-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor.
-
STAND DER TECHNIK
-
JP 2002-345211 A gibt einen Elektromotor an, der einen Läufer umfasst, der drehbar durch ein wärmsenkenseitiges Lager, das auch als eine Klammer dient, und durch ein klammerseitiges Lager gehalten wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Weil jedoch bei dem in
JP 2002-345211 A beschriebenen Elektromotor ein Vorgang für das Fixieren des Lagers an der Wärmesenke unter Verwendung eines Halterings oder von ähnlichem erforderlich ist, nachdem das Lager an der Wärmesenke montiert wurde, ist die Montagearbeit zeitaufwändig.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die für die Montagearbeit eines Elektromotors erforderliche Zeit zu verkürzen.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Elektromotor einen Ständer, einen Läufer, der an einer Ausgangswelle befestigt ist und in dem Ständer gehalten wird, ein zylindrisches Gehäuse, in dem der Ständer und der Läufer aufgenommen sind, ein Kugellager, das die Ausgangswelle drehbar hält, und ein Abdeckungsglied, das eine Öffnung des Gehäuses schließt, wobei das Kugellager an dem Abdeckungsglied befestigt ist. Ein Außenring des Kugellagers und das Abdeckungsglied sind einstückig aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Querschnittansicht eines Elektromotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Hauptteils eines Elektromotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im Folgenden wird ein Elektromotor 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Der Elektromotor 100 wird als eine Antriebsquelle für das Erzeugen einer Lenkhilfskraft zum Beispiel in einer Servolenkungsvorrichtung verwendet.
-
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Elektromotor 100 ein Gehäuse 10, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, ein erstes Abdeckungsglied 20, das eine Öffnung auf einer Endseite des Gehäuses 10 schließt, und ein zweites Abdeckungsglied 30, das eine Öffnung an einer anderen Endseite des Gehäuses 10 schließt. Ein Motorgehäuse 1 wird durch das Gehäuse 10, das erste Abdeckungsglied 20 und das zweite Abdeckungsglied 30 gebildet.
-
Ein Ständer 40 ist an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 fixiert. Der Ständer 40 umfasst einen Ständerkern 41 und eine Ständerspule 43, die um den Ständerkern 41 mit dazwischen einem Isolator 42 gewickelt ist.
-
Ein zylindrischer Läufer 50 ist an einem Innenumfang des Ständers 40 mit einem kleinen Zwischenraum zu dem Ständer 40 vorgesehen. Der Ständer 50 umfasst eine Ausgangswelle 51, einen Läuferkern (nicht gezeigt), der an der Ausgangswelle 51 befestigt ist, und einen Permanentmagneten (nicht gezeigt), der an einem Außenumfang des Läuferkerns befestigt ist. Die Ausgangswelle 51 wird drehbar durch Kugellager 60 und 70 gehalten und ist jeweils an dem ersten Abdeckungsglied 20 und dem zweiten Abdeckungsglied 30 befestigt. Auf diese Weise werden der Ständer 40 und der Läufer 50 in dem Gehäuse 10 aufgenommen und gehalten.
-
Die Ausgangswelle 51 steht durch das erste Abdeckungsglied 20 an einem Ende vor und ist mit einer Lenkwelle über einen nicht gezeigten Schneckengetriebemechanismus verbunden.
-
Das Kugellager 60, das die eine Endseite der Ausgangswelle 51 hält, ist an dem ersten Abdeckungsglied 20 befestigt. Das Kugellager 60 ist in eine Vertiefung 21 eingesteckt, die in einem mittleren Teil des ersten Abdeckungsglieds 20 ausgebildet ist und wird in der Vertiefung 21 durch einen nicht-gezeigten abgeschrägten Haltering gehalten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannte Fixierungsmethode beschränkt, wobei beliebige Fixierungsmethoden wie etwa ein Verstemmen verwendet werden können, solange das Kugellager 60 in der Vertiefung 21 gehalten wird.
-
Das Kugellager 70, das die andere Endseite der Ausgangswelle 51 hält, ist an dem zweiten Abdeckungsglied 30 befestigt. Das Kugellager 70 ist ein doppelreihiges Kugellager, in dem eine Vielzahl von Kugellagern in der Axialrichtung der Ausgangswelle 51 angeordnet sind. Insbesondere wird das Kugellager 70 durch zwei Kugellager 70A und 70B gebildet, die hintereinander in der Axialrichtung der Ausgangswelle 51 angeordnet sind. Die zwei Kugellager 70A und 70B sind in dem zweiten Abdeckungsglied 30 derart vorgesehen, dass die Innenringe 72A und 72B in Kontakt miteinander kommen.
-
Eine Steuereinrichtung 80, die an die Ständerspule 43 ausgegebene elektrische Signale steuert, ist auf der dem Ständer 40 und dem Läufer 50 gegenüberliegenden Seite des zweiten Abdeckungsglieds 30 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 80 ist in einem Gehäuse 81 aufgenommen, das dem zweiten Abdeckungsglied 30 benachbart ist. Das zweite Abdeckungsglied 30 und wenigstens ein Teil des Gehäuses 81 können auch einstückig ausgebildet sein.
