CN110771014B - 电动机以及电动机的组装方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制转子的旋转轴的倾斜而减少噪音产生的新颖电动机。在封闭金属制的电动机壳体(10)的开口部(10A)的合成树脂制的盖板(21)的外周面形成有：密封区域，在该密封区域配置有密封构件(23)；以及压入区域，在该压入区域设置有至少三个以上的突出压入部(24)，该突出压入部(24)比电动机壳体的开口部朝向径向外侧突出，在将盖板(231)压入于电动机壳体(10)的开口部(10A)的状态下，突出压入部变形而使电动机壳体(10)的轴心与盖板(21)的轴心一致。通过突出压入部变形，能够使电动机壳体的轴心与盖板的轴心一致，因此，结果能够抑制转子的旋转轴的倾斜，能够减少噪音的产生。

Description

电动机以及电动机的组装方法

技术领域

本发明涉及一种电动机，特别是涉及构成为利用合成树脂制的盖板封闭收纳有定子、转子的金属制的电动机壳体的开口部的电动机以及电动机的组装方法。

背景技术

电动机在各种工业领域中使用，特别是机动车用的电动机需要轻量化，因此构成为，在将铁板拉深为圆筒状而形成的金属制的电动机壳体内收纳定子、转子，并利用合成树脂制的盖板封闭该电动机壳体的开口部。通过采用这样的结构，能够减轻电动机的重量，有助于提高机动车的燃料效率。

然而，由于进行机动车的各种控制动作，因此机动车用的电动机被置于各种环境状态下。例如，在对用于制动车轮的制动盘的卡钳进行驱动的电动机(电动制动装置)、辅助前轮的转向的电动机(电动动力转向装置) 等情况下，由于被置于外部环境中，因此防水功能特别重要。

因此，例如，在日本特开2013-62899号公报(专利文献1)中设为如下结构：在金属制的电动机外壳(＝电动机壳体)的开口部配置合成树脂制的基板外壳(＝盖板)，在形成于基板外壳的外周面的环状槽配置密封用的O型密封圈而具有防水功能。这样，在电动机外壳与基板外壳的外周面的接触区域夹设O型密封圈，从而抑制泥水、盐水等进入电动机壳体内，避免在电动机产生不良。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-62899号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，并不限于前述的专利文献1所记载的电动机，在封闭电动机壳体的开口部的盖板由对合成树脂进行注塑成型来制作的情况下，会产生因盖板成形时合成树脂的“收缩”等导致圆度降低的现象。因此，在将盖板组装到电动机壳体的开口部的状态下，因盖板的圆度降低的影响，贯穿于在盖板的中央附近设置的轴承(滚动轴承或滑动轴承)的转子的旋转轴有可能倾斜。在转子的旋转轴(输出侧)连结需进行控制的控制机构，因此产生若旋转轴倾斜，则会在该连结部分产生噪音这样的课题。

本发明的目的在于，提供能够抑制转子的旋转轴的倾斜而减少噪音产生的新颖电动机以及电动机的组装方法。

用于解决课题的方案

本发明的特征在于，在封闭金属制的电动机壳体的开口部的合成树脂制的盖板的外周面形成有：密封区域，在该密封区域配置有密封构件；以及压入区域，在该压入区域设置有至少三个以上的突出压入部，该突出压入部比电动机壳体的开口部朝向径向外侧突出，在盖板压入到电动机壳体的开口部的状态下，使突出压入部变形而使电动机壳体的轴心与盖板的轴心一致。

发明效果

采用本发明，通过突出压入部变形，能够使电动机壳体的轴心与盖板的轴心一致，因此，结果能够抑制转子的旋转轴的倾斜，能够减少噪音的产生。

附图说明

图1是表示成为本发明的代表性实施方式的电动机的轴向纵剖面的剖视图。

图2是局部地放大图1所示的电动机的电动机壳体和盖板的压入嵌合部而得到的放大剖视图。

图3是表示成为本发明的实施方式的电动机的电动机壳体和盖板的压入前的状态(省略转子)的立体图。

图4是表示设置于盖板的突出压入部的形状的立体图。

图5A是表示设置于盖板的突出压入部的轴向的第1剖面形状的剖视图。

图5B是表示设置于盖板的突出压入部的轴向的第2剖面形状的剖视图。

具体实施方式

使用附图详细地说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于以下的实施方式，在本发明的技术性概念中，将各种变形例、应用例也包含在其范围内。以下，使用附图详细地说明本发明的代表性实施方式例。

