(57)【要約】【課題】モータについて、組立性の低下を抑えつつ、出力軸にラジアル荷重が加えられる環境下でも長期間にわたって動作精度を維持可能とする。【解決手段】ステータおよびロータと、出力軸と、前記出力軸を外部に露出させる軸穴を有するモータケースと、前記モータケースの前記軸穴に固定される金属製の軸受ホルダと、前記軸受ホルダに嵌合され、前記出力軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受が前記軸受ホルダから脱落することを防ぐ抜け止め部材と、前記転がり軸受と前記抜け止め部材との間に配置される非金属製の円環部材であるワッシャと、を備え、前記転がり軸受、前記ワッシャ、および前記抜け止め部材は、前記モータケースの外から組み付け可能であることを特徴とするモータにより解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータおよびロータと、
出力軸と、
前記出力軸を外部に露出させる軸穴を有するモータケースと、
前記モータケースの前記軸穴に固定される金属製の軸受ホルダと、
前記軸受ホルダに嵌合され、前記出力軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
前記転がり軸受が前記軸受ホルダから脱落することを防ぐ抜け止め部材と、
前記転がり軸受と前記抜け止め部材との間に配置される非金属製の円環部材であるワッシャと、を備え、
前記転がり軸受、前記ワッシャ、および前記抜け止め部材は、前記モータケースの外から組み付け可能であることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ワッシャの直径は、前記転がり軸受の直径と略同径であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記抜け止め部材は前記出力軸と一体的に回転する金属製の部材であり、
前記ワッシャは樹脂製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記抜け止め部材は前記出力軸に装着されるＥリングであることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記軸受ホルダは真鍮製の筒状部材であり、
前記軸受ホルダは、
前記モータケースの前記軸穴に嵌められる小径部と、
前記小径部から段状に拡径された大径部と、を有し、
前記大径部は前記モータケースの外部に配置され、
前記転がり軸受は前記大径部に嵌合されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記転がり軸受は玉軸受けであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記出力軸の基端部は、前記モータケース内に設けられた金属製の滑り軸受に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項８】
前記ロータの回転を減速して前記出力軸に伝達する減速歯車列をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータに関し、特に、モータの長寿命化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、出力軸５６０を含油軸受であるブッシング６５２で支持するモータ９００が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−９８９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
含油軸受等の滑り軸受で出力軸を支持するモータは、構造が簡易で組立性に優れる一方、出力軸にラジアル荷重がかかると出力軸と軸受とが擦れるという性質がある。そのため、長期間に渡って継続的または断続的にラジカル荷重が加えられると、出力軸または含油軸受の摩耗によりモータの動作精度は徐々に低下する。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、モータについて、組立性の低下を抑えつつ、出力軸にラジアル荷重が加えられる環境下でも長期間にわたって動作精度を維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のモータは、ステータおよびロータと、出力軸と、前記出力軸を外部に露出させる軸穴を有するモータケースと、前記モータケースの前記軸穴に固定される金属製の軸受ホルダと、前記軸受ホルダに嵌合され、前記出力軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受が前記軸受ホルダから脱落することを防ぐ抜け止め部材と、前記転がり軸受と前記抜け止め部材との間に配置される非金属製の円環部材であるワッシャと、を備え、前記転がり軸受、前記ワッシャ、および前記抜け止め部材は、前記モータケースの外から組み付け可能であることを要旨とする。
【０００７】
出力軸を滑り軸受ではなく転がり軸受で支え、ケース外からこれを装着可能とすることにより、モータの組立性の低下を抑えつつ、出力軸にラジアル荷重が加えられる環境下でも長期間にわたって動作精度を維持することが可能となる。また、転がり軸受をモータケースで保持するのではなく、モータケースに金属製の軸受ホルダを別途設けて軸受ホルダで保持することにより、転がり軸受の支持強度および位置精度を柔軟に調節することができる。
【０００８】
