(57)【要約】【課題】モータ効率を低下させることなく、軸受け機能を十分満足させることができ、且つ騒音を抑制することができるすべり軸受け、および電動モータを提供する。【解決手段】軸受け本体３５の外周面を樹脂部材３６で被覆した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受け本体の外周面を樹脂部材で被覆したことを特徴とするすべり軸受け。
【請求項２】
前記樹脂部材は、ガラス材が含有されていないことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受け。
【請求項３】
前記樹脂部材の外周面が球面状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のすべり軸受け。
【請求項４】
前記樹脂部材が軸方向に分割構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のすべり軸受け。
【請求項５】
前記分割構成された樹脂部材の合わせ面の間にクリアランスが設定されていることを特徴とする請求項４に記載のすべり軸受け。
【請求項６】
前記軸受け本体は、焼結含油軸受けであることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のすべり軸受け。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れかに記載のすべり軸受けを用いて回転軸を回転自在に支持することを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、すべり軸受け、および、これを用いた電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動モータは回転子または固定子の何れか一方にコイルを巻装し、他方に永久磁石を設けてある。そして、コイルに給電することによって磁界を発生させ、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転子が駆動するようになっている。
ところで、この磁気的な吸引力や反発力に起因して回転子が振動したり、回転子のアンバランスや、回転軸とこの回転軸を回転自在に支持する軸受けとの間のクリアランスの大きさなどに起因して回転子が振動したりする場合がある。回転子が振動すると軸受けを介して電動モータ全体が振動するので、騒音が発生してしまう。このため、回転子の振動を抑制するためのさまざまな軸受け構造が提案されている。
【０００３】
例えば、軸受けであるボールベアリングの内輪にウェーブワッシャを当接させ、このウェーブワッシャによってボールベアリングの内輪に偏荷重を付与させるものがある。このように構成することで、ボールベアリングを回転軸に対して傾斜させることができる。このため、回転軸とボールベアリングとの間のガタツキ、およびボールベアリングとベアリング収容部との間のガタツキをなくすことができ、回転子の振動を抑制することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、永久磁石を第一の永久磁石と、これよりも磁力の強い第二の永久磁石とで構成し、両者を軸方向に隣接配置したものがある。このように構成することで、回転子の軸方向に磁力が発生し、この磁力により回転子を一定方向に押さえつけることができる。このため、回転子の回転軸と軸受けとの間の軸方向のガタツキを防止することができ、回転子の振動を抑制することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、すべり軸受けの内周面（摺動面）に、この内周面の直径よりも大径の環状の凹部を形成したものがある。このように構成することで、回転軸と、すべり軸受けの摺動面積を減少させることができ、結果的に騒音の発生を抑制することができる（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３２１６５号公報
【特許文献２】特開平１０−２７１７８７号公報
【特許文献３】特開平１０−３３９３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１、特許文献２にあっては、回転子に余計な荷重を付与することになり、モータ効率が低下してしまうおそれがあるという課題がある。
また、特許文献３にあっては、すべり軸受けの摺動面積が減少してしまうため、すべり軸受けとしての機能を十分に満足できなくなるおそれがあるという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータ効率を低下させることなく、軸受け機能を十分満足させることができ、且つ騒音を抑制することができるすべり軸受け、および電動モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、軸受け本体の外周面を樹脂部材で被覆したことを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記樹脂部材は、ガラス材が含有されていなくてもよい。
このように構成することで、回転子の振動が軸受けを介して、例えば電動モータ全体に伝達され難くなる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記樹脂部材の外周面が球面状に形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、すべり軸受けに調心機能を付与することができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、前記樹脂部材が軸方向に分割構成されていることを特徴とする。
