JP3706551B2 - シャフト抜け防止機構、このシャフト抜け防止機構に於けるシャフト抜脱方法及びこのシャフト抜け防止機構を備えたブラシレスモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトの端部に形成された係止溝と、軸受側に設けられたこの係止溝に係合する抜け止め部材で構成される抜け止め防止機構を備えたモータの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のモータ、特にアウターロータ型ブラシレスモータに於いて、薄型化等の理由で、ロータを端部に取り付けたシャフトの抜け止め防止機構は、シャフトの端部即ち軸受ハウジングの底部に設けられている。
【0003】
このシャフトの抜け止め防止機構の構造としては、一般的にシャフトの端部の外周に環状の係止溝が設けられ、軸受ハウジングの底部に抜け止め部材が設けられている。この抜け止め部材は弾性材でなり、形状としては、リング状の部材自体にスリットを入れバネ性を持たせたワッシャーであったり、リング状部材の内側にシャフトの係止溝を係止する複数のバネ性を持たせた係止爪が設けられたワッシャーであったりするものが知られている。
【0004】
この構造に於ける、シャフトの抜け止め防止機構は、シャフトの端部が軸受ハウジングの底部に設けられた抜け止め部材つまりワッシャーのスリット部又は係止爪を押し広げながら挿通されて行き、シャフトの端部が軸受ハウジングの底部に設けられたスラスト軸受に突き当たると同時にシャフトの端部に設けられた環状の係止溝に前記ワッシャーのスリット部又は係止爪が嵌挿される。これにより、シャフトは抜け止め部材に係止することになりこのシャフトは抜けなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
最近、特に環境保護が叫ばれてきており、資源の有効活用又は環境に対するより良い廃棄方法が要求されてきている。例えば、モータに関しては修理して再使用するか、或いは、不要在庫品を機種変更して再使用する場合がある。更に、モータを廃棄する場合は、このモータを解体し部品を分別して行うことになるが、前述のように構成されたシャフト抜け防止機構を備えたモータのロータ部をステータ部より脱離しようとした場合、シャフトは軸受より容易に抜脱することが出来ない欠点があった。
【0006】
そこで、この発明は、前記の欠点を解決して、回転動作中及び振動や衝撃に対しては確実にシャフトの抜け防止機構が働き、又意図的に分解しようとする場合は簡単にシャフトを軸受より抜脱出来るシャフト抜け防止機構を提供しようというもので有る。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するには、ロータ部を取り付けたシャフトと、前記シャフトを回転自在に支承する軸受を保持するステータ部中央に設けた軸受ハウジングと、前記シャフトが前記軸受から抜けないようにする抜け止め手段と、を備えたモータのシャフト抜け防止機構に於いて、
前記抜け止め手段は、前記シャフトの先端部の外周に形成された環状の係止溝とこの係止溝と連続したDカット部とを有する端部により構成される係止部と、 前記軸受ハウジングの底部に設けられた段部と前記軸受の反開口面に挟持される環状の基部と、この環状の基部の内側にほぼ等間隔に同心円上に配置され軸受ハウジングの底方向にくの字に曲げられた弾性変形可能な係止爪からなる抜け止め部材から構成され、前記係止部に前記係止爪が係合することによりシャフト抜け止めとすれば、達成できる。
【0008】
尚、このシャフトDカット部は、請求項2に記載の発明のように、シャフトの端部にほぼ等間隔に少なくとも1箇所以上設け、更に、請求項3に記載の発明のように、前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径は、シャフトの端部径より小さく、係止溝径と等しいかややより大きくしてやれば達成できる。
【0009】
又、前記係止爪の先端の包絡線が描く円の最小径は、請求項4に記載の発明のように、前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径よりは大きく、シャフトの端部径より小さくすれば達成できる。
【0010】
