(57)【要約】【課題】異音の発生を抑制すること。【解決手段】モータ１のモータケース１０は、ヨークハウジング４０とエンドフレーム５０を有している。ヨークハウジング４０は第１ボールベアリング７１を収容する軸受収容部４４を有し、軸受収容部４４と第１ボールベアリング７１との間には１つのＯリング８０が配置されている。エンドフレーム５０は第２ボールベアリング７２が嵌合される軸受収容部５３を有している。軸受収容部４４は、Ｏリングが接して第１ボールベアリング７１を保持する円筒状の保持部４４ｂと、保持部４４ｂより軸受収容部５３側であって保持部４４ｂより拡径された拡径部４４ｃと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸受収容部及び第２の軸受収容部を有するモータケースと、
軸方向の一端部に回転を出力する出力端部を備えた回転軸を有し、前記モータケースの内部に配置されたロータと、
前記第１の軸受収容部に収容され、前記回転軸を回転可能に軸支する第１のボールベアリングと、
前記第２の軸受収容部に嵌合され、前記回転軸を回転可能に軸支する第２のボールベアリングと、
弾性を有し、前記第１のボールベアリングと前記第１の軸受収容部との両方に接した１つのＯリングと、
を有し、
前記第１の軸受収容部は、前記Ｏリングが接して前記第１のボールベアリングを保持する円筒状の保持部と、前記保持部より前記第２の軸受収容部側であって前記保持部より拡径された拡径部と、を含むことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記第１のボールベアリングは、
円筒状の外輪と、
前記外輪の内側に配設され、前記回転軸が嵌合される内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に配設され、周方向に沿って配列された１列のボールと、
を含み、
前記外輪の外周面には、前記ボールの中心より前記回転軸の端部の側に前記Ｏリングが配置される保持溝が全周に亘って形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記回転軸における前記第１のボールベアリングと前記第２のボールベアリングとの間の部位には、巻線が巻装されたロータコアと、前記巻線と接続された整流子とが設けられ、
前記整流子は、前記ロータコアと前記第２のボールベアリングとの間に設けられていることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータには、例えば特許文献１に記載されているように、モータハウジングの内部にロータを収容し、モータハウジングにて支持された一対のボールベアリングにてロータの回転軸を軸支したものがある。また、特許文献１に記載されたモータでは、ボールベアリングの外周面とモータハウジングとの隙間に、緩衝材としての２つのＯリングが介装されている。これら各Ｏリングは、ボールベアリングの外周面に周方向に沿って環状に形成された２つの溝にそれぞれ装着されている。そして、ボールベアリングは、各Ｏリングを介してモータハウジングに支持されている。これにより、ロータの径方向の振動が各Ｏリングによって吸収されるとともに抑制されるため、ロータの径方向の振動によってモータハウジングが振動することが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなモータにおいて、異音が発生する虞がある。このため、異音の発生を抑制することが求められる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異音の発生を抑制できるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するモータは、第１の軸受収容部及び第２の軸受収容部を有するモータケースと、軸方向の一端部に回転を出力する出力端部を備えた回転軸を有し、前記モータケースの内部に配置されたロータと、前記第１の軸受収容部に収容され、前記回転軸を回転可能に軸支する第１のボールベアリングと、前記第２の軸受収容部に嵌合され、前記回転軸を回転可能に軸支する第２のボールベアリングと、弾性を有し、前記第１のボールベアリングと前記第１の軸受収容部との両方に接した１つのＯリングと、を有し、前記第１の軸受収容部は、前記Ｏリングが接して前記第１のボールベアリングを保持する円筒状の保持部と、前記保持部より前記第２の軸受収容部側であって前記保持部より拡径された拡径部と、を含む。
【０００６】
この構成によれば、第１のボールベアリングと第１の軸受収容部との間に配置された１つのＯリングによってロータの径方向の振動が吸収されるとともに抑制される。そして、第１の軸受収容部は、Ｏリングが接する保持部より拡径された拡径部を有し、この拡径部により第１のボールベアリングと第１の軸受収容部との接触が防止され、異音の発生が抑制される。
【０００７】
