(57)【要約】      （修正有）【課題】組み立て工程を煩雑化させることなくベアリングの外輪を固定できるモータを提供する。【解決手段】モータ１の一つの態様は、中心軸Ｊを中心として回転するロータ３０と、ロータ３０を径方向外側から囲むステータ２０と、ロータ３０を回転可能に支持するベアリング３５と、ステータ２０を径方向外側から囲む外筒部１３および外筒部１３の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる外底部１２を有するハウジング１０と、外筒部１３の内側に配置され軸方向他方側の端面でステータ２０に接触する内筒部４３および内筒部４３の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる内底部４２を有するベアリングホルダ４０と、を備える。ベアリング３５の内輪３５ａは、ロータ３０に連結される。ベアリング３５の外輪３５ｂは、軸方向において内底部４２と外底部１２との間に挟み込まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を中心として回転するロータと、
前記ロータを径方向外側から囲むステータと、
前記ロータを回転可能に支持するベアリングと、
前記ステータを径方向外側から囲む外筒部および前記外筒部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる外底部を有するハウジングと、
前記外筒部の内側に配置され軸方向他方側の端面で前記ステータに接触する内筒部および前記内筒部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる内底部を有するベアリングホルダと、を備え、
前記ベアリングの内輪は、前記ロータに連結され、
前記ベアリングの外輪は、軸方向において前記内底部と前記外底部との間に挟み込まれる、
モータ。
【請求項２】
前記外底部は、
前記外輪を径方向外側から囲む保持筒部と、
前記保持筒部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延び前記外輪の軸方向一方側の端面に接触する保持板部と、を有する、
請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記内底部は、
前記外輪を径方向外側から囲む保持筒部と、
前記保持筒部の軸方向他方側の端部から径方向内側に延び前記外輪の軸方向他方側の端面に接触する保持板部と、を有する、
請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記内筒部は、前記外筒部の内周面に嵌合される、
請求項１〜３の何れか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記外底部は、前記外筒部の軸方向一方側の端部に繋がり径方向内側に向かうに従い軸方向一方側に傾斜する外側傾斜板部を有し、
前記内底部は、前記内筒部の軸方向一方側の端部に繋がり径方向内側に向かうに従い軸方向一方側に傾斜する内側傾斜板部を有する、
請求項１〜４の何れか一項に記載のモータ。
【請求項６】
中心軸と直交する平面に対する前記外側傾斜板部の傾斜角は、中心軸と直交する平面に対する前記内側傾斜板部の傾斜角より小さい、
請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
軸方向において、前記外底部と前記内底部との間には、隙間が設けられる、
請求項１〜６の何れか一項に記載のモータ。
【請求項８】
前記ステータは、
環状のコアバック部およびコアバック部から径方向内側に延びる複数のティース部を有するステータコアと、
前記ティース部に装着されるコイルと、を有し、
前記内筒部の軸方向他方側を向く端面は、前記コアバック部の軸方向一方側を向く端面に接触する、
請求項１〜７の何れか一項に記載のモータ。
【請求項９】
前記ハウジングおよび前記ベアリングホルダは、プレス成型品である、
請求項１〜８の何れか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトから軸方向両側に反力を受けるモータでは、シャフトを保持するベアリングの外輪のガタつきを抑制するために、外輪を軸方向の両側から挟み込んで固定する構造が採用される場合がある。特許文献１には、ハウジングと、ハウジングにかしめられたプレートによって外輪を挟み込んで固定する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かしめによってベアリングの外輪を固定する場合、ベアリンを支持する部品にかしめ加工を行う必要があり、組み立て工程が煩雑化するという問題がある。