(57)【要約】【課題】アーマチュアの回転軸の端部をメタル軸受の支持孔に容易に嵌入できるようにして、組付作業性の向上を図ることのできる電動モータを提供する。【解決手段】ヨーク２の底壁２ｂにメタル軸受１０を設置する。アーマチュア３の回転軸８の端部はメタル軸受１０の支持孔１８に回転自在に嵌入する。メタル軸受１０には、回転軸８の端部を回転自在に支持する支持孔１８と、軸方向の端面に支持孔１８に向かって窪んで形成されたテーパ面２２とを設ける。テーパ面２２の外径は、回転軸８の端部が支持孔１８に挿入される際に、アーマチュア３が永久磁石４とのエアギャップの範囲で最大に傾斜したときの回転軸８の端部のぶれ幅よりも大きく設定する。【選択図】図４
2012223014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のヨークと、
このヨークの内周面に設置された永久磁石と、
前記ヨークの内周側に、前記永久磁石との間にエアギャップを持たせて回転自在に配置されたアーマチュアと、
前記ヨークの底壁に設置されて前記アーマチュアの回転軸を回転自在に支持する略円筒状のメタル軸受と、を備えた電動モータにおいて、
前記メタル軸受は、前記アーマチュアの回転軸が挿入されて当該回転軸を回転自在に支持する支持孔と、前記回転軸が挿入される側の軸方向の端面に前記支持孔に向かって窪んで形成されたテーパ面と、を備え、
前記テーパ面の外径は、前記回転軸の端部が前記支持孔に挿入される際に、前記アーマチュアが前記永久磁石とのエアギャップの範囲で最大に傾斜したときの前記回転軸の端部のぶれ幅よりも大きく設定されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
前記アーマチュアのアーマチュアコアの径方向外側端の軸方向の端面は、当該アーマチュアコアのコイル被覆部に被着されるインシュレータによって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記インシュレータは、前記アーマチュアコアの径方向外側の端部よりも径方向外側に張り出して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有底筒状のヨークの内周面に永久磁石が配置され、アーマチュアが永久磁石の内側で回転する電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータとして、有底筒状のヨークの内周面に複数の永久磁石が設置され、永久磁石の内側にアーマチュアがエアギャップを介して配置されたブラシ付きの電動モータが知られている。この種の電動モータの多くは、ヨークの底壁の中央に略円筒状のメタル軸受が固定設置され、ヨークの内側にアーマチュアを組み付けるときに、アーマチュアの回転軸の端部がメタル軸受の支持孔に嵌入されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−８０３３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、この種の電動モータでは、ヨークの内周面に配置する永久磁石としてネオジム磁石等を用いる場合には、ヨーク内にアーマチュアを組み付けた後に外部から永久磁石を着磁することが難しいため、予め着磁した永久磁石がヨークの内周面に固定設置され、その後にアーマチュアが永久磁石に囲まれた内側のスペースに挿入配置される。そして、このときアーマチュアの回転軸の端部はヨークの底壁側に設置されたメタル軸受の支持孔に嵌入される。
しかし、このアーマチュアの組付作業においては、アーマチュアが永久磁石の強い磁気吸引力を側方から受けることとも相俟って、回転軸の端部をメタル軸受の支持孔に嵌入することが難しい。
【０００５】
そこでこの発明は、アーマチュアの回転軸の端部をメタル軸受の支持孔に容易に嵌入できるようにして、組付作業性の向上を図ることのできる電動モータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電動モータでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、有底筒状のヨークと、このヨークの内周面に設置された永久磁石と、前記ヨークの内周側に、前記永久磁石との間にエアギャップを持たせて回転自在に配置されたアーマチュアと、前記ヨークの底壁に設置されて前記アーマチュアの回転軸を回転自在に支持する略円筒状のメタル軸受と、を備えた電動モータにおいて、前記メタル軸受は、前記アーマチュアの回転軸が挿入されて当該回転軸を回転自在に支持する支持孔と、前記回転軸が挿入される側の軸方向の端面に前記支持孔に向かって窪んで形成されたテーパ面と、を備え、前記テーパ面の外径は、前記回転軸の端部が前記支持孔に挿入される際に、前記アーマチュアが前記永久磁石とのエアギャップの範囲で最大に傾斜したときの前記回転軸の端部のぶれ幅よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
