JP2008283750A - 油圧ダンパ用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用油圧ダンパのモータにおいて、スリーブホルダの底部からの潤滑油の漏れを確実に防止する。
【解決手段】自動車のエンジンの振動を吸収する油圧ダンパに用いられるモータ１は、ロータ部２、ステータ部３および軸受機構４を備え、シャフト４１に平行な方向に振動を受ける。ロータ部２をステータ部３に対して回転可能に支持する軸受機構４はスリーブ４２、スリーブホルダ４４およびチップ部材を備え、スリーブホルダ４４がスリーブ４２の外周面を覆う筒状部４４１と筒状部４４１のシャフト４１の他端側を閉塞する底部４４２とを１つの部材として有することにより、底部からの潤滑油の漏れを完全に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジンの振動を吸収する油圧ダンパにおける振動吸収特性の調整または振動吸収に用いられるモータに関する。

特許文献１および２に示されるように、車両の油圧ダンパでは、油が通る弁の開閉を調節したり、油に接する振動板を振動させて外部からの振動を吸収するためにモータが利用されている。このようなモータは、衝撃や振動を受ける環境下において使用されるため、軸受に含油軸受を用いる場合は、スリーブの側面および底面を完全に覆う必要があり、含油軸受を保持する筒状のスリーブホルダの底部にキャップがカシメ等で固定される。
特開平５−３１２２３３号公報 特開平６−２９４４４１号公報

ところで、車両の油圧ダンパに用いられるモータでは非常に高い信頼性が求められるため、完全に油漏れを防止する必要がある。加えて、軸受機構の組立に接着剤を使用する場合、剥離した接着剤が軸受部分に進入して軸受性能が低下する恐れがあり、逆に、圧入を利用して組立を行うとスリーブの内径に歪みが生じてしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、エンジンの油圧ダンパ用のモータにおいて、スリーブホルダの底部からの潤滑油の漏れを確実に防止してモータの信頼性を向上することを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、自動車のエンジンの振動を吸収する油圧ダンパにおける振動吸収特性の調整または振動吸収に用いられるモータであって、電機子を有するステータ部と、前記電機子との間でトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構とを備え、前記軸受機構が、外部から与えられる振動の方向に平行であり、一端が前記ロータ部に固定されたシャフトと、潤滑油が含浸され、前記シャフトが挿入されるスリーブと、前記スリーブの外周面を覆う筒状部と前記筒状部の前記シャフトの他端側を閉塞する底部とを１つの部材として有し、前記ステータ部に固定されるスリーブホルダとを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記シャフトが磁性体であり、前記軸受機構が、前記スリーブホルダの前記底部内に固定されて前記シャフトの前記他端を磁気的に吸引することにより前記他端が当接する円板状のチップ部材をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータであって、前記軸受機構が、有底円筒状の磁性体であるとともに前記チップ部材を内部に保持する補助ヨークをさらに備え、前記補助ヨークの底部が前記スリーブホルダの内底面に当接し、前記補助ヨークの開口部が直接または間接的に前記スリーブの端面に当接することにより、軸方向に関して前記補助ヨークが固定される。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、前記電機子のステータコアが前記スリーブホルダに圧入により固定されており、前記スリーブも前記スリーブホルダ内に圧入により固定されている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータであって、 前記ステータコアと前記スリーブホルダの外側面とが軸方向に並ぶ２つの第１当接領域にて当接しており、前記スリーブホルダの内側面と前記スリーブとが第２当接領域にて当接しており、軸方向において前記２つの第１当接領域の間に前記第２当接領域が位置する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のモータであって、 前記シャフトと前記スリーブとが、軸方向に並ぶ２つの第３当接領域にて当接しており、軸方向において前記２つの第３当接領域の間に前記第２当接領域が位置する。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、前記スリーブホルダが切削加工により形成される。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のモータであって、前記スリーブホルダがオーステナイト系のステンレス鋼により形成されている。

