JP2017034779A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
従来、車両等に用いられる回転電機として、例えば特許文献1及び2に開示されたものがある。
特許文献1は、外輪が保持部の軸受収容部に嵌合されると共に、内輪が回転軸に遊嵌されるボールベアリングを備えるものである。特許文献1では、センサマグネットの内輪保持部とティースワッシャとによって、内輪の回り止めを行うようになっている。
特許文献2は、回転軸の一端部にセンサマグネットを保持するホルダが設けられると共に、センサマグネットから見て回転軸の一端部とは反対側にセンサマグネットと対向して設けられる磁気センサとを備えるものである。
一方、ベアリングの内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造が知られている。
Conventionally, as a rotating electrical machine used for a vehicle or the like, for example, there are those disclosed in
On the other hand, a structure in which both the inner ring and the outer ring of the bearing are press-fitted and fixed is known.
しかしながら、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造においては、ベアリングが内側及び外側の両方から荷重を受けることによって、ボールと当接する内輪外周面及び外輪内周面(以下「ボール当接面」ということがある。)がボールに押し付けられ、ベアリングが本来の滑りを実現できなくなり、ボール当接面とボールとの間で摩擦が増大してしまい、ボール当接面が摩耗等しやすくなるため、ベアリングの長寿命化を図る上で課題があった。
特許文献1においては、外輪を嵌合し且つ内輪を遊嵌する構造(外輪を圧入とし内輪を挿入とする構造)であるため、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造と比較して、ベアリングの長寿命化を図ることはできるが、内輪の回り止め用の新たな部材が必要となるため、部品点数が増加し、部品コストを低減する上で課題があった。
特許文献2においては、回転軸の一端部にホルダを介してセンサマグネットを固定する構造であるため、内輪が回転軸に対し固定されていない場合、内輪と回転軸との間に生じる隙間により、内輪と回転軸との一体回転が阻害され、内輪と回転軸との間で摩擦が生じてしまい、内輪内周面が摩耗等しやすくなるため、ベアリングの長寿命化を図る上で課題があった。
又、前記隙間により、回転軸が径方向に動くことでセンサマグネットの位置が磁気センサに対してずれやすくなり、磁気センサの検出精度が損なわれてしまう虞があった。磁気センサの検出精度を保つためには、磁気センサの位置をセンサマグネットのずれに合わせて調整する方法があるが、磁気センサの調整工程が増加し、組付工数がかかるため、組付コストを低減する上で課題があった。
However, in the structure in which both the inner ring and the outer ring are press-fitted and fixed, the bearing receives a load from both the inner side and the outer side, whereby the inner ring outer peripheral surface and the outer ring inner peripheral surface (hereinafter referred to as “ball contact surface”) that contact the ball. ) Is pressed against the ball, the bearing cannot realize the original slip, the friction between the ball contact surface and the ball is increased, and the ball contact surface is easily worn. There was a problem in extending the life of the bearing.
In
In
In addition, due to the clearance, the rotational axis moves in the radial direction, so that the position of the sensor magnet is easily displaced with respect to the magnetic sensor, and the detection accuracy of the magnetic sensor may be impaired. In order to maintain the detection accuracy of the magnetic sensor, there is a method of adjusting the position of the magnetic sensor in accordance with the displacement of the sensor magnet. However, the adjustment process of the magnetic sensor increases and the number of assembly steps increases, so the assembly cost is reduced. There was a problem in reducing it.
そこで本発明は、センサマグネット及び磁気センサを備える回転電機において、ベアリングの長寿命化を図ると共に、部品コスト及び組付コストを低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to increase the life of a bearing in a rotating electrical machine including a sensor magnet and a magnetic sensor, and to reduce component costs and assembly costs.
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、ケース体と、前記ケース体に対して回転自在とされる回転軸と、前記回転軸の軸線方向の一端部に設けられるホルダと、前記ホルダに設けられるセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁束を検出する磁気センサと、前記回転軸に挿入される内輪及び前記ケース体に圧入される外輪を有するベアリングと、を備える回転電機において、前記回転軸に、前記内輪の前記軸線方向における位置を規制するベアリング位置規制部を設け、前記ホルダに、前記ベアリング位置規制部と共に前記内輪を前記軸線方向で挟持して前記ベアリングを固定するベアリング固定部と、前記回転軸の一端部に固定されるホルダ固定部とを設けたことを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記回転軸は、前記軸線方向に延びる軸部と、前記軸部と一体に形成されると共に、前記軸部よりも径方向外側に拡径して前記ベアリング位置規制部として機能する拡径部と、を備えることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記ホルダは、前記回転軸と同軸の円筒状をなして前記回転軸の外周を囲む筒部を備え、前記筒部の基端部は、前記ホルダ固定部として機能することを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記ホルダは、前記回転軸と同軸の円筒状をなして前記回転軸の外周を囲む筒部を備え、前記筒部の基端部は、前記ベアリング固定部として機能することを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記ホルダは、前記筒部から径方向内側に突出すると共に、前記回転軸と同軸の環状をなす環状突起を更に備えることを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記軸線方向において、前記回転軸の一端部と前記環状突起との間には、空隙部が形成されることを特徴とする。
請求項7に記載した発明は、前記ホルダ固定部は、前記回転軸の一端部に圧入固定されることを特徴とする。
請求項8に記載した発明は、前記ホルダ固定部は、前記回転軸の一端部に着脱可能に固定されることを特徴とする。
As a means for solving the above problems, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, the rotating shaft is formed integrally with the shaft portion extending in the axial direction and the shaft portion, and the diameter of the rotating shaft is increased outward in the radial direction from the shaft portion. And a diameter-expanding portion that functions as a restricting portion.
