JPH06153444A - Supporting structure for rotor of motor - Google Patents
Supporting structure for rotor of motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、モータ回転子の支持構
造、詳しくは、回転子を支持する軸受部の構造に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor rotor support structure, and more particularly to a structure of a bearing portion for supporting the rotor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のモータでは、回転子であるロータ
が軸で支持されている。この軸は一方をケースに設けら
れる筒状軸受と、他方を同ケースに形成される有底円筒
部で支持されている。有底円筒部と軸の間には軸が回転
可能となるべくクリアランスが形成されている（実開昭
６４−５４７５４参照）。2. Description of the Related Art In a conventional motor, a rotor, which is a rotor, is supported by a shaft. The shaft is supported on one side by a cylindrical bearing provided on the case and on the other side by a bottomed cylindrical portion formed in the case. A clearance is formed between the bottomed cylindrical portion and the shaft so that the shaft can rotate (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-54754).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成によると、軸と軸受部との間のクリアランス分
だけラジアル方向におけるガタが生じ易く、このガタが
モータノイズの一要因となってしまう。また、このガタ
を少なくしていくと、軸と軸受部が面接触となって回転
抵抗が大きくなるという問題点が残ってしまう。However, according to such a structure, the play in the radial direction is likely to occur due to the clearance between the shaft and the bearing portion, and this play becomes a factor of motor noise. Further, if this backlash is reduced, there remains a problem that the shaft and the bearing portion are in surface contact with each other and the rotation resistance increases.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明では、モータの回転子を支持する軸と、この軸を支
承する軸受部とを有し、前記軸の先端を略円錐状に形成
すると共に、前記軸受部にテーパ部を有する穴を設け、
前記テーパ部で前記軸の先端を支承した。また、請求項
２記載の発明では、モータの回転子を固定軸で回転自在
に支持し、前記固定軸の先端を整流子片を支持する整流
子ホルダーに設けた軸受部で支持した。In view of the above, according to the present invention, there is provided a shaft for supporting the rotor of the motor and a bearing portion for supporting the shaft, and the tip of the shaft is formed into a substantially conical shape. Along with the formation, a hole having a tapered portion is provided in the bearing portion,
The tip of the shaft was supported by the taper portion. According to the second aspect of the invention, the rotor of the motor is rotatably supported by the fixed shaft, and the tip of the fixed shaft is supported by the bearing portion provided in the commutator holder that supports the commutator piece.
【０００５】[0005]
【作用】請求項１記載の発明においては、軸の先端を略
円錐状とし、かつその軸を支承する軸受部にテーパ部を
有する穴を設け、テーパ穴で上記略円錐状の軸の先端を
支承するので、軸と軸の支承部とが線接触となり、ラジ
アル方向へのガタが無くなる。また、請求項２記載の発
明では、上記円錐状の軸端部を支承するテーパ部穴を有
する軸受部を整流子片を支持する整流子ホルダーに設け
たので、従来のような軸受を個別に設ける必要がなくな
る。According to the first aspect of the present invention, the tip of the shaft is formed into a substantially conical shape, and the bearing portion for supporting the shaft is provided with a hole having a tapered portion. Since the bearing is supported, the shaft and the bearing of the shaft are in line contact with each other, and there is no play in the radial direction. Further, in the invention according to claim 2, since the bearing portion having the tapered hole for supporting the conical shaft end portion is provided in the commutator holder for supporting the commutator piece, the conventional bearings are individually provided. There is no need to provide it.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１において、符号１はモータ本体を示し、このモ
ータ本体１のケース２内には、回転子であるロータ３や
固定子４等の要部が蓋５で閉じられて内蔵されている。
ケース２の底部２ａには、上方に突出している軸受部６
と、下方に凹んでいる軸受部７とが形成されている。
ロータ３は、コア８と整流子ホルダー９及び整流子であ
るコミュテータ１０とブラシ１１等から構成されてい
て、ロータ４は、ヨーク１２及びマグネット１３等から
構成されている。ロータ３はモータ軸１４に回転自在に
支持されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a motor main body, and a case 2 of the motor main body 1 has a rotor 5 as a rotor, a stator 4, and other main parts closed and covered by a lid 5.
