CN113424409A - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明的马达的一个形态包括：转子，所述转子绕中心轴线旋转；定子，所述定子与转子在径向上相向，并具有定子芯部；外壳，所述外壳由树脂构成，并埋入有定子；以及被紧固件，所述被紧固件供紧固构件紧固。被紧固件在与定子芯部接触的状态下埋入外壳。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达。

背景技术

近年来，出于简化组装工序等目的，正在开发一种通过树脂来模制定子的马达。在专利文献1的马达中，模制定子的树脂部分构成外壳。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报：特开2010-22191号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1的外壳包括供螺栓紧固的孔部，以用于将马达安装于作为安装对象的设备。在这样的马达中，为了获得螺栓的充分的紧固力，可想到采用将螺母埋入外壳内部的结构。在这种情况下，通过作为树脂材料的外壳来保持螺母。因此，成了如下结构：由作为旋转部分的转子产生的振动难以从紧固部分扩散至设备，导致马达自身容易共振。

鉴于上述情况，本发明的目的之一在于提供一种不易共振的马达。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的马达的一个形态包括：转子，所述转子绕中心轴线旋转；定子，所述定子与所述转子在径向上相向，并具有定子芯部；外壳，所述外壳由树脂构成，并埋入有所述定子；以及被紧固件，所述被紧固件供紧固构件紧固。所述被紧固件在与所述定子芯部接触的状态下埋入所述外壳。

发明效果

根据本发明的一个形态，可提供一种不易共振的马达。

附图说明

图1是一实施方式的马达的剖视图。

图2是一实施方式的马达的俯视图。

图3是沿着图1的III－III线的马达的局部剖视图。

图4是变形例1的马达的局部剖视图。

图5是沿着图4的V-V线的马达的剖视图。

图6是变形例2的马达的局部剖视图。

图7是沿着图6的VII-VII线的马达的剖视图。

图8是变形例3的马达的局部剖视图。

图9是沿着图8的IX－IX线的马达的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图，对应用了本发明的实施方式进行详细说明。

在以下说明中，将与中心轴线J(参照图1)平行的方向简称为“轴向”或“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”。此外，在本说明书中，将沿着中心轴线J的轴向的一侧简称为“上侧”，将另一侧简称为“下侧”。另外，本说明书中的上下方向仅是为了说明而使用的方向，并不限定马达使用时和流通时的姿态。

图1是一实施方式的马达1的剖视图。图2是马达1的俯视图。另外，在图2中省略了转子10的图示。

如图1中假想线(双点划线)所示，使用固定螺栓(紧固构件)9e将马达1安装于配置在马达1上侧的外部装置9。马达1向外部装置9传递动力。

马达1具有：转子10；包围转子10的定子20；将转子10保持为能旋转的上侧轴承15和下侧轴承16；保持上侧轴承15的上侧轴承保持件40；保持下侧轴承16的下侧轴承保持件70；外壳30；多个嵌件螺母(被紧固件)50；以及多个母线80。

转子10能以沿着上下方向延伸的中心轴线J为中心旋转。转子10具有：沿着中心轴线J延伸的轴11；转子芯部12；以及转子磁体13。

轴11在上端部(轴向一侧的端部)处与外部装置9的动力传递机构9d连接。轴11被上侧轴承15支承为能绕中心轴线J旋转。在轴11的外周面上固定有转子芯部12。此外，在转子芯部12的外周面上固定有转子磁体13。另外，多个转子磁体13也可以埋入转子芯部12的内部。

上侧轴承15位于定子20的上侧，下侧轴承16位于定子20的下侧。上侧轴承15支承轴11的上端部，下侧轴承16支承轴11的下端部。本实施方式的上侧轴承15和下侧轴承16是滚珠轴承。然而，上侧轴承15和下侧轴承16也可以是滚针轴承等其他种类的轴承。

上侧轴承保持件40位于定子20的上侧。上侧轴承保持件40为金属制。上侧轴承保持件40具有：保持件筒部41；从保持件筒部41的上端朝径方向内侧延伸的上板部42；以及从保持件筒部41的下端朝径向外侧延伸的保持件凸缘部43。

保持件筒部41呈以中心轴线J为中心的圆筒状。在保持件筒部41的径向内侧配置有上侧轴承15。上板部42覆盖上侧轴承15的外圈的上侧。在上板部42设置有沿轴向贯穿的中央孔42a。中央孔42a供轴11插通。保持件凸缘部43的径向外侧的端部埋入外壳30。即，上侧轴承保持件40的至少一部分埋入外壳30。

