JP2020065356A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングを保持するベアリングホルダとモータケースとを、簡単かつ高い精度で同軸上に配置することができるモータを提供する。【解決手段】本発明のモータ１０は、モータケース１１と、モータケース１１の中心軸上に配置される回転軸１４と、モータケース１１の内部で回転軸１４を回転自在に支持する一対のベアリング１５，１６と、一方のベアリング１５を保持するベアリングホルダ１７と、を備える。一方のベアリング１５は、ベアリングホルダ１７に圧入構造で固定され、ベアリングホルダ１７は、モータケース１１に圧入構造で固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータケースとベアリングホルダとを備えるモータに関する。

一般に、モータにおいては、モータ出力軸となる回転軸を一対のベアリングによって回転自在に支持している。一対のベアリングのうち、一方のベアリングはモータケースによって支持され、他方のベアリングはモータケースとは別部品であるベアリングホルダによって支持されている。特許文献１には、一方のベアリングをモータケースによって支持し、他方のベアリングを、モータケースとは別部品であるリッドによって支持した構成のモータが開示されている。このモータでは、リッドがベアリングホルダに相当する。

また、モータケースにベアリングホルダを固定する方法としては、接着剤を用いて固定する方法、あるいはネジを用いて固定する方法が知られている。いずれの方法を採用するとしても、モータケースにベアリングホルダを固定する場合は、一対のベアリングと共に、モータケースとベアリングホルダを同軸上に配置する必要がある。

特開２０１７−１２３７５２号公報

しかしながら、接着剤を用いてモータケースにベアリングホルダを固定する場合は、接着剤を塗布する接着剤塗布工程が必要になる。また、モータケースとベアリングホルダとを同軸上に配置するために、接着剤を塗布する前または塗布した後に、モータケースに対してベアリングホルダを位置決めする位置決め工程が必要になる。また、ベアリングホルダを位置決めしたとしても、接着剤が硬化するまでのあいだにベアリングホルダの位置がずれるおそれがある。

一方、ネジを用いてモータケースにベアリングホルダを固定する場合は、ネジを締め付けるネジ締結工程が必要になる。また、モータケースとベアリングホルダとを同軸上に配置するために、ネジを締め付ける前に、モータケースに対してベアリングホルダを位置決めする位置決め工程が必要になる。また、ベアリングホルダを位置決めしたとしても、ネジを締め付ける途中でベアリングホルダの位置がずれるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、ベアリングを保持するベアリングホルダとモータケースとを、簡単かつ高い精度で同軸上に配置することができるモータを提供することにある。

本発明に係るモータは、モータケースと、前記モータケースの中心軸上に配置される回転軸と、前記モータケースの内部で前記回転軸を回転自在に支持する一対のベアリングと、前記一対のベアリングのうち一方のベアリングを保持するベアリングホルダと、を備え、前記一方のベアリングは、前記ベアリングホルダに圧入構造で固定され、前記ベアリングホルダは、前記モータケースに圧入構造で固定されている。

本発明に係るモータにおいて、前記モータケースは、モータ中心軸方向の一方を向いて開口する開口部を有し、前記ベアリングホルダは、前記開口部よりも前記モータケースの奥側に固定されていてもよい。

本発明に係るモータは、バスバー端子を有するバスバーユニットを備え、前記ベアリングホルダは、前記バスバーユニットを収容するバスバー収容部を有するものであってもよい。

本発明に係るモータにおいて、前記ベアリングホルダには、前記バスバー端子を通すための孔が設けられていてもよい。

本発明に係るモータにおいて、前記モータケースには、前記一対のベアリングのうち他方のベアリングが取り付けられるベアリング取付部が一体に形成され、前記他方のベアリングは、前記ベアリング取付部に圧入構造で固定されていてもよい。

本発明によれば、ベアリングホルダにベアリングが圧入構造で固定され、かつ、モータケースにベアリングホルダが圧入構造で固定された構成を採用している。このため、ベアリングを保持するベアリングホルダとモータケースとを、簡単かつ高い精度で同軸上に配置することができる。

