JP5809551B2 - モータの軸受構造及びこれを備えたモータ - Google Patents

Description

本発明は、モータの軸受構造及びこれを備えたモータに係り、特に、ラジアル軸受を大型化することなく、スラスト荷重を適切に支持することが可能なモータの軸受構造及びこれを備えたモータに関するものである。

一般に、車両等においては、車載装置であるワイパ装置、パワーシート装置、パワーウインドウ装置等の駆動源としてモータが使用されている。
このように、車載装置の駆動源としてモータを使用する際には、このようなモータの回転子シャフトに、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重もまた付加されることとなる。
このため、モータ回転子シャフトに作用するラジアル荷重をラジアル軸受で主として支持するとともに、スラスト荷重を効率的に支持する構造が必要となる。
このような状況下、スラスト方向の軸受の構成として、スラスト荷重を支持し、回転子シャフトとの摺動ロスを転がり摩擦にして低減させるための所謂「スラストボール」を用いる構成が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１には、小型モータの軸受構造が開示されている。
図９（ａ）示すように、小型モータは、ロータ、サイドプレートを有して構成されており、このロータには、回転軸が貫通して回転中心軸となっている。
この金属製の回転軸のサイドプレート側端面には、円錐形状の孔が形成されており、この孔に金属製の軸受ボールが挿入されている。
そして、この軸受ボールがサイドプレートに当接するように配置することにより、ピポットベアリング構造のスラスト軸受としている。

また、特許文献２には、電気モータに係る回転軸の軸受構造が開示されている。
図９（ｂ）に示すように、ギヤードモータを構成するアーマチャシャフトは、メタルリングによりラジアル荷重を支持されると共に、保持孔に保持されたスラストボールによりスラスト荷重を支持される。
メタルリングには、アーマチャシャフトの端部が挿入される軸孔と、この軸孔と同軸に連通する保持孔が形成されており、この保持孔にスラストボールが配置されている。
そして、このスラストボールは、軸孔内に配置されたアーマチャシャフトの端面と当接するとともに、ヨークの内端面と当接するよう構成されている。
このため、アーマチャシャフトとスラストボールとが相対回転可能となり、スラスト荷重を支持することができる。

特開平０８−１９６０５０号公報 特開２００２−１５５９３０号公報

このように、特許文献１及び特許文献２のようなラジアル軸受とスラストボールを組合わせた構成によれば、スラスト荷重を効果的に支持することができる。
しかし、特許文献１に記載の技術では、シャフトの端部に円錐形状（断面Ｖ字形状）の孔を形成し、この孔にスラストボールを配設する必要がある。
このような加工は、切削加工となるため、シャフトを構成するための材料が切削加工可能なものに限定される。特に、硬度の高い材料は、切削加工が困難となるため、選択することが難しくなるという問題点があった。
また、シャフトの径が小さい場合には、シャフトの切削加工が困難となるという問題も生じる。
更に、シャフトの径が小さい場合には、スラストボールも必然的に径の小さいものしか使用することができないため、スラスト面圧が上がり、耐久性に問題が生じるという問題点があった。

そして、特許文献２に記載の技術では、ラジアル軸受であるメタルリング自体が、スラストボールを保持するための保持孔を付加するために大きくなり、コストが大きくなるという問題点があった。
また、ラジアル軸受であるメタルリングの組付け方向が決まってしまい、自動組付機での組付けが煩雑になるという問題があった。
更に、本技術では、ラジアル軸受であるメタルリングにシャフトを組付けなければ、スラストボールが脱落するため、ハンドリングが困難であるという問題点があった。
また、シャフトエッジとスラストボールとがラジアル軸受であるメタルリング内部で干渉して異音の原因となるという問題も生じていた。

本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、ラジアル軸受を小型化するとともに、組付けの容易なモータの軸受構造及びこれを備えたモータを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、シャフトエッジがラジアル軸受に干渉することなく、確実にスラスト荷重を支持することができるモータの軸受構造及びこれを備えたモータを提供することにある。

上記課題は、本発明に係るモータの軸受構造によれば、ヨークに固定されるラジアル軸受により回転軸のラジアル荷重を支持し、前記回転軸と前記ヨークとの間に配設されたスラストボール及びスラストプレートによってスラスト荷重を支持する前記回転軸の軸受構造であって、前記ヨークには、外側に延出した凸部であって、前記回転軸の端部を軸方向に被覆する軸受収納部が備えられ、該軸受収納部は、前記ラジアル軸受を収納保持する大径部と、該大径部よりも小径であり前記スラストボールを保持する小径部と、を少なくとも備えて構成されており、前記小径部の軸方向端部には、前記スラストプレートを保持する軸端部が形成されており、前記大径部及び前記軸端部を含む前記小径部は、前記ヨークと一体的に構成されており、前記スラストボールは、前記大径部と前記小径部とを連結して閉の空間を形成する中径部と、前記小径部と、の境界部分の内壁面にて支持されていることにより解決される。

