JP2009124900A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低減する。
【解決手段】ブラシレスモータ１０において、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂは、ステータコア３４に形成された第二収容凹部４０の底部４０Ｂによって回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）から支持されると共に、センターピース１６に形成された軸受支持部４８によって回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持されている。従って、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂを回転シャフト２６の軸方向一方側及び他方側から支持するためのスリーブ部材（ブッシュ）が不要である。しかも、ウェーブワッシャ５０は、ステータコア３４に形成された第一収容凹部３８の底部３８Ｂと第一玉軸受４２との間に介挿されて保持されている。従って、ウェーブワッシャ５０をステータコア３４に対して固定するための特別な部材（支持プレート）も不要である。これにより、コストを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、回転シャフトを一対の玉軸受で回転可能に支持するように構成されたブラシレスモータに関する。

従来、この種のブラシレスモータとしては、例えば、次のものがある（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の例では、ハウジングとロータハブとの間にモータの軸線方向に間隔を置いて一対の玉軸受が配設されている。一方の玉軸受の外輪は、ハブ本体に装着され、他方の玉軸受の外輪はスリーブ部材（ブッシュ）に装着されている。

なお、特許文献１に記載の例では用いられていないが、この種のブラシレスモータのなかには、一対の玉軸受に対してモータの軸線方向に予圧を与えるための押圧部材が用いられたものもある。
特開２０００−１４５７９３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の例では、他方の玉軸受を保持するためにスリーブ部材（ブッシュ）が必要である。このため、このスリーブ部材を用いる分、部品点数及び製造工数が増加する。従って、部品点数及び製造工数を削減してコストを低減するためには改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、コストを低減することができるブラシレスモータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のブラシレスモータは、回転シャフトと、前記回転シャフトの軸方向一方側に固定されたロータと、前記回転シャフトの軸方向一方側に形成されて前記回転シャフトの軸方向一方側に開口された第一収容凹部と、前記回転シャフトの軸方向他方側に形成されて前記回転シャフトの軸方向他方側に開口された第二収容凹部と、を有し、前記ロータを回転させるための回転磁界を形成するステータと、前記第一収容凹部に収容され、内輪が前記回転シャフトの軸方向一方側に固定され外輪が前記第一収容凹部の内周部に保持された第一玉軸受と、前記第二収容凹部に収容され、内輪が前記回転シャフトの軸方向他方側に固定され外輪が前記第二収容凹部の底部に前記回転シャフトの軸方向一方側から支持されると共に前記第二収容凹部の内周部に保持された第二玉軸受と、前記第二収容凹部に挿入されて固定された固定凸部と、前記第二玉軸受の外輪を前記回転シャフトの軸方向他方側から支持する軸受支持部と、を有して構成されたセンターピースと、前記第一収容凹部に収容され、前記第一収容凹部の底部に対し前記第一玉軸受の外輪を前記回転シャフトの軸方向一方側へ押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載のブラシレスモータによれば、第二玉軸受の外輪は、ステータに形成された第二収容凹部の底部によって回転シャフトの軸方向一方側から支持されると共に、センターピースに形成された軸受支持部によって回転シャフトの軸方向他方側から支持されている。従って、第二玉軸受の外輪を回転シャフトの軸方向一方側及び他方側から支持するためのスリーブ部材（ブッシュ）が不要である。これにより、部品点数及び製造工数を削減することができるので、コストを低減することができる。

しかも、請求項１に記載のブラシレスモータによれば、第一玉軸受の外輪に対し回転シャフトの軸方向一方側へ予圧を付与するための押圧部材は、ステータに形成された第一収容凹部の底部と第一玉軸受との間に介挿されて保持されている。従って、押圧部材をステータに対して固定するための特別な部材（支持プレート）も不要である。これにより、部品点数及び製造工数をさらに削減することができるので、コストをより一層低減することができる。

請求項２に記載のブラシレスモータは、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記押圧部材は、ウェーブワッシャとされている、ことを特徴とする。

請求項２に記載のブラシレスモータによれば、押圧部材にウェーブワッシャを用いることで第一収容凹部の底部に対し第一玉軸受の外輪を回転シャフトの軸方向一方側へ押圧することができる。

請求項３に記載のブラシレスモータは、請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、前記軸受支持部は、前記固定凸部における前記回転シャフトの軸方向一方側の端部とされている、ことを特徴とする。

