、軸受保持用ケース
に設けた回転軸挿通用の穴部内周と回転軸外周との間
は、隙間があると、含油軸受，給油パッキン側からの油
が回転軸を伝わって電動機内部に向けて流出し、また、
電動機のブラシ粉，塵埃などが軸受ユニット内に侵入し
て軸受と回転軸間などが目づまりし電動機の寿命を縮め
る原因となる。 本課題解決手段では、防塵・油流出防止
用のフェルトパッキンを給油パッキン及び焼結含油軸受
よりも電動機内部側に位置させて上記ケースの回転軸挿
通用の穴部内周と回転軸外周との間を塞ぐように組み込
んだので、このフェルトパッキンにより含油軸受，給油
パッキンから電動機内部に向けての油流出が防止され、
また、ブラシ粉，塵埃の侵入が防止される。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。

【００２３】図１は本発明の第１実施例を示す小形電動
機の縦断面図、図２は上記実施例に用いる軸受ユニット
の平面図、図３は軸受ユニットの縦断面図である。

【００２４】図１において、１は電動機の円筒ヨーク１
で、ヨーク１とその内面に貼られたマグネット２により
固定子３を構成する。

【００２５】回転子８は、回転軸（以下、シャフトと称
する）４，アーマチャコア５，コンミテータ６に結線さ
れた巻線７からなる。円筒ヨーク１の両端開放面に各々
のエンドカバー９，１０が取付けられる。エンドカバー
９，１０は、その端縁がヨーク１端面に設けた溝部２５
に嵌合した後、ヨーク１の突起片２４を折り曲げ或いは
かしめることにより取付けられる。

【００２６】１１はブラシ、１２はブラシホルダー、１
３はブラシスプリング、１４はブラシ１１と外部電源を
接続する端子である。エンドカバー９とヨーク１間にブ
ラシホルダー１２を形成する基板１５が存在し、複数個
の弾性体１６を介してはさみつけ固定される。

【００２７】１８は本実施例の要部となる軸受ユニット
で、各エンドカバー９，１０の中央に形成した軸受ボッ
クス９ａ，１０ａに組み込まれる。

【００２８】軸受ユニット１８は、図２，図３に示すよ
うに円筒状の軸受保持用ケース（以下、ユニットケース
と称する）３０と、ユニットケース３０内に内装される
焼結含油軸受２６，給油パッキン３３，防塵・油流出防
止用のフェルトパッキン３４，皿ばね３１とを一つの組
立体となるようにユニット化することで構成される。

【００２９】軸受ユニット１８の外殻となるユニットケ
ース３０は、振動減衰部材よりなり、例えば、エンドカ
バー９，１０の材料たる鋼材の一般的な弾性率２×１０
⁴ｋｇｆ／ｍｍ²に対し、約１／１０以下の弾性率で、且
つ、線膨張係数は鋼材の０.００００１１、焼結含油軸
受の０．００００２に対し、ほぼ近似した値０．０００
０３となるようなフエノールにガラス５０％フィラを含
有する等の熱硬化性樹脂で一体成形されている。

【００３０】また、ユニットケース３０は、外周が軸受
ボックス９ａ，１０ａの内周に圧入される形状を呈し、
内周にラジアル軸受２６外周に接する軸受保持面を有す
る。ユニットケース３０の一端が開放され、他端中央に
シャフト挿通用の穴部３０ｂが形成してある。この穴部
３０ｂの周縁には係止部３０ａが内側に向けて突出形成
される。この係止部３０ａに係止して環状のフェルトパ
ッキン３４がケース３０内に組み込まれ、焼結含油軸受
２６が穴部３０ｂと位置合わせしつつ収容される。

