JP3525863B2 - 直流電動機 - Google Patents

直流電動機

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JP3525863B2 JP2000165792A JP2000165792A JP3525863B2 JP 3525863 B2 JP3525863 B2 JP 3525863B2 JP 2000165792 A JP2000165792 A JP 2000165792A JP 2000165792 A JP2000165792 A JP 2000165792A JP 3525863 B2 JP3525863 B2 JP 3525863B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンチロックブレ
ーキシステムで用いられるプランジャポンプのプランジ
ャのように、回転軸の径方向に往復直線変位する負荷を
駆動する直流電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車のアンチロックブレーキシ
ステム(ABS)に油圧を与えるプランジャポンプを駆
動する直流電動機は、図7(A)(B)〜図9に示すよ
うに、ロータ1とステータ2とからなる電動機本体3を
備えている。
【0003】ロータ1は、回転軸4に固定された電機子
5及びコンミュテータ6とを備えている。電機子5は、
回転軸4に固定されたコア7の外周の凸極にコイル8が
巻装された構造になっている。コイル8の端末は、コン
ミュテータ6に接続されている。
【0004】ステータ2は、ほぼカップ状に形成された
ヨーク9と、該ヨーク9の周壁部の内周に固定された永
久磁石界磁10と、該ヨーク9のフロント側開口部を閉
塞するフロントカバー11と、該フロントカバー11の
内面に取付けられてブラシがコンミュテータ6に接触す
るブラシ組立体12とを備えている。
【0005】回転軸4はリヤー側の電動機側軸受13及
びフロント側の電動機側軸受14によりそれぞれヨーク
9の底壁中央部及びフロントカバー11の中央部に支持
されている。回転軸4の先端には、段差部4aを介して
小径軸部4bが設けられている。
【0006】該小径軸部4bには、その中心軸線方向に
位置を違えて偏心カム部15aと該偏心カム部15aの
偏心方向に対して逆方向に偏心したバランサ部15bと
を有するカムバランサ15が回転軸4と一緒に回転する
ように装着されている。偏心カム部15aは、図8に示
すように、その中心軸線Obが小径軸部4bの中心軸線
Oaに対して径方向に偏心量d1 だけ偏心させて設けら
れている。バランサ部15bは、図9に示すように、そ
の重心位置Ocが偏心カム部15aの偏心方向に対して
逆方向に偏重心量d2 だけ移動させられている。
【0007】フロント側の電動機側軸受14は、段差部
4aに隣接した位置で回転軸4を支持するように配置さ
れている。
【0008】偏心カム部15aの外周には負荷駆動用軸
受16が装着され、該負荷駆動用軸受16により図示し
ないプランジャポンプのプランジャの如き負荷に間欠的
に押圧力を与えるようになっている。プランジャは、カ
ム運動する負荷駆動用軸受16に矢印で示す上下方向か
ら図示しないが1本づつ接触して押圧力を間欠的に受け
てプランジャポンプを駆動するようになっている。これ
とは逆に、負荷駆動用軸受16にはプランジャを経て荷
重Fが作用することになる。
【0009】このような直流電動機では、回転軸4がプ
ランジャから受ける曲げモーメントを最小限に押さえ、
且つ回転軸4の強度を上げるため、回転軸4の小径軸部
4bの長さは必要最小限にする、つまり回転軸4の段差
部4aは必要不可欠である。図7では回転軸4の小径軸
部4bの長さはカムバランサ15の長さとなる。回転軸
4の段差部4aには、必然的に応力集中が発生するの
で、回転軸4の少なくとも小径軸部4bの径は、荷重F
による曲げモーメントに耐え得るに十分な径が必要であ
る。
【0010】ロータ1では、図7(B)に示すように、
偏心カム部15aと負荷駆動用軸受16による下向きの
偏心荷重F1 を、バランサ部15bによる上向きの偏心
荷重F2 と、電機子5のコア7に設けた図示しない切欠
き等による下向きの偏心荷重F3 とによりバランスさせ
る、即ちF2 =F1 +F3 となるようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな直流電動機では、回転軸4の少なくとも小径軸部4
bの径が、荷重Fによる曲げモーメントに耐え得るに十
分な径が必要であるため、負荷駆動用軸受16及び電動
機側軸受14は本来軸受として必要な定格荷重よりも大
きな(過剰品質な)ものを選択せざるを得ず、コスト高
