CN111987837A - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，能抑制轴承从端板向电动机轴线方向上的外侧突出。在电动机(1)中，端板(8)固定于定子(4)的输出相反侧(La)的端部，在端板上固定有轴承(9)。轴承具有沿轴线(L)方向延伸的筒部(91)和在筒部的输出侧(Lb)的端部直径增大且从输出侧与端板重叠的突缘部(92)。在端板的输出相反侧的表面(81)(外表面)，围绕贯通孔(80)形成有凹部(86)。因此，即使在以筒部(91)的一部分(91a)从凹部(86)的底部(860)向输出相反侧突出的状态将轴承固定到端板上的情况下，也能够抑制轴承从端板向输出相反侧突出。端板的输出侧的表面(82)的与凹部(86)重叠的部分是向输出侧突出的凸部(87)。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，其轴承被保持在端板上，该端板固定于定子的电动机轴线方向的端部。

背景技术

在具有在旋转轴的外周具备磁体的转子和配置于转子的外周侧的筒状定子的电动机中，提出了以下这种结构：轴承被保持在框架上，该框架与定子的电动机轴线方向的输出侧的端部重叠，旋转轴被贯通轴承的轴孔支承为能够旋转。

关于这种结构的电动机，提出了以下这种方式：在轴承上设置有筒部和突缘部，该筒部沿电动机轴线方向延伸，该突缘部从输出侧与框架重叠，且在筒部的输出侧的端部直径增大，另一方面，在框架上设置有供筒部贯通的贯通孔和在输出侧的表面(外表面)围绕贯通孔向输出相反侧凹陷的凹部(参照专利文献1的图1)。根据该方式，在将突缘部配置于凹部的内侧的状态下，如果通过铆接将筒部的输出相反侧的端部(内侧的端部)和框架固定，就能够将轴承向输出侧突出的尺寸减小设置凹部的量。

另外，在专利文献1的图2中，提出了以下这种方式：在轴承上设置有筒部和突缘部，该筒部沿电动机轴线方向延伸，该突缘部从输出侧与框架重叠，且在筒部的输出侧的端部直径增大，另一方面，在框架上设置有供筒部贯通的贯通孔和在输出相反侧的表面(内表面)围绕贯通孔向输出侧凹陷的凹部。根据该方式，如果通过铆接将筒部的输出相反侧的端部(内侧的端部)和框架的凹部的底部固定，则能够将轴承向输出相反侧(内侧)突出的尺寸减小设置凹部的量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－15940号公报的图1及图2

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在电动机中，要求尽可能地将轴承从定子向外侧突出的尺寸抑制在最小，但是在引用文献1所记载的结构中，因为轴承的突缘部从定子向外侧突出，所以存在不能充分缩短电动机的轴线方向上的尺寸的问题。

鉴于上述问题，本发明的技术问题在于，提供一种能够抑制轴承从端板向电动机轴线方向上的外侧突出的电动机。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的电动机的特征在于，具有：转子，所述转子在旋转轴的外周具备磁体；筒状的定子，所述定子配置于所述转子的外周侧；端板，所述端板固定于所述定子的电动机轴线方向上的一侧的端部；以及筒状的轴承，所述轴承固定于所述端板上，并通过内周面将所述旋转轴支承为能够旋转，所述轴承具有：筒部，所述筒部沿所述电动机轴线方向延伸；以及突缘部，所述突缘部在所述筒部的电动机轴线方向上的另一侧直径增大且从所述另一侧与所述端板重叠，在所述端板上形成有供所述筒部贯通的贯通孔和在所述端板的所述一侧的表面围绕所述贯通孔朝向所述另一侧凹陷的凹部，所述轴承以所述筒部的一部分从所述凹部的底部向所述一侧突出的状态固定于所述端板上。