According to a third aspect of the present invention, the holder includes a cylindrical portion that is coaxial with the rotating shaft and surrounds the outer periphery of the rotating shaft, and a base end portion of the cylindrical portion serves as the holder fixing portion. It is characterized by functioning.
According to a fourth aspect of the present invention, the holder includes a cylindrical portion that is coaxial with the rotating shaft and surrounds the outer periphery of the rotating shaft, and a base end portion of the cylindrical portion serves as the bearing fixing portion. It is characterized by functioning.
The invention described in
The invention described in
The invention described in
The invention described in
請求項1に記載した発明によれば、回転軸に挿入される内輪及びケース体に圧入される外輪を有するベアリングを備えることで、ベアリングは外側のみから荷重を受けるようになり、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造と比較して、ボールと当接する内輪外周面及び外輪内周面が摩耗等しにくくなるため、ベアリングの長寿命化を図ることができる。又、回転軸に、内輪の軸線方向における位置を規制するベアリング位置規制部を設けることで、ベアリングの軸線方向における位置を規制する部材を別個に設ける必要はない。又、ホルダに、ベアリング位置規制部と共に内輪を軸線方向で挟持してベアリングを固定するベアリング固定部を設けることで、内輪の回り止め用の新たな部材を別個に設ける必要もない。そのため、部品点数が増加することはなく、部品コストを低減することができる。又、ホルダに、回転軸の一端部に固定されるホルダ固定部を設けることで、回転軸に対するホルダの位置が径方向で規制されるため、センサマグネットが回転軸に対してずれにくくなり、磁気センサの検出精度を保つことができる。そのため、磁気センサの調整工程が増加することはないため、組付工数がかかることもなく、組付コストを低減することができる。従って、ベアリングの長寿命化を図ると共に、部品コスト及び組付コストを低減することができる。又、回転軸に挿入される内輪及びケース体に圧入される外輪を有するベアリングを備えることで、ベアリングは外側のみから荷重を受けるようになり、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造と比較して、ボール当接面が摩耗等しにくくなるため、内輪と回転軸との間で摩擦が増大すること等に起因するモータ出力の低下、摩擦が増大した面が摩擦熱で発熱すること等に起因する接着剤の接着力低下等の不具合を抑止することができる。
請求項2に記載した発明によれば、回転軸が、軸線方向に延びる軸部と、軸部と一体に形成されると共に軸部よりも径方向外側に拡径してベアリング位置規制部として機能する拡径部とを備えることで、ベアリング位置規制部を別個に設ける必要はないため、部品点数が増加することはなく、部品コストを低減することができる。
請求項3に記載した発明によれば、ホルダが、回転軸と同軸の円筒状をなして回転軸の外周を囲む筒部を備え、筒部の基端部が、ホルダ固定部として機能することで、簡素な構成で回転軸の一端部にホルダを固定することができる。
請求項4に記載した発明によれば、ホルダが、回転軸と同軸の円筒状をなして回転軸の外周を囲む筒部を備え、筒部の基端部が、ベアリング固定部として機能することで、簡素な構成でベアリングを固定することができる。
請求項5に記載した発明によれば、ホルダが、筒部から径方向内側に突出すると共に、回転軸と同軸の環状をなす環状突起を更に備えることで、環状突起によってセンサマグネットを安定して保持すると共に、センサマグネットの位置決めを行うことができる。
請求項6に記載した発明によれば、軸線方向において、回転軸の一端部と環状突起との間には、空隙部が形成されることで、回転軸の一端部と環状突起とを当接させる場合と比較して、回転軸にセンサマグネットの磁束が流れることを回避することができる。又、空隙部を、回転軸に内輪を圧入するときに必要な空気の逃げ部として機能させることができる。
請求項7に記載した発明によれば、ホルダ固定部が、回転軸の一端部に圧入固定されることで、簡素な構成で回転軸に対するホルダの位置を規制することができる。又、ホルダ固定部と回転軸の一端部との間に隙間が生じないようにすることができるため、塵埃及び水等が内部に入り込むことを抑制することができる。
請求項8に記載した発明によれば、ホルダ固定部が、回転軸の一端部に着脱可能に固定されることで、ホルダ固定部を回転軸の一端部から容易に離脱することができ、メンテナンス性を向上させることができる。又、回転軸の一端部へのホルダ固定部の取付時には、ホルダ固定部と回転軸の一端部との間に隙間が生じないようにすることができるため、塵埃及び水等が内部に入り込むことを抑制することができる。
According to the first aspect of the present invention, by providing the bearing having the inner ring inserted into the rotating shaft and the outer ring press-fitted into the case body, the bearing can receive a load only from the outside. Compared to the structure in which both are press-fitted and fixed, the inner ring outer peripheral surface and the outer ring inner peripheral surface that are in contact with the ball are less likely to be worn, so that the life of the bearing can be extended. Further, by providing a bearing position restricting portion for restricting the position of the inner ring in the axial direction on the rotating shaft, it is not necessary to separately provide a member for restricting the position of the bearing in the axial direction. In addition, by providing the holder with a bearing fixing portion that clamps the inner ring in the axial direction together with the bearing position restricting portion to fix the bearing, there is no need to separately provide a new member for preventing the inner ring from rotating. Therefore, the number of parts does not increase, and the part cost can be reduced. In addition, by providing the holder with a holder fixing portion that is fixed to one end of the rotating shaft, the position of the holder with respect to the rotating shaft is regulated in the radial direction. The detection accuracy of the sensor can be maintained. Therefore, the adjustment process of the magnetic