JP2021191223A - モータ及び電気製品 - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングホルダの配置制限を低減し、小型化したモータを提供する。【解決手段】ハウジング６０の円筒部が、内側にはステータが配置された第１の内周面と、中心軸との距離が第１の内周面と中心軸との距離よりも大きく、且つ、ベアリングホルダ７０の外周面と接触する第２の内周面６２２と、第１の内周面と第２の内周面とを接続し、ベアリングホルダの下面と接触する段差面６２３と、を有し、ハウジングは、円筒部の第２の内周面にカシメ部を更に有し、ベアリングホルダは、カシメ部によって円筒部の第２の内周面に固定される。【選択図】図５

Description

本発明は、モータ及び電気製品に関する。

バスバーホルダをモータハウジングに固定する方法として、例えば特許文献１には、ベアリングホルダ５５の上面に、ピン等による加圧加工（例えば、カシメ加工等）を行い、ベアリングホルダ５５をハウジング２０内に固定する方法が開示されている。加圧加工後のベアリングホルダ５５には、凹部５８及び押圧部５９が設けられる。また、ベアリングホルダは、コイル引出線９１Ａ〜９１C、９２Ａ〜９２Ｃが通過する、軸方向に貫通する複数の貫通孔５６ａ〜５６ｃ、５７ａ〜５７ｃが設けられている。

国際公開２０１７―０２６４９１号公報

特許文献１のベアリングホルダ５５における、凹部５８、押圧部５９、及び複数の貫通孔５６ａ〜５６ｃ、５７ａ〜５７ｃは、径方向及び周方向にずれて配置される必要がある。すなわち、ベアリングホルダ５５の上面には凹部５８及び押付部５９を設けるスペースに限りがあるため、モータを小型化することが困難であった。

本発明の一実施形態によれば、中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータの径方向外側に位置しており、前記ロータに対向して配置され、複数のコイルが巻き付けられたステータと、前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する第１のベアリング及び第２のベアリングと、前記ステータの上側に位置しており、前記複数のコイルへ給電する導電部材を保持する支持部材と、径方向に沿って延び前記第１のベアリングを保持する第１の平板部と、前記第１の平板部の径方向外縁から上側へ延び、径方向内側に前記ロータ及び前記ステータが収容される円筒部と、を有することによって、上側に開口する開口部を形成するハウジングと、前記ステータの上側に配置されて、前記第２のベアリングを保持し、少なくとも１つの貫通孔を有するベアリングホルダと、を備え、前記導電部材及び前記コイルの引出線のうち少なくとも１つが前記貫通孔を通過して上側へ延び、前記円筒部が、内側には前記ステータが配置された第１の内周面と、前記中心軸との距離が前記第１の内周面と前記中心軸との距離よりも大きく、且つ、前記ベアリングホルダの外周面と接触する第２の内周面と、前記第１の内周面と前記第２の内周面とを接続し、前記ベアリングホルダの下面と接触する段差面と、を有し、前記ハウジングは、前記円筒部の前記第２の内周面にカシメ部を更に有し、前記ベアリングホルダは、前記カシメ部によって前記円筒部の前記第２の内周面に固定される。

本発明の一実施形態によれば、ベアリングホルダの貫通孔の配置制限を低減し、小型化したモータ及び電気製品を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータの断面図である。 図２は、図１に示されたハウジングを示す図である。 図３は、図２に示されたハウジングの円筒部を示す図である。 図４は、図３に示された円筒部の内周面を示す図である。 図５は、図３に示された円筒部の内周面を示す部分拡大断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るモータの斜視図である。 図７は、図６のカバー部を除いたモータの斜視図である。 図８は、図１に示されたベアリングホルダを示す図である。 図９は、図８に示されたベアリングホルダの断面図である。 図１０は、ベアリングホルダがカシメにより円筒部の第２の外周面に固定されることを示す図である。 図１１は、ベアリングホルダがカシメにより円筒部の第２の外周面に固定されることを示す別の図である。 図１２は、ベアリングホルダがカシメにより円筒部の第２の外周面に固定されることを示す更に別の図である。

