JP3729370B2 - 小型モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体ポンプを駆動するのに利用される小型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体ポンプを駆動する小型モータとしては、アーマチュアに備えた単一軸状のアーマチュアシャフト上にアーマチュアコアとコンミュテータとが固着され、アーマチュアコイルがアーマチュアコアに巻回されるとともにコンミュテータに電気的に接続され、アーマチュアシャフトの端部にポンプに備えられた偏心カムが結合されているものが知られている。コンミュテータに通電がされることによってアーマチュアが回転すると、アーマチュアシャフトとともに偏心カムが回転し、この偏心カムに当接するピストンが往復移動し、ピストンが往復移動することによって、ピストンに結合された弁の一方で流体が吸引され、弁の他方で流体が吐出されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の小型モータでは、ポンプのピストンの運動の振動がエネルギーが偏心カムを通じてアーマチュアシャフトの端部に伝達されることによって、大きな衝撃力がアーマチュアシャフトを通じてアーマチュアコアやコンミュテータ、アーマチュアコイルにかかり、結果的に、アーマチュアコアとコンミュテータとの間においてアーマチュアコイルが切断されるという問題点があった。また、上記の小型モータでは、ポンプの偏心カムを動かすための回転力がアーマチュアコアが発生する回転力と同一であったため、アーマチュアの起動トルクを大きくしなければならないという問題点があり、これらの問題点を解決することが課題になっていた。
【０００４】
【発明の目的】
この発明に係わる小型モータは、ポンプからアーマチュアコアおよびコンミュテータに伝達される振動を小さくすることによって、アーマチュアコイルの断線を起こすことがないようにするとともに、小さい起動トルクで起動できる小型モータを提供することを目的としている。
【０００５】
【発明の構成】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係わる小型モータでは、ポンプに備えた偏心カムに結合される第１のシャフトと、一端部が第１のシャフトに結合されるとともに他端部が第１のシャフトの軸方向に延出され、一端部と他端部のあいだで捩りによる弾性変形可能な第２のシャフトと、第２のシャフトの外側に配置され且つ第２のシャフトの他端部に結合されたパイプ部材とからなるアーマチュアシャフトと、アーマチュアシャフトのパイプ部材に固定されたアーマチュアコアと、アーマチュアコアの近傍のパイプ部材に固定されたコンミュテータと、アーマチュアコアに巻回されているとともに、コンミュテータに電気的に接続されたアーマチュアコイルと、アーマチュアシャフトを回転可能に支持する軸受と、コンミュテータに電気的に接続可能にしてコンミュテータの外側に配置されたブラシと、アーマチュアコアの外側に配置されたマグネットとを備え、軸受は、第１のシャフトの一端部を回転可能に支持する一端側軸受と、パイプ部材の他端部を回転可能に支持する他端側軸受と、この一端側軸受と他端側軸受とのあいだに配置され、第１のシャフトの他端部とパイプ部材の一端部を回転可能に支持する中間軸受とからなる構成としたことを特徴としている。
【０００７】
この発明の請求項２に係わる小型モータでは、第２のシャフトには、パイプ部材の内径よりも小さい外径の第２のシャフト本体が備えられているとともに、第２のシャフト本体の一端部に、第１のシャフトに嵌合固定される第１のシャフト側固定部が形成されるとともに、第２のシャフト本体の他端部に、パイプ部材に固定されるパイプ部材側固定部が形成されている構成としたことを特徴としている。
【０００８】
この発明の請求項３に係わる小型モータでは、パイプ部材には、第２のシャフトの外側に、第２のシャフトに非接触で配置されるパイプ部材本体が備えられ、パイプ部材本体の一端部に、第２のシャフトおよび第１のシャフトに非接触で配置される非接触部が形成されているとともに、パイプ部材本体の他端部に、第２のシャフトのパイプ部材側固定部に結合される結合部が形成されている構成としたことを特徴としている。
【０００９】
この発明の請求項４に係わる小型モータでは、中間軸受には、第１のシャフトの他端部の外側に配置されて第１のシャフトの他端部を回転可能に支持する第１のシャフト受け部と、パイプ部材の一端部の外側に配置されてパイプ部材の一端部を回転可能に支持するパイプ部材受け部と、第１のシャフト受け部およびパイプ部材受け部のあいだに配置され、第１のシャフトの他端部およびパイプ部材の一端部に非接触な中逃げ部とが一体的に形成されている構成としたことを特徴としている。
【００１０】
この発明の請求項５に係わる小型モータでは、中間軸受には、第１のシャフトの他端部の外側に配置されて第１のシャフトの他端部を回転可能に支持する第１中間軸受と、第１中間軸受とは独立して形成され、パイプ部材の一端部の外側に配置されてパイプ部材の一端部を回転可能に支持する第２中間軸受とが備えられている構成としたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用】
