JP2018046713A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの変形を抑制できるモータを提供する。【解決手段】軸方向に延びる筒状であって内部にロータ及びステータが配されるハウジング３を有し、ハウジング３は、外周面に設けられた第１固定部３１と、外周面に第１固定部３１と隙間を空けて軸方向一方側に並んで設けられた第２固定部３２と、外周面から外側に突出したリブ３３を有し、第１固定部３１は、少なくとも軸方向他方側に開口する第１内筒部３１１を有し、前記第２固定部３２は、少なくとも軸方向一方側に開口する第２内筒部を有し、リブ３３は、軸方向一方側の端部が、第２固定部３２と接続され、他方側の端部が第１固定部３１と接続されたモータ。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータは、外部装置への接続を行うための構成を有する（例えば、特許文献１、特許文献２等に記載）。特許文献１の回転電機は、一端に開口部を有する有底円筒状のハウジングと、ハウジングに固定され開口部を塞ぐフランジとを有している。そして、ハウジングの内周側に圧入或いは焼嵌めによって固定された固定コアと、固定コアの内周側に回転可能に配置された回転子とを有している。ハウジングおよびフランジには、ハウジング側ベアリングと、フランジ側ベアリングとが取り付けられており、それぞれの内輪に、固定子を構成する回転支軸が固定されている。また、フランジのハウジングへの固定は、固定コアと同じ圧入、焼嵌めや接着等で行われる。

特許文献２に記載のモータは、ハウジングの内周側に圧入または焼嵌めされたステータコアを有している。ステータコアの内周側には、シャフト、ロータコア、磁石、磁石カバーからなる回転子が設けられている。回転子は、ＦベアリングおよびＲベアリングにより支持されている。Ｆベアリングは、ハウジングのベアリングボックスに挿入され、トメワにより固定される。Ｒベアリングは、カバーモータのベアリングボックスに配置され、シャフトとＲベアリングの内輪が圧入固定される。軸受保持部材は、ハウジングの内部に搭載され、リングをハウジング内部に、焼嵌め、または圧入して、カバーモータを固定した構成を有している。

特開２０１４−０１７９５５号公報 特開２０１６−０７７０６９号公報

特許文献１に記載の回転電機において、固定コアはハウジングの内部側に圧入または焼嵌めで固定されており、フランジも圧入や焼嵌めで固定される場合もある。固定コア、フランジ等が圧入または焼嵌めで有底円筒状のハウジングに固定される場合、圧入時の力、または、焼嵌め時の熱および力によって変形する恐れがある。

また、特許文献２に記載のモータにおいて、ハウジングの内部にステータコアおよびリングを圧入または焼嵌めでハウジングに固定すると、圧入時の力、または、焼嵌め時の熱および力によって変形する恐れがある。

そこで、本発明は、ハウジングの変形を抑制できるモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、軸方向に延びる中心軸の周りに回転するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、軸方向に延びる筒状であって内部に前記ロータ及び前記ステータが配されるハウジングと、を有し、前記ハウジングは、前記ハウジングの外周面に設けられた第１固定部と、前記ハウジングの外周面に前記第１固定部と隙間を空けて軸方向一方側に並んで設けられた第２固定部と、前記ハウジングの外周面から外側に突出したリブと、を有し、前記第１固定部は、少なくとも軸方向他方側に開口し、軸方向一方側に延びる第１内筒部を有し、前記第２固定部は、少なくとも軸方向一方側に開口し、軸方向他方側に延びる第２内筒部を有し、前記リブは、軸方向一方側の端部が、前記第２固定部と接続され、他方側の端部が前記第１固定部と接続される。

例示的な本発明のモータによれば、ハウジングの変形を抑制することで、精度よく回転することが可能である。

図１は、本発明の第１実施形態のモータの斜視図である。 図２は、図１に示すモータの各構成部材を分解して示した分解斜視図である。 図３は、図１に示すモータを軸方向に見た平面図である。 図４は、図３に示すモータをＩＶ−ＩＶ線および中心軸を含む面で切断した断面図である。 図５は、図４に示すモータを構成するハウジングの一方の第１固定部、第２固定部およびリブを拡大した概略図である。 図６は、金型を組み立てる前の状態を示す概略平面図である。 図７は、金型を組み当てる前の状態を示す概略正面図である。 図８は、組み立てた状態の金型を示す概略平面図である。 図９は、組み立てた状態の金型を示す概略正面図である。 図１０は、図８において円Ａ１で囲んだ部分に射出成型材料が流入している状態を示す概略図である。 図１１は、第３隙間から第１隙間および第２隙間に射出成型材料が流入している状態を示す概略図である。す図である。

以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態にかかるモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｃ１の軸方向と平行な方向とする。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって図１の左右方向とする。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向（図１において、紙面と交差する方向）とする。

また、Ｚ軸は、図１に示す状態において、上を正の側（＋Ｚ側）、下を負の側（−Ｚ側）としている。そして、Ｚ軸方向の正の側（−Ｚ側）を「一方側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（＋Ｚ側）を「他方側」と呼ぶ。なお、一方側及び他方側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｃ１に平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｃ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｃ１を中心とする円弧に沿う方向、すなわち、中心軸Ｃ１の周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

＜１．モータについて＞
＜１．１ モータの概略構成＞
本発明の例示的な第１実施形態にかかるモータの概略構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態のモータの斜視図である。図２は、図１に示すモータの各構成部材を分解して示した分解斜視図である。図３は、図１に示すモータを軸方向に見た平面図である。図４は、図３に示すモータをＩＶ−ＩＶ線および中心軸を含む面で切断した断面図である。図５は、図４に示すモータを構成するハウジングの一方の第１固定部、第２固定部およびリブを拡大した概略図である。

