JP3987331B2 - Oil-impregnated bearing - Google Patents
Oil-impregnated bearing Download PDFInfo
- Publication number
- JP3987331B2 JP3987331B2 JP2001367182A JP2001367182A JP3987331B2 JP 3987331 B2 JP3987331 B2 JP 3987331B2 JP 2001367182 A JP2001367182 A JP 2001367182A JP 2001367182 A JP2001367182 A JP 2001367182A JP 3987331 B2 JP3987331 B2 JP 3987331B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing portion
- inner peripheral
- peripheral surface
- bearing
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その内部に潤滑油を含浸させた多孔質状の含油軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置の電動機(具体的には、ブロワモータ)において、回転軸を支持するために含油軸受が用いられている。含油軸受は、潤滑油を含ませた多孔質状の焼結合金により形成され、回転軸が回転する含油軸受の内周面は円筒状になっている。モータの起動時において、回転軸は含油軸受の内周面に対して摺動するようになっている。一般的なブロワモータは、回転軸が略鉛直方向に沿って配置され、空調装置の駆動源として使用されている。このような構成では、モータの停止後、長時間経過すると含油軸受に含浸されている潤滑油は、含油軸受の内周面と回転軸との間の隙を伝わり外部に流出していた。また、含油軸受の内周面の表面には多数の空孔が存在しており、その空孔の内部に潤滑油が吸い込まれていた。このような理由から、含油軸受の内周面において、回転軸との摺動に用いられるべく潤滑油が減少してしまうという問題があった。特に、雰囲気温度が氷点下前後にまで下がった状態においては、潤滑油が含油軸受の内周面にほとんど残存しないことがあった。この場合、モータを起動させると、含油軸受と回転軸との摩擦抵抗が大きくなってしまう。また、回転軸が含油軸受の内周面と摺動しながら回転する際、潤滑油による制振効果を得ることができなかった。そのため、モータの起動時に、不快な音(異音)が発生することがあった。
【0003】
そこで、上記した問題点の第1の解決策として特開2000−346074号公報で開示された技術がある。この公報の技術では、含油軸受の内周面の一部に円筒状に非多孔質状表面を設けた含浸軸受を提案している。具体的には、図7に示すように、含油軸受60は、中央軸受部61と、その中央軸受部の上方に設けられた上端軸受部62と、その中央軸受部の下方に設けられた下端軸受部63とからなる。上端軸受部62の内周面の径は、上端に向かうほど徐々に大きくなっている。また、下端軸受部63の内周面の径は、下端に向かうほど徐々に大きくなっている。この場合、中央軸受部61と下端軸受部63との境界部近傍には、非多孔質状表面64が形成されている。そして、モータ停止後、長時間経過しても非多孔質状表面64に潤滑油を残存させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ停止後、長時間経過すると雰囲気温度が下がる。すると、多孔質状表面の潤滑油は、熱収縮や毛細管現象等により多孔質状表面の空孔内に吸収される。この場合に、多孔質状表面と非多孔質状表面64との境界部は滑らかに連続した平面状であるため、多孔質状表面の潤滑油は、非多孔質状表面64の潤滑油と、互いに繋がっていることが多かった。このため、非多孔質状表面64の潤滑油は、空孔内に吸収される多孔質状表面の潤滑油とともに、該空孔内に吸収されていた。その結果、非多孔質状表面の潤滑油が枯渇し、モータの起動時に不快な音(異音)が発生するという問題が生じていた。
【0005】
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る。その目的は、電動機の停止後、長時間経過しても回転軸と含油軸受との摺動面に潤滑油を残存させて、電動機の起動時における異音を防止することができる含油軸受を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では 回転軸が略鉛直方向に沿って配置される電動機に適用され、多数の空孔を有する多孔質材に潤滑油をしみ込ませてなる含油軸受であって、内周面が回転軸と平行になるように設けられ、その表面が多孔質状である第1軸受部と、軸受における前記回転軸の軸方向の中央であって前記第1軸受部の下方に設けられ、内周面の径が前記第1軸受部の内周面の径とほぼ等しく、その表面が非多孔質状である第2軸受部と、前記第1軸受部と前記第2軸受部との間に設けられ、内周面の径が前記第2軸受部の内周面の径よりも大きく、その表面が多孔質状である第3軸受部と、前記第2軸受部の下方に設けられ、内周面の径が下端に向かって徐々に大きくなり、その表面が非多孔質状である第4軸受部と、前記第4軸受部の下方に設けられ、内周面の径が前記第4軸受部の内周面の径よりも大きく、その表面が多孔質状である第5軸受部とを備え、前記第2軸受部と前記第3軸受部との境界部には第1段差部、前記第4軸受部と前記第5軸受部との境界部には第2段差部がそれぞれ設けられ、多孔質状の内周面の表面にしみ出た潤滑油の最小油膜厚さをx、最大油膜厚さをyとし、前記第2軸受部の内周面に対する前記第3軸受部の内周面の段差をa、前記第4軸受部の内周面に対する前記第5軸受部の内周面の段差をbとしたとき、前記第1段差部及び前記第2段差部を、a<xかつy<bの関係を有するように形成したことをその要旨とする。
【0008】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記第1軸受部の下端部側の内周面の径は下方に向かうほど徐々に大きくなることをその要旨とする。
【0009】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の発明において、前記第5軸受部の内周面の径は下方に向かうほど徐々に大きくなることをその要旨とする。
【0010】
請求項4に記載の発明では、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発明において、前記第2軸受部の内周面に対する前記第3軸受部の内周面の段差をa、第3軸受部の略鉛直方向における長さをzとしたとき、z/aは5〜50であることをその要旨とする。
【0011】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項1に記載の発明によると、第2軸受部と第3軸受部との境界部には第1段差部、第4軸受部と第5軸受部との境界部には第2段差部がそれぞれ設けられている。この場合、回転軸の回転中に、第1軸受部の内周面からしみ出た潤滑油は、第1段差部を乗り越えて第2軸受部の内周面に移動する。しかし、一旦第2軸受部の内周面に移動した潤滑油は、内周面の径が第4軸受部と第5軸受部との境界部で急変しているため、第2段差部を乗り越えて第5軸受部の内周面に至ることはない。このため、内周面の表面が非多孔質状である第2軸受部及び第4軸受部に潤滑油を保持することができる。よって、電動機の停止後、長時間経過しても、第2軸受部及び第4軸受部の内周面に保持された潤滑油の量が減少することはない。それに加え、第1軸受部の内周面の径は第2軸受部の内周面の径とほぼ等しいため、回転軸は含油軸受の内周面に対してより大きい面積で摺接することができる。このため、回転軸は含油軸受の中心軸の位置に確実に保持されるため、回転軸と含浸軸受の内周面との干渉は抑制される。従って、電動機の起動時における異音の発生を防止することができる。