このように構成されていることにより、軸受収納部は、ヨークから外側に向けて張り出凸部であり、ヨークの一部として構成される。
このように、本発明においては、ヨークとの一体形状でスラストボールを保持できる構成をとることができる。このため、特別な部品や特別な加工が不要であり、コスト面においても非常に有利である。
つまり、ヨークの絞り加工のみで、特別な部材、材料、後加工等を必要とせずに、軸受機構を実現することが可能となり、コスト面において非常に有利となる。
また、従来技術のようにラジアル軸受形状を複雑化する必要がなく（ボール保持部等が不要である）、安価に製造可能となる。

また、このとき具体的には、前記軸受収納部は、前記ヨークの軸方向端面に形成された、外側に凸の略カップ形状の部位であり、前記大径部は、前記ヨークの軸方向端面に連続的に形成された略円筒形状の部位であるとともに、前記小径部は、前記軸端部を底面とした略カップ形状の部位であり、前記大径部と前記小径部は、中空略円錐台形状の中径部によって、前記大径部と前記小径部と前記中径部とで閉の空間が形成されるよう連結されており、前記ラジアル軸受は、前記大径部の内部に配設されるとともに、前記スラストプレートは前記軸端部の内壁面に配設されており、前記スラストボールは、前記ラジアル軸受に貫通した前記回転軸端部と、前記スラストプレートの内部側面と、の間に回転可能に支持されるよう構成されていると好適である。

このように構成されていることにより、軸受収納部は、ヨークの底面部（開口部と反対側）から外側に向けて張り出すカップ状の凸部であり、ヨークの一部として構成される。
そして、大径部、中径部、小径部とで、ラジアル軸受、スラストボール、スラストプレートを配設する空間が確実に確保できる。
そして、このような空間は、ヨークの絞り加工において、一体的に形成されるものであり、上記の通り、コスト面において非常に有利である。

また、このとき、前記回転軸の端部は、前記ラジアル軸受の前記スラストプレート側の端面よりも、前記スラストプレート側へ突出していると好適である。
このように構成されていることにより、つまり回転軸の端部が、ラジアル軸受のスラストプレート側の面よりも、スラストプレート側に配設されることにより、回転軸の端部をラジアル軸受に干渉させない構成とすることができる。
よって、回転軸が過負荷で撓んだ場合においても、回転軸の端部はラジアル軸受よりもスラストプレート側へ突出しているため、最大面圧がラジアル軸受を外れることとなり（最大面圧付加点がラジアル軸受から突出しているため）、ラジアル軸受の面圧強度不足による異音の発生を回避することができる。

更に、このとき、前記小径部の内径は、前記ラジアル軸受の内径と外径との間の寸法に設定されると好適である。
このように構成されていると、スラストボールの径を回転軸の径よりも大きくすることができるので、耐久性が向上するとともに、より高荷重に対応することが可能となる。

具体的適用においては、前記スラストボールは、前記大径部と前記小径部とを連結して閉の空間を形成する中径部と、前記小径部との境界部分の内壁面で支持されるよう構成されると好適である。
更に、別の具体的適用においては、前記小径部の内壁面には、前記スラストボールの外側面の少なくとも一部に整合するアール形状部位が形成されており、前記アール形状部位では、前記スラストボールの外周面の少なくとも一部が支持されると好適である。

このように、スラストボールを境界部分で支持すると、効率良くスラスト荷重を支持するとともに、軸受構造の小型化を図ることが可能となる。
また、スラストボールを小径部の内壁面で支持すると、スラストボールがラジアル軸受方向に抜けることを有効に防止することができる。
更に、アール形状部位でスラストボールを支持するよう構成すると、面でスラストボールが支持されることとなり、その結果、小径部の内壁面とスラストボールとの当接面積が増えるため、スラストボールが安定する。

また、このとき、前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記軸受収納部の内部に形成される部材が配設されない空間にはグリスが配設されていると好適である。
具体的には、前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記大径部の内壁面に囲まれた空間は、前記ラジアル軸受の外周形状と整合するように構成され、前記大径部には前記ラジアル軸受が嵌合しており、前記ラジアル軸受の前記スラストプレート側の面と、前記回転軸の前記スラストプレート側端部と、前記中径部と、前記スラストボールとの間に形成される空間、及び前記スラストボールと前記スラストプレートとの間に形成される空間には、グリスが配設されていると好適である。