また、ねじによってベアリングを固定する場合には、ベアリングを支持する部品に予めねじ加工を施すことで部品コストが高まるのみならず、組み立て工程におけるねじの締結工程が必要となり組み立て工程が煩雑化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて、組み立て工程を煩雑化させることなくベアリングの外輪を固定できるモータの提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転するロータと、前記ロータを径方向外側から囲むステータと、前記ロータを回転可能に支持するベアリングと、前記ステータを径方向外側から囲む外筒部および前記外筒部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる外底部を有するハウジングと、前記外筒部の内側に配置され軸方向他方側の端面で前記ステータに接触する内筒部および前記内筒部の軸方向一方側の端部から径方向内側に延びる内底部を有するベアリングホルダと、を備える。前記ベアリングの内輪は、前記ロータに連結される。前記ベアリングの外輪は、軸方向において前記内底部と前記外底部との間に挟み込まれる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、組み立て工程を煩雑化させることなくベアリングの外輪を固定できるモータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態のモータの断面図である。
【図２】図２は、変形例のモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
本明細書では、中心軸Ｊ（図１参照）に平行な方向を単に「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。
【００１０】
また、本明細書では、中心軸Ｊに沿った軸方向一方側であり図１の上側を単に「上側」と呼び、軸方向他方側であり図１の下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、本明細書における上下方向は、単に説明のために用いられる方向であって、モータの使用時および流通時の姿勢を限定するものではない。
【００１１】
図１は、一実施形態のモータ１の断面図である。
モータ１は、上下方向に沿って延びる中心軸Ｊを中心として回転するロータ３０と、ロータ３０を囲むステータ２０と、ステータ２０を保持するハウジング１０と、ロータ３０を回転可能に支持するベアリング３５と、ベアリングホルダ４０と、を有する。
【００１２】
ロータ３０は、ロータホルダ３１と、複数の永久磁石３２と、ロータカバー３３と、を有する。
【００１３】
ロータホルダ３１は、上下方向に延びるホルダ筒部３１ａと、ホルダ筒部３１ａの上側端部から径方向内側に延びる端板３１ｂと、端板３１ｂの中央部から上側に突出する円柱状のボス部３１ｃと、を有する。また、ボス部３１ｃには、上下方向に貫通する接続孔３１ｓが設けられる。
【００１４】
複数の永久磁石３２は、ホルダ筒部３１ａの外周面に設けられる。複数の永久磁石３２は、周方向に沿って並ぶ。周方向において互いに隣り合う永久磁石３２同士は、径方向を向く磁極が互いに反転されている。複数の永久磁石３２は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。
【００１５】
ロータカバー３３は、円筒状である。ロータカバー３３は、ロータホルダ３１のホルダ筒部３１ａおよび複数の永久磁石３２を径方向外側から覆う。
【００１６】
ステータ２０は、ステータコア２１と、インシュレータ２２と、コイル２３と、を有する。
【００１７】
ステータコア２１は、中心軸Ｊを中心とする環状のコアバック部２１ａと、コアバック部２１ａから径方向内側に延びる複数のティース部２１ｂと、を有する。ティース部２１ｂは、中心軸Ｊ周りの周方向に等間隔をあけて複数設けられる。コイル２３は、絶縁性のインシュレータ２２を介してティース部２１ｂに装着される。
【００１８】
ベアリング３５は、ロータ３０をロータ３０の中心軸Ｊ回りに回転自在に支持する。ベアリング３５は、ロータホルダ３１のボス部３１ｃの径方向外側に設けられる。ベアリング３５は、円環状の外輪３５ｂと、外輪３５ｂの径方向内側に設けられた円環状の内輪３５ａと、外輪３５ｂと内輪３５ａとの間に設けられた複数の転動体３５ｃと、を有する。
【００１９】
ベアリング３５の内輪３５ａには、ロータ３０のボス部３１ｃが挿入される。また、ボス部３１ｃの接続孔３１ｓには、駆動対象部材としてのシャフト３９の上端部が挿入される。シャフト３９の上端部の下側には、段差面３９ｂが設けられる。段差面３９ｂは、ロータホルダ３１の端板３１ｂの下面に接触する。シャフト３９の上端面には、ねじ穴３９ａが設けられる。シャフト３９のねじ穴３９ａには、接続板３８の中央孔３８ａに挿入された接続ボルト３４が締結される。接続板３８の下面は、ベアリング３５の内輪３５ａの上面に接触する。