前記シャフト抜け防止機構に於けるシャフトの抜脱方法は、請求項5に記載の発明のように、前記抜け止め部材の係止爪の一方を前記シャフトのDカット部を合わせ、抜きながら所定角度を回転させ、係止爪のもう一方の係止を外すことによりシャフトの抜脱を可能とすることができる。
【0011】
尚、請求項6に記載の発明のように、ブラシレスモータの軸受支持機構に前述したシャフト抜け防止機構を備えることにより、前記課題を解決して、回転動作中又は振動や衝撃に対しては確実にシャフトの抜け防止機構が働き、又意図的にアウターロータ型ブラシレスモータを分解できるモータを得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づき本発明の構成を説明する。
図1は、本発明に係る第1の実施の形態を示すモータのシャフト抜け防止機構の要部断面図、図2は図1に於けるシャフトの端部の係止部を説明する断面図、図3は図1に於ける抜け止め部材を説明する構造図、図4は図1により説明したシャフトの係止溝と軸受ハウジングの底部に設けた抜け止め部材との寸法関係を説明する説明図、及び図5は図1により説明した抜け止め部材にシャフトを挿入し係止、及び抜脱する手順を示す説明図、図6は図1に示すシャフト抜け防止機構を備えたブラシレモータの断面図である。
【0013】
図1及び図2に於いて、シャフト1の端部外周に環状の係止溝1aが設けられており、この係止溝1aを構成する端部1bの一方にDカット部1c、その反対側に係止段部1dが設けられている。図2は、図1に示すシャフト1の係止溝1aを切断し端部1b側に見た図である。
【0014】
図1及び図3に於いて、抜け止め部材4は、弾性材料から成り、リング状部材の基部4aと係止爪4bで構成されている。この基部4aは、ラジアル軸受2の反開口面2aと軸受ハウジング3の段部3aに動かぬよう挟持されている。又、係止爪4bは長方形の爪であり、リング状部材の基部4aの内側にほぼ等間隔に設けられ、それぞれ軸受ハウジング3の底方向に向かってくの字に曲げられている。
【0015】
図4は、前記シャフト1の係止溝1a、端部1b、及びDカット部1cと抜け止め部材4の係止爪4bの寸法的位置関係を説明したものである。シャフト1の端部1bの半径をR1、Dカット部1cのシャフト1の中心からの最短距離をR2、係止溝1aの半径をR3、又抜け止め部材4の無荷重時の係止爪4bの包絡線の描く最小円の半径をr1、係止爪4bにシャフト1の抜脱操作により、シャフト1の通常回転時には掛からない程の大きな荷重が掛かり、基部4aの位置まで曲げられた時の係止爪4bの包絡線の描く最小円の半径をr2とすると、R3≦R2、R2<r1<R1、R3<r2の寸法関係をもって構成されている。又、係止溝1aの溝幅をH、係止爪4bの曲げ高さをhとすると、H>hの寸法関係も持っている。
【0016】
この様に構成されたシャフト抜け防止機構にシャフト1を挿入して係止する手順、及び抜脱する手順の説明を図1及び図5に示す。
【0017】
まずシャフト1を軸受2の開口部(図面上方)より挿入して行くと、シャフト1の端部1bの先端R部が抜け止め部材4の係止爪4b1、4b2を押し開き、更にスラスト軸受5に突き当たり止まる。この状態は、図5(A)に示す如く、シャフト1の係止溝1aが抜け止め部材4の爪部4b1、4b2に挿入された係止状態となる。尚、この状態に於いては、抜け止め部材4の係止爪4b1、4b2はシャフト1の係止溝1aに接触しないように位置関係が設定されている。尚、モータの回転動作中に於いてもこの状態は維持される。又、この係止状態に於いて、シャフト1の係止段部1dは係止爪4b1、4b2の必ず1箇所以上が引掛ることになるのでシャフト1は所定抜脱力以内では抜けることがない。
【0018】
次にシャフトを抜脱する手順を説明すると、図5(A)に於いて、まずシャフト1を回しながら上方向(図に於ける)へ引き抜き(抜脱操作)を開始すると、シャフト1の係止段部1dと抜け止め部材4の係止爪4b1、及びシャフト1のDカット部1cと抜け止め部材4の係止爪部4b2が相対する位置に移動して来る。この位置を迎えた時、シャフト1を更に上方向に引き抜きをすると、図5(B)に示す如くシャフト1の係止段部1dと係止される抜け止め部材4の係止爪4b1は接触し弾性変形し、一方、Dカット部1c側の係止爪4b2は非接触状態となる。
【0019】
