JP7070427B2

JP7070427B2 - モータ

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Publication number: JP7070427B2
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Inventors: 雅史園田; 晃弘大北
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
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Filing date: 2017-11-02
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Description

本発明は、モータに関する。

従来、ステータの内側でロータが回転する、いわゆるインナーロータ型のモータが知られている。従来のインナーロータ型のモータについては、例えば、特開２００９－２１３２７５号公報に記載されている。
特開２００９－２１３２７５号公報

インナーロータ型のモータでは、ロータとともに回転するシャフトが、ロータの上下に配置された一対のベアリングによって支持される。ベアリングの外輪は、ステータに対して固定された樹脂製のベアリングホルダに圧入される。しかしながら、金属製の外輪の熱膨張率と、樹脂製のベアリングホルダの熱膨張率とは、大きく相違する。このため、モータの駆動時の熱が、外輪およびベアリングホルダに伝導すると、外輪とベアリングホルダとが、異なる熱膨張率で膨張する。その結果、ベアリングホルダに対する外輪の嵌め合い状態が低下するという問題が生じる。

本発明の目的は、温度変化によって、ベアリングホルダに対する外輪の嵌め合い状態が低下するという問題が生じにくい、インナーロータ型のモータを提供することである。

本願の例示的な発明は、インナーロータ型のモータであって、上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、前記シャフトとともに回転するロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、前記ロータおよび前記ステータを内部に収容するケーシングと、前記ケーシングに固定されたベアリングホルダと、前記ベアリングホルダと前記シャフトとの間に介在する第１ベアリングと、を有し、前記ベアリングホルダは、樹脂製のホルダ本体と、前記第１ベアリングの外輪を保持する金属製のリング部材と、を有し、前記ホルダ本体は、前記中心軸の周囲に、軸方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔を有する第１弧状部と、貫通孔の無い第２弧状部と、を有し、前記第１弧状部は、周方向の１／３以上の範囲を占め、前記シャフトの上端部は、前記外輪よりも上側へ突出し、前記ケーシング内に収容され、前記シャフトの上端部には、前記リング部材よりも上側において、回転位置検出用マグネットが、ヨークを介して設けられ、回路基板は、前記回転位置検出用マグネットおよび前記ヨークよりも上側において、中心軸に対して垂直に配置され、前記リング部材は、前記外輪の外周面および前記ホルダ本体と接触する円筒部と、前記外輪よりも上側において、前記円筒部から径方向内側へ延びる天板部と、前記天板部の径方向内側において、前記シャフトが挿入される開口部と、を有し、前記天板部の上面の全面は、前記ホルダ本体と接触せず露出し、前記第１ベアリングの前記外輪に用いられる材料の熱膨張率と前記リング部材に用いられる材料の熱膨張率との差は、前記リング部材に用いられる材料の熱膨張率と前記ホルダ本体に用いられる材料の熱膨張率との差よりも小さいモータ。

本願の例示的な発明によれば、ホルダ本体は、中心軸の周囲に、貫通孔を有する第１弧状部と、貫通孔の無い第２弧状部とを有する。このため、熱膨張または熱収縮によりホルダ本体に生じる応力が、周方向に不均一となりやすい。しかしながら、本発明の構造では、第１ベアリングの外輪が、金属製のリング部材に保持される。このため、温度変化によって、ベアリングホルダに対する外輪の嵌め合い状態が低下するという問題が、生じにくい。

図１は、モータの縦断面図である。図２は、ベアリングホルダの上面図である。図３は、第１ベアリング付近の断面図である。図４は、リング部材の下面図である。図５は、モータの使用環境を示す図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含むものとする。また、上記の「直交する方向」は略直交する方向も含むものとする。

また、本願では、軸方向を上下方向とし、ステータに対して第１ベアリング側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．モータの構造＞

図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１の縦断面図である。このモータ１は、環状のステータ２２の径方向内側にロータ３２が配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。

