JPH05316680A - モータの軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器に使用されるモータの軸受装置
において、小型，薄型で優れた特性を持つモータの軸受
装置を提供することを目的とする。 【構成】 ロータシャフト１にあけられた有底嵌合穴
に、基板３に固定されたボス４に圧入あるいは焼きばめ
により固定された固定シャフト２を挿入し、ロータシャ
フト１が回転するときのラジアル方向の荷重を回転自在
に支持するように構成する。また嵌合穴底面を大径の球
面または円すい面で構成し、その嵌合穴に挿入した固定
シャフト２の端面を小径の球面または平面で小径ボール
５を挿入して、スラスト方向の振動および移動を防止す
るためにつけられた磁気吸引力によるスラスト方向の荷
重をロスなく支持することにより、軽薄短小化の妨げと
なる軸受ハウジング，ボールベアリング，焼結含油メタ
ルなどの軸受部材を用いることなく高精度のモータの軸
受装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばオーディオ・ビ
デオ機器，事務機器，産業用機器などに使用されるモー
タの軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータは家庭用および産業用の市
場拡大に伴い軽薄短小かつ長寿命のニーズが高まり、超
小型高性能モータの開発が望まれてきた。

【０００３】このモータをブラシレス直流モータの例
で、図５に従って説明する。図５において１１はロータ
シャフトであり、周方向にＮ極，Ｓ極を交互に着磁した
円筒状のマグネット１２を固着したロータフレーム１３
の中央に固定され、ロータを構成している。１４はボー
ルベアリング、１５は焼結含油メタルで、モータの駆
動，制御に必要な回路素子が実装された基板１６の中央
付近に固定された金属製の軸受ハウジング１７に固定さ
れている。前記軸受ハウジング１７の回りにはステータ
コア１８が配置され、前記基板１６に配線されたコイル
１９が巻かれてステータを構成している。そして前記ロ
ータを回転自在に支持できるように前記ロータシャフト
１１が前記ボールベアリング１４および焼結含油メタル
１５の内径部分に挿入されてブラシレス直流モータを構
成している。

【０００４】以上のように構成されたモータの軸受装置
について、以下その動作について説明する。まず、コイ
ル１９に通電するとロータに固定されたマグネット１２
との磁気的吸引，反発によりロータが回転する。ロータ
はマグネット１２と基板１６の磁気吸引力によってロー
タフレーム１３をベアリング１４に押しつけ、スラスト
方向の振動および移動を防止している。ロータは回転に
より生じるラジアル方向の回転Ｘとマグネット１２と基
板１６の磁気吸引力によって生じるスラスト方向の荷重
Ｙをベアリング１４および焼結含油メタル１５によって
回転自在に支持している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、モータの軽薄短小化をさらに行う場合、
ロータのラジアル方向の支持を行う軸受スパンが短かく
なり、シャフト振れなどのモータに要求される性能を満
足できなくなるという欠点を持っていた。さらに軸受部
を保持する軸受ハウジングが小型化の妨げとなってい
た。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、軸受ハウジング，ボールベアリング，焼結含油メタ
ルを廃止し、ロータのラジアル方向とスラスト方向の荷
重をロータシャフト自身で回転自在に支持し、シャフト
振れなどの性能を満足する軽薄短小のモータを実現させ
るモータの軸受装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータの軸受装置のロータシャフトは、基板
に固定された固定シャフトで、回転するロータを支持で
きるようにその内部に嵌合穴を有し、さらにその嵌合穴
は盲穴で構成したものである。

【０００８】

【作用】この構成によって、モータの回転のラジアル方
向の荷重をロータシャフトの嵌合穴と固定シャフトの外
径部で支持し、スラスト方向の荷重を嵌合穴の底部と固
定シャフトの先端部で直接あるいは球状のボールを介し
て支持し、軽薄短小化の妨げとなる軸受ハウジング，ボ
ールベアリング，焼結含油メタルを用いることなく、ロ
ータを回転自在に支承することができる。

【０００９】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１において１はロータシャフト、２は固
定シャフト、３は基板、４は固定シャフト２を固定する
ためのボスである。

【００１１】以上のように構成されたモータの軸受装置
についてその動作を説明する。まず、固定シャフト２は
ボス４に圧入あるいは焼きばめにより固定されていて、
そのボス４は基板３に固定されている。