これにより、組付時にアーマチュアをヨークに挿入すると、仮に、アーマチュアが永久磁石とのエアギャップの範囲で最大に傾斜したとしても、アーマチュアの回転軸の端部が確実にメタル軸受のテーパ面に当接し、テーパ面によるガイド作用によって回転軸がメタル軸受の支持孔に誘導されるようになる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る電動モータにおいて、前記アーマチュアのアーマチュアコアの径方向外側端の軸方向の端面は、当該アーマチュアコアのコイル被覆部に被着されるインシュレータによって覆われていることを特徴とするものである。
これにより、アーマチュアをヨークに挿入するときに、アーマチュアがヨーク内で傾いたとしても、インシュレータが最初に永久磁石に接触してアーマチュアと永久磁石との直接接触が回避される。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る電動モータにおいて、前記インシュレータは、前記アーマチュアコアの径方向外側の端部よりも径方向外側に張り出して形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、メタル軸受に設けられるテーパ面の外径が、組付時におけるアーマチュアの回転軸の最大ぶれ幅よりも大きく設定され、組付時に、回転軸の端部がテーパ面によって支持孔内に確実に誘導される構造とされていることから、アーマチュアの回転軸をメタル軸受の支持孔に容易に嵌入することができる。したがって、この発明によれば、組付作業性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、アーマチュアコアの径方向外側端の軸方向の端面がインシュレータによって覆われ、組付時にアーマチュアが傾いたときに、インシュレータがアーマチュアコアに先立って永久磁石に接触する構造とされていることから、アーマチュアコアが永久磁石と直接接触することによる永久磁石やアーマチュアコアの損傷や変形を未然に防止することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、インシュレータが、アーマチュアコアの径方向外側の端部よりも径方向外側に張り出して形成されていることから、アーマチュアコアと永久磁石の干渉をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態の電動モータの軸方向に沿った断面図である。
【図２】この発明の一実施形態の電動モータのアーマチュアの一部を拡大した側面図である。
【図３】この発明の一実施形態の電動モータのメタル軸受部分を拡大した断面図である。
【図４】この発明の一実施形態の電動モータのアーマチュアの組付状態を示す図１と同様の断面図である。
【図５】この発明の一実施形態の図４の一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態に係る電動モータ１の軸方向に沿った断面図である。
この電動モータ１は、車両のパワーウィンドウやサンルーフ、電動シート等に用いられるブラシ付きのモータであり、ハウジングの一部を兼ねるヨーク２の内側にアーマチュア３が回転自在に収容されている。
【００１４】
ヨーク２は、鉄等の金属によって有底筒状に形成され、外周壁２ａの底壁２ｂ寄りの内周面に、複数の永久磁石４が円周方向等間隔に固定設置されている。永久磁石４は、例えば、ネオジム磁石等が用いられ、ヨーク２の中心側に向くＮ極とＳ極の磁極面が円周方向に沿って交互になるように配置されている。ヨーク２の外周壁２ａの開口端には、通電用の一対のブラシ５を保持するブラシホルダ６が蓋体を兼ねて取り付けられている。
【００１５】
