KR20100106447A - 모터 - Google Patents

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KR20100106447A
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마사시 후지와라
히데 하라
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니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

로터를 지승하는 지지축과 베어링 사이에서 발생하는 「비팅 노이즈」를 저감한 정온성이 우수한 모터를 제공하는 것이다. 반출력측 베어링 (30) 이, 회전 부재 (로터 : 20) 를 지지축에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링부 (301) 와, 로터 (20) 를 회전 중심측으로 탄성지지하는 탄성지지부 (302b) 에 의해 지지축 (12) 에 대하여 로터 (20) 를 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링부 (302) 로 구성되어 있다. 또한, 로터 (20) 의 일방의 단부에는 로터 (20) 를 지지축 (21) 에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 3 베어링부 (35) 가 형성되고, 로터 (20) 의 타방의 단부에는 제 1 베어링부 (301) 가 형성되고, 제 1 베어링부 (301) 와 상기 제 3 베어링부 (35) 사이에는 윤활제가 충전된 윤활제 충전 공간 (S) 이 형성됨과 함께, 윤활제 충전 공간 (S) 내에 제 2 베어링부 (302) 가 배치되어 있는 모터 (1) 로 하였다.

Description

모터{MOTOR}
본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로터 (회전 부재) 를 지지축 (고정축) 에 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링을 구비한 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 지지축 (고정축) 에 지승된 로터 (회전 부재) 가 그 외주측에 배치된 구동 코일로부터 발생한 자계에 의해 회전 구동하도록 구성된 모터가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 모터의 일례 (모터 (100)) 를 도 6 에 나타낸다. 모터 (100) 는, 모터 본체부 (100a) 및 기어 헤드 (100b) 로 이루어진다. 모터 본체부 (100a) 를 구성하는 구동 코일 (106) 등이 수납된 모터 케이스 (102) 에는 지지축 (104) 이 고정되어 있다. 이 지지축 (104) 에 지승되는 로터 (110) 에는, 지지축 (104) 에 대한 슬라이딩성을 향상시키기 위한 베어링 (120) 이 압입 고정되어 있다.
일본 공개특허공보 평1-152942호
이러한 모터 (100) 에 있어서, 모터 구동시에는, 지지축 (104) 과 베어링 (120) 사이의 슬라이딩에 의한 마찰열에 의해 베어링 (120) 이 팽창하여, 지지축 (104) 이 삽입 관통되어 있는 베어링 구멍 (120a) 의 내경이 커지는 경우가 있다.
그 결과, 지지축 (104) 과 베어링 구멍 (120a) 사이의 클리어런스가 증대되고, 지지축 (104) 과 베어링 구멍 (120a) 의 내주면이 부딪침으로써 이른바 「비팅 노이즈 (beating noise)」라고 불리는 노이즈가 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 로터 (회전 부재) 를 지승하는 지지축과 베어링 사이에서 발생하는 「비팅 노이즈」를 저감한 정온성 (靜穩性) 이 우수한 모터를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 관련된 모터는, 회전 부재와, 그 회전 부재에 고정된 베어링과, 그 베어링을 개재하여 상기 회전 부재가 회전 가능하게 지지되는 지지축을 구비한 모터에 있어서, 상기 베어링은, 상기 회전 부재를 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링부와, 상기 회전 부재를 회전 중심측으로 탄성지지하는 탄성지지부에 의해서 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링부로 구성되어 있고, 상기 회전 부재의 일방의 단부에는 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 상기 회전 부재를 지지하는 제 3 베어링부가 형성되고, 상기 회전 부재의 타방의 단부에는 상기 제 1 베어링부가 형성되며, 그 제 1 베어링부와 상기 제 3 베어링부 사이에는 윤활제가 충전된 윤활제 충전 공간이 형성됨과 함께, 그 윤활제 충전 공간 내에 상기 제 2 베어링부가 배치되어 있는 것을 요지로 하는 것이다.
이 경우, 청구항 2 에 기재된 바와 같이, 상기 탄성지지부는 상기 지지축의 둘레 방향에 3 개 이상 형성되고, 상기 지지축을 중심으로 하는 인접한 상기 탄성지지부와의 각도가 모두 180°미만으로 배치되어 있으면 된다.