在本发明中，被保持在固定于定子的电动机轴线方向上的一侧的端部的端板上的轴承具有：沿电动机轴线方向延伸的筒部；以及在筒部的电动机轴线方向上的另一侧(内侧)直径扩大且从另一侧(内侧)与端板重叠的突缘部，另一方面，端板在端板的一侧(外侧)的表面(外表面)，围绕贯通孔形成有向另一侧(内侧)凹陷的凹部。因此，即使在以筒部的一部分从凹部的底部向一侧突出的状态将轴承固定于端板的情况下，也能够抑制轴承从端板向电动机轴线方向上的外侧突出。

在本发明中，可以采用以下方式：所述轴承通过对所述筒部中所述一侧的端面的外周侧部分进行的铆接而固定于所述端板上。

在本发明中，可以采用以下方式：所述筒部不从所述凹部向所述一侧突出。

在本发明中，可以采用以下方式：所述端面上的所述铆接的痕迹具有从所述端面的外缘朝向径向内侧超过所述筒部的径向壁厚的1/2的尺寸。根据该方式，因为实施了铆接的区域较宽，所以即使在轴承的筒部的外径较小的情况下，也能够将端板和轴承牢固地固定。

在本发明中，可以采用以下方式：所述端板的所述另一侧的表面中，与所述凹部重叠的部分是从与所述定子重叠的部分向所述另一侧突出的凸部。根据该方式，即使在端板上形成有凹部的情况下，也能够抑制端板的强度降低。

在本发明中，可以采用以下方式：在所述端面，供所述旋转轴插入的轴孔开口，所述端面为环状。

在本发明中，可以采用以下方式：所述旋转轴的所述一侧的轴端位于所述筒部的内侧。根据该方式，能够缩短电动机的电动机轴线方向上的尺寸。

在本发明中，可以采用以下方式：设置于所述定子的所述一侧的端部的定子铁芯具备：环状部；以及从环状部的内缘向所述电动机轴线方向上的另一侧弯曲的极齿，所述轴承通过所述突缘部从径向内侧与所述极齿抵接而在径向上被定位。在该方式中，轴承中从端板向另一侧突出的部分相对于极齿不固定而是从径向内侧抵接，由此，轴承在径向上被定位。即，轴承相对于极齿不固定而是从径向内侧抵接，由此，以在径向上被定位的状态固定于端板上。因此，因为不需要使轴承与定子嵌合，所以不会使极齿变形，从而不容易发生轴承以倾斜的姿势固定的情况。因此，可以由轴承适当地支承旋转轴。

在本发明中，可以采用以下方式：所述一侧是所述旋转轴输出旋转的输出侧及与所述输出侧相反的一侧的输出相反侧中的所述输出相反侧。

发明效果

在本发明中，被保持在固定于定子的电动机轴线方向上的一侧的端部的端板上的轴承具有：沿电动机轴线方向延伸的筒部；以及在筒部的电动机轴线方向上的另一侧(内侧)直径增大且从另一侧(内侧)与端板重叠的突缘部，另一方面，端板在端板的一侧(外侧)的表面(外表面)，围绕贯通孔形成有向另一侧(内侧)凹陷的凹部。因此，即使在以筒部的一部分从凹部的底部向一侧突出的状态将轴承固定于端板上的情况下，也能够抑制轴承从端板向电动机轴线方向的外侧突出。

附图说明

图1是应用了本发明的电动机的剖视图。

图2是图1所示的电动机的输出相反侧的端部的放大剖视图。

图3是表示经由端板将轴承固定于图1所示的输出相反侧的外定子铁芯上的样子的立体图。

图4是表示经由端板将轴承固定于图1所示的输出相反侧的外定子铁芯上的样子的仰视图。

图5是从输出相反侧观察到的图1所示的端板及轴承等的立体图。

图6是从输出侧观察到的图5所示的端板及轴承的立体图。

附图标记说明

1…电动机；3…转子；4、4A、4B…定子；8…端板；9…轴承；30…旋转轴；30a…轴端；31…磁体；40、40A、40B…线圈；41…线圈线；42、42A、42B…线圈骨架；43、43A、43B…内定子铁芯；44、44A、44B…外定子铁芯；45…极齿；45a、90a…内周面；51、52…垫片；80…贯通孔；90…轴孔；91…筒部；92…突缘部；86…凹部；87…凸部；90b…滑动面；95…痕迹；431、441…环状部；442…筒状部；444…缺口；451…根部部分；452…前端部分；910…端面；860…底部；911…外周侧部分；920…端部；L…电动机轴线；La…输出相反侧；Lb…输出侧；t45、t441、t442…板厚。

