JP4452154B2 - モータ - Google Patents
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Description
この回転軸103は、それぞれ軸受105、110によって回転自在に支持されているとともに、回転軸103の一端が、板バネ107によってボール108を介して軸方向にバネ付勢されている。
一方、軸受110は、回転軸103のラジアル方向を支持するラジアル軸受であり、図5においてロータマグネット104の下側に配置されている。
また、軸受110の内周面は、回転軸101の外周面との間にクリアランスが形成されており、回転軸101がロックされずにスムーズに回転するようになっている。
(特許文献1を参照。)
このノイズには、タタキノイズ、摺動ノイズと異なる2つのノイズが発生していることが知られている。
なお、回転軸101が軸受110に当たる際、「カタカタ」というような音が発生されるので、タタキノイズが発生していることが分かる。
また、摺動ノイズは、回転軸103と一体になって回転するボール105aが、ボール保持体105bに対して摺動し、また、回転軸103と一体となって回転するボール108が板バネ107に対して摺動する際に発生すると考えられている。
さらに、回転軸103が回転する際に、回転軸103と軸受110との間で発生すると考えられている。
そこで、本発明は、回転軸のラジアル方向の変動を規制することで、タタキノイズの発生を抑制することができるモータを提供することを目的とする。
このように構成することで、互いの軸中心が合うように移動する一種の調芯機能を有するので、上記回転軸側規制部と上記バネ部材側規制部とによって、上記回転軸の変動を抑制する方向に収束することができ、確実に振動を抑えることができ、タタキノイズの発生を抑制することができる。
さらに、上記回転軸側規制部を球状凸部に加工し、また、上記バネ部材側規制部に球状凹部を設けるだけでよいので、新たな部品を追加することなく、また、各規制部の加工も特殊な工具等を必要とせずに簡単に加工することができ、安価に形成することができる。
このように構成することで、上記回転軸がラジアル方向にバネ付勢されていることで、上記バネ部材が接触している面の方向において上記回転軸の変動が規制され、振動を抑制し、さらにタタキノイズの発生を抑制することができる。
このように構成することで、上記バネ部材側規制部と上記回転軸側規制部とにより、上記回転軸のラジアル方向の変動が規制され、振動を抑制し、タタキノイズの発生を抑制することができる。さらに、上記バネ部材側規制部が上記回転軸側規制部を上記回転軸の軸方向にバネ付勢しているので、上記バネ部材側規制部は上記回転軸(上記回転側規制部)の回転中心線上またはその近傍を当接するようになる。したがって、停止時から起動回転するまでに必要な始動トルクを小さくすることができ、モータの起動性能を向上させることができる。
このように、上記バネ部材において、バネ片を折り曲げて曲げ部を形成し、必要があればバネ部材側規制部が回転軸規制部に当接する位置を調整するだけでよいので、簡単に加工することができ、安価に形成することができる。
図1に示す第1実施の形態に係るモータ1は、回転軸4とロータマグネット5とを有するロータ部2と、このロータマグネット5と間隙を介して対向配置されたステータ部3とを有しており、回転軸4は軸受6、7で回転自在に支持されるとともに回転軸4の一端に当接するバネ部材8により軸方向にバネ付勢されている。
第1実施の形態では、これら2個の永久磁石51、52は、例えばNd−Fe−B系の希土類永久磁石によって形成されている。
第1および第2のステータコア31、32は、それぞれ複数の極歯が交互に入り組むように構成されている。
そして、第1および第2のステータコア31、32及びモータケース38、39は、図1に示すように、回転軸4の軸線と同心上に配設され、溶着により固着されている。
また、フレーム9には起立部9bが形成されており、この起立部9bにリードスクリュー部が形成された軸10を回転自在に支持する軸受7が圧入されて配設されている。
ラジアル方向を支持する軸受6(以下、「ラジアル軸受6」という)には、挿通する回転軸4を支持する軸受部61と、第2ステータコア32の内径に圧入固定する圧入部62と、外周部の一部が径方向に突出したつば部63とが形成されている。
さらに、軸受部61の内径は、回転軸4の外径に比べて、クリアランスを形成できる程度の大きさとなっている。
つば部63は、第2ステータコア32上に載置されて軸方向への位置決めが行われている。
また、バネ部材8は、モータケース39の所定の位置に溶着により固定されている。
例えば、第1実施の形態では、バネ片81は、軸中心線4a上から角度θ=20°程度ラジアル方向に外れた位置で当接するようにしている。なお、角度θ=20°には限定されるものではない。
このように、回転軸4がラジアル方向にバネ付勢されていることで、接触している面の方向において回転軸4の変動が規制され、振動を抑制し、タタキノイズの発生を抑制している。