【0012】
また、第2軸受部の内周面に対する第3軸受部の内周面の段差aを、多孔質状表面にしみ出た潤滑油の最小油膜厚さxよりも小さくした(a<x)。この場合、第1軸受部の内周面にしみ出た潤滑油は、第1段差部を乗り越えて第2軸受部の内周面に移動する。また、第4軸受部の内周面に対する第5軸受部の内周面の段差bを潤滑油の最大油膜厚さyよりも大きくした(y<b)。この場合、第4軸受部の内周面に移動した潤滑油は、第2段差部を乗り越えて第5軸受部の内周面に至ることない。つまり、内周面の表面が非多孔質状である第2軸受部及び第4軸受部に潤滑油を確実に保持することができる。よって、電動機の停止後、長時間経過しても、第2軸受部及び第4軸受部の内周面に保持された潤滑油の量が減少することはない。従って、電動機の起動時における異音の発生をより確実に防止することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明によると、第1軸受部の下端部側の内周面の径は下方に向かうほど徐々に大きくなる。この場合、第1軸受部の内周面の下端部側において、内周面と回転軸とのクリアランスが大きくなる。このため、第1軸受部の内周面からしみ出た潤滑油は回転軸に伝わることなく、第3軸受部の内周面に沿って第2軸受部の内周面に移動する。このような理由から、潤滑油は第1段差部を乗り越えて、第2軸受部の内周面に効率的に補充される。よって、内周面の表面が非多孔質状である第2軸受部及び第4軸受部における潤滑油の枯渇を防止することができる。従って、電動機の起動時における異音の発生をより確実に防止することができる。
【0014】
請求項3に記載の発明によると、第5軸受部の内周面の径は下方に向かうほど徐々に大きくなる。この場合、第5軸受部の内周面の下端部に形成された角が小さくなる。よって、回転軸と含浸軸受の内周面との干渉が確実に抑制される。従って、電動機の起動時における異音の発生をよりいっそう防止することができる。
【0015】
請求項4に記載の発明によると、第2軸受部の内周面に対する第3軸受部の内周面の段差をaとし、第3軸受部の略鉛直方向における長さをzとしたときの z/aの値は5〜50である。このようにすれば、回転軸と第1軸受部の内周面とが摺接し合う面積を十分に確保することができる。このため、回転軸は、含油軸受の中心軸の位置により確実に保持される。よって、回転軸と含浸軸受の内周面との干渉がより確実に抑制される。従って、電動機の起動時における異音の発生をよりいっそう防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明をブロワモータ1に用いられる含油軸受9に具体化した第1実施形態を図1〜図3に従って説明する。
【0017】
図1は本実施形態におけるブロワモータ1の断面図である。ブロワモータ1は、両端部に開口部を有する略円筒状のヨークハウジング2と、ヨークハウジング2の両端部を塞ぐように固定されるハウジングケース3,4とを備える。
【0018】
ヨークハウジング2の内周側には、マグネット6がアーマチュア5を包囲するように配置されている。ハウジングケース3には、含油軸受7が固定され、その含油軸受7によってアーマチュア5から延びる回転軸8の基端部が回転可能に支持されている。一方、ハウジングケース4には含油軸受9が固定され、その含油軸受9によってアーマチュア5から延びる回転軸8が回転可能に支持されている。回転軸8の先端は、ハウジングケース4から外部に突出しており、その回転軸8の先端に図示しない送風ファンが固定されている。また、回転軸8においてアーマチュア5と含油軸受9との間の位置には、コンミテータ10が配置されている。コンミテータ10は、回転軸8と一体回転するように固定されている。さらに、コンミテータ10の外周面に摺接するようにブラシ11が配設されている。
【0019】
ブロワモータ1は、回転軸8が鉛直方向に沿うように図示しない車両に固定されている。そして、モータ1の起動時において、図示しない外部電源からの直流電源がブラシ11、コンミテータ10等を経てアーマチュア5に供給されることにより、アーマチュア5が回転軸8とともに回転する。これによって、回転軸8の先端に固定した送風ファンによる送風動作が行われる。
【0020】
次に、本実施形態における含油軸受7,9の構成について説明する。含油軸受7,9は、多数の空孔を有する多孔質焼結金属からなる。含油軸受7,9は、粉末金属を圧縮成形し、焼結、仕上げ加工され略円筒状に形成される。含油軸受7,9の表面及び内部には多数の連続気孔が存在している。図3(a)、図3(b)に示す空孔40は、含油軸受7,9の表面近傍における連続気孔の一部であり、その内部には潤滑油45が含浸されている。潤滑油45は、連続気孔及び空孔40を通じて、含油軸受7,9の表面及び内部を自由に移動することができる。
【0021】
図1における含油軸受9の拡大断面図を図2(a)、図2(b)に示す。略円筒状の含油軸受9には、上端面及び下端面にて開口する貫通孔が設けられている。含油軸受9は、該貫通孔の内側面としての内周面15を備えている。回転軸8は、含油軸受9の該貫通孔に挿入されており、モータ1の上端部と下端部とにおいて両支持されている。モータ1の起動時に、回転軸8は、含油軸受9の内周面15と摺動するようになっている。
【0022】
含油軸受9は、回転軸8の軸方向に垂直な平面により、複数の軸受部に分割される。図2(a)に示すように、含油軸受9の中央には第2軸受部22が配置されている。第2軸受部22の上方側には、第1軸受部21と第3軸受部23とが配置されている。また、第2軸受部22の下方側には、第4軸受部24と第5軸受部25とが配置されている。さらに、含油軸受9の両端部には、テーパ部26,27がそれぞれ配置されている。
【0023】
図2に示すように、第3軸受部23は、第1軸受部21と第2軸受部22との間に配置されている。この場合、第1軸受部21の内周面21aの径d0は、第2軸受部22の内周面22aの径と等しく、また、第3軸受部23の内周面23aの径d1は、第2軸受部22の内周面22aの径d0よりも大きくなっている。このため、含油軸受9の内周面15には、第3軸受部23の内周面23aを底部とする溝部35が円周方向に沿って環状に形成される。溝部35は、第3軸受部23の内周面23aと、第2軸受部22の内側面22bと、第1軸受部21の内側面21bとからなる。第2軸受部22と第3軸受部23との境界部には、第2軸受部22の内周面22aと、第2軸受部22の内側面22bとからなる第1段差部31が円周方向に沿って環状に形成されている。含油軸受9の内周面15の径の大きさは、第1段差部31において急変している。
【0024】
