CN108075591B - 马达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达,该马达能够在铁芯保持架(11)的外周面设置导线取出部(40),并且能够抑制因定子铁芯(21)的热压配合导致的变形从而抑制齿槽转矩增大。带编码器的马达(1)在铁芯保持架(11)的内侧通过热压配合固定有定子铁芯(21)。铁芯保持架(11)的外周面呈方筒形状,在其侧面(110)设置有用于固定导线保持架(42)的第一平坦部(111)。其它侧面(120、130、140)具备通过散热片(160)和槽部(170)交替排列而形成的散热部(122)。在侧面(110)的第一平坦部(111)的宽度方向的两侧形成有凹陷部(112)。并且,第一平坦部(111)的上端面(111a)低一层,第一平坦部(111)的壁厚(t4)比设置于其它侧面的第二平坦部(121)的壁厚(t5)薄。
Description
技术领域
本发明涉及一种在马达壳体的内周固定有定子铁芯的马达。
背景技术
以往,作为在将通过层叠薄板状的钢板而形成的层叠铁芯用作定子铁芯的马达中,将定子铁芯固定于马达壳体的筒状部(铁芯保持架)的内周的方法,使用将定子铁芯压入铁芯保持架的方法。或者使用以下方法(热压配合):在通过热膨胀扩大铁芯保持架的内径的状态下将铁芯保持架套在定子铁芯上,然后使铁芯保持架冷却而收缩,从外周侧通过铁芯保持架将定子铁芯紧固而固定。在专利文献1中公开了通过热压配合将定子铁芯固定于铁芯保持架的马达(伺服马达)。
在通过热压配合将定子铁芯固定于铁芯保持架的情况下,由于冷却收缩时产生的部件的变形产生齿槽转矩增大等恶劣影响。在专利文献1中,着眼于热压配合时产生的应力在铁芯保持架的薄壁部处和厚壁部处产生偏差,其结果是铁芯保持架的形状变形,作为对策采用以下结构:在铁芯保持架的外周面形成散热片,在散热片的底部使铁芯保持架的壁厚大致均匀。
专利文献
专利文献1:日本特开2001-95199号公報
发明要解决的技术问题
在专利文献1中,铁芯保持架的外周面呈方筒形状,在四面全部设置有散热片。在此,在将向定子线圈供电用的导线等从马达壳体的侧面向外部引出的情况下,在铁芯保持架设置有导线取出部。例如,在通过模制树脂部覆盖定子铁芯和线圈的情况下,为了提高绝缘效果、散热效果,优选在铁芯保持架设置导线取出部而从模制树脂部直接取出导线。但是,在四面中的一面设置有导线取出部的情况下,不能够在设置有导线取出部的面与其它面同样地设置散热片。因此,只有一面的铁芯保持架的壁厚、截面形状与其它面不同,因此因热压配合时产生的应力导致变形变大。其结果是,存在铁芯保持架的内周面的圆度恶化,齿槽转矩增大的担忧。
发明内容
鉴于以上问题,本发明的技术问题是能够在铁芯保持架的外周面设置导线取出部,且抑制因定子铁芯的热压配合导致的变形从而减少齿槽转矩。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述技术问题,本发明具有:转子;定子铁芯,其配置于所述转子的外周侧;线圈,其卷绕于所述定子铁芯;以及铁芯保持架,其保持所述定子铁芯,所述铁芯保持架的外周面呈具备多个侧面的方筒形状,在所述多个侧面中的一面形成有第一平坦部,在所述第一平坦部设置有导线取出部,在所述第一平坦部的宽度方向的两侧形成有凹陷部,所述凹陷部沿所述铁芯保持架的轴线方向延伸且相对于所述第一平坦部凹陷,在除了所述一面之外的其它侧面形成有沿所述轴线方向延伸的散热部。
根据本发明,由于在铁芯保持架的侧面中的一面形成第一平坦部,因此能够确保设置导线取出部的空间。而且,由于在其它侧面形成沿轴线方向延伸的散热部,因此能够提高散热性。如此,在形成沿轴线方向延伸的散热部的侧面形成有用于提高散热性的凹凸形状。并且,即使在设置有导线取出部的一面也在第一平坦部的两侧设置有凹陷部,从而形成凹凸。因此,由于所有侧面平衡良好地设置有凹凸,因此能够避免仅设置有导线取出部的侧面的刚性变大。由此,由于铁芯保持架的四面的刚性的平衡良好,因此能够减少在热压配合时因收缩时产生的应力而导致的铁芯保持架的变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度恶化,从而能够减少齿槽转矩。
