JP2005073323A - Bearing structure of electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータの軸受構造に関する。 The present invention relates to a bearing structure for an electric motor.
電動パワーステアリング装置のための電動モータとして、特許文献1に記載の如く、電動モータのモータケース(ヨーク)に結合されるアルミ合金製のハウジング(軸受ホルダ)に、電動モータの回転軸を支持するボールベアリング等の軸受を圧入し、ブラシ装置の樹脂製ベース(ブラシホルダ)をねじ止めしたものがある。
特許文献1の電動モータを簡素化するために、軸受ホルダを樹脂モールドしつつ軸受をインサート成形したり、軸受ホルダとブラシホルダを一体化して樹脂モールドしつつ軸受をインサート成形しようとするとき、以下の問題点を生ずる。 In order to simplify the electric motor of Patent Document 1, when the bearing is insert-molded while resin-molding the bearing holder, or when the bearing holder and the brush holder are integrated and resin-molded while trying to insert-mold the bearing, This causes problems.
軸受ホルダの成形型、又は軸受ホルダとブラシホルダの一体成形型の内部に軸受をセットし、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が直接接触することの熱影響により、軸受転動面内のグリースが熱劣化する。これにより、電動モータの回転時に、軸受からガラガラ音(異常音)や異常振動が発生し、電動モータの作動性を損なう。 A bearing is set inside a bearing holder molding die or an integral molding die of a bearing holder and a brush holder, and a high-temperature molten resin is molded. The grease in the rolling surface is thermally deteriorated. As a result, rattling noise (abnormal sound) and abnormal vibration are generated from the bearing during rotation of the electric motor, impairing the operability of the electric motor.
本発明の課題は、電動モータの軸受を軸受ホルダに一体に樹脂モールドするに際し、軸受の熱劣化を防止し、軸受の耐久性と作動性を向上することにある。 An object of the present invention is to prevent thermal deterioration of a bearing and improve the durability and operability of the bearing when resin-molding a bearing of an electric motor integrally with a bearing holder.
請求項1の発明は、電動モータのモータケースに結合される樹脂製の軸受ホルダに、電動モータの回転軸を支持する軸受を設けた電動モータの軸受構造において、環状スペーサの内周に軸受を保持し、この環状スペーサを軸受ホルダにインサート成形してなるようにしたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric motor bearing structure in which a resin bearing holder coupled to a motor case of an electric motor is provided with a bearing for supporting a rotating shaft of the electric motor. The annular spacer is formed by insert molding in the bearing holder.
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記軸受ホルダがブラシホルダを構成し、軸受の側傍にブラシ保持部を設けたものである。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the bearing holder constitutes a brush holder, and a brush holding portion is provided on the side of the bearing.
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記環状スペーサの内周の軸方向に沿う端部に、軸受の端面が係合する軸受係合部を備えたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a bearing engaging portion that engages with an end surface of the bearing is provided at an end portion along the axial direction of the inner periphery of the annular spacer.
請求項4の発明は、請求項1〜3の発明において更に、前記環状スペーサの内周の一部との接触により軸受を保持するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the bearing is held by contact with a part of the inner periphery of the annular spacer.
請求項5の発明は、請求項1〜4の発明において更に、前記環状スペーサの軸受ホルダにインサート成形される外周に、軸受ホルダと軸方向にて係合する樹脂係合部及び/又は軸受ホルダと周方向にて係合する樹脂係合部を備えたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the resin engaging portion and / or the bearing holder that is engaged with the bearing holder in the axial direction on the outer periphery of the annular spacer that is insert-molded in the bearing holder. And a resin engaging portion that engages in the circumferential direction.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の電動モータの軸受構造を用いてなる電動パワーステアリング装置である。 A sixth aspect of the present invention is an electric power steering apparatus using the electric motor bearing structure according to any one of the first to fifth aspects.
(請求項1)
a 軸受ホルダの成形型に、軸受を被包した環状スペーサをセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受に直接接触することによる熱影響を回避し、軸受のグリースの熱劣化を防止する。電動モータの回転時の軸受の異常音や異常振動を防止する。電動モータの作動性を損なうことなく、電動モータの構成を簡素化できる。
(Claim 1)
a. Molding a high-temperature molten resin in a state where an annular spacer encapsulating the bearing is set in a molding die of the bearing holder, avoiding the thermal effect caused by direct contact of the high-temperature molten resin with the bearing, Prevent thermal degradation of bearing grease. Prevents abnormal noise and vibration of the bearing when the electric motor rotates. The configuration of the electric motor can be simplified without impairing the operability of the electric motor.