また、本発明のモータにおいて、前記ワッシャの直径は、前記転がり軸受の直径と略同径であることが好ましい。転がり軸受にこれと略同径のワッシャを被せることにより、転がり軸受を塵埃から保護することができる。
【０００９】
また、本発明のモータにおいて、前記抜け止め部材は前記出力軸と一体的に回転する金属製の部材であり、前記ワッシャは樹脂製であることが好ましい。転がり軸受と抜け止め部材との間に樹脂製のワッシャが介在することにより、転がり軸受および抜け止め部材が金属製であっても、金属同士が接触することによる摩耗や腐食を防止することができる。
【００１０】
このとき、前記抜け止め部材は前記出力軸に装着されるＥリングであることがより好ましい。また、前記転がり軸受は玉軸受であることが好ましい。入手容易でバリエーションも豊富な規格品を採用することにより、より簡単に、かつ安価に本発明のモータを実現することができる。
【００１１】
また、本発明のモータにおいて、前記軸受ホルダは真鍮製の筒状部材であり、前記軸受ホルダは、前記モータケースの前記軸穴に嵌められる小径部と、前記小径部から段状に拡径された大径部と、を有し、前記大径部は前記モータケースの外部に配置され、前記転がり軸受は前記大径部に嵌合されることが好ましい。被削性のよい真鍮（黄銅）から切削加工により軸受ホルダを成形することにより、転がり軸受を安定して保持可能な寸法精度を得ることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記出力軸の基端部は、前記モータケース内に設けられた金属製の滑り軸受に支持されていることが好ましい。軸受ホルダに嵌合された転がり軸受で出力軸を支持し、さらに出力軸の基端部を金属製の滑り軸受で支持することにより、出力軸の基端部およびその軸受がモータの製品寿命のボトルネックになることが防止される。
【００１３】
また、本発明のモータは、前記ロータの回転を減速して前記出力軸に伝達する減速歯車列をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明のモータによれば、組立性の低下を軽減しつつ、出力軸にラジアル荷重が加えられる環境下でも長期間にわたって動作精度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態にかかるモータの平面図である。
【図２】モータを図１のＡ方向に見た側面視断面図である。
【図３】出力軸の支持構造を示す側面視部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（構成概要）
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明するモータＭは、出力軸３０にラジカル荷重がかかる用途において使用されるＡＣ同期モータである。
【００１７】
図１はモータＭの平面図である。図２は、モータＭを図１のＡ方向に見た側面視断面図である。以下の説明において、「上」および「下」とは、図２における上下方向をいう。
【００１８】
図２に示すように、本形態のモータＭは、主に、モータケース４０（以下、単に「ケース４０」ともいう。）内に配置された環状のステータ２０、ステータ２０の環内に配置されたロータ１０、モータケース４０に形成された軸穴４３からケース４０外に突き出した出力軸３０、および、ロータ１０の回転を減速して出力軸３０に伝達する減速歯車である第１歯車１９により構成されている。なお、図２では、第１歯車１９のみが描かれているが、ロータ１０の回転は、実際には第１歯車１９を含む複数の減速歯車である減速歯車列Ｒに減速されて出力軸３０に伝達される。
【００１９】
モータＭのモータケース４０は、開口を上方に向けたカップ形状のケース体であるステータカップ４１と、ステータカップ４１の開口に覆うように接合されたプレートであるギヤボックスカバー４２と、により構成されている。モータケース４０内には固定軸であるシャフト４４が配置されており、ロータ１０はシャフト４４に回転可能に支持されている。
【００２０】
ステータ２０は、リード線２４に接続されたコイル２１と、コイル２１が所定数巻回されたボビン２２と、ボビン２２を覆うヨーク２３と、により構成されている。ヨーク２３の上面には減速歯車列Ｒを支持する固定軸である複数の支軸４５が圧入されている。
【００２１】
ロータ１０は、円筒形状の永久磁石であるロータマグネット１１、および、ロータマグネット１１の内側に一体成形された樹脂製の軸部であるロータボス１２により構成されている。ロータボス１２は、ヨーク２３よりも上方に突き出した部分の外周面に歯車部であるピニオンギヤ１２１が形成されており、ピニオンギヤ１２１は第１歯車１９と噛合している。
【００２２】
出力軸３０は、モータケース４０の軸穴４３から外部に突き出した軸部３１、および、ケース４０内に配置された歯車部である出力ギヤ３２により構成されている。
【００２３】
（出力軸の支持構造）
図３は、出力軸の支持構造を示す側面視部分断面図である。以下、図３を参照してモータＭの出力軸３０の支持構造について説明する。
【００２４】
出力軸３０は略円柱形状の軸体である。本形態の出力軸３０は、ギヤボックスカバー４２の軸穴４３から上方に露出した軸部３１と、モータケース４０内に収容されたギヤ装着部３２１およびボス部３３とにより構成されている。
【００２５】
ギヤボックスカバー４２の軸穴４３には真鍮製の軸受ホルダ６２が接合されている。軸受ホルダ６２は筒状の部材であり、モータケース４０の軸穴４３に嵌合される小径部６１と、小径部６１から段状に拡径された大径部６２とにより構成されている。
【００２６】
