(57)【要約】【課題】  両軸受の軸線不斉一性の抑制及びモータの扁平化を図り、側圧印加による心ブレも抑制できる小形モータの提供。【解決手段】  メタルラジアル軸受５を保持してインナーロータを内蔵するモータケース４の開口に取着して閉塞するための端蓋２０を備えた小形モータにおいて、端蓋２０はブラシ基板３０と鉄製の端板４０とから成る。ブラシ基板３０はモータ軸３の軸端３ａを受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部３２を一体的に備える。端板４０は、基板３０を内側面に重ねて保持し、凹状すべり軸受部３２の底面を支持すべき底受け面４６及びこの外周側に当該凹状すべり軸受部３２の外周側を囲む３本の切り起こし片４７を軸心決め手段として一体的に備える。【選択図】      図１
2005045947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルラジアル軸受を保持してインナーロータを内蔵するモータケースの開口に取着して閉蓋するための端蓋を備えた小形モータにおいて、
前記端蓋は、モータ軸の軸端を受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部を一体的に備えた樹脂製基板と、この樹脂製基板を内側面に重ねて保持し、前記凹状すべり軸受部の底面を支持すべき底受け面及びこの外周側に当該凹状すべり軸受部の外周側を囲む軸心決め手段を一体的に備えた金属製端板とを有して成ることを特徴とする小形モータ。
【請求項２】
請求項１において、前記樹脂製基板は前記凹状すべり軸受部の外側を巡る円周の３箇所以上のほぼ等分角度宛に穿たれた位置決め孔を有し、前記軸心決め手段は前記各位置決め孔に圧入する位置決め突片を有して成ることを特徴とする小形モータ。
【請求項３】
請求項２において、前記位置決め突片は、前記底受け面に切り抜き孔を残して切り起されて成る切り起こし片であることを特徴とする小形モータ。
【請求項４】
請求項３において、前記切り起こし片は前記円周に沿って弧状に形設されていることを特徴とする小形モータ。
【請求項５】
請求項１において、前記金属製端板は前記底受け面の肉厚がその余の板厚よりも薄く、前記底受け面は窪み面であることを特徴とする小形モータ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記樹脂製基板は、当該基板の厚さ方向に分割した成形型の分割線が前記凹状すべり軸受部の上端レベルに位置することを特徴とする小形モータ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、前記樹脂製基板はブラシ基板であることを特徴とする小形モータ。
【請求項８】
メタルラジアル軸受を保持してインナーロータを内蔵するモータケースの開口に取着して閉蓋するための端板において、円形領域に切り抜き孔を残してその円周の３箇所以上のほぼ等分角度宛にほぼ起立した切り起こし片を有し、前記円形領域の肉厚が非円形領域の板厚よりも薄く、前記切り起こし片側の前記円形領域の面が窪み面であることを特徴とする金属製端板。
【請求項９】
請求項８に規定する前記金属製端板の成形法であって、金属製板材の円形領域に切り抜き孔を残してその円周の３箇所以上のほぼ等分角度宛に前記切り起こし片をほぼ起立させ、しかる後、前記円形領域に前記切り起こし片側からポンチで圧縮加工を施して窪み面を形成することを特徴とする金属製端板の成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平小形モータに用いるに好適な心ブレ抑制用樹脂製軸受に関し、特に、その軸受の軸心決め技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に、扁平小形直流モータにおいてはカップ状のモータケース側に加締固定した第１のメタルラジアル軸受とモータケースの開口に取着して閉蓋するための端板に圧入固定した第２のメタルラジアル軸受とを有している。モータケースと端板との二体嵌合組み付けにおいては、第１のメタルラジアル軸受の軸線と第２のメタルラジアル軸受の軸線との不斉一が不可避的に生じるものであるが、特に両軸受間の距離を短くした扁平小形モータでは垂直度が出難いためその不斉一性の修正を一層困難なものとしており、モータ軸が回り難くなり故障の原因となる。また、第２のメタルラジアル軸受の一部が端板から外側に幾分突出するため、２メタルラジアル軸受構造はモータの扁平化に不向きな構造である。