(請求項2)
b 軸受ホルダ兼ブラシホルダの一体成形型に、軸受を被包した環状スペーサをセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受に直接接触することによる熱影響を回避し、軸受のグリースの熱劣化を防止する。電動モータの回転時の軸受の異常音や異常振動を防止する。電動モータの作動性を損なうことなく、電動モータの構成をも簡素化できる。
(Claim 2)
b. Molding of high-temperature molten resin in a state where an annular spacer encapsulating the bearing is set in an integral mold of the bearing holder / brush holder, and the thermal effect of the high-temperature molten resin directly contacting the bearing To prevent thermal deterioration of bearing grease. Prevents abnormal noise and vibration of the bearing when the electric motor rotates. The configuration of the electric motor can be simplified without impairing the operability of the electric motor.
(請求項3)
c 環状スペーサの内周の軸方向に沿う端部に、軸受の端面が係合する軸受係合部を備えたから、環状スペーサに対する軸受の軸方向での位置決め精度を向上でき、組付性も良い。
(Claim 3)
c Since the bearing engaging portion with which the end surface of the bearing engages is provided at the end portion along the axial direction of the inner periphery of the annular spacer, the positioning accuracy in the axial direction of the bearing with respect to the annular spacer can be improved, and the assembling property is also good. .
(請求項4)
d 環状スペーサの内周の一部との接触により軸受を保持するようにしたから、環状スペーサの内周と軸受の部分的な接触部の寸法精度を確保するだけで、環状スペーサに対する軸受の半径方向での位置決め精度を向上できる。同時に、環状スペーサから軸受への熱伝達面積を小さくし、軸受に及ぶ前述の熱影響を更に回避できる。
(Claim 4)
d Since the bearing is held by contact with a part of the inner periphery of the annular spacer, the radius of the bearing relative to the annular spacer can be ensured only by ensuring the dimensional accuracy of the inner periphery of the annular spacer and the partial contact portion of the bearing. The positioning accuracy in the direction can be improved. At the same time, the heat transfer area from the annular spacer to the bearing can be reduced to further avoid the above-described thermal effect on the bearing.
(請求項5)
e 環状スペーサの軸受ホルダにインサート成形される外周に、軸受ホルダと軸方向にて係合する樹脂係合部及び/又は軸受ホルダと周方向にて係合する樹脂係合部を備えたから、環状スペーサと軸受ホルダの結合強度を向上できる。
(Claim 5)
e Since the outer periphery of the annular spacer that is insert-molded in the bearing holder is provided with a resin engaging portion that engages with the bearing holder in the axial direction and / or a resin engaging portion that engages with the bearing holder in the circumferential direction. The coupling strength between the spacer and the bearing holder can be improved.
(請求項6)
f 電動パワーステアリング装置の電動モータにおいて、上述a〜eを実現できる。
(Claim 6)
f In the electric motor of the electric power steering apparatus, the above a to e can be realized.
図1は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う矢視図、図5は図4のV−V線に沿う軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、(A)は全体断面図、(B)は要部拡大断面図、図6は軸受ホルダ兼ブラシホルダを示し、(A)は断面図、(B)は左側面図、(C)は右側面図、図7は環状スペーサを示し、(A)は断面図、(B)は(A)のB−B線に沿う断面図、図8は環状スペーサの変形例を示す断面図である。 1 is a partially cutaway front view of the electric power steering apparatus, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 3 is a view taken along the line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 shows the bearing holder / brush holder along the line V-V in FIG. 4, (A) is an overall sectional view, and (B) is an enlarged sectional view of the main part. 6 shows a bearing holder and brush holder, (A) is a sectional view, (B) is a left side view, (C) is a right side view, FIG. 7 shows an annular spacer, (A) is a sectional view, (B) is sectional drawing which follows the BB line of (A), FIG. 8 is sectional drawing which shows the modification of an annular spacer.