第2軸受部22の下方には第4軸受部24が配置されている。第4軸受部24の内周面24aの径は、上端部においてd0であり、下端部においてd2である。図2に示すように、第4軸受部24の内周面24aの径は、上端部から下端部にかけて徐々に大きくなっている。また、第4軸受部24の下方には、第5軸受部25が配置されている。第5軸受部25の内周面25aの径d3は、第4軸受部24の内周面24aの径d2よりも大きくなっている。このため、第4軸受部24と第5軸受部25との境界部には、第4軸受部24の内周面24aと、内側面24bとからなる第2段差部32が円周方向に沿って環状に形成されている。
【0025】
第1軸受部21の上方及び第5軸受部25の下方にはテーパ部26,27が設けられている。テーパ部26,27の内周面26a,27aの径は、含油軸受9の両端部に向かうほど徐々に大きくなっている。このようにすることで、回転軸8が含油軸受9の内周面15の両端部に干渉することを防止している。
【0026】
図2に示すように、テーパ部26,27、第1軸受部21、第3軸受部23及び第5軸受部25は、その内周面26a,27a,21a,23a,25aが多孔質状表面になっている。第2軸受部22及び第4軸受部24は、その内周面22a,24aが非多孔質状表面34になっている。
【0027】
次に、第1段差部31及び第2段差部32近傍の拡大図を、図3(a)、図3(b)に示す。図3(a)、図3(b)に示すように、多孔質状表面では、空孔40の一端側が開口部になっている。このため、モータ1の停止後、雰囲気温度が下がると、潤滑油45は、熱収縮や毛細管現象等により該開口部から空孔40内に吸収される。一方、非多孔質状表面34では、空孔40の開口部が目潰しされている。このため、潤滑油45は、非多孔質状表面34から空孔40内に吸収されない。
【0028】
本実施形態において、第1段差部31における段差a及び第2段差部32における段差bは、多孔質状表面の潤滑油45の油膜厚さに基づいて決定されている。具体的には、モータ1の起動時に、潤滑油45の油膜厚さが16μm〜20μmとなるように設定されている。この場合、段差aは、潤滑油45の最小油膜厚さxよりも小さくなるように設定されている。これは、第1軸受部21の内周面21aにしみ出た潤滑油45が第1段差部31を乗り越えて、第2軸受部22の内周面22aに至るようにするためである。従って、第1段差部31における段差aは、5μm〜15μmに設定される。
【0029】
また、第2段差部32における段差bは、潤滑油45の最大油膜厚さyよりも大きくなるように設定されている。これは、第4軸受部24の内周面24aの潤滑油45が第2段差部32を乗り越えて、第5軸受部25の内周面25aに至ることがないようにするためである。従って、第2段差部32における段差bは、30μm以上に設定される。
【0030】
ここで、段差bが非多孔質状表面の最大油膜厚さyよりも大きく設定される理由を具体的に説明する。段差bが非多孔質状表面の最大油膜厚さyよりも小さい場合、第4軸受部24の内周面24aの潤滑油45が第2段差部32を乗り越えて第5軸受部25の内周面25aの潤滑油45と互いに繋がった状態になることがある。モータ1の停止後、雰囲気温度が下がると、第5軸受部25の内周面25aの潤滑油45が、熱収縮や毛細管現象などにより多孔質状表面の空孔40内に吸収される。すると、非多孔質状表面34の潤滑油45は、多孔質状表面の潤滑油45とともに、多孔質状表面の空孔40内に吸収される。その結果、非多孔質状表面34の潤滑油45は枯渇する。このような理由から、第2段差部32における段差bは、多孔質状表面の最大油膜厚さyよりも大きく設定されることがより望ましい。
【0031】
溝部35の大きさは、第1段差部31における段差aと、第3軸受部23の略鉛直方向における長さzとにより決定されている。この場合、溝部35は、z/aが5〜50の関係を有するように形成される。本実施形態では、多孔質状表面の潤滑油45の油膜厚さに基づいて、段差aが5μm〜15μmに設定されている。このため、長さzは100μm〜200μmに設定されているのが最も望ましい。
【0032】
次に、含油軸受9の製造方法の一例について説明する。まず、所定の型に原材料としての粉末金属が充填される。粉末金属は、貫通孔を形成するための芯材とともにプレス機等により圧縮成形される。圧縮成形後、芯材を成形体から抜き出すと、中央に貫通孔を備える略円筒状体の成形体が形成される。その後、圧縮成形体は焼成工程を経て多孔質焼結体になる。その結果、含油軸受9の本体の外側面及び貫通孔の内側面には多数の空孔が形成される。ここで、貫通孔の内側面の一部を非多孔質状表面34にするために、多孔質状表面の空孔40の開口部が、表面に凹凸を形成した芯材等を摺動させつつ抜き去ることにより部分的に目潰しされる。このようにして、非多孔質状表面34は、貫通孔の内側面の一部に形成される。次に、含油軸受9の本体の内周面15及び外周面を仕上げるための加工が行われる。このときに、内周面15には、テーパ面26a,27a、溝部35及び第2段差部32等が形成される。そして、含油軸受9の本体に潤滑油45を含浸させることにより、含油軸受9が作られる。
【0033】
次に、回転軸8の回転時における潤滑油45の動きを、図3(a)、図3(b)に従って説明する。ブロワモータ1の起動に伴い回転軸8が回転すると、回転軸8は含油軸受9の内周面15に摺接する。すると、含油軸受9の内周面15は接触摩擦により発熱する。このため、内周面15の表面近傍において、空孔40内に吸収されていた潤滑油45の体積が膨張する。そして、多孔質状表面の空孔40内に充填されていた潤滑油45は、空孔40の開口部から外部へしみ出てくる。一方、非多孔質状表面34においては、空孔40の開口部が目潰しされているため、潤滑油45がしみ出てくることはない。
【0034】
第1軸受部21の内周面21aからしみ出た潤滑油45は、内周面21a及び回転軸8の表面を伝って第3軸受部23の内周面23aに至る。そして、潤滑油45は、第1段差部31を乗り越えて、第2軸受部22の内周面22aに至る。
【0035】
ブロワモータ1の停止に伴い回転軸8が静止すると、含油軸受9の雰囲気温度が下がる。すると、内周面15にしみ出た潤滑油45は、温度変化による熱収縮や毛細管現象等により、再び多孔質状表面の空孔40内に吸収されていく。しかし、非多孔質状表面34では、空孔40の開口部が目潰しされているため、潤滑油45が非多孔質状表面34から空孔40内に吸収されることはない。よって、第2軸受部22及び第4軸受部24の内周面22a,24aには、潤滑油45が空孔40内に吸収されることなく、そのまま残存している。即ち、潤滑油45は、高温時に多孔質状表面の空孔40内から供給され、低温時に多孔質状表面の空孔40内に回収される。
【0036】
従って、この第1実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)第2軸受部22と第3軸受部23との境界部には第1段差部31、第4軸受部24と第5軸受部25との境界部には第2段差部32がそれぞれ設けられている。この場合、内周面15の径の大きさは、第2段差部32において急変している。このため、モータ1の停止後、長時間経過しても、第2軸受部22及び第4軸受部24の内周面22a,24aに潤滑油45を保持することができる。それに加え、第1軸受部21の内周面21aの径は、第2軸受部22の内周面22aの径とほぼ等しい。このため、回転軸8は含油軸受9の内周面15に対してより大きい面積で摺接することができる。よって、回転軸8は含油軸受9の中心軸の位置に確実に保持される。従って、回転軸8と含油軸受9の内周面15との干渉は抑制されるとともに、モータ1の起動時における異音の発生を防止することができる。
