DE102008058433B4

DE102008058433B4 - Bürstenloser Motor und Herstellungsverfahren desselben

Info

Publication number: DE102008058433B4
Application number: DE102008058433.9A
Authority: DE
Inventors: Yoshimichi Sahara; Masato Ooishi; Tatsuya Kawei; Bungo Mizutani
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2028-11-22
Also published as: CN102723820A; FR2925239A1; CN102723820B; JP5064992B2; FR2925239B1; DE102008058433A1; US7859155B2; JP2009148056A; CN101459360A; CN101459360B; US20100299912A1; US20090152967A1; US7800267B2; DE102008058433B8

Abstract

Bürstenloser Motor mit: einer Motorwelle (12), die stationär gehalten ist und sich zwischen einer ersten axialen Seite (Z1) und einer zweiten axialen Seite (Z2) erstreckt; einem Rotor (14), der um die Motorwelle (12) drehbar ist und einen allgemein zylindrischen Lagerhalter (36) aufweist, der auf einer radial äußeren Seite der Motorwelle (12) platziert ist und sich in einer axialen Richtung der Motorwelle (12) erstreckt; einem Mittelstück (16), das auf der zweiten axialen Seite (Z2) der Motorwelle (12) platziert ist und folgende Merkmale aufweist: einen Motorwellenhalter (54), der koaxial zu dem Lagerhalter (36) ist und die Motorwelle (12) fest hält; eine axiale Wand (58), die radial außerhalb des Motorwellenhalters (54) und des Lagerhalters (36) platziert ist und von dem Lagerhalter (36) durch einen Zwischenraum (60) radial beabstandet ist, wobei sich die axiale Wand (58) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) erstreckt und eine axiale Ausdehnung der axialen Wand (58) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) mindestens teilweise mit einer axialen Ausdehnung des Lagerhalters (36) überlappt; und eine Verbindungswand (62), die zwischen dem Motorwellenhalter (54) und der axialen Wand (58) auf der zweiten axialen Seite (Z2) des Lagerhalters (36) verbindend angeordnet ist, wobei eine Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen (64) die Verbindungswand (62) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) axial durchdringt; wobei der bürstenlose Motor zudem aufweist: ein erstes Kugellager (44), das in einem Innern des Lagerhalters (36) aufgenommen ist und einen inneren Laufring (44A), der die Motorwelle (12) aufnimmt, und einen äußeren Laufring (44B) hat, der durch einen inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) gehalten ist; ein zweites Kugellager (46), das in dem Innern des Lagerhalters (36) aufgenommen ist und von dem ersten Kugellager (44) zur zweiten axialen Seite (Z2) hin axial beabstandet ist, wobei das zweite Kugellager (46) einen inneren Laufring (46A), der die Motorwelle (12) aufnimmt, und einen äußeren Laufring (46B) hat, der durch den inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) gehalten ist; eine Drückeinrichtung (48, 50) zum Drücken des inneren Laufrings (44A) des ersten Kugellagers (44) weg von ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen bürstenlosen Motor und ein Herstellungsverfahren für denselben.
Bei einem vorher bekannten Typ eines bürstenlosen Motors ist ein Rotor bezüglich einer Motorwelle durch zwei Kugellager drehbar getragen (siehe beispielsweise die JP H08-47 199 A ). Die JP H08-47 199 A offenbart einen Spindelmotor. Bei dem Fall der JP H08-47 199 A ist in einem Rotor ein allgemein zylindrischer Lagerhalter gebildet, und in einem Innern des Lagerhalters sind zwei Kugellager aufgenommen, derart, dass die Kugellager in einer axialen Richtung einer stationären Welle voneinander beabstandet sind. Der Rotor ist durch die Kugellager bezüglich der stationären Welle, die durch eine Halterung gehalten ist, auf eine drehbare Art und Weise getragen.
Bei dem Fall der JP H08-47 199 A ist jedoch der Lagerhalter radial innerhalb des Stators, um den Wicklungen (die als Heizelemente wirken) gewickelt sind, platziert. Somit kann die Wärme von dem Stator ohne weiteres zu den Kugellagern, die in dem Innern des Lagerhalters aufgenommen sind, geleitet werden. Dadurch müssen die Kugellager hoch wärmebeständig sein, so dass ein Aufwand für den bürstenlosen Motor unvorteilhaft erhöht ist.
Ferner sind bei dem Fall der JP H08-47 199 A zwei Abschnitte mit einem großen Durchmesser (Abschnitte mit einem erhöhten Durchmesser) jeweils an zwei axial entgegengesetzten Enden einer Innenbohrung des Lagerhalters vorgesehen, um die Kugellager jeweils zu halten. Somit muss, um die Kugellager in der gleichen gemeinsamen Richtung einzubauen, der Rotor nach einem Einbau eines der Kugellager in den Lagerhalter vor einem Einbau des anderen Kugellagers in den Lagerhalter umgedreht werden. Daher ist die Arbeitseffizienz reduziert, und der Aufwand ist erhöht.
Die US 5 909 339 A (nächstliegender Stand der Technik gemäß Prüfungsverfahren) betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Luft in einem Festplattenlaufwerk, indem die Luft in dem oberen und unteren Abschnitt der Platte gesammelt und durch die Luftausstoßposition nach außen abgeführt wird, um einen optimalen Zustand des Luftraums aufrechtzuerhalten. und um die Fehlerrate des Festplattenlaufwerks zu verringern. Es wird eine Luftreinigungsvorrichtung zur Verwendung in einem Festplattenlaufwerk bereitgestellt, die einen Spindelmotor mit einem Stator, Rotor und Drehwelle, sowie eine Vielzahl von an einem Umfang des Rotors des Spindelmotors angebrachten Platten umfasst. Wobei die Luftreinigungsvorrichtung einen oberen Luftführungsmechanismus, der an einer oberen Seite des Rotors vorgesehen ist, um Luft zu einer Mitte des Rotors zu sammeln, wenn sich der Rotor dreht, einen unteren Luftführungsmechanismus, der an einer unteren Seite des Rotors vorgesehen ist, zum Sammeln von Luft zu einem Zentrum des Rotors, wenn sich der Rotor dreht, und einen Luftauslaßabschnitt umfasst, der sich von dem Umfang der Drehwelle zu einer unteren Außenseite für die Drehwelle erstreckt, um die gesammelte Luft zu der unteren Seite der Drehwelle abzuführen.
Weiterer Stand der Technik ist in DE 600 02 401 T2 , DE 10 2005 010 459 A1 , US 6 362 931 B2 , DE 101 61 366 A1 , US 5 808 388 A , DE 201 18 099 U1 , EP 0 905 865 A2 , US 5 880 543 A und US 2007/0 216 239 A1 offenbart.
Die vorliegende Erfindung wendet sich den vorhergehenden Nachteilen zu. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Motor und ein Herstellungsverfahren desselben zu schaffen, die eine Aufwandsreduzierung ermöglichen, so dass der Motor einfach hergestellt werden kann und zudem seine Lebensdauer erhöht ist.