図２に示すように、本実施形態にかかるモータＡは、軸方向に延びる中心軸Ｃ１の周りに回転するロータ１と、ロータ１と径方向に対向するステータ２と、軸方向に延びる筒状のハウジング３とを有する。ハウジング３の内部には、ロータ１およびステータ２が配される。

＜１．２ ロータの構成＞
ロータ１は、シャフト１１と、ロータコア１２と、ロータマグネット（不図示）と、を有する。シャフト１１は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる円柱状である。詳細は、後述するが、シャフト１１は、第１軸受４１および第２軸受４２を介して、ハウジング３に回転可能に支持される。

ロータコア１２は、複数枚の磁性鋼板を軸方向に積層して固定した積層体である。ロータコア１２は、シャフト１１に固定されている。ロータコア１２は、シャフト１１を周方向に囲んでいる。シャフト１１とロータコア１２とは中心軸が一致している。ロータコア１２には、複数個のロータマグネットが、ロータコア１２と周方向に隣り合あって固定される。ロータコア１２及びロータマグネットは、シャフト１１と共に回転する。

図１、図４に示すモータＡでは、シャフト１１の軸方向の長さがハウジング３の軸方向の長さとほぼ同じである。しかしながら、実際のモータＡでは、シャフト１１の軸方向一方側および他方側の少なくとも一方は、軸方向にハウジング３の外側に延びている（図示省略）。そして、シャフト１１のハウジング３の外側に延びた部分には、モータＡで回転される被回転体が取り付けられる。なお、被回転体としては、例えば、歯車、ポンプ、ファン、コンプレッサ等を挙げることができるが、これらに限定されない。

＜１．３ ステータの構成＞
ステータ２は、ロータ１の径方向外側を囲んでいる。ステータ２とロータ１とは、中心軸が一致している。ステータ２は、ステータコア２１と、コイル２２と、を有する。ステータコア２１は、複数枚の磁性鋼板を軸方向に積層して固定した積層体である。ステータコア２１は、円環状のヨーク（不図示）と、ヨークから径方向内側に向かって延びる複数のティース（不図示）とを有する。ステータコア２１の少なくともティースには、インシュレータ（不図示）が被覆される。インシュレータは、例えば、合成樹脂、エナメル、ゴム等、電気絶縁性を有する材料で形成される。コイル２２は、ステータコア２１の外面を被覆したインシュレータの外周に電線を巻きつけることで形成される。コイル２２には、導線が接続されており、外部電源から電力が供給される。コイル２２に電力を供給することで、ステータ２は励磁される。

＜１．４ ハウジングの構成＞
ハウジング３は、軸方向の他方側の端部に、開口部３００を有する円筒形状である。ハウジング３は、外周面３０１と、内周面３０２とを有する。また、ハウジング３は、軸方向一方側にハウジング３を閉塞するフランジ部３０３を有する。

外周面３０１は、ハウジング３の外側面であり、中心軸Ｃ１に沿って延びる円筒形である。ハウジング３は外周面３０１に設けられた第１固定部３１と、第２固定部３２と、リブ３３とを有している。

内周面３０２は、ハウジング３の内側面であり、中心軸Ｃ１に沿って延びる円筒形である。外周面３０１および内周面３０２は、共通の中心軸（中心軸Ｃ１）を有する、すなわち、同軸に配置されている。内周面３０２は、ステータ２を固定するステータ固定部３０２１を有している。すなわち、ハウジング３は、内部にステータ２を固定するステータ固定部３０２１を有する。ステータ２は、ステータコア２１の外周面をステータ固定部３０２１に圧入して、ハウジング３の内部に固定される。ステータ２は、ステータ固定部３０２１に固定されることで、内周面３０２と中心軸が一致する。

なお、本実施形態では、ステータコア２１をハウジング３の内部に圧入しているが、他の固定方法を利用してもよい。他の固定方法としては、例えば、焼嵌めを挙げることができる。また、これらに限定されず、ステータ２をハウジング３の内部に固定できる方法を広く採用することができる。ステータ固定部３０２１は、リブ３３と径方向に重なる位置に設けられる。ハウジング３は、リブ３３が設けられていることで、変形しにくい。ステータ固定部３０２１がリブと径方向に重なることで、ステータコア２１の圧入時の力によるハウジング３の変形が抑制される。

フランジ部３０３は、ハウジング３の軸方向一方側の端部の近傍に配される。モータＡは、第２固定部３２を外部機器に固定する構成であるため、フランジ部３０３は、軸方向一方側の端部よりも、他方側にずれた位置に配されている。しかしながら、これに限定されず、第２固定部３２の固定時に作業者等にとって組み立ての際に邪魔にならない形状であれば、ハウジング３の軸方向一方側の端部に配されてもよい。フランジ部３０３は、内周面３０２と同一の部材で形成されるが、これに限定されない。例えば、フランジ部３０３を、ハウジング３の円筒形状部分と別部材として形成し、圧入、焼嵌め等の方法で、固定してもよい。

フランジ部３０３は、内周面３０２から内側に延びる板状である。フランジ部３０３は中心部に、フランジ部３０３を軸方向に貫通する貫通孔３０３１を有する。すなわち、フランジ部３０３は、円環状である。フランジ部３０３は、軸方向他方側の面の貫通孔３０３１を構成し、軸方向他方側に延びる軸受固定部３０４を有している。軸受固定部３０４は円筒形である。軸受固定部３０４の内周面には、第１軸受４１の外輪が固定される。軸受固定部３０４の内周面および貫通孔３０３１は、ハウジング３の内周面３０２と中心軸が一致する。

