WO2016159035A1 - モータ - Google Patents

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WO2016159035A1
WO2016159035A1 PCT/JP2016/060289 JP2016060289W WO2016159035A1 WO 2016159035 A1 WO2016159035 A1 WO 2016159035A1 JP 2016060289 W JP2016060289 W JP 2016060289W WO 2016159035 A1 WO2016159035 A1 WO 2016159035A1
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WO
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housing
stator
upper bearing
holding portion
bearing
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PCT/JP2016/060289
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English (en)
French (fr)
Inventor
佳明 山下
Original Assignee
日本電産株式会社
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Publication date
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Priority to DE112016001534.8T priority patent/DE112016001534T5/de
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1735—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
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    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to a motor.
  • the shaft is supported by, for example, a cantilever structure (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-209101, etc.).
  • a motor according to one aspect of the present invention has an object of improving productivity.
  • One aspect of the motor of the present invention includes a rotor, a stator, an upper bearing and a lower bearing, a housing, and a control unit.
  • the rotor has a shaft centering on a central axis extending in the vertical direction and a rotor core fixed to the shaft.
  • the stator is located on the radially outer side of the rotor.
  • the upper bearing and the lower bearing rotatably support the shaft.
  • the housing holds the stator.
  • the control unit is attached to the upper side in the axial direction of the housing.
  • the upper bearing and the lower bearing are located axially below the upper surface of the rotor core.
  • the stator directly faces the control unit.
  • the housing has a cylindrical housing tube portion that surrounds the stator in the circumferential direction, and a housing bottom portion that is positioned on the lower side in the axial direction of the stator.
  • the housing bottom portion includes a bottom plate portion that covers the lower side in the axial direction of the stator, an upper bearing holding portion that holds the upper bearing, and a lower bearing holding portion that holds the lower bearing.
  • the upper bearing holding portion is located on the upper side in the axial direction from the lower surface of the bottom plate portion.
  • the lower bearing holding portion is located on the lower side in the axial direction than the upper surface of the bottom plate portion.
  • productivity can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the motor of this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the motor of this embodiment.
  • an XYZ coordinate system is appropriately shown as a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the Z-axis direction is a direction parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG.
  • the X-axis direction is a direction orthogonal to the Z-axis direction and is the left-right direction in FIG.
  • the Y-axis direction is a direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the direction in which the central axis J extends is the vertical direction.
  • the positive side (+ Z side) in the Z-axis direction is referred to as “upper side (upper axial direction)”
  • the negative side ( ⁇ Z side) in the Z-axis direction is referred to as “lower side (lower axial direction)”.
  • the up-down direction, the upper side, and the lower side are names used for explanation only, and do not limit the actual positional relationship and direction.
  • a direction parallel to the central axis J (Z-axis direction) is simply referred to as an “axial direction”
  • a radial direction around the central axis J is simply referred to as a “radial direction”.
  • the circumferential direction centered on is simply referred to as the “circumferential direction”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a motor 10 of the present embodiment.
  • the motor 10 includes a housing 20, a rotor 30, a stator 40, a control unit 60, an upper bearing 51 and a lower bearing 52, a sensor magnet 71, and a preload member 70.
  • the motor 10 is an electromechanical integrated motor.
  • the rotor 30 includes a shaft 31, a rotor core 32, and a rotor magnet 33.
  • the shaft 31 is centered on a central axis J extending in the vertical direction.
  • the shaft 31 is cantilevered by an upper bearing 51 and a lower bearing 52.
  • the upper end of the shaft 31 is located inside the control unit 60.
  • the lower end of the shaft 31 is exposed to the outside of the housing 20 through a shaft insertion portion 26 described later.
  • that the shaft is cantilevered includes that the shaft is supported only in a portion located on one side in the axial direction from the rotor core.
  • the inside of the control unit 60 includes, for example, a space inside the substrate case 61 described later.
  • the rotor core 32 is fixed to the shaft 31.
  • the rotor core 32 has a cylindrical shape surrounding the shaft 31 in the circumferential direction, for example.
  • the rotor core 32 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the shaft 31, for example.
  • the rotor magnet 33 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 32.
  • the sensor magnet 71 is located above the stator 40.
  • the sensor magnet 71 is fixed to the shaft 31.
  • the sensor magnet 71 is fixed to the upper end of the shaft 31 via a magnet attachment member 71a.
  • the magnet mounting member 71a is, for example, a columnar shape extending in the axial direction.
  • the magnet mounting member 71 a is fitted into a hole that is recessed on the lower side provided on the upper end surface of the shaft 31.
  • the sensor magnet 71 has an annular shape.
  • the sensor magnet 71 is fitted on the outer peripheral surface of the magnet attachment member 71a. Thereby, the sensor magnet 71 is fixed to the shaft 31.
  • the stator 40 is located on the radially outer side of the rotor 30.
  • the stator 40 is held in the housing 20.
  • the stator 40 directly faces the control unit 60.
  • the fact that the stator 40 directly faces the control unit 60 includes, for example, that a member that partitions the stator 40 and the control unit 60 is not provided.
  • the stator 40 includes a stator core 41, a coil 42, and an insulator 43.
  • the stator core 41 has a core back part 41a and a teeth part 41b.
  • the core back portion 41a has, for example, a cylindrical shape that surrounds the shaft 31 in the circumferential direction.
  • the core back portion 41a is fixed to the inner side surface of the housing cylinder portion 21 described later of the housing 20.
  • the teeth portion 41b extends radially inward from the inner peripheral surface of the core back portion 41a.
  • a plurality of teeth 41b are provided.
  • the plurality of tooth portions 41b are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the coil 42 is wound around the teeth portion 41 b via the insulator 43.
  • the insulator 43 has a bobbin shape, for example.
  • the insulator 43 is attached to the tooth portion 41b.
  • the control unit 60 is attached to the upper side of the housing 20.
  • the control unit 60 includes a board case 61, a connector part 62, a control board 63, a rotation sensor 64, a power board 65, a board cover 66, and a connector wiring 67.
  • the substrate case 61 has a cylindrical shape surrounding the central axis J in the circumferential direction.
  • the substrate case 61 opens on both sides in the axial direction.
  • the substrate case 61 is fixed to the upper end of a housing cylinder portion 21 described later of the housing 20.
  • the substrate case 61 has a substrate case through hole 61a that penetrates the substrate case 61 in the radial direction.
  • the substrate case through hole 61a is located, for example, at an end portion of the substrate case 61 on the power substrate 65 side ( ⁇ X side).
  • the connector part 62 protrudes radially outward from the board case 61.
  • the connector 62 is located on the opposite side (+ X side) from the power board 65 with the central axis J as a reference.
  • the connector part 62 has a connector opening 62a that opens downward.
  • An external power supply (not shown) is connected to the connector unit 62.
  • the control board 63 is held inside the board case 61.
  • the control board 63 is located above the rotor core 32. Although illustration is omitted, the control board 63 is electrically connected to the power board 65.
  • the board surface of the control board 63 is orthogonal to the central axis J, for example. That is, the control board upper surface 63a that is the upper surface of the control board 63 and the control board lower surface 63b that is the lower surface of the control board 63 are orthogonal to the central axis J, for example.
  • a printed wiring (not shown) is provided on at least one of the control board upper surface 63a and the control board lower surface 63b.
  • the rotation sensor 64 is attached to the control board 63. More specifically, the rotation sensor 64 is attached to the control board lower surface 63b.
  • the rotation sensor 64 detects the rotational position of the rotor 30.
  • the rotation sensor 64 is, for example, a magnetoresistive element.
  • the rotation sensor 64 faces the sensor magnet 71 in the axial direction. In the present embodiment, the rotation sensor 64 and the sensor magnet 71 face each other inside the control unit 60. Therefore, the axial distance between the rotation sensor 64 and the sensor magnet 71 can be reduced. Thereby, the detection accuracy of the rotation sensor 64 can be improved.
