WO2019031050A1 - モータおよびモータの製造方法 - Google Patents

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WO2019031050A1
WO2019031050A1 PCT/JP2018/022134 JP2018022134W WO2019031050A1 WO 2019031050 A1 WO2019031050 A1 WO 2019031050A1 JP 2018022134 W JP2018022134 W JP 2018022134W WO 2019031050 A1 WO2019031050 A1 WO 2019031050A1
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WO
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groove
bearing holder
housing
bearing
outer edge
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/022134
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄策 吉田
優太 二之宮
Original Assignee
日本電産株式会社
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Publication date
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Priority to CN201890001029.3U priority Critical patent/CN212412923U/zh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a motor and a method of manufacturing the motor.
  • a motor in which a flange for holding a bearing and a housing are fixed by shrink fitting (e.g., Patent Document 1).
  • one aspect of the present invention aims to provide a motor that can hold a bearing holder on a housing while suppressing deformation of the housing.
  • a rotor having a shaft disposed along a central axis extending in the vertical direction, the rotor rotating around the central axis, and a stator opposed to the rotor in a radial direction with a gap.
  • a housing having a cylindrical portion surrounding the stator from outside in the radial direction, a bearing rotatably supporting the shaft, and a bearing holder held by the cylindrical portion to support the bearing;
  • the inner circumferential surface is provided with a groove extending along the circumferential direction, and the bearing holder has an outer edge portion accommodated in the groove.
  • a motor capable of holding a bearing holder on a housing while suppressing deformation of the housing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor according to one embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region II of FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the motor of the first modification.
  • the Z axis is shown as appropriate.
  • the Z-axis direction of each drawing is a direction parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG.
  • the positive side in the Z-axis direction (+ Z side, one side) is referred to as “upper side”
  • the negative side in the Z-axis direction ( ⁇ Z side, other side) as “lower side”.
  • the upper and lower sides are directions used merely for the purpose of explanation, and do not limit the actual positional relationship or direction.
  • a direction (Z-axis direction) parallel to the central axis J is simply referred to as “axial direction” or “vertical direction”, and a radial direction centered on the central axis J is simply referred to as “radial direction”.
  • the circumferential direction around the central axis J that is, around the axis of the central axis J, is simply referred to as “circumferential direction”.
  • plane view means a state viewed from the axial direction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor 1 of the present embodiment.
  • the motor 1 includes a rotor 20 having a shaft 21, a stator 30, a bus bar unit 60, a housing 40, an upper bearing 6A, a lower bearing 6B, and a bearing holder 10.
  • the motor 1 is connected to an external device (control unit) 9 by an external connection terminal 61 a extending upward from the bus bar unit 60.
  • the rotation of the rotor 20 is controlled by the external device 9 of the motor 1.
  • the rotor 20 rotates around the central axis J.
  • the rotor 20 has a shaft 21, a rotor core 24, and a rotor magnet 23.
  • the shaft 21 is disposed along the central axis J around a central axis J extending in the vertical direction (axial direction).
  • the shaft 21 is rotatably supported around the central axis J by the upper bearing 6A and the lower bearing 6B.
  • the rotor core 24 is fixed to the shaft 21.
  • the rotor core 24 circumferentially surrounds the shaft 21.
  • the rotor magnet 23 is fixed to the rotor core 24. More specifically, the rotor magnet 23 is fixed to the outer surface along the circumferential direction of the rotor core 24. The rotor core 24 and the rotor magnet 23 rotate with the shaft 21.
  • the stator 30 faces the rotor 20 in the radial direction with a gap therebetween, and surrounds the radially outer side of the rotor 20.
  • the stator 30 has a stator core 31, an insulator 32, and a coil 33.
  • the insulator 32 is made of an insulating material.
  • the insulator 32 covers at least a part of the stator core 31.
  • the coil 33 is configured by winding a coil wire (not shown).
  • the coil wire is wound around the teeth portion of the stator core 31 via the insulator 32. The end of the coil wire is drawn upward.
  • the bus bar unit 60 is located between the stator 30 and the bearing holder 10 in the axial direction. That is, the bus bar unit 60 is located above the stator 30 and below the bearing holder 10.
  • the bus bar unit 60 has a plurality of bus bars 61 and a bus bar holder 62 for holding the bus bars 61.
  • the coil wire drawn from the stator 30 is connected to the bus bar 61.
  • a part of the bus bar 61 penetrates the bearing holder 10 as an external connection terminal 61 a and extends upward.
  • the external connection terminal 61 a is connected to an external device 9 that controls energization of the coil 33 of the stator 30.
  • the bus bar unit 60 may be located on the upper side of the bearing holder 10.
  • the upper bearing 6A rotatably supports the upper end 21a of the shaft 21.
  • the upper bearing 6A is located above the stator 30.
  • the upper bearing 6A is supported by the bearing holder 10.
  • the lower bearing 6B rotatably supports the lower end 21b of the shaft 21.
  • the lower bearing 6B is located below the stator 30.
  • the lower bearing 6B is supported by the lower bearing holding portion 48 of the housing 40.
  • the upper bearing 6A and the lower bearing 6B are ball bearings.
  • the types of the upper bearing 6A and the lower bearing 6B are not particularly limited, and may be other types of bearings.
  • the housing 40 is in the form of a tube that opens to the upper side (+ Z side).
  • the housing 40 accommodates the rotor 20 and the stator 30.
  • the housing 40 has a cylindrical portion 45, a bottom portion 49, and a lower bearing holding portion 48.
  • the housing 40 may be a cylindrical member having no bottom 49. In this case, a bearing holder for holding a bearing is separately attached to the lower opening of the housing 40.
  • the cylindrical portion 45 surrounds the stator 30 from the radially outer side.
  • the cylindrical portion 45 is cylindrical.
  • a groove 44 extending in the circumferential direction is provided on the inner circumferential surface 45 c of the cylindrical portion 45.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region II of FIG.
  • the groove portion 44 has a bottom surface 44a facing inward in the radial direction, an upper groove wall surface (upper groove wall surface) 44b extending radially inward from the upper end of the bottom surface 44a, and a lower groove wall surface extending inward in the radial direction Side groove wall surface 44c).
  • the upper groove wall surface 44b faces axially downward.
  • the lower groove wall surface 44c faces the upper side in the axial direction.
  • the bottom surface 44a, the upper groove wall surface 44b, and the lower groove wall surface 44c extend along the circumferential direction with a uniform width.
  • the inner circumferential surface 45 c is provided with a step surface 41 facing upward.
  • the step surface 41 extends along the circumferential direction with a uniform width.
  • the step surface 41 is located below the groove 44. Further, the step surface 41 is located on the same plane as the lower groove wall surface 44c of the groove portion 44, and is continuous with the lower groove wall surface 44c. That is, the step surface 41 is a surface that extends the lower groove wall surface 44c of the groove portion 44 radially inward.
  • the inner circumferential surface 45 c is provided with a lower inner circumferential surface 45 e located below the groove 44 and an upper inner circumferential surface 45 d located above the groove 44.
  • the upper inner peripheral surface 45d has a larger inner diameter than the lower inner peripheral surface 45e.
  • the stator 30 is fixed to the lower inner circumferential surface 45 e.
  • the accommodation space A which accommodates the external apparatus 9 is provided in the radial direction inner side of the upper side internal peripheral surface 45d. That is, in other words, the accommodation space A is provided on the inner side in the radial direction of the cylindrical portion 45 and on the upper side of the bearing holder 10.
  • the external device 9 is connected to the external connection terminal 61 a of the motor 1 in the housing space A. According to the present embodiment, a part of the external device 9 is enclosed in the cylindrical portion 45, and the connection between the external device 9 and the external connection terminal 61a is protected.
  • the cylindrical portion 45 surrounds the housing space A from the outer side in the radial direction, so there is a possibility that the housing space A may be distorted if the amount of deformation of the cylindrical portion 45 becomes large. As a result, the storage state of the external device 9 becomes unstable, and the connection state between the external device 9 and the motor 1 may be affected. As will be described later, according to the motor 1 of the present embodiment, the amount of deformation of the cylindrical portion 45 is reduced, whereby the connection state between the external device 9 and the motor 1 can be stabilized.
  • a housing area 45 c 1 which is the inner circumferential surface 45 c of the cylindrical portion 45 and surrounds the housing space A, contacts the external device 9.
  • the deformation of the cylindrical portion 45 directly affects the assembling accuracy of the external device 9 and the motor 1. Therefore, when a part of the inner circumferential surface 45c contacts the external device 9, not only the connection between the external device 9 and the motor 1 is stabilized but also the motor is reduced by reducing the amount of deformation of the cylindrical portion 45. The positioning accuracy of the external device 9 with respect to 1 can be enhanced.
  • the inner peripheral surface 45c of the cylindrical portion 45 is processed by a cutting process such as lathe processing.
  • the inner peripheral surface 45c is formed by processing the entire axial direction into the inner diameter of the lower inner peripheral surface 45e in a cutting process, and then processing the groove 44 and further processing the upper inner peripheral surface 45d above the groove 44 Ru. For this reason, a corner R 44 d is formed at the corner of the groove 44. That is, the method of manufacturing the motor 1 includes a cutting step of forming the groove 44 in the inner peripheral surface 45 c of the housing 40 by lathe processing.
  • the housing 40 is manufactured by processing the above-mentioned internal peripheral surface 45c, for example, after shape
  • the bottom portion 49 is located at the lower end of the cylindrical portion 45.
  • the bottom 49 is located below the stator 30.
