(57)【要約】【課題】軸受性能の向上、調芯性能の安定化、潤滑性能の向上を図ることのできる軸受構造を提供すること。【解決手段】ハウジング２の貫通孔２１に挿通された回転軸１と、貫通孔２１において軸方向に離間して設けられ、回転軸１を回転可能に支持する環状の第１メタル軸受５および第２メタル軸受６と、ハウジング２に設けられ、両メタル軸受５，６を迂回して貫通孔２１の両メタル軸受５，６間とその外部とを連通させる通気用溝２６，２６と、を備えている軸受構造とした。【選択図】図１
2009191984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに貫通された貫通孔と、
この貫通孔に挿通された回転軸と、
前記貫通孔において軸方向に離間して設けられ、前記回転軸を回転可能に支持する環状の第１メタル軸受および第２メタル軸受と、
前記ハウジングに設けられ、両メタル軸受の少なくとも一方を迂回して前記貫通孔の両メタル軸受間とその外部とを連通させる通気路と、
を備えていることを特徴とする軸受構造。
【請求項２】
両メタル軸受の外周面と、この外周面に接触する前記ハウジングとに、それぞれ調芯機能を有して相対摺動可能な球面状の軸受側接触面およびハウジング側接触面が形成され、
前記通気路が、前記ハウジング側接触面に溝状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受構造。
【請求項３】
両メタル軸受に、潤滑剤が含浸されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受構造。
【請求項４】
前記ハウジングと前記回転軸とのいずれかに、両メタル軸受の軸方向の移動を規制する環状の移動規制部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどの回転機械の軸受に用いられるメタル軸受を用いた軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸を、軸方向に離間した一対のメタル軸受により支持した軸受構造が知られている。
このような軸受構造では、回転時の発熱による機械的抵抗の増大や騒音の増大などの悪影響が問題となる。
そこで、メタル軸受の内周や外周に通気用溝を形成し、両メタル軸受の間に冷却空気を導いて、上記発熱による問題を解消できるようにした技術が、例えば、特許文献１や特許文献２などにより知られている。
【特許文献１】実開昭５９−１８５９６２号公報
【特許文献２】実開昭６０−１９２６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術では、メタル軸受の外周や内周に通気用溝を直接形成するようにしていたため、小型のメタル軸受を強固に固定するのが難しく、加工精度によっては、軸受面に凹凸が生じるなどして軸受性能の悪化を招くおそれがあった。
さらに、上記特許文献１に記載されているように、メタル軸受が調芯機能を有して外周が球面状に形成されているものでは、メタル軸受の外周に通気用溝を形成して凸凹が生じた場合、調芯機能が十分に得られないおそれがあった。
【０００４】
さらに、メタル軸受に通気状溝を形成した場合、メタル軸受の表面積が増大する一方、メタル軸受の体積が減少する。
したがって、メタル軸受が、潤滑剤が含浸されているタイプである場合、この表面積の増大により、メタル軸受の加熱時に、含浸された潤滑剤の流出量が増大し、その後の潤滑性能の低下を招く。一方、体積減少により、メタル軸受の全体における潤滑剤の含浸量が減り、潤滑性能の低下を招くおそれがある。
加えて、メタル軸受に、軸方向の位置決めを行う環状の移動規制部材が設定されている場合、メタル軸受に通気用溝が形成されていると、移動規制部材との接触状態が、全周で一定とならない。このため、メタル軸受が調芯のために摺動した際に、スムーズな動きが得られずに、所望の調芯性能が得られなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、軸受性能の向上、調芯性能の安定化、潤滑性能の向上を図ることのできる軸受構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため本発明は、ハウジングに貫通された貫通孔と、この貫通孔に挿通された回転軸と、前記貫通孔において軸方向に離間して設けられ、前記回転軸を回転可能に支持する環状の第１メタル軸受および第２メタル軸受と、前記ハウジングに設けられ、両メタル軸受の少なくとも一方を迂回して前記貫通孔の両メタル軸受間とその外部とを連通させる通気路と、を備えていることを特徴とする軸受構造とした。