CN113765289A - 马达、马达单元 - Google Patents

Abstract

本发明的马达具备定子、转子以及轴承部。定子具有沿上下方向延伸的旋转轴。转子能够以旋转轴为中心旋转。轴承部将转子支撑为能够旋转。转子具有磁体、壳体以及齿槽。磁体配置在比定子更靠径向外方，并与定子在径向上对置。壳体覆盖磁体的径向外端部。齿槽配置于壳体的径向外侧面。

Description

马达、马达单元

技术领域

本发明涉及马达、马达单元。

背景技术

现今，已知有经由固定于旋转轴的输出侧的小齿轮向与该小齿轮啮合的齿轮输出马达的驱动力的马达单元。(例如，参照日本公开公报特开2005-168145号公报)

然而，在上述的马达单元中，在旋转轴延伸的方向上，小齿轮配置为比马达单元的壳体更靠外侧。因此，在旋转轴延伸的方向上，马达以及具有小齿轮的马达单元的尺寸容易变长。其结果，有马达以及马达单元变得大型的担忧。

发明内容

本发明的目的在于实现马达的小型化。

本发明例示的马达具备定子、转子、以及轴承部。上述定子具有沿上下方向延伸的旋转轴。上述转子能够以上述旋转轴为中心旋转。上述轴承部将上述转子支撑为能够旋转。上述转子具有磁体、壳体、以及齿槽。上述磁体配置在比上述定子更靠径向外方，并与上述定子在径向上对置。上述壳体覆盖上述磁体的径向外端部。上述齿槽配置于上述壳体的径向外侧面。

本发明例示的马达单元具有上述的马达和齿轮。上述齿轮具有与上述壳体的上述齿槽啮合的齿。

根据本发明示例的马达、马达单元，能够实现马达的小型化。

附图说明

通过以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其它特征、要素、步骤、特点和优点。

图1是示出马达单元的结构例的立体图。

图2是示出马达的结构例的剖视图。

图3是示出马达的下端部的结构例的仰视图。

具体实施方式

以下，参照附图对例示的实施方式进行说明。

此外，在本说明书中，在马达101中，将与中心轴CA平行的方向称为“轴向”。将轴向中的从下述的定子1朝向托架4的轴向一方称为“下方”，将从托架4朝向定子1的轴向另一方称为“上方”。在各个构成要素中，将作为下方的端部的轴向一方端部称为“下端部”，将作为上方的端部的轴向另一方端部称为“上端部”。并且，在各个构成要素的表面中，将朝向下方的面称为“下表面”，将朝向上方的面称为“上表面”。

并且，将与中心轴CA正交的方向称为“径向”。将径向中的向中心轴CA接近的方向称为“径向内方”，将从中心轴CA离开的方向称为“径向外方”。在各个构成要素中，将径向内方的端部称为“径向内端部”，将径向外方的端部称为“径向外端部”。并且，在各个构成要素的侧面中，将朝向径向内方的侧面称为“径向内侧面”，将朝向径向外方的侧面称为“径向外侧面”。

并且，将以中心轴CA为中心的旋转方向称为“周向”。

再者，在方位、线以及面中的任一个与其它任一个的位置关系中，“平行”不仅包括无论两者延长到哪里都完全不相交的状态，还包括实质上平行的状态。并且，“垂直”及“正交”分别不仅包括两者相互以90度相交的状态，还包括实质上垂直的状态以及实质上正交的状态。也就是说，“平行”、“垂直”以及“正交”分别包括在两者的位置关系中存在不脱离本发明的主旨的程度的角度偏离的状态。

此外，以上说明的事项并非严格地应用于实际的组装于设备的情况。

图1是示出马达单元100的结构例的立体图。如图1所示，马达单元100具有马达101和齿轮102。马达101为外转子型。如下文中所记载，马达101的转子2具有配置有齿槽23的壳体22。齿轮102配置于马达101的外部，能够以旋转轴RA为中心旋转。齿轮102具有齿1021。齿1021与壳体22的齿槽23啮合。由此，将马达101的旋转输出传递到齿轮102。因此，例如，不需要于在轴向上比马达单元100的壳体22更靠外侧的位置配置用于传递输出的齿轮。从而能够减小马达101的轴向尺寸。其结果，能够实现马达101的小型化。