【００３１】フェルトパッキン３４は、給油パッキン３
３及び焼結含油軸受２６よりも電動機内部側に位置して
穴部３０ｂ内周とシャフト４外周との間の隙間を塞ぐ。
さらにケース３０内には、焼結含油軸受２６がその一端
２６ａをフェルトパッキン３４の一面に当接させ、軸受
２６の球面外周に給油パッキン３３が当接すると共に、
軸受２６球面外周を皿状ばね３１が均衡を保ちつつ押圧
接触して、軸受２６を押さえている。皿状ばね３１の外
周縁３１ａがユニットケース３０の壁部に設けた係合穴
３０ｃに係止する。給油パッキン３３は、焼結含油軸受
２６に油を補給し、潤滑油の枯れを防止する。

【００３２】ユニットケース３０の外径は、焼結含油軸
受と異なるボールベアリング（小形電動機のエンドカバ
ーにユニットを介さず直接組込み方式のボールベアリン
グ）と同一寸法としてある。

【００３３】上記構成よりなる軸受ユニット１８は、電
動機本体のエンドカバー９，１０の軸中央部設けた袋状
円筒部（軸受ボックス）９ａ，１０ａにユニットケース
３０を圧入固定することで組み込まれる。そして、圧入
後にエンドカバー９，１０の小舌片９ｂ，１０ｂを折り
曲げてケース３０の一面と係合させる。この小舌片９
ｂ，１０ｂは、軸受ボックス９ａ，１０ａと軸受ユニッ
トのケース３０との締代のばらつきで圧入後の保持力低
下を補助する為に設けた軸方向の抜け出し防止フェール
セーフ機構である。

【００３４】軸受ユニット１８を各エンドカバー９，１
０に装着した後、シャフト４が電動機本体に挿通され、
シャフト４両端には、軸受２６外端面側に軸方向の回転
子遊び量を規制する複数枚のワッシャ２７を挿入し、各
ストッパ２８，２９にて、軸方向の抜け防止が図られて
いる。このようにして軸受ボックス９ａ，１０ａの内周
と各ラジアル軸受２６の外周間にユニットケース３０が
密着した状態で介在し、シャフト４がラジアル軸受２６
により支持されている。

【００３５】２０はプラスチック製の電動機カバーで、
フランジ１９を有する。カバー２０には、電動機本体の
内部を冷却するため、電動機本体と外部冷却風取入口２
１を連通する冷却パイプ２２が設けられる。

【００３６】冷却パイプ２２によって冷却風が取り込ま
れ、他方のエンドカバー９の開放口９ｃから排出され
る。この冷却風と共に、外部のほこり，ごみ，異物等が
吸い込まれ、電動機内部に拡散される他、コンミテータ
６とブラシ１１との摺動で摩耗粉が飛散する。軸受ユニ
ット１８に設けたフェルトパッキン３４は、これらの塵
埃等が軸受ユニット１８内に侵入するのを妨げ、軸受２
６に対するシャフト４の円滑摺動を保証する。

【００３７】また、フェルトパッキン３４は、焼結含油
軸受２６の内径・外端面等から、シャフト４の回転によ
って流出する油をシールし、回転子８側への油の飛散を
防止する。この油の流出防止と、塵埃，摩耗粉等を介在
させずにシャフト４と軸受２６内径面及び端面に潤滑油
を常時供給することで、電動機の円滑な回転を保証し、
電動機の寿命を長くすることができる。

【００３８】さらに軸受ユニット１８のケース３０は、
鋼材とほぼ近似した線膨張係数をもつため、回転中の発
熱，電動機本体の外気温等の熱的変化に対し、エンドカ
バー９，１０と同様な熱伸び、収縮をする為、圧入部で
クリープや熱変形が無く、電動機本体から軸受ユニット
１８が外れたり、がたつくことがない。

【００３９】また、軸受２６は、弾性率が約１／１０以
下の鋼材と異なる異種材質のケース３０で被われ、エン
ドカバー９，１０にはこのケース３０が接するが、軸受
２６自体はエンドカバー９，１０に直接接触しない支持
構造となる。そのため、振動減衰機能を有するケース３
０の存在で、軸受２６からの振動がエンドカバー９，１
０側へ伝達しずらくなって、振動騒音の低下を図ること
ができる。

