(57)【要約】要約課題  直流モータの軸方向の寸法を大きくすることなく、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれを抑えることができる直流モータを得るものである。解決手段  複数のコイル４が配設されるステータ２と、このステータ２の内周に対向して配設され複数の磁極を有するロータ８と、ロータ８の一端に設けられ電源から供給された電流を転流してステータ２のコイル４に与える通電部と、ロータ８を保持するスリーブ軸受６と、ロータ８を保持しスリーブ軸受６に比し耐荷重の大きいボール軸受７とを備え、ボール軸受７の外輪をステータ２により位置決めすると共に、ボール軸受７の内輪をロータ８により位置決めする。選択図  図１
2008096495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが配設されるステータと、
このステータの内周に対向して配設され、複数の磁極を有するロータと、
上記ロータの一端側に設けられ、電源から供給された電流を転流して上記ステータのコイルに与える通電部と、
上記ロータを保持する軸受と、
上記ロータを保持し上記軸受に比し耐荷重の大きいボール軸受とを備え、
上記ボール軸受の外輪を上記ステータにより位置決めすると共に上記ボール軸受の内輪を上記ロータにより位置決めすることを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
上記ボール軸受と上記ステータとは上記ボール軸受の外輪と上記ステータとをインサートモールド成形することにより位置決めすることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項３】
上記ステータはプレートを有し、上記プレートは上記ボール軸受とロータとの間に配設されると共に、上記ボール軸受の外輪を軸方向に位置決めすることを特徴とする請求項２記載の直流モータ。
【請求項４】
上記プレートは非磁性体であることを特徴とする請求項３記載の直流モータ。
【請求項５】
上記ロータは他端側に金属部材を有し、上記ボール軸受の内周部は上記金属部材と直接接触されると共に、上記ボール軸受の内輪と上記ロータとは上記金属部材により位置決めされることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば排気ガスの再循環系を構成するためのＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ ＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ装置の駆動用の直流モータなどに用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流モータは、ロータを支持する軸受を軸方向にスプリングワッシャ等の与圧部材で付勢することによって、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれを抑える構成としている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
また従来の別のモータにおいては、ステータと軸受とをインサートモールド成形することにより、ステータと軸受との同軸性を向上させる構成としている（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
【特許文献１】国際公開２００１−０５０１８号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００５−２１８１４６号公報（００１１、００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の直流モータでは、ロータを支持する軸受を例えばスプリングワッシャ等の与圧部材で軸方向に付勢することによって、軸受を軸方向に位置決めし、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれを抑えている。しかしながら、この直流モータにおいては、スプリングワッシャによってロータと軸受とが位置決めされているが、ステータと軸受とは位置決めされていない。つまり、ロータとステータとが位置決めされていないため、ロータとステータとの位置精度が悪く、この位置精度によってロータのがたつき及びロータの軸方向のずれが生じてしまうという課題があった。【０００６】
また特許文献２に記載のモータのように、軸受とステータとをインサートモールド成形することにより、軸受を軸方向に位置決めすることが考えられるが、このモータにおいては、軸受とロータとが軸方向に位置決めされていないため、ロータに軸方向の外力が加わった場合、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれが生じるという課題があった。【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれを抑えることができる直流モータを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る直流モータにおいては、複数のコイルが配設されるステータと、このステータの内周に対向して配設され複数の磁極を有するロータと、ロータの一端側に設けられ電源から供給された電流を転流してステータのコイルに与える通電部と、ロータを保持する軸受と、ロータを保持し軸受に比し耐荷重の大きいボール軸受とを備え、ボール軸受の外輪をステータにより位置決めすると共にボール軸受の内輪をロータにより位置決めするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、直流モータの、ロータのがたつき及びロータの軸方向のずれを抑えることができる直流モータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における直流モータの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す直流モータにおけるステータ２の製造方法を示す平面図である。
