JP6680864B2

JP6680864B2 - 電気モータ

Info

Publication number: JP6680864B2
Application number: JP2018501167A
Authority: JP
Inventors: バウフクリスティアン
Original assignee: ビューラーモーターゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: JP2018523456A; DE102015213022A1; CN107852063A; WO2017008797A1; KR20180026767A; KR102077066B1

Description

本発明は、ハウジングとロータを有し、そのロータがハウジング内に固定／ルーズ軸受を介して軸承されている、電気モータに関するものであって、その場合に固定軸受として、インナーリングとアウターリングを有する溝形玉軸受が設けられており、固定軸受のアウターリングは、ばね鋼ディスクによってハウジング内に弾性的に挟持されている。

本発明に係るばね鋼ディスクは、それ自体知られており、特に球面軸受においては、規則的にこの種の構成部材が使用されている。本発明の種概念に対する本質的な差異は、球面軸受において軸が軸受へモーメントを及ぼさないことにある。それに対して軸と堅固に圧接されている、溝形玉軸受のインナーリングにおいては、特に振動及び衝突の負荷がかかった場合に、軸受へ大きな軸方向負荷を伝達することができる。

本発明の課題は、溝形玉軸受を簡単な手段で、できるだけ少ない方法ステップにより、かつ少ない構成部品で確実かつ永続的に、深絞りされた鋼ハウジング内に固定することである。この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴によって解決される。

ハウジングが深絞りされた鋼ハウジング（１０）であり、あるいは深絞りされた鋼ハウジングカップであり、ばね鋼ディスク（５）が硬化されており、ばね鋼ディスク（５）の硬度が深絞りされた鋼ハウジング（１０）の硬度よりも大きく、かつばね鋼ディスク（５）がクリップリングの形状を有しており、そのクリップリングがアウターリング（９）の径方向外側の領域内に、径方向内側を向いたばねアーム（２）を備えた、閉成されたリングを有し、そのばねアームがアウターリング（９）に、各ばねアーム（２）が軸方向と径方向の力成分をもってアウターリング（９）へ作用するように、力を供給することが、提案される。接合パートナーの硬度が異なることによって、ばね鋼ディスク（５）は、接合方向とは逆に力を供給された場合に、深絞りされた鋼ハウジング（１０）内に係止されて、確実な保持を見いだす。溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）は、鋼ハウジング（１０）内に軸方向に移動可能に軸承されており、かつばね鋼ディスク（５）のみによって保持される。接合方向とは逆に力を供給された場合に、軸方向と径方向の力成分がばねアーム（２）に作用し、それによってばねアームは、それぞれ力の大きさに応じて、多かれ少なかれ変位し、それによってばねアーム（２）の隣接する端部の間隔がわずかに増大する。リングが閉成されている場合には、この効果は、硬化された構成部品の破断をもたらすことになる。示される力による結合は、充分に堅固であることが明らかにされているので、付加的な固定部材又は変形プロセスは不要である。したがって溝形玉軸受（８）の極めて簡単かつ効果的な固定が与えられている。

本発明の展開が、下位請求項に記載される。
鋼ハウジング（１０）が亜鉛メッキされていると、特に効果的である。亜鉛層は、深絞り後には非常に薄くなるが、鋼ハウジング（１０）内のばね鋼ディスク（５）の保持力を、著しく増大させる。

さらに、鋼ハウジング（１０）が複数のカスケード状の凹部（１１、１２、１３）を有し、第１の凹部（１１）が径方向に第１の円筒ジャケット（２１）によって画成されており、かつばね鋼ディスク（５）を収容するために用いられることが、請求される。この凹部（１１）の直径は、ばね鋼ディスク（５）を収容するのに充分であるように寸法設計されている。

さらに、鋼ハウジング（１０）が、径方向に第２の円筒ジャケット（２２）によって画成される、第２の凹部（１２）を有し、その凹部の内径が第１の凹部（１１）の内径よりも小さく、かつ第２の凹部（１２）が溝形玉軸受（８）を収容するために用いられることが、提案される。第２の凹部（１２）の直径は、第１の凹部（１１）の直径とは、ばねアーム（２）が径方向にはっきりと第２の凹部（１２）の領域内へ延びるように、異なっているので、溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）はばねアーム（２）によって軸方向に保持することができる。

そして、鋼ハウジング（１０）が第３の凹部（１３）を有しており、その第３の凹部が径方向に第３の円筒ジャケット（２３）によって画成されており、かつその内径が第２の円筒ジャケット（２２）の内径よりも小さいと、効果的である。この凹部（１３）は、カバーキャップ（１６）が確実に取り付けできるように、設計されている。カバーキャップ（１６）は、モータ軸上にインナーリングをプレス嵌めするための取り付け工具の接近を可能にするために、ハウジング開口部が必要となる場合に、必要とされる場合がある。

特に重要なのは、溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）が軸方向に、第２の凹部（１２）の深さよりも大きい寸法を有することである。それによって初めて、第２の凹部（１２）内にアウターリング（９）をあそびなしに収容することが可能になる。