在本发明中,所述散热部具备沿所述轴线方向延伸的散热片。在形成有沿轴线方向延伸的散热片的侧面中,形成有包括散热片的凹凸形状。例如,能够将使沿轴线方向延伸的散热片和槽部交替形成的部位作为散热部。由此,由于能够避免仅设置有导线取出部的侧面的刚性变大,铁芯保持架的四面的刚性的平衡良好,因此能够减少在热压配合时因收缩时产生的应力而导致的铁芯保持架的变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度恶化,能够减少齿槽转矩。
在本发明中,优选所述其它侧面的被与所述轴线方向垂直的面切断所得的截面形状大致相同。如此,如果使截面形状相同,则在热压配合时均匀地收缩,因此能够减少变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度恶化,能够减小齿槽转矩。
在本发明中,优选在所述铁芯保持架的外周面设置有多个凹部,所述凹部在周向相邻的所述侧面之间的角部沿所述轴线方向延伸,所述铁芯保持架的径向的壁厚在所述多个凹部中大致相同。如此,壁厚较薄的凹部沿周向均匀地配置。因此,由于能够减少热压配合时产生的变形,因此能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度的恶化,能够减少齿槽转矩。
在本发明中,优选所述散热部具备沿所述轴线方向延伸的槽部,所述铁芯保持架的径向壁厚在所述槽部、所述凹部以及所述凹陷部这三处中的至少两处大致相同。如此,如果使凹陷的部分的壁厚均匀,则在热压配合时均匀地收缩,因此能够减少在热压配合时产生的变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度恶化,能够减少齿槽转矩。
在本发明中,优选所述槽部的底面、所述凹部的底面以及所述凹陷部的底面中的至少一处是以所述铁芯保持架的径向的中心为基准的圆弧面。如此,能够在热压配合时均匀地收缩。并且,在铁芯保持架的内周面是圆筒面的情况下能够使壁厚均匀。
在本发明中,优选所述第一平坦部设置于所述一面的宽度方向的中央,在所述其它侧面的宽度方向的中央分别设置有第二平坦部,所述第一平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度比所述第二平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度小。如此,没有散热部的侧面(一面)的刚性下降了与使第一平坦部的高度下降的量对应的量。因此,由于铁芯保持架的四面的刚性的平衡更加良好,因此不仅能够确保设置导线取出部的第一平坦部,而且能够平衡良好地在热压配合时分散、缓和收缩时产生的应力,因此能够减少因应力导致的铁芯保持架的变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度恶化,能够减少齿槽转矩。
在本发明中,优选在所述第二平坦部的宽度方向的两侧设置有所述散热部。如此,能够使散热部在周向上均匀地配置。因此,能够提高散热效果。
在本发明中,能够采用以下结构:在所述铁芯保持架的所述轴线方向的端面的所述多个侧面中的每个侧面分别形成有一处固定孔,所述固定孔形成于所述多个侧面各自的逆时针侧的端部或者形成于所述多个侧面各自的顺时针侧的端部,通过所述固定孔将轴承保持架固定于所述铁芯保持架的所述轴线方向的端面。铁芯保持架的各侧面的逆时针侧或者顺时针侧的端部是距所述铁芯保持架的内周面的壁厚最厚的部分。因此,能够将该部分用作形成固定孔的空间。并且,通过在所有侧面中的相同侧的端部形成固定孔,能够均匀地配置固定孔。
在本发明中,能够采用以下结构:在所述铁芯保持架的内侧设置有覆盖所述定子铁芯以及所述线圈的模制树脂部。如此,能够经由设置于铁芯保持架的导线取出部从模制树脂部取出导线。因此,能够提高通过设置模制树脂部而形成的效果(绝缘效果以及散热效果)。
发明效果
根据本发明,能够在铁芯保持架的侧面中的一面确保设置导线取出部的空间,在其它面形成沿轴线方向延伸的散热部从而提高散热性。在形成有沿轴线方向延伸的散热部的侧面形成有用于提高散热性的凹凸形状。并且,设置有导线取出部的一面也在第一平坦部的两侧设置有凹陷部,形成凹凸。因此,在所有侧面平衡良好地设置有凹凸,因此能够避免仅设置有导线取出部的侧面的刚性变大。由此,由于铁芯保持架的四面的刚性良好,因此能够减少在热压配合时因收缩时产生的应力而导致的铁芯保持架的变形。因此,能够抑制铁芯保持架的内周面的圆度的恶化,能够减少齿槽转矩。
