(57)【要約】【課題】本発明は、防水性が高く、且つ、モータ及び他の機械部品の機能を損ねることがない、安価に製造することができる、モータを提供することを目的とする。【解決手段】シャフト１０先端側のボールベアリングが、ブラケット５０に形成されたベアリング保持部５２によって支持され、ブラケット５０の内周面とボールベアリングの外周面との間に隙間を設けたモータ１において、この隙間に封止剤７０を有する。【選択図】図１
2012138993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトに固定され、中心軸回りに回転する、ロータ部と、
前記ロータ部と対向して配置された、ステータ部と、
前記シャフトを回転自在に支持し、外輪と内輪とを有する、ボールベアリングと、
前記ロータ部、前記ステータ部、及び前記ボールベアリングを収容する、ブラケットと、を備え、
前記ボールベアリングの前記内輪は、円筒形状を有し、前記ボールベアリングの前記内輪の内周面と前記シャフトの外周面とが全周に亘って接触しており、
前記ブラケットは、前記ボールベアリングを収容し軸方向両端が開口する、ベアリング保持部を有し、
前記ベアリング保持部は、
内周面が、前記ボールベアリングの外周面と隙間を設けて配置された、周壁部を有し、
前記周壁部の前記内周面と、前記ボールベアリングの前記外輪の外周面との間に封止剤を有する、モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記周壁部の前記内周面と前記ボールベアリングの前記外輪の前記外周面との間の全周に亘って、前記封止剤を有する、モータ。
【請求項３】
請求項２に記載のモータであって、
前記周壁部の前記内周面と前記ボールベアリングの前記外輪の前記外周面との間にのみ限って、前記封止剤を有する、モータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータであって、
前記ボールベアリングは、防水性を有する、モータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータであって、
前記封止剤はグリースである、モータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータであって、
前記ベアリング保持部は、前記周壁部の一端から連続し、内周面が前記ボールベアリングの端面と隙間を設けて配置された、端壁部をさらに有し、
前記ボールベアリングと前記端壁部との間に弾性部材が配置されている、モータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータであって、
前記ボールベアリングに、外径が略２２ｍｍのベアリングが用いられ、
前記周壁部の前記内周面と、前記ボールベアリングの前記外輪の前記外周面との間の前記隙間は、０．００１〜０．０５ｍｍの範囲内であり、
前記封止剤に、４０℃における動粘度が略３２ｍｍ２／秒、１００℃における動粘度が略６ｍｍ２／秒である封止剤が用いられ、
前記封止剤の量が２０ｍｇ以上である、モータ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータの製造方法であって、
前記ブラケットを回転させながら、ディスペンサに備えられたニードルから一定の速度で前記封止剤を連続吐出することにより、前記周壁部の前記内周面に前記封止剤を塗布する工程を備える、モータの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のモータの製造方法であって、
更に、前記ボールベアリングを前記ベアリング保持部に嵌め込むことにより、前記封止剤を塗り拡げる工程を備える、モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載用モータなど、特に防水性が要求されるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の段落０００１には、玉やころ等の転動体を配置した軸受内部への防水や防塵或いは潤滑剤漏れ等を防止するためのオイルシール装置が開示されている。特許文献１のオイルシール装置は、自動車用のハブユニットに適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０７９２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において、オイルシールを使用した場合には、別部材が必要となるため製造コストが高くなり、さらに、軸とオイルシールとが接触するため、両者に摩擦が発生して、ハブユニットの性能が落ちてしまうという問題があった。
【０００５】
