JP2003134730A - 電気モータ - Google Patents

電気モータ

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JP2003134730A
JP2003134730A JP2002307005A JP2002307005A JP2003134730A JP 2003134730 A JP2003134730 A JP 2003134730A JP 2002307005 A JP2002307005 A JP 2002307005A JP 2002307005 A JP2002307005 A JP 2002307005A JP 2003134730 A JP2003134730 A JP 2003134730A
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James Ching Sik Lau
シン シク ラウ ジェイムズ
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Johnson Electric SA
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Johnson Electric SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の組立の芯ずれに対応するスラスト軸受
面に対するニーズがある。 【解決手段】 電気モータは、ステータ及びロータを有
する。ロータは、ステータと組み合わされた焼結軸受に
よって支持されている。軸受１０は、ロータ上の接合部
材１８と協働し、スラスト境界面を形成する。接合部材
は、外径Ａの平坦面１９を有する。軸受１０は、円筒形
の半径方向の外側面と、直径Ｂの中心内筒１３と、２つ
の端面１２とを有する。１つの端面は、直径Ｃの内側縁
及び直径Ｄの外側縁を有する、軸方向に傾斜したスラス
ト面１６を有し、Ｃ＜Ａ＜Ｄ、且つＢ≦Ｃ≦１．５Ｂで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気モータに関し、
より詳細には、小型電気モータのスラスト軸受の境界面
に関する。
【０００２】
【従来技術】小型電気モータの軸受には、非常に経済的
なことから、一般に焼結含油ブッシュが使用される。軸
受の第１の機能は、ロータシャフトを支持することであ
る。また、軸受は、ロータ上で接合部材に突き合わせる
ことにより、スラスト軸受としても機能する。接合部材
には、シャフトに取り付けられるスペーサまたはカラー
の形の、またはシャフトの径を変化させる形のステップ
により軸方向に支持されるファイバ・ワッシャ、または
同様の摩擦係数の小さい材料が使用されることが多く、
それによりロータの軸方向の動きを制限する。ある用途
では、ワッシャーは使用されず、スペーサが軸受の端面
と直接接触する。軸受と接合部材は互いに面接触するよ
うに設計される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受と
接合部材が芯ずれを生じ、双方の面が平行でない場合に
は、接合部材の縁部は、軸受面に接触し、軸受の面に孔
または溝をえぐることになる。これにより両部品間に大
きな摩擦が発生し、モータの有益な出力を低下させる。
これらのモータは非常に小さいので、この出力損失は重
大であり、モータのさらなる運転を妨げることが知られ
ていた。この芯ずれが１度または２度あるだけで、問題
が生じる可能性がある。芯ずれは、軸受または接合部材
の不適切な取り付けによるものか、または組立及び製造
の誤差によるものとすることができる。これらの原因が
適切に管理されない場合には、５度またはそれよりも大
きい芯ずれをもたらすことができる。
【０００４】特開平９−２６４３２６から、シャフト上
の接合部材と最初の線接触を形成する単一の三角形の稜
線を有する、スラスト面を備えた軸受が提供されること
が知られている。この最初の線接触は直ちに摩耗し、環
状の接触面を形成するよう設計されている。これは、ス
ラスト面のはまり込みを改善するために行われるが、軸
受とシャフト及び／または接合部材間の芯ずれは補償さ
れない。
【０００５】従って、通常の組立の芯ずれに対応するス
ラスト軸受面に対するニーズがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従って、その１つの態様
において、本発明は、ステータと、シャフト及び外径Ａ
の接合部材を有するロータと、ステータに対して固定さ
れ、且つロータを支持する焼結含油軸受と、を備え、該
軸受は円筒形の外側面と、内径Ｂの内側面を規定する中
心内筒と、第１及び第２の端面とを有し、該第１の端面
は、ロータとステータ間にスラスト境界面を形成するた
めに、接合部材の面と協働するスラスト面を有し、該ス
ラスト面は、軸方向に傾斜されており、直径Ｃの内側縁
と、直径Ｄの外側縁と、該内側縁と外側縁間に軸方向の
離間Ｈとを有し、Ｃ＜Ａ＜Ｄであり、且つＢ≦Ｃ≦１．
５Ｂである、小型電気モータを提供する。本発明の１つ
の好ましい実施形態を、単に例示のためだけに説明す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】好ましい実施形態の軸受１０は、
図１、２に示される。軸受１０は、小型電気モータ用の
焼結含油青銅ブッシュである。用途と使用されるモータ
