(57)【要約】【課題】潤滑油の侵入を防止すると共に、転がり軸受内部への異物侵入や異音の発生も防止し、且つＯＡ機器のコンパクト化にも貢献することのできる密封板付き転がり軸受およびこれを用いた軸受装置を提供する。【解決手段】軌道部材の側面に密封板を備える密封板付き転がり軸受の該密封板を、軸方向に略同一厚さを有し、他方の部材の周面との間に隙間を有し、前記軸方向の厚さＴが０．３０ｍｍ以上で前記隙間Ｃが０．０８ｍｍ以下とする。この密封板は、樹脂またはエラストマー成形品とし、外側面に回転軸と同心のリング状凹溝を設ける。この場合、リング状溝の深さＨは、Ｈ＞０．１Ｔ（Ｔは密封板の厚さ）、リング状凹溝の幅Ｅ＞０．６Ｍ（Ｍは軌道部材への取付部を除く密封板の外径）とする。そして、一方をこの密封板付き転がり軸受とし、他方に回転軸同心で併設される油潤滑すべり軸受で回転軸を支持した軸受装置とする。【選択図】              図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪内径が１０ｍｍ以下の径を有し、軌道部材の側面に円環状密封板を備える密封板付き転がり軸受において、
前記密封板は一方の周面が、一方の軌道部材へ固定され、他方の周面と、他方の部材の周面との間に隙間を有し、この隙間形成部の軸方向の厚さＴが０．３０ｍｍ以上で前記隙間Ｃが０．０８ｍｍ以下であることを特徴とする密封板付き転がり軸受。
【請求項２】
密封板は、樹脂またはエラストマー成形品であることを特徴とする請求項１に記載の密封板付き転がり軸受。
【請求項３】
密封板の外側面に回転軸と同心状に溝を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密封板付き転がり軸受。
【請求項４】
前記溝は回転軸と同心に設けた１つのリング状凹溝であり、その深さＨは、Ｈ＞０．１Ｔ（Ｔは密封板の厚さ）、リング状凹溝の幅Ｅは、Ｅ＞０．６Ｍ（Ｍは密封板の外径）であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の密封板付き転がり軸受。
【請求項５】
一方を請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の密封板付き転がり軸受とし、他方に回転軸同心で併設される油潤滑すべり軸受で回転軸を支持することを特徴とする冷却ファン用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密封板付き転がり軸受、特に、コンピュータやＤＶＤ等のＯＡ機器の回路周辺や内部空間に発生する熱を逃がすために使用される冷却用のファンモータ用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等ＯＡ機器類の内部には、長時間使用すると回路や内部空間に相当の熱が発生するため冷却用ファンが組み込まれることが多い。このような冷却用ファンには、ファンモータが用いられる。このようなファンモータは、図４に示すように、二つの軸受１１、１２によって支持される回転軸１３の端部に円筒状の回転子（ロータ）１０を嵌合固定すると共に、該回転子１０の内周面には永久磁石１４を周方向に配置し、外周面にはファンブレード１５が固定されている。前記二つの軸受１１、１２の一方の軌道部材（内輪）は、回転軸１３に嵌合固定されている。一方、これらの軸受１１、１２の他方の軌道部材（外輪）は、ケーシング１８の内側に設けられた円筒部材１９の内周側に嵌合固定されている。また、前記内側円筒部材１９の外周側には前記永久磁石１４と対向するように電磁石（ステータ）１７が固定配置されている。こうして電磁石１７と永久磁石１４との電磁誘導作用により回転子１０が回転してファンブレード１５によりＯＡ機器内部が冷却される構造になっている。
【０００３】
従来、前記回転軸１３を軸支する二つの軸受１１、１２は、転がり軸受が使用されていたが、ファンモータに２個の転がり軸受を使用するのは、スペース的にもコスト的にも不利である。従って、コストダウンを図るため最近は一方の軸受１１のみに転がり軸受を使用し、他方の軸受１２はすべり軸受として回転支持するタイプのものが使用されることがある。また、転がり軸受としては、図５に示すように、外輪２１と内輪２２との間に転動体（玉）２３を配置し、保持器１４で転動体２３を保持し、これら外輪２１と内輪２２との側面にシールドタイプの密封板２５、２５を配置し、該密封板２５と内輪２２表面との間の隙間Ｃ’を０．１ｍｍ、隙間長さＴ’を０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍとして軸受内部に水分や塵埃等が入らないような構造とした密封板付き転がり軸受が使用される。
