CN111919366B - 马达 - Google Patents

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Abstract

本发明的例示的马达具有：壳体，其呈筒状，在轴向一方的端部具有开口并且在开口的内周面具有内螺纹部；定子，其设置在壳体的径向内侧；转子，其设置在定子的径向内侧，与驱动对象部件连结；轴承，其被壳体支承，将转子支承为绕转子的中心轴线旋转自如；轴承保持部，其从壳体向径向内侧延伸，从轴向的另一侧与轴承抵接；按压部件，其设置于壳体的开口，在外周面具有与内螺纹部紧固的外螺纹部，该按压部件朝向轴向另一侧按压轴承；以及覆膜，其在按压部件中至少设置于在轴向上与轴承抵接的面上，由比构成按压部件的材料硬的材料构成。

Description

马达
技术领域
本发明涉及一种马达。
背景技术
以往，在马达中，存在使用壳体和环等固定部件来保持轴承的马达。例如，在专利文献1、2中，公开了利用壳体和环部件在轴向两侧夹持旋转自如地支承马达的转子的轴承(bearing)的结构。在该结构中，环部件通过螺栓固定在壳体上，按压轴承。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本特开平4-197057号公报
专利文献2：日本特开平9-331646号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述那样的马达中，在驱动滚珠丝杠等的情况下，若使转子旋转，则滚珠丝杠沿着转子以及滚珠丝杠的轴向动作。当滚珠丝杠沿轴向动作时，从由滚珠丝杠驱动的对象物经由滚珠丝杠对转子作用轴向的反作用力。通过该反作用力或从外部施加的外力等，轴承被强力地按压在轴向上对置的环部件上。如果轴承是钢制的，而环部件是铝合金制的，则存在由于马达的多次动作而环部件磨损的情况。于是，有时在轴承与壳体以及环部件之间产生轴向的间隙，在马达动作时轴承或转子沿轴向移动。
鉴于上述情况，本发明的目的之一在于提供一种马达，其能够抑制与轴承对置的部件的磨损，抑制轴承产生松动。
用于解决课题的手段
本发明的例示的马达具有：壳体，其呈筒状，在轴向一方的端部具有开口并且在所述开口的内周面具有内螺纹部；定子，其设置在所述壳体的径向内侧；转子，其设置在所述定子的径向内侧，与驱动对象部件连结；轴承，其被所述壳体支承，将所述转子支承为绕所述转子的中心轴线旋转自如；轴承保持部，其从所述壳体向径向内侧延伸，从所述轴向的另一侧与所述轴承抵接；按压部件，其设置于所述壳体的所述开口，在外周面具有与所述内螺纹部紧固的外螺纹部，该按压部件朝向所述轴向另一侧按压所述轴承；以及覆膜，其在所述按压部件中至少设置于在所述轴向上与所述轴承抵接的面上，由比构成所述按压部件的材料硬的材料构成。
发明效果
根据本发明的例示的马达的实施方式，能够抑制与轴承对置的部件的磨损，并且能够抑制轴承中产生松动。
附图说明
图1是例示的一个实施方式的马达的剖视图。
图2是示出例示的一个实施方式的马达的外观的立体图。
图3是示出将例示的一个实施方式的马达的按压部件从壳体拆下的状态的立体图。
图4是示出例示的一个实施方式的马达的主要部分的结构的剖视图。
图5是示出例示的一个实施方式的变形例中的马达的外观的立体图。
图6是示出例示的一个实施方式的其他变形例中的马达的主要部分的结构的剖视图。
具体实施方式
图1是一个实施方式的马达的剖视图。图2是示出本实施方式的马达的外观的立体图。图3是示出将本实施方式的马达的按压部件从壳体卸下后的状态的立体图。图4是示出本实施方式的马达的主要部分的结构的剖视图。
如图1所示，马达10具有壳体11、定子20、转子30、轴承35、凸缘部(轴承保持部)14和按压部件40。
壳体11具有呈圆筒状的筒状部11a和在沿着筒状部11a的中心轴线J的轴向的一方(在图1中为右方)的端部从筒状部11a向径向内侧延伸的端板部11b。壳体11的筒状部11a的轴向的另一方(在图1中为左方)的端部11c与由马达10驱动的成为驱动对象的装置等连接。筒状部11a的端部11c朝向具有驱动对象部件100的装置开口。如图2所示，为了将壳体11与作为驱动对象的装置等连接，在筒状部11a的端部11c设置有相对于中心轴线J向径向外侧延伸的连接凸缘部13。