附图说明
图1是从输出侧观察到的本发明所涉及的马达的外观立体图。
图2是以与轴线方向平行的面切断马达所得的剖视图。
图3是以与轴线方向垂直的面切断马达所得的剖视图。
图4是从轴线方向观察到的铁芯保持架的主视图。
图5是示意性表示用于应力分析的三维模型的说明图。
(符号说明)
1…马达,2…马达本体,4…联轴器,5…编码器,10…马达机壳,11…铁芯保持架,12…第一轴承保持架,13…第二轴承保持架,14…第一轴承,15…第二轴承,16…固定螺钉,17…固定孔,18…凹部,19…凸缘部,20…定子,21…定子铁芯,21A…分割铁芯,22…绝缘部件,23…驱动线圈,24…供电线,25…接地线,26…模制树脂部,30…转子,31…马达侧旋转轴,32…转子铁芯,33…磁铁,34…小径部,40…导线取出部,41…贯通部,42…导线保持架,43…按压板,44…框架接地端子,45…密封部件,51…编码器侧旋转轴,52…磁体保持架,53…磁体,54…感磁元件,55…基板保持架,56…传感器基板,57…传感器罩,60…编码器罩,61…第一罩,62…第二罩,63…第三轴承保持架,64…信号线,65、66…轴承,100…输出轴,110…侧面,111…第一平坦部,111a…上端面,112…凹陷部,113、113L、13R…厚壁部,113a…上端面,120…侧面,121…第二平坦部,122…散热部,123、123L、123R…厚壁部,130,140…侧面,150…凹部,160…散热片,170…槽部,191…环状凸部,192…散热片,211…圆环部,212…凸极,213…槽状凹部,421…凸部,422…配线孔,L…轴线方向,L1…输出侧,L2…输出相反侧,t1、t2、t3、t4、t5…壁厚
具体实施方式
以下参照附图对应用本发明的马达的实施方式进行说明。图1是从输出侧观察到的本发明所涉及的马达1的外观立体图,图2是以与轴线方向L平行的面切断马达1所得的剖视图。并且,图3是以与轴线方向L垂直的面切断马达1所得的剖视图。在本说明书中,将马达1的轴线方向L的一侧和另一侧中的马达1的输出轴100突出的一侧作为输出侧L1,将与输出轴100突出的一侧相反的一侧作为输出相反侧L2。并且,将与轴线方向L正交的两个方向作为X方向以及Y方向。马达1的输出轴100设置于在马达1的中心沿轴线方向L延伸的马达侧旋转轴31的输出侧L1的端部。
(编码器)
本实施方式的马达1是在马达本体2的输出相反侧L2的端部能够拆卸地安装有编码器5的带编码器的马达。如图2所示,编码器5具备:经由联轴器4与马达侧旋转轴31的输出相反侧L2的端部(后述的小径部34)连接的编码器侧旋转轴51;经由磁体保持架52安装于编码器侧旋转轴51的输出相反侧L2的末端的磁体53;在输出相反侧L2与磁体53相向的MR(磁阻)元件等感磁元件54;以及收纳磁体53以及感磁元件54的编码器罩60。在本实施方式中,联轴器4是十字滑块联轴器,是能够吸收马达侧旋转轴31和编码器侧旋转轴51的轴偏离(偏心)的结构。
编码器罩60具备金属制的第一罩61和树脂制的第二罩62。第一罩61固定于第二罩62的输出相反侧L2。磁体53以及感磁元件54配置于第一罩61的内侧。编码器罩60以树脂制的第二罩62与马达本体2的输出相反侧L2的端面(后述的第二轴承保持架13的凸缘部19)抵接的方式安装于马达本体2。编码器罩60具备贯通第一罩61以及第二罩62的固定孔(省略图示),通过将穿过该固定孔的固定螺钉(省略图示)紧固于马达本体2的螺纹孔,编码器5能够拆卸地安装于马达本体2。编码器5具备信号线64(参照图1),该信号线64传递基于感磁元件54的输出的角度检测信号。信号线64从设置于第一罩61的未图示的信号线取出口向外部引出。
在第二罩62的中央固定有第三轴承保持架63。编码器侧旋转轴51借助保持于第三轴承保持架63的内周侧的两组轴承65、66被在轴线方向L上分离的两处支承为能够旋转。在第三轴承保持架63的输出相反侧L2固定有基板保持架55。在基板保持架55的内周侧配置有固定于编码器侧旋转轴51的末端的磁体保持架52以及磁体53。并且,装设有感磁元件54的传感器基板56固定于基板保持架55的输出相反侧L2的端部。传感器基板56的输出相反侧L2以及外周侧被固定于第一罩61的内侧的杯状的传感器罩57覆盖。