Die Aufgabe wird durch einen Motor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, weist ein erfindungsgemäßer bürstenloser Motor eine Motorwelle, einen Rotor und ein Mittelstück auf. Die Motorwelle ist stationär gehalten und erstreckt sich zwischen einer ersten axialen Seite und einer zweiten axialen Seite. Der Rotor ist um die Motorwelle drehbar und weist einen allgemein zylindrischen Lagerhalter auf, der auf einer radial äußeren Seite der Motorwelle platziert ist und sich in einer axialen Richtung der Motorwelle erstreckt. Das Mittelstück ist auf der zweiten axialen Seite des Rotors platziert und weist einen Motorwellenhalter, eine axiale Wand und eine Verbindungswand auf. Der Motorwellenhalter ist koaxial zu dem Lagerhalter und hält die Motorwelle fest. Die axiale Wand ist radial außerhalb des Motorwellenhalters und des Lagerhalters platziert und ist von dem Lagerhalter durch einen Zwischenraum radial beabstandet. Die axiale Wand erstreckt sich in der axialen Richtung der Motorwelle, und eine axiale Ausdehnung der axialen Wand überlappt mindestens teilweise mit einer axialen Ausdehnung des Lagerhalters in der axialen Richtung der Motorwelle. Die Verbindungswand ist zwischen dem Motorwellenhalter und der axialen Wand auf der zweiten axialen Seite des Lagerhalters verbindend angeordnet. Eine Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen durchdringt die Verbindungswand axial in der axialen Richtung der Motorwelle. Das erste Kugellager ist in einem Innern des Lagerhalters aufgenommen und hat einen inneren Laufring, der die Motorwelle aufnimmt, und einen äußeren Laufring, der durch einen inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters gehalten ist. Das zweite Kugellager ist in dem Innern des Lagerhalters aufgenommen und ist von dem ersten Kugellager auf der zweiten axialen Seite desselben axial beabstandet. Das zweite Kugellager hat einen inneren Laufring, der die Motorwelle aufnimmt, und einen äußeren Laufring, der durch den inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters gehalten ist. Der Stator ist durch die axiale Wand des Mittelstücks fest gehalten und erzeugt bei einer Erregung des Stators ein Drehmagnetfeld, um den Rotor zu drehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ein zweites Kugellager von einer ersten axialen Seite hin zu einer zweiten axialen Seite durch eine Öffnung eines Lagerhalters eines Rotors in ein Inneres des Lagerhalters eingebaut, so dass ein äußerer Laufring des zweiten Kugellagers an einen inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters pressgepasst wird. Ferner wird nach dem Einbauen des zweiten Kugellagers ein erstes Kugellager von der ersten axialen Seite hin zu der zweiten axialen Seite durch die Öffnung des Lagerhalters in das Innere des Lagerhalters des Rotors eingebaut, so dass ein äußerer Laufring des ersten Kugellagers an den inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters pressgepasst wird und von dem äußeren Laufring des zweiten Kugellagers axial beabstandet ist.
Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen derselben am besten anhand der folgenden Beschreibung, der angefügten Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden. Es zeigen:
1 eine Draufsicht eines bürstenlosen Motors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
3 eine Unteransicht des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
4 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
5 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
6 eine Teilquerschnittsdraufsicht des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
7 eine Unteransicht eines Mittelstücks des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels;
8A bis 8E schematische Diagramme, die eine Zusammenbauprozedur des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigen;
9 eine perspektivische Teilansicht, die eine Zusammenbauarbeit des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigt;
10 eine Teilquerschnittsansicht, die die Zusammenbauarbeit des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigt;
11 eine Teilquerschnittsansicht, die die Zusammenbauarbeit des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigt;
12 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Modifikation des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigt;
13 eine schematische Querschnittsansicht, die eine andere Modifikation des bürstenlosen Motors des Ausführungsbeispiels zeigt;
14 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines ersten Vergleichsbeispiels des bürstenlosen Motors;
15A bis 15F schematische Diagramme, die eine Zusammenbauprozedur des ersten Vergleichsbeispiels des bürstenlosen Motors zeigen;
16 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines zweiten Vergleichsbeispiels des bürstenlosen Motors; und
17A bis 17F schematische Diagramme, die eine Zusammenbauprozedur des zweiten Vergleichsbeispiels des bürstenlosen Motors zeigen.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird ein bürstenloser Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 bis 7 zeigen einen Aufbau des bürstenlosen Motors 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Der bürstenlose Motor 10 ist als beispielsweise ein Lüftermotor eines Fahrzeugs (z. B. eines Automobils), der verwendet wird, um einen Kühler des Fahrzeugs zu kühlen, geeignet. Der bürstenlose Motor 10 weist eine Motorwelle 12, einen Rotor 14, ein Mittelstück 16, einen Stator 18, eine Steuerungseinheit 20 und eine Wärmesenke 22 auf.
Wie in 4 gezeigt, weist der Rotor 14 ein Rotorgehäuse 24 und eine Mehrzahl von Rotormagneten 26 auf. Das Rotorgehäuse 24 ist aus Metall (z. B. Eisen) hergestellt und ist durch ein Druckgussverfahren, ein Pressbearbeitungsverfahren oder dergleichen einstückig in einen allgemein zylindrischen becherförmigen Körper gebildet. Genauer gesagt, das Rotorgehäuse 24 weist einen allgemein zylindrischen Abschnitt 28 und einen Bodenabschnitt 30 auf. Die Magneten 26 sind an einer inneren peripheren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 28 befestigt, derart, dass die Magneten 26 nacheinander in einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 28 angeordnet sind. Ein Gebläselüfter 32 ist in das Rotorgehäuse 24 einstückig drehbar eingebaut. Eine Mehrzahl von Kühlluftauslassöffnungen 34 ist in dem Bodenabschnitt 30 des Rotorgehäuses 24 gebildet.
Bei einem Mittelteil des Bodenabschnitts 30 des Rotorgehäuses 24 erstreckt sich ein allgemein zylindrischer Lagerhalter 36 in einer axialen Richtung der Motorwelle 12 bei einem Ort radial außerhalb der Motorwelle 12. Der Lagerhalter 36 hat eine Öffnung 38 auf einer axialen Seite (einer Z1-Seite) der Motorwelle 12 und einen Bodenabschnitt 40 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) der Motorwelle 12. Auf die eine axiale Seite (die Z1-Seite) und die andere axiale Seite (die Z2-Seite) kann auch als eine erste axiale Seite bzw. eine zweite axiale Seite Bezug genommen sein.
Wie in 5 gezeigt, trägt der Bodenabschnitt 40 einen äußeren Laufring 46B eines zweiten Kugellagers 46, das im Folgenden detailliert beschrieben wird, von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite). Ein Durchgangsloch 42 erstreckt sich durch einen Mittelteil des Bodenabschnitts 40 in der axialen Richtung der Motorwelle 12. Ein erstes Kugellager 44, das zweite Kugellager 46, eine Buchse 48 und eine Feder (z. B. eine Schraubenfeder) 50 sind dem Innern des Lagerhalters 36 aufgenommen.
Das erste Kugellager 44 weist einen inneren Laufring 44A und einen äußeren Laufring 44B auf. Ein Endabschnitt der Motorwelle 12 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) ist durch den inneren Laufring 44A aufgenommen, und der äußere Laufring 44B ist an eine innere periphere Oberfläche (einen inneren peripheren Abschnitt) des Lagerhalters 36 pressgepasst.
Das zweite Kugellager 46 ist von dem ersten Kugellager 44 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) der Motorwelle 12 beabstandet und weist einen inneren Laufring 46A und den äußeren Laufring 46B auf. Der andere Endabschnitt der Motorwelle 12 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) ist durch den inneren Laufring 46A aufgenommen, und der äußere Laufring 46B ist an die innere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 pressgepasst.
Die Buchse 48 ist in dem Lagerhalter 36 aufgenommen, um den inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) der Motorwelle 12 zu tragen. Ferner ist die Motorwelle 12 in die Buchse 48 pressgepasst.