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受構造において、両メタル軸受の外周面と、この外周面に接触する前記ハウジングとに、それぞれ調芯機能を有して相対摺動可能な球面状の軸受側接触面およびハウジング側接触面が形成され、前記通気路が、前記ハウジング側接触面に溝状に形成されていることを特徴とする軸受構造とした。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の軸受構造において、両メタル軸受に、潤滑剤が含浸されていることを特徴とする軸受構造とした。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の軸受構造において、前記ハウジングと前記回転軸とのいずれかに、両メタル軸受の軸方向の移動を規制する環状の移動規制部材が設けられていることを特徴とする軸受構造とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、貫通孔において一対の第１メタル軸受および第２軸受に挟まれて閉じられた空間が、ハウジングに通気路を介して、外部と連通される。
したがって、回転軸の回転により温度が上昇した場合に、両メタル軸受に挟まれて閉じられた空間の内圧上昇を防止することができるとともに、その温度上昇を抑制することができる。
【００１０】
本発明では、メタル軸受の回転軸を支持する部分に溝加工を行わないため、この軸受部分に溝加工を行うものと比較して、軸受性能に優れる。さらに、通気路の加工時には、メタル軸受よりも大型のハウジングを固定してハウジングを加工するため、ハウジングを強固に固定して加工を行うことができる。したがって、メタル軸受に溝加工を行うものと比較して、加工性に優れ、精度の高い加工が容易となる。よって、調芯機能を有した球面部分に加工を行う場合でも、メタル軸受側を加工するのと比較して、調芯機能を発揮可能な球面形状を維持させることができ、調芯機能を向上させることができる。
加えて、本発明では、通気路をハウジングに形成したため、メタル軸受の表面積の増加および体積の減少を回避できる。したがって、両メタル軸受として、請求項３に記載のように、潤滑剤が含浸されたものを用いた場合には、表面積増加および体積減少を原因とする潤滑性能の悪化を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、通気路として、ハウジング側接触面に溝を形成したため、ハウジングの表面の加工となり、ハウジングの内部に孔加工するものと比較して、加工性に優れる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、両メタル軸受の移動を規制する環状の移動規制部材に対して、両メタル軸受が、それぞれ、全周で一定の接触状態を得ることができる。よって、軸受性能や調芯性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の電動ファン装置は、ハウジング（２）に貫通された貫通孔（２１）と、この貫通孔（２１）に挿通された回転軸（１）と、前記貫通孔（２１）において軸方向に離間して設けられ、前記回転軸（１）を回転可能に支持する環状の第１メタル軸受（５）および第２メタル軸受（６）と、前記ハウジング（２）に設けられ、両メタル軸受（５，６）の少なくとも一方を迂回して前記貫通孔（２１）の両メタル軸受（５，６）間とその外部とを連通させる通気路（２６）と、を備えていることを特徴とする軸受構造である。
【実施例１】
【００１４】
以下に、図１および図２に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の軸受構造について説明する。
【００１５】
この実施例１の軸受構造は、電動ファン装置ＦのモータＭに適用されたもので、この電動ファン装置Ｆは、図１に示すように、図示を省略したファンを回転させるモータＭを備えている。
また、モータＭは、回転軸１とハウジング２とロータ３とステータ４と第１メタル軸受５と第２メタル軸受６と第１移動規制スプリング（移動規制部材）７と第２移動規制スプリング（移動規制部材）８とを備えている。
【００１６】
回転軸１は、その先端部１ａに結合された図示を省略したファンに回転を伝達させるもので、ハウジング２を貫通して形成された貫通孔２１に挿通された状態で、両メタル軸受５，６を介してハウジング２に回転可能に支持されている。
【００１７】
ロータ３は、回転軸１と一体的に回転可能に回転軸１に結合されており、ヨーク部３１と永久磁石３２とを備えている。