電動パワーステアリング装置10は、図1、図2に示す如く、車体フレーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング11を有する。そして、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸12にトーションバー13を介してピニオン軸14を連結し、このピニオン軸14にピニオン15を設け、このピニオン15に噛合うラック16Aを備えたラック軸16をギヤハウジング11に左右動可能に支持している。ステアリング軸12とピニオン軸14の間には、操舵トルク検出装置17を設けてある。尚、ステアリング軸12とピニオン軸14は軸受12A、14A、14Bを介してギヤハウジング11に支持される。ラック軸16は、一端をラックガイド18Aに、他端を軸受18Bに摺動自在に支持される。そして、ラック軸16の中間部には左右のタイロッド19A、19Bが連結される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric
ギヤハウジング11には、図3に示す如く、電動モータ30のモータケース31が固定され、電動モータ30の回転軸32にはトルクリミッタ20を介してアシスト軸21が結合され、アシスト軸21はボールベアリング等の軸受21A、21Bによりギヤハウジング11に両端支持されている。そして、アシスト軸21の中間部にウォームギヤ22を一体に備え、このウォームギヤ22に噛合うウォームホイール23をピニオン軸14の中間部に固定してある。電動モータ30の発生トルクは、ウォームギヤ22とウォームホイール23の噛合い、ピニオン15とラック16Aの噛合いを介してラック軸16に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステアリング軸12に付与する操舵力をアシストする。
As shown in FIG. 3, a
トルクリミッタ20は、電動モータ30の回転軸32に結合される接続体20Aと、アシスト軸21に結合される接続体20Bとを含む摩擦板式トルクリミッタである。電動パワーステアリング装置10の通常使用されるトルク(リミットトルクより小なるトルク)では、トルクリミッタ20の摩擦力により回転軸32とアシスト軸21を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸16のストロークが急停止せしめられたときの電動モータ30の慣性トルクがトルクリミッタ20の摩擦力を越える衝撃トルク(リミットトルク以上のトルク)に対しては、回転軸32をアシスト軸21に対してスリップさせ、電動モータ30のトルクをアシスト軸21の側に伝達させないように機能する。
The
また、アシスト軸21はハウジング11に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワーステアリング装置10の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸21に作用する過大推力を吸収可能とする。具体的には、アシスト軸21のための軸受21A、21Bの外輪をギヤハウジング11に固定し、アシスト軸21を軸受21A、21Bの内輪に隙間嵌めする。そして、アシスト軸21にフランジ25、26を設け、フランジ25と軸受21Aの内輪との間に予圧縮された弾性変形具27Aを、フランジ26と軸受21Bの内輪との間に予圧縮された弾性変形具27Bを介装する。即ち、弾性変形具27A、27Bは、アシスト軸21への装填状態で、一定の予圧縮量(一定の衝撃緩和性能)をもって組込まれ、結果としてアシスト軸21を軸方向の双方向に弾性支持する。
The
ここで、電動モータ30は以下の如くに構成される。
電動モータ30は、図3〜図5に示す如く、モータケース31と軸受ホルダ兼ブラシホルダ33(図6)がボルト34でギヤハウジング11に固定され、回転軸32をモータケース31と軸受ホルダ兼ブラシホルダ33のそれぞれに設けたボールベアリング等からなる軸受31A、33Aで支持している。
Here, the
As shown in FIGS. 3 to 5, in the
そして、電動モータ30は、固定子35を有する。固定子35は、モータケース31を構成する鉄等の磁性材料により形成される筒状のヨーク36と、ヨーク36の内周の周方向複数位置にマグネット収容区画37Aを形成する絶縁性樹脂材料により形成された筒状体からなるマグネットホルダ37と、マグネットホルダ37のマグネット収容区画37Aに収容されて位置決め保持されるマグネット38と、マグネットホルダ37に位置決め保持されたマグネット38の内側に圧入される非磁性材料の極薄板により成形されたマグネットカバー39(不図示)とからなる。
The
また、電動モータ30は、固定子35の内側に挿入されて回転軸32に固定される回転子41を有する。回転子41は、回転軸32の外周に設けられるアマチュアコア42とコンミテータ43とからなる。
The
また、電動モータ30は、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33に保持され、回転子41のコンミテータ43に接触せしめられるブラシ44を有する。ブラシ44は、ピグテール(リード線)45の一端が接続され、このピグテール45の他端にターミナル46が接続される。軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は給電コネクタ47を一体に有し、給電コネクタ47にターミナル挿入孔48を備える。ブラシ44に接続された上述のターミナル46はターミナル挿入孔48に挿入されて固定化される。
The
電動モータ30は、給電コネクタ47に相手コネクタ(不図示)を取付けることにより、相手コネクタの給電端子をターミナル46に嵌合する等の状態で接続し、ブラシ44に給電可能にする。電動モータ30は、ブラシ44から回転子41のコンミテータ43を経てアマチュアコア42に給電されると、アマチュアコア42の磁力線が固定子35のマグネット38で発生している磁界を切ることにより、回転子41が回転する。
