JP2563982Y2 - モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、モータに関し、特に、
偏心軸付モータ軸の回転バランスを確保するためのバラ
ンサの取付構造に係り、例えば、往復ピストン容積形ポ
ンプ駆動用のモータに利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、往復ピストン容積形ポンプがモ
ータにより駆動される場合、モータ軸の先端部に偏心軸
が一体回転するように設けられ、この偏心軸にピストン
のコネクティングロッドが軸受を介して回転自在に連結
されている。このモータにおいては、この偏心軸にバラ
ンサが取り付けられることにより、偏心軸分の回転バラ
ンスが確保されている。

【０００３】従来のこの種のモータにおけるバランサの
取り付け方法としては、モータ軸の先端に配設された偏
心軸の片側にバランサを嵌合して一体回転するように固
定する方法が採用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】このようなバランサの
取付構造において、組付作業を簡略化する手段として、
偏心軸とバランサとを予め一体的に製作しておき、この
一体化されたバランサ付偏心軸をモータ軸に組み付ける
方法、が考えられる。

【０００５】さらに、このバランサ付偏心軸を焼結成形
法によって一体的に成形することにより、加工工数を大
幅に低減することができるため、偏心軸付モータ軸の生
産性を高めることができる。

【０００６】ところが、バランサ付偏心軸は軸心方向が
非対称形状になるため、焼結成形法によって一体成形す
ることができない。そのため、バランサ付偏心軸を焼結
成形法によって製作しようと計画した場合、対称形のバ
ランサ付偏心軸を焼結成形法によって一体成形した後、
この対称形バランサ付偏心軸を切削加工法によって、所
望の非対称形状に加工する必要がある。

【０００７】しかしながら、切削加工を使用したので
は、焼結成形法のメリットを充分に活用することができ
ないため、生産性の充分な増加は望めない。

【０００８】本考案の目的は、偏心軸およびバランサの
取付構造について焼結成形法を充分に活用することがで
きるモータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案に係るモータは、
モータ軸の端部に偏心軸が一体回転するように配設され
ているとともに、偏心軸との回転バランスを確保するた
めのバランサがモータ軸と一体回転するように固定され
ているモータにおいて、前記偏心軸は焼結成形法によ
り、偏心位置に軸挿通孔が開設された円柱形状に一体成
形されており、また、前記バランサは焼結成形法によ
り、偏心位置に軸挿通孔が開設され、前記偏心軸よりも
大径の円柱形状に一体成形されているとともに、その一
端面には回り止め穴が一体的に没設されており、前記偏
心軸とバランサとは互いの軸挿通孔のそれぞれが芯合わ
せされた状態で、偏心軸の一端部がバランサの前記回り
止め穴に嵌入されて一体化され、さらに、一体化された
前記偏心軸およびバランサが前記軸挿通孔において前記
モータ軸に嵌合されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】前記した手段によれば、偏心軸およびバランサ
が焼結成形法によってそれぞれ一体成形されているた
め、加工工数が大幅に低減される。

【００１１】そして、偏心軸とバランサとは各別に焼結
成形された後、圧入によって一体化されるため、一体化
後の形状において非対称形を実現することができる。し
たがって、切削加工によって非対称形形状を作り出す必
要はないため、焼結成形法のメリットを低減させなくて
済ますことができる。

【００１２】

【実施例】図１は本考案の一実施例である往復ピストン
容積形ポンプ駆動用モータを示す縦断面図、図２はその
要部を示す分解斜視図、図３（ａ）、（ｂ）はその作用
を説明するための各説明図である。

【００１３】本実施例において、本考案に係るモータ
は、往復ピストン容積形ポンプ駆動用モータとして構成
されている。このモータ１０はモータ部と、ピストンが
往復動する容積形ポンプ部とを備えている。

【００１４】モータ部１１はヨーク１３とエンドブラケ
ット１２とから成るハウジングを備えており、ヨーク１
３の内周にはマグネット１４が複数個、磁界を形成する
ように周方向に等間隔に配されて固定されている。モー
タハウジング内にはヨーク１３の長さよりも長いモータ
軸１５が回転自在に軸架されており、モータ軸１５には
アーマチュア１６およびコミテータ１７が互いに隣合わ
せに配されて固装されている。このコミテータ１７には
ブラシ１８が摺接されており、モータ軸１５はその一端
部が端部軸受１９により、また、中間部が中間部軸受２
０によりそれぞれ回転自在に支承されている。