【0037】
(2)第2軸受部22の内周面22aに対する第3軸受部23の内周面23aの段差aを、多孔質状表面にしみ出た潤滑油45の最小油膜厚さxよりも小さくした(a<x)。この場合、第1軸受部21の内周面21aにしみ出た潤滑油45は、第1段差部31を乗り越えて第2軸受部22の内周面22aに移動する。また、第4軸受部24の内周面24aに対する第5軸受部25の内周面25aの段差bを潤滑油45の最大油膜厚さyよりも大きくした(y<b)。この場合、第4軸受部24の内周面24aに移動した潤滑油45は、第2段差部32を乗り越えて第5軸受部25の内周面25aに至ることない。つまり、第2軸受部22及び第4軸受部24内周面22a,24aの多孔質状表面に潤滑油45を確実に保持することができる。よって、モータ1の停止後、長時間経過しても、第2軸受部22及び第4軸受部24の内周面22a,24aに保持された潤滑油45の量が減少することはない。従ってモータ1の起動時における異音の発生をより確実に防止することができる。
【0038】
(3)第2軸受部22の内周面22aに対する第3軸受部23の内周面23aの段差をaとし、第3軸受部23の略鉛直方向における長さをzとしたときの z/aの値は5〜50である。このようにすれば、回転軸8と第1軸受部21の内周面21aとが摺接し合う面積を十分に確保することができる。このため、回転軸8は、含油軸受9の中心軸の位置により確実に保持される。よって、回転軸8と含油軸受9の内周面15との干渉がより確実に抑制される。従って、モータ1の起動時における異音の発生をよりいっそう防止することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化しブロワモータ1に使用される含油軸受9の第2実施形態を図4(a)、図4(b)、図4(c)に従って説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の部分においては、その詳細な説明を省略する。
【0039】
本実施形態では、図4(a),図4(c)に示すように、第1軸受部51の下端部において、内周面51aの径が下方に向かうほど徐々に大きくなっている。このため、第1軸受部51の内周面51aの下端部側には、テーパ面51cが円周方向に沿って円環状に形成される。この場合、内周面51aと回転軸8とのクリアランスは、内周面51aの下端部にテーパ面51cが形成されない場合に比べ大きくなる。また、第1軸受部51の内周面51aと内側面51bとからなる角部がなくなるため、第1軸受部51の内周面51aにしみ出た潤滑油45が回転軸8に伝わりにくくなる。このため、潤滑油45は、第3軸受部53の内周面53aに沿って移動し、第1段差部31を乗り越えた後に第2軸受部52の内周面52aに至る。この場合、第1軸受部51の内周面51aの径が変化する位置66は、第1軸受部51の上端部と下端部との中間位置よりも下方側に設けられるのが望ましい。これは、回転軸8と含油軸受9の内周面15との摺接面積を減らさないためである。
【0040】
また、図4(a)、図4(b)に示すように、第5軸受部55の内周面55aの径は、上端部においてd3であり、下端部においてd4である。第5軸受部55の内周面55aは、上端部から下端部にかけて下方に向かうほど徐々に大きくなっている。このようにすることで、モータ1の起動時に、回転軸8が含油軸受9の内周面15の両端部と干渉することをより確実に防止することができる。
【0041】
従って、この第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
(1)第1軸受部51の下端部側の内周面51aの径は下方に向かうほど徐々に大きくなる。このため、第1軸受部51の内周面51aからしみ出た潤滑油45は、第1段差部31を乗り越えて、第2軸受部52の内周面52aに効率的に補充される。よって、内周面52aの表面が非多孔質状である第2軸受部52及び第4軸受部54における潤滑油45の枯渇を防止することができる。従って、モータ1の起動時における異音の発生をより確実に防止することができる。
【0042】
(2)第5軸受部55の内周面55aの径は下方に向かうほど徐々に大きくなる。この場合、第5軸受部55の内周面55aとテーパ部57の内周面57aとからなる角部が小さくなる。よって、回転軸8と含油軸受9の内周面15との干渉が確実に抑制される。従って、モータ1の起動時における異音の発生をよりいっそう防止することができる。
【0043】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、含油軸受9の本体は、多孔質状の焼結合金により形成されていた。具体的には、炭素鋼、ニッケル合金、銅合金、アルミニウム合金等の粉末を圧縮成形し、焼成、仕上げ加工することにより形成されていた。しかし、含油軸受9の本体は、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム等のような純金属の粉末を材料として形成されても良い。
【0044】
・前記実施形態では、含油軸受9の本体は、多孔質の焼結合金により形成されていた。しかし、含油軸受9は、多孔質状の無機焼結体で形成されても良い。具体的には、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナ、ムライト、ジルコニア、グラファイト等が挙げられる。
【0045】
・前記実施形態では、含油軸受9は、車両空調装置の電動機の回転軸8の支持に用いられていた。しかし、含油軸受9は、電動機の回転軸8以外の軸の支持に用いられても良い。
【0046】
・前記実施形態では、図6(a)に示すように、含油軸受9の内周面15の第3軸受部23の位置に形成された溝部35は、断面略四角状の凹部であった。しかし、溝部35の形状は、図6(b)、図6(c)に示すように、断面略三角状の凹部や断面略円弧状の凹部であっても良い。
【0047】
・前記実施形態では、第1段差部31,第2段差部32における角θ1,角θ2の形状は、直角または鈍角であった。しかし、第1段差部31,第2段差部32の角θ1,角θ2の形状は、これに限るものではなく、角を面取りした形状(c面)や曲面状にした形状(R面)であっても良い。
【0048】
・前記実施形態は、内周面15には、1つの溝部35が第3軸受部23の内周面23aの位置に形成されていた。しかし、図5(a)、図5(b)に示すように、内周面15には、溝部35以外にも他の溝部36を形成しても良い。この場合、第6軸受部28が第4軸受部24と第5軸受部25との間に配置されている。内周面26aの径は、第4軸受部24の径よりも大きくなっている。このため、含油軸受9の内周面15には、第6軸受部28の内周面26aと第4軸受部24の内側面24bと第5軸受部25の内側面25bとからなる溝部36が形成される。第4軸受部24と第6軸受部28との境界部には、第2段差部32が形成される。第2段差部32における段差bは、多孔質状表面にしみ出た潤滑油45の最大油膜厚さをyとした場合、y<bの関係を有するように形成されている。
【0049】
