(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの底壁部から内方軸方向に延びて貫通穴を有するホルダ部と、該ホルダ部の貫通穴の両端部に設けたボールベアリングとを備え、該ボールベアリングにロータシャフトを支持すると共に、
両ボールベアリングの各内輪間にそれぞればね受けを介して圧縮ばねを設け、
少なくとも一方のボールベアリングの内輪は前記ロータシャフトの軸方向に摺動可能とし、前記ばね受けは前記ロータシャフトを通す軸穴を有し、前記内輪に当接する先端における軸穴の開口に第一の傾斜部を備え、
前記ばね受けの外径とホルダ部の貫通穴の径の差を２Ａとし、ばね受けの先端面における前記第一の傾斜部の開口縁の径とロータシャフトの径の差を２Ｃとして、Ａ＜Ｃに設定され、
前記圧縮ばねにより前記ボールベアリングにそれぞれ予圧をかけるようにしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ばね受けの軸穴の径とロータシャフトの径との差を２Ｂとして、Ｂ＜Ａに設定されていることを特徴とする、請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記ばね受けの後端側には軸穴と同軸に前記圧縮ばねの端部を収容する大径部を備えていることを特徴とする請求項１および２記載のモータ。
【請求項４】
前記ばね受けの先端の外周部には第二の傾斜部が形成され、前記ボールベアリングの外輪のばね受け側内径を２Ｄとして、前記ばね受けの先端面の外周縁の径が２Ｄよりも小径に設定されていることを特徴とする請求項１、２および３記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コアレスモータとして図５に示すようなものがある。
円筒ケース部５１とメタルホルダ部５２を一体に成形してハウジング５３を構成する。メタルホルダ部５２の両端部に取り付けられた軸受けメタル５４、５５にロータ５７を支持させ、メタルホルダ部５２の外周にマグネット５６を嵌装する。
【０００３】
ロータ５７はロータシャフト６３と円筒状のコアレス巻線５８およびロータシャフト６３とロータ５７をつなぐエンドブロック５９からなり、エンドブロック５９は整流子６０を備える。軸受けメタル５４、５５にロータシャフト６３が回転可能に支持され、コアレス巻線５８はマグネット５６と円筒ケース５１の内壁間の隙間に配置される。
ハウジング５３の開口端には、整流子６０と摺接するブラシ６１を備えるキャップ６２が取り付けられている。
同様のコアレスモータの構成が例えば特開２００１−１５７４００号公報にも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ロータシャフト６３の軸受けに軸受けメタル５４、５５を用いており、ロータシャフト６３の回転時に軸受けメタル５４、５５において摩擦が大きく回転効率がよくない。
そこで、回転効率をよりよくするためロータシャフト６３の軸受けにボールベアリングを用いることが考えらる。
しかし、ロータシャフトの軸受けにボールベアリングを用いた場合、ボールベアリングにガタがあると、その振動により異音が発生する。そのため、振動防止のためにボールベアリングを予圧する必要がある。そこで、圧縮ばねとばね受けを用いボールベアリングを予圧する方法が考えられるが、部品点数が多くなる分だけ構造が複雑になり組立工程に工数がかかりやすくなる。
【０００５】
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、組立作業性を良好にしながらボールベアリングの予圧が得られるモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ケーシングの底壁部から内方軸方向に延びて貫通穴を有するホルダ部と、該ホルダ部の貫通穴の両端部に設けたボールベアリングとを備え、該ボールベアリングにロータシャフトを支持すると共に、両ボールベアリングの各内輪間にそれぞればね受けを介して圧縮ばねを設け、少なくとも一方のボールベアリングの内輪は前記ロータシャフトの軸方向に摺動可能とし、前記ばね受けは前記ロータシャフトを通す軸穴を有し、前記内輪に当接する先端における軸穴の開口に第一の傾斜部を備え、前記ばね受けの外径とホルダ部の貫通穴の径の差を２Ａとし、ばね受けの先端面における前記第一の傾斜部の開口縁の径とロータシャフトの径との差を２Ｃとして、Ａ＜Ｃに設定され、前記圧縮ばねにより前記ボールベアリングにそれぞれ予圧をかけるものとした。
