JPH01176812A

JPH01176812A - モータ用軸受装置

Info

Publication number: JPH01176812A
Application number: JP33290287A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sugiyama; 英二杉山; Akiyoshi Yanagida; 明義柳田; Tatsuhiko Fukuoka; 福岡　辰彦
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、軸受装置に関し、特に給油メンテンナスの不
要な軸受装置に関する。

「従来技術およびその問題点」ブロワモータ等の小型のモータでは、その軸受に対する
給油メンテナンスを行なわないのが普通である。このた
め従来の軸受装置は、給油を行なわなくとも給油状態を
長く維持できる構造が採用されてきた。すなわち軸受と
して焼結材料、例えばＣｕ系の焼結材料に油を含ませた
含油軸受を用い、かつこの軸受に、消費される油を補う
含油フェルトを接触させる構造である。

第２図にその従来例を示す。ブロワモータ１０のハウジ
ング１１には、軸受支持凹部１２が形成され、この軸受
支持凹部１２に、外周面を凸球面１３とした球面軸受１
４が挿入されている。この球面軸受１４は、その中心に
軸支持孔１５を有し、この軸支持孔１５にモータシャフ
ト１６が相対回転自在に挿入支持される。球面軸受１４
は、軸受支持凹部１２と、軸受支持プレート１７との間
に挟着され、その外面の凸球面１３により、組′み付は
完了前に一定範囲の揺動が可能である。

そして、組み付は時のミスアライメントの調整、例えば
、モータシャフト１６等の芯出し調整等を行った後、リ
テーナリング１８で軸受支持プレー１−１７を球面軸受
１４側に挿着し、球面軸受の揺動を規制し、実質的に固
定する。

球面軸受１４は従来一般に、Ｃｕ系の焼結材料に潤滑油
を含ませた含油軸受からなっており、その外周部には、
ハウジング１１と軸受支持プレート１７との間に挟着さ
れた含油フェルト２０が接触している。含油フェルト２
０もまた潤滑油を含ませたものである。

モータシャフト１６には、軸受支持プレート１７の内側
に位置させてスラストリテーナ２１が固定さねており、
このスラストリテーナ２１とモータシャフト１６との間
に、スラスト荷重を受ける樹脂系ワッシャ２２およびゴ
ムプレート２３が挿入されている。

スラストリテーナ２１のさらに内側には、モータシャフ
ト１６と一体の整流子２４が設けられており、この整流
子２４は、ハウジング１１に固定したブラシ２５と接触
している。整流子２４は、周知のようにブラシ２５から
給電される電流を、回転子２６のコイル（図示せず）に
所定の順番で流す作用をする。

なお以上のモータシャフト１６の軸受構造は、回転子２
６を挟んで一対が設けられるが、図では一方のみを示し
ている。

以上の従来の軸受構造は、球面軸受１４および含油フェ
ルト２０に含まれている油が、モータシャフト１６と軸
支持孔１５との回転摺接部に給油されるため、長期に渡
り、給油メンテナンスを不要にすることができる。とこ
ろが、このように球面軸受１４および含油フェルト２０
祷油を含ませておくと、モータの回転中に油が飛散し、
この飛散した油が原因でモータ性能に種々の問題点を生
じさせていることが判明した。その最も顕著な問題は、
ブラシ２５として一般に用いられるカーボン系の材料は
、整流子２４との摺接あるいは、ブラシ２５と整流子２
４との間の電気的断続に伴ない摩耗してカーボン粉を生
じ、これと飛散した油とが混ざると、整流子２４とブラ
シ２５の摺接部で異音（摺動音、スティック音）が生じ
ることである。整流子２４とブラシ２５の慴接部への油
の飛散を少なくするために、従来スラストリテーナ２１
には、その外周部から球面軸受１４側に向かう筒状部２
１ａが形成されているが、問題の根本的な解決にはなり
得ない。また油の飛散を極力少なくし、かつ給油メンテ
ナンスを不要にするには、球面軸受１４および含油フェ
ルト２０に含ませる油の量が問題となるが、この量の調
整もまた煩雑である。