Die Feder 50 ist zwischen der Buchse 48 und dem ersten Kugellager 44 angeordnet und drückt den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 weg von dem inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite). Wie durch einen Pfeil P in 5 angezeigt, ist an den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 und den äußeren Laufring 46B des zweiten Kugellagers 46 eine Vorspannung hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) der Motorwelle 12 angelegt.
Ferner hat das Innere, d. h. die Innenbohrung des Lagerhalters 36, eine allgemein konstante Querschnittsfläche in der axialen Richtung der Motorwelle 12. Genauer gesagt, ein Innendurchmesser des Innern des Lagerhalters 36 ist von der Öffnung 38 zu dem Bodenabschnitt 40 allgemein konstant. Dadurch lässt der Lagerhalter 36 einen Einbau des ersten Kugellagers 44, des zweiten Kugellagers 46, der Buchse 48 und der Feder 50 in das Innere des Lagerhalters 36 durch die Öffnung 38 des Lagerhalters 36 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) der Motorwelle 12 zu.
Das Mittelstück 16 ist aus Metall (z. B. Eisen) hergestellt und ist durch beispielsweise ein Druckgussverfahren einstückig gebildet. Das Mittelstück 16 ist auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) der Motorwelle 12 bezüglich des Rotors 14 platziert, wie in 4 gezeigt ist. Das Mittelstück 16 weist einen allgemein planaren Hauptkörper 52 auf, der sich in einer radialen Richtung der Motorwelle 12 erstreckt. Ein allgemein zylindrischer Motorwellenhalter 54 springt von einem Mittelteil des Hauptkörpers 52 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) vor.
Ein Halteloch 56 ist in dem Motorwellenhalter 54 gebildet und erstreckt sich koaxial zu dem Durchgangsloch 42. Der andere Endabschnitt der Motorwelle 12 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) ist in das Halteloch 56 pressgepasst und ist in demselben gehalten. Wie in 5 gezeigt, trägt ein Endteil des Motorwellenhalters 54, der sich auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) befindet, den inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 durch das Durchgangsloch 42 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite).
Ferner hat der Hauptkörper 52 eine axiale Wand 58, die den Lagerhalter 36 bei einem radial Äußeren des Lagerhalters 36 umgibt und hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) axial vorspringt. Die axiale Wand 58 bildet bezüglich des Lagerhalters 36 einen Zwischenraum 60. Ferner ist die axiale Wand 58 mit einem Teil des Lagerhalters 36 auf der anderen axialen Endseite (der Z2-Seite) der Motorwelle 12 axial überlappt, das heißt, eine axiale Ausdehnung der axialen Wand 58 überlappt teilweise mit einer axialen Ausdehnung des Lagerhalters 36 (wodurch die axiale Wand 58 eine überlappende Länge L hat).
Der Hauptkörper 52 hat ferner eine Verbindungswand 62, die zwischen einem Teil des Motorwellenhalters 54 und einem Teil der axialen Wand 58 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) des Lagerhalters 36 verbindend angeordnet ist. Eine Mehrzahl (drei in diesem Fall) von Kühllufteinlasslöchern 64 erstreckt sich durch die Verbindungswand 62 in der axialen Richtung der Motorwelle 12. Die Kühllufteinlasslöcher 64 sind nacheinander in allgemein gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet. Die Kühllufteinlasslöcher 64 sind an Orten vorgesehen, die mit dem Bodenabschnitt 40 in der radialen Richtung der Motorwelle 12 überlappen. Das heißt, eine radiale Ausdehnung von jeder der Kühllufteinlassöffnungen 64 überlappt mindestens teilweise mit einer radialen Ausdehnung des Bodenabschnitts 40 des Lagerhalters 36 in der radialen Richtung der Motorwelle 12. Mit anderen Worten, mindestens ein Abschnitt jedes Kühllufteinlasslochs 64 ist mit dem Bodenabschnitt 40 in einer Richtung parallel zu der axialen Richtung der Motorwelle 12 ausgerichtet.
Ferner hat der Hauptkörper 52, wie in 4 gezeigt, einen peripheren Abschnitt 66 auf einer äußeren Seite der Verbindungswand 62 in der radialen Richtung der Motorwelle 12. Der periphere Abschnitt 66 hat eine Mehrzahl von Wicklungskühllöchern 68, die sich durch den peripheren Abschnitt 66 in der axialen Richtung der Motorwelle 12 erstrecken und nacheinander in der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet sind. Die Wicklungskühllöcher 68 sind an Orten platziert, die jeweils mit den entsprechenden Schlitzen 80 eines Statorkerns 70 (der im Folgenden detaillierter beschrieben ist) in der radialen Richtung der Motorwelle 12 überlappen. Das heißt, mindestens ein Abschnitt jedes Wicklungskühllochs 68 ist mit dem entsprechenden Schlitz 80 in einer Richtung parallel zu der axialen Richtung der Motorwelle 12 ausgerichtet.
Der Stator 18 weist den Statorkern 70, einen Isolator 72 und Wicklungen 74 auf. Der Statorkern 70 ist in einen ringförmigen Körper konfiguriert und hat einen inneren peripheren Abschnitt. Wenn der innere periphere Abschnitt des Statorkerns 70 an einen äußeren peripheren Abschnitt der axialen Wand 58 pressgepasst ist, ist der Statorkern 70 einstückig mit dem Mittelstück 16 zusammengebaut. Ein Kommunikationskanal 76 ist zwischen dem Statorkern 70 und dem Wellenhalteabschnitt 36 in der radialen Richtung der Motorwelle 12 definiert und kommuniziert mit dem Zwischenraum 60.
Der Kommunikationskanal 76 erstreckt sich in der axialen Richtung der Motorwelle 12 und ist auf der entgegengesetzten Seite des Kommunikationskanals 76, die dem Zwischenraum 60 axial entgegengesetzt ist, hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in dem Stator 18 geöffnet.
Die Wicklungen 74 sind durch den Isolator 72 um die entsprechenden Zähne 78 des Statorkerns 70 gewickelt und sind mit einer Steuerungsschaltung 82, die im Folgenden beschrieben ist, elektrisch verbunden. Der Stator 18 erzeugt bei einer Erregung der Wicklungen 74 ein Drehmagnetfeld, um den Rotor 14 gemäß einem Steuerungssignal, das von der Steuerungsschaltung 82 empfangen wird, zu drehen.
Die Steuerungseinheit 20 weist die Steuerungsschaltung 82 und einen Einheitsmantel 84 auf. Wie in 2 gezeigt, ist die Wärmesenke 22 einstückig in die Steuerungsschaltung 82 eingebaut. Ferner ist, wie in 3 und 4 gezeigt, eine Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen 86 in dem Einheitsmantel 84 gebildet.
Als Nächstes wird das Herstellen (das Zusammenbauen) des bürstenlosen Motors 10, der den vorhergehenden Aufbau hat, beschrieben.
8A bis 8E zeigen eine Zusammenbauprozedur des bürstenlosen Motors 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird, wie in 8A gezeigt, der Stator 18 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) an die axiale Wand 58 gebaut, so dass der Stator 18 durch die axiale Wand 58 gehalten wird.
Als Nächstes wird, wie in 8B gezeigt, die Motorwelle 12 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in den Motorwellenhalter 54 eingebaut und wird dadurch in dem Motorwellenhalter 54 gehalten.
Wie in 8C gezeigt, wird das zweite Kugellager 46 durch die Öffnung 38 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das Innere des Lagerhalters 36 eingeführt, so dass der äußere Laufring 46B des zweiten Kugellagers 46 durch die innere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 gehalten wird. Ferner wird die Motorwelle 12 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) durch den inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 eingeführt, bis der innere Laufring 46A den Motorwellenhalter 54 berührt.
