TW202218291A - 馬達 - Google Patents

Abstract

提供一種組裝容易的馬達。 該馬達具備轉子(3)、定子(4)、和收容轉子(3)及定子(4)且具有開口部的機殼(5)、及將前述開口部的至少一部分堵塞的殼蓋(6)，殼蓋(6)具有殼蓋本體(61)、和轉子(3)對向的感測器(62)、固定感測器(62)之固定構件(63)、及將固定構件(63)連接於殼蓋本體(61)的連接構件(64)，殼蓋本體(61)係具有孔(66)，連接構件(64)係通過孔(66)。

Description

馬達

本發明係有關一種馬達。

以往，馬達係被使用作為各種裝置的驅動源。馬達中，一般會使用用以檢測轉子的旋轉位置之感測器。使用了那樣的感測器的馬達係例如專利文獻1的記載。

然而，專利文獻1所記載之馬達為，在朝機殼(housing)的載置部固定感測器之後有必要組裝馬達。因此，在進行感測器的安裝之際，由於在朝載置部固定感測器時或組裝馬達時等之每個作業的公差會重疊，故難以提升組裝精度。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2015-204674號公報

[發明欲解決之課題]

本發明係將提供一種可提升組裝精度的馬達作為課題的一例。 [用以解決課題之手段]

為解決上述課題，本發明採用以下手段。亦即，本發明之一態樣的馬達為，具備：轉子；定子；機殼，其將前述轉子及前述定子收容，且具有開口部；及殼蓋，其將前述開口部的至少一部分堵塞，前述殼蓋具有：殼蓋本體；感測器，其與前述轉子對向；固定構件，其將前述感測器固定；及連接構件，其將前述固定構件連接於前述殼蓋本體，前述殼蓋本體係具有孔，前述連接構件係通過前述孔。

前述馬達中，前述感測器較佳為具有檢測前述轉子的磁通量之位置檢測元件。 此時，前述感測器較佳為更具有連接器，前述位置檢測元件與前述連接器係存在於同一平面上。

前述馬達中，較佳為前述連接構件係緊固構件。 前述馬達中，較佳為前述連接構件係具有軸部與凸緣部。 此時，較佳為前述孔的短徑係大於前述軸部的外徑。 前述馬達中，較佳為前述孔係長孔。

[用以實施發明的形態]

［第1實施形態］ 以下，針對本發明第1實施形態的馬達1，參照圖1～圖5作說明。 圖1係本實施形態中的馬達1之縱剖面圖。又，圖2係本實施形態中的馬達1之橫剖面圖。圖1相當於圖2中的B-B剖面圖，圖2相當於圖1中的A-A剖面圖。馬達1係內轉子型的馬達，為輪幅(spoke)型的IPM馬達。

輪幅型的IPM馬達中，在轉子之與馬達的旋轉軸垂直的剖面，複數個磁鐵的剖面顯示成長方形。而且，以前述長方形的長邊方向和轉子的徑向一致之方式將各磁鐵配置成放射狀。輪幅型的IPM馬達中，各磁鐵之前述長方形的長邊側的面成為磁極。又，在轉子的圓周方向上鄰接的磁鐵之對向的磁極面係成為同極。

如圖1所示，馬達1具有：成為旋轉軸的軸2、轉子3、定子4、將轉子3及定子4收容且具有開口部的機殼5、及將機殼5的開口部的至少一部分堵塞的殼蓋(cover)6。

機殼5係將轉子3或定子4等之馬達1的構成零件的一部分收容在內部。機殼5具有筒部51、底部52及凸緣部53。筒部51係形成圓筒狀，且具有一側(以下，稱為「底側」)的端部及另一側(以下，稱為「開口側」)的端部。凸緣部53係連接於筒部51的開口側之端部。底部52係連接於筒部51的底側之端部。底部52具有底面部52a及突出部52b。

底面部52a係為覆蓋筒部51的底側的端部之環狀的平板部。突出部52b係連接於底面部52a的中央部且朝筒部51的開口側突出之圓筒狀的部分。軸承71藉由壓入等而固定於突出部52b的內側。此外，在底面部52a的中央部，亦可設置具有內徑比突出部52b的內徑小之圓形的孔部。

