JP2004064832A

JP2004064832A - モータ構造

Info

Publication number: JP2004064832A
Application number: JP2002216978A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Okada; 岡田　弘樹; Toshinori Sasaki; 佐々木　敏則; Daisuke Miyata; 宮田　大介; Tatsuya Ishikawa; 石川　龍也
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】モータ構造を簡単にして、部品数を低減し、低コストなモータ構成とする。
【解決手段】ハウジング１には凹部１ａが形成され、凹部１ａにスプリング３が係止される。また、ブラシ１３が保持されるホルダ６とスプリング３との間にベアリング５を配設して、スプリング３に形成された付勢部３ｂによって、ベアリング５の外輪５ａが軸方向に付勢されると共に、ベアリング５をホルダ６とスプリング３により挟持した状態で凹部１ａに配設される構成とした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、モータに関するものであり、特に、モータの回転を支持するための支持構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータはケース体に収められ、ケース体が被駆動装置のハウジングに取付けられる。この場合、モータは回転体がシャフトにて回転自在に支持されており、シャフトは両端がケース体側に設けられた２つのベアリングにより支持される構造が取られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、シャフトの両端を、ケース体側に設けられた２つのベアリングにより支持される構造の一例として、図４に示す構造が考えられる。
【０００４】
図４に示す構成において、シャフト４０は一方がケース体の内部に設けられたベアリング４３により軸支され、他方がもう１つのベアリング４５により軸支される。この場合、ベアリング４５は外輪４５ａが軸方向にフランジを有するベアリング支持板となるプレート部材４２に圧入される。更に、ベアリング押え機能を有するプレート部材４１によって、ベアリング４５が圧入されたシャフト４０の軸方向から、シャフト４０の軸方向の移動を規制した状態でプレート部材４１がケース体に対して固定される。この場合、プレート部材４２と一緒にプレート部材４１が、ネジ等の固定部材４４によりケース体に固定される構造となっている。
【０００５】
しかし、上記した構成では、シャフトをケース体側で規制する為、ベアリングをケース体に対して固定する。この為、「ベアリング支持」及び「ベアリング押え」の機能を有する２つのプレート部材が必要となってしまう。また、上記構成では複数のプレート部材によりシャフトを軸支するための構造が複雑となり、部品数が増加し、コストアップを招いてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、モータ構造を簡単にして、部品数を低減し、低コストなモータ構成とすることを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために講じた手段は、請求項１に示すように、ハウジングと、該ハウジングに固定されるケース体と、該ケース体の中で回転を行う回転体と、該回転体を支持するシャフトと、前記回転体に巻回されるコイルと、前記回転体に当接して前記コイルへの通電を行うブラシが保持されるホルダと、前記ケース体の中に配設され、前記シャフトの一方を回転自在に軸支する第１ベアリングと、内輪に前記シャフトの他方が圧入され、外輪にて前記シャフトを回転自在に軸支する第２ベアリングとを備えたモータにおいて、
前記ハウジングには凹部が形成され、該凹部に一端が係止される付勢部材を備え、前記ホルダと前記付勢部材との間に前記第２ベアリングを配設し、前記付勢部材により前記第２ベアリングの外輪を前記ホルダに向けて付勢した状態で前記第２ベアリングを前記凹部に配設したことである。
【０００８】
上記した構造によれば、第２ベアリングの保持をケース側ではなくハウジング側に持たせる構成となる。つまり、ハウジングの凹部底面に一端が係止される付勢部材を備え、ホルダと付勢部材との間に第２ベアリングを配設し、付勢部材により外輪を軸方向に付勢した状態で、第２ベアリングをホルダと付勢部材により挟持して凹部に配設したので、第２ベアリングを軸支するにはハウジングの凹部内に配設される付勢部材だけで良い。このため、「ベアリング支持」を行う機能をハウジングに持たせ、上記したベアリングを支持するプレート部材に相当する部品を廃止することが出来る。また、第２ベアリングは、ブラシが保持されるホルダと付勢部材により第２ベアリングは所定位置に位置決めされ、常に、ホルダ側に付勢部材により付勢されて、軸方向の位置が決まるので、ホルダに設けられるブラシ位置が適正に設定される。
【０００９】
この場合、第２ベアリングの外輪は、ハウジングの凹部の内径に対して軸方向に移動自在であれば、付勢部材により軸方向から第２ベアリングを効率良く規制することが可能となり、モータ構造は簡単となり、部品点数の低減、および、モータ組付け工数の低減が図れる。
【００１０】