【００２０】
接続ボルト３４を締結することで、シャフト３９の段差面３９ｂと接続板３８の下面とがロータホルダ３１および内輪３５ａを上下から挟み込み、シャフト３９、ロータホルダ３１および内輪３５ａを互いに固定する。これにより、ロータ３０は、シャフト３９に連結される。
【００２１】
シャフト３９は、例えばボールねじ機構を構成する。この場合、シャフト３９は、外周面に螺旋溝（図示略）が設けられたねじ軸として機能する。また、シャフト３９は、筒状のスライド部材（図示略）に挿入される。スライド部材の内周面には、シャフト３９の外周面の螺旋溝に対向する螺旋溝が設けられる。シャフト３９とスライド部材の間の螺旋状の空間には、複数のボールが介在する。スライド部材は、シャフト３９が回転することでスライド移動する。
【００２２】
駆動対象部材としてのシャフト３９がボールねじ機構のねじ軸として機能する場合、スライド部材の移動に伴い、ベアリング３５の内輪３５ａには、反力が加わる。スライド部材が下側に移動する場合、内輪３５ａにはシャフト３９から上側の反力が加わり、スライド部材が上側に移動する場合、内輪３５ａにはシャフト３９から下側の反力が加わる。
【００２３】
ハウジング１０は、外筒部１３と外底部１２とを有する。ハウジング１０は、中心軸Ｊを中心とする回転対称形状である。ハウジング１０は、板材をプレス加工することで製造される。したがって、ハウジング１０は、全体に亘って板状のプレス加工品である。
【００２４】
外筒部１３は、中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる円筒状である。外筒部１３は、ステータ２０を径方向外側から囲む。また、外筒部１３の内周面には、ステータ２０が焼き嵌めなどの手段により固定される。
【００２５】
外底部１２は、ステータ２０の上側に位置する。外底部１２は、外筒部１３の上側の端部から径方向内側に延びる。外底部１２は、上下方向から見て円形である。外底部１２は、外側傾斜板部１２ａと保持筒部１２ｂと保持板部１２ｃとを有する。
【００２６】
外側傾斜板部１２ａは、外筒部１３の上側の端部に繋がる。外側傾斜板部１２ａは、径方向内側に向かうに従い上側に傾斜する。したがって、外側傾斜板部１２ａは、円錐面状である。
【００２７】
保持筒部１２ｂは、外側傾斜板部１２ａの内端から上側に延びる。保持筒部１２ｂは、ベアリング３５の外輪３５ｂを径方向外側から囲む。保持筒部１２ｂは、ベアリング３５を径方向に位置決めする。
【００２８】
保持板部１２ｃは、保持筒部１２ｂの上端部から径方向内側に延びる。保持板部１２ｃは、ベアリング３５の外輪３５ｂの上側の端面に接触する。保持板部１２ｃの中央には、上下方向に貫通する第１開口１２ｄが設けられる。保持板部１２ｃの内縁は、ベアリング３５の内輪３５ａより径方向外側に位置する。上下方向から見て、第１開口１２ｄの内側には、接続板３８および接続ボルト３４が配置される。
【００２９】
ベアリングホルダ４０は、ステータ２０の上側に位置する。ベアリングホルダ４０は、ベアリング３５の下側に位置する。ベアリングホルダ４０は、内筒部４３と内底部４２とを有する。ベアリングホルダ４０は、中心軸Ｊを中心とする回転対称形状である。ベアリングホルダ４０は、板材をプレス加工することで製造される。したがって、ベアリングホルダ４０は、全体に亘って板状のプレス加工品である。
【００３０】
内筒部４３は、中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる円筒状である。内筒部４３は、外筒部１３の内側に配置される。内筒部４３は、外筒部１３の内周面に嵌合される。これにより、ベアリングホルダ４０は、ハウジング１０に対して径方向に位置決めされる。内筒部４３の下端面４３ａは、上下方向から見て円環状である。内筒部４３の下端面４３ａは、中心軸Ｊと直交する平面上に位置する。内筒部４３は、下端面４３ａでステータ２０に接触する。より具体的には、内筒部４３の下端面４３ａは、コアバック部２１ａの上端面に接触する。
【００３１】
内底部４２は、内筒部４３の上側の端部から径方向内側に延びる。内底部４２は、上下方向から見て円形である。内底部４２は、内側傾斜板部４２ａと上端平板部４２ｂとを有する。
【００３２】
内側傾斜板部４２ａは、内筒部４３の上側の端部に繋がる。内側傾斜板部４２ａは、径方向内側に向かうに従い上側に傾斜する。したがって、内側傾斜板部４２ａは、円錐面状である。
【００３３】
上端平板部４２ｂは、内側傾斜板部４２ａの内端から径方向内側に延びる。上端平板部４２ｂは、中心軸Ｊに対して直交する平面に沿う平板状である。上端平板部４２ｂは、ベアリング３５の下側に位置する。上端平板部４２ｂは、ベアリング３５の外輪３５ｂの下側の端面に接触する。