上記のモータにおいて、前記第１のボールベアリングは、円筒状の外輪と、前記外輪の内側に配設され、前記回転軸が嵌合される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配設され、周方向に沿って配列された１列のボールと、を含み、前記外輪の外周面には、前記ボールの中心より前記回転軸の端部の側に前記Ｏリングが配置される保持溝が全周に亘って形成されていることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、第１のボールベアリングの外輪は、ボールの中心に位置する部分よりも端部の側が厚い。従って、ボールの中心からずらした位置に、Ｏリングを配置する保持溝を形成し易い。
【０００９】
上記のモータにおいて、前記回転軸における前記第１のボールベアリングと前記第２のボールベアリングとの間の部位には、巻線が巻装されたロータコアと、前記巻線と接続された整流子とが設けられ、前記整流子は、前記ロータコアと前記第２のボールベアリングとの間に設けられていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、第２の軸受収容部に嵌合された第２のボールベアリングは、第１のボールベアリングに比べて振動しにくい。そして、整流子は、ロータコアと第２のボールベアリングの間に設けられることから、整流子を第２のボールベアリングに対してより近くに配置できるため、整流子の振動を抑制できる。その結果、整流子と給電ブラシとの摺接態様が安定し、モータ性能の向上に寄与できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のモータによれば、異音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のモータの概略断面図。
【図２】（ａ）（ｂ）は、比較例のモータの一部を概略的に示す拡大断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）は、別のモータの一部を概略的に示す拡大断面図。
【図４】別のモータの概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１は直流モータである。モータ１は、モータケース１０と、そのモータケース１０内に収容されるロータ２０（電機子）及びブラシ装置３０とを備えている。
【００１４】
例えば、モータ１は、４極２２スロットのモータであり、巻線は分布巻きにて巻回され、４つのブラシを有している。
モータケース１０は、ヨークハウジング４０とエンドフレーム５０とを有している。ヨークハウジング４０は、磁性体よりなる。
【００１５】
ヨークハウジング４０は、円形状の底部４１と、底部４１の外周縁から軸方向（図１において左方向）に延びる円筒状の側壁部４２とを有し、軸方向における底部４１とは反対側の端部に開口部４３を有する有底円筒状をなしている。底部４１の径方向の中央部には、軸方向の外部側（図１において右側）に突出する軸受収容部４４が形成されている。
【００１６】
軸受収容部４４は、円形状の収容底部４４ａと、収容底部４４ａの外周縁から軸方向（図１において左右方向）に延びる円筒状の保持部４４ｂと、保持部４４ｂとヨークハウジング４０の底部４１との間の拡径部４４ｃとを有している。保持部４４ｂは軸方向（図１において左右方向）における内径が均一である。拡径部４４ｃは、少なくともヨークハウジング４０の底部４１側の端部の内径が、保持部４４ｂの内径よりも大きく形成されている。本実施形態において、拡径部４４ｃは、保持部４４ｂからヨークハウジング４０の底部４１にかけて徐々に内径が大きくなるテーパ状に形成されている。
【００１７】
側壁部４２の内周面には界磁磁石６０が固着されている。
軸受収容部４４内には、ロータ２０の回転軸２１の基端部２１ａを回転可能に支持する第１ボールベアリング７１が収容されている。
【００１８】
第１ボールベアリング７１は、円筒状の外輪（アウタレース）７１ａと、外輪７１ａの内側に配設された円筒状の内輪（インナレース）７１ｂと、外輪７１ａと内輪７１ｂとの間に介在された複数のボール７１ｃとを有している。複数のボール７１ｃは、第１ボールベアリング７１の周方向に沿って１列に配列されている。なお、図１において、複数のボール７１ｃのうちの２つが示されている。内輪７１ｂには回転軸２１の基端部２１ａが嵌合され、内輪７１ｂの内周面は回転軸２１の外周面に密着している。
【００１９】
第１ボールベアリング７１と軸受収容部４４との間には、弾性を有する１つのＯリング８０が配置されている。詳しくは、Ｏリング８０は、第１ボールベアリング７１の外輪７１ａと軸受収容部４４の保持部４４ｂとの間に配置されている。Ｏリング８０は、例えば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）により形成されている。
【００２０】
