JP2008271747A - 回転電機及びワッシャ部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で軸受の軸受保持部に対するがたつきを低減することができる回転電機を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータは、略有底筒状の軸受保持部11aを有するケース本体11と、軸受保持部11aに挿入されて保持される軸受27と、軸受27に回転軸21が軸支されるロータ15とを備える。又、ブラシレスモータは、軸方向に弾性を有する環状の環状部31aを有し該環状部31aが軸受保持部11aの底部11eと軸受27との間に介在されるウェーブワッシャ31を備える。ウェーブワッシャ31には、環状部31aの径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片31bが一体成形され、該径方向押圧片31bの軸受接触部31dが軸受27の外面に径方向から押圧接触される。
【選択図】図4
【解決手段】ブラシレスモータは、略有底筒状の軸受保持部11aを有するケース本体11と、軸受保持部11aに挿入されて保持される軸受27と、軸受27に回転軸21が軸支されるロータ15とを備える。又、ブラシレスモータは、軸方向に弾性を有する環状の環状部31aを有し該環状部31aが軸受保持部11aの底部11eと軸受27との間に介在されるウェーブワッシャ31を備える。ウェーブワッシャ31には、環状部31aの径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片31bが一体成形され、該径方向押圧片31bの軸受接触部31dが軸受27の外面に径方向から押圧接触される。
【選択図】図4
Description
本発明は、ロータの回転軸がハウジングに保持された軸受に軸支される回転電機及びウェーブワッシャに関するものである。
従来、ブラシ付き直流モータや、ブラシレスモータ等の回転電機としては、略有底筒状の軸受保持部を有するハウジングと、軸受保持部に挿入されて保持される軸受と、軸受に回転軸が軸支されるロータとを備えたものがある。そして、このような回転電機としては、軸受保持部の底部と軸受との間にウェーブワッシャが介在されることで、軸受を介してロータを軸方向の一方に付勢したものがある(例えば、特許文献1参照)。このような回転電機では、ロータが軸方向の一方に付勢されるため、ロータのがたつきが低減される。
特開2006−340459号公報
しかしながら、上記のような回転電機では、例えば、軸受を軸受保持部に数十[μm]の径方向の隙間を有するように挿入(隙間嵌め)しても、その径方向の僅かな隙間によって軸受が軸受保持部に対して径方向にがたつき、例えば、軸受が軸受保持部に衝突する打音が発生してしまうという虞がある。尚、勿論、軸受の軸受保持部に対する径方向のがたつきを防止すべく、特殊な防振部材を別途設けることも考えられるが部品点数が増加してしまうことや防振部材の保持構造(脱落防止構造)が複雑化してしまうことが懸念される。
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、簡単な構成で軸受の軸受保持部に対するがたつきを低減することができる回転電機、及びワッシャ部材を提供することにある。
請求項1に記載の発明では、略有底筒状の軸受保持部を有するハウジングと、前記軸受保持部に挿入されて保持される軸受と、前記軸受に軸支されるロータとを備えた回転電機であって、軸方向に弾性を有する環状の環状部を有し、該環状部が前記軸受保持部の底部と前記軸受との間に介在されるワッシャ部材を備え、前記ワッシャ部材には、前記環状部の径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片が一体成形され、該径方向押圧片の軸受接触部が前記軸受の外面に径方向から押圧接触された。
同構成によれば、ワッシャ部材における軸方向に弾性を有する環状の環状部が軸受保持部の底部と軸受との間に介在されるため、軸受(及びロータ)の主に軸方向のがたつきが低減される。又、ワッシャ部材には、環状部の径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片が一体成形され、該径方向押圧片の軸受接触部が軸受の外面に径方向から押圧接触されるため、軸受(及びロータ)の主に径方向のがたつきが低減される。よって、ワッシャ部材以外の特殊な防振部材を別途設けることもなく、簡単な構成で軸受の軸受保持部に対するがたつきを低減することができる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の回転電機において、前記径方向押圧片には、前記軸受保持部の内面と径方向に押圧接触するハウジング接触部が形成され、前記ワッシャ部材は、前記ハウジング接触部と前記環状部とが前記軸受保持部の対向する内面に押圧接触することで該軸受保持部に保持された。