具体实施方式

参照附图对应用了本发明的电动机1的一例进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，轴线L方向是旋转轴30的中心轴线(电动机轴线)延伸的方向，在轴线L方向上，旋转轴30输出旋转的一侧是“输出侧Lb”，与输出侧Lb相反的一侧是“输出相反侧La”。在以下所说明的实施方式中，旋转轴30从定子4突出的一侧是输出侧Lb，与旋转轴30从定子4突出的一侧相反的一侧是输出相反侧La。另外，在以下的说明中，以轴线L方向上的“一侧”是输出相反侧La、轴线L方向上的“另一侧”是输出侧Lb的情况为中心进行说明。

(整体结构)

图1是应用了本发明的电动机1的剖视图。图1所示的电动机1是步进电动机，具有在旋转轴30的外周具备磁体31的转子3和配置于转子3的外周侧的筒状定子4。旋转轴30沿轴线L方向延伸，并且从定子4的输出侧Lb的端部突出。在旋转轴30上，通过粘接剂(未图示)等固定有圆筒状的磁体31，定子4在径向外侧与磁体31对置。磁体31是沿轴向交替设置有N极和S极的永磁体。

在本实施方式中，定子4具有在轴线L方向上延伸得比外径长的形状。例如，定子4的外径为3mm以下，定子4的轴线L方向上的长度具有超过6mm的尺寸。

定子4具有A相用定子4A和B相用定子4B在轴线L方向上重叠配置的结构。因此，在定子4中，卷绕有构成线圈40的线圈线41的环状的两个线圈骨架42(线圈骨架42A和线圈骨架42B)以在轴线L方向上相邻的方式配置，内定子铁芯43及外定子铁芯44从两侧重叠配置于两个线圈骨架42中的每一个骨架上。

更具体地说，在A相用定子4A中，相对于外周侧设置有A相用线圈40A的线圈骨架42A，在轴线L方向上的两侧分别重叠配置有环状的内定子铁芯43A及截面为U字形状的外定子铁芯44A。在B相用定子4B中，相对于外周侧设置有B相用线圈40B的线圈骨架42B，在轴线L方向上的两侧分别重叠配置有环状的内定子铁芯43B及截面为U字形状的外定子铁芯44B，内定子铁芯43A和内定子铁芯43B在轴线L方向上相邻。

内定子铁芯43(内定子铁芯43A、43B)具有从轴线L方向与线圈骨架42(线圈骨架42A、42B)重叠的环状部431、从环状部431的内缘沿着轴线L方向弯曲的多个极齿45。

外定子铁芯44(外定子铁芯44A、44B)具有从轴线L方向与线圈骨架42(线圈骨架42A、42B)重叠的环状部441、从环状部441的内缘沿着轴线L方向弯曲的多个极齿45，在线圈骨架42(线圈骨架42A、42B)的内周面，内定子铁芯43的极齿45和外定子铁芯44的极齿45沿周向交替地排列。

外定子铁芯44(外定子铁芯44A、44B)还具有筒状部442，该筒状部442从环状部441的外缘沿着轴线L方向朝向与极齿45相同的方向弯曲，电动机壳体由外定子铁芯44A的筒状部442和外定子铁芯44B的筒状部442构成。筒状部442的周向上的一部分被切除，形成于线圈骨架42(线圈骨架42A、42B)上的端子台420(端子台420A、420B)从缺口444向径向外侧突出。