The bottom portion 2a of the case 2 has a bearing portion 6 protruding upward.
And a bearing portion 7 recessed downward.
The rotor 3 includes a core 8, a commutator holder 9, a commutator 10 that is a commutator, a brush 11, and the like, and the rotor 4 includes a yoke 12, a magnet 13, and the like. The rotor 3 is rotatably supported by the motor shaft 14.
【０００７】モータ軸１４の基端１４ａは径小に形成さ
れ、先端１４ｂは頂部を小半球面とし、頂角α１を有す
る円錐形状に形成されている。このモータ軸１４は、基
端１４ａを軸受部６に形成される軸穴６ａに圧入されて
ケース２に固定されている。A base end 14a of the motor shaft 14 is formed to have a small diameter, and a tip 14b is formed in a conical shape having a small hemispherical surface with an apex angle α1. The motor shaft 14 is fixed to the case 2 by pressing the base end 14 a into a shaft hole 6 a formed in the bearing portion 6.
【０００８】コア８は、磁気特性に優れたケイ素鋼板を
積層したものであって、その中心に形成した穴部８ａ
に、フランジ９ｃを有する整流子ホルダー９が嵌入され
る。整流子ホルダー９は、整流子であるコミュテータ１
０を支持するものであって、コア８に一体的に嵌入され
ている。The core 8 is formed by laminating silicon steel plates having excellent magnetic properties, and has a hole 8a formed at the center thereof.
The commutator holder 9 having the flange 9c is fitted in the. The commutator holder 9 is a commutator 1 that is a commutator.
It supports 0 and is fitted in the core 8 integrally.
【０００９】コア８に嵌入された整流子ホルダー９の一
方９ａには、凹陥部９ｂが形成されていて、この凹陥部
９ｂには、モータ軸１４を支持する軸穴１６が形成され
ている。整流子ホルダー９の頂面には、円錐状に盛り上
がった円錐部９ｄが形成されていて、この円錐部９ｄに
は、支持軸１４の回転中心軸線上に頂点を有する円錐体
片群からなるコミュテータ１０が固定されている。A recess 9b is formed in one side 9a of the commutator holder 9 fitted in the core 8, and a shaft hole 16 for supporting the motor shaft 14 is formed in the recess 9b. On the top surface of the commutator holder 9, there is formed a conical portion 9d that rises in a conical shape. The conical portion 9d has a commutator including a conical piece group having an apex on the rotation center axis of the support shaft 14. 10 is fixed.
【００１０】コミュテータ１０は後述する巻線を流れる
電流の方向を切り換えるものであってその表面１０ａの
一部に図示しない電源に接続するブラシ１１が接触して
いる。コミュテータ１０の外周部１０ｂの一部は整流子
ホルダー９よりラジアル方向に延出している。The commutator 10 switches the direction of a current flowing through a winding, which will be described later, and a brush 11 connected to a power source (not shown) is in contact with a part of the surface 10a thereof. A part of the outer peripheral portion 10b of the commutator 10 extends in the radial direction from the commutator holder 9.
【００１１】軸穴１６は、図２に示すように、開口側１
６ａが支持軸１４より僅かに大径となっていて、閉口側
１６ｂが軸１４の回転中心軸線上に頂点を有し、前記頂
角α１よりも僅かに大きい頂角α２をもつ円錐体形状に
形成されており、両頂角にα２−α１なる差が設けられ
ている。As shown in FIG. 2, the shaft hole 16 has an opening side 1
6a has a diameter slightly larger than that of the support shaft 14, and the closed side 16b has a vertex on the rotation center axis of the shaft 14 and has a cone shape having an apex angle α2 slightly larger than the apex angle α1. Are formed, and a difference of α2-α1 is provided at both apex angles.
【００１２】整流子ホルダー９の凹陥部９ｂには、図１
に示すように、絶縁材で形成された歯車１７のボス１７
ａが圧入されていて、このボス１７ａが、支持軸１４に
回転自在に支持されている。従って、歯車１７、整流子
ホルダー９及びコア８は一体化されて、軸１４に回転自
在に支持される。The concave portion 9b of the commutator holder 9 is shown in FIG.