この発明の請求項１に係わる小型モータにおいて、パイプ部材にアーマチュアコアから回転力が与えられると、第２のシャフトがその回転エネルギーを蓄積してから第１のシャフトに伝える。それ故、アーマチュアが回転を開始する際に必要な起動トルクが小さくなる。また、アーマチュアの回転中に、コンミュテータへの通電がカットされると、ポンプのピストンの運動エネルギーが偏心カムを通じて第１のシャフトに衝撃力となって与えられ、第１のシャフトに与えられた衝撃力は第２のシャフトの一端部に与えられる。そのとき、第２のシャフトの他端部は第１のシャフトの軸方向に離れていて、第２のシャフトの他端部にパイプ部材の他端部が結合されているため、第２のシャフトの一端部に与えられた衝撃力は、第１のシャフトの他端部から第２のシャフトの他端部まで伝わるあいだに減衰される。それ故、アーマチュアコアやコンミュテータが固定されたパイプ部材には、第１のシャフトに与えられた衝撃力が緩和されて伝えられる。更に、アーマチュアシャフトは、第１のシャフトが一端側軸受と中間軸受とによって回転可能に支持され、パイプ部材が他端側軸受と中間軸受とによって回転可能に支持されているようにしたので、アーマチュアコアから回転力が与えられた際、パイプ部材は、他端部が他端側軸受に回転可能に支持されているので振れることなくアーマチュアコアからの回転力を第２のシャフトに伝えることができ、また、この回転力は中間軸受に回転可能に支持されている第１のシャフトに円滑に伝えられる。
【００１２】
この発明の請求項２に係わる小型モータにおいて、パイプ部材の内側に配置された第２のシャフトは、第２のシャフト本体の一端部の第１のシャフト側固定部が第１のシャフトに結合される一方、第２のシャフト本体の他端部のパイプ部材側固定部がパイプ部材に固定されているため、アーマチュアコアおよびコンミュテータが固定されたパイプ部材は第１のシャフトに直接結合されていない。それ故、請求項１の作用に加え、第１のシャフトに与えられた衝撃力は、第２のシャフトの第２のシャフト本体からパイプ部材固定部に伝わるまでのあいだに緩和されて、パイプ部材に伝わり難い。
【００１３】
この発明の請求項３に係わる小型モータにおいて、結合部が第２のシャフトのパイプ部材側固定部に結合されたパイプ部材は、パイプ部材本体が第２のシャフトの外側に非接触で配置され、非接触部が第１のシャフトから離れて配置されている。それ故、請求項２の作用に加え、第１のシャフトに与えられた衝撃力は、パイプ部材の非接触部にもパイプ部材のパイプ部材本体にも直接伝わることがない。
【００１４】
この発明の請求項４に係わる小型モータにおいて、アーマチュアシャフトは、パイプ部材が中間軸受に備えたパイプ部材受け部と他端側軸受とによって回転可能に支持される一方、中間軸受に中逃げ部を介してパイプ部材受け部と一体成形された第１のシャフト受け部と一端側軸受とによって第１のシャフトが回転可能に支持されている。それ故、請求項１、２または３の作用に加え、第１のシャフトの他端部を支持するための軸受とパイプ部材の一端部を支持するための軸受を別体で備えるものと比べて作成に必要な工数が大幅に減少する。
【００１５】
この発明の請求項５に係わる小型モータにおいて、アーマチュアシャフトは、パイプ部材が第２中間軸受と他端側軸受とによって回転可能に支持される一方、第１のシャフトが一端側軸受と第１中間軸受とによって回転可能に支持されている。それ故、請求項１、２または３の作用に加え、パイプ部材は、アーマチュアコアから与えられた回転力を両端部で振れなく第２のシャフトに対して伝える。そして、第１のシャフトは、第２のシャフトから与えられた回転力を両端部で振れなくポンプ側に伝える。
【００１６】
【実施例】
図１ないし図３にはこの発明に係わる小型モータの第１実施例が示されている。
【００１７】
図示される小型モータ１は、主として、モータケース２、第１のマグネット３、第２のマグネット４、アーマチュア５、第１の軸受６、第２の軸受７、中間軸受８、第１のブラシ９、第２のブラシ１０から構成されており、アーマチュア５に、第１のシャフト１１，第２のシャフト１２，パイプ部材１３からなるアーマチュアシャフト１４と、アーマチュアコア１５と、コンミュテータ１６と、アーマチュアコイル１７とが備えられている。モータケース２は、ポンプ１８を内蔵したポンプケース１９に結合されている。
【００１８】
モータケース２は、一端部が開放されているとともに他端部が閉塞されており、内側に第１のマグネット３、第２のマグネット４がそれぞれ取付けられている。第１、第２のマグネット３、４は対向位置にＮ極、Ｓ極がそれぞれ着磁されており、第１、第２のマグネット３、４の内側にアーマチュア５が配置されている。
【００１９】
モータケース２の閉塞側端部の内側には、アーマチュア５に備えられたアーマチュアシャフト１４の他端部を回転可能に支持するための第２の軸受７が固定されている。モータケース２は開放側の端部がポンプケース１９にねじ止められている。
【００２０】
ポンプケース１９は、モータケース２内に配置されたアーマチュアシャフト１４の突出側に配置されている。ポンプケース１９の中央部には、アーマチュアシャフト１４が挿入される丸孔状のシャフト孔１９ａが形成されている。