同構成によれば、径方向押圧片には、軸受保持部の内面と径方向に押圧接触するハウジング接触部が形成され、ワッシャ部材は、ハウジング接触部と環状部とが軸受保持部の対向する内面に押圧接触することで該軸受保持部に保持されるため、例えば、軸受を軸受保持部に挿入するまでのワッシャ部材の軸受保持部からの抜け落ちを防止することができる。よって、回転電機の製造(組み付け)を容易とすることができる。又、同構成によれば、例えば、径方向押圧片を環状部の対向する(180°間隔の)2箇所に設ける場合に比べて、簡単な形状のワッシャ部材とすることができる。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の回転電機において、前記軸受保持部は、180°以上の範囲の円弧面を有する円弧部と、180°以下の範囲で前記円弧面より軸中心からの距離が遠い逃がし面を有する逃がし部とを有し、前記径方向押圧片は、前記逃がし部と対応した位置に配置された。
同構成によれば、径方向押圧片は、円弧面より軸中心からの距離が遠い逃がし面を有する逃がし部と対応した位置に配置されるため、径方向押圧片の径方向の動きが妨げられることが防止され、軸受接触部を軸受に良好に押圧接触させることができる。又、円弧面は180°以上の範囲に形成されるため、その内側に配置される環状部の軸中心からのずれを防止することができる。又、径方向押圧片は、軸受保持部における円弧部と逃がし部との繋ぎ目で軸受保持部と周方向に当接してその回動が規制されるため、ワッシャ部材の空転が防止される。
請求項4に記載の発明では、軸方向に弾性を有する環状の環状部を有したワッシャ部材であって、前記環状部の径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片が一体成形された。
同構成のワッシャ部材を用いれば、請求項1に記載の発明の効果と同様の効果を得ることができる。
本発明によれば、簡単な構成で軸受の軸受保持部に対するがたつきを低減することができる回転電機、及びワッシャ部材を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施の形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、回転電機としてのブラシレスモータ1は、有底円筒状のハウジングとしてのケース本体11と、ケース本体11の開口部を閉塞するエンドフレーム12と、ケース本体11の内周面に固定されたステータ13、ステータ13に固定されたターミナルホルダ14、及びステータ13の内側に配置されたロータ15を備えている。また、本実施の形態のブラシレスモータ1はレゾルバ16を備えている。
図1に示すように、回転電機としてのブラシレスモータ1は、有底円筒状のハウジングとしてのケース本体11と、ケース本体11の開口部を閉塞するエンドフレーム12と、ケース本体11の内周面に固定されたステータ13、ステータ13に固定されたターミナルホルダ14、及びステータ13の内側に配置されたロータ15を備えている。また、本実施の形態のブラシレスモータ1はレゾルバ16を備えている。
ケース本体11の底部には、略有底筒状の軸受保持部11aが形成されている。詳しくは、ケース本体11の底部中央には、径方向内側に向かうほどケース本体11の軸方向の内部側(図1中、上側)に向かう内側延設部11bが形成されている。又、内側延設部11bの内縁には、更に径方向内側に延びる円盤部11cが形成されている。そして、前記軸受保持部11aは、円盤部11cからケース本体11の軸方向の外部側(図1中、下側)に延びる略筒状の筒状部11dと、該筒状部11dの先端部(図1中、下端部)を略覆う形状の底部11eとを有する。尚、本実施の形態の軸受保持部11aの底部11eは、中央孔を有し、ケース本体11における内側延設部11bより径方向外側の底部と面一となるように設定されている。又、軸受保持部11aにおける筒状部11dは、図2及び図4に示すように、180°以上の範囲であって本実施の形態では約330°の範囲の円弧面11fを有する円弧部11gと、180°以下の範囲であって本実施の形態では約30°の範囲で前記円弧面11fより軸中心からの距離が遠い逃がし面11hを有する逃がし部11iとを有する。又、本実施の形態の逃がし面11hにおける底部11e側には、図4に示すように、他の部分より軸中心からの距離が近い底部側逃がし面11jが形成されている。
エンドフレーム12は、中央孔12aを有する略円盤形状に形成され、その外縁がケース本体11の開口部(図1中、上端部)にネジ止めされている。
