(57)【要約】【課題】低温状態でも内周面の潤滑油不足を防止することができる含油軸受を提供する。【解決手段】略円筒状の軸受１５は、多孔質の焼結金属よりなる高気孔率部材２１と、高気孔率部材２１より気孔率が低い低気孔率部材２２とを備え、その高気孔率部材２１に潤滑油が充填される。低気孔率部材２２は、高気孔率部材２１（軸受１５）に沿った略環状で、高気孔率部材２１（軸受１５）に埋設される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状で内部に潤滑油が充填される含油軸受において、
略環状で周方向に沿って埋設された低気孔率の低気孔率部材を備えたことを特徴とする含油軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の含油軸受において、
前記低気孔率部材は、金属の丸材を丸めてなることを特徴とする含油軸受。
【請求項３】
請求項１に記載の含油軸受において、
前記低気孔率部材は、板材をプレス打ち抜きしてなることを特徴とする含油軸受。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の含油軸受において、
外周には、前記低気孔率部材まで達する軸直交方向溝部が形成されたことを特徴とする含油軸受。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の含油軸受において、
軸方向端部には、前記低気孔率部材まで達する軸方向凹部が形成されたことを特徴とする含油軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を支持するための含油軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受としては、略円筒状で多孔質の焼結金属の内部に潤滑油が充填（含浸）された含油軸受がある。この含油軸受は、無給油で長時間使用できるため、モータの回転軸等、種々の回転軸を回転可能に支持するために広く用いられている。
【０００３】
このような含油軸受としては、例えば、多孔質で潤滑油が充填される焼結材（高気孔率）からなる略円筒状の内側部材と、内側部材の外周に形成される溶製材（低気孔率）からなる外側部材とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような含油軸受では、外側部材によって機械的強度が高くなり、回転軸による大きな荷重に耐えることができる。
【特許文献１】特開平８−２８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の含油軸受は、低温状態では潤滑油が収縮してしまい回転軸と摺接する内周面の潤滑油が極めて少ない状態となってしまうという問題がある。特に、内側部材と外側部材を備えた含油軸受においては、潤滑油が充填された内側部材に気圧が外側部材の存在しない側（即ち径方向内側と軸方向両側）からかかるため、低温状態で潤滑油が外側部材（即ち径方向外側）に押し付けられて安定した状態となってしまい、内周面の潤滑油が極めて少ない状態となってしまう。よって、従来の含油軸受では、低温状態で内周面の潤滑油不足が発生し、回転軸を良好に支持することができないという虞がある。このことは、振動や騒音の増大の原因となる。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、低温状態でも内周面の潤滑油不足を防止することができる含油軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、略円筒状で内部に潤滑油が充填される含油軸受において、略環状で周方向に沿って埋設された低気孔率の低気孔率部材を備えた。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の含油軸受において、前記低気孔率部材は、金属の丸材を丸めてなる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の含油軸受において、前記低気孔率部材は、板材をプレス打ち抜きしてなる。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の含油軸受において、外周には、前記低気孔率部材まで達する軸直交方向溝部が形成された。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の含油軸受において、軸方向端部には、前記低気孔率部材まで達する軸方向凹部が形成された。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、低気孔率部材が周方向に沿って埋設される構成であるため、潤滑油が低気孔率部材の内径側と外径側とで往復可能となる。そして、低温状態で潤滑油が収縮すると（体積が小さくなると）気圧により潤滑油が低気孔率部材の表面に押し付けられるが、支持する回転軸の回転等により潤滑油が低気孔率部材の周囲等を循環し、回転軸と摺接する内周面にも潤滑油が廻るようになる。よって、内周面の潤滑油不足が防止され、回転軸を良好に支持することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、低気孔率部材を容易に形成することができる。