【００１２】ロータシャフト１には嵌合穴があけてあ
り、その嵌合穴は一方向のみ開放されたいわゆる盲穴で
ある。その嵌合穴の開放端から固定シャフト２が挿入さ
れ、ロータシャフトが回転するときのラジアル方向の荷
重を回転自在に支持するように構成されている。また、
嵌合穴の底部は球面径で構成され、嵌合穴の底部の球面
径よりも小さな球面径で構成された固定シャフトの端面
と当接している。固定シャフトの端面の球面径が嵌合穴
の底部の球面径よりも小さく構成されているために、固
定シャフトの先端部とロータシャフトの嵌合穴の底部と
の接触面積は小さく、スラスト方向の振動および移動を
防止するためにつけられた磁気吸引力によるスラスト方
向の荷重をロスなく支持することができる。

【００１３】以上のように本実施例によれば、ロータシ
ャフトに盲穴である嵌合穴を有し、その嵌合穴と、基板
に固定したボスに固定された固定シャフトでロータシャ
フトを回転自在に支持できるように構成したことによ
り、軽薄短小化の妨げとなる軸受ハウジング，ボールベ
アリング，焼結含油メタルを用いることなく軽薄短小化
が実現でき、部品点数を削減することができる。

【００１４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１５】図２において１はロータシャフト、２は固
定シャフト、３は基板、４は固定シャフト固定用のボス
である。以上は図１の構成と同様なものである。図１の
構成と異なるのはロータシャフト１の嵌合穴の底部と固
定シャフト２の先端部の間に球状のボール５を追加した
点である。

【００１６】上記のように構成されたモータの軸受装置
について、以下その動作を説明する。前記のようなロー
タシャフト１の嵌合穴の底部と固定シャフト２の先端部
の間に嵌合穴の底部の球面径よりも小さな球面径を持つ
球状のボール５を追加したことにより、ロータシャフト
１が回転すると、嵌合穴の底部の球面径と当接している
ボール５も回転する。また、ボール５は固定シャフト２
とも当接しているため、そのしゅう動抵抗のためにロー
タシャフト１よりも遅い速度で回転する。したがって、
スラスト方向の振動および移動を防止するためにつけら
れた磁気吸引力によるスラスト方向の荷重をさらにロス
なく支持することができる。

【００１７】その上、ボール５はロータシャフト１より
も遅い速度で回転するためにロータシャフト１および固
定シャフト２のしゅう動による磨耗を最小限に抑えるこ
とができる。また、固定シャフト２の先端部の球面径は
嵌合穴の底部の球面径よりも大きな球面径またはフラッ
ト面で構成されているため、ボール５は嵌合穴の底部と
固定シャフトの先端部の隙間の一番広い部分であるロー
タシャフトのセンターに保持され、ロータシャフトが傾
いて回転することを防止している。

【００１８】以上のように本実施例によれば、ロータシ
ャフトに盲穴である嵌合穴を有し、その嵌合穴と、基板
に固定したボスに固定された固定シャフトと、その間に
球状のボールを追加し、ロータシャフトを回転自在に支
持できるように構成したことにより、軽薄短小化の妨げ
となる軸受ハウジング，ボールベアリング，焼結含油メ
タルを用いることなく軽薄短小化が実現でき、部品点数
を削減でき、長寿命を実現できる。

【００１９】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図３において１はロータシャフト、２は固
定シャフト、３は基板、４は固定シャフト固定用のボ
ス、５は球状のボールである。以上は図２の構成と同様
なものである。図２の構成と異なるのは、ロータシャフ
ト１の嵌合穴の底部が円すいで構成された点である。

【００２１】上記のように構成されたモータの軸受装置
について、以下その動作を説明する。嵌合穴の底部が円
すいで構成されているため、ボール５はその円すい部分
に保持され、ロータシャフトが傾いて回転することを防
止している。ボール５はロータシャフト１の円すい部分
に保持されているために、ロータシャフト１が回転する
とボール５はロータシャフトとほぼ同一速度で回転す
る。ボール５と固定シャフト２との接触面積は小さく、
スラスト方向の振動および移動を防止するためにつけら
れた磁気吸引力によるスラスト荷重をロスなく支持する
ことができる。また、嵌合穴の底部を円すいに加工する
工数は球面径に加工するよりも少なくすることができ
る。