好ましくは、ばね鋼ディスク（５）は、組み立てられた状態において、ストッパ（６）に軸方向に添接する。ストッパ（６）の軸方向の長さは、ばねアーム（２）がアウターリング（９）に付勢をもって作用する、その付勢のために重要である。それによって、接合パートナーの寸法許容誤差にも基づいて、計算可能な許容誤差限界内で定めることのできる力が可能となる。

ばね鋼ディスク（５）は円錐ジャケット形状のクリップ領域（４）を有しており、そのクリップ領域によってばね鋼ディスクは、取り付けられた状態において鋼ハウジング（１０）の第１の円筒ジャケット（２１）の内壁にしっかりと係止される。鋼ハウジング（１０）内のばね鋼ディスク（５）の保持は、幾何学的な法則性に基づいて、接合方向とは逆に力が供給される場合に、増大する。というのは、示されている状況において、円錐ジャケット形状のクリップ領域（４）が径方向外側へ向かって押し出され、それによって力結合がさらに強化されるからである。

本発明の課題を解決するために、溝形玉軸受（８）は、ばね鋼ディスク（５）が鋼ハウジング（１０）と力により結合されることのみによって、保持されることが、はっきりと請求される。

本発明の他の重要な利点は、溝形玉軸受（８）がばねアーム（２）によって弾性的に保持されることにある。それによって径方向負荷を弾性的に逃がすことができ、任意の変形が生じることはない。

特に、溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）から軸方向にばねアーム（２）へ向けられる力が、取り外し方向において、クリップ領域（４）から径方向に第１の円筒ジャケット（２１）へ作用する力を増大させると、有意義である。

ばね鋼ディスク（５）のばねアーム（２）が、取り付けられない状態において、ディスク平面に対して２５°から３５°傾斜しており、ばね鋼ディスク（５）のクリップ領域（４）が、取り付けられない状態において、ディスク平面に対して３５°から４５°傾斜しており、かつばね鋼ディスク（５）のクリップ領域（４）の外径が、第１の円筒ジャケット（２１）の内径よりも２％から４％大きく、それによってばね鋼ディスク（５）の最適な保持力と、溝形玉軸受（８）の最適な弾性的保持がもたらされることが、示されている。

本発明は、記載の数よりも多い凹部（１１、１２、１３）を有するハウジングも、含んでいる。この場合において、「第１の凹部」は、ばね鋼ディスク（５）が収容される凹部である。

以下、本発明の実施例を、例を用いて詳細に説明する。

深絞りされた鋼ハウジングカップを示す側面図である。ばね鋼ディスクを示す上面図、断面図及び斜視図である。組み込まれた溝形玉軸受を示す部分断面図である。組み立てた電気モータを示している。

図１は、ばね鋼ディスク５を収容するための第１の凹部１１、溝形玉軸受８を収容するための第２の凹部１２及び溝形玉軸受８のためのストッパ６を形成するための第３の凹部１３を有する、深絞りされた鋼ハウジング１０の側面図を示している。ハウジング開口部７が、圧入装置のカウンターホルダのために切り欠かれている。第１の凹部１１は、径方向内側において第１の円筒ジャケット２１によって、第２の凹部１２は第２の円筒ジャケット２２によって、そして第３の凹部１３は第３の円筒ジャケット２３によって画成されている。

図２は、ばね鋼ディスク５を上面図、断面図及び斜視図で示している。ばね鋼ディスク５は、その基本形状において円形であり、径方向に３つの部分を有している。外側のクリップ領域４は円錐ジャケット形状に斜めにカットされている。中央のストッパリング領域３は、取り付けられた状態においてモータ軸に対して直角に方向付けされている。内側のばねアーム２は、その全体において円錐ジャケット面の部分面を形成する。ばねアーム２は、スリット形状の切り欠き１４によって互いに分離されている。切り欠き１４は、ストッパリング領域３内まで延びている。

図３は、鋼ハウジング１０、溝形玉軸受８及びばね鋼ディスク５を有する、組み合わせた図面を示している。はっきりと認識できるように、溝形玉軸受８が第２の凹部１２から張り出しているので、ばね鋼ディスク５のばねアーム２が溝形玉軸受８のアウターリング９のエッジ上に添接して、径方向と軸方向の力成分をアウターリングへ及ぼすことができる。ばね鋼ディスク５が第１の凹部１１内に、そして溝形玉軸受８が第２の凹部１２内に収容されている。ばね鋼ディスク５のクリップ領域４が第１の円筒ジャケット２１（図１）にしっかりと固定される。これを可能にするために、ばね鋼ディスク５が硬化されるので、その材料が鋼ハウジング１０に対してより硬くなる。ばね鋼ディスク５は、そのストッパリング領域３によって、鋼ハウジング１０のストッパ６に添接する。