軸2係形成大致圓柱狀，具有2個端部2a及2b。軸2係在端部2a附近，藉由後述之軸承72被支持成可對殼蓋6旋轉。又，軸2係在端部2b附近藉軸承71支持成可對機殼5旋轉。因此，軸係藉由軸承71對機殼5及藉由軸承72對殼蓋6分別以可旋轉自如的方式固定。

軸2的端部2a係從殼蓋6突出。形成可從軸2的端部2a將旋轉力取出於外部。軸2係被固定於轉子3，形成為當轉子3依定子4與轉子3之電磁作用而旋轉時會連同轉子3一起旋轉。

定子4係由定子鐵心41及線圏42構成。定子鐵心41係成為矽鋼板等之磁性體的積層體。定子鐵心41係由與軸2配置在同軸上的環狀部44及複數(例如12個)個屬磁極部的齒部43構成，該齒部43係以從環狀部44朝軸2側延伸的方式形成。透過環狀部44的外周被固定於機殼5的筒部51的內周面，使得定子4被固定於機殼5。線圏42被纏繞在複數個齒部43之每一者的周圍。定子鐵心41與線圏42係藉由以絕緣體形成的絕緣體45而絕緣。

轉子3具有轉子鐵心31及複數個磁鐵32。轉子鐵心31係透過複數個磁性體之積層而形成。轉子鐵心31係整體形成大致圓筒狀。在轉子鐵心31的外周面，複數個(例如14個)從轉子鐵心31的軸向之一側的端部朝另一側的端部貫通的狹縫被設置成放射狀。磁鐵32係形成長方體狀，固定在前述狹縫的內部。磁鐵32的數量係與前述狹縫的數量一致。

在轉子3之與軸向垂直的剖面中，複數個磁鐵32的剖面顯示成長方形。複數個磁鐵32的前述剖面的長邊方向係與轉子3的徑向一致。複數個磁鐵32係前述剖面的長邊側的面成為磁極。又，在轉子3的圓周方向上，鄰接的磁鐵32之對向的磁極面係成為同極。轉子鐵心31的內周面係固定在軸2。

在馬達1的內部，配置有在軸向上與轉子3對向的感測器62。感測器62係用以檢測轉子3的旋轉位置者。圖3顯示感測器62及將其附近抽掉後之主要部分放大縱剖面圖。又，圖4係馬達1中的殼蓋6之立體圖，以將馬達1的內部側朝上的狀態下顯示。再者，圖5係馬達1中的殼蓋6之分解立體圖。

如圖3～圖5所示，殼蓋6具有：殼蓋本體61、和轉子3對向的感測器62、固定感測器62的固定構件63、及將固定構件63連接於殼蓋本體61的連接構件64。 殼蓋本體61具有平板部61a、突出部61b及凸緣部61c。

平板部61a係具備供軸2貫通的孔部61d且呈環狀，具有一側(以下，稱為「內側」)的面及另一側(以下，稱為「外側」)的面。內側的面係在將殼蓋本體61固定於機殼5之際成為機殼5側(馬達1的內部側)的面。

突出部61b係連接於平板部61a內側的面且朝馬達1內部突出之圓筒狀的部位。在突出部61b的內側，軸承72藉由壓入等而被固定。 凸緣部61c設於平板部61a的外周。透過機殼5的凸緣部53與殼蓋本體61的凸緣部61c藉緊固等而固定，使得機殼5的開口部的至少一部分被殼蓋6堵塞。

孔部61d係設於平板部61a之圓形的孔。孔部61d的直徑小於突出部61b的內徑。平板部61a、突出部61b及孔部61d的軸線係和馬達1的旋轉軸線(軸2的軸線)一致。軸2係於端部2a附近藉由軸承72支持成可對殼蓋6旋轉。軸2的端部2a係被插通於孔部61d而自殼蓋6突出。