  • the power board 65 is located on the radially outer side of the housing 20. More specifically, the power board 65 is fixed to, for example, an outer surface of the housing cylinder portion 21 described later.
  • the power board 65 is electrically connected to the coil 42 via the connection wiring 72. That is, the power board 65 is electrically connected to the stator 40.
  • the connection wiring 72 is connected to the power board 65 from the coil 42 through the inside of the board case 61 and the board case through hole 61a.
  • the substrate surface of the power substrate 65 is inclined with respect to the control substrate upper surface 63a and the control substrate lower surface 63b. That is, the power board outer surface 65a, which is the radially outer surface of the power substrate 65, and the power substrate inner surface 65b, which is the radially inner surface of the power substrate 65, are inclined with respect to the control substrate upper surface 63a and the control substrate lower surface 63b. . Therefore, the motor 10 can be reduced in the axial direction while suppressing the motor 10 from increasing in the radial direction.
  • the power board outer side surface 65a and the power board inner side surface 65b are, for example, orthogonal to the control board upper surface 63a and the control board lower surface 63b. That is, the power board outer surface 65 a and the power board inner surface 65 b are parallel to the central axis J. Therefore, it can suppress more that the motor 10 enlarges to radial direction.
  • the power board 65 has a switching element (not shown). For example, a plurality of switching elements are provided. The plurality of switching elements constitute an inverter circuit.
  • the board cover 66 covers the upper side of the control board 63 and the outer side in the radial direction of the power board 65.
  • the substrate cover 66 is attached to the substrate case 61 and the housing 20, for example.
  • the connector wiring 67 is electrically connected to the control board 63 although not shown. One end of the connector wiring 67 is exposed in the connector opening 62 a of the connector portion 62.
  • the connector wiring 67 electrically connects an external power source connected to the connector portion 62 and the control board 63. As a result, a drive current is supplied from the external power source to the control board 63.
  • the drive current is supplied to the rotation sensor 64 and the power board 65 via the control board 63.
  • the drive current supplied to the power board 65 is supplied to the coil 42 via the connection wiring 72.
  • the housing 20 holds the stator 40.
  • the housing 20 includes a housing cylinder portion 21 and a housing bottom portion 22.
  • the housing cylinder part 21 and the housing bottom part 22 are separate members.
  • the housing cylinder portion 21 has a cylindrical shape surrounding the stator 40 in the circumferential direction.
  • the inner side surface of the housing cylindrical portion 21 is, for example, a cylindrical shape concentric with the shaft 31.
  • the housing bottom portion 22 is attached to the lower end of the housing tube portion 21.
  • the housing bottom 22 is located below the stator 40.
  • the housing bottom portion 22 includes a bottom plate portion 23, an upper side wall portion 24, a lower side wall portion 25, and a shaft insertion portion 26.
  • the bottom plate portion 23 covers the lower side of the stator 40.
  • the bottom plate portion 23 is, for example, an annular shape that surrounds the shaft 31 in the circumferential direction.
  • the upper side wall portion 24 extends upward from the outer edge of the bottom plate portion 23 on the radially outer side.
  • the lower wall portion 25 extends downward from the outer edge of the bottom plate portion 23 on the radially outer side.
  • the upper side wall portion 24 is fitted on the radially inner side of the housing tube portion 21. That is, the upper side wall part 24 and the housing cylinder part 21 are fitted together. Therefore, the housing cylinder part 21 and the housing bottom part 22 can be fixed with high precision.
  • a step portion 24 a is provided on the outer peripheral surface of the upper side wall portion 24.
  • the step portion 24a is a step in which the diameter of the upper side wall portion 24 decreases from the lower side toward the upper side.
  • the lower end surface of the housing tube portion 21 is in contact with the surface facing the upper side of the stepped portion 24a. Thereby, the relative position of the axial direction of the housing cylinder part 21 and the housing bottom part 22 is determined.
  • the shaft insertion portion 26 has a cylindrical shape that extends upward and downward from the inner edge of the bottom plate portion 23. A part of the shaft 31 is inserted inside the shaft insertion portion 26.
  • the shaft insertion portion 26 includes an upper bearing holding portion 27 that holds the upper bearing 51 and a lower bearing holding portion 28 that holds the lower bearing 52. That is, the housing bottom portion 22 has an upper bearing holding portion 27 and a lower bearing holding portion 28.
  • the upper bearing holding part 27 is positioned above the bottom plate part lower surface 23 b which is the lower surface of the bottom plate part 23.
  • the lower bearing holding portion 28 is located below the bottom plate portion upper surface 23 a that is the upper surface of the bottom plate portion 23.
  • the distance from the lower end of the housing bottom portion 22 to the lower bearing holding portion 28 can be reduced. Accordingly, the lower bearing 52 can be easily held from the lower side of the housing bottom portion 22 to the lower bearing holding portion 28. Similarly, since the distance from the upper end of the housing bottom 22 to the upper bearing holder 27 can be reduced, the upper bearing 51 can be easily held by the upper bearing holder 27 from the upper side of the housing bottom 22. Therefore, the assembly property of the motor 10 can be improved. As a result, according to this embodiment, the motor 10 having a structure capable of improving productivity can be obtained.
  • the housing tube portion 21 and the housing bottom portion 22 are separate members. Therefore, the upper bearing 51 and the lower bearing 52 can be held by the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28 before the housing bottom portion 22 is attached to the housing cylinder portion 21. Thereby, it is easier to hold the upper bearing 51 and the lower bearing 52 in the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28. Therefore, according to this embodiment, the productivity of the motor 10 can be further improved.
  • the housing 20 can be matched to the axial dimension of the stator 40. Therefore, it is easy to change the configuration of the housing 20 with respect to the change in the axial dimension of the stator 40.
  • the upper bearing holding portion 27 is located above the bottom plate portion upper surface 23a.
  • the lower bearing holding portion 28 is positioned below the bottom plate portion lower surface 23b. Therefore, the distance between the upper end of the housing bottom portion 22 and the upper bearing holding portion 27 and the distance between the lower end of the housing bottom portion 22 and the lower bearing holding portion 28 can be further reduced. Thereby, it is easier to hold the upper bearing 51 and the lower bearing 52 in the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28. Therefore, according to this embodiment, the productivity of the motor 10 can be further improved.
  • the upper bearing holding portion 27 has a cylindrical shape that opens on the upper surface of the shaft insertion portion 26. That is, in the present embodiment, the upper bearing holding portion 27 is provided at the upper end portion of the shaft insertion portion 26.
  • the lower bearing holding portion 28 has a cylindrical shape that opens on the lower surface of the shaft insertion portion 26. That is, in the present embodiment, the lower bearing holding portion 28 is provided at the lower end portion of the shaft insertion portion 26.
  • the distance between the upper end of the housing bottom portion 22 and the upper bearing holding portion 27 and the distance between the lower end of the housing bottom portion 22 and the lower bearing holding portion 28 can be further reduced. Therefore, according to this embodiment, productivity of motor 10 can be improved more.
  • one shaft insertion portion 26 is provided with two bearing holding portions, that is, an upper bearing holding portion 27 and a lower bearing holding portion 28. Therefore, it is easy to improve the relative positional accuracy between the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28 in the radial direction. Thereby, it is easy to align the radial positions of the upper bearing 51 and the lower bearing 52 with high accuracy, and the shaft 31 can be prevented from being inclined.
  • the shaft insertion portion 26 extends upward and downward from the inner edge of the bottom plate portion 23, the shaft insertion portion 26 is easily supported by the bottom plate portion 23 in the vicinity of the center in the axial direction. Thereby, it is easy to increase the rigidity of the shaft insertion portion 26. As a result, the upper bearing 51 and the lower bearing 52 can be stably held by the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28.
