JP2018148624A - ロータコアアッセンブリの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転軸方向の大きさを抑えつつ、ロータコアアッセンブリを位置決めする。【解決手段】シャフト４に外挿されたロータコアアッセンブリ２の支持構造１０であって、ロータコアアッセンブリ２では、シャフト４の中心軸線Ｘ方向におけるロータコア２１の両側にエンドプレート２２、２３が設けられており、中心軸線Ｘ方向におけるロータコア２の一方側への移動を、シャフト４の外周から径方向に突出したストッパ４１により規制すると共に、他方側への移動を、シャフト４に圧入した軸受５で規制し、軸受５は、外輪５１と内輪５２の間にボール５３を保持したボールベアリングであり、ロータコアアッセンブリ２において一方側に位置するエンドプレート２２に、シャフト４に圧入された内輪５２に中心軸線Ｘ方向から当接する当接部２２２を設けて、エンドプレート２２の一方側の端面２２２ａと外輪５１と間に間隙Ｓ１を確保した構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータコアアッセンブリの支持構造に関する。

特許文献１には、シャフトと一体に回転するロータコアアッセンブリの支持構造が開示されている。

特開昭５８−４２８３１号公報

例えば、図２に示すように、特許文献１に開示されたモータ１００は、シャフト１０１の外周に固定されたロータコアアッセンブリ１０２と、ロータコアアッセンブリ１０２の外周を所定間隔で囲むステータコア１１０と、を有している。

ロータコアアッセンブリ１０２は、ロータコア１０５と、このロータコア１０５の両側を支持するエンドプレート１０４、１０４と、を有している。
このモータ１００のシャフト１０１は、中心軸線Ｘ方向におけるロータコアアッセンブリ１０２の両側に位置するベアリング１０７、１０７を介して、ステータコア１１０が設けられたケース１１１で支持されている。

この状態において、中心軸線Ｘ方向におけるロータコアアッセンブリ１０２の一方側への移動が、シャフト１０１に圧入されたリテーナ１０６と、ベアリング１０７を位置決めするケース１１１側の壁部１１２で規制されている。

そのため、モータ１００では、ロータコアアッセンブリ１０２の位置決めに関与する部品点数が多く、シャフト１０１の長手方向（中心軸線Ｘ方向）に、エンドプレート１０４、リテーナ１０６、ベアリング１０７が並んでいるため、モータ１００の中心軸線Ｘ方向の大きさも大きくなっている。

そこで、モータの中心軸線方向の大きさを抑えつつ、ロータコアアッセンブリの位置決めを行えるようにすることが求められている。

本発明は、
シャフトに外挿されて位置決めされたロータコアアッセンブリの支持構造であって、
前記ロータコアアッセンブリは、前記シャフトの中心軸線方向におけるロータコアの両側にエンドプレートを有しており、
前記中心軸線方向における前記ロータコアアッセンブリの一方側への移動を、前記シャフトに圧入したベアリングで規制すると共に、他方側への移動を、前記シャフトの外周から径方向に突出したストッパにより規制し、
前記ベアリングは、一対のレースの間にボールを保持したボールベアリングであり、
前記ロータコアの前記一方側に位置するエンドプレートに、前記シャフトに圧入された内径側のレースが前記中心軸線方向から当接する当接部を設けて、前記一方側に位置する前記エンドプレートと外径側のレースとの間に間隙を確保した構成とした。

本発明によれば、シャフトの長手方向におけるロータコアアッセンブリの移動が、シャフトの外周から突出したストッパと、シャフトに圧入したボールベアリングの内径側のレースと、内径側のレースに当接する当接部を設けたエンドプレートと、で規制される。
これにより、ロータコアアッセンブリの位置決めに関与する部品点数を減らすことができるので、モータの回転軸方向の大きさを抑えつつ、ロータコアの位置決めを行える。

実施の形態にかかるロータコアアッセンブリの支持構造を説明する図である。 従来例にかかるロータコアアッセンブリの支持構造を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、ロータコアアッセンブリ２の支持構造１０を説明する図であり、（ａ）は、モータ１の要部の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ａの拡大図である。

