轴承组件及电动机的制作方法

本发明涉及轴承组件及电动机。

背景技术：

目前，已知有在转子部和定子部之间配置有包括滚动轴承(rollingbearing)的轴承组件的电动机。在这种电动机中，为了抑制轴承的内圈和外圈的共转，使用以包围轴承的方式设置套筒且套筒和轴承用粘接剂固定在一起的轴承组件(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－44435号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

但是，粘接剂的特性容易受到温度的影响。因此，例如在车载用电动机等假定在100℃以上的高温环境下使用的电动机中使用上述的轴承组件时，电动机自身的发热也会影响，有时套筒和轴承的粘接强度会降低。其结果，存在难以抑制轴承的内圈和外圈的共转，且难以在高温环境下实现稳定的旋转的问题。进而，具备上述的轴承组件的电动机存在因振动或声音等的产生而难以维持电动机的稳定的旋转，使得电动机的寿命缩短的问题。

因此，鉴于上述问题点，本发明的课题在于，提供一种即使在高温环境下也能够实现稳定的旋转，进而实现长寿命化的轴承组件、电动机及轴承组件的组装方法。

解决问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，本发明提供的轴承组件具有：外侧保持架，所述外侧保持架由圆筒部件构成；内侧保持架，所述内侧保持架由圆筒部件构成，沿所述外侧保持架的周向可移动地插入所述外侧保持架的内周；滚动轴承，所述滚动轴承插入所述内侧保持架的内周且至少在周向上被固定，用于插入并固定轴部件，在所述外侧保持架和所述内侧保持架之间设有限制所述外侧保持架和所述内侧保持架的相对旋转的旋转限制机构。

在本发明的轴承组件中，能够抑制滚动轴承即内侧保持架伴随轴部件相对于外侧保持架的相对旋转而共转，而不必使用粘接剂。其结果，即使在高温环境下也能够实现稳定的旋转。

在本发明中，旋转限制机构由形成于外侧保持架的第一卡合部、形成于内侧保持架的第二卡合部、设于外侧保持架和内侧保持架之间且与第一卡合部及第二卡合部分别在周向上卡合的卡合部件构成。在这种情况下，理想的是，第一卡合部是从外侧保持架的底面向轴向突出的凸部，第二卡合部是从内侧保持架的内周面向径向突出的凸部，卡合部件是配置于外侧保持架的底面和内侧保持架之间的圆盘部件，具有与第一卡合部卡合的开口或狭缝和朝向内侧保持架沿轴向突出并与第二卡合部卡合的凸部，更理想的是，卡合部件作为对滚动轴承赋予预压的预压赋予单元起作用。

另外，在本发明中，理想的是，滚动轴承经由设于滚动轴承的外周面的o型环固定于内侧保持架上。在这样构成时，能够将滚动轴承和内侧保持架固定而不必使用粘接剂。

在本发明中，旋转限制机构由形成于外侧保持架的第一卡合部和形成于内侧保持架并与第一卡合部在周向上卡合的第二卡合部构成。在这种情况下，理想的是，第一卡合部是在外侧保持架的内周面沿着轴向形成的凸部，第二卡合部是在内侧保持架的外周面沿着轴向形成的凹部、或者，第一卡合部是在外侧保持架的内周面沿着轴向形成的凹部，第二卡合部是在内侧保持架的外周面沿着轴向形成的凸部。

另外，在本发明中，理想的是，轴承组件具有预压赋予单元，其配置于外侧保持架的底面和滚动轴承之间，由圆盘部件构成，对滚动轴承赋予预压。

进而，在本发明中，理想的是，滚动轴承被压入内侧保持架的内周。当这样构成时，能够将滚动轴承和内侧保持架固定而不必使用粘接剂。

另外，本发明的电动机，具备固定于外侧保持架和轴部件的一方的转子和固定于外侧保持架和轴部件的另一方的定子。在本发明的电动机中，即使在高温环境下也能够维持稳定的旋转，进而能够实现电动机的长寿命化。