또한, 청구항 3 에 기재된 바와 같이, 상기 지지축은, 모터의 로터축인 것이 바람직하다.
그리고 청구항 4 에 기재된 바와 같이, 상기 지지축은 금속으로 형성되고, 상기 제 1 베어링부와 상기 제 2 베어링부는 수지에 의해 일체적으로 구성되어 있으면 더욱 바람직하다.
또한, 청구항 5 에 기재된 바와 같이, 회전 부재는, 스프링 부재에 의해, 지지축의 축방향에 있어서 상기 제 3 베어링부를 향하여 탄성지지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 청구항 1 에 관련된 모터에 의하면, 회전 부재에 형성된 제 2 베어링부의 탄성지지부에 의해, 지지축이 회전 부재의 중심 방향으로 탄성지지되게 되므로, 회전 부재 (베어링) 와 지지축 사이의 덜컥거림에 의한 비팅 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
이 경우, 회전 부재는, 제 2 베어링부가 지지축을 탄성지지하면서 회전하게 되어, 제 2 베어링부와 지지축 사이에는 마찰열이 발생하기 쉬운데, 제 2 베어링부는 회전 부재와 제 1 베어링부에 의해 형성된 윤활제 충전 공간 내에 배치되어 있기 때문에, 그 마찰열의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 상기 윤활제 충전 공간 내에 충전된 윤활제는, 회전 부재에 형성된 제 1 베어링부 및 제 3 베어링부의 베어링면과, 이 베어링면과 대면하는 지지축과의 사이로 스며나오기 때문에, 이들 제 1 베어링부 및 제 3 베어링부와 지지축의 마찰 저항을 저감할 수 있다.
그리고, 본 발명의 청구항 2 에 관련된 모터에 의하면, 서로 180°미만으로 배치된 복수 (3 개 이상) 의 탄성지지부에 의해서, 지지축에 발생하는 래이디얼 방향의 응력에 대항하여 지지축을 그 중심 방향으로 확실하게 탄성지지할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 3 에 관련된 모터에 의하면, 상기 지지축이 회전 속도가 높은 모터의 로터축이라도, 윤활제 충전 공간에 충전된 윤활제에 의해서 지지축에 발생하는 마찰열 및 지지축의 마모를 억제할 수 있다.
그리고, 본 발명의 청구항 4 에 관련된 모터에 의하면, 금속제의 지지축과 수지제의 베어링이 슬라이딩하기 때문에, 양자 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 또한, 제 1 베어링부와 제 2 베어링부가 일체적으로 형성되기 때문에 부품 점수가 줄어, 부품 제조 비용, 조립 비용의 저감으로 이어진다.
또한, 본 발명의 청구항 5 에 관련된 모터에 의하면, 모터의 구동시에는, 제 3 베어링부와 모터 케이스가 슬라이딩하면서 회전 부재가 회전하게 된다. 즉, 제 3 베어링부가 모터 케이스에 의해 압력이 가해져 눌리기 때문에, 회전 부재의 래이디얼 방향으로의 이동량이 적어지거나, 또는 이동 속도가 작아진다. 이 때문에 베어링에 대한 비팅량 등이 적어져, 비팅 노이즈를 억제하는 것이 가능해진다. 이로써, 보다 정온성이 우수한 모터로 할 수 있게 된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 모터의 단면 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 모터의 모터 본체부 (구동 코일을 제외한) 를 확대한 단면도이다.
도 3 의 (a) 는 도 1 에 나타낸 모터에 장착되는 반출력측 베어링의 외관 사시도이고, 도 3 의 (b) 는 단면 사시도 (b) 이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 모터의 단면 사시도이다.
도 5 는 도 4 에 나타낸 모터의 반출력측 베어링을 구성하는 제 1 베어링과 제 2 베어링의 외관 사시도이다.
도 6 은 종래의 모터 구성을 설명하기 위한 단면 사시도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 모터 (1) 의 단면 사시도이고, 도 2 는 구동 코일을 제외한 모터 본체부 (10) 를 확대한 단면도이다.
