(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、転がり軸受の密封板と内輪との間に放電経路を確保して電食を防止しつつ、潤滑剤の外部への漏洩を防止することができる転がり軸受およびこれを用いたモータを提供すること。【解決手段】転がり軸受１およびこれを用いたモータＭであって、転がり軸受１の構造は、外輪３は、外輪内径面３１の軸方向両端部に全周に形成された密封板６を取付ける凹状の密封板取付部３３を備え、内輪２は、内輪外径面２１の軸方向両端部に全周に形成された潤滑剤としてのグリースＧが溜められる凹状の潤滑剤溜まり部２３と、潤滑剤溜まり部２３よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面２４とを備え、密封板６は、外周側に全周に形成された、外輪３の密封板取付部３３に取付けられる外輪取付部６１と、内周側に全周に形成された、内輪２の内輪外周端面２４に向かって近接するように折り曲げられた先端部６２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪外径面の中央部に全周に形成された内輪軌道面を有する環状の内輪と、外輪内径面の中央部に全周に形成された外輪軌道面を有する環状の外輪と、前記内輪の前記内輪軌道面と前記外輪の前記外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、前記内輪外径面と前記外輪内径面との間の空間を囲むとともに前記転動体の周囲に充填される潤滑剤を封入する円板状の一対の密封板とを備えた転がり軸受であって、
前記外輪は、前記外輪内径面の軸方向両端部に全周に形成された前記密封板を取付ける凹状の密封板取付部を備え、
前記内輪は、前記内輪外径面の軸方向両端部に全周に形成された前記潤滑剤が溜められる凹状の潤滑剤溜まり部と、前記潤滑剤溜まり部よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面とを備え、
前記密封板は、外周側に全周に形成された、前記外輪の前記密封板取付部に取付けられる外輪取付部と、内周側に全周に形成された、前記内輪の前記内輪外周端面に向かって近接するように折り曲げられた先端部とを備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の前記転がり軸受により回転軸が回転自在に支持される回転子と、前記回転子の外周面に所定の間隔をもって対向するように配置される固定子とを有するモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受およびこの転がり軸受により回転軸が回転自在に支持される回転子を有するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の転がり軸受は、内輪外径面の中央部に全周に形成された内輪軌道面を有する環状の内輪と、外輪内径面の中央部に全周に形成された外輪軌道面を有する環状の外輪と、内輪の内輪軌道面と外輪の外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、転動体を転動自在に保持する環状の保持器と、内輪の内輪外径面の軸方向両端部に全周に形成された凹状のグリース溜まり部と、内輪外径面と外輪内径面との間を覆うとともに転動体の周囲に充填される潤滑剤としてのグリースを封入する環状の一対の密封板（シールド板）とを備えている。転がり軸受に備えた一対の密封板は、外周側が外輪に取付けられ、内周側が内輪に非接触の状態で対向するように配置されている。この転がり軸受の用途としては、例えば、空気調和機の室内機に搭載する送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータにおいて、このモータの回転子の回転軸を回転自在に支持する軸受として用いられている。
【０００３】
ブラシレスＤＣモータの回転子の回転軸を支持する転がり軸受では、ブラシレスＤＣモータをインバータ制御により回転駆動すると、回転軸から転がり軸受への漏れ電流により内輪と外輪との間に電位差が生じ、内輪と転動体との間、外輪と転動体との間で電荷の蓄電とスパークを繰り返すことにより、内輪の内輪軌道面や外輪の外輪軌道面や転動体の転動面を損傷させる電食が発生することが知られている。この電食の発生を防止するために、内輪と転動体との間、外輪と転動体との間で電荷の蓄電とスパークを繰り返さないように、内外輪と転動体との接触部以外に放電経路を確保した転がり軸受があり、例えば、密封板の外周側が外輪に取付けられ、密封板の内周側に内輪に非接触の状態で近接する放電ブラシを取付けた転がり軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に示す転がり軸受は、密封板および放電ブラシによる放電経路を確保したことで、この放電経路によって内外輪と転動体との間に電荷が蓄電されることなく逐次放電され、スパークによる内輪の内輪軌道面や外輪の外輪軌道面や転動体の転動面の電食による損傷を防ぐことができる。しかしながら、この転がり軸受は、電食を防止するために、別途、放電ブラシを密封板の内周側に取付けた構造になっているため、部品点数が増えて製造コストが上昇してしまうという問題点があった。