  • the upper end portion of the upper bearing holding portion 27 is located above the upper side wall portion 24. Therefore, when the upper bearing 51 is held by the upper bearing holding portion 27, the upper wall portion 24 does not get in the way. Thereby, it is easier to hold the upper bearing 51 in the upper bearing holding portion 27. Further, since the upper bearing holding portion 27 can be positioned at the upper end of the housing bottom portion 22, the upper bearing 51 can be more easily held by the upper bearing holding portion 27. Therefore, according to this embodiment, the productivity of the motor 10 can be further improved.
  • the lower end of the lower bearing holding portion 28 is positioned below the lower wall portion 25. Therefore, when the lower bearing 52 is held by the lower bearing holding portion 28, the lower wall portion 25 does not get in the way. Thereby, it is easier to hold the lower bearing 52 in the lower bearing holding portion 28.
  • the lower bearing holding portion 28 can be positioned at the lower end of the housing bottom portion 22, the lower bearing 52 can be more easily held by the lower bearing holding portion 28. Therefore, according to this embodiment, the productivity of the motor 10 can be further improved.
  • the upper bearing holding portion 27 is located at the upper end of the housing bottom portion 22.
  • the upper bearing holding part 27 is located below the rotor core lower surface 32b, for example.
  • a part of the upper bearing holding portion 27 overlaps the insulator 43 in the radial direction. Therefore, the space in the housing 20 can be used effectively, and the motor 10 is downsized.
  • the lower bearing holding portion 28 is located at the lower end of the housing bottom portion 22.
  • the bottom plate portion 23 and the shaft insertion portion 26 are a single member. That is, the bottom plate part 23, the upper bearing holding part 27, and the lower bearing holding part 28 are a single member. Therefore, the number of parts of the motor 10 can be reduced. Thereby, the assembly man-hour of the motor 10 can be reduced and the productivity of the motor 10 can be improved. Moreover, the manufacturing cost of the motor 10 can be reduced. Further, the rigidity of the upper bearing holding part 27 and the rigidity of the lower bearing holding part 28 can be easily increased. Therefore, it is possible to suppress the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28 from vibrating due to the rotation of the rotor 30.
  • the upper bearing 51 and the lower bearing 52 support the shaft 31 so as to be rotatable around the axis of the central axis J.
  • the upper bearing 51 is held by the upper bearing holding portion 27.
  • the lower bearing 52 is held by the lower bearing holding portion 28.
  • the upper bearing 51 and the lower bearing 52 are located below the rotor core upper surface 32 a that is the upper surface of the rotor core 32.
  • the shaft 31 is cantilevered by the upper bearing 51 and the lower bearing 52, and there is no need to dispose a bearing that supports the shaft 31 above the stator 40. Thereby, it is not necessary to provide a bearing holder for holding the bearing between the stator 40 and the control unit 60.
  • the space between the control unit 60 and the stator 40 becomes narrow. Therefore, the difficulty of the operation
  • the structure of the motor is likely to be complicated, for example, the wiring for connecting the stator 40 and the control unit 60 needs to be disposed through the bearing holder in the axial direction. Therefore, it is difficult to assemble the motor, and the productivity of the motor may be reduced.
  • the stator 40 and the control unit 60 can be directly opposed to each other. Thereby, it is easy to electrically connect the stator 40 and the control unit 60.
  • the connection wiring 72 that electrically connects the stator 40 and the control unit 60 can be easily arranged. Thereby, the productivity of the motor 10 can be improved.
  • the motor 10 can be prevented from increasing in size in the axial direction. Moreover, since the number of parts of the motor 10 can be reduced, the assembly man-hour and manufacturing cost of the motor 10 can be reduced.
  • the upper bearing 51 and the lower bearing 52 are positioned below the rotor core lower surface 32b, which is the lower surface of the rotor core 32, for example.
  • the axial distance L1 between the upper bearing 51 and the lower bearing 52 is equal to or greater than the axial dimension L2 of the rotor core 32.
  • the shaft 31 can be prevented from swinging.
  • the sensor magnet 71 when the sensor magnet 71 is fixed to the shaft 31 as in the present embodiment, the sensor magnet 71 can be prevented from swinging. Thereby, it can suppress that the detection accuracy of the rotation sensor 64 falls.
  • the axial distance L1 between the upper bearing 51 and the lower bearing 52 is an axial distance between the axial center of the upper bearing 51 and the axial center of the lower bearing 52.
  • the upper end of the upper bearing 51 overlaps the stator 40 in the radial direction. Therefore, it is possible to prevent the motor 10 from increasing in size in the axial direction while increasing the distance L1 with the axial position of the upper bearing 51 as the upper side.
  • the upper end of the upper bearing 51 overlaps, for example, the insulator 43 in the radial direction.
  • the diameter of the upper bearing 51 and the diameter of the lower bearing 52 are, for example, the same. Therefore, as the upper bearing 51 and the lower bearing 52, the same type and the same dimensions can be adopted. Thereby, the number of types of parts constituting the motor 10 can be reduced.
  • the type of the upper bearing 51 and the type of the lower bearing 52 are the same, for example.
  • each dimension of the upper bearing 51 and each dimension of the lower bearing 52 are the same, for example.
  • the preload member 70 is located on the radially inner side of the upper bearing holding portion 27.
  • the preload member 70 is located below the upper bearing 51.
  • the preload member 70 applies an upper pressure to the upper bearing 51. That is, the preload member 70 applies axial pressure to the upper bearing 51. Therefore, it is possible to suppress the upper bearing 51 from vibrating in the axial direction, and it is possible to suppress abnormal noise generated by the vibration of the upper bearing 51.
  • the configuration of the preload member 70 is not particularly limited as long as an axial pressure can be applied to the upper bearing 51.
  • the preload member 70 is, for example, a wave washer.
  • a control unit is mounted together with a motor drive unit, for example, a rotor and a stator.
  • a motor drive unit for example, a rotor and a stator.
  • the number of steps for assembling the motor tends to increase.
  • a process of installing the control unit, a process of connecting the power board of the control unit and the stator by connection wiring, a process of connecting the power board and the control board, and the like are required.
  • a bearing holder is provided as mentioned above, the difficulty of the operation
  • the productivity of the motor 10 that is an electromechanical integrated type can be improved and the manufacturing cost of the motor 10 can be improved. Can be reduced.
  • the shaft 31 is cantilevered, the shaft 31 can be supported more stably as the motor becomes smaller.
  • the smaller the motor is the more difficult it is to hold the upper bearing 51 and the lower bearing 52 in the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28, and the productivity of the motor decreases. Cheap.
  • the upper bearing holding part 27 and the lower bearing holding part 28 can easily hold the upper bearing 51 and the lower bearing 52 that cantilever-support the shaft 31. Therefore, by reducing the size of the motor 10, the shaft 31 can be supported more stably, and the productivity of the motor 10 can be suppressed from decreasing.
  • the structure of the motor 10 according to the present embodiment is a particularly useful structure for downsizing an electromechanically integrated motor.
  • the upper bearing 51 may be positioned above the rotor core lower surface 32b as long as it is lower than the rotor core upper surface 32a.
  • the rotor core lower surface 32b is provided with, for example, a hole that is recessed upward. At least a part of the upper bearing 51 is located inside a hole provided in the rotor core lower surface 32b.
  • At least a part of the upper bearing holding portion 27 may be positioned below the bottom plate portion upper surface 23a as long as it is above the bottom plate portion lower surface 23b.
  • at least a part of the lower bearing holding portion 28 may be above the bottom plate lower surface 23b as long as it is below the bottom plate upper surface 23a.
  • the bottom plate portion 23 and the shaft insertion portion 26 may be separate members.
  • the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28 may be separate members.
  • the shaft insertion portion 26 is constituted by an upper bearing holding portion 27 and a lower bearing holding portion 28 which are separate members, and a portion connecting the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28. Also good.