殼蓋本體61具有貫通平板部61a的2個孔66。孔66係在平板部61a之連接突出部61b的部分附近且存在於外周側。本實施形態中，孔66係形成與孔部61d具有共同的軸之圓弧狀的長孔。孔66係在將固定構件63連接於殼蓋本體61之際被連接構件64插通，成為連接構件64通過孔66的狀態。此外，此處所說的「通過」，係指在連接構件64插通孔66的結果，連接構件64的一部分會存在於孔66的內側之情況。

固定構件63係利用樹脂形成。固定構件63係具有形成圓弧狀之平板部63a、2個突出部63b及2個連接部63c。平板部63a的厚度係比殼蓋本體61的突出部61b的厚度還薄(低於突出的高度)。突出部63b係平板部63a的厚度增大的部分，設於平板部63a的圓弧的兩端。連接部63c係從平板部63a往和突出部63b同方向突出的部分。2個連接部63c係於平板部63a，設置在2個突出部63b之間。

固定構件63係藉由連接構件64連接於殼蓋本體61。固定構件63係沿著殼蓋本體61的突出部61b的外周配置。本實施形態中，連接構件64係為具有軸部64a及凸緣部64b的緊固構件，例如為自攻螺釘(tapping screw)。連接構件64係從殼蓋本體61的平板部61a的外側視需要隔介著鎖緊墊圈(lock washer)65插通殼蓋本體61的孔66後而固定於固定構件63的突出部63b。

感測器62具有基板62a、位置檢測元件62b及連接器62c。基板62a係形成和固定構件63的平板部63a對應的圓弧狀之平板狀的絕緣構件。在基板62a形成有印刷配線電路(未圖示)。基板62a具有未圖示的2個孔。固定構件63的2個連接部63c係分別插通於基板62a所具有的2個孔，且利用熱進行樹脂填縫等而被固定於基板62a。

位置檢測元件62b係霍爾元件或霍爾IC等，依據伴隨著轉子3的旋轉之磁通量的變動來檢測轉子3的旋轉位置。位置檢測元件62b係設於基板62a之轉子3側的平面，且構裝於前述印刷配線電路的表面。如圖4及圖5所示，位置檢測元件62b亦可設置複數個。

連接器62c係與前述印刷配線電路電性連接。連接器62c係設有在和基板62a的平面平行或大致平行的方向開口之連接用的嵌入口62ca，形成可與圖3所示之配線側的連接器(以下，稱為「配線側連接器」)67連接。如圖3所示，位置檢測元件62b係藉由前述印刷配線電路、連接器62c、配線側連接器67、導線68而與外部的控制裝置(未圖示)電性連接。

連接器62c係因為配置在基板62a之和位置檢測元件62b相同的平面側，而使位置檢測元件62b與連接器62c存在於同一平面上。此處，「存在於同一平面上」係表示因位置檢測元件62b與連接器62c直接或隔介構件被連接於基板62a的同一側的平面，使得位置檢測元件62b與連接器62c存在於和基板62a同一側的平面。

就本實施形態的馬達1而言，定子4的線圏42一被賦予電流時則產生磁場。藉由磁場之運動吸引轉子3的磁鐵32，使轉子3旋轉。轉子3的旋轉位置係藉位置檢測元件62b而被檢測出，再經由連接器62c、配線側連接器67、導線68而傳送到外部的控制裝置。

本實施形態的馬達1係固定有感測器62的固定構件63藉由連接構件64被固定於殼蓋本體。連接構件64係從殼蓋本體61的平板部61a的外側經由孔66將固定構件63固定。因此，在組裝馬達1的其他部分後，以定子4的齒部43的位置為基準來決定感測器62的位置，可將固定構件63作最終固定。由於馬達1可在未考慮每個組裝作業的公差之情況下進行感測器62最終的定位，故可提升組裝精度，且組裝容易。

本實施形態的馬達1係因連接構件64為緊固構件而可反覆進行感測器62之定位。又，因為殼蓋本體61的孔66為形成圓弧狀之長孔，連接構件64的插通位置之自由度變高，故可靈活調整固定構件63的固定位置。再者，本實施形態的馬達1係在殼蓋本體61未設置感測器62的載置部而介設獨立的固定構件63。由於固定構件63係利用樹脂形成，故可將馬達1輕量化。