請求項３に記載の発明によれば、低気孔率部材を容易に形成することができる。又、低気孔率部材を、金属の丸材を丸めて構成する場合では、スプリングバックにより低気孔率部材の周方向の一部に隙間ができる虞があるが、このようなことがなく、容易に環状の（周方向に隙間のない）低気孔率部材を形成することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、外周に低気孔率部材まで達する軸直交方向溝部が形成されるため、低気孔率部材の軸直交方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。例えば、低気孔率部材を径方向外側から複数点で支持しながら低気孔率部材が埋設される高気孔率の部分を焼結にて形成する際に、支持している部分が軸直交方向溝部として形成されることになるが、その際の低気孔率部材の軸直交方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、軸方向端部に低気孔率部材まで達する軸方向凹部が形成されるため、低気孔率部材の軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。例えば、低気孔率部材を軸方向から複数点で支持しながら低気孔率部材が埋設される高気孔率の部分を焼結にて形成する際に、支持している部分が軸方向凹部として形成されることになるが、その際の低気孔率部材の軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低温状態でも内周面の潤滑油不足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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すように、モータ１は、固定子２と電機子（回転子）３とを備える。固定子２は、略有底筒形状のヨークハウジング４と、そのヨークハウジング４の内周面に固着された複数の永久磁石５とを備える。又、ヨークハウジング４の開口端には該開口を塞ぐようにエンドハウジング６が固定され、そのエンドハウジング６には給電用ブラシ７が保持されている。
【００１４】
電機子３は、回転軸１１と、その回転軸１１に固定される巻線１２が巻装された電機子コア１３と、同回転軸１１に固定される整流子１４とを備え、その回転軸１１の両端側がヨークハウジング４の底部中央に保持された軸受１５及びエンドハウジング６の中央に保持された軸受１６にて回転可能に支持されている。尚、この状態で電機子コア１３は、前記永久磁石５と対向して周囲を囲まれるように配置される。又、整流子１４は、その外周面に給電用ブラシ７が押圧接触されるように配置される。又、回転軸１１の先端部（図１中、下端部）は、ヨークハウジング４の底部から外部に突出する。
【００１５】
前記軸受１５は、略円筒状で内部に潤滑油が充填される含油軸受である。この軸受１５は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、多孔質の焼結金属よりなる高気孔率部材２１と、高気孔率部材２１より気孔率が低い（本実施の形態では、気孔がない（潤滑油を通さない））低気孔率部材２２とを備え、その高気孔率部材２１に潤滑油が充填されている。
【００１６】
低気孔率部材２２は、図２（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、軸受１５に沿った略環状に形成されている。又、本実施の形態の低気孔率部材２２は、金属の丸材（断面が円形の棒状の材料）を丸めてなり、スプリングバックによりその周方向の一部に隙間Ｓを有する。そして、低気孔率部材２２は、各方向に高気孔率部材２１が存在するように（図２（ｂ）参照）、軸受１５（高気孔率部材２１）に埋設されている。尚、本実施の形態の低気孔率部材２２は、高気孔率部材２１と略同じ材質の銅系金属よりなるが、その密度が高気孔率部材２１より高くされて、気孔率が小さく設定されている。
【００１７】
高気孔率部材２１の外周には、低気孔率部材２２（その外周）まで達する軸直交方向溝部２１ａが形成されている。本実施の形態の軸直交方向溝部２１ａは、軸方向から見て（図２（ａ）参照）径方向内側に向かうほど幅が狭くなるＶ字形状に形成され、周方向に一定の間隔で複数（２４個）形成されている。
【００１８】
又、高気孔率部材２１の軸方向端部には、低気孔率部材２２（その軸方向端部）まで達する軸方向凹部２１ｂが形成されている。本実施の形態の軸方向凹部２１ｂは、軸方向両端部にそれぞれ形成され、それぞれ軸方向中央側に向かうほど径が小さくなるテーパ形状に形成され（図２（ｂ）参照）、周方向に一定の間隔で複数（４個ずつ）形成されている。
【００１９】
言い換えると、本実施の形態の軸受１５は、低気孔率部材２２を径方向外側から複数点（軸直交方向溝部２１ａと対応した位置）で支持するとともに軸方向の両方から複数点（軸方向凹部２１ｂと対応した位置）で支持しながら低気孔率部材２２が埋設されるように高気孔率部材２１を焼結にて形成する焼結工程を含む製造方法にて製造されている。即ち、軸直交方向溝部２１ａと軸方向凹部２１ｂは、低気孔率部材２２を所定の位置に支持するための支持部材（型の一部）にて形成されている。
