JP2008312286A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ラジアル軸受の材質にかかわらず、高い摺動性をもって、ワッシャを介してロータをスラスト方向で支持可能なモータを提供すること。
【解決手段】モータ1において、回転軸31には、永久磁石32とラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が挿入されている。ワッシャ組5は、永久磁石32の端面に隣接する第1のワッシャ51と、ラジアル軸受12の端面に隣接する第2のワッシャ52と、第1のワッシャ51と第2のワッシャ52との間に位置する第3のワッシャ53とが含まれている。第1のワッシャ51は、ロータ3に固定され、ワッシャ組5において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違している。
【選択図】図7
【解決手段】モータ1において、回転軸31には、永久磁石32とラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が挿入されている。ワッシャ組5は、永久磁石32の端面に隣接する第1のワッシャ51と、ラジアル軸受12の端面に隣接する第2のワッシャ52と、第1のワッシャ51と第2のワッシャ52との間に位置する第3のワッシャ53とが含まれている。第1のワッシャ51は、ロータ3に固定され、ワッシャ組5において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違している。
【選択図】図7
Description
本発明は、モータに関するものである。さらに詳しくは、回転軸に対する軸受構造に関するものである。
インナーロータ型のモータでは、回転軸の外周に永久磁石を備えたロータが用いられ、かかるロータの外周側にはステータが配置される。ここで、回転軸は、ラジアル軸受によって支持されている。また、回転軸を付勢部材によってスラスト方向に付勢するとともに、ロータのスラスト方向の位置規制を行うために、回転軸において、永久磁石とラジアル軸受とにより挟まれた部分にC形の樹脂製のワッシャを挿入し、このワッシャおよびラジアル軸受を介してロータを位置規制する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特開2002−153012号公報
しかしながら、特許文献1に開示の構成において、樹脂製のワッシャがラジアル軸受に直接、接しながら回転するため、高い摺動性を確保するには、ラジアル軸受として樹脂製のものしか用いることができず、信頼性などを向上することができないという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ラジアル軸受の材質にかかわらず、高い摺動性をもって、ワッシャを介してロータをスラスト方向で支持可能なモータを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、回転軸の周りに永久磁石を備えたロータと、該ロータの外周側に配置されたステータと、前記回転軸を支持するラジアル軸受とを有するモータにおいて、前記回転軸には、前記永久磁石と前記ラジアル軸受との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組が挿入され、当該ワッシャ組には、前記ワッシャとして、前記永久磁石の端面に隣接する第1のワッシャと、前記ラジアル軸受の端面に隣接する第2のワッシャと、前記第1のワッシャと前記第2のワッシャとの間に位置する1枚乃至複数枚の第3のワッシャとが含まれ、前記第1のワッシャは、前記ロータに固定され、前記ワッシャ組において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違していることを特徴とする。
本発明では、ロータをスラスト方向で支持するにあたって、回転軸には、前記永久磁石と前記ラジアル軸受との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組が用いられているため、ロータが回転した際、ワッシャ同士が摺動する。このため、第2のワッシャが例えば樹脂製である場合において、金属製のラジアル軸受を用いても良好な摺動性が得られるなど、ラジアル軸受の材質にかかわらず、高い摺動性を実現することができる。また、ワッシャ組において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違しているため、隣接するワッシャの外周縁同士が重なることがないので、ワッシャの外周縁にバリがあっても、バリ同士の干渉が発生せず、ワッシャ同士が良好に摺動する。また、ワッシャ同士の接触面積は、外径寸法の小さなワッシャのサイズで規定されることになるので、ワッシャ同士の接触面積が狭く、高い摺動性を実現することができる。さらに、ワッシャ組において、永久磁石の端面に隣接する第1のワッシャがロータに固定されており、第1のワッシャはロータと一体となって回転する。このため、第1のワッシャが永久磁石に対して摺動するということがないので、永久磁石が摩耗するという事態を回避することができる。
