CN102545460B - 模塑电机 - Google Patents
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Abstract
模塑电机(1)包括定子(2)、树脂制的壳体(6)、转子(3)、一对轴承(9a、9b)、一对轴承保持器(15)、树脂制的托架罩(7)、和控制用基板(51)。一对轴承(9a、9b)支撑轴(8)使其能够转动。一对轴承保持器(15)用具有绝缘性的弹性体构成,用于从径向外侧覆盖并保持轴承(9a、9b)。树脂制的托架罩(7)覆盖壳体(6)的开口侧。轴承(9a、9b)中的一个轴承隔着轴承保持器(15)被安装在托架罩(7)上。轴承(9a、9b)中的另一个轴承隔着轴承保持器(15)被安装在壳体(6)的底壁部。
Description
技术领域
本发明涉及与模塑电机相关的技术领域。
背景技术
过去,已经公知的模塑电机包括轴向的一端侧开口的树脂制的壳体、和埋设在壳体内并被树脂覆盖的定子(例如,参照日本特开2002-335649号公报)。所述定子包括金属制的定子铁芯,在定子铁芯的各个齿部卷绕有定子线圈。在所述定子的径向内侧设有包括轴的转子。轴由一对轴承支撑着能够转动。
在壳体的底壁部形成有与壳体为一体的圆筒状的轴承壳。所述一对轴承中的一个轴承被嵌装在轴承壳内。所述壳体的开口侧被金属制的托架罩覆盖。托架罩包括圆筒状的轴承壳。另一个轴承嵌合在圆筒状的轴承壳中。
可是,如上述日本特开2002-335649号公报所示,托架罩使用加工性能良好的高刚性的金属制材料。因此,轴承能够高精度地安装在托架罩上。由此,防止轴的偏心,转子的旋转精度提高。
但是,在这种情况下,金属制的托架罩和金属制的定子铁芯隔着作为电介体的树脂进行配置。因此,例如在对电机进行PWM控制的情况下,在托架罩与定子铁芯之间产生电位差。并且,电流按照定子铁芯→定子线圈→轴承→轴→转子→定子铁芯的路径进行循环。结果,存在轴承受电蚀而损伤的情况。
发明内容
本发明的模塑电机所述模塑电机包括:定子、树脂制的壳体、转子、一对轴承、一对轴承保持器、树脂制的托架罩、和控制用基板,所述定子通过在齿部卷绕定子线圈而形成,该齿部形成于环状的定子铁芯上。所述树脂制的壳体形成为轴向一侧开口的有底筒状,通过树脂覆盖的方式埋设所述定子而固定为一体,所述转子包括轴,被设于所述定子的径向内侧,所述一对轴承支撑所述轴使其能够转动,所述一对轴承保持器用具有绝缘性的弹性体构成,从径向外侧覆盖并保持所述轴承,所述树脂制的托架罩覆盖所述壳体的开口侧,所述控制用基板包括控制提供给所述定子线圈的驱动电流的电路。所述一对轴承中的一个轴承隔着所述轴承保持器被安装在所述托架罩上,另一个轴承隔着所述轴承保持器被安装在所述壳体的底壁部。
附图说明
图1是实施方式1的模塑电机的剖视图的一个优选示例。
图2是将模塑电机与横流风扇连接的状态的简图的一个优选示例。
图3A是从靠近电机内侧观察托架罩时的立体图的一个优选示例。
图3B是从靠近电机外侧观察托架罩时的立体图的一个优选示例。
图4是从电机内侧观察托架罩时的俯视图的一个优选示例。
图5是用于说明托架罩的制造方法的说明图的一个优选示例。
图6是从轴向观察卸下托架罩的电机时的俯视图的一个优选示例。
图7是从开口侧而且是从径向外侧观察壳体时的立体图的一个优选示例。
图8是从开口侧观察壳体时的俯视图的一个优选示例。
图9是从靠近电机内侧观察套筒轴承时的立体图的一个优选示例。
图10A是从靠近轴承保持器的末端侧(靠近电机内侧)观察轴承保持器时的立体图的一个优选示例。
图10B是从靠近轴承保持器的基端侧(靠近电机外侧)观察轴承保持器时的立体图的一个优选示例。
图11是实施方式2的模塑电机的剖视图的一个优选示例。