【０００３】
一方、図６に示す扁平小形直流モータにおいては、端蓋としては金属製端板１とその内側面に重ねて保持した樹脂製ブラシ基板２とから成り、ブラシ基板２はその一部にスラスト軸受板部２ａを有している。斯かるスラスト軸受板部２ａを有する扁平小形直流モータでは、メタルラジアル軸受５が一つだけのいわば片持ち構造であるので、両軸受の軸線不斉一性は元々起こらず、また薄いスラスト軸受板部２ａが端板１の内側面に重なるものであるから、モータの扁平化に好都合である。
【０００４】
なお、３はモータ軸、４はモータケース、６は積層コア、７は巻線コイル、８は永久磁石、９は整流子ホルダ、１０は整流子、１０ａはライザー、１１は嵌め環、１２はリングバリスタ、１３はブラシ、１３ａはブラシ板ばね、１３ｂはブラシ取着爪である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６に示す扁平小形直流モータにあっては、当然次のような問題点がある。
【０００６】
即ち、モータ軸３の軸端をスラスト軸受板部２ａで軸方向に受けているだけであるため、この扁平小形直流モータを搭載した機器の加減速時や衝撃時においては、慣性力による側圧印加で容易にモータ軸３の心ブレが生じ、実用化に無理がある。
【０００７】
そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題は、両軸受の軸線不斉一性の抑制及びモータの扁平化を図り、側圧印加による心ブレも抑制できる小形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】
【０００８】
本発明は、メタルラジアル軸受を保持してインナーロータを内蔵するモータケースの開口に取着して閉蓋するための端蓋を備えた小形モータにおいて、端蓋は樹脂製基板と金属製端板とを有する。樹脂製基板は、モータ軸の軸端を受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部を一体的に備えている。これに対し、金属製端板は、樹脂製基板を内側面に重ねて保持し、凹状すべり軸受部の底面を支持すべき底受け面及びこの外周側に当該凹状すべり軸受部の外周側を囲む軸心決め手段を一体的に備えている。
【０００９】
樹脂製基板を内側面に重ねて保持する金属製端板をモータケースの開口に嵌合して金属製端板の外周縁等を加締めて取着しても、開口と樹脂製基板とを隙間嵌め状態とすることができるため、薄い樹脂製基板に対する取り付け歪みが生ぜず、凹状すべり軸受部への歪み波及を無くすことができる。また、樹脂製基板はモータ軸の軸端を受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部を有するので、心ブレを抑制でき、しかもこの凹状すべり軸受部は側圧に耐える程度で良いため、その周壁の高さを最低限に設定でき、モータの扁平化を図り得る。
【００１０】
ただ、樹脂製の凹状すべり軸受部は製造バラツキ等により心出し精度に遜色があり、また軸回転の際に軸受面に変形が生じ易い。そのため、金属製端板は凹状すべり軸受部の底面を支持すべき底受け面及びこの外周側に当該凹状すべり軸受部の外周側を囲む軸心決め手段を有している。凹状すべり軸受部の軸心がずれている場合でも、至近距離にある軸心決め手段により心出し作用を確保できると共に、モータ回転時の凹状すべり軸受部の変形等も抑制できる。換言すれば、軸心決め手段を備えた金属製端板により、薄い樹脂製基板に凹状すべり軸受部を形成しても軸心位置決めを担保できるので、両軸受の軸線不斉一性の抑制及びモータの扁平化を図り、側圧印加による心ブレを抑制できる。
【００１１】
ここで、樹脂製基板は凹状すべり軸受部の外側を巡る円周の３箇所以上のほぼ等分角度宛に穿たれた位置決め孔を有し、軸心決め手段は各位置決め孔に圧入する位置決め突片を有する。位置決め孔は樹脂製基板の成形の際に同時に形成でき、また位置決め突片は金属製端板のプレス成形の際に切り起こし等で形成できるから、特段の追加工程を必要としない。