本発明では、エンジンのダンパに用いるモータにおいて、スリーブホルダの底部からの潤滑油の漏れを確実に防止するとともに、スリーブホルダの強度を向上することができる。

請求項２の発明では、チップ部材によりシャフトの端部を磁気的に吸引することによりロータ部の回転を安定して行うことができ、請求項３の発明では、スリーブホルダの内径の歪みを防止することができる。

請求項４に記載の発明では、ステータ部および軸受機構を接着剤を用いることなく組み立てることができ、請求項５および６に記載の発明では、圧入によりスリーブの内径に歪みが生じることを防止または大幅に低減することができる。

請求項８に記載の発明では、安価にスリーブホルダを製造することができ、モータの信頼性も向上することができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係る電動式のモータ１の構成を示す縦断面図であり、モータ１の中心軸Ｊ１を含む面における断面を示している。モータ１は自動車のエンジンの振動を吸収する油圧ダンパにおいて油の流路の幅を変更して振動吸収特性を調整したり、油に力を作用させて振動吸収を行うために用いられるモータであり、回転組立体であるロータ部２、固定組立体であるステータ部３、および、ロータ部２をステータ部３に対して回転可能に支持する軸受機構４を備える。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部２側を上側、ステータ部３側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ロータ部２は、軸受機構４のシャフト４１の上端が中央に挿入される有蓋円筒状のロータハブ２１、および、ロータハブ２１の円筒部の内側面に取り付けられた界磁用磁石２２を備える。ステータ部３は、中央部が開口する回路基板３１および支持板３２、並びに、軸受機構４の周囲に取り付けられる電機子３４を備える。支持板３２の中央部には後述のスリーブホルダ４４が取り付けられ、回路基板３１はリベット３３により支持板３２に取り付けられる。電機子３４は、複数の珪素鋼板を積層したステータコア３４１、および、ステータコア３４１のティースに巻回される複数のコイル３４２を備える。電機子３４は径方向にて界磁用磁石２２に対向し、モータ１の回転時には電機子３４と界磁用磁石２２との間にトルクが発生する。なお、シャフト４１はロータ部２の一部と捉えられてもよく、スリーブホルダ４４もステータ部３の一部と捉えられてもよい。

軸受機構４は、磁性体により形成されるシャフト４１、シャフト４１が挿入されるスリーブ４２、スリーブ４２の下方に配置される補助ヨーク４３、補助ヨーク４３に保持される円板状のチップ部材４５、並びに、スリーブ４２および補助ヨーク４３を覆う略有底円筒状のスリーブホルダ４４を備える。シャフト４１は外部のエンジンから与えられる振動の方向に平行であり、既述のように上端がロータ部２に固定される。スリーブホルダ４４はスリーブ４２の外周面を覆う筒状部４４１と筒状部４４１のシャフト４１の下端側を閉塞する底部４４２とを１つの部材として有し、ステータ部３の支持板３２に固定される。底部４４２は内側に凹部４４２１を有し、凹部４４２１に補助ヨーク４３が嵌入される。ステータコア３４１は筒状部４４１に圧入により固定されており、スリーブ４２も筒状部４４１内に圧入により固定されている。スリーブホルダ４４はオーステナイト系のステンレス鋼にて切削加工により形成される。

チップ部材４５は円板状の磁石チップ４５１および磁石チップ４５１上に取り付けられた平板状のスラスト部材であるスラストプレート４５２を備える。磁石チップ４５１は、有底円筒状の補助ヨーク４３内に固定された状態でスリーブホルダ４４の底部４４２の凹部４４２１内に保持され、磁石チップ４５１の外側面および下面は補助ヨーク４３にて覆われる。磁石チップ４５１が、スリーブ４２から下方に突出するシャフト４１の下端を磁気的に吸引することにより、樹脂製のスラストプレート４５２がシャフト４１の下端と当接する状態が維持される。なお、スラストプレート４５２は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂により形成される。磁石チップ４５１および補助ヨーク４３を利用することにより、シャフト４１を容易に下方へと吸引することができ、これにより、ロータ部２の安定した回転が実現される。