sensor does not increase, so that the number of assembling steps is not required and the assembling cost can be reduced. Therefore, it is possible to extend the life of the bearing and reduce the part cost and the assembling cost. In addition, by providing a bearing with an inner ring inserted into the rotating shaft and an outer ring press-fitted into the case body, the bearing can receive a load only from the outside. Since the ball contact surface is less likely to wear, the motor output is reduced due to increased friction between the inner ring and the rotating shaft, and the surface with increased friction generates heat due to frictional heat. Problems such as a decrease in the adhesive strength of the resulting adhesive can be suppressed.
According to the second aspect of the present invention, the rotation shaft is formed integrally with the shaft portion extending in the axial direction and expands radially outward from the shaft portion to function as a bearing position restricting portion. Since it is not necessary to provide the bearing position restricting portion separately, the number of components does not increase and the component cost can be reduced.
According to the invention described in
According to the invention described in
According to the fifth aspect of the present invention, the holder protrudes inward in the radial direction from the cylindrical portion, and further includes an annular protrusion that is coaxial with the rotation shaft, so that the sensor magnet can be stabilized by the annular protrusion. While being held, the sensor magnet can be positioned.
According to the sixth aspect of the present invention, in the axial direction, a gap is formed between the one end of the rotating shaft and the annular protrusion, so that the one end of the rotating shaft and the annular protrusion are brought into contact with each other. Compared with the case of making it, it can avoid that the magnetic flux of a sensor magnet flows into a rotating shaft. Further, the gap portion can function as an air escape portion necessary when the inner ring is press-fitted into the rotating shaft.
According to the seventh aspect of the present invention, the holder fixing portion is press-fitted and fixed to one end portion of the rotating shaft, whereby the position of the holder with respect to the rotating shaft can be regulated with a simple configuration. Moreover, since it is possible to prevent a gap from being formed between the holder fixing portion and one end portion of the rotating shaft, it is possible to suppress dust, water, and the like from entering the inside.
According to the eighth aspect of the invention, the holder fixing portion is detachably fixed to the one end portion of the rotating shaft, so that the holder fixing portion can be easily detached from the one end portion of the rotating shaft, and maintenance is performed. Can be improved. In addition, when attaching the holder fixing part to one end of the rotating shaft, it is possible to prevent a gap from being formed between the holder fixing part and one end of the rotating shaft, so that dust, water, etc. enter the inside. Can be suppressed.
<第一実施形態>
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
<回転電機全体>
図1〜図3は、第一実施形態に係る回転電機1の一例を示す。例えば、回転電機1は、工場のライン設備等の産業用ロボットに用いられる。
回転電機1は、ケース体2と、ケース体2に対して回転自在とされるロータ3と、ロータ3を回転させるための磁界を発生可能なステータ4とを備える。回転電機1は、ステータ4の内側に回転自在に設けられたロータ3を有するいわゆるインナーロータ型のブラシレスモータである。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Overall rotating electrical machine>
1 to 3 show an example of a rotating
The rotating
尚、図中符号CLはロータ3の回転軸30の軸線を示す。又、図中符号CPは回転軸30の中心を示す。以下、軸線CLに沿う方向を「ロータ軸方向」、軸線CLと直交する方向を「ロータ径方向」、軸線CL回りに周回する方向を「ロータ周方向」という。ここで、ロータ軸方向は、請求項に記載の「軸線方向」に相当する。
又、図中符号V1はロータ軸方向の一方側、符号V2はロータ軸方向の他方側をそれぞれ示す。
In the figure, reference sign CL indicates the axis of the
In the figure, reference numeral V1 indicates one side in the rotor axial direction, and reference numeral V2 indicates the other side in the rotor axial direction.