請求項３に記載のブラシレスモータによれば、固定凸部における回転シャフトの軸方向一方側の端部が軸受支持部として構成されている。従って、軸受支持部が固定凸部と別の場所に設けられる構成に比して、第二玉軸受の外輪を回転シャフトの軸方向他方側から支持するための構成を簡単にすることができる。これにより、コストをより一層低減することができる。

請求項４に記載のブラシレスモータは、請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、前記軸受支持部は、前記センターピースの一部がかしめられて形成されたかしめ部とされている、ことを特徴とする。

請求項４に記載のブラシレスモータによれば、センターピースの一部をかしめてかしめ部として形成するだけで、この軸受支持部としてのかしめ部によって第二玉軸受の外輪を回転シャフトの軸方向他方側から支持することができる。

請求項５に記載のブラシレスモータは、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラシレスモータは、前記ロータに送風用ファンが一体回転可能に設けられた車両用ファンモータである、ことを特徴とする。

請求項５に記載のブラシレスモータによれば、コストを低減することできるので、市場に安価な車両用ファンモータを提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明のブラシレスモータ１０の一実施形態について説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０の全体構成が側面断面図にて示されている。この図に示されるブラシレスモータ１０は、例えば、乗用自動車等の車両に搭載されたラジエータを冷却するための車両用ファンモータとして好適に用いられるものであり、ロータ１２と、ステータ１４と、センターピース１６とを主要な構成として備えている。

ロータ１２は、有底筒状のロータハウジング１８と、ロータマグネット２０とを有して構成されている。ロータハウジング１８の底部２２における中央部には、筒状の嵌合部２４が形成されており、この嵌合部２４には、回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）が挿入されて嵌合固定されている。

ロータハウジング１８の円筒部２８の内周面には、回転シャフト２６の周方向に沿って環状に配置されたロータマグネット２０が固着されており、ロータハウジング１８の円筒部の外周面には、送風用ファン３０が一体回転可能に装着される。

ステータ１４は、ステータコイル３２と、ステータコア３４とを有して構成されている。ステータコイル３２は、ステータコア３４に形成された複数のティース部にそれぞれ巻回されており、図示しない制御回路と電気的に接続される。そして、このステータ１４は、前述の図示しない制御回路からの制御信号に応じて、ロータ１２を回転させるための回転磁界を形成する構成とされている。

ステータコア３４の中央部には、回転シャフト２６の軸方向に沿って軸方向孔部３６が形成されており、この軸方向孔部３６には、回転シャフト２６が回転可能に挿通されている。また、このステータコア３４には、回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）に第一収容凹部３８が形成されており、回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）に第二収容凹部４０が形成されている。第一収容凹部３８及び第二収容凹部４０は、上述の軸方向孔部３６と同軸状に設けられており、第一収容凹部３８は、回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）に開口され、第二収容凹部４０は、回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）に開口されている。

そして、第一収容凹部３８には、第一玉軸受４２が収容されており、第二収容凹部４０には、第二玉軸受４４が収容されている。第一玉軸受４２の内輪４２Ａは、回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）に圧入固定されており、第一玉軸受４２の外輪４２Ｂは、第一収容凹部３８の内周部３８Ａに嵌合保持されている。また、第二玉軸受４４の内輪４４Ａは、回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）に圧入固定されており、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂは、第二収容凹部４０の内周部４０Ａに嵌合保持されると共に第二収容凹部４０の底部４０Ｂに回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）から支持されている。

センターピース１６は、鉄製とされており、ロータ１２に対し回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）に配置されている。センターピース１６の中央部には、回転シャフト２６の軸方向に沿って延びる円筒状の固定凸部４６が形成されており、センターピース１６は、この固定凸部４６が上述の第二収容凹部４０に挿入されて圧入固定されることにより、上述のステータコア３４と一体的に固定されている。

そして、固定凸部４６における回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）の端部は、軸受支持部４８とされており、この軸受支持部４８は、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂを回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持している。

また、上述の第一収容凹部３８には、押圧部材としてのウェーブワッシャ５０が収容されている。ウェーブワッシャ５０は、第一収容凹部３８の底部３８Ｂと第一玉軸受４２との間に介在され、第一収容凹部３８の底部３８Ｂに対し第一玉軸受４２の外輪４２Ｂを回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）へ押圧している。そして、これにより、図１の矢印Ｐで示される如く、第一玉軸受４２の外輪４２Ｂ及び第二玉軸受４４の内輪４４Ａに予圧が付与されている。

そして、上記構成からなるブラシレスモータ１０によれば、以下の特有な効果を奏する。

ここで、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０が奏する効果をより明確にするために、先ず、比較例に係るブラシレスモータ１１０について説明する。