図１に示すように、モータ１は、ステータ２２を含む静止部２と、ロータ３２を含む回転部３とを有する。静止部２は、当該モータ１が搭載される装置の枠体に固定される。回転部３は、静止部２に対して回転可能に支持される。モータ１の駆動時には、回転部３が、中心軸９を中心として回転する。

図１に示すように、静止部２は、ケーシング２１、ステータ２２、ベアリングホルダ２３、回路基板２４、第１ベアリング２５、および第２ベアリング２６を有する。

ケーシング２１は、ステータ２２およびロータ３２を内部に収容する筐体である。本実施形態のケーシング２１は、第１ケーシング部材４１と第２ケーシング部材４２とを有する。第１ケーシング部材４１および第２ケーシング部材４２の材料には、例えば金属が用いられる。第１ケーシング部材４１は、上板部４１１、第１筒状部４１２、および第１接合部４１３を有する。上板部４１１は、ベアリングホルダ２３よりも上側において、軸方向に対して略垂直に拡がる。第１筒状部４１２は、上板部４１１の外周部から下側へ向けて延びる。第１筒状部４１２は、ベアリングホルダ２３の外周部の一部を覆う。第１接合部４１３は、第１筒状部４１２の下端部から、径方向外側へ向けて拡がる。

第２ケーシング部材４２は、第１ケーシング部材４１の下側に位置する。第２ケーシング部材４２は、底板部４２１、第２筒状部４２２、および第２接合部４２３を有する。底板部４２１は、ステータ２２およびロータ３２よりも下側において、軸方向に対して略垂直に拡がる。第２筒状部４２２は、底板部４２１の外周部から上側へ向けて延びる。第２筒状部４２２は、ステータ２２の外周部を覆う。第２接合部４２３は、第２筒状部４２２の上端部から径方向外側へ向けて拡がる。第１接合部４１３と第２接合部４２３とは、例えばねじ止めによって固定される。

ステータ２２は、駆動電流に応じて回転磁界を発生させる電機子である。ステータ２２は、第２筒状部４２２に保持され、第２筒状部４２２の径方向内側かつロータ３２の径方向外側に位置する。図１に示すように、ステータ２２は、ステータコア５１、インシュレータ５２、およびコイル５３を有する。

ステータコア５１は、環状の磁性体である。ステータコア５１には、例えば、積層鋼板が用いられる。ステータコア５１は、円環状のコアバック５１１と、コアバック５１１から径方向内側へ向けて突出する複数のティース５１２とを有する。コアバック５１１は、第２筒状部４２２の内周面に固定される。ステータコア５１は、単一の部材であってもよく、複数の部材を組み合わせて構成されていてもよい。

インシュレータ５２は、絶縁体である樹脂からなる。インシュレータ５２は、各ティース５１２の上面、下面、および周方向の両側面を覆う。コイル５３は、ティース５１２の周囲に、インシュレータ５２を介して巻かれた導線からなる。インシュレータ５２は、ティース５１２とコイル５３との間に介在することによって、ティース５１２とコイル５３とを電気的に絶縁する。

モータ１は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の三相交流により駆動する三相同期型のモータである。このため、複数のコイル５３は、Ｕ相の電流が供給されるＵ相導線と、Ｖ相の電流が供給されるＶ相導線と、Ｗ相の電流が供給されるＷ相導線と、の少なくとも３本の導線を含む。

ベアリングホルダ２３は、ステータ２２およびロータ３２の上側かつ上板部４１１の下側に位置する。本実施形態では、ステータコア５１と第１ケーシング部材４１との間にベアリングホルダ２３が挟まれることによって、ケーシング２１に対してベアリングホルダ２３が固定されている。ただし、ベアリングホルダ２３は、ケーシング２１に対して、接着剤またはねじ止め等の他の手段で固定されていてもよい。