  • the lower bearing holding portion 48 is located at the center of the bottom portion 49 in plan view.
  • the lower bearing holder 48 holds the lower bearing 6B.
  • the lower bearing holding portion 48 has a cylindrical portion 48 a extending in the axial direction centering on the central axis J, and a lower end protruding portion 48 b extending inward in the radial direction from the lower end of the cylindrical portion 48 a.
  • a hole 48c penetrating in the axial direction is provided at the center of the lower end protrusion 48b in plan view.
  • the bearing holder 10 is located on the upper side (+ Z side) of the stator 30.
  • the bearing holder 10 holds the upper bearing 6A.
  • the bearing holder 10 is held by the cylindrical portion 45 of the housing 40.
  • the planar view (XY plane) shape of the bearing holder 10 is, for example, a circular shape concentric with the central axis J.
  • the bearing holder 10 has an upper bearing holding portion (holding portion) 18, a curved portion 17, a flat portion 16, and an extending portion 15.
  • the upper bearing holding portion (holding portion) 18, the curved portion 17, the flat portion 16 and the extension portion 15 are disposed in this order from the radially inner side to the outer side.
  • the upper bearing holder 18 holds the upper bearing 6A.
  • the upper bearing holder 18 is located at the center of the bearing holder 10 in plan view.
  • the upper bearing holding portion 18 has a cylindrical portion 18a extending in the axial direction centering on the central axis J, and an upper end projecting portion 18b extending inward in the radial direction from the upper end of the cylindrical portion 18a.
  • the upper end protrusion 18b positions the upper bearing 6A in the vertical direction.
  • a hole 18c penetrating in the axial direction is provided at the center of the upper end protrusion 18b in a plan view. The upper end portion of the shaft 21 is inserted into the hole 18c.
  • the upper end projecting portion 18 b of the upper bearing holding portion 18 contacts the outer ring of the upper bearing 6 A via the wave washer (elastic member) 5. That is, the motor 1 includes the wave washer 5.
  • the wave washer 5 is sandwiched between the upper end protrusion 18b and the outer ring of the upper bearing 6A in a compressed state.
  • the wave washer 5 applies a force to the upper end protruding portion 18b and the outer ring of the upper bearing 6A in a direction in which they are axially separated from each other.
  • the wave washer 5 applies a preload to the upper bearing 6A. Also, the wave washer 5 presses the bearing holder 10 upward.
  • the curved portion 17 is located between the flat portion 16 and the upper bearing holding portion 18 in the radial direction.
  • the curved portion 17 extends obliquely upward as it goes radially outward from the middle of the axial direction of the cylindrical portion 18 a of the upper bearing holding portion 18.
  • a recessed groove 17 a is provided in the bearing holder 10 above the curved portion 17. That is, the bearing holder 10 is provided with a recessed groove 17 a located radially outward of the upper bearing holding portion 18 in the radial direction.
  • the recessed groove 17a opens in the axial direction (upper side in the present embodiment).
  • the recessed groove 17a extends along the circumferential direction.
  • the groove 17 a is provided in the bearing holder 10.
  • the concave groove 17a of this embodiment is opened to the upper side, even if it is a case where it opens to the lower side, the stress added to the upper bearing holding part 18 can be reduced.
  • the flat portion 16 is located radially outward of the upper bearing holding portion 18 and the curved portion 17.
  • the flat portion 16 extends along a plane orthogonal to the central axis J.
  • the flat portion 16 has a disk shape centered on the central axis J in plan view.
  • the extension 15 extends in the axial direction from the outer edge of the flat portion 16. In the present embodiment, the extension 15 extends downward with respect to the flat portion 16. For this reason, compared with the case where it extends upward, the upper accommodation space A of the bearing holder 10 can be secured widely.
  • the extending portion 15 extends in a tubular shape along the circumferential direction. The extending portion 15 radially faces the inner circumferential surface 45 c of the cylindrical portion 45. The extension 15 partially overlaps the upper bearing holder 18 in the axial direction.
  • an outer edge portion 14 is provided at outer edges of the flat portion 16 and the extension portion 15.
  • the outer edge portion 14 constitutes the outer shape of the bearing holder 10.
  • the outer edge portion 14 is accommodated in a groove portion 44 provided in the inner circumferential surface 45 c of the cylindrical portion 45. That is, the bearing holder 10 has the outer edge 14 accommodated in the groove 44.
  • the outer edge portion 14 has an outer circumferential surface 14 a facing radially outward.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface 14a is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 45c.
  • the inner diameter of the inner peripheral surface 45c means the inner diameter of the upper inner peripheral surface 45d and the inner diameter of the lower inner peripheral surface 45e.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface 14 a is smaller than the inner diameter of the bottom surface 44 a of the groove 44. Therefore, the outer edge portion 14 is located inside the groove 44 and is opposed to the bottom surface 44 a of the groove 44 in the radial direction with a gap.
  • the outer edge 14 of the bearing holder 10 is accommodated in the groove 44. For this reason, when an axial stress is applied to the bearing holder 10, the outer edge portion 14 contacts the upper groove wall surface 44b and the lower groove wall surface 44c of the groove portion 44, and movement is blocked. Thereby, the bearing holder 10 can be held by the housing 40.
  • a gap is provided between the outer peripheral surface 14 a of the outer edge portion 14 and the bottom surface 44 a of the groove portion 44.
  • stress is applied to the cylindrical portion radially outward from the bearing holder Ru.
  • the tubular portion may be deformed.
  • no stress directed radially outward from the bearing holder 10 is applied to the cylindrical portion 45, and deformation of the cylindrical portion 45 can be suppressed.
  • the outer peripheral surface 14a of the outer edge portion 14 and the bottom surface 44a of the groove portion 44 may be in contact with each other. Since the outer edge portion 14 is accommodated in the groove portion 44, even when the outer peripheral surface 14a of the outer edge portion 14 and the bottom surface 44a of the groove portion 44 are brought into contact and fixed by shrink fitting, clamping is performed while securing the holding force. The cost can be reduced. As a result, the amount of deformation of the cylindrical portion 45 can be reduced as compared to the conventional fixing by shrink fitting.
  • the outer peripheral surface 14 a of the outer edge portion 14 may be opposed to the bottom surface 44 a of the groove 44 via a gap, or may be in contact with the bottom surface 44 a.
  • a gap is provided between the outer peripheral surface 14a and the bottom surface 44a, stress received by the housing 40 from the bearing holder 10 can be reduced, and deformation of the housing 40 can be suppressed.
  • the outer peripheral surface 14a and the bottom surface 44a are in contact with each other, not only the movement of the bearing holder 10 in the vertical direction with respect to the housing 40 can be suppressed, but also rattling and inclination of the bearing holder 10 can be suppressed.
  • the difference between the inner diameter of the bottom surface 44a and the outer diameter of the outer peripheral surface 14a is preferably smaller than twice the depth of the groove 44 (that is, the dimension along the radial direction of the upper groove wall surface 44b).
  • the upper groove wall surface 44b and the lower groove wall surface 44c are positioned above and below the outer edge portion 14 all around. Therefore, even in the case where a stress directed upward or downward is applied to the bearing holder 10, the outer edge portion 14 can be effectively suppressed from being separated from the groove portion 44.
  • the dimension along the axial direction of the outer edge portion 14 is smaller than the dimension along the axial direction of the groove 44 (that is, the distance between the upper groove wall surface 44 b and the lower groove wall surface 44 c). Therefore, the outer edge portion 14 axially faces at least one of the upper groove wall surface 44 b and the lower groove wall surface 44 c with a gap therebetween. As described above, the bearing holder 10 is stressed upward in the axial direction by the wave washer 5. Therefore, the outer edge portion 14 contacts the upper groove wall surface 44b, and a gap is provided between the outer edge portion 14 and the lower groove wall surface 44c.
  • the outer edge portion 14 is pressed against the upper groove wall surface 44 b to position the bearing holder 10 in the axial direction with respect to the housing 40 so that the bearing holder 10 rattles with respect to the housing 40. It can be suppressed.
  • the case where the outer edge portion 14 is pressed against the upper groove wall surface 44 b by the wave washer 5 is illustrated.
  • the outer edge portion 14 may be pressed against the lower groove wall surface 44c.
  • the wave washer 5 may not necessarily be employed.
  • the motor 1 is an elastic member (wave washer 5 in this embodiment) interposed between the outer ring of the upper bearing 6A and the bearing holder 10 and pressing the outer edge against the upper groove wall surface 44b or the lower groove wall surface 44c of the groove.
  • An upper tapered portion 14 j is provided at the upper end of the outer edge portion 14.
  • the upper tapered portion 14 j is inclined radially inward as it goes upward.
  • a lower tapered portion 14k is provided at the lower end of the outer edge portion 14.
  • the lower tapered portion 14k inclines inward in the radial direction toward the lower side.
  • the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k are formed by chamfering.
  • the corner R portion 44 d is provided at the corner of the groove 44.
  • the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k respectively face the corner R portion 44 d.
  • the present embodiment by providing the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k at the outer edge portion 14, interference of the outer edge portion 14 with the corner R portion 44 d can be suppressed. As a result, the contact between the outer edge portion 14 and the groove wall surfaces (the upper groove wall surface 44b and the lower groove wall surface 44c) of the groove portion 44 can be stabilized, and the axial positioning accuracy of the bearing holder 10 can be enhanced.
  • the case has been described in which the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k linearly incline and extend from the radially inner side toward the outer side.
  • the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k may be curved as long as they have a tapered shape that suppresses interference with the corner R portion 44 d.