圧縮ばねの両端に取り付けられた２個のばね受けが、それぞれ当接するボールベアリングの内輪を圧縮ばねの反発力によって押すことによって、ボールベアリングの内輪はホルダ部に固定された外輪にボールベアリングのボールを間に挟み、押し付けられることにより、ボールベアリングのボールと外輪、内輪の隙間が無くなりそれぞれのボールベアリングが予圧される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記ばね受けの軸穴の径とロータシャフトの径との差を２Ｂとして、Ｂ＜Ａに設定されているものとした。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記ばね受けの後端側には軸穴と同軸に前記圧縮ばねの端部を収容する大径部を備えているものとした。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記ばね受けの先端の外周部には第二の傾斜部が形成され、前記ボールベアリングの外輪のばね受け側内径を２Ｄとして、前記ばね受けの先端面の外周縁の径が２Ｄよりも小径に設定されているものとした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の構成を表わす断面図である。
コアレスモータは、円筒ケース部８とケース部内に延びるホルダ部６を持つ端壁部７とがケーシング２０を構成し、ロータ１９を収容している。
【００１１】
ホルダ部６は軸方向に貫通穴３０が設けられ、貫通穴３０の端壁部７側の開口部には貫通穴３０の一般内径よりも大きな内径を有する拡大部２１が形成され、この拡大部２１に外側からボールベアリング２の外輪２Ｂが圧入されている。また、貫通穴３０の内端側の開口部には貫通穴３０の一般内径よりも大きな内径を有する拡大部２９が形成され、この拡大部２９にボールベアリング３の外輪３Ｂが圧入されている。
ホルダ部６の外周にはマグネット９が嵌装されている。マグネット９の一端はボールベアリング３の端面よりも若干飛び出している。
【００１２】
ロータ１９は、ボールベアリング２、３に回転可能に支持されたロータシャフト１を軸心としてマグネット９と円筒ケース部８の隙間に配置された円筒状のコアレス巻線１０と、コアレス巻線１０とロータシャフト１をつなぐエンドブロック１１からなり、エンドブロック１１には整流子１２が備えられている。
ボールベアリング２の内輪２Ａはロータシャフト１に圧入されている。ボールベアリング３の内輪３Ａはロータシャフト１に軸方向に自在に摺動するように取り付けられている。
【００１３】
２個のボールベアリング２、３の間には、ロータシャフト１を囲むように圧縮ばね５とその端面にばね受け４、４が備えられている。圧縮ばね５の反発力は、ばね受け４、４を通じてボールベアリング２、３の内輪２Ａ、３Ａを付勢し、ボールベアリング２、３を予圧する。
【００１４】
エンドブロック１１の中心部には金属製のブッシュ１３が鋳込まれており、ロータシャフト１の一端がブッシュ１３に圧入されてエンドブロック１１と結合されている。エンドブロック１１のブッシュ鋳込み部分はマグネット９の内側に入り込んでいる。
ボールベアリング２、３を予圧することによりロータシャフト１が変位した際にも、ボールベアリング３とブッシュ１３が接触することがないようにボールベアリング３とブッシュ１３の間に隙間を設定する。
【００１５】
ケーシング２０の外部において、ロータシャフト１にはボールベアリング２の近傍位置につば１４が固定され、つば１４とボールベアリング２との間にカラー２２が設けられている。つば１４に押されてカラー２２がボールベアリング２の端面に当接することによりロータ１９の一方向への移動が規制される。
【００１６】
コアレス巻線１０とマグネット９の外周面との間、およびコアレス巻線１０と円筒ケース部８の内壁との間にはそれぞれ隙間が形成され、互いに接触しないようになっている。
円筒ケース部８の開口端には整流子１２に摺接するブラシ１６を備えるキャップ１５が取り付けられている。キャップ１５の中心部には整流子１２のブラシ１６と接触する部分の径よりも大径の穴１７が設けられるとともに、この穴を塞ぐカバー部材１８が取り付けられている。
【００１７】
図２に、図１のばね受け４部分を拡大して示す。
ばね受け４は中心にロータシャフト１が通る軸穴３１を持ち、ボールベアリング３と当接する先端には軸穴３１の開口に傾斜部２３を有している。先端と反対側の後端には軸穴３１と同軸に圧縮ばね５の端部を収容する大径部２５がばね受けの長さの４０％程度設けられている。圧縮ばね５はその先端を大径部２５の奥底壁に当接して、ばね受け４を付勢する。
【００１８】
ばね受け４の外径とホルダ部６の貫通穴３０の径の差を２Ａとし、ばね受け４の軸穴３１の径とロータシャフト１の径の差を２Ｂとし、ばね受け４の先端面における傾斜部２３の開口縁の径とロータシャフト１の径の差を２Ｃとして、Ｂ＜Ａ、Ａ＜Ｃの関係を満たすものとする。
さらに、ばね受け４の先端の外周縁には面取りが施されて傾斜部２４となっており、ボールベアリング３の外輪のばね受け側内径を２Ｄとして、ばね受け４の先端面の外周縁の径が２Ｄよりも小径に設定されているものとする。
