(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このようなモータは、軸受がモータの外部に直接露出しているため、軸受の油が漏れないことをさらに要求される装置(例えば、食品を扱う装置)に使用するには更なる改善が求められている。また、この軸受に外部から異物が付着すると軸受の油の品質が低下してしまいモータの信頼性が低下してしまう恐れがある。
【0005】
そこで本発明は、従来技術が抱える上記課題を解決し得る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】
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1のモータは、
ラジアル軸受を含む静止部材と、前記ラジアル軸受に回転支持され、前記静止部材の下方に突出する回転軸を有するロータを備えるモータにおいて、
前記ラジアル軸受の下方において前記回転軸に装着された第1部材と、
前記ラジアル軸受の外周に固定された第2部材を有し、
前記第1部材は、上方向に開放された上側凹部と下方向に開放された下側凹部を有し、
前記第2部材は、前記下側凹部の外周部を下方から全周覆っており、前記第1部材よりも下側に上方向に開放された環状凹部を有することを特徴とす
る。
【0007】
本発明のモータは、更なる好ましい特徴として、
「前記下側凹部の外周部は、前記環状凹部の内周部より径方向外側に位置していること」、
「前記第1部材の外周下端部は、前記環状凹部内に挿入されていること」、
「前記第1部材は、前記回転軸に固定された環状部と、前記環状部の上面から突出された上側突起部と、前記環状部の下面から突出された下側突起部を有し、
前記上側凹部は、前記環状部と前記上側突起部により形成され、
前記下側凹部は、前記環状部と前記下側突起部により形成されていること」、
「前記第2部材は、前記静止部材に装着された外側円筒部と、前記外側円筒部の内側に形成された内鍔部と、前記内鍔部の内周に形成された内側円筒部を有し、
前記環状凹部は、前記外側円筒部と前記内側円筒部の間に形成されていること」、
「前記第1部材は、前記ラジアル軸受に当接していること」、
を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明のモータによれば、回転軸に装着された第1部材と静止部材に固定された第2部材により、モータ外部への油漏れや、ラジアル軸受への異物の付着を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。
なお、本明細書では、
図1の上方向を「上方」と呼び、下方向を「下方」と呼ぶ。また、上下方向は、モータが実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
【0011】
(第1の実施形態例)
本発明の第1の実施形態例に係るモータ1を
図1と
図2を用いて説明する。
【0012】
本例のモータ1は、軸受11を含む静止部材10と、軸受11に回転支持される回転軸21を有するロータ20と、回転軸21に装着された第1部材30と、静止部材10に固定された第2部材40を有するブラシレスモータである。
【0013】
静止部材10は、軸受11と、ベースプレート12と、ステータ基板13と、ステータコア14と、ケース15を有する。
【0014】
軸受11は、銅、鉄等からなる合金を焼結した円筒状の焼結含油軸受であり、後述の回転軸21のラジアル方向を回転支持するラジアル軸受である。
【0015】
ベースプレート12は、鉄製からなり、軸受11の外周を保持する筒状の軸受保持部12aと、この軸受保持部12aの下端から径方向外側に一体に延びるプレート部12bを有している。この軸受保持部12a内の下側には段差部が設けられており、軸受11との間に圧入凹部12cが設けられている。
【0016】
ステータ基板13は、後述のロータ20の回転数や回転角を磁気的に検出できる不図示のホール素子を有しており、プレート部12bの上面に配されている。
ステータコア14は、軸受保持部12aの外周に固定されている。ステータコア14は複数のティースを有し、その外周には巻線14aが巻回されている。
ケース15は、円筒部15aと、この円筒部15aの上部開口を閉塞する天蓋部15bを有し、円筒部15aの下端がプレート部12bの外周にかしめられている。このケース15の天蓋部15bにはスラストプレート16が配置されている。
【0017】
以上の構成を有する静止部材10では、軸受保持部12aの下端が開放されており、軸受11の下端は静止部材10から露出している。
【0018】
ロータ20は、回転軸21と、ロータヨーク22と、駆動用マグネット23を有する。
回転軸21は軸受11により回転自在に軸支されており、その上端はスラストプレート16に当接されている。