【００２１】
シャフト孔１９ａ内には、モータケース２とは反対側の一端部寄りに第１の軸受６が固定されている。そして、シャフト孔１９ａのモータケース２側の他端部に中間軸受８が固定されている。
【００２２】
第１の軸受６は、すべり軸受であって、この第１の軸受６には、アーマチュアシャフト１４に備えた第１のシャフト１１の一端部が挿通される。
【００２３】
第２の軸受７は、すべり軸受であって、この第２の軸受７には、パイプ部材１３の他端部が挿通される。
【００２４】
中間軸受８は、すべり軸受であって、この中間軸受８には、円筒形状をなす軸受本体８ａの内周部に、アーマチュアシャフト１４に備えた第１のシャフト１１側に第１のシャフト受け部８ｂが形成されている。また、軸受本体８ａの内周部には、パイプ部材１３側にパイプ部材受け部８ｃが形成されている。そして、第１のシャフト受け部８ｂとパイプ部材受け部８ｃとのあいだには、第１のシャフト受け部８ｂおよびパイプ部材受け部８ｃよりも大きい内径寸法にした中逃げ部８ｄが形成されている。中間軸受８では、第１のシャフト受け部８ｂ、パイプ部材受け部８ｃ、中逃げ部８ｄが軸受本体８ａに一体に成形されているため、単一構造として簡単に作成される。
【００２５】
第１、第２のマグネット３、４の内側に配置されたアーマチュア５には、アーマチュアシャフト１４、アーマチュアコア１５、コンミュテータ１６、アーマチュアコイル１７が備えられている。
【００２６】
アーマチュアシャフト１４は前述したように、第１のシャフト１１、第２のシャフト１２、パイプ部材１３からなる。
【００２７】
第１のシャフト１１には、ポンプケース１９に形成されたシャフト孔１９ａにほぼ等しい長さ寸法の丸棒状をなす第１のシャフト本体１１ａが備えられている。第１のシャフト本体１１ａの中央はカム固定部１１ｂになっている。カム固定部１１ｂには、ポンプ１８に備えた偏心カム２０が固定される。
【００２８】
第１のシャフト本体１１ａの他端部には、丸孔状をなす第２のシャフト嵌入孔１１ｃが形成されている。この第２の嵌入孔１１ｃには、第２のシャフト１２に備えた第１のシャフト側固定部１２ｂが結合される。このとき、第２のシャフト嵌入孔１１ｄを第１のシャフト本体１１ａの軸方向に貫通状に形成するとともに、第２のシャフト１２に備えた第１のシャフト側固定部１２ｂをさらに延長したものとして形成し、貫通状をなす第２のシャフト嵌入孔１１ｃに第２のシャフト１２を通して結合して、第２のシャフト１２の一端部を第１の軸受６によって回転可能に支持するようにしてもよい。
【００２９】
第１のシャフト１１は、一端部が第１の軸受６内に挿入される一方、他端部が中間軸受８に備えた第１のシャフト受け部８ｂ内に挿入されているため、第１の軸受７と中間軸受８の２点で回転可能に支持されている。
【００３０】
第２のシャフト１２は、第１のシャフト１１の軸方向と同一の方向に第１のシャフトよりも大きい長さ寸法を有するものであって、この第２のシャフト１２には、モータケース２の長さ寸法よりもわずかに大きい長さ寸法を有するものとして第１のシャフト１１の外径寸法よりも小さい外径寸法の丸棒状をなす第２のシャフト本体１２ａが備えられている。第２のシャフト本体１２ａは、第１のシャフト１１およびパイプ部材１３よりも小さい外径寸法をもち、一端部から他端部までの距離が大きくなっている。
【００３１】
第２のシャフト本体１２ａの第１のシャフト１１側の一端部には、第１のシャフト１１の第１のシャフト本体１１ａの外径よりも小さい外径寸法で軸状の第１のシャフト側固定部１２ｂが形成されている。この第１のシャフト側固定部１２ｂが第１のシャフト１１の第２のシャフト嵌入孔１１ｃに嵌め入れられることによって第２のシャフト１２が第１のシャフト１１に一体的に結合されている。このとき、第２のシャフト本体１２ａの一端部が第１のシャフト１１の他端部に連続したものとして第２のシャフト１２を第１のシャフト１１に一体成形してもよく、その場合、第２のシャフト１２は、第１のシャフシト１１と独立して形成されないので、工数の減少が図れる。
【００３２】
第２のシャフト本体１２ａの他端部には、第２のシャフト本体１２ａの外径寸法よりも大きく、パイプ部材１３の内径寸法よりもわずかに小さい外径寸法であって軸状をなすパイプ部材側固定部１２ｃが形成されている。このパイプ部材側固定部１２ｃは、パイプ部材１３に備えた結合部１３ｂにおいてパイプ部材１３の他端部に固定されている。
【００３３】
第２のシャフト１２は、パイプ部材１３に固定されたアーマチュアコア１５よりパイプ部材側固定部１２ｃに回転力が与えられることによって、パイプ部材１３とともに回転して、パイプ部材側固定部１２ｃに与えられた回転力を第１のシャフト１１に伝える。その際、第２のシャフト１２は、パイプ部材１３から回転力が与えられることによって、パイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部１２ｂに対して捩じれることによって第２のシャフト１２が回転エネルギーを蓄積し、その後に、第１のシャフト１１に回転力を伝えるため、小さい起動トルクでもアーマチュア５の回転を開始させることができる。
【００３４】