Als Nächstes werden, wie in 8D gezeigt, die Buchse 48 und die Feder 50 durch die Öffnung 38 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das Innere des Lagerhalters 36 aufgenommen. Zu dieser Zeit wird ferner die Motorwelle 12 an die innere periphere Oberfläche der Buchse 48 pressgepasst. Die Buchse 48 und die Feder 50 dienen als eine Drückeinrichtung.
Wie in 8E gezeigt, wird das erste Kugellager 44 durch die Öffnung 38 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das Innere des Lagerhalters 36 eingeführt, so dass der äußere Laufring 44B des ersten Kugellagers 44 durch die innere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 gehalten wird. Ferner wird der eine Endabschnitt der Motorwelle 12 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 eingeführt.
Hier zeigen 9 bis 11 Details dieses Zusammenbauschritts des ersten Kugellagers. Genauer gesagt, bei dem Zusammenbauschritt des ersten Kugellagers werden, wie in 9 und 10 gezeigt, drei Vorsprünge 88a einer Einspannvorrichtung 88 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) jeweils axial in die drei Kühllufteinlasslöcher 64 eingeführt, so dass distale Enden der Vorsprünge 88a der Einspannvorrichtung 88 den Bodenabschnitt 40 berühren, um den Bodenabschnitt 40 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) zu tragen.
Wie in 10 und 11 gezeigt, wird in dem Zustand, in dem die Vorsprünge 88a der Einspannvorrichtung 88 den Bodenabschnitt 40 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) axial tragen, das erste Kugellager 44 durch die Öffnung 38 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das Innere des Lagerhalters 36 eingeführt. Dadurch wird der äußere Laufring 44B des ersten Kugellagers 44 durch die innere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 gehalten, und der eine Endabschnitt der Motorwelle 12 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) wird in den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 eingeführt.
Wie im Vorhergehenden erörtert, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel bei dem Zusammenbauschritt des ersten Kugellagers 44 die Einspannvorrichtung 88 verwendet, um zu der Zeit eines Presspassens des ersten Kugellagers 44 in den Lagerhalter 36 die Motorwelle 12 in den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 einzuführen, so dass beispielsweise eine Verformung des anderen Teils (z. B. des Bodenabschnitts 30) des Rotors 14 vorteilhaft begrenzt werden kann.
Als Nächstes werden die Steuerungseinheit 20 und die Wärmesenke 22, die in 1 bis 4 gezeigt sind, in das Mittelstück 16 eingebaut. Auf diese Weise wird das Zusammenbauen des bürstenlosen Motors 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels abgeschlossen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel liefert folgende Vorteile.
Bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels können das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 durch die Öffnung 38 von der gemeinsamen Seite, d. h. von der einen axialen Seite (der Z1-Seite), ohne weiteres in das Innere des Lagerhalters 36 eingebaut werden. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, zu der Zeit eines Einbauens des ersten Kugellagers 44 und des zweiten Kugellagers 46 in den Lagerhalter 36 den Rotor 14 umzudrehen. Daher kann die Arbeitseffizienz verbessert werden und der Aufwand reduziert werden.
Ferner werden bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Vorsprünge 88a der Einspannvorrichtung 88 jeweils von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) in die entsprechenden Kühllufteinlasslöcher 64 eingeführt, so dass die distalen Enden der Vorsprünge 88a der Einspannvorrichtung 88 den Bodenabschnitt 40 berühren. Auf diese Weise kann der Bodenabschnitt 40 mit den Vorsprüngen 88a der Einspannvorrichtung 88 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) axial getragen werden. In diesem Zustand wird ferner das erste Kugellager 44 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die Öffnung 38 in das Innere des Lagerhalters 36 eingeführt, so dass der äußere Laufring 44B des ersten Kugellagers 44 durch die innere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 gehalten wird, und der eine Endabschnitt der Motorwelle 12 wird auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 eingeführt.
Auf diese Weise ist es möglich, zu der Zeit eines Einführens des ersten Kugellagers 44 in den Lagerhalter 36 die Bearbeitungsfähigkeit zu verbessern. Daher kann die Arbeitseffizienz verbessert werden und der Aufwand reduziert werden.
Ferner werden bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Buchse 48 und die Feder 50 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in der Richtung, die die gemeinsame Richtung ist, die die gleiche wie die Einbaurichtung des ersten Kugellagers 44 und des zweiten Kugellagers 46 in das Innere des Lagerhalters 36 ist, durch die Öffnung 38 in das Innere des Lagerhalters 36 eingebaut. Daher ist es nicht erforderlich, den Rotor 14 umzudrehen, um die Buchse 48 und die Feder 50 in den Lagerhalter 36 einzubauen. Auf diese Weise kann die Arbeitseffizienz verbessert werden und der Aufwand reduziert werden.
Wie im Vorhergehenden erörtert, ermöglicht der bürstenlose Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Aufwandsreduzierung, so dass es möglich ist, dem Markt einen kostengünstigen Fahrzeuglüftermotor zu liefern.
Um ein klares Verständnis der Vorteile des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu liefern, werden nun Vergleichsbeispiele beschrieben.
14 zeigt eine Querschnittsansicht eines bürstenlosen Motors 110 eines ersten nicht veröffentlichten Vergleichsbeispiels, und 15A bis 15F zeigen eine Zusammenbauprozedur des bürstenlosen Motors 110 des ersten Vergleichsbeispiels. Ferner zeigt 16 eine Querschnittsansicht eines bürstenlosen Motors 210 eines zweiten nicht veröffentlichten Vergleichsbeispiels, und 17A bis 17F zeigen eine Zusammenbauprozedur des bürstenlosen Motors 210 des zweiten Vergleichsbeispiels.
Wie in 14 gezeigt, hat der bürstenlose Motor 110 des ersten Vergleichsbeispiels inen allgemein zylindrischen Lagerhalter 136, der bei einem Mittelteil eines Mittelstücks 116 vorgesehen ist und sich hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) axial erstreckt. Der Lagerhalter 136 ist fest in ein axiales Loch 171, das in einem Statorkern 170 gebildet ist, pressgepasst. Auf diese Weise sind das Mittelstück 116 und der Statorkern 170 einstückig befestigt.
Der Lagerhalter 136 hat einen Bodenabschnitt 140 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) und eine Öffnung 138 auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite). Ein erstes Kugellager 144, eine Buchse 148, ein zweites Kugellager 146 und eine gewellte Unterlegscheibe 147 sind in dieser Reihenfolge von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) hin zu der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) in ein Inneres des Lagerhalters 136 eingebaut. Die gewellte Unterlegscheibe 147 drückt das zweite Kugellager 146 axial weg von einer Trägerplatte 149 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite).
Die Motorwelle 112 wird durch das erste Kugellager 144 und das zweite Kugellager 146 auf eine drehbare Art und Weise bezüglich des Mittelstücks 116 getragen. Ein Rotor 114 ist an dem einen Endabschnitt der Motorwelle 112 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) befestigt, um sich einstückig mit der Motorwelle 112 zu drehen.
Der bürstenlose Motor 110 des ersten Vergleichsbeispiels wird in der Zusammenbaureihenfolge, die in 15A bis 15F gezeigt ist, zusammengebaut.
Wie in 15A gezeigt, wird das Mittelstück 116 umgedreht, um die Öffnung 138 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) zu platzieren. In diesem Zustand werden das erste Kugellager 144 und die Buchse 148 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die Öffnung 138 in das Innere des Lagerhalters 136 eingebaut.