ステータ13は、略円筒状をなし、ステータコア17及びコイル18を備えている。ステータコア17は、周方向に並設された複数のティース部17a(図1中、2つのみ図示)を備え、これらのティース部17aは、ステータコア17の外周側で連結されて一体的に構成されている。各ティース部17aには、インシュレータ19を介してコイル18が巻装されている。
ステータ13は、略円筒状をなし、ステータコア17及びコイル18を備えている。ステータコア17は、周方向に並設された複数のティース部17a(図1中、2つのみ図示)を備え、これらのティース部17aは、ステータコア17の外周側で連結されて一体的に構成されている。各ティース部17aには、インシュレータ19を介してコイル18が巻装されている。
ターミナルホルダ14は、絶縁樹脂にて略円筒状に形成され、ステータ13の軸方向一端面(図1中、上端面であって、エンドフレーム12側の端面)を覆うようにしてステータ13に対して固定されている。そして、ターミナルホルダ14には前記コイル18に電気的に接続される給電用ターミナルが設けられており、該給電用ターミナルは制御回路に電気的に接続される。
ロータ15は、回転軸21と、該回転軸21に固定(外嵌)されたロータヨーク22と、ロータヨーク22の外周に配置された永久磁石23と、ロータヨーク22及び永久磁石23を覆う非磁性体よりなるカバー24とから構成され、永久磁石23(カバー24)がステータコア17の内周面との間に一定の隙間を有して配置されている。
回転軸21は、その両端側が一対の軸受26,27にて回転可能に支持(軸支)されている。
詳しくは、一方(図1中、上方)の軸受26は、ボールベアリングであって、その外輪26aがエンドフレーム12の中央孔12aに内嵌されて固定され、その内輪26bに回転軸21の軸方向一方側(図1中、上方側)が内嵌されて固定されている。
詳しくは、一方(図1中、上方)の軸受26は、ボールベアリングであって、その外輪26aがエンドフレーム12の中央孔12aに内嵌されて固定され、その内輪26bに回転軸21の軸方向一方側(図1中、上方側)が内嵌されて固定されている。
又、他方(図1中、下方)の軸受27は、ボールベアリングであって、その外輪27aが軸受保持部11aの筒状部11dに挿入されて保持され、その内輪27bに回転軸21の軸方向他方側(図1中、下方側)が内嵌されて固定されている。尚、本実施の形態では、軸受27(外輪27a)を軸受保持部11aの筒状部11d(詳しくは円弧面11f(図2参照))に数十[μm]の径方向の隙間を有するように挿入(隙間嵌め)して保持させている。
そして、本実施の形態のブラシレスモータ1は、軸方向に弾性を有する環状の環状部31aを有し該環状部31aが軸受保持部11aの底部11eと軸受27との間に介在されるワッシャ部材としてのウェーブワッシャ31を備えている。本実施の形態の環状部31aは、その周方向に沿って軸方向の起伏を3回ずつ繰り返すように形成されることで軸方向に弾性を有している。
又、ウェーブワッシャ31には、図3に示すように、環状部31aの径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片31bが一体成形されている。本実施の形態の径方向押圧片31bは、環状部31aの周方向の一部に1つのみ形成され、前記逃がし部11i(逃がし面11h)と対応した位置に配置されている(図2及び図4参照)。又、径方向押圧片31bは、基端部から先端部に向かって、まず径方向外側に膨出し、次に径方向内側に膨出し、更に径方向外側に延びる湾曲した略S字形状に形成されている。そして、径方向押圧片31bは、まず(基端側から)径方向外側に膨出する位置の径方向外側端部であるハウジング接触部31cが軸受保持部11aの内面、詳しくは逃がし面11hにおける底部側逃がし面11jと径方向に押圧接触されている。これによって、ハウジング接触部31cと環状部31aとが軸受保持部11aの対向する内面にそれぞれ押圧接触し、その突っ張る力によってウェーブワッシャ31が軸受保持部11aに保持されている。又、径方向押圧片31bは、径方向内側に膨出する位置の径方向内側端部である軸受接触部31dが軸受27の外面、詳しくは外輪27aの外周面に径方向から押圧接触されている。又、径方向押圧片31bは、径方向外側に延びる先端が逃がし面11hと径方向に隙間を有して配置されている。これによって、軸受27は軸受保持部11aにおける円弧部11gの円弧面11fに押圧接触されている。
