CN111819766B - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方式的马达具有：转子，其具有沿着在上下方向上延伸的中心轴线配置的轴，该转子能够绕中心轴线旋转；定子，其与转子在径向上隔着间隙而对置；以及壳体，其收纳转子和定子。壳体具有：筒状部，其沿中心轴线延伸；以及底部，其封闭筒状部的下侧的开口。在筒状部的内周面设置有嵌合部和锥形部，该嵌合部与定子嵌合，该锥形部位于比嵌合部靠下侧的位置并且直径随着朝向下侧而变小。在筒状部的外周面设置有轴向位置与锥形部重叠并沿周向延伸的凹部。

Description

马达

技术领域

本发明涉及马达。

背景技术

以往，已知有通过热压配合来固定定子和壳体的马达(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-42015号公报

发明内容

发明要解决的课题

马达的壳体例如是在通过压铸而成型出筒形状后，对要求尺寸精度的部分实施切削加工而制造出的。在通过压铸来进行制造的情况下，金属材料(例如铝合金)的使用量直接关系到制造成本。

本发明的一个方式鉴于上述问题点，其目的之一在于提供具有通过抑制材料的使用量而抑制了制造成本的壳体的马达。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的马达具有：转子，其具有沿着在上下方向上延伸的中心轴线配置的轴，该转子能够绕所述中心轴线旋转；定子，其与所述转子在径向上隔着间隙而对置；以及壳体，其收纳所述转子和所述定子。所述壳体具有：筒状部，其沿所述中心轴线延伸；以及底部，其封闭所述筒状部的下侧的开口。在所述筒状部的内周面设置有嵌合部和锥形部，该嵌合部与所述定子嵌合，该锥形部位于比所述嵌合部靠下侧的位置并且直径随着朝向下侧而变小。在所述筒状部的外周面设置有沿周向延伸的凹部，该凹部的轴向位置与所述锥形部重叠。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供了具有通过抑制材料的使用量而抑制了制造成本的壳体的马达。

附图说明

图1是一个实施方式的马达的剖视示意图。

图2是一个实施方式的壳体的俯视图。

图3是一个实施方式的壳体的外观图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的马达进行说明。另外，在以下的说明中使用的附图中，为了使特征易于理解，为方便起见有时将作为特征的部分放大示出，各构成要素的尺寸比例等不一定与实际相同。

在各图中，适当示出Z轴。各图的Z轴方向为与图1所示的中心轴线J的轴向平行的方向。另外，在以下的说明中，将Z轴方向的正侧(+Z侧，一侧)称为“上侧”，将Z轴方向的负侧(-Z侧，另一侧)称为“下侧”。另外，上侧和下侧仅是用于说明的方向，并不对实际的位置关系和方向进行限定。另外，只要没有特别说明，将与中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”或者“上下方向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。并且，在以下的说明中，“俯视”是指从轴向观察的状态。

【马达】

图1是本实施方式的马达1的剖视示意图。马达1具有转子20、定子30、壳体40、上侧轴承6A、下侧轴承(轴承)6B以及轴承保持架10，其中，该转子20具有轴21。

【转子】

转子20能够绕中心轴线J旋转。转子20具有轴21、转子铁芯24以及转子磁铁23。

轴21以在上下方向(轴向)上延伸的中心轴线J为中心沿中心轴线J配置。轴21被上侧轴承6A和下侧轴承6B支承为能够绕中心轴线J旋转。

转子铁芯24固定于轴21。转子铁芯24沿周向包围轴21。转子磁铁23固定于转子铁芯24。更详细地说，转子磁铁23固定于转子铁芯24的沿着周向的外侧面。转子铁芯24和转子磁铁23与轴21一起旋转。

【定子】

定子30与转子20在径向上隔着间隙而对置，并包围转子20的径向外侧。定子30具有定子铁芯31、绝缘件32以及线圈33。

绝缘件32由具有绝缘性的材料构成。绝缘件32覆盖定子铁芯31的至少一部分。在马达1驱动时，线圈33对定子铁芯31进行励磁。线圈33通过卷绕线圈线(省略图示)而构成。线圈线隔着绝缘件32卷绕在定子铁芯31的齿部。线圈线的端部向上侧引出。