图12是实施方式3的模塑电机的剖视图的一个优选示例。
图13是示出实施方式5的托架罩的安装构造的剖视图的一个优选示例。
图14是示出实施方式6的托架罩的安装构造的剖视图的一个优选示例。
图15是示出实施方式7的托架罩的安装构造的、从电机轴向进行观察时的俯视图的一个优选示例。
图16是示出实施方式7的托架罩的安装构造的、沿图15中的XVI-XVI线的剖视图的一个优选示例。
图17是从轴向观察实施方式7的电机的定子时的俯视图的一个优选示例。
图18是从开口侧观察实施方式7的壳体时的俯视图的一个优选示例。
图19是示出实施方式7的电机的壳体的成型用模具的一部分的局部剖视图的一个优选示例。
图20是从轴向的内侧观察实施方式7的电机的托架罩时的俯视图的一个优选示例。
图21是示出实施方式7的托架罩的成型用模具的部分剖视图的一个优选示例。
图22A-图22C是示出实施方式7的固定用延伸部的爪部与托架罩的爪部的卡合过程的简图的一个优选示例。
图23A是示出采用实施方式6的托架罩的安装构造时的管理尺寸的图的一个优选示例。
图23B是示出采用实施方式7的托架罩的安装构造时的管理尺寸的图的一个优选示例。
图24是示出实施方式7变形例的托架罩的安装构造的剖视图的一个优选示例。
图25A-图25C是从托架罩的径向观察实施方式8的托架罩的安装构造时的侧视图的一个优选示例。图25A示出安装托架罩之前的状态。图25B示出托架罩的安装中途的状态。图25C示出托架罩的安装完成的状态。
图26A-图26C是实施方式8的托架罩的安装构造的、沿着电机径向的剖视图的一个优选示例。图26A示出安装托架罩之前的状态。图26B示出托架罩的安装中途的状态。图26C示出托架罩的安装完成的状态。
图27A、图27B是实施方式8的托架罩的安装构造的、沿图25A-图25C中的XXVII-XXVII线的剖视图的一个优选示例。图27A示出托架罩的安装中途的状态。图27B示出托架罩的安装完成的状态。
图28A、图28B是从托架罩的径向观察实施方式9的托架罩的安装构造时的侧视图的一个优选示例。图28A示出安装托架罩之前的状态。图28B示出托架罩的安装完成的状态。
图29是示出实施方式9的托架罩的安装构造的线剖视图的一个优选示例。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的实施方式。但是,下面的说明实质上只不过是示例,不能限制本发明、其应用产品或者其用途。
(实施方式1)
图1示出本发明的实施方式的模塑电机1(下面简称为电机1)的一个优选示例。图2示出将模塑电机与横流(cross flow)风扇连接的状态的简图的一个优选示例。电机1是无刷DC电机。电机1被用来驱动空调室内机100的横流风扇101(参照图2)。
电机1包括圆筒形的定子2。电机1包括形成有在内部收容转子3的收容空间4的电机外壳5。电机外壳5包括轴向的一侧开口的有底筒状(优选有底圆筒状)的壳体6、和覆盖壳体6的开口侧的圆板状的托架罩7。托架罩7的形状也可以不是圆板状,而是满足要求的形状。壳体6用树脂形成,用于覆盖并埋设定子2。壳体6是与定子2一体成型的。定子2的内周面露出。转子3与环状的定子2同轴地设置在定子2的径向内侧。转子3包括轴8。轴8经由一对轴承9a、9b能够转动地被支撑在电机外壳5上。各个轴承9由轴承保持器15从径向外侧覆盖并保持着。一个轴承9a通过轴承保持器15被安装在外壳6的底壁部16。另一个轴承9b通过轴承保持器15被安装在托架罩7上。轴8的末端部与横流风扇101的支撑轴102串联连接。横流风扇101的支撑轴102的一端部由风扇轴承104轴支撑。定子2包括环状的定子铁芯17。定子铁芯17是将被冲压成预定形状的多个钢片层压而成的。定子铁芯17包括沿周向排列的多个齿部18。定子铁芯17中除内周面和外周面之外的部分被绝缘体19覆盖。定子线圈21隔着绝缘体19被卷绕在各个齿部18上。另外,绝缘体19只要覆盖定子铁芯17中用于卷绕定子线圈21的部分,则可以是任何形状。