发明效果

如上所述，在本发明的轴承组件中，即使在高温环境下也能够实现稳定的旋转。另外，在本发明的电动机中，即使在高温环境下也能够抑制滚动轴承的共转而维持稳定的旋转，进而能够实现电动机的长寿命化。

附图说明

图1是具备本发明的轴承组件的电动机的概略剖视图。

图2是本发明第一实施方式的轴承组件的概略剖视图及概略分解立体图，其中，图2中的(a)是概略剖视图，图2中的(b)是概略分解立体图。

图3是本发明第一实施方式的旋转限制机构的概略俯视图。

图4是本发明第二实施方式的轴承组件的概略剖视图及概略分解立体图，其中，图4中的(a)是概略剖视图，图4中的(b)是概略分解立体图。

图5是本发明第二实施方式的旋转限制机构的概略俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本说明书中，关于本发明的轴承组件，以应用于电动机的情况为例进行说明，但本发明不限于此，也可以应用于泵(pump)或压缩机(compressor)等。另外，作为应用了本发明的电动机(motor)，不用说，如本说明书所示，不仅可以将转子部固定在轴(轴部件)上，将定子固定在外侧保持架上，而且还可以将转子固定在外侧保持架上、将定子固定在轴上。

(电动机的整体结构)

首先，参照图1对具备本发明的轴承组件的电动机的结构进行说明。图1是具备本发明的轴承组件的电动机的概略剖视图，是表示与电动机的旋转轴平行的截面的图。在此示出将电动机的旋转轴的方向设为上下方向的情况，但其不限定本发明的电动机的使用时的姿势。另外，以下，为了便于说明，将电动机的旋转轴的方向称为“轴向”，将以该旋转轴为中心的径向及周向分别简称为“径向”及“周向”。此外，图1中示出应用了第二实施方式的轴承组件的情况，但对于第一实施方式的轴承组件也同样可以应用。

电动机1是所谓双支撑轴承构造的内转子型模制电动机，具有转子部2、定子部3、外壳4、轴承组件5。

(转子部)

转子部2是固定于轴40上且与轴40一同旋转的旋转件，具有转子磁铁2a、磁铁罩2b、板2c。

转子磁铁2a是沿轴向延伸的永磁体，在轴40的周围沿着周向配置。在转子磁铁2a的外周侧形成有在径向上与定子部3对置的磁极面，在该磁极面上，沿周向交替磁化有n极和s极。磁铁罩2b以覆盖转子磁铁2a的方式设置，防止由铁素体构成的转子磁铁2a的飞散。在其轴向的两侧设有由不锈钢等非磁性材料构成的板2c。板2c在与磁铁罩2b对置的面上形成有碟形弹簧(discspring)等弹性部。通过将磁铁罩2b按压在板2c上，转子磁铁2a通过弹性部的弹力被可靠地连结。另外，板2c具备在组装了转子部2之后，调节电动机1的转子平衡的功能。具体而言，为了进行转子平衡测定、平衡调整，在板2c上形成孔。

(定子部)

定子部3是呈圆筒状配置于转子部2的周围且作为电动机1的电枢起作用的定子。在本方式中，定子部3具有定子铁芯3a、线圈3b、绝缘体3c。定子部3以其内周面露出的状态埋入由聚苯硫醚(pps)等耐热性高的绝缘性树脂构成的外壳4的内部，并使内周面与转子磁铁2a的外周面隔开间隔对置。

定子铁芯3a由硅钢片等磁性钢板在轴向上层叠多个而形成的层叠钢板构成。各磁性钢板具有圆环状部和从圆环状部向径向内侧突出的多个磁极齿。即，定子部3的内周面由磁极齿的端面构成。线圈3b由经由绝缘体3c卷绕于定子铁芯3a的磁极齿上的绕组构成。绝缘体3c由pps等绝缘性树脂构成，将定子铁芯3a和线圈3b电绝缘。