・前記実施形態では、第2軸受部22の内周面22aに対する第3軸受部23の内周面23aの段差aを5μm〜15μmとし、第4軸受部24の内周面24aに対する第5軸受部25の内周面25aの段差bを30μm以上としたがこれに限るものではない。つまり、段差a<最小油膜厚さx、段差b>最大油膜厚さyの関係を有するものであれば良く、これらの段差a,bは、潤滑油45の種類などに応じて適宜変更できる。但し、段差aは、第1軸受部21及び第2軸受部22の内周面21a,22aと回転軸8との間におけるクリアランスの範囲内で設定することが望ましい。
【0050】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(1)前記含油軸受を備えたことを特徴とするモータ。このようにすれば、電動機の停止後、長時間経過しても、含油軸受の内周面の潤滑油を減少させることなく、電動機に起動時における異音を抑制することができるモータを提供することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項に記載の発明によれば電動機の停止後、雰囲気温度が下がった場合においても、回転軸と含油軸受との摺動面に潤滑油を残存させて、電動機に起動時における異音の発生を防止することができる含油軸受を提供することができる。
【0052】
請求項2に記載の発明によれば、多孔質状の表面からしみ出た潤滑油が非多孔質状の表面に効率的に補充されるため、電動機に起動中における異音の発生を防止することができる。
【0053】
請求項3または4に記載の発明によれば、回転軸と含浸軸受の内周面との干渉は抑制されるため、電動機の起動時における異音の発生をよりいっそう防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるブロワモータの概略構成を示す断面図。
【図2】(a)は本実施形態を示す含油軸受を示す断面図、(b)は第1段差部及び第2段差部近傍の拡大断面図。
【図3】(a)はモータ回転時における潤滑油の動きを示す説明図、(b)はモータ停止時における潤滑油の動きを示す説明図。
【図4】(a)は第2実施形態における含油軸受を示す断面図、(b)は第5軸受部近傍の拡大断面図、(c)は第1段差部近傍の拡大断面図。
【図5】(a)は別例の実施形態における含油軸受を示す断面図、(b)は第1段差部及び第2段差部近傍の拡大断面図。
【図6】(a)本実施形態における溝部の拡大断面図、(b)別例の実施形態における溝部の拡大断面図、(c)別例の実施形態における溝部の拡大断面図。
【図7】従来の含油軸受を示す断面図。
【符号の説明】
1…ブロワモータ、7,9…含油軸受、8…回転軸、15…内周面、21…第1軸受部、22…第2軸受部、23…第3軸受部、24…第4軸受部、25…第5軸受部、26,27…テーパ部、21a,22a,23a,24a,25a,26a,27a…内周面、31…第1段差部、32…第2段差部、34…非多孔質状表面、35…溝部、40…空孔、45…潤滑油、51c…テーパ面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a porous oil-impregnated bearing in which a lubricating oil is impregnated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, oil-impregnated bearings are used to support a rotating shaft in an electric motor (specifically, a blower motor) of a vehicle air conditioner. The oil-impregnated bearing is formed of a porous sintered alloy containing lubricating oil, and the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing on which the rotating shaft rotates is cylindrical. When the motor is started, the rotating shaft slides with respect to the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing. A general blower motor has a rotating shaft arranged in a substantially vertical direction and is used as a drive source of an air conditioner. In such a configuration, the lubricating oil impregnated in the oil-impregnated bearing has flowed out through the gap between the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing and the rotating shaft when a long time has passed after the motor is stopped. In addition, a large number of holes are present on the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing, and the lubricating oil is sucked into the holes. For these reasons, there has been a problem that the lubricating oil decreases on the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing to be used for sliding with the rotating shaft. In particular, in a state where the ambient temperature has dropped to around freezing point, the lubricating oil may hardly remain on the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing. In this case, when the motor is started, the frictional resistance between the oil-impregnated bearing and the rotating shaft increases. Further, when the rotating shaft rotates while sliding with the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing, the vibration damping effect by the lubricating oil cannot be obtained. For this reason, unpleasant noise (abnormal noise) may be generated when the motor is started.
[0003]
