特許 7153998 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-06

(45)【発行日】2022-10-17

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 29/08 20060101AFI20221007BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20221007BHJP

【ＦＩ】

H02K29/08

H02K11/215

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017025623

(22)【出願日】2017-02-15

(65)【公開番号】P2018133899

(43)【公開日】2018-08-23

【審査請求日】2019-06-17

【審判番号】

【審判請求日】2021-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117499

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 誠

(72)【発明者】

【氏名】阪本 光則

(72)【発明者】

【氏名】磯崎 哲志

【合議体】

【審判長】小川 恭司

【審判官】窪田 治彦

【審判官】長馬 望

(56)【参考文献】

【文献】実開平２－２２０７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１７／００２８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－７６０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－２２３３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－１７０７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－１１００３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８９６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H02K11/215,29/08

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

永久磁石を有するロータと、コイルが巻き回されたステータとを備え、前記永久磁石はステータが生成する回転磁界との間での磁気的相互作用により前記ロータを回転させるモータであって、
前記永久磁石の磁束を検知するためのセンサを備え、
前記センサは、前記永久磁石の軸方向端面と対向し、かつ、前記コイルのコイルエンドの径方向内側に配置され、
前記ロータと一体的に回転するロータ軸と、
前記ロータ軸の反負荷側部分を支持する反負荷側軸受と、
前記ロータと前記反負荷側軸受との間に配置され、前記センサを保持するセンサ基板と、を備え、
前記センサ基板は、前記ロータ軸が挿通される挿通孔を有し、
前記挿通孔は、前記反負荷側軸受が軸方向に挿通不能な形状であり、かつ、前記ロータ軸が径方向に通過可能な形状であるモータ。

【請求項2】

前記反負荷側軸受を支持する反負荷側カバーと、
前記反負荷側カバーから前記ロータ側に向かって突設された複数のスペーサと、を備え、
前記センサ基板は、前記スペーサの先端部に固定される請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

永久磁石を有するロータと、コイルが巻き回されたステータとを備え、前記永久磁石はステータが生成する回転磁界との間での磁気的相互作用により前記ロータを回転させるモータであって、
前記永久磁石の磁束を検知するためのセンサを備え、
前記センサは、前記永久磁石の軸方向端面と対向し、かつ、前記コイルのコイルエンドの径方向内側に配置され、
前記ロータと一体的に回転するロータ軸と、
前記ロータ軸の反負荷側部分を支持する反負荷側軸受と、
前記センサを保持するセンサ基板と、を備え、
前記センサ基板は、前記ロータ軸が挿通される挿通孔を有し、
前記挿通孔は、前記反負荷側軸受が軸方向に挿通不能な形状であり、かつ、前記ロータ軸が径方向に通過可能な形状であり、
前記反負荷側軸受を支持する反負荷側カバーと、
前記反負荷側カバーから前記ロータ側に向かって突設された複数のスペーサと、を備え、
前記センサ基板は、前記スペーサの先端部に固定され、
前記スペーサは、
前記反負荷側カバーに固定される第１スペーサと、
前記第１スペーサに連結され、前記センサ基板が固定される第２スペーサと、を有するモータ。

【請求項4】

前記反負荷側軸受を支持する反負荷側カバーを備え、
前記反負荷側軸受は、前記反負荷側カバーに隙間嵌めで嵌合される請求項１から３のいずれかに記載のモータ。

【請求項5】

前記反負荷側軸受は、前記ロータ軸に締まり嵌めで嵌合される請求項４に記載のモータ。

【請求項6】

前記ロータ軸を反負荷側軸受を介して支持する反負荷側カバーと、
前記ロータ軸を負荷側軸受を介して支持する負荷側カバーと、を備え、
前記負荷側カバーに対する前記負荷側軸受の軸方向の遊び量よりも、前記反負荷側カバーに対する前記反負荷側軸受の軸方向の遊び量が大きい請求項１から５のいずれかに記載のモータ。

【請求項7】

前記反負荷側軸受を支持する反負荷側カバーと、
前記センサ基板を支持する基板支持ケーシングと、を備え、
前記反負荷側カバーと前記基板支持ケーシングとは別部材である請求項１から６のいずれかに記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

ブラシレスモータ等のモータでは、コイルに対する通電状態を適切に制御できるように、ロータの回転位置を検出するセンサを用いる場合がある。この一例として、特許文献１には、回転子永久磁石とは別体のセンサ磁石を回転シャフトに装着し、そのセンサ磁石の回転位置を検出する磁気感応素子を設けたモータが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－１４５３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のモータでは、ステータと反負荷側カバーの間にセンサ磁石が配置されており、その軸方向寸法が余計に増大してしまう。本発明者は、モータの小型化を図る観点から、改良の余地があるとの認識を得た。