以下、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。
本発明の一実施形態では、モータの中心軸（例えば、中心軸Ｏ）に沿って延びる方向又は当該方向と平行な方向を「軸方向」と称し、中心軸Ｏを中心とした半径方向を「径方向」と称し、中心軸Ｏに近づく方向を「径方向内側」と称し、中心軸Ｏから離れる方向を「径方向外側」と称し、中心軸Ｏを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と称し、モータのハウジングの平板部が位置する一側を「下側」と称し、モータのハウジングの開口部が位置する一側を「上側」と称する。ただし、説明の便宜のためのものであり、モータの使用及び製造時の向きを限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータの断面図である。図１に示されたように、モータは、ロータ１０、ステータ２０、第１のベアリング３０、第２のベアリング４０、支持部材５０、ハウジング６０及びベアリングホルダ７０、を備える。

ロータ１０は、中心軸Ｏを中心として回転する。ステータ２０は、ロータ１０の径方向外側に位置し、ロータ１０に対向して配置され、ステータ２０には、複数のコイル２１が巻き付けられている。第１のベアリング３０及び第２のベアリング４０は、ロータ１０をステータ２０に対して回転可能に支持する。支持部材５０は、ステータ２０の上側に位置し、複数のコイル２１へ給電する導電部材２１２を保持する。ハウジング６０は、径方向に沿って延びる第１の平板部６１と、第１の平板部６１の径方向外縁から上側へ延びる円筒部６２と、を有することによって上側に開口する開口部６３を形成し、第１の平板部６１が第１のベアリング３０を保持し、円筒部６２の径方向内側にはロータ１０及びステータ２０が収容される。ベアリングホルダ７０は、ステータ２０の上側に配置されて、第２のベアリング４０を保持し、少なくとも１つの貫通孔７０１（図１において不図示だが、図８及び図９において図示されている）を有し、導電部材２１２及びコイル２１の引出線２１１の少なくとも１つは、貫通孔７０１を通過してベアリングホルダ７０の上側へ延びる。

図２は、本発明の一実施形態に係るモータのハウジング６０を示す図である。図３は、図２に示されたハウジング６０の円筒部６２を示す図である。図４は、図３に示された円筒部６２の内周面を示す図である。

図２〜図４に示されたように、円筒部６２は、第１の内周面６２１、第２の内周面６２２及び段差面６２３を有し、第１の内周面６２１の内側にはステータ２０が配置されている。第２の内周面６２２と中心軸Ｏとの距離ｈ２が第１の内周面６２１と中心軸Ｏとの距離ｈ１よりも大きく、且つ、第２の内周面６２２はベアリングホルダ７０の外周面と接触する。段差面６２３は、第１の内周面６２１と第２の内周面６２２とを接続し、且つ、段差面６２３は、ベアリングホルダ７０の下面と接触する。この際、段差面６２３は、ハウジング６０の円筒部６２をカシメる時に発生する応力を受ける。

図４に示されたように、ハウジング６０は、カシメ部６４を更に有し、カシメ部６４が円筒部６２の第２の内周面６２２に位置し、ベアリングホルダ７０がカシメ部６４により円筒部６２の第２の内周面６２２に固定される。

このように、本発明の一実施形態においては、ハウジングをカシメることによってベアリングホルダ７０をハウジング６０へ固定している。そのため、ベアリングホルダをカシメることによってベアリングホルダをハウジングへ固定する場合と比較すると、ベアリングホルダ７０に設ける必要の有るカシメに必要なスペースを小さくすることができる。それに伴い、ベアリングホルダ７０の貫通孔７０１の配置の制限を低減することができる。