「発明の目的」本発明は、このような従来のモータ用軸受装置の問題点
、特にブラシと整流子を介して給電するモータの軸受装
置の問題点を解消し、給油メンテナンスが不要で、しか
も油が飛散することがないモータ用軸受装置を得ること
を目的とする。

「発明の概要」本発明は、給油メンテナンスを不要にするために摺接部
に予め潤滑油を確保しておくという発想から離れ、給油
自体が不要なモータ用軸受装置を提案するという発想に
基づいて完成されたものである。

すなわち本発明のモータ用軸受装置は、モータシャフト
を回転自在に支持する軸受として、カーボン系樹脂材料
からなるカーボン系樹脂軸受を使用したことを特徴とし
ている。カーボン系樹脂軸受のカーボン含有量は、２０
〜７０重景％とすることが好ましい。２０％未満では、
無給油での曇期の潤滑性が保証されず、７０％を超える
と軸受が摩耗しやすくなる。より好ましいカーボン含有
量は、４０〜６０重量％である。− またこのカーボン系樹脂軸受と当接してスラスト荷重を
受けるスラスト軸受は、カーボン系樹脂軸受とのすべり
接触特性に優れた材質から構成する。この目的に適う材
質は、本発明者等の実験によると、セラミックスあるい
は焼入鋼である。セラミックスとしては、例えばアルミ
ナを使用することができ、焼入鋼としては、ｔｌｖが６
００以上のも−のを使用するとよい結果が得られる。

「発明の実施例Ｊ以下図示実施例について本発明を説明する。第１図は本
発明によるモータ用軸受装置の実施例を示すもので、第
２図の従来装置と同一の要素には同一の符号を付してい
る。本発明が従来装置と異なる主な点は、球面軸受３０
がカーボン系樹脂材料からなる点、この球面軸受３０と
当接するスラスト軸受３１がセラミックス材料または焼
入鋼からなる点、このスラスト軸受３１を支持するスラ
ストリテーナ３２が、従来のスラストリテーナ２１のよ
うな筒状部２１ａを有しない単純形状である点、および
含油フェルト２０を有しない点である。スラスト軸受３
１とスラストリテーナ３２との間には従来装置と同様に
ゴムプレート２３が介在している。球面軸受３０は、そ
の外面を凸球面３３とし、中心にモータシャフト１６を
相対回転自在に支持する軸支持孔３４を有している。

球面軸受３０は、２０〜７０重量％のカーボンを含むも
ので、残部は、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、
ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂といった樹脂材料から構成
する。さらに必要に応じてクレー、５ｉ０２粉などの耐
摩耗性成分、あるいはＰＴＦＥ等の潤滑材（添加材）を
加えることができる。この球面軸受３０は、無給油で長
期に渡り安定したすべり摩擦特性を発揮する。

セラミックス材料または焼入鋼からなるスラスト軸受３
１は、この球面軸受３０とのすべり摩擦特性に優れてい
る。すなわち一般に同一材料どうしのすべり摩擦特性は
、異材料間のすべり摩擦特性に比して悪いことが知られ
ているが、球面軸受３０とのすべり摩擦特性は、セラミ
ックス材料が特に優れ、焼入鋼がこれに次ぐことが判明
した。

セラミックス材料としては、アルミナ、アルミナ−シリ
カ、５ｉｎ２．などの酸化物系のもの、ＳｉＣ，ＴｉＣ
なとの炭化物系のもの、Ｓｉ３Ｎ４．ＢＮなどの窒素化
物系のものが用いつる。

焼入鋼としては、Ｈｖが６００以上のＳＵＪ焼入　−鋼
、ＳＫ５焼入綱等を使用することができる。

また本発明によると、スラストリテーナ３２の形状を従
来装置に比して単純化することができる。すなわち球面
軸受３０には、潤滑油が供給されることがないから、ス
ラストリテーナ３２により、整流子２４およびブラシ２
５側に油が飛散するのを防止する必要がない。よって含
油フェルト２０が不要となったこととと相俟ち、構造の
単純化を図ることができる。