齿轮102的材料可以使用树脂、碳钢、铸铁、不锈钢、黄铜或青铜等。齿轮102的材料优选与壳体22的材料不同。更具体而言，齿轮102的齿1021的材料与壳体22的齿槽23的表面的材料不同。齿1021的材料以及齿槽23的表面的材料更优选为容易产生滑动接触的组合。换言之，采用难以生成合金的组合。例如，马达101及齿轮102的转速越快，齿1021烧结到齿槽23的表面的可能性越高。通过采用异种材料的组合，与采用同种材料的组合的情况相比，能够降低产生烧结的可能性。另外，若采用难以生成合金的组合，则能够进一步降低产生烧结的可能性。因此，能够提高齿槽23的表面以及齿1021的耐磨损性。各个材料选择具有维持齿1021与齿槽23的啮合构造所需的拉伸强度的材料。例如，能够采用碳钢及青铜的组合等。

接下来，参照图1及图2对马达101的结构进行说明。图2是示出马达101的结构例的剖视图。此外，图2示出用包括中心轴CA在内的假想的平面剖切的情况下的马达101的截面构造。如图2所示，马达101具备定子1、转子2、轴承部3以及托架4。

定子1利用在供电时产生的磁通来驱动转子2使之旋转。如上所述，马达101具备定子1。定子1具有沿上下方向延伸的旋转轴10。在本实施方式中，旋转轴10是定子1的固定轴。此外，并不限定于该例示，旋转轴10也可以能够与转子2一起以中心轴CA为中心旋转。需要说明的是，在旋转轴10能够旋转的情况下，在旋转轴10与定子1之间设有轴承(未图示)。

并且，定子1具有磁性体的定子铁芯11。定子铁芯11呈包围旋转轴10的筒状，固定于旋转轴10的径向外侧面。在定子铁芯11，经由具有电绝缘性的绝缘子(省略图示)卷绕有线圈部(省略图示)。

转子2能够以旋转轴10为中心旋转。如上所述，马达101具备转子2。转子2具有磁体21和壳体22。

磁体21配置在比定子1更靠径向外方，并与定子1在径向上对置。如上所述，转子2具有磁体21。磁体21具有彼此不同的多个磁极、即N极和S极。N极和S极在周向上交替地排列。

壳体22呈包围中心轴CA的筒状，沿轴向延伸。壳体22配置在比磁体21更靠径向外方。如上所述，转子2具有壳体22。壳体22覆盖磁体21的径向外端部。在本实施方式中，磁体21保持于壳体22的径向内端部。并且，轴承部3的径向外端部与壳体22的轴向两端部中的径向内端部接触。

壳体22是磁性体。这样，能够防止磁体21的磁通泄漏到比壳体22更靠径向外方的位置。因此，能够有效地利用磁体21的磁力。

壳体22优选使用具有适于磁轭的软磁性和作为齿轮而适宜的机械强度的磁性体材料。机械强度例如是拉伸强度、伸长率、断面收缩率、硬度等。此外，拉伸强度表示材料相对于拉伸力的最大强度。伸长率表示材料相对于预定的拉伸应力的变形量。断面收缩率表示材料在厚度方向上的伸长难易度。作为这样的磁性体材料，例如能够采用奥氏体-铁素体系不锈钢、铁素体系不锈钢、马氏体系不锈钢等。

并且，壳体22的材料优选与齿轮102的材料不同。更具体而言，壳体22的齿槽23的表面的材料与齿轮102的齿1021的材料不同。这样，如上所述，能够使齿1021难以烧结到齿槽23的表面。因此，能够提高齿槽23的表面的耐磨损性。

壳体22具有齿槽23。换言之，转子2具有齿槽23。齿槽23配置于壳体22的径向外侧面。这样一来，例如通过使配置于马达101的外部的齿轮102的齿1021与壳体22的齿槽23啮合，能够将马达101的旋转输出传递到齿轮102。因此，例如，不需要于在轴向上比马达单元100的壳体22更靠外侧的位置配置用于传递输出的齿轮。从而能够减小马达101的轴向尺寸。其结果，能够实现马达101的小型化。

齿槽23至少沿轴向延伸。在本实施方式中，齿槽23呈螺旋状，随着从上方朝向下方而沿顺时针方向的周向延伸。此外，齿槽23的形状并不限定于本实施方式的例示。例如，螺旋状的齿槽23也可以随着从上方朝向下方而沿逆时针方向的周向延伸。并且，齿槽23也可以是多个。各个齿槽23也可以与中心轴CA平行地延伸。或者，各个齿槽23也可以沿与轴向倾斜交叉的方向延伸。

在壳体22的径向外侧面，在齿槽23之间形成有向径向外方突出的齿24。更具体而言，齿24配置于在与齿槽23延伸的方向以及径向正交的方向上相邻的齿槽23之间。在本实施方式中，齿24配置于在轴向上相邻的齿槽23之间。齿24与齿槽23相同地延伸，与配置于马达101的外部的齿轮102的齿1021啮合。