ブラシホルダ６には、ブラシ５の他、電気系統を外部電源と接続するためのターミナル（図示せず）や、電流ノイズの抑制や過熱防止するための回路部品（図示せず）が実装されている。ブラシホルダ６の軸心部には球面滑り軸受７が設置され、ブラシホルダ６を貫通して外部に突出するアーマチュア３の回転軸８が、この球面滑り軸受７を介してブラシホルダ６に支持されている。なお、以下では、アーマチュア３の回転軸８のうちのブラシホルダ６を貫通して外部に突出する側の端部を先端部と呼び、それと逆側の端部を基端部と呼ぶものとする。
【００１６】
また、ヨーク２の底壁２ｂの中心部には、ヨーク２の中心軸線ｏに沿って外側に突出するボス部９が設けられている。ボス部９の内周面には後述するメタル軸受１０が圧入固定され、そのメタル軸受１０に回転軸３の基端部が回転自在に支持されるようになっている。
【００１７】
アーマチュア３は、軸心部に配置される前記回転軸８と、放射方向に突出する複数のティース１４を有し回転軸８の外周面に嵌合固定されたアーマチュアコア１１と、このアーマチュアコア１１の各ティース１４に巻回されたアーマチュアコイル１２と、回転軸８上のアーマチュアコア１１から軸方向に離間した位置に固定設置されたコンミテータ１３と、を備えている。
【００１８】
図２は、アーマチュア３の一部を拡大した側面図である。
図２にも示すように、アーマチュアコア１１は複数の電磁鋼板又は複数の鉄板が積層されて成り、各ティース１４は、アーマチュアコイル１２が巻回される巻胴部（図示せず）と、巻胴部の先端部側から円周方向にＴ字状に張り出す円弧壁１４ａと、備えている。各ティース１４の巻胴部には、樹脂製のインシュレータ１５が被着されており、アーマチュアコイル１２は、このインシュレータ１５を介して各ティース１４に巻回されている。各ティース１２の円弧壁１４ａの外周面は、ヨーク２の内周面に固定設置された永久磁石４に対し、微少なエアギャップを持って対向している。
【００１９】
各ティース１４に被着されるインシュレータ１５は、ティース１４の軸方向の両側の端部では巻胴部（コイル被覆部）からさらに径方向外側に延出し、その延出片１５ａが円弧壁１４ａ（アーマチュアコア１１の径方向外側端）の軸方向の端面を覆っている。各インシュレータ１５の延出片１５ａは、ティース１４（アーマチュアコア１１）の径方向外側の端部よりもさらに径方向外側に張り出して形成されている。なお、延出片１５には、各ティース１４にアーマチュアコイル１２を巻回する際に、アーマチュアコイル１２が外側に脱落するのを規制するための規制突起１６が軸方向に向かって突出している。
【００２０】
コンミテータ１３は、図１に示すように、外周面に金属板から成る複数のセグメント１７が等間隔に離間して配置され、その各セグメント１７が対応するアーマチュアコイル１２に結線されている。セグメント１７が配置されるコンミテータ１３の外周面にはブラシホルダ６に保持された一対のブラシ５が当接し、アーマチュア３の回転に応じてブラシ５に接触接続されるセグメント１７が連続的に変化するようになっている。
【００２１】
図３は、ヨーク２の底壁２ｂのメタル軸受１０の取付部を拡大して示した断面図である。
同図に示すように、メタル軸受１０は、全体が金属材料によって略円筒状に形成され、その軸心部には、回転軸８の基端部を回転自在に支持する支持孔１８と、その支持孔１８よりも内径の大きいボール収容孔１９とが同軸に形成されている。ボール収容孔１９は、ボス部９の底部側寄りに形成され、その内部には、回転軸８の基端部の端面と当接するスチールボール２０が回転可能に収容されている。なお、ボス部９の底部には金属製のスラストプレート２１が配置され、スチールボール２０に作用するスラスト荷重をこのスラストプレート２１で受けるようになっている。メタル軸受１０は、ヨーク２側のボス部９に対して圧入によって固定されているが、ボス部９に対する圧入領域は支持孔１８の形成されている領域Ａの外面にかからないように設定されている。
また、メタル軸受１０のヨーク２の開口端側に向く軸方向の端面（回転軸８が挿入される側の軸方向の端面）には、支持孔１８に向かって窪むテーパ面２２が形成されている。
【００２２】
図４，図５は、ヨーク２にアーマチュア３を組付けるときの様子を示す図である。
図３に示すテーパ面２２の外径（最外周側の半径）ｒは、図４，図５に示すように、回転軸８の基端部が支持孔１８に挿入される際に、アーマチュア３が永久磁石４とのエアギャップの範囲で最大に傾斜したときの回転軸８の基端部の径方向のぶれ幅ｗ（図５参照）よりも大きく設定されている。なお、この明細書において、「ぶれ幅」とは、中心軸線からの離間距離を意味するものとする。
