本发明涉及经由轴承对例如马达的转子轴、齿轮的旋转轴等、安装有预定的旋转部件并进行旋转的旋转轴进行支承的旋转轴的支承构造。
背景技术：
在专利文献1中记载了涉及以兼顾轴承中的电蚀的产生的抑制和燃料经济性的提高为目的的车辆用旋转电机(马达)的发明。该专利文献1所记载的马达具备：在长度方向的中央部对转子芯进行支承的中空的转子轴；经由轴承对转子轴的两端部分别进行支承的支承部件(主体壳体、后罩等)、以及一方的端部被支承于支承部件且另一方的端部插入于转子轴的中空部分的固定轴部件。固定轴部件的另一方的端部比转子芯的端部向外侧突出，并且为没有与转子轴电接触的状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-77148号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
在上述的专利文献1所记载的马达中，转子芯被夹入于形成在转子轴的一方的端部的外周面的凸缘部和与形成于转子轴的另一方的端部的外周面的外螺纹部嵌合的螺母之间，在转子轴安装有转子。并且，利用外螺纹部与螺母的螺纹的紧固连结力，将转子固定于转子轴。转子轴的两端分别经由轴承而被支承于主体壳体和后罩等。具体而言，如图1所示，用于将转子103的转子芯104固定于转子轴101的螺母105被拧紧于马达100的转子轴101的一方(形成有外螺纹部102的一侧)的端部。并且，在比该螺母105更靠外侧(图1的左侧)的顶端部分设置有轴承106，经由该轴承106，转子轴101被支承于主体壳体107。因此，专利文献1所记载的马达的转子轴在其两端的各自的顶端部分经由轴承被支承为能够旋转，对转子轴的两端分别进行支承的轴承的轴承间距离、即转子轴的支承间距长。因此，与转子轴的支承间距短的情况相比，转子轴所受的弯矩大，易产生挠曲。
另一方面，在上述的专利文献1记载的那样的内转子型的马达中，如图1所示，在定子108的内周面与转子103的外周面之间设置有气隙109。通常，马达的气隙越窄则磁通密度越高而性能提高。因此，在马达中，设定尽可能窄的气隙。然而，在像上述那样因转子轴的支承间距长而在旋转中产生的挠曲变大时，马达的气隙会过度地变窄，其结果，定子的内周面与转子的外周面可能发生干涉。
本发明是着眼于上述的技术课题而想出的，其目的在于，提供一种能够使安装有预定的旋转部件并进行旋转的旋转轴的支承间距缩短、抑制在旋转轴产生的挠曲的旋转轴的支承构造。
用于解决问题的技术方案
为了达成上述的目的，本发明的旋转轴的支承构造具备：旋转轴；安装于所述旋转轴并与所述旋转轴一体地旋转的旋转部件；将所述旋转部件固定于所述旋转轴的紧固连结部件；将所述旋转轴能够旋转地保持的第1轴承和第2轴承；以及经由所述第1轴承和所述第2轴承，对安装了所述旋转部件的所述旋转轴进行支承的支承部件，所述旋转轴的支承构造的特征在于，所述第1轴承与所述第2轴承分别配置于在所述旋转轴的旋转轴线方向上隔着所述旋转部件的两侧，所述第1轴承在所述旋转轴线方向上安装于所述旋转部件与所述紧固连结部件之间，并且通过所述紧固连结部件，与所述旋转部件一起固定于所述旋转轴。
另外，本发明的特征在于，本发明中的所述旋转部件是内转子型的马达的转子，本发明中的所述旋转轴是所述马达的转子轴，在该情况下本发明中的所述第1轴承和所述第2轴承分别配置于在所述转子轴的所述旋转轴线方向上隔着所述转子的两侧。
另外，本发明的特征在于，本发明中的所述转子轴与安装了不同于所述转子的其他旋转部件的其他旋转轴一体地形成。
并且，本发明的特征在于，本发明中的所述转子轴与其他旋转轴组装为一体，该其他旋转轴独立于所述转子轴形成，且安装了不同于所述转子的其他旋转部件。
发明的效果
在本发明的旋转轴的支承构造中，用于对旋转轴进行两点支承的两个轴承中的一方、即第1轴承与旋转部件一起通过紧固连结部件固定于旋转轴。例如，在使用螺母作为紧固连结部件的情况下，通过利用螺母将第1轴承与旋转部件一起紧固，从而第1轴承与旋转部件一起固定于旋转轴。因此，第1轴承在旋转轴上与旋转部件相邻地配置。因此，与例如前述的图1所示那样的、轴承配置于螺母(紧固连结部件)的外侧的以往的构成相比，能够缩短旋转轴的旋转轴线方向上的第1轴承与第2轴承之间的距离，即能够缩短旋转轴的支承间距。因此，根据本发明的旋转轴的支承构造，能够缩短旋转轴的支承间距，减小旋转轴所受的弯矩。因此，能够抑制在旋转轴产生的挠曲。
