JP2005210810A - 偏心出力部をもつモ−タ - Google Patents

Abstract

【課題】
モ−タの小型化を損うことなく、偏心出力部５０から生じる音を静かにする技術の提供。
【解決手段】
偏心出力部５０のボ−ルベアリングとそれに隣り合う第２の軸受２２との間にスプリングワッシャ６０を設け、ボ−ルベアリングに対し回転軸３０の軸線方向に向かう予圧を与える。偏心出力部のボ−ルベアリングは、回転軸３０に対して内輪５２が締まりばね状態で結合している。スプリングワッシャ６０による予圧は、外輪５４の側に加わる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、軸線をもち、電機子を支持する回転軸と、その回転軸上、軸線に対して偏心し、その偏心した部分が外部機器、たとえば自動車の液圧ブレ−キシステムにおけるポンプを駆動するための出力部となる、偏心出力部をもつモ−タに関する。

この種のモ−タにおいては、自動車に搭載することから、その小型化、ならびに振動および作動音を小さくすることが求められる。

後者の音の対策に着目すると、その対策の基本的な考え方は、回転軸とその軸周りの部品との間のがたをなくす点にある。たとえば、特許文献１は、コイルばねによって、また、特許文献２は、スプリングワッシャによってがたをなくす技術をそれぞれ示している。これらは、回転軸がベアリングの内輪に対し軸方向に移動可能であることを前提とし、コイルばねあるいはスプリングワッシャのばね力によって回転軸の軸方向の動きを抑えようとしている。
特開平５−３０７０１号公報 特開２０００−３０８３０５号公報

また、偏心出力部の振動を抑えるため、特許文献３は、回転軸の軸線方向に見て、偏心出力部の両側をベアリングで回転可能に支持（つまり、一般の片持ち支持に対し、両持ち支持）するようにしている。
実開平６−６１６３７号公報

発明者は、ベアリングの内輪と回転軸との動きについては、回転軸に対し内輪をたとえば圧入することなどによって容易に対応することができると考えた。そして、音の問題は、回転軸を支えるベアリングの部分よりもむしろ偏心出力部における方が重大であると考え、偏心出力部の音の対策に着目した。その点、特許文献３のように偏心出力部の両側を支持する方法も有効である。しかし、回転軸を両持ち支持にすれば、それだけ回転軸の軸線方向の長さが大きくなり、モ−タの小型化の上からはマイナスになる。

そこで、この発明では、モ−タの小型化を損うことなく、偏心出力部から生じる音を静かにすることができる技術を提供することを目的とする。
また、この発明は、外部機器の作動液によってモ−タが損傷されることがないようにした技術を提供することを他の目的とする。
この発明のその他の目的については、以下の説明から明らかになるであろう。

この発明では、偏心出力部にボ−ルベアリングを用いる。なぜなら、ボ−ルベアリングは、ニ−ドルベアリングに比べてモ−タの小型化、軽量化を図る上、および振動や作動音を低減する上で有利であるからである。このボ−ルベアリングを含む出力部を偏心形態にする場合、回転軸を加工することにより、その一部に偏心した軸部分を構成し、その偏心した軸部分の外周に偏心しないボ−ルベアリングを結合する通常の手法と、回転軸の側を削り加工することに代えて、ストレ−トな回転軸の一部である軸部分に偏心したボ−ルベアリングを結合することによって偏心部を得る手法とを適用することができる。後者の手法を適用するとき、好ましくは、より径の小さいインナ−側が偏心した形態にする。部品の加工および強度の面から有利になるからである。

回転軸周りの偏心出力部におけるがたを低減するため、この発明では、偏心出力部のボ−ルベアリングとそれに隣り合う軸受（回転軸の中途部分を回転可能に支持する第２の軸受）との間にスプリングワッシャを設け、ボ−ルベアリングに対し回転軸の軸線方向に向かう予圧を与える。ここで、偏心出力部のボ−ルベアリングについては、回転軸に対して内輪を締まりばね状態で結合し、外輪の側にスプリングワッシャによる予圧を加えるようにすると良い。そうすれば、回転軸と内輪との間のがた（無用な動き）は勿論のこと、内輪とボ−ルを介する外輪との間の軸線方向の動きをも抑えることができる。

スプリングワッシャは、内周側に位置するリング本体と、そのリング本体の外周部分から周方向に延びる複数のスプリング片とを備える一体型が好ましい。しかし、リング本体の部分とスプリング片の部分とを別にしたものでも良い。特に好ましい形態は、予圧を与えるスプリングワッシャにスリンガ−機能をもたせる例である。たとえば、周方向に延びるスプリング片に回転軸の軸線方向に起立した起立部分を含ませることによって、スリンガ−機能をもたせることができる。スリンガ−機能をもつスプリングワッシャは、偏心出力部を通して駆動される外部機器（一般には、液圧ポンプ）の作動液の漏れからモ−タを守る。