又，本實施形態的馬達1係位置檢測元件62b與連接器62c存在於同一平面上。故在基板62a與殼蓋本體61的平板部61a之間無需設置收容連接器62c的空間，如圖3所示，可將感測器62更靠近於殼蓋本體61的平板部61a作安裝。藉此，可將馬達1小型化。再者，如圖3所示，由於可充分確保從配線側連接器67延伸的導線68之配線用的空間，故配線被簡化。

［第2實施形態］ 其次，針對本發明第2實施形態的馬達101，參照圖6～圖8作說明。圖6顯示感測器162及將其附近抽掉後之主要部分放大縱剖面圖。又，圖7係馬達101中的殼蓋106之立體圖，以馬達101的內部側朝上的狀態顯示。再者，圖8係馬達101中的殼蓋106之分解立體圖。

第2實施形態中，對和第1實施形態同樣的構成要素賦予和第1實施形態相同的符號並省略詳細的說明。 第2實施形態的馬達101係殼蓋106的構成與第1實施形態的馬達1的殼蓋6的構成不同，但其他構成同第1實施形態。

如圖6～圖8所示，殼蓋106具有：殼蓋本體161、和轉子3對向之感測器162、固定感測器162之固定構件163、將固定構件163連接於殼蓋本體161之連接構件64。 殼蓋本體161具有平板部161a、突出部61b及凸緣部61c。

平板部161a係具備供軸2貫通的孔部61d且呈環狀，具有一側(以下，稱為「內側」)的面及另一側(以下，稱為「外側」)的面。內側的面係在將殼蓋本體161固定於機殼5之際成為機殼5側(馬達101的內部側)的面。

殼蓋本體161具有將平板部161a貫通的2個孔166。孔166係在平板部161a之連接突出部61b的部分之附近且存在於外周側。本實施形態中，孔166係圓形的孔。孔166係在將固定構件163連接於殼蓋本體161之際被連接構件64插通，成為連接構件64通過孔166的狀態。此外，在此所說的「通過」，是指連接構件64被插通於孔166後，連接構件64的一部分存在於孔166的內側的情況。孔166的直徑係大於連接構件64的軸部64a的外徑，較佳為大於1.1倍以上。

固定構件163係利用樹脂形成。固定構件163具有彎曲成圓弧狀的板部163a及2個突出部163b。突出部163b係板部163a的厚度朝圓弧的徑向外側增大的部分，設於板部163a的圓弧的兩端。

固定構件163係藉由連接構件64連接於殼蓋本體161。固定構件163係沿著殼蓋本體161的突出部61b的外周配置。連接構件64係在從殼蓋本體161的平板部161a的外側視需要隔介鎖緊墊圈65被插通殼蓋本體161的孔166後，被固定於固定構件163的突出部163b。

感測器162具有基板162a、位置檢測元件162b及連接器162c。基板162a係形成圓弧狀之平板狀的絕緣構件。形成圓弧狀之基板162a的內周面的曲率係與固定構件163的板部163a的內周面的曲率大致相等。在基板162a形成有印刷配線電路(未圖示)。基板162a具有2個長孔162aa。基板162a係藉由緊固構件162ab且經由長孔162aa而被固定於固定構件163的突出部163b。

位置檢測元件162b係為霍爾元件或霍爾IC等，依據伴隨著轉子3的旋轉之磁通量的變動而檢測轉子3的旋轉位置。位置檢測元件162b係設於基板162a之轉子3側的平面，且構裝於前述印刷配線電路的表面。如圖7及圖8所示，位置檢測元件162b亦可設置複數個。

連接器162c係與前述印刷配線電路電性連接。連接器162c係存在於基板162a之和位置檢測元件162b不同側的平面。連接器162c係存在於在基板162a與殼蓋本體161的平板部161a之間的空間。連接器162c係設有往殼蓋本體161的平板部161a的方向開口之連接用的嵌入口(未圖示)，形成可與圖6所示之配線側連接器67連接。如圖6所示，位置檢測元件162b係經由前述印刷配線電路、連接器162c、配線側連接器67、導線68而與外部的控制裝置(未圖示)電性連接。