凸缘部14从壳体11的筒状部11a的内周面向径向内侧延伸。凸缘部14相对于后述的轴承35配置在轴向的另一侧。该凸缘部14可以在绕中心轴线J的周向上连续，也可以在周向的一部分上间断地设置。
如图3所示，壳体11具有设置在端板部11b的中央部的开口12。在开口12的内周面设置有内螺纹部15。
如图1所示，定子20设置在壳体11的筒状部11a的内侧。定子20位于以转子30的中心轴线J为中心的径向的外侧。定子20主要具有定子铁芯21、齿部22和线圈23。
定子铁芯21设置在筒状部11a的内周面上。定子铁芯21通过在轴向上层叠多个圆环状的钢板而作为整体构成为筒状。齿部22设置在定子铁芯21的径向内侧。
齿部22具有在绕中心轴线J的周向上隔开等间隔设置的多个齿22a。线圈23经由树脂等绝缘部件卷绕在齿22a上。
在壳体11的筒状部11a的端部11c侧设置有与多个线圈23电连接的汇流条24。在汇流条24上设置有向壳体11的外部延伸的连接端子25。汇流条24以及连接端子25对应于定子20的各相，例如设置有3组。在各连接端子25上连接有从外部向马达10供给电力的布线(未图示)。
转子30设置在定子20的径向内侧。转子30具有转子主体31、永久磁铁32和转子罩33。
转子主体31具有沿轴向延伸的筒状的筒状体31a、在筒状体31a的轴向的一个端部从筒状部11a向径向内侧延伸的端板31b、设置在端板31b的中央部且向轴向的一侧突出的圆柱状的凸台部31c。转子主体31具有朝向轴向另一侧开口的连接凹部31s。在连接凹部31s上连接有由马达10旋转驱动的驱动对象部件100。
另外，在筒状体31a的轴向的另一端部设置有圆筒状的轭34。
永久磁铁32在筒状体31a的外周面上，在绕中心轴线J的周向上等间隔地设置有多个。转子罩33呈圆筒状，以从径向外侧覆盖转子主体31的筒状体31a以及多个永久磁铁32的方式设置。另外，永久磁铁32也可以是环状。另外，在转子主体31为层叠钢板的情况下，多个永久磁铁32也可以埋入转子主体31。
轴承35设置在转子主体31的凸台部31c的径向外侧。轴承35是球轴承，具有圆环状的外圈35a、设置在外圈35a的径向内侧的圆环状的内圈35b、设置在外圈35a与内圈35b之间的多个滚珠35c。轴承35的内圈35b与转子30的凸台部31c的外周面嵌合。轴承35的外圈35a通过由后述的凸缘部14和按压部件40从轴向两侧夹持而固定在壳体11上。由此，轴承35将转子30支承为绕中心轴线J旋转自如。在本实施方式中，轴承35由轴承用的钢材(铁系合金)构成。
如图3、图4所示，在壳体11的开口12设置有向轴向的另一侧凹陷的凹部16。轴承35收纳在凹部16内。由此，凸缘部14相对于凹部16内的轴承35配置在轴向的另一侧。凸缘部14从轴向的另一侧与轴承35的外圈35a抵接。
按压部件40设置在壳体11的开口12。按压部件40在中央部具有用于使按压部件40绕中心轴线J旋转的工具(未图示)的工具插入孔42。按压部件40在外周面具有与内螺纹部15紧固的外螺纹部45。如图4所示，按压部件40通过将外螺纹部45紧固于内螺纹部15而安装于开口12，将轴承35朝向轴向的另一侧按压。由此，轴承35被设置在轴向一侧的按压部件40和设置在轴向另一侧的凸缘部14从轴向两侧夹持。
按压部件40的外径比轴承35的外径大。另外，按压部件40的工具插入孔42的内径比轴承35的外圈35a的内径小。由此，按压部件40从轴向的一侧与轴承35的外圈35a抵接。另外，开口12的内螺纹部15的内径以及按压部件40的外螺纹部45的外径比凸缘部14的内径大。
通过旋转约束部50A来约束按压部件40在开口12的内侧旋转而外螺纹部45从内螺纹部15松弛。旋转约束部50A由至少一个凿紧部51构成。凿紧部51设置在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部。在本实施方式中，凿紧部51在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部设置在沿周向隔开等间隔的四个部位。各凿紧部51例如通过使冲头等工具以跨过按压部件40的外周缘和开口12的内周缘的方式抵接，并用锤或冲压机等进行打击而设置。