スリーブ４２は潤滑油が含浸された多孔質部材であり、スリーブ４２の内側面は、シャフト４１の外周面が円滑に滑る状態で接する摺接部を有し、設計上０．０５〜０．１ｍｍ程度の間隙を空けてシャフト４１に対向している。モータ１が駆動される際には、スリーブ４２の摺接部によりシャフト４１が潤滑油を介して中心軸Ｊ１に垂直な方向であるラジアル方向に回転可能に支持され、磁石チップ４５１およびスラストプレート４５２によりシャフト４１の下端がスラストプレート４５２から離れることなく中心軸Ｊ１方向であるスラスト方向に支持される。さらに、スリーブ４２の上端面には、円環状のワッシャ４６が取り付けられ、ワッシャ４６によりスリーブ４２に含浸された潤滑油がスリーブ４２の上端面から漏れ出すことが防止される。

図２は、軸受機構４の下部を拡大して示す図である。シャフト４１の下端部４１１ではスラストプレート４５２に当接する面４１１１が球面状となっており、ロータ部２（図１参照）の回転時にはシャフト４１は面４１１１の中央にて、既述のようにスラスト方向に支持され、ピボット軸受が構成される。下端部４１１の近傍には外周に沿って（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする）環状溝４１２が形成されている。また、スリーブ４２の下端面と当接する抜止部４７はポリエステル等の樹脂で形成された円環状の抜止部材４７１と、同じくポリエステル等（または金属）で形成された円環状の補助ワッシャ４７２とを有する。これらは、径方向においてシャフト４１の環状溝４１２の底面（中心軸Ｊ１に平行な面）と対向し、抜止部材４７１の内径はシャフト４１の下端部４１１の外径よりも小さく、補助ワッシャ４７２の内径は下端部４１１の外径よりも大きい。また、抜止部材４７１の内周には径方向の複数の切り込みが形成されており、シャフト４１を抜止部材４７１に挿入することが容易とされる。抜止部材４７１は下端部４１１の外縁を係止し、補助ワッシャ４７２が抜止部材４７１の内縁部の上方への変形を制限することにより、シャフト４１が中心軸Ｊ１方向の振動によりスリーブ４２から抜けることが防止される。

内部にチップ部材４５を保持する有底円筒状の補助ヨーク４３は磁性体により形成され、補助ヨーク４３の底部４３２は、スリーブホルダ４４の底部４４２内にある凹部４４２１の底面（すなわち、スリーブホルダ４４の内底面）に当接している。補助ヨーク４３の抜止部４７に当接する上端部４３１は径方向外方に突出するフランジ形状とされる。スリーブ４２はスリーブホルダ４４の筒状部４４１の内部に上方から圧入されており、補助ワッシャ４７２の上面にスリーブ４２の下端面が当接している。これにより、補助ヨーク４３の開口部である上端部４３１は抜止部４７を介してスリーブ４２の下端面に間接的に当接し（すなわち、上端部４３１が上方に移動することが係止され）、補助ヨーク４３が接着剤を用いることなく中心軸Ｊ１方向に関して固定される。

なお、補助ヨーク４３の筒状部の外径は凹部４４２１の内径より若干小さく、凹部４４２１の内側面と補助ヨーク４３の外側面との間には隙間が設けられる。これにより、補助ヨーク４３をスリーブホルダ４４内に圧入により固定した場合に生じるスリーブホルダ４４の内径の歪みを防止することができる。