By attaching a mating connector (not shown) to the
しかるに、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は図6に示す如くに構成される。
軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、給電コネクタ47を一体成形した、絶縁性プラスチック材料からなる射出成形体である。軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、短円筒体51の一端側にヨーク36(モータケース31)をOリング51Aを伴なってインロー結合するとともに、短円筒体51の他端側にギヤハウジング11をOリング51Bを伴なってインロー結合し、ヨーク36とギヤハウジング11の間に挟持され、ボルト34によりヨーク36と軸受ホルダ兼ブラシホルダ33とギヤハウジング11の3者を同軸結合可能とする。
However, the bearing holder /
The bearing holder /
また、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、短円筒体51の一端側の周方向特定位置(本実施形態では2位置)に係合凹部52を形成し、マグネットホルダ37の一方の端面にて外周に沿って設けた円弧状の係合凸部37Bをこの係合凹部52に係合させることにより、マグネットホルダ37が位置決めする固定子35のマグネット38に対する、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33が保持するブラシ44の位置ずれをなくし、電動モータ30の回転性能が正転方向と逆転方向で異なるものになることを回避する。
Further, the bearing holder /
軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、ヨーク36の内部とギヤハウジング11の内部とを仕切る仕切壁53を短円筒体51の内部に設け、この仕切壁53の中央部に、回転軸32のためのボールベアリング等からなる前述の軸受33Aを後述する如くに備える。
The bearing holder /
軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、仕切壁53のコンミテータ43に臨む端面をホルダ面53Aとし、このホルダ面53A上の周方向複数位置(例えば左右2位置)にブラシ保持部54を設け、各ブラシ保持部54に左右のブラシ44のそれぞれをスライド可能に挿入するための貫通孔55を形成したケース体57が組付けられる。貫通孔55はブラシ44をコンミテータ43の側にスライド突出可能に納めてこれを位置決め保持する。軸受ホルダ兼ブラシホルダ33は、貫通孔55に挿入したブラシ44をバックアップ支持し、ブラシ44を貫通孔55の先端開口から突出させてコンミテータ43に押接せしめるブラシスプリング56を付帯して備える。尚、図4は2個のブラシ保持部54のうち、1個のブラシ保持部54にブラシ44とブラシスプリング56を組込み、残りの1個のブラシ保持部54にはブラシ44だけを組込んだ組込過程状態を示すものである。
The bearing holder /
以下、電動モータ30において、回転軸32のためのボールベアリング等からなる軸受33Aを軸受ホルダ兼ブラシホルダ33に支持する構造について説明する。
Hereinafter, in the
電動モータ30は、軸受33Aの外輪を図3〜図6に示す如く、環状スペーサ60の内周に圧入して保持し、この環状スペーサ60を軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の成形型にセットして高温溶融樹脂をモールドし、環状スペーサ60及び軸受33Aを軸受ホルダ兼ブラシホルダ33にインサート成形する。環状スペーサ60は、アルミ合金等からなり、軸受33Aの外輪を被包し、高温溶融樹脂を軸受33Aに直接接触させない。環状スペーサ60は、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の構成樹脂材料より高融点の樹脂からなるものでも良い。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
環状スペーサ60は、図7に示す如く、軸受33Aの外輪が圧入する内周の軸方向に沿う一端側に面取部61を、他端側に環状に内側に張り出る軸受係合部62を備える。軸受33Aの一端面が面取部61の側から圧入され、軸受係合部62に係合して位置決めされる。
As shown in FIG. 7, the
環状スペーサ60は、図7に示す如く、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33のインサート成形される外周に、環状溝からなる樹脂係合部63と、樹脂係合部63の環状溝の周方向に等間隔をなす4位置に形成された平面状の樹脂係合部64を備える。環状溝からなる樹脂係合部63は軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の構成樹脂と軸方向にて係合し、平面状の樹脂係合部64は軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の構成樹脂と周方向にて係合し、環状スペーサ60と軸受ホルダ兼ブラシホルダ33とのモールド結合強度を軸方向と周方向で強化する。
As shown in FIG. 7, the
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