つぎに、回転軸側規制部42とバネ部側規制部83とを設けて回転軸4のラジアル方向の変動を規制することについて、図2を用いて説明する。
そして、回転軸側規制部42の球状凸部の中心は、回転軸4の軸中心線4aと一致している。
さらに、バネ部材側規制部83の球状凹部の径は、回転軸側規制部42の球状凸部の径よりも大きく、すなわち、当接する領域を点または線接触となるようにし、その接触領域を減少させて摺動ロスや摺動ノイズを抑制している。
なお、回転軸側規制部42の球状凸部及びバネ部材側規制部83球状凹部の加工については、上述した加工方法に限定されるものではない。
上述のように構成されたモータ1は、ステータ部3のコイル35、36に所定の電流を通電することにより、ステータ部3とロータマグネット5(永久磁石51、52)との間の磁気相互作用により、ロータマグネット5(永久磁石51、52)が回転付勢され、これと一体の回転軸4が回転する。
また、第1実施の形態では、回転軸4が回転することで、回転軸4の一端に設けられた軸10のリードスクリュー部も一体に回転し、係合している被送り体(図示省略)を軸方向に移動させる。なお、モータ1及び被送り体の動作は従来公知のモータ等の動作と同じであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
したがって、この回転軸側規制部42の球状凸部の当接する位置(領域)がバネ部材側規制部83内の球状凹部の底近傍に収束するようになっている。
第1実施の形態のモータ1には、回転軸4の一端に球状凸部に形成した回転軸側規制部42と、この回転軸側規制部42の球状凸部を保持する球状凹部したバネ部材側規制部83とを形成したので、回転軸4がラジアル方向に変動しようとしても、両規制部42、83により、回転軸4のラジアル方向の変動が規制され、振動を抑制し、タタキノイズの発生を抑制することができる。
1)第1実施の形態に係るモータ ・・・・28〜30dB−A。
タタキノイズ特有の「カタカタ」という音は発生していなかった。
2)従来のモータ ・・・・34〜37dB−A。
タタキノイズ特有の「カタカタ」という音が発生していた。
以上のことより、本実施の形態のモータは、タタキ音が発生している場合と比べると、タタキノイズの発生は抑制され、回転時におけるノイズも減少している。
なお、上述の第1実施の形態は本発明の好適な実施例の一例であるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
なお、第2実施の形態において、第1実施の形態と同じ構成には、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
バネ部材8Aには、中心孔82から内側に延びるように、回転軸4の一端に当接するバネ片81Aが形成されている。
そして、この第2実施の形態が、第1実施の形態と異なる点は、バネ片81Aに、バネ部材側規制部83が回転軸4(回転軸側規制部42)の軸中心線4a上に当接する位置を調整する曲げ部84を備えたことである。
この構成により、球状凹部に形成されたバネ部材側規制部83は、その球状凹部の中心83bが、回転軸側規制部42の中心42a、すなわち、回転軸4の軸中心線4a上に位置するようになっている。
そして、バネ片81は、図6に示すように、バネ部材側規制部83が回転軸側規制部42を回転軸4の軸方向にバネ付勢している。
なお、第2実施の形態でも、第1実施の形態と同様に、バネ部材側規制部83の球状凹部の径は、回転軸側規制部42の球状凸部の径よりも大きくなっているので、回転軸側規制部42の球状凸部の中心42aがバネ部材側規制部83の球状凹部の中心83bに当接するようになっている。
なお、必要であれば、組み立て時等に、曲げ部84を、バネ部材側規制部83が回転軸4(回転軸側規制部42)の軸中心線4a上に当接するように調整してもよい。
また、第2実施の形態では、バネ部材規制部83の球状凹部の中心83bは、回転軸側規制部42の中心42a、すなわち、回転軸4の軸中心線4aに一致するように成形されているが、これに限定されることはない。具体的には、始動トルクから判断すれば、10°程度まで外れた位置に当接しても同様な効果を有すると考えている。
すなわち、第1実施の形態の場合では、上述したように、バネ部材側規制部83は、回転軸4の中心から外れて回転軸側規制部42に当接しているので、モータ1を始動する際、当接する位置が回転軸4の軸中心線4a上から当接する位置までのラジアル方向の距離に比例したトルクが発生していた。さらに、回転軸4がラジアル軸受6の軸受部61に摺動して摩擦抵抗が発生し、モータの始動時の負荷トルクとなっていた。このため、第1実施の形態に示すモータ1では、単に回転軸4を回転するために必要な始動トルク以上に高いトルクをかけないと始動しなかった。