下侧轴承保持件70位于定子20的下侧。下侧轴承保持件70为树脂制。从轴向观察时，下侧轴承保持件70呈圆板状。下侧轴承保持件70在外缘部处固定于外壳30。

在下侧轴承保持件70的从轴向观察时的中央处设置有中央孔72a。中央孔72a供轴11的下端部插通。在中央孔72a的周围设置有内壁面71a，所述内壁面71a从径向外侧包围下侧轴承16并保持下侧轴承16。

定子20从径向外侧包围转子10。定子20与转子10在径向上相向。定子20具有定子芯部21、绝缘件22和线圈29。

定子芯部21呈沿轴向延伸的筒状。定子芯部21具有：以中心轴线J为中心的环状的芯背部21a；以及从芯背部21a朝径向内侧延伸的多个极齿部21b。极齿部21b在绕中心轴线J的周向上以等间隔隔开而设置有多个。

线圈29隔着绝缘件22安装于极齿部21b。线圈29的端部与配置在定子20下侧的母线80连接。母线80与省略图示的控制装置连接。电力从控制装置经由母线80供给至线圈29。

外壳30由树脂材料构成。在本说明书中，树脂材料也可以是通过例如玻璃纤维或碳纤维这样的纤维材料强化的复合材料。即，外壳30也可以是纤维强化树脂材料。

在外壳30中埋入有定子20、母线80、上侧轴承保持件40和嵌件螺母50。由此，外壳30保持母线80、定子20、上侧轴承保持件40和嵌件螺母50。外壳30是通过在模具内保持定子20、母线80、上侧轴承保持件40和嵌件螺母50的状态下嵌件成型制造而成的。根据本实施方式，由于外壳30埋入有定子20、母线80、上侧轴承保持件40和嵌件螺母50，因此能简化各构件的组装工序。

外壳30具有：保持定子20的主体部31；位于主体部31上侧的上侧突出部3；保持母线80的母线保持件部36；从主体部31的下表面朝下侧延伸的下筒部37；从主体部31朝径向外侧突出的多个突出部39；以及保持上侧轴承保持件40的保持件保持部38。

在主体部31中埋入有定子20。主体部31相对于定子20包围上侧、下侧和径向外侧。主体部31包围极齿部21b和线圈29，并且还设置于在周向上彼此相邻的极齿部21b与线圈29之间。此外，主体部31没有覆盖定子芯部21的内周面。因此，定子芯部21的内周面从外壳30露出。

主体部31具有多个开口部6。即，外壳30具有多个开口部6。多个开口部6是在外壳30成型时在模具内支承定子20的支承部的痕迹。多个开口部6是包括多个第一开口部61、多个第二开口部62和多个第三开口部63的总称。

上侧突出部3是从主体部31的上表面向上侧突出的多个肋的总称。上侧突出部3沿周向和径向延伸以加强外壳30。

上侧突出部3具有安装于外部装置9的环状部32a。环状部32a位于上侧突出部3的上端部。环状部32a呈从上侧突出部3的内缘朝上侧延伸的圆筒状。

环状部32a位于第一开口部61的径向外侧。此外，环状部32a位于比外壳30的外周面靠径向内侧处。环状部32a安装于外部装置9，并承担马达1的一部分密封功能。

外部装置9具有以中心轴线J为中心的圆筒状的保持筒部9a。保持筒部9a从径向外侧包围环状部32a。保持筒部9a的内径比环状部32a的外径稍大。保持筒部9a的前端面与上侧突出部3的上端面接触。

在保持筒部9a的内周面上设置有沿着周向延伸的凹槽9b。在凹槽9b内收容有密封构件9c。密封构件9c由橡胶等弹性材料构成。密封构件9c沿着周向延伸。在本实施方式中，密封构件9c是O形环。密封构件9c只要作为垫圈发挥功能，则截面形状并不限定于圆形。

密封构件9c被夹入环状部32a的朝向径向外侧的外周面32d与凹槽9b的朝向径向外侧的底面之间。通过压缩密封构件9c，能抑制水分进入保持筒部9a的内侧。

母线保持件部36位于主体部31的下表面。本实施方式的外壳30设置有两个母线保持件部36。在各个母线保持件部36的内部埋入有三个母线80。母线80从母线保持件部36的下表面朝下侧突出。