このように構成されていると、軸受収納部内部の、ラジアル軸受、スラストボール、スラストプレートで囲まれた空間には、グリスを充填することができる。
よって、特別な構造を形成することなく、十分なグリス潤滑が可能となり、耐久性が向上する。
つまり、この空間は、軸受収納部内部に、回転軸が配設されたラジアル軸受、スラストボール、スラストプレートを配設すれば、自然と形成される空間であり、本発明においては、この空間を効果的に利用することが可能となる。
また、本発明によれば、スラストボールを挟んで、ラジアル軸受側及びスラストプレート側の両側にグリスを保持する空間を確保することができる。このため、より十分なグリス潤滑を確保して耐久性を向上させることができる。

更に、このとき、前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記ラジアル軸受の側面には、両底面に渡って形成された少なくとも一つの溝が形成されていると好適である。
このように構成されていると、スラストボール側が密閉構造となることが回避され、スラストボール側の減圧でグリスが溢れることを有効に防止することができる。
つまり、ラジアル軸受は、焼結含油軸受であるため、回転軸の回転により発生する負圧でグリスを回転軸表面へ引き出す構成をとる。
このため、密閉構造とすると、潤滑阻害が発生するが、本発明においては、溝を形成したため、当該不具合を回避することができる。
また、スラストボール側が密閉構造であると、環境温度差や発熱温度差でグリスの基油や含浸油を噴出させてしまうという問題も生じるが、当該問題も本構成により有効に解消することができる。

具体的適用においては、前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記ラジアル軸受の側面には、両底面に渡って形成された少なくとも一つの溝が形成されており、前記ヨークと当接する部分の回転方向占有中心角度よりも、前記ヨークと当接しない部分である前記溝の回転方向占有中心角度の方が大きくなるように構成されていると好適である。
このように構成されていると、上記に加えて、加工精度に関わらず、ラジアル軸受を嵌合しやすくなる。よって、組付作業性が向上する。

更に、本発明に係るモータは、アーマチャと、前記請求項１乃至請求項９いずれか一項に記載のモータの軸受構造と、を少なくとも備える。

本発明に係るモータの軸受構造は、ヨークの絞り形状として、軸受収納部を一体加工している。
よって、特別な部品や特別な加工が不要であり、コスト面においても非常に有利である。
また、本発明に係るラジアル軸受をコスト的に有利な焼結含油軸受とし、軸受収納部内部に形成される空間に、グリスを充填する構成とした。
よって、特別な構造を形成することなく、十分なグリス潤滑が可能となり、耐久性が向上する。

そして、このとき、スラストボール側が密閉空間とならないように、ラジアル軸受に溝を形成した。
このため、スラストボール側の減圧でグリスが溢れることを有効に防止することができるとともに、環境温度差や発熱温度差でグリスの基油や含浸油を噴出させてしまうという問題も解消される。
さらに、回転軸の端部が、ラジアル軸受のスラストプレート側端面よりも、突出する構成とした。
このため、回転軸端部をラジアル軸受に干渉させない構成とし、仮に回転軸が撓んだとしても、付加される最大面圧をラジアル軸受からにがして、ラジアル軸受の面圧強度不足による異音の発生を回避することができる。

また、小径部の内径が、ラジアル軸受の内径と外径との間のサイズとなるように設定したため、スラストボールの径を回転軸の径よりも大きくすることができ、耐久性が向上するとともに、より高荷重に対応することが可能となる。
このような構成により、ラジアル軸受に特殊な加工を施さず、スラスト荷重を支持することができるため、ラジアル軸受を小型化することができるとともに、組付けが容易となる。
また、回転軸の端部（エッジ）がラジアル軸受に干渉することなく、確実にスラスト荷重を支持することができる。

また、小径部のサイズを変更してスラストボールを小径部の内壁面で保持することとすると、スラストボールがラジアル軸受側に抜けることを有効に防止することができ、安定的にスラスト荷重を支持することが可能となる。
また、これに加え、小径部の内壁面にアール形状部位を形成してスラストボールを面で保持することとすると、小径部の内壁面とスラストボールとの当接面積が増加し、スラストボールが安定して保持される。
更に、溝の構成として、ヨークと当接する部分の占有中心角度（回転方向の中心角度）よりも、ヨークと当接しない部分の占有中心角度（回転方向の中心角度）の方が大きくなるように構成すると、加工精度に関わらず、組付作業性が向上する。

本発明の一実施形態に係るモータの概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受構造を示す拡大図である。 本発明の一実施形態に係るラジアル軸受に形成された溝位置を示す平面説明図である。 本発明の一実施形態に係る軸受構造を構成する部品サイズを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る軸受構造の拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る軸受構造の拡大図である。 本発明の第４実施形態に係るラジアル軸受に形成された溝を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係るラジアル軸受に形成された溝形状を示す拡大図である。 従来例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、ラジアル軸受を小型化するとともに、組付けの容易であり、シャフトエッジがラジアル軸受に干渉することなく、確実にスラスト荷重を支持することができるモータの軸受構造及びこれを備えたモータに関するものである。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１はモータの概略構成を示す断面図、図２は軸受構造を示す拡大図、図３はラジアル軸受に形成された溝位置を示す平面説明図、図４軸受構造を構成する部品サイズを示す説明図である。
また、図５は本発明の第２実施形態を示すものであり、軸受構造の拡大図、図６は本発明の第３実施形態を示すものであり、軸受構造の拡大図、図７は本発明の第４実施形態を示すものであり、ラジアル軸受に形成された溝を示す説明図、図８は本発明の第４実施形態を示すものであり、ラジアル軸受に形成された溝形状を示す拡大図である。