本発明において、前記第1のワッシャは、前記回転軸に圧入固定されている構成を採用することができる。
本発明において、前記第1のワッシャは、前記永久磁石の端面に接する状態で前記ロータ上に固定されている構成を採用することができる。
本発明において、前記永久磁石として焼結磁石を用いてもよい。希土類磁石を焼結磁石として構成すると、良好な磁気特性が得られる一方、磨耗などに弱いという欠点があるが、本発明では、第1のワッシャがロータに固定され、第1のワッシャが永久磁石に対して摺動するということがないので、永久磁石として焼結型の希土類磁石を用いても磨耗が発生しない。
本発明において、前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受などの金属製であることが好ましい。本発明では、ロータが回転した際、ワッシャ同士が摺動するため、第2のワッシャが例えば樹脂製である場合において、金属製のラジアル軸受を用いても良好な摺動性が得られる。それ故、ラジアル軸受として、焼結含油軸受などを用いることができ、かかるラジアル軸受であれば、信頼性が高い軸受を比較的安価に提供することができる。
本発明において、前記第3のワッシャの外径寸法は、前記第1のワッシャの外径寸法および前記第2のワッシャの外径寸法よりも小さいことが好ましい。
本発明において、前記第1のワッシャ、前記第2のワッシャ、および前記第3のワッシャはいずれも、樹脂製であることが好ましい。
本発明において、前記第3のワッシャは、前記第1のワッシャと前記第2のワッシャとの間に1枚、配置されていることが好ましい。本発明によれば、ワッシャ組は、高い摺動性をもってロータをスラスト方向で支持するので、ワッシャの数については最少でよい。すなわち、第3のワッシャについては1枚でよい。
本発明では、ロータをスラスト方向で支持するにあたって、永久磁石とラジアル軸受との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組が用いられており、ロータが回転した際、ワッシャ同士が摺動する。このため、ラジアル軸受の材質にかかわらず、高い摺動性を実現することができる。また、ワッシャ組において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違しているため、隣接するワッシャの外周縁同士が重なることがないので、ワッシャの外周縁にバリがあっても、ワッシャ同士が良好に摺動する。また、ワッシャ同士の接触面積は、外径寸法の小さなワッシャのサイズで規定されることになるので、ワッシャ同士の接触面積が狭く、高い摺動性を実現することができる。それ故、本発明によれば、ワッシャ組およびラジアル軸受は、高い摺動性をもってロータをスラスト方向で支持することができ、回転ムラなどが発生しない。さらに、ワッシャ組において、永久磁石の端面に隣接する第1のワッシャがロータに固定されており、第1のワッシャはロータと一体となって回転する。このため、第1のワッシャが永久磁石に対して摺動するということがないので、永久磁石が摩耗するという事態を回避することができる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータについて説明する。なお、以下の説において、モータ軸線方向において、回転軸が突出している側を出力側(先端側/正面)とし、その反対側を反出力側(基端側/背面)として説明する。また、本形態では、回転軸を付勢部材によってモータ軸線方向における一方側(出力側/先端側)に付勢しているタイプのモータに本発明を適用した例を説明する。
(モータの全体構成)
図1(a)〜(d)は各々、本発明を適用したモータの平面図、上半部を切り欠いて示す右側面図、モータをモータ軸線方向における出力側(回転軸が突出している側)からみた正面図、および背面図である。
図1(a)〜(d)は各々、本発明を適用したモータの平面図、上半部を切り欠いて示す右側面図、モータをモータ軸線方向における出力側(回転軸が突出している側)からみた正面図、および背面図である。
図1(a)〜(d)に示すように、本形態のモータ1は小型のステッピングモータであり、ロータ3と、ロータ3の外周側に配置されたステータ4とを有している。