这样，通过向线圈3b供给驱动电流，沿着作为磁芯的磁极齿在径向上产生磁通(magneticflux)。由此，在磁极齿和转子磁铁2a之间产生周向的转矩，转子部2以轴40的中心轴为旋转轴r与轴40一起旋转。

外壳4由外壳本体4a和外壳罩4b构成。外壳本体4a具有上表面开口的有底的圆筒形状，在其内部空间收纳有转子部2。外壳本体4a通过所谓的嵌件成形而形成。即，通过将定子部3插入模型(mold)内，之后向模型内注入树脂，使定子部3和树脂一体化来形成。外壳罩4b以覆盖外壳本体4a的开口的方式安装于外壳本体4a，并保持第二滚动轴承6。

(第一实施方式)

参照图2，对本发明第一实施方式的轴承组件的结构、特别是外侧保持架、内侧保持架、第一滚动轴承(以下简称为“滚动轴承”)及轴的结构进行说明。图2中的(a)是本实施方式的轴承组件的沿着轴向的概略剖视图，图2中的(b)是本实施方式的轴承组件的概略分解立体图。

轴承组件5将电动机1的转子部2和定子部3支承为可相对旋转，具有外侧保持架10、内侧保持架20、滚动轴承30、轴40、旋转限制机构(第一卡合部12及第二卡合部22)。

外侧保持架10是在轴向上延伸的有底的圆筒部件，在电动机1的反输出侧固定于外壳本体4a上。内侧保持架20是在轴向上延伸的圆筒部件，被插入外侧保持架10的内周，且相对于外侧保持架10能够在轴向上移动。滚动轴承30被插入内侧保持架20的内周，相对于内侧保持架20至少在周向上被固定。即，在滚动轴承30的外周面31形成有两个周向槽32，滚动轴承30经由收纳于其周向槽32的o型环33固定于内侧保持架20的内周面21。

滚动轴承30是具备内圈30a、两个以上的滚动体30b、外圈30c，并可旋转地支承轴40的球轴承(ballbearing)。内圈30a及外圈30c均为金属制的圆环状部件，在内圈30a的径向外侧配置有外圈30b。滚动体30b是球状的部件，配置于内圈30a的外周面和外圈30c的内周面之间。轴(轴部件)40是在轴向上延伸的金属制的圆柱部件，被压入固定于滚动轴承30的内周。

在外侧保持架10的底面11和内侧保持架20之间，配置有碟形弹簧即预压弹簧(预压赋予单元)50。预压弹簧50穿过内侧保持架20相对于固定于轴40上的滚动轴承30的内圈30a在轴向上按压外圈30c，由此对滚动轴承30赋予预压。进而，预压弹簧50是与外侧保持架10及内侧保持架20分别在周向上卡合的卡合部件。进而，预压弹簧50构成限制外侧保持架10和内侧保持架20的相对旋转的旋转限制机构的一部分。

以下，参照图1、图2、图3说明本实施方式的旋转限制机构的详情。图3是本实施方式的旋转限制机构的从轴向观察的概略俯视图。

在本方式中，旋转限制机构由形成于外侧保持架10的第一卡合部12和形成于内侧保持架20并与第一卡合部12在周向上卡合的第二卡合部22构成。

在外侧保持架10的底面11形成有从底面11向轴向突出的卡合凸部(第一卡合部)12，卡合凸部12具有配置于底面11的中心的圆柱部13和从圆柱部13向相反方向延伸的一对臂部14。在为圆盘部件的预压弹簧50上形成有中央开口51和从中央开口51向径向外侧呈放射状延伸的多个狭缝52。如图3所示，在预压弹簧50的中央开口51收纳有卡合凸部12的圆柱部13，狭缝52与卡合凸部12的臂部14在周向上卡合。通过这样的结构，限制预压弹簧50相对于外侧保持架10的相对旋转。