As shown in, the boss 17 of the gear 17 formed of an insulating material.
a is press-fitted, and the boss 17a is rotatably supported by the support shaft 14. Therefore, the gear 17, the commutator holder 9 and the core 8 are integrated and rotatably supported by the shaft 14.
【００１３】また、コア８には、絶縁層１８を介して巻
線１９が巻装されている。この巻線１９は、ブラシ１１
から供給される電流によってロータ３が電磁石となった
ときに、同ロータ３を矢印Ｐ方向に付勢されるような巻
き方向に巻かれている。A winding 19 is wound around the core 8 with an insulating layer 18 interposed therebetween. This winding 19 is a brush 11
When the rotor 3 becomes an electromagnet by the current supplied from the rotor 3, the rotor 3 is wound in a winding direction so as to be urged in the arrow P direction.
【００１４】一方、コア８の周囲には、ヨーク１２を介
してケース２に固定された円弧状のマグネット１３が配
設されている。これら固定子４は、マグネット１３とコ
ア８との間にエアギァップ２０を設けて軸１４に対して
同心状に配置されている。エアギァップ２０は、ロータ
３の高速回転や長時間運転による熱膨張を考慮し、か
つ、磁束密度を大きく保つ程度の間隙に設定されてい
る。On the other hand, an arc-shaped magnet 13 fixed to the case 2 via a yoke 12 is arranged around the core 8. These stators 4 are arranged concentrically with respect to the shaft 14 by providing an air gap 20 between the magnet 13 and the core 8. The air gap 20 is set to have a gap in which thermal expansion due to high-speed rotation of the rotor 3 and long-time operation is taken into consideration, and the magnetic flux density is kept large.
【００１５】また、ケース２に形成された軸受部７と蓋
５には、モータ１の回転力を外部に取り出す出力軸２１
が回転自在に支持される。この軸２１には、コア８と一
体的な歯車１７に噛合する出力歯車２２が固定されてい
て、ロータ３の回転を軸２１に伝達する。The bearing 7 and the lid 5 formed on the case 2 have an output shaft 21 for extracting the rotational force of the motor 1 to the outside.
Is rotatably supported. An output gear 22 meshing with a gear 17 integral with the core 8 is fixed to the shaft 21, and transmits the rotation of the rotor 3 to the shaft 21.
【００１６】このように構成されたモータ１の動作につ
いて説明する。電源がオンされ、電流がブラシ１１から
ミュテータ１０を通って巻線１９に流れるとコア８が磁
化とされる。このとき、ミュテータ１０によって巻線１
９に流れる電流の方向と相が切換えられ、形成される磁
極が随時変化して、ロータ３がマグネット１３の磁界に
反発する力で回転する。また、ロータ３にはマグネット
１３の吸引力が働き、ロータ３を矢印Ｐ方向、即ち、ケ
ース２の下方に向かって押しつけられ、軸穴１６のテー
パ部１６ｃが軸１４の先端１４ｂの円錐面に圧接されな
がらロータ３が回転する。ロータ３が回転すると、歯車
１７及び出力歯車２２を介して軸２１を回転させて出力
を取り出す。The operation of the motor 1 thus constructed will be described. When the power is turned on and current flows from the brush 11 through the mutator 10 to the winding 19, the core 8 is magnetized. At this time, the mutator 10 makes the winding 1
The direction and phase of the current flowing in 9 are switched, the magnetic poles formed are changed at any time, and the rotor 3 is rotated by the force repelling the magnetic field of the magnet 13. Further, the attractive force of the magnet 13 acts on the rotor 3, and the rotor 3 is pressed in the direction of arrow P, that is, toward the lower side of the case 2, and the taper portion 16c of the shaft hole 16 is formed on the conical surface of the tip 14b of the shaft 14. The rotor 3 rotates while being pressed. When the rotor 3 rotates, the shaft 21 is rotated via the gear 17 and the output gear 22 to take out the output.