【図３】図１に示す直流モータにおける通電部１９の電流の流れを示し、（Ａ）はステータ２とロータ８の平面図、（Ｂ）は直流モータの断面側面図である。
【符号の説明】
【００１１】
２．ステータ
３．ステータコア
４．コイル
６．スリーブ軸受
７．ボール軸受
８．ロータ
９．永久磁石
１１．プレート
１２．パイプ
１４．整流子
１５．スリップリング
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における直流モータの構成を示す断面図である。図２は図１に示す直流モータにおけるステータ２の製造方法を示す平面図である。【００１３】
図１において１は樹脂材料で形成されるモータケース、２はこのモータケース１と樹脂モールドにより一体成形されるステータである。図２（Ａ）に示すようにコア片３ｂには磁極ティース３ａがそれぞれ突設される。コア片３ｂは、薄肉部３ｃを介して連結された磁性材料を、所定の枚数積層してステータコア３を形成する。コア片３ｂは、巻線性をよくするために、この状態で巻線機（図示せず）により各磁極ティース３ａにそれぞれコイル４を施した後、図２（Ｂ）に示すように各薄肉部３ｃを折曲させることにより、環状に形成してステータ２を構成している。【００１４】
５はモータケース１の一端側に装着されるフランジ部材で、中央部にシャフト１０を保持するボス部５ａが突出して形成されている。６は軸受としてのスリーブ軸受であり、７はボール軸受であり、このボール軸受７はスリーブ軸受６に比し、耐荷重の大きい軸受である。一方の軸受をスリーブ軸受６にすることにより、スリーブ軸受６はボール軸受７に比し径方向の厚さが薄いので、直流モータの径方向の大きさを大きくすることなく通電部１９とスリーブ軸受６とを同一平面上に配置できる。そのため、直流モータの軸方向のサイズをボール軸受を２つ使用した従来の直流モータよりも小さくすることができる。
また、ボール軸受７はロータ８の保持の大半を持つため、ボール軸受７のサイズは従来の直流モータで使用するボール軸受よりも軸方向、径方向とも大きくなる。しかしながら、ロータ８は樹脂で形成されているので、ロータ８の樹脂の量をボール軸受７のサイズの増加に応じて調整することにより、直流モータの軸方向、径方向のサイズは大きくならない。つまり、スリーブ軸受６及びボール軸受７を使用する直流モータは、ボール軸受を２つ使用した従来の直流モータと比しボール軸受７のサイズは大きくなるが、これにより直流モータの軸方向のサイズが大きくなることはない。一方で、スリーブ軸受６及びボール軸受７を使用する直流モータは、通電部１９とスリーブ軸受６とを同一平面上に配置できるので、ボール軸受を２つ使用した従来の直流モータよりも軸方向のサイズを小さくすることができる。
またこのボール軸受７の外輪はステータ２とインサートモールド成形されている。
このようにボール軸受７の外輪とステータ２とをインサートモールド成形することによって、ボール軸受７の外輪とステータ２とを位置決めしている。【００１５】
８はスリーブ軸受６及びボール軸受７により両端が保持され、外周部にはステータ２の磁極ティース３ａに対応する位置に複数の永久磁石磁極９が配設されたロータである。８ａはロータ８の端部であり、この端部８ａはボール軸受７の内輪と接触している。１０はロータ８の回転に応じて軸方向に直動可能なシャフトである。例えばこの直流モータをＥＧＲバルブ装置に用いる場合は、シャフト１０の軸方向の直動に応じて、排気路（図示せず）と吸気路（図示せず）との間を開放、閉塞するバルブ部材（図示せず）が軸方向に直動し、このバルブ部材の開放、閉塞によって排気ガスの一部を吸気路に再循環させる、あるいは再循環させる排気ガスの量を調整する。【００１６】
１１はボール軸受７とロータ８との間に設けられ、ボール軸受７の外輪を軸方向に位置決めするプレートである。１２はロータ８の一端側に設けられ、ボール軸受７の内輪とロータ８とを位置決めする金属部材としてのパイプである。
パイプ１２はその軸方向の一端側が例えば金属プレート等の別部材と共に溶接することにより、あるいはかしめによって、ボール軸受７の内輪とロータ８とを軸方向に位置決めしている。
またボール軸受７の内周部とロータ８の一端側に設けられたパイプ１２とが直接接触しており、ボール軸受７の外周部はステータ２と直接接触しているので、ボール軸受７は径方向に位置決めされている。【００１７】
１３はロータ８の他端側に一体成形され、ロータ８と共に回転する円板、１４はこの円板１３の外周部を周方向に多分割して形成される整流子であり、この整流子１４の接触面は径方向に形成されている。１５はこの整流子１４の内周側に同心円環状にｎ分割（図においては３分割）して形成されたスリップリングであり、このスリップリング１５の接触面は軸方向に形成されている。１６はモータケース１の他端側に装着されるブラケットである。【００１８】