本実施形態において、第１ボールベアリング７１の外輪７１ａの外周面には、周方向に沿って延びる１つの保持溝７１ｄが形成されている。保持溝７１ｄは、外輪７１ａの全周に亘って延びるように形成されている。保持溝７１ｄは、ボール７１ｃの中心から回転軸２１の軸方向にずれた位置に形成されている。本実施形態において、保持溝７１ｄは、ボール７１ｃの中心より回転軸２１の基端部２１ａの側にずれた位置に形成されている。この保持溝７１ｄにはＯリング８０が配置されている。
【００２１】
ヨークハウジング４０の開口部４３には、該開口部４３を略閉塞するエンドフレーム５０が組み付けられている。エンドフレーム５０は、円形の底部５１と、底部５１の外周縁から軸方向に延びる側壁部５２とを有している。エンドフレーム５０の側壁部５２は、ヨークハウジング４０の開口部４３から径方向に延出するフランジ部４５に対してねじ９１によって固定されている。エンドフレーム５０の底部５１の中央部には、軸受収容部５３が軸方向の内部側に凹設されている。
【００２２】
軸受収容部４４には、回転軸２１における先端部２１ｂの近傍部位を回転可能に支持する第２ボールベアリング７２が収容されている。
第２ボールベアリング７２は、円筒状の外輪（アウタレース）７２ａと、外輪７２ａの内側に配設された円筒状の内輪（インナレース）７２ｂと、外輪７２ａと内輪７２ｂとの間に介在された複数のボール７２ｃとを有している。複数のボール７２ｃは、第２ボールベアリング７２の周方向に沿って１列に配列されている。なお、図１において、複数のボール７２ｃのうちの２つが示されている。
【００２３】
第２ボールベアリング７２は、軸受収容部５３に嵌合（すきまばめでもしまりばめでもよい）されている。つまり、第２ボールベアリング７２の外輪７２ａの外周面は、軸受収容部５３の内周面と密着している。第２ボールベアリング７２の内輪７２ｂには回転軸２１が嵌合され、内輪７２ｂの内周面は回転軸２１の外周面に密着している。
【００２４】
ヨークハウジング４０内において、界磁磁石６０より内側にはロータ２０が回転可能に配置されている。ロータ２０は、回転軸２１と、回転軸２１に固定され、界磁磁石６０と径方向に対向するロータコア２２と、ロータコア２２に巻回される巻線２３と、回転軸２１に固定された整流子２４とを備えている。
【００２５】
回転軸２１は、その基端部２１ａがヨークハウジング４０側の第１ボールベアリング７１に軸支されるとともに、先端部２１ｂの近傍部位がエンドフレーム５０側の第２ボールベアリング７２に軸支されている。回転軸２１の先端部２１ｂは、エンドフレーム５０の底部５１から外部に突出しており、該先端部２１ｂには出力部材１０１が固定されている。この出力部材１０１は、図示しない駆動対象の連結部と接続される。
【００２６】
整流子２４は、回転軸２１におけるロータコア２２よりも先端側（エンドフレーム５０側）の位置に固定され、エンドフレーム５０の側壁部５２の径方向内側に配置されている。整流子２４は略円筒状を成し、その外周面に導体からなる複数のセグメント２４ａを備えている。各セグメント２４ａには、巻線２３が接続されている。
【００２７】
エンドフレーム５０の側壁部５２の径方向内側には、ブラシ装置３０が収容されている。ブラシ装置３０は、ねじ３６によってエンドフレーム５０の底部５１に固定されたブラシホルダ３１と、ブラシホルダ３１に支持された給電ブラシ３２とを備えている。
【００２８】
給電ブラシ３２は、径方向に進退可能に構成されるとともに、径方向外側に設けられたコイルスプリング３３によって径方向内側に付勢されている。これにより、給電ブラシ３２の先端部がその内周側に配置された整流子２４のセグメント２４ａに対して径方向に圧接される。また、給電ブラシ３２にはピッグテール３４が接続されており、外部からの電源供給は、エンドフレーム５０に設けられた給電部３５からピッグテール３４を介して給電ブラシ３２になされる。そして、給電ブラシ３２から、摺接する整流子２４のセグメント２４ａに対して電源供給がなされる。
【００２９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
回転軸２１の基端部２１ａを軸支する第１ボールベアリング７１は、ヨークハウジング４０の軸受収容部４４に収容されている。第１ボールベアリング７１と軸受収容部４４の間には、弾性を有する１つのＯリング８０が配置されている。これにより、回転軸２１から第１ボールベアリング７１に伝わった振動がＯリング８０で吸収されるため、回転軸２１から軸受収容部４４に伝わる振動が抑制される。
【００３０】
軸受収容部４４は、Ｏリング８０に接する円筒状の保持部４４ｂと、保持部４４ｂよりヨークハウジング４０の側、つまり回転軸２１の先端部２１ｂの側の拡径部４４ｃとを有している。拡径部４４ｃは、保持部４４ｂから回転軸２１の先端部２１ｂの側に向かって徐々に内径が大きくなるテーパ状に形成されている。この拡径部４４ｃは、モータ１の駆動時における異音の発生を抑制する。これを、比較例を用いて説明する。