另外，在本发明的旋转轴的支承构造中，作为本发明中的旋转轴，马达的转子轴成为对象，另外，作为本发明中的旋转部件，马达的转子成为对象。因此，根据本发明的旋转轴的支承构造，能够缩短马达的转子轴的支承间距，减小转子轴所受的弯矩。因此，能够抑制在转子轴产生的挠曲，防止马达的气隙处的定子与转子的干涉。
另外，根据本发明的旋转轴的支承构造，将马达的转子轴与例如对齿轮进行支承的其他旋转轴一体地形成。换言之，在安装有马达的转子的转子轴一并安装例如齿轮等不同于转子的其他旋转部件。因此，能够削减零件数量，实现成本降低。
并且，根据本发明的旋转轴的支承构造，使马达的转子轴与例如对齿轮进行支承的其他旋转轴分别独立地形成并进行组装。因此，与将马达的转子轴和其他旋转轴一体地形成的构成相比，能够缩短转子轴的支承间距。其结果，能够减小转子轴所受的弯矩，抑制在转子轴产生的挠曲。因此，能够可靠地防止马达的气隙处的定子与转子的干涉。
附图说明
图1是用于说明以往技术的问题的图，是示出对马达的转子轴进行支承的支承构造的一例的剖视图。
图2是用于说明本发明中的旋转轴的支承构造的一例(使转子轴与齿轮轴一体地形成，并对该一体化了的旋转轴进行两点支承的构成)的剖视图。
图3是用于说明本发明中的旋转轴的支承构造的详细情况的图，是放大示出通过螺母将转子与轴承一起紧固的部位的剖视图。
图4是用于说明本发明中的旋转轴的支承构造的另一例(使转子轴与齿轮轴一体地形成，并对该一体化了的旋转轴进行三点支承的构成)的剖视图。
图5是用于说明本发明中的旋转轴的支承构造的另一例(使转子轴与齿轮轴独立地形成，并对上述转子轴与齿轮轴分别进行两点支承的构成)的剖视图。
标号说明
1…旋转轴的支承构造，2、21、31…转子轴(旋转轴)，3…转子(旋转部件)，4…螺母(紧固连结部件)，5、33…轴承(第1轴承)，6、22、34…轴承(第2轴承)，7…壳体(支承部件)，8…马达，9…齿轮(其他旋转部件)，10、32…齿轮轴(其他旋转轴)，11…定子，12…外螺纹部，13…凸缘部，14、15…(转子3的)端面，16…护圈，17…(轴承5的)内圈，18…(轴承5的)外圈，19…(轴承5的)滚珠，20…(马达8的)气隙，35、36…轴承，al…旋转轴线。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下所示的实施方式只不过是将本发明具体化了的情况的一例，不对本发明构成限定。
图2示出了在本发明的实施方式中作为对象的旋转轴的支承构造的一例。图2所示的旋转轴的支承构造1具备转子轴2、转子3、螺母4、轴承5、轴承6以及壳体7作为主要的构成要素。
转子轴2相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”。转子轴2是马达8的旋转轴，安装有后述的转子3。此外，也可以在转子轴2一并安装例如齿轮那样的不同于转子3的其他旋转部件。换言之，转子轴2也可以与安装了不同于转子3的其他旋转部件的其他旋转轴一体地形成。在图2所示的例子中，转子轴2与安装了齿轮9的齿轮轴10一体地形成。
如上所述，转子3安装于转子轴2并与转子轴2一体地旋转。即，转子3相当于本发明的实施方式中的“旋转部件”。此外，如图2所示，本发明的实施方式中的马达8是由上述的转子轴2、转子3以及定子11构成的内转子型的马达。马达8例如作为车辆的动力源被使用。在该情况下，马达8是例如永磁体式的同步马达或感应马达等电动马达，作为通过被供给电力从而驱动而输出转矩的原动机发挥功能。另外，马达8也可以是兼具作为上述那样的原动机的功能、和作为通过接受来自外部的转矩而驱动从而产生电的发电机的功能的所谓的电动发电机。