なお、ホットプレス又は圧入等によりハウジング６０の第２の内周面６２２にベアリングホルダ７０を固定してから、ハウジングをカシメてもよい。これにより、より確実にベアリングホルダ７０をハウジング６０へ固定することができる。

導電部材２１２はバスバーであり、支持部材５０はバスバーホルダである。バスバーは、モールディング又は溶接によりバスバーホルダに固定される。ただし、導電部材２１２が、コイル２１から伸びたコイル引出線２１１であってもよい。その場合、支持部材５０は、コイル引出線２１１を保持する。

ベアリングホルダ７０は金属製である。そのため、例えば樹脂製のベアリングホルダと比較して、第２のベアリング４０を安定して保持することができる。ただし、ベアリングホルダ７０は金属製に限らず樹脂製であってもよい。

支持部材５０は樹脂製であり、支持部材５０の一部がベアリングホルダ７０の貫通孔７０１の内部に位置している。そのため、バスバー又はコイル引出線といった導電部材２１２が金属製のベアリングホルダ７０と接触して短絡することを抑制することができる。ただし、本発明は、これに限らず、支持部材５０が、他の非導電材料でもよい。

ここで、図３に示されたように、ハウジング６０は、溝６５を有する。溝６５は第２の内周面６２２に軸方向に沿って延び、カシメ部６４は溝６５の軸方向における下端部に位置する。これによって、カシメ工具Ｔを溝６５に対して容易に位置決めすることができ、ハウジング６０に精度良くカシメ部６４を設けることができる。

図５は、図３に示された円筒部６２の内周面を示す部分拡大断面図であり、図４に示されたカシメ部６４は、溝６５の軸方向における下端部をカシメ工具Ｔでカシメた際に、ハウジング６０が変形した部位である。なお、溝６５の軸方向における下端部の上面Ｓ１は、ベアリングホルダ７０の外周部の上面Ｓ２よりも下側に位置していることが好ましい。この場合、カシメ部６４がベアリングホルダ７０の外周に噛み込むため、ベアリングホルダ７０が周方向に動かないよう位置決めできる。さらに、上述の通り、ベアリングホルダ７０の下面は段差面６２３と接触していることも相まって、ハウジング６０に対するベアリングホルダ７０の位置決めにおいて、周方向だけでなく軸方向における位置決め精度も向上させることができる。

その他、図２及び図３に示されたように、ハウジング６０は、突出部６６を有する。突出部６６は、円筒部６２の第２の内周面６２２から径方向外側へ突出する。溝６５は、突出部６６の径方向内側に位置し、カシメ部６４と突出部６６とが径方向に重なる。すなわち、溝６５は、突出部６６が設けられていない径方向に肉薄な円筒部６２ではなく、突出部６６が設けられた径方向に肉厚な円筒部６２に、設けられている。そのため、カシメ部６４の固定強度を向上させることができる。

なお、図２及び図３に示されたように、突出部６６の径方向内側に設けられた２つの溝６５に対応して、２つのカシメ部６４が設けられてもよい。更に、図２に示されたように、ハウジング６０は、４つの突出部６６及び８つのカシメ部６４を有しているが、これに限らない。突出部６６、溝６５、及びカシメ部６４の数は、適切に変更されてもよい。

図６は、本発明の一実施形態に係るモータの斜視図である。図７は、図６に示されたカバー部８０を除いたモータの斜視図である。

図６及び図７に示されたように、モータは、ハウジング６０の開口部６３を覆うカバー部８０を備える。カバー部８０は、突出部６６に設けられたネジ孔に取り付けられる。ただし、突出部６６は、カバー部８０とは異なる他のデバイスと接続する部位としてもよい。