【００１５】モータ軸１５の中間部軸受２０側の先端部
はハウジングの外部に突出されており、その突出端部に
は取付部２１が、軸線方向に一体的に形成されている。
この取付部２１は、モータ軸１５よりも直径の小さな円
柱形状に形成されている小径部２２と、この小径部２２
の基端側片脇に形成されている雄一方取り部２３と、小
径部２２の先端部に形成されており、ストッパリング２
６が嵌着される環状溝２５とによって構成されている。

【００１６】取付部２１には偏心軸が一体回転するよう
に取り付けられているとともに、その両側に第１バラン
サおよび第２バランサが配設されて一体回転するように
固定されている。

【００１７】偏心軸３０は焼結成形法によって略円柱形
状に一体成形されており、その中央部には取付部２１の
小径部２２と同径の偏心軸孔３１が、その孔心（Ａ）が
この偏心軸３０の中心線Ｂ（以下、偏心Ｂということが
ある。）に対して寸法Ｅだけ偏心されて開設されてい
る。

【００１８】この軸挿通孔３１の一端部には、モータ軸
１５の外径と同径の円形形状に形成された回り止め穴３
２が連続するように開設されており、この回り止め穴３
２はモータ軸１５の中心線Ａと同軸上に配されている。
したがって、この回り止め穴３２は軸挿通孔３１に対し
て同心になっており、また、偏心軸３０の偏心Ｂに対し
て寸法Ｅだけ偏心した状態になっている。また、回り止
め穴３２の一部には雄一方取り部２３に嵌合する雌一方
取り部３３が形成されている。

【００１９】この偏心軸３０の片側端部には第１バラン
サ３４が嵌合されている。第１バランサ３４は焼結成形
法によって略円盤形状に一体成形されている。第１バラ
ンサ３４の中心線上には軸挿通孔３５が開設されてお
り、軸挿通孔３５にはモータ軸１５が挿通されている。
軸挿通孔３５には雄一方取り部２３に嵌合する雌一方取
り部３６が形成されている。

【００２０】第１バランサ３４には回り止め穴３７が軸
挿通孔３５の端部に連続するように開設されており、こ
の回り止め穴３７は偏心軸孔３１の中心線Ｂと同心に配
されている。第１バランサ３４がモータ軸１５に嵌合さ
れる以前に、回り止め穴３７には偏心軸３０が圧入され
る。このとき、偏心軸３０の軸挿通孔３１と第１バラン
サ３４の軸挿通孔３５とが芯合わせされる。

【００２１】偏心軸３０の外周には後記するコネクティ
ングロッド軸受４９が第１バランサ３４に隣接して嵌合
されており、この軸受４９には後記するコネクティング
ロッドが嵌合されている。

【００２２】取付部２１の小径部２２における先端部に
は第２バランサ４０が、コネクティングロッド軸受４９
に隣接して一体回転するように嵌合されている。第２バ
ランサ４０は焼結成形法によって略円盤形状に一体成形
されている。第２バランサ４０には軸挿通孔４１がモー
タ軸１５の中心線Ａと同心に開設されている。

【００２３】第２バランサ４０には第２の回り止め穴４
３が、軸挿通孔４１におけるコネクティングロッド軸受
側の端部に配されて連続するように開設されており、こ
の回り止め穴４３はモータ軸１５の中心線Ａに対して偏
心量Ｅだけ偏心されている。したがって、回り止め穴４
３は偏心軸３０の軸挿通孔３１の中心線Ｂと同心に配さ
れている。そして、第２バランサ４０の回り止め穴４３
は偏心軸３０の端部に嵌合されており、この状態で、取
付部２１の小径部２２と軸挿通孔４１とが嵌合されてい
る。

【００２４】取付部２１の環状溝２５にはストッパリン
グ２６が嵌着されており、このストッパリング２６によ
って第１バランサ３４、偏心軸３０および第２バランサ
４０は軸方向への抜けが阻止されるようになっている。