【0019】
回転軸21の上側にはロータヨーク22が圧入され、ロータヨーク22の内側には駆動用マグネット23が固定されている。この駆動用マグネット23の内周面は、ステータコア14の外周面に対向して配されている。
なお、本例では駆動マグネット23の磁気中心がステータコア14の磁気中心より軸方向下方に配されているため、ロータ20はステータコア14に対し上方に付勢され、回転軸21はスラストプレート16に当接した状態で回転する。
【0020】
第1部材30は、硬質樹脂材料または焼結材料により形成されており、軸受11の下方において回転軸21に装着されている。
この第1部材30は、軸受11に非接触に配されており、上方向に開放された上側凹部34と下方向に開放された下側凹部35を有している。
具体的には、本例の第1部材30は、内周が回転軸21に固定された環状部31と、環状部31の上面から突出された上側突起部32と、環状部31の下面から突出された下側突起部33を有している。そして、上側凹部34は、環状部31と上側突起部32により溝状に形成され、下側凹部35は、環状部31と下側突起部33により溝状に形成されている。
なお、上側突起部32と下側突起部33は、環状部31の外周にそれぞれ円筒状に形成されているものである。
【0021】
第2部材40は、硬質樹脂材料または金属材料または焼結材料により形成されており、回転軸21と第1部材30に非接触状態で静止部材10に固定されている。
【0022】
この第2部材40は、第1部材30の下側凹部35の外周部(本例では、下側突起部33の内周部33a)を下方から全周覆っている。
また、第2部材40は、第1部材30よりも下側に上方向に開放された環状凹部41を有している。具体的には、本例の第2部材40は、静止部材10に装着された外側円筒部42と、外側円筒部42の内側に形成された内鍔部43と、内鍔部43の上側に形成された内側円筒部44を有している。そして、外側円筒部42と内側円筒部44の間に環状凹部41が形成されており、この環状凹部41は第1部材30よりも下側に位置している。
なお、外側円筒部42は、軸受11の外周に配されており、その上端部は、圧入凹部12cの上端面に当接した状態で軸受保持部12aと軸受11間に圧入され固定されている。
【0023】
また、下側凹部35の外周部(本例では、下側突起部33の内周部33a)は、環状凹部41の内周部(本例では、内側円筒部44の内周部44a)よりも径方向外側に位置している。
【0024】
また、第1部材30の外周下端部(本例では、下側突起部33の下端)は、環状凹部41内に挿入されている。すなわち、下側突起部33が、内側円筒部の内周部44aの径方向外側にあると共に内側円筒部44と径方向に一部重畳して配されることにより、下側突起部33の下端が環状凹部41内に挿入されている。
【0025】
このように、本例のモータでは、軸受11の下方において回転軸21に装着された第1部材30は、上方向に開放された上側凹部34と下方向に開放された下側凹部35を有している。
そのため、軸受の内周側から回転軸21を伝わって流下する油は、第1部材30の上側凹部34内に溜まることができるため、軸受内周側の油が外部に漏れるのを効果的に抑制することができる。
また、本例のモータでは、静止部材10に固定された第2部材40は、第1部材30よりも下側に上方向に開放された環状凹部41を有している。
そのため、軸受の外周側から流下する油は、第2部材40の環状凹部41内に溜まることができるため、軸受外周側の油が外部に漏れるのを効果的に抑制することができる。
さらに、本例のモータでは、第1部材30は下方向に開放された下側凹部35を有しており、第2部材40は下側凹部35の外周部(本例では、下側突起部33の内周部33a)を下方から全周に亘って覆っている。
そのため、モータをどのような向きで使用する際にも、空気中に漂う異物や飛散してきた異物が軸受11に付着するのを効果的に抑制することができる。
【0026】
また、本例のモータでは、下側凹部35の外周部(本例では、下側突起部33の内周部33a)は、環状凹部41の内周部(本例では、内側円筒部44の内周部44a)より径方向外側に位置している。
そのため、軸受内周側から回転軸21を伝わって流下した油が上側凹部34から溢れたとしても、その油は上側突起部32外周から下側突起部33を介して環状凹部41内に溜まることができるため、軸受内周側の油が外部に漏れるのをより一層効果的に抑制することができる。
【0027】
また、本例のモータでは、第1部材30の外周下端部(本例では、下側突起部33の下端)は、環状凹部41内に挿入されている。
そのため第1部材30と第2部材40が効果的にラビリンス構造を形成するため、空気中に漂う異物や飛散してきた異物が軸受11に付着するのをより一層効果的に抑制することができる。
【0028】