【0005】

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサを用いるモータに関して、その軸方向寸法の小型化を図れる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様はモータに関する。モータは、永久磁石を有するロータと、コイルが巻き回されたステータとを備えるモータであって、前記永久磁石の磁束を検知するためのセンサを備え、前記センサは、前記永久磁石の軸方向端面と対向し、かつ、前記コイルのコイルエンドの径方向内側に配置される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、センサを用いるモータに関して、その軸方向寸法の小型化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態のモータが用いられるギヤモータを示す断面図である。

【図2】第１実施形態のモータの一部の拡大断面図である。

【図3】第１実施形態のセンサ基板を負荷側から見た図である。

【図4】軸付アセンブリにセンサアセンブリを組み付ける工程の途中状態を示す図である。

【図5】第２実施形態のモータの一部の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。

【0010】

図１は、第１実施形態のモータ１２が用いられるギヤモータ１０を示す断面図である。ギヤモータ１０は、モータ１２と、減速機１４を備え、これらが一体化されている。本明細書では、モータ１２の軸方向、周方向、径方向に関して、単に「軸方向」、「周方向」、「径方向」ともいう。モータ１２の軸方向は、後述するロータ３２の回転中心線に沿った方向でもある。モータ１２の軸方向の両側のうち、減速機１４がある側を負荷側といい、減速機１４とは反対側を反負荷側という。

【0011】

減速機１４は、減速機ケーシング１６と、入力軸１８と、出力軸２０と、減速機構２２と、を備える。減速機ケーシング１６は、減速機１４の筐体となる。本実施形態の入力軸１８は、モータ１２のロータ軸３６（後述する）が兼用している。

【0012】

減速機構２２は、入力軸１８の回転動力を減速して出力軸２０に伝達するためのものである。本実施形態の減速機構２２は１段のギヤセット２４のみを有するが、その段数は特に限られない。本実施形態のギヤセット２４はハイポイドギヤセット２４である。ハイポイドギヤセット２４は、入力側歯車となるハイポイドピニオン２６と、出力側歯車となるハイポイドギヤ２８とを有する。ハイポイドピニオン２６は、ロータ軸３６の負荷側端部にロータ軸３６と一体的に形成される。ハイポイドギヤ２８は、ロータ軸３６と直交する面と平行なギヤ軸に取り付けられ、ハイポイドピニオン２６と噛み合う。本実施形態のギヤ軸は出力軸２０である。

【0013】

本実施形態のモータ１２はブラシレスＤＣモータである。モータ１２は、モータケーシング３０と、ロータ３２と、ステータ３４と、ロータ軸３６と、負荷側軸受３８と、反負荷側軸受４０と、センサ４２と、センサ基板４４と、複数のスペーサ４６と、を備える。

【0014】

モータケーシング３０は、筒状のモータフレーム４８と、モータフレーム４８の負荷側開口部を覆う負荷側カバー５０と、モータフレーム４８の反負荷側開口部を覆う反負荷側カバー５２とを備える。本実施形態の負荷側カバー５０は、減速機ケーシング１６の一部と一体的に形成されている。モータフレーム４８、負荷側カバー５０、反負荷側カバー５２は長ボルト５４により固定される。

【0015】

本実施形態のロータ３２はステータ３４の内周側に配置されるインナーロータである。本実施形態のロータ３２は筒状をなす。ロータ３２は永久磁石５６を有する。永久磁石５６は、ステータ３４が生成する回転磁界との間での磁気的相互作用によりロータ軸３６を回転させるためのものである。永久磁石５６は、ロータ軸３６の外周面に貼着等によりロータ軸３６と一体的に回転可能に設けられる。永久磁石５６は周方向に交互に異なる磁極が設けられるように着磁される。

【0016】

ステータ３４は、ステータコア５８と、コイル６０とを有する。ステータコア５８は、たとえば、複数の積層鋼板等を用いて構成される。ステータコア５８は、モータケーシング３０にボルト６２又は圧入等により固定される。ステータコア５８には複数のティース部（不図示）が周方向に間を空けて形成され、そのティース部には回転磁場を生成するためのコイル６０が巻き回される。コイル６０は、その折り返し部分として、ステータコア５８の軸方向端面から軸方向に突出するコイルエンド６０ａを有する。ステータコア５８より反負荷側にあるコイルエンド６０ａは、ロータ３２より反負荷側にオフセットした位置にあるように設けられる。