【００３４】
上端平板部４２ｂの中央には、上下方向に貫通する第２開口４２ｄが設けられる。第２開口４２ｄが設けられる。上端平板部４２ｂの内縁は、ベアリング３５の内輪３５ａより径方向外側に位置する。上下方向から見て、第２開口４２ｄの内側には、ロータホルダ３１が配置される。
【００３５】
本実施形態によれば、ベアリング３５の外輪３５ｂは、上下方向においてベアリングホルダ４０の内底部４２とハウジング１０の外底部１２との間に挟み込まれる。このため、ハウジング１０に対する外輪３５ｂの上下方向の移動が制限され、駆動対象からシャフトに加わる反力が上下方向において反転した場合であっても、ベアリング３５がガタつくことを抑制できる。
【００３６】
ベアリング３５、ベアリングホルダ４０およびステータ２０が、ハウジング１０の内部で上から下にこの順で並ぶ。ベアリング３５、ベアリングホルダ４０およびステータ２０は、ハウジング１０の内部に下側からこの順に挿入することで組み立てられる。本実施形態によれば、かしめおよびねじ等の締結構造と比較して、ベアリング３５の固定に要する組み立て工程を簡素化することができる。加えて、本実施形態によれば、ベアリング３５の固定に、ねじを用いることがなく、振動による固定の緩みを抑制できる。さらに、ハウジング１０およびベアリングホルダ４０にねじ加工を施す必要がなく部品コストを低減することができる。
【００３７】
本実施形態によれば、ハウジング１０およびベアリングホルダ４０が上下方向両側からベアリング３５の外輪３５ｂを挟み込むことで外輪３５ｂを上下方向に固定する。すなわち、ハウジング１０およびベアリングホルダ４０は、入り組んだ形状を必要としない。したがって、ハウジング１０およびベアリングホルダ４０としてプレス成型品を採用でき、これらをダイカスト成型で製造する場合と比較してモータ１を低コストで提供できる。
【００３８】
本実施形態によれば、ベアリングホルダ４０の内筒部４３は、ハウジング１０の外筒部１３の内周面に嵌合される。これにより、ベアリングホルダ４０の中心線とハウジング１０の中心線とを高精度に位置合わせすることができる。結果的に、ベアリング３５の外輪３５ｂを上下から同軸上に位置合わせされた部品間で挟み込むことができ、外輪３５ｂの保持の安定性を高めることができる。
【００３９】
本実施形態によれば、ベアリングホルダ４０は、ステータコア２１によって下側から支持される。シャフト３９からベアリング３５に下向きの反力が付与される場合、ベアリングホルダ４０には、下向きの力が加わる。ステータコア２１は、金属材料から構成され剛性が高いため、ベアリングホルダ４０から大きな力を受けても変形量が少ない。このため、本実施形態によれば、ベアリングホルダ４０によるベアリング３５の保持の安定性を高めることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、ベアリングホルダ４０の円筒部４３の下端面４３ａは、コアバック部２１ａにおいて支持される。コアバック部２１ａは、ステータ２０において径方向外端部に位置するため、周長が長い。このため、コアバック部２１ａは、ベアリングホルダ４０との接触面積を周方向に長く確保することができ、ステータ２０によるベアリングホルダ４０の指示の安定性を高めることができる。
【００４１】
本実施形態のベアリングホルダ４０は、上下方向から見て、ステータ２０と接触する円筒部４３の下端面４３ａが、外輪３５ｂと接触する上端面を径方向外側から囲む。このため、ステータ２０に対し、ベアリングホルダ４０の姿勢が傾くことを効果的に抑制できる。
【００４２】
本実施形態よれば、上下方向において、外底部１２と内底部４２との間には、隙間が設けられる。すなわち、本実施形態によれば、外底部１２と内底部４２とが干渉することが抑制されており、外底部１２と内底部４２との間で、ベアリング３５を確実に挟み込むことができる。
【００４３】
本実施形態によれば、外底部１２が外側傾斜板部１２ａを有し、内底部４２が内側傾斜板部４２ａを有する。外側傾斜板部１２ａおよび内側傾斜板部４２ａは、ともに径方向内側に向かうに従い上側に傾斜する。外底部１２は、ベアリング３５に加わる上向きの反力を受ける。外底部１２が外側傾斜板部１２ａを有するため、上向きの反力に対する外筒部１３の剛性を高めることができ、外底部１２の変形を抑制できる。また、内底部４２は、ベアリング３５に加わる下向きの反力を受ける。内底部４２が内側傾斜板部４２ａを有するため、下向きの反力に対する内底部４２の剛性を高めることができ、内底部４２の変形を抑制できる。
【００４４】
ここで、中心軸Ｊと直交する平面に対する外側傾斜板部１２ａの傾斜角を第１傾斜角αとする。また、中心軸Ｊと直交する平面に対する内側傾斜板部４２ａの傾斜角を第２傾斜角βとする。本実施形態において、第１傾斜角αは、第２傾斜角βより小さい。
【００４５】