のサイズによって軸受のサイズが変わるので、サイズは
決定的なものではないが、外径が５．５ｍｍ、公称内径
が２．０ｍｍ、高さまたは厚さが１．７ｍｍの標準的な
軸受を実現することは有用である。
【０００８】軸受１０は、半径方向に円筒形の外面１１
と、２つの軸方向端面１２と、軸受の１つの軸と同軸に
延びている中心内筒１３とを有し、中心内筒１３は、ま
た軸受面１４として知られる半径方向の内面により規定
される。２つの軸方向端面１２は同一であり、軸受をど
ちら向きにでも使用することができる。図３に強調して
示されているように、各端面１２は、同軸であるが軸方
向に離れて配置され、軸方向に傾斜した中間面１６によ
って連結された、２つの平坦部分１５、１７を有する。
中間面１６は、横断面に対して２．５度の角度だけ、す
なわち軸に対して８７．５度傾斜している。外側部分と
内側部分間の軸方向の離間（Ｈ）は、０．１ｍｍであ
り、そのために軸受は、端面１２の外側部分１７間でよ
りも、内側部分１５間でより厚い。内側部分１５の半径
方向の限界は、０．２５ｍｍであり、２．０ｍｍの内径
に対して２．５ｍｍの径を与える。
【０００９】図３は、軸受のスラスト面または端面と、
ロータの接合部材間の境界面を概略的に示している。こ
の例において、概念をさらに明白に説明するために、芯
ずれが強調して示されている。不完全な組立に起因し
て、一般には軸受の芯ずれまたはシャフトの芯ずれのた
め、軸受１０とロータ接合面１９は、数度の芯ずれが生
じる。接合部材１８は、軸受１０に対して平坦な接合面
１９を呈示するが、芯ずれにより、接合面１９は、端面
１２の中間部分１６の前縁または半径方向の内側縁と点
接触をする。そのために面接触が小さくなるので、軸受
と接合部材の摩擦が最小限に保たれる。軸受がシャフト
と芯ずれが生じた場合、接合部材１８は、１点だけでス
ラスト面を摩擦し、定常的な油膜を構成する。接合部材
がシャフト上で芯ずれを生じる場合、接合面１９は、ロ
ータの回転に応じて軸受をリング状に摩擦して、軸受上
のいかなる１点での摩耗も低減する。
【００１０】軸受端面１２の平坦部分中の溝を接合部材
１８がえぐるのを防止するために、接合部材１８は、中
間部分１６の内側縁の直径Ｃよりも大きく、且つ中間部
分１６の外側縁の直径Ｄよりも小さい外径Ａを有さねば
ならない。すなわちＣ＜Ａ＜Ｄでなければならない。
【００１１】中間部分１６の内側縁と半径方向で接触す
るように、中間部分１６の角度が、軸受１０と接合面１
９間の芯ずれの角度よりも大きいことが望ましいが、接
合部材１８の外側縁が中間部分１６に接触することによ
って生じる芯ずれがより大きい場合には、それでも満足
すべき結果が得られる。これによって接触摩擦は大きく
なるが、軸受の端面１２が平坦な場合に発生する摩擦よ
りも小さい。従って、軸受の半径方向平面に対する中間
部分１６の角度である角度Ｘは、理想的には、軸受１０
とロータの接合面１９間の平均予測芯ずれ値、または最
大予測芯ずれ値をわずかに超える。これは組立能力、製
造誤差、およびモータのサイズなどに応じて変化する。
一般的な小さいモータに関して、これは１０°程度、し
かし多くの場合より小さく、約２°から３°とすること
ができる。従って、Ｘは恐らく１°と１０°の間、すな
わち１°≦Ｘ≦１０°であるが、約２．５°であるのが
好ましい。
【００１２】好ましい実施形態は、中間のスラスト面に
よってつながれた２つの平坦部分を有するが、平坦な面
の一方または両方を除去することによっても、良好な結
果が得られる。平坦な面のいずれかを有する望ましさ
は、用途、軸受のサイズ、および使用される組立方法に
左右される。また、同一のまたは別の端面での軸受の使
用は、設計者の選択に左右される。従って、中間スラス
ト面１６の内側縁は、軸受面内筒（すなわちゼロ内部平
坦面）の直径Ｂと同じかまたはより大きいが、しかし直
径Ｂの約１．５倍よりも小さいかまたは同じである、直
径Ｃを有することができる。
【００１３】一般に、直径Ｃを小さくすると、直径Ｂの
１．１倍から１．３倍の範囲にある直径Ｃで、より良好
で非常に有利な結果が得られた。実際には、望ましく面
取りされた小さなリード部により、これが理論的に理想
的な状況であるが、ＣはＢと等しくはない。
【００１４】軸受の外径Ｅは、用途に左右されるので、
外側の平坦部分の半径方向の範囲は、変化することがで
きる。軸受をモーターの軸受リテーナへ圧入するため
に、通常小さな平坦領域が必要とされるが、しかしなが
らそれは不可欠ではない。
【００１５】ロータの接合部材１８は、シャフトの軸方
向の動きを制限するために、シャフトに取り付けられた
スペーサまたはカラーの軸方向の端面であるものとする
ことができる。代わりに、該接合部材は、シャフトに取
り付けられ、シャフトに取り付けられたスペーサまたは
カラーにより形成されたステップにより、またはロータ
シャフトの径の変化により、軸方向に支持されたスラス
トワッシャであるものとすることができる。スラストワ
ッシャは軸受とステップ間の摩擦及び摩耗を低減するの
に役立つ。
【００１６】従って、本発明は、スラスト境界面の芯ず
れが生じた場合に、ロータのスラスト境界面の摩擦を低
減する、焼結含油ブッシュ型の軸受を備えた図４に示す
モータ２０を提供する。
【００１７】本発明を実用化する方法の１つの実施例と
して、１つの好ましい実施形態が説明されたが、同業者
にとっては、以下の請求範囲に規定するように、本発明
の範囲から逸脱することなく、種々の変更形態が可能で