本実施の形態１に係るモータの断面図である。 図１に示すモータを背面側から見た斜視図である。 図１に示すモータが備えるモータケースの正面図である。 図１に示すモータが備えるモータケースの断面図である。 図１に示すモータが備えるベアリングホルダの正面図である。 図１に示すモータが備えるベアリングホルダの背面図である。 図６におけるＸ−Ｏ−Ｘ断面図である。 図１に示すモータの組み立て方法の一例を説明する図である。 図１に示すモータの組み立て途中で、モータケースにベアリングホルダを圧入構造で固定した状態を示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態１に係るモータの断面図であり、図２は、図１に示すモータを背面側から見た斜視図である。なお、図１および図２においては、モータ中心軸方向の一方を正面側Ｆ、同他方を背面側Ｒとしている。

＜モータの構成＞
図１および図２に示すように、モータ１０は、モータケース１１と、モータロータ１２と、モータステータ１３と、丸シャフトからなる回転軸１４と、一対のベアリング１５，１６と、一方のベアリング１５を保持するベアリングホルダ１７と、バスバーユニット１８と、モータ用ハーネス１９と、レゾルバ２０と、センサホルダ２１と、キャップ部材２３と、フランジ部材２４と、を備えている。本実施の形態１においては、一例として、モータ１０が３相のブラシレスモータによって構成されている。

モータロータ１２は、回転軸１４に同軸上に固定されている。モータロータ１２は、回転軸１４と一体に回転するものである。一方、モータステータ１３は、全体的に輪状に形成されるとともに、回転軸１４およびモータロータ１２と同軸上に配置されている。

回転軸１４は、モータケース１１の中心軸上に配置されている。回転軸１４には、モータロータ１２の両側に位置して一対のベアリング１５，１６が取り付けられている。バスバーユニット１８は、電気配線のためのコネクタユニットに相当するものであって、より具体的には、モータステータ１３に巻線されているコイルにモータ駆動用の電力を供給するためのコネクタユニットに相当する。バスバーユニット１８は、モータロータ１２およびモータステータ１３よりも開口部２７側に位置してモータケース１１の内部に配置されている。モータ用ハーネス１９は、リード線４７を有している。リード線４７は、バスバー端子４５の端部に接続されている。レゾルバ２０は、回転軸１４の回転角度を検知する角度センサである。レゾルバ２０は、レゾルバロータ５１と、レゾルバステータ５２と、を備えている。

キャップ部材２３は、モータケース１１の一端部にハウジング５０を介して取り付けられている。キャップ部材２３は、モータケース１１の開口部２７を外部から覆い隠すようにモータ１０の正面側Ｆに配置されている。回転軸１４の正面側Ｆの端部は、キャップ部材２３よりもモータ１０の正面側Ｆに突出することなく、モータ１０の内部に配置されている。キャップ部材２３とハウジング５０は、スタッドボルト５７とナット５８を用いてモータケース１１に固定されている。スタッドボルト５７の基端部は、モータケース１１の貫通孔２９（図３参照）に圧入構造で固定されている。また、ハウジング５０には、上述したモータ用ハーネス１９のリード線４７をハウジング５０の外側に引き出すための孔（図示せず）が設けられている。

フランジ部材２４は、モータ１０全体を相手先の機械要素に連結するための部材となる。フランジ部材２４は、キャップ部材２３とは反対側となるモータ１０の背面側Ｒに配置されている。フランジ部材２４は、モータケース１１の底部２６の外面２６ｂに取り付けられている。

（モータケース）
図３は、図１に示すモータが備えるモータケースの正面図であり、図４は、該モータケースの断面図である。
図３および図４に示すように、モータケース１１は、円筒形の側壁部２５と、側壁部２５の一端部で径方向の内側に曲げられた底部２６と、を一体に有する有底円筒形に形成されている。モータケース１１は、プレス加工によって得られる金属製の一体成形品であり、より詳しくは、深絞り加工によって得られる深絞り加工品である。モータケース１１は、底部２６と反対側に開口部２７を有している。また、開口部２７は、モータ中心軸方向の一方（図４の右方向）を向いて開口している。