【００２３】
この電動モータ１の組付時には、ヨーク２内に配置する永久磁石４を予め外部で着磁し、着磁した永久磁石４をヨーク２の内周面に固定設置するとともに、ヨーク２の底壁２ｂのボス部９内にスラストプレート２１とスチールボール２０を収容し、その状態でメタル軸受１０をボス部９内に圧入固定する。この後、ヨーク内２には、図４，図５に示すように、アーマチュア３を開口端側から挿入し、アーマチュア３の回転軸８の基端部をメタル軸受１０の支持孔１８内に嵌入する。
【００２４】
こうして、アーマチュア３の回転軸８の基端部をメタル軸受１０の支持孔１８内に嵌入するときには、アーマチュア３が側方から永久磁石４による強力な磁気吸引力を受けることとも相俟って、アーマチュア３は永久磁石４とのエアギャップの範囲で中心軸線ｏに対して傾斜し易い。
しかし、この電動モータ１においては、メタル軸受１０の端面に設けられるテーパ面２２の外径ｒが、アーマチュア３が最大に傾斜したときの回転軸８の基端部の径方向のぶれ幅ｗよりも大きく設定されているため、アーマチュア３をヨーク２内に挿入しいくと、回転軸８の基端部がメタル軸受１０のテーパ面２２に確実に当接し、テーパ面２２によるガイド作用によって回転軸８の基端部がメタル軸受１０の支持孔１８内に誘導されることになる。
【００２５】
したがって、この電動モータ１においては、ヨーク２へのアーマチュア３の挿入時に、アーマチュア３が最大に傾いてもメタル軸受１０のテーパ２２で回転軸８の端部を支持孔１８内に誘導することができるため、回転軸８をメタル軸受１０の支持孔１８に容易に嵌入することができる。
【００２６】
また、ヨーク２内にアーマチュア３を挿入する際に、アーマチュア３が中心軸線ｏに対して大きく傾斜すると、アーマチュアコア１１の径方向外側端の軸方向両側の端部（エッジ部分）が永久磁石４に近接することになるが、アーマチュアコア１１の径方向外側端の軸方向の端面は樹脂製のインシュレータ１５の延出片１５ａによって覆われているため、アーマチュア３は樹脂製のインシュレータ１５部分で永久磁石４に当接することになる。
【００２７】
したがって、この電動モータ１においては、アーマチュア３の組付時に硬質のアーマチュアコア１１が永久磁石４に直接接触するのを回避できるため、アーマチュアコア１１が永久磁石４と直接接触することによる永久磁石４やアーマチュアコア１１の損傷や変形を未然に防止することができる。また、この電動モータ１では、アーマチュア３の組付時に、樹脂製のインシュレータ１５部分で永久磁石４に接触することになるため、永久磁石４の磁力によってアーマチュア３の挿入が阻害されにくくなる。
【００２８】
また、特にこの実施形態の電動モータ１においては、インシュレータ１５の延出片１５ａがアーマチュアコア１１の径方向外側の端部（円弧壁１４ａ）よりも径方向外側に張り出して形成されているため、アーマチュアコア１１と永久磁石４との干渉をより確実に防止することができる。
【００２９】
そして、この電動モータ１の場合、アーマチュアコア１１の径方向外側の端部（円弧壁１４ａ）を覆う樹脂部材が、アーマチュアコア１１のコイル被着部に装着されるインシュレータ１５に一体に設けられた延出片１５ａによって構成されているため、アーマチュア３の組付時に延出片１５ａが永久磁石４に強く接触してもアーマチュアコア１１から脱落しにくいうえ、アーマチュアコア１１に対する組付けが容易であるという利点がある。
【００３０】
さらに、この実施形態の電動モータ１においては、メタル軸受１０のボス部９に対する圧入領域が、支持孔１８の形成されている領域Ａの外面にかからないように設定されているため、ボス部９に対する圧入によってメタル軸受１０の支持孔１８の真円度や内径精度が低下し、支持孔１８に回転軸８を嵌入するが困難になるのを未然に防止することができる。
【００３１】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１…電動モータ
２…ヨーク
３…アーマチュア
４…永久磁石
８…回転軸
１０…メタル軸受
１１…アーマチュアコア
１５…インシュレータ
１８…支持孔
２２…テーパ面
ｒ…外径
ｗ…ぶれ幅
【図１】
2012223014.tif 000003
【図２】
2012223014.tif 000004
【図３】
2012223014.tif 000005
【図４】
2012223014.tif 000006
【図５】
2012223014.tif 000007