Als Nächstes wird, wie in 15B gezeigt, das Mittelstück 116 umgedreht, um die Öffnung 138 hin zu der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) zu platzieren. In diesem Zustand wird der Stator 118 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in den Lagerhalter 136 eingebaut, so dass der Stator 118 durch den Lagerhalter 136 gehalten wird.
Dann wird, wie in 15C gezeigt, in dem Zustand, in dem der Rotor 114 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) an dem einen Endabschnitt der Motorwelle 112 befestigt ist, die Motorwelle 112 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das erste Kugellager 144 eingebaut und befestigt.
Wie in 15D gezeigt, wird das Mittelstück 116 noch einmal umgedreht, um die Öffnung 138 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) zu platzieren. In diesem Zustand wird das zweite Kugellager 146 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die Öffnung 138 in das Innere des Lagerhalters 136 eingebaut.
Wie in 15E gezeigt, wird die gewellte Unterlegscheibe 147 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die Öffnung 138 in das Innere des Lagerhalters 136 eingebaut. Ferner wird, wie in 15F gezeigt, die Trägerplatte 149 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in das Mittelstück 116 eingebaut. Dadurch wird das Zusammenbauen des bürstenlosen Motors 110 des ersten Vergleichsbeispiels abgeschlossen.
Bei dem Fall des bürstenlosen Motors 110 des ersten Vergleichsbeispiels muss der Rotor 114 mehrere Male umgedreht werden, um das erste Kugellager 144 und das zweite Kugellager 146 von der gleichen Richtung in den Lagerhalter 136 einzubauen. Daher ist die Arbeitseffizienz reduziert, und der Aufwand ist erhöht.
Ferner ist bei dem bürstenlosen Motor 110 des ersten Vergleichsbeispiels der Lagerhalter 136 radial innerhalb des Stators 118, um den die Wicklungen (die Heizelemente) gewickelt sind, platziert. Daher kann die Wärme von dem Stator 118 ohne weiteres zu dem ersten Kugellager 144 und dem zweiten Kugellager 146, die in dem Lagerhalter 136 aufgenommen sind, übertragen werden. Daher müssen das erste Kugellager 144 und das zweite Kugellager 146 hoch wärmebeständige Kugellager (z. B. Kugellager, auf die ein wärmebeständiges Schmierfett aufgebracht ist oder die wärmebehandelt sind) sein, so dass der Aufwand unvorteilhaft erhöht ist.
Ferner wird bei dem bürstenlosen Motor 110 des ersten Vergleichsbeispiels der Rotor 114 lediglich bei dem einen Endabschnitt der Motorwelle 112 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) gehalten, so dass die Länge eines Halteabschnitts der Motorwelle 112, der den Rotor 114 hält, relativ kurz wird. Dadurch kann der Rotor 114 ohne weiteres bezüglich der Motorwelle 112 gekippt werden, so dass möglicherweise ein Ungleichgewicht des Rotors 114 auftreten kann. Als ein Resultat ist eine Anpassungsarbeit zum Kompensieren des Ungleichgewichts des Rotors 114 erforderlich, so dass der Aufwand unvorteilhaft erhöht ist.
Ferner sind, wie in 16 gezeigt, bei dem bürstenlosen Motor 210 des zweiten Vergleichsbeispiels auf zwei axialen Seiten einer Innenbohrung eines Lagerhalters 236 zwei Abschnitte 237A bzw. 237B mit einem großen Durchmesser (Abschnitte mit einem erhöhten Durchmesser) gebildet. Das erste Kugellager 244 und das zweite Kugellager 246 sind in den Abschnitten 237A bzw. 237B mit einem großen Durchmesser gehalten. Der Lagerhalter 236 hat eine erste Öffnung 238A bzw. eine zweite Öffnung 238B an zwei entgegengesetzten axialen Enden des Lagerhalters 236.
Der bürstenlose Motor 210 des zweiten Vergleichsbeispiels wird in der Zusammenbaureihenfolge, die in 17A–17F gezeigt ist, zusammengebaut.
Zuerst wird, wie in 17A gezeigt, der Stator 218 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) an die axiale Wand 258 gebaut, so dass der Stator 218 durch die axiale Wand 258 gehalten wird.
Als Nächstes wird, wie in 17B gezeigt, eine Motorwelle 212 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) in den Motorwellenhalter 254 eingebaut und wird dadurch in dem Motorwellenhalter 254 gehalten.
Wie in 17C gezeigt, wird ein Rotor 214 umgedreht, um eine zweite Öffnung 238B hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) zu platzieren. In diesem Zustand wird das zweite Kugellager 246 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die zweite Öffnung 238B in das Innere des Abschnitts 237B mit einem großen Durchmesser des Lagerhalters 236 eingebaut.
Als Nächstes wird, wie in 17D gezeigt, der Rotor 214 umgedreht, um die zweite Öffnung 238B hin zu der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) zu platzieren. In diesem Zustand wird die Motorwelle 212 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) durch den inneren Laufring des zweiten Kugellagers 246 eingebaut, bis das zweite Kugellager 246 die axiale Wand 258 berührt.
Als Nächstes werden, wie in 17E gezeigt, eine Buchse 248 und eine Feder 250 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die erste Öffnung 238A in das Innere des Lagerhalters 236 aufgenommen.
Wie in 17F gezeigt, wird das erste Kugellager 244 von der einen axialen Seite (der Z1-Seite) durch die erste Öffnung 238A in das Innere des Abschnitts 237A mit einem großen Durchmesser des Lagerhalters 236 eingebaut, und der Abschnitt der Motorwelle 212 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) wird durch den inneren Laufring des ersten Kugellagers 244 eingeführt. Dadurch wird das Zusammenbauen des bürstenlosen Motors 210 des zweiten Vergleichsbeispiels abgeschlossen.
Bei dem bürstenlosen Motor 210 des zweiten Vergleichsbeispiels sind die zwei Abschnitte 237A bzw. 237B mit einem großen Durchmesser auf den zwei axialen Seiten der Innenbohrung des Lagerhalters 236 gebildet. Das erste Kugellager 244 und das zweite Kugellager 246 sind in den Abschnitten 237A bzw. 237B mit einem großen Durchmesser gehalten. Daher muss, um das erste Kugellager 244 und das zweite Kugellager 246 in der gemeinsamen Richtung in den Lagerhalter 236 einzubauen, der Rotor 214 nach dem Einbau des zweiten Kugellagers 246 in den Lagerhalter 236 vor dem Einbau des ersten Kugellagers 244 in den Lagerhalter 236 umgedreht werden. Daher ist die Arbeitseffizienz reduziert, und der Aufwand ist erhöht.
Ferner ist bei dem bürstenlosen Motor 210 des zweiten Vergleichsbeispiels der Lagerhalter 236 radial innerhalb des Stators 218, um den die Wicklungen (die als die Heizelemente dienen) gewickelt sind, platziert. Daher kann die Wärme von dem Stator 218 ohne weiteres zu dem ersten Kugellager 244 und dem zweiten Kugellager 246, die in dem Lagerhalter 236 aufgenommen sind, übertragen werden. Daher müssen das erste Kugellager 244 und das zweite Kugellager 246 hoch wärmebeständig sein, wodurch der erhöhte Aufwand resultiert.