ベアリングホルダ２３は、樹脂製のホルダ本体６１と、金属製のリング部材６２と、複数の金属製のバスバー６３と、複数の金属製の接続部材６４とを有する。リング部材６２は、後述する第１ベアリング２５の外輪を保持する。バスバー６３は、コイル５３から引き出された複数の導線の端部に、電気的に接続される。接続部材６４は、回路基板２４に電気的に接続される。ベアリングホルダ２３を製造するときには、金型の内部に予めリング部材６２、バスバー６３、および接続部材６４が配置された状態で、金型内に樹脂を流し込んで硬化させる、いわゆるインサート成型が行われる。すなわち、ベアリングホルダ２３は、リング部材６２、バスバー６３、および接続部材６４をインサート部品とする樹脂成型品である。

インサート成型を用いれば、ホルダ本体６１の成型と、ホルダ本体６１に対するリング部材６２、バスバー６３、および接続部材６４の固定とを、同時に行うことができる。したがって、ベアリングホルダ２３の製造工程を短縮できる。また、インサート成型を用いれば、ホルダ本体６１に対してリング部材６２、バスバー６３、および接続部材６４を、強固に固定できる。

なお、ベアリングホルダ２３のより詳細な構造については、後述する。

回路基板２４は、ベアリングホルダ２３の上方において、中心軸９に対して垂直に配置される。回路基板２４には、後述する回転位置検出用マグネット３２３の磁極の変化を検出するためのセンサが実装される。モータ１の駆動時には、検出した磁極の変化に基づく信号が、接続部材６４を通って、外部の制御部へ出力される。また、ステータ２２のコイル５３には、外部の電源装置からバスバー６３を通って、駆動電流が供給される。

第１ベアリング２５および第２ベアリング２６は、後述するシャフト３１を回転可能に支持する機構である。第１ベアリング２５は、ステータ２２およびロータ３２よりも上側に位置する。第２ベアリング２６は、ステータ２２およびロータ３２よりも下側に位置する。

第１ベアリング２５は、ベアリングホルダ２３と、シャフト３１との間に介在する。本実施形態では、第１ベアリング２５に、ボールベアリングが用いられている。第１ベアリング２５は、外輪２５１、内輪２５２、および複数の球体２５３を有する。外輪２５１は、リング部材６２の内周面に保持される。内輪２５２は、シャフト３１の外周面に固定される。複数の球体２５３は、外輪２５１と内輪２５２との間に介在する。これにより、ベアリングホルダ２３に対してシャフト３１が、中心軸９を中心として回転可能に支持される。

第２ベアリング２６は、ケーシング２１と、シャフト３１との間に介在する。本実施形態では、第２ベアリング２６に、ボールベアリングが用いられている。第２ベアリング２６は、外輪２６１、内輪２６２、および複数の球体２６３を有する。外輪２６１は、第２ケーシング部材４２に固定される。内輪２６２は、シャフト３１の外周面に固定される。複数の球体２６３は、外輪２６１と内輪２６２との間に介在する。これにより、ケーシング２１に対してシャフト３１が、中心軸９を中心として回転可能に支持される。

図１に示すように、回転部３は、シャフト３１およびロータ３２を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って延びる柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。シャフト３１は、第１ベアリング２５および第２ベアリング２６によって、回転可能に支持される。シャフト３１の上端部は、ロータ３２よりも上側へ突出し、ケーシング２１内に収容される。シャフト３１の上端部には、回転位置検出用マグネット３２３が、ヨーク３２４を介して設けられる。シャフト３１の下端部は、ロータ３２よりも下側へ突出し、かつ、ケーシング２１の底板部４２１よりも下側へ突出する。すなわち、シャフト３１の下端部は、ケーシング２１から、後述する第２領域Ａ２へ向けて突出する。

