(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、それぞれが円輪状に造られ、それぞれの外周縁部を上記外輪の内周面両端部に係止し、それぞれの内周縁部を上記内輪の外周面両端部に形成した凹部に、非接触状態で進入させた１対のシールド板と、この１対のシールド板に挟まれて上記複数個の転動体を設置した部分に封入したグリースとを備え、上記外輪を電動モータのケーシングの一部に内嵌固定し、上記内輪を電動モータの回転軸に外嵌固定した状態で、この回転軸を上記ケーシングの内側に回転自在に支持する電動モータ用転がり軸受に於いて、上記グリースは、基油として弗化ポリエーテル油とポリオールエステル油との混合油を、増ちょう剤としてポリ四弗化エチレンを、それぞれ使用した弗素系グリースであり、上記基油中の弗化ポリエーテル油の割合が６０〜９８容量％であり、同じくポリオールエステル油の割合が４０〜２容量％である事を特徴とする電動モータ用転がり軸受。
【請求項２】
弗化ポリエーテル油の４０℃での動粘度が２００mm2/s で、基油中のこの弗化ポリエーテル油の割合が７０〜９０容量％であり、ポリオールエステル油の４０℃での動粘度が１３８mm2/s で、上記基油中のこのポリオールエステル油の割合が３０〜１０容量％であり、ポリ四弗化エチレンが、平均粒径が７〜１０μm の微粉末である、請求項１に記載した電動モータ用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る電動モータ用転がり軸受は、例えば自動車のラジエータに通風する為の冷却ファン、或は自動車用空調機に組み込む送風ファンを駆動する為の電動モータに組み込み、ケーシングの内側に回転軸を回転自在に支持する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却ファンや送風ファン等を駆動する為の電動モータは、例えば図１に示す様に構成している。ケーシング１の内側中心部には回転軸２を、１対の転がり軸受３、３により回転自在に支持している。上記回転軸２の中間部にはロータ４を、上記ケーシング１の内面でこのロータ４に対向する部分にはステータ５、５を、それぞれ固定している。又、上記ケーシング１の内部にはブラシ６を支持し、このブラシ６の先端面と、上記ロータ４の内径寄り部分に設けた図示しない整流子とを摺接させている。尚、電動モータとしては、図２に示す様に、回転軸２をケーシング１の片側の壁にのみ支持したものや、図３に示す様に、ブラシ６を整流子７の外周面に摺接させたものもある。
【０００３】
何れの構造の場合も、ケーシング１に対して回転軸２を回転自在に支持する為の転がり軸受３は、図４〜５に示す様に構成している。この転がり軸受３は、内周面に外輪軌道８を有する外輪９と、外周面に内輪軌道１０を有する内輪１１とを同心に配置して成る。そして、上記外輪軌道８と内輪軌道１０との間に複数個の転動体１２を転動自在に設ける事により、上記外輪９を内嵌固定した上記ケーシング１（図１〜３）の内側に、上記内輪１１を外嵌固定した上記回転軸２（図１〜３）を回転自在に支持自在としている。又、上記外輪９の内周面と上記内輪１１の外周面との間に存在し、上記複数個の転動体１２を設置した空間１３の両端部は、それぞれが円輪状である１対のシールド板１４、１４により塞いでいる。これら両シールド板１４、１４は、それぞれの外周縁部を上記外輪９の内周面両端部に係止し、それぞれの内周縁部を上記内輪１１の外周面両端部に全周に亙って形成した凹部１５、１５に、非接触状態で進入させている。更に、上記１対のシールド板１４、１４に挟まれて上記複数個の転動体１２を設置した空間１３部分には、グリースを封入して、上記転動体１２の転動面と上記外輪軌道８及び内輪軌道１０との当接部を潤滑する。尚、上記グリースとして従来一般的には、基油としてエステル系又は合成炭化水素系の油を、増ちょう剤としてリチウム石鹸やウレア系のものを、それぞれ使用したものを用いていた。又、上記シールド板１４、１４の内周縁部の断面形状は、図４〜５の様な断面形状に限らず、図６に示す様にシールド板１４、１４の内周縁部の断面形状を鉤形にして、この内周縁部と上記凹部１５の内面との間にラビリンス隙間を形成する場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電動モータ用転がり軸受の場合、電動モータの運転に伴って周囲にブラシ６の摩耗粉（通常はカーボン粉末）が浮遊する。この摩耗粉がシールド板１４、１４の内周縁と凹部１５、１５の内面との間に存在するラビリンス隙間を通じて空間１３内に入り込むと、この空間１３内に充填しているグリースが劣化し、転がり軸受３の寿命が低下する。上記空間１３を両端開口部を塞ぐ密封部材として、非接触型のシールド板１４、１４に代えて、接触型のシール板を使用すれば、上記グリースの劣化を抑え、転がり軸受の寿命延長を図れる。