JPS631338A - 小形回転電機の軸受組立構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明はステンピングモータあるいはマイクロモータ
等を対象とした小形回転電機の軸受組立構造に関する。 まずこの発明の実施対象である頭記モータの一般構造を
第５図に示す０図において、１はステータ、２はロータ
、３はロータに嵌め合い結合した回転軸、４はステータ
１の左右両側にねし止めないし接着剤で結合したブラケ
ットであり、このうち左側のブラケット４のセンタ部に
形成した軸受ハウジング４１と回転軸３との対向部位に
スリーブ軸受５が介装設置されている。なお右側のブラ
ケットと回転軸３の軸端面との間にはボール６を皿ばね
７で支持したボール形スラスト軸受が設けである。ここ
で前記スリーブ軸受５は円筒形の一体構造であって軸受
ハウジング４１の開口部へ圧入嵌合等によ固着されてお
り、この軸受５に挿入された回転軸３がロータ２ととも
に摺動回転する。 ところでこの種の小形モータでは、励磁電流を少なくし
て効率、力率改善を図り、かつに単位体積当たりの出力
を増大するためにも、前記ステータ１とロータ２との間
の空隙８に付いてはそのギャップ寸法ｇができる限り狭
く、かつ全周面域で均一であることが望まれる。すなわ
ち空隙８がその周域で不均一であると、磁気不平衡に起
因したトルク脈動の発生によるモータの性能低下、振動
。 騒音の発生、およびステータとロータとの機械的な接触
等の不具合な事態が発生する。 また軸受部に付いても、回転軸と軸受との間の隙間は出
来る限り少ないのが望ましく、この部分の隙間が大であ
るとガタが発生してロータが半径方向に振れたり籾摺り
回転運動を引き起こし、このことが前記したステータと
ロータ間の空隙を不均一にする原因となる。しかも第５
図のように軸受に円筒形のスリーブ軸受５を採用したも
のでは、軸受５に回転軸３を挿入するために回転軸３０
周面と軸受５の内周軸受面との間に僅かながら隙間９が
残存しており、かつこの残余隙間９が大きいとモータ組
立状態で軸受５．つまりステータ１の軸中心と回転軸５
の軸中心との間に成る傾きθが生じ、このことがステー
タ１とロータ２との間の空隙を不均一にする大きな原因
となる。 かかる観点から小形回転電機ではその組立に際して極め
て高い組立精度が要求され、特にステッピングモータ等
の小形精密モータではステータとロータ間の空隙値が０
．１〜０．２ｍｓ＋程度に設計されていてその許容誤差
は極めて狭く、非常に高い組立精度が要求される。 一方、前記した組立精度上の要求に対し、従来ではモー
タの個々の構成部品に対する加工精度を高めることによ
り要求される組立精度を得るようにしており、かつ各構
成部品の寸法精度は全て加工機械の加工精度に依存して
いるのが現状である。 しかして個々の部品に付いて高い加工寸法精度を得るに
はそれだけ高価な精密加工機械設備が必、要であって′
モータの製作コストが嵩むことになることに加え、さら
に従来の軸受構造では次記のような問題が残る。 すなわち第５図に示すモータの軸受構造では、軸受部に
おける回転軸３とスリーブ軸受５との間の隙間をできる
だけ少なくして組立るには、回転軸３の外径寸法とスリ
ーブ軸受５の内径寸法とが殆ど−敗し、かつ同軸となる
ように軸および軸受に高い仕上がり精度が要求されるが
、−般には部品の製作精度にバラツキがあることから、
回転軸と軸受との組合せで仕上がり精度の高い部品のみ
を選別することは難しく、歩留りの面からコスト高とな
る。 なおステータ１とロータ２との間の空隙８分布に影響を
及ぼす素因としては、前記したスリーブ軸受５と回転軸
３との間の隙間、同軸度の他に、ステータ１とブラケッ
ト４と間の嵌合部の同軸度。 スリーブ軸受５とブラケット４と間の嵌合部の同軸度、
および回転軸３とロータ２と間の嵌合部の同軸度等が挙
げられる。