  • a configuration in which at least a part of the upper bearing 51 overlaps the stator 40 in the radial direction can be adopted. That is, in the present embodiment, the entire upper bearing 51 may overlap the stator 40 in the radial direction.
  • the preload member 70 may be positioned above the upper bearing 51. In this case, the preload member 70 applies a lower pressure to the upper bearing 51.
  • the diameter of the upper bearing 51 and the diameter of the lower bearing 52 may be different.
  • the type of the upper bearing 51 and the type of the lower bearing 52 may be different.
  • the lower bearing 52 may be a highly waterproof bearing.
  • each dimension of the upper bearing 51 and each dimension of the lower bearing 52 may be partially different or all may be different.
  • control unit 60 may have only one substrate.
  • one board has the function of the control board 63 and the function of the power board 65.
  • the rotation sensor 64 may be, for example, a Hall element or a resolver. In the present embodiment, a plurality of rotation sensors 64 may be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a motor 110 which is another example of the present embodiment.
  • the same components as those described above may be omitted by appropriately attaching the same reference numerals.
  • the motor 110 includes a housing 120, a rotor 130, a stator 40, a control unit 160, an upper bearing 51 and a lower bearing 52, a sensor magnet 71, and a preload member 70. .
  • the rotor 130 includes a shaft 131, a rotor core 32, and a rotor magnet 33.
  • the shaft 131 is the same as the shaft 31 shown in FIG. 1 except that the axial dimension is small.
  • the control unit 160 includes a substrate case 161, a connector portion 62, a control substrate 163, a rotation sensor 164, a power substrate 165, and a connector wiring 67.
  • the substrate case 161 includes a substrate case cylinder portion 161a and a substrate case top plate portion 161b.
  • the substrate case cylinder 161a has a cylindrical shape surrounding the central axis J in the circumferential direction.
  • the substrate case cylinder portion 161a opens downward.
  • the substrate case cylinder portion 161 a is fixed to the upper end of the housing 120.
  • the substrate case top plate portion 161b is connected to the upper end of the substrate case cylinder portion 161a.
  • the substrate case top plate portion 161 b covers the upper side of the control substrate 163.
  • the control board 163 is the same as the control board 63 shown in FIG. 1 except that the rotation sensor 164 is not attached.
  • the rotation sensor 164 is attached to the power board 165. More specifically, the rotation sensor 164 is attached to the power board lower surface 165b which is the lower surface of the power board 165.
  • the other configuration of the rotation sensor 164 is the same as that of the rotation sensor 64 shown in FIG.
  • the power substrate 165 is held inside the substrate case cylinder 161a.
  • the power board 165 is located below the control board 163. Therefore, the control board 163 and the power board 165 can be arranged so as to overlap in the axial direction. Thereby, according to this embodiment, the motor 110 can be reduced in size in the radial direction.
  • the substrate surface of the power substrate 165 is orthogonal to the central axis J. That is, the power substrate lower surface 165b and the power substrate upper surface 165a that is the upper surface of the power substrate 165 are orthogonal to the central axis J, for example. Therefore, it is easy to arrange the control board 163 and the power board 165 close to the axial direction. Thereby, it can suppress that the motor 110 enlarges to an axial direction.
  • the power board 165 is electrically connected to the coil 42 by the wiring member 172.
  • the other configuration of the power board 165 is the same as that of the power board 65 shown in FIG.
  • the housing 120 has a housing cylinder part 121 and a housing bottom part 122.
  • the housing 120 is a single member. That is, in this embodiment, the housing cylinder part 121 and the housing bottom part 122 are a single member.
  • the number of parts of the motor 110 can be reduced.