图1表示成为本发明的代表性实施方式的、有刷直流电动机MTR的轴向剖面。

在图1中，在利用压力加工等将铁板形成为大致圆筒状而成的电动机壳体10的内壁部固定有用于形成磁场的配置为圆环状的永磁体11。并且，电动机壳体10和永磁体11构成直流电动机MTR的定子12。在配置为圆环状的永磁体11的内部配置有与永磁体11隔着微小空隙对置的转子13。

转子13具有层叠冲裁出的硅钢板等而形成的层叠芯14以及卷绕于在该层叠芯14形成的凸极的绕组15。需要说明的是，层叠芯14的外表面由热固化性树脂模制而成，确保了形状稳定性和绝缘性。卷绕有绕组15的层叠芯14固定于旋转轴16，随着旋转轴16的旋转，对安装于旋转轴16 的输出侧端部16A的控制机构(未图示)的被动构件进行驱动并使其旋转。

旋转轴16的与输出侧端部16A相反一侧的轴承端部16B支承于在后端轴承保持部17保持着的后端侧滚动轴承18，该后端轴承保持部17利用压力加工等形成于电动机壳体10的底部10B(图1中为下端侧)的中央部。在本实施方式中，后端轴承保持部17形成为向电动机壳体10的内侧突出的形状。在旋转轴16的输出侧端部16A形成有在本实施方式中未图示的锯齿，或者固定有减速齿轮等，用于驱动被动构件，或使被动构件减速(加速)地对其进行驱动。

需要说明的是，在本实施方式中，对铁板进行压力加工而形成了电动机壳体10，但也可以在由铝合金等制成的圆筒状的壳体的内部配置铁制的磁轭，以下，包含电动机壳体10以及铝合金等的壳体与磁轭的组合地标注为电动机壳体10来进行说明。

为了向绕组15供给电力，在旋转轴16安装有整流子19，向该整流子 19供给电力的电刷20安装于盖板21。盖板21由聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)树脂制成，这是热塑性的工程塑料。

而且，盖板21压入并嵌合于电动机壳体10的侧周部10S的与轴线方向正交的圆形状的开口部10A。也就是说，在盖板21的圆形状的外周面，沿着电动机壳体10的侧周部10S形成有环状侧壁21W，换言之，形成有沿着旋转轴的轴线方向延伸的环状侧壁21W，该环状侧壁21W压入并嵌合于电动机壳体10的侧周部10S的内周面。

在盖板21的中央部固定有前端侧滚动轴承22，旋转轴16贯穿于该前端侧滚动轴承22，将旋转轴16轴支承为旋转自如。需要说明的是，也能够设为滑动轴承来替代滚动轴承。另外，在转子13与盖板21之间，以具有180°的角度的方式配置有两个上述的电刷20。两个电刷20被未图示的线圈弹簧向整流子19按压并施力。

在电动机壳体10的自开口部10A沿着轴向延伸的侧周部10S的规定区域PP，与盖板21配合而形成有密封区域SL和压入区域PF。

密封区域SL由电动机壳体10的侧周部10S的内周面和O型密封圈 23形成，该O型密封圈23配置于沿着侧周壁10S延伸的、形成于盖板21 的环状侧壁21W的外周面的密封槽。另外，在密封区域SL与开口部10A 之间形成有压入区域PF。压入区域PF由电动机壳体10的侧周部10S的内周面和沿着盖板21的环状侧壁21W的外周面设置的突出压入部24(参照图2～图4)形成。

而且，在本实施方式中在如下方面具有特征，使沿着盖板21的环状侧壁21W的外周面设置的突出压入部24一边压入电动机壳体10的开口部10A一边变形，从而使电动机壳体10与盖板21各自的轴心一致。以下，对于这一点，使用图2～图5B 详细地进行说明。

