JP2017028802A - 電動モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】電動モータの組立作業時間を短縮することを目的とする。【解決手段】電動モータ１００は、ステータ４０と、出力軸５１に取り付けられステータ４０内に支持されるロータ５０と、ステータ４０とロータ５０とを内部に収容する筒状のケース１０と、出力軸５１を回転自在に支持するボールベアリング６０、７０と、ボールベアリング７０が取り付けられケース１０の開口部を閉塞する第２カバー部材３０と、を備え、ボールベアリング７０は、外輪が樹脂材料によって第２カバー部材３０と一体に形成されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータに関するものである。
特許文献１には、回転子が、ブラケットを兼ねるヒートシンク側の軸受とブラケット側の軸受とで回転自在に支承された電動機が記載されている。
特開２００２−３４５２１１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の電動機では、ヒートシンクに軸受を組み付けた後、その軸受をヒートシンクに止め輪などで固定する必要があるため、組立作業に時間がかかっていた。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータの組立作業時間を短縮することを目的とする。
第１の発明は、ステータと、出力軸に取り付けられステータ内に支持されるロータと、ステータとロータとを内部に収容する筒状のケースと、出力軸を回転自在に支持するボールベアリングと、ボールベアリングが取り付けられケースの開口部を閉塞するカバー部材と、を備え、ボールベアリングは、外輪が樹脂材料によってカバー部材と一体に形成されることを特徴とする。
第１の発明では、ボールベアリングの外輪がカバー部材と一体に形成されるので、ボールベアリングをカバー部材に固定する作業が必要なくなる。
第２の発明は、カバー部材とケースとは一体に形成されることを特徴とする。
第２の発明では、カバー部材とケースとを組み立てる作業が不要となる。
第３の発明は、カバー部材を挟んでステータ及びロータと反対側には、ステータまたはロータへ出力する電気信号を制御する制御装置が設けられることを特徴とする。
第３の発明では、制御装置とステータ及びロータとの間に樹脂材料によって形成されたカバー部材が位置する。これにより、ステータまたはロータから発生する熱が制御装置に伝わることを抑制できる。
第４の発明は、ボールベアリングを複数有し、複数のボールベアリングは、出力軸の軸方向に並ぶ複列型ボールベアリングを構成することを特徴とする。
この構成によれば、出力軸のスラスト荷重が大きくても、ボールベアリングによってスラスト荷重を支持することができる。
本発明によれば、電動モータの組立作業時間を短縮することができる。
本発明の実施形態に係る電動モータの断面図である。 本発明の実施形態に係る電動モータの主要部を拡大した断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動モータ１００について説明する。
電動モータ１００は、例えば、電動パワーステアリング装置において、操舵補助トルクを発生する動力源として用いられる。
図１に示すように、電動モータ１００は、円筒状に形成されたケース１０と、ケース１０の一端側の開口を閉塞する第１カバー部材２０と、ケース１０の他端側の開口を閉塞する第２カバー部材３０と、を有する。ケース１０、第１カバー部材２０、及び第２カバー部材３０によってモータハウジング１が形成される。
ケース１０の内周面には、ステータ４０が固定される。ステータ４０は、ステータコア４１と、インシュレータ４２を介してステータコア４１に巻回されたステータコイル４３と、を有する。
ステータ４０の内周には、ステータ４０と若干の隙間を隔てて円柱状のロータ５０が設けられる。ロータ５０は、出力軸５１と、出力軸５１に取り付けられた図示しないロータコアと、ロータコアの外周に取り付けられた図示しない永久磁石と、を有する。出力軸５１は、第１カバー部材２０及び第２カバー部材３０に取り付けられたボールベアリング６０、７０によって回転自在に支持される。このようにして、ステータ４０とロータ５０とは、ケース１０の内部に収容され保持される。
出力軸５１は、一端が第１カバー部材２０を貫通して外部へ突出し、図示しないウォーム減速機構を介してステアリングシャフトに連結される。
第１カバー部材２０には、出力軸５１の一端側を支持するボールベアリング６０が取り付けられる。ボールベアリング６０は、第１カバー部材２０の中央部に形成された凹部２１に挿入され図示しないべベル止め輪によって凹部２１内に保持される。なお、このような方法に限らず、ボールベアリング６０を凹部２１内に保持できれば、かしめ固定など、どのような方法を用いてもよい。