図４には、比較例に係るブラシレスモータ１１０の全体構成が側面断面図にて示されている。なお、この比較例に係るブラシレスモータ１１０において、上述の本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０と同様の構成については、便宜上、同一の符合を用いることとする。

この比較例に係るブラシレスモータ１１０では、センターピース１６の中央部に回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）へ延びる円筒部１１２が形成されている。円筒部１１２は、ステータコア３４に形成された軸方向孔部３６に挿入されて圧入固定されており、これにより、センターピース１６とステータコア３４とが一体的に固定されている。そして、この円筒部１１２の内部（孔部）には、第一玉軸受４２及び第二玉軸受４４が挿入されて嵌合保持されている。

第一玉軸受４２は、円筒部１１２における回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）に形成された軸受支持部１１４と、円筒部１１２の内部に挿入されて圧入固定されたブッシュ１１６とによって回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）及び他方側（Ｚ２側）から支持されている。

一方、第二玉軸受４４は、円筒部１１２の内部（孔部）に回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から挿入されて圧入固定された支持プレート１１８とブッシュ１１６との間に配置されており、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂは、支持プレート１１８との間に介在されたウェーブワッシャ５０によって支持プレート１１８に対し回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）へ押圧されている。そして、これにより、図４の矢印Ｐで示される如く、第一玉軸受４２の内輪４２Ａ及び第二玉軸受４４の外輪４４Ｂに予圧が付与されている。

しかしながら、この比較例に係るブラシレスモータ１１０では、第一玉軸受４２を回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持するためにブッシュ１１６が必要であると共に、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂ及びウェーブワッシャ５０を回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持するために支持プレート１１８が必要である。このため、このブッシュ１１６及び支持プレート１１８を用いる分、部品点数及び製造工数が増加する。

しかも、この比較例に係るブラシレスモータ１１０では、センターピース１６の円筒部１１２によって第一玉軸受４２及び第二玉軸受４４の両方を保持するため、円筒部１１２を有するセンターピース１６全体の形状が複雑となり、センターピース１６の加工コストが増加する。従って、部品点数及び製造工数を削減してコストを低減するためには改善の余地がある。

なお、この比較例に係るブラシレスモータ１１０において、ブッシュ１１６を省き、その代わりに円筒部１１２の内周部の一部をかしめることでかしめ部１２０（二点鎖線による想像線にて図示）を形成し、このかしめ部１２０によって第一玉軸受４２の外輪４２Ｂを回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持することも考えられる。

しかしながら、このようにした場合には、円筒部１１２の開口部１２２から深い位置にかしめ部１２０を形成することになる。このため、円筒部１１２の内周部から内壁をえぐるような加工が必要となる。ところが、その加工は非常に困難である。

また、この比較例に係るブラシレスモータ１１０において、単にブッシュ１１６を省くことも考えられる。しかしながら、このようにした場合には、回転シャフト２６、第一玉軸受４２、第二玉軸受４４、ロータ１２等の荷重がウェーブワッシャ５０に作用する。従って、ウェーブワッシャ５０の耐久強度を高める必要が生じ、コスト低減が困難となる。

これに対し、図１に示される本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂは、ステータ１４に形成された第二収容凹部４０の底部４０Ｂによって回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）から支持されると共に、センターピース１６に形成された軸受支持部４８によって回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持されている。

従って、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂを回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）及び他方側（Ｚ２側）から支持するためのブッシュ１１６が不要である。これにより、部品点数及び製造工数を削減することができるので、コストを低減することができる。

しかも、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば、第一玉軸受４２の外輪４２Ｂに対し回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）へ予圧を付与するためのウェーブワッシャ５０は、ステータ１４に形成された第一収容凹部３８の底部３８Ｂと第一玉軸受４２との間に介挿されて保持されている。

従って、ウェーブワッシャ５０をステータ１４に対して固定するための特別な支持プレート１１８も不要である。これにより、部品点数及び製造工数をさらに削減することができるので、コストをより一層低減することができる。

また、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば、固定凸部４６における回転シャフト２６の軸方向一方側（Ｚ１側）の端部が軸受支持部４８として構成されている。

従って、軸受支持部４８が固定凸部４６と別の場所に設けられる構成に比して、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂを回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持するための構成を簡単にすることができる。これにより、コストをより一層低減することができる。

さらに、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば、センターピース１６は、固定凸部４６によって第二玉軸受４４のみを保持する簡素な形状とされている（換言すれば、第一玉軸受４２及び第二玉軸受４４の両方を保持する複雑な形状ではない）ので、これにより、コストをより一層低減することができる。