＜１．４．１ 第１固定部の構成＞
図４に示すように、第１固定部３１は、外周面３０１の軸方向他方側の端部から径方向外側に突出している。第１固定部３１は、少なくとも一部が軸方向に延びる円筒形状である。第１固定部３１は、軸方向他方側に開口し、軸方向一方側に延びる第１内筒部３１１を有する。そして、第１内筒部３１１の軸方向一方側の端部には、閉塞した底部３１２を有する。すなわち、第１内筒部３１１は、凹穴である。なお、第１内筒部３１１が底部３１２を有することで、外部機器Ｏｍ１と固定する際に、第１固定部３１にかかる力を分散することが可能である。

図３に示すように、外周面３０１は、２個の第１固定部３１を有する。２個の第１固定部３１は、外周面３０１において中心軸Ｃ１を挟んで反対に配置される。すなわち、２個の第１固定部３１は、外周面３０１に周方向に等間隔に配列されている。なお、本実施形態のモータＡは、２個の第１固定部３１を有しているが、２個に限定されず、１個でもよいし、３個以上の第１固定部３１を有しても構わない。モータＡが、３個以上の第１固定部３１を有する場合、第１固定部３１のそれぞれは、周方向に等間隔に配列されてもよいし、不等間隔で配列されてもよい。

第１固定部３１は、たとえば、モータＡを第１の外部機器Ｏｍ１の固定に用いられる。モータＡの第１の外部機器Ｏｍ１への固定は、例えば、第１の外部機器Ｏｍ１から突出する凸部（不図示）を、第１内筒部３１１に挿入して行われる。また、モータＡの第１の外部機器Ｏｍ１への固定は、ねじで固定してもよい。モータＡの固定にねじを用いる場合、第１内筒部３１１の内周面に、ねじと噛みあう雌ねじが形成されていてもよい。

第１固定部３１の軸方向他方側の端面は、ハウジング３の軸方向他方側の端面と面一である。ハウジング３の軸方向他方側の端面を第１の外部機器Ｏｍ１に接触させたとき、第１固定部３１の軸方向他方側の端面と接触する。これにより、ハウジング３を第１の外部機器Ｏｍ１に安定して固定することができる。

＜１．４．２ 第２固定部の構成＞
図２、４に示すように、第１固定部３１は、少なくとも一部が軸方向に延びる円筒形状である。第２固定部３２は、外周面３０１に第１固定部３１と隙間を空けて軸方向一方側に並んで設けられる。すなわち、第１固定部３１と第２固定部３２とは、軸方向に重なる。第２固定部３２は、軸方向一方側に開口し、軸方向他方側に延びる第２内筒部３２１を有する。そして、第２内筒部３２１の軸方向一方側の端部には、閉塞した底部３２２を有する。すなわち、第２内筒部３２１は、凹穴である。なお、第２内筒部３２１が底部３２２を有することで、外部機器Ｏｍ１と固定する際に、第２固定部３２にかかる力を分散することが可能である。

図２、４に示すように、外周面３０１は２個の第２固定部３２を有する。２個の第２固定部３２のそれぞれは、２個の第１固定部３１のそれぞれと、軸方向に並んで配されている。これにより、２個の固定部３２は、外周面３０１において中心軸Ｃ１を挟んで反対に配置される。すなわち、２個の第２固定部３２は、外周面３０１に周方向に等間隔に配列されている。なお、本実施形態のモータＡでは、第１固定部３１と同数の第２固定部３２を有しており、第２固定部３２は、第１固定部３１と軸方向に並んで配される。

第２固定部３２は、たとえば、モータＡを第２の外部機器Ｏｍ２に固定するために用いられる。モータＡの第２の外部機器Ｏｍ２への固定は、例えば、第２の外部機器Ｏｍ２から突出する凸部（不図示）を、第２内筒部３２１に挿入して行われる。また、モータＡの第２の外部機器Ｏｍ２への固定は、ねじで固定してもよい。モータＡの固定にねじを用いる場合、第２内筒部３２１の内周面に、ねじと噛みあう雌ねじが形成されていてもよい。

第２固定部３２の軸方向一方側の端面は、ハウジング３の軸方向一方側の端面と面一である。ハウジング３の軸方向一方側の端面を第２の外部機器Ｏｍ２に接触させたとき、第２固定部３２の軸方向一方側の端面と接触する。これにより、ハウジング３を第２の外部機器Ｏｍ２に安定して固定することができる。

なお、第１固定部３１の第１内筒部３１１が底部３１２を有し、第２固定部３２の第２内筒部３２１が底部３２２を有しているが、これに限定されない。第１内筒部３１１および第２内筒部３２２の一方のみが、底部を有してもよい。このとき、底部を有しない側の内筒部は、第１固定部３１または第２固定部３２を軸方向に貫通する孔としてもよい。また、第１内筒部３１１および第２内筒部３２１の両方が、軸方向に貫通する孔であってもよい。

＜１．４．３ リブの構成＞
図２、４に示すように、リブ３３は、ハウジング３の外周面３０１から外側に突出している。リブ３３は、外周面３０１から径方向外側の突出し、軸方向に延びる。外周面３０１は、２個のリブ３３を有する。２個のリブ３３は、１組の第１固定部３１と第２固定部３２との間、もう一組の第１固定部３１と第２固定部３２との間にそれぞれ設ける。リブ３３は、軸方向一方側の端部が、第２固定部３２と接続され、他方側の端部が第１固定部３１と接続される。なお、本実施形態のモータＡでは、第１固定部３１および第２固定部３２と同数のリブ３３を有している。

