JPH10213129A - 軸受の軸支持方法及び軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で起動時においても摩耗や異音の発生を
防止するとともに耐久性の優れた軸受を提供する。 【解決手段】軸受１０は固定筒部１０ａと、軸受筒部１
０ｂと、スラスト受け部１０ｃとから構成されている。
軸受筒部１０ｂの内周面には、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂を均一に塗布しＰＴＦＥ皮膜１６を形成してい
る。軸受筒部１０ｂと該筒部１０ｂに貫挿された回転軸
１２とのクリアランスには、回転軸１２に塗布した蒸発
損失の少ない合成潤滑油が介在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軸受の軸支持方法及
び軸受構造に係り、詳しくはポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）の樹脂コート軸受の軸支持方法及び軸受
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸、例えばモータの回転軸の軸受
としては多孔質の焼結含油軸受がある。この軸受は焼結
体に形成された多数の孔に潤滑油を含浸させ、その含浸
させた潤滑油が回転軸の回転に伴い孔から湧出し回転軸
と軸受との間を潤滑にし回転軸及び軸受の摩耗を防止す
る。ところで、この潤滑油を含浸させた多孔質セラミッ
クよりなる軸受は、ある程度回転軸が回転した後に潤滑
油が孔から湧出するものであり、回転開始直後には潤滑
油が湧出し難いことが知られている。その結果、モータ
の起動時には潤滑油が十分でないことから、回転軸及び
軸受が摩耗したり、軸受部分で異音が発生したりしてい
た。又、この焼結含油軸受は製造するに際して高度の専
門技術を必要とするとともに、製造コストがかかり高価
なものとなっていた。

【０００３】そこで、軸受の回転軸と接する表面にポリ
テトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）なる
樹脂を被覆した軸受が提案されいる。このＰＴＦＥの樹
脂コート軸受は、安価で起動時においても摩耗や異音の
発生を防止するいわゆる無潤滑の樹脂軸受である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＰ
ＴＦＥの樹脂コート軸受は、１秒以下の極短時間しか作
動しないモータ、例えば自動車に搭載されたドアロック
用モータの軸受に適するが、連続して数秒以上回転する
モータ、例えば自動車に搭載されたミラー角度調整モー
タ、ドアミラー可倒モータ、エアコン用エア量調整弁駆
動モータ、アンテナロッド駆動モータ等の軸受には、被
覆したＰＴＦＥ自身が摩耗してしまい使用に耐えること
ができなかった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は安価で起動時においても
摩耗や異音の発生を防止するとともに耐久性の優れた軸
受を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、軸受の摺動面にポリテトラフルオロエチレン皮膜を
形成しその皮膜を介して軸を支持するようにした軸受の
軸支持方法において、前記皮膜と前記軸との間に形成さ
れるクリアランスに潤滑油を介在させて前記軸を支持す
るようにした軸受の軸支持方法をその要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、軸と、その軸に
接する摺動面にポリテトラフルオロエチレン皮膜を形成
しそのポリテトラフルオロエチレン皮膜にて該軸を支持
する軸受とからなる軸受構造において、前記皮膜と軸と
の間に形成されるクリアランスに潤滑油を介在させたこ
とを特徴とする軸受構造をその要旨とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の軸受構造において、前記潤滑油を介在させるためのク
リアランスは０．９〜２９．２マイクロメートルである
軸受構造をその要旨とする。

【０００９】請求項４に記載された発明は、請求項３に
記載の軸受構造において前記潤滑油を介在させるための
クリアランスは２〜１５マイクロメートルである軸受構
造をその要旨とする。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４
項のいずれか１に記載の軸受構造において潤滑油が２塩
基酸エステル系油又ポリエステル系油のいずれか１つで
ある軸受構造をその要旨とする。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、ポリテト
ラフルオロエチレン皮膜と前記軸との間に形成されるク
リアランスに潤滑油が介在したことにより、動摩擦係数
が小さくなるとともに潤滑油にて熱が該油を介して発散
されるためポリテトラフルオロエチレン皮膜の摩耗が抑
えられる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、ポリテト
ラフルオロエチレン皮膜と前記軸との間に形成されるク
リアランスに潤滑油が介在することにより、動摩擦係数
が小さくなるとともに潤滑油にて熱が該油を介して発散
されるためポリテトラフルオロエチレン皮膜の摩耗が抑
えられる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、単位作動
時間当たりの摩耗量が小さくなり耐久性の優れたものと
なる。請求項４に記載された発明によれば、単位作動時
間当たりの摩耗量がさらに小さくなりより耐久性の優れ
たものとなる。

