JP2007113744A - Ball bearing and brushless motor - Google Patents

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真人 宮本
Mamoru Aoki
護 青木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the degradation of conductivity to maintain conductivity over a long period of time while keeping torque low and preventing the generation of a sealing sound by suppressing electrolytic corrosion in a bearing raceway surface. <P>SOLUTION: A seal member 20 using a conductive material for a rubber material portion contacts with a seal groove 12 of an inner ring 2 in a position around the outside of a contact surface 22a of a seal lip 22. Consequently, when electricity flows to an outer ring 1, electricity flows to the inner ring 2 through the seal member 20. The contact surface 22a of the seal lip 22 has fine protruding parts 30 of 0.01-0.10 mm by providing a die with a large number of dimple-like recesses by electric discharge machining or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、エアコンファンモータ等の一般電化製品に組み込まれるモータ、或いは自動車部品用小型モータ等の回転支持部分を構成する玉軸受に関し、特に、インバータ制御モータ用の軸受において発生する電食を防ぐことができる玉軸受及びブラシレスモータに関する。   The present invention relates to a ball bearing that constitutes a rotation support portion of a motor incorporated in a general electric appliance such as an air conditioner fan motor or a small motor for automobile parts, and particularly to electrolytic corrosion generated in a bearing for an inverter control motor. The present invention relates to a ball bearing and a brushless motor.

従来から使用されている電食対策用の玉軸受として、転動体に絶縁体のセラミックボールを使用したものがある。外輪、転動体、内輪と電気が通らないため、軌道面の電食の発生を防止することができる。しかし、反面、コストが高いといったことがある。   2. Description of the Related Art Conventionally used ball bearings for electric corrosion prevention use an insulating ceramic ball as a rolling element. Since electricity does not pass through the outer ring, rolling element and inner ring, the occurrence of electrolytic corrosion on the raceway surface can be prevented. However, on the other hand, the cost is high.

シール部材を用いた従来の対策は、特許文献１では、通電シールを、導電性金属板で形成された２枚のシール板からなり、内・外輪の内いずれか一方の軌道輪に固定支持される主体部と、導電性ゴムで形成され、他方の軌道輪に摺接される摺接部とで構成し、上記主体部の２枚のシール板間に上記摺接部を挟持固定させるようにしてある。   As a conventional measure using a seal member, in Patent Document 1, the energizing seal is composed of two seal plates formed of a conductive metal plate, and is fixedly supported on either the inner or outer raceway ring. And a sliding contact portion formed of conductive rubber and slidably contacted with the other raceway ring, and the sliding contact portion is sandwiched and fixed between two seal plates of the main portion. It is.

また、特許文献２では、外軌道輪と、内軌道輪と、該両軌道輪の間に配されて軌道面上を転動するように設けられた複数の転動体と、軌道面から軸方向に離れた位置に配され両軌道輪に接触する少なくとも一つの部材とを有するころがり軸受において、転動体が非導電性を有していること、両軌道輪に接する少なくとも一つの部材が良導電性を有していて、軸受外での処理のために軸受からの乱れのない電流の伝達そして軸受を経る電気信号の伝達を許容可能となっている。
実開平６−７３４５７号公報 特開平９−３１０７２１号公報 Further, in Patent Document 2, an outer race ring, an inner race ring, a plurality of rolling elements arranged between the race rings and rolling on the raceway surface, and an axial direction from the raceway surface Rolling element having at least one member disposed at a distance from each other and in contact with both race rings, the rolling element has non-conductivity, and at least one member in contact with both race rings has good conductivity So that transmission of electric current from the bearing without any disturbance and transmission of electric signals through the bearing can be permitted for processing outside the bearing.
Japanese Utility Model Publication No. 6-73457 JP-A-9-310721

しかしながら、特許文献１及び２に開示した従来の接触式のシール部材では、時間の経過と共に導電性が低下する傾向がある。   However, in the conventional contact-type seal members disclosed in Patent Documents 1 and 2, the conductivity tends to decrease with time.

また、導電性グリースを潤滑剤として電食対策を行うこともある。しかし、カーボン等の粉子を入れるため、音上昇につながることや、軌道面を電流が流れるため、損傷がおこってしまうなどの問題点がある。   In some cases, conductive grease is used as a lubricant to prevent electric corrosion. However, since powder such as carbon is inserted, there is a problem that the sound rises and the current flows through the raceway surface, resulting in damage.