【００１２】
切り起こし片としては、外周側に切り抜き孔を残して起立したものでも良いが、切り起こし片のスプリングバックを利用して位置決め孔の内周側の孔壁面に継続的に圧接させるようにするには、位置決め突片としては、底受け面に切り抜き孔を残して切り起されて成る切り起こし片であることが望ましい。この切り起こし片では底受け面側に戻るようなスプリングバックが生じるため、軸心位置決め強度の堅牢化に資する。
【００１３】
そして、その強度を一層高めるためには、切り起こし片を上記円周に沿って弧状に形設するのが望ましい。
【００１４】
しかしながら、凹状すべり軸受部は囲まれた複数の切り起こし片により軸心決めされるが、その切り起こし片の起立高さが低いと位置決め孔の孔壁面に当たる高さ寸法が足りず位置決め力が弱く、またその起立高さを高くすると位置決め力は増強するものの、底受け面に残した切り抜き孔が大きくなって底受け面の受け耐力の不足を招く。
【００１５】
そこで、金属製端板においては底受け面の肉厚をその余の板厚よりも薄く形成し、底受け面を窪み面とすることが望ましい。その肉厚差だけ窪み面に対して切り起こし片の高さが高くなり、位置決め強度が増し、また切り抜き孔が小さくても良いので底受け面の受け耐力を増強できる。しかも、凹状すべり軸受部の底面側を窪み面自体に嵌合位置決めできるため、軸心位置決め精度を高めることができる。これに加え、上記肉厚差だけモータの扁平化に寄与する。
【００１６】
なお、樹脂製基板としては直流モータの場合にはブラシ基板とするのが望ましい。
【００１７】
上記の窪み面を有する金属製端板の成形法としては、金属製板材の円形領域に切り抜き孔を残してその円周の３箇所以上のほぼ等分角度宛に切り起こし片をほぼ起立させ、しかる後、この円形領域に切り起こし片側からポンチで圧縮加工を施して窪み面を形成する。
【００１８】
窪み面は板厚方向の圧縮加工面となるため、沿面方向では圧延するので、窪み面の板地部分が拡大すると共に切り抜き孔が切り起こし時に比して縮小し、また加工硬化も多少期待できるから、窪み面の強度を高めることができると共に、切り起こし片の高さを高くしても構わず、軸心位置決め力も高めることができる。またプレス成形の際に窪み面を形成できるから、格別の追加工程を要さない。
【００１９】
ここで、樹脂製基板においては、当該基板の厚さ方向に分割した成形型の分割線が凹状すべり軸受部の上端レベルに位置して成ることが望ましい。凹状すべり軸受部の軸受面内を上成形型だけで成形できるから軸受面に粗さを残さずに済み、また凹状すべり軸受部の底面や位置決め孔を下成形型で成形できるから、底受け面や切り起こし片との面密着を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、金属製端板に一体的に備わる軸心決め手段により樹脂製の凹状軸受部に対する心出し作用を確保できると共に、モータ回転時の凹状すべり軸受部の変形等も抑制できるから、両軸受の軸線不斉一性の抑制及びモータの扁平化を図り、側圧印加による心ブレも抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施例に係る扁平小形直流モータの右半分を示す縦断正面図である。
【００２３】
本例の扁平小形直流モータは、モータ軸３に支持されて突極部に３相巻線コイル７を有する積層コア（電機子コア）６と、モータ軸３に支持されて積層コア６の軸方向の一方側に隣接し、巻線コイル７と電気的に接続して成る整流子１０と、カップ状のモータケース４の内周面に固着した永久磁石８とを備えている。この小形３相モータは２磁極・３突極構造である。整流子１０は、３個の整流子片（セグメント）をモータ軸３に圧入した整流子ホルダ９に組み付け、樹脂製ワッシャー等の嵌め環１１で締め付け固定して成る。各整流子片は、放射方向に屈曲して巻線コイル７からの巻線を絡げて半田付けするためのライザー１０ａを一体的に有する。ライザー１０ａ上で嵌め環１１の外周側に３電極付きリングバリスタ１２を嵌め、各電極が半田付けによりライザー１０ａに固着されて導電接続している。モータケース４にはメタルラジアル軸受５が加締固定されている。
【００２４】
このモータケース４の開口には端蓋２０が加締めて閉蓋されている。この端蓋２０は、厚さ約３ｍｍの薄型絶縁性樹脂のブラシ基板３０とこれを内側面に取着した鉄製の端板（エンドプレート）４０とから成る。