【発明の目的】 この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した各構成部品の加工寸法精度の誤差分を軸受の組立
ての際にこの部分で巧みに吸収させ、かつ回転軸とスリ
ーブ軸受との間の隙間を無くしてロータの振れ、籾摺り
回転運動の発生を１図制しつつ、同時にステータとロー
タとの間の全周面域で均一な空隙が容易に確保できるよ
うにした小形回転電機の軸受組立構造を提供することを
目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明はスリーブ軸受を
周方向に分割して互いに切離された複数個の円弧状軸受
セグメンの集合体で構成するとともに、回転電機の組立
に際し前記各軸受セグメントをばね部材を介して回転軸
の周面上の所定位置に当接支持し、かつステータとロー
タとの間を組立後に排除する芯出用スペーサを介して芯
出し保持した仮組立状態で、軸受セグメントの外周面と
軸受ハウジングの内周面との間の残余間隙に充填物を充
填、固着して組立構成することにより、加工寸法精度の
誤差分を全て軸受組立工程で充填物を充填する軸受セグ
メントと軸受ハウジングとの間の残余間隙で一括吸収さ
せ、これにより組立状態で回転軸とスリーブ軸受との間
に不要な隙間の発生を押えつつ、同時にステータとロー
タとの間の全周面域で均一な空隙の確保が図れるように
したものである。

【発明の実施例】

第１図はこの発明の実施例による小形回転！８！の構成
断面図、第２図ないし第４図はそれぞれ第１図における
スリーブ軸受の軸受セグメントに対する異なる実施例の
構造を示すものであり、第５図に対応する同一部材には
同し符号が付しである。 まず第１図において、°回転軸３に対向してブラケット
４の軸受ハウジング４１に装着されたスリーブ軸受５は
、第２図に示すように周方向に分割して互いに切離した
複数個の円弧状軸受セグメント５１（図示例では３個）
の集合体として構成されている。ここで各軸受セグメン
ト５１はその内周面が回転軸３の周面に対応した曲率半
径の円弧面を成しており、かつその周方向の円弧長は軸
受セグメントを回転軸３の周面上に並べて配置した状態
で隣り合う軸受セグメントとの間に若干の隙間を残して
回転軸３の周面に当接するように設定されている。また
軸受セグメント５１はその外周面が後記する充填物との
結着性をよくするために梨地状に粗面化され、かつ外周
面の中央に後記のばね部材が嵌り込む窪み５２が形成さ
れている。なおこの実施例では、軸受セグメント５１は
回転軸３とともにセラミック材で作られている。 また第１図に戻り、前記の軸受セグメント５１は回転軸
３の周面上に当接して並置した状態で符号１０で示すば
ね部材により外周側から一括して押圧支持されており、
さらに軸受５はその外周面とブラケット４の軸受ハウジ
ング４１の内周面との間の残余隙間Ｇに充填された符号
１１で示す充填物により軸受ハウジング４１に固着され
ている。ここで前記ばね部材１０は、軸受組立の際の仮
組立状態で前記各軸受セグメント５１を一括して回転軸
３の周面上に当接支持させる役目を果たすものであり、
該ばね部材１０は例えばその周上の一箇所を切欠いた断
面Ｃ字形の摺割り付き円筒ばねとして成り、前記軸受セ
グメント５１の外周窪み５２へ嵌め込むことにより各軸
受セグメントを一括して回転軸３の周面上に押圧支持す
る。また該ばね部材ＩＯは軸受セグメント５１を僅かな
接触圧で回転軸３の周面に当接させるように適宜なばね
常数に定めである。なお１２は軸受ハウジング４１およ
び軸受５の内方端とロータ２の側面との間に介装したス
ラスト薄型受けと充填物１１のシール部材を兼ねたブツ
シュである。 次に上記構成による回転有機およびその軸受の組立法を
説明する。まずステータ１に対し左側のブラケット４を
ねじ止め、接着により結合する。 −方、ロータ２に回転軸３を圧入した後に、この回転軸