そして、第２のシャフト１２は、第２のシャフト本体１２ａが第１のシャフト１１およびパイプ部材１３よりも小さい外径寸法をもち、一端部から他端部までの距離が大きくなっているため、第１のシャフト１１の一端部に衝撃エネルギーが与えられると、衝撃エネルギーを弾性的に吸収して、他端部までのあいだで減衰する機能をもつ。
【００３５】
第２のシャフト１２の外側には、パイプ部材１３が配置されている。パイプ部材１３には、図２に示されるように、第２のシャフト１２の第２のシャフト本体１２ａの外径寸法よりも大きい内径寸法であって、第１のシャフト１１から突出した部分での第２のシャフト１２の全長よりもわずかに小さい長さ寸法を有して第２のシャフト１２のほぼ全体を覆う円筒形状に形成されたパイプ部材本体１３ａが備えられている。
【００３６】
パイプ部材本体１３ａには、他端部の内周部に結合部１３ｂが形成されている。この結合部１３ｂは、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが有する外径寸法よりもわずかに大きい内径寸法を有するため、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃに結合されている。その際の結合は、レーザ溶接、焼ばめ、セレーション、ローリング等が用いられるが、好ましくは、レーザ溶接を用いるのがよい。
【００３７】
パイプ部材本体１３ａには、図３に示されるように、一端部に非接触部１３ｃが形成されている。この非接触部１３ｃは、パイプ部材本体１３ａが第１のシャフト１１から突出した部分での第２のシャフト１２の全長よりもわずかに小さい長さ寸法を有するものであるため、第１のシャフト１１の軸方向に離れて配置され、第１のシャフト１１の他端部に接触することがない。また、非接触部１３ｃは、パイプ部材本体１３ａが第２のシャフト１２の第２のシャフト本体１２ａの外径寸法よりも大きい内径寸法を有するため、第２のシャフト１２の第２のシャフト本体１２ａに接触することがない。
【００３８】
パイプ部材１３は、他端部の結合部１３ｂが第２のシャフト１２の他端部のパイプ部材側固定部１２ｃに結合され、一端部の非接触部１３ｃが第１のシャフト１１の他端部からも、第２のシャフト１２の第２のシャフト本体１２ａからも離れて配置されているため、アーマチュアコア１８からの回転力が与えられると、結合部１３ｂを通じて第２のシャフト１２に回転力を伝える。その際、パイプ部材本体１３ａおよび非接触部１３ｃが第２のシャフト本体１２ａに何等接触することがない。
【００３９】
パイプ部材１３は、一端部が前述した中間軸受８のパイプ部材受け部８ｃ内に挿入される一方、他端部が前述した第２の軸受７内に挿入されているため、中間軸受８と第２の軸受７との２点で回転可能に支持されている。
【００４０】
アーマチュアシャフト１４は、第１のシャフト１１が第１の軸受６、中間軸受８の第１のシャフト受け部８ｂによって支持され、パイプ部材１３が中間軸受８のパイプ部材受け部８ｃ、第２の軸受７によって支持されるため、全体が４点で支持されている。
【００４１】
アーマチュアシャフト１４は、パイプ部材１３の一端部が中間軸受８のパイプ部材受け部８ｃによって支持される一方、パイプ部材１３の他端部が第２の軸受７によって支持されているため、パイプ部材１３の両端に振れが発生しない。
【００４２】
アーマチュアシャフト１４は、第１のシャフト１１の一端部が第１の軸受６によって支持される一方、第１のシャフト１１の他端部が中間軸受８に備えられた第１のシャフト受け部８ｂによって支持されているため、互いに接近した第１の軸受６および中間軸受８の第１のシャフト受け部８ｂの支持によって、第２のシャフト１２より与えられた回転力がポンプ１８に備えた偏心カム２０を回転させるための回転力にロスなく変換される。
【００４３】
アーマチュアシャフト１４は、第１のシャフト１１のカム固定部１１ｂにポンプ１８に備えた偏心カム２０が固定されている。ポンプ１８は、第１、第２の戻しばね２１、２２によって付勢された第１、第２のピストン２３、２４が偏心カム２０に対向して圧接されており、第１、第２のピストン２３、２４が第１、第２の弁２５、２６にそれぞれ連結されている。ポンプ１８は、偏心カム２０が回転することによって第１、第２のピストン２３、２４が第１、第２の戻しばね２１、２２に抗して往復移動し、第１、第２のピストン２３、２４が往復移動することによって、第１、第２の弁２５、２６が流体の流路を開成、閉成して、流体を吸引、吐出する。
【００４４】
アーマチュアシャフト１４のパイプ部材１３のほぼ中央の外側には、アーマチュアコア１５が固定されている。アーマチュアコア１５には、図２に示されるように、予め定められたスロット数（１２スロット）の巻回部１５ａが形成されている。アーマチュアコア１５の近傍には、パイプ部材１３上にコンミュテータ１６が固定されている。コンミュテータ１６には、アーマチュアコア１５の巻回部１５ａと同数のコンミュテータ片１６ａが備えられている。そして、アーマチュアコア１６には、コンミュテータ片１６ａにそれぞれ電気的に接続されたアーマチュアコイル１７が巻回部１５ａに巻き付けられている。アーマチュアコア１６は前述した第１、第２のマグネット３、４の内周部に非接触で配置されている。
【００４５】