モータケース１１の開口部２７の縁には複数の第１鍔部２８が形成されている。各々の第１鍔部２８には貫通孔２９が形成されている。一方、モータケース１１の底部２６には、ベアリング取付部３１が形成されている。ベアリング取付部３１は、ベアリング１６が取り付けられる部分であって、略Ｕ字形に形成されている。また、モータケース１１の底部２６には、ベアリング取付部３１を区画形成するように突出部３２が形成されている。突出部３２は、モータケース１１の中心軸方向の外側に突出している。突出部３２は、モータケース１１の中心軸方向から見て円形に形成されている。また、突出部３２は、モータケース１１の中心軸を中心に、ベアリング取付部３１と同心円状に形成されている。

突出部３２の中心には逃げ孔３３が形成されている。逃げ孔３３は、モータケース１１と回転軸１４との位置的な干渉を避けるための孔である。また、モータケース１１の底部２６において、ベアリング取付部３１および突出部３２の外側には複数の通し孔３４が設けられている。本実施の形態１においては、一例として、モータケース１１の底部２６に４つの通し孔３４が設けられている。４つの通し孔３４は、モータケース１１にフランジ部材２４を取り付けるために形成された孔であって、モータケース１１の円周方向に９０°の角度間隔で配置されている。

（ベアリング）
一対のベアリング１５，１６は、モータ１０の内部で回転軸１４を回転自在に支持するものである。本実施の形態１においては、一例として、一対のベアリング１５，１６がそれぞれボールベアリングによって構成されている。ボールベアリングは、内輪部と、外輪部と、複数のボールと、を有するベアリングである。ベアリング１５の内輪部は圧入によって回転軸１４に固定され、ベアリング１６の内輪部も圧入によって回転軸１４に固定されている。これにより、一対のベアリング１５，１６は、回転軸１４に同軸上に取り付けられている。

一方のベアリング（以下、「第１ベアリング」ともいう。）１５は、モータ１０の正面側Ｆに配置され、他方のベアリング（以下、「第２ベアリング」ともいう。）１６は、モータ１０の背面側Ｒに配置されている。第１ベアリング１５は、モータケース１１の中心軸方向において、開口部２７側（図４参照）で回転軸１４を回転自在に支持している。一方、第２ベアリング１６は、モータケース１１の中心軸方向において、底部２６側で回転軸１４を回転自在に支持している。第１ベアリング１５はベアリングホルダ１７によって保持されている。第１ベアリング１５の外輪部は、ベアリングホルダ１７のベアリング収容部３６（後述）に圧入構造で固定されている。これに対して、第２ベアリング１６は、モータケース１１のベアリング取付部３１に取り付けられている。また、第２ベアリング１６の外輪部は、ベアリング取付部３１に圧入構造で固定されている。なお、本明細書において、「圧入構造」とは、「圧入による固定構造」を意味する。

（ベアリングホルダ）
図５は、図１に示すモータが備えるベアリングホルダの正面図であり、図６は、同背面図である。また、図７は、図６におけるＸ−Ｏ−Ｘ断面図である。
ベアリングホルダ１７は、図５〜図７に示すように、円筒形に形成されている。ベアリングホルダ１７は、プレス加工によって得られる金属製の一体成形品であり、より詳しくは、深絞り加工によって得られる深絞り加工品である。ベアリングホルダ１７は、図１に示すように、モータケース１１の内部に圧入構造で固定されている。ベアリングホルダ１７は、モータケース１１の開口部２７よりもモータケース１１の奥側に固定されている。ここで記述する「モータケース１１の奥側」とは、モータケース１１の内部において、モータケース１１の底部２６に近い側を意味する。ベアリングホルダ１７は、周壁部３５と、ベアリング収容部３６と、前板部３７と、バスバー収容部４１と、を一体に有している。周壁部３５は、ベアリングホルダ１７の最外周部に配置されている。ベアリング収容部３６は、周壁部３５よりもベアリングホルダ１７の内周側に配置されている。前板部３７は、ベアリングホルダ１７の径方向において、周壁部３５とベアリング収容部３６との間に配置されている。

