(57)【要約】【課題】  オイルシールによるオイル侵入や微細塵埃の侵入を防止する機能、性能を損なうことなく、モータの出力軸から出力されるトルクのオイルシール嵌合部位におけるロス成分を極力、抑止し得るようにしたモータの出力軸の新規構成を提供する。【解決手段】  モータ１０の回転子１６が取り付けられた出力軸主部１２と、外部被駆動機器との接続部分１３ｂを先端部位に有し、後端部位を上記出力軸主部１２と一体に連結され、かつ該出力軸主部１２と共に回転軸受２０で支承される連結部位１４に形成された出力軸副部１２ｂと、上記出力軸副部１２ｂの一部に縮小外径を有した同心軸部分として設けられ、オイルシール２４の嵌合、接触部として形成されたオイルシール部とを具備した。【選択図】  図１ 
2005057946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転子が取り付けられた出力軸主部と、
外部被駆動機器との接続部分を先端部位に有し、後端部位を前記出力軸主部と一体に連結され、かつ該出力軸主部と共に回転軸受で支承される連結部位に形成された出力軸副部と、
前記出力軸副部の一部に縮小外径を有した同心軸部分として設けられ、オイルシールの嵌合、接触部として形成されたオイルシール部とを具備して構成されたことを特徴とするモータの出力軸。
【請求項２】
前記出力軸主部と出力軸副部との前記連結部位は、相互に相対回転不能に嵌め合い結合される請求項１に記載のモータの出力軸。
【請求項３】
前記出力軸副部のオイルシール部は、前記連結部位を支承する前記回転軸受の軸方向外側にこれに近接して形成される請求項１または２に記載のモータの出力軸。
【請求項４】
前記回転子を含み出力軸主部の要部を収納したハウジング主部と、前記連結部位を支承する前記回転軸受および前記オイルシールが装着されたハウジング副部とは着脱自在に結合される請求項１から３の何れか１項に記載のモータの出力軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸に関し、特に出力軸の回転軸受近傍に外部からの油脂成分や微細な塵埃等の侵入を防止すべく、オイルシールを具備した場合に、当該オイルシールと出力軸との間の摩擦によるトルクロスを低減すべく改善したモータ出力軸の構造の関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動源として用いられるモータは、多用途に利用されるが、種々の機械装置類に用いられた場合には、利用する環境条件に応じて外部からの機械油等のオイル類や水分、微細塵埃等がモータ内部に侵入し易いことがある。このようなオイル類は、モータ内部で出力軸の回転軸受の潤滑材、例えば潤滑グリース等に浸透するとそれを熔解させて潤滑性能を劣化させ、また水分や微細塵埃も潤滑材に混入して軸受部品、例えばボールやニードル、内外輪等の腐食や摩耗による耐用寿命の短縮をもたらすことから、モータ出力軸の軸端領域の適所、つまり出力軸と外部の被駆動機械や可動部品類との結合部位を成すピニオン部分や継手部分と出力軸を回転可能に軸承する回転軸受との中間部位における外部環境との境界領域にある軸部分にオイル類などの異物封止用のオイルシールを配設する構造が採られる。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
この場合に、オイルシールは、オイルや外部水分等の侵入を防止する液密用リップ部と微細塵埃の侵入を防止するダストリップ等を具備し、モータ出力軸の軸端領域外周囲のハウジング内に嵌合され、上記リップ部を軸外周面に接触させて配設される構成が従来から一般的に採用されている。
【０００４】
然しながら、従来の技術によるモータの出力軸におけるオイルシールの配設方法では、結局、モータの出力軸の同外径の延長部分に同じ内径寸法を有したオイルシールを嵌合、装着するものであり、従って、たとえば、外部の被駆動機器類との結合関係からモータ出力軸の軸径（外径）寸法を大きくすると、対応して当該出力軸の軸外周面に嵌合、接触状態で取着されるオイルシールの内径も相応した大きな寸法値を有したものが用いられる。この結果、出力軸とオイルシールとの間の回転時における摩擦による出力ロス、つまりロストルクが増加することとなり、外部機器に対する供給モータ出力が機器との結合前段部分で低減してしまう原因になる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０３７１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