螺母4利用螺纹的紧固连结力将转子3固定于转子轴2。即，螺母4相当于本发明的实施方式中的“紧固连结部件”。具体而言，在转子轴2的一方(图2的左侧)的端部形成有与螺母4的内螺纹嵌合的外螺纹部12。另外，在转子轴2，在旋转轴线al方向上的预定位置的外周面形成有凸缘部13。如后所述，凸缘部13与组装于转子轴2的转子3的旋转轴线al方向上的一方(图2的右侧)的端面14卡合，限制转子3的旋转轴线al方向上的移动。如后所述，螺纹的紧固连结力从拧紧于外螺纹部12的螺母4经由轴承5作用于转子3的旋转轴线al方向上的另一方(图2的左侧)的端面15。利用该紧固连结力，将转子3及轴承5固定于转子轴2。
轴承5与轴承6分别配置于在转子轴2的旋转轴线al方向上隔着转子3的两侧，将转子轴2保持为能够旋转。在图2所示的例子中，轴承5配置于旋转轴线al方向上的转子3的左侧，保持转子轴2的一方的(左侧的)端部。轴承6配置于旋转轴线al方向上的转子3的右侧，保持转子轴2的另一方的(右侧的)端部。具体而言，轴承6保持与转子轴2一体地形成的齿轮轴10的(右侧的)端部。轴承5与轴承6分别被支承于与本发明的实施方式中的“支承部件”相当的壳体7。因此，像上述那样安装了转子3的转子轴2经由轴承5和轴承6被壳体7两点支承。
在像上述那样对转子轴2进行两点支承的两个轴承5、6中，轴承5在旋转轴线al方向上安装于转子3与螺母4之间，通过螺母4而与转子3一起固定于转子轴2。因此，轴承5相当于本发明的实施方式中的“第1轴承”。轴承6相当于本发明的实施方式中的“第2轴承”。
具体而言，如图3所示，转子3组装于转子轴2，转子3的端面14与转子轴2的凸缘部13抵接。在转子3的相反侧的端面15，以夹着圆环状的护圈(retainer，挡圈)16的方式组装轴承5。在图3所示的例子中，轴承5使用具有内圈17、外圈18、滚珠19以及保持滚珠19的保持器(未图示)的向心球轴承(深沟球轴承)。轴承5的内圈17安装于转子轴2。轴承5的外圈18固定于壳体7。此外，虽然在图3中没有示出，但轴承6也同样使用向心球轴承。轴承6的内圈(未图示)安装于转子轴2(齿轮轴10)。轴承6的外圈(未图示)固定于壳体7。
螺母4夹着轴承5拧紧于转子轴2的形成有外螺纹部12的一侧(图3的左侧)的端部。即，轴承5和转子3通过螺母4一起紧固。利用通过将螺母4拧紧于外螺纹部12而产生的螺纹的紧固连结力，将轴承5与转子3一起固定于转子轴2。
如上所述，在本发明的实施方式中的旋转轴的支承构造1中，用于对转子轴2进行两点支承的两个轴承5、6中的一方、即轴承5与转子3一起通过螺母4固定于转子轴2。因此，轴承5在转子轴2上与转子3相邻地配置。因此，与例如前述的图1所示那样的、轴承106配置于螺母102的外侧的以往的构成相比，能够缩短旋转轴线al方向上的轴承5与轴承6之间的距离，即能够缩短转子轴2的支承间距。因此，根据本发明的实施方式中的旋转轴的支承构造1，能够缩短转子轴2的支承间距，减小转子轴2所受的弯矩。因此，能够抑制在转子轴2产生的挠曲，进而能够防止马达8的气隙20处的定子11与转子3的干涉。
图4示出了对本发明的实施方式中的“旋转轴”进行三点支承的构成。在该图4所示的旋转轴的支承构造1中，对与在前述的图2中所示的旋转轴的支承构造1构造和功能相同的构成要素标注与图2相同的参照标号。
图4所示的马达8的转子轴21相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”，与上述的图2所示的转子轴2同样，与安装了齿轮9的齿轮轴10一体地形成。并且，除了轴承5和轴承6以外，在该转子轴21还设置有轴承22。
轴承22在旋转轴线al方向上隔着转子3配置于与轴承5相反的一侧(图4的右侧)，与轴承5及轴承6一起将转子轴21保持为能够旋转。具体而言，在转子轴21上在将转子3的端面14卡止的凸缘部13的背面侧(图4的右侧)，轴承22与凸缘部13相邻地配置。与轴承5、6同样，轴承22被支承于与本发明的实施方式中的“支承部件”相当的壳体7。因此，轴承22相当于本发明的实施方式中的“第2轴承”。即，本发明的实施方式中的“第2轴承”也可以设置多个。
