JP2017020527A

JP2017020527A - モータの軸受構造

Info

Publication number: JP2017020527A
Application number: JP2015136398A
Authority: JP
Inventors: 早川　幸彦; Yukihiko Hayakawa; 幸彦早川
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-01-26

Abstract

【課題】転がり軸受への装着が容易であると共に、装着のずれや抜けを有効に防止することができる絶縁性のスリーブを備えたモータの軸受構造を提供することである。【解決手段】シャフト３と、このシャフト３を支持する転がり軸受２２と、この転がり軸受２２が保持される凹部３３を有するホルダ部２５と、このホルダ部２５と前記転がり軸受２２とに間に圧入されるスリーブ２４とを備えたモータの軸受構造において、前記スリーブ２４は、前記転がり軸受２２の外周面とホルダ部２５の凹部３３の内周面との間に配置される円筒部３１と、この円筒部３１の上端から内側に向けて傾斜するストッパ片３６とを有し、前記スリーブ２４を介して前記転がり軸受２２を前記凹部３３に圧入した際に、前記ストッパ片３６を前記転がり軸受２２の上部を覆う方向に傾斜させるようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁性のスリーブを介して転がり軸受を軸受保持部材に嵌合させたモータの軸受構造に関するものである。

従来の一般的なモータは、一端が開放した円筒状のハウジングと、このハウジングの開放端部を閉塞するブラケットと、前記ハウジング内で回転可能に配置される回転軸（シャフト）、コイルが巻回されたコア及び整流子等を有するロータと、前記コアを取り囲むようにして配置されてシャフトの回転に必要な磁束を生じさせるマグネット等を有するステータとを備えている。また、前記ロータの軸受構造として、転がり軸受を用いて構成される場合が多い。

特許文献１には、上記構成からなるモータの軸受構造として、転がり軸受の他に、この転がり軸受を構成する外輪に対して予圧を付与するためのスプリングと、転がり軸受の電食を防止するための絶縁材とを備えている。

一般に、ステータに高周波電流が流れた場合、シャフトの電位がハウジングの電位よりも高くなる。このような高い電位がシャフトに生じると転がり軸受に電食が発生しやすくなるが、前記絶縁材を転がり軸受に装着することで、シャフトに流れる電流を遮断することができる。

特許文献２には、転がり軸受を回転保持する前記絶縁部材（スリーブ）の端部に顎部を設け、この顎部によって、スリーブが転がり軸受からずれたり、抜けたりするのを防止した構造のモータが開示されている。

特開２０００−１５６９５２号公報特開平１０−７５５５１号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示されているようなスリーブにあっては、端部に顎部が設けられているため、この顎部によってスリーブを転がり軸受に装着させる際の障害となる場合がある。このため、スリーブの装着が不十分であったり、装着に時間がかかったりするなどの組立上の煩雑さが問題となっていた。

そこで本発明は、転がり軸受への装着が容易であると共に、装着のずれや抜けを有効に防止することができる絶縁性のスリーブを備えたモータの軸受構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のモータの軸受構造は、回転軸と、この回転軸を支持する転がり軸受と、この転がり軸受が保持される凹部を有する軸受保持部材と、この軸受保持部材と前記転がり軸受とに間に圧入される絶縁部材とを備えたモータの軸受構造において、前記絶縁部材は、前記転がり軸受の外周面と軸受保持部材の凹部の内周面との間に配置される円筒部と、この円筒部の上端から内側に向けて傾斜するストッパ片とを有し、前記絶縁部材を介して前記転がり軸受を前記軸受保持部材の凹部に圧入した際に、前記ストッパ片が前記転がり軸受の上部を覆う方向に傾斜することを特徴とする。

本発明のモータの軸受構造によれば、転がり軸受とこの転がり軸受を保持する軸受保持部材との間に圧入される絶縁部材の円筒部の上端に傾斜可能なストッパ片を設けることで、前記絶縁部材を介して転がり軸受を軸受保持部材に圧入する際に、前記ストッパ片を傾斜させて転がり軸受の上部を覆うことができる。これによって、前記絶縁部材の転がり軸受からのずれや脱落等が生じなくなり、前記転がり軸受と軸受保持部材との間を確実に絶縁することができる。

