CN107005121B - 电机 - Google Patents

Abstract

电机包括收容转子的筒状的外壳(14)、被装配于外壳的开口部的第1部件、以及在与外壳(14)间夹着所装配的第1部件的第2部件。外壳(14)在与第2部件相对侧的端部具有用于卡定第2部件的第1被卡定部(18d)的第1卡定部(14c)。第2部件被构成为如下形式，即，被第1卡定部(14c)以弹性形变了的状态卡定于外壳(14)，并且在被卡定于外壳(14)的状态下与该外壳(14)之间形成有间隙(G)。

Description

电机

技术领域

本发明涉及部件彼此间的固定构造。

背景技术

以往，已知有使电刷支架嵌合于构成电机的筒状磁轭的开口部并固定的构造。此外，已设计出用磁轭和前支架夹住电刷支架地进行固定的构造(参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特许第4179590号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

然而，因各部件的材质和形状不同，温度和湿度的变化所引起的膨胀或收缩的程度也不同。因此，在使部件彼此间嵌合固定时，若反复出现温度和吸湿的变化，则部件彼此间的嵌合状态会逐渐变化，成为部件彼此间的连接部发生松动的原因之一。

本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种稳定地维持部件彼此间的固定状态的技术。

〔用于解决课题的手段〕

为解决上述课题，本发明一个方案的电机包括收容转子的筒状的外壳、被装配于外壳的开口部的第1部件、以及在与外壳间夹着所装配的第1部件的第2部件。外壳在与第2部件相对侧的端部具有用于卡定第2部件的第1被卡定部的第1卡定部。第2部件被构成为如下形式，即，被第1卡定部以弹性形变了的状态卡定于外壳，并且在被卡定于外壳的状态下与该外壳之间形成有间隙。

根据该方案，第2部件被构成使得在被卡定于外壳的状态下与该外壳间形成有间隙。因此，即使例如第2部件的尺寸因温度或湿度的变化而改变，由于存在间隙，第2部件能够挠曲，故能抑制第1铆接部因第2部件的膨胀而形变的情况。其结果，能保持第2部件被第1铆接部朝外壳赋予势能地固定的状态，能抑制第2部件或第1部件发生松动。

第1卡定部可以是使外壳的一部分形变的第1铆接部。

第1部件可以具有在被夹在第2部件与外壳之间的状态下抵接于外壳的端面的第1抵接部。由此，能使第1部件相对于外壳的定位精度良好。

第2部件可以具有朝端面按压第1抵接部的第2被卡定部。外壳可以在与第2部件相对侧的端部具有用于卡定第2被卡定部的第2卡定部。第2卡定部可以是使该外壳的一部分形变的第2铆接部，使得第1抵接部及第2被卡定部被朝外壳赋予势能地固定。由此，能使第1部件和第2部件一起定位固定。

第1部件可以包括形成有沿着外壳的内周面的外周面的本体部，以及被设置在与第2部件相对侧、被构成使得在被按压时外周面扩展的被按压部。第2部件可以具有在与外壳间夹着第1部件的状态下按压被按压部的按压部。由此，在第2部件与外壳间夹着第1部件时，通过被第2部件的按压部按压的第1部件的被按压部，第1部件的外周面扩展，第1部件被牢固地嵌合于外壳的内周面。

被按压部可以具有从第1部件的中心侧朝外周面侧轴向变高的第1斜面。按压部可以具有从第2部件的中心侧朝外周面侧轴向变低的第2斜面。由此，能不使被按压部和按压部成为复杂形状地实现第1部件的外周面扩展的机构。

在将第1斜面相对于与外壳的轴向正交的水平面的角度记作α°、将第2斜面相对于与外壳的轴向正交的水平面的角度记作β°时，可以满足α<β。由此，能以比较小的力使第1部件的外周面扩展。