(外定子铁芯44的结构)

图2是图1所示的电动机1的输出相反侧La的端部的放大剖视图。在图2中，内定子铁芯43及外定子铁芯44通过对软磁性板进行冲压加工等而形成。在本实施方式中，因为定子4具有在轴线L方向上延伸得比外径长的形状，所以极齿45的长度比定子4的外径长。

更具体地说，在外定子铁芯44中，极齿45从环状部441突出的尺寸即长度及筒状部442从环状部441突出的尺寸即长度超过筒状部442的半径(环状部441的半径)。在本实施方式中，外定子铁芯44的筒状部442的半径为3mm以下。更具体地说，在外定子铁芯44中，筒状部442的半径为2.25mm，极齿45的长度为2.65mm，筒状部442的长度为3.63mm。

另外，在外定子铁芯44中，极齿45的板厚t45比环状部441的板厚t441薄。因此，因为能够确保卷绕线圈线41的较大空间，所以可以增加线圈线41的匝数。此外，在外定子铁芯44中，筒状部442的板厚t442比环状部441的板厚t441薄，并且比极齿45的板厚t45薄。即，满足以下关系。

板厚t441＞极齿的板厚t45＞板厚t442。

另外，筒状部442的板厚t442和极齿45的板厚t45之间的差大于线圈线41的线径。

例如，在外定子铁芯44中，环状部441的板厚t441为0.35mm，极齿45的板厚t45为0.23mm，筒状部442的板厚t442为0.20mm，线圈线41的线径为0.055mm。

需要说明的是，内定子铁芯43没有外定子铁芯44的筒状部442，除此以外，具有与外定子铁芯44同样的结构，在内定子铁芯43中，极齿45的长度超过外定子铁芯44的筒状部442的半径(环状部431的半径)。另外，在内定子铁芯43中，极齿45的板厚比环状部431的板厚薄。

这样，在本实施方式中，极齿45的板厚t45及筒状部442的板厚t442比环状部441的板厚t441薄，筒状部442的板厚t442比极齿45的板厚t45薄。另外，筒状部442的板厚t442和极齿45的板厚t45之间的差大于线圈线41的线径。因此，与仅极齿45的板厚t45及筒状部442的板厚t442中的一者比环状部441的板厚t441薄的情况相比，因为能够确保卷绕线圈线41的较大空间，所以能够增加线圈线41的匝数。

需要说明的是，在使极齿45的板厚t45比环状部441的板厚t441薄的情况下，在制作外定子铁芯44时，通过利用冲压加工使软磁性板延展的薄壁化工序较薄地形成极齿45即可，从而可以通过比较简单的工序使极齿45的板厚t45比环状部441的板厚t441薄。另外，在使筒状部442的板厚t442比环状部441的板厚t441薄的情况下，在制作外定子铁芯44时，通过利用冲压加工使软磁性板延展的薄壁化工序较薄地形成筒状部442即可，从而可以通过比较简单的工序使筒状部442的板厚t442比环状部441的板厚t441薄。

(输出侧Lb的端板6及轴承7的结构)

再次参考图1，端板6通过焊接等方法固定于定子4的输出侧Lb的端部，轴承7固定于端板6。在本实施方式中，在旋转轴30上，以与磁体31的输出侧Lb的端部重叠的方式安装有垫片51，垫片51位于轴承7和磁体31之间。端板6是金属板，轴承7是金属制的烧结轴承。

轴承7具有筒部71和突缘部72，该筒部71形成有旋转轴30布置在其内侧的轴孔70，该突缘部72在筒部71的输出侧Lb的端部直径增大，突缘部72从输出侧Lb与端板6重叠。在端板6上形成有供筒部71贯通的贯通孔60。在轴承7中，例如，筒部71中的从端板6向输出相反侧La突出的部分通过焊接、铆接等方法固定于端板6上。在本实施方式中，轴承7通过对筒部71的输出相反侧La的端面710的外周部分进行的铆接而固定于端板6上。