【0017】

ロータ軸３６は、ロータ３２の内側に挿通されるロータ挿通部３６ａと、ロータ３２より負荷側にある負荷側部分３６ｂと、ロータ３２より反負荷側にある反負荷側部分３６ｃとを有する。負荷側部分３６ｂは、負荷側軸受３８を介して負荷側カバー５０に回転可能に支持される。反負荷側部分３６ｃは、反負荷側軸受４０を介して反負荷側カバー５２に回転可能に支持される。ロータ挿通部３６ａと反負荷側部分３６ｃとの間には反負荷側に臨む段差状の第１肩部３６ｄが設けられる。

【0018】

負荷側軸受３８は、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂを回転可能に支持する。本実施形態の負荷側軸受３８は、潤滑油（不図示）が内部に封入された転がり軸受である。負荷側軸受３８は、反負荷側軸受４０の外径より大きい外径で、かつ、反負荷側軸受４０の内径より大きい内径に設定される。

【0019】

負荷側軸受３８の内輪は、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂに締まり嵌めにより嵌合されることで、その負荷側部分３６ｂに固定される。ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂには、負荷側軸受３８に負荷側から当接することで、負荷側軸受３８の負荷側への変位を規制する第１段差部３６ｅが設けられる。本実施形態の第１段差部３６ｅは、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂに取り付けられる止め輪に設けられる。また、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂには、負荷側軸受３８に反負荷側から当接することで、負荷側軸受３８の反負荷側への変位を規制する第２段差部３６ｆが設けられる。負荷側軸受３８は、第１段差部３６ｅと第２段差部３６ｆの間に挟み込まれている。

【0020】

負荷側カバー５０は、反負荷側に臨む内面として反負荷側面５０ａを有する。負荷側カバー５０の反負荷側面５０ａの中央部には、負荷側に窪む第１嵌込部５０ｂが形成される。第１嵌込部５０ｂには負荷側軸受３８が隙間嵌めで嵌め込まれる。

【0021】

第１嵌込部５０ｂは、負荷側軸受３８に負荷側から当接することにより、負荷側軸受３８の負荷側への変位を規制するための段差状の変位規制面５０ｃを有する。負荷側カバー５０の反負荷側面５０ａには、負荷側軸受３８に反負荷側から当接することにより、負荷側軸受３８の反負荷側への変位を規制するための押さえ部材５０ｄが固定される。押さえ部材５０ｄは、ボルト５０ｅを用いて反負荷側面５０ａに着脱可能に固定される。押さえ部材５０ｄは、板状かつリング状（周状）をなしており、その内側にはロータ軸３６が挿通される。押さえ部材５０ｄの一部は負荷側軸受３８の外輪と軸方向に対向する。

【0022】

図２は、モータ１２の一部の拡大断面図である。反負荷側軸受４０は、ロータ軸３６の反負荷側部分３６ｃを回転可能に支持する。本実施形態の反負荷側軸受４０は、潤滑油（不図示）が内部に封入された転がり軸受である。反負荷側軸受４０の内輪の内側には、ロータ軸３６の反負荷側端部が挿通される。反負荷側軸受４０の内輪は、ロータ軸３６の反負荷側端部に締まり嵌めにより嵌合されることで固定される。ロータ軸３６の反負荷側部分３６ｃには反負荷側に臨む段差状の第２肩部３６ｇが設けられる。第２肩部３６ｇは、反負荷側軸受４０に負荷側から当接することで、反負荷側軸受４０の負荷側への変位を規制する。

【0023】

反負荷側カバー５２は、負荷側に臨む内面として負荷側面５２ａを有する。反負荷側カバー５２の負荷側面５２ａの中央部には反負荷側に窪む第２嵌込部５２ｂが形成される。反負荷側カバー５２の負荷側面５２ａには、負荷側に突出する筒状の突出壁部５２ｃが形成される。反負荷側カバー５２の第２嵌込部５２ｂは、その突出壁部５２ｃの内周側に形成される。第２嵌込部５２ｂには、反負荷側軸受４０が隙間嵌めで嵌め込まれる。反負荷側軸受４０は、反負荷側カバー５２に隙間嵌めで嵌合されることになる。

【0024】

図３は、センサ基板４４を負荷側から見た図である。図２、図３に示すように、センサ４２は、センサ基板４４の板厚方向の片面に実装される。センサ４２は、センサ基板４４のセンサ実装面４４ａに予め定められた角度ピッチ（本例では１２０°ピッチ）で複数実装される。

【0025】

センサ４２は、コイル６０のコイルエンド６０ａとロータ軸３６の間に形成される隙間空間６４に配置され、永久磁石５６の軸方向端面５６ａと対向する。センサ４２は、コイルエンド６０ａの径方向内側に配置されることになる。換言すると、コイルエンド６０ａとセンサ４２は径方向から見て重なっている。本実施形態では、センサ４２の全体がコイルエンド６０ａの径方向内側に配置されているが、センサ４２の一部がコイルエンド６０ａの径方向内側に配置されてもよい。この隙間空間６４は、ロータ３２やロータ軸３６の第１肩部３６ｄより反負荷側にて環状に広がるように形成される。