在内侧保持架20的内周面21形成有在周向上等间隔配置且各自从内周面21向径向突出的多个径向凸部(第二卡合部)22。在预压弹簧50上形成有在周向上等间隔配置且各自朝向内侧保持架20沿轴向突出的多个轴向凸部53。如图3所示，内侧保持架20的径向凸部22配置于预压弹簧50的轴向凸部53之间，且与它们在周向上卡合。通过这种结构，限制内侧保持架20相对于预压弹簧50的相对旋转。

(本第一实施方式的主要效果)

如以上说明，在本方式的轴承组件5中，在外侧保持架10和内侧保持架20之间构成旋转限制机构(第一卡合部12及第二卡合部22)，由此，通过限制预压弹簧50相对于外侧保持架10的相对旋转，并限制内侧保持架20相对于预压弹簧50的相对旋转，来限制外侧保持架10和内侧保持架20的相对旋转。其结果，在本方式中，能够抑制滚动轴承30即内侧保持架20伴随轴40(转子)相对于外侧保持架10(定子)的旋转而共转，而不必使用粘接剂。因此，轴承组件5即使在高温环境下也能够实现稳定的旋转。

在本方式中，旋转限制机构(第一卡合部12及第二卡合部22)由卡合凸部12和狭缝52构成，它们相互卡合，限制外侧保持架10和预压弹簧50的相对旋转。因此，能够以简单的形状形成。进而，在构成旋转限制机构的卡合部件中的预压弹簧50对滚动轴承30赋予预压。因此，能够减少零件数量。

另外，在本方式中，滚动轴承30经由设于滚动轴承30的外周面31的o型环33固定于内侧保持架20上。当这样构成时，能够将滚动轴承30和内侧保持架20固定，不必使用粘接剂。

另外，在本方式的电动机1中，由于具备上述的轴承组件5，所以即使在高温环境下(例如100℃以上)也能够维持稳定的旋转，进而，能够实现电动机1的长寿命化。

(第一方式的变形例)

上述的方式是本发明优选的方式的一例，但不限于此，在不变更本发明的宗旨的范围内可以进行各种变形实施。

在上述的方式中，卡合凸部12和狭缝52的结构是两者相互卡合，限制外侧保持架10和预压弹簧50的相对旋转，但不限于图示的结构。例如，卡合凸部12的臂部14的数量可以是一个，也可以是三个以上，且狭缝52的数量也可以相应地进行变更。另外，臂部14和狭缝52的大小(宽度及长度)也没有特别限制，只要狭缝52可收纳臂部14即可，例如，也可以是在周向上存在一定游隙的状态。进而，也可以在周向上自圆柱部13离开的位置设置与狭缝52卡合的至少一个凸部，代替臂部14。该情况下，也可以省略圆柱部13，也可以将狭缝52设于预压弹簧50的外周侧、或者在周向上自中央开口51离开的位置形成与至少一个凸部卡合的至少一个开口，代替狭缝52。

另外，径向凸部22和轴向凸部53的结构也不限于图示的结构，只要它们相互卡合而限制内侧保持架20和预压弹簧50的相对旋转即可。例如，径向凸部22和轴向凸部53的数量可以相同也可以不同。另外，径向凸部22和轴向凸部53的大小(宽度及长度)也没有特别限制，如图3所示，可以是在周向上存在一定游隙的状态，或者也可以是在周向上相互密合的状态。

在本方式中，作为滚动轴承30，使用球轴承，但也可以使用球轴承以外的滚动轴承、例如圆锥滚子轴承(taperedrollerbearing)。另外，轴40的固定不限于压入，也可以使用螺栓紧固等其它方法来固定被插入滚动轴承30的轴40。

(第二实施方式)