본 실시형태의 모터 (1) 는, 모터 본체부 (10) 와 기어 헤드 (50) 로 구성되는 이른바 기어식 모터로서, 모터 본체부 (10) 로부터 출력된 회전이 기어 헤드 (50) 내의 기어륜 열을 개재하여 출력축으로 전달되도록 되어 있다.
모터 본체부 (10) 는, 지지축 (12), 이 지지축 (12) 에 회전 가능하게 지지되는 로터 (20) (본 발명에서의 회전 부재에 상당한다), 로터 (20) 에 고정된 베어링으로서의 반출력측 베어링 (30), 및 로터 (20) 를 회전시키기 위한 자계를 발생시키는 구동 코일 (40) 등이 모터 케이스 (5) 내에 수납되어 구성되어 있다.
지지축 (12) 은, 소정의 직경으로 형성된 금속제 (바람직한 재료로서 스테인리스 등을 예시할 수 있음) 의 막대재로, 제 1 지지축 고정부 (56) 및 제 2 지지축 고정부 (58) 에 의해서 모터 케이스 (5) 에 고정되어 있다.
로터 (20) 는, 수지제의 로터 본체 (22) 와 로터 본체 (22) 의 외주에 고정된 구동 마그넷 (영구 자석 : 24) 으로 이루어진다. 이 로터 (20) 는, 구동 코일 (40) 에 대한 통전에 의해 발생한 자계를 받아서 회전하는 부재이다.
로터 본체 (22) 는, 상대적으로 직경이 큰 대직경 통부 (221) 와, 상대적으로 직경이 작은 소직경 통부 (222) 로 구성되어 있다.
대직경 통부 (221) 의 외주면에는, 구동 마그넷 (24) 이 고정되어 있다. 또, 이 구동 마그넷 (24) 은 소정의 간극을 사이에 두고 구동 코일 (40) 과 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 대직경 통부 (221) 의 내주면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 내부에 윤활제가 충전된 윤활제 충전 공간 (S) 이 형성되어 있다. 이 윤활제 충전 공간 (S) 의 작용에 관한 상세는 후술한다. 윤활제 충전 공간 (S) 의 개구부에는, 지지축 (12) 이 삽입 관통되는 반출력측 베어링 (30) 이 압입 고정되어 있다. 요컨대, 반출력측 베어링 (30) 은 윤활제 충전 공간 (S) 을 밀봉하는 뚜껑의 역할도 하여, 윤활제 충전 공간 (S) 으로부터 윤활제가 대량으로 유출되는 것을 방지하고 있다. 보다 구체적으로는, 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 제 1 베어링부 (301) 의 베어링면 (301a) 과, 이 베어링면 (301a) 과 대면하는 지지축 (12) 사이로 스며나오기 때문에, 제 1 베어링부 (301) 의 베어링면 (301a) 과 지지축 (12) 의 마찰 저항을 저감시킬 수 있도록 되어 있다.
도 3 은, 반출력측 베어링 (30) 의 외관 사시도 (a) 및 단면 사시도 (b) 이다. 반출력측 베어링 (30) 은, 윤활제 충전 공간 (S) 를 밀봉하고 있는 제 1 베어링부 (301) 와, 제 2 베어링부 (302) 로 구성된다.
제 1 베어링부 (301) 는, 수지제 (바람직한 재료로서 폴리옥시메틸렌 (POM) 등을 예시할 수 있음) 이고 원통 형상으로 형성된 래이디얼 베어링이다. 이 제 1 베어링부 (301) 의 베어링 구멍 (301a) 에 지지축 (12) 이 삽입 관통되어, 로터 (20) 의 일단이 회전 가능하게 지지되게 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 모터 (1) 의 구동시 (로터 (20) 의 회전시) 에는, 금속 (스테인리스) 제의 축과 수지제의 베어링이 슬라이딩하게 되므로, 양자 사이에서 발생하는 마찰 저항을 작은 것으로 할 수 있다.