依って、モータの出力軸における上述したオイルシールの嵌合、接触部におけるロストルクの増加を防止することのできるモータの出力軸の新規構造を提供することを本発明が解決しようとする課題とするものである。
【０００７】
すなわち、本発明の目的は、オイルシールによるオイル侵入や微細塵埃の侵入を防止する機能、性能を損なうことなく、モータの出力軸から出力されるトルクのオイルシール嵌合部位におけるロス成分を極力、抑止し得るようにしたモータの出力軸の新規構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、モータの回転子が取り付けられた出力軸主部と、外部被駆動機器との接続部分を先端部位に有し、後端部位を上記出力軸主部と一体に連結され、かつ該出力軸主部と共に回転軸受で支承される連結部位に形成された出力軸副部と、上記出力軸副部の一部に縮小外径を有した同心軸部分として設けられ、オイルシールの嵌合、接触部として形成されたオイルシール部とを具備したモータの出力軸を構成した。
【０００９】
請求項２の発明では、上記出力軸主部と出力軸副部との連結部位は、相互に相対回転不能に嵌め合い結合されるモータの出力軸とする。
【００１０】
請求項３の発明では、上記出力軸副部のオイルシール部は、上記連結部位を支承する回転軸受の軸方向外側にこれに近接して形成されるモータの出力軸とする。
【００１１】
請求項４の発明では、上記回転子を含み出力軸主部の要部を収納したハウジング主部と、上記連結部位を支承する上記回転軸受および上記オイルシールが装着されるハウジング副部とは着脱自在に結合されるモータの出力軸とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のモータの出力軸の構成によれば、該出力軸を出力軸主部と出力軸副部とに分割してそれぞれを形成し、これらを連結部位で回転軸受によって支承する構造であるから主副両部は同心に連結されることが保証される。しかも、当該出力軸副部には縮径形成したオイルシール嵌合、接触用のオイルシール部を設けたから外部よりのオイル類や微細塵埃を封止し、モータ内部へのこれらの侵入を防止し得るばかりかオイルシール部は縮径された軸部として形成したから、シールリップを有したオイルシール自体の内径も縮径されたオイルシール部軸径に対応して小さな内径寸法を有することとなり、故に従来技術の問題点としていたモータの出力軸の軸径が大きく形成された場合にはモータ出力トルクがオイルシール部で摩擦により大きなロスを生ずると言う問題もオイルシール部は小径であるから、たとえ出力軸の他部分が大きな外径に形成されてもオイルシール部で発生する摩擦ロスそのものは小さく、結果的にトルクロスも低減できると言う効果を奏するのである。
【００１３】
請求項２の発明では、出力軸の主部と副部との相互間では相対回転しない、つまり回転不能状態に一体に連結し、その連結部位は嵌め合い結合とするから、モータの製造過程における出力軸の主部、副部の連結工程が短時間で達成できるように簡易化され、しかも主部から副部へのトルク伝動は、滑り等を生ずる余地なく確実に伝動し得るのである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、回転軸受に対するオイルシール効果を有効に果たすことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、出力軸主部と出力軸副部との連結部位を支承する回転軸受やオイルシールを副ハウジングに装着する製造、組立工程を容易にし、しかも主副ハウジングを結合する過程に出力軸主、副部の同心連結をも果たすことができるから、効率良くモータの組み立てを達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１、図２は本発明の実施の形態に係る出力軸の構成を備えたモータの一例を示し、本例では、例えば、自転車や車椅子の駆動モータとして近時、多用されている直流ブラシモータとして形成されたものを示し、特にその出力軸副部の構造が図２に示してある。
【００１７】
先ず、図１を参照すると、このモータ１０は、出力軸１２を備え、ハウジング主部３０、ハウジング副部３２とを結合ボルト３４で一体に結合したハウジングの内部に同モータ１０の出力発生機構が内蔵されている。出力軸１２は、ハウジング主部３０の内部に延在される出力軸主部１２aと、ハウジング副部３２に保持された出力軸副部１２bとを具備してなり、これら主、副の両軸部分が連結部位１４で連結されることにより、一体化され出力軸１２を形成しているものである。