【００２５】
ブラシ基板３０は、１対のブラシ板ばね１３ａを開角度９０°で保持するためにブラシ取着爪１３ｂが食い込んだ掛止孔３１ａを持つ位置決め角形突起３１と、モータ軸３の軸端３ａを受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部３２とを一体的に備えている。またブラシ基板３０は、図２に示す如く、凹状すべり軸受部３２の周りに４つの位置決め丸形突起３６を有している。ブラシ基板３０において、凹状すべり軸受部３２の外周には等角度間隔に３つの位置決め孔３３、３４、３５が形成されている。このため、ブラシ基板３０において凹状すべり軸受部３２は三方支持されている。位置決め孔３３は円弧状の長孔で、位置決め孔３４、３５は位置決め孔３３を内側に含みブラシ調整孔も兼ねた変形孔に形成されている。このような凹凸を有するブラシ基板３０は樹脂成形工程により得ることができるが、当該基板３０の厚さ方向に分割した成形型の分割線ＰＬは図１に示す如く凹状すべり軸受部３２の上端レベルに位置している。
【００２６】
一方、端板４０は、図２、図３、図４及び図５に示す如く、外周側縁にブラシ基板３０のコネクタ部３７が嵌る切り欠き４１を有する板厚約１．１ｍｍの円盤材であって、外周縁には絞り加工により成形されたフランジ４２と、ブラシ基板３０の位置決め角形突起３１が嵌める角形孔４３と、ブラシ基板３０の丸形突起３６が嵌る丸形孔４４と、取着時の初期応力を均等化するための捨て孔４５とを有する。端板４０の中央には、ブラシ基板３０の凹状すべり軸受部３２の底面を面支持すべき底受け面４６が窪み面として形成されている。底受け面４６の外側を巡る円周の３等分角度宛には切り起こし片４７が起立し、底受け面４６にはその切り抜き孔４８が残っている。切り起こし片４７はブラシ基板３０の位置決め孔３３、３４、３５に圧入される。切り起こし片４７は底受け面４６から切り起されたものであるが、切り起こし片４７の切り起こし後、図４（Ｂ）に示す如く、円形領域である底受け面４６に切り起こし片４７側からポンチＰで圧縮加工を施したものであるから、底受け面４６の肉厚ｔ′は端板４０の板厚ｔの約半分となり、同時にその沿面方向に圧延されるから、切り抜き孔４８の開口面積は切り起こし時に比し縮小している。３つの切り起こし片４７の内側面は円弧状である。また、端板４０にはブラシ基板３０の位置決め孔３４、３５に対応する位置にブラシ調整孔４９が形成されている。
【００２７】
図１に示す如く、ブラシ基板３０を内側面に重ねて保持する端板４０をモータケース４の開口に嵌合して端板４０の外周縁等を加締めて取着しても、開口とブラシ基板３０とを隙間嵌め状態とすることができるため、薄いブラシ基板３０に対する取り付け歪みが発生しない。このため、凹状すべり軸受部３２への歪み波及を無くすことができる。ブラシ基板３０はモータ軸３の軸端３ａを受容して回転自在に支承するべき凹状すべり軸受部３２を有しているため、モータ軸３に側圧が印加しても、心ブレを抑制できる。凹状すべり軸受部３２の外周壁の高さは最低限に設定できるため、モータの扁平化を図り得る。
【００２８】
ところが、樹脂製の凹状すべり軸受部３２は製造バラツキ等により心出し精度に遜色があり、また軸回転の際に軸受面に変形が生じ易い。そのため、端板４０は凹状すべり軸受部３２の底面を面支持すべき底受け面４６の外周側に軸心決め手段としての３本の切り起こし片４７を有している。凹状すべり軸受部３２の軸心がずれている場合でも、至近距離にある軸心決め手段としての切り起こし片４７による心出し作用を確保できると共に、モータ回転時の凹状すべり軸受部３２の変形等も抑制できる。換言すれば、端板４０が軸心決め手段としての切り起こし片４７を備えているため、薄いブラシ基板３０に凹状すべり軸受部３２を形成しても軸心位置決めを担保できるので、両軸受の軸線不斉一性の抑制及びモータの扁平化を図り、側圧印加による心ブレを抑制できる。
【００２９】
切り起こし片４７は底受け面４６に切り抜き孔４８を残して径外方へ切り起したものであるから、そのスプリングバックにより位置決め孔３３、３４、３５の内周側の孔壁面に継続的に圧接させることができ、凹状すべり軸受部３２の軸心位置決め強度が堅牢化する。また、切り起こし片４７は円周に沿って弧状に形設されているので、上記強度は一層堅牢化する。