또한, 제 1 베어링부 (301) 의 일방의 단면 (모터 (1) 의 반출력측 단면) 에는 원고리 형상의 돌기 (301b) 가 형성되어 있다. 이 돌기 (301b) 가 모터 케이스 (5) 에 맞닿도록 되어 있다.
한편, 제 2 베어링부 (302) 는 제 1 베어링부 (301) 와 일체로 형성된 부분으로, 제 1 베어링부 (301) 의 돌기 (301b) 가 형성된 단면 (端面) 의 반대면 (모터 (1) 의 출력측 단면) 으로부터 돌출 형성된 원통부 (302a) 와, 동일면으로부터 돌출 형성된 탄성지지부 (302b) 로 구성되어 있다.
탄성지지부 (302b) 는, 소정 크기의 원주 상에 있어서 서로 등간격으로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 지지축 (12) 의 둘레 방향으로 3 분할되어 있다. 또한, 각 탄성지지부 (302b) 의 선단부에는, 지지축 (12) 의 외주면에 맞닿는 맞닿음부 (302ba) 가 형성되어 있다. 그리고, 탄성지지부 (302b) 는, 맞닿음부 (302ba) 이외의 내주는 제 1 베어링부 (301) 에 접촉하지 않고, 간극이 형성되어 있다.
이와 같이, 이 탄성지지부 (302b) 에 의해서, 지지축 (12) 은 제 1 베어링부 (301) 에 삽입 관통되었을 때, 제 1 베어링부 (301) 의 중심 방향 (로터 (20) 의 중심 방향) 으로 탄성지지되도록 되어 있다.
또한, 맞닿음부 (302ba) 가 축방향에서 지지축 (12) 에 맞닿아 탄성지지하는 위치는, 탄성지지부 (302b) 가 지지축 (12) 과 베어링 구멍 (301a) 의 내주면 사이의 덜컥거림을 억제하기에 필요한 탄성지지력을 갖도록, 탄성지지부 (302b) 의 두께나 그 재질 등에 기초하여 설계되어 있다. 그리고, 모터 구동시에는, 탄성지지부 (302b) 도 다른 베어링부와 동일하게 팽창되기 때문에, 지지축 (12) 을 탄성지지하는 탄성지지력은 약해지지만 본 발명의 효과에서 벗어나는 범위가 아니다. 즉, 모터 구동시에 있어서, 탄성지지부 (302b) 에 의해 지지축 (12) 이 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성지지되기 때문에, 로터 (20 : 베어링) 와 지지축 (12) 사이의 덜컥거림에 의한 비팅 노이즈의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 맞닿음부 (302ba) 가 지지축 (12) 에 맞닿아 탄성지지하는 위치는, 구동 마그넷 (24) 의 중심 위치와 동일한 위치 또는 그 근방이 되도록 배치하는 경우에, 맞닿음부 (302ba) 가 지지축 (12) 을 탄성지지하는 탄성지지력이 작아지는 등 덜컥거림을 보다 효율적으로 억제할 수 있도록 되어 있다.
또한, 3 분할된 맞닿음부 (302ba) 는 지지축 (12) 의 외주를 거의 균등한 위치에서 맞닿아 유지하도록 되어 있기 때문에, 지지축 (12) 의 래이디얼 방향에 있어서 어떠한 방향으로부터의 외력에 대하여, 맞닿음부 (302ba) 에서 받아낼 수 있게 되어 있다. 이 때문에, 덜컥거림을 방지할 수 있다.
여기서, 모터 (1) 가 구동되면, 지지축 (12) 과 제 1 베어링부 (301) 의 슬라이딩에 의해서 양자 사이에는 마찰열이 발생한다. 이것에 의해, 제 1 베어링부 (301) 가 열팽창함으로써 베어링 구멍 (301a) 이 커지고, 지지축과 베어링 구멍의 내주면이 부딪치는 것에 따라서, 이른바 「비팅 노이즈」가 발생한다.
이에 대하여, 본 실시형태에 관련된 모터 (1) 에서는, 제 1 베어링부 (301) 의 탄성지지부 (302b) 가 항상 지지축 (12) 을 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성 지지하고 있기 때문에, 이 「비팅 노이즈」를 저감시킬 수 있다.