下筒部37呈以中心轴线J为中心的圆筒状。下筒部37的外周面与主体部31的外周面连续。下筒部37从径向外侧包围从外壳30突出的多个母线80的下端部。此外，下筒部37从径向外侧包围多个第二开口部62和多个第三开口部63。

在下筒部37处安装有控制马达1的控制装置(省略图示)。此外，母线80与设置于控制装置的插座部(省略图示)连接。下筒部37的内周面和控制装置通过省略图示的密封结构密封。根据本实施方式，承担密封功能的下筒部37从径向外侧包围多个第二开口部62和多个第三开口部63。因此，能抑制水分到达第二开口62和第三开口63。

突出部39从上侧突出部3的外周面和主体部31的外周面朝径向外侧突出。突出部39的突出形状呈沿着嵌件螺母50的外周面50c的圆弧状。突出部39的上端面与上侧突出部3的上端面连续。嵌件螺母50以跨及上侧突出部3和突出部39的方式埋入。由此，外壳30保持嵌件螺母50。嵌件螺母50供将马达1固定于外部装置9的固定螺栓9e紧固。

如图2所示，本实施方式的外壳30设置有三个突出部39。三个突出部39沿着周向等间隔地配置。嵌件螺母50分别逐个地埋入三个突出部39。

如图1所示，嵌件螺母50呈沿着中心线J2延伸的圆柱状。嵌件螺母50的中心线J2与马达1的中心轴线J平行。嵌件螺母50具有：朝向上侧的上端面(第一端面)50a；朝向下侧的下端面(第二端面)50b；以及朝向中心线J2的径向外侧的外周面50c。

嵌件螺母50具有在上端面50a上开口并朝下侧延伸的螺纹孔(被紧固孔)51。螺纹孔51以中心线J2为中心沿轴向延伸。螺纹孔51的内周面从外壳30露出。螺纹孔51是阴螺纹。螺纹孔51供固定螺栓9e的轴部插入。

如图1所示，外部装置9具有从保持筒部9a的下端部朝径向外侧延伸的板状的固定板部9f。本实施方式的外部装置9具有与嵌件螺母50相同数量(在本实施方式中为三个)的固定板部9f。各个固定板部9f具有沿轴向贯穿的固定孔9g。固定孔9g供固定螺栓9e从上侧插入。固定螺栓9e紧固于嵌件螺母50的螺纹孔51，从而将马达1固定于外部装置9。

嵌件螺母50的上端面50a配置在与突出部39的上端面相同的平面上。嵌件螺母50的下端面50b配置在与突出部39的下端面相同的平面上。嵌件螺母50的上端面50a的整体和下端面50b的一部分分别从外壳30露出。另一方面，嵌件螺母50的外周面50c埋入外壳30内部。因此，外周面50c与外壳30接触。

根据本实施方式，嵌件螺母50埋入外壳30。马达1在嵌件螺母50处固定于外部装置9。对于嵌件螺母50的材质没有限制，因此，能采用高强度的材料(在本实施方式中为金属材料)。即，嵌件螺母50的材料的强度比外壳30的树脂材料的强度高。因此，与直接将外部装置9固定于树脂制的外壳30的情况相比，能抑制紧固部分(在本实施方式中为螺纹孔)因紧固时的应力而产生损伤。因此，能提高马达1与外壳30的紧固强度。另外，通过提高一个固定螺栓9e的紧固强度，能减少用于获得期望的固定强度的固定螺栓9e的根数，能简化将马达1固定于外部装置9的工序。

嵌件螺母50位于定子芯部21的上侧(轴向一侧)。此外，嵌件螺母50的下端面50b与定子芯部21的上端面21c接触。即，嵌件螺母50在与定子芯部21接触的状态下埋入外壳30。由于定子芯部21为金属制，因此与外壳30相比重量大、刚度高。根据本实施方式，通过使嵌件螺母50与定子芯部21接触，从而使定子芯部21抑制嵌件螺母50的振动。更具体而言，提高了嵌件螺母50的刚度。由此，马达1的固有频率相对于马达1伴随转子10的旋转而产生的振动的振动频率足够高。因此，马达1不易产生由马达1产生的振动引起的共振。另外，能对其进行抑制。