図７に示されたように、ハウジング６０は封止部材６７を更に有する。封止部材６７は、軸方向において、円筒部６２とカバー部８０との間に位置し、径方向において、溝６５よりも外側に位置する。これによって、封止部材６７により防水性能を向上させることができる。封止部材６７は、接着剤又は液体状パッキンによって硬化されて形成されてもよい。例えば、円筒部６２の上面にディスペンサを用いて接着剤又は液体状パッキンを塗装した後に、ハウジング６０の円筒部６２の上面にカバー部８０を配置してもよい。これにより、水がモータ内部に侵入することを防止することができる。封止部材６７は、溝６５よりも径方向外側に配置される。つまり、接着剤又は液体状バッキンが溝６５よりも径方向外側に塗装される。これによって、接着剤又は液体状バッキンが溝６５内に流入したことによる封止部材６７の成型不良を防止し、防水性能を向上させることができる。

その他、カシメ部６５と突出部６６とは、径方向に重なり、且つ、カシメ部６５の周方向における長さは、突出部６６の周方向における長さよりも、短い。すなわち、ハウジング６０の径方向における肉厚が厚い部位に周方向に沿って長いカシメ部６５を設けることができる。これによって、カシメ部６５が設けられた領域を大きくすることができるため、ベアリングホルダ７０のハウジング６０への固定強度を向上させることができる。ただし、本発明は、これに限らず、カシメ部６５の周方向における長さは、突出部６６の径方向内側の周方向における長さよりも短いとともに、突出部６６のネジ孔の直径よりも長くてもよい。これにより、ハウジング６０の円筒部６２をカシメる時に発生する応力は、ハウジング６０の径方向における肉厚が厚い部位に加えられ易くなりとともに、一方で、肉厚が薄い部位には応力は加えられ難くなるため、ハウジング６０の変形を抑制することができる。

ベアリングホルダ７０は、プレス加工により成型される。これによって、ベアリングホルダ７０を薄く成型でき、軽量化を図ることができる。

図８は、図１に示されたベアリングホルダ７０を示す図であり、図９は、図８に示されたベアリングホルダ７０の断面図である。

図８及び図９に示されたように、ベアリングホルダ７０は、径方向に沿って延びる第２の平板部７１と、第２の平板部７１の径方向外側の端部から軸方向へ延びる第１の筒部７２とを有する。これにより、ベアリングホルダ７０の強度を向上させることができる。

図９に示されたように、ベアリングホルダ７０は、第１の筒部７２の径方向外側に位置する第２の筒部７３と、第１の筒部７２と第２の筒部７３とを接続する湾曲部７４とを更に有する。これにより、ベアリングホルダ７０の強度を更に向上させることができる。

第１の筒部７２は、ベアリングホルダ７０の第２の平板部７１の外周部が軸方向へ折り曲げられることによって、成型される。これにより、ベアリングホルダ７０の外周部の剛性を向上させることができる。また、第１の筒部７２の軸方向端部が径方向外側へ折り曲げられ、軸方向に折り返すことにより、湾曲部７４及び第２の筒部７３が成型される。湾曲部７４は、第１の筒部７２の上側に位置する。このように、ベアリングホルダ７０が第１の筒部７２、湾曲部７４及び第２の筒部７３を有することにより、ベアリングホルダ７０の剛性を高めることができる。また、ベアリングホルダ７０をハウジング６０へ圧入する際に発生する変形量を、第１の筒部７２、湾曲部７４、第２の筒部７３で吸収することができ、中心軸Ｏに対するベアリングホルダ７０の同軸度を確保し易い。

なお、第１の筒部は、第２の平板部の径方向外側の端部から下側へ延びてもよい。この場合、第１の筒部の軸方向下端から径方向外側へ折り曲げられて湾曲部を成型し、湾曲部から上側へ延びることにより第２の筒部を成型してもよい。これによって、ベアリングホルダ７０の強度を向上させることができる。また、ベアリングホルダをハウジングへ圧入する際に発生する変形量を、第１の筒部、湾曲部、第２の筒部で吸収することができ、中心軸に対するベアリングホルダの同軸度を確保し易い。

図９に示されたように、第２の平板部７１は、径方向内側の端部から下側へ延びる第３の筒部７５を有し、第２のベアリング４０は、第３の筒部７５に保持される。第３の筒部７５を成型することで、ベアリングホルダ７０と第２のベアリング４０とを締結する軸方向の長さを確保できる。これにより、ベアリングホルダ７０がプレス加工により成型された薄い部材であっても、ベアリングホルダ７０と第２のベアリング４０との締結強度を十分確保できる。

また、第３の筒部７５の軸方向端部が、径方向内側へ折り曲げられて、軸方向へ折り返すことにより、内側湾曲部７６及び第４の筒部７７を成型することができる。ベアリングホルダ７０が第３の筒部７５、内側湾曲部７６及び第４の筒部７７を有するため、ベアリングホルダ７０の内周部の剛性を向上させることができる。

なお、第３の筒部が、第２の平板部の径方向内側の端部から上側へ延びて成型され、内側湾曲部が、第３の筒部の軸方向における上端部から径方向内側へ折り曲げられて成型され、第４の筒部が、内側湾曲部から下側へ延びることにより成型されてもよい。この場合、ベアリングホルダ７０の外周部に成型された、第１の筒部７２、湾曲部７４及び第２の筒部７３と、ベアリングホルダ７０の内周部に成型された、第３の筒部、内側湾曲部及び第４の筒部とが、第２の平板部７１に対して上側に配置される。そのため、ベアリングホルダ７０全体の軸方向長さが短くなるため、軸方向において薄型なモータを提供することができる。

更に、図５に示されたように、湾曲部７４がカシメ部６４と接触する。湾曲部７４は、プレス加工により折り曲げられていないベアリングホルダ７０の部位よりも肉厚となるため、ベアリングホルダ７０をハウジング６０へ圧入する際に発生する応力は、肉厚の部位で吸収でき、ベアリングホルダ７０全体の歪みを低減することができる。

図５に示されたように、溝６５の軸方向における下端部の上面が湾曲部７４の上端Ｓ２よりも下側に位置する。この場合、カシメ部６４が湾曲部７４に噛み込まれるので、ベアリングホルダ７０の周方向に動かないよう位置決めすることもできる。

図１０は、ベアリングホルダ７０がカシメにより円筒部６２の第２の内周面６２２に固定されることを示す図である。ベアリングホルダ７０が平板状であることを前提としている。図１０の(ａ)は、ハウジング６０の上端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、図１０の(ｂ)は、溝６５の下端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、とで分けて記載している。

図１１は、ベアリングホルダ７０がカシメの方式により円筒部６２の第２の内周面６２２に固定されることを示す別の図であり、ベアリングホルダ７０が屈曲部を有していることを前提としている。図１１の(ａ)は、ハウジング６０の上端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、図１１の(ｂ)は、溝６５の下端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、とで分けて記載している。

図１２は、ベアリングホルダ７０がカシメにより円筒部６２の第２の内周面６２２に固定されることを示す更なる図であり、ベアリングホルダ７０が折り曲げ部を有していることを前提としている。図１２の(ａ)は、ハウジング６０の上端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、図１２の(ｂ)は、溝６５の下端部からカシメて、カシメ部６４を成型する場合、とで分けて記載している。

本発明の一実施形態に係るモータによれば、ハウジング６０をカシメることにより、ベアリングホルダ７０の貫通孔７０１の配置制限を低減し、小型化したモータ及び電気製品を提供することができる。

本発明の一実施形態において、電気製品は、モータが設けられた電気設備であって、例えば、空気調和機の室内機、空気調和機の室外機、ウォーターディスペンサ、洗濯機、掃除機、圧縮機、送風機、ブレンダ等の家電設備、又はポンプ、コンベヤ、エレベータ、標準的な産業用汎用機、風力発電機、グラインダ、トラクションモータ等の工業設備又は各種の情報処理機器であってもよく、例えば、自動車用電動パワーステアリングシステム、自動車用サンルーフ調整部品、シート調整部品、トランスミッション、ブレーキ装置等に適用可能である。

