JP5882442B1 - モーターホルダー - Google Patents

Abstract

【課題】モーターを容易に、且つ精度良く保持でき、経年変化、振動、負荷変動、並びにショートによる危険の少ないモーターホルダーの提供を図る。【解決手段】筒状部２を持ち、筒状部２の内壁には軸方向に延びるリブ３が３つ以上配置されており、筒状部２にモーター５を圧入した際、リブ３の先端がモーター５からの付勢によって潰れ、リブ３によってモーター５を保持するすることを特長とするモーター保持具１。リブ３の断面は円弧状であり、リブ３と筒状部２とは同一部材の樹脂である。【選択図】図１

Description

本発明は、小形モーターを固定する固定具に関し、詳しくは、略筒内壁に軸方向に延びるリブを設け、モーターの圧入によりそのリブを潰すことで、係る位置を支持部として、モーターを保持することを特長とするモーター保持具に関する。

電気器具を動かす部材の一つとして電気モーターがある。回転子を高速回転させ、その回転をギアボックスなどに伝えることで、様々な動きを行うことができる。そのため、ギアボックスなどとモーターとの位置関係は重要である。大量生産の場合は、ギアボックスとモーターホルダーを一体化した構造でギアボックスなどとモーターとの位置精度を高めることになるが、少量生産や特注の場合は、ギアボックスなどとモーターホルダーが別部材のことも多い。従来のモーターホルダーは、回転軸の両端をコの字型の金具で挟持するものがある。また、モーターの胴体部分を両側から円弧型の金具で挟み、金具をねじによって締め付けることでモーターを固定するものがある。

これらのモーターホルダーは、モーターの脱落を防ぐことは出来るが、ギアボックスなどとの位置決め精度は、金具の精度やねじの締め付け量に依存しており、係る位置決め精度を安定させることや、位置決めのための微調整がしにくいという問題があった。また、モーターの胴体部分は金属であることから、金属製ホルダーの場合ではショートの危険性も含んでしまうし、モーターが高速回転する時に振動によって、金属同士のこすれ音が発生し、品位上問題であった。さらにまた、ギアボックスなどとモーターの位置関係を修正しようとする場合に分離してからホルダーの位置を修正し、モーターをホルダーに固定して動作確認することから、修正の精度が上がらず、煩雑な手間も要するという問題も含んでいる。

即ち、モーターを容易且つ精度良く保持でき、経年変化、振動、負荷変動、並びにショートによる危険性の少ないモーターホルダーが求められている。

そこで、これらの課題を解決するために、従来からも種々の技術が提案されている。例えば、単３形乾電池を単１形乾電池として使用することを可能にするホルダ（特許文献１参照）が提案され、公知技術となっている。より詳しくは、第一の円筒状部材(10)の内周面(10b) には４個のリブ１８が設けられており、２個の単３形乾電池(19)を並べて挿入することができる。端部キャップ(11)を第一の円筒状部材(10)に嵌め込むことにより形成される円柱形状は単１形乾電池と同一外径及び同一長さを有している。単３形乾電池(19)の正負極は第一の円筒状部材(10)の各端面に取り付けられている金属部材(17)と接しており、この金属部材(17)を介して単３形乾電池を単１形乾電池として外部の回路に接続させることができる構造である。この構造の説明に際し、係る文献には、円柱部材をリブ付き円筒状に挿入することは記載されている。しかしながら、この構造でモーターを保持しようとすると、リブの強度が弱く、モーターを安定して固定することができず、前記問題の解決には至っていない。

また、レンズ枠の取付構造において、焦点ズレを起こすことなく、高精度にレンズ枠をレンズホルダーに取付けることができる構造（特許文献２参照）が提案され、公知技術となっている。より詳しくは、レンズ枠１０の外周面上には雄ねじ部１３が形成され、レンズホルダー２０には保持孔２１が形成され、その内周面上に雌ねじ部２２が形成されている。保持孔２１の雌ねじ部の奥部には、軸線方向に伸びる６本のリブ２３が等角度間隔に形成されている。雄ねじ部１３を雌ねじ部２２に螺入させ、ねじ込んでいくと、雄ねじ部１３によりリブ２３にネジ溝が切られる。このようにレンズ枠１０のセルフタッピングによって、レンズ枠１０はレンズホルダー２０に遊び無く取り付けられる構造である。
この構造によって、円柱部材（レンズ枠）を精度良くホルダーで保持できることは記載されている。しかしながら、円筒の内側のリブによって円柱部材を安定して保持することは記載されておらず、前記問題の解決には至っていない。