图3是沿着图1的III－III线的马达1的局部剖视图。

从轴向观察时，嵌件螺母50与定子芯部21重叠。根据本实施方式，能抑制嵌件螺母50相对于马达1的外形朝径向外侧突出。因此，能在径向上使马达1小型化。

在本实施方式中，优选嵌件螺母50的下端面50b与定子芯部21的上端面21c通过焊接等固定方法固定。通过将嵌件螺母50固定于定子芯部21，能进一步提高嵌件螺母50的刚度。由此，能提高抑制马达1共振的效果。此外，根据本实施方式，嵌件螺母50在外壳30成型前固定于定子芯部21并相对于定子芯部21定位。因此，在成型外壳30的工序中，能抑制因树脂的注塑压力而使嵌件螺母50错位，能提高嵌件螺母50相对于外壳30的位置精度。

另外，嵌件螺母50与定子芯部21的固定方法并不局限于下端面50b与上端面21c的焊接。例如，也可以是在定子芯部21的外周面的一部分设置凹部并将嵌件螺母50压入该凹部等其他的方法。

接着，对变形例进行记载。另外，在各变形例中，对与上述实施方式相同形态的构成要素标注相同符号并省略其说明。

＜变形例1＞

图4是变形例1的马达101的嵌件螺母(被紧固件)150附近的局部剖视图。此外，图5是沿着图4的V-V线的剖视图。与上述实施方式相比，本变形例的主要不同点在于，定子芯部121在外周面上具有第一凸部123，嵌件螺母150在外周面上具有第二凸部。

与上述实施方式相同，嵌件螺母150位于定子芯部121的上侧。此外，嵌件螺母150的下端面150b与定子芯部121的上端面121c接触。即，嵌件螺母150在与定子芯部121接触的状态下埋入外壳30。

如图5所示，本变形例的定子芯部121具有朝径向外侧突出的第一凸部123。第一凸部123以圆弧状突出。如图4所示，第一凸部123具有上端面(朝向轴向一侧的端面)123a。第一凸部123的上端面123a是定子芯部121的上端面121c的一部分。

嵌件螺母150与定子芯部121的上端面121c接触。更具体而言，嵌件螺母150与定子芯部121的上端面121c中包括第一凸部123的上端面123a的区域接触。

根据本变形例，由于定子芯部121具有第一凸部123，因此能增大嵌件螺母150与定子芯部121的接触面积。由此，能进一步提高嵌件螺母150的刚度，能提高抑制马达101共振的效果。

如图5所示，本变形例的嵌件螺母150具有：沿着中心线J2延伸的圆柱状的螺母主体部(主体部)158；以及从螺母主体部158的外周面突出的第二凸部159。第二凸部159沿着轴向以肋状延伸。如图4所示，第二凸部159具有下端面(朝向轴向另一侧的端面)159b。第二凸部159的下端面159b是嵌件螺母150的下端面150b的一部分。

嵌件螺母150在下端面150b上与定子芯部121接触。更具体而言，嵌件螺母150在下端面150b中的包括第二凸部159的下端面159b的区域与定子芯部121接触。

根据本变形例，由于嵌件螺母150具有第二凸部159，因此能增大嵌件螺母150与定子芯部121的接触面积。由此，能进一步提高嵌件螺母150的刚度，能提高抑制马达101共振的效果。

本变形例的马达101的定子芯部121和嵌件螺母150分别具有第二凸部159，大大确保了嵌件螺母150与定子芯部121的接触面积。然而，也可以是定子芯部121和嵌件螺母150中的任一个均具有凸部，从而增大嵌件螺母150与定子芯部121的接触面积。

另外，嵌件螺母150与定子芯部121也可以在接触部分通过焊接等接合方法彼此固定。

＜变形例2＞

图6是变形例2的马达201的嵌件螺母(被紧固件)250附近的局部剖视图。此外，图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。与上述实施方式相比，本变形例的主要不同点在于，在设置在定子芯部221的外周面上的第一凹部处配置有嵌件螺母250。

嵌件螺母250位于定子芯部221的径向外侧。嵌件螺母250从定子芯部221的径向外侧与定子芯部221接触。因此，嵌件螺母250的轴向位置与定子芯部221的轴向位置重叠。根据本变形例，嵌件螺母250位于定子芯部221的径向外侧，因此，与嵌件螺母位于定子芯部的轴向一侧的情况相比，能使马达201的轴向尺寸小型化。