定子铁芯31绕中心轴线J呈圆环状延伸。定子铁芯31的外周面通过热压配合固定于壳体40的筒状部41的内周面41a。即，定子30与壳体40的内周面41a嵌合。

【上侧轴承和下侧轴承】

上侧轴承6A将轴21的上端部支承为能够旋转。上侧轴承6A位于定子30的上侧。上侧轴承6A由轴承保持架10支承。下侧轴承6B将轴21的下端部支承为能够旋转。下侧轴承6B位于定子30的下侧。下侧轴承6B由壳体40支承。

在本实施方式中，上侧轴承6A和下侧轴承6B是球轴承。然而，上侧轴承6A和下侧轴承6B的种类没有特别限定，也可以是其他种类的轴承。

【轴承保持架】

轴承保持架10位于定子30的上侧(+Z侧)。轴承保持架10对上侧轴承6A进行支承。轴承保持架10的俯视形状例如为与中心轴线J同心的圆形。另外，在图1中，简化了轴承保持架10的剖面形状。

轴承保持架10具有圆板部11和位于圆板部11的俯视中央的上侧轴承保持部18。圆板部11在俯视时为圆形，沿着与中心轴线J垂直的平面呈板状延伸。圆板部11的径向外端固定在壳体40的内周面41a上。上侧轴承保持部18对上侧轴承6A进行保持。

【壳体】

壳体40收纳转子20和定子30。壳体40具有筒状部41和底部45。底部45位于筒状部41的一个开口。

本实施方式的壳体40由铝合金构成。另外，壳体40只要为能够通过压铸来成型的金属材料，则也可以由其他金属材料构成。

(筒状部)

筒状部41从径向外侧包围定子30。筒状部41呈以中心轴线J为中心沿着中心轴线J延伸的圆筒状。筒状部41具有朝向径向内侧的内周面41a和朝向径向外侧的外周面41b。

在筒状部41中收纳有转子20和定子30。筒状部41的内周面41a具有第1区域41A、第2区域41B以及第3区域41C。第1区域41A、第2区域41B以及第3区域41C从上侧依次排列。第1区域41A、第2区域41B以及第3区域41C的直径依次变小。在第1区域41A与第2区域41B之间设置有朝向上侧的第1台阶面41c。在第2区域41B与第3区域41C之间设置有朝向上侧的第2台阶面41d。

在第1区域41A中固定有轴承保持架10。另外，轴承保持架10的下端面的一部分与设置在第1区域41A与第2区域41B之间的第1台阶面41c接触。由此，轴承保持架10相对于壳体40在轴向上被定位。

在第1区域41A的径向内侧且在轴承保持架10的上侧设置有收纳控制马达1的旋转的控制部(省略图示)的收纳空间A。控制部在收纳空间A中与从定子30延伸的线圈线连接。

第2区域41B从径向外侧包围定子30。在第2区域41B中设置有与定子铁芯31嵌合的嵌合部44。筒状部41在设置于内周面41a的嵌合部44保持定子30。另外，定子铁芯31的下端面的一部分与设置在第2区域41B与第3区域41C之间的第2台阶面41d接触。由此，定子30相对于壳体40在轴向上被定位。

壳体40是通过在利用压铸而成型出筒形状后对要求尺寸精度的部分实施钻孔加工或车床加工等切削加工而形成的。内周面41a是通过首先在切削工序中加工比第2台阶面41d靠上侧的区域(第1区域41A和第2区域41B)，接着在切削工序中进一步加工比第1台阶面41c靠上侧的区域(第1区域41A)而成型的。因此，第3区域41C未被实施切削加工。即，第3区域41C是通过压铸而形成的区域。同样地，筒状部41的外周面41b未被实施切削加工。即，筒状部41的外周面41b是通过压铸而形成的区域。

由于筒状部41通过压铸而成型，因此在筒状部41的内周面41a上设置随着接近底部45而直径变小的锥形形状。由于对内周面41a的第1区域41A和第2区域42B实施切削加工，因此不会残留由压铸成型引起的锥形形状。但是，由于第3区域41C未被实施切削加工，因此残留有由压铸成型引起的锥形形状。即，在筒状部41的内周面41a上设置随着朝向下侧而直径变小的锥形部43。筒状部41是设置有锥形部43的部分，其厚度尺寸随着朝向下侧而变大。锥形部43位于第3区域41C的整个区域。锥形部43位于比嵌合部44靠下侧的位置。