(马达本体)
马达本体2具备:马达机壳10;配置于马达机壳10的内侧的筒状的定子20;以及能够旋转地配置于定子20的内侧的转子30。转子30具备:马达侧旋转轴31;固定于马达侧旋转轴31的外周侧的转子铁芯32;以及固定于转子铁芯32的外周面的磁铁33。在本实施方式中,马达侧旋转轴31由磁性材料构成,编码器侧旋转轴51由非磁性材料构成。另外,编码器侧旋转轴51也可以是磁性材料。
马达机壳10具备:朝向马达1的轴线方向L开口的方筒形状的铁芯保持架11;固定于铁芯保持架11的输出侧L1的端部的第一轴承保持架12;以及固定于铁芯保持架11的输出相反侧L2的端部的第二轴承保持架13。在第一轴承保持架12的内周侧保持有第一轴承14。并且,在第二轴承保持架13的内周侧保持有第二轴承15。第一轴承14以及第二轴承15由滚珠轴承构成。马达侧旋转轴31借助第一轴承14以及第二轴承15支承为能够旋转。输出轴100形成于从第一轴承保持架12朝向输出侧L1突出的马达侧旋转轴31的端部。
铁芯保持架11是金属制品。在本实施方式中,铁芯保持架11是铝制品,通过从挤出模具沿轴线方向L挤出的挤出成型而形成。在从外侧观察的情况下,铁芯保持架11整体为方筒形状。铁芯保持架11的外周面具备朝向+X方向的侧面110、朝向-X方向的侧面120、朝向+Y方向的侧面130以及朝向-Y方向的侧面140。在四个侧面中的朝向+X方向的侧面110设置有导线取出部40。在铁芯保持架11的外周面中的在周向上相邻的侧面之间形成有朝向内周侧凹陷的凹部150。凹部150从铁芯保持架11的输出侧L1的端面延伸至输出相反侧L2的端面。即,铁芯保持架11在四处角部分别形成有凹部150,除了凹部150以外的各侧面呈以大致恒定宽度沿轴线方向延伸的平坦的形状。
如图1所示,导线取出部40形成于侧面110的靠近输出相反侧L2的位置。如图2所示,导线取出部40具备:贯通侧面110的贯通部41;以覆盖贯通部41的方式固定于侧面110的导线保持架42;以及固定于导线保持架42的按压板43。在导线保持架42形成有与贯通部41嵌合的凸部421,在凸部421形成有配线孔422。穿过配线孔422的导线从导线保持架42与按压板43的间隙向外部引出。在本实施方式中,向马达本体2供电用的供电线24从导线取出部40向外部引出。并且,如图1所示,在导线取出部40设置有框架接地端子44,接地线25与框架接地端子44连接。
如图3所示,铁芯保持架11的外周面呈方筒形状,内周面呈圆筒状。因此,侧面110、120、130、140分别呈周向的中央的壁厚最薄,随着朝向周向的两侧壁厚变厚的截面形状。如图1所示,第一轴承保持架12通过固定螺钉16分别在一处螺纹紧固于铁芯保持架11的侧面110、120、130、140。同样地,第二轴承保持架13通过固定螺钉16分别在一处螺纹紧固于铁芯保持架11的侧面110、120、130、140。螺纹紧固有固定螺钉16的位置是各侧面的周向的一侧的端部。在本实施方式中,在各侧面中,从紧固固定螺钉16的方向观察时,位于逆时针侧CCW的端部为固定螺钉16的固定位置。铁芯保持架11的形状的详细情况在后文叙述。
如图2所示,在第二轴承保持架13的中央的输出侧L1形成有凹部18,在凹部18的外周侧形成有凸缘部19。第二轴承15配置于凹部18,第二轴承15的内圈固定于小径部34,该小径部34形成于马达侧旋转轴31的输出相反侧L2的端部。在小径部34的末端组装有联轴器4。在凸缘部19的外周缘形成有环状凸部191,该环状凸部191与铁芯保持架11的输出相反侧L2的端部嵌合。并且,编码器罩60的第二罩62从输出相反侧L2与凸缘部19抵接。编码器罩60被螺纹紧固于凸缘部19。在凸缘部19形成有散热片192,该散热片192在编码器罩60的外周侧朝向输出相反侧L2突出。散热片192以编码器罩60为中心呈放射状配置。