また、取替えが簡単であり、嵩張ることなく保管が可能な構造（特許文献３参照）が提案され、公知技術となっている。より詳しくは、筒状の外ホルダー１１と、その外ホルダー１１内に挿入され、内部に容器を保持する内ホルダー１２とからなり、内ホルダー１２は、可撓性を有する合成樹脂製の薄板から構成された容器ホルダー１０。この容器ホルダー１０は、非円筒形状の容器や小型の容器を保持するのに適しており、内ホルダー１２の内周壁１６によって容器を保持し、内ホルダー１２の支持部（外周壁１７）によって内ホルダー１２を外ホルダー１１内で支持している構造である。
この構造によって、円柱部材（容器）をホルダー中央に保持できることは記載されている。しかしながら、振動する部材を安定して保持する構造については記載されておらず、前記問題の解決には至っていない。

そこで、本発明者は上記の問題を解決しようと、ホルダー内にリブを設け、モーター圧入時にリブを変形させることで、位置決め精度と保持力の向上を図ることに着目し、「モーターホルダー」の提案に至るものである。

実用新案第３０３２０８３号 特開平９−２１９３８ 特開２０１４−９１５５４

本発明は上記問題点に鑑み、モーターを容易且つ精度良く保持でき、経年変化、振動、負荷変動、並びにショートによる危険の少ないモーターホルダーの提供を図る。

本発明に係る小型モーター用モーター保持具は、樹脂製の小型モーター用モーター保持具であって、前記小型モーター用モーター保持具は、貫通穴部とフランジ部とリブ部を有する筒状体であって、前記貫通穴部は、両端が開口する貫通穴であって、モーターを保持する部分であり、前記フランジ部は、小型モーターの出力軸側となる前記筒状体の一端に設けられ、前記リブ部は、前記貫通穴部の内壁に少なくとも３つ以上設けられ、その形状は、前記貫通穴部の内壁から内側に向かって突出する円弧状であって、前記小型モーターの軸芯と平行して、前記筒状体の両開口部間に連通して配置される長さを有し、その貫通穴部は、フランジ側端部の内径が他方の貫通穴部端部より小さいテーパー状となっており、前記貫通穴部と前記リブ部と、前記フランジ部とは、同一樹脂素材の一体構造であることを手段とする。

また、本発明は、リブの断面は円弧状であることを手段とする。

また、本発明は、筒状部とリブは同一部材であり、樹脂により一体成形されている構成であることを手段とすることもできる。

また、本発明は、筒状部の一方の開口部にフランジを設ける構成手段を採用することもできる。

また、本発明は、筒状部の内壁はテーパー状であり、内壁が狭いほうに、前記フランジを設ける構成手段を採用することもできる。

本発明に係るモーターホルダーによれば、モーターを容易に安定して精度良く保持でき、振動の影響を少なくすることが可能であり、モーターを用いる動作の性能を向上させるものである。

本発明に係るモーターホルダーの実施の状態を示す斜視図である。 本発明に係るモーターホルダーの三面図、斜視図である。 本発明に係るモーターホルダーへモーターを挿入する工程を示す断面図である。 本発明に係るモーターホルダーのリブの変形の詳細を示す部分拡大図である。 本発明に係るモーターホルダーのリブとモーターの寸法公差を示す部分拡大図である。 本発明に係るモーターホルダーの他の実施例として、ホルダー内部のテーパーを説明する断面図である。 本発明に係るモーターホルダーに対する従来例を示す斜視図である。

本発明であるモーターホルダーは、筒状部を持ち、該筒状部の内壁には軸方向に延びるリブが３つ以上配置されており、該筒状部にモーターを圧入した際、該リブの先端がモーター側面からの付勢によって潰れ、該リブによってモーターを保持することを最大の特徴とする。以下、実施例を図面に基づいて説明する。
なお、本実施例で示されるモーターホルダーの全体形状及び各部の形状は、下記に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状及び寸法の範囲内で変更することができるものである。
なお、本発明の説明において、フランジ側を正面側、対向する側を背面側という。
（実施例１）