壳体6整体用树脂材料构成。壳体6包括圆筒部22、圆板状的底壁部16、和环状的电机被覆部23。圆筒部22包围定子2的外周。底壁部16堵塞圆筒部22的轴向的一侧。电机被覆部23覆盖定子2的托架罩7侧。定子2被圆筒部22的内周面和底壁部16和电机被覆部23包围。在本实施方式中,作为树脂的一个优选示例而采用不饱和聚酯。
在壳体6的底壁部16的中心部形成有向电机外侧突出的毂部25。在毂部25的轴心部形成有贯通孔31。在贯通孔31设有轴承保持器15。一个轴承9a与轴承保持器15一起***贯通孔31。并且,轴承9a由毂部25支撑。在毂部25的内周面中的电机内侧的端部附近形成有向径向内侧突出的环状的突出部32。并且,突出部32卡合在形成于轴承保持器15的外周面的防松槽33中。由此,轴承保持器15限制电机轴向(轴8的轴向)的移动。
同样,在托架罩7的中心部形成有向电机外侧突出的毂部34。在毂部34的轴心部形成有贯通孔35。轴承9b与轴承保持器15一起***贯通孔35中,轴承9b由毂部34支撑。在毂部34的内周面中的电机内侧的端部也形成有环状突出部36。由此,轴承保持器15限制电机轴向的移动。托架罩7整体用树脂材料进行注塑成型。托架罩7的树脂材料优选材质与壳体6相同的树脂材料。
更具体地讲,托架罩7如图1和图2所示除毂部34之外,还包括圆筒状部37和薄壁的连接板部38。圆筒状部37被压入到壳体6(圆筒部22)的开口侧的端部的内周面并固定于此。连接板部38将毂部34和圆筒状部37连接。
在圆筒状部37的电机外侧的端部形成有向径向外侧突出的凸缘板部39。在托架罩7被安装于壳体6的状态下,凸缘板部39与壳体6(圆筒部22)的开口侧的端面抵接。由此,在将托架罩7压入壳体6时,容易调整托架罩7被压入的电机轴向的位置。
并且,在凸缘板部39的与壳体6的端面的抵接面上形成有3个定位块80。3个定位块80在周向相互隔开预定间隔而排列。在壳体6的开口侧的端面形成有3个定位凹部81(参照图6)。3个定位块80分别被压入3个定位凹部81并卡合于此。这样,托架罩7被实施周向的定位。
各个定位块80如图3A、图3B和图4所示从圆筒状部37的外周面朝向径向外侧延伸到凸缘板部39的外周缘。各个定位块80的高度与圆筒状部37的高度相等。定位块80和圆筒状部37的电机内侧的端面连接成为一个连续的平面。
各个定位块80在从托架罩7的轴向观察时呈周向较长的矩形状。但是,定位块80也可以不是矩形状,而是正方形状或梯形状。各个定位块80的宽度方向的两个侧面从托架罩7的径向内侧朝向外侧沿周向的外侧而倾斜。倾斜角α(参照图4)例如在2°~5°的范围内。同样,壳体6的定位凹部81的周向的两个侧面81a从壳体6的径向内侧朝向外侧沿宽度方向的外侧而倾斜。倾斜角β(参照图6)略小于倾斜角α。这样,通过使定位块80的周向的两个侧面倾斜,定位块80借助楔效应被牢靠地固定在定位凹部81中。
在连接板部38的电机外侧的面上形成有从毂部34的外周面延伸到圆筒状部37的内周面的多个筋41。多个筋41以毂部34为中心呈放射状而形成。利用筋41提高托架罩7的刚性,抑制轴8在旋转时的偏心。
下面说明托架罩7的制造方法的一个优选示例。托架罩7如图5所示向上模具105与下模具106之间的模腔107中注射热固性的树脂材料进行注塑成型。在本实施方式中,上模具105和下模具106双方的对接面108正好位于托架罩7的突出部36的厚度方向的中央。由此,产生于成型品的分模线不会形成于贯通孔35的内周面。并且,轴承保持器15在托架罩7的安装精度(乃至轴承9b的安装精度)提高。因此,防止轴8的偏心。