又、レゾルバ16は、レゾルバ用ロータ41とレゾルバ用ステータ42とから構成されるものであって、ロータ15の回転位置を検出するためのものである。レゾルバ用ロータ41は、ロータ15の回転軸21に固定されている。そして、レゾルバ用ステータ42は、レゾルバ用ロータ41の外周側で該レゾルバ用ロータ41と対向するようにエンドフレーム12に固定されている。そして、前記制御回路は、レゾルバ16にて検出されたロータ15の回転位置に応じてステータ13に電源を供給することになる。そして、この電源の供給によってステータ13にて回転磁界が発生され、この回転磁界に応じてロータ15が回転駆動されることになる。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)ウェーブワッシャ31における軸方向に弾性を有する環状の環状部31aが軸受保持部11aの底部11eと軸受27との間に介在されるため、軸受27(及びロータ15)の主に軸方向のがたつきが低減される。又、ウェーブワッシャ31には、環状部31aの径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片31bが一体成形され、該径方向押圧片31bの軸受接触部31dが軸受27の外面に径方向から押圧接触されるため、軸受27(及びロータ15)の主に径方向のがたつきが低減される。よって、ウェーブワッシャ31以外の特殊な防振部材を別途設けることもなく、簡単な構成で軸受27の軸受保持部11aに対するがたつきを低減することができ、例えば、軸受27が軸受保持部11aに衝突することに伴う打音の発生を低減することができる。
(1)ウェーブワッシャ31における軸方向に弾性を有する環状の環状部31aが軸受保持部11aの底部11eと軸受27との間に介在されるため、軸受27(及びロータ15)の主に軸方向のがたつきが低減される。又、ウェーブワッシャ31には、環状部31aの径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片31bが一体成形され、該径方向押圧片31bの軸受接触部31dが軸受27の外面に径方向から押圧接触されるため、軸受27(及びロータ15)の主に径方向のがたつきが低減される。よって、ウェーブワッシャ31以外の特殊な防振部材を別途設けることもなく、簡単な構成で軸受27の軸受保持部11aに対するがたつきを低減することができ、例えば、軸受27が軸受保持部11aに衝突することに伴う打音の発生を低減することができる。
(2)径方向押圧片31bには、軸受保持部11aの内面と径方向に押圧接触するハウジング接触部31cが形成されている。そして、ウェーブワッシャ31は、ハウジング接触部31cと環状部31aとが軸受保持部11aの対向する内面に(径方向押圧片31bの弾性力にて)押圧接触することで該軸受保持部11aに保持されるため、例えば、軸受27を軸受保持部11aに挿入するまでのウェーブワッシャ31の軸受保持部11aからの抜け落ちを防止することができる。よって、ブラシレスモータ1の製造(組み付け)を容易とすることができる。又、この構成によれば、例えば、径方向押圧片を環状部31aの対向する(180°間隔の)2箇所に設ける場合に比べて、簡単な形状のウェーブワッシャ31とすることができる。
(3)軸受接触部31dはハウジング接触部31cより径方向押圧片31bの先端側に形成されるため、軸受接触部31d側が自由端となり、軸受接触部31dを軸受27に良好に押圧接触させることができる。
(4)径方向押圧片31bは、円弧面11fより軸中心からの距離が遠い逃がし面11hを有する逃がし部11iと対応した位置に配置されるため、径方向押圧片31b(軸受接触部31d)の径方向の動きが妨げられることが防止され、軸受接触部31dを軸受27に良好に押圧接触させることができる。又、円弧面11fは180°以上の範囲(本実施の形態では約330°の範囲)に形成されるため、その内側に配置される環状部31aの軸中心からのずれを防止することができる。又、径方向押圧片31bは、軸受保持部11aにおける円弧部11gと逃がし部11iとの繋ぎ目で軸受保持部11aと周方向に当接してその回動が規制されるため、ウェーブワッシャ31の空転が防止される。
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、径方向押圧片31bは、環状部31aの周方向の一部に1つのみ形成されるとしたが、これに限定されず、2つ以上形成してもよい。
・上記実施の形態では、径方向押圧片31bは、環状部31aの周方向の一部に1つのみ形成されるとしたが、これに限定されず、2つ以上形成してもよい。
例えば、図5に示すように、環状部31aの周方向の僅かに離間した位置に形成される2つの径方向押圧片51に変更してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。又、このようにすると、上記実施の形態に比べて1つの径方向押圧片51の弾性力を小さくでき、各径方向押圧片51の寸法精度を低くすることができる。又、径方向押圧片を環状部31aの対向する(180°間隔の)2箇所に設けてもよい。尚、この場合、対向する2つのハウジング接触部を軸受保持部の対向する内面にそれぞれ押圧接触させることで、ウェーブワッシャを軸受保持部に保持させる。