  • the upper tapered portion 14 j and the lower tapered portion 14 k may be an R surface having a curvature radius larger than that of the corner R portion 44 d.
  • the method of manufacturing the motor 1 includes a holding step of holding the bearing holder 10 in the housing 40.
  • a holding process is a part of assembly process which assembles each component. Therefore, before the holding process, the process of manufacturing each part is performed. It will be appreciated that the step of lathing the groove 44 of the housing 40 is performed prior to the holding step.
  • the housing 40 is heated to expand the inner diameter of the cylindrical portion 45.
  • the bearing holder 10 is disposed inside the cylindrical portion 45.
  • the outer edge portion 14 is disposed between the pair of groove wall surfaces (upper groove wall surface 44 b and lower groove wall surface 44 c) of the groove portion 44 of the cylindrical portion 45 in the axial direction.
  • the housing 40 is cooled, and the cylindrical portion 45 is contracted to the original inner diameter to store the outer edge portion 14 in the groove portion 44.
  • the bearing holder 10 is held by the housing 40 through the above steps.
  • the inner circumferential surface 45 c of the cylindrical portion 45 is provided with the step surface 41 connected to the lower groove wall surface 44 c of the groove portion 44. Therefore, the inner diameter of the lower inner circumferential surface 45 e located below the groove 44 is smaller than the inner diameter of the upper inner circumferential surface 45 d located above the groove 44.
  • the inner diameter of the upper inner circumferential surface 45 d located above the groove 44 is set to be larger than the outer diameter of the bearing holder 10 in the process of heating the housing 40 and enlarging the inner diameter of the cylindrical portion 45. That is, the inner diameter of the upper inner peripheral surface 45 d heated and enlarged in the holding step is larger than the outer diameter of the outer edge portion 14. Thereby, the bearing holder 10 can be arrange
  • the inner diameter of the lower inner circumferential surface 45e located below the groove portion 44 is set to be smaller than the outer diameter of the bearing holder even when the cylindrical portion 45 is expanded. For this reason, in the procedure of arranging the bearing holder 10 inside the housing 40, the lower end surface 15a of the extension 15 of the bearing holder 10 is brought into contact with the step surface 41, whereby the outer edge portion 14 is the upper groove wall surface 44b and the lower groove. It can be easily arranged between the wall surfaces 44c. That is, according to the present embodiment, the bearing holder 10 can be easily positioned relative to the housing 40 in the assembling process by making the inner diameter of the lower inner peripheral surface 45 e smaller than the inner diameter of the upper inner peripheral surface 45 d.
  • the area of the lower end surface 15a of the outer edge portion 14 can be secured wide and brought into contact. Therefore, when the downward stress is applied to the bearing holder 10, the effect of suppressing the outer edge portion 14 from being separated from the groove portion 44 can be enhanced.
  • the bearing holder 10 is held by the housing 40 through the above-described holding process.
  • the outer edge portion 14 may be accommodated in the groove portion 44 by press-fitting the bearing holder 10 to the upper inner peripheral surface 45 d of the housing 40.
  • the outer edge portion 14 of the bearing holder 10 and the upper inner peripheral surface 45 d may be rubbed to cause contamination.
  • the outer edge portion 14 is accommodated in the groove portion 44 by the above-described holding process of heating the housing 40 to expand the inner diameter, a holding structure in which the occurrence of contamination is suppressed can be realized.
  • the inner peripheral surface 45 c of the housing 40 is not rubbed by the bearing holder 10. Therefore, the inner peripheral surface 45 c of the cylindrical portion 45 has the same surface roughness between the upper side of the bearing holder 10 and the lower side of the bearing holder 10.
  • the bearing holder 10 and the housing 40 are both made of a metal material. Moreover, it is preferable that ratio of the linear expansion coefficient of the housing 40 with respect to the bearing holder 10 is 0.9 or more and 1.1 or less.
  • the parts of the motor 1 may thermally expand or shrink due to temperature changes caused by the surrounding environment or the drive of the motor 1. According to the present embodiment, by setting the ratio of the linear expansion coefficient of the housing 40 to the bearing holder 10 in the above-mentioned range, the difference in the dimensional change of the bearing holder 10 and the housing 40 with respect to the temperature change is reduced to make the outer edge portion 14 It can suppress releasing from the groove part 44.
  • the bearing holder 10 and the housing 40 are made of the same material.
  • the linear expansion coefficients of the bearing holder 10 and the housing 40 can be made the same.
  • the outer edge portion 14 is accommodated in the groove 44 sufficiently deep in the radial direction, the outer edge portion 14 is deformed even when the bearing holder 10 and the housing 40 expand or contract under high temperature or low temperature. It is difficult to separate from the groove 44. Therefore, in this case, the linear expansion coefficient of the bearing holder 10 can be made smaller than the linear expansion coefficient of the housing 40.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a motor 101 of Modification 1.
  • the motor 101 of this modification differs in the holding structure of the bearing holder 110 and the housing 140 compared with the above-mentioned embodiment.
  • symbol is attached
  • the housing 140 has a cylindrical portion 145 provided with an inner circumferential surface 145 c facing inward in the radial direction.
  • a groove 144 extending along the circumferential direction is provided on the inner circumferential surface 145 c of the cylindrical portion 145.
  • the inner circumferential surface 145 c is provided with a lower inner circumferential surface 145 e located below the groove portion 144 and an upper inner circumferential surface 145 d located above the groove portion 144.
  • the inner diameters of the lower inner circumferential surface 145 e and the upper inner circumferential surface 145 d are equal.
  • the inner circumferential surface 145 c of the cylindrical portion 145 is processed by a cutting process.
  • the inner peripheral surface 145c is formed by processing the groove portion 144 after the entire axial direction is processed into the inner diameter of the lower inner peripheral surface 145e (the inner diameter of the upper inner peripheral surface 145d) in the cutting process. Therefore, the number of processes can be reduced as compared with the case where the inner diameter of the lower inner peripheral surface 145 e and the inner diameter of the upper inner peripheral surface 145 d are different.
  • the bearing holder 110 has a flat portion 116 extending along a plane orthogonal to the central axis J, and an extending portion 115 located radially outward of the flat portion 116.
  • the bearing holder 110 also has an upper bearing holding portion (holding portion) 18 and a bending portion 17 as in the above-described embodiment, although not shown in FIG.
  • the upper bearing holding portion (holding portion) 18 and the bending portion 17 are located radially inward of the flat portion 116.
  • the extension portion 115 extends downward from the outer edge of the flat portion 116 in the axial direction.
  • the extension portion 115 extends in a tubular shape along the circumferential direction.
  • the extension portion 115 radially faces the inner circumferential surface 145 c of the cylindrical portion 145.
  • the extension portion 115 has a convex portion 119.
  • the convex portion 119 protrudes radially outward from the surface of the extension portion 115 facing the radially outer side.
  • the protrusion 119 is located in the lower region of the extension 115.
  • the convex portion 119 is disposed to be offset axially downward with respect to the flat portion 116. That is, the upper end of the convex portion 119 is located below the lower surface 116 a of the flat portion 116.
  • the protrusions 119 extend along the circumferential direction with uniform dimensions in the axial direction.
  • the upper region 115 a of the extending portion 115 is opposed to the upper inner peripheral surface 145 d of the cylindrical portion 145 in the radial direction with a gap.
  • An outer edge portion 114 is provided at the outer edge of the convex portion 119. That is, the outer edge portion 114 extends radially outward from the extension portion 115. Further, the outer edge portion 114 is arranged to be axially offset with respect to the flat portion 116.
  • the outer edge portion 114 constitutes the outer shape of the bearing holder 110.
  • the outer edge portion 114 is accommodated in a groove portion 144 provided in the inner circumferential surface 145 c of the cylindrical portion 145. That is, the bearing holder 110 has an outer edge 114 accommodated in the groove 144.
  • the outer edge portion 114 has an outer circumferential surface 114 a facing radially outward.
  • the outer diameter of the outer circumferential surface 114a is larger than the inner diameter of the inner circumferential surface 145c.
  • the inner diameter of the inner circumferential surface 145c means the inner diameter of the upper inner circumferential surface 145d and the inner diameter of the lower inner circumferential surface 145e.
  • the outer diameter of the outer circumferential surface 114 a is smaller than the inner diameter of the bottom surface 144 a of the groove portion 144.
  • the outer edge 114 is located inside the groove 144.
  • the outer peripheral surface 114 a faces the bottom surface 144 a of the groove portion 144 in the radial direction with a gap therebetween.
  • the outer edge portion 114 of the bearing holder 110 is accommodated in the groove portion 144 as in the above-described embodiment. For this reason, when an axial stress is applied to the bearing holder 110, the outer edge portion 114 contacts the upper groove wall surface 144b and the lower groove wall surface 144c of the groove portion 144, and movement is blocked. Thereby, the bearing holder 110 can be held by the housing 140.
  • a gap is provided between the outer peripheral surface 114 a of the outer edge portion 114 and the bottom surface 144 a of the groove portion 144. For this reason, no stress directed radially outward from the bearing holder 110 is applied to the cylindrical portion 145, and deformation of the cylindrical portion 145 can be suppressed.
  • the outer edge portion 114 is accommodated in the groove portion 144, even when the outer peripheral surface 114a of the outer edge portion 114 and the bottom surface 144a of the groove portion 144 are brought into contact and fixed by shrink fitting, clamping is performed while securing the holding force. The cost can be reduced. Further, in the present modification, the outer edge portion 114 is disposed to be axially shifted with respect to the flat portion 116, and the flat portion 116 and the cylindrical portion 145 are opposed in the radial direction via a gap.