このように、従来のシール部材による対策では、時間の経過と共に導電性が低下する傾向があり、トルクが大きくなることや、シール音が発生するなどの問題点があった。   As described above, the countermeasures using the conventional sealing member have a problem in that the conductivity tends to decrease with the passage of time, resulting in an increase in torque and generation of a sealing noise.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、軸受軌道面に於ける電食を抑制し、導電性の劣化を防止して導電性を長期間にわたって維持することができ、トルクを低く抑えることができ、シール音の発生を防止することができる、玉軸受及びブラシレスモータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can suppress electrolytic corrosion on the bearing raceway surface, prevent deterioration of conductivity, and maintain conductivity for a long period of time. It is an object of the present invention to provide a ball bearing and a brushless motor that can suppress torque to a low level and prevent generation of a sealing noise.

上記の目的を達成するため、本発明に係る玉軸受は、外輪と内輪の間に、玉が転動自在に介装してあり、
外輪と内輪の側部に、接触式のシール部材が設けてある玉軸受に於いて、
前記シール部材は、導電性のある素材を用い、全周又は部分的に前記外輪又は内輪に接触することによって、軸受に電流が流れた際に、前記シール部材を通して電流が流れて、軸受の軌道面におこる電食を抑制することができることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the ball bearing according to the present invention has a ball interposed between the outer ring and the inner ring so as to freely roll,
In ball bearings with contact type seal members on the sides of the outer and inner rings,
The seal member is made of a conductive material, and when the current flows through the bearing by contacting the outer ring or the inner ring partly or partially, the current flows through the seal member, and the bearing raceway. It is characterized by being able to suppress electric corrosion that occurs on the surface.

好適には、前記シール部材のシールリップの接触面に、又は、前記外輪又は内輪のシール溝に、微細な凹部又は凸部が形成してある。   Preferably, fine concave portions or convex portions are formed on the contact surface of the seal lip of the seal member or on the seal groove of the outer ring or the inner ring.

また、好適には、前記シール部材のシールリップの接触面に、又は、前記外輪又は内輪のシール溝に、導電性グリースが塗布してある。   Preferably, conductive grease is applied to the contact surface of the seal lip of the seal member or to the seal groove of the outer ring or the inner ring.

さらに、好適には、前記シール部材のシールリップは、導電性グリースを保持できるように形成してある。   Further preferably, the seal lip of the seal member is formed so as to hold conductive grease.

本発明に係るブラシレスモータは、請求項１乃至４の何れか１項に記載の玉軸受が装着してあることを特徴とする。   A brushless motor according to the present invention is characterized in that the ball bearing according to any one of claims 1 to 4 is mounted.

本発明によれば、軸受軌道面に於ける電食を抑制し、導電性の劣化を防止して導電性を長期間にわたって維持することができ、トルクを低く抑えることができ、シール音の発生を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress electrolytic corrosion on the bearing raceway surface, to prevent deterioration of conductivity, to maintain conductivity for a long period of time, to keep torque low, and to generate seal noise. Can be prevented.

以下、本発明の実施の形態に係る玉軸受及びブラシレスモータを図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, ball bearings and brushless motors according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る玉軸受の断面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a ball bearing according to a first embodiment of the present invention.

図２は、シール部材のシールリップの接触面の拡大図である。   FIG. 2 is an enlarged view of the contact surface of the seal lip of the seal member.

本実施の形態に係る玉軸受は、例えば、エアコンファンモータ等の一般電化製品に組み込まれるモータ、或いは自動車部品用小型モータ等の回転支持部分を構成する玉軸受であり、特に、インバータ制御モータ用の軸受において発生する電食を防ぐことができ、また、例えば、ブラシレスモータに装着される。   The ball bearing according to the present embodiment is, for example, a ball bearing that constitutes a rotation support portion of a motor incorporated in a general electric appliance such as an air conditioner fan motor or a small motor for automobile parts, and particularly for an inverter control motor. It is possible to prevent electric corrosion generated in the bearing of the motor, and for example, it is mounted on a brushless motor.

図１に示すように、外輪１と内輪２との間に、玉３が転動自在に介装してあり、玉３は、保持器４により所定間隔に維持するようになっている。   As shown in FIG. 1, a ball 3 is interposed between an outer ring 1 and an inner ring 2 so as to be able to roll, and the ball 3 is maintained at a predetermined interval by a cage 4.