【0026】

センサ４２は、ホール素子、ホールＩＣ等の磁気感応素子である。センサ４２は、永久磁石５６の磁束を検知することでロータ３２の回転位置を検出するためのものである。詳しくは、センサ４２は、軸方向に対向する永久磁石５６の磁束を検知し、その永久磁石５６の磁極の極性に応じた検出信号を生成する。複数のセンサ４２が生成する検出信号の組み合わせは、ロータ３２の回転位置を表しており、この検出信号によりロータ３２の回転位置が検出される。センサ４２は、センサ基板４４から配線（不図示）を介して外部制御装置（不図示）に検出信号を出力する。外部制御装置は、センサ４２から出力される検出信号を用いて、コイル６０に対する通電状態を制御し、ロータ３２を回転させる。

【0027】

センサ基板４４は、センサ４２を保持するものであり、センサ４２と同様、コイルエンド６０ａとロータ軸３６の間の隙間空間６４に配置される。センサ基板４４のセンサ実装面４４ａは永久磁石５６の軸方向端面５６ａやロータ軸３６の第１肩部３６ｄと軸方向に対向する。

【0028】

センサ基板４４は、ロータ軸３６が挿通される挿通孔４４ｂを有する。挿通孔４４ｂはセンサ基板４４を板厚方向に貫通する。挿通孔４４ｂは、ロータ軸３６が軸方向に挿通される軸挿通部４４ｃと、軸挿通部４４ｃを径方向に開放させる切欠部４４ｄとを有する。センサ基板４４は、全体として、リングの一部を切り欠いた周状をなす。

【0029】

挿通孔４４ｂは、反負荷側軸受４０が軸方向に挿通不能な形状である。別の観点から見ると、挿通孔４４ｂは、軸方向から見て、挿通孔４４ｂに内接する内接円であって、反負荷側軸受４０の軸心Ｇと同心の内接円の外径が、反負荷側軸受４０の外径より小さくなるように設定されるともいえる。挿通孔４４ｂは、その切欠部４４ｄを通して、ロータ軸３６が径方向に沿った方向Ｐａに通過可能な形状である。挿通孔４４ｂは、センサ基板４４の外部と軸挿通部４４ｃとの間でロータ軸３６を径方向に沿った方向Ｐａに挿抜可能な形状であるともいえる。

【0030】

スペーサ４６は、反負荷側カバー５２からロータ３２側に向かって突設される。スペーサ４６は、ロータ軸３６周りに角度をずらして複数（本例では二つ）突設される。本実施形態のスペーサ４６は、反負荷側カバー５２の突出壁部５２ｃの先端面から突設される。

【0031】

スペーサ４６は、第１スペーサ６６と、第２スペーサ６８とを有する。第１スペーサ６６と第２スペーサ６８はいずれも軸方向に延びる柱状をなす。

【0032】

第１スペーサ６６は反負荷側カバー５２に固定される。本実施形態の第１スペーサ６６は、反負荷側カバー５２と同じ部材の一部として一体的に設けられる。第１スペーサ６６の負荷側の端面には負荷側に向かって開く雌ねじ孔６６ａが形成される。

【0033】

第２スペーサ６８の反負荷側端部には雄ねじ部６８ａが形成される。第２スペーサ６８は、第１スペーサ６６の雌ねじ孔６６ａに第２スペーサ６８の雄ねじ部６８ａをねじ込むことにより、第１スペーサ６６に連結される。第２スペーサ６８の外周面は、作業者が回転力を付与し易くなるように多角形状に形成される。

【0034】

第２スペーサ６８の負荷側端部には雌ねじ孔６８ｂが形成される。第２スペーサ６８の雌ねじ孔６８ｂにはセンサ基板４４を貫通する固定ボルト７０がねじ込まれる。センサ基板４４は、この固定ボルト７０により第２スペーサ６８の先端部に固定される。

【0035】

次に、ギヤモータ１０の組み立て方法の一例を説明する。本例は、モータ１２の組み立て方法でもある。

【0036】

まず、負荷側軸受３８の内側にロータ軸３６の負荷側部分３６ｂを圧入し、締まり嵌めによりロータ軸３６に負荷側軸受３８を固定する。また、反負荷側軸受４０の内側にロータ軸３６の反負荷側部分３６ｃを圧入し、締まり嵌めによりロータ軸３６に反負荷側軸受４０を固定する。これらのロータ軸３６の圧入作業は、負荷側軸受３８や反負荷側軸受４０を加熱せずに常温環境のもとで行う。これにより、各軸受３８、４０内の潤滑油の加熱に伴う劣化等の悪影響を防止できる。なお、ロータ軸３６のロータ挿通部３６ａにはロータ３２を固定しておく。また、反負荷側軸受４０は、隙間嵌めによりロータ軸３６に固定してもよい。