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Abstract

上下方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有し中心軸周りに回転するロータと、ロータと径方向に隙間を介して対向するステータと、ステータを径方向外側から囲む筒状部を有するハウジングと、シャフトを回転可能に支持するベアリングと、筒状部に保持されベアリングを支持するベアリングホルダと、を備え、ハウジングの内周面には、周方向に沿って延びる溝部が設けられ、ベアリングホルダは、溝部に収納される外縁部を有する、モータ。

Description

モータおよびモータの製造方法
本発明は、モータおよびモータの製造方法に関する。
従来、ベアリングを保持するフランジとハウジングを焼嵌めによって固定するモータが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１４－１７９５５号公報
焼嵌めによってフランジとハウジングとを固定する場合、接着剤やネジなどの固定部材を設ける必要がないため、製造コストの削減および軽量化が期待できる一方で、焼嵌め後のハウジングが変形する虞がある。このため、ハウジングの寸法を基準として、モータを外部機器に組み付ける場合、組み付け精度を担保出来ないという問題があった。　
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、ハウジングの変形を抑制しつつ、ベアリングホルダをハウジングに保持させることができるモータの提供を目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、上下方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有し前記中心軸周りに回転するロータと、前記ロータと径方向に隙間を介して対向するステータと、前記ステータを径方向外側から囲む筒状部を有するハウジングと、前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、前記筒状部に保持され前記ベアリングを支持するベアリングホルダと、を備え、前記ハウジングの内周面には、周方向に沿って延びる溝部が設けられ、前記ベアリングホルダは、前記溝部に収納される外縁部を有する。
本発明の一つの態様によれば、ハウジングの変形を抑制しつつ、ベアリングホルダをハウジングに保持させることができるモータが提供される。
図１は、一実施形態のモータの断面図である。 図２は、図１の領域IIの拡大図である。 図３は、変形例１のモータの部分断面図である。
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を異ならせる場合がある。　
各図には、適宜Ｚ軸を示す。各図の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。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側，一方側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側，他方側）を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる方向であって、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」又は「上下方向」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、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。　
［モータ］　図１は、本実施形態のモータ１の断面図である。　モータ１は、シャフト２１を有するロータ２０と、ステータ３０と、バスバーユニット６０と、ハウジング４０と、上側ベアリング（ベアリング）６Ａと、下側ベアリング６Ｂと、ベアリングホルダ１０と、を備える。　モータ１は、バスバーユニット６０から上側に延びる外部接続端子６１ａにより外部機器（制御部）９に接続される。モータ１は、外部機器９により、ロータ２０の回転を制御される。　
［ロータ］　ロータ２０は、中心軸Ｊ周りに回転する。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２４と、ロータマグネット２３と、を有する。　シャフト２１は、上下方向（軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心として、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト２１は、上側ベアリング６Ａと下側ベアリング６Ｂとによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。　
ロータコア２４は、シャフト２１に固定される。ロータコア２４は、シャフト２１を周方向に囲んでいる。ロータマグネット２３は、ロータコア２４に固定される。より詳細には、ロータマグネット２３は、ロータコア２４の周方向に沿った外側面に固定される。ロータコア２４およびロータマグネット２３は、シャフト２１とともに回転する。　
［ステータ］　ステータ３０は、ロータ２０と径方向に隙間を介して対向してロータ２０の径方向外側を囲む。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイル３３と、を有する。インシュレータ３２は、絶縁性を有する材料から構成される。インシュレータ３２は、ステータコア３１の少なくとも一部を覆う。モータ１の駆動時において、コイル３３は、ステータコア３１を励磁する。コイル３３は、コイル線（図示略）が巻き回されて構成される。コイル線は、インシュレータ３２を介してステータコア３１のティース部に巻き回される。コイル線の端部は、上側に引き出される。　
［バスバーユニット］　バスバーユニット６０は、軸方向においてステータ３０とベアリングホルダ１０との間に位置する。すなわち、バスバーユニット６０は、ステータ３０の上側かつベアリングホルダ１０の下側に位置する。バスバーユニット６０は、複数のバスバー６１と、バスバー６１を保持するバスバーホルダ６２と、を有する。バスバー６１には、ステータ３０から引き出されたコイル線が接続される。バスバー６１の一部は、外部接続端子６１ａとしてベアリングホルダ１０を貫通して上側に延びる。外部接続端子６１ａは、ステータ３０のコイル３３への通電を制御する外部機器９に接続される。なお、バスバーユニット６０はベアリングホルダ１０の上側に位置していてもよい。　
［上側ベアリングおよび下側ベアリング］　上側ベアリング６Ａは、シャフト２１の上端部２１ａを回転可能に支持する。上側ベアリング６Ａは、ステータ３０の上側に位置する。上側ベアリング６Ａは、ベアリングホルダ１０に支持される。　下側ベアリング６Ｂは、シャフト２１の下端部２１ｂを回転可能に支持する。下側ベアリング６Ｂは、ステータ３０の下側に位置する。下側ベアリング６Ｂは、ハウジング４０の下側ベアリング保持部４８に支持される。　
本実施形態において、上側ベアリング６Ａおよび下側ベアリング６Ｂは、ボールベアリングである。しかしながら、上側ベアリング６Ａおよび下側ベアリング６Ｂの種類は、特に限定されず、他の種類のベアリングであってもよい。　
［ハウジング］　ハウジング４０は、上側（＋Ｚ側）に開口する筒状である。ハウジング４０は、ロータ２０およびステータ３０を収容する。ハウジング４０は、筒状部４５と、底部４９と、下側ベアリング保持部４８と、を有する。なお、ハウジング４０は底部４９を有していない筒状部材であってもよい。この場合、ハウジング４０の下側の開口には、ベアリングを保持するベアリングホルダが別途取り付けられる。　
筒状部４５は、ステータ３０を径方向外側から囲む。本実施形態において筒状部４５は、円筒状である。筒状部４５の内周面４５ｃには、周方向に沿って延びる溝部４４が設けられる。　