如图2、图3所示,定子20具备:等角度间隔地具备多个凸极的环状的定子铁芯21;以及隔着绝缘部件22(参照图2)卷绕于定子铁芯21的各凸极的驱动线圈23。绝缘部件22由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂材料构成。定子铁芯21由通过层叠多张硅钢板而形成的层叠铁芯构成。如图3所示,定子铁芯21具备:与铁芯保持架11内切的圆环部211;以及从圆环部211朝向径向内侧突出的多个凸极212。在圆环部211的外周面形成有从定子铁芯21的轴线方向L的一侧的端部延伸至另一侧的端部的槽状凹部213。槽状凹部213设置于与凸极212的周向的中央相同的角度位置。定子铁芯21由圆环部211按照一个凸极212沿周向分割而成的多个分割铁芯21A构成。
定子铁芯21通过热压配合而固定于铁芯保持架11的内侧。在进行热压配合时,定子铁芯21使驱动线圈23隔着绝缘部件22卷绕于分割铁芯21A。而且,在卷绕有驱动线圈23的分割铁芯21A沿周向排列的状态下通过热压配合而固定于铁芯保持架11的内侧。
驱动线圈23经由压接端子连接并与供电线24连接。经由供电线24向驱动线圈23供给U相、V相以及W相的三相电流。如上所述,与驱动线圈23连接的三根供电线24穿过设置于铁芯保持架11的导线取出部40向外部引出。
固定于铁芯保持架11的内侧的定子铁芯21以及驱动线圈23被模制树脂部26(参照图2)覆盖。模制树脂部26以如下方式形成。将定子铁芯21固定于铁芯保持架11的内侧,在供电线24与驱动线圈23连接后,在定子铁芯21的内侧配置模具。若向模具和铁芯保持架11之间注入模制用的树脂,则树脂流过在周向上相邻的凸极212之间和设置于圆环部211的外周面的槽状凹部213,填充于模具和铁芯保持架11之间。若填充的树脂固化,则形成覆盖定子铁芯21以及驱动线圈23的模制树脂部26。
在本实施方式中,作为模制用的树脂,例如使用团状模塑料(Bulk MoldingCompound,BMC)。BMC是将不饱和聚酯树脂、碳酸钙等填充材料以及玻璃纤维等混合而成的树脂材料。模制树脂部26将在驱动线圈23产生的热量传递至铁芯保持架11。因此,能够高效地释放在驱动线圈23产生的热量。并且,驱动线圈23和供电线24被模制树脂部26完全覆盖,从而被绝缘。导线取出部40的轴线方向L的位置位于设置有模制树脂部26的范围内。因此,供电线24从模制树脂部26向外部取出。
(铁芯保持架)
图4是沿轴线方向L观察到的铁芯保持架11的端面图,是从输出侧L1观察到的端面图。另外,铁芯保持架11从输出相反侧L2观察到的端面图也与图4是相同的形状。如上所述,铁芯保持架11的外周面呈具备多个侧面110、120、130、140的方筒形状,内周面呈圆筒状。在朝向+X方向的侧面110的宽度方向(Y方向)的中央形成有第一平坦部111。上述的导线取出部40设置于第一平坦部111。即,贯通侧面110的贯通部41形成于第一平坦部111的宽度方向的中央。如图3所示,导线保持架42的宽度与第一平坦部111大致相同,与第一平坦部111抵接并螺纹紧固。在第一平坦部111与导线保持架42之间以包围贯通部41的方式配置有0形环等密封部件45(参照图2)。
如图3、图4所示,在侧面110中,在第一平坦部111的宽度方向的两侧形成有相对于第一平坦部111凹陷的凹陷部112。并且,在凹陷部112的宽度方向的外侧(与第一平坦部111相反的一侧)形成有厚壁部113(113L、113R)。第一平坦部111、设置于第一平坦部111的两侧的凹陷部112以及厚壁部113分别从侧面110的输出侧L1的端部至输出相反侧L2的端部的整个范围内以恒定宽度沿轴线方向L延伸。供导线保持架42抵接的第一平坦部111的上端面111a设置于比设置于侧面110的宽度方向的两端的厚壁部113的上端面113a的径向高度低规定尺寸T的位置。在此,厚壁部113的上端面113a的径向高度与其它侧面的上端面的径向高度相同。因此,在本实施方式中,第一平坦部111的宽度方向的中央的壁厚t4比其它侧面的宽度方向的中央的壁厚(后述的第二平坦部121的宽度方向的中央的壁厚t5)薄规定尺寸T。
在侧面120的宽度方向(Y方向)的中央形成有第二平坦部121。在第二平坦部121的宽度方向的两侧形成有散热部122。并且,在散热部122的宽度方向的外侧(与第二平坦部121相反的一侧)形成有厚壁部123(123L、123R)。散热部122具备沿轴线方向L延伸的散热片160以及槽部170。散热片160和槽部170在侧面120的宽度方向上交替排列。并且,散热片160和槽部170在从侧面120的输出侧L1的端部至输出相反侧L2的端部的整个范围内以恒定宽度沿轴线方向L延伸。在本实施方式中,散热片160的厚度与槽部170的槽宽度大致相同,散热片160的数量为三,槽部170的数量为四。另外,散热片160和槽部170的数量不限定于该数量,能够适当地变更。第二平坦部121、散热片160以及厚壁部123的上端面位于同一面上。