図3を参照し、回転電機1は、回転軸30の一端部に設けられるホルダ5と、ホルダ5に設けられるセンサマグネット6と、センサマグネット6の磁束を検出する磁気センサ7と、内輪及び外輪を有するベアリング8,9(第一ベアリング8及び第二ベアリング9)を更に備える。ここで、第一ベアリングは、請求項に記載の「ベアリング」に相当する。
Referring to FIG. 3, the rotating
<ケース体>
図1及び図3を併せて参照し、ケース体2は、ステータ4におけるロータ軸方向の一方側V1を覆う第一ブラケット21と、ステータ4におけるロータ軸方向の他方側V2を覆う第二ブラケット22と、ステータ4におけるロータ径方向外側を覆う円筒状のステータケース23と、磁気センサ7を覆う磁気センサカバー24とを備える。
<Case body>
1 and 3 together, the
第一ブラケット21は、円環状の本体部21aと、本体部21aの外周部からロータ軸方向の他方側V2に起立する円筒状の外周壁21bと、本体部21aの内周部からロータ軸方向の他方側V2に起立する円筒状の内周壁21cと、本体部21aの内周部から径方向内側に突出すると共に回転軸30と同軸の環状をなす環状凸部21dとを備える。
内周壁21cは、第一ブラケット21のうち、後述する外輪8bが圧入される部分である。
環状凸部21dには、回転軸30と同軸をなしてロータ軸方向に開口する開口部21hが形成される。開口部21hの直径は、ホルダ5の外径よりも大きい。
を備える。
The
The inner
The annular
Is provided.
第二ブラケット22は、円環状の本体部22aと、本体部22aの外周部からロータ軸方向の一方側V1に起立する外周壁22bと、本体部22aの内周部からロータ軸方向の一方側V1に起立する内周壁22cと、本体部22aの外周部からロータ径方向外側に突出する円環状のフランジ部22dと、本体部22aの径方向中央部からロータ軸方向の他方側V2に突出する円筒状のボス部22eとを備える。ボス部22eには、回転軸30と同軸をなしてロータ軸方向に開口する開口部22hが形成される。開口部22hの直径は、回転軸30の外径よりも大きい。
The
ステータケース23のロータ軸方向の両端部は、第一ブラケット21の外周壁21bと第二ブラケット22の外周壁22bとに挟持される。ステータケース23の径方向外側面は、各ブラケット21,22の外周部21b,22bの径方向外側面に沿うように形成される。
Both end portions of the
磁気センサカバー24は、磁気センサ7のロータ軸方向の一方側V1を覆う天板24aと、天板24aの外周部からロータ軸方向の他方側V2に起立する筒状の外周壁24bと、外周壁24bにおけるロータ軸方向の他方側V2の端部からロータ径方向外側に突出する複数(例えば本実施形態では三つ)のフランジ部24cとを備える。図2のモータ軸方向から見て、各フランジ部24cは、回転軸30の中心CPに対して三回転対称に配置される。
The
<ロータ>
図3を参照し、ロータ3は、軸線CLを形成する回転軸30と、回転軸30の径方向外側に設けられる円筒状のマグネットリング35(駆動マグネット)とを備える。ロータ3は、ステータ4が発生する磁界を受けて回転可能とされる。ロータ3は、第一ベアリング8及び第二ベアリング9を介してケース体2に回転自在に支持される。
<Rotor>
Referring to FIG. 3, the
<回転軸>
回転軸30は、ロータ軸方向に延びる軸部31と、軸部31よりも径方向外側に拡径する第一拡径部32と、第一拡径部32のロータ軸方向の他方側V2の部分に隣接すると共に第一拡径部32よりも径方向外側に拡径する第二拡径部33と、第二拡径部33のロータ軸方向の他方側V2の部分に隣接すると共に第一拡径部32よりも径方向外側に拡径し且つ第二拡径部33よりも径方向内側に縮径する第三拡径部34とを備える。各拡径部32,33,34は、軸部31と一体に形成される。ここで、第一拡径部32は、請求項に記載の「拡径部」に相当する。
軸部31(具体的には軸部31のうち第一拡径部32よりもロータ軸方向の一方側V1の部分)は、回転軸30のうち、後述する内輪8aが挿入される部分である。
<Rotating shaft>
The
The shaft portion 31 (specifically, the portion of the
<ベアリング位置規制部>
第一拡径部32は、第一ベアリング8の内輪8aのロータ軸方向における位置を規制するベアリング位置規制部32aを有する。ベアリング位置規制部32aは、第一拡径部32のロータ軸方向の一方側V1の部分であり、第一ベアリング8の内輪8aのロータ軸方向の他方側V2の端部に当接する。ベアリング位置規制部32aは、後述する内輪8aのロータ軸方向における位置を規制する。
<Bearing position restriction section>
The first
尚、第二拡径部33は、マグネットリング35を支持するマグネットリング支持部として機能する。マグネットリング35の径方向内側面は、第二拡径部33の径方向外側面に、接着剤等によって固定される。
第三拡径部34のロータ軸方向の他方側V2の部分は、第二ベアリング9の内輪のロータ軸方向の一方側V1の端部に当接する。
The second
The portion on the other side V2 in the rotor axial direction of the third
<ベアリング>
第一ベアリング8は、内輪8a及び外輪8bを備える。第一ベアリング8の内輪8aは、回転軸30の軸部31に挿入される。第一ベアリング8の外輪8bは、第一ブラケット21の内周壁21cに圧入される。本実施形態では、内輪8aを挿入とし且つ外輪8bを圧入とする。
<Bearing>
The
内輪8aのロータ軸方向の他方側V2の端部は、上述のベアリング位置規制部32aに当接する。これにより、内輪8aのロータ軸方向における位置が規制される。
外輪8bのロータ軸方向の一方側V1の端部は、環状凸部21dのロータ軸方向の他方側V2の部分に当接する。