凿紧部51具有凸部51a和凹部51b。凸部51a设置在按压部件40的外周缘。凸部51a朝向开口12的内周缘的另一方沿径向突出。凹部51b设置在开口12的内周缘。凹部51b朝向按压部件40的外周缘凹陷。在凹部51b中收纳凸部51a的至少一部分。这样，通过将按压部件40侧的凸部51a收纳在开口12侧的凹部51b中，约束按压部件40在开口12的内侧旋转。另外，凿紧部51也可以在按压部件40侧设置凹部51b，在开口12侧设置凸部51a。
在本实施方式中，壳体11、按压部件40分别由铝合金构成。由此，壳体11的材料的线膨胀系数接近按压部件40的材料的线膨胀系数。因此，能够抑制按压部件40因热膨胀、热收缩而松弛。
在按压部件40的表面设置有由比构成按压部件40的母材的材料(铝合金)硬的材料构成的覆膜61。覆膜61只要设置于在按压部件40中至少在轴向上与轴承35抵接的部分即可。另外，覆膜61也可以设置于在按压部件40中至少在轴向上与轴承35抵接的面的整体上。覆膜61也可以覆盖按压部件40的整体表面。作为这样的覆膜61，例如优选通过氧化铝膜处理形成的氧化铝覆膜。另外，作为覆膜61，也可以使用DLC(类金刚石碳)。这样的覆膜61优选摩擦系数比构成按压部件40的母材(铝合金)低。
另外，在壳体11的内螺纹部15与按压部件40的外螺纹部45之间设置有密封材料70。作为密封材料70，优选厌氧性的树脂或密封剂(粘接剂)等。
这样的马达10从外部的发电机等经由连接端子25供给电流。提供的电流通过汇流条24提供给线圈23，线圈23产生磁场(交变磁场)。通过由线圈23产生的磁场与转子30的永久磁铁32的磁场的相互作用，转子30的转子主体31绕中心轴线J被旋转驱动。
如图1所示，在马达10的转子主体31上连接有驱动对象部件100。在本实施方式中，作为驱动对象部件100，滚珠丝杠101的端部与转子主体31连接。滚珠丝杠101在外周面设置有螺旋状的槽101a。在滚珠丝杠101的径向外侧设置有滑动部件102。滑动部件102为筒状，在其内周面具有螺旋状槽102a。在滚珠丝杠101的槽101a与滑动部件102的槽102a的螺旋状的空间中存在多个滚珠103。当通过马达10使滚珠丝杠101绕中心轴线J旋转驱动时，滑动部件102沿轴向滑动。通过该滑动部件102的滑动，驱动对象部件100发挥沿轴向的驱动力。
如上所述，当滑动部件102沿轴向滑动而发挥沿轴向的驱动力时，来自驱动对象的反作用力被输入到滑动部件102。输入到滑动部件102的轴向的反作用力经由滚珠103、滚珠丝杠101、转子主体31传递到轴承35。例如，在滑动部件102从转子主体31沿着中心轴线J向离开转子主体31的方向滑动的情况下，反作用力F1将轴承35向按压部件40侧按压。另外，在滑动部件102从转子主体31沿着中心轴线J向接近转子主体31的方向滑动的情况下，反作用力F2将轴承35向凸缘部14侧按压。
即使按压部件40因反作用力F1而被轴承35反复按压，通过由凿紧部51构成的旋转约束部50A，也能够抑制按压部件40从开口12松弛。另外，通过设置在壳体11的内螺纹部15与按压部件40的外螺纹部45之间的密封材料70，能够抑制由反作用力F1反复按压轴承35而引起的按压部件40的松弛的发生。
另外，通过设置在按压部件40上的覆膜61，能够抑制因反作用力F1而通过轴承35反复按压所导致的按压部件40的磨损。另外，通过覆膜61降低按压部件40与轴承35之间的摩擦系数，也能够抑制轴承35的按压引起的磨损。
根据本实施方式，马达10具有：按压部件40，其在外周面设置有与内螺纹部15紧固的外螺纹部45；以及旋转约束部50A，其约束按压部件40在开口12的内侧旋转。由此，能够抑制按压部件40向在轴向上远离轴承35的方向松弛。因此，无需为了防止松弛而提高按压部件40的紧固力(轴向力)，就能够防止按压部件40的松弛。由此，不需要提高设置有与按压部件40的外螺纹部45紧固的内螺纹部15的开口12(壳体11)的强度，能够抑制壳体11的大型化、成本增加等。其结果是，能够抑制壳体11的大型化和成本增加，并且能够抑制按压轴承35的按压部件40松弛，能够抑制轴承35产生松动。