(输出相反侧La的端板8及轴承9的结构)

图3是表示经由端板8将轴承9固定于图1所示的输出相反侧La的外定子铁芯44B上的样子的立体图。图4是表示经由端板8将轴承9固定于图1所示的输出相反侧La的外定子铁芯44B上的样子的仰视图。图5是从输出相反侧La观察到的图1所示的端板8及轴承9等的立体图。图6是从输出侧Lb观察到的图5所示的端板8及轴承9的立体图。

如图2～图6所示，端板8通过焊接等方法固定于构成定子4的输出相反侧La的端部(轴线L方向上的一侧的端部)的外定子铁芯44B的环状部441，在端板8上固定有将旋转轴30支承为能够在内侧旋转的轴承9。端板8是圆盘状的金属板，轴承9是金属制的烧结轴承。在本实施方式中，在旋转轴30上，以与磁体31的输出相反侧La的端部重叠的方式安装有垫片52，垫片52位于轴承9和磁体31之间。

轴承9具有沿轴线L方向延伸的圆筒状的筒部91、在筒部91的输出侧Lb(轴线L方向上的另一侧)直径增大且从输出侧Lb与端板8重叠的圆环状的突缘部92，旋转轴30由形成于筒部91的截面为圆形的轴孔90的内周面90a支承为能够旋转。在本实施方式中，轴孔90在轴线L方向上的两端直径增大，比轴线L方向上的中央靠输出侧Lb的部分是供旋转轴30滑动的滑动面90b。

轴孔90在轴线L方向上贯通筒部91。因此，轴孔90在筒部91的输出相反侧La的端面910开口，端面910为圆环状。但是，旋转轴30的输出相反侧La的轴端30a位于筒部91的内侧，且不从筒部91向输出相反侧La突出。因此，能够缩短电动机1在轴线L方向上的长度。

端板8形成有供筒部91贯通的圆形的贯通孔80。在端板8的输出相反侧La(轴线L方向上的一侧)的表面81(外表面)，围绕贯通孔80形成有朝向输出侧Lb(内侧)凹陷的圆环状的凹部86。

端板8是金属板，通过对端板8的冲压加工形成有凹部86。因此，在端板8的输出侧Lb的表面82，与凹部86重叠的部分是从与定子4重叠的部分向输出侧Lb突出的圆环状的凸部87，轴承9的突缘部92从输出侧Lb与凸部87重叠。因此，即使在端板8上形成有凹部86的情况下，也能够抑制端板8的强度降低。

在此，轴承9在筒部91的一部分91a从凹部86的底部860向输出相反侧La突出的状态下，通过焊接、铆接等固定于端板8。因此，能够抑制轴承9从端板8向输出相反侧La(外侧)突出。在本实施方式中，筒部91在不从凹部86向输出相反侧La(外侧)突出的状态下通过焊接或铆接等固定于端板8。因此，在电动机1中，因为轴承9不向输出相反侧La突出，所以能够缩短电动机1在轴线L方向上的尺寸。

在本实施方式中，如图4所示，轴承9通过对筒部91的输出相反侧La的端面910的外周侧部分911进行的铆接而固定于端板8上。更具体地说，通过铆接用冲头将端面910的外周侧部分911压扁，使外周侧部分911的已经塑性变形的部分覆盖在端板8的贯通孔80的内缘上，并且使筒部91的已经塑性变形的部分与贯通孔80的内周面抵接。

在此，端面910上的铆接痕迹95具有从端面910的外缘朝向径向内侧超过筒部91的径向壁厚的1/2的尺寸。因此，因为已经实施了铆接的区域较宽，所以即使在轴承9的筒部91的外径较小的情况下，也能够将端板8和轴承9牢固地固定。

(轴承9的定位结构)