【０００４】
従来のＯＡ機器類の冷却用ファンモータとしては、薄型と小型化で且つ安価なフラットモータとして、図６に示すように、永久磁石３４を保持した回転子３０を、ケーシング３２に設けた軸受構造で回転自在に軸承し、ケーシング３２に設けた固定子３３と前記永久磁石３４と対峙せしめて固定子３３から発生させた回転磁界により回転子を回転せしめるフラットモータの軸受構造であって、前記ケーシングに設けた軸受構造に対してただ１個の単列玉軸受と円筒型軸受とを組み合わせた複合軸受３１の外輪または内輪の一方を固定子３３に固定すると共に他方を前記回転子３０に固定したフラットモータの軸受構造が提案されている。この複合軸受３１には、焼結含油軸受が用いられ、回転軸３５の傾斜を一定範囲内に押さえる構造となっている（特許文献１）。また、シールドタイプの密封板を用いた密封板付転がり軸受として、図７に示すように、外輪４１の両端部内周面に形成した係止溝４１ａ，４１ａに、一対の密封板４５，４５の外周縁部を係止すると共に、これら各密封板４５，４５の内周縁部を内輪４２の両端部外周面に、微小間隙Ｒ、Ｒを介して対向させ、前記各密封板４５，４５の直径方向に関するこの微小間隙Ｒ、Ｒの幅を、０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下に規制し、同時に、前記各密封板４５，４５の軸方向に関する微小間隙Ｒ、Ｒの長さＳを、０．２ｍｍ以上に規制したトランスミッション用のものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７２３１
【特許文献２】
特開２００２−１１５７２４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記するように、最近のファンモータ用の軸受は、一方を潤滑油を使用する油潤滑すべり軸受を使用し、他方を密封板付き転がり軸受とするが、使用途中このすべり軸受で使用される潤滑油が洩れ出し、転がり軸受側に流れ込み、場合によっては軸受内部に異物を巻き込んだオイルが侵入することがあった。このような現象が生じると、異物の侵入によって軸受音が大きくなったり、ファンモータの騒音が大きくなり機能上問題となっていた。また、密封板を接触型シールにするとこの侵入は防止できるが、ファンモータ用軸受では、低トルク性能が重要なため非接触型とせざるを得ない。更に、一方を油潤滑すべり軸受とし、他方を転がり軸受とする場合も、２つの軸受間の距離をある程度とることで異物侵入を抑制できるが、この場合ファンモータの幅を小さく出来ずコンパクト化が制限されるという問題もあった。
【０００７】
この発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、すべり軸受からの潤滑油の侵入を防止すると共に、転がり軸受内部への異物侵入や異音の発生を防止し、且つＯＡ機器のコンパクト化にも貢献することのできる密封板付き転がり軸受および冷却ファン用軸受装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、内輪内径が１０ｍｍ以下の径を有し、軌道部材の側面に円環状密封板を備える密封板付き転がり軸受において、
前記密封板は一方の周面が、一方の軌道部材へ固定され、他方の周面と、他方の部材の周面との間に隙間を有し、この隙間形成部の軸方向の厚さＴが０．３０ｍｍ以上で前記隙間Ｃが０．０８ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記密封板は、樹脂またはエラストマー成形品であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、密封板の外側面に回転軸と同心状に溝を設けることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、請求項４に記載の発明は、前記溝は回転軸と同心に設けた１つのリング状凹溝であり、その深さＨは、Ｈ＞０．１Ｔ（Ｔは密封板の厚さ）、リング状凹溝の幅Ｅは、Ｅ＞０．６Ｍ（Ｍは軌道部材への取付部を除く密封板の外径）であることを特徴とするものである。