根据本实施方式，通过在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部设置的至少一个凿紧部51，约束按压部件40在开口12的内侧旋转。由此，能够抑制按压部件40向在轴向上远离轴承35的方向松弛。
根据本实施方式，凿紧部51具有：凸部51a，其设置在按压部件40的外周缘，朝向开口12的内周缘沿径向突出；以及凹部51b，其设置在开口12的内周缘，朝向按压部件40的外周缘凹陷，收纳凸部51a。由此，在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部设置凿紧部51，能够抑制按压部件40向在轴向上远离轴承35的方向松弛。
根据本实施方式，壳体11和按压部件40由铝合金构成，轴承35由铁系合金构成。这样，在按压部件40由比轴承35柔软的材料构成的情况下，容易产生按压部件40的磨损。与此相对，即使在由比轴承35柔软的材料构成按压部件40的情况下，也能够通过旋转约束部50A抑制按压部件40从开口12松弛。
根据本实施方式，轴承35的外圈35a在轴向上与凸缘部14和按压部件40抵接。根据这样的结构，轴承35在抑制轴向的松动的同时被可靠地保持。
根据本实施方式，在按压部件40上设置覆膜61。覆膜61抑制按压部件40的磨损，抑制按压轴承35的按压部件40松弛，能够抑制轴承35产生松动。
根据本实施方式，通过覆膜61，与按压部件40的母材相比摩擦系数降低，由此能够抑制轴承35的按压引起的磨损。因此，能够抑制按压轴承35的按压部件40松弛，能够抑制轴承35产生松动。
根据本实施方式，覆膜61至少覆盖按压部件40中与轴承35接触的部位。由此，通过设置最小限度的覆膜61，能够抑制按压部件40的磨损。
根据本实施方式，在壳体11的内螺纹部15与按压部件40的外螺纹部45之间设置有密封材料70，由此，能够抑制按压部件40向在轴向远离轴承35的方向松弛。因此，无需为了防止松弛而提高按压部件40的紧固力(轴向力)，就能够防止按压部件40的松弛。由此，不需要提高设置有与按压部件40的外螺纹部45紧固的内螺纹部15的开口12(壳体11)的强度，能够抑制壳体11的大型化、成本增加等。其结果是，能够抑制壳体11的大型化和成本增加，并且能够抑制按压轴承35的按压部件40松弛，能够抑制轴承35产生松动。
(变形例)
图5是示出上述实施方式的变形例中的马达的外观的立体图。本变形例的马达与上述马达相比，仅旋转约束部50B的结构不同。另外，对于与上述实施方式相同方式的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。
如图5所示，通过旋转约束部50B约束按压部件40在开口12的内侧旋转而外螺纹部45从内螺纹部15松弛。旋转约束部50B由至少一个焊接部52构成。焊接部52设置在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部。在本实施方式中，焊接部52在按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部设置在沿周向隔开等间隔的四个部位。各焊接部52以跨越按压部件40的外周缘和开口12的内周缘的方式进行点焊而设置。另外，焊接部52也可以沿着按压部件40的外周缘与开口12的内周缘的边界部在周向上连续设置。通过这样的焊接部52，约束按压部件40在开口12的内侧旋转。
根据本变形例，与上述实施方式同样，具有约束按压部件40在开口12的内侧旋转的旋转约束部50B。由此，能够抑制按压部件40向在轴向上远离轴承35的方向松弛。因此，无需为了防止松弛而提高按压部件40的紧固力(轴向力)，就能够防止按压部件40的松弛。由此，不需要提高设置有与按压部件40的外螺纹部45紧固的内螺纹部15的开口12(壳体11)的强度，能够抑制壳体11的大型化、成本增加等。其结果是，能够抑制壳体11的大型化和成本增加，并且能够抑制按压轴承35的按压部件40松弛，能够抑制轴承35产生松动。
另外，在上述实施方式中，在按压部件40上设置了覆膜61，但不限于此。图6是示出上述实施方式其他变形例中的马达的主要部分的结构的剖视图。如图6所示，在轴向上，在设置于按压部件40的覆膜61与轴承35之间设置有由比按压部件40硬的材料构成的介入物62。介入物62为圆环状，呈所谓的垫圈状。介入物62的一面62a侧与轴承35的外圈35a接触，另一面62b侧与设置在按压部件40上的覆膜61接触。介入物62与按压部件40接触面积大于介入物62与轴承35的接触面积。