优选为，如图1及图2所示，齿槽23的下端部从壳体22的下端部向上方离开。并且，齿24的下端部从壳体22的下端部向上方离开。这样一来，在壳体22的下端部处，能够防止齿槽23与齿轮102的齿1021的啮合越过壳体22的下端部而向下方脱离。

优选为，如图1及图2所示，齿槽23的上端部从壳体22的上端部向下方离开。并且，齿24的上端部从壳体22的上端部向下方离开。这样一来，在壳体22的上端部处，能够防止齿槽23与齿轮102的齿1021的啮合越过壳体22的上端部而向上方脱离。

更优选为，如图1及图2所示，齿槽23配置为比轴承部3更靠壳体22的轴向中央侧。并且，齿24配置为比轴承部3更靠壳体22的轴向中央侧。通过不在壳体22中的当从径向观察时与轴承部3重叠的部分配置齿槽23，能够防止壳体22的上述部分的径向厚度变薄。因此，能够确保壳体22的上述部分的强度。

进一步优选为，如图1及图2所示，齿槽23的轴向两端部从壳体22的轴向端部离开。并且，齿24的轴向两端部从壳体22的轴向端部离开。以下，将壳体22中的在径向外侧面配置有齿槽23的部分称为“第一部分221”，将在轴向上比第一部分221更靠壳体22的轴向端部侧的部分称为“第二部分222”。壳体22具有第一部分221和第二部分222。图2中，第一部分221是壳体22中的由两个第二部分222在轴向上所夹的部分。下侧的第二部分222是壳体22中的比第一部分221更靠下侧的部分。上侧的第二部分222是壳体22中的比第一部分221更靠上侧的部分。第一部分221包括齿槽23及齿24。也就是说，在第一部分221的径向外侧面配置有齿槽23及齿24。另一方面，第二部分222不包括齿槽23及齿24。也就是说，在第二部分222的径向外侧面未配置齿槽23及齿24。

优选为，如图2所示，第二部分222的径向外端部位于比第一部分221的径向外端部更靠径向外方。这样一来，通过增大轴承部3的径向尺寸，能够抑制第二部分222的径向厚度变薄。尤其是，能够抑制第二部分222中的当从径向观察时与轴承部重叠的部分变得更薄。因此，能够确保第二部分222的强度。

但并不限定于图2的例示，也可以为，齿槽23的轴向两端部中的任一个从壳体22的轴向端部离开。例如，也可以为，齿槽23的下端部从壳体22的下端部向上方离开，而齿槽23的上端部到达至壳体22的上端部。同样，也可以为，齿24的下端部从壳体22的下端部向上方离开，而齿24的上端部到达至壳体22的上端部。或者，也可以为，齿槽23的下端部到达至壳体22的下端部，而齿槽23的上端部从壳体22的上端部向下方离开。同样，也可以为，齿24的下端部到达至壳体22的下端部，而齿24的上端部从壳体22的上端部向下方离开。

轴承部3将转子2支撑为能够旋转。如上所述，马达101具有轴承部3。在本实施方式中，轴承部3设置多个。在至少一个轴承部3中，轴承部3的径向外端部中的当从径向观察时与第二部分222重叠的部分位于比第一部分221中的壳体22的径向内端部更靠径向外方。例如，图2中，第一轴承部31的径向外端部当从径向观察时与下侧的第二部分222重叠，并且位于比第一部分221中的壳体22的径向内端部更靠径向外方。此外，图2中，第二轴承部32的径向外端部中的当从径向观察时与上侧的第二部分222重叠的部分位于比第一部分221中的壳体22的径向内端部更靠径向内方。但并不限定于图2的例示，第二轴承部32的径向外端部中的当从径向观察时与上侧的第二部分222重叠的部分也可以位于比第一部分221中的壳体22的径向内端部更靠径向外方。这样一来，能够在不怎么增大壳体22的径向尺寸的情况下进一步增大上述至少一个轴承部3的径向尺寸。因此，能够提高上述至少一个轴承部3的相对于从齿槽23与齿1021啮合的齿轮102传递到马达101的载荷的耐久性。

如图2所示，轴承部3具有第一轴承部31和第二轴承部32。第一轴承部31将转子2的下端部支撑为能够旋转。第二轴承部32将转子2的上端部支撑为能够旋转。在本实施方式中，第一轴承部31配置于马达101的下端部，第二轴承部32配置于马达101的上端部。