ロータ3は、モータ軸線Lの方向に延びた回転軸31と、回転軸31の外周に固定された円筒状の永久磁石32とを有しており、回転軸31は、一部がステータ4の先端側端面より突出している。永久磁石32の外周面には、N極とS極とが周方向において交互に着磁されている。本形態において、永久磁石は、磁石用粉体を圧縮成形した後、焼結してなる焼結磁石であり、ネオジウム磁石などといった希土類磁石からなる。
ステータ4は、相対向する側面部が平坦面になっている一方、他の側面部は円弧状に形成されている。ステータ4は、インシュレータに巻回された環状のコイル、およびこのコイルの軸線方向の両側に配置された一対のステータコアを備えたステータ組41、42と、軸線方向におけるステータ組41、42の外周側を覆うケース49とを備えており、ケース49はバックヨークとしても機能する。ステータ組41、42はモータ軸線Lの方向に積層されており、ステータ組41、42を構成するステータコアは、コイルの内周面に沿って多数の極歯を備えている。一対のステータコアの各々に形成された極歯は、コイルの周方向に交互に配置されるとともに、永久磁石32と空隙を介して対向している。ケース49において、円弧状に形成された側面部には開口部49aが形成されており、この開口部49aからは、コイル46の巻線端末が接続された端子部47、48が突出している。
ステータ4において、モータ軸線Lの方向で相対向する端面うち、回転軸31の基端側(反出力側)の端面には軸受ホルダ6がスポット溶接などの方法で固定されており、回転軸31の基端側の軸端は、軸受ホルダ6に固定された第1のラジアル軸受11によって支持されている。
詳しくは図2〜図5を参照して後述するが、軸受ホルダ6に対して、ステータ4が位置する側とは反対側には付勢部材7(支持部材)が保持されており、付勢部材7は、第1のラジアル軸受11を軸受ホルダ6に固定するとともに、回転軸31を先端側に向けて付勢している。
詳しくは図6および図7を参照して後述するが、ステータ4において、出力側の端面(回転軸31が突出している側の端面)にはプレート19が固定されており、このプレート19には、回転軸31を突出させる貫通穴19aが形成されている。貫通穴19aには第2のラジアル軸受12が保持されており、回転軸31は、第2のラジアル軸受12によっても回転可能に支持されている。
ここで、回転軸31は、付勢部材7によって出力側に付勢されており、モータ軸線Lの方向の位置規制を行う必要がある。そこで、詳しくは図7を参照して後述するように、回転軸31には、永久磁石32と第2のラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が挿入されており、ワッシャ組5および第2のラジアル軸受12を介して、ロータ3をモータ軸線Lの方向で位置規制する構造が採用されている。
(軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7の構成)
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用したモータに用いられた軸受ホルダ6をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、およびA−A′断面図である。図3(a)〜(c)は各々、本発明を適用したモータに用いられた第1のラジアル軸受11をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、底面図、およびB−B′断面図である。図4(a)、(b)は各々、本発明を適用したモータに用いられる付勢部材をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、および右側面図である。図5は、本発明を適用したモータに用いた軸受ホルダ、第1のラジアル軸受、および付勢部材を互いに組み合わせた時の構造を示す説明図であり、詳しくは、図5(a1)、(b1)は各々、軸受ホルダ6が第1のラジアル軸受11を保持している様子を示す断面図および背面図、図5(a2)、(b2)は各々、軸受ホルダ6がステータ4の反出力側端面に固定されている様子を示す断面図および背面図、図5(a3)、(b3)は各々、回転軸31の反出力側の軸端を付勢部材7で付勢している様子を示す断面図および背面図である。なお、図5(b1)、(b2)において、第1のラジアル軸受には右上がりの斜線を付してある。