・上記実施の形態では、径方向押圧片31bは、湾曲した略S字形状に形成されるとしたが、同様の機能を有する他の形状に変更してもよく、例えば、図6に示すように、角張った形状の径方向押圧片52に変更してもよい。
・上記実施の形態では、ハウジング接触部31cと環状部31aとが軸受保持部11aの対向する内面に(径方向押圧片31bの弾性力にて)押圧接触することでウェーブワッシャ31が軸受保持部11aに保持されるとしたが、これに限定されず、ウェーブワッシャ31が前記弾性力にて軸受保持部11aに保持されない構成としてもよい。
・上記実施の形態では、軸受保持部11aにおける筒状部11dは、約330°の範囲の円弧面11fを有する円弧部11gと、約30°の範囲で前記円弧面11fより軸中心からの距離が遠い逃がし面11hを有する逃がし部11iとを有するとしたが、円弧面及び逃がし面の範囲は、径方向押圧片の周方向幅等に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施の形態では、環状部31aは、その周方向に沿って軸方向の起伏を3回ずつ繰り返すように形成されることで軸方向に弾性を有しているとしたが、軸方向に弾性を有するものであればよく、例えば、皿ばねと同様の環状部としてもよい。即ち、ウェーブワッシャ31を、径方向押圧片が一体成形されたワッシャ部材としての皿ばねに変更してもよい。
・上記実施の形態では、本発明をブラシレスモータ1に具体化したが、これに限定されず、ブラシ付き直流モータ等の他の回転電機に具体化してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)請求項2に記載の回転電機において、前記軸受接触部は、前記ハウジング接触部より前記径方向押圧片の先端側に形成されたことを特徴とする回転電機。
同構成によれば、軸受接触部はハウジング接触部より径方向押圧片の先端側に形成されるため、軸受接触部側が自由端となり、軸受接触部を軸受に良好に押圧接触させることができる。
同構成によれば、軸受接触部はハウジング接触部より径方向押圧片の先端側に形成されるため、軸受接触部側が自由端となり、軸受接触部を軸受に良好に押圧接触させることができる。
11…ケース本体(ハウジング)、11a…軸受保持部、11e…底部、11f…円弧面、11g…円弧部、11h…逃がし面、11i…逃がし部、15…ロータ、27…軸受、31…ウェーブワッシャ(ワッシャ部材)、31a…環状部、31b,51,52…径方向押圧片、31c…ハウジング接触部、31d…軸受接触部。
Claims (4)
- 略有底筒状の軸受保持部を有するハウジングと、
前記軸受保持部に挿入されて保持される軸受と、
前記軸受に軸支されるロータと
を備えた回転電機であって、
軸方向に弾性を有する環状の環状部を有し、該環状部が前記軸受保持部の底部と前記軸受との間に介在されるワッシャ部材を備え、
前記ワッシャ部材には、前記環状部の径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片が一体成形され、該径方向押圧片の軸受接触部が前記軸受の外面に径方向から押圧接触されたことを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記径方向押圧片には、前記軸受保持部の内面と径方向に押圧接触するハウジング接触部が形成され、
前記ワッシャ部材は、前記ハウジング接触部と前記環状部とが前記軸受保持部の対向する内面に押圧接触することで該軸受保持部に保持されたことを特徴とする回転電機。 - 請求項1又は2に記載の回転電機において、
前記軸受保持部は、180°以上の範囲の円弧面を有する円弧部と、180°以下の範囲で前記円弧面より軸中心からの距離が遠い逃がし面を有する逃がし部とを有し、
前記径方向押圧片は、前記逃がし部と対応した位置に配置されたことを特徴とする回転電機。 - 軸方向に弾性を有する環状の環状部を有したワッシャ部材であって、
前記環状部の径方向外側端部から軸方向に延びるとともに径方向に弾性を有する径方向押圧片が一体成形されたことを特徴とするワッシャ部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007114509A JP2008271747A (ja) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | 回転電機及びワッシャ部材 |
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