そこで、第2実施の形態のモータでは、バネ部材側規制部83が回転軸側規制部42を回転軸4の軸方向にバネ付勢しているので、バネ部材側規制部83は回転軸4の回転中心位置(軸中心線4a上)またはその近傍に回転側規制部42に当接するようになっている。したがって、上記した負荷トルクを減少させ、停止時から起動回転するまでに必要な始動トルクを小さくすることができ、モータの起動性能を向上させることができる。
例えば、第2実施の形態に示すモータでは、始動時の起動電圧が1.6Vから1.3Vに減少した。
さらに、曲げ部84は、プレス加工により成形されるので、新たな部品を追加することなく、簡単に加工することができ、安価に形成することができる。
また、必要があれば、バネ部材側規制部83が回転軸規制部42に当接するように、曲げ部84を調整するだけでよいので、簡単に調整することができる。
なお、曲げ部84は、プレス加工の折り曲げ似て成形したが、これに限定されるものではない。
例えば、曲げ部をプレス加工時に湾曲形状に成形してもよく、要は、バネ部材側規制部83の中心部83bが回転軸側規制部42の中心42aに当接するようにし、回転軸4の軸方向にバネ付勢するように、バネ部材側規制部83を調整できればよい。
これにより、本形状のバネ部材側規制部83aは、平板のバネ片を断面V字状に折り曲げるだけでよいので、特殊な工具を必要とせず、簡便に加工することができる。
これにより、バネ部材側規制部83cは、その孔部が球状の回転軸側規制部の外径を抑えている。すなわち回転軸側規制部の球状中心部から突出することなく、ほぼ同じ高さとなるように形成している。そのため、バネ部材側規制部83cの厚さが出ないので、より薄型にできる。
これにより、バネ部材側規制部83dは、回転軸側規制部に当接する部分が面となるので、上述した第1、2実施の形態に比べて、より回転軸の保持性能を良好に保つことができる。
これにより、バネ部材側規制部83eは、その凹面に回転軸側規制部42eの先端を歯係合するので、回転軸側規制部42eを容易に保持することができ、回転軸側規制部42eの位置決めを容易に行うことができる。
これにより、バネ部材側規制部83fは、図3(c)と同様に、樹脂製円環部材の孔部が球状の回転軸側規制部の外径を抑えている。すなわち回転軸側規制部の球状中心部から突出することなく、ほぼ同じ高さとなるように形成している。そのため、バネ部材側規制部83cの厚さが出ないので、より薄型にできる。
さらに、回転軸側規制部に当接するところに樹脂製円環部材を貼り付けているので、第1、2実施の形態のように、金属と金属との当接ではなく、金属と樹脂との当接となるので、耐久性にも優れている。
これにより、このバネ部材側規制部83gは、図4(b)のバネ部材側規制部83fと同様に、薄型で、耐久性に優れている。
さらに、樹脂円環部材をインサート成形することで、確実にかつ容易に成形することができる。
これにより、回転軸側規制部42hは、球状の回転軸側規制部の中心部を凹形状となるように成形し、この凹形状に円形状の突起部83hを挿入し支持するようにしている。このため、バネ部材側規制部83hの厚みのスペースが省略でき、薄型にできる。
さらに、上記図3(a)〜(d)及び図4(a)〜(d)に示す実施の形態は、第2実施の形態に示すモータに適用してもよい。
2 ロータ部
3 ステ−タ部
4 回転軸
42 回転軸側規制部
8、8A バネ部材
81 バネ片
83 バネ部材側規制部
84 曲げ部
Claims (5)
- 回転軸とロータマグネットとを有するロータ部と、前記ロータマグネットと間隙を介して対向配置されたステータ部とを有し、前記回転軸が軸受で回転自在および軸方向に移動可能に支持されるとともに前記回転軸の一端に当接するバネ片を有するバネ部材により軸方向にバネ付勢してなるモータにおいて、
前記軸受は、前記回転軸の前記一端をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受を有し、該ラジアル軸受は、その軸受部の内径が前記回転軸の外径に比べてクリアランスを形成できる大きさになっており、前記バネ部材の前記バネ片に前記回転軸のラジアル方向の変動を規制するバネ部材側規制部を備えるとともに、このバネ部材側規制部に係合する回転軸側規制部を前記回転軸に備えて、前記回転軸のラジアル方向の変動を規制することを特徴とするモータ。 - 前記回転軸側規制部と前記バネ部材側規制部のどちらか一方は球状凹部であり、他方は球状凸部であることを特徴とする請求項1記載のモータ。
- 前記バネ部材は前記回転軸をラジアル方向にバネ付勢することを特徴とする請求項1または2記載のモータ。
- 前記バネ部材側規制部は、前記回転軸側規制部を前記回転軸の軸方向にバネ付勢することを特徴とする請求項1または2記載のモータ。
- 前記バネ部材には、前記バネ部材側規制部が前記回転軸側規制部に当接する位置を調整する曲げ部を備えていることを特徴とする請求項4記載のモータ。
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