  • the housing cylinder part 121 and the housing bottom part 122 are firmly connected compared with the case where the housing cylinder part 121 and the housing bottom part 122 are separate members. Therefore, it can suppress that the housing bottom part 122 vibrates by rotation of the rotor 30, for example. As a result, vibrations of the upper bearing holding portion 27 and the lower bearing holding portion 28 can be suppressed.
  • the other structure of the housing cylinder part 121 is the same as that of the housing cylinder part 21 shown in FIG.
  • the other configuration of the housing bottom 122 is the same as that of the housing bottom 22 shown in FIG.
  • Other configurations of the motor 110 are the same as those of the motor 10 shown in FIG.

Landscapes

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Abstract

本発明の一つの態様のモータは、ロータと、ステータと、上側ベアリングおよび下側ベアリングと、ハウジングと、制御ユニットと、を備える。上側ベアリングおよび下側ベアリングは、ロータコアの上面よりも軸方向下側に位置する。ステータは、制御ユニットと直接的に対向する。ハウジングは、ステータを周方向に囲む筒状のハウジング筒部と、ステータの軸方向下側に位置するハウジング底部と、を有する。ハウジング底部は、ステータの軸方向下側を覆う底板部と、上側ベアリングを保持する上側ベアリング保持部と、下側ベアリングを保持する下側ベアリング保持部と、を有する。上側ベアリング保持部は、底板部の下面よりも軸方向上側に位置する。下側ベアリング保持部は、底板部の上面よりも軸方向下側に位置する。

Description

モータ
　本発明は、モータに関する。
　従来、電動モータにおいて、シャフトは例えば片持ち構造にて支持される（日本国特開２００７－２０９１０１号公報など）。
日本国特開２００７－２０９１０１号公報
　上記のような電動モータにおいては、例えば、シャフトを支持する２つの軸受が、底部よりも上側に位置する。そのため、底部の下端から下側の軸受までの距離が大きく、軸受保持部に下側の軸受を保持させにくい。これにより、電動モータを組み立てにくく、電動モータの生産性を十分に向上できない場合があった。
　本発明の一つの態様のモータは、上記問題点に鑑みて、生産性を向上できることを目的の一つとする。
　本発明のモータの一つの態様は、ロータと、ステータと、上側ベアリングおよび下側ベアリングと、ハウジングと、制御ユニットと、を備える。ロータは、上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトおよびシャフトに固定されるロータコアを有する。ステータは、ロータの径方向外側に位置する。上側ベアリングおよび下側ベアリングは、シャフトを回転可能に支持する。ハウジングは、ステータを保持する。制御ユニットは、ハウジングの軸方向上側に取り付けられる。上側ベアリングおよび下側ベアリングは、ロータコアの上面よりも軸方向下側に位置する。ステータは、制御ユニットと直接的に対向する。ハウジングは、ステータを周方向に囲む筒状のハウジング筒部と、ステータの軸方向下側に位置するハウジング底部と、を有する。ハウジング底部は、ステータの軸方向下側を覆う底板部と、上側ベアリングを保持する上側ベアリング保持部と、下側ベアリングを保持する下側ベアリング保持部と、を有する。上側ベアリング保持部は、底板部の下面よりも軸方向上側に位置する。下側ベアリング保持部は、底板部の上面よりも軸方向下側に位置する。
　本発明の一つの態様のモータによれば、生産性を向上できる。
図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、本実施形態のモータの他の一例を示す断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等とを異ならせる場合がある。
　また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって図１の左右方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。
　以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向（Ｚ軸方向）を上下方向とする。Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側（軸方向上側）」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「下側（軸方向下側）」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
　図１は、本実施形態のモータ１０を示す断面図である。図１に示すように、モータ１０は、ハウジング２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、制御ユニット６０と、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２と、センサマグネット７１と、予圧部材７０と、を備える。モータ１０は、機電一体型のモータである。
［ロータ］
　ロータ３０は、シャフト３１と、ロータコア３２と、ロータマグネット３３と、を有する。シャフト３１は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心とする。シャフト３１は、上側ベアリング５１と下側ベアリング５２とによって片持ち支持される。シャフト３１の上端は、制御ユニット６０の内部に位置する。シャフト３１の下端は、後述するシャフト挿入部２６を介してハウジング２０の外部に露出する。
　なお、本明細書において、シャフトが片持ち支持される、とは、シャフトがロータコアよりも軸方向一方側に位置する部分のみにおいて支持されることを含む。
　なお、本実施形態において制御ユニット６０の内部とは、例えば、後述する基板ケース６１の内側の空間を含む。
　ロータコア３２は、シャフト３１に固定される。本実施形態においてロータコア３２は、例えば、シャフト３１を周方向に囲む円筒状である。ロータコア３２は、例えば、シャフト３１の外周面に嵌め合わされて固定される。ロータマグネット３３は、ロータコア３２の外周面に固定される。
［センサマグネット］
　センサマグネット７１は、ステータ４０よりも上側に位置する。センサマグネット７１は、シャフト３１に固定される。本実施形態においてセンサマグネット７１は、シャフト３１の上端にマグネット取付部材７１ａを介して固定される。
　マグネット取付部材７１ａは、例えば、軸方向に延びる円柱状である。マグネット取付部材７１ａは、シャフト３１の上端面に設けられた下側に窪む穴部に嵌め合わされる。センサマグネット７１は、円環状である。センサマグネット７１は、マグネット取付部材７１ａの外周面に嵌め合わされる。これにより、センサマグネット７１はシャフト３１に固定される。
［ステータ］
　ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータ４０は、ハウジング２０内に保持される。ステータ４０は、制御ユニット６０と直接的に対向する。
　なお、本明細書において、ステータ４０が制御ユニット６０と直接的に対向するとは、例えば、ステータ４０と制御ユニット６０との間を仕切る部材が設けられないことを含む。
　ステータ４０は、ステータコア４１と、コイル４２と、インシュレータ４３と、を有する。ステータコア４１は、コアバック部４１ａと、ティース部４１ｂと、を有する。コアバック部４１ａは、例えば、シャフト３１を周方向に囲む円筒状である。コアバック部４１ａは、ハウジング２０の後述するハウジング筒部２１の内側面に固定される。ティース部４１ｂは、コアバック部４１ａの内周面から径方向内側に延びる。ティース部４１ｂは、例えば、複数設けられる。複数のティース部４１ｂは、周方向に沿って等間隔に配置される。
　コイル４２は、インシュレータ４３を介してティース部４１ｂに巻き回される。インシュレータ４３は、例えば、ボビン状である。インシュレータ４３は、ティース部４１ｂに装着される。
［制御ユニット］
　制御ユニット６０は、ハウジング２０の上側に取り付けられる。制御ユニット６０は、基板ケース６１と、コネクタ部６２と、制御基板６３と、回転センサ６４と、パワー基板６５と、基板カバー６６と、コネクタ配線６７と、を有する。
　基板ケース６１は、中心軸Ｊを周方向に囲む筒状である。基板ケース６１は、軸方向両側に開口する。基板ケース６１は、ハウジング２０の後述するハウジング筒部２１の上端に固定される。基板ケース６１は、基板ケース６１を径方向に貫通する基板ケース貫通孔６１ａを有する。基板ケース貫通孔６１ａは、例えば、基板ケース６１のパワー基板６５側（－Ｘ側）の端部に位置する。
　コネクタ部６２は、基板ケース６１から径方向外側に突出する。コネクタ部６２は、例えば、中心軸Ｊを基準としてパワー基板６５と逆側（＋Ｘ側）に位置する。コネクタ部６２は、下側に開口するコネクタ開口部６２ａを有する。コネクタ部６２には、図示しない外部電源が接続される。