在本实施方式中，轴承9中从端板8向输出侧Lb突出的部分相对于在定子4上位于输出相反侧La的端部的外定子铁芯44B的极齿45不固定而是从径向内侧抵接，由此，轴承9在径向上被定位。在本实施方式中，在轴承9中，突缘部92的径向外侧的端部920从径向内侧与极齿45抵接。

因此，因为不需要使轴承9与定子4嵌合，所以不会使极齿45变形。因此，因为不容易发生轴承9以倾斜的姿势固定的情况，所以能够由轴承9适当地支承旋转轴30。特别是在本实施方式中，从径向观察时，轴孔90的内周面中供旋转轴30接触并滑动的滑动面90b和轴承9与极齿45的内周面45a抵接的部分重叠。因此，因为能够适当地进行轴孔90的内周面中供旋转轴30滑动的滑动面90b在径向上的定位，所以能够由轴承9适当地支承旋转轴30。

在此，极齿45具备朝向径向内侧弯曲成凸状并折弯的根部部分451、从根部部分451沿着电动机轴线L延伸的前端部分452，轴承9从径向内侧与极齿45的前端部分452中靠近根部部分451的部分抵接。因此，因为能够适当地定位轴承9，所以能够由轴承9适当地支承旋转轴30。

其他实施方式

在上述实施方式中，使轴承9在输出相反侧La与极齿45的内表面抵接，进行轴承9的径向定位，但也可以是，使轴承7在输出侧Lb与极齿45的内表面抵接，进行轴承7的径向定位。

在上述实施方式中，在输出相反侧La将轴承9固定于端板8上时，形成了端板8的凹部86，但也可以是，在输出侧Lb将轴承7固定于端板6上时，在端板6上形成凹部。

在上述实施方式中，在定子4的外径为6mm以下的电动机1中应用了本发明，但也可以将本发明应用于定子4的外径超过6mm的电动机1。

Claims (9)

1.一种电动机，其特征在于，具有：

转子，所述转子在旋转轴的外周具备磁体；

筒状的定子，所述定子配置于所述转子的外周侧；

端板，所述端板固定于所述定子的电动机轴线方向上的一侧的端部；以及

筒状的轴承，所述轴承固定于所述端板上，并通过内周面将所述旋转轴支承为能够旋转，

所述轴承具有：筒部，所述筒部沿所述电动机轴线方向延伸；以及突缘部，所述突缘部在所述筒部的电动机轴线方向上的另一侧直径增大且从所述另一侧与所述端板重叠，

所述端板形成有供所述筒部贯通的贯通孔和在所述端板的所述一侧的表面围绕所述贯通孔朝向所述另一侧凹陷的凹部，

所述轴承以所述筒部的一部分从所述凹部的底部向所述一侧突出的状态固定于所述端板上。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述轴承通过对所述筒部的所述一侧的端面的外周侧部分进行的铆接而固定于所述端板上。

3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，

所述筒部不从所述凹部向所述一侧突出。

4.根据权利要求2或3所述的电动机，其特征在于，

所述端面上的所述铆接的痕迹具有从所述端面的外缘朝向径向内侧超过所述筒部的径向壁厚的1/2的尺寸。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电动机，其特征在于，

在所述端板的所述另一侧的面中，与所述凹部重叠的部分是从与所述定子重叠的部分向所述另一侧突出的凸部。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的电动机，其特征在于，

在所述端面，供所述旋转轴插入的轴孔开口，

所述端面为环状。

7.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，

所述旋转轴的所述一侧的轴端位于所述筒部的内侧。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电动机，其特征在于，

设置于所述定子的所述一侧的端部的定子铁芯具备：环状部；以及从环状部的内缘向所述电动机轴线方向上的另一侧弯曲的极齿，

所述轴承通过所述突缘部从径向内侧与所述极齿抵接而在径向上定位。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述一侧是所述旋转轴输出旋转的输出侧及与所述输出侧相反的一侧的输出相反侧中的所述输出相反侧。

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