【0037】

次に、負荷側カバー５０の第１嵌込部５０ｂに負荷側軸受３８を嵌め込むように、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂを負荷側カバー５０内に挿通させる。このとき、負荷側カバー５０は、予め組み立てておいた減速機１４と一体化させておき、その減速機１４のハイポイドギヤ２８にロータ軸３６のハイポイドピニオン２６を噛み合わせる。負荷側カバー５０に負荷側軸受３８を嵌め込んだら、負荷側カバー５０の反負荷側面５０ａに押さえ部材５０ｄを固定する。

【0038】

次に、予めステータ３４が固定されたモータフレーム４８を負荷側カバー５０に組み付ける。これにより、ロータ軸３６がモータケーシング３０の一部に組み付けられた軸付アセンブリを得られる。ここでのモータケーシング３０の一部とは、モータフレーム４８と負荷側カバー５０である。軸付アセンブリのロータ軸３６には負荷側軸受３８と反負荷側軸受４０が一体化されている。

【0039】

次に、反負荷側カバー５２に複数のスペーサ４６を固定し、予めセンサ４２が実装されたセンサ基板４４を複数のスペーサ４６の先端部に固定する。これにより、センサ基板４４が反負荷側カバー５２に組み付けられたセンサアセンブリを得られる。

【0040】

次に、前述のように得られた軸付アセンブリにセンサアセンブリを組み付ける。図４は、この組み付け工程の途中状態を示す図である。まず、センサアセンブリ７２のセンサ基板４４と反負荷側カバー５２の間に軸付アセンブリ７４の反負荷側軸受４０が配置されるように、両者の軸方向での位置を大まかに合わせる。

【0041】

次に、センサ基板４４の挿通孔４４ｂの切欠部４４ｄ内を軸付アセンブリ７４のロータ軸３６が通過するように、センサアセンブリ７２と軸付アセンブリ７４を径方向（図３の方向Ｐａ）に相対移動させる。このとき、センサアセンブリ７２の第１スペーサ６６と軸付アセンブリ７４の反負荷側軸受４０が干渉しないように、複数の第１スペーサ６６の位置や形状が設定されている。このための一つの条件として、第１スペーサ６６は、モータ１２が組み立て状態にあるときに、反負荷側軸受４０と軸方向に重ならない位置に設けられる。

【0042】

センサ基板４４の挿通孔４４ｂの軸挿通部４４ｃにロータ軸３６が位置するまで両アセンブリ７２、７４を相対移動させたら、反負荷側カバー５２の第２嵌込部５２ｂに反負荷側軸受４０を嵌め込むように、両アセンブリ７２、７４を軸方向Ｐｂに相対移動させる。この後、長ボルト５４により、負荷側カバー５０、モータフレーム４８、反負荷側カバー５２を固定する。

【0043】

以上のモータ１２の効果を説明する。
モータ１２は、ロータ３２の永久磁石５６の磁束を検知するセンサ４２を備える。よって、ロータ３２の回転位置を検出するために、センサ４２用のセンサ磁石が不要となる。このため、ステータ３４と反負荷側カバー５２の間にセンサ磁石用のスペースを確保せずともよくなる。また、センサ４２は、コイル６０のコイルエンドの径方向内側に配置される。よって、コイル６０より反負荷側にセンサ４２用のスペースを確保する必要がなくなるか、若しくは小さいスペースでよくなる。これらが相まって、モータ１２の軸方向寸法の小型化を図れる。

【0044】

また、かりに、永久磁石５６の内周側にセンサ４２を配置する場合、永久磁石５６の内周側にセンサ４２用のスペースを確保するため、永久磁石５６の一部を反負荷側に突出させた構造となる。このため、永久磁石５６に余分な突出代を確保しなければならず、永久磁石５６の素材コストの増大を招く。この点、本実施形態のセンサ４２は、永久磁石５６の軸方向端面５６ａと対向している。よって、永久磁石５６にセンサ４２用の余分な突出代を確保せずともよくなり、永久磁石５６の素材コストの増大を防止できる。

【0045】

また、センサ基板４４の挿通孔４４ｂは反負荷側軸受４０が軸方向に挿通不能な形状である。これは、反負荷側軸受４０として、センサ基板４４の挿通孔４４ｂの内径よりも外径の大きいものを採用できることを意味する。よって、反負荷側軸受４０のサイズの大型化により、反負荷側軸受４０の耐久性を向上させる設計が許容される。