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用したモータに用いられた軸受ホルダ6をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、およびA−A′断面図である。図3(a)〜(c)は各々、本発明を適用したモータに用いられた第1のラジアル軸受11をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、底面図、およびB−B′断面図である。図4(a)、(b)は各々、本発明を適用したモータに用いられる付勢部材をモータ軸線Lの方向における反出力側からみた背面図、および右側面図である。図5は、本発明を適用したモータに用いた軸受ホルダ、第1のラジアル軸受、および付勢部材を互いに組み合わせた時の構造を示す説明図であり、詳しくは、図5(a1)、(b1)は各々、軸受ホルダ6が第1のラジアル軸受11を保持している様子を示す断面図および背面図、図5(a2)、(b2)は各々、軸受ホルダ6がステータ4の反出力側端面に固定されている様子を示す断面図および背面図、図5(a3)、(b3)は各々、回転軸31の反出力側の軸端を付勢部材7で付勢している様子を示す断面図および背面図である。なお、図5(b1)、(b2)において、第1のラジアル軸受には右上がりの斜線を付してある。
図2に示すように、軸受ホルダ6は略矩形状の焼結部品であり、モータ軸線Lが通る略中央位置には、貫通穴からなる貫通穴60が形成されている。軸受ホルダ6の反出力側端面のうち、貫通穴60の周りの領域には浅い凹部61が形成されている。貫通穴60は、円形部分から外周側に向けて矩形部分が突出した形状を備えており、円形部分は、後述する第1のラジアル軸受11を保持する軸受支持穴60aを構成し、矩形部分は軸受ホルダ6とステータ4との位置決めを行うための位置決め用穴60bを構成している。凹部61は、軸受支持穴60aが形成されている領域から左右方向(矢印xで示す方向)に延びる略矩形状の第1の凹部61aと、この第1の凹部61aの上端の中央部分から軸受ホルダ6の長手方向(y方向)における上方へ向けて張り出した略矩形状の第2の凹部61bとによって形成されている。
このように構成した軸受ホルダ6において、凹部61の底部61cは、後述する第1のラジアル軸受11の鍔部11bを支持する鍔部支持部として用いられ、凹部61の内周壁61dは、第1のラジアル軸受11のモータ軸線L周りの角度位置を規定する位置決め部として用いられる。
図3に示すように、第1のラジアル軸受11は、円形の軸穴11eを備えた円筒状の軸受部11aと、軸受部11aの反出力側端部からラジアル方向に張り出した鍔部11bとを備えた樹脂成形品である。軸受部11aは、図1に示すステータの内径寸法と略同一の外径寸法を有する円筒状である。
第1のラジアル軸受11において、反出力側の端面には、大径の円形凹部11dが軸穴11eに対して同心状に形成されており、軸穴11eおよび円形凹部11dは、一体となって第1のラジアル軸受11をモータ軸線Lの方向で貫通する貫通穴を構成している。鍔部11bは、左右方向(矢印xで示す方向)に延びた略矩形状を備えており、鍔部11bの上端の中央部分では、軸受部11aの外周部分の一部が円弧状に張り出している。鍔部11bにおいて、反出力側端面には、軸穴11eおよび円形凹部11dを左右で挟む2箇所に円柱状の小さな突部11cが同一サイズで形成され、2つの突部11cは、モータ軸線Lを中心とする点対称位置に形成されている。このように構成した第1のラジアル軸受11において2つの突部11cは、ステータ4が位置する側と反対側に、後述する付勢部材7が保持されたとき、付勢部材7の平板部71によって出力側に向けて付勢される。
図4に示すように、付勢部材7は、所定形状に加工したSUS301などの金属板からなり、小判状に形成された平板部71と、この平板部71の略中央部分を出力側に向けて舌片状に斜めに切り起こしたバネ部72とを備えており、平板部71もバネ性を備えている。
次に、図5を参照して、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7をステータ4に取り付ける方法を説明しながら、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7の部材相互の関係を詳述する。なお、モータ1を組み立てる方法としては、ステータ4に対して軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7を取り付けた後、ステータ4の出力側から回転軸31を挿入する方法と、ステータ4に対して回転軸31を挿入した後、ステータ4に対して軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7を順次取り付ける方法があるが、本形態では、後者の方法を例示する。