図３はステータコア３４１および軸受機構４の一部を示す図であり、シャフト４１、スリーブ４２、スリーブホルダ４４の筒状部４４１、および、ステータコア３４１の当接関係を示している。筒状部４４１の外側面には中心軸Ｊ１を中心とする円環状の凹部である逃げ溝４４１１が設けられており、ステータコア３４１は圧入により筒状部４４１の外側面に固定されているため、ステータコア３４１と筒状部４４１とは中心軸Ｊ１方向に並ぶ２つの円筒面状の第１当接領域３４１１にて当接している。すなわち、第１当接領域３４１１は、ステータコア３４１の内側面と筒状部４４１の外側面との間の領域のうち、逃げ溝４４１１を除く領域となっている。また、筒状部４４１の内側面は段差部４４１２を有し、段差部４４１２よりもロータ部２側の部位の内径はステータ部３側の部位の内径よりも大きい。これにより、段差部４４１２の上側において筒状部４４１とスリーブ４２の外側面との間に間隙４４１４が設けられる。

一方、スリーブ４２の外側面にも段差部４２１が設けられており、段差部４２１よりもステータ部３側の部位の外径はロータ部２側の部位の外形よりも小さい。筒状部４４１の内側面にある段差部４４１２の中心軸Ｊ１方向の位置はスリーブ４２の外側面にある段差部４２１の位置より上であり、スリーブ４２の筒状部４４１への圧入により、筒状部４４１の内側面とスリーブ４２の外側面とが段差部４４１２と段差部４２１との間の環状の第２当接領域４４１３にて当接し、スリーブ４２がスリーブホルダ４４内に固定される。また、段差部４２１の下側にはスリーブ４２の外側面と筒状部４４１の内側面との間に間隙４２２が設けられる。第２当接領域４４１３は中心軸Ｊ１方向において２つの第１当接領域３４１１の間に位置し、ステータコア３４１、筒状部４４１、および、スリーブ４２の上記当接関係により、スリーブ４２の内径に歪みが生じることを防止または大幅に低減することが実現される。

また、スリーブ４２の内側面には中心軸Ｊ１を中心とする環状の凹部である逃げ溝４２３が設けられ、シャフト４１がスリーブ４２に挿入されると、軸方向に並ぶ２つの環状の第３当接領域４１３にてシャフト４１とスリーブ４２とが潤滑油を介して摺動可能に当接する。これにより、シャフト４１が滑らかに回転可能に支持される。第２当接領域４４１３は中心軸Ｊ１方向において２つの第３当接領域４１３の間に位置し、筒状部４４１、スリーブ４２、および、シャフト４１の上記当接関係により、スリーブ４２の内径の歪みが摺動に与える影響がさらに防止または低減される。

以上に説明したように、図１の軸受機構４では筒状部４４１と底部４４２とが１つの部材となっているスリーブホルダ４４が設けられるため、軸方向に強い振動を受ける場合であっても底部４４２からの潤滑油の漏れを確実に防止するとともに、スリーブホルダ４４の強度を向上することができる。また、スリーブホルダ４４は切削加工により形成されるため、比較的大きなものであっても容易に精度よく形成することができ、安価に製造することができる。さらに、線膨張係数が低いオーステナイト系ステンレス鋼にてスリーブホルダ４４が形成されることにより、割れの防止および錆を防止することができるため、モータ１の信頼性を向上することができる。

また、軸受機構４では、図２に示すように、圧入を利用することによりステータ部３および軸受機構４を接着剤を用いることなく組み立てることができ、加えて、補助ヨーク４３の固定も接着剤を用いずに行うことにより、摺動面である第３当接領域に接着剤が進入することを完全に防ぐことができるとともに製造時に接着剤の塗布工程を省くことができる。

そして、ステータコア３４１およびスリーブ４２がスリーブホルダ４４に圧入される場合であっても、軸受機構４では、スリーブ４２に段差部４２１および逃げ溝４２３が設けられ、スリーブホルダ４４の筒状部４４１に逃げ溝４４１１および段差部４４１２が設られることにより、スリーブ４２の内径に歪みが生じることを防止または大幅に低減することが実現される。