以上詳述したように、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば、コストを低減することできるので、市場に安価な車両用ファンモータを提供することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態において、軸受支持部４８は、センターピース１６に形成された固定凸部４６の端部によって構成されていたが、次のように構成されていても良い。

ここで、図２，図３には、本発明の一実施形態に係るブラシレスモータ１０の変形例が側面断面図にて示されている。すなわち、図２，図３に示されるように、例えば、センターピース１６の一部がかしめられて軸受支持部としてのかしめ部５２が形成され、このかしめ部５２によって第二玉軸受４４の外輪４４Ｂが回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持されるように構成されていても良い。

この変形例によれば、センターピース１６の一部をかしめてかしめ部５２を形成するだけで、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂを回転シャフト２６の軸方向他方側（Ｚ２側）から支持することができ、支持プレート１１８を不要とすることができる。

また、上記実施形態において、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂは、第二収容凹部４０の内周部４０Ａに直接的に嵌合保持されていたが、例えば、図２に示されるように、円筒状の固定凸部４６を介して第二収容凹部４０の内周部４０Ａに保持されていても良い。

すなわち、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂが固定凸部４６の内周部４６Ａに嵌合保持されると共に、この固定凸部４６が第二収容凹部４０の内周部４０Ａに嵌合保持されることで、第二玉軸受４４の外輪４４Ｂが第二収容凹部４０の内周部４０Ａに保持されていても良い。

また、上記実施形態では、押圧部材としてウェーブワッシャ５０が用いられていたが、その他の部材が用いられても良いことは勿論である。

また、上記実施形態において、ブラシレスモータ１０は、車両用ファンモータとして用いられるとされていたが、その他の用途に用いられても良いことは勿論である。

本発明の一実施形態に係るブラシレスモータの全体構成を示す側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータの変形例を示す側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータの変形例を示す側面断面図である。 比較例に係るブラシレスモータの全体構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０…ブラシレスモータ、１２…ロータ、１４…ステータ、１６…センターピース、１８…ロータハウジング、２０…ロータマグネット、２２…底部、２４…嵌合部、２６…回転シャフト、２８…円筒部、３０…送風用ファン、３２…ステータコイル、３４…ステータコア、３６…軸方向孔部、３８…第一収容凹部、４０…第二収容凹部、３８Ａ，４０Ａ…内周部、３８Ｂ，４０Ｂ…底部、４２…第一玉軸受、４４…第二玉軸受、４２Ａ，４４Ａ…内輪、４２Ｂ，４４Ｂ…外輪、４６…固定凸部、４６Ａ…内周部、４８…軸受支持部、５０…ウェーブワッシャ（押圧部材）、５２…かしめ部（軸受支持部）

Claims (5)

1. 回転シャフトと、
   前記回転シャフトの軸方向一方側に固定されたロータと、
   前記回転シャフトの軸方向一方側に形成されて前記回転シャフトの軸方向一方側に開口された第一収容凹部と、前記回転シャフトの軸方向他方側に形成されて前記回転シャフトの軸方向他方側に開口された第二収容凹部と、を有し、前記ロータを回転させるための回転磁界を形成するステータと、
   前記第一収容凹部に収容され、内輪が前記回転シャフトの軸方向一方側に固定されて外輪が前記第一収容凹部の内周部に保持された第一玉軸受と、
   前記第二収容凹部に収容され、内輪が前記回転シャフトの軸方向他方側に固定されて外輪が前記第二収容凹部の底部に前記回転シャフトの軸方向一方側から支持されると共に前記第二収容凹部の内周部に保持された第二玉軸受と、
   前記第二収容凹部に挿入されて固定された固定凸部と、前記第二玉軸受の外輪を前記回転シャフトの軸方向他方側から支持する軸受支持部と、を有して構成されたセンターピースと、
   前記第一収容凹部に収容され、前記第一収容凹部の底部に対し前記第一玉軸受の外輪を前記回転シャフトの軸方向一方側へ押圧する押圧部材と、
   を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記押圧部材は、ウェーブワッシャとされている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記軸受支持部は、前記固定凸部における前記回転シャフトの軸方向一方側の端部とされている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記軸受支持部は、前記センターピースの一部がかしめられて形成されたかしめ部とされている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータ。
5. 前記ブラシレスモータは、前記ロータに送風用ファンが一体回転可能に設けられた車両用ファンモータである、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。

Images