次に、シャフト1を180゜回転させると図5(C)の如くに、Dカット部1dは係止爪4b1側に移動しシャフト1の係止段部1dと抜け止め部材4の係止爪4b1の係止が解除され、もう一方の係止爪4b2は端部1bの外周に乗り上げし弾性変形する。
【0020】
この状態で、シャフト1を上方へ引き抜くと抜け止め部材4の係止爪4b2はシャフト1の端部1bの外周面を軸方向に摺動しながらこの外周面から外れることになり、係止は解除されシャフト1の抜脱は行われる(図5(D))。
【0021】
図6は、第1の実施の形態になるシャフト抜け防止機構を備えたブラシレスモータの断面図である。図6に於いて、磁性材料からなる円筒状をしたロータヨーク9の中央に、本発明からなるシャフト抜け防止機構を備えたシャフト1、及びその内周側面にマグネット10が固着されている。更に、ステータコア7にはコイル8が巻回され、中央環状部にラジアル軸受2とスラスト軸受5を固設した軸受ハウジング3が挿着され、ステータベース6に固着されている。又、このラジアル軸受2の反開口端面と軸受ハウジングの底部の段部に本発明からなるシャフト抜け防止機構を備えた抜け止め部材4が挟持固定されている。
【0022】
図7は、前述図1に於ける第1の実施の形態の変形例として、シャフト1のDカット部1cを、図7のようにキー溝状21cの形状にしても良い。尚、このキー溝状21cの溝幅寸法は、前記抜け止め部材4の長方形の係止爪4bの幅寸法より大きく設定されている。
【0023】
図8は、本発明の第2の実施の形態を示す要部断面図である。
此の第2の実施の形態は、シャフト11の係止溝11aを構成する端部11bにDカット部11cをシャフト1の軸対称に2箇所設け、抜け止め部材14のリング状部材の基部14aに等間隔に4箇所に長方形の係止爪14bを設けたものである。シャフト11の抜け防止構成は第1の実施の形態と同じである。又、シャフト11の抜脱手順は、シャフト11を90゜回転しながら行う以外は第1の実施の形態と同じである。
【0024】
尚、本発明に係る係止部は加工可能な範囲内に於いて複数個設けることができるが、その条件は次のようになる。Dカット部を円周方向にn箇所均等に設けるとすると、係止爪は2n箇所必要となり、抜脱に於けるシャフトの必要回転角度は、360゜/2nとなる。
【0025】
図9は、前述図1に於ける第1の実施の形態、及び図8に於ける第2の実施の形態の変形例を説明する図である。この図9に示す如く、軸受ハウジング13の底部に段部を設けず、代わりに軸受ハウジング13の底部にスリーブ12を嵌挿し、このスリーブ12を介して抜け止め部材4又は(図8に於ける)14をラジアル軸受2の反開口端面と軸受ハウジング13の底部で動かぬよう挟持し本発明の抜け防止機構を構成することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載した発明によれば、ロータ部を取り付けたシャフトと、前記シャフトを回転自在に支承する軸受を保持するステータ部中央に設けた軸受ハウジングと、前記シャフトが前記軸受から抜けないようにする抜け止め手段と、を備えたモータのシャフト抜け防止機構に於いて、前記抜け止め手段は、前記シャフトの端部に形成された係止部と、前記軸受ハウジングの底部に固設された前記係止部と係合する抜け止め部材からシャフト抜け防止機構を構成し、所定の抜脱力に対して前記シャフトの係止部が前記抜け止め部材より離脱可能にすることにより提供することができる。
【0027】
又、前記シャフトの係止部は、請求項2に記載した発明によれば、このシャフトの先端部の外周に形成された環状の係止溝と、この係止溝を構成する係止段部とDカット部とを有する端部としたことにより提供することができる。尚、このシャフトDカット部は、請求項3に記載した発明によれば、シャフトの端部にほぼ等間隔に少なくとも1箇所以上設け、更に、請求項4に記載した発明によれば、前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径は、シャフトの端部径より小さく、係止溝径と等しいかややより大きくしてやることにより提供できる。
【0028】