【００１９】
上記のように、ロータシャフト１の周りに圧縮ばね５とばね受け４、４を備え、圧縮ばね５の反発力によりばね受け４、４がボールベアリング２、３の各内輪を押す。これによりボールベアリング３ではボール２６がボールベアリング２、３の各内輪３Ａと３Ｂとの接点２７、２８間に伸圧され予圧される。ボールベアリング２についても同様である。
【００２０】
ボールベアリング２、３が予圧される際、ロータシャフト１に内輪が軸方向に自在に摺動するように取り付けられたボールベアリング３の内輪３Ａは、圧縮ばね５の反発力によりホルダ部６に固定された外輪３Ｂにボールベアリングのボール２６を間に挟み、押し付けられることにより、またロータシャフト１に内輪が固定されたボールベアリング２の内輪２Ａは、圧縮ばね５の反発力によりホルダ部６に固定された外輪２Ｂにボールベアリングのボールを間に挟み、内輪２Ａと固定されたロータシャフト１ごと押し付けられることにより、ボールベアリングのボールと外輪、内輪の隙間が無くなりそれぞれのボールベアリングが予圧される。
【００２１】
ばね受け４の先端の外周縁に傾斜部２４を備え、ばね受け４の先端面の外周縁の径が２Ｄよりも小径とすることにより、ボールベアリングを予圧することによってばね受け４が動く際、ホルダ部６の貫通穴にボールベアリングの外輪がはみ出していたとしても、ばね受け４は外輪２Ｂ、３Ｂに引っかかることなく２Ａ、３Ａを付勢することができる。
また、Ｂ＜Ａの関係によりばね受け４がロータ１９と共に回転する時、ばね受け４の外周がホルダ部６の貫通穴３０と接触することがなく、滑らかな回転が確保される。
【００２２】
上記構成のコアレスモータは次の手順で組立てられる。
まず、ケーシング２０にボールベアリング３、マグネット９を取り付けたサブアッセンブリを用意する。ボールベアリグ３、マグネット９の取り付け順序は適宜決定される。
【００２３】
次に図３の（ａ）に示すように、ジグ４０はベース４２とシャフト４１から成り、シャフト４１はベアリング２、３の内径よりも微小量細い径とする。ベース４２にはシャフト４１の差し込み用の穴が設けられており、シャフト４１の差し込み用穴の開口端にはカラー２２とつば１４が収まるくぼみ４３を持ち、くぼみ４３の深さはカラー２２とつば１４の厚みよりわずかに深い深さに設定する。
【００２４】
図３の（ｂ）に示すように、ベース４２に差し込まれたシャフト４１に、上から順にばね受け４、圧縮ばね５、ばね受け４、ベアリング２、カラー２２、つば１４となるように嵌め込む。
次に図３の（ｃ）に示すように、アッセンブリされたケーシング２０を端壁部７側からシャフト４１に差込み、ボールベアリング２の外輪２Ｂを端壁部７の拡大部２１に圧入する。
【００２５】
次に図４の（ｄ）に示すように、シャフト４１を抜き取る。
次に図４の（ｅ）に示すように、あらかじめサブアッセンブリされたロータ１９のロータシャフト１をボールベアリング２、３に挿入して、カラー２２に通しつば１４に圧入しケーシング２０内に配置する。ロータシャフト１とボールベアリング２の内輪２Ａは圧入される。
【００２６】
ばね受け４の形状を、Ａ＜Ｃの関係を満たすものとしたことにより、ホルダ部６内でばね受け４に傾斜、偏りが発生しても軸方向から見た時、ばね受け４の先端面がボールベアリングの内輪の内径内に覗くことがない。よって、ロータシャフト１をボールベアリング２、３、ばね受け４に差し込む際に、ロータシャフト１をばね受け４の先端面に引っかけることなくばね受け４の軸穴３１に挿入することができる。
【００２７】
その後、キャップ１５を円筒ケース８の開口部に嵌め込み、その周辺部を円筒ケース８の端のカシメにより固定する。この際、キャップ１５の穴１７から図示しない治具を差し込み、弾性のブラシ１６を広げて整流子１２に載せる。
最後にキャップ１５の穴１７部分にカバー部材１８を取り付けて完成する。
【００２８】
本実施例は以上のように構成され、軸受けにボールベアリング２、３を用いたモータにおいて、圧縮ばね５とばね受け４をボールベアリング２、３の間に取り付けることにより、圧縮ばね５に押されたばね受け４は、各ボールベアリングの内輪２Ａ、３Ａを付勢し、ボールベアリング２、３を予圧する。
【００２９】
ばね受け４について、Ａ＜Ｃの関係を満たすものとすることにより、組立時にジグのシャフトを抜いた後、ホルダ部６内でばね受け４に傾斜、偏りが発生していても軸方向から見た時、ばね受け４の先端面がボールベアリング２、３の内輪の内径内に覗くことがない。よって、ロータシャフト１をばね受け４の先端面に引っかかることなくばね受け４の軸穴３１に挿入することができる。
【００３０】
また、ばね受け４についてＢ＜Ａとすることにより、ばね受け４がロータ１９と共に回転する時、ばね受け４の外周がホルダ部６の貫通穴３０と接触することがなく、滑らかな回転が確保される。
【００３１】