The end portion on the other side V2 of the
The end portion on the one side V1 in the rotor axial direction of the
第二ベアリング9は、第一ベアリング8よりも大きいサイズを有する。第二ベアリング9は、第二ブラケット22の内周壁22cの径方向内側に設けられる。第二ベアリング9の内輪のロータ軸方向の一方側V1の端部は、回転軸30の第三拡径部34のロータ軸方向の他方側V2の部分に当接する。第二ベアリング9のロータ軸方向の他方側V2の端部と、第二ブラケット22の本体部22aの径方向中央部(ボス部22eのロータ軸方向の一方側V1の部分を含む)との間には、円環状のワッシャ9wが設けられる。ワッシャ9wは、ロータ周方向に沿って波打つように湾曲する。
The
<ステータ>
ステータ4は、ロータ3のマグネットリング35とロータ径方向外側に間隔を空けて配置される。図1及び図3を併せて参照し、ステータ4は、ボルト4a及びナット4bによってケース体2に固定される。例えば、磁気センサカバー24の各フランジ部24c、第一ブラケット21の本体部21a及び第二ブラケット22の本体部22aのそれぞれに形成される不図示の挿通孔に長尺のボルト4aを挿通し、挿通したボルト4aの突出端を第二ブラケット22の本体部22aの凹部内のナット4bに螺着することで、ステータ4をケース体2に固定することができる。
<Stator>
The
ステータ4は、円筒状のステータコア40と、ステータコア40のスロット40h内に設けられる絶縁性のボビン41と、ボビン41に巻装される導電性のコイル42とを備える。
The
コイル42の端末部は、ロータ軸方向の一方側V1に引き出され、第一ブラケット21の内側の空間21s(外周壁21bと内周壁21cとの間の空間)に配置される環状のプリント基板45に接続される。プリント基板45は、外部からの電力を、ハーネス46等を介してコイル42に供給する機能を有する。
The terminal portion of the
<ホルダ>
図3を参照し、ホルダ5は、回転軸30と同軸の円筒状をなして回転軸30の一端部30aを囲む筒部50と、筒部50のロータ軸方向中央部から径方向内側に突出すると共に回転軸30と同軸の円環状をなす環状突起51とを備える。回転軸30の一端部30aは、環状突起51と離反する。ロータ軸方向において、回転軸30の一端部30aと環状突起51との間には、空隙部51sが形成される。尚、環状突起51の形状は円環状に限らず、環状突起51の一部に切欠きが形成されていてもよい。
<Holder>
Referring to FIG. 3, the
<ホルダ固定部>
筒部50の基端部50a(ロータ軸方向の他方側V2の端部)は、回転軸30の一端部30aにホルダ5を固定するホルダ固定部50gを有する。ホルダ固定部50gは、筒部50の基端部50aの内周部であり、回転軸30の一端部30aの外周部に当接する。
<Holder fixing part>
The
筒部50の基端部50aは、回転軸30の一端部30aに圧入固定される。これにより、ホルダ5は、ロータ3と一体回転可能に固定される。
例えば、ホルダ5の形成材料は、非磁性を有し、且つ回転軸30(例えば鉄材)と熱膨張率の差が小さい、SUS303、SUS304及びSUS316等のオーステナイト系ステンレスを用いる。これにより、ホルダ5の圧入固定時の応力を許容すると共に、高温時における回転軸30とホルダ固定部50gとの締め代を確保することができる。尚、このような効果を奏することができれば、ホルダ5の形成材料は、上記のオーステナイト系ステンレスに限らず、他のステンレス、アルミニウム及び真鍮等を用いてもよい。
The
For example, the forming material of the
<ベアリング固定部>
筒部50の基端部50aは、第一ベアリング8を固定するベアリング固定部50tを有する。ベアリング固定部50tは、筒部50の基端部50aのロータ軸方向の他方側V2の部分であり、第一ベアリング8の内輪8aのロータ軸方向の一方側V1の端部に当接する。ベアリング固定部50tは、ベアリング位置規制部32aと共に、内輪8aをロータ軸方向で挟持して第一ベアリング8を固定する。
<Bearing fixing part>
The
<センサマグネット収容部>
筒部50の先端部50b(ロータ軸方向の一方側V1の端部)は、センサマグネット6を囲む。環状突起51の一面51f(ロータ軸方向の一方側V1の面)には、センサマグネット6が載置される。ホルダ5における筒部50の先端部50b及び環状突起51は、センサマグネット6を収容するセンサマグネット収容部52を形成する。
<Sensor magnet housing>
A
<センサマグネット>
センサマグネット6は、回転軸30と同軸の円盤状をなす。例えば、センサマグネット6の組付け手順は、ホルダ5を回転軸30の一端部30aに固定した後に、センサマグネット6をセンサマグネット収容部52に収容する手順で行う。センサマグネット6は、筒部50の先端部50bに圧入固定される。これにより、センサマグネット6は、ホルダ5と共にロータ3と一体回転可能に固定される。
<Sensor magnet>
The
センサマグネット6は、周方向において磁極が切り替わるように一対のN極着磁部及びS極着磁部(何れも不図示)を備える。センサマグネット6は、ロータ3の回転に伴って磁界を変化させる。
The
<磁気センサ>
磁気センサ7は、センサマグネット6とロータ軸方向において間隔を空けて対向配置される。磁気センサ7は、磁気センサカバー24の内側の空間24s(天板24aと外周壁24bとによって囲まれる空間)に配置される円盤状の回路基板70の径方向中央部に設けられる。回路基板70は、ハーネス71等を介して不図示の外部電源に接続されている。
<Magnetic sensor>
The
磁気センサ7は、ロータ3の回転軸30の回転角度を検出するためのものである。磁気センサ7は、ロータ3の回転に伴うセンサマグネット6の磁界の変化を検出することにより、前記回転角度を検出する。例えば、磁気センサ7は、ホールICを用いる。