以上のように、本例のモータは、静止部材から突出する回転軸先端が上下方向どちらに配されても、軸受の油が外部に漏れにくくできると共に、外部からの異物がラジアル軸受に付着しにくくできる。よって、軸受の油が漏れないことを厳しく要求される装置(例えば、食品を扱う装置)に使用できる高信頼性のモータができる。
【0029】
(第2の実施形態例)
図3は、本発明の第2の実施形態例に係るモータの断面図を示す。
図4は、
図3における要部拡大図である。
図3と
図4において、
図1または
図2中の符号と同一の符号は同等の部材を指しており、詳細な説明は省略する。
【0030】
第1の実施形態例では、第2部材40とベースプレート12の軸受保持部12aが別体に構成されているが、本例では、第2部材140が軸受ハウジングを兼ねているものである。
【0031】
具体的には、本例の第2部材140は、軸受11を保持する外側円筒部142と、外側円筒部142の内側に形成された内鍔部143と、内鍔部143の上側に形成された内側円筒部144を有する。
この第2部材140は、第1部材30の下側凹部35の外周部(下側突起部の内周部33a)を下方から全周に亘って覆っており、第1部材30よりも下側に上方向に開放された環状凹部141を有している。この環状凹部141は、外側円筒部142と内側円筒部144の間に形成されている。
なお、第2部材140の外周には平板状のベースプレート112が一体形成されている。
【0032】
また、本例のモータでは、下側凹部35の外周部(下側突起部33の内周部33a)は、環状凹部141の内周部(内側円筒部の内周部144a)より径方向外側に位置している。
また、本例のモータでは、第1部材30の外周下端部(下側突起部33の下端)が、環状凹部141内に挿入されている。
【0033】
よって、本例のモータは、第1の実施形態例と同様の作用効果を有すると共に、第2部材と軸受保持部が一体化されているため、軸受周りの製造工程を簡素化できる。
【0034】
次に、第1部材の変形例を第1の実施形態例を使い説明する。なお、第1部材の変形例は、第2の実施形態例にも適用できる。
【0035】
(変形例1)
図5(a)に示す第1部材200は、回転軸21に装着された環状部201と、環状部201から斜め上外側へ形成された上側傾斜部202と、上側傾斜部202から下側へ突出する突起部203を有している。そして、環状部201と上側傾斜部202により上側凹部204が形成され、上側傾斜部202と突起部203により下側凹部205が形成されている。
また、本例の突起部203の内周部は、下側凹部の外周部203aに相当し、環状凹部の内周部すなわち内側円筒部の内周部44aより径方向外側に位置している。
また、本例の突起部203の下端部は、第1部材の外周下端部に相当し、内側円筒部の内周部44aの径方向外側にあると共に内側円筒部44と径方向に一部重畳して配されることにより、環状凹部41内に挿入されている。
【0036】
(変形例2)
図5(b)に示す第1部材210は、回転軸21に装着された環状部211と、環状部211から斜め下外側へ形成された下側傾斜部212と、下側傾斜部212から上側へ突出する突起部213を有している。そして、下側傾斜部212と突起部213により上側凹部214が形成され、環状部211と下側傾斜部212により下側凹部215が形成されている。
また、本例の下側傾斜部212の下端部は、下側凹部の外周部に相当し、環状凹部の内周部すなわち内側円筒部の内周部44aより径方向外側に位置している。
また、本例の突起部213の下端部は、第1部材の外周下端部に相当し、内側円筒部の内周部44aの径方向外側にあると共に内側円筒部44と径方向に一部重畳して配されることにより、環状凹部41内に挿入されている。
【0037】
(変形例3)
図5(c)に示す第1部材220は、回転軸21に装着されて上外側へ凹湾曲された上側湾曲部221と、上側湾曲部221から下側へ突出する突起部222を有している。そして、上側湾曲部221上面により上側凹部223が形成され、上側湾曲部221と突起部222により下側凹部224が形成されている。
また、本例の突起部の内周部222aは、下側凹部の外周部に相当し、環状凹部の内周部すなわち内側円筒部の内周部44aより径方向外側に位置している。
また、本例の突起部222の下端部は、第1部材の外周下端部に相当し、内側円筒部の内周部44aの径方向外側にあると共に内側円筒部44と径方向に一部重畳して配されることにより、環状凹部41内に挿入されている。
【0038】
(変形例4)
図5(d)に示す第1部材230は、回転軸21に装着されて下外側へ凹湾曲された下側湾曲部231と、下側湾曲部231から上側へ突出する突起部232を有している。そして、下側湾曲部231と突起部232により上側凹部233が形成され、下側湾曲部231下面により下側凹部234が形成されている。