在图2中，在盖板21的环状侧壁21W的绕组15侧的端部的外周面配置有收纳于密封槽的O型密封圈23。另外，在靠近开口部10A侧与该 O型密封圈23隔开规定的距离地形成有突出压入部24。该突出压入部24 形成于环状侧壁21W的厚度较大的部分。更优选的是，形成于自盖板21 向轴向弯曲的环状侧壁21W的根部附近。通过这样地构成，在如后述那样将突出压入部24向开口部10A压入时，能够抑制环状侧壁21W变形。

另外，如图3、图4所示，突出压入部24自环状侧壁21W的外周面 21F朝向径向外侧突出，从盖板21的中心位置(前端侧滚动轴承22的轴心)到突出压入部24的外表面的长度设定为大于电动机壳体10的侧周部 10S的开口部10A的半径。因而，在盖板21的环状侧壁21W压入到电动机壳体10的侧周部10S的开口部10A时，突出压入部24变形(或者被去除)，结果成为与电动机壳体10的侧周部10S的开口部10A紧贴的形态。

在此，就突出压入部24朝向径向外侧突出的突出量而言，若过度地增大突出量，则O型密封圈23与电动机壳体10的侧周部10S的内周面之间的间隙扩大，有可能使密封功能降低或者密封功能丧失。因此，确定为能够获得如下变形允许量的突出量，该变形允许量为O型密封圈23相对于电动机壳体10的侧周部10S的内周面能够进行可确保密封性能的适当的压缩变形的量。

另外，与此相关联地，若如上所述增大突出量，则有可能导致电动机壳体10的侧周部10S的开口部10A塑性变形。因此，确定为如下程度的突出量：在开口部10A弹性变形的状态下，能够保持为弹性地压入并嵌合盖板21的环状侧壁21W的状态。

需要说明的是，突出压入部24在环状侧壁21W的外周面21F上等间隔地设置有至少三个以上，当然，突出压入部24由与盖板21相同的材料一体地形成。在本实施方式中，突出压入部24在环状侧壁21W的外周面 21F上等间隔(60°间隔)地设置有六个，但如果数量过多，用于压入的压入载荷变大，有可能招致电动机壳体10的开口部10A变形，因此限制在三个～六个的范围是合理的。

另外，突出压入部24的朝向径向外侧的剖面形状也可以是矩形、三角形、梯形等形状，在本实施方式中，如图4所示，形成为具备圆弧状表面24F的梯形形状，该圆弧状表面24F在周向上具备规定的长度L。由此，增大与电动机壳体10的侧周部10S的内周面之间的摩擦力，在电动机壳体10的开口部10A处，抑制了盖板21旋转，还抑制了盖板21沿轴向脱出。

需要说明的是，根据需要，也能够在突出压入部24之外另外形成止转件而可靠地避免盖板21的旋转。而且，为了抑制突出压入部24的不必要变形而设置有在突出压入部24的周向的两端形成的倾斜部24S。

另外，如图5A所示，在环状侧壁21W形成的突出压入部24形成为具备自圆弧状表面24F朝向压入方向倾斜的锥形形状部24T。由此，在将盖板21的环状侧壁21W向电动机壳体10的侧周部10S的开口部10A压入时，均等地作用压入载荷。另外，也能够替代图5A所示的突出压入部 24，如图5B所示那样在突出压入部24未形成图5A所示的圆弧状表面24F。

接着，说明电动机壳体10的侧周部10S的开口部10A附近的形状。返回到图2，电动机壳体10的侧周壁10S也可以是基本上形成为朝向开口部10A直径恒定的直圆筒状。但是，若电动机壳体10的板厚形成得较薄，则在将盖板21压入到开口部10A的状态下，有时开口部10被突出压入部 24朝向外侧扩开。因此，在电动机壳体10的侧周壁10S与O型密封圈23 之间，O型密封圈23的压缩状态变化而有可能密封性能降低。

与此相对，在本实施方式中，电动机壳体10的侧周壁10S设定为半径朝向开口部10A阶段性地变大，形成为台阶状。也就是说，设定为：位于压入区域PF的侧周壁10SL2的半径大于位于密封区域SL的侧周壁 10SL1的半径。因而，侧周壁10SL1与侧周壁10SL2的连接部分成为台阶部25。