第１固定部３１および第２固定部３２が、リブ３３を介して軸方向に接続される。すなわち、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３は、ハウジング３の補強部材としての役割を果たす。そして、本実施形態にかかるモータＡにおいて、ハウジング３は、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３の組を複数個有している。そして、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３の組は、ハウジング３の外周面３０１の周方向に等間隔に配列されている。これにより、ハウジング３では、圧縮、曲げ、ねじれ等の変形が抑制される。なお、本実施形態では、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３が組になっているが、これに限定されない。第１固定部３１、第２固定部３２、リブ３３が軸方向に重なる組が少なくとも１つあり、第１固定部３１、第２固定部３２、リブ３３が軸方向に重なっていない組を１つ以上備えているものであってもよい。また、第１固定部３１と第２固定部３２は軸方向に延びるリブ３３の軸方向両端と接続可能であれば、厳密に軸方向に重なっていなくてもよい。

ハウジング３において、ステータ固定部３０２１は、リブ３３と径方向に重なる位置に設けられる。ステータ固定部３０２１が、リブ３３と径方向に重なることで、ステータコア２１を圧入するときの力によるハウジング３の変形を抑制することが可能である。なお、焼嵌め等の別の固定方法を用いた場合でも、同様に、ハウジング３の変形を抑制することができる。ハウジング３の変形が抑制されることで、ロータ１、ステータ２およびハウジング３の中心軸のずれを抑制できる。これにより、モータＡを精度よく回転させることができる。

＜１．４．４ 凸部の構成＞
ハウジング３の外周面３０１のリブ３３を挟んで周方向の間隔が等しくなる部分に、径方向外側に向かう凸部３４が設けられる。図３に示すように、外周面３０１は２個の凸部３４を有する。２個の凸部３４は、リブ３３を挟んで配される。２個の凸部３４それぞれからリブ３３までの周方向の長さ（間隔）が等しい。図３では、２個の凸部３４は、外周面３０１の２個のリブ３３それぞれと、周方向に９０°をなす位置に配される。

凸部３４は、ハウジング３を射出成形で形成するときに、射出成形材料を注入するための後述する注入口６１２、６２２に形成された、ゲート痕である。なお、本実施形態では、ゲート痕として、外側に向かう凸部３４としているが、径方向内側に向かう凹部の場合もある。凸部３４は、外周面３０１のリブ３３を挟んで、周方向の間隔が等しくなる部分であれば９０°に限定されない。また、３個以上のリブ３３を有する場合であっても、それぞれのリブ３３を挟んで周方向の間隔が等しくなる位置に、凸部３４が配される。

＜１．４．５ 突出部の構成＞
第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３の外周面は、径方向外側に突出した、突出部３５を有する（図３、図５等参照）。突出部３５は、ハウジング３を射出成型で形成するときに、後述する第１金型６１、第２金型６２の合せ面に形成されるパーティングラインである。突出部３５は、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３と径方向に重なる位置に形成される。これにより、突出部３５で、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３が補強される。これにより、第１固定部３１および第２固定部３２の強度を高めることができる。

＜１．５ 軸受の構成＞
ロータ１において、シャフト１１のロータコア１２よりも軸方向一方側が第１軸受４１に、他方側が第２軸受４２にそれぞれ回転可能に支持される。すなわち、ロータ１は第１軸受４１および第２軸受４２に回転可能に支持される。第１軸受４１は、たとえば、転がり軸受である。本実施形態において、第１軸受４１はボールベアリングであり、外輪と、内輪と、ボールとを有する。外輪と内輪とは、同軸に配置されており、外輪と内輪との間の部分に複数個のボールが周方向に配置される。なお、第１軸受４１は、含油軸受が用いられてもよい。第１軸受４１は、ボールの代わりに、円柱状の回転体であるコロを用いた構成であってもよい。

第１軸受４１は、ハウジング３のフランジ部３０３から軸方向他方側に延びる軸受固定部３０４に固定される。第１軸受４１の外輪が軸受固定部３０４の内周面に固定される。シャフト１１は、内輪に固定される。これにより、シャフト１１は、ハウジング３の内周面３０２と同軸（ここでは、中心軸Ｃ１）となる。

第２軸受４２は、第１軸受４１と同様の構成を有する、いわゆる、ボールベアリングである。第２軸受４２は、外輪と、内輪と、ボールとを有する。第２軸受４２は、外輪を軸受保持部５の後述する軸受固定部５１に固定される。すなわち、第２軸受４２は軸受保持部５を介してハウジング３の内部に保持される。なお、第２軸受４２は、含油軸受が用いられてもよい。第２軸受４２は、ボールの代わりに、円柱状の回転体であるコロを用いた構成であってもよい。

第２軸受４２と軸受固定部５３との間の隙間には、軸受弾性部材４３が配される。軸受弾性部材４３は、環状の部材である。軸受弾性部材４３は、周方向に沿って波打つ形状を有する、いわゆる、波ワッシャである。なお、軸受弾性部材４３は、波ワッシャに限定されず、例えば、コイルばね、皿ばね等であってもよい。また、軸受弾性部材４３は、環状に限定されない。例えば、ゴム等の不定形な弾性体や空気、オイル等の流体を利用した弾性体等を利用してもよい。