なお、上記実施例ではジグを用いてコアレスモータを組み立てる際に、ベース４２に差し込まれたシャフト４１につば１４、カラー２２、ボールベアリング２、ばね受け４、圧縮ばね５、ばね受け４を取りつけた後、サブアッセンブリされたケーシング２０を差し込むものとしたが、これに限定されることなく例えば、ベース４２に差し込まれたシャフト４１につば１４、カラー２２、を嵌め込んだ後、ボールベアリング２とマグネット９が取り付けられたケーシング２０を差し込み、それからばね受け４、圧縮ばね５、ばね受け４を取り付けボールベアリング３の外輪３Ｂをケーシング２０のホルダ部６に圧入するという手順をとってもよい。
【００３２】
また、ボールベアリング２の内輪２Ａをロータシャフト１に固定し、他方のボールベアリング３の内輪３Ａをロータシャフト１に対して摺動可能としたが、ボールベアリング２の内輪２Ａをロータシャフト１に対して摺動可能とし、他方のボールベアリング３の内輪３Ａをロータシャフト１に固定してもよく、さらには、ボールベアリング２、３の内輪２Ａ、３Ａ両方ともロータシャフト１に対して摺動可能としてもよい。
【００３３】
また、ばね受け４の貫通穴に大径部２２を設け、圧縮ばねを奥底壁に当接させるものとしたが、ボールベアリングと当接しない側のばね受けの外周に小径部を設け、圧縮ばねを小径部に覆い被せるようにして取り付けてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、圧縮ばねが、ばね受けを介し各ボールベアリングの内輪を付勢することによってボールベアリングに予圧をかけることにより、モータ動作時にボールベアリングのガタによる振動を防止でき、異音の発生を防止することができる。
【００３５】
また、ばね受け形状をＡ＜Ｃの関係を満たすものとすることにより、組立時にホルダ部内でばね受けに傾斜、偏りが発生していても軸方向から見た時、ばね受けの先端面がボールベアリングの内輪の内径内に覗くことがない。よって、ロータシャフトをばね受けの先端面に引っかかることなく、ばね受けの軸穴に挿入することができ、組立が容易になる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、ばね受け形状をＢ＜Ａの関係を満たすものとすることにより、ばね受けがロータと共に回転する時、ばね受けの外周がホルダ部の貫通穴と接触することがなく滑らかな回転が確保される。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、圧縮ばねはその先端をばね受けの大径部の奥底壁に当接され、ばね受けによって保持されることによって、モータ組立の際に圧縮ばねがホルダ部内で傾き、または偏りが無くなりロータシャフトの差し込みが容易になる。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、前記ばね受けの先端面の外周縁の径が２Ｄよりも小径とすることにより、ホルダ部の貫通穴にボールベアリングの外輪がはみ出していたとしても、ばね受けは外輪に引っかかることなく内輪を付勢することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す断面図である。
【図２】ばね受けまわりの構成を示す拡大図である。
【図３】組立手順を示す断面図である。
【図４】組立手順を示す断面図である。
【図５】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１、６３    ロータシャフト
２    ボールベアリング
２Ａ    ボールベアリング２の内輪
２Ｂ    ボールベアリング２の外輪
３    ボールベアリング
３Ａ    ボールベアリング３の内輪
３Ｂ    ボールベアリング３の外輪
４    ばね受け
５    圧縮ばね
６    ホルダ部
７    端壁部
８、５１    円筒ケース部
９、５６    マグネット
１０、５８    コアレス巻線
１１、５９    エンドブロック
１２、６０    整流子
１３    ブッシュ
１４    つば
１５、６２    キャップ
１６、６１    ブラシ
１７    穴
１８    カバー部材
１９、５７    ロータ
２０    ケーシング
２１、２９    拡大部
２２    カラー
２３    傾斜部（第一の傾斜部）
２４    傾斜部（第二の傾斜部）
２５    大径部
２６    ボール
２７、２８    接点
３０    貫通穴
３１    軸穴
４０    ジグ
４１    シャフト
４２    ベース
４３    くぼみ
５２    メタルホルダ部
５３    ハウジング
５４、５５    軸受けメタル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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