-
Im Folgenden wird das zweite Abdeckungsglied 30 im Detail mit Bezug auf 2 beschrieben.
-
Wie in 2 gezeigt, umfasst das zweite Abdeckungsglied 30 einen Basiskörperteil 31, der dem Gehäuse 81 benachbart ist, und einen zylindrischen Teil 32, der von dem Basiskörperteil 31 zu der Seite des Läufers 50 vorsteht. Das Kugellager 70 ist an dem zylindrischen Teil 32 befestigt. Der Basiskörperteil 31 und der zylindrische Teil 32 sind einstückig aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet.
-
Wie oben beschrieben sind die zwei Kugellager 70A und 70B hintereinander an der Innenumfangsseite des zylindrischen Teils 32 angeordnet. Das zweite Abdeckungsglied 30, das aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, weist eine geringere Festigkeit auf als ein Abdeckungsglied, das aus einem Metall ausgebildet ist. Jedoch sind die zwei Kugellager 70A und 70B an dem zweiten Abdeckungsglied 30 derart vorgesehen, dass die Innenringe 72A und 72B in Kontakt miteinander kommen. Auf diese Weise kann eine auf die Ausgangswelle 51 ausgeübte Schublast durch die zwei Kugellager 70A und 70B auch dann gehalten werden, wenn die auf die Ausgangswelle 51 ausgeübte Schublast groß ist. Weil also mit anderen Worten das zweite Abdeckungsglied 30 mit den zwei Kugellagern 70A und 70B versehen ist, die ein doppelreihiges Kugellager bilden, in dem die zwei Kugellager 70A und 70B hintereinander in der Axialrichtung der Ausgangswelle 51 angeordnet sind, kann die zulässige Schublast für das Kugellager 70 vergrößert werden. Es ist zu beachten, dass die Innenringe 72A und 72B auch einstückig ausgebildet sein können. Es kann auch nur eines der Kugellager 70A und 70B verwendet werden, wenn dadurch eine ausreichende Festigkeit an den Laufwegnuten 33A und 33B sichergestellt wird.
-
Außenringe der Kugellager 70A und 70B sind einstückig mit dem zylindrischen Teil 32 ausgebildet. Insbesondere sind die ringförmigen Laufwegnuten 33A und 33B an der Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 32 ausgebildet. Kugeln 71 der Kugellager 70A und 70B rollen jeweils entlang der Laufwegnuten 33A und 33B. Auf diese Weise dient der zylindrische Teil 32, der mit den Laufwegnuten 33A und 33B versehen ist, als die Außenringe zum Halten der Kugeln 71 der Kugellager 70A und 70B.
-
Das zweite Abdeckungsglied 30 ist aus einem Kunstharzmaterial wie etwa POM (Polyacetal) oder PEEK (Polyetheretherketon) ausgebildet. Weil derartige Materialien hervorragende Gleiteigenschaften aufweisen, muss kein Schmiermittel zwischen den Kugeln 71, die aus Metall ausgebildet sind, und den Laufwegnuten 33A und 33B verwendet werden. Bei einer Konfiguration, in der das zweite Abdeckungsglied 30 aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, sind keine Wartungsarbeiten wie etwa für das Auftragen von Schmiermittel an dem Kugellager 70 erforderlich.
-
Die Vielzahl von Kugeln 71 werden zwischen den Innenringen 72A und 72B und den Laufwegnuten 33A und 33B angeordnet, wobei dann die Kugellager 70A und 70B montiert werden können, indem ein nicht-gezeigter Halter zum Halten der Vielzahl von Kugeln 71 fixiert wird. Durch den vorstehend beschriebenen Montageprozess werden die Kugellager 70A und 70B an dem zweiten Abdeckungsglied 30 befestigt. Weil also kein separater Fixierungsvorgang für die Kugellager 70A und 70B an dem zweiten Abdeckungsglied 30 erforderlich ist, nachdem die Kugellager 70A und 70B montiert wurden, können eine Vereinfachung der Montagearbeit und eine Verkürzung der Montagezeit realisiert werden.
-
Das Gehäuse 10 und das zweite Abdeckungsglied 30 können einstückig ausgebildet sein In diesem Fall ist kein Vorgang zum Montieren des zweiten Abdeckungsglieds 30 und des Gehäuses 10 erforderlich.
-
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die folgenden Effekte erzielt.
-
In dem Elektromotor 100 sind die Außenringe des Kugellagers 70 und des zweiten Abdeckungsglieds 30 einstückig aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet. Deshalb ist kein Vorgang zum Fixieren des Kugellagers 70 an dem zweiten Abdeckungsglied 30 erforderlich, wodurch eine Vereinfachung der Montagearbeit und eine Verkürzung der Montagezeit realisiert werden können. Es muss keine Nut zum Fixieren des abgeschrägten Halterings usw. ausgebildet werden, sodass hierfür keine Arbeitszeit aufzuwenden ist.