軸受弾性部材４３は、予め軸方向に弾性変形された状態で、第２軸受４２と、軸受固定部５３とに接触する。すなわち、軸受弾性部材４３は、第２軸受４２と軸受固定部５３の間に配置される。軸受弾性部材４３は元に戻ろうとする力で、第２軸受４２の外輪および軸受固定部５３を押す。これにより、第２軸受４２の外輪とボールの隙間によるがたつき、および、ボールと内輪の隙間によるがたつきを抑制できる。第２軸受４２のがたつきを抑制することで、第２軸受４２の回転が安定し、第２軸受４２の寿命を延ばすことが可能である。また、第２軸受４２のがたつきを抑制することで、モータＡの駆動時のシャフト１１の振動および振れを抑制できる。なお、第１軸受４１側にも、軸受弾性部が設けられていてもよい。また、軸受のがたつきやシャフト１１の振れが小さいまたは無い場合、軸受弾性部材４３は省略してもよい。

＜１．６ 軸受保持部の構成＞
軸受保持部５は、貫通孔５０と、円環部５１と、円筒部５２と、軸受固定部５３とを有している。軸受保持部５は、円筒部５２の内周面から内側に延びる板状である。軸受保持部５は中心部に、軸受保持部を軸方向に貫通する貫通孔５０を有する。軸受固定部５３は、貫通孔５０を囲んで軸方向に延びる円筒形状である。第２軸受４２の外輪が、軸受固定部５３の内周面に固定される。

軸受保持部５は、円筒部５２の外周面を、ハウジング３の内周面３０２に圧入することで、ハウジング３に固定される。なお、軸受保持部５の固定の方法は、圧入に限定されず、例えば、焼嵌め等、固定できる方法を挙げることができる。円筒部５２が、内周面３０２の第１固定部３１と径方向に重なる位置に圧入される。ハウジング３の軸方向において、第１固定部３１が形成されている部分は、強度が高い。そのため、軸受保持部５が圧入されるときの力によるハウジング３の変形が抑制される。

貫通孔５０、円筒部５２の外周面および軸受固定部５３は、同軸になっている。そのため、第２軸受４２が保持された軸受保持部５を、ハウジング３の内周面３０２に固定することで、内周面３０２および第２軸受４２の中心軸が、ハウジング３の中心軸Ｃ１と重なる。そして、第２軸受４２の内輪に、シャフト１１が圧入により固定される。

第２軸受４２はロータ１を回転可能に支持する。そして、軸受保持部５は、第２軸受４２を保持するとともに、ハウジング３の内部に固定される。そして、軸受保持部５は、ハウジング３の内部において、第１固定部３１と径方向に重なる位置に固定される。なお、ハウジング３の軸方向一方側にも開口部を有する場合、軸方向一方側の開口部には、フランジ部に代わって軸受保持部５が取り付けられる。このとき、軸受保持部５は、ハウジング３の内部において、第２固定部３２と径方向に重なる位置に固定される。

＜１．７ ハウジングの形状＞
リブ３３の周方向の長さは、ハウジング３の用途、作用する応力等にかかわらず、ハウジング３の変形が抑制される長さに設定される。たとえば、図１に示すように、ハウジング３において、リブ３３の周方向の長さは、第１固定部３１および第２固定部３２の周方向の長さよりも小さい。

図５に示すように、ハウジング３の外周面３０１には、第１固定部３１、リブ３３および第２固定部３２が、この順に、軸方向他方側から一方側に並んでいる。第１固定部３１の径方向の長さＬ１、第２固定部の径方向の長さＬ２、リブ３３の径方向の長さＷ１とする。リブ３３の径方向の長さＷ１は、ハウジング３の用途、作用する応力等にかかわらず、ハウジング３の変形が抑制される長さに設定される。たとえば、リブ３３が補強部材として作用可能な場合、リブ３３の径方向の長さＷ１は、第１固定部３１の径方向の長さＬ１及び第２固定部の径方向の長さＬ２よりも短くてよい。

モータＡにおいて、第１固定部３１は、第１の外部機器Ｏｍ１に固定され、第２固定部３２は、第２の外部機器Ｏｍ２に固定される（図４参照）。このとき、第１の外部機器Ｏｍ１と第２の外部機器Ｏｍ２がそれぞれ別の動きをする場合がある。例えば、第１の外部機器Ｏｍ１は軸方向一方側に第１固定部３１を押し、第２の外部機器Ｏｍ２は軸方向他方側に第２の固定部３２を押すとする。この場合、第１固定部３１と第２固定部３２にはそれぞれ軸方向に逆向きの力が作用する。

第１固定部３１および第２固定部３２に上述の力が作用しても、第１固定部３１、リブ３３および第２固定部３２の組が補強部材として働き、ハウジング３の変形が抑制される。そして、リブ３３の周方向の長さ、および径方向の長さＷ１が上述のように設定されることで、リブ３３の体積を減らし、ハウジング３の製造に必要な材料を減らすことが可能である。また、第１固定部３１およびリブ３３を有することで、ステータコア２１および軸受保持部５の圧入、焼嵌め等の固定時にも、ハウジング３の変形が抑制される。

さらに、図５に示すように、第１固定部３１の第１内筒部３１１の中心軸を中心軸Ｃ２、第２固定部３２の第２内筒部３２１の中心軸を中心軸Ｃ３とする。リブ３３が補強部材として作用可能な場合、中心軸Ｃ１からリブ３３の径方向の外縁までの長さｄ１は、中心軸Ｃ１から第１内筒部３１１の中心軸Ｃ２までの長さｄ２および中心軸Ｃ１から第２内筒部３２１の中心軸Ｃ３までの長さｄ３よりも短くてよい。