因此，即使将盖板21压入于侧周壁10S的开口部10A，也能够利用台阶部25缓冲突出压入部24导致的开口部10A的扩开动作，抑制对位于密封区域SL的侧周壁10SL1带来的影响。因此，在电动机壳体10的侧周壁10S与O型密封圈23之间抑制O型密封圈23的压缩状态变化而能够减少密封性能降低的风险。

需要说明的是，可以设置为，在盖板21压入到电动机壳体10之后，利用另外形成的防脱构件防止盖板21自电动机壳体10脱落的结构。例如，通过以在电动机壳体10的一部分形成弯折部的方式向盖板21侧弯折，能够进行盖板21的防脱。另外，在与其他设备组合时，能够利用其他设备进行盖板21的防脱。

接着，说明成为本实施方式的电动机壳体10与盖板21的组装方法。

首先，在组装前，在电动机壳体10固定永磁体11以及后端侧滚动轴承18而将其一体化，同样，预先也在盖板21固定前端侧滚动轴承22而将其一体化。在该情况下，能够在成形盖板21时利用嵌入模制而同时成形前端侧滚动轴承22。

接着，将固定有转子13的旋转轴16配置于电动机壳体10。后端侧滚动轴承18的外圈压入并固定于电动机壳体10的后端轴承保持部17，因此，通过将旋转轴16的轴承端部16B压入于后端侧滚动轴承18的内圈，能够以旋转自如的方式将旋转轴16的一端轴支承于电动机壳体10。

接着，将固定于盖板21的前端侧滚动轴承22的内圈压入于旋转轴16，并且同时，将盖板21压入于电动机壳体10的开口部10A。此时，电动机壳体10由未图示的电动机壳体侧夹具保持，该电动机壳体侧夹具的轴心与开口部10A的轴心(＝旋转轴16的正常的轴心)大致一致。同样，盖板21由未图示的盖板侧夹具保持，该盖板侧夹具的轴心与电动机壳体侧夹具的轴心大致一致。需要说明的是，盖板侧夹具的轴心与前端侧滚动轴承22的正常的轴心大致一致。

这样，若利用盖板侧夹具将固定于盖板21的前端侧滚动轴承22的内圈压入旋转轴16，并且同时，将盖板21压入于电动机壳体10的开口部 10A，则在开口部10A的轴心与前端侧滚动轴承22的轴心一致的状态下进行压入。因而，假设在突出压入部24的圆度产生偏差的情况下，突出压入部24通过开口部10A而一边变形(或者被去除)一边压入。

并且，在组装完成时，电动机壳体10的轴心与盖板21的轴心一致，因此旋转轴16也与这些轴心一致。因而，结果能够抑制转子13的旋转轴 16的倾斜，能够减少噪音的产生。另外，除此以外的本实施方式的作用、效果如上述说明的那样，因此在此省略进一步的说明。

需要说明的是，在以往的方案中还产生如下课题：若因盖板21成形时合成树脂的“收缩”等导致圆度降低，则供O型密封圈23夹设的密封槽的圆度也降低，因此O型密封圈23的压缩允许量产生不均，无法确保良好的密封性。然而，在本实施方式中，电动机壳体10的轴心与盖板21 的轴心一致，因此能够补偿供O型密封圈23夹设的密封槽的圆度降低，因此也能够提高密封性。

需要说明的是，在上述实施方式中，说明了有刷直流电动机，但本发明并不限定于此，只要是利用由合成树脂制成的盖板封闭电动机壳体的开口部的结构，就也能够在无刷电动机那样的各种电动机中应用。

另外，在上述实施方式中，密封区域配置于比压入区域靠绕组侧，但也可以与之相反，设为压入区域配置于比密封区域靠绕组侧的结构。

如上所述，采用本发明，设为如下结构：在封闭金属制的电动机壳体的开口部的合成树脂制的盖板的外周面形成密封区域和压入区域，在该密封区域配置有密封构件，在该压入区域设置有至少三个以上突出压入部，该突出压入部比电动机壳体的开口部朝向径向外侧突出，在将盖板压入到电动机壳体的开口部的状态下，使突出压入部变形而使电动机壳体的轴心与盖板的轴心一致。