図１は、この発明の一実施例であるＤＣモ−タ（つまり、モータ）１０の半断面図を示している。モ−タ１０は、円柱形状の内部空間を区画するモ−タハウジング１２を備える。このモ−タハウジング１２は、その径に比べて高さ（軸線方向の大きさ）が半分ほどの大きさである。モ−タハウジング１２は、断面コ字型のハウジング本体１２１と、ハウジング本体１２１の一端をふさぐエンドプレ−ト１２２とからなる。エンドプレ−ト１２２の中央部には、外に広がったフランジ部分１２２ｆがある。また、ハウジンブ本体１２１の中央部分には、プレス加工による受け部１２１ｒがある。モ−タ１０を小型化するため、受け部１２１ｒは、ハウジング本体１２１の他の部分と同じ高さ（つまり、面一）である。それら受け部１２１ｒおよびフランジ部分１２２ｆの内部が、第１および第２の軸受２１，２２を支持する部分となっている。それら２つの軸受２１，２２は、モ−タハウジング１２と一体となり、それにより、モ−タ１０の回転軸３０を回転可能に支持する。回転軸３０は、モ−タハウジング１２の中心部に位置し、一端はハウジング本体１２１の受け部１２１ｒの中の第１の軸受２１に支持され、また、その反対側は中途の部分が第２の軸受２２に支持され、それよりも先の部分がエンドプレ−ト１２２を貫いてモ−タハウジング１２の外側に出ている。

ここで、回転軸３０は、第１の軸受２１に支持される側の第１の端部３１から外側に出た側の第２の端部３２に至るまで、ストレ−トないわゆる丸棒である。すなわち、回転軸３０は、その第１の端部３１から第２の端部３２の全長にわたって同じ軸線をもっている。この発明では、全体にわたってストレ−トな回転軸３０上、モ−タハウジンブ１２の外側部分に位置する軸部分に、偏心ボ−ルベアリング５０を結合し支持させている。それにより、偏心ボ−ルベアリング５０の外周がプランジャポンプ（図示しない）を駆動するための出力部を構成する。

偏心ボ−ルベアリング５０は、偏心した内輪５２と、内輪５２の外側を囲む外輪５４と、それら内輪５２と外輪５４との間に位置する複数のボ−ル５５とから構成される。各ボ−ル５５は、内輪５２と外輪５４との間に周方向に配列されており、両側のリテ−ナ（図示しない）がボ−ル５５を保持する。したがって、偏心ボ−ルベアリング５０の基本的な構成要素自体は、通常のボ−ルベアリングと同様である。偏心した内輪５２を含む偏心ボ−ルベアリング５０の偏心量は、たとえば１ｍｍ弱である。偏心ボ−ルベアリング５０を、回転軸３０の軸部分に締まりばめ状態に結合すると、回転軸３０の回転に伴って、偏心ボ−ルベアリング５０を含む偏心出力部は、回転軸３０の軸線に対して直交する方向に偏心量の二倍の大きさのストロ−ク往復直線運動する。その運動により、図示しないプランジャポンプを駆動することができる。

さて、偏心ボ−ルベアリング５０についても、第１および第２の軸受２１，２２と同様、回転軸３０に対し内輪を圧入することによって、内輪５２のがたをなくすことができる。しかし、外輪５４の動き、すなわち、外輪５４がボ−ル５５を介して内輪５２（つまりは、内輪５２を保持する回転軸３０）に対して軸線方向に動く動きが残る。そうした動きを抑えるため、モ−タ１０は、第２の軸受３２と偏心ボ−ルベアリング５０との間にスプリングワッシャ６０を配置する。

図２および図３がスプリングワッシャ６０を明らかにしている。スプリングワッシャ６０は、内周の縁部分６２ｆが盛り上がったリング本体６２と、そのリング本体６２の外周部分から周方向に延びる３本のスプリング片６４とを備える。このスプリングワッシャ６０については、ばね鋼などを材料にしてプレス加工によって容易に得ることができる。３本のスプリング片６４は、リング本体６２の中心に対して点対称の配置となっており、しかも、軸線方向に見るとき、それぞれの片の根元部がリング本体６２とほぼ同じ位置にあるのに対し、片の先端部はリング本体６２に対したとえば４〜５ｍｍほど離れている。スプリングワッシャ６０を回転軸３０にセットするとき、リング本体６２の内周の縁部分６２ｆは第２の軸受２２の内輪２２２の部分に当たるのに対し、各スプリング片６４の先端部は偏心ボ−ルベアリング５０の外輪５４の部分に当たる。それにより、スプリングワッシャ６０は、各スプリング片６４のばね力によって偏心ボ−ルベアリング５０の外輪５４に所定の予圧を加える。その予圧によって、外輪５４の無用な動きあるいはがた（軸線方向の動き）がなくなり、がたに伴う音の発生を防止することができる。

また、スプリングワッシャ６０の各スプリング片６４には、根元部から先端部にわたる部分にジグザグ状の３つの起立部分６６がある。各起立部分６６は、軸線方向に起立し、スプリングワッシャ６０にスリンガ−機能を与えている。スリンガ−機能とは、回転に伴う遠心作用によって異物の侵入を防ぐ機能であり、ここでは、特には、プランジャポンプから漏れる作動液が第２の軸受２２を通してモ−タハウジング１２の内部に入り込むことを防ぐようにしている。