The
以上説明したように、上記実施形態は、ケース体2と、ケース体2に対して回転自在とされる回転軸30と、回転軸30のロータ軸方向の一端部30aに設けられるホルダ5と、ホルダ5に設けられるセンサマグネット6と、センサマグネット6の磁束を検出する磁気センサ7と、回転軸30に挿入される内輪8a及びケース体2に圧入される外輪8bを有する第一ベアリング8と、を備える回転電機1において、回転軸30に、内輪8aのロータ軸方向における位置を規制するベアリング位置規制部32aを設け、ホルダ5に、ベアリング位置規制部32aと共に内輪8aをロータ軸方向で挟持して第一ベアリング8を固定するベアリング固定部50tと、回転軸30の一端部30aに固定されるホルダ固定部50gとを設けたものである。
As described above, the embodiment described above includes the
この構成によれば、回転軸30に挿入される内輪8a及びケース体2に圧入される外輪8bを有する第一ベアリング8を備えることで、第一ベアリング8は外側のみから荷重を受けるようになり、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造と比較して、ボールと当接する内輪外周面及び外輪内周面が摩耗等しにくくなるため、ベアリングの長寿命化を図ることができる。又、回転軸30に、内輪8aのロータ軸方向における位置を規制するベアリング位置規制部32aを設けることで、第一ベアリング8のロータ軸方向における位置を規制する部材を別個に設ける必要はない。又、ホルダ5に、ベアリング位置規制部32aと共に内輪8aをロータ軸方向で挟持して第一ベアリング8を固定するベアリング固定部50tを設けることで、内輪8aの回り止め用の新たな部材を別個に設ける必要もない。そのため、部品点数が増加することはなく、部品コストを低減することができる。又、ホルダ5に、回転軸30の一端部30aに固定されるホルダ固定部50gを設けることで、回転軸30に対するホルダ5の位置がロータ径方向で規制されるため、センサマグネット6が回転軸30に対してずれにくくなり、磁気センサ7の検出精度を保つことができる。そのため、磁気センサ7の調整工程が増加することはないため、組付工数がかかることもなく、組付コストを低減することができる。従って、ベアリングの長寿命化を図ると共に、部品コスト及び組付コストを低減することができる。又、回転軸30に挿入される内輪8a及びケース体2に圧入される外輪8bを有する第一ベアリング8を備えることで、第一ベアリング8は外側のみから荷重を受けるようになり、内輪及び外輪の両方を圧入固定する構造と比較して、ボール当接面が摩耗等しにくくなるため、内輪8aと回転軸30との間で摩擦が増大すること等に起因するモータ出力の低下、摩擦が増大した面が摩擦熱で発熱すること等に起因する接着剤の接着力低下等の不具合を抑止することができる。
According to this configuration, by providing the
又、上記実施形態では、回転軸30が、ロータ軸方向に延びる軸部31と、軸部31と一体に形成されると共に軸部31よりも径方向外側に拡径してベアリング位置規制部32aとして機能する第一拡径部32とを備えることで、ベアリング位置規制部を別個に設ける必要はないため、部品点数が増加することはなく、部品コストを低減することができる。
Further, in the above embodiment, the rotating
又、上記実施形態では、ホルダ5が、回転軸30と同軸の円筒状をなして回転軸30の外周を囲む筒部50を備え、筒部50の基端部50aの内周部が、ホルダ固定部50gとして機能することで、簡素な構成で回転軸30の一端部30aにホルダ5を固定することができる。
Moreover, in the said embodiment, the
又、上記実施形態では、ホルダ5が、回転軸30と同軸の円筒状をなして回転軸30の外周を囲む筒部50を備え、筒部50の基端部50aのロータ軸方向の他方側V2の部分が、ベアリング固定部50tとして機能することで、簡素な構成でベアリングを固定することができる。
Moreover, in the said embodiment, the
又、上記実施形態では、ホルダ5が、筒部50から径方向内側に突出すると共に、回転軸30と同軸の環状をなす環状突起51を更に備えることで、環状突起51によってセンサマグネット6を安定して保持すると共に、センサマグネット6の位置決めを行うことができる。
In the above embodiment, the
又、上記実施形態では、ロータ軸方向において、回転軸30の一端部30aと環状突起51との間には、空隙部51sが形成されることで、回転軸30の一端部30aと環状突起51とを当接させる場合と比較して、回転軸30にセンサマグネット6の磁束が流れることを回避することができる。又、空隙部51sを、回転軸30に内輪8aを圧入するときに必要な空気の逃げ部として機能させることができる。
In the above embodiment, the
又、上記実施形態では、ホルダ固定部50gが、回転軸30の一端部30aに圧入固定されることで、簡素な構成で回転軸30に対するホルダ5の位置を規制することができる。又、ホルダ固定部50gと回転軸30の一端部30aとの間に隙間が生じないようにすることができるため、塵埃及び水等が内部に入り込むことを抑制することができる。
Moreover, in the said embodiment, the holder fixing |
<第二実施形態>
以下、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
図4は、第二実施形態に係る回転電機の要部拡大図であり、図3の第一ベアリング8周辺部に相当する断面図である。