第1部件可以还具有从本体部朝径向突出的连接器部、和连结本体部与连接器部的连结部。连结部可以具有在被夹在第2部件与外壳之间的状态下与外壳的端面相抵接的第2抵接部。第2抵接部被夹着外壳的中心地设置在第1抵接部的相反侧。由此，第1部件抵接于外壳端面的分离开的两处，故定位精度提高，能抑制被倾斜装配的情况。

本发明的另一方案也是一种电机。该电机包括：收容转子的筒状的外壳；被装配在外壳的开口部的第1部件；以及在与外壳间夹着所装配的第1部件的第2部件。第1部件包括形成有沿着外壳的内周面的外周面的本体部，和被设置在与第2部件相对侧、被构成使得在被按压时外周面扩展的被按压部。第2部件具有在与外壳间夹着第1部件的状态下按压被按压部的按压部。

根据该方案，在第2部件与外壳间夹着第1部件时，通过被第2部件的按压部按压的第1部件的被按压部，第1部件的外周面发生扩展，第1部件被牢固地嵌合于外壳的内周面。

第1部件可以是在本体部至少保持有2个电刷的电刷支架。

外壳可以具有至少2个第1铆接部。可以在第1铆接部的一者与第2铆接部之间配置2个电刷的一者。可以在第1铆接部的另一者与第2铆接部之间配置2个电刷的另一者。

间隙可以至少一部分为0.1～0.7mm的范围。若间隙在0.1mm以上，则能充分确保考虑到第2部件的尺寸变化的挠曲量。此外，若间隙在0.7mm以下，则间隙难以进入异物。

外壳可以由金属材料构成。第1部件及第2部件可以由树脂材料构成。由此，能使外壳的铆接部牢固。此外，即使第1部件或第2部件发生形变，也能不使铆接部抬起地使第1部件和第2部件本身挠曲。

此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统等间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。

〔发明效果〕

通过本发明，能稳定地维持部件彼此间的固定状态。

附图说明

图1是本实施方式的DC电机的分解立体图。

图2的(a)是示意性地表示将本实施方式的安装部件装配于外壳前的状态的剖视图，图2的(b)是示意性地表示将安装部件装配于外壳后的状态的剖视图。

图3是本实施方式的安装部件的主视图。

图4是在本实施方式的外壳装配电刷支架后的状态的主视图。

图5是图4所示的区域R1的电刷支架的要部立体图。

图6是从轴向看本实施方式的电机的主视图。

图7是图6所示的DC电机的A-A剖视图。

图8是图6所示的DC电机的B-B’剖视图。

图9的(a)是图6所示的第1铆接部S1附近的立体图，图9的(b)是图6所示的第2铆接部S2附近的立体图。

图10是第1铆接部的主视图。

图11是第2铆接部的主视图。

图12是用于说明被按压部的第1斜面的角度与按压部的第2斜面的角度的关系的图。

图13是用于说明外壳、电刷支架及安装部件通过铆接而相互固定时施加于各部的力的示意图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的构成仅是例示，并非对本发明的范围进行某种限定。以下以DC电机为例进行说明。

(DC电机)

图1是本实施方式的DC电机的分解立体图。如图1所示，DC电机10包括收容转子12和未图示的永久磁体等部件的外壳14、安装有电刷15(参照后述的图4)及端子的电刷支架16、以及与电刷支架16一起固定于外壳14的安装部件18。

转子12具有在中心贯通轴20的芯22、缠绕于芯22的线圈24、使介由电刷15通电的电流适时地流过线圈24的换向器26。

(固定构造)

接下来说明本实施方式的固定构造的概略。图2的(a)是示意性地表示将本实施方式的安装部件装配于外壳前的状态的剖视图，图2的(b)是示意性地表示将安装部件装配于外壳后的状态的剖视图。

本实施方式的固定构造100如图2的(a)所示那样包括收容转子12的筒状的外壳14、被装配于外壳14的开口部14a的作为第1部件的电刷支架16、以及在与外壳14之间夹着所装配的电刷支架16的作为第2部件的安装部件18。在收容转子12的筒状的外壳14内部，固定有未图示的永久磁体，形成定子17(参照图1)。