モ−タハウジング１２の内部に目を向けると（図１参照）、まず、断面コ字型のハウジング本体１２１の内周壁面に複数のマグネット７０がある。これらマグネット７０は、ヨ−クとして機能するハウジング本体１２１と相俟って磁界を生じる。そして、マグネット７０が囲む内側空間に電機子８０が位置する。電機子８０は、積層したコアとそれに巻回したコイル巻線部とを備え、それ自体は回転軸３０に一体に支持され回転軸３０と一緒に回転する。電機子８０のコイル巻線部に流れる電流と、マグネット７０による磁界との作用によって、電機子８０に所定の力が作用し、それがモ−タ１０の回転力を生む。

回転する電機子８０に対し外部から通電するため、電機子８０に隣り合う部分に整流子（コンミテ−タ）９０がある。整流子９０は、回転軸３０上、電機子８０と第２の軸受２２との間に回転軸３０に一体に支持されている。整流子９０は、樹脂成形品からなる円筒形の絶縁リング９２と、その絶縁リング９２の外周に組み付けられた複数の整流子片９４とを含んでいる。絶縁リング９２は、電気絶縁性の樹脂材料からなり、また、複数の整流子片９４は、銅などの導電性の金属材料からなる。整流子片９４の一端に折れ曲がったライザ９４ｒは、各整流子片９４と電機子８０の各コイル巻線部のコイルの端部をフックする部分である。整流子９０は、通電用のブラシと相俟って、外部の回路と接続される。

偏心ボ−ルベアリング５０を用いるこのモ−タ１０においては、モ−タ１０の小型化、特には回転軸３０の方向の長さの低減を図るために、電機子８０を中心部が凹んだ構成とし、その凹んだ部分に隣り合う第１の軸受２１および整流子９０の各一部を入り込ませるようにしている。

この発明の一実施例であるモ−タ１０の半断面図である。 スプリングワッシャの一例を示す正面図である。 図２のスプリングワッシャの平面図側面図である。

符号の説明

１０ ＤＣモ−タ（モータ）
１２ モ−タハウジング
３０ 回転軸
５０ 偏心ボ−ルベアリング（偏心出力部）
５２ 内輪
５４ 外輪
５５ ボ−ル
６０ スプリングワッシャ
６２ リング本体
６４ スプリング片
６６ 起立部分
８０ 電機子
９０ 整流子

Claims (6)

1. 軸線をもち、電機子を支持する回転軸と、その回転軸の軸線上、前記電機子の一方の側であり、前記回転軸の一方の端部近くを回転可能に支持する第１の軸受と、前記回転軸の軸線上、前記電機子の他方の側であり、前記回転軸の中途部分を回転可能に支持する第２の軸受と、前記回転軸の軸線上、前記第２の軸受に隣り合う部分であり、第２の軸受よりも前記電機子からさらに離れた部分に位置し、前記軸線に対して偏心し、その偏心した部分が外部機器を駆動するための出力部となる、偏心出力部をもつモ−タにおいて、次の特徴をさらに備えるモ−タ。
   Ａ 前記偏心出力部はボ−ルベアリングを含む
   Ｂ そのボ−ルベアリングと前記第２の軸受との間にスプリングワッシャがある
   Ｃ 前記スプリングワッシャは、前記ボ−ルベアリングに対し、前記軸線方向に向かう予圧を与えている
2. 前記ボ−ルベアリングは、前記回転軸に対して締まりばめ状態で結合される内輪と、その内輪の外側に位置する外輪と、それら外輪と内輪との間に支持されたボ−ルとを備える構成であり、前記外輪は、外部機器であるプランジャポンプを駆動するための出力部として機能し、しかも、その外輪に対し、前記スプリングワッシャによる予圧が加わる、請求項１のモ−タ。
3. 前記スプリングワッシャは、内周側に位置するリング本体と、そのリング本体の外周部分から周方向に延びる複数のスプリング片とを備え、それらスプリング片が、前記軸線方向に起立した起立部分を含み、それにより、スリンガ−として機能する、請求項１のモ−タ。
4. 前記偏心出力部は、前記軸線と同一の軸線をもつ前記回転軸の軸部分と、その回転軸の軸部分に結合し、前記回転軸およびその軸部分の軸線から偏心した別の軸線をもつ偏心ボ−ルベアリングとからなる、請求項１のモ−タ。
5. 前記偏心出力部のボ−ルベアリングに対して前記予圧を与えるだけでなく、前記第１および第２の軸受の少なくとも一方と前記電機子との間にも前記前記軸線方向に向かう予圧を与える、請求項１のモ−タ。
6. 前記回転軸の軸線上、前記第１の軸受、前記電機子、その電機子に通電するための整流子、前記第２の軸受、前記スプリングワッシャ、前記偏心出力部の順番で配置されている、請求項３のモ−タ。

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