Accordingly, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-346074 as a first solution to the above-described problem. The technique of this publication proposes an impregnated bearing in which a non-porous surface is provided in a cylindrical shape on a part of the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing. Specifically, as shown in FIG. 7, the oil-impregnated
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the ambient temperature decreases after a long time has elapsed since the motor stopped. Then, the lubricating oil on the porous surface is absorbed into the pores on the porous surface due to heat shrinkage, capillary action, and the like. In this case, since the boundary between the porous surface and the
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems. The purpose is to provide an oil-impregnated bearing capable of preventing abnormal noise at the start-up of the motor by leaving the lubricant on the sliding surface of the rotating shaft and the oil-impregnated bearing even after a long time has elapsed after the motor stops. It is to be.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0008]
[0009]
[0010]
Claim 4 In the invention described in
[0011]
The “action” of the present invention will be described below.
According to the first aspect of the present invention, the first step portion is provided at the boundary portion between the second bearing portion and the third bearing portion, and the second step portion is provided at the boundary portion between the fourth bearing portion and the fifth bearing portion. Each is provided. In this case, during the rotation of the rotating shaft, the lubricating oil that has oozed out from the inner peripheral surface of the first bearing portion moves over the first step portion and moves to the inner peripheral surface of the second bearing portion. However, the lubricating oil once moved to the inner peripheral surface of the second bearing portion gets over the second stepped portion because the diameter of the inner peripheral surface changes suddenly at the boundary between the fourth bearing portion and the fifth bearing portion. Thus, the inner peripheral surface of the fifth bearing portion is not reached. For this reason, lubricating oil can be hold | maintained at the 2nd bearing part and the 4th bearing part whose surface of an internal peripheral surface is non-porous. Therefore, even if a long time elapses after the motor stops, the amount of lubricating oil held on the inner peripheral surfaces of the second bearing portion and the fourth bearing portion does not decrease. In addition, since the diameter of the inner peripheral surface of the first bearing portion is substantially equal to the diameter of the inner peripheral surface of the second bearing portion, the rotary shaft can be in sliding contact with the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing in a larger area. . For this reason, since the rotating shaft is reliably held at the position of the central axis of the oil-impregnated bearing, interference between the rotating shaft and the inner peripheral surface of the impregnated bearing is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the generation of abnormal noise when starting up the electric motor.