【００２０】
上記のように構成された軸受１５では、低気孔率部材２２によって機械的強度が高くなり、回転軸１１による大きな荷重に耐えることができる。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
【００２１】
（１）軸受１５は、低気孔率部材２２が周方向に沿って、各方向に高気孔率部材２１が存在するように（図２（ｂ）参照）埋設される構成であるため、潤滑油が低気孔率部材２２の内径側と外径側とで往復可能となる。そして、低温状態で潤滑油が収縮すると（体積が小さくなると）気圧により潤滑油が低気孔率部材２２の表面に押し付けられるが、支持する回転軸１１の回転等により潤滑油が低気孔率部材２２の周囲等を循環し（図２（ｂ）中、２点鎖線参照）、回転軸１１と摺接する内周面１５ａにも潤滑油が廻るようになる。よって、内周面１５ａの潤滑油不足が防止され、回転軸１１を良好に支持することができる。その結果、低温状態においても振動や騒音の増大を防止することができる。
【００２２】
（２）低気孔率部材２２は、金属の丸材（断面が円形の棒状の材料）を丸めてなるため、容易に形成することができる。
（３）高気孔率部材２１の外周には、低気孔率部材２２（その外周）まで達する軸直交方向溝部２１ａが形成されるため、低気孔率部材２２の軸直交方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。即ち、本実施の形態のように、低気孔率部材２２を径方向外側から複数点で支持しながら低気孔率部材２２が埋設されるように高気孔率部材２１を焼結にて形成する焼結工程の際に、支持している部分が軸直交方向溝部２１ａとして形成されることになるが、その際の低気孔率部材２２の軸直交方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。よって、例えば、低気孔率部材２２の内周と、高気孔率部材２１（軸受１５）の内周との距離を高精度に一定とすることができ、潤滑油の循環を軸受１５の周方向に均等とすることができる。
【００２３】
（４）高気孔率部材２１の軸方向端部には、低気孔率部材２２（その軸方向端部）まで達する軸方向凹部２１ｂが形成されるため、低気孔率部材２２の軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。即ち、本実施の形態のように、低気孔率部材２２を軸方向から複数点で支持しながら低気孔率部材２２が埋設される高気孔率部材２１を焼結にて形成する焼結工程の際に、支持している部分が軸方向凹部２１ｂとして形成されることになるが、その際の低気孔率部材２２の軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。よって、例えば、低気孔率部材２２の軸方向一端部から高気孔率部材２１（軸受１５）の軸方向一端部までの距離と、低気孔率部材２２の軸方向他端部から高気孔率部材２１（軸受１５）の軸方向他端部までの距離とを高精度に同じとすることができ、潤滑油の循環を良好とすることができる。
【００２４】
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、低気孔率部材２２は、金属の丸材（断面が円形の棒状の材料）を丸めてなるとしたが、略環状に形成されればよく、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、板材をプレス打ち抜きしてなる低気孔率部材３１に変更してもよい。尚、この低気孔率部材３１は、その断面が４角形となる。このようにすると、低気孔率部材３１をプレス打ち抜きにて容易に形成することができる。又、上記実施の形態のようなスプリングバックによる隙間Ｓが形成されず、容易に環状の（周方向に隙間Ｓのない）低気孔率部材３１を形成することができる。
【００２５】
・上記実施の形態では、軸直交方向溝部２１ａは、軸方向から見て（図２（ａ）参照）径方向内側に向かうほど幅が狭くなるＶ字形状に形成されるとしたが、外周円に対して溝部であって低気孔率部材２２（その外周）まで達するものであればよく、他の形状に変更してもよいし、その個数を変更してもよい。
【００２６】
例えば、図５に示すように、軸方向から見て径方向内側に凸の円弧形状の軸直交方向溝部２１ｃに変更してもよい。
又、例えば、図６に示すように、軸方向から見て直線状の（外周円に対して溝部となる）軸直交方向溝部としての面取り部２１ｄに変更してもよい。
【００２７】
これらのように変更しても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。又、低気孔率部材を軸受（高気孔率部材）に埋設することができれば、軸直交方向溝部が形成されないように変更（高気孔率部材の外周を真円形状に）してもよい。
【００２８】
・上記実施の形態の軸方向凹部２１ｂは、低気孔率部材２２（その軸方向端部）まで達するものであればよく、他の形状に変更してもよいし、その個数を変更してもよい。又、低気孔率部材を軸受（高気孔率部材）に埋設することができれば、軸方向凹部が形成されないように変更してもよい。
【００２９】
・上記実施の形態の高気孔率部材２１の軸方向端部に、潤滑油を保持するための多数の保持溝を形成してもよい。