上にはブツシュ１２を嵌め込み、さらに所定位置にスリ
ーブ軸受５の各軸受セグメント５１をばね部材１０とと
もに装着する。この状態では各軸受セグメント５１がば
ね部材に押圧されて回転軸３の周面に当接支持されてい
る。またロータ２に対しては、あらかじめ周面上の軸方
両端部に段差を形成する凹溝部を形成して置き、この凹
溝部に符号１３で示した熱収縮性樹脂で作られたリング
状の芯出用スペーサが装着されている。このスペーサ１
３は次の工程でステータ１ヘロータ２を挿入して仮組立
した際にステータとロータとの間に全周面で均一な空隙
８を設定、確保させる役目を果たすものである。 次にロータ２と回転軸３との組立体を右側からステータ
１とブラケット４との組立体に挿入する。 なお軸受ハウジング４１の開口部内径は軸受５の外径寸
法より充分大に選定されている。この仮組立状態では、
前記したロータ側に装着のスペーサ１３によりステータ
１とロータ２との間で芯出し保持および均一な空隙８の
確保がなされてロータ２および回転軸３の軸中心がステ
ータ１の軸中心に正しく合致するとともに、−方では軸
受ハウジング４１の内周面と軸受５の外周面との間には
隙間Ｇか残存しており、かつこの隙間の内方端が完配し
たブツシュ１２により閉塞されている。 続いて前記仮組立の状態のまま、軸受５と軸受ハウジン
グ４１との間の隙間Ｇを充填物１１を充填。 固化して軸受５を軸受ハウジング４１に固着結合させる
。ここで前記充填物１１には、例えば常温硬化性ないし
は前記した熱収縮樹脂製の芯出用スペーサ１３の熱収縮
開始温度以下で硬化する熱硬化性のモールド樹脂等の有
機材、あるいは無機のモールド材が採用される。また充
填物１１の材料としては、後記する加熱工程の際に不当
な熱応力が加わるのを防止するために回転軸３およびブ
ラケット４の各熱膨張率と近似ないしはその中間の熱膨
張率を持つものが使用されている。なお必要に応じて軸
受セグメント５１と回転軸３とが接する面にはあらかじ
め離型剤を極薄く塗布して置き、充填物１１の充填の際
に一緒に固着するのを防止するようにしている。またこ
の離型剤はブツシュ１２にも塗布されている。 また前記した充填材１１の充填工程が終了すると、次に
右側のブラケット４をスラスト軸受とともに組込み、最
後にモータ全体を完配スペーサ１３の熱収縮樹脂が収縮
する温度で加熱する。これによりステータ１とロータ２
との間に介装していたリング状の芯出用スペーサ１３が
内周側に熱収縮してロータ側の凹溝段差内に収まって空
隙８の領域から後退排除され、かくしてステータ１とロ
ータ２との間には全周で均一な空ｒ４８だ形成確保され
ることになる。しかも各構成部品の加工精度誤差１組）
、誤差の集積分は全て前記した仮組立の状態でプル博゛
１ ラケット４の軸受ハウジング４１と軸受５との間の残余
間隙Ｇに一括吸収され、回転電機の組立完成状態ではス
テータ１とロータ２との間の空隙８に影響を及ぼすこと
はない、しかも回転軸３とスリーブ軸受５との間にはガ
タの原因となる隙間が生じない。 次にスリーブ軸受５の軸受セグメント５１に付いて第２
図と異なる別な実施例を第３図、第４図に示す、まず第
３図の実施例では第２図と同様に軸受セグメン）５１の
内周面が回転軸３の周面に対応した円弧面を成している
とともに、さらにその内周面には軸方向に並んで複数条
の周ｉ＃５３が形成されている。この周溝５３は回転軸
３との間の接触面積を減らして摺動摩擦損失を軽減させ
るとともに、必要に応して軸受潤滑剤のリザーバとして
利用される。 また第４図に示す実施例では、軸受セグメント５１の内
周側に回転軸３に対して線接触する二つの接線平面５４
が形成されており、かつこの接線平面〜＼と回転軸３の
周面との接触点は左右対象位置に設定されている；なお
５５は前記した接線平面５４を切削加工する際の逃げ溝
であり、かつ必要に応じてこの溝５５が軸受潤滑剤のリ