【0046】

このように、センサ基板４４の挿通孔４４ｂが反負荷側軸受４０を軸方向に挿通不能な形状の場合、次の問題がある。前述の軸付アセンブリ７４にセンサアセンブリ７２を組み付けるケースを考える。このケースのもとでは、両アセンブリ７２、７４を軸方向に相対変位させるのみでは、軸付アセンブリ７４の反負荷側軸受４０が、センサアセンブリ７２のセンサ基板４４と干渉してしまい、両者を組み付け不能になる。

【0047】

ここで、本例のセンサ基板４４の挿通孔４４ｂは、ロータ軸３６が径方向に通過可能な形状である。よって、前述のように、両アセンブリ７２、７４を径方向に相対変位させてから軸方向に相対変位させることで、軸付アセンブリ７４にセンサアセンブリ７２を組み付け可能となる。このため、本実施形態によれば、反負荷側軸受４０のサイズの大型化を図りつつも、反負荷側軸受４０と一体化されたロータ軸３６に対して、負荷側カバー５０と一体化されたセンサ基板４４を組み付け可能になる利点がある。

【0048】

また、センサ基板４４は、反負荷側カバー５２から突設するスペーサ４６の先端部に固定される。よって、コイル６０のコイルエンド６０ａとロータ軸３６の間のような奥まった隙間空間６４でも、これらとの干渉を避けつつセンサ基板４４を配置し易くなる。また、このスペーサ４６は、複数の第１スペーサ６６、６８を用いて構成されるため、その軸方向寸法を容易に調整できる利点がある。

【0049】

また、本実施形態では、反負荷側軸受４０と一体化されたロータ軸３６を負荷側カバー５０に組み付けたが、かりに、負荷側カバー５０へのロータ軸３６の組み付け後、反負荷側軸受４０をロータ軸３６に組み付ける場合を考える。この場合、反負荷側軸受４０とロータ軸３６が締まり嵌めで嵌合されるため、反負荷側軸受４０の内側へのロータ軸３６の圧入に伴いロータ軸３６にスラスト荷重が付与され、負荷側軸受３８の負担が過度に増大する恐れがある。

【0050】

ここで、本実施形態では、反負荷側軸受４０と一体化されたロータ軸３６を負荷側カバー５０に組み付けた後、反負荷側軸受４０を反負荷側カバー５２の第２嵌込部５２ｂに嵌合させる手順を経ている。また、本実施形態では、反負荷側軸受４０が反負荷側カバー５２に隙間嵌めにより嵌合されている。よって、前述の手順を経て反負荷側カバー５２に反負荷側軸受４０を嵌合させるとき、ロータ軸３６にスラスト荷重が付与され難くなり、そのスラスト荷重による負荷側軸受３８への負担を軽減できる。

【0051】

なお、前述のように、第１スペーサ６６は、モータ１２が組み立て状態にあるとき、反負荷側軸受４０と軸方向に重ならない位置に設けられる。一方、第２スペーサ６８は、モータ１２が組み立て状態にあるとき、反負荷側軸受４０と一部が軸方向に重なる位置に設けられる。これは、第１スペーサ６６と比べて第２スペーサ６８を大型化する設計が許容されることを意味している。これに伴い、第２スペーサ６８の大型化により、第２スペーサ６８に対するセンサ基板４４の固定度を高められる。よって、センサ基板４４が振動したときでも永久磁石５６に対するセンサ基板４４の位置の変化を抑えられ、センサ４２による永久磁石５６の検知精度を確保し易くなる。

【0052】

次に、モータ１２の他の特徴を説明する。
図１に示すように、減速機構２２にハイポイドギヤセット２４を用いた場合、ロータ軸３６の回転方向に応じて、軸方向の向きが異なるスラスト荷重がロータ軸３６に反力として付与される。たとえば、ロータ軸３６が周方向の一方側に回転したとき、ロータ軸３６には、ハイポイドギヤ２８からハイポイドピニオン２６を通して負荷側に向かうスラスト荷重が付与される。一方、ロータ軸３６が周方向の他方側に回転したとき、ロータ軸３６には、ハイポイドギヤ２８からハイポイドピニオン２６を通して反負荷側に向かうスラスト荷重が付与される。本実施形態のモータ１２は、このようなスラスト荷重を反負荷側軸受４０ではなく負荷側軸受３８で受けられるようにするため、次の工夫をしている。

