JP2007129863A - モータの軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 スラストガタのバラツキが小さく、摺動摩耗の少ない軸受構造を提供する。
【解決手段】 回転軸がハウジング内を挿通し、且つ、前記ハウジングの両端に配置されるフランジにそれぞれ組込まれる軸受により２点支持される前記回転軸を有するモータの軸受構造において、一方の軸受の両端面に軸固定部品を対向配置し、該軸固定部品は前記回転軸に固定されることによって、スラストガタのバラツキを抑え、且つ、摺動部品の摩耗・変形の少ないモータの軸受構造を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの軸受構造に関するものである。

現在、多岐にわたる分野において、多種多様なモータが開発されている。その中で、モータの軸受構造には、例えば、図２に示すような軸受構造が知られている。これは、インナーロータマグネット型のＤＣブラシレスモータの従来例として示されているものであり、ハウジング内径に界磁コイルを固定配置し、これに対し回転出力軸を中心に貫通させたマグネットを、ハウジング中心位置に軸支して配置するモータ構成となっている（特許文献１）。

つまり、上記モータ構成によるＤＣブラシレスモータ１５は、円筒状マグネット１６とその中心を貫通する回転軸１７からなるインナーロータ部１８を、円筒形ハウジング１９の両端開口部に位置するフランジ２０、２１の軸中心位置で、軸受２２、２３により回転自在に軸支し、これを、対向ヨークとなる磁性材料の円筒形ハウジング１９内周面に固定配置した界磁コイル２４に、転流通電することによって発生する回転磁界により起動・動作させ、ロータ部１８を回転駆動させるものであった。
特開２００３−２８４２７８

しかしながら、上述の従来のモータの軸受構造では、各部品における製造上の寸法バラツキが累積されることにより、ロータ部のスラスト方向への移動量、すなわちスラストガタが発生する。

つまり、ハウジング、マグネット、ライナー、スペーサ、フランジ、軸受の部品の寸法が、スラストガタ決定に起因している。その各部品全てが各々公差をもって製造され、組立工程で各公差が累積されていくため、必然的にスラストガタのバラツキが大きくなってしまう。

例えば、図３のように、各部品の寸法を設定すると、スラストガタG’は、G’＝ａ−（ｂ+ｃ+ｄ+ｅ+ｆ+ｇ+ｈ+ｉ+ｊ+ｋ）となり、スラストガタに起因するのは、１１部品となる。その場合、各々の寸法公差を考慮して、設計が進められていた。この時、スラストガタが０（ゼロ）となってしまうと、ロータ部が回転することができないため、スラストガタＧ’を適宜大きく確保しなければならなかった。

また、従来例に示す通り、上記モータ構造においては、ロータ部は、軸受２２とライナー２５、ライナー２５とライナー２６、ライナー２６とマグネット１６、マグネット１６とスペーサ２９、スペーサ２９とライナー２７、ライナー２７とライナー２８、ライナー２８と軸受２３との間で、スラスト摺動する。このとき、特に、ライナーは樹脂で形成されていることもあり、摩耗が激しかったり、クリープ変形したりしてしまう。

したがって、本発明は、上記の問題点を解決し、スラストガタのバラツキを抑え、且つ、摺動部品の摩耗・変形の少ないモータの軸受構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明では、回転軸がハウジング内を挿通し、且つ、前記ハウジングの両端に配置されるフランジにそれぞれ組込まれる軸受により２点支持される前記回転軸を有するモータの軸受構造において、一方の軸受の両端面に軸固定部品を対向配置し、該軸固定部品は前記回転軸に固定されることを特徴とする軸受構造としている。

請求項２記載の発明では、前記軸固定部品の軸受側端面にＤＬＣコーティングを施したことを特徴とする請求項１記載のモータの軸受構造としている。

本発明のモータの軸受構造では、請求項１に示すように、一方の軸受の両端面に軸固定部品を対向配置し、該軸固定部品は前記回転軸に固定されるため、ロータ部のスラストガタは、回転軸に固定される軸固定部品の固定精度のみに起因する。したがって、各部品の公差の累積がなく、スラストガタのバラツキを小さくすることが可能となる。