図４はステータコア３４１および軸受機構４の他の例を示す図であり、シャフト４１、スリーブ４２、スリーブホルダ４４の筒状部４４１、および、ステータコア３４１の当接関係を図３と同様に示している。図４の軸受機構４は、スリーブホルダ４４の内側面とステータコア３４１の内側面の形状が異なる点を除き、図３の軸受機構４と同様となっており、同様の構成に同符号を付している。筒状部４４１の外側面には図３と同様に逃げ溝４４１１が形成されており、図５は、図４中の矢印Ａにて示す逃げ溝４４１１よりも上の位置における横断面図であり、図６は、図４中の矢印Ｂにて示す逃げ溝４４１１の中央の位置における横断面図である。

図４および図５に示すように、ステータコア３４１は、内側面において周方向に等間隔の３カ所に、ステータコア３４１の上面から下面まで伸びるリブ状の凸部３４１２を有する。したがって、筒状部４４１の外側面のうち逃げ溝４４１１以外の領域と凸部３４１２とが当接し、スリーブホルダ４４とステータコア３４１との間の第１当接領域は、周方向に等間隔の３カ所に位置する中心軸Ｊ１に平行な線状の領域３４１１ａの集合（以下、「第１当接領域３４１１」という。）となっている。また、このような第１当接領域３４１１（領域３４１１ａの集合）は図４に示すように逃げ溝４４１１の下側にも同様に設けられる。

図４および図６に示すように、筒状部４４１には内側面の略中央から中心軸Ｊ１に平行に下方に伸びるリブ状の凸部４４１５が周方向に等間隔の３カ所に設けられ、凸部４４１５の上端が図３の段差部４４１２と同様の役割を果たす段差部４４１２ａ（図４参照）となっている。すなわち、スリーブ４２が筒状部４４１に圧入されると、段差部４４１２ａとスリーブ４２の外側面の段差部４２１との間において凸部４４１５とスリーブ４２とが当接し、スリーブ４２とスリーブホルダ４４との間の第２当接領域は周方向に等間隔の３カ所に位置する中心軸Ｊ１方向に平行な線状の領域４４１３ａの集合（以下、「第２当接領域４４１３」という。）となっている。

また、図３の場合と同様に、シャフト４１の外周面とスリーブ４２の内側面との間には逃げ溝４２３による間隙が存在し、シャフト４１はスリーブ４２の内側面と潤滑油を介して上下に位置する２つの環状の第３当接領域４１３にて摺動可能に当接する。図４ないし図６に示す軸受機構４においても、中心軸Ｊ１方向において上下に分かれて位置する２つの第１当接領域３４１１の間に第２当接領域４４１３が位置し、さらに、２つの環状の第３当接領域４１３の間に第２当接領域４４１３ａが位置するため、図３に示す当接関係と同様に、ステータコア３４１およびスリーブ４２がスリーブホルダ４４に圧入されることによりスリーブ４２の内径に歪みが生じてしまうことを防止または大幅に低減することが実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、図１のモータ１は電機子３４の外側に界磁用磁石２２が位置するアウタロータ型のモータに限らず、界磁用磁石２２の外側に電機子３４が位置するインナロータ型のモータであってもよい。また、図２の補助ヨーク４３は、上端部４３１が抜止部４７を介さずにスリーブ４２の下端面に直接当接することにより、中心軸Ｊ１方向の位置が固定されてもよい。