【００２５】そして、本実施例において、第１バランサ
３４および第２バランサ４０は、偏心軸３０に対してダ
イナミックアンバランスおよびスタッティックアンバラ
ンスを同時に修正するために、図３（ａ）に示されてい
る重心Ｇ１、Ｇ２のアンバランス量および位置が次式を
満足するように設定されている。

【００２６】 Ｍ１×Ｌ１＝Ｍ２×Ｌ２・・・ Ｍ１＋Ｍ２＝Ｍ３ ・・・

【００２７】ここで、Ｍ１は第１バランサ３４の重心Ｇ
１における第１バランサ３４のアンバランス量であっ
て、第１バランサ３４の質量×中心線Ａからの距離によ
って求められる。Ｍ２は第２バランサ４０の重心Ｇ２に
おける第２バランサ４０のアンバランス量であって、第
２バランサ４０の質量×中心線Ａからの距離、によって
求められる。Ｍ３は偏心軸３０の重心Ｇ３における偏心
軸３０のアンバランス量であって、偏心軸３０の質量×
中心線Ａからの距離、によって求められる。Ｌ１は第１
バランサ３４の重心Ｇ１と偏心軸３０の重心Ｇ３との距
離、Ｌ２は第２バランサ４０の重心Ｇ２と偏心軸３０の
重心Ｇ３との距離、である。

【００２８】前記式によってダイナミックアンバラン
スが修正され、前記式によってスタティックアンバラ
ンスが修正される。なお、第１バランサ３４にはモータ
軸１５、バランサ３４および偏心軸３０に形成された一
方取り部２３、３６、３３等によってアンバランスにつ
いての修正分が加味されている。

【００２９】他方、ポンプ部５０はポンプケーシング５
１を備えており、ポンプケーシング５１はモータ部１１
のエンドブラケット１２に隣接されて固定されている。
ポンプケーシング５１にはシリンダ室５２が一体的に形
成されており、このシリンダ室５２にはピストン５３が
摺動自在に嵌合されている。

【００３０】ピストン５３にはコネクティングロッド５
４の一端部がピン５５を介して回転自在に連結されてお
り、このコネクティングロッド５４の他端部はコネクテ
ィングロッド軸受４９により回転自在に支承されてい
る。

【００３１】シリンダ室５２の一端（上端部）にはシリ
ンダヘッド５６が当接されて固定されており、このシリ
ンダヘッド５６には吐出口５７および吸入口５８がそれ
ぞれ開設されている。吐出口５７側には吐出弁５９が流
体の流通を開閉するように配設されており、吸入口５８
には吸入弁６０が流体の流通を開閉するように配設され
ている。

【００３２】吐出弁５９はスプリング（図示せず）の付
勢力によって吐出口５７を閉鎖し、シリンダ室５２内の
圧力が上昇したときにスプリングの付勢力に抗して吐出
口５７を開くように構成されている。吸入弁６０はスプ
リング（図示せず）の付勢力によって吸入口５８を閉鎖
し、シリンダ室５２内の圧力が低下したときにスプリン
グの付勢力に抗して吸入口５８を開くように構成されて
いる。

【００３３】次に作用を説明する。モータが運転されて
モータ軸１５が回転すると、両バランサ３４、４０自体
はＡ軸を中心として回転（自転）するが、偏心軸３０は
モータ軸１５の中心線Ａを中心点とし、偏心軸３０の中
心線である偏心Ｂを軌跡とする円（すなわち、中心線Ａ
と偏心Ｂとの偏心量Ｅを半径とする円）に沿って公転す
る。

【００３４】したがって、この偏心軸３０の公転運動に
追従してコネクティングロッド軸受４９も公転運動を行
い、このコネクティングロッド軸受４９の公転運動に伴
い、このコネクティングロッド軸受４９に支承されたコ
ネクティングロッド５４を介してピストン５３がシリン
ダ５２内を往復運動する。