また、ステータ4に対して軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7を取り付けるにあたっては、軸受ホルダ6に第1のラジアル軸受11を挿入した状態で軸受ホルダ6をステータ4に固定した後、軸受ホルダ6に付勢部材7を固定する第1の方法と、軸受ホルダ6に第1のラジアル軸受11を挿入した状態で、軸受ホルダ6に付勢部材7を固定し、しかる後に、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7をステータ4に取り付ける第2の方法と、軸受ホルダ6に付勢部材7を固定した後、軸受ホルダ6に第1のラジアル軸受11を挿入し、しかる後に、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7をステータ4に取り付ける第3の方法とがあるが、本形態では、第1の方法を例示する。
まず、図5(a1)、(b1)に示すように、第1のラジアル軸受11の軸受部11aが軸受ホルダ6の軸受支持穴60aの内側に入り込むように、第1のラジアル軸受11の鍔部11bを軸受ホルダ6の第1の凹部61aの内側に入り込ませ、軸受ホルダ6と第1のラジアル軸受11とを重ねた状態とする。
次に、図5(a2)、(b2)に示すようにステータ4の内側にロータ3を挿入した後、第1のラジアル軸受11がステータ4の開口部4aに同心状となるように、軸受ホルダ6をステータ4のケース49に対して、接着あるいは溶接により固定する。その結果、回転軸31の反出力側の軸端は、第1のラジアル軸受11の軸穴11eを貫通して、円形凹部11d内に位置する。
次に、図5(a3)、(b3)に示すように、付勢部材7を、バネ部72の根元部72aが上方に位置し、バネ部72の先端部72bが下方に位置する向きにして、軸受ホルダ6の反出力側の端面に付勢部材7を重ねた後、例えば、付勢部材7の平板部71に対して3箇所71rでのレーザ溶接などを施し、付勢部材7を軸受ホルダ6に固定する。
その結果、付勢部材7の平板部71は、第1のラジアル軸受11の突部11cに弾性をもって当接し、第1のラジアル軸受11の鍔部11bは軸受ホルダ6の凹部61の底部61c(鍔部支持部)に押し付けられる。従って、付勢部材7は、第1のラジアル軸受11の鍔部11bを軸受ホルダ6の凹部61の底部61c(鍔部支持部)に押し付け固定する。また、軸受ホルダ6の凹部61の内周壁61dは、第1のラジアル軸受11の鍔部11bの外周縁に対してモータ軸線L周りで当接して第1のラジアル軸受11のモータ軸線L周りの角度位置を規定する位置決め部として機能する。従って、第1のラジアル軸受11をモータ軸線L周りの所定方向に向いた状態に固定できるとともに、この状態を確実に維持することができる。さらに、2つの突部11cは、モータ軸線Lを中心として点対称位置に形成されているため、付勢部材7による付勢力は2つの突部11cに略同等に加わるので、第1のラジアル軸受11がモータ軸線に対して傾くことがない。
また、付勢部材7のバネ部72の先端部72bは、回転軸31の反出力側の軸端に当接し、回転軸31を出力側に向けて付勢する。従って、付勢部材7は、それ1つで、回転軸31を付勢する機能と、第1のラジアル軸受11を軸受ホルダ6に固定する機能と担っているので、部品点数の削減を図ることができる。
また、第1のラジアル軸受11において、軸受部11aは、図1に示すステータの内径寸法と略同一の外径寸法を有する円筒状であり、軸受部11aは、ステータ4の中央穴の内側に入り込んだ状態にある。従って、軸受部11aの中心軸線と、ステータ4の中心軸線とを重ねることができる。
さらに、付勢部材7は、軸受ホルダ6の端面にレーザ溶接などの方法で保持されるため、フックなどといった複雑な係合機構を軸受ホルダ6やステータ4に形成する必要がないので、モータ1のモータ軸線Lの方向における寸法を短縮することができる。
なお、図5(a3)、(b3)に示す構成は、ステータ4に対して軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7を取り付けた後、ステータ4の出力側から回転軸31を挿入する方法でも実現することができる。また、図5(a3)、(b3)に示す構成は、軸受ホルダ6に第1のラジアル軸受11を挿入した状態で、軸受ホルダ6に付勢部材7を固定し、しかる後に、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7をステータ4に取り付ける方法と、軸受ホルダ6に付勢部材7を固定した後、軸受ホルダ6に第1のラジアル軸受11を挿入し、しかる後に、軸受ホルダ6、第1のラジアル軸受11、および付勢部材7をステータ4に取り付ける方法でも実現することができる。