【００１４】請求項５に記載の発明は、蒸発損失が小さ
く動摩擦係数を小さくでき耐久性の優れたものとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用電動ミラー
の駆動源としての直流モータに具体化した一実施形態を
図１〜図４に従って説明する。図２において、モータ１
のヨーク２は、一端が開放された円筒体であって、その
閉塞壁３の中央部は外方に凹設され円筒形の第１収容室
４を形成している。該収容室４を形成する閉塞壁５の中
央位置には貫通孔６が形成されている。又、ヨーク２の
内周面には、複数個のマグネット７が等間隔に配置固定
されている。一方、ヨーク２の開放端部にはエンドブラ
ケット８が取着され、該開放部を閉塞している。エンド
ブラケット８はその中央部は外方に凹設され円筒形の第
２収容室９を形成している。そして、この第２収容室９
及び前記第１収容室４には、それぞれ軸受１０が該室
４，９に回転不能且つ軸線方向に移動不能に嵌着固定さ
れている。

【００１６】ヨーク２内には、ロータ１１が配設され、
そのロータ１１の回転軸１２が前記軸受１０に回転可能
に支持されている。又、回転軸１２に固着されたコンミ
テータ１３は、エンドブラケット８に固設されたブラシ
ホルダ１４に保持されたブラシ１５が摺接するようにな
っている。

【００１７】次に、前記軸受１０と回転軸１２の軸受構
造を詳細に説明する。尚、第１及び第２収容室４，９に
設けた軸受１０と回転軸１２との軸受構造は同じなの
で、説明の便宜上、第１収容室４の軸受１０と回転軸１
２との軸受構造についてのみ説明し第２収容室９の軸受
１０の軸受構造につては省略する。

【００１８】図１は、その軸受１０の要部断面を示す。
図１において、軸受１０は、前記ヨーク２の収容室４に
圧入固定される円筒状の固定筒部１０ａと、その固定筒
部１０ａの内側であって該筒部１０ａとその中心軸線が
一致する前記回転軸１２を回転可能に支持する軸受筒部
１０ｂと、固定筒部１０ａと軸受筒部１０ｂの一側端を
連結するドーナツ板状のスラスト受け部１０ｃとから構
成されている。この固定筒部１０ａ、軸受筒部１０ｂ及
びスラスト受け部１０ｃからなる軸受１０は、銅板をプ
レス加工することにより成形されるようになっている。

【００１９】固定筒部１０ａの外径は、前記第１収容室
４に圧入され回転不能に固定される径に形成されてい
る。軸受筒部１０ｂの摺動面としての内周面及びスラス
ト受け部１０ｃの外側面には、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂（以下、ＰＴＦＥ樹脂という）を均一に塗布し
ＰＴＦＥ皮膜１６を形成している。内周面にＰＴＦＥ皮
膜１６が形成された状態での軸受筒部１０ｂの内径は、
該軸受筒部１０ｂと該筒部１０ｂに貫挿された回転軸１
２とのクリアランスが予め定めた大きさとなるように設
定されている。そして、このクリアランスには、回転軸
１２に塗布した蒸発損失の少ないαオレフィン系又はエ
ステル系の合成潤滑油が介在するようになっている。

【００２０】従って、回転軸１２を支持する軸受筒部１
０ｂの内周面にＰＴＦＥ皮膜１６を形成し、しかも、皮
膜１６の表面と回転軸１２の外周面との間のクリアラン
スに合成潤滑油を加えたので、起動時においても摩耗や
異音の発生を防止することができる。しかも、合成潤滑
油を加えたことで、長時間連続してモータ１を回転駆動
させてもＰＴＦＥ皮膜１６の摩耗は低減される。

【００２１】これは、潤滑油を加えない場合の動摩擦係
数が０．３〜０．５であるのに対して潤滑油を加えた場
合の動摩擦係数が０．１５〜０．２と小さい。即ち、潤
滑油の存在により、動摩擦係数が小さくなり軸受のロス
が減少して軸受の発熱が低下する。その結果、ＰＴＦＥ
皮膜１６の摩耗が低減すると考えられる。又、軸受の発
熱は潤滑油によって伝達され発散されることから、発熱
の低下につながりＰＴＦＥ皮膜１６の摩耗の低減がより
促進されると考えられる。

【００２２】図３は、耐久試験にて得られた耐久サイク
ルに対する軸受摩耗量を示す図である。図３に特性線Ｌ
ａで示す特性はＰＴＦＥ皮膜１６を形成しただけでクリ
アランスに潤滑油を介在させなかったときの特性であ
る。又、図３に１点鎖線で示す特性線Ｌｂで示す特性は
ＰＴＦＥ皮膜１６を形成するとともにクリアランスに潤
滑油を介在させたときの特性である。試験条件は、面圧
を３．３Ｋｇｆ／平方センチメートル、周速を４６メー
トル／分とし、８秒作動して３秒停止を１サイクルとし
た。因みに、特性線Ｌｂでは合成潤滑油を２塩基酸エス
テル系油であるテネコケミカル（株）製のアンデロール
＃４５６を使用した場合を示すが、ポリエステル系油で
あるＮＯＫクリューバ（株）製のＰ６５２／８７を使用
した場合にも同様な特性線Ｌｂが得られた。