軸受ホルダ６２の大径部６２はギヤボックスカバー４２の外側に配置されており、その筒内にはボールベアリング５０が嵌合されている。軸受ホルダ６０の小径部６１は、その上面がボールベアリング５０の下面を支持している。ボールベアリング５０の組み付け位置が小径部６１の上面にガイドされることにより、軸受ホルダ６２に対してボールベアリング５０を傾きなく組み付けることが容易化されている。またこれにより、ボールベアリング５０がモータケース４０内に脱落することが防止されている。本形態の軸受ホルダ６２は被削性のよい真鍮を切削加工して成形されており、寸法精度に優れている。これにより本形態の軸受ホルダ６２は、ボールベアリング５０を精密に、かつ安定して保持することが可能とされている。なお、軸受ホルダ６０の材料は真鍮には限られず、金属製であればよい。
【００２７】
軸部３１の根元部分（ギヤ装着部３２１付近）には、上から下に向かって順に、Ｅリング７０が装着される溝３１２、ボールベアリング５０に支持される被支持部３１３、および、被支持部３１３よりも僅かに直径が大きく形成された拡径部３１４が設けられている。Ｅリング７０はボールベアリング５０が軸受ホルダ６０から脱落することを防ぐ抜け止め部材である。また、ボールベアリング５０とＥリング７０との間には、樹脂製の円環部材であるワッシャ８０が配置されている。これらボールベアリング５０、ワッシャ８０、およびＥリング７０は、モータケース４０の外から組み付けることができる。軸部３１の拡径部３１４の直径はボールベアリング５０の内径よりも大きく、出力軸３０がケース４０外に脱落すること防止する抜け止め部としても作用する。なお、ボールベアリング５０の抜け止め部材はＥリング７０には限られず、例えばピンなど、ボールベアリング５０の脱落を防止可能なものであればよい。
【００２８】
このように、本形態のモータＭは、出力軸３０を滑り軸受ではなく転がり軸受であるボールベアリング５０で支持し、ケース４０外からこれを装着可能とすることにより、モータＭの組立性の低下を抑えつつ、出力軸３０にラジアル荷重が加えられる環境下でも長期間にわたってモータＭの動作精度を維持することが可能とされている。なお、ボールベアリング５０は転がり軸受であればよく、例えば円柱や円錐形状のころを用いたころ軸受であってもよい。
【００２９】
さらに、本形態のモータＭは、ボールベアリング５０をモータケース４０で保持するのではなく、モータケース４０に軸受ホルダ６０を別途設け、軸受ホルダ６０でこれを保持することにより、ボールベアリング５０の支持強度および位置精度を柔軟に調節することが可能とされている。
【００３０】
図３（ｂ）に示されるように、本形態のワッシャ８０の直径は、ボールベアリング５０の直径とほぼ同径である。モータＭではボールベアリング５０がモータケース４０の外に配置されるため、ボールベアリング５０は、ボールベアリング５０がケース４０内に配置される構成に比べて塵埃の影響を強く受けやすい。本形態のモータＭは、ボールベアリング５０にこれとほぼ同径のワッシャ８０を被せることにより、塵埃がボールベアリング５０に侵入することを防止している。
【００３１】
また、本形態のモータＭでは、ボールベアリング５０の抜け止め部材として、出力軸３０と一体的に回転する金属製のＥリング７０が採用されている。ボールベアリング５０も一般的な金属製の玉軸受である。本形態では、ボールベアリング５０とＥリング７０との間に樹脂製のワッシャ８０が介在していることにより、金属同士が接触することによる摩耗や腐食が防止されている。
【００３２】
その他、軸部３１の先端部分には、その外周面にＤカット面３１１が設けられている。Ｄカット面３１１は、モータＭが駆動する装置・機器の回転部材に接続され、回転部材とその回転方向に係合することで出力軸３０のスリップを防止する。なお、出力軸３０の接続構造は本形態のものには限られず、モータＭの駆動対象に応じて適宜変更してよい。
【００３３】
また、出力軸３０のギヤ装着部３２１には、減速歯車列Ｒの最終歯車と噛合する平歯車部材である出力ギヤ３２が装着されている。ギヤ装着部３２１および出力ギヤ３２は、ギヤ装着部３２１の外周面に刻まれたセレーションにより相対的な配置角度が固定されており、出力軸３０は出力ギヤ３２と一体的に回転する。また、出力ギヤ３２の直径はギヤボックスカバー４２の軸穴４３の開口径よりも大きく、出力軸３０がケース４０外に脱落すること防止する抜け止め部材としても作用する。
【００３４】
出力軸３０の基端部であるボス部３３は、ステータ２０のヨーク２３に接合されたリン青銅製の軸受４６に支持されている。軸受４６はグリスが塗布された滑り軸受である。本形態のモータＭでは、軸受ホルダ６０に嵌合されたボールベアリング５０で出力軸３０を支持し、さらに出力軸３０のボス部３３を金属製の軸受４６で支持することにより、出力軸３０の基端部およびその軸受がモータＭの製品寿命のボトルネックになることが防止されている。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ：モータ，１０：ロータ，Ｒ：減速歯車列，２０：ステータ，２３：ヨーク，３０：出力軸，３１：軸部，３２：出力ギヤ，３２１：ギヤ装着部，３３：ボス部（基端部），４０：モータケース，４１：ステータカップ，４２：ギヤボックスカバー，４３：軸穴，４６：含油軸受（滑り軸受），５０：ボールベアリング（玉軸受，転がり軸受），６０：軸受ホルダ，６１：小径部，６２：大径部，７０：Ｅリング（抜け止め部材），８０：ワッシャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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