(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを挿通し支持する軸受孔を有し、軸受材料がＦｅ合金および／あるいはＣｕ合金からなる焼結含油軸受において、表面にＡｌ2Ｏ3を析出させた薄葉状Ａｌ微粉を含有し、この薄葉状Ａｌ微粉の表面に析出したＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動するモータ用軸受。
【請求項２】
焼結含油軸受に配合されたＡｌ微粉の配合量が２％以上２５％以下の範囲である請求項１記載のモータ用軸受。
【請求項３】
焼結含油軸受に配合された薄葉状のＡｌ微粉の長辺が２０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であり、厚みが５μｍ以上２０μｍ以下の範囲である請求項１記載のモータ用軸受。
【請求項４】
薄葉状Ａｌに析出させたＡｌ2Ｏ3の厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲である請求項１記載のモータ用軸受。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ用軸受を用いたモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼結含油軸受合金を用いたモータ用軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は本発明のかかわる分野のモータの一例であり、シャフト５を支持する焼結含油軸受４の改良が本発明の主題である。焼結含油軸受４は従来よりＦｅ合金あるいはＣｕ合金が用いられているが、加工硬化の抑制、摩擦抵抗の低減、機械的強度および耐摩耗性の向上を図るものとして、例えば従来の焼結含油軸受として特開平７−３００６４４号公報のように焼結含油軸受にＡｌ微粒子を配合することにより加工硬化の抑制、摩擦抵抗の低減、機械的強度および耐摩耗性を向上させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に焼結含油軸受はシャフトが回転すると、軸受摺動面にシャフトの回転に基づく“ポンプ作用”によって吸出された潤滑油と、摩擦熱に基づく膨張のためににじみ出た潤滑油とが油膜を形成し、シャフトと焼結含油軸受の金属接触がさけられる。またシャフトが停止すれば冷却され、摺動面に存在する余分の潤滑油は毛細管現象によって再び元の含油孔に吸収される。すなわち機能的には無給油で使用できる性格を有する合理的な軸受ということができる。
【０００４】
このような利点はいうまでもなく焼結含油軸受内の空孔によって生じたものであるが、一方、この空孔は軸受としての本質的な短所をも与えている。例えば空孔の全くない通常の軸受では、理想的な潤滑、つまり常時給油などの方法をとった場合、運転中には油圧をもった油膜が摺動面に生じ、シャフトが軸受と接触しないいわゆる流体潤滑となるが、一方、焼結含油軸受ではそこに油圧が生じても空孔を通じて潤滑油が外部に漏れて油圧が低下するから、シャフトは軸受と局部的な接触が行われ、いわゆる境界潤滑が行われる場合が多い。したがって摩擦係数は通常の軸受では０．０２〜０．０５であるのに対し、焼結含油軸受では０．０７〜０．１５と高い値を示し、温度上昇も比較的大きくなる。
【０００５】
しかし通常の軸受の性能が良いというのは、外部からの給油が理想的に行われている場合であって、いったん給油がとだえれば直ちに潤滑油が枯渇して焼き付く心配がある。焼結含油軸受ではさきに述べた給油機構の上からこのような心配はきわめて少ない。
【０００６】
この中でアルミニュームを配合した焼結含油軸受の特色は軽量であること、熱伝導性が良好であること、それに比較的軟らかくてシャフトとのなじみが速やかであることなどで運転性能も銅系、鉄系と比較して優れた点が少なくないが、機械的強度が銅系のそれを下回ることおよび耐摩耗性が十分に改善されていないことなどの問題点を有していた。
【０００７】
本発明では、小型モータに使用される焼結含油軸受において、機械的強度の向上、摩擦抵抗の低減、加工硬化の抑制、凝着摩耗の削減をし、機械的強度が大きく、摩擦抵抗が小さく、耐摩耗性が大きいモータ用軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
シャフトを挿通し支持する軸受孔を有し、軸受材料がＦｅ合金および／あるいはＣｕ合金からなる焼結含油軸受において、硬質で摩擦係数の小さなＡｌ2Ｏ3を析出させた軟らかな薄葉状Ａｌ微粉を含有し、この薄葉状Ａｌ微粉の表面に析出したＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動させる。
【０００９】
また焼結含油軸受に配合されたＡｌ微粉の配合量が２〜２５％の範囲とする。また焼結含油軸受に配合された薄葉状のＡｌ微粉の長辺が２０〜１５０μｍの範囲であり、厚みが５〜２０μｍとする。
【００１０】
さらに薄葉状Ａｌに析出させたＡｌ2Ｏ3の厚さが０．５〜５μｍの範囲とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、シャフトを挿通し支持する軸受孔を有し、軸受材料がＦｅ合金および／あるいはＣｕ合金からなる焼結含油軸受において、表面にＡｌ2Ｏ3を析出させた薄葉状Ａｌ微粉を含有し、この薄葉状Ａｌ微粉の表面に析出したＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動するようにしたものであり、延性に富む薄葉状Ａｌ微粉を含有させることにより、圧粉時、サイジング時、モータ組立時に生じる応力歪を延性に富む薄葉状Ａｌ微粉が吸収し、圧粉時、サイジング時、モータ組立時の加工硬化の発生を抑制する。