(第2のラジアル軸受12、およびワッシャ組5の構成)
図6(a)〜(c)は各々、本発明を適用したモータに用いられる第2のラジアル軸受の断面図、プレートの正面図、およびC−C′断面図である。図7は、図1(b)中の領域Rの拡大断面図である。
図6(a)〜(c)は各々、本発明を適用したモータに用いられる第2のラジアル軸受の断面図、プレートの正面図、およびC−C′断面図である。図7は、図1(b)中の領域Rの拡大断面図である。
図6(a)および図7に示す第2のラジアル軸受12は焼結含油軸受であり、筒状の軸受部12aと、軸受部12aの反出力側端部より拡径した鍔部12bとを有している。また、図6(b)、(c)および図7に示すように、プレート19には、第2のラジアル軸受12の軸受部12aが嵌合する貫通穴19aが形成されており、プレート19は、ステータ4の出力側端面に溶接などの方法で固定されている。
図7に示すように、本形態のモータ1において、回転軸31は、第2のラジアル軸受12を貫通し、回転可能に支持されている。ここで、回転軸31は、図5を参照して説明したように、付勢部材7によって出力側に付勢されているため、モータ軸線Lの方向の位置規制を行う必要がある。そこで、本形態では、回転軸31には、永久磁石32と第2のラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が挿入されている。
ワッシャ組5は、永久磁石32の出力側端面に隣接する第1のワッシャ51と、第2のラジアル軸受12の反出力側端面に隣接する第2のワッシャ52と、第1のワッシャ51と第2のワッシャとの間に位置する第3のワッシャ53とを含んでいる。ここで、第1のワッシャ51は、回転軸31に対して圧入固定されることによりロータ3に固定されており、永久磁石32の端面に接する状態にある。これに対して、第2のワッシャ52および第3のワッシャ53は、回転軸31に対して相対的に回転可能である。
本形態において、第1のワッシャ51と第2のワッシャ52とは外径寸法が同一であるのに対して、第3のワッシャ53は、第1のワッシャ51および第2のワッシャ52より外径よりが小さい。従って、ワッシャ組5において、隣接するワッシャ同士は外径寸法が相違している。
また、第1のワッシャ51、第2のワッシャ52、および第3のワッシャ53はいずれも、薄い樹脂製のリングであり、本形態では、グラファイトなどの固形潤滑材を含むナイロンシートからなる。
このように構成したモータ1において、回転軸31は、付勢部材7によって出力側に付勢されているが、ワッシャ組5および第2のラジアル軸受12によって、回転軸31のモータ軸線Lの方向で位置規制されている。また、ワッシャ組5では、第1のワッシャ51はロータ3に固定されているが、第2のワッシャ52および第3のワッシャ53は、回転軸31に対して相対的に回転可能であるため、ロータ3が回転した際、第1のワッシャ51と第3のワッシャ53との間、第3のワッシャ53と第2のワッシャ52との間、第2のワッシャ52と第2のラジアル軸受12の端面との間で摺動が起こるので、無駄な力がロータ3に加わらない。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のモータ1では、モータ軸線Lの方向の出力側において、ロータ3をスラスト方向で支持するにあたって、回転軸31には、永久磁石32と第2のラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が用いられている。このため、ロータ3が回転した際、ワッシャ同士が摺動する。従って、第2のワッシャ52が樹脂製である場合において、金属製の第2のラジアル軸受12を用いても良好な摺動性が得られるなど、第2のラジアル軸受12の材質にかかわらず、高い摺動性を実現することができる。
以上説明したように、本形態のモータ1では、モータ軸線Lの方向の出力側において、ロータ3をスラスト方向で支持するにあたって、回転軸31には、永久磁石32と第2のラジアル軸受12との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組5が用いられている。このため、ロータ3が回転した際、ワッシャ同士が摺動する。従って、第2のワッシャ52が樹脂製である場合において、金属製の第2のラジアル軸受12を用いても良好な摺動性が得られるなど、第2のラジアル軸受12の材質にかかわらず、高い摺動性を実現することができる。