また、本例の下側湾曲部231の下端部は、下側凹部の外周部に相当し、環状凹部の内周部すなわち内側円筒部の内周部44aより径方向外側に位置している。
また、本例の突起部232の下端部は、第1部材の外周下端部に相当し、内側円筒部の内周部44aの径方向外側にあると共に内側円筒部44と径方向に一部重畳して配されることにより、環状凹部41内に挿入されている。
そして、上述の変形例1ないし変形例4の第2部材40は、下側凹部の外周部を下方から全周覆っており、上方向に開放された環状凹部41を有している。
【0039】
次に、第2部材の変形例を第1実施形態例を使い説明する。なお、第2部材の変形例は、第2の実施形態例にも適用できる。
【0040】
(変形例5)
図5(e)に示す第2部材300は、静止部材10に装着される外側円筒部301と、外側円筒部301下側から斜め上内側へ形成された上側傾斜部302を有する。
本例の外側円筒部301と上側傾斜部302により上方向に開放された凹部303は、環状凹部に相当し、下側凹部の外周部すなわち下側突起部の内周部33aを下方から全周覆っている。
また、上側傾斜部302の内周先端は、環状凹部の内周部に相当しており、下側凹部の外周部すなわち下側突起部の内周部33aは、環状凹部の内周部より径方向外側に位置している。
また、第1部材の外周下端部すなわち下側突起部33は、環状凹部内に挿入されている。
【0041】
(変形例6)
図5(f)に示す第2部材310は、静止部材10に装着される外側円筒部311と、外側円筒部311から内側に形成された上側に開口する環状湾曲部312を有する。
本例の環状湾曲部312の上方向に開口された凹部313は、環状凹部に相当し、下側凹部の外周部を下方から全周覆っている。
また、環状湾曲部312の内周先端は、環状凹部の内周部に相当しており、下側凹部の外周部すなわち下側突起部の内周部33aは、環状凹部の内周部より径方向外側に位置している。
また、第1部材の外周下端部すなわち下側突起部33は、環状凹部内に挿入されている。
【0042】
以上、第1部材は、第1の実施形態例と変形例1〜4を含め5例を説明しており、第2部材は、第1の実施形態例と変形例5、6を含めて3例を説明している。そして、各第1部材と各第2部材はそれぞれ組合せ可能であり、各組合せは、上記実施形態例と同様の作用効果を有する。
【0043】
上記の第1部材の環状部あるいは湾曲部は軸受下面に当接されていないが、この第1部材の環状部あるいは湾曲部は軸受下面に当接して配置されてもよい。この場合、上記実施形態例と同様の作用効果を有すると共に、上記実施形態例に比べて軸方向の第2部材の高さを低くできるため、モータの小型化ができる。
【0044】
また、上記の第1部材の環状部あるいは湾曲部が軸受下面に当接されていると共に、外側円筒部の上端が軸受外周と軸受保持部内周との間の圧入凹部12cに当接されている構成であると、軸方向の第1部材と第2部材の位置精度を上記第1実施形態例に比べて高くできる。すると、軸方向の第1部材と第2部材の隙間が小さく設定できるため、モータの小型化がさらにできる。
【0045】
また、
図6に示すように、上記の第1部材の環状部あるいは湾曲部の上面に円筒部36が設けられ、この円筒部36が軸受下端面に当接して配されてもよい。
すると、軸受内周の油が軸受下面に流れ出にくくなり軸受の油が外部に漏れにくくできると共に、環状部あるいは湾曲部が軸方向に厚くなるため、環状部あるいは湾曲部が軸受下面と摺接した際、第1部材の耐久性が向上できる。
【0046】
また、上記実施形態例の第1部材30は、回転軸21に装着された環状部31と、環状部31の上面から突出する上側突起部32と、環状部31の下面から突出する下側突起部33を有し、下側突起部33は、内側円筒部44よりも径方向外側に位置している。
すると、上記実施形態例の第1部材30は、突起部が環状部に対して軸方向に垂直に立って形成された90°の溝を有するため、傾斜面や湾曲面により形成された溝を有する変形例に比べて、モータの回転軸が上下方向から少し傾いた場合であっても軸受内周の油が外部により漏れにくくできる。
【0047】
また、上記実施形態例の第2部材40、140は、静止部材10に装着された外側円筒部42、142と、外側円筒部42、142の内側に形成された内鍔部43、143と、内鍔部43、143の内周に形成された内側円筒部44、144を有する。また、環状凹部41、141は、外側円筒部42、142と内側円筒部44、144の間に形成されている。
すると、この第2部材40、140は、変形例5または変形例6の第2部材に比べて、内鍔部が軸方向と垂直方向に形成されており、環状凹部内の容積を大きく取れて軸受の油を多く溜められるため、軸受外周の油が外部により漏れにくくできる。
【0048】
なお、本発明のモータは、軸受保持部の下端が開放されており、軸受の下端が静止部材から露出しているブラシレスモータやブラシ付モータやステッピングモータにも適用できる。