ロータ３２は、ロータコア３２１と複数の駆動用マグネット３２２とを有する。ロータコア３２１は、円筒状の磁性体である。ロータコア３２１には、例えば、積層鋼板が用いられる。ロータコア３２１は、挿入孔３２０を有する。挿入孔３２０は、ロータコア３２１の中央において、積層鋼板を軸方向に貫通する。シャフト３１は、挿入孔３２０に圧入される。これにより、シャフト３１とロータコア３２１とが、互いに固定される。

複数の駆動用マグネット３２２は、ロータコア３２１の外周面に固定される。各駆動用マグネット３２２の径方向外側の面は、Ｎ極またはＳ極の磁極面である。複数の駆動用マグネット３２２は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に配列される。ティース５１２の径方向内側の端面と、駆動用マグネット３２２の径方向外側の面とは、径方向に対向する。

モータ１の駆動時には、外部の電源装置からバスバー６３を介してコイル５３へ、駆動電流が供給される。そうすると、ステータコア５１の複数のティース５１２に、回転磁界が生じる。これにより、ティース５１２と駆動用マグネット３２２との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、シャフト３１およびロータ３２が、中心軸９を中心として回転する。

シャフト３１の下端部には、駆動対象となる部品が、直接またはギア等の動力伝達機構を介して接続される。すなわち、本実施形態では、モータ１の動力が、シャフト３１の下端部から出力される。このため、第１ベアリング２５および第２ベアリング２６のうち、出力側に位置する第２ベアリング２６には、第１ベアリング２５よりも大きい荷重がかかり易い。そこで、本実施形態では、第２ベアリング２６に、第１ベアリング２５よりも大きいベアリングが用いられている。具体的には、第２ベアリング２６の軸方向の寸法は、第１ベアリング２５の軸方向の寸法よりも大きい。また、第２ベアリング２６の径方向の寸法は、第１ベアリング２５の径方向の寸法よりも大きい。これにより、モータ１の駆動時に、シャフト３１がより安定して支持される。

＜２．ベアリングホルダの構造＞

続いて、ベアリングホルダ２３のより詳細な構造について、説明する。

図２は、ベアリングホルダ２３の上面図である。上述の通り、ベアリングホルダ２３は、ホルダ本体６１、リング部材６２、複数のバスバー６３、および複数の接続部材６４を有する。

図１および図２に示すように、ホルダ本体６１は、円板部７１、環状脚部７２、およびコネクタ部７３を有する。円板部７１は、中心軸９の周囲を円環状に包囲し、かつ、中心軸９に対して垂直に拡がる。環状脚部７２は、円板部７１の外周部から下側へ向けて、円筒状に延びる。環状脚部７２の下端部と、ステータコア５１の上端部とは、互いに接触する。コネクタ部７３は、円板部７１の周方向の一部分から、径方向外側へ突出する。コネクタ部７３の径方向外側の端部は、ケーシング２１の外部に露出する。

リング部材６２は、第１ベアリング２５の外輪２５１を保持する部材である。リング部材６２の材料には、例えば、鉄などの金属が用いられる。リング部材６２の剛性は、少なくともホルダ本体６１の剛性よりも高い。図３は、第１ベアリング２５付近の断面図である。図４は、リング部材６２の下面図である。図３および図４に示すように、リング部材６２は、円筒部６２１、天板部６２２、フランジ部６２３、および複数の凸部６２４を有する。円筒部６２１は、第１ベアリング２５の周囲を包囲する円筒状の部位である。円筒部６２１の内周面は、第１ベアリング２５の外輪２５１の外周面に接触する。天板部６２２は、第１ベアリング２５の外輪２５１よりも上側において、円筒部６２１から径方向内側へ延びる。リング部材６２は、天板部６２２の径方向内側に円形の開口部６２０を有する。シャフト３１は、当該開口部６２０に挿入される。