［モータの構造］
図１の（ａ）に示すように、モータ１は、シャフト４に外挿されたロータコアアッセンブリ２と、ロータコアアッセンブリ２の外周を所定間隔で囲むステータコア３とを有している。
ここで、シャフト４には、当該シャフト４の外周から径方向に突出したストッパ４１が、中心軸線Ｘ回りの周方向の全周に亘って設けられている。
シャフト４の中心軸線Ｘ方向の一方側（図１の（ａ）の右側）と他方側（図１の（ａ）の左側）には、軸受５と軸受６が中心軸線Ｘの一方側と他方側から、それぞれ圧入されている。

軸受５は、一対のレース（外輪５１と内輪５２）の間（間隙Ｓ２）にボール５３を保持したボールベアリングであり、この軸受５の外輪５１がケース７１内の所定箇所で支持されている。
軸受６もまた、軸受５と同様に、一対のレース（外輪６１と内輪６２）の間にボール６３を保持したボールベアリングであり、この軸受６の外輪６１がケース７０内の所定箇所で支持されている。

モータ１では、この軸受５と軸受６とにより、シャフト４の中心軸線Ｘ方向の両端が回転可能に支持されている。

シャフト４に外挿されたロータコアアッセンブリ２は、円筒形状のロータコア２１と、シャフト４の中心軸線Ｘにおいて、ロータコア２１の一方側（図１の（ａ）の右側）に設けられたエンドプレート２２と、ロータコア２１の他方側（図１の（ａ）の左側）に設けられたエンドプレート２３と、を有している。

ロータコア２１は、積層された珪素鋼板であり、中心軸線Ｘ回りの周方向の全周に亘ってＳ極とＮ極とが周方向に交互に配置されている。

ロータコア２１の内径は、シャフト４の外径に整合する大きさに設定されており、ロータコア２１は、シャフト４の外周に固定されている。このため、ロータコア２１をシャフト４に外挿した状態において、ロータコア２１のシャフト４に対する相対回転が規制されて、ロータコア２１とシャフト４とは、中心軸線Ｘ回りに一体的に回転するようになっている。

ロータコア２１の一方側に設けられたエンドプレート２２は、アルミニウム、ステンレス、銅などの非磁性体材料で形成されている。
中心軸線Ｘ方向から見て、エンドプレート２２はリング状を成しており、エンドプレート２２の外径は、ロータコア２１の外径と同じ大きさの外径に設定されている。

図１の（ｂ）に示すように、エンドプレート２２は、中心軸線Ｘ方向から見て円形形状を成す基部２２１を有している。この基部２２１の内径側には、中心軸線Ｘ方向から見てリング状の当接部２２２が設けられている。

当接部２２２は、中心軸線Ｘ方向に沿って軸受５側に突出して設けられており、実施の形態では、当接部２２２は、基部２２１から所定の幅Ｌ１だけ軸受５側に突出して設けられている。
そのため、エンドプレート２２では、外径側よりも内径側の方が、当接部２２２の幅Ｌ１の分だけ中心軸線Ｘ方向の厚みが厚くなっている。

また、当接部２２２の軸受５側の端面２２２ａは、中心軸線Ｘに直交する平坦面となっており、この端面２２２ａが、シャフト４の一方側から圧入された軸受５の内輪５２と当接するようになっている。

図１の（ｂ）に示すように、シャフト４の中心軸線Ｘを基準とした、当接部２２２の外径Ｒ１は、軸受５の内輪５２の外径Ｒ３よりも大きくなるように設定されている（Ｒ１＞Ｒ３）。
よって、軸受５を、エンドプレート２２の当接部２２２に当接する位置までシャフト４に圧入した場合、エンドプレート２２の内径側では、軸受５の内輪５２と、当接部２２２（端面２２２ａ）とが当接して、軸受５によるエンドプレート２２の中心軸線Ｘ方向への押し付けが確実に行われる。

また、図１の（ｂ）に示すように、シャフト４の中心軸線Ｘを基準とした、当接部２２２の外径Ｒ１は、軸受５の外輪５１の内径Ｒ２よりも小さくなるように設定されている（Ｒ１＜Ｒ２）。
これにより、エンドプレート２２の当接部２２２よりも外径側の端面２２１ａと、軸受５の外輪５１との間に、中心軸線Ｘ方向の間隙Ｓ１が確保される。