在筒状部41的外周面41b的下端部设置有沿周向延伸的凹部41e。凹部41e向径向外侧开口。凹部41e沿周向延伸。凹部41e的轴向位置与锥形部43重叠。

在筒状部41上设置有通过在外周面41b上设置凹部41e而使壁厚变薄的薄壁部42。如上所述，在第3区域41C的整个区域中设置有锥形部43。另一方面，凹部41e的深度沿轴向是一样的。因此，薄壁部42的厚度尺寸随着朝向下侧而变大。薄壁部42的厚度尺寸在薄壁部42的上端最小。薄壁部42的上端部的筒状部41的厚度尺寸d2比设置有嵌合部44的部分的筒状部41的厚度尺寸d1小(d1＞d2)。

根据本实施方式，在筒状部41的外周面41b设置有与锥形部43重叠的凹部41e。由此，能够使锥形部43的厚壁部分变薄，从而能够抑制用于壳体40的金属材料的使用量。在通过压铸进行的制造中，由于金属材料的使用量直接关系到制造成本，因此通过抑制金属材料的使用量，能够提供廉价的马达1。

若在通过压铸制造的部件上设置厚壁部分，则在厚壁部分的内部容易产生气孔。当在部件的内部产生气孔时，部件的强度降低。根据本实施方式，在与锥形部43重叠的部分设置凹部41e。因此，能够抑制因锥形部43而导致壁厚变得过大，从而能够抑制在内部产生气孔。由此，能够充分确保壳体40的强度。另外，由于凹部41e向径向内侧凹陷，因此在马达的制造工序中，能够通过卡紧等抓住壳体。

根据本实施方式，在筒状部41上设置有薄壁部42，该薄壁部42在轴向上位于底部45与嵌合部44之间并沿周向延伸。另外，筒状部41在薄壁部42的上端(即凹部41e的上端)的厚度尺寸d2比筒状部41在嵌合部44的厚度尺寸d1小。因此，薄壁部42的刚性比嵌合部44低。如上所述，通过热压配合将定子铁芯31嵌入嵌合部44。在嵌合部44中从定子铁芯31对筒状部41施加径向外侧的应力。因此，筒状部41向上侧的开口打开的方向稍微变形。如在后文中说明的那样，底部45保持下侧轴承6B。如果底部45的变形变大，则底部45对下侧轴承6B的保持可能变得不稳定。

根据本实施方式，在底部45与嵌合部44之间设置有刚性低的薄壁部42。因此，薄壁部42优先变形，能够抑制进行热压配合时的筒状部41的变形传递至底部45。由此，能够减小底部45的变形量，提高底部45对下侧轴承6B的保持的稳定性。

(底部)

图2是壳体40的俯视图。底部45配置在筒状部41的内部。底部45封闭筒状部41的下侧的开口。底部45具有底部主体46、下侧轴承保持部(轴承保持部)48、多个肋47a、47b以及多个凸部49a、49b。

如图1所示，底部主体46从筒状部41的内周面41a向径向内侧延伸。底部主体46沿着与中心轴线J垂直的平面延伸。底部主体46在径向上位于下侧轴承保持部48与筒状部41的内周面41a之间。底部主体46具有俯视为大致圆形的外形。

在底部主体46的下表面46b(即底部45的下表面)设置有多个螺纹孔45a、45b。多个螺纹孔45a、45b包含第1螺纹孔45a和第2螺纹孔45b。第1螺纹孔45a比第2螺纹孔45b深。在螺纹孔45a、45b中插入有用于将马达1固定在外部装置(省略图示)的螺钉(省略图示)。

如图2所示，在本实施方式中，在壳体40上设置有六个第1螺纹孔45a和两个第2螺纹孔45b。第1螺纹孔45a和第2螺纹孔45b从下表面46b沿着轴向向上侧延伸。

六个第1螺纹孔45a配置在以中心轴线J为中心的节圆上。同样地，两个第2螺纹孔45b配置在以中心轴线J为中心的节圆上。配置第1螺纹孔45a的节圆比配置第2螺纹孔45b的节圆稍大。在本实施方式中，沿周向排列的第1螺纹孔45a彼此的间隔不均匀。同样地，沿周向排列的第2螺纹孔45b彼此的间隔不均匀。