【0053】

負荷側カバー５０に対する負荷側軸受３８の軸方向での遊び量を負荷側遊び量Ｌ１とする。この負荷側遊び量Ｌ１は、負荷側カバー５０に対する負荷側軸受３８の軸方向での許容される相対変位量である。この負荷側遊び量Ｌ１は、たとえば、負荷側軸受３８が負荷側カバー５０の変位規制面５０ｃと当接する基準位置にロータ軸３６があるとき、負荷側軸受３８と押さえ部材５０ｄの間にある隙間の軸方向寸法で表される。

【0054】

反負荷側カバー５２に対する反負荷側軸受４０の軸方向での遊び量を反負荷側遊び量Ｌ２とする。この反負荷側遊び量Ｌ２は、反負荷側カバー５２に対する反負荷側軸受４０の軸方向での許容される相対変位量である。この反負荷側遊び量Ｌ２は、たとえば、前述の基準位置にロータ軸３６があるとき、反負荷側軸受４０と反負荷側カバー５２の間にある隙間であって、反負荷側軸受４０の軸方向での相対変位を許容する隙間の軸方向寸法で表される。

【0055】

本実施形態のモータ１２は、負荷側軸受３８の負荷側遊び量Ｌ１よりも反負荷側軸受４０の反負荷側遊び量Ｌ２が大きくなるように設定される。これにより、ロータ軸３６に負荷側に向かうスラスト荷重が付与されたときは、ロータ軸３６とともに負荷側に変位した負荷側軸受３８が負荷側カバー５０に当接して変位が規制される。この結果、ロータ軸３６の負荷側へのスラスト荷重を負荷側軸受３８により受けられる。このとき、反負荷側軸受４０は反負荷側カバー５２との当接により変位が規制されず、その負荷側へのスラスト荷重は反負荷側軸受４０により受けられない。

【0056】

また、ロータ軸３６に反負荷側に向かうスラスト荷重が付与されたときは、ロータ軸３６とともに反負荷側に変位した負荷側軸受３８が押さえ部材５０ｄに当接して変位が規制される。この結果、ロータ軸３６の反負荷側へのスラスト荷重が負荷側軸受３８により受けられる。このとき、反負荷側軸受４０は反負荷側カバー５２との当接により変位が規制されず、ロータ軸３６のスラスト荷重は反負荷側軸受４０により受けられない。

【0057】

つまり、ロータ軸３６とともに反負荷側軸受４０や負荷側軸受３８が軸方向のいずれに変位したときでも、負荷側カバー５０や押さえ部材５０ｄとの当接により負荷側軸受３８の変位のみが規制され、反負荷側カバー５２との当接により反負荷側軸受４０の変位が規制されない。別の観点からみると、ロータ軸３６の軸方向両側の何れのスラスト荷重でも、反負荷側軸受４０ではなく負荷側軸受３８を通してモータケーシング３０（負荷側カバー５０）に伝達可能になる。

【0058】

これにより、ロータ軸３６の軸方向両側のスラスト荷重を負荷側軸受３８により受けられるようになる。負荷側軸受３８は、モータ１２の組み立て時、反負荷側軸受４０と比べて、モータ１２の他の内部部品との干渉が起き難く、反負荷側軸受４０より容易にサイズを大型化できる。このような反負荷側軸受４０よりサイズの大きい負荷側軸受３８によって、ロータ軸３６の軸方向両側のスラスト荷重を受けられるため、スラスト荷重に対する強度の向上を図れる。

【0059】

（第２の実施の形態）
図５は、第２実施形態のモータ１２を用いたギヤモータ１０である。第２実施形態のモータ１２は、主には、第１実施形態と比べて、モータケーシング３０、センサ基板４４、スペーサ４６の点で異なる。

【0060】

モータケーシング３０は、モータフレーム４８と、負荷側カバー５０（不図示）と、反負荷側カバー５２の他に、基板支持ケーシング７６を有する。基板支持ケーシング７６は、センサ基板４４を支持するためのものであり、モータフレーム４８と反負荷側カバー５２の間に配置される。基板支持ケーシング７６は、モータフレーム４８や反負荷側カバー５２とは別部材である。

【0061】

基板支持ケーシング７６は、モータフレーム４８と反負荷側カバー５２の間に挟み込まれる環状部７６ａを有する。環状部７６ａは、モータ１２の外部に露出する外周面を形成している。

【0062】

基板支持ケーシング７６は、環状部７６ａの内周側部分から負荷側に突出する第１嵌合固定部７６ｂを有する。第１嵌合固定部７６ｂは、全体として環状をなしており、その内側にはロータ軸３６が挿通される。第１嵌合固定部７６ｂは、モータフレーム４８の反負荷側開口部内に圧入された状態で嵌合されることで、モータフレーム４８に固定される。第１嵌合固定部７６ｂの内周側部分には第２スペーサ６８の雄ねじ部６８ａをねじ込むための雌ねじ孔７６ｃが形成される。