电刷支架16包括：本体部16b，形成有沿着外壳14的内周面14b的外周面16a；以及被按压部16c，被设置在与安装部件18相对侧，被构成为在被按压时、外周面16a扩展的形式。此外，在本体部16b保持有电刷。安装部件18具有按压部18a，以与外壳14之间夹着电刷支架16的状态按压被按压部16c。

被按压部16c具有从电刷支架16的中心侧朝外周面16a侧轴向逐渐变高的第1斜面16d。按压部18a具有从安装部件18的中心侧朝外周面18b侧轴向逐渐变低的第2斜面18c。由此，能不使被按压部16c和按压部18a成为复杂形状地实现使电刷支架16的外周面16a扩展的机构。

并且，在从图2的(a)所示的状态起将安装部件18朝电刷支架16按压、在安装部件18与外壳14之间夹着电刷支架16时，通过被安装部件18的按压部18a按压的电刷支架16的被按压部16c，电刷支架16的外周面16a扩展，电刷支架16被牢固地嵌合于外壳14的内周面14b。

另外，在本实施方式的固定构造100中，外壳14在与安装部件18相对侧的端部具有用于卡定安装部件18的第1被卡定部18d的第1卡定部14c。第1卡定部14c是使外壳14的一部分形变的第1铆接部，使得安装部件18一边被朝外壳14赋予势能一边被固定。在此需要说明的是，关于第1铆接部的详细情况，将在后面描述。安装部件18被以如下方式构成，即，被第1卡定部14c在弹性形变的状态下卡定于外壳14，并且在卡定于外壳14的状态下，在与外壳14之间形成间隙G。

以往，在采用使多个部件贴紧地嵌合、最后铆接固定的构造的情况下，铆接后能维持各部件间的贴紧。然而，在通过金属部件的铆接来固定树脂部件那样的情况下，若树脂部件因环境变化而膨胀，则膨胀后的树脂部件的一部分会被铆接部较强地按压而变形。之后，若树脂部件因温度变化而收缩，则在被铆接部变形了的部分树脂部件与铆接部之间会出现间隙，成为部件间产生松动的原因之一。

另一方面，在本实施方式的固定构造100中，安装部件18被以如下方式构成，即，在被卡定于外壳14的状态下，与外壳14之间形成间隙G。因此，即使安装部件18的尺寸因温度或湿度的变化而改变了，由于间隙G的存在，安装部件18的一部分能够挠曲，故能抑制因安装部件18的膨胀而铆接部发生形变的情况。其结果，即使安装部件18因环境变化而反复膨胀收缩，也能保持安装部件18被铆接部朝外壳14赋予势能地固定的状态，能抑制外壳14与安装部件18、电刷支架16之间的松动的产生。

并且，本实施方式的DC电机10具有固定构造100和被配置在外壳14中心的转子12，即使反复出现环境变化，也能实现松动少的电机。

下面以更具体的构成为例进行详细描述。图3是本实施方式的安装部件的主视图。

安装部件18在与电刷支架16相对侧的预定位置形成有四处前述的按压部18a。按压部18a具有作为以旋转轴C为中心的圆锥状斜面的一部分而形成的第2斜面18c。此外，在外周面18b形成有两处前述的第1被卡定部18d。在此需要说明的是，本实施方式的第1被卡定部18d具有2个凸部18d1、18d2，但凸部也可以是一个。此外，在安装部件18的外周面18b形成有两处后述的第2被卡定部18e。

图4是在本实施方式的外壳14装配了电刷支架16的状态的主视图。电刷支架16上至少载置有2个电刷15。一对电刷15a、15b分别被配置成如下方式，即，相对于从轴向看电机时的D-D线处于对称位置。此外，电刷15a被载置于第1铆接部S1和第2铆接部S2之间，电刷15b被载置于第1铆接部S1’和第2铆接部S2之间。由此，各电刷15不会受到作用于第1铆接部S1、第1铆接部S1’、第2铆接部S2的力的影响，其位置稳定。在此需要说明的是，载置电刷15的可以是电刷支架16的外壳14侧的面或安装部件18侧的面的任一者，优选载置于外壳14侧的面，由此能实现电机的轴向小型化。各铆接部的详细情况将在后面描述。