【００３１】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、比較例のモータの一部を示す。このモータは、円筒状の軸受収容部２０１と、この軸受収容部２０１に収容されたボールベアリング２０２と、軸受収容部２０１とボールベアリング２０２との間に配設された１つのＯリング２０３とを有している。このモータにおいて、出力端部の側のボールベアリングを支点として回転軸２０４の端部２０４ａは揺動する。この回転軸２０４の揺動によって、ボールベアリング２０２の外輪２０２ａが回転軸２０４と逆方向に傾いて揺動する。このため、ボールベアリング２０２の外輪２０２ａが軸受収容部２０１に接触して異音が発生する。
【００３２】
この比較例に対し、本実施形態の軸受収容部４４において、拡径部４４ｃは、１つのＯリング８０を介して第１ボールベアリング７１を保持する保持部４４ｂの内径に対して、回転軸２１の先端部２１ｂの側の内径が拡径されている。このため、モータ１の駆動時に、回転軸２１の揺動によって第１ボールベアリング７１の外輪７１ａが傾いても、その外輪７１ａと軸受収容部４４との接触が防止される。このため、モータ１の駆動時における異音の発生が抑制される。
【００３３】
回転軸２１の先端部２１ｂの近傍部位を軸支する第２ボールベアリング７２は、エンドフレーム５０の軸受収容部５３に直接的に取り付けられている。このため、第２ボールベアリング７２がエンドフレーム５０に対して径方向に相対移動することが抑制され、その結果、回転軸２１の径方向の振動を減衰させやすい。特に、回転軸２１の先端部２１ｂは出力側の端部であり、出力部材１０１を介して外力を受けやすいため、回転軸２１の先端部２１ｂの近傍部位を軸支する第２ボールベアリング７２において上記のように緩衝材を用いない支持構造とすることで、回転軸２１の先端部２１ｂが受ける径方向への外力の影響を効果的に抑えることができる。また、回転軸２１を軸支する第１ボールベアリング７１及び第２ボールベアリング７２のうち、第１ボールベアリング７１側のみにＯリング８０を設けることから、モータ１の製造コストの削減に寄与できる。
【００３４】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）モータ１のモータケース１０は、ヨークハウジング４０とエンドフレーム５０を有している。ヨークハウジング４０は第１ボールベアリング７１を収容する軸受収容部４４を有し、軸受収容部４４と第１ボールベアリング７１との間には１つのＯリング８０が配置されている。エンドフレーム５０は第２ボールベアリング７２が嵌合される軸受収容部５３を有している。軸受収容部４４は、Ｏリングが接して第１ボールベアリング７１を保持する円筒状の保持部４４ｂと、保持部４４ｂより軸受収容部５３側であって保持部４４ｂより拡径された拡径部４４ｃと、を含む。
【００３５】
モータ１の駆動時に、回転軸２１の揺動によって第１ボールベアリング７１が傾く。拡径部４４ｃは、Ｏリング８０を介して第１ボールベアリング７１を保持する保持部４４ｂよりも拡径されている。このため、傾いた第１ボールベアリング７１は拡径部４４ｃ、つまり軸受収容部４４に接触し難い。従って、拡径部４４ｃにより第１ボールベアリング７１と軸受収容部４４との接触による異音の発生を抑制できる。
【００３６】
（２）第１ボールベアリング７１は、円筒状の外輪７１ａと、外輪７１ａの内側に配設された内輪７１ｂと、外輪７１ａと内輪７１ｂとの間に配設され、周方向に沿って配列された１列のボール７１ｃと、を含む。外輪７１ａの外周面には、ボール７１ｃの中心より回転軸２１の基端部２１ａの側にＯリング８０が配置される保持溝７１ｄが全周に亘って形成されている。
【００３７】
第１ボールベアリング７１の外輪７１ａは、ボール７１ｃの中心に位置する部分よりも端部の側が厚い。従って、ボール７１ｃの中心からずらした位置に、Ｏリング８０を配置する保持溝７１ｄを形成し易い。
【００３８】
（３）回転軸２１における第１ボールベアリング７１と第２ボールベアリング７２との間の部位には、巻線２３が巻装されたロータコア２２と、巻線２３と接続された整流子２４とが設けられている。整流子２４は、ロータコア２２と第２ボールベアリング７２との間に設けられている。
【００３９】
軸受収容部５３に嵌合された第２ボールベアリング７２は、第１ボールベアリング７１に比べて振動し難い。整流子２４は、ロータコア２２と第２ボールベアリング７２の間に設けられることから、整流子２４を第２ボールベアリング７２に対してより近くに配置できるため、整流子２４の振動を抑制できる。その結果、整流子２４と給電ブラシ３２との摺接態様が安定し、モータ１の性能向上に寄与できる。