ベアリングホルダ１７の周壁部３５は、円形に形成されている。周壁部３５の外径は、ベアリングホルダ１７を圧入によってモータケース１１に固定できるように、モータケース１１の側壁部２５の内径よりも僅かに大きく設定されている。ベアリング収容部３６は、前板部３７から略Ｕ字形にへこんで形成されている。ベアリング収容部３６は、円形に形成されている。ベアリング収容部３６の底部には、孔３８が形成されている。孔３８は、ベアリングホルダ１７と回転軸１４とを接触を避けて、ベアリングホルダ１７の中心に回転軸１４を通すための孔である。

一方、前板部３７には複数の長孔３９が形成されている。本実施の形態１においては、一例として、前板部３７に３つの長孔３９が形成されている。各々の長孔３９は、前板部３７を板厚方向に貫通している。各々の長孔３９は、ベアリングホルダ１７の円周方向に沿って円弧状に形成されている。各々の長孔３９のうち、少なくともいずれか１つの長孔３９は、後述するバスバーユニット１８のバスバー端子４５をベアリングホルダ１７の厚み方向に通すための孔となる。これにより、図１に示すように、モータケース１１の内部にバスバーユニット１８の本体部分を配置した場合でも、バスバーユニット１８のバスバー端子４５を長孔３９に通すことにより、バスバー端子４５の端部をベアリングホルダ１７よりもモータ１０の正面側Ｆに突出させて配置することができる。

バスバー収容部４１は、前板部３７の裏側に形成されている。バスバー収容部４１は、背面側Ｒから見て円環状に形成されている。また、バスバー収容部４１は、ベアリングホルダ１７の中心軸を中心に、周壁部３５、ベアリング収容部３６および孔３８と同心円状に形成されている。バスバー収容部４１は、後述するバスバーユニット１８を収容するための空間であって、ベアリング収容部３６よりもベアリングホルダ１７の径方向外側に配置されている。このため、図１に示すように、ベアリング収容部３６に第１ベアリング１５を収容し、かつ、バスバー収容部４１にバスバーユニット１８を収容した状態では、第１ベアリング１５の外側にバスバーユニット１８が配置される。また、バスバー収容部４１は、モータケース１１の内部でモータステータ１３と対向する状態に配置される。

本実施の形態１に係るモータ１０を組み立てる場合は、図８に示すように、モータロータ１２と一対のベアリング１５，１６とレゾルバロータ５１を、それぞれ回転軸１４に取り付ける。その際、予め第１ベアリング１５をベアリングホルダ１７のベアリング収容部３６に圧入構造で固定しておき、その状態でモータ１０の正面側Ｆから第１ベアリング１５を回転軸１４に圧入する。これにより、回転軸１４、第１ベアリング１５およびベアリングホルダ１７が互いに同軸上に配置される。その一方で、モータケース１１にネジ８５を用いてフランジ部材２４を取り付ける。

次に、上述のようにモータロータ１２、一対のベアリング１５，１６およびレゾルバロータ５１を取り付けた回転軸１４を、モータケース１１の開口部２７側からモータケース１１の内部に挿入する。このとき、図９に示すように、モータケース１１の開口部２７よりも奥側にベアリングホルダ１７を押し込むことにより、モータケース１１に圧入によってベアリングホルダ１７を固定する。これにより、ベアリングホルダ１７がモータケース１１と同軸上に配置される。また、第１ベアリング１５、ベアリングホルダ１７およびモータケース１１は、回転軸１４を中心に互いに同軸上に配置される。なお、図９においては、回転軸１４およびフランジ部材２４の表示を省略している。