Anders als das vorhergehende erste und zweite Vergleichsbeispiel erfordert der bürstenlose Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kein Umdrehen des Rotors 14 zu der Zeit eines Einbauens des ersten Kugellagers 44 und des zweiten Kugellagers 46 in den Lagerhalter 36. Daher kann die Arbeitseffizienz verbessert werden und der Aufwand reduziert werden.
Ferner durchdringen bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kühllufteinlasslöcher 64 die Verbindungswand 62, die auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) des Motorwellenhalters 54 und der axialen Wand 58 zwischen dem Motorwellenhalter 54 und der axialen Wand 58 verbindend angeordnet ist, axial. Daher wird, wie durch Pfeile A in 4 angezeigt, wenn der Gebläselüfter 32 gedreht wird, die Kühlluft von den Kühllufteinlassöffnungen 86 durch die Kühllufteinlasslöcher 64 in das Motorinnere eingebracht, und diese eingebrachte Kühlluft kann auf den Lagerhalter 36 aufgebracht werden.
Ferner ist die axiale Wand 58 radial außerhalb des Lagerhalters 36 vorgesehen, während der Zwischenraum 60 zwischen der axialen Wand 58 und dem Lagerhalter 36 angeordnet ist. Die axiale Wand 58 erstreckt sich in der axialen Richtung der Motorwelle 12, derart, dass die axiale Wand 58 mit dem Teil des Lagerhalters 36, der sich auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) befindet, in der axialen Richtung der Motorwelle 12 überlappt. Daher kann die Kühlluft, die durch die Kühllufteinlasslöcher 64 eingebracht wird, durch die axiale Wand 58 entlang der äußeren peripheren Oberfläche des Lagerhalters 36 geleitet werden.
Auf diese Weise können das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46, die in dem Lagerhalter 36 aufgenommen sind, wirksam gekühlt werden, so dass es nicht erforderlich ist, die hoch wärmebeständigen Kugellager als das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 zu verwenden. Dadurch kann der Aufwand reduziert werden.
Ferner kann bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie durch die Pfeile A in 4 angezeigt, die Kühlluft, die durch die Kühllufteinlasslöcher 64 eingebracht wird, von dem Zwischenraum 60 durch den Kommunikationskanal 76 zu der Seite des Stators 18 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) entladen werden. Auf diese Weise kann die äußere periphere Oberfläche des Lagerhalters 36 entlang der axialen Richtung der Kühlluft ausgesetzt werden. Dadurch können das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46, die in dem Innern des Lagerhalters 36 aufgenommen sind, weiter gekühlt werden.
Ferner sind bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 derart in dem Lagerhalter 36 aufgenommen, dass das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 in der axialen Richtung der Motorwelle 12 voneinander beabstandet sind. Daher ist es möglich, die relativ lange Entfernung zwischen dem ersten Kugellager 44 und dem zweiten Kugellager 46 zu haben, die den Rotor 14 auf die drehbare Art und Weise bezüglich der Motorwelle 12 tragen. Als ein Resultat kann das wünschenswertere Drehgleichgewicht des Rotors 14 bezüglich der Motorwelle 12 erreicht werden. Es ist somit möglich, die Anpassungsarbeit zum Kompensieren des Ungleichgewichts des Rotors 14 abzuschaffen, so dass der Aufwand reduziert werden kann.
Gegenüber den vorhergehenden Vergleichsbeispielen liefert der bürstenlose Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels neben den im Vorhergehenden beschriebenen Vorteilen folgende Vorteile. Das heißt, die Wicklungskühllöcher 68 sind in dem Hauptkörper 52 des Mittelstücks 16 gebildet, so dass die Kühlluft durch die Wicklungskühllöcher 68 in das Motorinnere eingebracht werden kann. Ferner kann diese eingebrachte Kühlluft nach einem Durchgehen durch die Schlitze 80 durch die Kühlluftauslassöffnungen 34 entladen werden. Daher können die Wicklungen 74, die bei den Schlitzen 80 gewickelt sind, ebenfalls mit der Kühlluft gekühlt werden.
Ferner ist bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die innere periphere Oberfläche des Stators 18 an die äußere periphere Oberfläche der axialen Wand 58 gepasst. Somit kann beispielsweise, wie durch Pfeile B in 4 angezeigt, selbst wenn durch den axialen Zwischenraum zwischen dem Rotor 14 und dem Mittelstück 16 Wasser in das Motorinnere eindringt, das weitere Eindringen des Wassers hin zu dem radial Inneren der axialen Wand 58 begrenzt werden. Dadurch ist es möglich, das Aufbringen des Wassers auf das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 zu begrenzen. Als ein Resultat ist es nicht erforderlich, wasserbeständige Kugellager (z. B. Kugellager eines Verschlusstyps, die einen Kontaktgummi verwenden) als das erste Kugellager 44 und das zweite Kugellager 46 zu verwenden, wodurch eine Aufwandsreduzierung erlaubt wird. Ferner kann der Gleitverlust des ersten Kugellagers 44 und des zweiten Kugellagers 46 reduziert werden.
Ferner stehen bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Bodenabschnitt 30 des Rotorgehäuses 24 und ein Bodenabschnitt 33 des Gebläselüfters 32 eng miteinander in Eingriff. Dadurch ist es möglich, das Eindringen des Wassers in das Motorinnere durch den Zwischenraum zwischen dem Bodenabschnitt 30 des Rotorgehäuses 24 und dem Bodenabschnitt 33 des Gebläselüfters 32 zu begrenzen.
Bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der innere Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 durch das Ende des Motorwellenhalters 54, das sich auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) befindet, von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) getragen werden. Ferner kann der innere Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 durch die Feder 50 weg von dem inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) gedrückt werden.
Dadurch kann an den inneren Laufring 44A des ersten Kugellagers 44 und den äußeren Laufring 46B des zweiten Kugellagers 46 die Vorspannung angelegt werden. Somit ist es möglich, bei sowohl dem ersten Kugellager 44 als auch dem zweiten Kugellager 46 das Spiel (das Klappern, das Rütteln) des inneren Laufrings und des äußeren Laufrings zu begrenzen. Auf diese Weise ist es möglich, die Lebensdauer des ersten Kugellagers 44 und des zweiten Kugellagers 46 zu erhöhen.
Ferner ist bei dem bürstenlosen Motor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das zweite Kugellager 46 durch die Buchse 48 bzw. den Motorwellenhalter 54 von den entgegengesetzten axialen Seiten getragen. Daher kann, selbst wenn an das zweite Kugellager 46 durch die Motorwelle 12 relativ große Schwingungen angelegt werden, ein Anlegen einer übermäßigen Kraft an die Feder 50, die die Vorspannung anlegt, begrenzt werden. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Feder 50 erhöht werden.
Im Vorhergehenden wurde das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel begrenzt, und das vorhergehende Ausführungsbeispiel kann auf verschiedene Weisen modifiziert sein, ohne von dem Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise ist bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die axiale Wand 58 aufgebaut, um mit dem Teil des Lagerhalters 36, der sich auf der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) befindet, in der axialen Richtung der Motorwelle 12 zu überlappen. Alternativ kann die axiale Wand 58 mit der gesamten axialen Ausdehnung des Lagerhalters 36 in der axialen Richtung der Motorwelle 12 überlappt sein.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel springt beispielsweise, wie in 5 gezeigt, der Motorwellenhalter 54 von dem Mittelteil des Hauptkörpers 52 hin zu der einen axialen Seite (der Z1-Seite) vor. Dies kann wie folgt modifiziert sein.
Das heißt, bei einer Modifikation, die in 12 gezeigt ist, springt der Motorwellenhalter 54 von dem Mittelteil des Hauptkörpers 52 hin zu der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) vor.