【００１２】
更にまた、請求項５に記載の発明は、冷却ファン用軸受装置が、一方を請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の密封板付き転がり軸受とし、他方に回転軸同心で併設される油潤滑すべり軸受で回転軸を支持することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は、この発明の密封板付き転がり軸受の軸方向の一部断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＰ矢視図である。また、図２は、取付けた状態の密封板の部分の一部拡大図である。この密封板付き転がり軸受１は、軌道部材である外輪２と、同じく軌道部材である内輪４と、これら外輪２と内輪４との間の環状空間に周方向一定間隔に配置される転動体（玉）３と、該転動体（玉）３を周方向一定間隔で保持する保持器６と、外輪２と内輪４との間の側面に密封板５，５と、で構成される。前記内輪４は回転軸７に嵌合固定され、外輪２は、例えば図４に示すケーシング１８の内側円筒部１９に嵌合固定される。前記内輪４の内径Ｄは１０ｍｍ以下とし、また、密封板５は、外輪２に設けた溝部２ａに圧入して固定される。そして、該密封板５は、圧入部５ａを除いて、軸方向に同一の厚さを有しており、この厚さは、０．３０ｍｍ以上となるようにしてある。また、該密封板５の内輪４の外周面との間の隙間Ｃは、０．０８ｍｍ以下としてある。従って、この密封板の前記隙間形成部の軸方向の厚さＴは、０．３０ｍｍ以上であり、この内輪４の外周面との間の隙間Ｃの長さは０．３０ｍｍ以上となる。
【００１４】
前記密封板５の隙間形成部の軸方向の厚さＴが、上記する０．３０ｍｍ以上あれば、隙間Ｃをつたって軸受内部に異物を含んだ潤滑油が侵入し難くなり、この程度の寸法であれば、隙間内へ一部侵入しても軸受内部までは侵入し難い。また、隙間Ｃが０．０８ｍｍ以下であれば、接触しないかぎり摺動摩擦もなく且つ異物を含んだ潤滑油も侵入し難くなる。尚、上記Ｃは、０．０５ｍｍ以下、Ｔは、０．３５ｍｍ以上とすると、更に好ましい。
【００１５】
前記密封板付き転がり軸受１は、深溝タイプの転がり軸受とすることが好ましい。即ち、この密封板付き転がり軸受１は冷却ファンモータ用の軸受であるが、ファンブレードを取り付けた回転子にはラジアル荷重のみならず、スラスト荷重もかかる。従って、ある程度ラジアル荷重の他にスラスト荷重を受けることのできる軸受であることが望ましい。
【００１６】
前記密封板５は、合成樹脂例えばポリエステル系樹脂或いはエラストマーで射出成形して製作される。このような射出成形密封板は、形状精度が０．０７５ｍｍ以下で形成可能なため、隙間と厚さを所定寸法に高確率で設定できるため極めて効果的に異物侵入を防止できる（打ち抜き加工品では形状精度が０．１５程度である）。そして該密封板５の外側面には、回転軸７と同心状にリング状の凹溝５ｂが形成されている。更に、該密封板封板５の軸受内部側の側面にも回転軸７と同心状にリング状の凹溝５ｃが形成されている。該凹溝５ｂは、回転軸の回転中に、外部から異物や異物を含んだ潤滑油が外側面をつたって侵入しようとしても該凹溝５ｂに入り込み内部へ侵入するのを阻止する役目を有している。また、密封板５の内側となるリング状の凹溝５ｃは、潤滑油（グリース）溜まりとなり、軸受内に密封された潤滑剤が外部へ洩れ出すのを防止する。
【００１７】
次に、前記密封板５に設ける回転軸との同心状のリング状の凹溝５ｂは、一定の深さＨが必要である。この場合、リング状凹溝５ｂの深さＨは、Ｈ＞０．１Ｔ（Ｔは密封板の厚さ）とし、リング状凹溝５ｂの幅Ｅは、Ｅ＞０．６Ｍ（Ｍは軌道部への取付部を除く密封板の外径）とすることが望ましい。この凹溝５ｂの深さＴは、潤滑油の表面張力と凹溝５ｂの異物を含んだ潤滑油保持溝としての機能を考慮して決めたものである。また、内部側の側面の溝５ｃは、同様にＨ＞０．２Ｔ、Ｅ＞０．５Ｍがグリース溜めのためには好ましい。尚、溝が１つのリング状である例を示したが、同心の複数リングとしても良い。また、周方向に分割された不連続のリング状でも良い。更に、点状の小さな溝をリング状に散在させても良い。
【００１８】