１７はこのブラケット１６に絶縁支持され、先端側が整流子１４の接触面にコイルスプリング等の弾性体による所定の圧力を介して摺動可能に接触する一対の第１のブラシである。この第１のブラシ１７は整流子１４に対して径方向から接触させている。１８はブラケット１６に絶縁支持され、先端が各スリップリング１５の接触面にばね性部材等の弾性体による所定の圧力を介して摺動可能に接触する３個の第２のブラシである。この第２のブラシ１８は各スリップリング１５に対して軸方向から接触させている。また通電部１９は１３乃至１５から構成されている。【００１９】
次に上記のように構成される実施の形態１における直流モータの動作について説明する。
図３は図１に示す直流モータにおける通電部１９の電流の流れを示し、（Ａ）はステータ２とロータ８の断面平面図、（Ｂ）は直流モータの断面側面図である。
まず、電源（図示せず）から直流電流（ＤＣ＋）が一方の第１のブラシ１７を介して流入すると、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、整流子１４で整流されてこれに対応するスリップリング１５に流れ、第２のブラシ１８を介してステータ２側に供給され、コイル４を流れた後、再び第２のブラシ１８、スリップリング１５及び整流子１４を流れ、他方の第１のブラシ１７を介して電源側（ＤＣ−）に流出する。【００２０】
すると、電流の流れるコイル４で発生する磁束と、ロータ８の永久磁石磁極９の作用でロータ８に回転力が発生する。この回転力により、円板１３も回転するので、第１のブラシ１７と接触する整流子１４との組み合わせが切り替わって、電流の流れるコイル４も順次切り替わっていくため、ロータ８は連続回転を始める。ロータ８の回転に応じてシャフト１０が軸方向に直動する。【００２１】
例えば、この直流モータがＥＧＲバルブ装置に用いられる場合は、このシャフト１０の軸方向の直動に応じて、排気路（図示せず）と吸気路（図示せず）との間を開放、閉塞するバルブ部材（図示せず）が軸方向に直動し、このバルブ部材の開放、閉塞によって排気ガスの一部を吸気路に再循環させる、あるいは再循環させる排気ガスの量を調整する。【００２２】
ところで、ロータ８のがたつきやロータ８の軸方向のずれは、例えば、ロータ８の回転及びロータ８にかかる反力、ロータ８とステータ２との位置精度等に起因するものである。直流モータのシャフト１０は、ロータ８の回転に応じて軸方向に直動し、このシャフト１０の直動によってロータ８に反力が生じる。このロータ８にかかる反力やロータ８の回転及びロータ８とステータ２との位置精度によって、ロータ８のがたつきやロータ８の軸方向のずれが生じる。しかしながら、上述のような構成にすることにより、ボール軸受７の外輪とステータ２、ボール軸受７の内輪とロータ８とが位置決めされるので、ステータ２とロータ８の位置精度も向上し、ロータ８の回転、ロータ８にかかる反力及びロータ８とステータ２との位置精度によるロータ８のがたつきやロータ８の軸方向のずれを抑えることができる。【００２３】
つまり、本願発明の実施の形態１に記載の直流モータによれば、ボール軸受７の内輪をロータ８によって位置決めし、さらにボール軸受７の外輪をステータ２によって位置決めする構成にしているため、ボール軸受７とステータ２及びロータ８の位置が決まる。そのため、ロータ８、ステータ２及びボール軸受７を位置決めできるためロータ８とステータ２との位置精度が向上し、ロータ８のがたつきやロータ８の軸方向のずれを抑えることができる。【００２４】
また、本願発明の実施の形態１に記載の直流モータにおいては、ボール軸受７の外輪とステータ２とをインサートモールド成形することにより位置決めを行なっている。
ボール軸受７の外輪とステータ２とをインサートモールド成形することによって、ボール軸受７とステータ２との同軸性を向上することができ、ボール軸受７とステータ２との位置精度をさらに向上することができる。【００２５】
さらに、本願発明の実施の形態１に記載の直流モータにおいては、ボール軸受７とロータ８との間にボール軸受７の外輪を軸方向に位置決めするプレート１１を配設している。このプレート１１は金属であるため、プレート１１を配設することで、ボール軸受７とステータ２とを樹脂で位置決めする場合に比し、その位置決めを維持する強度は大きくなる。そのため、シャフト１０が直動する際にロータ８にかかる反力が大きい場合でも、ボール軸受７の外輪とステータ２とを位置決めすることができる。
また、ボール軸受７の外輪がプレート１１に接触しているため、ボール軸受７の座面が安定する。ボール軸受７の座面が安定するので、ロータ８のがたつきを抑制でき、その結果、ロータ８の回転精度が向上し、摺動ロスを低減することができる。【００２６】
また、このプレート１１は非磁性体であるとさらに良い。
このプレート１１が非磁性体ではなく、磁性体である場合は、ステータ２で発生する磁束がボール軸受７を介して漏れてしまうので、直流モータの特性が低下してしまう。
プレート１１が非磁性体であることにより、ステータ２で発生する磁束がボール軸受７を介して漏れてしまうことを防止できるので、直流モータの特性が低下せずに、直流モータの良好な制御を行うことができる。【００２７】
また、本願発明の実施の形態１に記載の直流モータにおいては、ロータ８の一端側に設けられたパイプ１２の軸方向の一端側が例えば金属プレート等の別部材と共に溶接することにより、あるいはかしめによって、ボール軸受７の内輪とロータ８とを軸方向に位置決めしている。またパイプ１２はボール軸受７の内周部と直接接触している。従来の直流モータでは、ボール軸受７とロータ８とはロータ８によって径方向に位置決めされているが、ロータ８は樹脂であるため、ボール軸受７の内輪とロータ８との径方向の位置決めを維持するための強度は樹脂の強度程度であった。しかしながら、パイプ１２は金属部材から構成されており、さらにボール軸受７の内周部と直接接触しているので、ボール軸受７の内輪とロータ８との径方向の位置決めを維持するための強度は、金属の強度を確保できるので、その強度を向上させることができ、耐久性が向上する。