第１内筒部３１１の底部３１２の軸方向の長さＷ２、第２内筒部３２１の底部３２２の軸方向の長さＷ３とする。このとき、リブ３３の径方向の長さＷ１は、第１内筒部３１１の底部３１２の軸方向の長さＷ２及び第２内筒部３２１の底部３２２の軸方向の長さＷ３よりも長くてもよい。

＜２． ハウジングの製造方法＞
ハウジング３は、金型を用いて、射出成型により製造される。本実施形態において、射出成型材料は、溶融した金属材料である。そして、金型は、溶融した金属材料の熱や圧力で変形したり、破損したりしない材料で形成されている。また、ハウジング３として、使用するために必要な強度等の機械特性を有する場合、ハウジング３を樹脂製としてもよい。この場合、射出成型材料は、溶融した樹脂材料である。

ハウジング３の製造方法について、図面を参照して説明する。図６は、金型を組み立てる前の状態を示す概略平面図である。図７は、金型を組み当てる前の状態を示す概略正面図である。図８は、組み立てた状態の金型を示す概略平面図である。図９は、組み立てた状態の金型を示す概略正面図である。

ハウジング３の射出成形には、第１金型６１と、第２金型６２と、第３金型６３と、第４金型６４と、第５金型６５と、第６金型６６とが用いられる。第１金型６１と第２金型６２とは、それぞれ、凹部が形成されており、凹部を対向させて重ねて用いられる。

図６、図７に示すように、第１金型６１と第２金型６２とは、合せ面６１０と合せ面６２０とを重ねる。そして、第１金型６１と第２金型６２とは重ねられた合せ面に対して面対称となる、いわゆる、鏡像体である。第１金型６１は、外周面構成凹部６１１と、注入口６１２と、第１固定部構成凹部６１３と、第２固定部構成凹部６１４と、リブ構成凹部６１５とを、有している。同様に、第２金型６２は、外周面構成凹部６２１と、注入口６２２と、第１固定部構成凹部６２３と、第２固定部構成凹部６２４と、リブ構成凹部６２５とを、有している。

図６に示すように、注入口６１２は、外周面構成凹部６１１の周方向の中央、すなわち、合せ面６１０に対して周方向に９０°をなす位置に配されている。なお、注入口６１２は、ここでは、１個であるが、複数個有してもよい。注入口６１２を複数個有する場合、外周面構成凹部６１１の合せ面６１０に対して周方向に９０°をなす位置に配される。すなわち、複数個の注入口６１２は、軸方向に並んで配される。また、注入口６２２も注入口６１２と同様、外周面構成凹部６２１の合せ面６２０に対して周方向に９０°をなす位置に配される。

図６に示すように、第１金型６１および第２金型６２は、第１固定部構成凹部６１３および６２３、第２固定部構成凹部６１４および６２４、リブ構成凹部６１５および６２５をそれぞれ２個ずつ有している。

第１金型６１および第２金型６２を組み合わせたとき、合せ面６１０および６２０は、中心線Ｃ１を通る面である。（図８、図９参照）。なお、第１金型６１および第２金型６２の合せ面６１０および６２０は、ＹＺ平面に沿う面である。ここで、ＹＺ平面に沿う面とは、ＹＺ平面と平行な平面であり、ＹＺ平面も含む。

第３金型６３、第４金型６４、第５金型６５および第６金型６６は、第１金型６１と第２金型６２を重ね合わせたときに、第１金型６１および第２金型６２の内部に配される。第３金型６３は、ハウジング３の内周面３０２を成型する金型である。また、第３金型６３と第６金型６６とで、フランジ部３０３を成型する。そして、第３金型６３は軸方向他方側に凹んだ凹部６３１と、凹部６３１の底部の中心部から軸方向一方側に延びる凸部６３２とを有している。凸部６３２は、第６金型６６と接触しており、貫通孔３０３１を成型する。また、凹部６３１の内周面と凸部６３２の外周面とで軸受固定部３０４を成型する。第４金型６４は、第１固定部３１の第１内筒部３１１を成型する金型である。第５金型６５は、第２固定部３２の第２内筒部３２１を成型する金型である。

第３金型６３、第４金型６４、第５金型６５及び第６金型６６を内部に封入して、第１金型６１の合せ面６１０と第２金型６２の合せ面６２０とを重ね合わせる。なお、第１金型６１および第２金型６２の少なくとも一方は、注入口６１２および６２２と重ならない位置で、第３金型６３、第４金型６４、第５金型６５および第６金型６６を保持する保持部を有してもよい。また、内部に配される金型を保持する治具を用いてもよい。

すべての金型を組み立てることで、金型同士の隙間は、ハウジング３と同じ形状となる。図８、図９に示すように、外周面構成凹部６１１および外周面構成凹部６２１と、第３金型６３および第６金型６６の外周面との間には、外周面３０１および内周面３０２を成型する筒状隙間６００が形成される。

また、第１固定部構成凹部６１３および第１固定部構成凹部６２３と第３金型６３の外周面との間には、第１固定部３１を成型する第１隙間６０１が形成される。なお、第１隙間６０１の内部に、第４金型６４が配されている。第４金型６４が配されている部分は、第１内筒部３１１となる。第４金型６４のＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）の端部は、第１固定部構成凹部６１３および６２３のＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）の端部に到達していない。つまり、第１隙間６０１において、第４金型６４のＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）の端部よりもＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）には、隙間６０１１が形成されている。この隙間６０１１が、底部３１２を成型する。