アーマチュア５のコンミュテータ１６の外側には、第１、第２のブラシ９、１０がコンミュテータ片１６ａにそれぞれ電気的に接続可能に対向配置されている。第１、第２のブラシ９、１０は、モータケース２の閉塞側に取付けられた図示しないブラシスプリングにより、対向配置されたコンミュテータ片１６ａ、１６ａに向け押圧された状態で保持されているとともに、図示しない外部接続配線によって図示しない外部の制御回路に電気的に接続される。
【００４６】
アーマチュア５は、制御回路より外部接続配線を通じて第１のブラシ９に電源の電位が与えられるとともに第２のブラシ１０が接地されると、第１のブラシ９、第１のブラシ９に電気的に接続されているコンミュテータ片１６ａのひとつ、このコンミュテータ片１６ａに電気的に接続されている巻回部１５ａでのアーマチュアコイル１７、このアーマチュアコイル１７に電気的に接続されているもうひとつのコンミュテータ片１６ａ、このコンミュテータ片１６ａに電気的に接続されている第２のブラシ１０に電源の電流が流れ、アーマチュアコア１５の巻回部１５ａにおいて磁力が発生し、アーマチュアコア１５より発生した磁力と、第１、第２のマグネット３、４より発生している磁力とによる電磁誘導によって、アーマチュアシャフト１４のパイプ部材１３に正方向の回転力が与えられる。
【００４７】
そして、アーマチュア５は、正方向の回転力が与えられたパイプ部材１３が結合部１３ｂにおいて第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃに結合されているため、パイプ部材側固定部１２ｃに与えられた正方向の回転力によって第２のシャフト１２および第１のシャフト１１が正回転し、偏心カム２０を正回転させる。
【００４８】
このような構造を有する小型モータ１は、モータケース２がポンプケース１９に結合されたうえで、ポンプケース１９がエンジンルーム内のパネルに固定され、ポンプケース１９に備えた流路が車体側の管路に連通接続され、外部接続配線が制御回路に電気的に接続されて車体に搭載される。
【００４９】
制御回路より、第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けて電流が供給されると、パイプ部材１３に正方向の回転力が与えられるため、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部１２ｂに対して捩じれ、回転エネルギーが第２のシャフト本体１２ａに一旦蓄積されたうえで、第１のシャフト１１に伝わってアーマチュアシャフト１４が回転し、ポンプ１８の偏心カム２０が回転することによって、第１、第２のピストン２３、２４が第１、第２の戻しばね２１、２２に抗して往復移動し、第１、第２のピストン２３、２４が往復移動することによって、第１、第２の弁２５、２６が流体の流路を開成、閉成して、流体を吸引、吐出する。
【００５０】
アーマチュアシャフト１４が回転を開始する際、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部１２ｂに対して捩じれることによって第２のシャフト本体１２ａが回転エネルギーを蓄積したうえで、第１のシャフト１１に回転力を伝えるため、小さい起動トルクでアーマチュア５が回転を開始する。
【００５１】
制御回路より第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けた電流が供給されると、偏心カム２０が回転し、第１、第２のピストン２３、２４が往復運動する。第１、第２のピストン２３、２４の往復運動と偏心カム２０の回転は振動を発生し、振動が第１のシャフト１１に直接伝わる。そして、第１のシャフト１１に伝わった振動は第２のシャフト１２の一端部から他端部のパイプ部材側固定部１２ｃまで伝播するあいだに減衰されるので、パイプ部材１３においてアーマチュアコア１５およびコンミュテータ１６に伝わる振動は小さくなる。
【００５２】
図４および図５にはこの発明に係わる小型モータの第２実施例が示されており、アーマチュアシャフトまわりのみが示されている。
【００５３】
この場合の小型モータ１では、第１実施例においての中間軸受８が第１中間軸受２７と、この第１中間軸受２７とは独立して形成された第２中間軸受２８とからなり、他の部位は第１実施例と同様になっている。
【００５４】
第１中間軸受２７は、第１のシャフト１１の他端部の外側に配置されており、内周部に第１のシャフト１１の他端部が挿入されることによって、第１のシャフト１１の他端部を回転可能に支持している。
【００５５】
第２中間軸受２８は、パイプ部材１３の一端部の外側に配置されており、内周部にパイプ部材１３の一端部に備えた非接触部１３ｃが挿入されることによって、パイプ部材１３の一端部を回転可能に支持している。
【００５６】
この場合、第１のシャフト１１は、一端部が第１の軸受６によって回転可能に支持される一方、他端部が第１中間軸受２７によってパイプ部材１３とは独立して回転可能に支持されている。そのため、比較的短寸の第１のシャフト１１は、大きく離れない位置において両端がそれぞれ確実に支持されていることによって、この第１のシャフト１１のカム固定部１１ｂに対してポンプ１８の偏心カム２０から曲げ応力がかかったとしても、端部において大きな振れが発生しない。