【００１７】この時、軸穴１６のテーパ部１６ｃの頂角
α２は、軸の先端１４ｂの頂角α１より僅かに大きく設
定されているので、マグネット１３の吸引力によって軸
の先端１４ｂに圧接しても面接触とはならずに線接触状
態で回転する。At this time, the apex angle α2 of the tapered portion 16c of the shaft hole 16 is set to be slightly larger than the apex angle α1 of the tip 14b of the shaft, so that it is pressed against the tip 14b of the shaft by the attractive force of the magnet 13. Even if it does not come into surface contact, it rotates in a line contact state.
【００１８】このような構成にすることで、ロータ３の
ラジアル方向へのガタを少なくすることができると共
に、軸１４と軸穴１６との接触部分が線接触となり、回
転摩擦抵抗が低減する。With such a structure, the play of the rotor 3 in the radial direction can be reduced, and the contact portion between the shaft 14 and the shaft hole 16 becomes a linear contact, so that the rotational friction resistance is reduced.
【００１９】また、軸受部である軸穴１６を整流子ホル
ダー９に形成したので、軸受部をケース２の上下にそれ
ぞれ配設した従来のタイプのものより軸方向における軸
受部の占有スペースを少なくすることができ、モータ全
体の扁平化を図ることができる。Further, since the shaft hole 16 which is a bearing portion is formed in the commutator holder 9, the space occupied by the bearing portion in the axial direction is smaller than that of the conventional type in which the bearing portions are arranged above and below the case 2, respectively. Therefore, the entire motor can be flattened.
【００２０】次に図４は本発明の第２の実施例を示す。
この実施例は、第１の実施例における支持軸１４とロー
タ３が一体的に形成されモータケースの蓋でロータ軸を
支承する構造のモータＭ１に本発明を適用したものであ
る。Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the present invention is applied to the motor M1 having a structure in which the support shaft 14 and the rotor 3 in the first embodiment are integrally formed and the rotor shaft is supported by the lid of the motor case.
【００２１】図４において、ケース３０とその蓋３１に
は、軸受部３２，３３がそれぞれ形成されていて、これ
ら軸受部３２，３３に出力軸３４が回転自在に支持され
ている。軸受部３２には、軸穴３２ａが形成されてい
て、その軸穴３２ａの閉口側３２ｂは、第１の実施例同
様、軸３４の回転中心軸線上に頂点を有する円錐体形状
に形成されたテーパー部３２ｃとなっている。軸３４の
一端３４ａも第１の実施例同様に頂点が小半球面に形成
され、軸３４の回転中心軸線上に頂点を有する円錐体形
状に形成されていて、その頂角は閉口側３２ａのテーパ
部３２ｃより小さくなっている。In FIG. 4, bearings 32 and 33 are formed on the case 30 and its lid 31, respectively, and an output shaft 34 is rotatably supported by these bearings 32 and 33. A shaft hole 32a is formed in the bearing portion 32, and the closing side 32b of the shaft hole 32a is formed in a conical shape having an apex on the rotation center axis of the shaft 34, as in the first embodiment. It is a tapered portion 32c. Similarly to the first embodiment, one end 34a of the shaft 34 has a vertex formed on a small hemispherical surface, and is formed in a conical shape having a vertex on the rotation center axis of the shaft 34. It is smaller than the tapered portion 32c.
【００２２】出力軸３４には、絶縁層３５を介して巻線
３６が巻装されたコア３７が固定されていて、このコア
３７の上部には、ブラシ３９が圧接した円筒状のコミュ
テータ３８が固定されている。A core 37, around which a winding 36 is wound, is fixed to the output shaft 34 via an insulating layer 35, and a cylindrical commutator 38 to which a brush 39 is pressed is attached to the upper portion of the core 37. It is fixed.
【００２３】コア３７の周囲には、出力軸３４と同軸的
にマグネット４０がヨーク４１を介してケース３０に固
定されて配置されている。ヨーク４１はケース３０と一
体的に形成されている。なお、コア３７に巻かれた巻線
３６はマグネット４０と相まってコア３７を矢印Ｐ方向
に移動させる力を発生させる向きに巻かれている。A magnet 40 is arranged around the core 37 so as to be coaxial with the output shaft 34 and fixed to the case 30 via a yoke 41. The yoke 41 is formed integrally with the case 30. The winding 36 wound around the core 37 is wound in a direction in which a force that moves the core 37 in the arrow P direction is generated together with the magnet 40.