また、ワッシャ組5において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違しているため、隣接するワッシャの外周縁同士が重なることがないので、ワッシャの外周縁にバリがあっても、バリ同士の干渉が発生せず、ワッシャ同士が良好に摺動する。また、ワッシャ同士の接触面積は、外径寸法の小さな第3のワッシャ53のサイズで規定されることになるので、ワッシャ同士の接触面積が狭く、摺動ロスが小さいため、高い摺動性を実現することができる。それ故、ワッシャ組5および第2のラジアル軸受12は、高い摺動性をもってロータ3をスラスト方向で支持することができ、回転ムラが発生しない。
また、第2のワッシャ52は樹脂製であるが、第2のラジアル軸受12として、焼結含油軸受を用いることができ、かかるラジアル軸受であれば、信頼性が高い軸受を比較的安価に提供することができる。
さらに、ワッシャ組5において、永久磁石32の端面に隣接する第1のワッシャ51はロータ3に固定されており、第1のワッシャ51はロータ3と一体となって回転する。このため、第1のワッシャ51が永久磁石32に対して摺動するということがないので、永久磁石32が摩耗するという事態を回避することができる。特に本形態では、永久磁石32として、焼結型の希土類磁石を用いているので、良好な磁気特性が得られる一方、磨耗などに弱いという欠点があるが、本形態によれば、第1のワッシャ51が永久磁石32に対して摺動するということがないので、永久磁石32として焼結型の希土類磁石を用いても磨耗が発生しない。
また、本形態においては、第1のラジアル軸受11の軸受部11aからラジアル方向に鍔部11bを張り出させるとともに、ステータ4に保持された付勢部材7によって、鍔部11bを軸受ホルダ6の凹部61の底部61c(鍔部支持部)に向けて押し付け固定した構造を採用したため、第1のラジアル軸受11は常に適正な姿勢で軸受ホルダ6に保持される。また、第1のラジアル軸受11の軸受部11aを軸受ホルダ6の軸受支持穴60aに圧入する必要がないため、第1のラジアル軸受11を配置する際、軸受支持穴60aが変形することがない。それ故、第1のラジアル軸受11を高い精度で配置することができる。
また、付勢部材7は、鍔部11bを弾性をもって押し付け固定するバネ性を備えているため、付勢部材7によって、鍔部11bを軸受ホルダ6に確実に押し付け固定することができる。しかも、第1のラジアル軸受11において付勢部材7と重なる面にはモータ軸線で突出する突部11cが形成され、かつ、かかる突部11cは、モータ軸線Lを挟む2箇所に形成されている。このため、第1のラジアル軸受11の軸受部11aの中心軸線がモータ軸線Lに対して傾くことなく、鍔部11bを軸受ホルダ6に押し付け固定することができる。
さらに、本形態においては、軸受ホルダ6の凹部61内に第1のラジアル軸受11の鍔部11bが入り込んだ構造を採用したので、モータ1のモータ軸線Lの方向における寸法を短縮することができ、かつ、凹部61の内周壁61dを第1のラジアル軸受11のモータ軸線L周りの角度位置を規定する位置決め部として利用することができる。また、軸受ホルダ6の凹部61内に第1のラジアル軸受11の鍔部11bが入り込むことにより、凹部61と鍔部11bとが確実に係合するため、鍔部11bが周方向にがたつくことなく、第1のラジアル軸受11の周方向における位置規制を確実に行なうことができる。
(その他の実施の形態)
上記形態では、ワッシャ組5を構成するワッシャにおいては樹脂製のものを用いたが、金属製のものを用いてもよい。また、上記形態では、ワッシャ組5を計3枚のワッシャによって構成したが、第3のワッシャ53を複数枚、用い、ワッシャ組5を計4枚以上のワッシャによって構成してもよい。さらに、上記形態においては、第1のワッシャ51を回転軸31に対して圧入することにより、第1のワッシャ51をロータ3に固定する構成を採用したが、接着剤を用いて第1のワッシャ51をロータ3に固定してもよい。また、上記形態では、第1のワッシャ51および第2のワッシャ52として外径寸法が同一のものを用いたので、準備すべきワッシャの種類を減らすことができたが、外径寸法が全て相違するワッシャを用いてワッシャ組5を構成してもよい。
上記形態では、ワッシャ組5を構成するワッシャにおいては樹脂製のものを用いたが、金属製のものを用いてもよい。また、上記形態では、ワッシャ組5を計3枚のワッシャによって構成したが、第3のワッシャ53を複数枚、用い、ワッシャ組5を計4枚以上のワッシャによって構成してもよい。さらに、上記形態においては、第1のワッシャ51を回転軸31に対して圧入することにより、第1のワッシャ51をロータ3に固定する構成を採用したが、接着剤を用いて第1のワッシャ51をロータ3に固定してもよい。また、上記形態では、第1のワッシャ51および第2のワッシャ52として外径寸法が同一のものを用いたので、準備すべきワッシャの種類を減らすことができたが、外径寸法が全て相違するワッシャを用いてワッシャ組5を構成してもよい。