第２固定部構成凹部６１４および第２固定部構成凹部６２４と第３金型６３および第６金型６６の外周面との間には、第２固定部３２を成型する第２隙間６０２が形成される。なお、第２隙間６０２の内部に、第５金型６５が配されている。第５金型６５が配されている部分は、第２内筒部３２１となる。第５金型６５のＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）の端部は、第２固定部構成凹部６１４および６２４のＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）の端部に到達していない。つまり、第２隙間６０２において、第５金型６５のＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）の端部よりもＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）には、隙間６０２１が形成されている。この隙間６０２１が、底部３２２を成型する。リブ構成凹部６１５およびリブ構成凹部６２５と第３金型６３の外周面との間には、リブ３３を成型する第３隙間６０３が形成される。

そして、金型が組み立てられた状態で、注入口６１２および６２２から射出成形材料Ｆｗ１およびＦｗ２が同時に注入される。射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、異なる注入口から注入することを示している。射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、同じ材料であり、流入速度または注入圧力が同じである。

注入口６１２および６２２は、筒状隙間６００と連続する。注入口６１２および６２２から注入された射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、筒状隙間６００内部を流れる。流れた射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、筒状隙間６００から、第１隙間６０１、第２隙間６０２および第３隙間６０３に流入する。

そして、筒状隙間６００を介して注入口６１２から第１隙間６０１、第２隙間６０２および第３隙間６０３までの距離は、筒状隙間６００を介して注入口６２２から第１隙間６０１、第２隙間６０２および第３隙間６０３までの距離と同じである。すなわち、注入口６１２および６２２から注入された射出成型材料Ｆｗ１およびＦＷ２は、同時に、第１隙間６０１、第２隙間６０２および第３隙間６０３に到達する。

そして、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２が、いきわたった後、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２を固化させる。なお、本実施形態では、金型ごと射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２を冷却することで、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は固化される。

射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２が固化した後、第１金型６１をＸ軸方向の負の側（−Ｘ側）にスライドさせるとともに、第２金型６２をＸ軸方向の正の側（＋Ｘ側）にスライドさせる。これにより、ハウジング３の外形、すなわち、外周面３０１、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３が形成される。ハウジング３の外周面３０１の注入口６１２および６２２が配置されていた部分には、外側に突出した凸部３４が形成される。なお、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２の特性等によっては、凸部３４ではなく、内側に凹んだ凹部が形成される場合もある。

その後、第３金型６３および第４金型６４をＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）にスライドさせる。また、第５金型６５および第６金型６６をＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）にスライドさせる。これにより、内周面３０２、フランジ部３０３、軸受固定部３０４、第１内筒部３１１および第２内筒部３２１が形成される。以上のようにして、ハウジング３は、射出成形にて成形される。

第１金型６１の合せ面６１０と第２金型６２の合せ面６２０とを密着させることは難しい。そのため、合せ面６１０と合せ面６２０との間には隙間が形成される場合がある。この隙間に、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２が流入する。そして、合せ面６１０と合せ面６２０との間には隙間の射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２が固化することで、突出部３５になる。

第１金型６１および第２金型６２を重ね合わせたとき、合せ面６１０および第２金型６２の合せ面６２０は、成形後の第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３と径方向に重なる。そのため、突出部３５は、成形後の第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３の少なくとも一部から径方向外側に突出する。突出部３５は、いわゆる、パーティングラインである。

突出部３５は、不要な部材であるため除去してもよいが、成形後の第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３を補強する役割を果たすため残してもよい。突出部３５を残す場合、突出部３５を除去する工程を省くことができるため、ハウジング３の製造工程を減らすことが可能である。なお、金型の精度、射出成形材料の射出圧力によって、突出部３５の大きさ、形状は変化する。また、突出部３５が形成されない場合もある。

射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２の流入について説明する。図１０は、図８において円Ａ１で囲んだ部分に射出成型材料が流入している状態を示す概略図である。図１１は、第３隙間から第１隙間および第２隙間に射出成型材料が流入している状態を示す概略図である。図１０では、第１隙間６０１および第３隙間６０３のみを示している。

上述したように、注入口６１２および６２２から、第１隙間６０１および第３隙間６０３は、等距離にある。そのため、注入口６１２から注入された射出成型材料Ｆｗ１と注入口６２２から注入された射出成型材料Ｆｗ２は、同時に第１隙間６０１および第３隙間６０３に到達する。これにより、射出成型材料Ｆｗ１と射出成型材料Ｆｗ２とは、第１隙間６０１および第３隙間６０３の周方向の中点位置で合流する。すなわち、上述の射出成型では、第１金型６１と第２金型６２とを重ねた面上に、射出成型材料Ｆｗ１と射出成型材料Ｆｗ２との境界であるウェルドラインＷＬが形成される。

また、図１０では、第１隙間６０１および第３隙間６０３のみを示しているが、第２隙間６０２でも第１隙間６０１と同様、ウェルドラインＷＬが形成される。すなわち、ハウジング３では、第１固定部３１、第２固定部３２およびリブ３３が形成されている部分、にウェルドラインＷＬが形成される。これにより、筒状の他の部分にウェルドラインＷＬが形成される場合に比べて、ウェルドラインＷＬによるハウジング３の強度低下を抑制することが可能である。

図７に示すように、第３隙間６０３は、Ｚ軸方向において、第１隙間６０１および第２隙間６０２よりも、注入口６１２および６２２に近い。そのため、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、筒状隙間６００から第３隙間６０３に流入する。そして、第３隙間６０３に流入した射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、第３隙間６０３を通過して、第１隙間６０１および第２隙間６０２に流入する。