本實施形態的馬達101係固定有感測器162的固定構件163藉由連接構件64而被固定於殼蓋本體161。連接構件64係從殼蓋本體161的平板部161a的外側經由孔166將固定構件163固定。因此，在組裝馬達101的其他部分之後，以定子4的齒部43的位置為基準來決定感測器162的位置，可將固定構件163作最終的固定。由於馬達101係可在未考慮每個組裝作業的公差之情況下將感測器162進行最終的定位，故可提升組裝精度，且組裝容易。

本實施形態的馬達101係因連接構件64為緊固構件而可反覆進行感測器162之定位。又，藉由殼蓋本體161的孔166的直徑大於連接構件64的軸部64a的外徑，由於產生連接構件64的插通位置的自由度，故可調整固定構件163之固定位置。再者，本實施形態的馬達101係在殼蓋本體161未設置感測器162的載置部而介設獨立的固定構件163。由於固定構件163係利用樹脂形成，故可將馬達101輕量化。

又，本實施形態的馬達101為，感測器162經由基板162a的長孔162aa且藉由緊固構件162ab而被固定於固定構件163的突出部163b。藉此，由於感測器162之相對於固定構件163之固定位置的自由度亦變高，故可靈活調整感測器162的位置。

［其他實施形態］ 以上，針對本發明的實施形態作了說明，惟本發明不受此等所限定，可在未悖離其發明之技術思想的範圍下適當變更。

本發明的第1實施形態中，殼蓋本體61的孔66係形成圓弧狀之長孔，但亦可設為與第2實施形態同樣之圓形的孔。在那情況，與第2實施形態同樣，孔66的直徑大於連接構件64的軸部64a的外徑，較佳為大1.1倍以上。 相反地，本發明的第2實施形態中，殼蓋本體61的孔166為圓形的孔，但亦可設為與第1實施形態同樣之形成圓弧狀之長孔。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，殼蓋本體61、161的孔66、166為形成圓弧狀之長孔或圓形孔，但亦可設為其他形狀的孔。在那情況，孔66、166的短徑較佳為大於連接構件64的軸部64a的外徑，更佳為大1.1倍以上。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，固定構件63、163係利用樹脂形成，但亦可為利用樹脂以外的素材，例如利用金屬形成。藉由以金屬構件形成，可提升強度。 本發明的第1實施形態中，固定構件63的連接部63c被插通於基板62a的孔，且利用熱進行樹脂填縫等而固定於基板62a，但亦可為固定構件63未具有連接部63c，而是基板62a藉由緊固構件固定於固定構件63。

本發明的第2實施形態中，基板162a是經由長孔162aa且藉由緊固構件162ab而固定於固定構件163的突出部163b，但長孔162aa亦可僅作成圓形的孔。又，亦可不使用緊固構件162ab，在固定構件163設置和第1實施形態相同的連接部，插通基板162a的孔，且利用熱進行樹脂填縫等而固定。 本發明的第1實施形態及第2實施形態中，亦可在基板62a、162a不設置孔而將基板62a、162a藉由接著劑等而固定於固定構件63、163。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，連接構件64為具有軸部64a及凸緣部64b的緊固構件，但亦可設為將連接構件64設在固定構件63、163的突出部。在那情況，該突出部係在固定構件63、163的殼蓋本體61、161的平板部61a、161a側突出，被插通於殼蓋本體61、161的孔66、166。之後，利用熱進行樹脂填縫使固定構件63、163被固定於殼蓋本體61、161。 在該情況，雖然無法反覆進行感測器62、162之定位，但由於在組裝馬達1、101的其他部分後可進行感測器62、162的定位，故馬達1、101依然可提升組裝精度，且組裝容易。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，馬達1、101係輪幅型的IPM馬達，但亦可為其他構造的馬達。又，馬達1、101只要是具有與轉子對向的感測器者即可，亦可為SPM馬達或無刷馬達等之其他構造的馬達。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，馬達1、101係內轉子型的馬達，但亦可為外轉子型的馬達。在該情況，在殼蓋本體的孔之位置及固定構件的連接位置方面，只要設在感測器可檢測轉子的磁通量之位置即可。