ヨーク部３１は、回転軸１に結合された略円盤状の支持板部３１ａと、この支持板部３１ａの外周縁部に一体に形成され、回転軸１と同軸の円筒状部３１ｂと、を備えている。
永久磁石３２は、円筒状部３１ｂの内側面に周方向に複数設置されている。
【００１８】
ステータ４は、永久磁石３２の内側に隙間を介して配置されてハウジング２に支持されており、周方向に複数の図示を省略した電磁石を備え、電磁石の磁界を変化させることにより、永久磁石３２と吸引および反発させて、ロータ３を回転させる。
【００１９】
ハウジング２は、回転軸１およびステータ４を支持するもので、図２に示すように、軸心部分に、前述したように、回転軸１を挿通可能な貫通孔２１が貫通された円筒形状に形成されている。
さらに、ハウジング２には、貫通孔２１の軸方向中央の一定内径の一般部２１ａの軸方向両端部に、この一般部２１ａよりも大径の軸受支持部２２，２３が一般部２１ａと同軸に形成されている。
そして、軸受支持部２２，２３において、一般部２１ａの開口端部に、それぞれ、第１メタル軸受５を支持可能な球面状の第１ハウジング側接触面２４と、第２メタル軸受６を支持可能な球面状の第２ハウジング側接触面２５とが形成されている。
【００２０】
第１メタル軸受５および第２メタル軸受６は、それぞれ、略円環状に形成され、内周には、回転軸１を挿通させて回転軸１を回転可能に支持する軸受用穴５１，６１が貫通して形成され、かつ、外周には、各ハウジング側接触面２４，２５と調芯機能を有して相対摺動可能な球面状に形成された軸受側接触面５２，６２が形成されている。
また、本実施例１では、各メタル軸受５，６には、潤滑オイルが含浸されている。
【００２１】
第１移動規制スプリング７と第２移動規制スプリング８とは、ハウジング２に対する両メタル軸受５，６の軸方向位置を、それぞれ第１ハウジング側接触面２４および第２ハウジング側接触面２５に圧接された位置に維持するもので、金属薄板により、断面略凹状の環状に形成されている。
【００２２】
そして、第１移動規制スプリング７は、その外周が軸受支持部２２に嵌合されて位置を固定されている一方、その内周が、メタル軸受５の軸受側接触面５２に当接されて、メタル軸受５の軸方向の移動は規制しつつ、軸受接触面５２に沿った回動は許容している。
また、第２移動規制スプリング８は、その外周が軸受支持部２３に嵌合されて位置を固定されている一方、その内周が、メタル軸受６の軸受側接触面６２に当接されて、メタル軸受６の軸方向の移動は規制しつつ、軸受接触面６２に沿った回動は許容している。
なお、両メタル軸受５，６と回転軸１との軸方向の相対位置は、回転軸１に装着されたリング部材１４，１５により規制される。リング部材１４は、回転軸１の外周の全周に亘って凹状に形成された係合溝１１に係合されて軸方向の移動を規制されている。リング部材１５は、回転軸１の基端の小径部１２に装着され、回転軸１の小径部１２に径差により形成された段部１２ａと、小径部１２に装着された押え部材１３との間に挟持されて、ナットを締結するなどして回転軸１に固定されている。
【００２３】
第１ハウジング側接触面２４および第２ハウジング側接触面２５には、それぞれ、通気用溝（通気路）２６，２６が、軸方向に形成されている。
これら通気用溝２６，２６は、それぞれ、第１メタル軸受５および第２メタル軸受６を迂回して、貫通孔２１の一般部２１ａの内外、すなわち、貫通孔２１において両メタル軸受５，６に挟まれた部分と、その外部とを連通させる。
また、通気用溝２６は、溝の深さ方向の面である底面２６ａが、略Ｊ字状を成し、一般部２１ａ側の溝深さが、軸受支持部２２，２３側の深さよりも深く形成されている。
【００２４】
次に、実施例１の軸受構造の作用を説明する。
製造時において、ハウジング２に、通気用溝２６，２６を形成する場合、ハウジング２を、図示を省略した固定具で固定した状態で、切削加工する。
この場合、大型で円筒状のハウジング２を固定する際には、球面を備えた各メタル軸受５，６を固定するのと比較して、強固に固定することができる。
したがって、各ハウジング側接触面２４，２５に、通気用溝２６，２６を形成する際には、各メタル軸受５，６の各軸受側接触面５２，６２に形成するのと比較して、高い加工精度を得ることができ、球面形状を維持可能である。
【００２５】
次に、モータＭを駆動させた場合、回転軸１の回転抵抗や電磁石などの通電部分の発熱などで、温度が上昇する。この温度上昇により空気が膨張し、両メタル軸受５，６で両端部が塞がれている貫通孔２１の一般部２１ａ内圧が上昇すると、この一般部２１ａの空気が通気用溝２６，２６を介して外部に流出するとともに、この外部の空気と入れ替わる。