可是,从制造成本和批量生产方面考虑,金属材料的托架罩通常是冲压成型的。在这种情况下,在对突出部进行冲压成型时,从制造方法方面考虑,为了在贯通孔的内周面成型突出部,模具的载物台数量大幅增加。与此相对,在本实施方式中,用树脂材料来成型托架罩7。因此,突出部36容易形成为比贯通孔35的内周面的轴向的中央位置(轴承9b)靠近电机内侧。因此,能够充分确保轴承保持器15中的轴承9b的外周侧部分的厚度。因此,尽可能地提高了轴承保持器15对轴8的中心调整作用和防振效果。
并且,在对金属材料进行冲压成型的情况下,由于其制造方法的关系,突出部36的厚度方向的两个侧面越到末端侧越向厚度方向的内侧倾斜。即,突出部36的截面成为梯形状。因此,突出部36对轴承保持器15的轴向定位功能降低。与此相对,在本实施方式中,通过用树脂材料来成型托架罩7,防止突出部36的厚度方向的两个侧面的倾斜。并且,防止轴承保持器15的轴向错位。
并且,在上述的采用热固性树脂的制造方法中,当热固性树脂在模腔内固化时,在毂部34产生径向的倾斜变形,在毂部34的内侧形成的贯通孔35的圆筒度降低。与此相对,本实施方式的电机在托架罩7的连接板部38的内周侧缘部具有向毂部34的突出侧鼓起的筋部83。并且,筋部83支撑毂部34的基端部。这样,利用筋部83防止毂部34在固化时倾斜。并且,尽可能地提高了毂部34的径向的刚性。在此,在筋部83的背面形成有凹部84。由此,筋部83的壁厚不会过厚,防止在筋部83产生气孔等成型不良。由橡胶部件构成的防振部件40分别嵌装于托架罩7的毂部34和壳体6的毂部25。防振部件40包括环状的防振主体部42和凸缘部43。防振主体部42的内周面贴紧于毂25的外周面上。凸缘部43从防振主体部42的轴向的一端部向径向外侧突出。电机1通过防振部件40被支撑于在被驱动设备附近设置的一对电机固定用托架44。
转子3包括圆筒状的内周侧筒部45、圆筒状的外周侧筒部46和圆板状的连接板部47。内周侧筒部45被固定粘接于轴8。外周侧筒部46直接受到来自定子线圈21的磁力作用。连接板部47将筒部45和筒部46连接。转子3用塑料配合的磁性树脂通过注塑成型而形成。另外,转子3例如也可以用粘接剂等将被划分为多个的烧结磁铁粘贴在圆筒状的轭铁的外周面上而形成。内周侧筒部45和外周侧筒部46都是在与连接板部47的连接部壁厚最厚。并且,内周侧筒部45和外周侧筒部46的壁厚随着朝向轴向的两端侧而逐渐减小。
在轴8的与转子3的固定粘接面上形成有螺旋状的槽部48。在注塑成型转子3时,磁性树脂流入槽部48。从而轴8和转子3被粘接固定。由此,转子3被牢靠地固定粘接在轴8上,防止转子3围绕轴8打滑并空转。在轴8的末端部形成有用于将轴8与被驱动设备连接的安装部49。安装部49的形状(在本实施方式中是阶梯状)可以根据对方侧的安装部的形状而采用任意的形状。
在托架罩7与转子3之间设有控制用基板51。控制用基板51如图6所示利用从电机被覆部23向托架罩7侧突出的两个突起85的爪部85a进行卡定。各个突起85是与绝缘体9一体成型的。爪部85a形成于突起85的末端部。
控制用基板51包括进行PWM(Pulse Width Modulation:脉宽调制)控制使电机1旋转的电机驱动电路(省略图示)。电机驱动电路包括逆变器电路和控制电路。逆变器电路(省略图示)向电机1的各个定子线圈21提供驱动电流。控制电路控制逆变器电路。控制用基板51以使基板面52面对托架罩7的电机内侧的面的状态设于电机1上。基板面52是指配置有电机驱动电路的一侧的面。在控制用基板51的基板面52上包括所述控制电路和长方体的箱状的控制用IC53。也可以是在将托架罩7安装于壳体6的状态下,控制用IC53面对托架罩7的电机内侧的面。