图5是图4所示的区域R1的电刷支架16的要部立体图。电刷支架16在与安装部件18相对侧的预定位置形成有四处前述的被按压部16c。被按压部16c具有作为以旋转轴C为中心的圆锥状斜面的一部分而形成的第1斜面16d。在此需要说明的是，被按压部16c被形成在将电刷支架16和安装部件18组装时安装部件18的按压部18a所抵接的位置。

由此，在向电刷支架16组装安装部件18后的状态下铆接外壳14的一部分时，四处按压部18a按压对应的被按压部16c，通过施加于各个被按压部16c的外力，电刷支架16的外周面16a向外侧扩展。其结果，电刷支架16牢固地嵌合于外壳14，并且总是通过按压部18a赋予势能力，使得电刷支架16的外周面16a向外侧扩展(参照图2的(b))。因此，即使外壳14、电刷支架16及安装部件18中尺寸因环境变化而变化，被按压部16c的第1斜面16d与按压部18a的第2斜面18c也会紧贴着错位，由此，电刷支架16能在外壳14内部维持嵌合状态。

像这样，本实施方式的固定构造100能抑制外壳14与电刷支架16间因环境变化而产生的、与轴正交方向(图2所示的X方向或Y方向)的松动。在此需要说明的是，安装部件18由于从电刷支架16受到轴向的反作用力，故被后述的铆接部限制轴向的移动，从而也能抑制轴向(图2所示的Z方向)的松动。

图6是从轴向看本实施方式的电机的主视图。图7是图6所示的DC电机10的A-A剖视图。图8是图6所示的DC电机10的B-B’剖视图。图9的(a)是图6所示的第1铆接部S1附近的立体图，图9的(b)是图6所示的第2铆接部S2附近的立体图。图10是第1铆接部的主视图。图11是第2铆接部的主视图。

图6所示的状态是在外壳14装配电刷支架16，从其上方按压安装部件18，并铆接壳14的三处(第1铆接部S1、S1’、第2铆接部S2)，从而将电刷支架16及安装部件18固定于外壳14的状态。

接下来参照图8、图9的(a)及图10详细描述第1铆接部S1。在此需要说明的是，外壳14的第1铆接部S1’除夹着图6所示的A-A线地被配置在与第1铆接部S1对称的位置外，其构成与第1铆接部S1相同。

如图8等所示，外壳14在与安装部件18相对侧的端部具有用于卡定安装部件18的第1被卡定部18d的第1卡定部14c。此外，在外壳14的端面形成有切口槽14d，使得第1被卡定部18d插入。第1卡定部14c是使外壳14的一部分形变的第1铆接部S1，使得安装部件18被朝外壳14赋予势能地固定。在此需要说明的是，对于本实施方式的第1铆接部S1，通过用治具等将2个第1卡定部14c之间沿周向推开，第1被卡定部18d的角部18f被按压地卡定。由此，安装部件18被固定于外壳14。

在此需要说明的是，在第1铆接部S1，安装部件18在被卡定于外壳14的状态下，在与外壳14之间形成间隙G。因此，例如即使安装部件18的尺寸因温度或湿度的变化而变化了，由于存在间隙G，安装部件18的一部分能够挠曲，故能抑制第1卡定部14c因安装部件18的膨胀而形变、或者因角部18f被较强地向第1卡定部14c按压而第1被卡定部18d形变这样的事态的发生。其结果，能保持安装部件18被第1铆接部S1朝外壳14赋予势能地固定的状态，能抑制安装部件18或电刷支架16的松动的产生。

在此需要说明的是，间隙G优选0.1～0.7mm的范围。若间隙G在0.1mm以上，则能充分确保考虑到安装部件18的尺寸变化的挠曲量。此外，若间隙G在0.7mm以下，则难以在间隙G进入异物。