また、請求項２に示すように、軸固定部品の摺動端面にＤＬＣ（ダイヤモンド ライク カーボン）コーティングを施すことにより、軸受と軸固定部品の摺動端面において、摩耗・変形の少ない軸受構造を形成することが可能となる。この時、軸受としては真鍮またはルビー等の工業用宝石、焼結含油軸受等から形成されることがより好ましい。

図１は本発明のＤＣブラシレスモータ１の実施の形態の一例を示す断面図である。これによると、ＤＣブラシレスモータ１は、円筒状マグネット２とその中心を貫通する回転軸３からなるインナーロータ部４を、円筒形ハウジング５の両端開口部に位置するフランジ６、７の軸中心位置で、軸受８、９により回転自在に軸支し、これを、対向ヨークとなる磁性材料の円筒形ハウジング５内周面に固定配置した界磁コイル１０に、転流通電することによって発生する回転磁界により起動・動作させ、ロータ部４を回転駆動させる。

このとき、軸受端面と軸固定部品であるワッシャ１１、１２の端面とが回転軸３上で対向配置される。これは、まず、前記回転軸３に前記円筒状マグネット２を固定し、前記円筒状マグネット２に接するように前記ワッシャ１１を圧入固定する。次に各部品の組込まれた円筒形ハウジング５内へ、前記円筒状マグネット２と前記ワッシャ１１の固定された前記インナーロータ部４を挿入し、前記軸受８を組込んだ前記フランジ６を円筒形ハウジング５開口部へ嵌込み固定する。そして、規定厚みに形成されたワッシャ１２圧入固定治具（図示せず）を介し、ワッシャ１２を前記回転軸３上へ圧入固定する。最後に、前記圧入固定治具を離脱することにより、前記圧入固定治具の規定厚み分のスラストガタＧを確保できる。この時、前記圧入固定治具の規定厚みの設定により、ロータ部４に必要なスラストガタＧを決定することができる。

これにより、スラストガタＧのバラツキは前記圧入固定治具の厚み精度にのみ起因することとなり、例えば、従来例で示したような、１１部品からなる部品の製造誤差の累積によるバラツキは無くなり、スラストガタのバラツキを小さくすることが可能となる。

本実施例では、前記ワッシャを前記回転軸３へ圧入固定したが、その固定方法はその限りでなく、接着、レーザ溶接等、その方法は問わない。

また、前記ワッシャ１１、１２は、例えばステンレス等の鉄鋼材から形成されるが、該ワッシャにおける、前記軸受８との摺動端面にＤＬＣコーティングを施すことにより、摺動端面の摩耗・変形を減らすことが可能となる。このとき、少なくとも前記軸受８、または前記軸受８、９が、真鍮またはルビー等の工業用宝石、焼結含油軸受等から形成されるのがより好ましい。

尚、本実施例はＤＣブラシレスモータにおける軸受構造であるが、モータ構成はこの限りでなく、本発明の軸受構造は、ロータ部両端の軸受の２点でロータ部を支持し、片端の軸受の両端面に対向配置される軸固定部品にてスラストガタを決定する全ての軸受構造に適時適用することができるのは言うまでもない。

ＤＣブラシレスモータにおける本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。 特許文献１に記載の従来のＤＣブラシレスモータの実施の形態を示す断面図である。 従来のＤＣブラシレスモータの実施の形態における寸法設定を示す断面図である。

符号の説明

１，１５ ＤＣブラシレスモータ
２，１６ 円筒状マグネット
３，１７ 回転軸
４，１８ インナーロータ部
５，１９ 円筒形ハウジング
６，７，２０，２１ フランジ
８，９，２２，２３ 軸受
１０，２４ 界磁コイル
１１，１２ ワッシャ
１３，３０ 固定基板
１４，３１ フレキシブル基板（ＦＰＣ）
２５，２６，２７，２８ ライナー
２９ スペーサ

Claims (2)

1. 回転軸がハウジング内を挿通し、且つ、前記ハウジングの両端に配置されるフランジにそれぞれ組込まれる軸受により２点支持される前記回転軸を有するモータの軸受構造において、
   一方の軸受の両端面に軸固定部品を対向配置し、該軸固定部品は前記回転軸に固定されることを特徴とする軸受構造。
2. 前記軸固定部品の軸受側端面にＤＬＣコーティングを施したことを特徴とする請求項１記載のモータの軸受構造。
   

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