[0012]
Also The level difference a of the inner peripheral surface of the third bearing portion relative to the inner peripheral surface of the second bearing portion is made smaller than the minimum oil film thickness x of the lubricating oil that has oozed out on the porous surface (a <x). In this case, the lubricating oil that has oozed out on the inner peripheral surface of the first bearing portion moves over the first stepped portion to the inner peripheral surface of the second bearing portion. Further, the step b of the inner peripheral surface of the fifth bearing portion with respect to the inner peripheral surface of the fourth bearing portion is made larger than the maximum oil film thickness y of the lubricating oil (y <b). In this case, the lubricating oil that has moved to the inner peripheral surface of the fourth bearing portion does not get over the second stepped portion and reach the inner peripheral surface of the fifth bearing portion. That is, the lubricating oil can be reliably held in the second bearing portion and the fourth bearing portion whose inner peripheral surface is non-porous. Therefore, even if a long time elapses after the motor is stopped, the amount of lubricating oil held on the inner peripheral surfaces of the second bearing portion and the fourth bearing portion does not decrease. Therefore, it is possible to more reliably prevent the generation of abnormal noise when starting the electric motor.
[0013]
[0014]
[0015]
Claim 4 According to the invention described in the above, z / a when the step of the inner peripheral surface of the third bearing portion with respect to the inner peripheral surface of the second bearing portion is a and the length of the third bearing portion in the substantially vertical direction is z. The value of is 5-50. If it does in this way, the area which a rotating shaft and the internal peripheral surface of a 1st bearing part slidably contact can be ensured enough. For this reason, a rotating shaft is reliably hold | maintained by the position of the center axis | shaft of an oil-impregnated bearing. Therefore, interference between the rotating shaft and the inner peripheral surface of the impregnated bearing is more reliably suppressed. Therefore, it is possible to further prevent the generation of abnormal noise when starting up the electric motor.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in an oil-impregnated
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
[0018]
A magnet 6 is disposed on the inner peripheral side of the
[0019]
The
[0020]
Next, the structure of the oil-impregnated
[0021]
An enlarged cross-sectional view of the oil-impregnated
[0022]
The oil-impregnated
[0023]
As shown in FIG. 2, the
[0024]
A
[0025]
[0026]
As shown in FIG. 2, the
[0027]
Next, enlarged views of the vicinity of the
[0028]
In the present embodiment, the step a in the
[0029]
Further, the step b in the
[0030]
Here, the reason why the step b is set larger than the maximum oil film thickness y of the non-porous surface will be specifically described. When the step b is smaller than the maximum oil film thickness y of the non-porous surface, the lubricating
[0031]
The size of the
[0032]
Next, an example of a method for manufacturing the oil-impregnated
[0033]
Next, the movement of the lubricating
[0034]
The lubricating
[0035]
When the
[0036]
Therefore, according to the first embodiment, the following features can be obtained.
(1) A
[0037]
(2) The step a of the inner
[0038]
(3) z / when the step of the inner
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the oil-impregnated
[0039]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4C, the diameter of the inner
[0040]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the diameter of the inner
[0041]
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The diameter of the inner
[0042]
(2) The diameter of the inner
[0043]
In addition, you may change the said embodiment as follows.
-In the said embodiment, the main body of the oil-impregnated
[0044]
In the embodiment, the main body of the oil-impregnated
[0045]
-In the said embodiment, the oil-impregnated
[0046]
In the above embodiment, the figure 6 As shown to (a), the
[0047]
In the embodiment, the angle θ at the
[0048]
In the above-described embodiment, one
[0049]
In the embodiment, the step a of the inner
[0050]
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(1) Said A motor comprising an oil-impregnated bearing. In this way, a motor capable of suppressing abnormal noise at the start-up of the motor without reducing the lubricating oil on the inner peripheral surface of the oil-impregnated bearing even after a long time has passed after the motor has stopped is provided. be able to.
[0051]
【The invention's effect】
As detailed above, each Claim In terms According to the described invention, even when the ambient temperature drops after the motor is stopped, the lubricating oil remains on the sliding surface between the rotating shaft and the oil-impregnated bearing, thereby preventing the motor from generating abnormal noise at the time of starting. An oil-impregnated bearing that can be provided can be provided.
[0052]
[0053]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a blower motor according to an embodiment.
2A is a cross-sectional view showing an oil-impregnated bearing according to the present embodiment, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a first step portion and a second step portion.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing the movement of the lubricating oil when the motor is rotating, and FIG. 3B is an explanatory view showing the movement of the lubricating oil when the motor is stopped.
4A is a sectional view showing an oil-impregnated bearing in a second embodiment, FIG. 4B is an enlarged sectional view in the vicinity of a fifth bearing portion, and FIG. 4C is an enlarged sectional view in the vicinity of a first step portion;
5A is a cross-sectional view showing an oil-impregnated bearing in another embodiment, and FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a first step portion and a second step portion.