　制御基板６３は、基板ケース６１の内側に保持される。制御基板６３は、ロータコア３２の上側に位置する。図示は省略するが、制御基板６３は、パワー基板６５と電気的に接続される。制御基板６３の基板面は、例えば、中心軸Ｊと直交する。すなわち、制御基板６３の上面である制御基板上面６３ａおよび制御基板６３の下面である制御基板下面６３ｂは、例えば、中心軸Ｊと直交する。制御基板上面６３ａと制御基板下面６３ｂとのうちの少なくとも一方には、例えば、図示しないプリント配線が設けられる。
　回転センサ６４は、制御基板６３に取り付けられる。より詳細には、回転センサ６４は、制御基板下面６３ｂに取り付けられる。回転センサ６４は、ロータ３０の回転位置を検出する。回転センサ６４は、例えば、磁気抵抗素子である。回転センサ６４は、センサマグネット７１と軸方向に対向する。本実施形態においては、回転センサ６４とセンサマグネット７１とは、制御ユニット６０の内部において対向する。そのため、回転センサ６４とセンサマグネット７１との軸方向の距離を近づけることができる。これにより、回転センサ６４の検出精度を向上できる。
　パワー基板６５は、ハウジング２０よりも径方向外側に位置する。より詳細には、パワー基板６５は、例えば、後述するハウジング筒部２１の外側面に固定される。パワー基板６５は、接続配線７２を介して、コイル４２と電気的に接続される。すなわち、パワー基板６５は、ステータ４０と電気的に接続される。接続配線７２は、コイル４２から基板ケース６１の内部および基板ケース貫通孔６１ａを介して、パワー基板６５に接続される。
　パワー基板６５の基板面は、制御基板上面６３ａおよび制御基板下面６３ｂに対して傾く。すなわち、パワー基板６５の径方向外側の面であるパワー基板外側面６５ａおよびパワー基板６５の径方向内側の面であるパワー基板内側面６５ｂは、制御基板上面６３ａおよび制御基板下面６３ｂに対して傾く。そのため、モータ１０が径方向に大型化することを抑制しつつ、モータ１０を軸方向に小型化できる。
　本実施形態においてパワー基板外側面６５ａおよびパワー基板内側面６５ｂは、例えば、制御基板上面６３ａおよび制御基板下面６３ｂと直交する。すなわち、パワー基板外側面６５ａおよびパワー基板内側面６５ｂは、中心軸Ｊと平行である。そのため、モータ１０が径方向に大型化することをより抑制できる。
　パワー基板６５は、図示しないスイッチング素子を有する。スイッチング素子は、例えば、複数設けられる。複数のスイッチング素子は、インバータ回路を構成する。
　基板カバー６６は、制御基板６３の上側およびパワー基板６５の径方向外側を覆う。基板カバー６６は、例えば、基板ケース６１およびハウジング２０に取り付けられる。
　コネクタ配線６７は、図示は省略するが、制御基板６３と電気的に接続される。コネクタ配線６７の一端は、コネクタ部６２のコネクタ開口部６２ａ内に露出する。コネクタ配線６７は、コネクタ部６２に接続される外部電源と、制御基板６３とを電気的に接続する。これにより、外部電源から制御基板６３に駆動電流が供給される。駆動電流は、制御基板６３を介して、回転センサ６４およびパワー基板６５に供給される。パワー基板６５に供給された駆動電流は、接続配線７２を介して、コイル４２に供給される。
［ハウジング］
　ハウジング２０は、ステータ４０を保持する。ハウジング２０は、ハウジング筒部２１と、ハウジング底部２２と、を有する。本実施形態においてハウジング筒部２１とハウジング底部２２とは、別部材である。ハウジング筒部２１は、ステータ４０を周方向に囲む筒状である。本実施形態においてハウジング筒部２１の内側面は、例えば、シャフト３１と同心の円筒状である。
　ハウジング底部２２は、ハウジング筒部２１の下端に取り付けられる。ハウジング底部２２は、ステータ４０の下側に位置する。ハウジング底部２２は、底板部２３と、上側壁部２４と、下側壁部２５と、シャフト挿入部２６と、を有する。
　底板部２３は、ステータ４０の下側を覆う。本実施形態において底板部２３は、例えば、シャフト３１を周方向に囲む円環状である。上側壁部２４は、底板部２３の径方向外側の外縁から上側に延びる。下側壁部２５は、底板部２３の径方向外側の外縁から下側に延びる。
　上側壁部２４は、ハウジング筒部２１の径方向内側に嵌め合わされる。すなわち、上側壁部２４とハウジング筒部２１とは、互いに嵌め合わされる。そのため、ハウジング筒部２１とハウジング底部２２とを精度よく固定できる。
　上側壁部２４の外周面には、段差部２４ａが設けられる。段差部２４ａは、下側から上側に向かって上側壁部２４の直径が小さくなる段差である。段差部２４ａの上側を向く面には、ハウジング筒部２１の下端面が接触する。これにより、ハウジング筒部２１とハウジング底部２２との軸方向の相対位置が決められる。
　シャフト挿入部２６は、底板部２３の内縁から上側および下側に延びる円筒状である。シャフト挿入部２６の内側には、シャフト３１の一部が挿入される。シャフト挿入部２６は、上側ベアリング５１を保持する上側ベアリング保持部２７と、下側ベアリング５２を保持する下側ベアリング保持部２８と、を有する。すなわち、ハウジング底部２２は、上側ベアリング保持部２７と、下側ベアリング保持部２８と、を有する。
　上側ベアリング保持部２７は、底板部２３の下面である底板部下面２３ｂよりも上側に位置する。下側ベアリング保持部２８は、底板部２３の上面である底板部上面２３ａよりも下側に位置する。
　そのため、ハウジング底部２２の下端から下側ベアリング保持部２８までの距離を小さくできる。これにより、下側ベアリング５２をハウジング底部２２の下側から下側ベアリング保持部２８に保持させやすい。また、同様に、ハウジング底部２２の上端から上側ベアリング保持部２７までの距離を小さくできるため、ハウジング底部２２の上側から上側ベアリング５１を上側ベアリング保持部２７に保持させやすい。したがって、モータ１０の組み立て性を向上できる。その結果、本実施形態によれば、生産性を向上できる構造を有するモータ１０が得られる。
　また、本実施形態においては、上述したようにハウジング筒部２１とハウジング底部２２とが別部材である。そのため、ハウジング底部２２をハウジング筒部２１に取り付ける前に、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８に、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２を保持させることができる。これにより、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８に、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２をより保持させやすい。したがって、本実施形態によれば、モータ１０の生産性をより向上できる。
　また、本実施形態によれば、例えば、ステータ４０の軸方向の寸法が変更された場合、またはステータ４０の軸方向の寸法に誤差が生じた場合に、ハウジング底部２２のみを交換することで、ハウジング２０をステータ４０の軸方向の寸法に合わせることができる。そのため、ステータ４０の軸方向の寸法の変更に対して、ハウジング２０の構成を変更す
ることが簡便である。
　本実施形態において上側ベアリング保持部２７は、底板部上面２３ａよりも上側に位置する。本実施形態において下側ベアリング保持部２８は、底板部下面２３ｂよりも下側に位置する。そのため、ハウジング底部２２の上端と上側ベアリング保持部２７との距離、およびハウジング底部２２の下端と下側ベアリング保持部２８との距離をより小さくできる。これにより、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８に、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２をより保持させやすい。したがって、本実施形態によれば、モータ１０の生産性をより向上できる。
　上側ベアリング保持部２７は、シャフト挿入部２６の上面に開口する筒状である。すなわち、本実施形態において上側ベアリング保持部２７は、シャフト挿入部２６の上側の端部に設けられる。下側ベアリング保持部２８は、シャフト挿入部２６の下面に開口する筒状である。すなわち、本実施形態において下側ベアリング保持部２８は、シャフト挿入部２６の下側の端部に設けられる。
　そのため、ハウジング底部２２の上端と上側ベアリング保持部２７との距離、およびハウジング底部２２の下端と下側ベアリング保持部２８との距離をより小さくできる。これにより、本実施形態によれば、モータ１０の生産性をより向上できる。
　また、本実施形態によれば、１つのシャフト挿入部２６に、２つのベアリング保持部、すなわち、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８が設けられる。そのため、径方向において上側ベアリング保持部２７と下側ベアリング保持部２８との相対的な位置精度を向上させやすい。これにより、上側ベアリング５１と下側ベアリング５２との径方向位置を精度よく揃えやすく、シャフト３１が傾くことを抑制できる。
　また、シャフト挿入部２６は底板部２３の内縁から上側および下側に延びるため、シャフト挿入部２６は、軸方向の中央近傍で底板部２３に支持されやすい。これにより、シャフト挿入部２６の剛性を大きくしやすい。その結果、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８によって、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２を安定して保持できる。
　上側ベアリング保持部２７の上側の端部は、上側壁部２４よりも上側に位置する。そのため、上側ベアリング５１を上側ベアリング保持部２７に保持させる際に、上側壁部２４が邪魔となることがない。これにより、上側ベアリング保持部２７に上側ベアリング５１をより保持させやすい。また、上側ベアリング保持部２７をハウジング底部２２の上端に位置させることができるため、上側ベアリング保持部２７に上側ベアリング５１をより保持させやすい。したがって、本実施形態によれば、モータ１０の生産性をより向上できる。