【００２４】このような構成によるロータ軸の支持構造
では、コア３７が回転すると出力軸３４も一体となって
回転する。この時、出力軸３４の一端３４ａは第１の実
施例同様、テーパー面を有する軸受部３２の閉口側３２
ａにマグネット４０の吸引力により圧接して回転する。
つまり、軸３４は線接触で圧接されながら回転すること
になるので、ラジアル方向へのガタが少なくなる。In the rotor shaft support structure having such a structure, when the core 37 rotates, the output shaft 34 also rotates integrally. At this time, the one end 34a of the output shaft 34 has the tapered side 32 of the bearing portion 32 having the tapered surface, as in the first embodiment.
The magnet 40 is pressed against the surface a by the attraction force of the magnet 40 to rotate.
In other words, since the shaft 34 rotates while being pressed into contact with the line 34, there is less play in the radial direction.
【００２５】なお、第１，第２の実施例において、軸１
４，３４を支持する軸穴１６，３２ａの閉口側１６ａ，
３２ｂを円錐形状としたが、これに限定するものではな
く、図３に示すように、軸穴の先端に凹部Ａを設けても
良い。要は軸１４，３４に形成した頂角α１よりも大き
い頂角α２に軸穴内面が形成されていれば良いのであ
る。In the first and second embodiments, the shaft 1
Closing side 16a of the shaft holes 16 and 32a for supporting 4, 34,
Although 32b has a conical shape, the shape is not limited to this, and as shown in FIG. 3, a recess A may be provided at the tip of the shaft hole. The point is that the inner surface of the shaft hole may be formed at an apex angle α2 larger than the apex angle α1 formed on the shafts 14, 34.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、軸と軸受部とのクリア
ランスが極力少なくなると共に上記軸と軸受部の接触部
位を線接触とすることができるので、回転子をスムーズ
に回転することができ、モータノイズを低減することが
できる。According to the present invention, the clearance between the shaft and the bearing portion is reduced as much as possible, and the contact portion between the shaft and the bearing portion can be in linear contact, so that the rotor can smoothly rotate. Therefore, the motor noise can be reduced.
【図１】本発明の第１の実施例を示すモータ回転子の支
持構造の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a support structure for a motor rotor showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の要部である軸と軸受部の接触状態を示
す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a contact state between a shaft and a bearing portion, which is an essential part of the present invention.
【図３】本発明の要部である軸と軸受部の変形例を示す
拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of a shaft and a bearing portion which are essential parts of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施例を示すモータ回転子の支
持構造の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a support structure for a motor rotor showing a second embodiment of the present invention.
１，Ｍ１ モータ ３ 回転子（ロータ） ９ 整流子ホルダー １０,３８ 整流子片（コミュテータ） １４,３４ 軸（支持軸、出力軸） ９,１６,３２,３３ 軸受部 １４ａ,３４ａ 軸の先端 １６ｃ,３２ｃ テーパ部 １６,３２ａ 軸穴 ３４ 固定軸 1, M1 motor 3 rotor (rotor) 9 commutator holder 10,38 commutator piece (commutator) 14,34 shaft (support shaft, output shaft) 9,16,32,33 bearing portion 14a, 34a shaft tip 16c , 32c Tapered part 16, 32a Shaft hole 34 Fixed shaft
Claims (2)
支承する軸受部とを有し、前記軸の先端を略円錐状に形
成し、前記軸受部にテーパ部を有する穴を設け、前記テ
ーパ部で前記軸の先端を支承したモータ回転子の支持構
造。1. A shaft having a shaft for supporting a rotor of a motor and a bearing for supporting the shaft, the tip of the shaft having a substantially conical shape, and the bearing having a hole having a tapered portion. A supporting structure for a motor rotor in which the tip of the shaft is supported by the tapered portion.
し、前記固定軸の先端を整流子片を支持する整流子ホル
ダーに設けた軸受部で支持した請求項１記載のモータ回
転子の支持構造。2. The motor rotor according to claim 1, wherein a rotor of the motor is rotatably supported by a fixed shaft, and a tip of the fixed shaft is supported by a bearing portion provided in a commutator holder that supports a commutator piece. Support structure.
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