但し、接触型のシール板を組み込んだ転がり軸受は回転トルクが大きくなる為、この転がり軸受を組み込んだ電動モータの性能を十分に高くする事が難しいだけでなく、消費電力が多くなる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、非接触型で、しかもブラシの摩耗粉等の異物が内部に入り込みにくい電動モータ用転がり軸受を提供すべく発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動モータ用転がり軸受は、前述した従来から知られている電動モータ用転がり軸受と同様に、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、それぞれが円輪状に造られ、それぞれの外周縁部を上記外輪の内周面両端部に係止し、それぞれの内周縁部を上記内輪の外周面両端部に形成した凹部に、非接触状態で進入させた１対のシールド板と、この１対のシールド板に挟まれて上記複数個の転動体を設置した部分に封入したグリースとを備える。そして、上記外輪を電動モータのケーシングの一部に内嵌固定し、上記内輪を電動モータの回転軸に外嵌固定した状態で、この回転軸を上記ケーシングの内側に回転自在に支持する。
特に、本発明の電動モータ用転がり軸受に於いては、上記グリースは、基油として弗化ポリエーテル油とポリオールエステル油との混合油を、増ちょう剤としてポリ四弗化エチレンを、それぞれ使用した弗素系グリースであり、上記基油中の弗化ポリエーテル油の割合が６０〜９８容量％であり、同じくポリオールエステル油の割合が４０〜２容量％である。
【０００６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の電動モータ用転がり軸受の場合には、グリースが各シールド板の内周縁部と凹部の内面との間の隙間に流入し、この隙間を塞ぐ為、ブラシの摩耗粉等の異物が上記グリース内に混入しにくくなる。即ち、弗化ポリエーテル油とポリオールエステル油との混合油である基油中にポリオールエステル油を４０〜２容量％混入する事により、弗素系グリースの流動性を確保できる。この為、この弗素系グリースの一部が上記隙間に流入してこの隙間を塞ぎ、１対のシールド板同士の間に存在するグリース内に異物が混入する事を防止する。
尚、上記基油中へのポリオールエステル油の混入量が２容量％未満の場合には、弗素系グリースの流動性を高くする効果が少なく、上記隙間をグリースにより十分に塞ぐ事ができない。反対に、上記基油中へのポリオールエステル油の混入量が４０容量％を越えると、このポリオールエステル油と弗化ポリエーテル油とが分離し易くなり、弗素系グリースの特性が安定しなくなり、グリース並びにこのグリースを充填した転がり軸受の寿命が短くなる可能性がある。そこで、弗化ポリエーテル油とポリオールエステル油との混合油である基油中へのポリオールエステル油の混合割合を４０〜２容量％とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、電動モータ用転がり軸受の内輪と外輪との間に存在する複数の転動体を設置した部分に封入するグリースにある。このグリースは、基油として弗化ポリエーテル油とポリオールエステル油との混合油を、増ちょう剤としてポリ四弗化エチレンを、それぞれ使用した弗素系グリースとする。又、上記基油中の弗化ポリエーテル油の割合を６０〜９８容量％とし、同じくポリオールエステル油の割合を４０〜２容量％とする。
【０００８】
又、上記増ちょう剤としてポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）の微粉末を使用する。又、この微粉末の好ましい粒径は凡そ０．１〜２５μｍ（より好ましくは、平均粒径が７〜１０μm ）であり、好ましい添加量は２０〜４０重量％である。この様に好ましい粒径を上記範囲としたのは、適正なグリース性状及び低コストを実現する為であり、好ましい添加量を上記範囲としたのは、適正な流動性及び潤滑性を得る為である。即ち、粒径が上記範囲から外れると何れの方向に外れた場合にも、適正なグリース性状が得られず、更に、粒径が上記範囲から小さくなる方向に外れた場合には、コストの上昇を招く。又、添加量が上記範囲から少なくなる方向に外れた場合には、グリースが柔らかくなり、流動し過ぎる為、上記複数の転動体を設置した部分にグリースが保持されなくなる。更に、添加量が上記範囲から多くなる方向に外れた場合には、基油の割合が減少して、潤滑性が悪化する。
【０００９】
又、上記基油のうちの弗化ポリエーテル油の、４０℃での動粘度が凡そ１０〜４０００mm2/s （より好ましくは、２００mm2/s ）のものを使用する。この様に好ましい動粘度を上記範囲としたのは、適正な耐熱性及び潤滑性を得る為である。即ち、動粘度が上記範囲より低くなる方向に外れた場合には、耐熱性が悪化し、逆に高くなる方向に外れた場合には、軸受の潤滑に適さなくなる。
【００１０】