Ferner ist eine Unterlegscheibe (ein Stopper) 55 zwischen dem Motorwellenhalter 54 und dem inneren Laufring des zweiten Kugellagers 46 angeordnet. Der Teil des Motorwellenhalters 54, der sich auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) befindet, trägt den inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 von der anderen axialen Seite (der Z2-Seite) durch die Unterlegscheibe 55.
Mit diesem Aufbau kann eine Entfernung L2 von dem ersten Kugellager 44 zu dem Hauptkörper 52 des Mittelstücks 16 bei dieser Modifikation im Vergleich zu einer Entfernung L1 von dem ersten Kugellager 44 zu dem Hauptkörper 52 des Mittelstücks 16 bei dem Fall von 5 kürzer gemacht werden (d. h. L2 < L1). Somit kann, selbst wenn durch das erste Kugellager 44 eine Biegekraft von dem Rotor 14 an die Motorwelle 12 angelegt wird, ein Biegemoment, das an den Hauptkörper 52 des Mittelstücks 16 und den Motorwellenhalter 54 angelegt wird, auf einen relativ kleinen Wert begrenzt werden. Auf diese Weise kann ein exzentrisches Laufen der Motorwelle 12 begrenzt werden.
Bei dieser Modifikation wird die Unterlegscheibe 55 verwendet. Anstelle der Unterlegscheibe 55 kann durch beispielsweise ein Kaltschmiedeverfahren ein Flansch, der der Unterlegscheibe 55 ähnlich ist, bei der Motorwelle 12 gebildet werden.
Ferner ist bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der bürstenlose Motor 10 als der Lüftermotor des Fahrzeugs verwendet. Alternativ kann der bürstenlose Motor 10 bei beliebigen anderen Anwendungen verwendet sein.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der Stator 18 vor dem Einbau der Motorwelle 12 in den Motorwellenhalter 54 an die axiale Wand 58 des Mittelstücks 16 gebaut. Alternativ kann die Motorwelle 12 vor dem Bau des Stators 18 an die axiale Wand 58 in den Motorwellenhalter 54 eingebaut werden. Ferner wird bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel das zweite Kugellager 46 nach dem Einbau der Motorwelle 12 in den Motorwellenhalter 54 in den Lagerhalter 36 eingebaut. Alternativ kann das zweite Kugellager 46 vor dem Einbau der Motorwelle 12 in den Motorwellenhalter 54 in die Motorwelle 12 und dann in den Lagerhalter 36 eingebaut werden. Ferner können die Vorsprünge 88a der Einspannvorrichtung 88 durch die Kühllufteinlassöffnungen 64 der Verbindungswand 62 des Mittelstücks 16 vor dem Einbau des Rotors 14 im Voraus eingebaut werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist das Mittelstück 16 durch das Druckgussverfahren einstückig gebildet. Alternativ, wie in 13 gezeigt, kann das Mittelstück 16 durch ein Pressbearbeitungsverfahren aus einem Metallplattenmaterial einstückig gebildet werden. Bei dem Fall der in 13 gezeigten Modifikation werden die axiale Wand 58 und der Motorwellenhalter 54 beide durch Biegen entsprechender Abschnitte des Metallplattenmaterials gebildet. Anders als bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Verbindungswand 62 auf der einen axialen Seite (der Z1-Seite) des Motorwellenhalters 54 auf einem dem Bodenabschnitt 40 des Lagerhalters 36 benachbarten Ort platziert. Um eine direkte Berührung zwischen dem Bodenabschnitt 40 des Lagerhalters 36 und der Verbindungswand 62 zu begrenzen, wird durch beispielsweise ein Kaltschmiedeverfahren ein Stopper 12a einstückig mit der Motorwelle 12 gebildet und zwischen dem inneren Laufring 46A des zweiten Kugellagers 46 und dem axialen Ende des Motorwellenhalters 54, der benachbart zu der Verbindungswand 62 platziert und einstückig mit derselben gebildet ist, angeordnet. Somit ist der Lagerhalter 36 des Rotors 14 durch einen vorbestimmten axialen Zwischenraum wirksam von der Verbindungswand 62 des Mittelstücks 16 beabstandet, um eine reibungslose Drehung des Rotors 14 zu ermöglichen. Bei dieser Modifikation ist der Stopper 12a einstückig mit der Motorwelle 12 gebildet. Alternativ kann der Stopper 12a, ähnlich wie die Unterlegscheibe 55 von 12, getrennt von der Motorwelle 12 gebildet werden und in die Motorwelle 12 eingebaut werden. Ferner kann der Motorwellenhalter 54 in 13 weiter hin zu einem Ort, an dem sich ein Massenmittelpunkt des Rotors 14 befindet, axial verlängert sein. Auf diese Weise kann die Drehung des Rotors 14 weiter stabilisiert werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sowie den Modifikationen desselben ist die Schraubenfeder 50 um die Motorwelle 12 platziert. Anstelle der Schraubenfeder kann eine Tellerfeder um die Motorwelle 12 platziert sein.

Claims

Bürstenloser Motor mit: einer Motorwelle (12), die stationär gehalten ist und sich zwischen einer ersten axialen Seite (Z1) und einer zweiten axialen Seite (Z2) erstreckt; einem Rotor (14), der um die Motorwelle (12) drehbar ist und einen allgemein zylindrischen Lagerhalter (36) aufweist, der auf einer radial äußeren Seite der Motorwelle (12) platziert ist und sich in einer axialen Richtung der Motorwelle (12) erstreckt; einem Mittelstück (16), das auf der zweiten axialen Seite (Z2) der Motorwelle (12) platziert ist und folgende Merkmale aufweist: einen Motorwellenhalter (54), der koaxial zu dem Lagerhalter (36) ist und die Motorwelle (12) fest hält; eine axiale Wand (58), die radial außerhalb des Motorwellenhalters (54) und des Lagerhalters (36) platziert ist und von dem Lagerhalter (36) durch einen Zwischenraum (60) radial beabstandet ist, wobei sich die axiale Wand (58) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) erstreckt und eine axiale Ausdehnung der axialen Wand (58) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) mindestens teilweise mit einer axialen Ausdehnung des Lagerhalters (36) überlappt; und eine Verbindungswand (62), die zwischen dem Motorwellenhalter (54) und der axialen Wand (58) auf der zweiten axialen Seite (Z2) des Lagerhalters (36) verbindend angeordnet ist, wobei eine Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen (64) die Verbindungswand (62) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) axial durchdringt; wobei der bürstenlose Motor zudem aufweist: ein erstes Kugellager (44), das in einem Innern des Lagerhalters (36) aufgenommen ist und einen inneren Laufring (44A), der die Motorwelle (12) aufnimmt, und einen äußeren Laufring (44B) hat, der durch einen inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) gehalten ist; ein zweites Kugellager (46), das in dem Innern des Lagerhalters (36) aufgenommen ist und von dem ersten Kugellager (44) zur zweiten axialen Seite (Z2) hin axial beabstandet ist, wobei das zweite Kugellager (46) einen inneren Laufring (46A), der die Motorwelle (12) aufnimmt, und einen äußeren Laufring (46B) hat, der durch den inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) gehalten ist; eine Drückeinrichtung (48, 50) zum Drücken des inneren Laufrings (44A) des ersten Kugellagers (44) weg von dem inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) hin zu der ersten axialen Seite (Z1), während die Drückeinrichtung (48, 50) den inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) von der ersten axialen Seite (Z1) abstützt; und einen Stator (18), der durch die axiale Wand (58) des Mittelstücks (16) fest gehalten ist und bei einer Erregung des Stators (18) ein Drehmagnetfeld erzeugt, um den Rotor (14) zu drehen, wobei der Lagerhalter (36) folgende Merkmale hat: eine Öffnung (38), die auf der ersten axialen Seite (Z1) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) offen ist; und einen Bodenabschnitt (40), der sich auf der zweiten axialen Seite (Z2) befindet, um den äußeren Laufring (46B) des zweiten Kugellagers (46) von der zweiten axialen Seite (Z2) her axial zu tragen, wobei sich ein Durchgangsloch (42) durch den Bodenabschnitt (40) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) axial erstreckt und koaxial zu dem Motorwellenhalter (54) ist, und der Motorwellenhalter (54) den inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) von der zweiten axialen Seite (Z2) her axial trägt, wobei der Motorwellenhalter (54) durch das Durchgangsloch (42) hindurchragt.