根据本变形例，覆膜61以覆盖在按压部件40中沿轴向与轴承35对置的一侧的整个面的方式设置。另外，在按压部件40和轴承35之间，除了覆膜61之外，还设置有由比按压部件40硬的材料构成的介入物62。而且，介入物62与按压部件40的接触面积比介入物62与轴承35的接触面积大。由此，在因反作用力F1而通过轴承35反复按压时，从轴承35的外圈35a经由介入物62输入到按压部件40的每单位面积的压力变小。因此，按压部件40难以从开口12松弛。另外，介入物62只要是比按压部件40硬的材料即可，例如是由钢材(铁系合金)等金属材料构成的垫圈等。另外，介入物62不限于圆环状，也可以在绕中心轴线J的周向上隔开间隔地设置多个。
上述实施方式以及其变形例的马达的用途没有特别限定。
另外，在上述实施方式或其变形例中，作为轴承35例示了球轴承，但不限于此。例如，作为轴承35，也可以使用滚针轴承等。
另外，在上述实施方式或其变形例中，设置了旋转约束部50A、50B、介入物62、密封材料70，但也可以是省略它们的结构。
以上，说明了本发明的一个实施方式及其变形例，但实施方式以及变形例中的各结构以及它们的组合等只是一个例子，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外，本发明并不受实施方式的限定。
标号说明
10：马达；11：壳体；12：开口；14：凸缘部(轴承保持部)；15：内螺纹部；20：定子；30：转子；35：轴承；35a：外圈；35b：内圈；35c：滚珠；40：按压部件；45：外螺纹部；61：覆膜；62：介入物；70：密封材料；100：驱动对象部件。

Claims (9)

1.一种马达，其具有：
壳体，其呈筒状，在轴向一方的端部具有开口并且在所述开口的内周面具有内螺纹部；
定子，其设置在所述壳体的径向内侧；
转子，其设置在所述定子的径向内侧，与驱动对象部件连结；
轴承，其被所述壳体支承，将所述转子支承为绕所述转子的中心轴线旋转自如；
轴承保持部，其从所述壳体向径向内侧延伸，从所述轴向的另一侧与所述轴承抵接；
按压部件，其设置于所述壳体的所述开口，在外周面具有与所述内螺纹部紧固的外螺纹部，该按压部件朝向所述轴向另一侧按压所述轴承；以及
覆膜，其在所述按压部件中至少设置于在所述轴向上与所述轴承抵接的面上，由比构成所述按压部件的材料硬的材料构成。
2.根据权利要求1所述的马达，其中，
所述覆膜的摩擦系数比所述按压部件的表面的摩擦系数低。
3.根据权利要求1或2所述的马达，其中，
所述覆膜至少覆盖所述按压部件中的与所述轴承接触的部位。
4.根据权利要求1或2所述的马达，其中，
所述覆膜覆盖所述按压部件中的沿所述轴向与所述轴承对置的一侧的整个面。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的马达，其中，
所述壳体和所述按压部件由铝合金构成。
6.根据权利要求5所述的马达，其中，
所述覆膜由氧化铝构成。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的马达，其中，
所述轴承是具有外圈、设置在所述外圈的径向内侧的内圈以及设置在所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠的球轴承，
所述外圈在所述轴向上与所述轴承保持部和所述按压部件抵接。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的马达，其中，
在所述轴向上，在所述按压部件与所述轴承之间设置有由比所述按压部件硬的材料构成的介入物，
所述介入物与所述按压部件的接触面积大于所述介入物与所述轴承的接触面积。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的马达，其中，
在所述壳体的所述内螺纹部与所述按压部件的所述外螺纹部之间设置有密封材料。
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