（第１実施形態）
図１により、本実施形態に係るモータＭの構成の一例について説明する。
本実施形態に係るモータＭは、軸受構造Ｓ１を除いて、公知のブラシ付き直流モータの構成を採用したものである。
本実施形態に係るモータＭは、図１に示すように、出力軸となる回転軸としてのシャフト１と、コイル２が形成されたアーマチャ３と、界磁機構としての磁石５と、ヨーク６と、軸受構造Ｓ１とを主たる構成要素として構成されている。

シャフト１は、アーマチャ３の回転中心軸であり、軸受構造Ｓ１を介して回転自在に支持されている。
なお、軸受構造Ｓ１については、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
また、本実施形態においてはモータＭは、シャフト１を中心として制御された方向へ回転する構成となる。
シャフト１にはアーマチャ３が固定されており、その周囲にはアーマチャ３の外周を囲むように磁石５が配置されている。

また、シャフト１には整流子４もまた固定されている。
整流子４は、シャフト１と一体的に一方向に回転する円筒状の部材であり、その回転方向に沿って一定間隔毎に配置された複数の整流子片を備える。
この整流子４は、回転に伴って、ブラシ装置８のブラシ本体と当接する整流子片が切り替わることにより、コイル２を流れる電流の向きを切り替える。
また、ブラシ装置８は、整流子４を通じてコイル２に電流を流すものであり、図示しない給電用のリード線から給電されるピグテールから給電されている。

ヨーク６は、アーマチャ３を覆うように構成されているカップ状の部材である。
ヨーク６の底面部（開口部と反対側）には、軸受構造Ｓ１が形成されている。
アーマチャ３は、整流子４側がヨーク６の開口部側に配設されるとともに、シャフト１の端部側（整流子４が配設される側と反対側の端部側）が軸受構造Ｓ１に回転可能に支承されている。
モータＭは、通電されると、整流子４により電流の向きが切替るコイル２の電磁力と磁石５の反発力とによりシャフト１を中心軸として回転する。

以下、軸受構造Ｓ１について説明する。
図２は、図１の軸受構造Ｓ１部分を拡大した図である。
軸受構造Ｓ１は、軸受収納部９１、ラジアル軸受９２、スラストボール９３、スラストプレート９４を主要構成として構成される。

本実施形態に係る軸受収納部９１は、ヨーク６の底面部（開口部と反対側）の中心部分から外側に向けて張り出すカップ状の凸部であり、ヨーク６の一部として構成される。
このように、本実施形態においては、ヨーク６との一体形状でスラストボール９３を保持できる構成をとる。このため、特別な部品や特別な加工が不要であり、コスト面においても非常に有利である。

つまり、ヨーク６の絞り加工のみで、特別な部材、材料、後加工等を必要とせずに、軸受機構を実現することが可能となり、コスト面において非常に有利となる。
また、従来技術のようにラジアル軸受形状を複雑化する必要がなく（ボール保持部等が不要である）、安価に製造可能となる。

本実施形態に係る軸受収納部９１は、大径部としてのラジアル軸受配設部１９１、小径部としての先端部１９２、中径部としての段差部１９３で構成された中空カップ状断面略凸字形状（シャフト１の軸線方向に倒れた断面略凸字形状）の部位である。
ラジアル軸受配設部１９１は、ラジアル軸受９２の外形よりも僅かに大きな径を有する円筒形状部位で、その内周部分にはラジアル軸受９２が配設される。

先端部１９２は、ラジアル軸受配設部１９１よりも小径で同心上に配設される有底円筒形状部位である。
先端部１９２は、円筒形状の先端部側面１９２ａと、先端部側面の片方の開口部を閉塞する先端部底面１９２ｂで構成されている。
先端部底面１９２ｂは、開口部から最も離隔した端部を被覆するように配設される。
段差部１９３は、ラジアル軸受配設部１９１と先端部１９２とを連結する中空円錐台形状の部位である。

このように構成されているため、軸受収納部９１は、ラジアル軸受配設部１９１、段差部１９３、先端部１９２（先端部側面１９２ａ及び先端部底面１９２ｂ）で囲まれた空間（シャフト１の軸線方向に倒れた断面略凸字形状の空間）を有する中空部位となる。