この場合、請求項５に記載した発明のように、前記分割構成された樹脂部材の合わせ面の間にクリアランスが設定されていてもよい。
このように構成することで、すべり軸受けをインサートモールド構造などにする必要がなく、安価に製作することができると共に、軸受け本体と樹脂部材とを容易に組立てることができる。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、前記軸受け本体は、焼結含油軸受けであることを特徴とする。
このように構成することで、すべり軸受けと回転軸との摺動摩擦を減少させることができる。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のすべり軸受けを用いて回転軸を回転自在に支持することを特徴とする電動モータとした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、および請求項２に記載した発明によれば、回転子の振動が軸受けを介して、例えば電動モータ全体に伝達され難くなるため、電動モータ全体の振動を抑制することができ、騒音の発生を抑制することができる。
また、従来のように回転子に余計な荷重を付与したり、すべり軸受けの摺動面を減少させたりする必要がないので、モータ効率の低下を防止することができると共に、軸受け機能を十分満足させることができる。
【００１４】
請求項３に記載した発明によれば、すべり軸受けに調心機能を付与することができる。このため、容易にすべり軸受けと回転軸との芯出しを行うことができるばかりか、それぞれの加工精度を必要以上に高めなくてよいので、製造コストを低減させることができる。
【００１５】
請求項４、および請求項５に記載した発明によれば、すべり軸受けをインサートモールド構造などにする必要がなく、安価に製作することができると共に、軸受け本体と樹脂部材とを容易に組立てることができる。このため、安価な電動モータを提供することが可能になる。
【００１６】
請求項６に記載した発明によれば、すべり軸受けと回転軸との摺動摩擦を減少させることができるため、電動モータの効率を向上させることが可能になる。
【００１７】
請求項７に記載した発明によれば、モータ効率を低下させることなく、軸受け機能を十分満足させることができ、且つ騒音を抑制することができる電動モータを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電動モータ１は、例えば、自動車のパワーウインドウモータ、ワイパモータ、およびファンモータ等の駆動源として用いられるものであって、有底円筒形状のヨーク２内にアーマチュア３を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク２の内周面には複数の永久磁石４が周方向に磁極が順番となるように配設されている。
【００１９】
アーマチュア３は、回転軸５に外嵌固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７と、アーマチュアコア６の一端側に配置されたコンミテータ１３とから構成されている。アーマチュアコア６としては、金属板を軸方向に複数枚積層したものや、圧粉磁性体のものがある。アーマチュアコア６は、径方向外側に向かって放射状に延出する複数のティース９を有している。これらティース９間には、蟻溝状のスロット１１が形成されている。そして、このスロット１１にエナメル被覆の巻線１２が通され各ティース９に巻装されるようになっている。これによりアーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。
【００２０】
コンミテータ１３は回転軸５の一端側に外嵌固定されている。コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成された複数のセグメント１４が取り付けられている。セグメント１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。
【００２１】
ライザ１５は、アーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７とセグメント１４とを導通させる役割を有している。すなわち、ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終わり端部とが掛け回わされ、この掛け回されたアーマチュアコイル７の各端部がヒュージングにより固定されている。
【００２２】
ヨーク２の開口端は、カバー１７によって閉塞されている。このカバー１７は有底筒状に形成されたものであって、開口側にヨーク２の周壁２ａに内嵌するインロー部３２が一体成形されている。また、カバー１７の底壁１７ａには、内側にホルダーステー１８が設けられている。このホルダーステー１８は、弾性を有するダンパ３０を介してビス３１によって固定されている。ホルダーステー１８には、給電のためのブラシ２１が設けられている。
【００２３】
ブラシ２１は、コンミテータ１３のセグメント１４と摺接可能になっていると共に、不図示の外部電源に接続されている。そして、ブラシ２１からセグメント１４に電圧を印加することによって、アーマチュアコイル７に電流が給電されるようになっている。アーマチュアコイル７に電流が流れると、アーマチュア３に磁界が形成され、ヨーク２の永久磁石４と、アーマチュア３との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、回転軸が回転するようになっている。
【００２４】
ここで、アーマチュア３は、この回転軸５の両端が各々すべり軸受け１６，１６を介してヨーク２とカバー１７に支持されることで回転自在な状態になっている。