内側傾斜板部４２ａは、ベアリング３５から下向きの反力を受ける。このため、第２傾斜角βを大きくすることで、反力に対して突っ張るように作用し、より大きな荷重に対して変形を抑制できる。
一方で、外側傾斜板部１２ａは、ベアリング３５から上向きの反力を受ける。このため、第１傾斜角αを大きくしても耐荷重の飛躍的な向上は望めない。また、第１傾斜角αを大きくすると、外側傾斜板部１２ａの上下方向の寸法が大きくなり、モータ１が上下方向に肥大化する。本実施形態によれば、第１傾斜角αを第２傾斜角βより小さくすることで、モータ１の上下方向の寸法の肥大化を抑制しつつ、反力に対してベアリング３５を効果的に支持できる。
【００４６】
＜変形例１＞
図２は、変形例のモータ１０１の断面図である。以下、図１を基に、変形例１のモータ１０１ついて説明する。変形例１のモータ１０１は、上述の実施形態のモータ１と比較して、ベアリング３５の外輪３５ｂを保持する構造が主に異なる。
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。
【００４７】
上述の実施形態と同様に、モータ１０１は、ロータ３０と、ステータ２０と、ハウジング１１０と、ベアリング３５と、ベアリングホルダ１４０と、を有する。ハウジング１１０およびベアリングホルダ１４０は、板材をプレス加工することで製造されるプレス加工品である。
【００４８】
ハウジング１１０は、外筒部１１３と外底部１１２とを有する。外筒部１１３は、中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる円筒状である。外筒部１１３は、ステータ２０を径方向外側から囲む。外底部１１２は、外筒部１１３の上側の端部から径方向内側に延びる。外底部１１２は、外側傾斜板部１１２ａと上端平板部１１２ｂとを有する。外側傾斜板部１１２ａは、外筒部１１３の上側の端部に繋がる。外側傾斜板部１１２ａは、径方向内側に向かうに従い上側に傾斜する。上端平板部１１２ｂは、外側傾斜板部１１２ａの内端から径方向内側に延びる。上端平板部１１２ｂは、外輪３５ｂの上側の端面に接触する。
【００４９】
ベアリングホルダ１４０は、内筒部１４３と内底部１４２とを有する。内筒部１４３は、中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる円筒状である。内筒部１４３は、外筒部１１３の内側に配置される。内筒部１４３は、下端面１４３ａでステータ２０に接触する。内底部１４２は、内側傾斜板部１４２ａと保持筒部１４２ｂと保持板部１４２ｃとを有する。内側傾斜板部１４２ａは、内筒部１４３の上側の端部に繋がる。内側傾斜板部１４２ａは、径方向内側に向かうに従い上側に傾斜する。保持筒部１４２ｂは、内側傾斜板部１４２ａの内端から下側に延びる。保持筒部１４２ｂは、外輪３５ｂを径方向外側から囲む。保持板部１４２ｃは、保持筒部１４２ｂの下端部から径方向内側に延びる。保持板部１４２ｃは、外輪３５ｂの下側の端面に接触する。
【００５０】
本変形例によれば、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、プレス加工品であるハウジング１１０およびベアリングホルダ１４０を用いてベアリング３５をガタつくことなく保持できる。
【００５１】
以上に、本発明の一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。
【００５２】
上述の実施形態では、ステータコア２１はハウジング１０の外筒部１３の内周面に焼き嵌めによって固定される場合について説明した。しかしながら、ステータコア２１とハウジング１０との固定手段は、上述の構成に限定されない。ステータコア２１とハウジング１０との固定手段は、例えば、接着固定であってもよく、ねじ固定であってもよい。
【００５３】
上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されないが、例えば、車両のブレーキを駆動させる用途に用いられる。また、車両以外の機器に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１，１０１…モータ、１０，１１０…ハウジング、１２，１１２…外底部、１２ａ，１１２ａ…外側傾斜板部、１２ｂ，１４２ｂ…保持筒部、１２ｃ，１４２ｃ…保持板部、１３，１１３…外筒部、２０…ステータ、２１…ステータコア、２１ａ…コアバック部、２１ｂ…ティース部、２３…コイル、３０…ロータ、３５…ベアリング、３５ａ…内輪、３５ｂ…外輪、４０，１４０…ベアリングホルダ、４２，１４２…内底部、４２ａ，１４２ａ…内側傾斜板部、４３，１４３…内筒部、Ｊ…中心軸、α…第１傾斜角（傾斜角）、β…第２傾斜角（傾斜角）
【図１】
2020167827.tif 000003
【図２】
2020167827.tif 000004