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, bei dem der Stator (18) einen Kommunikationskanal (76) zwischen dem Stator (18) und dem Lagerhalter (36) in der radialen Richtung der Motorwelle (12) definiert, und der Kommunikationskanal (76) auf der zweiten axialen Seite (Z2) mit dem Zwischenraum (60) kommuniziert und auf der ersten axialen Seite (Z1) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) offen ist.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Lagerhalter (36) konfiguriert ist, um das erste Kugellager (44) und das zweite Kugellager (46) von der ersten axialen Seite (Z1) durch die Öffnung (38) des Lagerhalters (36) in das Innere des Lagerhalters (36) aufzunehmen.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 3, bei dem eine radiale Ausdehnung von jeder der Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen (64) in der radialen Richtung der Motorwelle (12) mindestens teilweise mit einer radialen Ausdehnung des Bodenabschnitts (40) des Lagerhalters (36) überlappt.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, bei dem die Drückeinrichtung (48, 50) folgende Merkmale aufweist: eine Buchse (48), die in dem Innern des Lagerhalters (36) aufgenommen ist und durch die Motorwelle (12) gehalten ist, wobei die Buchse (48) einen inneren peripheren Abschnitt hat, der durch die Motorwelle (12) gehalten ist, und die Buchse (48) den inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) von der ersten axialen Seite (Z1) desselben axial trägt; und eine Feder (50), die zwischen der Buchse (48) und dem ersten Kugellager (44) angeordnet ist.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Gebläselüfter (32), der an dem Rotor (14) einstückig drehbar befestigt ist, wobei der bürstenlose Motor als ein Lüftermotor eines Fahrzeugs dient.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Innere des Lagerhalters (36) entlang einer gesamten axialen Ausdehnung des Innern des Lagerhalters (36) einen konstanten Innendurchmesser hat.
Herstellungsverfahren eines bürstenlosen Motors, mit folgenden Schritten: Einbauen einer Motorwelle (12) von einer ersten axialen Seite (Z1) hin zu einer zweiten axialen Seite (Z2), derart, dass die Motorwelle (12) in einen Motorwellenhalter (54) eines Mittelstücks (16) eingebaut und durch denselben fest gehalten wird; Einbauen eines zweiten Kugellagers (46) entlang der Motorwelle (12) von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2) in ein Inneres eines Lagerhalters (36) eines Rotors (14) durch eine Öffnung (38) des Lagerhalters (36), so dass ein äußerer Laufring (46B) des zweiten Kugellagers (46) an einen inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) pressgepasst wird und zudem durch einen Bodenabschnitt (40) des Lagerhalters (36) von der zweiten axialen Seite (Z2) her axial getragen wird, und ein innerer Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) durch den Motorwellenhalter (54) von der zweiten axialen Seite (Z2) her axial getragen wird, wobei der Motorwellenhalter (54) durch ein Durchgangsloch (42) hindurchragt, das sich axial durch einen Bodenabschnitt (40) des Lagerhalters (36) erstreckt und koaxial zu dem Motorwellenhalter (54) ist; Einbauen einer Drückeinrichtung (48, 50) von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2) in das Innere des Lagerhalters (36) durch die Öffnung (38) des Lagerhalters (36) nach dem Einbauen des zweiten Kugellagers (46) und vor dem Einbauen des ersten Kugellagers (44); und Einbauen eines ersten Kugellagers (44) entlang der Motorwelle (12) von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2) in das Innere des Lagerhalters (36) des Rotors (14) durch die Öffnung (38) des Lagerhalters (36) nach dem Einbauen des zweiten Kugellagers (46) und nach dem Einbauen der Drückeinrichtung (48, 50), so dass ein äußerer Laufring (44B) des ersten Kugellagers (44) an den inneren peripheren Abschnitt des Innern des Lagerhalters (36) pressgepasst wird und von dem äußeren Laufring (46B) des zweiten Kugellagers (46) axial beabstandet ist, und ein innerer Laufring (44A) des ersten Kugellagers (44) weg von dem inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) gedrückt wird, während die Drückeinrichtung (48, 50) den inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46) von der ersten axialen Seite (Z1) her abstützt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, ferner mit einem Einbauen eines Stators (18), der bei einer Erregung des Stators (18) ein Drehmagnetfeld erzeugt, um den Rotor (14) zu drehen, von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2), derart, dass der Stator (18) an eine axiale Wand (58) des Mittelstücks (16) gebaut und durch dieselbe fest gehalten wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, ferner mit einem Einbauen des Rotors (14) von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2) über der Motorwelle (12).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem das Einbauen des zweiten Kugellagers (46) in das Innere des Lagerhalters (36) vor oder nach dem Einbauen des Rotors (14) ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, bei dem das Einbauen des zweiten Kugellagers (46) in das Innere des Lagerhalters (36) vor dem Einbauen des Rotors (14) ausgeführt wird, das Einbauen des Rotors (14) ein Aufnehmen der Motorwelle (12) durch einen inneren Laufring (46A) des zweiten Kugellagers (46), das durch den Lagerhalter (36) des Rotors (14) gehalten wird, aufweist, und das Einbauen des ersten Kugellagers (44) in das Innere des Lagerhalters (36) nach dem Einbauen des Rotors (14) ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner mit einem Inberührungbringen einer Mehrzahl von Vorsprüngen (88a) einer Einspannvorrichtung (88) mit einem Bodenabschnitt (40) des Lagerhalters (36) und einem axialen Tragen des Bodenabschnitts (40) des Lagerhalters (36) auf der zweiten axialen Seite (Z2) vor dem Einbauen des ersten Kugellagers (44).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 13, bei dem das Inberührungbringen der Mehrzahl von Vorsprüngen (88a) der Einspannvorrichtung (88) mit dem Bodenabschnitt (40) des Lagerhalters (36) ein jeweiliges Einführen der Mehrzahl von Vorsprüngen (88a) der Einspannvorrichtung (88) durch eine Mehrzahl von Kühllufteinlassöffnungen (64), die die Verbindungswand (62) in der axialen Richtung der Motorwelle (12) durchdringen, aufweist, um die Mehrzahl von Vorsprüngen (88a) der Einspannvorrichtung (88) vor dem Vornehmen des Inberührungbringens der Mehrzahl von Vorsprüngen (88a) der Einspannvorrichtung (88) mit dem Bodenabschnitt (40) des Lagerhalters (36) in Position zu platzieren.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, bei dem das Einbauen der Drückeinrichtung (48, 50) ein Einbauen einer Feder (50) als die Drückeinrichtung (48, 50) von der ersten axialen Seite (Z1) hin zu der zweiten axialen Seite (Z2) um die Motorwelle (12) aufweist.