【００３０】
端板４０の底受け面４６の肉厚ｔ′はその余の板厚ｔよりも薄く形成され、底受け面４６が円形窪み面となっているため、その肉厚差Δ＝ｔ−ｔ′だけ窪み面に対して切り起こし片４７の高さが高くなり、位置決め強度が増し、また切り抜き孔４８が小さくても良いので底受け面４６の受け耐力を増強できる。しかも、凹状すべり軸受部３２の底面側を窪み面自体に嵌合位置決めできるため、軸心位置決め精度を高めることができる。これに加え、上記肉厚差だけモータの扁平化に寄与する。
【００３１】
この窪み面を有する端板４０の成形法としては、金属製板材の円形領域（底受け面４６）に切り抜き孔を残してその円周の３箇所のほぼ等分角度宛に切り起こし片４７を起立し、しかる後、この円形領域に切り起こし片側からポンチＰで圧縮加工を施して窪み面を形成するものであるが、窪み面は板厚方向の圧縮加工面となるため、沿面方向では圧延するので、窪み面の板地部分が拡大すると共に切り抜き孔４８が切り起こし時に比して縮小し、また加工硬化も多少期待できるから、窪み面の強度を高めることができると共に、切り起こし片４７の高さを高くしても構わず、軸心位置決め力も高めることができる。またプレス成形の際に窪み面を形成できるから、格別の追加工程を要さない。
【００３２】
また、ブラシ基板３０の分割線ＰＬは凹状すべり軸受部３２の上端レベルに位置しているため、凹状すべり軸受部３２の軸受面内を上成形型だけで成形できるから軸受面に粗さを残さずに済み、また凹状すべり軸受部３２の底面や位置決め孔３３、３４、３５を下成形型で成形できるから、底受け面４６や切り起こし片４７との面密着を図ることができる。
【００３３】
なお、上記実施例は扁平小形直流モータの本発明を適用してあるが、本発明は直流モータ以外の小形モータにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例に係る扁平小形直流モータの右半分を示す縦断正面図である。
【図２】同実施例における端板を構成するブラシ基板と端板との分解状態を示す斜視図である。
【図３】同実施例における端板を構成するブラシ基板と端板との組付け状態を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は同実施例における端板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ―Ｂ線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図５】同実施例における端板を示す底面図である。
【図６】スラスト軸受を用いた扁平小形直流モータの右半分を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
３…モータ軸
３ａ…軸端
４…モータケース
５…メタルラジアル軸受
６…積層コア（電機子コア）
７…巻線コイル
８…永久磁石
９…整流子ホルダ
１０…整流子
１０ａ…ライザー
１１…嵌め環
１２…リングバリスタ
１３…ブラシ
１３ａ…ブラシ板ばね
１３ｂ…ブラシ取着爪
２０…端蓋
３０…ブラシ基板
３１…位置決め角形突起
３１ａ…掛止孔
３２…凹状すべり軸受部
３６…位置決め丸形突起
３７…コネクタ部
３３、３４、３５…位置決め孔
４０…端板（エンドプレート）
４１…切り欠き
４２…フランジ
４３…角形孔
４４…丸形孔
４５…捨て孔
４６…底受け面
４７…切り起こし片
４８…切り抜き孔
４９…ブラシ調整孔
ＰＬ…分割線
ｔ…端板の板厚
ｔ′…底受け面の肉厚
Ｐ…ポンチ
【図１】
2005045947.tif 000003
【図２】
2005045947.tif 000004
【図３】
2005045947.tif 000005
【図４】
2005045947.tif 000006
【図５】
2005045947.tif 000007
【図６】
2005045947.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月24日(2003.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005045947.tif 000009