【図１】
2008096495.tif 000003
【図２】
2008096495.tif 000004
【図３】
2008096495.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが配設されるステータと、
このステータの内周に対向して配設され、複数の磁極を有するロータと、
上記ロータの一端側に設けられ、電源から供給された電流を転流して上記ステータのコイルに与える通電部と、
上記ロータを保持するボール軸受と、
上記ロータを保持し、少なくとも一部が上記通電部に設けられた開口部内に収納される、上記ボール軸受に比し耐荷重の小さい軸受と、
上記ボール軸受の外輪に接触し、当該ボール軸受及び上記ステータとインサートモールド成形される金属部材とを備える直流モータ。
【請求項２】
上記金属部材は、上記ボール軸受とロータとの間に配設されると共に、上記ボール軸受の外輪を軸方向に位置決めするプレートであることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項３】
上記プレートは非磁性体であることを特徴とする請求項２記載の直流モータ。
【請求項４】
上記ロータは他端側に金属部材を有し、上記ボール軸受の内周部は上記金属部材と直接接触されると共に、上記ボール軸受の内輪と上記ロータとは上記金属部材により位置決めされることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項５】
上記ロータに設けられ、上記ボール軸受の内輪を押圧する押圧部材を備え、
上記ロータは、上記ボール軸受の内輪を押圧し、
上記押圧部材は、上記ロータが上記ボール軸受の内輪を押圧する方向とは逆の方向から上記ボール軸受の内輪を押圧することを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月25日(2008.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが配設されるステータと、
このステータの内周に対向して配設され、複数の磁極を有するロータと、
上記ロータの一端側に設けられ、電源から供給された電流を転流して上記ステータのコイルに与える通電部と、
上記ロータを保持するボール軸受と、
上記ロータを保持し、上記ボール軸受に比し耐荷重の小さい軸受と、
上記ロータの回動に応じて当該ロータの回動軸方向に直動するシャフトとを備え、
上記ボール軸受の外輪は上記ステータとインサートモールド成形されることを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
上記ステータはプレートを有し、上記プレートは上記ボール軸受とロータとの間に配設されると共に、上記ボール軸受の外輪を軸方向に位置決めすることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項３】
上記プレートは非磁性体であることを特徴とする請求項２記載の直流モータ。
【請求項４】
上記ロータは他端側に金属部材を有し、上記ボール軸受の内周部は上記金属部材と直接接触されると共に、上記ボール軸受の内輪と上記ロータとは上記金属部材により位置決めされることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項５】
上記ロータに設けられ、上記ボール軸受の内輪を押圧する押圧部材を備え、
上記ロータは、上記ボール軸受の内輪の上面を押圧し、
上記押圧部材は、上記ボール軸受の内輪の下面を押圧することを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月18日(2009.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルが配設されるステータと、
このステータの内周に対向して配設され、複数の磁極を有するロータと、
上記ロータの一端側に設けられ、電源から供給された電流を転流して上記ステータのコイルに与える通電部と、
上記ロータを保持するボール軸受と、
上記ロータを保持し、上記ボール軸受に比し耐荷重の小さい軸受と、
上記ロータの回動に応じて当該ロータの回動軸方向に直動するシャフトとを備え、
上記ボール軸受の外輪は上記ステータとインサートモールド成形され、
上記ステータはプレートを有し、上記プレートは上記ボール軸受とロータとの間に配設されると共に、上記ボール軸受の外輪を上記ステータに対し軸方向に位置決めすることを特徴とする直流モータ。
【請求項２】
上記プレートは非磁性体であることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【請求項３】
上記ロータは他端側に金属部材を有し、上記ボール軸受の内周部は上記金属部材と直接接触されると共に、上記ボール軸受の内輪と上記ロータとは上記金属部材により位置決めされることを特徴とする請求項１記載の直流モータ。
【国際調査報告】
2008096495.tif 000006
2008096495.tif 000007
2008096495.tif 000008
2008096495.tif 000009