【００４０】また、本実施例によれば軸受ユニット外径
をボールベアリングと同一寸法としたので、ボールベア
リングをエンドカバーに直接組込む方式の電動機本体と
の共用化を図り得る。

【００４１】図４は本発明の第２実施例で、その構成は
第１実施例と基本的に共通するが、さらにユニットケー
ス３０外周面の周縁に溝を形成してこの溝に弾性リング
３６を嵌め込んだものであり、この弾性リング３６もユ
ニットケース３０外周面と共に軸受ボックス９ａ，１０
ａの内周に密着するように構成した。このようにすれ
ば、より一層の振動低騒音を図り得る。

【００４２】

【発明の効果】第１の課題解決手段によれば、電動機の
軸受装置として用いる軸受ユニットの軸受保持用ケース
が軸受部での振動減衰機構を兼用することで、軸受ユニ
ットの利点たる組込みの簡便性を損うことなく、しかも
部品点数，構造の簡略化を図りつつ振動騒音防止効果を
奏する。

【００４３】第２の課題解決手段によれば、電動機に焼
結性含油軸受を用いた場合の電動機内への油流出の防止
とブラシ粉，塵埃の侵入防止を図り、しかもこの防塵・
油流出機構を、軸受ユニット側に設定できるので、エン
ドカバーの構造を単純にし、生産性の向上を図ることが
できる。

【００４４】

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例を示す縦断面図。

【図２】図２は第１実施例に用いる軸受ユニットの平面
図。

【図３】図３は上記軸受ユニットの縦断面図。

【図４】図４は本発明の第２実施例を示す縦断面図。

【図５】図５は従来例の電動機の軸受装置を示す縦断面
図。

【符号の説明】

１…ヨーク ４…回転軸 ９，１０…エンドカバー ９ａ，１０ａ…軸受ボックス １８…軸受ユニット ２６…ラジアル軸受（焼結含油軸受） ３０…ユニットケース ３０ｂ…回転軸挿通用の穴部 ３１…皿状ばね ３３…給油パッキン ３４…塵埃・油流出防止用のフェルトパッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 下原 浩嗣 (56)参考文献 特開 昭57−113747（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−113805（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−59343（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−53912（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−668（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周が電動機のエンドカバーに形成した
   軸受ボックスの内周に圧入される形状を呈し内周にラジ
   アル軸受外周に接する軸受保持面及び電動機の回転軸を
   挿通するための穴部が形成された軸受保持用ケースと、
   前記回転軸を支持するためのラジアル軸受とを備え、前
   記軸受保持用ケースは、弾性率が鋼材の１／１０以下で
   線膨張率が鋼材と近似した材料より成り、且つ前記軸受
   保持用ケース及びラジアル軸受は、電動機への実装前に
   一つの組立体としてユニット化されており、この軸受ユ
   ニットを前記軸受ボックスに圧入固定することで、前記
   軸受ボックスの内周と前記ラジアル軸受の外周との間に
   前記軸受保持用ケースが密着状態で介在して前記回転軸
   が前記ラジアル軸受により支持されていることを特徴と
   する電動機の軸受装置。
2. 【請求項２】 前記ラジアル軸受は焼結含油軸受で、前
   記軸受保持用ケースには、前記焼結含油軸受と給油パッ
   キンと防塵・油流出防止用のフェルトパッキンが内装さ
   れ、このうち、フェルトパッキンは、前記給油パッキン
   及び前記焼結含油軸受よりも電動機内部側に位置して前
   記軸受保持用ケースに設けた回転軸挿通用の穴部内周と
   前記回転軸の外周との間を塞ぐように組み込んである請
   求項１記載の電動機の軸受装置。