a 軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の一体成形型に、軸受33Aを被包した環状スペーサ60をセットした状態で、高温の溶融樹脂をモールドするものであり、高温の溶融樹脂が軸受33Aに直接接触することによる熱影響を回避し、軸受33Aのグリースの熱劣化を防止する。電動モータ30の回転時の軸受33Aの異常音や異常振動を防止する。電動モータ30の作動性を損なうことなく、電動モータ30の構成をも簡素化できる。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
a. A high temperature molten resin is molded in a state where the
b 環状スペーサ60の内周の軸方向に沿う端部に、軸受33Aの端面が係合する軸受係合部62を備えたから、環状スペーサ60に対する軸受33Aの軸方向での位置決め精度を向上でき、組付性も良い。
b Since the
c 環状スペーサ60の軸受ホルダ兼ブラシホルダ33にインサート成形される外周に、軸受ホルダ兼ブラシホルダ33と軸方向にて係合する樹脂係合部63及び軸受ホルダ兼ブラシホルダ33と周方向にて係合する樹脂係合部64を備えたから、環状スペーサ60と軸受ホルダ兼ブラシホルダ33の結合強度を向上できる。
c On the outer periphery of the
d 電動パワーステアリング装置10の電動モータ30において、上述a〜cを実現できる。
d In the
環状スペーサ60は内周の全周で軸受33Aの外輪に接触して該軸受33Aを保持するものに限らず、内周の一部との接触により軸受33Aを保持するものでも良い。図8の環状スペーサ60Aは、内周の周方向に等間隔をなす4位置において半径方向を内方に突出する突状支持面65により、軸受33Aの外輪を支持するものである。この環状スペーサ60Aによれば、環状スペーサ60Aの内周の一部との接触により軸受33Aを保持するようにしたから、環状スペーサ60Aの内周と軸受33Aの部分的な接触部の寸法精度を確保するだけで、環状スペーサ60Aに対する軸受33Aの半径方向での位置決め精度を向上できる。更に、この環状スペーサ60Aを樹脂形成する場合には、この部分的な接触部のみにおいて寸法精度を確保すれば良く、樹脂スペーサであることにより断熱性も良い。同時に、環状スペーサ60Aから軸受33Aへの熱伝達面積を小さくし、軸受33Aに及ぶ前述の熱影響を更に回避できる。
The
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の軸受ホルダは、必ずしもブラシホルダと兼用することを要しない。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, the bearing holder of the present invention does not necessarily need to be used as a brush holder.
10 電動パワーステアリング装置
30 電動モータ
31 モータケース
32 回転軸
33 軸受ホルダ兼ブラシホルダ(軸受ホルダ)
33A 軸受
54 ブラシ保持部
60、60A 環状スペーサ
62 軸受係合部
63、64 樹脂係合部
65 突状支持面
DESCRIPTION OF
33A Bearing 54
Claims (6)
環状スペーサの内周に軸受を保持し、この環状スペーサを軸受ホルダにインサート成形してなることを特徴とする電動モータの軸受構造。 In the bearing structure of the electric motor in which the bearing for supporting the rotating shaft of the electric motor is provided in the resin bearing holder coupled to the motor case of the electric motor,
A bearing structure for an electric motor, wherein a bearing is held on the inner periphery of an annular spacer, and the annular spacer is insert-molded into a bearing holder.
An electric power steering apparatus using the electric motor bearing structure according to claim 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007132624A1 (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-22 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Motor with reduction gear and method of manufacturing the same |
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2003
- 2003-08-20 JP JP2003296838A patent/JP2005073323A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007132624A1 (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-22 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Motor with reduction gear and method of manufacturing the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |