JP6170063B2 - 電気モータ - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項1の前文に記載の電気モータに関する。

上で挙げた種類の電気モータは、例えばアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、アクセレレーションスキッドコントロールシステム（ＡＳＲシステム）、横滑り防止システム（ＥＳＰシステム）等の車両液圧システムにおける液圧ポンプ用駆動装置として使用されるケースが多い。この種の電気モータは、電機子シャフトを径方向でも軸方向でも支承できるように配置された相異なる軸受装置を包含する。通常、この軸受装置は、いわゆる固定軸受も浮動軸受も具備する。このような軸受装置は、電気モータ運転中に望ましくないノイズ発生の原因となることが多い。

特許文献１では、例えば、軸受装置の中に受容された電機子シャフトを持つ電気モータが述べられている。ここで、電機子シャフトは、この電機子シャフトに配置された軸受インナレースと、軸受座の中に受容された軸受アウタレースを包含する少なくとも１つの浮動軸受の中に支承されている。

独国特許第１０２００６０４２３４０Ａ１号公報

独立請求項１の特徴を有する発明通りの電気モータと、独立請求項６の特徴を有する発明通りの液体ポンプは、前記と比べて、駆動シャフトと軸受インナレースの間に、流体力学的潤滑剤皮膜を形作る潤滑剤が封入され、これが駆動シャフトと軸受インナレースの間に一定相対運動を生じさせる点で有利である。これで、有利なことに、電気モータ運転中に封入された潤滑剤の永続的補給が保証されており、これにより、駆動シャフトと軸受インナレースの間の滑りが一定に保たれる。その結果、流体力学的潤滑剤皮膜は、電気モータ運転中に駆動シャフトと軸受インナレースの間の一定相対運動を可能にし、これで、駆動シャフトと軸受インナレースの間の径方向負荷が減衰できるだけでなく、電気モータの明らかなノイズ低減も達成できる。駆動シャフトは、浮動軸受と共軸で軸受インナレース内部をほとんど摩擦なしで回転し、これにより、駆動シャフトと軸受インナレースのそれぞれの負荷は軽減され、本発明による電気モータの摩耗は減じられることになる。発明通りの潤滑皮膜が作られることから、本発明による実施形態通りの電気モータの負荷耐力は高められ、これにより、電気モータの耐用時間ないしは寿命は延長できることになる。有利なことに、流体力学的潤滑剤皮膜を形作り、駆動シャフトと軸受インナレースの間の一定相対運動を達成するために追加コンポーネントは一切不要であり、従って、電気モータのノイズ挙動を改善する点についても、追加コンポーネントのための追加の製造コストは発生しない。

従属請求項に記載の特徴と更に進んだ形態により、独立請求項１に記載の電気モータの有利な改良が可能である。

特に有利であるのは、流体力学的潤滑剤皮膜が軸受インナレースを潤滑剤で湿潤することによって形作られ得ることである。有利なことに、潤滑材は、駆動シャフトと軸受インナレースの両接触面の相対運動と毛管作用に基づき、テーパ状の潤滑空隙の中に迅速に浸入させることができる。そこで潤滑剤皮膜に生じる圧力は、接触面同士が分離するほど高く、これにより、駆動シャフトと軸受インナレースの間に一定相対運動が達成できる。電気モータ運転中、軸受インナレースを潤滑剤で径方向において均一に湿潤することが可能である。軸受インナレースの内面を潤滑剤で永続的に湿潤することにより、裂け得ない連続的な潤滑剤皮膜が保証される。ここで、電気モータの浮動軸受はコンパクトかつ小型に作られており、軸受インナレースを潤滑剤で均一に湿潤することの望みの効果を持続させ、それでノイズ低減を達成するのに少量の潤滑剤で足りるほどである。軸受インナレースを潤滑剤で永続的に湿潤することにより、摩耗とノイズ発生を著しく減じることのできる潤滑剤皮膜が保証される。

潤滑剤は、例えばオイル及び／又はグリースであってよい。有利なことに、オイル及び／又はグリースを潤滑剤として使用すると、両方の接触面の間の材料摩耗とノイズ発生を効果的に防止できる流体力学的潤滑剤皮膜が極めて速やかに形成される。オイル及び／又はグリースでの理想的な潤滑の場合、特に、互いに相対運動する２つの接触面の間の摩擦と材料摩耗を減じることができる。電気モータ運転中に駆動シャフトと軸受インナレースの両接触面同士が直接接触するのを潤滑剤が実に効果的に防止ないしは克服するので、有利なことに、金属的ノイズの原因となる接触は起こり得ず、これにより、本発明による電気モータの明らかなノイズ低減が可能である。

本発明による電気モータの更なる形態では、一面閉じられた流体力学的潤滑剤皮膜が形作られるように潤滑剤の量が選択されている。これにより、有利なことに、電気モータ運転中常に理想的な流体力学的潤滑剤皮膜を形成することができ、それで、駆動シャフトと軸受インナレースの間での最適な一定相対運動を設定することができる。

本発明による電動モータの好ましい一実現形態では、浮動軸受が転がり軸受として形作られている。転がり軸受の主な利点のひとつは、これが駆動シャフトを固定でき、そこで径方向力と軸方向力を吸収でき、駆動シャフトの回転とこの駆動シャフトに支承されたコンポーネント、例えば整流子又は電機子巻線の回転を同時に可能にすることにある。転がり軸受の採用により、特に摩擦力を減じることができ、従って、電気モータの出力損失と摩耗を少なくすることができる。転がり軸受は、軸受インナレースと軸受アウタレースにおいて通常、最適の潤滑を施された焼入鋼表面の上を転がるので、これらの軸受の転がり摩擦は相対的に僅かであり、従って、ノイズ発生は相対的に僅かである。この転がり軸受の主な利点のひとつは潤滑の必要が少ないことで、これにより、これは電気モータにおいて高負荷時にほとんど摩擦なしで働くことができ、特に回転数が頻繁に変わる用途に適している。

有利なことに、本発明によるノイズ低減型電気モータは、車両液圧システムにおける液体ポンプ用駆動装置として、好ましくは車両ブレーキシステムにおけるリセットポンプ用駆動装置として使用できる。基本的に、本発明による電気モータの実施形態は、自動車における他のシステムのための電気駆動装置としても使用できる。

以下、本発明の一実施例を添付図面に則して詳細に説明する。図面において、同等ないしは同様の機能を果たすコンポーネントないしはエレメントが同じ参照符号で表されている。

軸受ハウジングの軸受座の中に収納された浮動軸受に支承された電機子シャフトを付けた本発明による電気モータの一実施例の分解図であり、この場合、電機子シャフトと浮動軸受の間に潤滑剤皮膜が形成されている。 軸受インナレースに潤滑剤が封入された電機子シャフトを取り付ける前の、図１に示された本発明による電気モータの浮動軸受の斜視図である。 電機子シャフトを取り付けた後の、図１に示された電気モータの浮動軸受の斜視図である。

図１は、好ましくは車両液圧システムにおける液圧ポンプ用駆動装置として使用できる本発明による電気モータ１を示す。但し、実施形態によっては、本発明による電気モータ１は、基本的に別の自動車システムのための駆動装置としても使用できる。

図１から分かる通り、電気モータ１は、ポット状の軸受ハウジング１８内部の浮動軸受１２の中に回転自在に支承された電機子シャフト１０を包含する。軸受ハウジング１８の中に、電機子シャフト１０に配設された電機子２２付きの整流子２０と、磁石２４．１付きの磁石保持リング２４が収納されている。正面側では、電機子シャフト１０と第２の軸受２８を受容するために設けられた中心開口部２６．１を持つ蓋状のブラシホルダ２６が、軸受ハウジング１８を覆っている。

図２から分かる通り、浮動軸受１２は、図示された実施例において転がり軸受として形作られており、転がり軸受と並んで軸受インナレース１２．１と軸受アウタレース１２．２を包含する。

図３から分かる通り、軸受インナレース１２．１は電機子シャフト１０に嵌着されており、及び／又は、ゆるみ止めエレメントを使って軸方向でゆるみ止めされている。軸受アウタレース１２．２は、軸受ハウジング１８の、ここでは見えない軸受座の中に受容されている。

径方向負荷を減衰させ、ノイズエミッションを減少させた形の電気モータ１を実現可能にするため、発明通り、駆動シャフト１０と軸受インナレース１２．１の間に、流体力学的潤滑剤皮膜１６を形作る潤滑剤１６．１が封入されており、これが駆動シャフト１０と軸受インナレース１２．１の間に一定相対運動を生じさせる。

限定的な潤滑状態を確保するために、流体力学的潤滑剤皮膜１６は、軸受インナレース１２．１を潤滑剤１６．１で湿潤することにより形作られる。組み立て時、駆動シャフト１０と転がり軸受１２の間に、好ましくはオイル及び／又はグリースとして作られた潤滑剤１６．１が塗付される。潤滑剤１６．１の量は、一面閉じられた流体力学的潤滑剤皮膜１６が形作られるように選択されている。有利なことに、電気モータ運転中に潤滑剤１６．１は少ししか必要とされず、これにより、塗付された量の潤滑剤１６．１は、相当長時間にわたって良好な潤滑を保証する。浮動軸受１２に容易に接近できることから、必要に応じて何時でも潤滑剤１６．１を補給することができる。駆動シャフト１０と転がり軸受１２の間に流体力学的潤滑剤皮膜１６が形成されることから、駆動シャフト１０と転がり軸受１２の間に一定の滑りを持つ、ノイズ発生の少ない一定相対運動が生じる。

１ 電気モータ
１０ 電機子シャフト、駆動シャフト
１２ 浮動軸受
１２．１ 軸受インナレース
１２．２ 軸受アウタレース
１６ 流体力学的潤滑剤皮膜
１６．１ 潤滑剤
１８ 軸受ハウジング
２０ 整流子
２２ 電機子
２４ 磁石保持リング
２４．１ 磁石
２６ ブラシホルダ
２６．１ 開口部

Claims (4)

1. 少なくとも１つの浮動軸受（１２）の中に支承された電機子シャフト（１０）を具備し、ここで、浮動軸受（１２）が、前記電機子シャフト（１０）に配設された軸受インナレース（１２．１）と、軸受座（１４）の中に受容された軸受アウタレース（１２．２）を包含する電気モータの製造方法であって、
   前記電機子シャフト（１０）と前記軸受インナレース（１２．１）の間にのみ、流体力学的潤滑剤皮膜（１６）を形作る潤滑剤（１６．１）が封入されており、これが前記電機子シャフト（１０）と前記軸受インナレース（１２．１）の間に一定相対運動を生じさせ、
   前記潤滑剤（１６．１）の量が、前記電気モータの運転中に閉じられた流体力学的潤滑剤皮膜（１６）が形作られるように選択されており、
   前記潤滑剤が、前記電気モータの組み立て時に前記電機子シャフト（１０）と前記軸受インナレース（１２．１）の間に塗布されることを特徴とする、電気モータの製造方法。
2. 前記流体力学的潤滑剤皮膜（１６）が、前記軸受インナレース（１２．１）を前記潤滑剤（１６．１）で湿潤することにより形作られていることを特徴とする請求項１に記載の電気モータの製造方法。
3. 前記潤滑剤（１６．１）がオイル及び／又はグリースとして作られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気モータの製造方法。
4. 前記浮動軸受（１２）が転がり軸受として形作られていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気モータの製造方法。
   
   

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