図２は、図１の領域IIの拡大図である。　溝部４４は、径方向内側を向く底面４４ａと、底面４４ａの上端から径方向内側に延びる上側溝壁面（上側の溝壁面）４４ｂと、底面４４ａの下端から径方向内側に延びる下側溝壁面（下側の溝壁面）４４ｃと、を有する。上側溝壁面４４ｂは、軸方向下側を向く。また、下側溝壁面４４ｃは、軸方向上側を向く。底面４４ａ、上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃは、一様な幅で周方向に沿って延びる。　
内周面４５ｃには、上側を向く段差面４１が設けられている。段差面４１は、周方向に沿って一様な幅で延びる。段差面４１は、溝部４４の下側に位置する。また、段差面４１は、溝部４４の下側溝壁面４４ｃと同一平面に位置し、下側溝壁面４４ｃと連なる。すなわち、段差面４１は、溝部４４の下側溝壁面４４ｃを径方向内側に延長する面である。　
内周面４５ｃには、溝部４４より下側に位置する下側内周面４５ｅと、溝部４４より上側に位置する上側内周面４５ｄと、が設けられる。上述したように、溝部４４の下側溝壁面４４ｃには、径方向内側に延びる段差面４１が設けられるため、上側内周面４５ｄは、下側内周面４５ｅより内径が大きい。　
図１に示す様に、下側内周面４５ｅには、ステータ３０が固定される。　また、上側内周面４５ｄの径方向内側には、外部機器９を収容する収容空間Ａが設けられている。すなわち、すなわち、筒状部４５の径方向内側であって、ベアリングホルダ１０の上側には、収容空間Ａが設けられている。外部機器９は、収容空間Ａにおいてモータ１の外部接続端子６１ａに接続される。本実施形態によれば、筒状部４５において外部機器９の一部を囲い、外部機器９と外部接続端子６１ａとの接続を保護する。　
筒状部４５は、収容空間Ａを径方向外側から囲むため、筒状部４５の変形量が大きくなると収容空間Ａを歪める虞がある。これにより、外部機器９の収容状態が不安定となり、外部機器９とモータ１との接続状態に影響を与える虞がある。後段に説明するように、本実施形態のモータ１によれば、筒状部４５の変形量が軽減されることで、外部機器９とモータ１との接続状態を安定させることができる。　
本実施形態において、筒状部４５の内周面４５ｃであって収容空間Ａを囲む収容領域４５ｃ１は、外部機器９に接触する。このように、内周面４５ｃの一部が外部機器９に接触する場合には、筒状部４５の変形が、外部機器９とモータ１との組み付け精度に直接的に影響を与える。このため、内周面４５ｃの一部が外部機器９と接触する場合、筒状部４５の変形量を軽減することにより、外部機器９とモータ１との接続状態を安定させるのみならず、モータ１に対する外部機器９の位置決め精度を高めることができる。　
筒状部４５の内周面４５ｃは、旋盤加工などの切削工程によって加工される。内周面４５ｃは、切削工程によって軸方向全域を下側内周面４５ｅの内径に加工した後に、溝部４４を加工し、さらに溝部４４より上側の上側内周面４５ｄを加工することで成形される。このため、溝部４４の角部には、コーナＲ部４４ｄが成形される。すなわち、モータ１の製造方法は、旋盤加工によってハウジング４０の内周面４５ｃに溝部４４を成形する切削工程を含む。なお、ハウジング４０は、例えばダイカストなどによって筒形状を成形した後に、上述の内周面４５ｃの加工を行うことで製造される。　
底部４９は、筒状部４５の下端に位置する。底部４９は、ステータ３０の下側に位置する。下側ベアリング保持部４８は、底部４９の平面視中央に位置する。下側ベアリング保持部４８は、下側ベアリング６Ｂを保持する。下側ベアリング保持部４８は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる筒部４８ａと、筒部４８ａの下端から径方向内側に延びる下端突出部４８ｂと、を有する。下端突出部４８ｂの平面視中央には、軸方向に貫通する孔部４８ｃが設けられる。　
［ベアリングホルダ］　ベアリングホルダ１０は、ステータ３０の上側（＋Ｚ側）に位置する。ベアリングホルダ１０は、上側ベアリング６Ａを保持する。また、ベアリングホルダ１０は、ハウジング４０の筒状部４５に保持される。ベアリングホルダ１０の平面視（ＸＹ面視）形状は、例えば、中心軸Ｊと同心の円形状である。　
ベアリングホルダ１０は、上側ベアリング保持部（保持部）１８と、湾曲部１７と、平坦部１６と、延出部１５と、を有する。上側ベアリング保持部（保持部）１８、湾曲部１７、平坦部１６および延出部１５は、径方向内側から外側に向かってこの順で配置される。　
上側ベアリング保
持部１８は、上側ベアリング６Ａを保持する。上側ベアリング保持部１８は、ベアリングホルダ１０の平面視中央に位置する。上側ベアリング保持部１８は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる筒部１８ａと、筒部１８ａの上端から径方向内側に延びる上端突出部１８ｂと、を有する。上端突出部１８ｂは、上側ベアリング６Ａを上下方向に位置決めする。上端突出部１８ｂの平面視中央には、軸方向に貫通する孔部１８ｃが設けられる。孔部１８ｃには、シャフト２１の上端部が挿通される。　
上側ベアリング保持部１８の上端突出部１８ｂは、上側ベアリング６Ａの外輪と、ウェーブワッシャ（弾性部材）５を介して接触する。すなわち、モータ１は、ウェーブワッシャ５を備える。ウェーブワッシャ５は、圧縮された状態で、上端突出部１８ｂと上側ベアリング６Ａの外輪との間に挟み込まれる。ウェーブワッシャ５は、上端突出部１８ｂと上側ベアリング６Ａの外輪とに対し、互いに軸方向に離間させる方向に力を加える。ウェーブワッシャ５は、上側ベアリング６Ａに予圧を付与させる。また、ウェーブワッシャ５は、ベアリングホルダ１０を上側に押し付ける。　
湾曲部１７は、径方向において平坦部１６と上側ベアリング保持部１８との間に位置する。湾曲部１７は、上側ベアリング保持部１８の筒部１８ａの軸方向中程から径方向外側に向かうに従い上側に向かって傾斜して延びる。湾曲部１７の上側においてベアリングホルダ１０には凹溝１７ａが設けられる。すなわち、ベアリングホルダ１０には、径方向において上側ベアリング保持部１８の径方向外側に位置する凹溝１７ａが設けられている。凹溝１７ａは、軸方向（本実施形態では上側）に開口する。凹溝１７ａは、周方向に沿って延びる。　
本実施形態によれば、ベアリングホルダ１０に凹溝１７ａが設けられる。これにより、ベアリングホルダ１０に径方向または軸方向の応力が付与された場合であっても、凹溝１７ａに対して径方向内側に位置する上側ベアリング保持部１８の変形を抑制できる。これによって、上側ベアリング保持部１８における上側ベアリング６Ａの保持の信頼性を高めることができる。　なお、本実施形態の凹溝１７ａは、上側に開口するが、下側に開口する場合であっても、上側ベアリング保持部１８に加わる応力を軽減できる。　
平坦部１６は、上側ベアリング保持部１８および湾曲部１７の径方向外側に位置する。平坦部１６は、中心軸Ｊと直交する平面に沿って延びる。平坦部１６は、平面視において中心軸Ｊを中心とする円板形状を有する。　
延出部１５は、平坦部１６の外縁から軸方向に沿って延びる。本実施形態において延出部１５は、平坦部１６に対し下側に延びる。このため、上側に延びる場合と比較して、ベアリングホルダ１０の上側の収容空間Ａを広く確保できる。延出部１５は、周方向に沿って筒状に延びる。延出部１５は、筒状部４５の内周面４５ｃと径方向に対向する。延出部１５は、上側ベアリング保持部１８に対し一部が軸方向に重なる。　
図２に示す様に、平坦部１６および延出部１５の外縁には、外縁部１４が設けられる。外縁部１４は、ベアリングホルダ１０の外形を構成する。外縁部１４は、筒状部４５の内周面４５ｃに設けられた溝部４４に収容される。すなわち、ベアリングホルダ１０は、溝部４４に収容される外縁部１４を有する。　
外縁部１４は、径方向外側を向く外周面１４ａを有する。外周面１４ａの外径は、内周面４５ｃの内径より大きい。なお、ここで内周面４５ｃの内径とは、上側内周面４５ｄの内径および下側内周面４５ｅの内径を意味する。また、外周面１４ａの外径は、溝部４４の底面４４ａの内径より小さい。したがって、外縁部１４は、溝部４４の内部に位置し、溝部４４の底面４４ａと径方向に隙間を介して対向する。　