【００１８】
そして、連結された出力軸１２は、ハウジング主部３０の後部に保持された後部回転軸受２２と、ハウジング副部３２に保持されて両軸部１２a、１２bの連結部位１４の位置を支持する前部回転軸受２０とによって芯ぶれを生起することの無いように同心状態に支承され、円滑な回転が可能になっている。後述するように、連結部位１４は、出力軸主部１２a、出力軸副部１２bを軸方向に機械的に嵌合させた構造に構成され、前者(出力軸主部１２a)の前端と後者（出力軸副部１２b）の後端とを例えば、オルダム継手構造等で連結して両者間にトルクの伝達ロスが無い構造に形成されている。
【００１９】
上記の出力軸主部１２aは、ハウジング主部３０の内部にロータ１６を略中央部に保持し、このロータ１６と電磁気的に協働して出力トルクを発生する、環状磁石から成るステータ１８が同ハウジング主部３０の内面にロータ１６を囲繞するように取り付けられている。また、出力軸主部１２aは、中央部のロータ１６より前方部に該ロータ１６の励磁巻線１６aへ電流を交番的に供給するコンミュテータ２６を取付け、具備し、外部から導入して直流電流を交番電流に変換する。更に、同出力軸主部１２aは、ロータ１６より後方のハウジング主部３０の内部に電磁ブレーキ装置２８を備え、外部からの指令信号に従ってロータ１６を有した出力軸１２の全体の回転を停止し得る構成と成っている。
【００２０】
他方、出力軸副部１２bは、ハウジング副部３２の前端から外部に突出した先端部を有し、この先端部には、駆動力（出力トルク）を外部の被駆動機器（図示なし）に伝達する際の該外部機器との接続部１３bを有しており、本例では、上述した出力軸主部１２aとの連結部位１４と同じようなオルダム継手構造等が設けられ、両者と着脱自在にかつ遊び無く結合する接続構造部として設けられている。勿論、必要に応じて、同接続部１３bには、軸心と交差する直角方向に装着、螺着される結合ボルト等を設けて結合強度を向上させるようにしても良いことは言うまでもない。
【００２１】
また、出力軸副部１２bは、本発明の特徴的な構造として前述の連結部位１４と上記接続部１３bとの間にオイルシール２４を嵌合、接触状態で取り付ける円筒状のオイルシール部１３aが明らかに出力軸主部１２aや上記先端部の接続部１３bとは異なる外径を意図的に小さくして設けられている。このオイルシール部１３aの外円周面に上記オイルシール２４の封止用リップが嵌合、接触して外部からのオイル成分や微細塵埃の侵入を防止し、モータ１０の内部機能の保護を図っている。従って、オイルシール２４の内径寸法は、出力軸副部１２bのオイルシール部１３aにおける縮径された外径に対応した小径寸法と成っている。
【００２２】
このような出力軸副部１２bのオイルシール部１３aは、出力軸１２の上述した他の諸部分に依存すること無く意図的に縮径した構成としたものであり、かかる小径のオイルシール部１３aを設け、対応した小内径のオイルシール２４を設けてオイル封止を達成する構成とすれば、オイルシール部１３aの外周面とオイルシール２４の内面のリップ部との出力軸回転時における摩擦が減少し、この領域におけるモータ出力トルクのロス、つまりロストルクを充分に低減させることができる。
【００２３】
図２（イ）、（ロ）は、上述した出力軸１２の出力軸副部１２bを特に取り出して拡大図示したものであり、先端の接続部１３bと後端の連結部１４との間に縮径設定したオイルシール部１３aが設けられ、この部分にオイルシール２４のリップ部が嵌合、接触して取り付けられる様子を示している。なお、連結部１４は、（ロ）の図に明示するように、二つの平坦面を有することにより、出力軸主部１２a側の対応する嵌合孔に連結され、同連結部位１４で図２には図示されていない前部回転軸受２０によって同心状態を保証されているものである。
【００２４】
図３および図４は、本発明の他の実施形態に係るモータの出力軸を示し、特に図４の（イ）〜（ハ）は出力軸副部を取り出し図示している。
【００２５】
本実施形態のモータ５０が、先の図１、図２の実施形態と異なる点は、出力軸５２を形成する出力軸主部５２aの先端構造および出力軸副部５２bの構造の点である。すなわち、出力軸主部５２aの先端には連結用の凹孔５３が形成されて、出力軸副部５２bの後端に形成された円形軸端５４と双平坦面５５、５５とを遊び無く嵌合、受承するように形成されている。つまり、凹孔５３は、円形軸端５４と双平坦面５５、５５に対する相補孔として形成されているものである。そして、出力軸５２の両主、副部５２a、５２bのこの連結部位５６は、ハウジング副部６０に保持された前部回転軸受６２によって確実に同心連結されるように支承されている。