さらに、放電ブラシは密封板の内周側に取付けたベース板の先端に多数の繊維を植毛した構造になっているため、ブラシレスＤＣモータの回転駆動により、内輪に形成された凹状のグリース溜まり部に溜まったグリースが流動化し、放電ブラシの植毛の隙間から転がり軸受の外部にグリースが漏洩するおそれがあるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４６９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、部品点数を増やすことなく、転がり軸受の密封板と内輪との間に放電経路を確保して電食を防止しつつ、潤滑剤の外部への漏洩を防止することができる転がり軸受およびこれを用いたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受は、内輪外径面の中央部に全周に形成された内輪軌道面を有する環状の内輪と、外輪内径面の中央部に全周に形成された外輪軌道面を有する環状の外輪と、内輪の内輪軌道面と外輪の外輪軌道面との間に配置された複数の転動体と、内輪外径面と外輪内径面との間を囲むとともに転動体の周囲に充填される潤滑剤を封入する円板状の一対の密封板とを備えた転がり軸受であって、外輪は、外輪内径面の軸方向両端部に全周に形成された密封板を取付ける凹状の密封板取付部を備え、内輪は、内輪外径面の軸方向両端部に全周に形成された潤滑剤が溜められる凹状の潤滑剤溜まり部と、潤滑剤溜まり部よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面とを備え、密封板は、外周側に全周に形成された、外輪の密封板取付部に取付けられる外輪取付部と、内周側に全周に形成された、内輪の内輪外周端面に向かって近接するように折り曲げられた先端部とを備えることを特徴とする。また、本発明は、この転がり軸受を用いたモータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の転がり軸受によれば、密封板の内周側に全周に形成された先端部は、内輪の潤滑剤溜まり部よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面に向かって近接するように折り曲げられた構造になっているため、部品点数を増やすことなく、転がり軸受の密封板と内輪との間に放電経路を確保したので、モータに適用した場合、電食を防止しつつ、潤滑剤の外部への漏洩を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のモータの回転軸を支持する転がり軸受を示す断面図である。
【図２】図１の転がり軸受を示す平面図である。
【図３】図１の転がり軸受を用いたモータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１および図２は、本実施形態における転がり軸受を説明する図であり、図３は、転がり軸受により回転軸が回転自在に支持される回転子を有するモータを説明する図である。このモータは、回転磁界を発生する固定子内に永久磁石を備える回転子を回転可能に配置したインナーロータ型モータである。以下、まず、転がり軸受の構造について説明し、次に、この転がり軸受を用いたモータについて説明する。
【００１１】
本実施形態による転がり軸受１は、いわゆる深溝玉軸受であり、図１および図２に示すように、内輪２と、外輪３と、転動体４と、保持器５と、一対の密封板（シールド板）６、６とを備えている。内輪２は、円環状に形成された金属製の部材であり、その外周面には、内輪外径面２１と、内輪外径面２１の中央部に全周に渡って形成された内輪軌道面２２と、内輪外径面２１の軸方向両端部に全周に渡って形成された潤滑剤としてのグリースＧが溜められる凹状の潤滑剤溜まり部（グリース溜まり部）２３と、潤滑剤溜まり部２３よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面２４とが形成されている。ここで、グリースＧとは粘度の高い半固体または固体状の潤滑剤である。
【００１２】
外輪３は、円環状に形成された金属製の部材であり、その内周面には、外輪内径面３１と、外輪内径面３１の中央部に全周に渡って形成された外輪軌道面３２と、外輪内径面３１の軸方向両端部に全周に渡って形成された密封板６を取付ける凹状の密封板取付部３３とが形成されている。転動体４は、金属製のボールであり、内輪２の内輪軌道面２２と、外輪３の外輪軌道面３２との間に複数配置されている。それぞれの転動体４は、内輪２の内輪軌道面２２と、外輪３の外輪軌道面３２に対面する転動面４１を有している。保持器５は、環状に形成された金属製の部材であり、複数の転動体４を収容するポケットが円周方向に複数形成されたもので、複数の転動体４を転動自在に保持するようにしている。
【００１３】
一対の密封板６、６は、それぞれ同一形状でありドーナツ形の円板状に形成された金属製の部材であり、内輪２の内輪外径面２１と外輪３の外輪内径面３１との間の内輪２の潤滑剤溜まり部２３を含む空間Ｓを囲むとともに、複数の転動体４の周囲に充填される潤滑剤としてのグリースＧを封入するようにしている。それぞれの密封板６、６は、外周側の全周に渡って形成された、外輪３の密封板取付部３３に取付けられる折り返し形状の外輪取付部６１と、内周側の全周に渡って形成された、内輪２の内輪外周端面２４に向かって近接するように折り曲げられた先端部６２とが形成されている。本実施形態では、それぞれの密封板６、６に形成される先端部６２を、内輪２の内輪外周端面２４の近接する箇所で潤滑剤溜まり部２３側に折り曲げることで、潤滑剤溜まり部２３のグリースＧの外部への漏れを防いでいる。なお、それぞれの密封板６、６に形成される先端部６２を周方向に鋸歯形状に形成してもよい。
【００１４】