本実施形態によれば、ベアリングホルダ１０の外縁部１４が溝部４４に収容される。このため、ベアリングホルダ１０に対し軸方向の応力が付与された場合に、外縁部１４が溝部４４の上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃと接触して移動が阻止される。これにより、ベアリングホルダ１０をハウジング４０に保持させることができる。　
本実施形態によれば、外縁部１４の外周面１４ａと溝部４４の底面４４ａとの間に隙間が設けられている。従来から知られる構造のように、筒状部とベアリングホルダが径方向を向く面同士を接触させて焼嵌めによって固定する場合、筒状部にはベアリングホルダから径方向外側に向かう応力が付与される。これによって、筒状部が変形する虞がある。これに対し、本実施形態によれば、筒状部４５には、ベアリングホルダ１０から径方向外側に向かう応力が付与されず、筒状部４５の変形を抑制できる。　
なお、外縁部１４の外周面１４ａと溝部４４の底面４４ａは、接触していてもよい。外縁部１４は、溝部４４に収容されているため、外縁部１４の外周面１４ａと溝部４４の底面４４ａとを接触させて焼嵌めによって固定する場合であっても、保持力を確保しつつ締め代を小さくすることができる。これにより、従来の焼嵌めによる固定と比較して、筒状部４５の変形量を低減することができる。　
上述したように、外縁部１４の外周面１４ａは、溝部４４の底面４４ａとの間に隙間を介して対向していても、底面４４ａと接触していてもよい。外周面１４ａと底面４４ａとの間に隙間が設けられる場合には、ベアリングホルダ１０からハウジング４０が受ける応力を低減でき、ハウジング４０の変形を抑制できる。一方で、外周面１４ａと底面４４ａとが接触する場合、ハウジング４０に対しベアリングホルダ１０が上下方向に移動することを抑制できるのみならず、ベアリングホルダ１０のガタつきおよび傾きを抑制できる。　
底面４４ａの内径と外周面１４ａの外径との差は、溝部４４の深さ（すなわち、上側溝壁面４４ｂの径方向に沿う寸法）の２倍の長さより小さいことが好ましい。この場合、ベアリングホルダ１０が径方向一方側に偏った場合であっても、全周において上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃが外縁部１４の上下に位置する。このため、ベアリングホルダ１０に上側又は下側に向けた応力が付与される場合であっても、外縁部１４が溝部４４から離脱することを効果的に抑制できる。　
外縁部１４の軸方向に沿う寸法は、溝部４４の軸方向に沿う寸法（すなわち、上側溝壁面４４ｂと下側溝壁面４４ｃとの距離）より小さい。したがって、外縁部１４は、上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃのうち少なくとも一方と軸方向に隙間を介して対向する。上述したように、ベアリングホルダ１０は、ウェーブワッシャ５によって軸方向の上向きに応力が付与されている。したがって、外縁部１４は、上側溝壁面４４ｂと接触し、下側溝壁面４４ｃとの間に隙間が設けられる。　
本実施形態によれば、外縁部１４が上側溝壁面４４ｂに押し付けられることで、ベアリングホルダ１０をハウジング４０に対して軸方向に位置決めして、ベアリングホルダ１０がハウジング４０に対してガタつくことを抑制できる。　なお、本実施形態では、外縁部１４が、ウェーブワッシャ５によって上側溝壁面４４ｂに押し当てられる場合を例示した。しかしながら、外縁部１４は、下側溝壁面４４ｃに押し当てられていてもよい。また、ベアリングホルダ１０に対し軸方向一方側に応力を付与する弾性部材が設けられていれば、必ずしもウェーブワッシャ５を採用しなくてもよい。すなわち、モータ１は、上側ベアリング６Ａの外輪とベアリングホルダ１０との間に介在し外縁部を前記溝部の上側溝壁面４４ｂ又は下側溝壁面４４ｃに押し当てる弾性部材（本実施形態においてウェーブワッシャ５）を備えていればよい。　
外縁部１４の上端には、上側テーパ部１４ｊが設けられる。上側テーパ部１４ｊは、上側に向かうに従い径方向内側に傾く。また、外縁部１４の下端には、下側テーパ部１４ｋが設けられる。下側テーパ部１４ｋは、下側に向かうに従い径方向内側に傾く。上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋは、面取り加工により成形される。上述したように、溝部４４の角部には、コーナＲ部４４ｄが設けられる。上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋは、それぞれコーナＲ部４４ｄに対向する。　
本実施形態によれば、外縁部１４に上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋが設けられていることで、外縁部１４がコーナＲ部４４ｄに干渉することを抑制できる。結果として、外縁部１４と溝部４４の溝壁面（上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃ）との接触を安定させて、ベアリングホルダ１０の軸方向の位置決め精度を高めることができる。　なお、本実施形態では、上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋが、径方向内側から外側に向かうに従い直線的に傾斜して延びる場合について説明した。しかしながら、上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋは、コーナＲ部４４ｄとの干渉を抑制するテーパ形状であれば、湾曲していてもよい。例えば、上側テーパ部１４ｊおよび下側テーパ部１４ｋは、コーナＲ部４４ｄより曲率半径が大きなＲ面であってもよい。　
次に、モータ１の製造方法について説明する。　モータ１の製造方法は、ハウジング４０にベアリングホルダ１０を保持させる保持工程を含む。なお、保持工程は、各部品を組み立てる組み立て工程の一部である。したがって、保持工程の前には、各部品を製造する工程が行われる。当然のことながら、ハウジング４０の溝部４４を旋盤加工する工程は、保持工程の前に行われる。　
保持工程において、まず、ハウジング４０を加熱して筒状部４５の内径を拡大させる。次いで、筒状部４５の内部にベアリングホルダ１０を配置する。このとき、軸方向において、筒状部４５の溝部４４の一対の溝壁面（上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃ）の間に外縁部１４を配置する。次いで、ハウジング４０を冷却し、筒状部４５を元来の内径まで収縮させて外縁部１４を溝部４４に収納させる。以上の工程を経ることで、ハウジング４０にベアリングホルダ１０を保持させる。　
上述したように、筒状部４５の内周面４５ｃには、溝部４４の下側溝壁面４４ｃと連なる段差面４１が設けられる。このため、内周面４５ｃは、溝部４４の下側に位置する下側内周面４５ｅの内径が、溝部４４より上側に位置する上側内周面４５ｄの内径より小さい。　
溝部４４より上側に位置する上側内周面４５ｄの内径は、ハウジング４０を加熱して筒状部４５の内径を拡大される工程において、ベアリングホルダ１０の外径より大きくなるように設定される。すなわち、保持工程において加熱され拡大された上側内周面４５ｄの内径は、外縁部１４の外径より大きい。これにより、ベアリングホルダ１０を円滑に筒状部４５の内側に配置することができる。　
一方で、溝部４４の下側に位置する下側内周面４５ｅの内径は、筒状部４５が膨張した状態であっても、ベアリングホルダの外径より小さくなるように設定される。このため、ベアリングホルダ１０をハウジング４０の内部に配置する手順において、ベアリングホルダ１０の延出部１５の下端面１５ａを段差面４１に接触させることで、外縁部１４を上側溝壁面４４ｂおよび下側溝壁面４４ｃの間に容易に配置することができる。すなわち、本実施形態によれば、下側内周面４５ｅの内径を上側内周面４５ｄの内径より小さくすることで、組み付け工程においてベアリングホルダ１０をハウジング４０に対して容易に位置決めできる。　