フランジ部６２３は、円筒部６２１の下端部から径方向外側へ突出する。図３中に拡大して示したように、フランジ部６２３の上面、下面、および外周面は、ホルダ本体６１を構成する樹脂に覆われる。すなわち、本実施形態では、フランジ部６２３の上面および下面が、ホルダ本体６１と軸方向に接触する軸方向接触面となる。これにより、ホルダ本体６１に対するリング部材６２の軸方向の位置ずれが抑制される。

凸部６２４は、周方向の一部分において、フランジ部６２３の外周面から径方向外側へ突出する。図４に示すように、本実施形態のリング部材６２は、４つの凸部６２４を有する。４つの凸部６２４は、周方向に等間隔に配置されている。各凸部６２４の周方向の両端面および径方向外側の面は、ホルダ本体６１を構成する樹脂に覆われる。すなわち、本実施形態では、凸部６２４の周方向の両端面が、ホルダ本体６１と周方向に接触する周方向接触面となる。これにより、ホルダ本体６１に対してリング部材６２が周方向に回転することが抑制される。

ただし、リング部材６２が有する凸部６２４の数は、１～３つであってもよく、５つ以上であってもよい。また、隣り合う凸部６２４の周方向の間隔は、一定でなくてもよい。また、リング部材６２は、凸部６２４に代えて、フランジ部６２３の外周面から径方向内側へ凹む凹部を有していてもよい。そして、当該凹部が有する周方向接触面により、ホルダ本体６１に対するリング部材６２の回転を抑制してもよい。

図３に示すように、第１ベアリング２５の外輪２５１と、リング部材６２の天板部６２２との間には、予圧ばね２５４が介在する。また、第１ベアリング２５の外輪２５１は、リング部材６２に対して、軸方向に僅かに移動可能となっている。予圧ばね２５４は、第１ベアリング２５の外輪２５１に対して、下向きの弾性力を与える。これにより、第１ベアリング２５および第２ベアリング２６に下向きの付勢力が作用し、両ベアリング２５，２６を構成する各部材の位置が安定する。特に、本実施形態では、予圧ばね２５４の上端部が、樹脂ではなく、剛性の高い金属製のリング部材６２の天板部６２２に接触する。これにより、予圧ばね２５４から外輪２５１に、より強い圧力を与えることができる。

予圧ばね２５４は、第１ベアリング２５側および第２ベアリング２６側のいずれか一方に配置すればよい。ただし、本実施形態では、出力側に位置する第２ベアリング２６に第１ベアリング２５よりも大きな荷重がかかる。このため、第２ベアリング２６の外輪２６１および内輪２６２は、第２ケーシング４２およびシャフト３１のそれぞれとともに、軸方向に移動不能に固定されている。これにより、シャフト３１の振動が抑制される。また、第２ベアリング２６の下側に位置するオイルシール２６４の性能が良好に保たれる。このように、第２ベアリング２６の外輪２６１および内輪２６２を固定する場合には、本実施形態のように、第１ベアリング２５側に予圧ばね２５４を配置するとよい。

複数のバスバー６３は、コイル５３と電気的に接続される部材である。バスバー６３の材料には、導体である金属が用いられる。本実施形態のベアリングホルダ２３は、Ｕ相用の一対のバスバー６３と、Ｖ相用の一対のバスバー６３と、Ｗ相用の一対のバスバー６３と、を有する。各バスバー６３の一部分は、ホルダ本体６１に保持される。また、各バスバー６３は、Ｕ字状の端子６３１を有する。端子６３１は、円板部７１の上方に位置する。

ホルダ本体６１の円板部７１は、複数の弧状の貫通孔６１１と、１つの矩形の貫通孔６１１ａとを有する。各貫通孔６１１は、端子６３１の下方において、ホルダ本体６１を軸方向に貫通する。コイル５３から引き出されたＵ相、Ｖ相、およびＷ相の各相の導線は、貫通孔６１１を通って、バスバー６３の端子６３１に接続される。これにより、コイル５３とバスバー６３とが、電気的に接続される。端子６３１は、貫通孔６１１内において円板部７１の内周面から突出し、かつ、円板部７１の上方に位置する。