外輪１及び内輪２の両側部には、それぞれ、シール溝１１，１２が形成してある。   Seal grooves 11 and 12 are formed on both sides of the outer ring 1 and the inner ring 2, respectively.

外輪１のシール溝１１には、芯金部材２１を埋設したシール部材２０が装着してあり、そのシールリップ２２は、内輪２のシール溝１２に接触するように構成してある。   A seal member 20 in which a core metal member 21 is embedded is attached to the seal groove 11 of the outer ring 1, and the seal lip 22 is configured to contact the seal groove 12 of the inner ring 2.

シール部材２０においては、ゴム素材の部分に導電性素材を用いでおり、シールリップ２２の接触面２２ａの外あたりの位置で、内輪２のシール溝１２に接触している。   In the seal member 20, a conductive material is used for the rubber material portion, and is in contact with the seal groove 12 of the inner ring 2 at a position around the contact surface 22 a of the seal lip 22.

これにより、外輪１に電気が流れた場合は、シール部材２０を通して、内輪２に電気が流れる構造になっている。   As a result, when electricity flows through the outer ring 1, electricity flows through the seal member 20 to the inner ring 2.

シールリップ２２の接触面２２ａには、金型にディンプル状の凹部を多数放電加工等で設ける事により、図２に示すように、０．０１ｍｍ〜０．１０ｍｍの微細な凸部３０が形成してある。なお、シール溝１２側に、このような微細な凸部３０が形成してあってもよい。また、凸部３０に代えて、凹部が形成してあってもよい。   On the contact surface 22a of the seal lip 22, by forming a large number of dimple-shaped concave portions in the mold by electric discharge machining or the like, fine convex portions 30 of 0.01 mm to 0.10 mm are formed as shown in FIG. It is. Note that such a fine convex portion 30 may be formed on the seal groove 12 side. Moreover, it may replace with the convex part 30 and the recessed part may be formed.

シール部材２０のシールリップ２２は、導電性グリースを保持できるように形成してある。すなわち、内輪２のシール溝１２とシール部材２０のシールリップ２２との間には、導電性グリースを保持する空間Ｓがあり、ここに導電性グリースを塗布する。   The seal lip 22 of the seal member 20 is formed so as to hold conductive grease. That is, there is a space S for holding conductive grease between the seal groove 12 of the inner ring 2 and the seal lip 22 of the seal member 20, and the conductive grease is applied thereto.

以上から、従来軸受に電流が流れる際に外輪１→玉３→内輪２と電気が通っていたものが、外輪１→シール部材２０→内輪２と通るため、軸受軌道面に損傷が発生しない。   From the above, when the current flows through the conventional bearing, since the outer ring 1 → the ball 3 → the inner ring 2 passes through the outer ring 1 → the seal member 20 → the inner ring 2, the bearing raceway surface is not damaged.

また、従来はシール部材２０の接触面に軸受の封入グリースが流れ込み抵抗値が増大し、シール部材２０の導電性が落ちていく傾向があったが、シールリップ２２の接触面２２ａに凸部３０又は凹部を設けることと、導電性グリースを接触面２２ａに塗布することにより、導電性の劣化を抑えることができる。   Conventionally, the sealed grease of the bearing flows into the contact surface of the seal member 20 and the resistance value increases, and the conductivity of the seal member 20 tends to decrease. However, the convex portion 30 is formed on the contact surface 22a of the seal lip 22. Alternatively, the deterioration of the conductivity can be suppressed by providing the recess and applying the conductive grease to the contact surface 22a.

シール部材２０の形状が接触面２２ａに塗布した導電性グリースを保持する形状になっているため、導電性グリースの潤滑を維持することができ、導電性グリースの軸受内部、軸受外部への漏れを防ぐこともできる。   Since the shape of the seal member 20 is such that the conductive grease applied to the contact surface 22a is retained, the lubrication of the conductive grease can be maintained and leakage of the conductive grease to the inside and outside of the bearing can be prevented. It can also be prevented.

また、接触面２２ａに凸部３０又は凹部があるため、従来の接触シールよりトルクを低くすることができ、シール音も防止できる。   Moreover, since the convex part 30 or the recessed part exists in the contact surface 22a, a torque can be made lower than the conventional contact seal and a seal sound can also be prevented.