如图1所示，下侧轴承保持部48位于底部主体46的俯视中央。下侧轴承保持部48对下侧轴承6B进行保持。下侧轴承保持部48具有以中心轴线J为中心沿轴向延伸的筒部48a和从筒部48a的下端向径向内侧延伸的下端突出部48b。在筒部48a的径向内侧配置有下侧轴承6B。筒部48a从周向外侧保持下侧轴承6B的外圈。下端突出部48b与下侧轴承6B的外圈的下端接触。下端突出部48b将下侧轴承6B在轴向上定位。在下端突出部48b的俯视中央设置有沿轴向贯通的孔部48c。在孔部48c中贯穿插入有轴21。

凸部49a、49b设置在底部主体46的上表面46a。凸部49a、49b从上表面46a向上侧突出。凸部49a、49b从筒状部41的内周面41a向径向内侧突出。

如图2所示，凸部49a、49b包含第1凸部49a和第2凸部49b。在本实施方式的壳体40上设置有一个第1凸部49a和两个第2凸部49b。第1凸部49a的轴向尺寸大于第2凸部49b的轴向尺寸。在第1凸部49a的内部设置有第1螺纹孔45a的前端部分。另外，在第2凸部49b的内部设置有第2螺纹孔45b的前端部分。

肋47a、47b设置在底部主体46的上表面46a。肋47a、47b从上表面46a向上侧突出。肋47a、47b沿径向直线地延伸。肋47a、47b连接筒状部41的内周面41a和下侧轴承保持部48的筒部48a的外周面。多个肋47a、47b沿周向等间隔地排列。

根据本实施方式，底部45具有从筒状部41的内周面41a向径向内侧延伸的多个肋47a、47b，因此底部45的刚性提高。因此，即使在由于定子铁芯31被热压配合而筒状部41发生变形的情况下，也能够抑制底部45的变形。由此，能够提高下侧轴承保持部48对下侧轴承6B的保持的可靠性。

如图1所示，肋47a、47b的上端位于比筒状部41的薄壁部42的上端靠下侧的位置。如上所述，薄壁部42在上端处壁厚尺寸最小。通过使肋47a、47b的上端位于比薄壁部42的上端靠下侧的位置，肋47a、47b不会提高薄壁部42的壁厚最薄的部分的刚性。因此，使薄壁部42的上端优先变形，能够抑制由热压配合引起的筒状部41的变形传递至底部45。

如图1所示，肋47a、47b具有倾斜面47d。倾斜面47d随着朝向径向外侧而向上侧延伸并与筒状部41的内周面41a相连。肋47a、47b具有倾斜面47d，由此提高了筒状部41的刚性。由此，能够抑制伴随转子20的旋转的壳体40的振动。

在本实施方式中，倾斜面47d是以规定的曲率半径弯曲的弯曲面。倾斜面47d也可以是以一定的倾斜角倾斜的平坦面。但是，通过将倾斜面47d形成为与筒状部41的内周面41a平滑连接的弯曲面，能够更有效地提高筒状部41的刚性。

如图2所示，肋47a、47b包含第1肋47a和第2肋47b。在本实施方式的壳体40上设置有两个第1肋47a和四个第2肋47b。本实施方式的壳体40具有外侧肋50。

第1肋47a具有沿径向以相同的宽度延伸的第1肋主体47aa。第1肋47a沿径向以相同的宽度延伸。另一方面，第2肋47b具有：基端部47bb，其位于径向外侧的端部并沿周向鼓起；以及第2肋主体47ba，其从基端部47bb朝向径向内侧以相同的宽度延伸。

在第2肋47b的基端部47bb的内部设置有第1螺纹孔45a的前端部分。在四个第2肋47b中的一个第2肋47b的基端部47bb上设置有两个第1螺纹孔45a。

由于第2肋47b具有基端部47bb，因此刚性高，另一方面，大多使用金属材料。与此相对，由于第1肋47a不具有基端部47bb，因此能够抑制金属材料的使用量。根据本实施方式，在底部45设置具有基端部47bb的第2肋47b和不具有基端部47bb的第1肋47a。由此，作为整体能够抑制金属材料的使用量，并且有效地提高底部45的刚性。