になり、また小型化の弊害になる問題点があった。
【0012】また、このような直流電動機においては、
図7(B)に示すように、偏心荷重F2 が偏心荷重F1
よりも大きいことが必要であるため、カムバランサ15
のバランサ部15bを大型にする必要が生じて、コスト
高になり、且つ電動機の重量にも影響を及ぼし、電動機
の軽量化の弊害になる問題点があった。
【0013】本発明の目的は、荷重による曲げモーメン
トに回転軸が十分耐え得る状態で、コスト的に割安で過
剰品質でない小型の軸受を採用できる直流電動機を提供
することにある。
【0014】本発明の他の目的は、カムバランサを小型
化でき、コストの低減と、電動機の重量の軽量化を図れ
る直流電動機を提供することにある。
【0015】本発明の他の目的は、バランサ及び偏心カ
ムを小型化でき、コストの低減と、電動機の重量の軽量
化を図れる直流電動機を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ロータとステータとを有する電動機本体を備え、ロ
ータの回転軸の先端に段差部を介して小径軸部が設けら
れ、該小径軸部にその中心軸線方向に位置を違えて偏心
カム部と該偏心カム部の偏心方向に対して逆方向に重心
位置が移動されているバランサ部とを有するカムバラン
サが回転軸と一緒に回転するように装着され、段差部に
隣接した位置で回転軸が電動機側軸受で支持され、偏心
カム部の外周に負荷駆動用軸受が装着され、該負荷駆動
用軸受により負荷に間欠的に押圧力を与えるようになっ
ている直流電動機を改良するものである。
【0017】請求項1に記載の直流電動機では、カムバ
ランサは偏心カム部が電動機側軸受に隣接して存在する
向きで小径軸部に装着されている。
【0018】このようにカムバランサを、偏心カム部が
電動機側軸受に隣接して存在する向きで小径軸部に装着
すると、荷重Fを受ける負荷駆動用軸受が電動機側軸受
に近付き、換言すれば荷重Fを受ける負荷駆動用軸受が
回転軸の段差部に近付き、荷重Fによる曲げモーメント
が小さくなり、小径軸部が曲がり難くなる。このため回
転軸を従来より小径化することができる。これに伴い負
荷駆動用軸受を、コスト的に割安で過剰品質でない小型
の軸受にすることができる。また、これに伴いカムバラ
ンサを小型化でき、コストの低減と、電動機の重量の軽
量化を図ることができる。さらに、偏心カム部とバラン
サ部との位置関係が逆になったことにより、バランサ部
による偏心荷重が小さくてすみ、結果的に廉価で軽量な
直流電動機とすることができる。
【0019】請求項2に記載の発明は、ロータとステー
タとを有する電動機本体を備え、ロータの回転軸の先端
に段差部を介して小径軸部が設けられ、該小径軸部にそ
の中心軸線方向に位置を違えて偏心カムと該偏心カムの
偏心方向に対して逆方向に重心位置が移動されているバ
ランサとが回転軸と一緒に回転するように装着され、段
差部に隣接した位置で回転軸が電動機側軸受で支持さ
れ、偏心カムの外周に負荷駆動用軸受が装着され、この
負荷駆動用軸受により負荷に間欠的に押圧力を与えるよ
うになっている直流電動機を改良するものである。
【0020】請求項2に記載の直流電動機では、偏心カ
ムとバランサは偏心カムが電動機側軸受に隣接して存在
するような位置関係で相互に隣接させて小径軸部に装着
されている。
【0021】このように偏心カムとバランサのセット
を、偏心カムが電動機側軸受に隣接して存在する位置関
係で相互に隣接させて小径軸部に装着すると、荷重Fを
受ける負荷駆動用軸受が電動機側軸受に近付き、換言す
れば荷重Fを受ける負荷駆動用軸受が回転軸の段差部に
近付き、荷重Fによる曲げモーメントが小さくなり、小
径軸部が曲がり難くなる。このため回転軸を従来より小
径化することができる。これに伴い負荷駆動用軸受を、
コスト的に割安で過剰品質でない小型の軸受にすること
ができる。また、これに伴いバランサ及び偏心カムを小
型化でき、コストの低減と、電動機の重量の軽量化を図
ることができる。さらに、偏心カムとバランサとの位置
関係が逆になったことにより、バランサによる偏心荷重
が小さくてすみ、結果的に廉価で軽量な直流電動機とす
ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】図1(A)(B)〜図3は本発明
に係る直流電動機における実施の形態の第1例を示した
もので、図1(A)は本例の直流電動機の縦断面図、図
1(B)は図1(A)に示す直流電動機のロータの質量
バランスの力学的概念説明図、図2は図1(A)のA−
A線断面図、図3は図1(A)のB−B線断面図であ
る。なお、前述した図7(A)(B)〜図9と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。