実施例を説明する前に、図７に沿って、従来のモーターホルダーについて説明する。低電圧の直流電源によるモーターでは、小型でありながらトルクが強く、様々な電気機器、装置などに使用されている。モーター５は中心部分にコイルを巻き付けた回転子を持ち、周囲に永久磁石を配置するのが一般的である。また、回転構造上、モーターは回転軸を軸方向に円筒形であるのが一般的である。そのため、モーターを固定するには、転がりやすい円筒形を保持しなければならず、図７（ａ）、図７（ｂ）のような構造が用いられている。図７（ａ）は、モーター５を正面側と背面側から、コの字型の金属板で挟みこむ従来の前後挟みホルダー６である。正面側を固定する前固定部６０１は、モーター５の回転軸付近を下から挟み込む構造である。従来の前後挟みホルダー６へのモーター５の装着は、容易であるが、従来の前後挟みホルダー６とモーター５の固定は、単に従来の前後挟みホルダー６の金属板のばね性に依存しているので、モーターの振動によってずれ、モーターへの負荷の変化によってねじれが生じ、従来の前後挟みホルダー６全体が若干ゆがむこともあった。また、従来の前後挟みホルダー６を台座などに取り付ける固定用孔６０２は、従来の前後挟みホルダー６の底面にあり、固定するには、モーター５を一旦はずす必要があり、迂遠であった。

図７（ｂ）は、モーター５を側面側から、円弧型の金属板で挟みこむ従来の側面挟みホルダー７である。２つの円弧型の金属板でモーター５を挟み、上部の締付用ねじ７０１で固定するものである。ねじでモーター５を固定するので、強固に固定するように見えるが、締付用ねじ７０１を締めれば締めるほど、従来の側面挟みホルダー７の下部が開いてしまい、かえって、モーター５の位置がずれてしまうこともあった。また、従来の側面挟みホルダー７を台座などに取り付ける固定用孔７０２は、２つの金具が別々にあり、締付用ねじ７０１を締め付けた状態で、台座から従来の側面挟みホルダー７をはずすことができず、迂遠であった。
これらの不便を解消するために、モーターを容易に精度良く保持でき、経年変化や、モーターの振動、負荷変動の影響の少ないホルダーが求められていた。また、電気的ショートの危険の少ないホルダーが求められていた。

図１から図５に従って、本発明を説明する。図１は、本発明に係るモーターホルダーの実施の状態を示す斜視図である。図１（ａ）は本発明のモーター保持具１の一例を示す斜視図である。図１（ｂ）はモーター保持具１にモーター５を圧入した際の背面側からの斜視図である。図１（ｃ）は、モーター保持具１にモーター５を圧入した際の正面側からの斜視図である。図２は本発明に係るモーターホルダーの三面図、斜視図である。図２（ａ）、図２（ｂ）が、モーター保持具１の１つの形状の背面からの斜視図、正面からの斜視図である。図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）はモーター保持具１の１つの形状の上面図、背面図、側面図である。図２（ｆ）、図２（ｇ）が、モーター保持具１の他の形状の背面からの斜視図、正面からの斜視図である。
図２（ｈ）、図２（ｉ）はモーター保持具１の他の１つの形状の上面図、背面図である。図3は本発明に係るモーターホルダーへモーターを圧入する工程を示す断面図と圧入後のモーター保持具１とモーター５の関係を示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）はモーター保持具１にモーター５を圧入する工程を示す断面図である。図３（ｃ）、図３（ｄ）は圧入後のモーター保持具１とモーター５の関係を示す図である。図４は本発明に係るモーターホルダーのリブの変形の詳細を示す部分拡大図である。図５は本発明に係るモーターホルダーのリブとモーターの寸法公差を示す部分拡大図である。