第二実施形態では、第一実施形態に対して、ホルダ固定部251aが回転軸230の一端部230aに着脱自在に固定される点で特に異なる。図4において、第一実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
<Second embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the rotating electrical machine according to the second embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to the periphery of the
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
<回転軸>
回転軸230は、上述の軸部31、第一拡径部32、第二拡径部33及び第三拡径部34と、軸部31の一端部30aに隣接すると共に軸部31よりも径方向内側に縮径する縮径部231とを備える。縮径部231は、各拡径部32,33,34と共に軸部31と一体に形成される。尚、図4においては、第二拡径部33及び第三拡径部34の図示を省略する。
<Rotating shaft>
The
縮径部231は、ホルダ205を着脱可能に固定する雄ネジ部231aを有する。雄ネジ部231aは、縮径部231のロータ軸方向の一方側V1の部分であり、ネジ加工により、外周部に螺旋状の溝が形成されている。
The reduced
<ホルダ>
ホルダ205は、回転軸230と同軸の円筒状をなして回転軸230の一端部230aを囲む筒部250と、筒部250のロータ軸方向中央部から径方向内側に突出すると共に回転軸230と同軸の円筒状をなす雌ネジ形成部251とを備える。
回転軸230の一端部230aは、センサマグネット6と離反する。ロータ軸方向において、回転軸230の一端部230aとセンサマグネット6との間には、空隙部251sが形成される。
<Holder>
The
One
<ホルダ固定部>
筒部250の雌ネジ形成部251は、回転軸230の一端部230aにホルダ205を着脱可能に固定するホルダ固定部251aを有する。ホルダ固定部251aは、筒部250の雌ネジ形成部251の内周部であり、ネジ加工により、螺旋状の溝が形成されている。ホルダ固定部251aは、雌ネジ部として機能し、回転軸230の雄ネジ部231aに螺着固定される。これにより、ホルダ205は、ロータ203と一体回転可能に固定される。
<Holder fixing part>
The female
筒部250の基端部250a(ロータ軸方向の他方側V2の端部)は、回転軸230の軸部31の一端部30aに嵌め合される。筒部250の基端部250aの内周部250gは、回転軸230の軸部31の一端部30aの外周部から僅かに離反する。すなわち、筒部250の基端部250aは、回転軸230の軸部31の一端部30aに圧入固定されていない。これにより、ホルダ205は、回転軸230の一端部230aに着脱可能とされる。
A
<ベアリング固定部>
筒部250の基端部250aは、第一ベアリング8を固定するベアリング固定部250tを有する。ベアリング固定部250tは、筒部250の基端部250aのロータ軸方向の他方側V2の部分であり、第一ベアリング8の内輪8aのロータ軸方向の一方側V1の端部に当接する。ベアリング固定部250tは、ベアリング位置規制部32aと共に、内輪8aをロータ軸方向で挟持して第一ベアリング8を固定する。
<Bearing fixing part>
The
<センサマグネット収容部>
筒部250の先端部250b(ロータ軸方向の一方側V1の端部)は、センサマグネット6を囲む。雌ネジ形成部251の一面251f(ロータ軸方向の一方側V1の面)には、センサマグネット6が載置される。ホルダ205における筒部250の先端部250b及び雌ネジ形成部251は、センサマグネット6を収容するセンサマグネット収容部252を形成する。
<Sensor magnet housing>
A
例えば、筒部250の先端部250bの外周部250cは、六角又は2方取り等の加工が施されている。これにより、工具等を用いて前記外周部250cを容易に把持することができるため、回転軸230の一端部230aへのホルダ205の着脱を容易に行うことができる。
For example, the outer
以上説明したように、第二実施形態によれば、ホルダ固定部251aが、回転軸230の一端部230aに着脱可能に固定されることで、ホルダ固定部251aを回転軸230の一端部230aから容易に離脱することができ、メンテナンス性を向上させることができる。又、回転軸230の一端部230aへのホルダ固定部251aの取付時には、ホルダ固定部251aと回転軸230の一端部230aとの間に隙間が生じないようにすることができるため、塵埃及び水等が内部に入り込むことを抑制することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
尚、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
又、上記実施形態においては、軸部31と一体に形成されると共に軸部31よりも径方向外側に拡径してベアリング位置規制部32aとして機能する第一拡径部32とを備えることとしたが、これに限らず、軸部31と別体のシーリング材を設けることでベアリング位置規制部として機能させてもよい。
Moreover, in the said embodiment, it is provided with the 1st enlarged
又、上記第一実施形態においては、回転軸30の一端部30aを環状突起51から離反させたが、これに限らず、回転軸30の一端部30aを環状突起51に当接させてもよい。
In the first embodiment, the one
又、上記第二実施形態においては、ホルダ固定部251aが回転軸230の一端部に着脱自在に固定される構成として、雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合させる構成としたが、これに限らず、ねじ等の締結部材、又はプランジャを用いて取り付ける構成としてもよい。