【００５７】
また、パイプ部材１３は、一端部が第２中間軸受２８によって回転可能に支持される一方、他端部が第２の軸受７によって第１のシャフト１１とは独立して回転可能に支持されている。そのため、アーマチュアコア１５が固定されたパイプ部材１３に与えられた回転力によって第２のシャフト１２が捩じれる際、パイプ部材１３は捩じれに伴う応力を受けることがない。
【００５８】
そして、第２のシャフト１２は、第１のシャフト１１に結合された一端部が第１のシャフト１１の他端部とともに第１中間軸受２７によって支持されているため、第１のシャフト１１のカム固定部１１ｂに対してポンプ１８の偏心カム２０から曲げ応力がかかったとしても、端部において大きな振れが発生しない。
【００５９】
この場合の小型モータ１は、第１実施例と同様に動作を行う。
【００６０】
制御回路より、第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けて電流が供給されると、パイプ部材１３に正方向の回転力が与えられるため、一端部が第１のシャフト１１の他端部とともに第１中間軸受２７によって支持される一方、他端部のパイプ部材側固定部１２ｃがパイプ部材１３の結合部１３ｂとともに第２の軸受７によって回転可能に支持された第２のシャフト１２においてパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部１２ｂに対して捩じれ、回転エネルギーが第２のシャフト本体１２ａに一旦蓄積されたうえで、第１のシャフト１１に伝わってアーマチュアシャフト１４が回転し、ポンプ１８の偏心カム２０が回転することによって、第１、第２のピストン２３、２４が第１、第２の戻しばね２１、２２に抗して往復移動し、第１、第２のピストン２３、２４が往復移動することによって、第１、第２の弁２５、２６が流体の流路を開成、閉成して、流体を吸引、吐出する。
【００６１】
アーマチュアシャフト１４が回転を開始する際、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部に対して捩じれることによって第２のシャフト本体１２ａが回転エネルギーを蓄積したうえで、第１のシャフト１１に回転力を伝えるため、小さい起動トルクでアーマチュア５が回転を開始する。
【００６２】
制御回路より第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けた電流が供給されると、偏心カム２０が回転し、第１、第２のピストン２３、２４が往復運動する。第１、第２のピストン２３、２４の往復運動と偏心カム２０の回転は振動を発生し、振動が第１のシャフト１１に直接伝わる。そして、第１のシャフト１１に伝わった振動は第２のシャフト１２の一端部から他端部のパイプ部材側固定部１２ｃまで伝播するあいだに減衰されるので、パイプ部材１３においてアーマチュアコア１５およびコンミュテータ１６に伝わる振動は小さくなる。
【００６３】
図６および図７にはこの発明に係わる小型モータの第３実施例が示されており、アーマチュアシャフトまわりのみが示されている。
【００６４】
この場合の小型モータ１では、第２実施例においての第１中間軸受２７が省かれており、中間軸受８がパイプ部材１３の一端部のみを回転可能に支持するものとなっており、他の部位は第１実施例と同様になっている。
【００６５】
中間軸受８は、パイプ部材１３の一端部の外側に配置されており、内周部にパイプ部材１３の一端部に備えた非接触部１３ｃが挿入されることによって、パイプ部材１３の一端部を回転可能に支持している。
【００６６】
この場合、第１のシャフト１１は、一端部が第１の軸受６によって回転可能に支持されているが、他端部が支持されていない。しかし、第１のシャフト１１の他端部が第２のシャフト１２の一端部に結合されているため、第１、第２のシャフト１１、１２は、第１のシャフト１１の一端部が第１の軸受６によって回転可能に支持される一方、第２のシャフト１２の他端部においてパイプ部材１３の他端部が第２の軸受７によって回転可能に支持されていることによって、両端の２点で支持されている。
【００６７】
この場合の小型モータ１も、第１実施例と同様に動作を行う。
【００６８】
制御回路より、第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けて電流が供給されると、パイプ部材１３に正方向の回転力が与えられるため、第１のシャフト１１の一端部が第１の軸受６によって回転可能に支持される一方、第２のシャフト１２の他端部が第２の軸受７によって回転可能に支持された第１のシャフト１１および第２のシャフト１２の結合体において、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部１２ｂに対して捩じれ、回転エネルギーが第２のシャフト本体１２ａに一旦蓄積されたうえで、第１のシャフト１１に伝わって、アーマチュアシャフト１４が回転し、ポンプ１８の偏心カム２０が回転することによって、第１、第２のピストン２３、２４が第１、第２の戻しばね２１、２２に抗して往復移動し、第１、第２のピストン２３、２４が往復移動することによって、第１、第２の弁２５、２６が流体の流路を開成、閉成して、流体を吸引、吐出する。