在本实施方式中，第一轴承部31是球轴承，第二轴承部32是滑动轴承。但并不限定于该例示，第一轴承部31也可以是滑动轴承等其它形式的轴承。并且，第二轴承部32也可以是滑动轴承以外的形式的轴承，例如也可以是球轴承。优选为，第一轴承部31及第二轴承部32中的至少一方为球轴承即可。球轴承的径向尺寸容易比滑动轴承等的径向尺寸大。另一方面，球轴承相对于轴向载荷的耐久性比滑动轴承高。因此，通过采用球轴承，能够提高相对于从齿槽23与齿1021啮合的齿轮102(参照图1)传递的轴向载荷及径向载荷双方的耐久性。

第一轴承部31的径向外端部与壳体22的下端部的径向内端部接触。第一轴承部31的径向内端部与托架4的径向外端部接触。例如，在本实施方式中，作为球轴承的第一轴承部31具有外圈部311和内圈部312。外圈部311配置于第一轴承部31的径向外端部，并固定于壳体22的下端部的径向内端部。内圈部312配置于第一轴承部31的径向内端部，并固定于托架4的径向外端部。

第一轴承部31具有第一平面部3120(参照下述的图3)。第一平面部3120配置于第一轴承部31的径向内端部。第一平面部3120是与轴向平行的平面。在本实施方式中，两个第一平面部3120形成于第一轴承部31的内圈部312的径向内端部，并且等间隔地配置在周向上。此外，并不限定于该示例，第一平面部3120可以是单个，也可以是三个以上的多个。第一平面部3120也可以不同间隔地配置在周向上。

第二轴承部32的径向外端部与壳体22的上端部接触。第二轴承部32的径向内端部与旋转轴10的径向外侧面接触。在本实施方式中，第二轴承部32具有筒部321和凸边部322。筒部321呈包围旋转轴10的筒状，沿轴向延伸。在本实施方式中，筒部321的径向内端部固定于旋转轴10。筒部321的径向外端部的下端部以能够滑动的方式与壳体22的上端部的径向内端部接触。凸边部322从筒部321的径向外端部的上端部向径向外方扩展。凸边部322的下端部与壳体22的上端部在轴向上对置。在壳体22向上方移动时，凸边部322的下端部与壳体22的上端部抵接。由此，能够抑制壳体22向上方移动。

此外，并不限定于上述的例示，筒部321的径向内端部也可以以能够滑动的方式与旋转轴10接触。并且，筒部321的径向外端部的下端部和凸边部322的下端部中的至少任一方也可以固定于壳体22的上端部。

并且，也可以在第二轴承部32的径向内端部与旋转轴10之间配置包围旋转轴10的环状的毂部。这样一来，能够更加增大第二轴承部32的径向内端部的径向尺寸。因此，例如，第二轴承部32容易采用球轴承。

接下来，参照图2及图3对托架4的结构进行说明。图3是示出马达101的下端部的结构的仰视图。

托架4安装于旋转轴10的下端部。如上所述，马达101具有托架4。托架4呈包围旋转轴10的环状。托架4的径向内端部固定于旋转轴10的下端部。托架4的径向外端部经由第一轴承部31而与壳体22的下端部连接。也就是说，在转子2的下端部与托架4之间配置有第一轴承部31。

托架4具有托架筒部41、托架凸边部42以及壁部43。托架筒部41呈包围旋转轴10的环状，安装于旋转轴10的下端部。托架凸边部42从托架筒部41的下端部向径向外方扩展。托架凸边部42的上端部与第一轴承部31的径向内端部在轴向上对置。壁部43从托架凸边部42的径向外端部向下方突出，并沿周向延伸。

托架4具有孔部411。孔部411沿轴向贯通托架4。更具体而言，孔部411形成于托架筒部41，沿轴向贯通托架筒部41。在本实施方式中，三个孔部411等间隔地配置在周向上。但并不限定于本实施方式的例示，孔部411的数量可以是单个，也可以是三个以外的多个。并且，多个孔部411也可以不同间隔地配置在周向上。

如图2及图3所示，与定子1连接的连接线L经由孔部411被引出到马达101的外部。详细而言，连接线L至少经由一个孔部411被引出到马达101的外部。这样一来，能够更加增大第一轴承部31的径向尺寸，从而第一轴承部31能够采用相对于载荷的耐久性更高的轴承。并且，能够将径向尺寸较大的球轴承配置于马达101的下端部，并且将供连接线L穿过的孔部411配置为比球轴承更靠径向内方。由于球轴承相对于轴向载荷的耐久性较高，所以能够提高马达101的轴向一方端部的耐久性，同时能够容易地引出将定子1与马达101的外部连接的连接线L。