例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、高気孔率部材２１の軸方向端部に、保持溝２１ｅを格子状に形成してもよい。この例では、保持溝２１ｅが形成されない部分が、軸方向から見て四角形の凸部２１ｆとされている。又、例えば、図８に示すように、高気孔率部材２１の軸方向端部に、保持溝２１ｇを格子状に形成してもよい。この例では、保持溝２１ｇが形成されない部分が、軸方向から見て四角形の各辺が内側に凸の円弧状とされた凸部２１ｈとされている。これらのようにすると、多数の保持溝２１ｅ，２１ｇに潤滑油が保持されるので、保持できる潤滑油の量が増加し、特に低温状態で潤滑油が収縮しても保持溝２１ｅ，２１ｇに保持した潤滑油で補うことができ、更に前記内周面１５ａの潤滑油不足が防止され、回転軸１１を良好に支持することができる。
【００３０】
・上記実施の形態では、低気孔率部材２２は、高気孔率部材２１と略同じ材質の銅系金属よりなるとしたが、高気孔率部材２１より気孔率が小さく設定されれば他の材質の低気孔率部材に変更してもよい。
【００３１】
・上記実施の形態では、ヨークハウジング４に保持された軸受１５のみ低気孔率部材２２を備えた含油軸受としたが、エンドハウジング６に保持された軸受１６においても低気孔率部材２２を備えた含油軸受に変更してもよい。
【００３２】
・上記実施の形態では、モータ１の回転軸１１を支持する軸受１５に具体化したが、他の装置の回転軸を支持する軸受として具体化してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００３３】
（イ）請求項１乃至５のいずれか１項に記載の含油軸受において、軸方向端部には、潤滑油を保持するための多数の保持溝が形成されたことを特徴とする含油軸受。このようにすると、多数の保持溝に潤滑油が保持されるので、保持できる潤滑油の量が増加し、特に低温状態で潤滑油が収縮しても保持溝に保持した潤滑油で補うことができ、更に潤滑油不足が防止され、回転軸を良好に支持することができる。
【００３４】
（ロ）略円筒状で内部に潤滑油が充填される多孔質の含油軸受の製造方法であって、略環状で低気孔率の低気孔率部材を、径方向外側から複数点で支持しながら低気孔率部材が埋設されるように高気孔率の部分を焼結にて形成する焼結工程を備えたことを特徴とする含油軸受の製造方法。このようにすると、支持している部分が含油軸受の外周に溝部（軸直交方向溝部）として形成されることになるが、低気孔率部材の軸直交方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。そして、このように製造された含油軸受では、低気孔率部材が周方向に沿って埋設される構成であるため、潤滑油が低気孔率部材の内径側と外径側とで往復可能となる。そして、低温状態で潤滑油が収縮すると気圧により潤滑油が低気孔率部材の表面に押し付けられるが、支持する回転軸の回転等により潤滑油が低気孔率部材の周囲等を循環し、回転軸と摺接する内周面にも潤滑油が廻るようになる。よって、内周面の潤滑油不足が防止され、回転軸を良好に支持することができる。
【００３５】
（ハ）略円筒状で内部に潤滑油が充填される多孔質の含油軸受の製造方法であって、略環状で低気孔率の低気孔率部材を、軸方向から複数点で支持しながら低気孔率部材が埋設されるように高気孔率の部分を焼結にて形成する焼結工程を備えたことを特徴とする含油軸受の製造方法。このようにすると、支持している部分が含油軸受の軸方向端部に凹部（軸方向凹部）として形成されることになるが、低気孔率部材の軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができる。そして、このように製造された含油軸受では、低気孔率部材が周方向に沿って埋設される構成であるため、潤滑油が低気孔率部材の内径側と外径側とで往復可能となる。そして、低温状態で潤滑油が収縮すると気圧により潤滑油が低気孔率部材の表面に押し付けられるが、支持する回転軸の回転等により潤滑油が低気孔率部材の周囲等を循環し、回転軸と摺接する内周面にも潤滑油が廻るようになる。よって、内周面の潤滑油不足が防止され、回転軸を良好に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態におけるモータの要部断面図。
【図２】（ａ）本実施の形態の軸受の平面図。（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】（ａ）本実施の形態の低気孔率部材の平面図。（ｂ）同じく低気孔率部材の断面図。
【図４】（ａ）別例の低気孔率部材の平面図。（ｂ）同じく低気孔率部材の断面図。
【図５】別例の軸受の平面図。
【図６】別例の軸受の平面図。
【図７】（ａ）別例の軸受の一部平面図。（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図８】別例の軸受の一部平面図。
【符号の説明】
【００３７】
２１ａ，２１ｃ…軸直交方向溝部、２１ｂ…軸方向凹部、２１ｄ…面取り部（軸直交方向溝部）、２２，３１…低気孔率部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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