前記抜け止め部材は、請求項5に記載した発明によれば、軸受ハウジングの底部に設けられた段部又はスリーブと、前記軸受の反開口面に挟持される環状の基部と、この環状の基部の内側にほぼ等間隔に同心円上に配置され、軸受ハウジングの底方向にくの字に曲げられた弾性変形可能な係止爪とすることにより簡単に提供できる。又、前記係止爪の先端の包絡線が描く円の最小径は、請求項6に記載した発明によれば、前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径よりは大きく、シャフトの端部径より小さくすれば精度良く提供できる。
【0029】
前記シャフト抜け防止機構に於けるシャフトの抜脱方法は、請求項7に記載した発明によれば、前記抜け止め部材の係止爪の一方を前記シャフトのDカット部を合わせ、抜きながら所定角度を回転させ、係止爪のもう一方の係止を外すことによりシャフトの抜脱を敏速に、且つ簡単に行うことができる。
【0030】
尚、請求項8に記載した発明によれば、ブラシレスモータの軸受支持機構に前述したシャフト抜け防止機構を備えることにより、前記課題を解決して、回転動作中又は振動や衝撃に対しては確実にシャフトの抜け防止機構が働き、又意図的にアウターロータ型ブラシレスモータを分解できるモータを提供することができる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態を示すシャフト抜け防止機構の要部断面図である。
【図2】 図1に於けるシャフトの端部の係止部を説明する係止溝を切断した断面図である。
【図3】 図1に於ける抜け止め部材の構造を説明する構造図である。
【図4】 第1の実施の形態に於ける係止部の寸法関係を説明する図である。
【図5】 第1の実施の形態に於けるシャフト挿入及び抜脱の手順を説明する説明図である。
【図6】 第1の実施の形態のシャフト抜け防止機構を備えたブラシレスモータの断面図である。
【図7】 図1に於けるDカット部を別構造に置き換えた図である。
【図8】 本発明の第2の実施の形態を示すシャフト抜け防止機構の要部断面図である。
【図9】 図1又は図8に於ける軸受ハウジングの段部を廃止して、スリーブに置き換えた図である。
【符号の説明】
1 シャフト
1a (シャフト)係止溝
1b (シャフト)端部
1c (シャフト)Dカット部
1b (シャフト)係止段部
2 ラジアル軸受
2a (ラジアル軸受)反開口面
3 軸受ハウジング
3a (軸受ハウジング)段部
4 抜け止め部材
5 スラスト軸受
Claims (6)
- ロータ部を取り付けたシャフトと、前記シャフトを回転自在に支承する軸受を保持するステータ部中央に設けた軸受ハウジングと、前記シャフトが前記軸受から抜けないようにする抜け止め手段と、を備えたモータのシャフト抜け防止機構に於いて、
前記抜け止め手段は、前記シャフトの先端部の外周に形成された環状の係止溝とこの係止溝と連続したDカット部とを有する端部により構成される係止部と、
前記軸受ハウジングの底部に設けられた段部と前記軸受の反開口面に挟持される環状の基部と、この環状の基部の内側にほぼ等間隔に同心円上に配置され軸受ハウジングの底方向にくの字に曲げられた弾性変形可能な係止爪からなる抜け止め部材から構成され、
前記係止部に前記係止爪が係合することによりシャフト抜け止めとしたことを特徴とするシャフト抜け防止機構。 - 前記シャフトのDカット部は、シャフトの端部にほぼ等間隔に少なくとも1箇所以上設けられた請求項1に記載のシャフト抜け防止機構。
- 前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径は、シャフトの端部径より小さく、係止溝径と等しいかややより大きいことを特徴とする請求項2に記載のシャフト抜け防止機構。
- 前記係止爪の先端の包絡線が描く円の最小径は、前記シャフトのDカット部の包絡線の描く円の最小径よりは大きく、シャフトの端部径より小さいことを特徴とする請求項1に記載のシャフト抜け防止機構。
- 請求項1乃至請求項4に記載のシャフト抜け防止機構に於けるシャフトの抜脱方法は、前記抜け止め部材の係止爪の一方を前記シャフトのDカット部を合わせ、抜きながら所定角度を回転させ、係止爪のもう一方の係止を外すことによりシャフトの抜脱を可能としたことを特徴とするシャフト抜け抜脱方法。
- 請求項1乃至請求項5に記載のシャフト抜け防止機構を軸受支持機構に備えたブラシレスモータ。
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