在控制用基板51形成有用于避免与转子3的内周侧筒部45干涉的圆孔54。内周侧筒部45在圆孔54内通过,并从基板51向托架罩7侧突出。在控制用基板51形成有3个销孔91和4个定位孔92。销孔91作为电连接端子发挥作用。定位孔92被用来进行定位。4个定位销93从电机被覆部23的托架罩7侧的面突出。并且,4个定位销93分别***4个定位孔92中(参照图6~图8)。由此,控制用基板51被定为在与轴8垂直的平面内。
3个配线销94从电机被覆部23的托架罩7侧的面突出。3个配线销94分别***控制用基板51的3个销孔91中。3个配线销94与定子线圈21连接。将3个配线销94锡焊在控制用基板51的预定的导电图案上,由此电机驱动电路和定子线圈21被电连接。
在控制用基板51上还连接有向控制用基板51上的各个电路提供电力的导线55。导线55被从壳体6与托架罩7之间引出到电机1外部。并且,导线55通过连接器与电源连接(参照图6)。在壳体6与托架罩7之间设有一对衬套56a、56b。衬套56a、56b隔着导线55从径向进行固定。在一对衬套56a、56b的相对置的面上分别形成有截面呈半圆形的配线槽57。在将导线55嵌入配线槽57中的状态下,将导线55引出到电机外部。因此,导线55被可靠地固定在配线槽57中,能够沿预定的朝向进行配线。在各个衬套56a、56b的与形成有配线槽57的侧相反的一侧的面上形成有卡合槽58。使卡合槽58卡合在形成于壳体6的外周部的卡合凸部59a上,从而衬套56a被固定在壳体6上。使卡合槽58卡合在形成于托架罩7的外周部的卡合凸部59b上,从而衬套56b被固定在托架罩7上。这样进行各个衬套56a、56b的电机径向的定位。
轴承9a、9b由树脂制的套筒轴承(滑动轴承)构成。具体地讲,轴承9a、9b具有在内部封入了润滑脂的中空筒状的套筒主体61。套筒主体61的外周面至少一部分形成为球面状。优选在套筒主体61的外周面的轴向的两端部形成有球面部97。套筒主体61的外周面的两个球面部97之间的中间部形成为圆筒面98(参照图9)。
套筒主体61的内周面形成为圆筒状。轴8具有微小间隙地被支撑在套筒主体61的内周面上。在套筒主体61的内周面上形成有多个微小孔。通过该微小孔向轴8的滑动接触面供给润滑脂。
轴承保持器15用诸如橡胶部件那样的弹性体构成。优选将橡胶部件的硬度设定为40~80HsA(JIS K 6253杜罗回跳式硬度计类型A),更优选60HsA。另外,轴承保持器15不限于橡胶材料,例如也可以是具有弹性的树脂材料。
轴承保持器15包括大径筒部65和小径筒部66。大径筒部65被压入壳体6的贯通孔31或者托架罩7的贯通孔35中。小径筒部66的中心轴与大径筒部65的中心轴一致。在大径筒部65的外周部形成有沿轴向延伸的多个柱状部65a(参照图10A和图10B)。多个柱状部65a在大径筒部65的周向上以彼此相等的间隔进行配置。由此,大径筒部65的外周面呈花键状。因此,在将大径筒部65压入贯通孔31、35中时,大径筒部65的外周面与贯通孔31、35的内周面的滑动阻力极力减小。并且,能够容易进行大径筒部65的压入作业。
在大径筒部65的内周面形成有球面保持器77,用于能够滑动地保持轴承9a、9b(套筒主体61)的外周面。在小径筒部66的外周面上与大径筒部65邻接的部分沿着全周形成有防松槽33。在小径筒部66的末端部形成有倒角部68。由此,在安装轴承保持器15时,末端部能够顺利地在突出部32、36的内侧通过。在小径筒部66的末端面形成有用于嵌入尼龙制的垫片69的圆形孔75。所嵌入的垫片69利用卡定片76进行卡定。卡定片76在小径筒部66的末端面上稍微向圆形孔75的径向内侧突出。另外,垫片69不一定需要是尼龙制品,例如也可以是聚四氟乙烯(PTFE)制品等。