【００３５】ピストン５３の往復運動の際、ピストン５
３が上昇して圧縮行程に移行すると、シリンダ室５２内
が加圧され、加圧された流体が吐出口５７を介して排出
される。次に、ピストン５３が下降し吸入行程に入る
と、吸入弁６０を介してシリンダ５２内に流体が導入さ
れる。この動作を繰り返すことによって、ポンプ作用が
実行される。

【００３６】ところで、モータ軸１５には偏心軸３０が
一体的に突設されているため、ポンプ部５０を除いたモ
ータ軸１５自体の回転バランスは、偏心軸３０のアンバ
ランス量分だけ不均衡になっている。

【００３７】しかし、本実施例においては、モータ軸１
５の中間部に第１バランサ３４と第２バランサ４０とが
モータ軸１５と一体回転するように嵌着されているた
め、偏心軸３０の不均衡が第１、第２バランサ３４、４
０によって修正されることになる。つまり、モータ軸１
５自体の回転バランスは偏心軸３０と第１、第２バラン
サ３４、４０との相殺により均衡が図られた状態にな
る。

【００３８】このとき、第１バランサ３４および第２バ
ランサ４０は、前記式およびを満足するように構成
されているため、偏心軸３０についてのダイナミックア
ンバランスおよびスタティックアンバランスが偏心軸３
０の近傍において同時に修正される。このため、本実施
例によれば、第１バランサ３４および第２バランサ４０
のアンバランス量をいずれも小さく抑制することができ
る。その結果、モータ軸１５全体としての回転アンバラ
ンスの修正作業を簡略化することができる。

【００３９】すなわち、例えば、図３（ｂ）に示されて
いるように、偏心軸３０の片側にバランサｂが付設され
ることによって、偏心軸３０のアンバランスが修正され
る従来例の場合には、モータ軸１５のアーマチュア１６
に第１バランサとしてパテａが固定的に取り付けられた
り、反対に、アーマチュア１６に切欠部（図示せず）が
切設されたりすることにより、モータ軸１５全体の回転
アンバランスが修正されることになる。

【００４０】そして、この従来例の場合におけるアンバ
ランスの修正作業は、次式、を満足するように実行
されることになる。

【００４１】 Ｍａ×Ｌａ＝Ｍｂ×Ｌｂ・・・ Ｍｂ＋Ｍａ＝Ｍ３ ・・・

【００４２】前記式中、Ｍａはアーマチュア１６に固着
されるパテａの重心Ｇａにおけるパテａのアンバランス
量であって、パテａの質量×中心線Ａからの距離、によ
って求められる。Ｌａはパテａの重心Ｇａと偏心軸３０
の重心Ｇ３とからの距離、Ｍｂはバランサｂの重心Ｇｂ
におけるバランサｂのアンバランス量であって、バラン
サｂの質量×中心線Ａからの距離によって求められる。
Ｌｂはバランサｂの重心Ｇｂと偏心軸３０の重心Ｇ３と
の距離である。

【００４３】前記式、において、ＬａはＬｂよりも
きわめて大きいから、偏心軸３０の片側に配設されるバ
ランサｂのアンバランス量Ｍｂは、パテａのアンバラン
ス量Ｍａよりも遙かに大きく設定する必要がある。した
がって、従来例におけるバランサｂのアンバランス量Ｍ
ｂは、本実施例における第１バランサ３４および第２バ
ランサ４０のアンバランス量Ｍ１とＭ２との総和と同じ
になる。

【００４４】バランサｂのアンバランス量Ｍｂが大きく
なると、バランサｂのサイズが大きくなるため、バラン
サｂがポンプ部５０の構成部品と干渉し易くなる。

【００４５】しかし、本実施例においては、第１バラン
サ３４および第２バランサ４０のアンバランス量のそれ
ぞれＭ１、Ｍ２を小さく抑制することができるため、第
１バランサ３４および第２バランサ４０を小型化するこ
とができ、その結果、ポンプ部５０の構成部品との干渉
を未然に回避することができる。

【００４６】また、バランサｂのアンバランス量Ｍｂが
大きくなると、バランサｂによるアンバランスの修正に
おいて誤差が発生し易く、かつ、その誤差の量も大きく
なり易い。そこで、モータ軸１５全体としてパテａによ
るアンバランスの修正作業が実施されることになるが、
大きい誤差が発生する分だけ、その修正作業は難しくな
る。