【0023】本例の直流電動機では、図1(A)に示す
ように偏心カム部15aと該偏心カム部15aの偏心方
向に対して逆方向に重心位置が移動されているバランサ
部15bとが一体化されて構成されているカムバランサ
15が、偏心カム部15aを電動機側軸受14に隣接す
る側に向けて回転軸4の小径軸部4bに圧力嵌めで装着
されている。その他の構成は、図1(A),図2,図3
に示すように、前述した図7(A),図8,図9と同様
になっている。
【0024】この場合には、ロータ1では、図1(B)
に示すように、偏心カム部15aと負荷駆動用軸受16
による下向きの偏心荷重F1 を、バランサ部15bによ
る上向きの偏心荷重F2 ´と、電機子5のコア7に設け
た図示しない切欠き等による上向きの偏心荷重F3 ´と
によりバランスさせる、即ちF1 =F2 ´+F3 ´とな
るようにしている。
【0025】このようにカムバランサ15を、偏心カム
部15aが電動機側軸受14に隣接して存在する向きで
回転軸4の小径軸部4bに装着すると、荷重Fを受ける
負荷駆動用軸受16が電動機側軸受14に近付き、換言
すれば荷重Fを受ける負荷駆動用軸受16が回転軸4の
段差部4aに近付き、荷重Fによる曲げモーメントが小
さくなり、小径軸部4bが曲がり難くなる。このため回
転軸4を従来より小径化することができる。これに伴い
負荷駆動用軸受16を、コスト的に割安で過剰品質でな
い小型の軸受にすることができる。また、これに伴いカ
ムバランサ15を小型化でき、コストの低減と、電動機
の重量の軽量化を図ることができる。さらに、偏心カム
部15aとバランサ部15bとの位置関係が逆になった
ことにより、偏心荷重F1 が、偏心荷重F2 ´と偏心荷
重F3 ´との和に釣り合うことになり、バランサ部15
bによる偏心荷重F2 ´が小さくてすみ、結果的に廉価
で軽量な直流電動機とすることができる。
【0026】図4(A)(B)〜図6は本発明に係る直
流電動機における実施の形態の第2例を示したもので、
図4(A)は本例の直流電動機の縦断面図、図4(B)
は図4(A)に示す直流電動機のロータの質量バランス
の力学的概念説明図、図5は図4(A)のA´−A´線
断面図、図6は図4(A)のB´−B´線断面図であ
る。なお、前述した図1(A)(B)〜図3と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。
【0027】本例の直流電動機では、偏心カム部15a
とバランサ部15bとを一体化したカムバランサ15の
代わりに、偏心カム17と該偏心カム17の偏心方向に
対して逆方向に重心位置が移動されているバランサ18
とを用い、これら偏心カム17とバランサ18は偏心カ
ム17が電動機側軸受14に隣接して存在するような位
置関係で相互に隣接させて小径軸部4bに装着されてい
る。
【0028】この場合には、ロータ1では、図4(B)
に示すように、偏心カム17と負荷駆動用軸受16によ
る下向きの偏心荷重F1 を、バランサ18による上向き
の偏心荷重F2 ´と、電機子5のコア7に設けた図示し
ない切欠き等による上向きの偏心荷重F3 ´とによりバ
ランスさせる、即ちF1 =F2 ´+F3 ´となるように
している。
【0029】このように偏心カム17とバランサ18の
セットを、偏心カム17が電動機側軸受14に隣接して
存在するような位置関係で相互に隣接させて小径軸部4
bに装着すると、荷重Fを受ける負荷駆動用軸受16が
電動機側軸受14に近付き、換言すれば荷重Fを受ける
負荷駆動用軸受16が回転軸4の段差部4aに近付き、
荷重Fによる曲げモーメントが小さくなり、小径軸部4
bが曲がり難くなる。このため回転軸4を従来より小径
化することができる。これに伴い負荷駆動用軸受16
を、コスト的に割安で過剰品質でない小型の軸受にする
ことができる。また、これに伴いバランサ18及び偏心
カム17を小型化でき、コストの低減と、電動機の重量
の軽量化を図ることができる。さらに、偏心カム17と
バランサ18との位置関係が逆になったことにより、バ
ランサ18による偏心荷重が小さくてすみ、結果的に廉
価で軽量な直流電動機とすることができる。
【0030】なお、カムバランサ15のバランサ部15
bの形状及びバランサ18の形状は、図示のように整っ
た形状でなくてもよい。
【0031】
【発明の効果】請求項1に記載の直流電動機では、カム
バランサを偏心カム部が電動機側軸受に隣接して存在す
る向きで小径軸部に装着しているので、荷重Fを受ける
負荷駆動用軸受が電動機側軸受に近付き、換言すれば荷
重Fを受ける負荷駆動用軸受が回転軸の段差部に近付
き、荷重Fによる曲げモーメントが小さくなり、小径軸