　下側ベアリング保持部２８の下側の端部は、下側壁部２５よりも下側に位置する。そのため、下側ベアリング５２を下側ベアリング保持部２８に保持させる際に、下側壁部２５が邪魔となることがない。これにより、下側ベアリング保持部２８に下側ベアリング５２をより保持させやすい。また、下側ベアリング保持部２８をハウジング底部２２の下端に位置させることができるため、下側ベアリング保持部２８に下側ベアリング５２をより保持させやすい。したがって、本実施形態によれば、モータ１０の生産性をより向上できる。
　本実施形態において上側ベアリング保持部２７は、ハウジング底部２２の上端に位置する。上側ベアリング保持部２７は、例えば、ロータコア下面３２ｂよりも下側に位置する。上側ベアリング保持部２７の一部は、インシュレータ４３と径方向に重なる。そのため、ハウジング２０内の空間を有効に活用でき、モータ１０が小型化する。本実施形態において下側ベアリング保持部２８は、ハウジング底部２２の下端に位置する。
　本実施形態において底板部２３とシャフト挿入部２６とは、単一の部材である。すなわち、底板部２３と上側ベアリング保持部２７と下側ベアリング保持部２８とは、単一の部材である。そのため、モータ１０の部品点数を少なくできる。これにより、モータ１０の組み立て工数を低減でき、モータ１０の生産性を向上できる。また、モータ１０の製造コストを低減できる。また、上側ベアリング保持部２７の剛性および下側ベアリング保持部２８の剛性を大きくしやすい。そのため、ロータ３０の回転によって上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８が振動することを抑制できる。
［上側ベアリングおよび下側ベアリング］
　上側ベアリング５１および下側ベアリング５２は、シャフト３１を中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持する。上側ベアリング５１は、上側ベアリング保持部２７に保持される。下側ベアリング５２は、下側ベアリング保持部２８に保持される。上側ベアリング５１および下側ベアリング５２は、ロータコア３２の上面であるロータコア上面３２ａよりも下側に位置する。
　そのため、本実施形態においては、上側ベアリング５１と下側ベアリング５２とによってシャフト３１が片持ち支持され、ステータ４０よりも上側にシャフト３１を支持するベアリングを配置する必要がない。これにより、ステータ４０と制御ユニット６０との間に、ベアリングを保持するベアリングホルダを設ける必要がない。
　例えば、ステータ４０と制御ユニット６０との間にベアリングホルダが設けられる場合には、制御ユニット６０とステータ４０との間のスペースが狭くなる。そのため、ステータ４０と制御ユニット６０とを接続する配線を繋ぐ作業の難易度が高い。また、ステータ４０と制御ユニット６０とを接続する配線を、ベアリングホルダを軸方向に貫通して配置する必要がある等、モータの構造が複雑化しやすい。そのため、モータを組み立てにくく、モータの生産性が低下する虞があった。
　これに対して、本実施形態によれば、ステータ４０と制御ユニット６０との間にベアリングホルダを設ける必要がないため、ステータ４０と制御ユニット６０とを直接的に対向させることができる。これにより、ステータ４０と制御ユニット６０とを電気的に接続しやすい。具体的には、例えば、ステータ４０と制御ユニット６０とを電気的に接続する接続配線７２を配置しやすい。これにより、モータ１０の生産性を向上できる。
　ステータ４０と制御ユニット６０との間にベアリングホルダを設ける必要がないため、モータ１０が軸方向に大型化することを抑制できる。また、モータ１０の部品点数を少なくできるため、モータ１０の組み立て工数および製造コストを低減できる。
　本実施形態において上側ベアリング５１および下側ベアリング５２は、例えば、ロータコア３２の下面であるロータコア下面３２ｂよりも下側に位置する。上側ベアリング５１と下側ベアリング５２との軸方向の距離Ｌ１は、ロータコア３２の軸方向の寸法Ｌ２以上である。
　そのため、本実施形態によれば、距離Ｌ１を大きくしやすい。これにより、上側ベアリング５１と下側ベアリング５２とによってシャフト３１を安定して保持しやすい。その結果、シャフト３１が軸振れすることを抑制できる。特に、本実施形態のようにシャフト３１にセンサマグネット７１が固定される場合、センサマグネット７１が軸振れすることを抑制できる。これにより、回転センサ６４の検出精度が低下することを抑制できる。
　本実施形態において上側ベアリング５１と下側ベアリング５２との軸方向の距離Ｌ１とは、上側ベアリング５１の軸方向の中心と下側ベアリング５２の軸方向の中心との間の軸方向の距離である。
　本実施形態において上側ベアリング５１の上端は、ステータ４０と径方向に重なる。そのため、上側ベアリング５１の軸方向位置をより上側として距離Ｌ１を大きくしつつ、モータ１０が軸方向に大型化することを抑制できる。本実施形態において上側ベアリング５１の上端は、例えば、インシュレータ４３と径方向に重なる。
　本実施形態において、上側ベアリング５１の直径と下側ベアリング５２の直径とは、例えば、同じである。そのため、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２として、同一の種類、かつ、各寸法が同一のベアリングを採用できる。これにより、モータ１０を構成する部品の種類数を低減できる。本実施形態においては、上側ベアリング５１の種類と下側ベアリング５２の種類とは、例えば、同じである。また、上側ベアリング５１の各寸法と下側ベアリング５２の各寸法とは、例えば、同じである。
［予圧部材］
　予圧部材７０は、上側ベアリング保持部２７の径方向内側に位置する。予圧部材７０は、上側ベアリング５１の下側に位置する。予圧部材７０は、上側ベアリング５１に上側の圧力を加える。すなわち、予圧部材７０は、上側ベアリング５１に軸方向の圧力を加える。そのため、上側ベアリング５１が軸方向に振動することを抑制でき、上側ベアリング５１の振動によって生じる異音を抑制できる。
　予圧部材７０の構成は、上側ベアリング５１に軸方向の圧力を加えることができれば、特に限定されない。予圧部材７０は、例えば、ウェーブワッシャーである。
　以上に説明した本実施形態のモータ１０のような機電一体型のモータでは、モータの駆動部、例えばロータおよびステータとともに、制御ユニットが搭載される。この場合、モータの組み立て工数が多くなりやすい。具体的には、例えば、制御ユニットを設置する工程、制御ユニットのパワー基板とステータとを接続配線によって繋ぐ工程、およびパワー基板と制御基板とを繋ぐ工程等が必要となる。また、上述したようにベアリングホルダが設けられる場合には、制御ユニットとステータとを接続する作業の難易度が高くなる。これにより、モータの生産性が低下しやすい。したがって、本実施形態におけるモータの生
産性を向上できる効果は、機電一体型のモータにおいて特に効果が高い。
　上述したように、シャフト３１を片持ち支持とすることで制御ユニット６０とステータ４０とを接続しやすくできるため、機電一体型であるモータ１０の生産性を向上でき、かつ、モータ１０の製造コストを低減できる。シャフト３１を片持ち支持する場合には、モータが小型化するほどシャフト３１を安定して支持しやすい。しかし、その一方で、モータが小型化するほど、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８に上側ベアリング５１および下側ベアリング５２を保持させることが困難となりやすく、モータの生産性が低下しやすい。
　これに対して本実施形態のモータ１０は、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８に、シャフト３１を片持ち支持する上側ベアリング５１および下側ベアリング５２を保持させやすい。そのため、モータ１０を小型化することでシャフト３１をより安定して支持でき、かつ、モータ１０の生産性が低下することを抑制できる。以上のように、本実施形態のモータ１０の構造は、機電一体型のモータを小型化する上で特に有用な構造である。
　本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
　本実施形態において上側ベアリング５１は、ロータコア上面３２ａよりも下側であれば、ロータコア下面３２ｂよりも上側に位置してもよい。この場合、ロータコア下面３２ｂには、例えば、上側に窪む穴部が設けられる。上側ベアリング５１の少なくとも一部は、ロータコア下面３２ｂに設けられた穴部の内側に位置する。
　本実施形態において上側ベアリング保持部２７の少なくとも一部は、底板部下面２３ｂよりも上側であれば、底板部上面２３ａよりも下側に位置してもよい。また、本実施形態において下側ベアリング保持部２８の少なくとも一部は、底板部上面２３ａよりも下側であれば、底板部下面２３ｂよりも上側であってもよい。
　本実施形態において底板部２３とシャフト挿入部２６とは、別部材であってもよい。また、本実施形態において上側ベアリング保持部２７と下側ベアリング保持部２８とは、別部材であってもよい。この場合、例えば、シャフト挿入部２６は、それぞれ別部材である上側ベアリング保持部２７、下側ベアリング保持部２８、および上側ベアリング保持部２７と下側ベアリング保持部２８とを繋ぐ部分によって構成されてもよい。
　本実施形態においては、上側ベアリング５１の少なくとも一部が、ステータ４０と径方向に重なる構成を採用できる。すなわち、本実施形態において上側ベアリング５１の全体が、ステータ４０と径方向に重なってもよい。
　本実施形態においては、予圧部材７０が上側ベアリング５１の上側に位置してもよい。この場合、予圧部材７０は、上側ベアリング５１に下側の圧力を加える。
　本実施形態において上側ベアリング５１の直径と下側ベアリング５２の直径とは、異なってもよい。また、本実施形態において上側ベアリング５１の種類と下側ベアリング５２の種類とは異なってもよい。この場合、例えば、下側ベアリング５２を防水性の高いベアリングとしてもよい。また、本実施形態において上側ベアリング５１の各寸法と下側ベアリング５２の各寸法とは、一部が異なってもよいし、すべてが異なってもよい。