图4中的(a)是本发明第二实施方式的轴承组件的沿着轴向的概略剖视图，图4中的(b)是本实施方式的轴承组件的概略分解立体图。图5是本实施方式的旋转限制机构的从轴向观察的概略俯视图。以下，对于与第一实施方式相同的结构，在附图上标注相同的符号并省略其说明，仅说明与第一实施方式不同的结构。

第二实施方式所示的旋转限制机构由第一卡合部16及第二卡合部24构成。具体而言，旋转限制机构在外侧保持架10的内周面15上沿着轴向形成有多个轴向肋(凸部)16，在内侧保持架20的外周面23上沿着轴向形成有多个轴向槽(凹部)24。即，如图5所示，作为第一卡合部的轴向肋16和作为第二卡合部的轴向槽24相互在周向上卡合，限制外侧保持架10和内侧保持架20的相对旋转。随之，预压弹簧50与第一实施方式不同，不与外侧保持架10和内侧保持架20分别卡合，而是仅作为预压赋予单元起作用。另外，滚动轴承30被压入固定于内侧保持架20的内周，在滚动轴承30的外周面31不形成周向槽，且也不设置o型环。

(第二实施方式的主要效果)

如以上说明，在本方式的轴承组件5中，具有：外侧保持架10，其由圆筒部件构成；内侧保持架20，其由圆筒部件构成，并沿轴向可移动地插入外侧保持架10的内周；滚动轴承30，其插入内侧保持架20的内周，至少在周向上被固定，插入并固定有轴40，在外侧保持架10和内侧保持架20之间，设有限制外侧保持架10和内侧保持架20的相对旋转的旋转限制机构(第一卡合部16及第二卡合部24)。

由此，能够抑制滚动轴承30即内侧保持架20伴随轴40相对于外侧保持架10的相对旋转而共转，不必使用粘接剂。其结果，轴承组件5即使在高温环境下也能够实现稳定的旋转。

在本实施方式中，旋转限制机构由形成于外侧保持架10的第一卡合部16和形成于内侧保持架20并与第一卡合部16在周向上卡合的第二卡合部24构成。因此，能够以简单的形状形成。

在本方式中，轴承组件5配置于外侧保持架10的底面11和滚动轴承30之间，由圆盘部件构成，具有对滚动轴承30赋予预压的预压赋予单元(预压弹簧)。因此，能够减少零件数量。

在本方式中，滚动轴承30被压入内侧保持架20的内周。当这样构成时，能够将滚动轴承30和内侧保持架20固定而不使用粘接剂。

另外，在本方式的电动机1中，具备上述的轴承组件5，因此，即使在高温环境下(例如100℃以上)也能够维持稳定的旋转，进而能够实现电动机1的长寿命化。

(第二方式的变形例)

上述的方式是本发明的优选的方式的一例，但不限于此，可以在不变更本发明的宗旨的范围内进行各种变形实施。

在图示的例子中，在预压弹簧50上设有狭缝，但由于不需要如上所述与外侧保持架10卡合，所以也可以是无狭缝的碟形弹簧。另外，外侧保持架10的轴向肋16与外侧保持架10可以是一体也可以分体，在分体的情况下，只要安装为相对于外侧保持架10向周向的移动被限制即可，也可以是能够在轴向上移动。另外，轴向肋16和轴向槽24的宽度没有特别限制，如图5所示，可以是在周向上存在一定游隙的状态，或者也可以是在周向上相互密合的状态。进而，轴向肋16和轴向槽24的长度也没有特别限制，不需要分别遍及外侧保持架10和内侧保持架20的轴向整体而设置，也可以设于轴向的一部分。

进而，只要在外侧保持架10和内侧保持架20的一方形成轴向槽(凹部)、在另一方形成轴向肋(凸部)即可，即，也可以在外侧保持架10的内周面15形成轴向槽、在内侧保持架20的外周面23形成轴向肋。在这种情况下，内侧保持架20和轴向肋可以是一体也可以分体。