本実施形態に係るラジアル軸受９２は、所謂「焼結含油軸受（オイルレスベアリング）」であり、その最大外径は、ラジアル軸受配設部１９１の内径よりも僅かに小さくなるように形成されている。
本実施形態においては、ラジアル軸受９２は、金属粉末を圧縮成形して融解点以下の温度で焼結して得られる合金である焼結合金により構成されている。
この焼結合金に存在する無数の気孔には、グリスＧが含浸させられており、シャフト１の回転によるポンプ作用でこの含浸されたグリスがシャフト１との摺接面へと供給されることとなる。

また、本実施形態に係るラジアル軸受９２の外周部には、複数の溝９２ａ（本実施形態においては３個の溝９２ａ）が形成されている。
このラジアル軸受９２の溝９２ａは、図３に示すように、ラジアル軸受９２の両底面間の渡る向き（モータＭの軸方向に沿う向き）に３本、互いに中心角約１２０°離隔して形成されている。
なお、ラジアル軸受９２の溝９２ａの形成本数及び形状等に関しては、これに限られることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でどのように構成されていてもよい。

このように、本実施形態に係るラジアル軸受９２には、溝９２ａが形成されているため、スラストボール９３側が密閉構造となることが回避され、スラストボール９３側の減圧でグリスＧが溢れることを有効に防止することができる。
つまり、ラジアル軸受９２は、上記の通り、焼結含油軸受であるため、シャフト１の回転により発生する負圧でグリスＧをシャフト１表面へ引き出す構成をとる。

このため、密閉構造とすると、潤滑阻害が発生するため、溝９２ａを形成し、当該不具合を解消したものである。
また、スラストボール９３側が密閉構造であると、環境温度差や発熱温度差でグリスＧの基油や含浸油を噴出させてしまうという問題も生じるが、当該問題も本構成により有効に解消することができる。

本実施形態に係るスラストボール９３は、銅製の球体であり、その外径は、先端部１９２の内径よりも若干小さくなるように構成されている。
そして、スラストボール９３のシャフト１軸方向と垂直方向となる直径位置が、先端部１９２と段差部１９３との境界位置に整合するように構成されている。
このため、強度が向上し、スラストボール９３を確実に保持することができる。
また、本実施形態に係るスラストプレート９４は、円形平板のプレートであり、外径は先端部１９２の内径よりも僅かに小さく形成されるとともに、その形状（面積）は先端部１９２を構成する先端部底面１９２ｂの内壁形状と整合するように構成される。
このため、スラストプレート９４は、先端部１９２の内部の先端部底面１９２ｂに沿って嵌合する。

上記のように、軸受構造Ｓ１は、軸受収納部９１、ラジアル軸受９２、スラストボール９３、スラストプレート９４を主要構成として構成されており、図２に示すように組付けられている。
ラジアル軸受９２は、シャフト１の端部が内挿された状態で、ラジアル軸受配設部１９１の開口部を閉塞するように配設される。このとき、ラジアル軸受９２の最大外径は、ラジアル軸受配設部１９１の内径よりも僅かに小さくなるように形成されているため、このラジアル軸受配設部１９１の開口部に嵌合する。

また、シャフト１の端部は、ラジアル軸受９２よりも僅かに軸受収納部９１内部側（整流子４配設方向と反対側）に突出するように構成されている。
このとき、整流子４側に配設される底面は、ヨーク６の内壁面と面一となるように配設される。

また、スラストプレート９４は、その外径が先端部１９２の内径よりも僅かに小さく形成されているため、先端部１９２の内部の先端部底面１９２ｂに沿って嵌合する。
そして、シャフト１の端部とスラストプレート９４との間にスラストボール９３が配設されている。
シャフト１とスラストボール９３、及びスラストプレート９４とスラストボール９３は、各々１点で接しており（以下、各々「接点Ｐ１」、「接点Ｐ２」と記す）、この接点Ｐ１と接点Ｐ２とは軸方向に沿って配設される。

また、スラストボール９３は、その外径が、先端部１９２の内径よりも若干小さくなるように構成されているが、先端部１９２の内壁とは完全に接しているわけではなく、僅かに間隙を有して回転可能にスラストボール９３を保持している。このため、回転を阻害することを防止することができる。

更に、軸受収納部９１内部の、シャフト１の端部、ラジアル軸受９２、スラストボール９３、スラストプレート９４で囲まれた空間Ｋには、グリスＧが充填されている。
このように構成されているため、特別な構造を形成することなく、十分なグリス潤滑が可能となり、耐久性が向上する。
つまり、空間Ｋは、シャフト１が配設されたラジアル軸受９２、スラストボール９３、スラストプレート９４を配設すれば、自然と形成される空間であり、本実施形態は、この空間Ｋを効果的に利用することができる構成である。