本發明的第1實施形態及第2實施形態中，感測器62、162係具有位置檢測元件62b、162b的感測器，但亦可為具有位置檢測元件的感測器以外的感測器。在具有位置檢測元件的感測器以外的感測器方面，例如可舉出溫度感測器、速度感測器、加速度感測器、振動感測器、轉矩感測器等。

本發明的第2實施形態中，雖然孔166是具有大於連接構件64的軸部64a的外徑之直徑之圓形的孔，但亦可為具有與連接構件64的軸部64a的外徑大致同等的直徑之圓形的孔。即便是具有與軸部64a的外徑大致同等的直徑之圓形的孔，由於在組裝馬達101的其他部分後可進行要求精度的感測器之安裝，故可提升組裝精度，且組裝容易。

此外，本技術領域者可依據公知的知識見解，適當改變本發明的馬達。只要是藉如此的改變而具備本發明的構成，當然是被本發明範疇所涵蓋。

1:馬達 2:軸 2a,2b:端部 3:轉子 4:定子 5:機殼 6:殼蓋 31:轉子鐵心 32:磁鐵 41:定子鐵心 42:線圏 43:齒部 44:環狀部 45:絕緣體 51:筒部 52:底部 52a:底面部 52b:突出部 53:凸緣部 61:殼蓋本體 61a:平板部 61b:突出部 61c:凸緣部 61d:孔部 62:感測器 62a:基板 62b:位置檢測元件 62c:連接器 63:固定構件 63a:平板部 63b:突出部 63c:連接部 64:連接構件 64a:軸部 64b:凸緣部 65:鎖緊墊圈 66:孔 67:配線側連接器 68:導線 71,72:軸承 101:馬達 106:殼蓋 161:殼蓋本體 161a:平板部 162:感測器 162a:基板 162aa:長孔 162ab:緊固構件 162b:位置檢測元件 162c:連接器 163:固定構件 163a:板部 163b:突出部 166:孔

圖1係本發明第1實施形態的馬達之縱剖面圖，為圖2中的B-B剖面圖。 圖2係本發明第1實施形態的馬達之橫剖面圖，為圖1中的A-A剖面圖。 圖3係圖1中的主要部分放大縱剖面圖。 圖4係本發明第1實施形態的馬達中的殼蓋之立體圖。 圖5係本發明第1實施形態的馬達中的殼蓋之分解立體圖。 圖6係本發明第2實施形態的馬達的縱剖面之主要部分放大圖。 圖7係本發明第2實施形態的馬達中的殼蓋之立體圖。 圖8係本發明第2實施形態的馬達中的殼蓋之分解立體圖。

1:馬達

2:軸

2a,2b:端部

3:轉子

4:定子

5:機殼

6:殼蓋

31:轉子鐵心

32:磁鐵

41:定子鐵心

42:線圈

43:齒部

44:環狀部

45:絕緣體

51:筒部

52:底部

52a:底面部

52b:突出部

53:凸緣部

61:殼蓋本體

61a:平板部

61b:突出部

61c:凸緣部

61d:孔部

62:感測器

63:固定構件

71,72:軸承

Claims (7)

1. 一種馬達，具備： 轉子； 定子； 機殼，其將前述轉子及前述定子收容，且具有開口部；及 殼蓋，其將前述開口部的至少一部分堵塞， 前述殼蓋具有： 殼蓋本體； 感測器，其與前述轉子對向； 固定構件，其將前述感測器固定；及 連接構件，其將前述固定構件連接於前述殼蓋本體， 前述殼蓋本體係具有孔， 前述連接構件係通過前述孔。
2. 如請求項1之馬達，其中 前述感測器係具有檢測前述轉子的磁通量之位置檢測元件。
3. 如請求項2之馬達，其中 前述感測器更具有連接器， 前述位置檢測元件與前述連接器係存在於同一平面上。
4. 如請求項1至3中任一項之馬達，其中 前述連接構件係緊固構件。
5. 如請求項1至4中任一項之馬達，其中 前述連接構件具有軸部及凸緣部。
6. 如請求項5之馬達，其中 前述孔的短徑係大於前述軸部的外徑。
7. 如請求項1至6中任一項之馬達，其中 前述孔係長孔。

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