このように構成された転がり軸受１（以下、転がり軸受１ａ、１ｂとする）を用いたモータＭは、図３に示すように、有底円筒形状の固定子７と、固定子７の中心Ｏに回転軸８１を有し回転自在に配置される回転子８とを備えている。固定子７は、固定子鉄心７２の内周面７２１を除いて樹脂によるモールド成型が施され、有底円筒形状の外郭７１が形成されている。固定子７には、この外郭７１の軸方向の下端面７１１の中央に一体的に埋設された有底円筒状の第１ブラケット９１が設けられている。第１ブラケット９１は、金属製の部材であり、回転子８の回転軸８１を支持する一方の転がり軸受１ａを収納している。
【００１５】
また、固定子７は、外郭７１の開口７１ａ側である軸方向の上端面７１２に回路基板１０が載置され、回路基板１０と軸方向の上端面７１２を覆って外郭７１の外周面７１３に固定された有底円筒状の第２ブラケット９２が設けられている。外郭７１の軸方向の上端面７１２側の外周面７１３には、この第２ブラケット９２を圧入するための圧入段差面７１４が設けられている。第２ブラケット９２は、金属製の部材であり、その中央には回転子８の回転軸８１を支持する他方の転がり軸受１ｂを収納する軸方向に突出した有底円筒状の軸受収納部９２１が形成されている。さらに、固定子７は、電磁鋼板の積層体からなる固定子鉄心７２と、固定子鉄心７２を絶縁被覆するインシュレータ７３と、インシュレータ７３を介して固定子鉄心７２のティース部（図示省略）に巻回される固定子巻線７４とを備えている。
【００１６】
回転子８は、第１ブラケット９１に収納された一方の転がり軸受１ａと、第２ブラケット９２の軸受収納部９２１に収納された他方の転がり軸受１ｂにより支持された回転軸８１と、回転軸８１に同軸的に固定された電磁鋼板の積層体からなる円柱状の回転子鉄心８２と、回転子鉄心８２の外周側に固定された複数の板状の永久磁石８３とを備えている。
【００１７】
このように構成された固定子７と回転子８は、固定子鉄心７２の内周面７２１（ティース部の先端面）が、永久磁石８３の外周面８３１に所定の間隔（いわゆるエアギャップ）をもって対向するように配置されている。モータＭは、例えば、回転子８の回転軸８１に送風ファン（図示省略）を連結して空気調和機の室内機に搭載されたブラシレスＤＣモータとして用いられる。
【００１８】
以上のように構成されたモータＭは、回転子８の回転軸８１に連結した送風ファンをインバータ制御により回転駆動すると、回転軸８１から転がり軸受１（１ａ、１ｂ）への漏れ電流により内輪２と外輪３との間に電位差が生じることになるが、内輪２の内輪軌道面２２や外輪３の外輪軌道面３２や転動体４の転動面４１の電食による損傷を防ぐことができる。すなわち、上述のように構成された転がり軸受１（１ａ、１ｂ）によれば、密封板６の外周側が外輪３の密封板取付部３３を介して外輪３と接触した構造となり、密封板６の内周側の全周に渡って形成された先端部６２と内輪２の内輪外周端面２４との間に、非接触の放電経路が確保された構造となっている。従って、この放電経路を通じて、電荷が逐次放電され、内輪２と転動体４との間、外輪３と転動体４との間に蓄電されることなく、スパークによる内輪２の内輪軌道面２２や外輪３の外輪軌道面３２や転動体４の転動面４１の電食による損傷を防ぐことができる。さらに、背景技術の欄に示すような密封板の内周側の全周に渡って取付けられる放電ブラシといった別部品が不要となり、部品点数を増やすことなく電食の防止を実現することができる。
【００１９】
さらに、本実施形態による転がり軸受１によれば、密封板６の内周側の全周に渡って形成された先端部６２が、内輪２の潤滑剤溜まり部２３よりも軸方向外寄り側に形成された内輪外周端面２４に向かって近接するように折り曲げられた構造となっている。従って、内輪２の潤滑剤溜まり部２３に溜まったグリースＧの外部への漏洩を防止することができる。
【００２０】
さらに、本実施形態による転がり軸受１は、密封板６の内周側の全周に渡って形成された先端部６２と内輪２の内輪外周端面２４との間の、非接触の放電経路によって、転がり軸受１の外部に近い位置で放電できるため、一対の密封板６、６により封入されたグリースＧの劣化が少なく、安全に電食を防止することができる。また、この放電経路によって、転動体４、内輪軌道面２２および外輪軌道面３２から放電箇所が離れているので、安全に電食を防止することができる。なお、背景技術の欄に示すような放電ブラシによる放電経路においては、放電経路の断続放電使用による放電ブラシの消耗によって、放電ブラシの植毛が抜け落ちてグリースＧに混入するおそれが考えられるが、本実施形態による転がり軸受１では、このような不具合の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１、１ａ、１ｂ  転がり軸受
２  内輪
２１  内輪外径面
２２  内輪軌道面
２３  潤滑剤溜まり部（グリース溜まり部）
２４  内輪外周端面
３  外輪
３１  外輪内径面
３２  外輪軌道面
３３  密封板取付部
４  転動体
４１  転動面
５  保持器
６  密封板（シールド板）
６１  外輪取付部
６２  先端部
７  固定子
７１  外郭
７１ａ  開口
７１１  下端面
７１２  上端面
７１３  外周面
７１４  圧入段差面
７２  固定子鉄心
７２１  内周面
７３  インシュレータ
７４  固定子巻線
８  回転子
８１  回転軸
８２  回転子鉄心
８３  永久磁石
８３１  外周面
９１  第１ブラケット
９２  第２ブラケット
９２１  軸受収納部
１０  回路基板
Ｓ  空間
Ｇ  グリース
Ｍ  モータ
Ｏ  中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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