また、本実施形態においては、スラストボール９３を挟んで、ラジアル軸受９２側及びスラストプレート９４側の両側にグリスＧを保持する空間を確保することができる。このため、より十分なグリス潤滑を確保して耐久性を向上させることができる。

次いで、図４により、軸受構造Ｓ１を構成する各部品のサイズと、それらの効果について説明する。
先端部１９２の内径ｔ３は、ラジアル軸受９２の内径ｔ１と外径ｔ２との間となるように設定される。
つまりｔ１＜ｔ３＜ｔ２となるように設定される。
このように設定されているため、スラストボール９３の径をシャフト１の径よりも大きくすることができるので、耐久性が向上するとともに、より高荷重に対応することが可能となる。

また、シャフト１の端部が存在する面Ｔ１は、ラジアル軸受９２の軸受収納部９１内部側に配設される面Ｔ２よりも、軸受収納部９１内部方向へ突出している。
つまり面Ｔ２は、面Ｔ１よりも、軸受収納部９１内部方向に配設される。
このように、本実施形態においては、シャフト１端部をラジアル軸受９２に干渉させない構成としている。

例えば、シャフト１が過負荷で撓んだ場合には、シャフト１の端部は最大面圧となるが、本実施形態においては、シャフト１端部はラジアル軸受９２よりも外側へ突出している。
このため、仮に回転軸が撓んだとしても、最大面圧がラジアル軸受９２を外れることとなり（最大面圧付加点がラジアル軸受９２から突出しているため）、ラジアル軸受９２の面圧強度不足による異音の発生を回避することができる。

（第２実施形態）
以下、図５により、第２実施形態を説明する。
なお、本構成は、上記第１実施形態と同様の構成が多いため、相違点のみ説明し、同様の構成においては説明を省略する。

本形態における軸受構造Ｓ２は、上記第１実施形態の先端部１９２を改変したものである。
つまり、本構成においては、先端部１９２を構成する先端部側面１９２ａのサイズが変更されている。
なお、以下、先端部側面１９２ａに相当する部位を「第２先端部側面１９２ｃ」と記す。
具体的には、図５に示す通り、第２先端部側面１９２ｃのシャフト１軸方向長さを先端部側面１９２ａよりも長くする構成とする。
つまり、上記第１実施形態においては、スラストボール９３のシャフト１軸方向と垂直方向となる直径位置が、先端部１９２と段差部１９３との境界位置に整合するように構成したが、本第２実施形態においては、スラストボール９３のシャフト１軸方向と垂直方向となる直径位置が、第２先端部側面１９２ｃ内壁面に配置されるようにする。
換言すれば、スラストボール９３は、先端部１９２と段差部１９３との境界位置で保持されるのではなく、第２先端部側面１９２ｃの内壁面で保持される構成とする。

このように構成されることにより、スラストボール９３が内部方向に抜けること、つまり、ラジアル軸受配設部１９１側に抜けることを有効に防止することができる。
よって、安定的にスラスト荷重を支持することが可能となる。

（第３実施形態）
以下、図６により、第３実施形態を説明する。
なお、本構成は、上記実施形態１と同様の構成が多いため、相違点のみ説明し、同様の構成においては説明を省略する。

本形態における軸受構造Ｓ３は、上記第１実施形態の先端部１９２を改変したものである。
本構成においては、先端部１９２を構成する先端部側面１９２ａのサイズ及び形状が変更されている。
なお、以下、先端部側面１９２ａに相当する部位を「第３先端部側面１９２ｄ」と記す。
具体的には、図６に示す通り、第３先端部側面１９２ｄのシャフト１軸方向長さを先端部側面１９２ａよりも長くする構成とするとともに、その内壁形状が変更されている。

つまり、上記第１実施形態においては、スラストボール９３のシャフト１軸方向と垂直方向となる直径位置が、先端部１９２と段差部１９３との境界位置に整合するように構成したが、本第３実施形態においては、スラストボール９３のシャフト１軸方向と垂直方向となる直径位置が、第３先端部側面１９２ｄ内壁面に配置されるように構成する。
換言すれば、スラストボール９３は、先端部１９２と段差部１９３との境界位置で保持されるのではなく、第３先端部側面１９２ｄの内壁面で保持される構成とする。
このように構成されることにより、第２実施形態と同様に、スラストボール９３が内部方向に抜けること、つまり、ラジアル軸受配設部１９１側に抜けることを有効に防止することができ、安定的にスラスト荷重を支持することが可能となる。