【００６９】
アーマチュアシャフト１４が回転を開始する際、第２のシャフト１２のパイプ部材側固定部１２ｃが一端部の第１のシャフト側固定部に対して捩じれることによって第２のシャフト本体１２ａが回転エネルギーを蓄積したうえで、第１のシャフト１１に回転力を伝えるため、小さい起動トルクでアーマチュア５が回転を開始する。
【００７０】
制御回路より第１のブラシ９から第２のブラシ１０に向けた電流が供給されると、偏心カム２０が回転し、第１、第２のピストン２３、２４が往復運動する。第１、第２のピストン２３、２４の往復運動と偏心カム２０の回転は振動を発生し、振動が第１のシャフト１１に直接伝わる。そして、第１のシャフト１１に伝わった振動は第２のシャフト１２の一端部から他端部のパイプ部材側固定部１２ｃまで伝播するあいだに減衰されるので、パイプ部材１３においてアーマチュアコア１５およびコンミュテータ１６に伝わる振動は小さくなる。
【００７１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係わる小型モータによれば、パイプ部材にアーマチュアコアから回転力が与えられると、第２のシャフトがその回転エネルギーを蓄積してから第１のシャフトに伝える。それ故、アーマチュアが回転を開始する際に必要な起動トルクが小さくなる。よって、アーマチュアへの負荷が減少されるという優れた効果を奏する。また、アーマチュアの回転中に、コンミュテータへの通電がカットされると、ポンプのピストンの運動エネルギーが偏心カムを通じて第１のシャフトに衝撃力となって与えられ、第１のシャフトに与えられた衝撃力は第２のシャフトの一端部に与えられる。そのとき、第２のシャフトの他端部は第１のシャフトの軸方向に離れていて、第２のシャフトの他端部にパイプ部材の他端部が結合されているため、第２のシャフトの一端部に与えられた衝撃力は、第１のシャフトの他端部から第２のシャフトの他端部まで伝わるあいだに減衰される。それ故、アーマチュアコアやコンミュテータが固定されたパイプ部材には、第１のシャフトに与えられた衝撃力が緩和されて伝えられる。よって、ポンプ側の衝撃がアーマチュアコアおよびコンミュテータに直接伝わることがないので、アーマチュアが回転不良を起こすことがなく、信頼性の向上が図れるという優れた効果を奏する。更に、アーマチュアシャフトは、第１のシャフトが一端側軸受と中間軸受とによって回転可能に支持され、パイプ部材が他端側軸受と中間軸受とによって回転可能に支持されているようにしたので、アーマチ ュアコアから回転力が与えられた際、パイプ部材は、他端部が他端側軸受に回転可能に支持されているので振れることなくアーマチュアコアからの回転力を第２のシャフトに伝えることができ、また、この回転力は中間軸受に回転可能に支持されている第１のシャフトに円滑に伝えられるという優れた効果を奏する。
【００７２】
この発明の請求項２に係わる小型モータによれば、パイプ部材の内側に配置された第２のシャフトは、第２のシャフト本体の一端部の第１のシャフト側固定部が第１のシャフトに結合される一方、第２のシャフト本体の他端部のパイプ部材側固定部がパイプ部材に固定されているため、アーマチュアコアおよびコンミュテータが固定されたパイプ部材は第１のシャフトに直接結合されていない。それ故、請求項１記載の発明の効果に加え、第１のシャフトに与えられた衝撃力は、第２のシャフトの第２のシャフト本体からパイプ部材側固定部に伝わるまでのあいだに緩和されて、パイプ部材に直接伝わり難いから、衝撃力の吸収が効率的になされるという優れた効果を奏する。
【００７３】
この発明の請求項３に係わる小型モータによれば、結合部が第２のシャフトのパイプ部材側固定部に結合されたパイプ部材は、パイプ部材本体が第２のシャフトの外側に非接触で配置され、非接触部が第１のシャフトから離れて配置されている。それ故、請求項２記載の発明の効果に加え、第１のシャフトに与えられた衝撃力は、パイプ部材の非接触部にもパイプ部材のパイプ部材本体にも直接伝わることがないから、アーマチュアコアおよびコンミュテータに伝わることがないという優れた効果を奏する。
【００７４】
この発明の請求項４に係わる小型モータによれば、アーマチュアシャフトは、パイプ部材が中間軸受に備えたパイプ部材受け部と他端側軸受とによって回転可能に支持される一方、中間軸受に中逃げ部を介してパイプ部材受け部と一体成形された第１のシャフト受け部と一端側軸受とによって第１のシャフトが回転可能に支持されている。それ故、請求項１、２または３記載の発明の効果に加え、第１のシャフトの他端部を支持するための軸受とパイプ部材の一端部を支持するための軸受を別体で備えるものと比べて作成に必要な工数が大幅に減少するという優れた効果を奏する。
【００７５】
この発明の請求項５に係わる小型モータによれば、アーマチュアシャフトは、パイプ部材が第２中間軸受と他端側軸受とによって回転可能に支持される一方、第１のシャフトが一端側軸受と第１中間軸受とによって回転可能に支持されている。それ故、請求項項１、２または３記載の発明の効果に加え、パイプ部材は、アーマチュアコアから与えられた回転力を両端部で振れなく第２のシャフトに対して伝え、そして、第１のシャフトは、第２のシャフトから与えられた回転力を両端部で振れなくポンプ側に伝えることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる小型モータの第１実施例の部分破断正面図である。