또한, 로터 (20) 는, 스프링 부재로서의 코일 스프링 (37) 에 의해 반출력측 방향으로 탄성지지되어 있다. 이 코일 스프링 (37) 은, 소직경 통부 (222) 의 단부에 오묵하게 형성된 제 1 스프링 유지부 (222b) 와, 제 2 지지축 고정부 (58) 의 단부에 오묵하게 형성된 제 2 스프링 유지부 (581) 사이에 유지되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 또한 상기 서술한 바와 같이, 제 1 베어링부 (301) 의 반출력측 단면에는 원고리 형상의 돌기 (301b) 가 형성되어 있다. 따라서, 모터 (1) 의 구동시에는, 돌기 (301b) 와 모터 케이스 (5) 가 슬라이딩하면서 로터 (20) 가 회전하게 된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 돌기 (301b) 와 모터 케이스 (5) 의 사이에 발생하는 마찰력에 의해서도 비팅 노이즈가 방지된다. 즉, 돌기 (301b) 는, 코일 스프링 (37) 의 탄성지지력에 의해서 모터 케이스 (5) 의 벽면으로 압력이 가해져서 강하게 눌린다. 이 때문에, 돌기 (301b) 가 모터 케이스 (5) 벽면을 슬라이딩할 때 어느 정도의 마찰이 발생하여, 이것에 의해 로터 (20) 의 래이디얼 방향으로의 이동량이 적어지고, 또한, 이동 속도가 작아진다. 이 때문에, 베어링에 대한 비팅량이나 스피드 등이 작아져, 비팅 노이즈를 억제할 수 있게 된다. 이로써, 보다 정온성이 우수한 모터로 할 수 있다.
또, 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 제 1 베어링부 (301) 의 베어링면 (301a) 과, 이 베어링면 (301a) 과 대면하는 지지축 (12) 과의 사이로 스며나온다. 또한, 베어링면 (301a) 과 지지축 (12) 사이로부터 스며나온 윤활제는 모터 케이스 (5) 벽면과 돌기부 (301b) 까지 도달하는 경우가 있어, 이것에 의해, 모터 케이스 (5) 벽면과 돌기부 (301b) 의 마찰 저항을 어느 정도 저감하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 스프링 부재로서 코일 스프링 (37) 을 사용하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 판 스프링 등의 스프링 부재를 사용해도 된다.
한편, 로터 (20) 의 소직경 통부 (222) 의 외주면에는, 출력 기어 (222a) 가 형성되어 있다. 또한, 소직경 통부 (222) 의 내주면에는, 제 3 베어링부 (35) 가 형성되어 있다. 이 제 3 베어링부 (35) 에는 지지축 (12) 이 삽입 관통된다. 요컨대, 로터 (20) 는, 그 일단 (반출력측) 이 제 1 베어링부 (301) 및 제 2 베어링부 (302) 로 이루어지는 반출력측 베어링 (30) 을 개재하여 지지축 (12) 에 지지되고, 타단 (출력측) 이 제 3 베어링부 (35) 를 개재하여 지지축 (12) 에 지지되게 된다. 그리고 본 실시형태에서는, 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 제 3 베어링부 (35) 의 베어링면과 이 베어링면과 대면하는 지지축 (12) 사이로 스며나오기 때문에, 제 1 베어링부 (301) 와 동일하게, 제 3 베어링부 (35) 의 베어링면과 지지축 (12) 의 마찰 저항을 저감할 수 있게 되어 있다.
구동 코일 (40) 은, 2 개의 코일 보빈 (401) 각각에 전선이 소정 횟수 감겨서 구성된 부재이다. 본 실시형태에서는, 2 개의 코일 보빈 (401) 은 모터 케이스 (5) 에 고정되고, 지지축 (12) 의 축선 방향으로 2 개가 겹쳐서 배치되어 있다. 이 구동 코일 (40) 에 대하여 통전시킴으로써, 로터 (20) 를 회전시키기 위한 자계가 발생된다.