6A is an enlarged cross-sectional view of a groove portion in the present embodiment, FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of the groove portion in another embodiment, and FIG. 6C is an enlarged cross-sectional view of the groove portion in another embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional oil-impregnated bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
内周面が回転軸と平行になるように設けられ、その表面が多孔質状である第1軸受部と、
軸受における前記回転軸の軸方向の中央であって前記第1軸受部の下方に設けられ、内周面の径が前記第1軸受部の内周面の径とほぼ等しく、その表面が非多孔質状である第2軸受部と、
前記第1軸受部と前記第2軸受部との間に設けられ、内周面の径が前記第2軸受部の内周面の径よりも大きく、その表面が多孔質状である第3軸受部と、
前記第2軸受部の下方に設けられ、内周面の径が下端に向かって徐々に大きくなり、その表面が非多孔質状である第4軸受部と、
前記第4軸受部の下方に設けられ、内周面の径が前記第4軸受部の内周面の径よりも大きく、その表面が多孔質状である第5軸受部とを備え、
前記第2軸受部と前記第3軸受部との境界部には第1段差部、前記第4軸受部と前記第5軸受部との境界部には第2段差部がそれぞれ設けられ、
多孔質状の内周面の表面にしみ出た潤滑油の最小油膜厚さをx、最大油膜厚さをyとし、前記第2軸受部の内周面に対する前記第3軸受部の内周面の段差をa、前記第4軸受部の内周面に対する前記第5軸受部の内周面の段差をbとしたとき、前記第1段差部及び前記第2段差部を、a<xかつy<bの関係を有するように形成したことを特徴とする含油軸受。An oil-impregnated bearing that is applied to an electric motor whose rotating shaft is arranged along a substantially vertical direction, in which lubricating oil is impregnated into a porous material having a large number of holes,
A first bearing portion provided with an inner peripheral surface parallel to the rotation axis, the surface of which is porous;
The bearing is provided at the center in the axial direction of the rotating shaft and below the first bearing portion. The inner peripheral surface has a diameter substantially equal to the inner peripheral surface diameter of the first bearing portion, and the surface thereof is non-porous. A second bearing portion that is of a quality;
A third bearing that is provided between the first bearing portion and the second bearing portion, has a diameter of an inner peripheral surface larger than a diameter of the inner peripheral surface of the second bearing portion, and has a porous surface. And
A fourth bearing portion provided below the second bearing portion, the diameter of the inner peripheral surface gradually increases toward the lower end, and the surface thereof is non-porous;
A fifth bearing portion provided below the fourth bearing portion, having a diameter of an inner peripheral surface larger than a diameter of the inner peripheral surface of the fourth bearing portion, and a porous surface thereof;
A first step portion is provided at a boundary portion between the second bearing portion and the third bearing portion, and a second step portion is provided at a boundary portion between the fourth bearing portion and the fifth bearing portion, respectively .
An inner peripheral surface of the third bearing portion with respect to an inner peripheral surface of the second bearing portion, where x is the minimum oil film thickness of the lubricating oil that has oozed out on the surface of the porous inner peripheral surface, and y is the maximum oil film thickness. Where the step of the inner peripheral surface of the fifth bearing portion with respect to the inner peripheral surface of the fourth bearing portion is b, the first step portion and the second step portion are a <x and y An oil-impregnated bearing formed so as to have a relationship of <b .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001367182A JP3987331B2 (en) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | Oil-impregnated bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001367182A JP3987331B2 (en) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | Oil-impregnated bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003166536A JP2003166536A (en) | 2003-06-13 |
JP3987331B2 true JP3987331B2 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=19176966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001367182A Expired - Lifetime JP3987331B2 (en) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | Oil-impregnated bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3987331B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114839357B (en) * | 2022-03-25 | 2023-05-16 | 河海大学 | Device and method for testing frost heaving stress and frost heaving strain of porous asphalt mixture |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001367182A patent/JP3987331B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003166536A (en) | 2003-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014148179A1 (en) | Fluid dynamic bearing device and motor provided with same | |
JP2014001781A (en) | Fluid dynamic pressure bearing device and motor including the same | |
JP3987331B2 (en) | Oil-impregnated bearing | |
JP6877185B2 (en) | Fluid dynamic bearing device and motor equipped with it | |
JP3818626B2 (en) | Method for producing sintered oil-impregnated bearing | |
JPH11182551A (en) | Manufacture of hydrodynamic porous oil retaining bearing | |
JP2002206534A (en) | Dynamic pressure type multiporous oil retaining bearing and manufacturing method therefor | |
JP6999259B2 (en) | Plain bearing | |
JP2006226398A (en) | Bearing device and manufacturing method of bearing device | |
CN109642611B (en) | Sliding bearing | |
JP2011021649A (en) | Fluid bearing device | |
JP3842611B2 (en) | Oil-impregnated bearing | |
JP6267294B2 (en) | Manufacturing method of sintered bearing | |
WO2019139007A1 (en) | Fluid dynamic bearing device and motor equipped with same | |
JP3755737B2 (en) | Method for producing sintered oil-impregnated bearing | |
JP2005180707A (en) | Dynamic pressure type sintered oil-impregnated bearing unit | |
JP2003172358A (en) | Oil retaining bearing | |
TWI624318B (en) | Sintering bearing | |
KR100578193B1 (en) | A shaft holder for motor | |
JPH11191944A (en) | Spindle motor and rotary shaft supporting device of laser beam printer | |
JPH08140304A (en) | Motor and its manufacture | |
JP4142810B2 (en) | Electric motor having oil-impregnated bearing and method of manufacturing electric motor | |
JP2001132755A (en) | Porous bearing and oil-retaining bearing | |
JP2005061533A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
JP2002188635A (en) | Fluid bearing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720 Year of fee payment: 3 |