本発明に係る軸受構造を備えたモータの断面図である。第１実施形態の軸受構造の要部断面図である。第１実施形態のスリーブの断面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。第１実施形態のスリーブを用いた軸受部分の組立前（ａ）及び組立後（ｂ）の断面図である。第２実施形態の軸受構造の要部断面図である。第２実施形態のスリーブの断面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。第２実施形態のスリーブを用いた軸受部分の組立前（ａ）及び組立後（ｂ）の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のモータ１は、ロータ１１とステータ１２とによって構成されている。前記ロータ１１には、回転力を外部に伝達するための回転軸（シャフト）３と、このシャフト３の回転を支持する一対の転がり軸受２２と、シャフト３の長手方向の中央部に設けられ、磁束の通路となる鉄心（コア）４とを備えている。前記シャフト３には、前記コイル１７に流れる電流の方向と相を切り替えるための整流子９及びブラシ５が配置され、前記コア４には複数の溝（コアスロット）が形成されている。また、前記コアスロットには、巻線（コイル）１７が多数回巻き付けられている。このため、コア４の両側にコイル１７が膨らむように配設された構造となる。なお、コア４とコイル１７との間には両者の絶縁を保つ絶縁層１６が介在しており、絶縁層１６の材質には例えばエポキシ樹脂が用いられる。

前記ステータ１２は、前記ロータ１１を収容するハウジング２と、このハウジング２の内周面に沿って等間隔で固定される複数のマグネット１５とを備えている。この複数のマグネット１５によって、前記ロータ１１のトルク発生に必要な磁束を発生させている。

前記ハウジング２は、鋼板に深絞り加工を施すことで円筒状に形成されており、対向する一対の開放端には前記シャフト３の先端部を突出させた状態でロータ１１をハウジング２に組み込み固定させるための円板状のブラケット２１が取り付けられる。前記シャフト３は、ブラケット２１の中央部に設けられている軸孔２９を通して回転支持されている。前記ブラケット２１は、ハウジング２と同様の鋼板が用いられている。

図２は、前記ブラケット２１に絶縁部材（スリーブ）２４及び転がり軸受２２を組み込んだ状態におけるモータ１の下方側の軸受部分における構成を示したものである。この軸受部分は、シャフト３が貫通する転がり軸受２２と、この転がり軸受２２を保護するスリーブ２４と、このスリーブ２４を介して転がり軸受２２が組み込まれるブラケット２１とからなっている。前記スリーブ２４は、転がり軸受２２の電食を防止するためのもので、絶縁性の高い耐熱樹脂によって円筒形状に形成されている

前記ブラケット２１には、転がり軸受２２を嵌合させるための軸受保持部材（ホルダ部）２５が設けられている。このホルダ部２５には、前記転がり軸受２２を収容する凹部３３と、この凹部３３の中心に前記転がり軸受２２によって軸支持されているシャフト３を通す軸孔２９が設けられている。

図１に示したように、前記ブラケット２１はハウジング２の開放端を閉塞するようにして嵌合することで、前記転がり軸受２２に取り付けられているシャフト３の位置決めがなされる。前記シャフト３は、ホルダ部２５に設けられている軸孔２９と接触しないように保持されている。

前記転がり軸受２２は、導電性部材によって形成され、シャフト３の回転面に沿って摺動する内輪１８ａと、凹部３３の内周面３４に当接する外輪１８ｂと、内輪１８ａと外輪１８ｂの間で転動する複数の転動体１９とによって構成されている。

本発明の特徴的なところは、前記スリーブ２４が前記転がり軸受２２のホルダ部２５からのずれや抜けを防止するためのストッパ片３６を有し、このストッパ片３６が前記転がり軸受２２のホルダ部２５内への圧入によって、転がり軸受２２の上部を閉塞するように傾斜するようになっていることにある。以下、前記スリーブの各実施形態について説明する。

図２及び図３は第１実施形態のスリーブ２４及びこのスリーブ２４を用いた軸受構造の構成例を示したものである。このスリーブ２４は、図２に示したように、転がり軸受２２の外輪１８ｂの外周面２３を囲う円筒部３１と、この円筒部３１から外輪１８ｂの下面２６に回り込む底部３２とを有して形成されている。