接下来参照图7、图9的(b)及图11详细描述第2铆接部S2。

如图7等所示，电刷支架16具有在被夹在安装部件18与外壳14之间的状态下抵接于外壳14的端面14e的第1抵接部16e。由此，能精度良好地确保电刷支架16相对于外壳14的定位。

安装部件18具有将第1抵接部16e朝端面14e按压的第2被卡定部18e。外壳14在与安装部件18相对侧的端部具有用于卡定第2被卡定部18e的第2卡定部14f。此外，在外壳14的端面14e形成有切口槽14g，使得第2被卡定部18e插入。第2卡定部14f是使外壳14的一部分形变的第2铆接部S2，使得第1抵接部16e及第2被卡定部18e被朝外壳14赋予势能地固定。在此需要说明的是，对于本实施方式的第2铆接部S2，通过用治具等将2个第2卡定部14f间沿周向推开，第2被卡定部18e的角部18h被按压地卡定。由此，安装部件18及电刷支架16被固定于外壳14。

在此需要说明的是，第2铆接部S2使第2被卡定部18e与第1抵接部16e紧贴。同样地，第1抵接部16e与端面14e紧贴。由此，相对于外壳14，电刷支架16及安装部件18被定位，在第2铆接部S2几乎不会发生松动。

在此需要说明的是，本实施方式的电刷支架16如图7所示那样具有从本体部16b朝径向突出的连接器部16f、和连结本体部16b与连接器部16f的连结部16g。连结部16g具有在被夹在安装部件18与外壳14之间的状态下与外壳14的端面14e相抵接的第2抵接部16h。第2抵接部16h被夹着外壳14的中心地设置在第1抵接部16e的相反侧。由此，电刷支架16抵接于外壳14的端面14e的分离开的两处，故定位精度提高，能抑制被斜着装配的情况。

图12是用于说明被按压部16c的第1斜面16d的角度与按压部18a的第2斜面18c的角度的关系的图。如图12所示，在将第1斜面16d相对于与外壳14的轴向Ax正交的水平面P的角度记作α°、将第2斜面18c相对于与外壳14的轴向Ax正交的水平面P的角度记作β°时，构成使得满足α<β。角度α例如是20°～30°的范围。角度β例如是35°～45°的范围。由此，在将电刷支架16与安装部件18组合时，能以比较小的力使电刷支架16的外周面16a扩展。

此外，本实施方式的外壳14是由金属材料构成的。另一方面，电刷支架16及安装部件18是由树脂材料构成的。由此，能使外壳14的第1铆接部S1、S1’及第2铆接部S2牢固。此外，即使电刷支架16或安装部件18发生形变，也能不使一度弯曲的第1铆接部S1、S1’及第2铆接部S2抬起地使电刷支架16和安装部件18挠曲。

图13是用于说明外壳14、电刷支架16及安装部件18通过铆接而相互固定时施加于各部的力的示意图。

如图13所示，使安装部件18从沿着与轴向Ax垂直的平面P1的位置起挠曲(挠曲量σ)，并用第1铆接部S1、S1’固定于外壳14后，被第1铆接部S1、S1’固定的安装部件18的一部分总是被作用朝向轴向Ax的力F。因此，安装部件18在第2铆接部S2总是被向电刷支架16按压，能防止安装部件18和电刷支架16从外壳14翘起。

另外，在第1铆接部S1、S1’，在电刷支架16与外壳14之间存在间隙G，安装部件18的一部分被以能如弹簧那样形变的状态保持着。因此，即使安装部件18发生了形变，也能用间隙G吸收该形变，故能防止铆接部因安装部件18的形变(膨胀)而抬起的情况。

以上参照上述实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述实施方式，将实施方式的构成适当组合或置换后的方案也包含在本发明中。此外，可以基于本领域技术人员的知识对实施方式中的组合或处理顺序进行适当重组、以及对实施方式进行各种设计变更等变形，施加了这样的变形的实施方式也包含在本发明的范围内。