また、付勢部材は、内径側に凹部に当接する支持部を有し、外径側に前記第２ベアリングを付勢する軸方向に突出した付勢部を有すれば、内径側の支持部にて凹部に当接した状態で、外径側の軸方向に突出した付勢部により、付勢することが可能である。これは、１枚のプレートから、例えば、プレス成形にて付勢部材を作ることが可能となるので、コスト的に安価となる。
【００１１】
更に、付勢部は、支持部から延在し周方向に形成されれば、簡単な形状により、第２ベアリングをホルダ側に軸方向から付勢することが可能となる。
【００１２】
上記した構成により、モータ構造が簡潔化され、部品点数の低減、組付け工数の低減が図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明におけるモータ２０の構造について、図１を参照して説明する。
【００１４】
図１は、モータ１５の構成を示す断面図である。図１に示すモータ２０では、回転子１０が円筒状を呈する金属製のケース体７に収められ、ケース体７がハウジング１に対してボルト等の締結部材１４により固定される。シャフト４の端部（図１に示す右側）には、２つの平行な面を互いに有する二面幅の結合により、図示しない被駆動装置の被駆動シャフト１６が軸方向に挿嵌され結合されており、被駆動シャフト１６によりモータ２０の回転を外部出力することができる。
【００１５】
また、シャフト４には、回転子１０が一体で固定される。回転子１０は複数の鉄板が軸方向において、同軸で積層されており、積層された回転子１０の中心にシャフト４が圧入され、回転子１０と一体回転する様になっている。シャフト４は一端がケース体７の奥に設けられるベアリング（第１ベアリング）１２を介して、ケース体７に対して軸支されている。更に、ケース体７の内面には、周方向に複数の円弧状のマグネット１１が取付けられている。
【００１６】
一方、ケース体７が固定されるハウジング１には、回転体１０を取付けるモータ取付け面に凹部１ａが形成されている。この凹部１ａに、ベアリング（第２ベアリング）５が配設され、シャフト４がベアリング５を介して軸支されており、２つのベアリング５，１２により、シャフト４は両持ちで回転自在に軸支される構成となっている。この場合、ベアリング１２が圧入される方向とは反対側のシャフト４の他端には、ベアリング５の内輪５ｂにシャフト４が圧入されている。一方、ベアリング５の外輪５ａは、ハウジング１に形成された凹部１ａの中において径方の移動は凹部１ａの孔径により規制されるが、軸方向には移動自在な状態で配設される。また、軸方向においてハウジング１とベアリング５との間には、スプリング３が配設されている。
【００１７】
スプリング３は、バネ性（限界応力）の高い金属から成り立っており、図３に示す形状を呈する。このスプリング３は、中央にシャフト４が貫通する孔３ｄを有し、中心から１２０度の位置から周方向に３つのスリットが形成されると共に、内径側には環状の支持部３ａが形成されて、支持部３ａから周方向において連続的に付勢部３ｂが形成されている。スプリング３は１枚のプレートをプレス成形により、図３に示す形状にて打ち抜き、付勢部３ｂの端部３ｃが支持部３ａの根本から軸方向に徐々に突出する様、形成されている。スプリング３は環状の支持部３ａにてハウジング１に形成された凹部１ａの段部に周状に当接して係止され、付勢部３ｂの３つの端部３ｃが、ベアリング５の外輪５ａの側面に当接して、ベアリング５を軸方向に付勢する機能を有する。
【００１８】
一方、ベアリング５の回転子側にはケース体７と同軸で樹脂より成るホルダ６が配設される。ホルダ６は、内部に回転子１０のコンミュテータ８に当接して給電を行うブラシ１３を２つ有する（図１では一つのみ表わす）。また、ホルダ６にはコネクタ１５が一体で形成されており、このコネクタ１５に対し、図示しない外部コネクタをコネクタ１５に接続することにより、外部コネクタからブラシ１３を介して回転子１０に給電を行うことができる。図１に示す様に、ホルダ６はケース体７とハウジング１とにより、両方から挟持された状態で固定された状態で締結部材１４によりケース体に一体となっている。
【００１９】
この状態で、スプリング３の軸方向に突出した３つの付勢部３ｂの端部３ｃによって、ベアリング５の外輪５ａは側面をホルダ側に付勢した状態で取付けられる。これによって、ホルダ６はハウジング１とケース体７に挟持された状態下で、ベアリング５の位置は常にホルダに当接する様に付勢部３ｂにより付勢される。従って、スプリング３はハウジング１の凹部１ａと当接する支持部３ａにてハウジング１に係止された状態で、外輪５ａの側面を端部３ｃにより常時付勢するので、外輪５ａはホルダ６に当接して位置が定まる。このことから、ベアリング５の内輪に圧入されるシャフト４も、所定位置となる。
【００２０】
一方、回転子１０に給電が行われるコンミュテータ（整流子）８は、シャフト４の所定位置に、図２に形状を成すスプリング（例えば、トレランススプリング）９を用いて固定される。このトレランススプリングは１枚の金属から成るプレートをプレス成形によって、プレート両側に凹凸を形成して、シャフト４に対して周状に巻いたものを使用している。このトレランススプリング９をシャフト４と回転子１０との間に介在させることにより、トレランススプリング９のバネ力を利用して、回転子１０をシャフト４に一体で固定している。この様なトレランススプリング９を用いる事により、回転子１０をシャフト４に固定する場合、従来用いられていた接着等による方法は必要ない。それ故に、回転子固定のための接着剤塗布や、接着後の接着剤を乾かすために高温熱硬化などの工程を廃止することができ、工程の簡素化を効果的に実現できる。