　本実施形態において制御ユニット６０は、基板を１枚のみ有してもよい。この場合には、例えば、１枚の基板が、制御基板６３の機能とパワー基板６５の機能とを有する。
　本実施形態において回転センサ６４は、例えば、ホール素子であってもよいし、レゾルバであってもよい。また、本実施形態において回転センサ６４は、複数設けられてもよい。
　本実施形態においては、図２に示す構成を採用してもよい。図２は、本実施形態の他の一例であるモータ１１０を示す断面図である。なお、以下の説明においては、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
　図２に示すように、モータ１１０は、ハウジング１２０と、ロータ１３０と、ステータ４０と、制御ユニット１６０と、上側ベアリング５１および下側ベアリング５２と、センサマグネット７１と、予圧部材７０と、を備える。
　ロータ１３０は、シャフト１３１と、ロータコア３２と、ロータマグネット３３と、を有する。シャフト１３１は、軸方向の寸法が小さい点を除いて、図１に示すシャフト３１と同様である。
　制御ユニット１６０は、基板ケース１６１と、コネクタ部６２と、制御基板１６３と、回転センサ１６４と、パワー基板１６５と、コネクタ配線６７と、を有する。基板ケース１６１は、基板ケース筒部１６１ａと、基板ケース天板部１６１ｂと、を有する。
　基板ケース筒部１６１ａは、中心軸Ｊを周方向に囲む筒状である。基板ケース筒部１６１ａは、下側に開口する。基板ケース筒部１６１ａは、ハウジング１２０の上端に固定される。基板ケース天板部１６１ｂは、基板ケース筒部１６１ａの上端に接続される。基板ケース天板部１６１ｂは、制御基板１６３の上側を覆う。
　制御基板１６３は、回転センサ１６４が取り付けられていない点を除いて、図１に示す制御基板６３と同様である。回転センサ１６４は、パワー基板１６５に取り付けられる。より詳細には、回転センサ１６４は、パワー基板１６５の下面であるパワー基板下面１６５ｂに取り付けられる。回転センサ１６４のその他の構成は、図１に示す回転センサ６４の構成と同様である。
　パワー基板１６５は、基板ケース筒部１６１ａの内側に保持される。パワー基板１６５は、制御基板１６３の下側に位置する。そのため、制御基板１６３とパワー基板１６５とを軸方向に重ねて配置できる。これにより、本実施形態によれば、モータ１１０を径方向に小型化できる。
　本実施形態においてパワー基板１６５の基板面は、中心軸Ｊと直交する。すなわち、パワー基板下面１６５ｂとパワー基板１６５の上面であるパワー基板上面１６５ａとは、例えば、中心軸Ｊと直交する。そのため、制御基板１６３とパワー基板１６５とを軸方向に近づけて配置しやすい。これにより、モータ１１０が軸方向に大型化することを抑制できる。
　パワー基板１６５は、配線部材１７２によってコイル４２と電気的に接続される。パワー基板１６５のその他の構成は、図１に示すパワー基板６５の構成と同様である。
　ハウジング１２０は、ハウジング筒部１２１と、ハウジング底部１２２と、を有する。本実施形態においてハウジング１２０は、単一の部材である。すなわち、本実施形態においてハウジング筒部１２１とハウジング底部１２２とは、単一の部材である。
　そのため、モータ１１０の部品点数を少なくできる。また、ハウジング筒部１２１とハウジング底部１２２とが別部材である場合に比べて、ハウジング筒部１２１とハウジング底部１２２とが強固に接続される。そのため、ハウジング底部１２２が、例えば、ロータ３０の回転によって振動することを抑制できる。その結果、上側ベアリング保持部２７および下側ベアリング保持部２８が振動することを抑制できる。
　ハウジング筒部１２１のその他の構成は、図１に示すハウジング筒部２１の構成と同様である。ハウジング底部１２２のその他の構成は、図１に示すハウジング底部２２の構成と同様である。モータ１１０のその他の構成は、図１に示すモータ１０の構成と同様である。
　なお、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
　１０，１１０…モータ、２０，１２０…ハウジング、２１，１２１…ハウジング筒部、２２，１２２…ハウジング底部、２３…底板部、２４…上側壁部、２６…シャフト挿入部、２７…上側ベアリング保持部、２８…下側ベアリング保持部、３０，１３０…ロータ、３１，１３１…シャフト、３２…ロータコア、４０…ステータ、５１…上側ベアリング、５２…下側ベアリング、６０，１６０…制御ユニット、６３，１６３…制御基板、６４，１６４…回転センサ、６５，１６５…パワー基板、７０…予圧部材、７１…センサマグネット、Ｊ…中心軸

Claims (15)

  1. 　上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトおよび前記シャフトに固定されるロータコアを有するロータと、
    　前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
    　前記シャフトを回転可能に支持する上側ベアリングおよび下側ベアリングと、
    　前記ステータを保持するハウジングと、
    　前記ハウジングの軸方向上側に取り付けられる制御ユニットと、
    　を備え、
    　前記上側ベアリングおよび前記下側ベアリングは、前記ロータコアの上面よりも軸方向下側に位置し、
    　前記ステータは、前記制御ユニットと直接的に対向し、
    　前記ハウジングは、前記ステータを周方向に囲む筒状のハウジング筒部と、前記ステータの軸方向下側に位置するハウジング底部と、を有し、
    　前記ハウジング底部は、前記ステータの軸方向下側を覆う底板部と、前記上側ベアリングを保持する上側ベアリング保持部と、前記下側ベアリングを保持する下側ベアリング保持部と、を有し、
    　前記上側ベアリング保持部は、前記底板部の下面よりも軸方向上側に位置し、
    　前記下側ベアリング保持部は、前記底板部の上面よりも軸方向下側に位置するモータ。
  2. 　前記上側ベアリング保持部は、前記底板部の上面よりも軸方向上側に位置し、
    　前記下側ベアリング保持部は、前記底板部の下面よりも軸方向下側に位置する、請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記ハウジング筒部と前記ハウジング底部とは、別部材である、請求項１または２に記載のモータ。
  4. 　前記ハウジング底部は、前記底板部の径方向外側の外縁から軸方向上側に延びる上側壁部を有し、
    　前記上側壁部と前記ハウジング筒部とは、互いに嵌め合わされる、請求項３に記載のモータ。
  5. 　前記ハウジング底部は、前記底板部の径方向外側の外縁から軸方向上側に延びる上側壁部を有し、
    　前記上側ベアリング保持部の軸方向上側の端部は、前記上側壁部よりも軸方向上側に位置する、請求項３または４に記載のモータ。
  6. 　前記底板部と前記上側ベアリング保持部と前記下側ベアリング保持部とは、単一の部材である、請求項３から５のいずれか一項に記載のモータ。
  7. 　前記ハウジング筒部と前記ハウジング底部とは、単一の部材である、請求項１または２に記載のモータ。
  8. 　前記底板部は、前記シャフトを周方向に囲む円環状であり、
    　前記ハウジング底部は、前記底板部の内縁から上側および下側に延びる円筒状のシャフト挿入部を有し、
    　前記シャフト挿入部の軸方向上側の端部には、前記上側ベアリング保持部が設けられ、
    　前記シャフト挿入部の軸方向下側の端部には、前記下側ベアリング保持部が設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ。
  9. 　前記上側ベアリングと前記下側ベアリングとの軸方向の距離は、前記ロータコアの軸方向の寸法以上である、請求項１から８のいずれか一項に記載のモータ。
  10. 　前記上側ベアリングの少なくとも一部は、前記ステータと径方向に重なる、請求項１から９のいずれか一項に記載のモータ。
  11. 　前記ステータよりも軸方向上側に位置し前記シャフトに固定されるセンサマグネットを備え、
    　前記制御ユニットは、前記ロータの回転位置を検出する回転センサを有し、
    　前記回転センサと前記センサマグネットとは、前記制御ユニットの内部において対向する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のモータ。
  12. 　前記上側ベアリングの直径と、前記下側ベアリングの直径とは、同じである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のモータ。
  13. 　前記上側ベアリングに軸方向の圧力を加える予圧部材を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のモータ。
  14. 　前記制御ユニットは、前記ステータと電気的に接続されるパワー基板と、前記パワー基板と電気的に接続される制御基板と、を有し、
    　前記制御基板は、前記ロータコアの軸方向上側に位置し、
    　前記パワー基板は、前記ハウジングよりも径方向外側に位置し、
    　前記パワー基板の基板面は、前記制御基板の基板面に対して傾く、請求項１から１３のいずれか一項に記載のモータ。
  15. 　前記制御ユニットは、前記ステータと電気的に接続されるパワー基板と、前記パワー基板と電気的に接続される制御基板と、を有し、
    　前記制御基板は、前記ロータコアの軸方向上側に位置し、
    　前記パワー基板は、前記制御基板の軸方向下側に位置する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のモータ。
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