【００１２】
焼結含油軸受に薄葉状Ａｌ微粉を含有させ、この薄葉状Ａｌ微粉に硬質のＡｌ2Ｏ3を析出させる、Ａｌ2Ｏ3は摩擦抵抗が非常に小さいので、この摩擦抵抗の小さなＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動させることにより摩擦抵抗、凝着摩耗が低減される。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は、焼結含油軸受に配合されたＡｌ微粉の配合量が２〜２５％の範囲とする、これよりもＡｌ微粉が少ないと効果がなく、Ａｌ微粉が多いと硬質のＡｌ2Ｏ3が摺動時にシャフトを切削してしまう。
【００１４】
本発明の請求項３記載の発明は、焼結含油軸受に配合された薄葉状のＡｌ微粉の長辺が２０〜１５０μｍの範囲であり、厚みが５〜２０μｍの範囲とする、これよりも小さいと軟らかなＡｌ微粉の効果があらわれず加工硬化が発生し、またこれ以上の大きさになるとＡｌ微粉は非常に軟らかいので焼結含油軸受の機械的強度が低下してしまう。
【００１５】
本発明の請求項４記載の発明は、焼結含油軸受に配合された薄葉状Ａｌに析出させたＡｌ2Ｏ3の厚さが０．５〜５μｍの範囲であり、これよりもＡｌ2Ｏ3が薄いと効果がなく、Ａｌ2Ｏ3が厚いと硬質のＡｌ2Ｏ3が摺動時にシャフトを切削してしまう。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明によるモータの構造断面図である。図１の４は焼結含油軸受、５はシャフト、６はスラスト板、７は基板、８はマグネット、９はロータフレーム、１０はステータコア、１１はコイル、１２は駆動ピン、１３はハウジング、１４はビスを示す。
【００１８】
図２は本発明による焼結含油軸受の俯瞰断面図である。図２の４は焼結含油軸受を示す。
【００１９】
図３は本発明による焼結含油軸受の断面図である。図３の１は薄葉状Ａｌ微粉、２は析出されたＡｌ2Ｏ3、３はＦｅ合金および／あるいはＣｕ合金微粉である。
【００２０】
また焼結含油軸受に薄葉状とすることで延性に富むようになった、Ａｌ微粉を含有させ、この薄葉状Ａｌ微粉に硬質のＡｌ2Ｏ3を析出させる、Ａｌ2Ｏ3は摩擦抵抗が非常に小さいので、この摩擦抵抗の小さなＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動させることにより摩擦抵抗、凝着摩耗を低減される。
【００２１】
図４は本発明のＡｌ2Ｏ3を析出させた薄葉状Ａｌ微粉の外観である。
図５はその断面図である。図５の１は薄葉状Ａｌ微粉、２は析出されたＡｌ2Ｏ3である。
【００２２】
上記構成により、薄葉状にすることによりＡｌ微粉は延性に富むようになり、このＡｌ微粉を含有させることにより、圧粉時、サイジング時、モータ組立時に生じる応力歪を延性に富む薄葉状Ａｌ微粉が吸収し、圧粉時、サイジング時、モータ組立時の加工硬化の発生を抑制する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のモータ用軸受ではシャフトを挿通し支持する軸受孔を有し、軸受材料がＦｅ合金および／あるいはＣｕ合金からなる焼結含油軸受において、延性に富む薄葉状Ａｌ微粉を含有させることにより、圧粉時、サイジング時、モータ組立時に生じる応力歪を延性に富む薄葉状Ａｌ微粉が吸収し、圧粉時、サイジング時、モータ組立時の加工硬化の発生を抑制する。
【００２４】
焼結含油軸受に薄葉状Ａｌ微粉を含有させ、この薄葉状Ａｌ微粉に硬質のＡｌ2Ｏ3を析出させる、Ａｌ2Ｏ3は摩擦抵抗が非常に小さいので、この摩擦抵抗の小さなＡｌ2Ｏ3を介して、シャフトと接触摺動させることにより摩擦抵抗、凝着摩耗を低減される。
【００２５】
焼結含油軸受に配合されたＡｌ微粉の配合量が２〜２５％の範囲とする、これよりもＡｌ微粉が少ないと効果がなく、Ａｌ微粉が多いと硬質のＡｌ2Ｏ3が摺動時にシャフトを切削してしまう。
【００２６】
焼結含油軸受に配合された薄葉状のＡｌ微粉の長辺が２０〜１５０μｍの範囲とし、厚みが５〜２０μｍの範囲とする。これよりも小さいと軟らかなＡｌ微粉の効果があらわれず加工硬化が発生し、またこれ以上の大きさになるとＡｌ微粉は非常に軟らかいので焼結含油軸受の機械的強度が低下してしまう。
【００２７】
焼結含油軸受に配合された薄葉状Ａｌに析出させたＡｌ2Ｏ3の厚さが０．５〜５μｍの範囲とする。これよりもＡｌ2Ｏ3が薄いと効果がなく、Ａｌ2Ｏ3が厚いと硬質のＡｌ2Ｏ3が摺動時にシャフトを切削してしまう。
【００２８】
以上のように本発明によれば、小型モータに使用される焼結含油軸受おいて、摩擦抵抗の低減、加工硬化の発生抑制、凝着摩耗の削減をし、摩擦抵抗が小さく耐摩耗性が大きく精度の高いモータが得られるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼結含油軸受を用いたモータの構造断面図
【図２】本発明の焼結含油軸受俯瞰断面図
【図３】本発明の焼結含油軸受断面図
【図４】本発明のＡｌ2Ｏ3を析出させた薄葉状Ａｌ微粉の外観図
【図５】本発明のＡｌ2Ｏ3を析出させた薄葉状Ａｌ微粉の断面図
【符号の説明】
１  薄葉状Ａｌ微粉
２  Ａｌ2Ｏ3
３  Ｆｅ合金および／あるいはＣｕ合金
４  焼結含油軸受
５  シャフト
６  スラスト板
７  基板
８  マグネット
９  ロータフレーム
１０  ステータコア
１１  コイル
１２  駆動ピン
１３  ハウジング
１４  ビス
【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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