図４に示すように、前記スリーブ２４が装着された転がり軸受２２を前記ホルダ部２５の凹部３３の内周面３４に沿って圧入していき、スリーブ２４の底面３２が前記凹部３３の底面３５に配置されているワッシャースプリング２７に当接する位置まで進むと、前記ストッパ片３６の張出部（外側面）３６ｂの下面３６ｃの一端が凹部３３の上縁部３３ａに乗り上げるようにしてストッパ片３６が傾き、転がり軸受２２の上端縁２２ａを基点として外輪１８ｂの上面に覆い被される。これによって、前記凹部３３の底部に配置されているワッシャースプリング２７からの予圧がかかる外輪１８ｂの上方への抜けを防止することができる。

前記ストッパ片３６は、図３（ａ）に示すように、前記円筒部３１の上端からこの円筒部３１の内周面３１ａと面一に延びる内側面３６ａと、円筒部３１の外周面３１ｂよりも外側に張り出す前記外側面３６ｂと、前記円筒部３１との間に、円筒部３１の外周面３１ｂより内側に向かう切り込み部３７とを有してブロック状に形成され、前記切り込み部３７の基端部３６ｄを基点として円筒部３１の内側に向けて傾斜可能となっている。また、図３（ｂ）に示すように、前記ストッパ片３６は、前記円筒部３１の円周方向に沿って均等な間隔で複数形成されており、それぞれが軸心Ｏに向けて傾斜可能となっている。

図４（ａ）に示すように、前記スリーブ２４は、転がり軸受２２の外輪１８ｂの外周面２２ｂ及び底面２２ｃに密接した状態で、前記凹部３３の底部３５に向けて挿入される。その際、前記スリーブ２４の円筒部３１が前記外輪１８ｂの外周面２２ｂと凹部３３の内周面３４とに挟まれるようにして圧接される。そして、図４（ｂ）に示すように、前記スリーブ２４の底面３２がワッシャースプリング２７に達するまで挿入されると、前記ストッパ片３６の下面３６ｃの一端が凹部３３の上縁部３３ａに当接して乗り上げる。これによって、前記ストッパ片３６が前記外輪１８ｂの上端縁２２ａに当接されている内側面３６ａの基端部３６ｄを中心にして内側に傾斜し、前記外輪１８ｂの上部に覆い被さるように傾斜する。このストッパ片３６の動きによって、ワッシャースプリング２７を介して予圧が付与されている前記外輪１８ｂがホルダ部２１からずれたり、抜けたりしないように保持することができる。

図５乃至図７は第２実施形態のスリーブ４１及びこのスリーブ４１を用いた軸受構造の構成例を示したものである。この実施形態のスリーブ４１は、図５に示すように、ホルダ部２１の凹部３３の内周面３４に沿って密接される円筒部４２と、凹部３３の底面３５に配置されているワッシャースプリング２７上に載置される底面４３と、前記円筒部４２の上端から延びるストッパ片４４とによって形成されている。

前記ストッパ片４４は、図６（ａ）に示すように、前記円筒部４２の上端から円筒部４２の内周面４２ａと面一に延びる内側面４４ａ及び円筒部４２の外周面４２ｂよりも内側に位置する外側面４４ｂを有して形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、前記ストッパ片４４は、前記円筒部４２の円周方向に沿って均等な間隔で複数形成されている。

図７（ａ）に示すように、前記スリーブ４１は、ホルダ部２１の凹部３３の内周面３４に沿って密接され、前記円筒部４２の内周面４２ａに沿うようにして転がり軸受２２が挿入される。その際、前記スリーブ４１の円筒部４２が転がり軸受２２の外輪１８ｂの外周面と凹部３３の内周面３４に挟まれながら底面４３がワッシャースプリング２７に達する位置で圧接される。このとき、前記外輪１８ｂの上端縁２２ａがストッパ片４４の基端部４４ｃを圧迫する。この圧迫によって、前記ストッパ片４４が内側面４４ａの基端部４４ｃを基点として外輪１８ｂの上部に覆い被さるように傾斜する。これによって、ワッシャースプリング２７によって予圧が付与された前記転がり軸受２２の外輪１８ｂがホルダ部２１からずれたり、抜けたりしないように保持することができる。