モーター保持具１は、筒状体２とフランジ４とから構成されている。
筒状体２は、２ｍｍ程度の肉厚の円筒形であり、概ね、対応するモーター５を包み込む形状である。筒状体２の内側には、複数のリブ３が軸方向に配置されている。リブ３は筒状体２の正面の開口部から背面の開口部まで、一様に配置されている。図１（ａ）のモーター保持具１には、リブ３が４つ配置されている。４つのリブ３は、概ね、軸から４方向に均等に配置されている。リブ３の大きさは、高さ、幅とも１ｍｍ程度であり、断面は、円弧型である。
筒状体２の側面の一部には、窓２０１が開いている。窓２０１の位置は、対応するモーター５によって変わる。モーター５の側面に放熱孔５０３がある場合があり、放熱孔５０３の位置に合わせて、窓２０１を開けている。

また、図２（ａ）のモーター保持具１について説明する。モーター５の形状は、円筒でなく、一部が平たい形状である場合も多い。図２（ａ）の場合では、円筒を上下で平たく潰した形状である。筒状体２の肉厚は、２ｍｍ程度である。リブ３が８つ配置されている。モーター５の形状が単純な円筒で無い場合は、モーター保持具１の内部でモーター５を十分保持するために、モーター５が円筒の場合よりも多くのリブ３を配置する。左右の円弧部分に４つ、上下の平坦部分に４つ配置されている。筒状体２の上部には、窓２０１が開いている。モーター５の放熱孔５０３の位置に合わせて開けられている。また、下部の背面側には、切欠部２０２がある。モーター５のリード線５０４固定部の形状に合わせるためである。なお、図、
筒状体２の正面側にはフランジ４が配置されている。

次に、フランジ４について説明する。フランジ４は、モーター保持具１の正面側に配置され、モーター保持具１を台座に固定する役目を果たす。フランジ４は３つの固定用孔４０１を持ち、この孔で、ビスなどで台座に固定する。モーター５の正面部分には回転軸５０２が突出しており、回転軸５０２の先端には、ギアなどが取り付けられ、対応する他のギアを回転させることによって、電気機器などを動かす。そのため、モーター５のギアと、対応する他のギアの位置関係が重要である。従来のモーターホルダーでは、台座との固定をモーター５の側面付近で行っていたので、振動による位置ずれ、負荷変動によるゆがみによってギア同士の位置関係がずれてしまうことも多かった。フランジ４によって台座と固定することで、台座との固定を回転軸５０２の近辺で行うことが出来るので、振動による位置ずれ、負荷変動によるゆがみに対して強く、モーターの信頼性向上のために好適である。

筒状体２、フランジ４は、モーター５の振動、モーター５の回転負荷の変動などによって変形しない剛性が求められる。また、リブ３は、モーター保持具１にモーター５を圧入する際に、適度に変形することが求められる。そのため、同一の材質でこれらを満足する材質として、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）硬質品、高密度ポリエチレンなどが考えられる。
全体の剛性が高く、微小部分の変形可能な材質だからである。
また、このような樹脂は、電気的絶縁が優れていることから、電気的ショートが発生しないため、モーターホルダーとして好適である。
また、このような樹脂を用いることで、金型成形が可能であることから、ホルダーを固定する孔なども、色々が角度、構造が可能であり、様々な使用用途に応じた形状を作ることが出来る。

次に、モーター保持具１へのモーター５の圧入の工程、動作について図３、図４、図５に沿って説明する。
モーター保持具１にモーター５を圧入する際、単純な筒構造への圧入とすると、極めて大きな力が必要であるし、ホルダーとモーターの寸法精度も非常に高いものが求められる。そのため、圧入を比較的小さな力で行えるようにすることと、センター出しを可能とするため、リブ３を用いる。
モーター保持具１の背面側からモーター５を圧入する（図３（ａ））。リブ３の位置とモーター５のモーター外周５０１の関係は、ゼロ嵌合またはマイナス嵌合である。そのため、モーター５を圧入する際、リブ３は、モーター５によって付勢され、変形する。リブ３は１ｍｍ程度の幅なので、リブ３がマイナス嵌合により変形しても圧入出来なくなることは無い。モーター５を圧入していき、モーター保持具１の正面側にモーター５の前面が合うところまで圧入する（図３（ｂ））。リブ３は、モーター５と当たる部分はすべて変形した状態となる。
リブ３は、４方向または８方向からモーター５を保持するので、モーター５は、筒状体２の軸に対してセンター位置に保持されるため、特別なセンター合わせの作業は不要である（図３（C）、図３（ｄ））。