【0063】

基板支持ケーシング７６は、環状部７６ａの内周側に形成される第２嵌合固定部７６ｄを有する。反負荷側カバー５２は、基板支持ケーシング７６の第２嵌合固定部７６ｄに対して、その一部が圧入された状態で嵌合されることで、基板支持ケーシング７６に固定される。

【0064】

センサ基板４４は、第１実施形態と異なり、リング状をなしている。スペーサ４６は、第１実施形態と異なり、第２スペーサ６８のみを有している。

【0065】

モータ１２の組み立て方法の一例を説明する。
負荷側軸受３８の内側にロータ軸３６の負荷側部分３６ｂを圧入し、締まり嵌めによりロータ軸３６に負荷側軸受３８を固定する。負荷側カバー５０の第１嵌込部５０ｂに負荷側軸受３８を嵌め込むように、ロータ軸３６の負荷側部分３６ｂを負荷側カバー５０内に挿通させる。予めステータ３４が固定されたモータフレーム４８を負荷側カバー５０に組み付ける。これにより、ロータ軸３６がモータケーシング３０の一部に組み付けられた軸付アセンブリを得られる。ここでのモータケーシング３０の一部とは、モータフレーム４８と、負荷側カバー５０である。軸付アセンブリ７４のロータ軸３６には、第１実施形態と異なり、負荷側軸受３８のみが一体化され、反負荷側軸受４０が一体化されていない。

【0066】

次に、基板支持ケーシング７６に複数のスペーサ４６を固定し、予めセンサ４２が実装されたセンサ基板４４を複数のスペーサ４６の先端部に固定する。この後、基板支持ケーシング７６の第１嵌合固定部７６ｂをモータフレーム４８の反負荷側開口部に圧入させて、基板支持ケーシング７６をモータフレーム４８に固定する。このとき、センサ基板４４の挿通孔４４ｂ内をロータ軸３６の反負荷側部分３６ｃが挿通されるように、センサ基板４４と一体化された基板支持ケーシング７６と軸付アセンブリを軸方向に相対移動させる。

【0067】

この後、反負荷側軸受４０の内側にロータ軸３６の反負荷側部分３６ｃを圧入し、締まり嵌めによりロータ軸３６に反負荷側軸受４０を固定する。この後、基板支持ケーシング７６の第２嵌合固定部７６ｄ内に反負荷側カバー５２の一部を圧入させて、基板支持ケーシング７６に反負荷側カバー５２を固定する。

【0068】

本実施形態によれば、センサ基板４４を支持する基板支持ケーシング７６と、反負荷側軸受４０を支持する反負荷側カバー５２が別部材である。よって、センサ基板４４を支持する基板支持ケーシング７６の組み付け後、反負荷側軸受４０を支持する反負荷側カバー５２を組み付けられるようになる。このため、センサ基板４４の寸法の影響を受けることなく反負荷側軸受４０の寸法を設計できるようになる。よって、反負荷側軸受４０のサイズの大型化により、反負荷側軸受４０の耐久性を向上させる設計が許容されるようになる。

【0069】

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

【0070】

センサ４２は、センサ基板４４に保持される例を説明したが、これに限られず、他部材に保持されていてもよい。また、センサ４２やセンサ基板４４は、複数のスペーサ４６により反負荷側カバー５２に固定される例を説明したが、この固定手段や固定先はこれに限られない。たとえば、センサ４２やセンサ基板４４はモータフレーム４８等に固定されてもよい。

【0071】

ロータ３２は永久磁石５６のみを有する例を説明したが、これに限られず、ロータコア等を他に有してもよい。ロータ３２の種類は特に限られず、埋込磁石型ロータ、表面磁石型ロータ等でもよい。

【0072】

モータ１２は減速機１４と一体化される例を説明したが、減速機１４と一体化されていなくともよい。減速機構２２のハイポイドギヤセット２４は、ロータ軸３６の回転方向に応じて、軸方向の向きが異なるスラスト荷重をロータ軸３６に付与するギヤセット２４の一例として説明した。このような機能を発揮するギヤセット２４の種類はこれに限られないし、このような機能を発揮しないギヤセット２４が用いられてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１２…モータ、３２…ロータ、３４…ステータ、３６…ロータ軸、３８…負荷側軸受、３８…軸受、４０…反負荷側軸受、４２…センサ、４４…センサ基板、４４ｂ…挿通孔、４６…スペーサ、５０…負荷側カバー、５２…反負荷側カバー、５６…永久磁石、５６ａ…軸方向端面、６０…コイル、６０ａ…コイルエンド、６６…第１スペーサ、６８…第２スペーサ、７６…基板支持ケーシング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】