如该图4所示的例子那样，通过设置对转子轴21进行三点支承的三个轴承5、6、22，与对转子轴21进行两点支承的情况相比，能够缩短转子轴21的支承间距。因此，能够减小转子轴2所受的弯矩，抑制在转子轴21产生的挠曲。另外，与上述的转子轴2同样，通过将转子轴21与齿轮轴10一体地形成，从而能够削减零件数量，实现成本降低。
图5示出了在本发明的实施方式中的“旋转轴”组装有其他旋转轴的构成。在该图5所示的旋转轴的支承构造1中，对与在前述的图2中所示的旋转轴的支承构造1在构造和功能上相同的构成要素标注与图2相同的参照标号。
图5所示的马达8的转子轴31相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”。转子轴31与上述的图2所示的转子轴2及图5所示的转子轴21不同，安装了齿轮9的齿轮轴32以与转子轴31一体地旋转的方式组装于转子轴31。转子轴31被轴承33及轴承34保持为能够旋转。齿轮轴32被轴承35及轴承36保持为能够旋转。各轴承33、34、35、36均被支承于与本发明的实施方式中的“支承部件”相当的壳体7。
轴承33相当于本发明的实施方式中的“第1轴承”，在旋转轴线al方向上安装于转子3与螺母4之间，并且通过螺母4而与转子3一起固定于转子轴31。即，轴承33和转子3通过螺母4一起紧固。利用通过将螺母4拧紧于外螺纹部12而产生的螺纹的紧固连结力，轴承33与转子3一起被固定于转子轴31。轴承34相当于发明的实施方式中的“第2轴承”，在旋转轴线al方向上隔着转子3配置于与轴承33相反侧(图5的左侧)，与轴承33一起将转子轴31保持为能够旋转。
在该图5所示的例子中，转子轴31与支承齿轮9的齿轮轴32分别独立地形成，并被组装。因此，与将转子轴31和齿轮轴32那样的其他旋转轴一体地形成的构成相比，能够缩短转子轴31的支承间距。其结果，能够减小转子轴31所受的弯矩，抑制在转子轴31产生的挠曲。因此，能够可靠地防止马达8的气隙20处的定子11与转子3的干涉。
此外，在上述的各实施例中，示出了转子轴2、转子轴21、或转子轴31等马达8的旋转轴相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”、马达8的转子3相当于本发明的实施方式中的“旋转部件”的构成，但本发明的实施方式中的“旋转部件”不限定于马达的转子。另外，本发明的实施方式中的“旋转轴”不限定于马达的旋转轴。例如，也可以是齿轮、滑轮(带轮)等相当于本发明的实施方式中的“旋转部件”的构成。另外，也可以是如上述的齿轮轴10那样安装有齿轮的齿轮轴相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”的构成。
1.一种旋转轴的支承构造，具备：
旋转轴；安装于所述旋转轴并与所述旋转轴一体地旋转的旋转部件；将所述旋转部件固定于所述旋转轴的紧固连结部件；将所述旋转轴能够旋转地保持的第1轴承和第2轴承；以及经由所述第1轴承和所述第2轴承，对安装了所述旋转部件的所述旋转轴进行支承的支承部件，所述旋转轴的支承构造的特征在于，
所述第1轴承与所述第2轴承分别配置于在所述旋转轴的旋转轴线方向上隔着所述旋转部件的两侧，
所述第1轴承在所述旋转轴线方向上安装于所述旋转部件与所述紧固连结部件之间，并且通过所述紧固连结部件，与所述旋转部件一起固定于所述旋转轴。
2.根据权利要求1所述的旋转轴的支承构造，其特征在于，
所述旋转部件是内转子型的马达的转子，
所述旋转轴是所述马达的转子轴，
所述第1轴承与所述第2轴承分别配置于在所述转子轴的所述旋转轴线方向上隔着所述转子的两侧。
3.根据权利要求2所述的旋转轴的支承构造，其特征在于，
所述转子轴与安装了不同于所述转子的其他旋转部件的其他旋转轴一体地形成。
4.根据权利要求2所述的旋转轴的支承构造，其特征在于，
所述转子轴与其他旋转轴组装为一体，该其他旋转轴独立于所述转子轴形成，且安装了不同于所述转子的其他旋转部件。
技术总结