各すべり軸受け１６は、ヨーク２の底壁２ｂと、カバー１７の底壁１７ａに設けてある。図２、図３に示すように、すべり軸受け１６は、略円筒形状の軸受け本体３５と、この軸受け本体３５の両端に軸受け本体３５を被覆するように設けられ、軸方向に分割構成された一対のスカート状の樹脂部材３６，３６とから成る。
【００２５】
軸受け本体３５は、主として焼結材で形成され、且つ全体に潤滑油を含浸させた所謂焼結含油すべり軸受けである。軸受け本体３５の両端には、内周縁と外周縁とに面取り部３７，３８が形成されている。
一方、樹脂部材３６，３６は、ガラス材が含有されていないものを用いて形成される。例えば、ガラス繊維を含まないＰＢＴ樹脂（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ポリブチレンテレフタレート）を用いるのが望ましい。
【００２６】
樹脂部材３６は、軸受け本体３５の両端に当接する環状部４０と、環状部４０の外周から軸受け本体３５の軸方向中央に向かって軸受け本体３５の外周面を被覆するように延出するスカート部４１とが一体成形されたものである。スカート部４１は、軸受け本体３５を保持する役割を有し、この外周面４１ａは弧状に形成されている。すなわち、スカート部４１は、この肉厚が環状部４０側から軸受け本体３５の軸方向中央に向かうに従って徐々に厚くなるように形成されている。
【００２７】
また、環状部４０からスカート部４１の先端４１ｂまでの長さＬ１は、軸受け本体３５の軸方向の長さＬ２の半分の長さよりも短く設定されている。つまり、すべり軸受け１６は、軸受け本体３５の両端に樹脂部材３６，３６をセットした際、各樹脂部材３６，３６の先端４１ｂ，４１ｂの間にクリアランスＣが設定されるようになっている。この他に、樹脂部材３６には、環状部４０の内側縁と外側縁に面取り部４２，４２が形成されていると共に、スカート部４１の先端４１ｂの内側縁と外側縁に面取り部４３，４３が形成されている。
【００２８】
図１に示すように、すべり軸受け１６が設けられるヨーク２の底壁２ｂには、段差によって外側に向かって突出するように絞り加工された第一凸部２５と、この第一凸部２５からさらに外側に向かって突出するように絞り加工された第二凸部２６とが連続形成されている。これら第一凸部２５、および第二凸部２６の内部にすべり軸受け１６が固定されるようになっている。
【００２９】
第二凸部２６の周壁２６ａは、基端側（底壁２ｂ側、図１における左側）から先端側に向かって先細りとなるように斜めに形成されている。そして、この周壁２６ａの基端側の直径Ｅ１はすべり軸受け１６の最外径よりも大きく、且つ周壁２６ａの先端側の直径Ｅ２はすべり軸受け１６の最外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、すべり軸受け１６の２つの樹脂部材３６のうち、第二凸部２６側（図１における右側）の樹脂部材３６は、この一部が第二凸部２６の周壁２６ａの軸方向略中央に当接する。また、第二凸部２６側の底壁２６ｂと回転軸５の端部との間には、回転軸５のスラスト荷重を受けるためのスラストプレート４６が設けられている。
【００３０】
すべり軸受け１６の第一凸部２５側（図１における左側）の樹脂部材３６は、プレート状の軸受けホルダ４５によって第二凸部２６側に押圧された状態になっている。この軸受けホルダ４５は、第一凸部２５の周壁２５ａに内嵌固定されているものである。すなわち、すべり軸受け１６は、第一凸部２５に内嵌されている軸受けホルダ４５と第二凸部２６とによって軸方向で挟持された状態になり、調心機能を有する構造になっている。
【００３１】
ここで、各樹脂部材３６，３６の先端４１ｂ，４１ｂの間には、クリアランスＣが設定されている（図３参照）ので、確実に樹脂部材３６の環状部４０を軸受け本体３５の両端に当接させることができる。このため、すべり軸受け１６の軸方向のガタツキを防止することができる。なお、クリアランスＣの大きさは任意で設定することが可能であって、軸受けホルダ４５と第二凸部２６とで樹脂部材３６を保持可能な大きさであればよい。
【００３２】
より詳述すると、回転軸５は、電動モータ１の組立て精度、回転軸５とすべり軸受け１６との間のクリアランスの大きさ等を考慮すると同心上を回転し続けるのは不可能に近いといえる。つまり、回転軸５は多少なりとも偏心ながら回転することになる。このため、回転軸５とすべり軸受け１６の軸受け本体３５との摺接部分は、軸受け本体３５の両端部分になる。
【００３３】
このことは、すべり軸受け１６において、回転軸５による荷重を受ける部分は、厳密にいうと軸受け本体３５の両端部分ということになる。したがって、すべり軸受け１６における樹脂部材３６のスカート部４１の長さＬ１は、軸受けホルダ４５と第二凸部２６とで樹脂部材３６を保持可能な長さであって、且つ軸受け本体３５の両端部分を被覆可能な長さに設定されていればよい。
【００３４】
一方、カバー１７の底壁１７ａには、径方向中央に段差によって外側に向かって突出するボス部５０が一体成形されており、ここにすべり軸受け１６が収納されるようになっている。ボス部５０の中央には、回転軸５を挿通するための挿通孔５１が形成されている。また、ボス部５０には、挿通孔５１から内部に向かって徐々に拡径された斜壁部５２が形成されている。この斜壁部５２は、内面側がすべり軸受け１６におけるスカート部４１の外周面４１ａに対応するように弧状に形成されており、ここにすべり軸受け１６の一方の樹脂部材３６が当接するようになっている。
【００３５】
このすべり軸受け１６の他方の樹脂部材３６は、カバー１７のボス部５０に設けられた軸受けホルダ５３によって外側に向かって押圧された状態になっている。このため、カバー１７に設けられたすべり軸受け１６は、ボス部５０の斜壁部５２と軸受けホルダ５３とによって軸方向で挟持された状態になり、調心機能を有する構造になっている。
【００３６】