【００２３】図３から明らかなように、ＰＴＦＥ皮膜１
６だけの軸受構造の場合には、２８００サイクルを超え
るあたりで皮膜１６の摩耗限界に達した。一方、ＰＴＦ
Ｅ皮膜１６を形成すると共に潤滑油を施した軸受構造の
場合には、２万サイクルを超えても摩耗量はほんの僅か
な量であった。

【００２４】図４は、クリアランスを変更した行った試
験にて得られたクリアンスに対する単位作動時間当たり
の軸受摩耗量を示す図である。図４に特性線Ｌ１で示す
特性はＰＴＦＥ皮膜１６を形成しただけでクリアランス
に潤滑油を介在させなかったときの特性である。又、図
４に特性線Ｌ２で示す特性はＰＴＦＥ皮膜１６を形成す
るとともにクリアランスに潤滑油を介在させたときの特
性である。因みに、特性線Ｌ２では合成潤滑油を２塩基
酸エステル系油であるテネコケミカル（株）製のアンデ
ロール＃４５６を使用した場合を示すが、ポリエステル
系油であるＮＯＫクリューバ（株）製のＰ６５２／８７
を使用した場合にも同様な特性線Ｌ２が得られた。

【００２５】尚、図４において、横軸はクリアランス
（単位はマイクロメートル）であり、縦軸は単位作動時
間当たりの軸受摩耗量（単位はミリメートル／時間）あ
る。従って、図４において、右方に行くほどクリアラン
スは大きくなり、上方に行くほど単位作動時間当たりの
摩耗量が大きくなる。

【００２６】図４から明らかなように、ＰＴＦＥ皮膜１
６だけの軸受構造の場合には、クリアランスが３〜７マ
イクロメートルの間が単位作動時間当たりの摩耗量が最
低となる。そして、ＰＴＦＥ皮膜１６を形成すると共に
潤滑油を介在させた軸受構造の場合には、クリアランス
が０．９〜２９．２マイクロメートルの間では単位作動
時間当たりの摩耗量がＰＴＦＥ皮膜１６だけの場合の最
低の値より小さくなった。従って、クリアランスを少な
くとも０．９〜２９．２マイクロメートルの間に設定
し、該クリアランスに上記潤滑油を介在すれば、従来の
ＰＴＦＥ皮膜１６だけのどんな軸受構造よりも耐久性の
優れた軸受構造となる。

【００２７】又、ＰＴＦＥ皮膜１６を形成すると共に潤
滑油を介在させた軸受構造の場合には、クリアランスが
２〜１５マイクロメートルの間では単位作動時間当たり
の摩耗量が最小になった。従って、クリアランスを２〜
１５マイクロメートルの間に設定し、該クリアランスに
上記潤滑油を介在すれば、最も耐久性の優れた軸受構造
となる。

【００２８】実施の形態は上記実施形態に限定されるも
のではなく、以下のように実施してもよい。 ○図５に示すように、軸受１０の内側に形成される空間
に前記した潤滑油を含浸させたフェルト２０を配設す
る。そして、内周面にポリテトラフルオロエチレン皮膜
１６を形成した軸受筒部１０ｂに油通路２１を多数開口
させる。この場合、フェルトと２０に含浸した潤滑油が
各油通路２１を介して軸受筒部１０ｂと回転軸１２との
クリアランスに供給されることになる。しかも、多量の
潤滑油をフェルト２０に含浸させることができることか
ら、常時回転するような長時間の作動が要求される製品
にも適用できる。

【００２９】○図６に示すように、軸受筒部１０ｂの内
周面に所定の間隔に油溜まり溝２３を形成し、該溝２３
に前記潤滑油を溜めるようにして実施してもよい。この
場合にも、油溜まり溝２３に潤滑油が貯留されているこ
とから、軸受の寿命をさらに延ばすことができる。

【００３０】○図７及び図８に示すように回転軸１２の
外周面に複数の油を溜めるための穴２４や長溝２５を形
成し該穴２４及び長溝２５に前記潤滑油を貯留させる。
この場合にも、軸受の寿命をさらに延ばすことができ
る。

【００３１】○図９に示すように、閉塞壁５と左側を延
出した軸受１０の軸受筒部１０ｂの間に該軸受筒部１０
ｂの内径より小さい左側スラストリング２６を、又、軸
受１０のスラスト受け部１０ｃと回転軸１２に固着した
カラー２７の間に同じく軸受筒部１０ｂの内径より小さ
い内径の右側スラストリング２８をそれぞれ回転軸１２
に配設する。この場合、軸受筒部１０ｂと回転軸１２の
クリアランスに供給されている潤滑油を該リング２６，
２８によって外に漏れるのを防止することがてきる。勿
論、図５〜図８に示す軸受構造に応用してもよい。