由此，通过突出压入部变形，能够使电动机壳体的轴心与盖板的轴心一致，因此，结果能够抑制转子的旋转轴的倾斜，能够减少噪音的产生。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施例，而是包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了易于明白本发明而详细地说明的内容，并不是限定为必须具备所说明的全部特征。另外，能够将某实施例的特征的一部分替换为其他实施例的特征，另外，也能够在某实施例的特征中加入其他实施例的特征。另外，对于各实施例的特征的一部分，能够进行其他特征的追加、删除、替换。

附图标记说明

10、电动机壳体；11、永磁体；12、定子；13、转子；14、层叠芯； 15、绕组；16、旋转轴；17、后端轴承保持部；18、后端侧滚动轴承；19、整流子；20、电刷，21、盖板；21W、环状侧壁；22、前端侧滚动轴承； 23、O型密封圈；24、突出压入部。

Claims (8)

1.一种电动机，其包括电动机壳体、盖板、定子以及转子，所述电动机壳体为金属制且在一侧具有开口部并形成为圆筒形状，所述盖板为合成树脂制并封闭所述开口部，所述定子固定于所述电动机壳体内，所述转子配置于所述定子内且具备贯穿所述盖板并向外部露出的旋转轴，

所述电动机的特征在于，

在封闭所述电动机壳体的所述开口部的所述盖板的外周面形成有：密封区域，在该密封区域配置有密封构件；以及压入区域，在该压入区域设置有至少三个以上的突出压入部，该突出压入部比所述电动机壳体的所述开口部朝向径向外侧突出，

所述电动机壳体的所述开口部的侧周壁设定为位于所述压入区域的所述侧周壁的半径大于位于所述密封区域的所述侧周壁的半径，

在所述盖板压入到所述电动机壳体的所述开口部的状态下，使所述突出压入部变形而使所述电动机壳体的轴心与所述盖板的轴心一致。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

在所述盖板的外周面形成有沿着所述旋转轴的轴向延伸的环状侧壁，在所述环状侧壁的外周面形成有所述密封区域和所述压入区域。

3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，

所述密封区域形成于所述环状侧壁的所述转子侧的位置，所述压入区域形成于所述环状侧壁的所述密封区域与所述开口部之间的位置。

4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，

设置于所述压入区域的所述突出压入部在所述环状侧壁的外周面等间隔地形成有三个以上。

5.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，

所述突出压入部的径向的顶端面形成为沿着周向延伸的具有规定的长度的圆弧状面。

6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于，

所述突出压入部具备自所述圆弧状面朝向压入方向倾斜的锥形形状部。

7.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，

在所述电动机壳体的与所述突出压入部对置的所述侧周壁和所述电动机壳体的与所述密封构件对置的所述侧周壁之间形成有台阶部。

8.一种电动机的组装方法，该电动机包括电动机壳体、盖板、定子以及转子，所述电动机壳体为金属制且在一侧具有开口部并形成为圆筒形状，所述盖板为合成树脂制并封闭所述开口部，所述定子固定于所述电动机壳体内，所述转子配置于所述定子内且具备贯穿所述盖板并向外部露出的旋转轴，

所述电动机的组装方法的特征在于，

将所述盖板保持于盖板夹具，其中，所述盖板在所述盖板的外周面形成有：密封区域，在该密封区域配置有密封构件；以及压入区域，在该压入区域设置有至少三个以上的突出压入部，该突出压入部比所述电动机壳体的所述开口部朝向径向外侧突出，并且所述电动机壳体的所述开口部的侧周壁设定为位于所述压入区域的所述侧周壁的半径大于位于所述密封区域的所述侧周壁的半径，

将收纳了所述定子以及固定有所述转子的所述旋转轴的所述电动机壳体保持于电动机壳体夹具，

在使所述盖板夹具的轴心与所述电动机壳体夹具的轴心一致的状态下，将所述盖板向所述电动机壳体的所述开口部压入，使所述突出压入部沿着所述开口部的形状变形，使所述电动机壳体的轴心与所述盖板的轴心一致地进行组装。

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