【００４７】しかし、本実施例においては、第１バラン
サ３４および第２バランサ４０によって偏心軸３０分の
アンバランスはダイナミックおよびスタティックの双方
について小さなアンバランス量によって修正されるた
め、第１バランサ３４、第２バランサ４０によるアンバ
ランスの修正において、誤差の発生頻度は抑制され、か
つ、発生する誤差の量はきわめて抑制される。

【００４８】したがって、本実施例においては、モータ
軸１５全体としてのアンバランスの修正作業は、偏心軸
３０分を除く、アーマチュア１６やコミテータ１７に関
するアンバランスの修正に限定されることになるため、
きわめて簡単に実施することができる。

【００４９】本実施例によれば、偏心軸３０、第１バラ
ンサ３４および第２バランサ４０がいずれも、焼結成形
法によってそれぞれ一体成形されているため、その加工
工数が大幅に低減されるとともに、大量生産することが
できる。

【００５０】そして、偏心軸３０と第１バランサ３４と
は各別に焼結成形された後、モータ軸１５に嵌合される
前に、偏心軸３０の一端部が第１バランサ３４の回り止
め穴３７に嵌入されることによって一体化されるため、
一体化後の形状において非対称形状を実現することがで
きる。つまり、焼結成形後に切削加工によって非対称形
状のバランサ付偏心軸を作り出す必要がないため、焼結
成形法の前記メリットを低減させなくて済む。

【００５１】なお、本考案は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００５２】例えば、第１バランサ３４および第２バラ
ンサ４０はこれらの回り止め穴３７、４３においてモー
タ軸１５と偏心軸３０とに跨がって嵌合されていること
により、その偏心関係によって回り止めされた状態にな
るため、一方取り部２３、３３、３６は省略することが
できる。

【００５３】また、第２バランサ４０は場合によっては
省略することができる。

【００５４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
偏心軸およびバランサの取付構造について焼結成形法を
充分に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である揺動ピストン容積形ポ
ンプ駆動用モータを示す縦断面図である。

【図２】その要部を示す分解斜視図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）はその作用を説明するための各
説明図である。

【符号の説明】

１０…揺動ピストン容積形ポンプ駆動用モータ、１１…
モータ部、１２…エンドブラケット、１３…ヨーク、１
４…マグネット、１５…モータ軸、１６…アーマチュ
ア、１７…コミテータ、１８…ブラシ、１９…端部軸
受、２０…中間部軸受、２１…取付部、２２…小径部、
２３…雄一方取り部、２５…環状溝、２６…ストッパリ
ング、３０…偏心軸、３１…軸挿通孔、３２…回り止め
穴、３３、３６…雌一方取り部、３４…第１バランサ、
３５…軸挿通孔、３７…回り止め穴、４０…第２バラン
サ、４１…軸挿通孔、４３…回り止め穴、４９…コネク
ティングロッド軸受、５０…ポンプ部、５１…ポンプケ
ーシング、５２…シリンダ室、５３…ピストン、５４…
コネクティングロッド、５５…ピン、５６…シリンダヘ
ッド、５７…吐出口、５８…吸入口、５９…吐出弁、６
０…吸入弁。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ軸の端部に偏心軸が一体回転する
   ように配設されているとともに、偏心軸との回転バラン
   スを確保するためのバランサがモータ軸と一体回転する
   ように固定されているモータにおいて、 前記偏心軸は焼結成形法により、偏心位置に軸挿通孔が
   開設された円柱形状に一体成形されており、 また、前記バランサは焼結成形法により、偏心位置に軸
   挿通孔が開設され、前記偏心軸よりも大径の円柱形状に
   一体成形されているとともに、その一端面には回り止め
   穴が一体的に没設されており、 前記偏心軸とバランサとは互いの軸挿通孔のそれぞれが
   芯合わせされた状態で、偏心軸の一端部がバランサの前
   記回り止め穴に嵌入されて一体化され、 さらに、一体化された前記偏心軸およびバランサが前記
   軸挿通孔において前記モータ軸に嵌合されていることを
   特徴とするモータ。