上記第１及び第２実施形態で示したようなスリーブ２４，４１を用いることによって、転がり軸受２２をホルダ部２１に圧入させるだけで、前記転がり軸受２２の外輪１８ｂのずれや抜けを防止することができる。このため、別途ストッパ片材やその他の抜け防止部材を設ける必要がなく、組立作業を容易に行うことができる。

勿論、上記各実施形態におけるスリーブの材料として絶縁性の高い耐熱樹脂を用いているので、転がり軸受２２に電流が流れるのを阻止し、電食の発生を未然に防止する効果も有したものとなっている。

本発明のモータの軸受構造は、図１及び図２に示したように、シャフト３が挿入された転がり軸受２２にスリーブ２４を圧入して取り付けた状態で、ブラケット２１に設けられているホルダ部２５の凹部３３に挿入して取り付けられる。

Ｏ軸心
１モータ
２ハウジング
３シャフト（回転軸）
４コア
５ブラシ
９整流子
１１ロータ
１２ステータ
１３固定具
１５マグネット
１６絶縁層
１７コイル
１８ａ内輪
１８ｂ外輪
１９転動体
２１ブラケット
２２転がり軸受
２２ａ上端縁
２２ｂ外周面
２２ｃ底面
２３外周面
２４スリーブ（絶縁部材）
２５ホルダ部（軸受保持部材）
２６下面
２７ワッシャースプリング
２９軸孔
３１円筒部
３１ａ内周面
３１ｂ外周面
３２底面
３３凹部
３３ａ上縁部
３４内周面
３５底面
３６ストッパ片
３６ａ内側面
３６ｂ張出部（外側面）
３６ｃ下面
３６ｄ基端部
３７切り込み部
４１スリーブ（絶縁部材）
４２円筒部
４２ａ内周面
４２ｂ外周面
４３底面
４４ストッパ片
４４ａ内側面
４４ｂ外側面
４４ｃ基端部

Claims

回転軸と、この回転軸を支持する転がり軸受と、この転がり軸受が保持される凹部を有する軸受保持部材と、この軸受保持部材と前記転がり軸受とに間に圧入される絶縁部材とを備えたモータの軸受構造において、
前記絶縁部材は、前記転がり軸受の外周面と軸受保持部材の凹部の内周面との間に配置される円筒部と、この円筒部の上端から内側に向けて傾斜するストッパ片とを有し、
前記絶縁部材を介して前記転がり軸受を前記軸受保持部材の凹部に圧入した際に、前記ストッパ片が前記転がり軸受の上部を覆う方向に傾斜することを特徴とするモータの軸受構造。
前記ストッパ片は、前記円筒部の外周面よりも外側に張り出す張出部を有し、
前記絶縁部材を介して前記転がり軸受を前記軸受保持部材の凹部内に挿入した際に、前記ストッパ片の張出部の下面が前記軸受保持部材の凹部の内周面の上端に当接することで、ストッパ片が前記転がり軸受の上面を覆う方向に傾斜する請求項１に記載のモータの軸受構造。
前記ストッパ片は、前記円筒部の上端から円筒部の内周面と面一に延びる内側面及び円筒部の外周面よりも外側に張り出す張出部の外側面を有してブロック状に形成されている請求項２に記載のモータの軸受構造。
前記円筒部と前記ストッパ片との間には、円筒部の外周面より内側に向かう切り込み部が設けられている請求項１乃至３に記載のモータの軸受構造。
前記ストッパ片は、前記円筒部の内周面の上端から上方に延びる内側面と円筒部の外周面よりも内側に位置する外側面とを有し、
前記絶縁部材を介して前記転がり軸受を前記軸受保持部材の凹部内に挿入した際に、前記ストッパ片の内側面が前記円筒部の内周面の上端を基点として転がり軸受の上面を覆う方向に傾斜する請求項１に記載のモータの軸受構造。
前記ストッパ片の内側面が前記円筒部の内周面と面一である請求項５に記載のモータの軸受構造。
前記ストッパ片が前記円筒部の周方向に沿って複数等間隔に形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載のモータの軸受構造。