【図２】図１に示した小型モータにおいてのアーマチュアシャフトとアーマチュアコアとの組付け関係を示す縦断側面図である。
【図３】図１に示した小型モータにおいての中間軸受とアーマチュアシャフトとの組合わせを説明する斜視図である。
【図４】この発明に係わる小型モータの第２実施例のアーマチュアシャフトまわりの縦断正面図である。
【図５】図４に示した小型モータにおいての中間軸受とアーマチュアシャフトとの組合わせを説明する斜視図である。
【図６】この発明に係わる小型モータの第３実施例のアーマチュアシャフトまわりの縦断正面図である。
【図７】図６に示した小型モータにおいての中間軸受とアーマチュアシャフトとの組合わせを説明する斜視図である。
【符号の説明】
１ 小型モータ
３ （マグネット）第１のマグネット
４ （マグネット）第２のマグネット
６ （軸受）（一端側軸受）第１の軸受
７ （軸受）（他端側軸受）第２の軸受
８ （軸受）中間軸受
８ｂ 第１のシャフト受け部
８ｃ パイプ部材受け部
８ｄ 中逃げ部
９ （ブラシ）第１のブラシ
１０ （ブラシ）第２のブラシ
１１ 第１のシャフト
１２ 第２のシャフト
１２ａ 第２のシャフト本体
１２ｂ 第１のシャフト側固定部
１２ｃ パイプ部材側固定部
１３ パイプ部材
１３ａ パイプ部材本体
１３ｂ 結合部
１３ｃ 非接触部
１４ アーマチュアシャフト
１５ アーマチュアコア
１６ コンミュテータ
１７ アーマチュアコイル
１８ ポンプ
２０ 偏心カム
２７ 第１中間軸受
２８ 第２中間軸受

Claims (5)

1. ポンプに備えた偏心カムに結合される第１のシャフトと、一端部が上記第１のシャフトに結合されるとともに他端部が該第１のシャフトの軸方向に延出され、該一端部と他端部のあいだで捩りによる弾性変形可能な第２のシャフトと、上記第２のシャフトの外側に配置され且つ該第２のシャフトの他端部に結合されたパイプ部材とからなるアーマチュアシャフトと、上記アーマチュアシャフトのパイプ部材に固定されたアーマチュアコアと、上記アーマチュアコアの近傍の上記パイプ部材に固定されたコンミュテータと、上記アーマチュアコアに巻回されているとともに、上記コンミュテータに電気的に接続されたアーマチュアコイルと、上記アーマチュアシャフトを回転可能に支持する軸受と、上記コンミュテータに電気的に接続可能にして該コンミュテータの外側に配置されたブラシと、上記アーマチュアコアの外側に配置されたマグネットとを備え、上記軸受は、上記第１のシャフトの一端部を回転可能に支持する一端側軸受と、上記パイプ部材の他端部を回転可能に支持する他端側軸受と、この一端側軸受と他端側軸受とのあいだに配置され、上記第１のシャフトの他端部と上記パイプ部材の一端部を回転可能に支持する中間軸受とからなることを特徴とする小型モータ。
2. 上記第２のシャフトには、上記パイプ部材の内径よりも小さい外径の第２のシャフト本体が備えられているとともに、この第２のシャフト本体の一端部に、上記第１のシャフトに嵌合固定される第１のシャフト側固定部が形成されるとともに、該第２のシャフト本体の他端部に、上記パイプ部材に固定されるパイプ部材側固定部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の小型モータ。
3. 上記パイプ部材には、上記第２のシャフトの外側に、該第２のシャフトに非接触で配置されるパイプ部材本体が備えられ、該パイプ部材本体の一端部に、上記第２のシャフトおよび上記第１のシャフトに非接触で配置される非接触部が形成されているとともに、該パイプ部材本体の他端部に、上記第２のシャフトのパイプ部材側固定部に結合される結合部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の小型モータ。
4. 上記中間軸受には、上記第１のシャフトの他端部の外側に配置されて該第１のシャフトの他端部を回転可能に支持する第１のシャフト受け部と、上記パイプ部材の一端部の外側に配置されて該パイプ部材の一端部を回転可能に支持するパイプ部材受け部と、この第１のシャフト受け部およびパイプ部材受け部のあいだに配置され、上記第１のシャフトの他端部および上記パイプ部材の一端部に非接触な中逃げ部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の小型モータ。
5. 上記中間軸受には、上記第１のシャフトの他端部の外側に配置されて該第１のシャフトの他端部を回転可能に支持する第１中間軸受と、該第１中間軸受とは独立して形成され、上記パイプ部材の一端部の外側に配置されて該パイプ部材の一端部を回転可能に支持する第２中間軸受とが備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の小型モータ。

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