한편, 모터 본체부 (10) 의 출력측에는 복수의 기어로 이루어지는 감속 기어륜 열 (52) 이 형성된 기어 헤드 (50) 가 장착되어 있다. 모터 본체부 (10) 로부터 출력된 회전 동력은 이들 감속 기어에 의해서 감속되어, 모터 (1) 의 출력으로서 출력축 (54) 에 전달되게 된다.
다음으로, 이와 같이 구성되는 모터 (1) (로터 (20)) 에 형성된, 상기 윤활제 충전 공간 (S) 의 작용에 관해서 이하에 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 모터 (1) 에서는, 제 2 베어링부 (302) 에 형성된 탄성지지부 (302b) 에 의해서 지지축 (12) 을 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성지지함으로써 비팅 노이즈를 방지하고 있다. 이것에 추가하여, 본 실시형태에서는, 로터 (20) 에 형성된 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제의 점성에 의해 모터 (1) 구동시에 있어서의 지지축 (12) 의 진동이 방지되기 때문에, 더욱 비팅 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 모터 (1) 를 구동시키면, 탄성지지부 (302b) 에 의해 지지축 (12) 이 탄성지지되면서 로터 (20) 가 회전하기 때문에, 탄성지지부 (302b) 와 지지축 (12) 의 사이에는 슬라이딩에 의한 마찰열이 발생하기 쉽다. 마찰열이 발생하면, 반출력측 베어링 (30) 이 팽창하여, 지지축 (12) 이 삽입 관통된 제 1 베어링부 (301) 의 베어링 구멍 (301a) 이 커진다는 문제가 발생한다. 예를 들어, 반출력측 베어링 (30) 이 폴리옥시메틸렌 (POM) 으로 형성되어 있고, 베어링 구멍 (301a) 의 구멍 직경이 φ1.6 ㎜ 인 경우, 표준 상태 (20 도) 에서는 지지축 (12) 과 베어링 구멍 (301a) 과의 클리어런스가 0.0250 ㎜ 인 데 반하여, 모터 구동시 (90 도) 에서는 0.0362 ㎜ 가 되어, 약 1.5 배가 된다. 따라서, 반출력측 베어링의 온도 상승을 최대한 억제할 필요가 있다.
본 실시형태에서는 이 슬라이딩 지점을 윤활제 충전 공간 (S) 내에 위치시켰기 때문에, 양자 사이의 마찰 저항이 대폭 저감되어, 마찰열의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 탄성지지부 (302b) 및 지지축 (12) 의 마모를 억제할 수 있어, 모터 (1) 의 장수명화로 이어진다. 나아가서는, 일반적으로 그리스나 윤활유 등의 윤활제의 열전도율은 공기보다 크기 때문에, 슬라이딩에 의해 발생한 마찰열의 방열이 원활하게 이루어지게 된다.
그리고 또, 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 제 1 베어링부 (301) 및 제 3 베어링부 (35) 와 지지축 (12) 과의 슬라이딩면으로 스며나온다. 따라서, 제 1 베어링부 (301) 및 제 3 베어링부 (35) 와, 지지축 (12) 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 또한, 슬라이딩면에 윤활제가 항상 공급되게 되므로, 슬라이딩면에서의 윤활제의 증발 등에 의해서 생기는 열화나, 토크 손실의 발생도 방지된다. 특히, 본 실시형태의 모터 (1) 와 같이, 모터 본체부 (10) 로부터 출력된 회전 동력이 감속 기어에 의해 감속되어 출력되는 모터의 경우, 로터 (20) 의 회전 속도가 높아, 제 1 베어링부 (301) 및 제 3 베어링부 (35) 와 지지축 (12) 의 사이에서 발생하는 마찰력이 크기 때문에, 보다 효과적이다.
윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 이러한 여러 가지 작용을 일으키게 한다. 따라서, 충전되는 윤활제는, 모터 (1) 의 특성, 사용 환경 등에 따라서 선정된다. 예를 들어, 바람직하게 적용할 수 있는 윤활제 (그리스) 로서, 고온 조건하에서의 증발량이 적고, 적점 (滴點) 이 200 도 이상인 스미코 윤활제 주식회사 제조의 스미텍 (등록상표) L39S 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관해서 설명한다. 도 4 는 제 2 실시형태에 관련된 모터 (2) 의 단면 사시도이다.