没有设置导线取出部40的侧面120、130、140的被与轴线方向L垂直的面切断所得的截面形状相同。即,在侧面130、140分别设置有第二平坦部121、散热部122、厚壁部123(123L、123R)。而且,散热部122具备三个散热片160和四个槽部170。
在铁芯保持架11中,在侧面110的输出侧L1的端面以及输出相反侧L2的端面中的任意一个中,在从与该端面正交的方向观察的情况下位于逆时针侧CCW的端部的厚壁部113(113L)形成有固定孔17。在固定孔17内螺纹紧固有上述的固定螺钉16。在其它侧面120、130、140中,固定孔17也仅形成于设置在各侧面的宽度方向的两端的厚壁部123(123L、123R)中的位于逆时针侧CCW的端部的厚壁部(厚壁部123L)。另外,还能够采用以下结构:在各侧面中,不是在设置于逆时针侧CCW的端部的厚壁部形成固定孔17,而是在设置于顺时针侧CW的端部的厚壁部(厚壁部113R、123R)形成固定孔17。
如上所述,在铁芯保持架11的四处的角部设置有凹部150。凹部150的底面呈圆弧状。铁芯保持架11沿凹部150的底面以恒定的壁厚t1沿周向延伸。并且,铁芯保持架11的形成于侧面110的凹陷部112的底面呈圆弧状,沿凹陷部112的底面以恒定的壁厚t2沿周向延伸。而且,在铁芯保持架11的侧面120、130、140中,槽部170的底面呈圆弧状,铁芯保持架11沿槽部170的底面以恒定的壁厚t3沿周向延伸。在本实施方式中,以这三处的壁厚t1、t2、t3相同的方式构成。也就是说,凹部150的底面、凹陷部112的底面以及槽部170的底面均位于以铁芯保持架11的径向的中心为基准的相同直径的圆弧面上。另外,也可以采用以下结构:仅凹部150的底面、凹陷部112的底面以及槽部170的底面中的一处或者两处为圆弧面。
(应力分析)
在本实施方式中,采用了以下形状:在设置有导线取出部40的侧面110没有设置散热片160以及槽部170,但是作为代替,在供导线保持架42抵接的第一平坦部111的宽度方向的两侧设置有凹陷部112。本申请的申请人进行针对铁芯保持架11的三维模型的应力分析后确认:在设置这样的凹陷部112的情况下,与没有凹陷部112的形状相比,能够抑制通过热压配合而固定定子铁芯21时的变形。并且,确认:通过设置凹陷部112,并且将第一平坦部111的上端面111a的高度降低规定尺寸T,使第一平坦部111的径向的壁厚变薄,能够进一步抑制变形。
具体而言,对设置有导线取出部40的面(侧面110)的形状不同的三种三维模型进行了应力分析。图5是示意性地表示应力分析所使用的三维模型的说明图。三维模型采用侧面120、130、140均设置有与图4相同形状的散热部122的形状。而且,作为侧面110的形状,采用图5(a)~图(c)的形状。图5(a)是在侧面110完全不存在凹凸的形状。图5(b)是在侧面110形成凹陷部112,且第一平坦部111的上端面111a和厚壁部113的上端面113a的径向高度相同(即,第一平坦部111的中央的壁厚t4和其它侧面的第二平坦部121的中央的壁厚t5相同)的形状。图5(c)是在侧面110形成凹陷部112,而且使第一平坦部111的上端面111a比厚壁部113的上端面113a降低规定尺寸T的形状(与图4相同的形状)。另外,铁芯保持架11的外形为180mm见方的角型,凹部150、槽部170、凹陷部112的底部的壁厚均为4mm。并且,第一平坦部111的中央的壁厚t4在图5(b)中是6.5mm,在图5(c)中是4.5mm。并且,第二平坦部121的中央的壁厚t5是6.5m。即,规定尺寸T是2mm。
针对上述的三维模型,作为热压配合后的铁芯保持架11的内周面的圆度的指标,通过应力分析求出内周面的内径的最大值和最小值的差D。其结果是,D的值在图5(a)的形状中为0.198mm,在图5(b)的形状中为0.092mm,在图5(c)的形状中为0.044mm。也就是说,确认:通过在侧面110设置凹陷部112,大幅度改善铁芯保持架11的内周面的圆度,通过使第一平坦部111的壁厚变薄,能够进一步大幅度改善圆度。