第２カバー部材３０には、出力軸５１の他端側を支持するボールベアリング７０が取り付けられる。ボールベアリング７０は、複数のボールベアリングが並ぶ出力軸５１の軸方向に複列型ボールベアリングである。具体的には、ボールベアリング７０は、出力軸５１の軸方向に直列に並ぶ２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂによって構成される。２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂは、内輪７２Ａ、７２Ｂどうしを接するようにして第２カバー部材３０に設けられる。
第２カバー部材３０を挟んでステータ４０及びロータ５０と反対側には、ステータコイル４３に出力する電気信号を制御する制御装置８０が設けられる。制御装置８０は、第２カバー部材３０に隣接するように設けられた収容ケース８１内に収容される。第２カバー部材３０と収容ケース８１の少なくとも一部とを一体化して形成してもよい。
次に、第２カバー部材３０について図２を参照して詳細に説明する。
図２に示すように、第２カバー部材３０は、収容ケース８１と隣接する基体部３１と、基体部３１からロータ５０側に向かって突出しボールベアリング７０が取り付けられる円筒部３２と、を有する。基体部３１と円筒部３２とは、樹脂材料によって一体に形成される。
上述のように、円筒部３２の内周側には、直列に２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂが配置される。樹脂材料で形成される第２カバー部材３０は、金属材料で形成されたものに比べて強度が弱い。しかしながら、第２カバー部材３０には、２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂが、内輪７２Ａ、７２Ｂどうしを接するようにして第２カバー部材３０に設けられる。これにより、出力軸５１のスラスト荷重が大きくても、２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂによってスラスト荷重を支持することができる。つまり、出力軸５１の軸方向に直列に並ぶように２つのボールベアリング７０Ａ、７０Ｂを複列型ボールベアリングとして第２カバー部材３０に設けることによって、ボールベアリング７０の許容スラスト荷重を大きくすることができる。なお、内輪７２Ａ、７２Ｂは、一体化して形成してもよい。軌道溝３３Ａ、３３Ｂにおける強度が充分に確保できる場合には、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂはどちらか一方のみとすることができる。
ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂの外輪は、円筒部３２と一体に形成される。具体的には、円筒部３２の内周面には、円環状の軌道溝３３Ａ、３３Ｂが形成される。ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂのボール７１は、それぞれ軌道溝３３Ａ、３３Ｂに沿って転動する。このように、軌道溝３３Ａ、３３Ｂが形成された円筒部３２は、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂのボール７１を支持する外輪として機能する。
第２カバー部材３０を形成する樹脂材料には、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が用いられる。これらの材料は、摺動性に優れているので、金属製であるボール７１と軌道溝３３Ａ、３３Ｂとの間に潤滑油を必要としない。このような樹脂材料で第２カバー部材３０を形成することで、ボールベアリング７０に潤滑油を注油するなどのメンテナンス作業が不要となる。
ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂを組み立てるには、複数のボール７１を内輪７２Ａ、７２Ｂと軌道溝３３Ａ、３３Ｂとの間に並べ、複数のボール７１を保持する図示しない保持器を固定することで組み立てることができる。このように、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂを組み立てることで、第２カバー部材３０にボールベアリング７０Ａ、７０Ｂが取り付けられた状態になる。したがって、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂを組み立てた後、別途、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂを第２カバー部材３０に固定する作業が必要なくなるので、組立作業が簡単になるとともに組立時間を短縮することができる。
ケース１０と第２カバー部材３０とを一体に形成してもよい。これにより、第２カバー部材３０とケース１０とを組み立てる作業が不要となる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
電動モータ１００では、ボールベアリング７０は、外輪が樹脂材料によって第２カバー部材３０と一体に形成される。これにより、ボールベアリング７０を第２カバー部材３０に固定する作業が必要なくなる。これにより、組立作業が簡単になるとともに組立時間を短縮することができる。また、べベル止め輪などを固定するための溝を加工する必要もなくなるので、加工時間が不要となる。