シールリップ２２の接触面２２ａが全周接触でなく、数点接触にすることにより、トルクを低くすることができる。   The torque can be lowered by making the contact surface 22a of the seal lip 22 contact several points instead of the entire circumference.

従って、本実施の形態では、以下に述べるような効果を奏する。   Therefore, this embodiment has the following effects.

軸受は、軸受に電気が流れた際に、電流が玉３を流れずに、導電性のシール部材２０を通って流れるため、電食の発生を抑えることができる。   In the bearing, when electricity flows through the bearing, current does not flow through the balls 3 but flows through the conductive seal member 20, so that the occurrence of electrolytic corrosion can be suppressed.

また、シールリップ２２の接触面２２ａに、導電性グリースを塗布することにより、導電性の劣化を防ぎ、導電性を長時間維持することができる。   Further, by applying conductive grease to the contact surface 22a of the seal lip 22, it is possible to prevent the deterioration of the conductivity and maintain the conductivity for a long time.

シールリップ２２の接触面２２ａに微細な凸部３０又は凹部を設けることにより、摩擦抵抗を減らすことができ、シール音の発生を防止できる。   By providing the fine convex part 30 or the concave part on the contact surface 22a of the seal lip 22, the frictional resistance can be reduced and the generation of the sealing noise can be prevented.

従来のセラミックボールによる対策はコストが高かったが、本実施の形態では、セラミックボールより安価な素材で構成されているため、コストを抑えることができる。   The cost of the conventional countermeasures using the ceramic balls is high, but in this embodiment, the cost can be suppressed because it is made of a material cheaper than the ceramic balls.

尚、本実施の形態は、ゴムシールでの例を示したが、本発明は、金属シールド板のラビリンス部に導電性のグリースを塗布することも有効である。   Although the present embodiment shows an example using a rubber seal, it is also effective to apply conductive grease to the labyrinth portion of the metal shield plate.

（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る玉軸受の断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a ball bearing according to a second embodiment of the present invention.

本実施の形態は、シールリップ２２が内あたりの例を示す。即ち、内輪２のシール溝１２の内方側に、シールリップ２２の接触面２２ａが接触している。   In the present embodiment, an example in which the seal lip 22 is inward is shown. That is, the contact surface 22 a of the seal lip 22 is in contact with the inner side of the seal groove 12 of the inner ring 2.

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment described above.

（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係る玉軸受の断面図である。 (Third embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a ball bearing according to a third embodiment of the present invention.

本実施の形態は、シールリップ２２が中央あたりの例を示す。即ち、内輪２のシール溝１２の略中央に、シールリップ２２の接触面２２ａが接触している。   In the present embodiment, an example in which the seal lip 22 is around the center is shown. That is, the contact surface 22 a of the seal lip 22 is in contact with the approximate center of the seal groove 12 of the inner ring 2.

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment described above.

（第４実施の形態）
図５は、本発明の第４実施の形態に係り、（ａ）は、シール部材の断面図であり、（ｂ）は、シールリップの全周接触の例を示し、（ｃ）は、シールリップの４点接触の例を示す。 (Fourth embodiment)
5A and 5B relate to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a seal member, FIG. 5B shows an example of the entire contact of a seal lip, and FIG. An example of lip four-point contact is shown.

図５（ａ）において、シール部材２０のシールリップ２２は、その幅がｄである接触面２２ａを有している。   5A, the seal lip 22 of the seal member 20 has a contact surface 22a whose width is d.

図５（ｂ）に示すように、シールリップ２２の接触面２２ａは、全周接触に構成してあってもよく、また、図５（ｃ）に示すように、数点（図示例のように、４点）接触に構成してあってもよい。   As shown in FIG. 5 (b), the contact surface 22a of the seal lip 22 may be configured to be in full contact, and as shown in FIG. 5 (c), several points (as in the illustrated example). And 4 points) contact.

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment described above.

（第５実施の形態）
図６は、本発明の第５実施の形態に係る玉軸受の断面図である。 (Fifth embodiment)
FIG. 6 is a sectional view of a ball bearing according to a fifth embodiment of the present invention.