(本实施方式的主要效果)
如上所述,本实施方式的马达1在铁芯保持架11的侧面中的一面(侧面110)形成第一平坦部111,因此能够确保设置导线取出部40的空间。而且,在其它侧面120、130、140形成沿轴线方向L延伸的散热片160,因此能够提高散热性。如此,在形成沿轴线方向L延伸的散热片160的侧面中,形成有包括散热片160的凹凸形状。因此,能够保持适度的刚性。并且,在设置有导线取出部40的侧面110中,也在第一平坦部111的两侧设置凹陷部112而形成凹凸,因此能够在所有侧面平衡良好地设置凹凸。因此,能够使所有侧面保持适度的刚性。由此,能够减少热压配合时因收缩时产生的应力而导致的铁芯保持架11的变形。因此,能够抑制铁芯保持架11的内周面的圆度恶化,从而能够减少齿槽转矩。
本实施方式的马达1在铁芯保持架11的内侧设置有覆盖定子铁芯21以及驱动线圈23的模制树脂部26,因此能够经由设置于铁芯保持架11的侧面110的导线取出部40直接从模制树脂部26取出供电线24(导线)。因此,能够提高因设置模制树脂部26而形成的绝缘效果以及散热效果。
在本实施方式中,除了设置导线取出部40的侧面110以外的侧面120、130、140的被与轴线方向L垂直的面切断所得的截面形状大致相同。如此,如果截面形状相同,则在热压配合时均匀地收缩,因此热压配合时的变形少。因此,能够改善热压配合后的铁芯保持架的内周面的圆度,从而能够减少齿槽转矩。
在本实施方式中,在周向上相邻的侧面之间的角部形成有没有散热片160的部分(凹部150)。也就是说,在铁芯保持架11的外周面设置有多处(四处)沿轴线方向L延伸的凹部150。而且,四处的凹部150的径向的壁厚t1大致相同。如此,如果壁厚薄的部分在周向上均等地配置,则在热压配合时产生的变形少。因此,能够改善热压配合后的铁芯保持架内周面的圆度,能够减少齿槽转矩。
在本实施方式中,在除了设置导线取出部40的侧面110以外的侧面120、130、140设置有散热部122,该散热部122是通过沿轴线方向L延伸的槽部170和散热片160交替配置而形成的。而且,铁芯保持架11的壁厚在槽部170、凹部150以及形成于侧面110的凹陷部112这三处大致相同。另外,只要在这三处中的至少两处壁厚大致相同即可。如此,如果使壁厚均匀,则在热压配合时均匀地收缩,在热压配合时因收缩时产生的应力而导致的铁芯保持架11的变形少。因此,能够改善热压配合后的铁芯保持架的内周面的圆度,能够减少齿槽转矩。
在本实施方式中,凹部150、凹陷部112以及槽部170这三处是在铁芯保持架11中壁厚最薄的部位。在此,侧面110的第一平坦部111构成为比第二平坦部121的壁厚薄,但是第一平坦部111的中央的壁厚t4比上述三处的壁厚t1、t2、t3大。例如,如上所述,第二平坦部121的中央的壁厚t5是6.5mm,第一平坦部111的中央的壁厚t4是4.5mm,壁厚t1、t2、t3是4.0mm。在此,如果使第一平坦部111的中央的壁厚t4为4.0mm,则铁芯保持架11的壁厚更加均匀,因此能够进一步改善热压配合后的圆度。但是,若使第一平坦部111的壁厚过薄,则存在强度下降的问题。在本实施方式中,为了确保第一平坦部111的强度,采用不使第一平坦部111的壁厚t4过薄的形状。
在本实施方式中,槽部170的底面、凹陷部112的底面以及凹部150的底面的全部或者一部分是以铁芯保持架11的径向的中心为基准的圆弧面。这样的圆弧面位于与铁芯保持架11的内周面同轴的圆周面上。因此,在铁芯保持架11的内周面是圆筒面的情况下,能够使铁芯保持架11的壁厚均匀。
在本实施方式中,在侧面120、130、140的宽度方向的中央设置有第二平坦部121,在第二平坦部121的两侧设置有散热部122。因此,由于均匀地配置散热部122,因此能够提高散热效果。
在本实施方式中,第一平坦部111设置于侧面110的宽度方向的中央,第一平坦部111距铁芯保持架11的内周面的高度(第一平坦部111的壁厚t4)小于第二平坦部121距铁芯保持架11的内周面的高度(第二平坦部121的壁厚t5)。如此,在没有散热片160的侧面110中,通过调节第一平坦部111的壁厚t4,能够保持适度的刚性。由此,能够确保用于安装导线取出部40的第一平坦部111,并且能够减少在热压配合时产生的变形。因此,能够改善热压配合后的铁芯保持架的内周面的圆度,能够减少齿槽转矩。