したがって、貫通孔２１の一般部２１ａの内圧上昇および温度上昇を抑制できる。よって、内圧上昇により各メタル軸受５，６や各移動規制スプリング７，８などの破損を防止でき、また、温度上昇により各メタル軸受５，６に含浸された潤滑オイルの流出を防止できる。
【００２６】
以上説明してきたように、実施例１の軸受構造では、以下に列挙する効果を得ることができる。
ａ）ハウジング２において、両メタル軸受５，６に両端を塞がれた貫通孔２１の内圧上昇を防止することができるとともに、温度上昇を抑制することができる。したがって、内圧上昇を原因とする破損を防止できるとともに、温度上昇による循環オイルの流出を防止できる。
ｂ）通気用溝２６，２６をハウジング２に形成したため、このような溝を各メタル軸受５，６の軸受用穴５１，６１に形成した場合のように、回転軸１の軸受性能に悪影響を与えるおそれがなくなる。しかも、通気用溝２６のような溝を、各メタル軸受５，６の各軸受側接触面５２，６２に形成した場合のように、球面形状が得られなくなるおそれを抑制でき、調芯機能を向上させることができる。
ｃ）通気用溝２６，２６をハウジング２に形成し、各メタル軸受５，６の内周や外周に溝を形成しないようにしたため、各メタル軸受５，６と各移動規制スプリング７，８との接触状態が全周で一定となり、これにより、位置決め性能および調芯性能の安定化を図ることができる。
ｄ）通気用溝２６，２６をハウジング２に形成し、各メタル軸受５，６の内周や外周に溝を形成しないようにしたため、通気用溝を形成することによる各メタル軸受５，６の表面積の増加および体積の減少を回避できる。よって、潤滑オイルを含浸させた両メタル軸受５，６において、表面積増加による発熱影響面積の拡大により、発熱時の潤滑オイルの流出を防止できるとともに、体積減少による含浸された潤滑オイルの絶対量の減少による潤滑性能の悪化を防止できる。
【００２７】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００２８】
例えば、実施例１では、本発明の軸受構造を、モータＭに適用した例を示したが、本発明の軸受構造は、モータＭ以外の回転機械にも適用することができる。
【００２９】
また、実施例１では、モータＭとして、ロータ３側に永久磁石３２を備えたものを示したが、ロータ３側に電磁石を備えたものを用いてもよい。この場合、ステータ４には、電磁石と永久磁石とのいずれを用いてもよい。
【００３０】
また、実施例１では、メタル軸受として、調芯機能を備え、球面状の軸受側接触面とハウジング側接触面とが相対摺動するものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、スリーブメタル軸受のように、調芯機能を有しないメタル軸受に適用することもできる。
【００３１】
また、実施例１では、メタル軸受として、潤滑オイルが含浸されたものを示したが、潤滑剤が含浸されていない、ドライタイプの軸受に適用することもできる。
【００３２】
また、実施例１では、通気路として、ハウジング２の両ハウジング側接触面２４，２５にそれぞれ１個ずつの通気用溝２６を、合計２個形成した例を示したが、この通気路は、両メタル軸受５，６の少なくとも一方を迂回していればよく、例えば、通気用溝２６，２６のうちの、いずれか１個のみを形成した構造としてもよい。あるいは逆に、各メタル軸受５，６に対して、それぞれ、複数個の通気用溝２６を設けてもよい。さらに、通気路としては、ハウジング２においていずれかのメタル軸受５，６を迂回することができるのであれば、ハウジング側接触面２４，２５以外の位置に形成してもよく、この場合、溝状ではなく、例えば、小孔を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１の軸受構造を適用した電動ファン装置Ｆの要部を示す断面図である。
【図２】実施例１の軸受構造の主要部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１     回転軸
２     ハウジング
５     第１メタル軸受
６     第２メタル軸受
７     第１移動規制スプリング（移動規制部材）
８     第２移動規制スプリング（移動規制部材）
２１   貫通孔
２４   第１ハウジング側接触面
２５   第２ハウジング側接触面
２６   通気用溝（通気路）
５２   軸受側接触面
６２   軸受側接触面
Ｍ     モータ
【図１】
2009191984.tif 000003
【図２】
2009191984.tif 000004