部が曲がり難くなる。このため回転軸を従来より小径化
することができる。これに伴い負荷駆動用軸受を、コス
ト的に割安で過剰品質でない小型の軸受にすることがで
きる。また、これに伴いカムバランサを小型化でき、コ
ストの低減と、電動機の重量の軽量化を図ることができ
る。さらに、偏心カム部とバランサ部との位置関係が逆
になったことにより、バランサ部による偏心荷重が小さ
くてすみ、結果的に廉価で軽量な直流電動機とすること
ができる。
【0032】請求項2に記載の直流電動機では、偏心カ
ムとバランサを偏心カムが電動機側軸受に隣接して存在
するような位置関係で相互に隣接させて小径軸部に装着
したので、荷重Fを受ける負荷駆動用軸受が電動機側軸
受に近付き、換言すれば荷重Fを受ける負荷駆動用軸受
が回転軸の段差部に近付き、荷重Fによる曲げモーメン
トが小さくなり、小径軸部が曲がり難くなる。このため
回転軸を従来より小径化することができる。これに伴い
負荷駆動用軸受を、コスト的に割安で過剰品質でない小
型の軸受にすることができる。また、これに伴いバラン
サ及び偏心カムを小型化でき、コストの低減と、電動機
の重量の軽量化を図ることができる。さらに、偏心カム
とバランサとの位置関係が逆になったことにより、バラ
ンサによる偏心荷重が小さくてすみ、結果的に廉価で軽
量な直流電動機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)(B)は本発明に係る直流電動機におけ
る実施の形態の第1例を示したもので、(A)は本例の
直流電動機の縦断面図、(B)は(A)に示す直流電動
機のロータの質量バランスの力学的概念説明図である。
【図2】図1(A)のA−A線断面図である。
【図3】図1(A)のB−B線断面図である。
【図4】(A)(B)は本発明に係る直流電動機におけ
る実施の形態の第2例を示したもので、(A)は本例の
直流電動機の縦断面図、(B)は(A)に示す直流電動
機のロータの質量バランスの力学的概念説明図である。
【図5】図4(A)のA´−A´線断面図である。
【図6】図4(A)のB´−B´線断面図である。
【図7】(A)(B)は従来の直流電動機を示したもの
で、(A)はこの直流電動機の縦断面図、(B)は
(A)に示す直流電動機のロータの質量バランスの力学
的概念説明図である。
【図8】図7(A)のC−C線断面図である。
【図9】図7(A)のD−D線断面図である。
【符号の説明】
1 ロータ 2 ステータ 3 電動機本体 4 回転軸 4a 段差部 4b 小径軸部 5 電機子 6 コンミュテータ 7 コア 8 コイル 9 ヨーク 10 永久磁石界磁 11 フロントカバー 12 ブラシ組立体 13,14 電動機側軸受 15 カムバランサ 15a 偏心カム部 15b バランサ部 16 負荷駆動用軸受 17 偏心カム 18 バランサ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータとステータとを有する電動機本体
    を備え、前記ロータの回転軸の先端に段差部を介して小
    径軸部が設けられ、該小径軸部にその中心軸線方向に位
    置を違えて偏心カム部と前記偏心カム部の偏心方向に対
    して逆方向に重心位置が移動されているバランサ部とを
    有するカムバランサが前記回転軸と一緒に回転するよう
    に装着され、前記段差部に隣接した位置で前記回転軸が
    電動機側軸受で支持され、前記偏心カム部の外周に負荷
    駆動用軸受が装着され、前記負荷駆動用軸受により負荷
    に間欠的に押圧力を与えるようになっている直流電動機
    において、 前記カムバランサは前記偏心カム部が前記電動機側軸受
    に隣接して存在する向きで前記小径軸部に装着されてい
    る直流電動機。
  2. 【請求項2】 ロータとステータとを有する電動機本体
    を備え、前記ロータの回転軸の先端に段差部を介して小
    径軸部が設けられ、該小径軸部にその中心軸線方向に位
    置を違えて偏心カムと前記偏心カムの偏心方向に対して
    逆方向に重心位置が移動されているバランサとが前記回
    転軸と一緒に回転するように装着され、前記段差部に隣
    接した位置で前記回転軸が電動機側軸受で支持され、前
    偏心カムの外周に負荷駆動用軸受が装着され、前記負
    荷駆動用軸受により負荷に間欠的に押圧力を与えるよう
    になっている直流電動機において、 前記偏心カムと前記バランサは前記偏心カムが前記電動
    機側軸受に隣接して存在するような位置関係で相互に隣
    接させて前記小径軸部に装着されている直流電動機。
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