従って、本発明は、防水性が高く、且つ、モータ内部、及び他の機械部品を害することがない、安価に製造することができる、モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、シャフト先端側のボールベアリングが、ブラケットに形成されたベアリング保持部によって支持され、ブラケットの内周面とボールベアリングの外周面との間に隙間を設けたモータにおいて、この隙間に封止剤を有する構成を採用する。
【０００７】
すなわち、本発明にかかるモータは、シャフトと、前記シャフトに固定され、中心軸回りに回転するロータ部と、前記ロータ部と対向して配置されたステータ部と、前記シャフトを回転自在に支持し、外輪と内輪とを有するボールベアリングと、前記ロータ部、前記ステータ部、及び前記ボールベアリングを収容するブラケットと、を備える。前記ボールベアリングの前記内輪は、円筒形状を有し、前記ボールベアリングの前記内輪の内周面と前記シャフトの外周面とが全周に亘って接触している。前記ブラケットは、前記ボールベアリングを収容し軸方向両端が開口するベアリング保持部を有している。前記ベアリング保持部は、内周面が前記ボールベアリングの外周面と隙間を設けて配置された周壁部を有している。そして、前記周壁部の前記内周面と、前記ボールベアリングの前記外輪の外周面との間に、封止剤を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボールベアリングとベアリング保持部との間の隙間に、封止剤を有しているから、シャフト先端側からモータ内部への水の浸入を防ぐことができ、且つ、封止剤がモータ内部部品、及び他の機械部品に付着することがない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態におけるモータの全体を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１のベアリング保持部付近を拡大した拡大図である。
【図３】封止剤の塗布量と空気漏れ量との関係を示す図である。
【図４】ディスペンサを用いてブラケットに封止剤を塗布する工程を示す模式図である。
【図５】封止剤を塗布したブラケットに第１ベアリングを嵌め込む工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。なお、本明細書中では、便宜上、シャフトの先端側（図１及び２の上側、図４の下側）を「上側」とし、また、中心軸Ｊが延びる方向を「軸方向」、中心軸Ｊと直交する方向を「径方向」とする。
【００１１】
まず、本実施形態におけるモータ１の全体の構成を図１に基づいて説明する。図１は、モータ１の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００１２】
図１に示すように、モータ１は、シャフト１０と、ロータ部２０と、ステータ部３０とを備える。本実施形態におけるモータは、ロータ部２０がステータ部３０よりも径方向内方に配置された、いわゆるインナーロータ型モータを示す。なお、本発明が適用されるモータはインナーロータ型モータに限られず、アウターロータ型モータであってもよい。
【００１３】
シャフト１０は、軸方向に離れて配置された一対のベアリングによって、回転自在に支持されている。これら一対のベアリングは、軸方向上側に配置された第１ベアリング４１と、軸方向下側に配置された第２ベアリング４２とから構成されている。第１ベアリング４１及び第２ベアリング４２はそれぞれ、外輪と内輪とを有するボールベアリングからなる。
【００１４】
ブラケット５０は、軸方向両側が開口する略円筒形状に形成されている。ブラケット５０の下側開口端には、ベース板６０が取り付けられている。ベース板６０により、ブラケット５０の下側開口が塞がれている。ブラケット５０とベース板６０とに囲まれる空間には、シャフト１０、ロータ部２０、ステータ部３０、及び一対のベアリングが収容される。
【００１５】
次に、引き続き図１を参照しながら、ブラケット５０の構成をさらに詳しく説明する。
【００１６】
ブラケット５０は、上側に向かうにつれ次第に外径及び内径が小さくなる三段円筒状に形成されている。ブラケット５０の最下段部には、ロータ部２０、ステータ部３０、及び第２ベアリング４２を収容する、本体収容部５１が形成されている。また、ブラケット５０の中段部及び最上段部には、第１ベアリング４１を収容する、ベアリング保持部５２が形成されている。
【００１７】
本体収容部５１は、軸方向に延びる円筒状の周壁部５１ｃと、周壁部５１ｃの上端から径方向内側へ拡がる環状の端壁部５１ｅと、を有する。また、ベアリング保持部５２は、端壁部５１ｅの径方向内側端と連続して軸方向に延びる円筒状の周壁部５２ｃと、周壁部５２ｃの上端から径方向内側へ拡がる環状の端壁部５２ｅと、端壁部５２ｅの径方向内側端と連続して軸方向に延びる円筒状の先端側周壁部５２ｄと、を有する。すなわち、ベアリング保持部５２は、軸方向両側が開口しており、先端側周壁部５２ｄの開口端からシャフト１０の先端が突出する。