また、本実施形態においては、第３先端部側面１９２ｄの内壁面にアール形状部位Ｒが形成される。
なお、図６においては、アール形状部位Ｒを強調して太線で示した。
つまり、本実施形態においては、第３先端部側面１９２ｄのスラストプレート９４側の内壁面に、スラストボール９３の外側面形状（球体外側面形状）の一部と整合するアール面であるアール形状部位Ｒを形成する構成とし、この部分にスラストボール９３のスラストプレート９４側外側面の一部を保持させる構成とした。
なお、アール形状部位Ｒとスラストボール９３とを接触させる面積はこれに限られるものではなく、当該実施形態における図６に限らず、アール形状部位Ｒの表面積を変更すること（スラストボール９３との接触面積を変更すること）は当然可能である。
このように構成することによって、スラストボール９３と第３先端部側面１９２ｄとの当接面積が増加し、スラストボール９３が安定して保持される。

（第４実施形態）
以下、図７及び図８により、第４実施形態を説明する。
なお、本構成は、上記第１実施形態と同様の構成が多いため、相違点のみ説明し、同様の構成においては説明を省略する。

本形態における軸受構造Ｓ４は、上記第１実施形態のラジアル軸受９２を改変したものである。
本実施形態に係るラジアル軸受９５の外側面には、溝９５ａ、突起部９５ｂが形成されている。
それ以外の構成（外側面に形成される溝形状以外の構成）は、第１実施形態に係るラジアル軸受９２と同様の構成である。
図７に示すように、本実施形態に係るラジアル軸受９５には、突起部９５ｂが中心角３０°間隔離隔して１２個形成されている。
そして、隣接する突起部９５ｂ，９５ｂ間に溝９５ａが１２個形成されている。

図８（ａ）に突起部９５ｂと溝９５ａの拡大図を示し、図８（ｂ）に突起部９５ｂの拡大図（図７のＡ視）を示す。
突起部９５ｂは、略四角錐台形状の突起である。
図８（ｂ）の斜線部分は、切削部分を示す。つまり、この斜線部分を切削処理して略四角錐台形状の突起を形成する。
そして、隣接する突起部９５ｂ，９５ｂ間（つまり、切削された空間）が溝９５ａとなる。
そして、本実施形態においては、ヨーク６と当接する部分の占有中心角度α１（ラジアル軸受９５の回転方向の中心角）よりも、ヨーク６と当接しない部分（つまり、溝９５ａの部分）の占有中心角度α２の方が大きくなるように（α１＜α２）構成されている。
このため、加工精度に関わらず、ラジアル軸受９５を嵌合しやすくなる。
よって、組付作業性が向上する。

以上のように、本実施例各例に係る軸受構造Ｓ１〜Ｓ４においては、軸受収納部９１を、ラジアル軸受配設部１９１、先端部１９２、段差部１９３の３構造体とし、ヨーク６の底面部（開口部と反対側）の一部として構成した。
つまり、ヨーク６の絞り形状として、軸受収納部９１を上記構成に加工した。
よって、特別な部品や特別な加工が不要であり、コスト面においても非常に有利である。
つまり、従来技術のようにラジアル軸受形状を複雑化する必要がなく（ボール保持部等が不要である）、安価に製造可能となる。

また、軸受収納部９１内部の、ラジアル軸受９２、スラストボール９３、スラストプレート９４で囲まれた空間Ｋに、グリスＧが充填する構成とした。
よって、特別な構造を形成することなく、十分なグリス潤滑が可能となり、耐久性が向上する。
そして、このとき、スラストボール９３側が密閉空間とならないように、ラジアル軸受９２に、複数の溝９２ａを形成した。
このため、スラストボール９３側の減圧でグリスＧが溢れることを有効に防止することができるとともに、環境温度差や発熱温度差でグリスＧの基油や含浸油を噴出させてしまうという問題も解消された。

さらに、シャフト１の端部が存在する面Ｔ１が、ラジアル軸受９２の軸受収納部９１内部側に配設される面Ｔ２よりも、軸受収納部９１内部方向へ突出する構成とした。
このため、シャフト１端部をラジアル軸受９２に干渉させない構成とし、仮に回転軸が撓んだとしても、付加される最大面圧をラジアル軸受９２からにがして、ラジアル軸受９２の面圧強度不足による異音の発生を回避することができる構成となった。
また、先端部１９２の内径ｔ３は、ラジアル軸受９２の内径ｔ１と外径ｔ２との間となるように設定した。
このため、スラストボール９３の径をシャフト１の径よりも大きくすることができるので、耐久性が向上するとともに、より高荷重に対応することが可能となった。

また、上記構成に係る効果に加えて、先端部１９２のサイズを変更してスラストボール９３を先端部１９２の内壁面で保持することとすると、スラストボール９３が内部方向に抜けること、つまり、ラジアル軸受配設部１９１側に抜けることを有効に防止することができ、安定的にスラスト荷重を支持することが可能となる。
また、これに加え、先端部１９２の内壁面（スラストボール９３保持部分）にアール形状部位Ｒを形成してスラストボール９３を面で保持することとすると、スラストボール９３の当接面積が増加し、スラストボール９３が安定して保持される。
更に、溝９２ａの構成を変更し、ヨーク６と当接する部分の占有中心角度α１よりも、ヨーク６と当接しない部分の占有中心角度α２の方が大きくなるように（α１＜α２）構成すると、加工精度に関わらず、組付作業性が向上する。