在本实施方式中,在侧面110的宽度方向的两端设置有厚壁部113,在侧面120、130、140的宽度方向的两端设置有厚壁部123。在铁芯保持架11的轴线方向L的端面设置有固定第一轴承保持架12以及第二轴承保持架13的固定孔17,但是固定孔17设置于厚壁部113、123。也就是说,在本实施方式中,能够将铁芯保持架11的壁厚较厚的部分用作形成固定孔17的空间。并且,固定孔17在各侧面设置有一处,但是在所有侧面中在逆时针侧CCW的端部设置有固定孔17或者在所有侧面中在顺时针侧CW的端部设置有固定孔17。如此,能够均匀地配置固定孔17。
Claims (11)
1.一种马达,其特征在于,具有:
转子;
定子铁芯,其配置于所述转子的外周侧;
线圈,其卷绕于所述定子铁芯;以及
铁芯保持架,其保持所述定子铁芯,
所述铁芯保持架的外周面呈具备多个侧面的方筒形状,
在所述多个侧面中的一面形成有第一平坦部,在所述第一平坦部设置有导线取出部,在所述第一平坦部的宽度方向的两侧形成有凹陷部,所述凹陷部沿所述铁芯保持架的轴线方向延伸且相对于所述第一平坦部凹陷,
在除了所述一面之外的其它侧面形成有沿所述轴线方向延伸的散热部,
在所述铁芯保持架的外周面设置有多个凹部,所述凹部在周向相邻的所述侧面之间的角部沿所述轴线方向延伸,
所述铁芯保持架的径向的壁厚在所述多个凹部中大致相同,
所述散热部具备沿所述轴线方向延伸的槽部,
所述铁芯保持架的径向壁厚在所述槽部、所述凹部以及所述凹陷部这三处均为4mm,
所述凹部的底面、所述凹陷部的底面以及所述槽部的底面均位于以所述铁芯保持架的径向的中心为基准的相同直径的圆弧面上。
2.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
所述散热部具备沿所述轴线方向延伸的散热片。
3.根据权利要求2所述的马达,其特征在于,
所述第一平坦部设置于所述一面的宽度方向的中央,在所述其它侧面的宽度方向的中央分别设置有第二平坦部,所述第一平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度比所述第二平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度小。
4.根据权利要求3所述的马达,其特征在于,
在所述第二平坦部的宽度方向的两侧设置有所述散热部。
5.根据权利要求4所述的马达,其特征在于,
所述其它侧面的被与所述轴线方向垂直的面切断所得的截面形状大致相同。
6.根据权利要求5所述的马达,其特征在于,
在所述铁芯保持架的所述轴线方向的端面的所述多个侧面中的每个侧面分别形成有一处固定孔,所述固定孔形成于所述多个侧面各自的逆时针侧的端部或者形成于所述多个侧面各自的顺时针侧的端部,通过所述固定孔将轴承保持架固定于所述铁芯保持架的所述轴线方向的端面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的马达,其特征在于,
在所述铁芯保持架的内侧设置有覆盖所述定子铁芯以及所述线圈的模制树脂部。
8.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
所述第一平坦部设置于所述一面的宽度方向的中央,在所述其它侧面的宽度方向的中央分别设置有第二平坦部,所述第一平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度比所述第二平坦部距所述铁芯保持架的内周面的高度小。
9.根据权利要求8所述的马达,其特征在于,
在所述第二平坦部的宽度方向的两侧设置有所述散热部。
10.根据权利要求8或9所述的马达,其特征在于,
所述其它侧面的被与所述轴线方向垂直的面切断所得的截面形状大致相同。
11.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,
所述其它侧面的被与所述轴线方向垂直的面切断所得的截面形状大致相同。
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