【００１８】
ベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面は、第１ベアリング４１と所定の隙間を設けて、第１ベアリング４１の外周面に沿う形状に形成されている。また、ベアリング保持部５２の端壁部５２ｅの下面は、第１ベアリング４１と所定の隙間を設けて、第１ベアリング４１の上端面に沿う形状に形成されている。後に詳述するが、本実施形態の封止剤７０は、ベアリング保持部５２と第１ベアリング４１との間に形成された隙間のうち、周壁部５２ｃの内周面と第１ベアリング４１の外周面との間に形成された隙間に設けられる。
【００１９】
また、端壁部５２ｅの下面と第１ベアリング４１の上端面との間に形成された隙間には、弾性部材８０が設けられており、第１ベアリング４１を軸方向下方へ押しつけて、第１ベアリング４１に予圧を与えている。弾性部材８０には、例えば、ウェーブワッシャーを用いることができる。周壁部５２ｃ及び端壁部５２ｅと第１ベアリング４１との間に隙間を設け、弾性部材によって第１ベアリング４１に予圧をかけることにより、シャフト１０からブラケット５０への振動伝達を低減することができ、さらに、第１ベアリング４１の長寿命化をはかることができる。
【００２０】
次に、図２に基づき、シャフト１０先端側からの水の浸入経路、及び、本実施形態にかかる封止剤７０の塗布位置について、説明する。図２は、図１のベアリング保持部５２付近を拡大して示す拡大図である。
【００２１】
ベアリング保持部５２の先端側開口部から水が浸入する場合には、第１ベアリング４１の外輪４１ａの外周面とベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面との間を通る経路（第１経路）、第１ベアリング４１の内輪４１ｂの内周面とシャフト１０の外周面との間を通る経路（第２経路）、及び／又は、第１ベアリング４１の外輪４１ａの内周面と内輪４１ｂの外周面との間を通る経路（第３経路）から、モータ１内部へ浸入する。
【００２２】
本実施形態の第１ベアリング４１の内輪４１ｂの内周面は、シャフト１０の外周面と全周に亘って接触するように形成されている。この構成により、上記第２経路からの水の浸入を防止することができる。第１ベアリング４１は、シャフト１０に圧入されることが好ましい。
【００２３】
また、本実施形態の第１ベアリング４１には、防水性を有するボールベアリングを用いることが好ましい。防水性を有するボールベアリングとして、ボールベアリングの少なくとも片方の端面にゴムシール材４３が設けられた、ゴムシールベアリングを用いることができる。このゴムシールベアリングを、ゴムシール側の端面をシャフト１０先端側に向けて配置することにより、上記第３経路からの水の浸入を防止することができる。なお、ゴムシール材４３の代わりに、金属製のシール材を用いてもよい。
【００２４】
従って、本実施形態にかかる封止剤７０は、上記第１経路からの水の浸入を防止するべく、第１ベアリング４１の外輪４１ａの外周面と、ベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面との間の隙間に設けられる。水の浸入を完全に防止するためには、封止剤７０は、この隙間の全周に亘って設けられていることが好ましい。
【００２５】
封止剤７０の塗布位置に関して、例えば、ベアリング保持部５２の端壁部５２ｅの下面と第１ベアリング４１の上端面との間の隙間に封止剤７０を設けた場合には、封止剤７０が弾性部材８０に付着することによって弾性部材８０が変性する虞や、また、外輪４１ａと内輪４１ｂとの間に封止剤７０が浸入することにより第１ベアリング４１が故障する虞がある。また、ベアリング保持部５２の先端側周壁部５２ｄとシャフト１０との間に封止剤７０を設けた場合には、シャフト１０の回転によって封止剤７０が周囲にまき散らされ、シャフト１０の先端側と接続する他の機械部品に封止剤７０が付着する虞がある。従って、本実施形態にかかる封止剤７０は、ベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面と、第１ベアリング４１の外輪４１ａの外周面との間の隙間に限って設けられることが好ましい。
【００２６】
本実施形態にかかる封止剤７０は、少なくとも塗布時にはある程度の動粘性を有する、液体状、又はペースト状の、防水性を有する部材であればよい。封止剤７０には、例えば、防水性グリースを用いることができ、また、シリコーン系接着剤など、防水性を有し、且つ、硬化後に弾性を有する弾性接着剤を用いることもできる。
【００２７】