本実施形態によれば、下側内周面４５ｅの内径が上側内周面４５ｄの内径より小さいため、外縁部１４の下端面１５ａの面積を広く確保して当接させることができる。したがって、ベアリングホルダ１０に下側に向かう応力が付与された場合において、外縁部１４が溝部４４から離脱することを抑制する効果を高めることができる。　
ベアリングホルダ１０は、上述の保持工程を経ることでハウジング４０に保持される。しかしながら、ハウジング４０の上
側内周面４５ｄに対してベアリングホルダ１０を圧入することで、外縁部１４を溝部４４に収容させてもよい。圧入によって外縁部１４を溝部４４に収容させる場合、ベアリングホルダ１０の外縁部１４と上側内周面４５ｄとが擦れて、コンタミが発生する虞がある。これに対して、ハウジング４０を加熱して内径を拡大させる上述の保持工程によって外縁部１４を溝部４４に収容させる場合には、コンタミの発生を抑制した保持構造が実現できる。　
ハウジング４０を加熱して内径を拡大させる上述の保持工程によって外縁部１４を溝部４４に収容させる保持工程を採用する場合、ハウジング４０の内周面４５ｃがベアリングホルダ１０により擦られることがない。このため、筒状部４５の内周面４５ｃは、ベアリングホルダ１０の上側とベアリングホルダ１０の下側とで表面粗さが同一である。　
ベアリングホルダ１０およびハウジング４０は、ともに金属材料からなる。また、ベアリングホルダ１０に対するハウジング４０の線膨張係数の比が、０．９以上１．１以下であることが好ましい。モータ１は、周囲環境又はモータ１の駆動による温度変化によって各部が熱膨張又は熱収縮する場合がある。本実施形態によれば、ベアリングホルダ１０に対するハウジング４０の線膨張係数の比を上述の範囲とすることで、温度変化に対するベアリングホルダ１０とハウジング４０の寸法変化の差を小さくして外縁部１４が溝部４４から離脱することを抑制できる。なお、ベアリングホルダ１０およびハウジング４０を同一の材料から構成することが最も好ましい。この場合、ベアリングホルダ１０およびハウジング４０の線膨張係数を同一とすることができる。　なお、径方向において外縁部１４が溝部４４に十分に深く収容されている場合は、高温下または低温下などにおいてベアリングホルダ１０およびハウジング４０が膨張または収縮した場合であっても、外縁部１４が溝部４４から離脱し難い。したがって、この場合は、ベアリングホルダ１０の線膨張係数をハウジング４０の線膨張係数より小さくすることができる。　
＜変形例１＞　図３は、変形例１のモータ１０１の部分断面図である。本変形例のモータ１０１は、上述の実施形態と比較して、ベアリングホルダ１１０およびハウジング１４０の保持構造が異なる。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。　
ハウジング１４０は、径方向内側を向く内周面１４５ｃが設けられた筒状部１４５を有する。筒状部１４５の内周面１４５ｃには、周方向に沿って延びる溝部１４４が設けられる。　
内周面１４５ｃには、溝部１４４より下側に位置する下側内周面１４５ｅと、溝部１４４より上側に位置する上側内周面１４５ｄと、が設けられる。下側内周面１４５ｅと上側内周面１４５ｄとの内径は等しい。筒状部１４５の内周面１４５ｃは、切削工程によって加工される。内周面１４５ｃは、切削工程によって軸方向全域を下側内周面１４５ｅの内径（上側内周面１４５ｄの内径）に加工した後に、溝部１４４を加工することで成形される。このため、下側内周面１４５ｅの内径と上側内周面１４５ｄの内径とが異なる場合と比較して工程数を減らすことができる。　
ベアリングホルダ１１０は、中心軸Ｊと直交する平面に沿って延びる平坦部１１６と、平坦部１１６の径方向外側に位置する延出部１１５と、を有する。また、ベアリングホルダ１１０は、図３において図示を省略するが、上述の実施形態と同様に、上側ベアリング保持部（保持部）１８および湾曲部１７を有する。上側ベアリング保持部（保持部）１８および湾曲部１７は、平坦部１１６の径方向内側に位置する。　
延出部１１５は、平坦部１１６の外縁から軸方向に沿って下側に延びる。延出部１１５は、周方向に沿って筒状に延びる。延出部１１５は、筒状部１４５の内周面１４５ｃと径方向に対向する。　
延出部１１５は、凸部１１９を有する。凸部１１９は、延出部１１５の径方向外側を向く面から径方向外側に突出する。凸部１１９は、延出部１１５の下部領域に位置する。凸部１１９は、平坦部１１６に対し軸方向下側にずれて配置される。すなわち、凸部１１９の上端は平坦部１１６の下面１１６ａより下側に位置する。凸部１１９は、軸方向に一様な寸法で周方向に沿って延びる。なお、延出部１１５の上部領域１１５ａは、筒状部１４５の上側内周面１４５ｄと径方向に隙間を介して対向する。　
凸部１１９の外縁には、外縁部１１４が設けられる。すなわち、外縁部１１４は、延出部１１５から径方向外側に延びる。また、外縁部１１４は、平坦部１１６に対して軸方向にずれて配置される。外縁部１１４は、ベアリングホルダ１１０の外形を構成する。外縁部１１４は、筒状部１４５の内周面１４５ｃに設けられた溝部１４４に収容される。すなわち、ベアリングホルダ１１０は、溝部１４４に収容される外縁部１１４を有する。　
外縁部１１４は、径方向外側を向く外周面１１４ａを有する。外周面１１４ａの外径は、内周面１４５ｃの内径より大きい。なお、ここで内周面１４５ｃの内径とは、上側内周面１４５ｄの内径および下側内周面１４５ｅの内径を意味する。また、外周面１１４ａの外径は、溝部１４４の底面１４４ａの内径より小さい。したがって、外縁部１１４は、溝部１４４の内部に位置する。また、外周面１１４ａは、溝部１４４の底面１４４ａと径方向に隙間を介して対向する。　
本変形例によれば、上述の実施形態と同様に、ベアリングホルダ１１０の外縁部１１４が溝部１４４に収容される。このため、ベアリングホルダ１１０に対し軸方向の応力が付与された場合に、外縁部１１４が溝部１４４の上側溝壁面１４４ｂおよび下側溝壁面１４４ｃと接触して移動が阻止される。これにより、ベアリングホルダ１１０をハウジング１４０に保持させることができる。　
本変形例によれば、外縁部１１４の外周面１１４ａと溝部１４４の底面１４４ａとの間に隙間が設けられている。このため、筒状部１４５には、ベアリングホルダ１１０から径方向外側に向かう応力が付与されず、筒状部１４５の変形を抑制できる。　
外縁部１１４は、溝部１４４に収容されているため、外縁部１１４の外周面１１４ａと溝部１４４の底面１４４ａとを接触させて焼嵌めによって固定する場合であっても、保持力を確保しつつ締め代を小さくすることができる。　また、本変形例において、外縁部１１４は、平坦部１１６に対し軸方向にずれて配置され、平坦部１１６と筒状部１４５とは、径方向に隙間を介して対向する。このため、外縁部１１４の外周面１１４ａと溝部１４４の底面１４４ａとを接触させて焼嵌めによって固定する場合であっても、筒状部１４５からベアリングホルダ１１０に加わる径方向内向きの応力は、平坦部１１６に直接的に付与されることがない。径方向内向きの応力は、平坦部１１６を軸方向に撓ませる方向に付与され、ベアリングホルダ１１０の変形が容易となる。結果として、ベアリングホルダ１１０からハウジング１４０に付与される反力を軽減することができ、ハウジング１４０の変形量を抑制できる。　
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
１，１０１…モータ、５…ウェーブワッシャ（弾性部材）、６Ａ…上側ベアリング（ベアリング）、９…外部機器（制御部）、１０，１１０…ベアリングホルダ、１４，１１４…外縁部、１４ａ，１１４ａ…外周面、１５，１１５…延出部、１６，１１６…平坦部、１７ａ…凹溝、１８…上側ベアリング保持部（保持部）、２０…ロータ、２１…シャフト、３０…ステータ、４０，１４０…ハウジング、４４，１４４…溝部、４４ａ，１４４ａ…底面、４４ｂ…上側溝壁面（上側の溝壁面）、４４ｃ…下側溝壁面（下側の溝壁面）、４５，１４５…筒状部、４５ｃ，１４５ｃ…内周面、４５ｄ，１４５ｄ…上側内周面、４５ｅ，１４５ｅ…下側内周面、Ｊ…中心軸