複数の接続部材６４は、外部の制御部と回路基板２４とを、電気的に接続する部材である。接続部材６４の材料には、導体である金属が用いられる。各接続部材６４の一方の端部は、コネクタ部７３に保持される。各接続部材６４の他方の端部は、貫通孔６１１ａ内においてコネクタ部７３の内周部から突出し、ホルダ本体６１の上方において、回路基板２４に接続される。

ホルダ本体６１の円板部７１は、中心軸９の周囲に、上述した複数の貫通孔６１１を有する第１弧状部７１１と、貫通孔６１１，６１１ａの無い第２弧状部７１２と、貫通孔６１１ａを有する第３弧状部７１３とを有する。第１弧状部７１１および第３弧状部７１３は、周方向の１／３以上の範囲を占める。図２の例では、第１弧状部７１１に対応する中心軸９の周囲の角度αは、略１８０度（略半周）である。第３弧状部７１３に対応する中心軸９の周囲の角度βは、略８０度である。よって第１弧状部７１１および第３弧状部７１３の中心軸９の周囲の角度α＋βは略２６０度となるため、円板部７１において貫通孔６１１、６１１ａを有する中心軸９の周囲の弧状部は、周方向の１／３以上の範囲を占める。

このような構造では、熱膨張または熱収縮によりホルダ本体６１に生じる応力が、周方向に不均一となりやすい。特に、本実施形態では、第１弧状部７１１と第３弧状部７１３とを合わせた貫通孔を有する部位が、周方向に偏在しつつ、周方向の半周以上の範囲を占める。このため、熱膨張または熱収縮によりホルダ本体６１に生じる応力が、より不均一となりやすい。すなわち、円板部７１において、貫通孔を有する部位は、無い部位に比べて、肉厚が小さく、かつ剛性も弱いために、それだけ熱膨張および熱収縮の影響が出やすくなる。この部位が円板部７１において中心軸９の周囲に占める割合が少ない場合は無視できるが、貫通孔が偏在し、その割合が大きくなればなる程、その影響が顕著となる。その顕著となる境界が、貫通孔を有する部位が周方向の１／３以上の範囲を占める場合であることを見出した。

本実施形態では、円板部７１において、貫通孔を有する部位が周方向の１／３以上の範囲を占めるものの、第１ベアリング２５の外輪２５１が、金属製のリング部材６２に保持される。このため、温度変化によって、ベアリングホルダ２３に対する外輪２５１の嵌め合い状態が低下するという問題が、生じにくい。

なお、本実施形態では、第１弧状部７１１と第３弧状部７１３とを合わせた部位が、特許請求の範囲における第１弧状部に相当するが、貫通孔６１１ａを有しない形態の場合は、第１弧状部７１１のみが特許請求の範囲における第１弧状部に相当する。

また、本実施形態のベアリングホルダ２３は、リング部材６２をインサート部品とする樹脂成型により得られる。このため、ホルダ本体６１に対するリング部材６２の位置ずれが生じにくい。このため、ベアリングホルダ２３に対する外輪２５１の嵌め合い状態を、より良好に維持できる。

第１ベアリング２５の外輪２５１と、リング部材６２とは、互いに近い熱膨張率を有していることが好ましい。具体的には、第１ベアリング２５の外輪２５１に用いられる材料の熱膨張率と、リング部材６２に用いられる材料の熱膨張率との差は、リング部材６２に用いられる材料の熱膨張率とホルダ本体６１に用いられる材料の熱膨張率との差よりも、小さいことが好ましい。このようにすれば、温度変化によって、ベアリングホルダ２３に対する外輪２５１の嵌め合い状態が変化することを、より抑制できる。