＜実施の形態１の効果＞
本実施の形態１においては、ベアリングホルダ１７のベアリング収容部３６に第１ベアリング１５が圧入構造で固定されるとともに、モータケース１１の周壁部３５にベアリングホルダ１７が圧入構造で固定された構成を採用している。これにより、第１ベアリング１５を保持するベアリングホルダ１７とモータケース１１とを、簡単かつ高い精度で同軸上に配置することができる。また、ベアリングホルダ１７は圧入構造でモータケース１１に固定されるため、従来必要とされていた接着剤塗布工程やネジ締結工程が不要になり、また圧入構造の採用によってベアリングホルダ１７の位置がずれるおそれもない。また、ベアリングホルダ１７の固定にネジを使用しないため、部品点数を削減できるとともに、雌ネジ形成のためのネジ切り加工を廃止することができる。よって、モータの低コスト化を図ることが可能となる。

また、本実施の形態１においては、ベアリングホルダ１７がモータケース１１の開口部２７よりもモータケース１１の奥側に固定された構成を採用している。これにより、モータケース１１の開口部２７に、センサホルダ２１やレゾルバ２０などの部品を配置するスペースを確保することができる。このため、モータケース１１の内部に、より多くの部品を、より高密度に組み込むことができる。その結果、モータ１０の小型化に寄与することができる。

また、本実施の形態１においては、ベアリングホルダ１７にバスバー収容部４１が形成され、このバスバー収容部４１にバスバーユニット１８が収容された構成を採用している。これにより、モータ中心軸方向においては、ベアリングホルダ１７とほぼ同じ位置にバスバーユニット１８を配置することができる。このため、モータケース１１の内部に、ベアリングホルダ１７とは別に、バスバーユニット１８を組み込むためのスペースを確保する必要がない。よって、モータ１０の小型化を図ることができる。

また、本実施の形態１においては、ベアリングホルダ１７の前板部３７に、バスバーユニット１８のバスバー端子４５を通すための長孔３９が設けられた構成を採用している。これにより、モータ中心軸方向の正面側Ｆから見て、ベアリングホルダ１７の裏側にバスバーユニット１８を配置した場合でも、ベアリングホルダ１７の長孔３９を通してバスバー端子４５の端部をモータ１０の正面側Ｆに突出させて配置することができる。よって、バスバーユニット１８のバスバー端子４５とモータ用ハーネス１９のリード線４７とを接続するための作業を容易に行うことができる。

また、本実施の形態１においては、モータケース１１の底部２６にベアリング取付部３１が一体に形成され、このベアリング取付部３１に第２ベアリング１６が圧入構造で固定された構成を採用している。これにより、一対のベアリング１５，１６を、いずれもモータケース１１を基準に位置決めすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

１０ モータ
１１ モータケース
１４ 回転軸
１５ ベアリング
１６ ベアリング
１７ ベアリングホルダ
１８ バスバーユニット
２７ 開口部
３１ ベアリング取付部
３９ 長孔
４１ バスバー収容部
４５ バスバー端子

Claims (5)

1. モータケースと、
   前記モータケースの中心軸上に配置される回転軸と、
   前記モータケースの内部で前記回転軸を回転自在に支持する一対のベアリングと、
   前記一対のベアリングのうち一方のベアリングを保持するベアリングホルダと、
   を備え、
   前記一方のベアリングは、前記ベアリングホルダに圧入構造で固定され、
   前記ベアリングホルダは、前記モータケースに圧入構造で固定されている
   ことを特徴とするモータ。
2. 前記モータケースは、モータ中心軸方向の一方を向いて開口する開口部を有し、
   前記ベアリングホルダは、前記開口部よりも前記モータケースの奥側に固定されている
   請求項１に記載のモータ。
3. バスバー端子を有するバスバーユニットを備え、
   前記ベアリングホルダは、前記バスバーユニットを収容するバスバー収容部を有する
   請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記ベアリングホルダには、前記バスバー端子を通すための孔が設けられている
   請求項３に記載のモータ。
5. 前記モータケースには、前記一対のベアリングのうち他方のベアリングが取り付けられるベアリング取付部が一体に形成され、
   前記他方のベアリングは、前記ベアリング取付部に圧入構造で固定されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。

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