In the second embodiment, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1 回転電機
2 ケース体
5 ホルダ
6 センサマグネット
7 磁気センサ
8 第一ベアリング(ベアリング)
8a 内輪
8b 外輪
30,230 回転軸
31 軸部
32 第一拡径部(拡径部)
32a ベアリング位置規制部
50 筒部
50g ホルダ固定部
50t,250t ベアリング固定部
51 環状突起
51s 空隙部
251a ホルダ固定部
CL ロータ軸方向(軸線方向)
DESCRIPTION OF
8a
32a Bearing
Claims (8)
前記ケース体に対して回転自在とされる回転軸と、
前記回転軸の軸線方向の一端部に設けられるホルダと、
前記ホルダに設けられるセンサマグネットと、
前記センサマグネットの磁束を検出する磁気センサと、
前記回転軸に挿入される内輪及び前記ケース体に圧入される外輪を有するベアリングと、を備える回転電機において、
前記回転軸に、前記内輪の前記軸線方向における位置を規制するベアリング位置規制部を設け、
前記ホルダに、前記ベアリング位置規制部と共に前記内輪を前記軸線方向で挟持して前記ベアリングを固定するベアリング固定部と、前記回転軸の一端部に固定されるホルダ固定部とを設けたことを特徴とする回転電機。 The case body,
A rotating shaft that is rotatable with respect to the case body;
A holder provided at one end in the axial direction of the rotating shaft;
A sensor magnet provided in the holder;
A magnetic sensor for detecting the magnetic flux of the sensor magnet;
In a rotating electrical machine comprising an inner ring inserted into the rotating shaft and a bearing having an outer ring press-fitted into the case body,
A bearing position restricting portion for restricting the position of the inner ring in the axial direction is provided on the rotating shaft,
The holder is provided with a bearing fixing portion that fixes the bearing by holding the inner ring in the axial direction together with the bearing position restricting portion, and a holder fixing portion that is fixed to one end portion of the rotating shaft. Rotating electric machine.
前記軸線方向に延びる軸部と、
前記軸部と一体に形成されると共に、前記軸部よりも径方向外側に拡径して前記ベアリング位置規制部として機能する拡径部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The rotation axis is
A shaft portion extending in the axial direction;
The diameter-enlarging portion that is formed integrally with the shaft portion and expands radially outward from the shaft portion and functions as the bearing position restricting portion. Rotating electric machine.
前記筒部の基端部は、前記ホルダ固定部として機能することを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機。 The holder has a cylindrical portion that is coaxial with the rotating shaft and surrounds the outer periphery of the rotating shaft,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a base end portion of the cylindrical portion functions as the holder fixing portion.
前記筒部の基端部は、前記ベアリング固定部として機能することを特徴とする請求項1から3までの何れか一項に記載の回転電機。 The holder has a cylindrical portion that is coaxial with the rotating shaft and surrounds the outer periphery of the rotating shaft,
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a base end portion of the cylindrical portion functions as the bearing fixing portion.
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