【００３２】○上記実施形態は軸受１０はラジアル方向
の軸受であったが、軸がスラスト方向に往復動する軸の
軸受構造に応用してもよい。 ○上記実施形態では、合成潤滑油は回転軸１２に塗布し
た後に軸受１０に回転軸１２を装着したが、回転軸１２
に塗布しないで皮膜１６を形成した軸受筒部１０ｂに潤
滑油を塗布してもよい。又、回転軸１２を軸受筒部１０
ｂに装着した後に潤滑油を注油してもよい。

【００３３】次に上記実施形態から把握することのでき
る請求項に記載の発明以外の技術的思想を以下に効果と
ともに記載する。 ○軸１２と、その軸１２に接する摺動面にポリテトラフ
ルオロエチレン皮膜１６を形成しそのポリテトラフルオ
ロエチレン皮膜１６にて該軸１２を支持する軸受１０と
からなる軸受構造において、前記皮膜１６と軸１２との
間に形成されるクリアランスに潤滑油を介在させるとと
もに、軸受１２の摺動面及び軸１２のいずれか一方に潤
滑油を貯留する溝２３，２５を形成したことを特徴とす
る軸受構造。従って、油溜まり溝２３に潤滑油が貯留さ
れていることから、軸受の寿命をさらに延ばすことがで
きる。

【００３４】○軸１２と、その軸１２に接する摺動面に
ポリテトラフルオロエチレン皮膜１６を形成しそのポリ
テトラフルオロエチレン皮膜１６にて該軸１２を支持す
る軸受１０とからなる軸受構造において、前記皮膜１６
と軸１２との間に形成されるクリアランスに潤滑油を介
在させるとともに、軸受１２の摺動面にフェルト２０に
含浸された潤滑油を該クリアランスに供給する油通路２
１を開口させたことを特徴とする軸受構造。従って、多
量の潤滑油をフェルト２０に含浸させれば、常時回転す
るような長時間の作動が要求される製品にも適用でき
る。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ポリテ
トラフルオロエチレン皮膜の摩耗を抑えることができ
る。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、ポリテト
ラフルオロエチレン皮膜の摩耗を抑えることができる。
請求項３に記載の発明によれば、単位作動時間当たりの
摩耗量を小さくでき耐久性の優れたものにすることがで
きる。

【００３７】請求項４に記載された発明によれば、単位
作動時間当たりの摩耗量をさらに小さくできより耐久性
の優れたものにすることができる。請求項５に記載の発
明は、蒸発損失が小さく動摩擦係数を小さくでき耐久性
の優れたものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 軸受構造を説明するための断面図。

【図２】 モータの断面図。

【図３】 耐久サイクルに対する軸受摩耗量を示す図。

【図４】 クリアンスに対する単位作動時間当たりの軸
受摩耗量を示す図。

【図５】 軸受構造の別例を説明するための断面図。

【図６】 軸受構造の別例を説明するための断面図。

【図７】 軸受構造の別例を説明するための断面図。

【図８】 軸受構造の別例を説明するための断面図。

【図９】 軸受構造の別例を説明するための断面図。

【符号の説明】

１０…軸受、１０ｂ…軸受筒部、１２…回転軸、１６…
ポリテトラフルオロエチレン皮膜。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受（１０）の摺動面にポリテトラフル
   オロエチレン皮膜（１６）を形成しその皮膜（１６）を
   介して軸（１２）を支持するようにした軸受の軸支持方
   法において、 前記皮膜（１６）と前記軸（１２）との間に形成される
   クリアランスに潤滑油を介在させて前記軸（１２）を支
   持するようにした軸受の軸支持方法。
2. 【請求項２】 軸（１２）と、その軸（１２）に接する
   摺動面にポリテトラフルオロエチレン皮膜（１６）を形
   成しそのポリテトラフルオロエチレン皮膜（１６）にて
   該軸（１２）を支持する軸受（１０）とからなる軸受構
   造において、 前記皮膜（１６）と軸（１２）との間に形成されるクリ
   アランスに潤滑油を介在させたことを特徴とする軸受構
   造。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の軸受構造において、前
   記潤滑油を介在させるためのクリアランスは０．９〜２
   ９．２マイクロメートルである軸受構造。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の軸受構造において、前
   記潤滑油を介在させるためのクリアランスは２〜１５マ
   イクロメートルである軸受構造。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４項のいずれか１に記載の
   軸受構造において、前記潤滑油は２塩基酸エステル系油
   又ポリエステル系油のいずれか１つである軸受構造。