次に、リブ３の変形の詳細であるが、リブ３は、断面が円弧状である（図４（ａ））。そのため、リブ３の先端は、細いため、比較的弱い力でも変形する。それに対して、基端部分は、より太いことから、先端よりも、より大きな力でないと変形しない（図４（ｂ））。そのため、モーター５を圧入する際、筒状体２内の４つのリブ３が均等に変形していることになるので、筒状体２に対して、モーター５は、常にセンターに位置していることになる。

次に、リブ３とモーター５の寸法公差について説明する。上記のような、圧入を行うためには、リブ３とモーター５の寸法が重要である。筒状体２の内側に突出するリブ３に対して、モーター５のモーター外周５０１は、最も小さい寸法で、リブ３の先端に対して外周５０１ａの様にゼロ嵌合であること。ゼロ嵌合であれば、４つのリブ３で隙間無く保持できるからである。最も大きい寸法で、リブ３の基端に対してモーター外周５０１ｂの様にプラス嵌合であること。リブ３の基端に対してゼロまたはマイナス嵌合であると圧入に多大な力がかかるからである（図５）。

上述のように、本発明によって、モーターホルダーを樹脂とすることで、モーターの振動による金属間の接触音、共振音が発生せず、電気的ショートの危険も回避できる。
また、ホルダーとモーターの軸の位置決めが容易に高い精度で行うことが出来る。
また、ホルダーにモーターを装着したまま、台座からの分離が可能である。
また、フランジの形状を変えることで、色々な取り付け構造に対応可能である。
このように、本発明によれば、モーターを容易に精度良く保持でき、経年変化や、モーターの振動、負荷変動の影響を少なくすることが出来る。
（実施例２）

他の実施例について図６を用いて説明する。実施例１と同様の部分は省略する。
樹脂成形において、抜き型の関係上、若干のテーパーを付けることが多い。そうすると、筒状体２の内部のリブ３とモーター５の寸法についても、筒状体２の一方の端と他方の端で変化してしまう。
一方の端が狭く、他方の端が広いとすると、一方の端では、圧入がしにくく、他方の端では、比較的軽い力で圧入が出来ることになる。また、モーター保持具１とモーター５の間の保持力が最も求められるのは、モーター保持具１の正面側である。
そこで、筒状体２の内側について、正面から背面方向に徐々に広がるようにテーパーを付ける。こうすることで、モーター５は、圧入の最初は軽い力でよく、圧入の最後の方は、モーター５がリブ３によって強く押されるので、モーター保持具１とモーター５の間の保持力を強めることが出来、好適である（図６（ａ）、図６（ｂ））。

本発明に係るモーターホルダーは、小形モーターの安定した固定方法としての産業上の利用可能性は大きいと解する。

１ モーター保持具
２ 筒状体
３ リブ
４ フランジ
５ モーター
６ 従来の前後挟みホルダー
７ 従来の側面挟みホルダー
２０１ 窓部
２０２ 切欠部
３０１ リブ前部分
３０２ リブ後部分
４０１ 固定用孔
５０１ モーター外周
５０２ 回転軸
５０３ 放熱孔
５０４ リード線
６０１ 前固定部
６０２ 固定用孔
７０１ 締付用ねじ
７０２ 固定用孔

Claims (1)

1. 樹脂製の小型モーター用モーター保持具であって、
   前記小型モーター用モーター保持具は、貫通穴部とフランジ部とリブ部を有する筒状体であって、
   前記貫通穴部は、両端が開口する貫通穴であって、モーターを保持する部分であり、
   前記フランジ部は、小型モーターの出力軸側となる前記筒状体の一端に設けられ、
   前記リブ部は、前記貫通穴部の内壁に少なくとも３つ以上設けられ、その形状は、前記貫通穴部の内壁から内側に向かって突出する円弧状であって、前記小型モーターの軸芯と平行して、前記筒状体の両開口部間に連通して配置される長さを有し、その貫通穴部は、フランジ側端部の内径が他方の貫通穴部端部より小さいテーパー状となっており、
   前記貫通穴部と前記リブ部と、前記フランジ部とは、同一樹脂素材の一体構造であることを特長とする小型モーター用モーター保持具。