このため、エンドプレート２２の端面２２１ａと軸受５の外輪５１との間隙Ｓ１と、軸受５の外輪５１と内輪５２との間隙Ｓ２とが連通する。
よって、内径側から供給される潤滑油ＯＬを、エンドプレート２２側に供給する油路が、これら間隙Ｓ１、Ｓ２により形成されている（図１の（ｂ）の矢印参照）。

一方、ロータコア２１の中心軸線Ｘ方向の他方側に設けられたエンドプレート２３もまた、エンドプレート２２と同様に、アルミニウムステンレス、銅などの非磁性体材料で形成されている。
また、中心軸線Ｘ方向から見て、エンドプレート２３はリング形状を成しており、エンドプレート２３の外径は、エンドプレート２２の外径と同じ大きさの外径に設定されている。

ロータコアアッセンブリ２では、ロータコア２１の中心軸線Ｘ方向の両端に、エンドプレート２２、２３が取り付けられており、これらエンドプレート２２、２３によりロータコア２１が支持されている。

［モータの組み付け方法］
次に、モータ１の組み付け方法を説明する。
初めに、図１の（ａ）に示すように、ロータコアアッセンブリ２は、エンドプレート２３と、ロータコア２１と、エンドプレート２２とを、シャフト４の一方側（図１の（ｂ）の右側）から、この順番でシャフト４に外挿して組み付けられる。

そして、組み付けたロータコアアッセンブリ２のエンドプレート２３を、シャフト４のストッパ４１に当接させた状態で、軸受５を、シャフト４の一方側（図１の（ａ）の右側）から圧入して、軸受５の内輪５２を、エンドプレート２２の当接部２２２（端面２２２ａ）に当接させた位置に配置する。

そうすると、シャフト４の中心軸線Ｘ方向におけるロータコアアッセンブリ２の一方側への移動がシャフト４に圧入された軸受５の内輪５２により規制されると共に、他方側への移動がシャフト４のストッパ４１により規制される。
また、この状態において、ロータコアアッセンブリ２は、シャフト４との相対回転が規制されている。そのため、シャフト４が中心軸線Ｘ回りに回転した際に、ロータコアアッセンブリ２とシャフト４とが一体的に回転する。

続いて、軸受６を、シャフト４の他方側（図１の（ａ）の左側）に圧入し、軸受６の内輪６２がストッパ４１に当接する位置に配置する。

そして、この状態において、ロータコアアッセンブリ２が固定されたシャフト４を、ケース７０の一方側（図１の（ａ）の右側）からケース７０内に挿入し、シャフト４の他方側に圧入された軸受６を、ケース７０の所定位置に係合させる。
そして、ケース７１を、シャフト４の一方側（図１の（ａ）の右側）からシャフト４に外挿して、シャフト４の一方側に圧入された軸受５を、ケース７１の所定位置に係合させる。
これにより、軸受５、６が、それぞれケース７１、７０に固定されて、この軸受５、６で回転可能に設けられたシャフト４を有するモータ１が組み付けられる。

ここで、実施の形態にかかるロータコアアッセンブリ２の支持構造１０は、ロータコア２１の両側のエンドプレート２２、２３のうちの一方のエンドプレート２３を、シャフト４のストッパ４１で位置決めし、他方のエンドプレート２２を、シャフト４に圧入した軸受５で位置決めした構成を有している。
実施の形態にかかるロータコアアッセンブリ２の支持構造１０では、軸受５の内輪５２をシャフト４に圧入して、ロータコアアッセンブリ２のエンドプレート２２を保持しており、軸受５にシャフト４の支持とロータコアアッセンブリ２の保持の両方の機能を持たせている。