図３は、以上のような構成から成るこの発明の密封板付き転がり軸受１について防塵テストを行った結果を示す図である。この実験では、図４に示す２つの転がり軸受１１、１２を、いずれも本願発明の密封板付き転がり軸受１に取り替えて、ファンブレード側の一方の密封板付き転がり軸受１上（図のＸ点）に、異物を混ぜた潤滑油を滴下して行った。尚、本実施例は、型番６９３のミニチュア玉軸受で軸受の内輪内径３ｍｍ、外輪外径８ｍｍ、密封板外側面の溝５ｂは１つのリング状溝でα＝Ｈ／Ｔを、０．１５とし、β＝Ｍ／Ｅを、０．７５とし、内側面の溝５ｃは、１つのリング状溝で、α＝０．３、β＝０．７、隙間Ｃ＝０．０５ｍｍ、密封板の厚さＴ＝０．３５ｍｍである。この場合、潤滑油に混ぜる異物としては、サイズが１９０μｍの鉄粉５ｍｇ、１３０μｍのアルミナ３ｍｇ、４０μｍのアルミナ１ｍｇの３種類を用いて、ファンモータは、ＤＣ１２Ｖ、回転数２７００ｒｐｍ、でこの発明の密封板付き転がり軸受で実験した。尚、縦軸の「アンデロン」は、軸受音響振動値を示す単位である。この実験結果から判るように、本願発明品では異物の侵入量が激減することが判明した。
【００１９】
この発明の密封板付き転がり軸受１は、上記するように、主としてＯＡ機器類の冷却用ファンモータに使用されるものである。従って、従来使用されてきたすべり軸受と転がり軸受との組み合わせにおいて、上記構成の密封板付き転がり軸受を用いれば、異物侵入や異物の巻き込まれた潤滑油が軸受内に侵入するのを殆ど防止することができる。そして、この発明の冷却ファン用軸受装置は、防塵と静粛性に優れた上記構成の密封板付き転がり軸受を、一方の軸受とし、他方に回転軸同心で併設される潤滑滑り軸受を、他方のすべり軸受として、回転軸を支持するよう構成するものである。また、本願発明の冷却ファン用軸受装置によれば、図４に示す油潤滑すべり軸受１２と密封板付き転がり軸受１１との内側端間距離Ｌを、軸の安定回転を確保できる限りにおいて、小さくすることができるので、より薄型の冷却ファンモータとすることが可能となる。従って、より薄型でコンパクトなＯＡ機器類を提供することにも貢献する。
【００２０】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明の密封板付き転がり軸受および冷却ファン用軸受装置を上記構成とすれば、異物を含んだ潤滑油の侵入を極めて有効に防止することができる。また、密封板と軌道輪との間の隙間から潤滑油が侵入したとしても密封板の幅が大きいので軸受内部までは侵入しにくくなる。また、密封板の外側面に設けたリング状の凹溝は、異物を含んだ潤滑油の侵入を阻止し、密封板の内側面に設けたリング状の凹溝は、グリース洩れを防止することができるので、軸受寿命の低下防止にも有効である。更に、この発明の冷却ファン用軸受装置は、すべり軸受と転がり軸受との組み込み間隔を小さくすることができるのでより薄型でコンパクトなファンモータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、この発明の密封板付き転がり軸受の軸方向の一部断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＰ矢視図である。
【図２】この発明の密封板付き転がり軸受に用いられる密封板の取付部分の一部拡大図である。
【図３】この発明の密封板付き転がり軸受について防塵テストを行った結果を示す図である。
【図４】ＯＡ機器類に使用されるファンモータの構成例を示す図である。
【図５】ＯＡ機器類に使用されるファンモータ用の従来のシールドタイプの密封板を用いた転がり軸受の軸方向の一部断面図である。
【図６】１個の転がり軸受を用いた従来のＯＡ機器類に使用されるフラットモータの構成を示す図である。
【図７】シールドタイプの密封板を用いたこの密封板と内輪外周面との隙間を一定地以下に規制した従来の密封板を用いたトランスミッション用転がり軸受の一部断面図である。
【符号の説明】
１    密封板付き転がり軸受
２    外輪
３    転動体（玉）
４    内輪
５    密封板
５ｂ  凹溝（外側）
５ｃ  凹溝（内側）
６    保持器
７    回転軸
Ｃ    隙間
Ｅ    凹溝の幅
Ｈ    凹溝の深さ
Ｌ    ファンモータにおける軸受と軸受との内側端間距離
Ｍ    密封板の直径
Ｔ    密封板の厚さ
【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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