第１隙間６０１では、隙間６０１１が形成されているため、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、隙間６０１１から分岐して、第４金型６４の径方向外側に回り込む。同様に、 第２隙間６０２では、隙間６０２１が形成されているため、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、隙間６０２１から分岐して、第５金型６５の径方向外側に回り込む。これにより、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２は、筒状隙間６００および第３隙間６０３から第１隙間６０１および第２隙間６０２に流入する。そのため、射出成型材料Ｆｗ１およびＦｗ２を短時間で第１隙間６０１および第２隙間６０２にいきわたらせることが可能である。これにより、射出成形材料Ｆｗ１およびＦｗ２が充填されない部分に、鋳巣の発生を抑制できる。

つまり、ハウジング３を射出成型で製造する場合において、第１固定部３１の第１内筒部３１１が底部３１２を有することで、ハウジング３の強度を高めることができる。同様に、第２固定部３２の第２内筒部３２１が底部３２２を有することで、ハウジング３の強度を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

本発明は、電動パワーステアリングを駆動するモータとして用いることができる。なお、本発明は、電動パワーステアリング以外の様々な電動装置の動力源にも利用できる。

Ａ・・・モータ、１・・・ロータ、１１・・・シャフト、１２・・・ロータコア、２・・・ステータ、２１・・・ステータコア、２２・・・コイル、３・・・ハウジング、３００・・・開口部、３０１・・・外周面、３０２・・・内周面、３０２１・・・ステータ固定部、３０３・・・フランジ部、３０３１・・・貫通孔、３０４・・・軸受固定部、３１・・・第１固定部、３１１・・・第１内筒部、３１２・・・底部、３２・・・第２固定部、３２１・・・第２内筒部、３２２・・・底部、３３・・・リブ、３４・・・凸部、３５・・・突出部、４１・・・第１軸受、４２・・・第２軸受、５・・・軸受保持部、５０・・・貫通孔、５１・・・円環部、５２・・・円筒部、５３・・・軸受固定部、６００・・・筒状隙間、６０１・・・第１隙間、６０１１・・・隙間、６０２・・・第２隙間、６０２１・・・隙間、６０３・・・第３隙間、６１・・・第１金型、６１０・・・合せ面、６１１・・・外周面構成凹部、６１２・・・注入口、６１３・・・第１固定部構成凹部、６１４・・・第２固定部構成凹部、６１５・・・リブ構成凹部、６２・・・第２金型、６２０・・・合せ面、６２１・・・外周面構成凹部、６２２・・・注入口、６２３・・・第１固定部構成凹部、６２４・・・第２固定部構成凹部、６２５・・・リブ構成凹部、６３・・・第３金型、６３１・・・凹部、６３２・・・凸部、６４・・・第４金型、６５・・・第５金型、６６・・・第６金型、Ｏｍ１・・・第１の外部機器、Ｏｍ２・・・第２の外部機器、Ｆｗ１・・・射出成型材料、Ｆｗ２・・・射出成型材料

Claims (11)

1. 軸方向に延びる中心軸の周りに回転するロータと、
   前記ロータと径方向に対向するステータと、
   軸方向に延びる筒状であって内部に前記ロータ及び前記ステータが配されるハウジングと、を有し、
   前記ハウジングは、
   前記ハウジングの外周面に設けられた第１固定部と、
   前記ハウジングの外周面に前記第１固定部と隙間を空けて軸方向一方側に並んで設けられた第２固定部と、
   前記ハウジングの外周面から外側に突出したリブと、を有し、
   前記第１固定部は、少なくとも軸方向他方側に開口し、軸方向一方側に延びる第１内筒部を有し、
   前記第２固定部は、少なくとも軸方向一方側に開口し、軸方向他方側に延びる第２内筒部を有し、
   前記リブは、軸方向一方側の端部が、前記第２固定部と接続され、他方側の端部が前記第１固定部と接続されるモータ。
2. 前記第１固定部および前記第２固定部の径方向の長さは、前記リブの径方向の長さよりも長い請求項１に記載のモータ。
3. 前記ハウジングの中心軸から前記リブの径方向の外縁までの長さは、前記ハウジングの中心軸から前記第１内筒部の中心軸までの長さおよび前記ハウジングの中心軸から前記第２内筒部の中心軸までの長さよりも短い請求項２に記載のモータ。
4. 前記第１内筒部の軸方向一方側および、前記第２内筒部の軸方向他方側の少なくとも一方は、閉塞したフランジ部を有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記リブの径方向の長さは、前記フランジ部の軸方向の長さよりも長い請求項４に記載のモータ。
6. 前記ハウジングは、前記第１固定部、前記第２固定部および前記リブの組を複数有し、
   前記組は、前記ハウジングの外周面の周方向に等間隔に配列されている請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記ハウジングは、内部に前記ステータを固定するステータ固定部を有し、
   前記ステータ固定部は、前記リブと径方向に重なる位置に設けられている請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記ロータを回転可能に支持する軸受と、
   前記ハウジングの内部に固定されて前記軸受を保持する軸受保持部とを、さらに有し、
   前記軸受保持部は、前記ハウジングの内部において、前記第１固定部または前記第２固定部のいずれか一方と径方向に重なる位置に固定される請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータ。
9. 前記第１固定部、前記第２固定部および前記リブの少なくとも一部の外周面には、径方向外側に突出する突出部が設けられた請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータ。
10. 前記ハウジングの外周面の前記リブを挟んで周方向の間隔が等しくなる部分に、径方向外側に向かう凸部または径方向内側に向かう凹部の少なくともいずれか一方が設けられた請求項９に記載のモータ。
11. 前記ハウジング、前記第１固定部、前記第２固定部および前記リブが、同一の金属材料による成形体である請求項１から請求項１０のいずれかに記載のモータ。

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