図４は、ばね鋼ディスク５と固定された、固定軸受として作用する溝形玉軸受８及びルーズ軸受１５として作用する第２の玉軸受を有する電気モータ１の組み立て図面を示している。さらに、カバーキャップ１６が示されており、そのカバーキャップがハウジング開口部７の切り欠き内に固定されている。適用例において示される電気モータ１は、電子的に整流される直流モータであって、それは、永久磁石２７を搭載したロータ１８、巻き線２４を有するステータ１９及びハウジングを有しており、そのハウジングは軸受シールド２０と鋼ハウジング１０とからなる。ロータ１８は、滑らかな軸２５、ロータ薄板パケット２６、永久磁石２７及びマグネットホィール２８からなり、そのマグネットホィールが支持体３３上に保持されており、その支持体がロータ薄板パケット２６の切り欠き３４内へ軸方向に圧入されている。さらに、ステータ薄板パケット２９、歯車ポンプ３０、プリント回路基板３１、センサ１７及びコネクタ３２が示されている。

１電気モータ
２ばねアーム
３ストッパリング領域
４クリップ領域
５ばね鋼ディスク
６ストッパ
７ハウジング開口部
８溝形玉軸受
９アウターリング
１０鋼ハウジング
１１第１の凹部
１２第２の凹部
１３第３の凹部
１４切り欠き
１５ルーズ軸受
１６カバーキャップ
１７センサ
１８ロータ
１９ステータ
２０軸受シールド
２１第１の円筒ジャケット
２２第２の円筒ジャケット
２３第３の円筒ジャケット
２４巻き線
２５軸
２６ロータ薄板パケット
２７永久磁石
２８マグネティックホィール
２９ステータ薄板パケット
３０歯車ポンプ
３１プリント回路基板
３２コネクタ
３３支持体
３４切り欠き

Claims

ハウジングとロータ（１８）を有する電気モータ（１）であって、前記ロータが固定／ルーズ軸受を介してハウジング内に軸承されており、固定軸受としてインナーリングとアウターリング（９）とを有する溝形玉軸受（８）が設けられており、かつ固定軸受のアウターリング（９）がリング形状のばね鋼ディスク（５）によってハウジング内に弾性的に挟持されている、ものにおいて、
ハウジングが深絞りされた鋼ハウジング（１０）であり、あるいは深絞りされた鋼ハウジングカップであって、ばね鋼ディスク（５）が硬化されており、ばね鋼ディスク（５）の硬度が深絞りされた鋼ハウジング（１０）の硬度よりも大きく、かつばね鋼ディスク（５）がアウターリング（９）の半径方向外側の領域内に、径方向内側へ向いたばねアーム（２）を備えた閉成されたリングを有し、
鋼ハウジング（１０）が、複数のカスケード状の凹部を有し、
第１の凹部（１１）が、径方向に第１の円筒ジャケット（２１）により画成されており、ばね鋼ディスク（５）を収容するために用いられ、
第２の凹部（１２）が、径方向に第２の円筒ジャケット（２２）により画成されており、溝形玉軸受（８）を収容するために用いられ、第２の凹部（１２）の内径が第１の凹部（１１）の内径よりも小さく、
溝形玉軸受（８）が第２の凹部（１２）から第１の凹部（１１）の側に張り出しており、前記ばねアーム（２）が、溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）のエッジ上に添接するように傾斜して、軸方向と径方向の力成分をもってアウターリング（９）へ作用するように力を供給する、ことを特徴とする電気モータ（１）。
鋼ハウジング（１０）が亜鉛メッキされている、ことを特徴とする請求項１に記載の電気モータ（１）。
鋼ハウジング（１０）が第３の凹部（１３）を有しており、前記第３の凹部が、径方向に第３の円筒ジャケット（２３）によって画成されており、かつ前記第３の円筒ジャケットの内径が第２の円筒ジャケット（２２）の内径よりも小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気モータ（１）。
溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）が軸方向に、第２の凹部（１２）の深さよりも大きい寸法を有している、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
ばね鋼ディスク（５）が、組み立てられた状態において、ストッパ（６）に軸方向に添接する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
ばね鋼ディスク（５）が、円錐ジャケット形状のクリップ領域（４）を有しており、前記クリップ領域によってばね鋼ディスク（５）が、組み立てられた状態において、鋼ハウジング（１０）の第１の円筒ジャケット（２１）の内壁にしっかりと固定される、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
溝形玉軸受（８）は、ばね鋼ディスク（５）が鋼ハウジング（１０）と力により結合されることのみによって、保持される、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
溝形玉軸受（８）が、ばねアーム（２）によって弾性的に保持されている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
溝形玉軸受（８）のアウターリング（９）から軸方向にばねアーム（２）へ向けられる力が、取り外し方向において、クリップ領域（４）から径方向に第１の円筒ジャケット（２１）へ作用する力を増大させる、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
ばね鋼ディスク（５）のばねアーム（２）が、取り付けられない状態において、ディスク平面に対して２５°から３５°傾斜している、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
ばね鋼ディスク（５）のクリップ領域（４）が、取り付けられない状態において、ディスク平面に対して３５°から４５°傾斜している、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。
ばね鋼ディスク（５）のクリップ領域（４）の外径が、取り付けられない状態において、第１の円筒ジャケット（２１）の内径よりも２％から４％大きい、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気モータ（１）。