Ｏ…中心軸、１０…ロータ、２０…ステータ、３０…第１のベアリング、４０…第２のベアリング、２１２…導電部材、５０…支持部材、６０…ハウジング、６１…第１の平板部、７１…第２の平板部、６２…円筒部、６２１…第１の内周面、６２２…第２の内周面、６２３…段差面、６３…開口部、６４…カシメ部、６５…溝、６６…突出部、６７…封止部材、７０…ベアリングホルダ、７２…第１の筒部、７３…第２の筒部、７４…湾曲部、８０…カバー部

Claims (10)

1. 中心軸を中心として回転するロータと、
   前記ロータの径方向外側に位置しており、前記ロータに対向して配置され、複数のコイルが巻き付けられたステータと、
   前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する第１のベアリング及び第２のベアリングと、
   前記ステータの上側に位置しており、前記複数のコイルへ給電する導電部材を保持する支持部材と、
   径方向に沿って延び前記第１のベアリングを保持する第１の平板部と、前記第１の平板部の径方向外縁から上側へ延び、径方向内側に前記ロータ及び前記ステータが収容される円筒部と、を有することによって、上側に開口する開口部を形成するハウジングと、
   前記ステータの上側に配置されて、前記第２のベアリングを保持し、少なくとも１つの貫通孔を有するベアリングホルダと、を備え、
   前記導電部材及び前記コイルの引出線のうち少なくとも１つは、前記貫通孔を通過して上側へ延び、
   前記円筒部が、
   内側には前記ステータが配置された第１の内周面と、
   前記中心軸との距離が前記第１の内周面と前記中心軸との距離よりも大きく、且つ、前記ベアリングホルダの外周面と接触する第２の内周面と、
   前記第１の内周面と前記第２の内周面とを接続し、前記ベアリングホルダの下面と接触する段差面と、を有し、
   前記ハウジングは、前記円筒部の前記第２の内周面にカシメ部を更に有し、
   前記ベアリングホルダは、前記カシメ部によって前記円筒部の前記第２の内周面に固定される、ことを特徴とするモータ。
2. 前記ハウジングは、前記第２の内周面に軸方向に沿って延びる溝を有し、
   前記カシメ部は、前記溝の軸方向における下端部に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記ハウジングは、前記円筒部の前記第２の内周面から径方向外側へ突出する突出部を更に有し、
   前記溝は、前記突出部の径方向内側に位置しており、
   前記カシメ部と前記突出部とは径方向に重なる、ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記モータは、前記ハウジングの前記開口部を覆うカバー部を更に備え、
   前記ハウジングは、軸方向において前記円筒部と前記カバー部との間に位置しており、且つ、前記溝よりも径方向外側に位置する封止部材を更に有する、ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
5. 前記ハウジングは、前記円筒部の前記第２の内周面から径方向外側へ突出する突出部を有し、
   前記カシメ部と前記突出部とは径方向に重なり、且つ、前記カシメ部の周方向の長さが前記突出部の周方向の長さよりも短い、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
6. 前記ベアリングホルダは、プレス加工により成型される、ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記ベアリングホルダは、
   径方向に沿って延びる第２の平板部と、
   前記第２の平板部の径方向外側の端部から軸方向へ延びる第１の筒部と、を有する、ことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のモータ。
8. 前記ベアリングホルダは、
   前記第１の筒部の径方向外側に位置する第２の筒部と、
   前記第１の筒部と前記第２の筒部とを接続する湾曲部と、を更に有する、ことを特徴とする請求項７に記載のモータ。
9. 前記第１の筒部は、前記第２の平板部の径方向外側の端部から上側へ延び、
   前記湾曲部は、前記第１の筒部の上側に位置し、前記カシメ部と接触する、ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のモータ。
10. 請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のモータを備えることを特徴とする電気製品。
    
    

Images