又、上記基油のうちのポリオールエステル油は、４０℃での動粘度は１０〜４０００mm2/s （より好ましくは、１３８mm2/s ）とする。尚、このポリオールエステル油は、耐熱性に優れる。
又、本発明に使用するグリースには、一般的にグリースに添加される種々の酸化防止剤、極圧剤、防錆剤等を添加する事もできる。
【００１１】
【実施例】
本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。実験は、前述の図２に示した様な電動モータを所定の条件で運転し、この電動モータに組み込んだ転がり軸受３、３のうち、ブラシ６の摩耗粉が浮遊しているケーシング１内に対向する、同図の右側の転がり軸受３の寿命を測定する事により行なった。尚、使用した転がり軸受は、内径が８mm、外径が１６mm、幅が５mmの単列深溝型玉軸受である。又、回転軸２の回転速度は３０００rpm 、雰囲気温度は１６０℃とした。又、転がり軸受自体の諸元は、グリースの種類を除いて総ての試料で同じとし、グリースに就いては、次の(1) 〜(4) に示した４種類のものを用意した。又、同種のグリースに就いて試料を２個ずつ用意し、合計８個の試料に就いて、それぞれの寿命を測定した。尚、転がり軸受３を組み込んだ電動モータの運転時に振動が生じた場合に、転がり軸受３である当該試料は寿命に達したと判定した。
【００１２】
(1)   従来品
基油：４０℃での動粘度が３００mm2/s である、合成炭化水素系のポリアルファオレフィン油（ＰＡＯ）
増ちょう剤：シクロヘキシルアミンと４、４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応によるジウレアを２０重量％
添加剤：フェニル−１−ナフチルアミンを２重量％
(2)   本発明品１
基油：４０℃での動粘度が２００mm2/s である弗化ポリエーテル油を９８容量％と、４０℃での動粘度が１３８mm2/s であるポリオールエステル油を２容量％とを混合したもの
増ちょう剤：平均粒径が７〜１０μｍの微粉末のポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）
(3)   本発明品２
基油：４０℃での動粘度が２００mm2/s である弗化ポリエーテル油を９０容量％と、４０℃での動粘度が１３８mm2/s であるポリオールエステル油を１０容量％とを混合したもの
増ちょう剤：平均粒径が７〜１０μｍの微粉末のポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）
(4)   本発明品３
基油：４０℃での動粘度が２００mm2/s である弗化ポリエーテル油を７０容量％と、４０℃での動粘度が１３８mm2/s であるポリオールエステル油を３０容量％とを混合したもの
増ちょう剤：平均粒径が７〜１０μｍの微粉末のポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）
【００１３】
上記(1) 〜(4) のグリースを転がり軸受３内に充填し、前述した条件でそれぞれの寿命を測定したところ、図７に示す様な結果を得られた。
この図７から明らかな通り、(1) のグリースを充填した従来品は、６００〜８００時間程度で寿命に達したのに対して、本発明品は、(2) のグリースを充填した本発明品１のうちの一方の試料が２０００時間強で寿命に達した以外、試験時間（凡そ２１００時間）の間には寿命に達しなかった。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の電動モータ用転がり軸受は、以上に述べた通り構成され作用するので、転がり軸受及びこの転がり軸受を組み込んだ電動モータの耐久性向上を図れる。又、優れた耐熱性を有する反面高価である弗化ポリエーテル油の使用量を、ポリオールエステル油を添加する分少なく抑える事ができる。この為、弗素系グリース及びこの弗素系グリースを充填した転がり軸受のコスト低減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の対象となる転がり軸受を組み込んだ電動モータの第１例を示す断面図。
【図２】  同第２例を示す断面図。
【図３】  同第３例を示す断面図。
【図４】  本発明の対象となる転がり軸受の部分断面図。
【図５】  図４のＡ部拡大図。
【図６】  シールド板の別例を示す図５と同様の図。
【図７】  本発明の効果を確認する為に行なった実験の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  回転軸
３  転がり軸受
４  ロータ
５  ステータ
６  ブラシ
７  整流子
８  外輪軌道
９  外輪
１０  内輪軌道
１１  内輪
１２  転動体
１３  空間
１４  シールド板
１５  凹部
【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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