如上所述，第1螺纹孔45a沿周向以不均匀的间隔排列。第2肋47b由于在内部设置有第1螺纹孔45a，因此与第1螺纹孔45a同样地沿周向以不均匀的间隔排列。第1肋47a配置在沿周向排列的多个第2肋47b彼此的周向的间隙较大的部分。由此，能够沿周向均衡地提高底部45和筒状部41的刚性。此外，当通过压铸来成型壳体40时，能够使金属材料在周向上的填充量接近均匀，从而提高各部的尺寸精度。

以上，对本发明的实施方式和变形例进行了说明，但实施方式和变形例中的各结构及它们的组合等是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外，本发明并不受实施方式限定。

另外，上述实施方式的效果不仅在定子铁芯31和筒状部41通过热压配合固定的情况下能够得到，在通过压入而固定的情况下也能够得到。即，定子铁芯31也可以通过压入而固定于筒状部41。

图3示出了本实施方式的壳体的外观图。如图3所示，壳体40具有外侧肋50。外侧肋50从筒状部41的外周面41b向径向外侧突出并沿轴向延伸。外侧肋50配置在筒状部41的中央部。通过设置外侧肋50，能够提高筒状部41的刚性。外侧肋50在周向上与螺纹孔45a、45b重叠。由此，能够抑制从螺纹孔45a、45b施加于壳体40的应力。外侧肋50在轴向上与凹部41e的位置不同。外侧肋50在周向上与凹部41e的位置不同。外侧肋50和凹部41e沿周向交替配置。在图3中，凹部41e和外侧肋50分别为两个。由此，能够抑制从螺纹孔45a、45b向壳体40施加的应力，并且削减壳体40的材料。

标号说明

1：马达；6B：下侧轴承(轴承)；20：转子；21：轴；30：定子；40：壳体；41：筒状部；41a：内周面；41b：外周面；41e：凹部；43：锥形部；44：嵌合部；45：底部；45a、45b：螺纹孔；47a：第1肋(肋)；47b：第2肋(肋)；47d：倾斜面；48：下侧轴承保持部(轴承保持部)；47bb：基端部；d1、d2：厚度尺寸；J：中心轴线。

Claims (6)

1.一种马达，其具有：

转子，其具有沿着在上下方向上延伸的中心轴线配置的轴，该转子能够绕所述中心轴线旋转；

定子，其与所述转子在径向上隔着间隙而对置；

壳体，其收纳所述转子和所述定子；以及

轴承，其将所述轴支承为能够旋转，

所述壳体具有：

筒状部，其沿所述中心轴线延伸；以及

底部，其封闭所述筒状部的下侧的开口，

在所述筒状部的内周面设置有嵌合部和锥形部，该嵌合部与所述定子嵌合，该锥形部位于比所述嵌合部靠下侧的位置并且直径随着朝向下侧而变小，

在所述筒状部的外周面设置有沿周向延伸的凹部，该凹部的轴向位置与所述锥形部重叠，

所述底部具有：

轴承保持部，其对所述轴承进行保持；以及

肋，其从所述底部的上表面向上侧突出，

所述肋具有随着朝向径向外侧而向上侧延伸并与所述筒状部的内周面相连的倾斜面，

所述倾斜面的上端位于比所述轴承保持部的上端靠上方的位置。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述筒状部在所述凹部的上端的厚度尺寸比所述筒状部在所述嵌合部的厚度尺寸小。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其中，

所述底部具有从所述筒状部的内周面朝向径向内侧延伸并沿周向排列的多个所述肋。

4.根据权利要求3所述的马达，其中，

所述肋的上端位于比所述凹部的上端靠下侧的位置。

5.根据权利要求3所述的马达，其中，

所述肋连接所述筒状部的内周面和所述轴承保持部的外周面，

所述肋具有：

第1倾斜面，其一边向径向外侧延伸一边向上方延伸而到达所述筒状部的内周面；以及

第2倾斜面，其一边向径向内侧延伸一边向上方延伸直至到达所述轴承保持部的外周面。

6.根据权利要求3所述的马达，其中，

多个所述肋包含第1肋和第2肋，

所述第1肋沿径向以相同的宽度延伸，

所述第2肋具有基端部，该基端部位于径向外侧的端部并沿周向鼓起，

在所述基端部的内部设置有从所述底部的下表面延伸的螺纹孔。

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