모터 (2) 는, 반출력측 베어링 (60) 의 구성만이 제 1 실시형태에 관련된 모터 (1) 와 상이하다.
또, 그 밖의 부재는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성이기 때문에, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
반출력측 베어링 (60) 은, 제 1 베어링부 (601) 와 제 2 베어링부 (602) 로 구성되어 있다. 이들의 외관 사시도를 도 5 에 나타낸다.
제 1 베어링부 (601) 는 원통 형상의 래이디얼 베어링으로, 그 중앙에는 지지축 (12) 이 삽입 관통되는 베어링 구멍 (601a) 이 형성되어 있다. 또한, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 1 베어링부 (601) 는 금속제 지지축 (12) 과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 작은 것으로 하기 위해, 예를 들어 폴리옥시메틸렌 (POM) 등의 수지에 의해 형성되어 있다.
제 2 베어링부 (602) 는, 3 개의 탄성지지부 (602b) 가 등간격으로 형성된 금속판의 프레스 가공품으로, 로터 (20) 에 형성된 윤활제 충전 공간 (S) 의 개구부와, 제 1 베어링부 (601) 에 협지되어 장착된다. 또한, 탄성지지부 (602b) 는 맞닿음부 (602ba) 이외의 내주는 제 1 베어링부 (601) 에 접촉하지는 않고, 간극이 형성되어 있다. 이 제 2 베어링부 (602) 의 탄성지지부 (602b) 에 의해서, 지지축 (12) 이 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성지지되게 된다. 이것에 의해, 지지축 (12) 과 제 1 베어링부 (601) 사이에서 발생하는 비팅 노이즈를 저감할 수 있다.
또한, 제 2 베어링부 (602) 는, 윤활제가 충전된 윤활제 충전 공간 (S) 내에 장착되기 때문에, 제 1 실시형태와 동일하게, 탄성지지부 (602b) (맞닿음부 (602ba)) 와 지지축 (12) 의 마찰 저항이 윤활제에 의해 저감된다. 또한, 공기보다 열전도성이 우수한 윤활제에 의해서 마찰열의 방열 효과가 높아진다. 나아가, 스며나오는 윤활제에 의해서 제 1 베어링부 (301) 및 제 3 베어링부 (35) 와, 지지축 (12) 사이의 마찰 저항을 저감할 수 있다.
이렇게, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 모터 (2) 와 같이 반출력측 베어링 (60) 을, 지지축 (12) 을 지승하기 위한 래이디얼 베어링인 제 1 베어링부 (601) 와 지지축 (12) 을 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성지지하기 위한 제 2 베어링부 (602) 의 2 가지 부품으로 구성해도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관련된 모터 (1 (2)) 에 의하면, 로터 (회전 부재 : 20) 에 형성된 반출력측 베어링 (30 (60)) 의 제 2 베어링부 (302 (제 2 베어링부 (602))) 의 탄성지지부 (302b (602b)) 에 의해, 지지축 (12) 이 로터 (20) 의 중심 방향으로 탄성지지되게 되므로, 제 1 베어링부 (301 (제 1 베어링부 (601))) 의 베어링 구멍 (301a (601a)) 과 지지축 (12) 사이의 덜컥거림에 의한 비팅 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
이 경우, 로터 (20) 는, 제 2 베어링부 (302 (제 2 베어링부 (602))) 가 지지축 (12) 을 탄성지지하면서 회전하게 되어, 제 2 베어링부 (302 (제 2 베어링부 (602))) 와 지지축 (12) 사이에는 마찰열이 발생하기 쉽지만, 제 2 베어링부 (302 (제 2 베어링부 (602))) 는, 로터 (20) 와 제 1 베어링부 (301 (제 1 베어링부 (601))) 에 의해 형성된 윤활제 충전 공간 (S) 내에 배치되어 있기 때문에, 그 마찰열의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 상기 윤활제 충전 공간 (S) 내에 충전된 윤활제는, 로터 (20) 에 형성된 제 1 베어링부 (301 (제 1 베어링부 (601))) 및 제 3 베어링부 (35) 와, 지지축 (12) 사이의 슬라이딩면으로 스며나오기 때문에, 이들 베어링과 지지축 (12) 의 마찰 저항을 저감할 수 있다.