樹脂材料は、金属材料に比べて熱が伝わりにくい。したがって、第２カバー部材３０を樹脂材料で形成することにより、ステータコイル４３で発生した熱が制御装置８０に伝わること、あるいは、制御装置８０で発生した熱がステータ４０及びロータ５０に伝わることを抑制できる。
電動モータ１００では、第２カバー部材３０を樹脂材料で形成したので、軽量化を図ることができる。さらに、軽量化されたことにより、共振点が高周波数側にずれる。これにより、振動や騒音の低減を図ることができる。また、樹脂は金属に比べて弾性を有しているのでロータ５０を軸方向に付勢する付勢部材を不要とすることもできる。
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
電動モータ１００は、ステータ４０と、出力軸５１に取り付けられステータ４０内に支持されるロータ５０と、ステータ４０とロータ５０とを内部に収容する筒状のケース１０と、出力軸５１を回転自在に支持するボールベアリング６０、７０と、ボールベアリング７０が取り付けられケース１０の開口部を閉塞する第２カバー部材３０と、を備え、ボールベアリング７０は、外輪が樹脂材料によって第２カバー部材３０と一体に形成されることを特徴とする。
この構成によれば、ボールベアリング７０の外輪が第２カバー部材３０と一体に形成されるので、ボールベアリング７０を第２カバー部材３０に固定する作業が必要なくなる。これにより、組立作業が簡単になるとともに組立時間を短縮することができる。
また、電動モータ１００は、第２カバー部材３０とケース１０とは一体に形成されることを特徴とする。
この構成によれば、第２カバー部材３０とケース１０とを組み立てる作業が不要となる。
また、電動モータ１００は、第２カバー部材３０を挟んでステータ４０及びロータ５０と反対側には、ステータ４０またはロータ５０へ出力する電気信号を制御する制御装置８０が設けられることを特徴とする。
この構成によれば、制御装置８０とステータ４０及びロータ５０との間に樹脂材料によって形成された第２カバー部材３０が位置する。これにより、ステータ４０またはロータ５０から発生する熱が制御装置８０に伝わることを抑制できる。
また、電動モータ１００は、ボールベアリングを複数有し、複数のボールベアリング７０Ａ、７０Ｂは、出力軸５１の軸方向に並ぶ複列型ボールベアリングを構成することを特徴とする。
この構成によれば、出力軸５１のスラスト荷重が大きくても、ボールベアリング７０Ａ、７０Ｂによってスラスト荷重を支持することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
電動モータ１００では、第１カバー部材２０とボールベアリング６０の外輪とを樹脂材料によって一体に形成してもよい。また、ケース１０と第１カバー部材２０とボールベアリング６０の外輪とを樹脂材料によって一体に形成してもよい。
電動モータ１００は、ＤＣブラシレスモータを例に説明したが、ブラシ付きモータや、ＡＣモータであってもよい。ブラシ付きモータの場合には、ロータ５０にコイルが設けられるので、制御装置８０はロータ５０へ電気信号を出力する。
１００・・・電動モータ、１０・・・ケース、２０・・・第１カバー部材、３０・・・第２カバー部材、３１・・・基体部、３２・・・円筒部、３３Ａ、３３Ｂ・・・軌道溝、４０・・・ステータ、５０・・・ロータ、５１・・・出力軸、６０・・・ボールベアリング、７０・・・ボールベアリング、７０Ａ、７０Ｂ・・・ボールベアリング、７１・・・ボール、７２Ａ、７２Ｂ・・・内輪、７３Ａ、７３Ｂ・・・軌道溝、８０・・・制御装置

Claims (4)

  1. ステータと、
    出力軸に取り付けられ前記ステータ内に支持されるロータと、
    前記ステータと前記ロータとを内部に収容する筒状のケースと、
    前記出力軸を回転自在に支持するボールベアリングと、
    前記ボールベアリングが取り付けられ前記ケースの開口部を閉塞するカバー部材と、を備え、
    前記ボールベアリングは、外輪が樹脂材料によって前記カバー部材と一体に形成されることを特徴とする電動モータ。
  2. 前記カバー部材と前記ケースとは一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
  3. 前記カバー部材を挟んで前記ステータ及び前記ロータと反対側には、前記ステータまたは前記ロータへ出力する電気信号を制御する制御装置が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の電動モータ。
  4. 前記ボールベアリングを複数有し、複数の前記ボールベアリングは、前記出力軸の軸方向に並ぶ複列型ボールベアリングを構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動モータ。
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