-
Ein Kunstharzmaterial weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als ein Metallmaterial. Deshalb kann das zweite Abdeckungsglied 30, das aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, verhindern, dass die durch die Ständerspule 43 erzeugte Wärme zu der Steuereinrichtung 80 übertragen wird, und kann weiterhin verhindern, dass die durch die Steuereinrichtung 80 erzeugte Wärme zu dem Ständer 40 und dem Läufer 50 übertragen wird.
-
Weil das zweite Abdeckungsglied 30 aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, kann das Gewicht des Elektromotors 100 reduziert werden. Wegen der Gewichtsreduktion verschiebt sich der Resonanzpunkt zu der Seite der höheren Frequenz. Dadurch können Vibrationen und Rauschen unterdrückt werden. Und weil das Kunstharz im Vergleich zu einem Metall eine Elastizität aufweist, kann auf ein Vorspannglied zum Vorspannen des Läufers 50 in einer Axialrichtung verzichtet werden.
-
Im Folgenden werden die Aufbauten, Funktionen und Effekte der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammenfassend beschrieben.
-
Der Elektromotor 100 umfasst den Ständer 40, den Läufer 50, der an der Ausgangswelle 51 befestigt ist und in dem Ständer 40 gehalten wird, das zylindrische Gehäuse 10, in dem der Ständer 40 und der Läufer 50 aufgenommen sind, die Kugellager 60 und 70, die die Ausgangswelle 51 drehbar halten, und das zweite Abdeckungsglied 30, an dem das Kugellager 70 befestigt ist und das die Öffnung des Gehäuses 10 schließt. Die Außenringe des Kugellagers 70 und des zweiten Abdeckungsglieds 30 sind einstückig aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet.
-
Weil gemäß dieser Konfiguration die Außenringe des Kugellagers 70 einstückig mit dem zweiten Abdeckungsglied 30 ausgebildet sind, ist kein Vorgang zum Fixieren des Kugellagers 70 an dem zweiten Abdeckungsglied 30 erforderlich. Deshalb können eine Vereinfachung der Montagearbeit und eine Verkürzung der Montagezeit realisiert werden.
-
Das Gehäuse 10 und das zweite Abdeckungsglied 30 können einstückig in dem Elektromotor 100 ausgebildet sein.
-
Bei dieser Konfiguration ist kein Vorgang zum Montieren des zweiten Abdeckungsglieds 30 und des Gehäuses 10 erforderlich.
-
Weiterhin ist in dem Elektromotor 100 die Steuereinrichtung 80, die an den Ständer 40 oder den Läufer 50 ausgegebene elektrische Signale steuert, auf der zu dem Ständer 40 und dem Rotor 50 gegenüberliegenden Seite des zweiten Abdeckungsglieds 30 vorgesehen.
-
Das zweite Abdeckungsglied 30, das aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, ist zwischen der Steuereinrichtung 80 und dem Ständer 40 und zwischen der Steuereinrichtung 80 und dem Läufer 50 angeordnet. Deshalb kann das zweite Abdeckungsglied 30 verhindern, dass die durch den Ständer 40 oder den Läufer 50 erzeugte Wärme zu der Steuereinrichtung 80 übertragen wird.
-
Weiterhin weist der Elektromotor 100 eine Vielzahl von Kugellagern auf, wobei die Vielzahl von Kugellagern 70A und 70B in der Axialrichtung der Ausgangswelle 51 angeordnet sind, um ein doppelreihiges Kugellager zu bilden.
-
Bei dieser Konfiguration kann eine auf die Ausgangswelle 51 ausgeübte Schublast durch die zwei Kugellager 70A und 70B auch dann gehalten werden, wenn die auf die Ausgangswelle 51 ausgeübte Schublast groß ist.
-
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich beispielhaft für die vorliegende Erfindung, wobei der Erfindungsumfang nicht auf die spezifischen Aufbauten der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
-
Zum Beispiel können das erste Abdeckungsglied 20 und ein Außenring des Kugellagers 60 einstückig aus einem Kunstharzmaterial in dem Elektromotor 100 ausgebildet sein. Das Gehäuse 10, das erste Abdeckungsglied 20 und der Außenring des Kugellagers 60 können auch einstückig aus einem Kunstharzmaterial in dem Elektromotor 100 ausgebildet sein.
-
In dieser Ausführungsform ist der Elektromotor 100 ein bürstenloser Gleichstrommotor, wobei jedoch auch ein Motor mit einer Bürste oder ein Wechselstrommotor als der Elektromotor 100 verwendet werden können. Wenn der Elektromotor 100 der Motor mit einer Bürste ist, gibt die Steuereinrichtung 80, weil eine Spule in dem Läufer 50 vorgesehen ist, elektrische Signale zu dem Läufer 50 aus.
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-143333 , die am 17. Juli 2015 am japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