【００２１】
次に、モータ２０の組付けについて、説明を行う。モータ２０の組み付けは、最初、シャフト４に積層鋼板を組付ける。シャフト４にはセレーションが軸方向に形成されており、そのセレーションの溝にあわせて積層鋼板を圧入する。そして、積層鋼板に絶縁コーティングを施し、コンミュテータ８をシャフト４に取付ける。そして積層鋼板の周りにコイルを巻回し、コンミュテータ８とコイルの端部とを溶接することで、シャフト４を備えた回転子１０が作られる。
【００２２】
次に、シャフト４の一端（図１の左側）にベアリング１２を圧入し、他端にブラシを内部に有するホルダ６を挿通させた後、ベアリング５の内輪５ｂをシャフト４に対して軸方向から圧入する。そして、その後のモータの組み付けに進む。
【００２３】
モータ２０のハウジング１への組付けでは、ホルダ６をハウジング１に位置決めしておく。次に、マグネット１１が内面に固定されたケース体を組み付けるが、この場合、ケース体７の開口から、シャフトサブアッセンブリーに組み付けられたベアリング１２を開口内へ挿入してゆき、ベアリング１２が配設されるケース体奥の凹部までケース体７とハウジング１のボルト孔が向き合う位置まで押し込む。このとき、シャフト４に一体化されたベアリング５の外輪５ａがハウジング１の内径に形成された凹部１ａにスプリング３と一緒に収まるよう、ケース体７に対して軸方向から、ケース体７、シャフト４、およびホルダ６が同軸になる様に組み付ける。
【００２４】
この場合、凹部１ａにはベアリング５がスプリング３の付勢力により、軸方向に移動が可能である。そして、ボルト等の締結部材１４によって、ホルダ６がハウジング１とケース体７とで挟まれた状態で組み付けられた状態では、ハウジング１に形成された凹部１ａに配設されるスプリング３の支持部３ａは、軸方向の一端が均一に支持された状態で、軸方向に突出した付勢部３ｂの３つの端部３ｃによって、ベアリング５がホイダ側に常時付勢される。この為、ベアリング５はスプリング３により、ホルダ６によって規制される位置に固定される。この際、ベアリング１２の外輪のケース体７に対する位置が適切な位置になるよう予め寸法を設定しておくと良い。
【００２５】
以上説明した様に、上記した手順で組付けることにより、ベアリング５の球面、外輪５ａ及び内輪５ｂの転動面にストレスを与えることなく、圧痕などの傷を付けずに組立けることができる。
【００２６】
尚、本実施形態では、スプリング３を図３に示す形状のスプリングを使用したが、これに限定されるものではなく、ベアリング５を軸方向に付勢できれば良く、コイルスプリングや皿バネあるいは板バネであっても良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ハウジング側にベアリング支持機能の一部を持たせることによって、モータ側のベアリング支持板、ベアリング押さえ板を廃止することが可能となり、部品点数を削減し、また組付け工数を節減することにより全体のコスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す回転子をシャフトに固定するスプリングの形状を示した要所部分断面図である。
【図３】図１に示すベアリングを軸方向から付勢するスプリングの形状を示した図である。
【図４】モータの取付けを示す説明図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
１ａ　凹部
３　スプリング（付勢部材）
３ａ　支持部
３ｂ　付勢部
３ｃ　端部
４　シャフト
５　ベアリング（第２ベアリング）
５ａ　外輪
５ｂ　内輪
６　ホルダ
６ａ　ブラシ
７　ケース体
８　ホルダ
１０　回転子（回転体）
１２　ベアリング（第１ベアリング）
１３　ブラシ
２０　モータ

Claims

ハウジングと、
該ハウジングに固定されるケース体と、
該ケース体の中で回転を行う回転体と、
該回転体を支持するシャフトと、
前記回転体に巻回されるコイルと、
前記回転体に当接して前記コイルへの通電を行うブラシが保持されるホルダと、
前記ケース体の中に配設され、前記シャフトの一方を回転自在に軸支する第１ベアリングと、
内輪に前記シャフトの他方が圧入され、外輪にて前記シャフトを回転自在に軸支する第２ベアリングとを備えたモータにおいて、
前記ハウジングには凹部が形成され、該凹部に一端が係止される付勢部材を備え、前記ホルダと前記付勢部材との間に前記第２ベアリングを配設し、前記付勢部材により前記第２ベアリングの外輪を前記ホルダに向けて付勢した状態で前記第２ベアリングを前記凹部に配設したことを特徴とするモータ。
前記外輪は、前記ハウジングの凹部の内径に対して軸方向に移動自在であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記付勢部材は、内径側に前記凹部に当接する支持部を有し、外径側に前記第２ベアリングを付勢する軸方向に突出した付勢部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
前記付勢部は、支持部から延在し周方向に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のモータ。