したがって、上述の実施形態によれば、アーマチュア３の回転軸５を回転自在に支持するためのすべり軸受け１６を潤滑油が含浸された軸受け本体３５と、この軸受け本体３５の外周面を被覆する一対の樹脂部材３６，３６とで構成している。しかも、樹脂部材３６をガラス材が含有されていないもの、例えば、ガラス繊維を含まないＰＢＴ樹脂などで形成しているので、すべり軸受け１６をそれぞれヨーク２やカバー１７にリジットに固定しつつ、アーマチュア３の回転駆動時の振動をヨーク２やカバー１７に伝達し難くすることができる。このため、電動モータ１全体の振動を抑制することができ、騒音の発生を抑制することが可能になる。
【００３７】
図４は、縦軸を振動加速度（Ｇ）とし、横軸を電動モータ１を回転駆動したときの周波数（Ｈｚ）とした場合において、汎用ボールメタルで回転軸５を支持した場合と、この実施形態のすべり軸受け１６で回転軸５を支持した場合との振動加速度の変化を比較したグラフである。同図の２点鎖線で示すように、汎用ボールメタルで回転軸５を支持した場合よりもすべり軸受け１６で回転軸５を支持した場合の振動加速度が低減していることが確認できる。
【００３８】
図５は、縦軸を騒音の大きさ（ｄＢＡ）とし、横軸を電動モータ１を回転駆動したときの周波数（Ｈｚ）とした場合において、汎用ボールメタルで回転軸５を支持した場合と、この実施形態のすべり軸受け１６で回転軸５を支持した場合との騒音の大きさの変化を比較したグラフである。同図の２点鎖線で示すように、汎用ボールメタルで回転軸５を支持した場合よりもすべり軸受け１６で回転軸５を支持した場合の騒音が低減していることが確認できる。
【００３９】
また、従来のようにアーマチュア３に余計な荷重を付与したり、すべり軸受け１６の摺動面を減少させたりする必要がないので、モータ効率の低下を防止することができると共に、軸受け機能を十分満足させることができる。
さらに、すべり軸受け１６の樹脂部材３６の外周面４１ａを弧状に形成することで調心機能が付与されている。このため、電動モータ１の組立てにあたって、容易にすべり軸受け１６と回転軸５との芯出しを行うことができるばかりか、それぞれの加工精度を必要以上に高めなくてよいので、製造コストを低減させることができる。
【００４０】
そして、すべり軸受け１６を軸受け本体３５と軸方向に分割可能な樹脂部材３６とで構成している。このため、例えば、１つの樹脂部材に軸受け本体をインサート成形するような必要がなく、安価にすべり軸受け１６を製作することができると共に、軸受け本体３５と樹脂部材３６とを容易に組立てることができる。このため、安価な電動モータ１を提供することが可能になる。
また、軸受け本体３５を主として焼結材で形成し、且つ全体に潤滑油を含浸させた所謂焼結含油すべり軸受けとすることですべり軸受け１６と回転軸５との摺動摩擦を減少させることができる。このため、電動モータ１の効率を向上させることが可能になる。
【００４１】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、すべり軸受け１６を軸受け本体３５と軸方向に分割可能な樹脂部材３６とで構成し、すべり軸受け１６を安価に製作することが可能な場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、図６に示すように、２つの樹脂部材３６，３６を一体化して１つの樹脂部材５５とし、これに軸受け本体３５をインサート成形してもよい。この場合、分割構成された樹脂部材３６，３６と比較して製造コストが増大してしまうものの、樹脂部材５５と軸受け本体３５との間のガタツキが防止できるので、電動モータ１全体の振動を抑制することができる。また、騒音の発生を抑制することが可能になる点では分割構成された樹脂部材３６，３６と同様の効果、さらには、一体成形する分、樹脂部材５５が分割構成された樹脂部材３６よりも騒音を抑制することが可能になる。
【００４２】
そして、上述の実施形態では、樹脂部材３６，３６をガラス材が含有されていないものを用いて形成する場合について説明したが、これに限られるものではなく、ガラス材が含有された樹脂部材を用いてもよい。この場合、ガラス材の含有量が多くなればなるほど樹脂部材の硬度が高くなってしまい、アーマチュア３の回転駆動時の振動がヨーク２やカバー１７に伝達され易くなってしまうので、ガラス材の含有量は少量であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態における電動モータの構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるすべり軸受けの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるすべり軸受けの構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態における振動加速度の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態における騒音の変化を示すグラフである。
【図６】他の実施形態におけるすべり軸受けの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  電動モータ
５  回転軸
３５  軸受け本体
３６，５５  樹脂部材
４０  環状部
４１  スカート部
４１ａ  外周面
４１ｂ  先端（合わせ面）
Ｃ  クリアランス
【図１】
2009038887.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009038887.tif 000006
【図５】
2009038887.tif 000007
【図６】
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