次に実験結果によって本発明の詳細な説明する。次表は
、球面軸受３０としてカーボン系材料（フェノール樹脂
３０重量机カーボン５５４に、クレー１５ｔ）を用い、
スラスト軸受３１としてアルミナ９９零のセラミックス
材料と　ＳＵＪの焼入材とを用いて１００時間の耐久試
験を行なワた結果を示すものである。従来品（球面軸受
が含油銅焼結、スラスト軸受がナイロン樹脂）を比較材
として示す。

（以下余白）この結果によると、本発明の軸受装置は異音の発生が全
く認められず、また球面軸受３０　（１４）およびスラ
スト軸受３１（２２）の摩耗については、アルミナを用
いた場合には、合計摩耗量が半減し、ＳＵＪ焼入綱を用
いた場合は、実用上さほど問題とはならない程度のもの
であった。また、本発明で、アルミナ９９％をアルミナ
９２％のセラミックス材料に変えて測定した所、はぼ同
一の結果が得られ、外のセラミックス材料についてもア
ルミナと同様の結果が得られた。

尚、従来の球面軸受で含油銅焼結を単純にカーボン系材
料に変更してみたところ、ブラシでの異音防止はできた
が、スラスト軸受から異音が発生し、軸受の摩耗が大き
いことが判った。

本発明の上記実施例は、球面軸受を用いた場合について
記載したが、組み付は時の調芯機構が不用なモータ用軸
受装置の場合には、単純な円筒状のカーボン系樹脂軸受
としても良いことはいうまでもない。また、特許請求の
範囲内で、各種変更を行っても良いことは勿論である。

「発明の効果」以上のように本発明のモータ用軸受装置は、モータシャ
フトをカーボン系樹脂軸受によって支持したものである
から、潤滑油を要することなく、安定したすべり摩擦特
性を得ることができる。すなわち小型モータとして必要
な給油に関するメンテナンスフリーが得られ、しかも潤
滑油自体を使用しないから、従来のような油を使用する
ことによる問題点、すなわち異音の発生あるいは油量の
調整を根本的になくすことができる。さらにこのカーボ
ン系樹脂軸受に摺接してスラスト荷重を受ける軸受とし
て、セラミックス材料あるいは焼入謳を用いれば、カー
ボン系樹脂軸受とのすべり摩擦特性を良好なものとする
ことができる。

特に、カーボン系樹脂材料と、スラスト軸受にセラミッ
クス材料を用いる組み合せにより摩耗量の大幅改善がで
きる。

また本発明によれば、含油フェルトを不用とし、かつス
ラスト軸受のリテーナの形状を単純化することができ、
全体として、構造の単純化を図ることができる。しかも
、リテーナ３２の構造として、フランジの部分のみとし
てスラスト軸受の外周を覆わない構造にするとスラスト
力の伝達を確実にしつつ、カーボン系材料やセラミック
ス材料といった相対的に熱伝導性が少ない材料を用いた
場合でも、効率良くスラスト軸受等での放熱をすること
ができる効果をも有する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明のモータ用軸受装置の実施例を示す要部
の断面図、第２図は従来の軸受装置を示す要部の断面図
である。１０−・・ブロワモータ、１１・・・ハウジング、１２
・・・軸受支持凹部、１６−・・モータシャフト、１７
・・・軸受支持プレート、ｉ　ａ−・・リテーナリング
、２３・・・ゴムプレート、２４−・・整流子、２５−
・・ブラシ、２６−・・回転子、３０−・・球面軸受（
カーボン系樹脂軸受）、３１・−スラスト軸受、３２−
・・スラストリテーナ、３３−・・凸球面、３４−・・
軸支持孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　回転子を一体に有するモータシャフトを回転自
在に支持する軸受を有するモータ用軸受装置において、
該軸受としてカーボン系樹脂軸受を用いたことを特徴と
するモータ用軸受装置。
（２）　特許請求の範囲第１項において、カーボン系樹
脂軸受は、２０〜７０重量％のカーボンを含有している
モータ用軸受装置。
（３）　特許請求の範囲第１項または第２項において、
モータシャフトには軸受と当接してスラスト荷重を受け
るスラスト軸受が固定されていて、このスラスト軸受が
セラミックス材料または焼入鋼から構成されているモー
タ用軸受装置。