孔部411在托架筒部41的径向内侧面开口，面向旋转轴10的径向外侧面。也就是说，旋转轴10的径向外侧面的一部分在孔部411露出。这样一来，供旋转轴10插入的托架筒部41的开口部分412与孔部411相通，从而能够在相同的加工工序中将开口部分412及孔部411形成于托架4。因此，容易进行在托架4形成孔部411的加工。另一方面，例如在将供旋转轴10插入的开口部分412和孔部411形成于托架4的相互分离的位置的情况下，需要分别在不同的工序中形成开口部分412和孔部411。

并且，托架4具有第二平面部44。第二平面部44配置于托架4的径向外端部。更具体而言，第二平面部44至少配置于托架筒部41的径向外端部。第二平面部44是与轴向平行的平面。与第一平面部3120数量相同的第二平面部44形成于托架筒部41的径向外端部。在本实施方式中，多个第二平面部44等间隔地配置在周向上。此外，并不限定于该示例，多个第二平面部44也可以不同间隔地配置在周向上。

第二平面部44与第一平面部3120接触。这样一来，能够防止第一轴承部31的径向内端部(例如内圈部312)相对于托架4沿周向移动。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。此外，本发明的范围并不限定于上述的实施方式。本发明能够在不脱离发明的主旨的范围内对上述的实施方式施加各种变更来实施。并且，在上述的实施方式中说明的事项能够在不产生矛盾的范围内适当地任意组合。

本发明例如在向配置于马达的外部的齿轮传递该马达的输出的装置中有用。

Claims (11)

1.一种马达，具备：

定子，其具有沿上下方向延伸的旋转轴；

转子，其能够以上述旋转轴为中心旋转；以及

轴承部，其将上述转子支撑为能够旋转，

上述转子具有：

磁体，其配置在比上述定子更靠径向外方，并与上述定子在径向上对置；以及

壳体，其覆盖上述磁体的径向外端部，

上述马达的特征在于，

上述转子还具有配置于上述壳体的径向外侧面的齿槽。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

上述齿槽至少沿轴向延伸，

上述齿槽的轴向一方端部从上述壳体的轴向一方端部向轴向另一方离开。

3.根据权利要求2所述的马达，其特征在于，

上述齿槽的轴向另一方端部从上述壳体的轴向另一方端部向轴向一方离开。

4.根据权利要求1至3任一项中所述的马达，其特征在于，

上述轴承部的径向外端部与上述壳体的轴向两端部中的径向内端部接触，

上述齿槽配置在比上述轴承部更靠上述壳体的轴向中央侧。

5.根据权利要求1至4任一项中所述的马达，其特征在于，

上述壳体具有：

第一部分，在其径向外侧面配置有上述齿槽；以及

第二部分，其在轴向上配置在比上述第一部分更靠上述壳体的轴向端部侧，

上述轴承部设置多个，

在至少一个上述轴承部中，上述轴承部的径向外端部中的当从径向观察时与上述第二部分重叠的部分位于比上述壳体的上述第一部分中的径向内端部更靠径向外方。

6.根据权利要求5所述的马达，其特征在于，

上述第二部分的径向外端部位于比上述第一部分的径向外端部更靠径向外方。

7.根据权利要求1至6任一项中所述的马达，其特征在于，

上述轴承部具有：

第一轴承部，其将上述转子的轴向一方端部支撑为能够旋转；以及

第二轴承部，其将上述转子的轴向另一方端部支撑为能够旋转，

上述第一轴承部及上述第二轴承部中的至少一方是球轴承。

8.根据权利要求7所述的马达，其特征在于，

上述定子具有安装于上述旋转轴的轴向一方端部的托架，

上述第一轴承部配置在上述转子的轴向一方端部与上述托架之间，

上述托架具有沿轴向贯通上述托架的孔部，

与上述定子连接的连接线经由上述孔部被引出到上述马达的外部。

9.根据权利要求8所述的马达，其特征在于，

上述旋转轴的径向外侧面的一部分在上述孔部露出。

10.根据权利要求8或9所述的马达，其特征在于，

上述第一轴承部具有配置于上述第一轴承部的径向内端部的第一平面部，

上述托架具有配置于上述托架的径向外端部的第二平面部，

上述第二平面部与上述第一平面部接触。

11.一种马达单元，其特征在于，具有：

权利要求1至10任一项中所述的马达；以及

具有与上述壳体的上述齿槽啮合的齿的齿轮。

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