以上の通り、実施の形態では、
（１）シャフト４に外挿されて位置決めされたシャフト４におけるロータコアアッセンブリ２の支持構造１０であって、
ロータコアアッセンブリ２は、シャフト４の中心軸線Ｘ方向におけるロータコア２１の両側にエンドプレート２２、２３を有しており、
シャフト４の中心軸線Ｘ方向におけるロータコアアッセンブリ２の一方側（図１の（ｂ）の右側）への移動を、シャフト４に圧入した軸受５（ベアリング）で規制すると共に、他方側（図１の（ｂ）の左側）への移動を、シャフト４の外周から径方向に突出したストッパ４１により規制し、
軸受５は、一対のレース（外輪５１と内輪５２）の間にボール５３を保持したボールベアリングであり、ロータコア２１の一方側に位置するエンドプレート２２に、シャフト４に圧入された内輪５２（内径側のレース）が中心軸線Ｘ方向から当接する当接部２２２を設けて、一方側に位置するエンドプレート２２の端面２２１ａと外輪５１（外径側のレース）との間に間隙Ｓ１を確保した構成とした。

このように構成すると、シャフト４の中心軸線Ｘ（長手方向）におけるロータコアアッセンブリ２の移動が、シャフト４の外周から突出したストッパ４１と、シャフト４に圧入した軸受５（ベアリング）の内輪５２（内径側のレース）と、この内輪５２に当接する当接部２２２を設けたエンドプレート２２とで規制される。
これにより、ロータコアアッセンブリ２の位置決めに関与する部品点数を減らすことができるので、モータ１の中心軸線Ｘ（回転軸）方向の大きさを抑えつつ、ロータコアアッセンブリ２の位置決めを行える。

特に、従来、位置決めに用いられていたリテーナを省略して、ボールベアリングにロータコアの位置決めとシャフトの支持の機能を持たせたので、リテーナを省略した分だけ、中心軸線Ｘ方向の厚みを薄くすることができる。

（２）中心軸線Ｘ方向から見て、エンドプレート２２の当接部２２２はリング状を成しており、シャフト４の中心軸線Ｘを基準とした当接部２２２の外径Ｒ１は、シャフト４の中心軸線Ｘを基準とした外輪５１（外径側のレース）の内径Ｒ２よりも小さい径に設定されている構成とした。

このように構成すると、当接部２２２を設けたエンドプレート２２の剛性強度が高くなるので、エンドプレート２２の外径側の中心軸線Ｘ方向への倒れを防止できる。
また、内輪５２（内径側のレース）と、外輪５１（外径側のレース）との間の間隙Ｓ１を、油路として活用できるので、エンドプレート２２側に潤滑油ＯＬを供給して潤滑できる。

１ モータ
１０ 支持構造
２ ロータコアアッセンブリ
２１ ロータコア
２２ エンドプレート
２２１ 基部
２２１ａ 端面
２２２ 当接部
２２２ａ 端面
２３ エンドプレート
３ ステータコア
４ シャフト
４１ ストッパ
５ 軸受（ベアリング）
５１ 外輪（外径側のレース）
５２ 内輪（内径側のレース）
５３ ボール
６ 軸受（ベアリング）
６１ 外輪（外径側のレース）
６２ 内輪（内径側のレース）
６３ ボール
７０ ケース
７１ ケース
ＯＬ 潤滑油
Ｓ１、Ｓ２ 間隙
Ｘ 中心軸線

Claims (2)

1. シャフトに外挿されて位置決めされたロータコアアッセンブリの支持構造であって、
   前記ロータコアアッセンブリは、前記シャフトの中心軸線方向におけるロータコアの両側にエンドプレートを有しており、
   前記中心軸線方向における前記ロータコアアッセンブリの一方側への移動を、前記シャフトに圧入したベアリングで規制すると共に、他方側への移動を、前記シャフトの外周から径方向に突出したストッパにより規制し、
   前記ベアリングは、一対のレースの間にボールを保持したボールベアリングであり、
   前記ロータコアの前記一方側に位置するエンドプレートに、前記シャフトに圧入された内径側のレースが前記中心軸線方向から当接する当接部を設けて、前記一方側に位置する前記エンドプレートと外径側のレースとの間に間隙を確保したことを特徴とするロータコアアッセンブリの支持構造。
2. 前記中心軸線方向から見て、前記当接部はリング状を成しており、前記シャフトの前記中心軸線を基準とした前記当接部の外径は、前記シャフトの前記中心軸線を基準とした前記外径側のレースの内径よりも小さい径に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のロータコアアッセンブリの支持構造。

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