【００４０】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態の軸受収容部は、徐々に内径がおおきくなるテーパ状に形成した拡径部４４ｃを有するものであったが、拡径部４４ｃの形状を適宜変更してもよい。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、軸受収容部１１１は、保持部１１１ａと拡径部１１１ｂとを有している。拡径部１１１ｂは、回転軸２１の中心軸に沿った断面が弧状（Ｒ状）にて内径が拡径されている。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、軸受収容部１１２は、保持部１１２ａと拡径部１１２ｂとを有している。拡径部１１２ｂは、保持部１１２ａの内径よりも大きな内径である円筒状に形成されている。この軸受収容部１１２では、回転軸２１の中心軸に沿った断面が、その中心軸に沿って段付き形状となる。
【００４３】
・上記実施形態では、第１ボールベアリング７１の外輪７１ａに、Ｏリング８０を配置する保持溝７１ｄを形成したが、軸受収容部４４の保持部４４ｂの内周面に保持溝を形成してもよい。
【００４４】
・上記実施形態に対し、Ｏリング８０は、ゴム材料、エラストマ、その他の樹脂材料等、弾性を有する材料から形成されていればよい。
・上記実施形態では、モータ１を４極２２スロットの構成としたが、ヨークハウジング４０側（界磁側）の極数、及びロータ２０側のスロット数（巻線２３が巻装されるティース数）は、構成に応じて適宜変更可能である。また、上記実施形態において、ロータコア２２に対する巻線２３の巻装態様を、複数の巻線層を有する態様としてもよい。
【００４５】
・上記実施形態のモータは直流モータであるが、これに限らず、直流モータ以外のモータとしてもよい。
図４に示すように、モータ１２０は、ブラシレスモータである。このモータ１２０のモータケース１２１は、ケース本体１３０とエンドフレーム１４０とを有している。
【００４６】
ケース本体１３０は、円形状の底部１３１と、底部１３１の外周縁から軸方向(図４において左方向)に延びる円筒状の側壁部１３２とを有し、軸方向における底部１３１とは反対側の端部に開口部１３３を有する有底円筒状を成している。エンドフレーム１４０は、ケース本体１３０の開口部を略閉塞するようにケース本体１３０に組み付けられている。
【００４７】
側壁部１３２の内周面には、円筒状をなし巻線１７１が巻回されたステータ１７０が固定され、ステータ１７０の内側にロータ１８０が配置されている。ロータ１８０は、回転軸１８１と、回転軸１８１に固定されたロータコア１８２と、ロータコア１８２に固定されたマグネット１８３とを有している。
【００４８】
ケース本体１３０の底部１３１の径方向の中央部には、軸方向の外部側(図4において右側)に突出する軸受収容部１３４が形成されている。
軸受収容部１３４は、上記実施形態と同様に、円形状の収容底部１３４ａと、収容底部１３４ａの外周縁から底部１３１に向かって延びる円筒状の保持部１３４ｂと、保持部１３４ｂと底部１３１との間に形成された拡径部１３４ｃとを有している。拡径部１３４ｃは、保持部１３４ｂから底部１３１に向かって内径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。
【００４９】
軸受収容部１３４には第１ボールベアリング１５１が収容されている。第１ボールベアリング１５１と軸受収容部１３４(保持部１３４ｂ)との間には１つのＯリング１６０が配置されている。Ｏリング１６０は、第１ボールベアリング１５１に含まれるボール１５１ｃの中心よりも回転軸１８１の基端部１８１ａの側に配置されている。Ｏリング１６０は、第１ボールベアリング１５１の外周面に全周に亘って形成された保持溝１５１ｄに配置されている。
【００５０】
エンドフレーム１４０の中央部には軸受収容部１４１が形成され、軸受収容部１４１に回転軸１８１を回転可能に軸支する第２ボールベアリング１５２が嵌合(すきまばめでもしまりばめでもよい)されている。第２ボールベアリング１５２の外周面は、軸受収容部１４１の内周面に密着している。
【００５１】
このようなモータ１２０においても、上記実施形態と同様に、第１ボールベアリング１５１とケース本体１３０との間の接触を防止し、異音の発生を抑制することができる。そして、１つのＯリング１６０を第１ボールベアリング１５１と軸受収容部１３４との間に配置することは、モータ１２０の製造コストの削減に寄与する。
【００５２】
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…モータ、１０…モータケース、２０…ロータ、２１…回転軸、２２…ロータコア、２３…巻線、２４…整流子、４４ｂ…保持部、４４ｃ…拡径部、７１…第１ボールベアリング、７１ａ…外輪、７１ｂ…内輪、７１ｃ…ボール、７１ｄ…保持溝、７２…第２ボールベアリング、８０…Ｏリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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