上記形態では、第1のラジアル軸受11に形成された2つの突部11cについては、モータ軸線Lを中心とする点対称位置に形成したが、2つの突部11cの形成位置はこれに限定されない。
上記形態では、第1のラジアル軸受11の鍔部11bにおいて付勢部材7と重なる面に突部11cを形成したが、付勢部材7において鍔部11bと重ねる面に突部を形成してもよく、かかる突部についても複数、例えば、モータ軸線Lを挟む2箇所に形成することが好ましい。
また、軸受ホルダ6において鍔部11bと重なる面、および鍔部11bにおいて軸受ホルダ6と重なる面のうちの一方に、モータ軸線Lで突出する複数の突部を、例えば、モータ軸線Lを挟む2箇所に形成してもよく、このように場合した場合には、軸受ホルダ6の鍔部支持部(凹部61の底部61c)と第1のラジアル軸受11の鍔部11bとが面接合する構成と比較して、鍔部11bを軸受ホルダ6の鍔部支持部に確実に押し付け固定することができる。
また、上記形態では、付勢部材7を軸受ホルダ6の端面に保持した構成を採用したが、その他の箇所に付勢部材7が保持されている構成を採用してもよい。すなわち、上記形態においては、軸受ホルダ6の端面に付勢部材7をレーザ溶接などの方法で保持する構成を用いているが、溶接面として軸受ホルダ6の端面を用いず、軸受ホルダ6の外周面や、ステータ4の端面あるいは外周面にレーザ溶接などの方法で付勢部材7を保持させた構成を採用してもよい。
1 モータ
3 ロータ
4 ステータ
5 ワッシャ組
6 軸受ホルダ
7 付勢部材
11 第1のラジアル軸受
12 第2のラジアル軸受
31 回転軸
32 永久磁石
51 第1のワッシャ
52 第2のワッシャ
53 第3のワッシャ
3 ロータ
4 ステータ
5 ワッシャ組
6 軸受ホルダ
7 付勢部材
11 第1のラジアル軸受
12 第2のラジアル軸受
31 回転軸
32 永久磁石
51 第1のワッシャ
52 第2のワッシャ
53 第3のワッシャ
Claims (8)
- 回転軸の周りに永久磁石を備えたロータと、該ロータの外周側に配置されたステータと、前記回転軸を支持するラジアル軸受とを有するモータにおいて、
前記回転軸には、前記永久磁石と前記ラジアル軸受との間でワッシャ同士が互いに摺接可能なワッシャ組が挿入され、
当該ワッシャ組には、前記ワッシャとして、前記永久磁石の端面に隣接する第1のワッシャと、前記ラジアル軸受の端面に隣接する第2のワッシャと、前記第1のワッシャと前記第2のワッシャとの間に位置する1枚乃至複数枚の第3のワッシャとが含まれ、
前記第1のワッシャは、前記ロータに固定され、
前記ワッシャ組において隣接するワッシャ同士は、外径寸法が相違していることを特徴とするモータ。 - 前記第1のワッシャは、前記回転軸に圧入固定されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記第1のワッシャは、前記永久磁石の端面に接する状態で前記ロータ上に固定されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記永久磁石は、焼結磁石であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のモータ。
- 前記ラジアル軸受は、金属製であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のモータ。
- 前記第3のワッシャの外径寸法は、前記第1のワッシャの外径寸法および前記第2のワッシャの外径寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のモータ。
- 前記第1のワッシャ、前記第2のワッシャ、および前記第3のワッシャはいずれも、樹脂製であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のモータ。
- 前記第3のワッシャは、前記第1のワッシャと前記第2のワッシャとの間に1枚、配置されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のモータ。
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-
2007
- 2007-06-12 JP JP2007155434A patent/JP2008312286A/ja active Pending
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