次に、図３に基づき、本実施形態にかかる封止剤７０の塗布量について説明する。
【００２８】
本実施形態にかかる封止剤７０による防水効果を評価するため、以下の実験を行った。本実験では、第１ベアリング４１に、外径が略２２ｍｍのゴムシールベアリングが用いられ、ベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面と、第１ベアリング４１の外輪４１ａの外周面との間の隙間が０．００１〜０．０５ｍｍの範囲内である、本実施形態のモータ１を用いた。また、４０℃における動粘度が略３２ｍｍ２／秒、１００℃における動粘度が略６ｍｍ２／秒のグリースを用いた。より具体的には、４０℃における動粘度が３１．６ｍｍ２／秒、１００℃における動粘度が５．８ｍｍ２／秒のグリースを用いた。なお、グリースの動粘度については、４０℃における動粘度が２５〜３５ｍｍ２／秒、１００℃における動粘度が４〜８ｍｍ２／秒であってもよい。
【００２９】
実験方法について説明する。シャフト先端側から、所定圧力のエアーを吹きつけ、ベアリング保持部５２から本体収容部５１へのエアー漏れ量を計測した。図３は、この実験結果を示すグラフであり、封止剤７０の塗布量に対するエアー漏れ量を、エアー圧力（０．２〜０．５ＭＰａ）ごとに示している。横軸には封止剤７０の塗布量（ｍｇ）を、縦軸にはエアー漏れ量（ｍｌ／秒）を示す。
【００３０】
図３から分かるように、塗布量が１５ｍｇ以下のものでは、エアー圧力が０．４〜０．５ＭＰａのときにエアー漏れが発生したが、封止剤７０の塗布量が２０ｍｇ以上のものでは、エアー圧力が０．５ＭＰａ以下のときにエアー漏れは発生しなかった。従って、上記の条件を満たすモータ１では、封止剤７０を２０ｍｇ以上設ければ、この隙間からの水漏れを防ぐことができると分かる。また、塗布量が多すぎると封止剤７０がこの隙間から漏出する可能性があること、さらに、本実施形態にかかる封止剤７０を実際に塗布する際の誤差量が４０ｍｇ程度であることを考えると、塗布量は、２０ｍｇ〜１００ｍｇであることが好ましい。
【００３１】
次に、図４及び図５に基づき、本実施形態にかかるモータ１の製造方法について、説明する。図４は、本実施形態にかかる封止剤７０を塗布する工程、図５は、封止剤７０の塗布後の工程を示す模式図であるが、説明の便宜上、本体収容部５１の周壁部５１ｃの一部を除去した状態のものを示す。
【００３２】
本実施形態にかかるモータ１を組み立てる際、プレス加工によって形成されたブラケット５０に、封止剤７０がディスペンサＤを用いて塗布される。ディスペンサＤを用いることにより、封止剤７０を上述した数値範囲内で正確に塗布することができる。
【００３３】
まず、ブラケット５０のベアリング保持部５２内部に、弾性部材８０を納める。そして、図４に示すように、ブラケット５０を回転させながら、封止剤７０を充填したディスペンサＤのニードルＮから、一定の速度で封止剤７０を連続吐出して、封止剤７０をベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面に塗布する。このようにして塗布することにより、封止剤７０を周壁部５２ｃの内周面の全周に亘って、確実に塗布することができる。
【００３４】
次に、図５に示すように、封止剤７０の塗布後、第１ベアリング４１を、本体収容部５１のベース板６０と接続する側の開口部（図５上側）からシャフト先端側へ向かって、ベアリング保持部５２に嵌め込む。このとき、ベアリング保持部５２の周壁部５２ｃの内周面と、第１ベアリング４１の外輪４１ａの外周面との間の隙間に、封止剤７０が塗り拡げられる。
【００３５】
封止剤７０は、周壁部５２ｃの内周面のうち、本体収容部側に塗布されていることが好ましい。この位置に塗布することにより、周壁部５２ｃの内周面と、第１ベアリング４１の外周面との間の隙間に限って、封止剤７０を塗り拡げることが容易に達成される。
【００３６】
なお、弾性部材８０は、封止剤７０の塗布後に、ベアリング保持部５２の端壁部５２ｅの下面と第１ベアリング４１の上端面との間に形成された隙間に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    モータ
１０  シャフト
２０  ロータ部
３０  ステータ部
４１ａ  （第１ベアリング４１の）外輪
４１ｂ  （第１ベアリング４１の）内輪
５０  ブラケット
５２  ベアリング保持部
５２ｃ  （ベアリング保持部５２の）周壁部
５２ｅ  （ベアリング保持部５２の）端壁部
７０  封止剤
８０  弾性部材
【図１】
2012138993.tif 000003
【図２】
2012138993.tif 000004
【図３】
2012138993.tif 000005
【図４】
2012138993.tif 000006
【図５】
2012138993.tif 000007