１・・シャフト（回転軸）、２・・コイル、３・・アーマチャ、４・・整流子、
５・・磁石、
６・・ヨーク、８・・ブラシ装置、
９１・・軸受収納部、９２，９５・・ラジアル軸受、９２ａ，９５ａ・・溝、
９３・・スラストボール、９５ｂ・・突起部、
９４・・スラストプレート、
１９１・・ラジアル軸受配設部（大径部）、
１９２・・先端部（小径部）、１９２ａ・・先端部側面、
１９２ｂ・・先端部底面（軸端部）、
１９２ｃ・・第２先端部側面、１９２ｄ・・第３先端部側面、
１９３・・段差部（中径部）
Ｇ・・グリス、Ｋ・・空間、
Ｍ・・モータ、Ｒ・・アール形状部位、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・軸受構造

Claims (10)

1. ヨークに固定されるラジアル軸受により回転軸のラジアル荷重を支持し、前記回転軸と前記ヨークとの間に配設されたスラストボール及びスラストプレートによってスラスト荷重を支持する前記回転軸の軸受構造であって、
   前記ヨークには、外側に延出した凸部であって、前記回転軸の端部を軸方向に被覆する軸受収納部が備えられ、
   該軸受収納部は、前記ラジアル軸受を収納保持する大径部と、該大径部よりも小径であり前記スラストボールを保持する小径部と、を少なくとも備えて構成されており、
   前記小径部の軸方向端部には、前記スラストプレートを保持する軸端部が形成されており、
   前記大径部及び前記軸端部を含む前記小径部は、前記ヨークと一体的に構成されており、
   前記スラストボールは、前記大径部と前記小径部とを連結して閉の空間を形成する中径部と、前記小径部と、の境界部分の内壁面にて支持されていることを特徴とするモータの軸受構造。
2. 前記軸受収納部は、前記ヨークの軸方向端面に形成された、外側に凸の略カップ形状の部位であり、
   前記大径部は、前記ヨークの軸方向端面に連続的に形成された略円筒形状の部位であるとともに、前記小径部は、前記軸端部を底面とした略カップ形状の部位であり、
   前記大径部と前記小径部は、中空略円錐台形状の前記中径部によって、前記大径部と前記小径部と前記中径部とで閉の空間が形成されるよう連結されており、
   前記ラジアル軸受は、前記大径部の内部に配設されるとともに、前記スラストプレートは前記軸端部の内壁面に配設されており、
   前記スラストボールは、前記ラジアル軸受に貫通した前記回転軸端部と、前記スラストプレートの内部側面と、の間に回転可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載のモータの軸受構造。
3. 前記回転軸の端部は、前記ラジアル軸受の前記スラストプレート側の端面よりも、前記スラストプレート側へ突出していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータの軸受構造。
4. 前記小径部の内径は、前記ラジアル軸受の内径と外径との間の寸法に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載のモータの軸受構造。
5. 前記小径部の内壁面には、前記スラストボールの外側面の少なくとも一部に整合するアール形状部位が形成されており、
   前記アール形状部位では、前記スラストボールの外周面の少なくとも一部が支持されることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載のモータの軸受構造。
6. 前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記軸受収納部の内部に形成される部材が配設されない空間にはグリスが配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか一項に記載のモータの軸受構造。
7. 前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記大径部の内壁面に囲まれた空間は、前記ラジアル軸受の外周形状と整合するように構成され、
   前記大径部には前記ラジアル軸受が嵌合しており、
   前記ラジアル軸受の前記スラストプレート側の面と、前記回転軸の前記スラストプレート側端部と、前記中径部と、前記スラストボールとの間に形成される空間、及び前記スラストボールと前記スラストプレートとの間に形成される空間には、グリスが配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載のモータの軸受構造。
8. 前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記ラジアル軸受の側面には、両底面に渡って形成された少なくとも一つの溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか一項に記載のモータの軸受構造。
9. 前記ラジアル軸受は、焼結含油軸受であり、前記ラジアル軸受の側面には、両底面に渡って形成された少なくとも一つの溝が形成されており、
   前記ヨークと当接する部分の回転方向占有中心角度よりも、前記ヨークと当接しない部分である前記溝の回転方向占有中心角度の方が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のモータの軸受構造。
10. アーマチャと、前記請求項１乃至請求項９いずれか一項に記載のモータの軸受構造と、を少なくとも備えたモータ。

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