ザーバとしても利用できる。かかる構造により軸受セグ
メント５１を回転軸３の周面上に装着する際にガタ付き
無しに安定よく取付けできるとともに、軸受セグメント
と回転軸との間が線接触となるので摺動摩擦損失の軽減
化を図ることができて存利である。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、スリーブ軸受を周
方向に分割して互いに切離された複数個の円弧状軸受セ
グメンの集合体で構成するとともに、回転ｉｉｔ機の組
立に際し前記各軸受セグメントをばね部材を介して回転
軸の周面上の所定位置に当接支持し、かつステータとロ
ータとの間を組立後に排除する芯出用スペーサを介して
芯出し保持した仮組立状態で、軸受セグメントの外周面
と軸受ハウジングの内周面との間の残余間隙に充填物を
充填、固着して組立構成したことにより、回転法ぜ３リ
ーブ軸受と０間の隙間を無くして０−ターへλＡ の振れ、籾摺り回転運動の発生を確実に防止しつつ、同
時に回転有機を構成する各部品の加工寸法誤差分を全て
組立途中の仮組立状態で軸受ハウジングとスリーブ軸受
との間の残余間隙部分へ一括吸収させてステータとロー
タとの間の芯出保持により両者間には全周域で均一な空
隙を確保することができ、かくして各構成部品の機械加
工による加工精度の条件を緩和しつつ、しかも特性面で
のバラツキが無い高組立精度の小形回転電機を容易かつ
安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による小形モータの組立状態
を示す構成断面図、第２図は第１図におけるスリーブ軸
受の軸受セグメントの外形斜視図、第３図は第２図と異
なる軸受セグメントの実施例の構造を示す軸方向断面図
、第４図はさらに異なる軸受セグメントの実施例の構造
を示す軸と直角方向の断面図、第５図は従来におけるモ
ータの構造断面図である。各図において、 １：ステータ、２：ロータ、３：回転軸、４ニブラケツ
ト、４１：軸受ハウジング、５ニスリーブ軸受、５１：
軸受セグメント、８：ステータとロータとの間の空隙、
１０：ばね部材、１１：充填物、１３：第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステータに結合したブラケットの軸受ハウジングと
   ロータの回転軸との対向部位にスリーブ軸受を介装して
   成る小形電機において、前記スリーブ軸受を周方向に分
   割して互いに切離された複数個の円弧状軸受セグメンの
   集合体で構成するとともに、回転電機の組立に際し前記
   各軸受セグメントをばね部材を介して回転軸の周面上の
   所定位置に当接支持し、かつステータとロータとの間を
   組立後に排除する芯出用スペーサを介して芯出し保持し
   た仮組立状態で、軸受セグメントの外周面と軸受ハウジ
   ングの内周面との間の残余間隙に充填物を充填、固着し
   て組立構成したことを特徴とする小形回転電機の軸受組
   立構造。 ２）特許請求の範囲第１項記載の軸受組立構造において
   、充填物として有機ないし無機のモールド材を用いたこ
   とを特徴とする小形回転電機の軸受組立構造。 ３）特許請求の範囲第１項記載の軸受組立構造において
   、充填物が軸受セグメント材とブラケット材の各熱膨張
   率と近似ないしその中間の熱膨張率を持つ材料であるこ
   とを特徴とする小形回転電機の軸受組立構造。 ４）特許請求の範囲第１項記載の軸受組立構造において
   、ばね部材が回転軸上に並置した各軸受セグメントを外
   周側から一括して軸周面へ押圧支持する摺割り付きの円
   筒ばねであることを特徴とする小形回転電機の軸受組立
   構造。 ５）特許請求の範囲第１項記載の軸受組立構造において
   、軸受セグメントおよび回転軸の材料としてセラミック
   材を用いたことを特徴とする小形回転電機の軸受組立構
   造。