あることは明白であろう。例えば、スラスト面は部分的
に円錐形として示されているが、曲面、または円形でも
よく、またはスラスト面の内側縁および外側縁を軸受の
残りの軸方向の面と滑らかにつないでも良く、おそらく
は、スラスト面の内側縁および／または外側縁は適切に
は規定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましい実施形態による軸受の側面図である。
【図２】図１の軸受の平面図である。
【図３】軸受の動作を説明する詳細な略図である。
【図４】図１の軸受を組み込んだ小型電気モータの部分
断面図である。
【符号の説明】
１０ 軸受 １２ 軸方向端面 １５ 第２の環状平坦面 １６ スラスト面 １７ 第１の環状平坦面 １８ 接合部材 １９ 接合面
フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ シン シク ラウ 香港 エヌ ティー タイ ポ タイ ポ インダストリアル エステイト ダイ シュン ストリート ６−22 パテント デパートメント ５エフ ジョンソン エ レクトリック イーエヌジー リミテッド 内 Ｆターム(参考） 5H607 AA04 BB04 BB14 BB26 GG02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータと、 シャフト及び外径Ａの接合部材（１８）を有するロータ
    と、 ステータに対して固定され、且つロータを支持する焼結
    含油軸受（１０）と、を備え、 前記軸受（１０）は、円筒形の外側面（１１）と、内径
    Ｂの内側面（１４）を規定する中心内筒（１３）と、第
    １及び第２の端面（１２）とを有し、 前記第１の端面（１２）は、前記ロータとステータ間に
    スラスト境界面を形成するために、前記接合部材（１
    ８）の面（１９）と協働するスラスト面（１６）を有
    し、 前記スラスト面（１６）は、軸方向に傾斜されており、
    直径Ｃの内側縁と、直径Ｄの外側縁と、前記内側縁と外
    側縁間に軸方向の離間Ｈとを有し、Ｃ＜Ａ＜Ｄであり、
    且つＢ≦Ｃ≦１．５Ｂである、ことを特徴とする、小型
    電気モータ。
  2. 【請求項２】 １．１Ｂ≦Ｃ≦１．３Ｂであることを特
    徴とする、請求項１に記載のモータ。
  3. 【請求項３】 前記第１の端面（１２）が、前記スラス
    ト面（１６）から前記軸受（１０）の第1の端面（１
    ２）の半径方向外周面（１１）に延びる、第１の環状平
    坦面（１７）を有することを特徴とする、請求項１また
    は２に記載のモータ。
  4. 【請求項４】 前記軸受（１０）の第１の端面（１２）
    が、前記スラスト面（１６）の内側縁から前記中心内筒
    （１３）に向かって延びる、第２の環状平坦面（１５）
    を有することを特徴とする、前記請求項１〜３のいずれ
    か１項に記載のモータ。
  5. 【請求項５】 前記軸受（１０）を通る前記内筒（１
    ３）の軸方向の端部が、面取りされて、開口部及び該開
    口部から延びるスラスト面（１６）を形成することを特
    徴とする、前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のモ
    ータ。
  6. 【請求項６】 前記軸方向の離間Ｈが、０．１ｍｍと
    ０．５ｍｍの間であることを特徴とする、前記請求項１
    〜５のいずれか１項に記載のモータ。
  7. 【請求項７】 前記スラスト面（１６）が、角度Ｘで軸
    方向に傾斜しており、該Ｘが８５°≦Ｘ≦８９．５°で
    あることを特徴とする、前記請求項１〜６のいずれか１
    項に記載のモータ。
  8. 【請求項８】 前記第２の端面（１２）が、前記軸受
    （１０）の第１の端面（１２）と実質的に同一であるこ
    とを特徴とする、前記請求項１〜７のいずれか１項に記
    載のモータ。
  9. 【請求項９】 前記ロータの接合部材の面（１９）が、
    前記シャフトに取り付けられたスペーサの軸方向の端面
    であることを特徴とする、前記請求項１〜８のいずれか
    １項に記載のモータ。
  10. 【請求項１０】 前記接合部材（１８）が、前記シャフ
    トに取り付けられ、且つ前記ロータのステップにより軸
    方向に支持された低摩擦ワッシャであることを特徴とす
    る、請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ。
  11. 【請求項１１】 前記スラスト面（１６）が、実質的に
    円錐台であることを特徴とする、前記請求項１〜１０の
    いずれか１項に記載のモータ。
  12. 【請求項１２】 前記第１の端面（１２）が、平滑な外
    形であることを特徴とする、前記請求項１〜１１のいず
    れか１項に記載のモータ。
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AT (1) ATE316617T1 (ja)
BR (1) BR0204328A (ja)
CZ (1) CZ20023484A3 (ja)
DE (1) DE60208866T2 (ja)
ES (1) ES2257513T3 (ja)
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