如图7所示，本变形例的定子芯部221具有相对于外周面朝内侧凹陷的第一凹部223。第一凹部223沿着轴向延伸。从轴向观察时，第一凹部223以圆弧状凹陷。第一凹部223的曲率半径与嵌件螺母250的外形的半径一致。嵌件螺母250进入第一凹部223。嵌件螺母250与第一凹部223的内壁面面接触。另外，在此，第一凹部223的内壁面是指第一凹部223的朝向径向外侧的面和朝向上侧的面。

根据本变形例，嵌件螺母250进入设置于定子芯部221的第一凹部223，并与第一凹部223的内壁面面接触。由此，能增大嵌件螺母250与定子芯部221的接触面积，能进一步提高嵌件螺母250的刚度。

另外，嵌件螺母250与定子芯部221也可以在接触部分处通过焊接等接合方法彼此固定。

＜变形例3＞

图8是变形例3的马达301的嵌件螺母(被紧固件)350附近的局部剖视图。此外，图9是沿着图8的IX-IX线的剖视图。与上述实施方式相比，本变形例的主要不同点在于，在设置在定子芯部321的上端面上的第二凹部323处配置有嵌件螺母350。

定子芯部321具有朝径向外侧突出的芯部凸缘部324。芯部凸缘部324位于定子芯部321的上端部。芯部凸缘部324呈沿着与轴向正交的平面延伸的板状。在芯部凸缘部324处设置有沿上下方向贯穿的第二凹部323。即，定子芯部321具有相对于上端面(轴向一侧的端面)凹陷的第二凹部323。从轴向观察时，第二凹部323呈圆形。第二凹部323的直径与嵌件螺母350的外径大致相等。

嵌件螺母350压入第二凹部323。即，嵌件螺母350的外周面与第二凹部323的内周面接触。此外，嵌件螺母350固定于定子芯部321。根据本变形例，嵌件螺母350通过压入而固定于定子芯部321。因此，提高了嵌件螺母350相对于定子芯部321的固定强度。其结果是，能进一步提高嵌件螺母350的刚度，能提高抑制马达301共振的效果。

以上对本发明的一实施方式及其变形例进行了说明，但实施方式及变形例中的各结构及其组合等为一例，能在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的附加、省略、替换及其他变更。此外，本发明并不受实施方式的限定。

例如，上述实施方式及其变形例的马达单元的用途并不受限定。上述实施方式及其变形例的马达单元例如可装设于电动泵和电动助力转向装置等。

(符号说明)

1、101、201、301马达；

9e固定螺栓(紧固构件)；

10转子；

20定子；

21、121、221、321定子芯部；

30外壳；

50、150、250、350嵌件螺母(被紧固件)；

51螺纹孔(被紧固孔)；

123第一凸部；

158螺母主体部(主体部)；

159第二凸部；

223第一凹部；

323第二凹部；

J中心轴线。

Claims (9)

1.一种马达，包括：

转子，所述转子绕中心轴线旋转；

定子，所述定子与所述转子在径向上相向，并具有定子芯部；

外壳，所述外壳由树脂构成，并埋入有所述定子；以及

被紧固件，所述被紧固件供紧固构件紧固，

所述被紧固件在与所述定子芯部接触的状态下埋入所述外壳。

2.如权利要求1所述的马达，其中，

所述被紧固件固定于所述定子芯部。

3.如权利要求1或2所述的马达，其中，

所述被紧固件是具有螺纹孔的嵌件螺母。

4.如权利要求1至3中任一项所述的马达，其中，

所述定子芯部呈沿轴向延伸的筒状，

所述被紧固件位于所述定子芯部的轴向一侧。

5.如权利要求4所述的马达，其中，

所述定子芯部具有朝径向外侧突出的第一凸部，

所述被紧固件与所述第一凸部的朝向轴向一侧的端面接触。

6.如权利要求4或5所述的马达，其中，

所述被紧固件具有：

沿着轴向延伸的主体部；以及

从所述主体部的外周面突出的第二凸部，

所述被紧固件在所述第二凸部的朝向轴向另一侧的端面上与所述定子芯部接触。

7.如权利要求1至3中任一项所述的马达，其中，

所述定子芯部呈沿轴向延伸的筒状，

所述被紧固件位于所述定子芯部的径向外侧。

8.如权利要求7所述的马达，其中，

所述定子芯部具有相对于外周面凹陷并沿着轴向延伸的第一凹部，所述被紧固件进入所述第一凹部。

9.如权利要求1至3中任一项所述的马达，其中，

所述定子芯部具有相对于轴向一侧的端面凹陷的第二凹部，

所述被紧固件压入所述第二凹部。

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