【００２２】以上のように本実施例によれば、ロータシ
ャフトに盲穴である嵌合穴を有し、その嵌合穴の底部は
円すいで構成され、基板に固定したボスに固定された固
定シャフトと、その間に球状のボールを有し、ロータシ
ャフトを回転自在に支持できるように構成したことによ
り、軽薄短小化の妨げとなる軸受ハウジング，ボールベ
アリング，焼結含油メタルを用いることなく軽薄短小化
が実現でき、部品点数を削減することができる。

【００２３】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図４において１はロータシャフト、２は固
定シャフト、３は基板、５は球状のボールである。以上
は図３の構成と同様なものである。図３の構成と異なる
のは、固定シャフト固定用のボスを廃止し、固定シャフ
ト２を直接圧入あるいは溶接により基板３に固定した点
である。

【００２５】この場合の動作は実施例３の動作と全く同
一であり、固定シャフト固定用のボスを使用することな
く固定シャフト２を固定できることから、実施例３と同
一性能を維持しつつ、軽薄短小化および部品点数の削減
をさらに実現できる。

【００２６】なお、実施例１，実施例２のいずれの場合
においても、固定シャフトは基板に直接圧入あるいは溶
接により固定しても良い。その場合は、実施例４の場合
と同様の効果を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、基板に固定され
た固定シャフトで直接、あるいは球状のボールを介し
て、回転するロータを支持できるようにロータシャフト
の内部に嵌合穴を有し、さらにその嵌合穴を盲穴で構成
することによって、軽薄短小化の妨げとなる軸受ハウジ
ング，ボールベアリング，焼結含油メタルを用いること
なくロータを回転自在に支持することができる優れたモ
ータの軸受装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモータの軸受装
置の断面図

【図２】本発明の第２の実施例におけるモータの軸受装
置の断面図

【図３】本発明の第３の実施例におけるモータの軸受装
置の断面図

【図４】本発明の第４の実施例におけるモータの軸受装
置の断面図

【図５】従来のモータの軸受装置を持つブラシレス直流
モータの断面図

【符号の説明】

１，１１ ロータシャフト ２ 固定シャフト ３，１６ 基板 ４ ボス ５ ボール １２ マグネット １３ ロータフレーム １４ ボールベアリング １５ 焼結含油メタル １７ 軸受ハウジング １８ ステータコア １９ コイル Ｘ ラジアル方向回転 Ｙ スラスト方向荷重

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するロータに固定されたロータシャフ
   トと、そのロータシャフトを回転自在に支持する固定シ
   ャフトよりなるモータの軸受装置において、前記ロータ
   シャフトはその内部に嵌合穴を有し、前記嵌合穴は一方
   向のみ開放された穴部で構成されたことを特徴とするモ
   ータの軸受装置。
2. 【請求項２】前記嵌合穴の底部は球面で構成され、前記
   嵌合穴の底部と当接しスラスト方向の荷重を支持する前
   記固定シャフトの端面部は、前記嵌合穴の底部の球面径
   よりも小さな球面径を有することを特徴とする請求項１
   記載のモータの軸受装置。
3. 【請求項３】前記嵌合穴の底部は球面で構成され、前記
   固定シャフトの端面との間に球状のボールを有し、その
   球状のボールと当接する前記固定シャフトの先端部は前
   記嵌合穴の底部の球面径より大きな球面径または平面で
   構成され、前記球状のボールの球面径は前記嵌合穴の底
   部の球面径よりも小さな球面径を有することを特徴とす
   る請求項１記載のモータの軸受装置。
4. 【請求項４】前記嵌合穴の底部は円すいで構成され、前
   記固定シャフトの端面との間に球状のボールを有し、そ
   の球状のボールと当接する前記固定シャフトの先端部は
   球面またはフラット面で構成されたことを特徴とする請
   求項１記載のモータの軸受装置。
5. 【請求項５】前記固定シャフトは基板に固定されたボス
   に圧入あるいは焼きばめにより固定されたことを特徴と
   する請求項１記載のモータの軸受装置。
6. 【請求項６】前記固定シャフトは基板に直接、圧入ある
   いは溶接により固定されたことを特徴とする請求項１記
   載のモータの軸受装置。