第１当接領域３４１１の形状および第２当接領域４４１３の形状は、図３ないし図６に示すように円筒面状や複数の線状以外であってもよく、例えば、図４の凸部３４１２や凸部４４１５に代えて複数の点状の突起が設けられてもよい。さらに、図４および図５に示すステータコア３４１の凸部３４１２に代えて中心軸Ｊ１に平行なリブ状の凸部をスリーブホルダ４４の外側面に設けることにより、ステータコア３４１がスリーブホルダ４４に固定されてもよい。同様に、スリーブホルダ４４の凸部４４１５に代えて、スリーブ４２の外側面の段差部４２１よりも上側にリブ状の凸部を設けることによりスリーブ４２がスリーブホルダ４４に固定されてもよい。

第３当接領域４３１も円筒面状には限定されず、例えば、スリーブ４２の内側面に中心軸Ｊ１に平行な溝が設けられ、内側面の一部のみがシャフト４１に摺接してもよい。

モータの構成を示す縦断面図である。 軸受機構の下部を示す縦断面図である。 スリーブホルダ周辺の当接関係を示す縦断面図である。 スリーブホルダ周辺の当接関係の他の例を示す縦断面図である。 スリーブホルダ周辺の横断面図である。 スリーブホルダ周辺の横断面図である。

符号の説明

１ モータ
２ ロータ部
３ ステータ部
４ 軸受機構
２２ 界磁用磁石
３４ 電機子
４１ シャフト
４２ スリーブ
４３ 補助ヨーク
４４ スリーブホルダ
４５ チップ部材
３４１ ステータコア
４１１ （シャフトの）下端部
４１３ 第３当接領域
４３１ （補助ヨークの）上端部
４３２ （補助ヨークの）底部
４４１ 筒状部
４４２ （スリーブホルダの）底部
３４１１ 第１当接領域
４４１３ 第２当接領域
Ｊ１ 中心軸

Claims (8)

1. 自動車のエンジンの振動を吸収する油圧ダンパにおける振動吸収特性の調整または振動吸収に用いられるモータであって、
   電機子を有するステータ部と、
   前記電機子との間でトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、
   前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、
   を備え、
   前記軸受機構が、
   外部から与えられる振動の方向に平行であり、一端が前記ロータ部に固定されたシャフトと、
   潤滑油が含浸され、前記シャフトが挿入されるスリーブと、
   前記スリーブの外周面を覆う筒状部と前記筒状部の前記シャフトの他端側を閉塞する底部とを１つの部材として有し、前記ステータ部に固定されるスリーブホルダと、
   を備えることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記シャフトが磁性体であり、
   前記軸受機構が、前記スリーブホルダの前記底部内に固定されて前記シャフトの前記他端を磁気的に吸引することにより前記他端が当接する円板状のチップ部材をさらに備えることを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記軸受機構が、有底円筒状の磁性体であるとともに前記チップ部材を内部に保持する補助ヨークをさらに備え、
   前記補助ヨークの底部が前記スリーブホルダの内底面に当接し、前記補助ヨークの開口部が直接または間接的に前記スリーブの端面に当接することにより、軸方向に関して前記補助ヨークが固定されることを特徴とするモータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、
   前記電機子のステータコアが前記スリーブホルダに圧入により固定されており、前記スリーブも前記スリーブホルダ内に圧入により固定されていることを特徴とするモータ。
5. 請求項４に記載のモータであって、
   前記ステータコアと前記スリーブホルダの外側面とが軸方向に並ぶ２つの第１当接領域にて当接しており、
   前記スリーブホルダの内側面と前記スリーブとが第２当接領域にて当接しており、
   軸方向において前記２つの第１当接領域の間に前記第２当接領域が位置することを特徴とするモータ。
6. 請求項５に記載のモータであって、
   前記シャフトと前記スリーブとが、軸方向に並ぶ２つの第３当接領域にて当接しており、
   軸方向において前記２つの第３当接領域の間に前記第２当接領域が位置することを特徴とするモータ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、
   前記スリーブホルダが切削加工により形成されることを特徴とするモータ。
8. 請求項７に記載のモータであって、
   前記スリーブホルダがオーステナイト系のステンレス鋼により形成されていることを特徴とするモータ。

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