本実施の形態では、内輪２のシール溝１２とシール部材２０のシールリップ２２との間には、導電性グリースを保持する空間Ｓがあり、ここに導電性グリースを塗布する。軸受は、軸受に電気が流れた際に、電流が玉３を流れずに、軸受の両側部にある導電性のシール部材２０及び導電性グリースを通って流れるため、電食の発生を抑えることができる。   In the present embodiment, there is a space S that holds conductive grease between the seal groove 12 of the inner ring 2 and the seal lip 22 of the seal member 20, and the conductive grease is applied thereto. In the bearing, when electricity flows through the bearing, current does not flow through the balls 3 but flows through the conductive seal members 20 and the conductive grease on both sides of the bearing, thereby suppressing the occurrence of electrolytic corrosion. Can do.

一方、外輪１及び内輪２の軌道面と、玉３との間には、通常のグリースが塗布してある。このグリースは、定常回転時に油膜が十分にできる粘度であり、且つ、体積抵抗の高いものである。   On the other hand, normal grease is applied between the raceway surfaces of the outer ring 1 and the inner ring 2 and the balls 3. This grease has a viscosity sufficient to form an oil film during steady rotation and has a high volume resistance.

その結果、シール部材２０の方へより一層放電し易くなる。また、音響特性や耐久性も優れている。   As a result, it becomes easier to discharge toward the seal member 20. In addition, the acoustic characteristics and durability are excellent.

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment described above.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、導電性のシール部材２０を用いるのは、片面のみの使用でもよい。また、導電性のシール部材２０は、内輪接触でも、外輪接触でもよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible. For example, the conductive seal member 20 may be used only on one side. Further, the conductive seal member 20 may be in inner ring contact or outer ring contact.

本発明の第１実施の形態に係る玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the ball bearing which concerns on 1st Embodiment of this invention. シール部材のシールリップの接触面の拡大図である。It is an enlarged view of the contact surface of the seal lip of a seal member. 本発明の第２実施の形態に係る玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the ball bearing which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施の形態に係る玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the ball bearing which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施の形態に係り、（ａ）は、シール部材の断面図であり、（ｂ）は、シールリップの全周接触の例を示し、（ｃ）は、シールリップの４点接触の例を示す。(A) is sectional drawing of a sealing member, (b) shows the example of the perimeter contact of a seal lip, (c) is 4 points | pieces of a seal lip according to 4th Embodiment of this invention. An example of contact is shown. 本発明の第５実施の形態に係る玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the ball bearing which concerns on 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 外輪
２ 内輪
３ 玉
４ 保持器
１１，１２ シール溝
２０ シール部材
２１ 芯金部材
２２ シールリップ
２２ａ 接触面
３０ 凸部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2 Inner ring 3 Ball 4 Cage 11, 12 Seal groove 20 Seal member 21 Core metal member 22 Seal lip 22a Contact surface 30 Convex part

Claims (5)

外輪と内輪の間に、玉が転動自在に介装してあり、
外輪と内輪の側部に、接触式のシール部材が設けてある玉軸受に於いて、
前記シール部材は、導電性のある素材を用い、全周又は部分的に前記外輪又は内輪に接触することによって、軸受に電流が流れた際に、前記シール部材を通して電流が流れて、軸受の軌道面におこる電食を抑制することができることを特徴とする玉軸受。 A ball is interposed between the outer ring and the inner ring so as to roll freely.
In ball bearings with contact type seal members on the sides of the outer and inner rings,
The seal member is made of a conductive material, and when the current flows through the bearing by contacting the outer ring or the inner ring partly or partially, the current flows through the seal member, and the bearing raceway. A ball bearing characterized by being able to suppress electric corrosion occurring on the surface. 前記シール部材のシールリップの接触面に、又は、前記外輪又は内輪のシール溝に、微細な凹部又は凸部が形成してあることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。   The ball bearing according to claim 1, wherein fine concave portions or convex portions are formed on a contact surface of a seal lip of the seal member or on a seal groove of the outer ring or the inner ring. 前記シール部材のシールリップの接触面に、又は、前記外輪又は内輪のシール溝に、導電性グリースが塗布してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受。   3. The ball bearing according to claim 1, wherein conductive grease is applied to a contact surface of a seal lip of the seal member or to a seal groove of the outer ring or the inner ring. 前記シール部材のシールリップは、導電性グリースを保持できるように形成してあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の玉軸受。   The ball bearing according to claim 1, wherein the seal lip of the seal member is formed so as to hold conductive grease. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の玉軸受が装着してあることを特徴とするブラシレスモータ。   5. A brushless motor, wherein the ball bearing according to claim 1 is mounted.
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