또, 제 2 베어링부 (302 (제 2 베어링부 (602))) 에는, 서로 등간격으로 배치된 3 개의 탄성지지부 (302b (602b)) 가 형성되어 있기 때문에, 지지축 (12) 에 발생하는 래이디얼 방향의 응력에 대항하여 지지축 (12) 을 그 중심 방향으로 확실하게 탄성지지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 모터 (1 (2)) 는, 모터 본체부 (10) 로부터 출력된 회전 동력이 감속 기어에 의해 감속되어 출력되는 모터로, 로터 (20) 의 회전 속도가 높다. 요컨대, 제 1 베어링부 (301 (제 1 베어링부 (601))) 및 제 3 베어링부 (35) 와 지지축 (12) 사이의 마찰력이 큰 (마찰에 의한 발열량이 큰) 모터이지만, 윤활제 충전 공간 (S) 에 충전된 윤활제에 의해서, 지지축 (12) 에 발생하는 마찰열 및 지지축 (12) 의 마모 등을 효과적으로 억제할 수 있다.
그리고, 모터 (1) 에 있어서는, 금속제의 지지축 (12) 과 수지제의 반출력측 베어링 (30) 이 슬라이딩하게 되므로, 양자 사이의 마찰 저항을 크게 저감할 수 있다. 또한, 반출력측 베어링 (30) 을 구성하는 제 1 베어링부 (301) 와 제 2 베어링부 (302) 가 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 부품 점수가 줄어, 부품 제조 비용 및 조립 비용의 저감으로 이어진다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 상세히 설명하였는데, 본 발명은 상기 실시형태에 조금도 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 개변이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 모터 본체부 (10) 로부터 출력된 회전 동력이 감속 기어에 의해 감속되어 출력되는 이른바 기어식 모터인 것을 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 적용 대상은 이러한 기어식 모터에 한정되는 것은 아니다.
1 : 모터
5 : 모터 케이스
12 : 지지축
20 : 로터 (회전 부재)
301 (601) : 제 1 베어링부 (제 1 베어링)
302 (602) : 제 2 베어링부 (제 2 베어링)
302a (602a) : 탄성지지부
302ba (602a) : 맞닿음부
35 : 제 3 베어링부

Claims (5)

  1. 회전 부재와, 그 회전 부재에 고정된 베어링과, 그 베어링을 개재하여 상기 회전 부재가 회전 가능하게 지지되는 지지축을 구비한 모터에 있어서, 상기 베어링은, 상기 회전 부재를 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링부와, 상기 회전 부재를 회전 중심측으로 탄성지지하는 탄성지지부에 의해서 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링부로 구성되어 있고, 상기 회전 부재의 일방의 단부에는 상기 지지축에 대하여 회전 가능하게 상기 회전 부재를 지지하는 제 3 베어링부가 형성되고, 상기 회전 부재의 타방의 단부에는 상기 제 1 베어링부가 형성되며, 그 제 1 베어링부와 상기 제 3 베어링부 사이에는 윤활제가 충전된 윤활제 충전 공간이 형성됨과 함께, 그 윤활제 충전 공간 내에 상기 제 2 베어링부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성지지부는 상기 지지축의 둘레 방향에 3 개 이상 형성되고, 상기 지지축을 중심으로 하는 인접한 상기 탄성지지부와의 각도가 모두 180°미만으로 배치되는 것을 특징으로 하는 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지축은, 모터의 로터축인 것을 특징으로 하는 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지축은 금속으로 형성되고, 상기 제 1 베어링부와 상기 제 2 베어링부는 수지에 의해 일체적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는, 스프링 부재에 의해, 상기 지지축의 축방향에 있어서 상기 제 3 베어링부를 향하여 탄성지지되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
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