Claims (14)

  1. 上下方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有し前記中心軸周りに回転するロータと、

    　前記ロータと径方向に隙間を介して対向するステータと、

    　前記ステータを径方向外側から囲む筒状部を有するハウジングと、

    　前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、

    　前記筒状部に保持され前記ベアリングを支持するベアリングホルダと、を備え、

    　前記ハウジングの内周面には、周方向に沿って延びる溝部が設けられ、

    　前記ベアリングホルダは、前記溝部に収納される外縁部を有する、

    モータ。
  2. 前記外縁部は、前記溝部の上側および下側の溝壁面のうち少なくとも一方と軸方向に隙間を介して対向する、

    請求項１に記載のモータ。
  3. 前記外縁部の外周面は、前記溝部の径方向内側を向く底面と径方向に隙間を介して対向する、

    請求項１又は２に記載のモータ。
  4. 前記ベアリングの外輪と前記ベアリングホルダとの間に介在し前記外縁部を前記溝部の上側又は下側の溝壁面に押し当てる弾性部材を備える、

    請求項１～３の何れか一項に記載のモータ。
  5. 前記筒状部の内周面には、前記溝部より下側に位置する下側内周面と、前記溝部より上側に位置する上側内周面と、が設けられ、

    　前記下側内周面と前記上側内周面との内径が等しい、

    請求項１～４の何れか一項に記載のモータ。
  6. 前記筒状部の内周面には、前記溝部より下側に位置する下側内周面と、前記溝部より上側に位置する上側内周面と、が設けられ、

    　前記上側内周面が前記下側内周面より内径が大きい、

    請求項１～４の何れか一項に記載のモータ。
  7. 前記ベアリングホルダは、

    　　前記中心軸と直交する平面に沿って延びる平坦部と、

    　　前記平坦部から軸方向に沿って延びる延出部と、を有し、

    　前記外縁部は、前記延出部から径方向外側に延び、前記平坦部に対し軸方向にずれて配置される、

    請求項１～６の何れか一項に記載のモータ。
  8. 前記ベアリングホルダは、前記ベアリングを保持する保持部を有し、

    　前記ベアリングホルダには、前記保持部の径方向外側に位置し周方向に沿って延び軸方向に開口する凹溝が設けられている、

    請求項１～７の何れか一項に記載のモータ。
  9. 前記筒状部の径方向内側であって、前記ベアリングホルダの上側には、前記ステータへの通電を制御する制御部を収納する収納空間が設けられる、

    請求項１～８の何れか一項に記載のモータ。
  10. 前記ベアリングホルダに対する前記ハウジングの線膨張係数の比が、０．９以上１．１以下である、

    請求項１～９の何れか一項に記載のモータ。
  11. 前記筒状部の内周面は、前記ベアリングホルダの上側と前記ベアリングホルダの下側とで表面粗さが同一である、

    請求項１～１０の何れか一項に記載のモータ。
  12. 請求項１～１１の何れか一項に記載のモータの製造方法であって、

    　前記ハウジングを加熱して前記筒状部の内径を拡大させ、

    　前記筒状部の内部に前記ベアリングホルダを配置し、

    　軸方向において、前記溝部の一対の溝壁面の間に前記外縁部を配置し、

    　前記ハウジングを冷却し、前記外縁部を前記溝部に収納させて前記ハウジングに前記ベアリングホルダを保持させる保持工程を含む、

    モータの製造方法。
  13. 前記筒状部の内周面には、前記溝部より上側に位置する上側内周面が設けられ、

    　前記保持工程において加熱され拡大された前記上側内周面の内径は、前記外縁部の外径より大きい、

    請求項１２に記載のモータの製造方法。
  14. 前記保持工程の前に、旋盤加工によって前記ハウジングの内周面に前記溝部を成形する切削工程を含む、

    請求項１２又は１３に記載のモータの製造方法。
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