＜３．モータの使用環境について＞

図５は、本発明の一実施形態に係るモータ１の使用環境を例示的に示す図である。図５は、モータ１がオイルポンプに使用される形態を示す。図５に示すように、モータ１の一部は、液体環境下に配置される。すなわち、モータ１のケーシング２１は、気体環境の第１領域Ａ１と、第１領域Ａ１よりも下側に位置する液体環境の第２領域Ａ２と、に跨がって配置される。第１領域Ａ１の気体は、例えば空気である。第２領域Ａ２の液体は、例えばオイルである。モータ１の動作時において、第１領域Ａ１の気体の温度は、第２領域Ａ２の液体の温度よりも低い。

モータ１の使用時には、ステータ２２において発生した熱が、主として第１領域Ａ１側へ放出される。したがって、放熱経路上に位置する第１ベアリング２５は、モータ１の使用時と停止時とで、温度が大きく変化する。しかしながら、本発明の構造では、第１ベアリング２５の外輪２５１が、金属製のリング部材６２に保持される。このため、温度変化によって、ベアリングホルダ２３に対する外輪２５１の嵌め合い状態が低下するという問題が、生じにくい。

なお、本実施形態では、リング部材６２の天板部６２２の上面が、ホルダ本体６１から露出している。このため、天板部６２２の上面がホルダ本体６１に覆われている場合と比べて、リング部材６２に蓄積された熱を、効率よく上方へ放出できる。したがって、リング部材６２の温度が過度に上昇することが抑制される。これにより、リング部材６２および周辺部材が熱変形することで、ベアリングホルダ２３に対する外輪２５１の嵌め合い状態が変化することを、より抑制できる。

＜４．変形例＞

以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、ホルダ本体６１の円板部７１に、複数の弧状の貫通孔６１１が設けられていた。しかしながら、ホルダ本体６１に設けられる貫通孔６１１の数は、１つであってもよい。

また、上記の実施形態では、オイルポンプ用のモータについて説明した。しかしながら、本発明のステータおよびモータは、これ以外の用途に用いられるものであってもよい。例えば、自動車のパワーステアリング、エンジン冷却用ファン、またはウォータポンプに用いられるものであってもよい。また、本発明のモータは、家電製品、ＯＡ機器、医療機器等に搭載され、各種の駆動力を発生させるものであってもよい。

また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータに利用できる。

１モータ、２静止部、３回転部、９中心軸、２１ケーシング、２２ステータ、２３ベアリングホルダ、２４回路基板、２５第１ベアリング、２６第２ベアリング、３１シャフト、３２ロータ、４１第１ケーシング部材、４２第２ケーシング部材、５１ステータコア、５２インシュレータ、５３コイル、６１ホルダ本体、６２リング部材、６３バスバー、６４接続部材、７１円板部、７２環状脚部、７３コネクタ部、２５１外輪、２５２内輪、２５３球体、２５４予圧ばね、２６１外輪、２６２内輪、２６３球体、２６４オイルシール、６１１貫通孔６２０開口部、６２１円筒部、６２２天板部、６２３フランジ部、６２４凸部、６３１端子、７１１第１弧状部、７１２第２弧状部、Ａ１第１領域、Ａ２第２領域