〔标号说明〕

S1第1铆接部、S2第2铆接部、10DC电机、12转子、14外壳、14a开口部、14b内周面、14c第1卡定部、14d切口槽、14e端面、14f第2卡定部、14g切口槽、15电刷、16电刷支架、16a外周面、16b本体部、16c被按压部、16d第1斜面、16e第1抵接部、16f连接器部、16g连结部、16h第2抵接部、18安装部件、18a按压部、18b外周面、18c第2斜面、18d第1被卡定部、18e第2被卡定部、18f、18h角部、100固定构造。

〔工业可利用性〕

本发明能用于部件彼此间的固定构造。

Claims (11)

1.一种电机，其特征在于，包括：

收容转子的筒状的外壳，

被装配于所述外壳的开口部的第1部件，以及

在与所述外壳间夹着所装配的所述第1部件的第2部件,

所述外壳在与所述第2部件相对侧的端部具有用于卡定所述第2部件的第1被卡定部的第1卡定部,

所述第2部件被构成为如下形式，即，被所述第1卡定部以弹性形变了的状态卡定于所述外壳，并且在被卡定于所述外壳的状态下与该外壳之间形成有间隙，

所述第1卡定部是使所述外壳的一部分形变了的第1铆接部，

所述第1部件具有在被夹在所述第2部件与所述外壳之间的状态下抵接于所述外壳的端面的第1抵接部，

所述第2部件具有将所述第1抵接部朝所述端面按压的第2被卡定部，

所述外壳在与所述第2部件相对侧的端部具有用于卡定所述第2被卡定部的第2卡定部，

所述第2卡定部是使该外壳的一部分形变的第2铆接部，使得所述第1抵接部及所述第2被卡定部被朝所述外壳赋予势能地固定。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述第1部件包括本体部以及被设置在与所述第2部件相对侧的被按压部，

所述本体部的外周面沿着所述外壳的内周面形成，

所述被按压部构成为在被按压时所述外周面扩展，

所述第2部件具有在与所述外壳间夹着所述第1部件的状态下按压所述被按压部的按压部。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述被按压部具有从所述第1部件的中心侧朝着外周面侧轴向逐渐变高的第1斜面。

4.如权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述按压部具有从所述第2部件的中心侧朝着外周面侧轴向逐渐变低的第2斜面。

5.如权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述被按压部具有从所述第1部件的中心侧朝着外周面侧轴向逐渐变高的第1斜面；

所述按压部具有从所述第2部件的中心侧朝着外周面侧轴向逐渐变低的第2斜面。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，

在将所述第1斜面相对于与所述外壳的轴向正交的水平面的角度记作α°、将所述第2斜面相对于与所述外壳的轴向正交的水平面的角度记作β°时，满足α<β。

7.如权利要求2至6的任一项所述的电机，其特征在于，

所述第1部件还具有从所述本体部朝径向突出的连接器部、和连结所述本体部与所述连接器部的连结部；

所述连结部具有在被夹在所述第2部件与所述外壳之间的状态下与所述外壳的端面相抵接的第2抵接部；

所述第2抵接部被夹着所述外壳的中心地设置在所述第1抵接部的相反侧。

8.如权利要求2至6的任一项所述的电机，其特征在于，

所述第1部件是在所述本体部至少保持有2个电刷的电刷支架。

9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，

所述外壳至少具有2个所述第1铆接部；

在所述第1铆接部的一者与所述第2铆接部之间配置有所述2个电刷的一者；

在所述第1铆接部的另一者与所述第2铆接部之间配置有所述2个电刷的另一者。

10.如权利要求1至6的任一项所述的电机，其特征在于，

所述间隙的至少一部分为0.1～0.7mm的范围。

11.如权利要求1至6的任一项所述的电机，其特征在于，

所述外壳由金属材料构成；

所述第1部件及所述第2部件由树脂材料构成。