【００２６】
他方、出力軸副部５２bは、上記の円形軸端５４と双平坦面５５、５５と共に先端領域には、外部機器との接続部位としてピニオン５７が削設されており、これによって外部機器と歯車係合によるトルク伝達用の接続が達成されるようになっている。
【００２７】
更に、図４に明示するように、出力軸副部５２bは、上記の双平坦面５５、５５が設けられた軸部分と上記ピニオン５７の領域との中間にピニオン５７の外径よりも明らかに縮径寸法を有し、オイルシール６４（図３参照）を嵌合、接触で取り付ける円筒状のオイルシール部５８が形成されている。このオイルシール部５８は、上述のように、予め設計した縮小外径の円筒部として形成され、対応したオイルシール６４の封止リップの内径も小径寸法に形成されていることから、先の図１、図２の実施形態の場合と同様に出力軸主部５２aの外径寸法やピニオン５７のピッチ径等が大きな径を有する場合でも、それに拘束されることなく、小径であることから、モータ５０の作動時に、オイルシール部５８におけるロストルクの発生は極小量に抑止される。なお、図３には、モータ５０の構成の一部だけを図示したが、他の構成部は、実質的に図１に示したモータ１０と同様な構成を有するものと理解すれば良い。
【００２８】
以上において、本発明を二つの実施形態に基づいて説明したが、要はモータの出力軸を主部、副部の二部分に分割して予め形成し、外部機器と接続される出力軸副部側に意図的に縮径したオイルシール部を設け、このオイルシール部にオイル成分や微細塵埃の侵入を防止するオイルシールを嵌合、接触で設ける構成としたから、たとえ出力軸の他の軸部分が、比較的大きな外径を有する場合でも、その大きな外径に依存してオイルシール部の径を増大させ、延いてはオイルシールとの摩擦によるロストルクの増加をさせるような従来の不都合を完全に払拭できると言う点を発明の要部とするものである。
【００２９】
本発明は、上述のように、モータの出力軸を２分割構造とし、外部機器に近い出力軸副部に予め設計された小径のオイルシール部を設けたことから、モータの作動時にも同オイルシール部におけるオイルシールとの摩擦によるロストルクを低減させることができる効果を奏するものである。しかも、この小径のオイルシール部は、出力軸の他の軸部分の外径に依存することが無く、予め設計された縮小径を有するから、モータの出力性能の大小等に拘束されることなく、常に意図したロストルクの低減を達成できる効果を奏する。
【００３０】
なお、上述した二つの実施形態では、直流ブラシモータの出力軸に本発明を適用した場合を例にして記載したが、他の形態のモータにおいても、オイルシールを嵌合、接触で搭載、具備する場合には、本発明を有効に適用可能なことは、当業者なら容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る出力軸を具備したモータの全体構成を示す断面図。
【図２】（イ）、（ロ）は、図１に装着される出力軸副部の構成を詳細に説明する取り出し、拡大斜視図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る出力軸を具備したモータの要部構成を示す断面図。
【図４】（イ）〜（ハ）は、図３に装着される出力軸副部の構成を詳細に説明する略示上面図（B-B矢視図）、側面図（C-C矢視図）および端面図。
【符号の説明】
【００３２】
１０：モータ、１２：出力軸、１２a：出力軸主部、１２b：出力軸副部、
１３a：オイルシール部、１３b：接続部、１４：連結部位、１６：ロータ、
１６a：励磁巻線、１８：ステータ、２０：前部回転軸受、２２：後部回転軸受、
２４：オイルシール、２６：コンミュテータ、２８：電磁ブレーキ、
３０：ハウジング主部、３２：ハウジング副部、３４：結合ボルト、
５０：モータ、５２：出力軸、５２a：出力軸主部、５２b：出力軸副部、
５３：連結孔、５４：円筒軸部、５５：双平坦面、５６：連結部位、
５７：ピニオン、５８：オイルシール部、６０：ハウジング副部、
６２：前部回転軸受、６４：オイルシール。
【図１】
2005057946.tif 000003
【図２】
2005057946.tif 000004
【図３】
2005057946.tif 000005
【図４】
2005057946.tif 000006