Claims

インナーロータ型のモータであって、
上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、
前記シャフトとともに回転するロータと、
前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
前記ロータおよび前記ステータを内部に収容するケーシングと、
前記ケーシングに固定されたベアリングホルダと、
前記ベアリングホルダと前記シャフトとの間に介在する第１ベアリングと、
を有し、
前記ベアリングホルダは、
樹脂製のホルダ本体と、
前記第１ベアリングの外輪を保持する金属製のリング部材と、
を有し、
前記ホルダ本体は、前記中心軸の周囲に、
軸方向に貫通する１つまたは複数の貫通孔を有する第１弧状部と、
貫通孔の無い第２弧状部と、
を有し、
前記第１弧状部は、周方向の１／３以上の範囲を占め、
前記シャフトの上端部は、前記外輪よりも上側へ突出し、前記ケーシング内に収容され、
前記シャフトの上端部には、前記リング部材よりも上側において、回転位置検出用マグネットが、ヨークを介して設けられ、
回路基板は、前記回転位置検出用マグネットおよび前記ヨークよりも上側において、中心軸に対して垂直に配置され、
前記リング部材は、
前記外輪の外周面および前記ホルダ本体と接触する円筒部と、
前記外輪よりも上側において、前記円筒部から径方向内側へ延びる天板部と、
前記天板部の径方向内側において、前記シャフトが挿入される開口部と、
を有し、
前記天板部の上面の全面は、前記ホルダ本体から露出し、
前記第１ベアリングの前記外輪に用いられる材料の熱膨張率と、前記リング部材に用いられる材料の熱膨張率との差は、前記リング部材に用いられる材料の熱膨張率と前記ホルダ本体に用いられる材料の熱膨張率との差よりも小さい、モータ。
請求項１に記載のモータであって、
前記第１弧状部は、周方向の略半周の範囲を占めるモータ。
請求項１または請求項２に記載のモータであって、
前記第１弧状部は、複数の前記貫通孔を有するモータ。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記ベアリングホルダは、
前記ステータと電気的に接続される金属製のバスバー
をさらに有し、
前記ステータから引き出された導線が、前記第１弧状部の前記貫通孔を通って、前記バスバーに接続されるモータ。
請求項４に記載のモータであって、
前記バスバーは、前記ステータに供給される三相交流の各相の電流を流す端子を、複数組有し、
前記貫通孔は、前記複数組の端子の下方に位置するモータ。
一部が液体環境下に配置される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記ケーシングと前記シャフトとの間に介在する第２ベアリング
をさらに有し、
前記第１ベアリングは、前記ステータよりも上側に位置し、
前記第２ベアリングは、前記ステータよりも下側に位置し、
前記ケーシングは、気体環境の第１領域と、前記第１領域よりも下側に位置する液体環境の第２領域と、に跨がって配置されるモータ。
請求項６に記載のモータであって、
前記モータの動作時における前記第１領域の前記気体の温度は、前記第２領域の前記液体の温度よりも低いモータ。
請求項６または請求項７に記載のモータであって、
前記シャフトは、前記ケーシングから前記第２領域へ向けて突出するモータ。
請求項８に記載のモータであって、
前記第２ベアリングの軸方向の寸法は、前記第１ベアリングの軸方向の寸法よりも大きく、
前記第２ベアリングの径方向の寸法は、前記第１ベアリングの径方向の寸法よりも大きいモータ。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記ベアリングホルダは、前記リング部材をインサート部品とする樹脂成型品であるモータ。
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記第１ベアリングの内輪は、前記シャフトに固定され、
前記第１ベアリングの前記外輪は、前記ベアリングホルダに対して軸方向に移動可能であり、
前記第１ベアリングの前記外輪と前記ベアリングホルダとの間に介在する予圧ばねをさらに有するモータ。
請求項１１に記載のモータであって、
前記予圧ばねは、前記外輪と前記天板部との間に介在するモータ。
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記リング部材は、
前記ホルダ本体と軸方向に接触する軸方向接触面を有するモータ。
請求項１３に記載のモータであって、
前記リング部材は、
径方向外側へ突出するフランジ部をさらに有し、
前記フランジ部の上面および下面の少なくとも一方が、前記軸方向接触面であるモータ。
請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記リング部材は、
前記ホルダ本体と周方向に接触する周方向接触面
を有するモータ。
請求項１５に記載のモータであって、
前記リング部材は、
周方向の一部分において径方向外側へ突出する凸部または周方向の一部分において径方向内側へ凹む凹部を有し、
前記凸部または前記凹部が、前記周方向接触面を有するモータ。