转子3的内周侧筒部45的托架罩7侧的端面45a与和端面45a相对置的垫片69的距离,小于转子3的外周侧筒部46与基板51的距离。转子3的内周侧筒部45的壳体底壁部侧的端面45b与和端面45b相对置的垫片69的距离,小于转子3的外周侧筒部46与底壁部16的距离。
在装配电机1时,作业者首先准备通过树脂覆盖而埋设定子2的壳体6。然后,作业者将轴承9a和垫片69安装在轴承保持器15上。然后,作业者在该状态下将轴承保持器15从电机轴向的一侧朝向另一侧压入壳体6的毂部25的贯通孔31中。作业者将突出部32卡合在轴承保持器15的防松槽33中,由此轴承保持器15的压入作业结束。然后,作业者将与转子3一体固定的轴8***已经完成装配的轴承9a的内周面。作业者将轴8安装在轴承9a上,然后将控制用基板51从电机轴向的另一侧安装在壳体6上。并且,作业者将一个衬套56a安装在壳体6上。并且,将导线55嵌入配线槽57中。在完成导线55的配线后,作业者将另一个衬套56b以覆盖导线55的方式安装在一个衬套56a上。并且,作业者从电机轴向的另一侧以覆盖壳体6的开口侧的方式安装托架罩7,并且使已安装的衬套56a、56b不得松脱。此时,预先将保持轴承9b和垫片69的轴承保持器15安装在托架罩7上即可。由此,在将托架罩7安装在壳体6上的同时,轴8被嵌入轴承9b的内周面,电机1的装配完成。关于上述的装配作业是记述了人工装配的情况,实质上对于机械装配也相同。
在此,在诸如过去的模塑电机那样托架罩是金属材料的情况下,轴承有可能由于PWM控制的电压变化而受到电蚀。与此相对,在实施方式中,通过用树脂材料(即绝缘材料)构成托架罩7,能够防止在托架罩7与定子铁芯17之间产生电位差,而使得轴承9b受到电蚀。
另外,在本实施方式中,用作为绝缘体的橡胶材料构成轴承保持器15,同时用树脂材料构成轴承9b,因而能够防止轴承9b的电蚀。
可是,在这样用树脂材料构成托架罩7的情况下,与用金属材料构成托架罩7时相比,往往加工精度变差。因此,存在托架罩7的圆筒状部37的外径精度下降、托架罩7在壳体6的安装误差(例如同心度的偏差)增加的情况。并且,存在用于将轴承9b安装在托架罩7上的贯通孔35的孔径精度也下降的情况。因此,存在轴承9b在托架罩7的安装误差也增加的情况。因此,在采用树脂制的托架罩7的情况下,存在这些装配误差累计起来,使得轴8的偏心超过允许水平的情况。并且,存在轴8的旋转精度明显下降的情况。与此相对,在实施方式中,使轴承9b的外周面形成为球面状,并且能够滑动地保持在轴承保持器15的球面保持器77上。由此,即使产生轴8的偏心时,也能够自动调整中心。因此,能够防止轴8的旋转精度下降。并且,由于加工精度变差而造成的壳体6与轴承9a的嵌合误差、以及轴承9b与托架罩7的嵌合误差,被轴承保持器15的弹性力所吸收。借助在周向上排斥的磁力与相互吸引的磁力的平衡,定子2和转子3的中心被调整为旋转轴的中央。此时,轴承保持器15用弹性体构成,由此轴承保持器15在转子3被调整中心的方向变形。并且,在实施方式中,轴承9a、9b采用套筒轴承(滑动轴承)。因此,与采用滚动轴承时相比,在电机进行动作时产生的噪声降低。
另外,在实施方式中,壳体6和托架罩7用相同的树脂材料构成。由此,两者的线膨胀系数被设定为相同的值。因此,即使壳体6和托架罩7的径向尺寸由于在电机进行动作时的发热(轴承9a、9b的摩擦热等)而变化,也能够将两者的嵌合精度维持为固定的关系。因此,能够防止由于两者的嵌合精度下降而造成的轴8的旋转精度的下降和嵌合强度的下降。
另外,在实施方式中,在轴承保持器15的末端面设有尼龙制的垫片69。例如在电机轴向的荷重从被驱动设备作用于轴8使得转子3与轴8一起沿轴向移动时,转子3滑动着与垫片69抵接。因此,在转子3向轴向移动时,防止转子3与壳体6的底壁部16抵接而产生异常声音,或者转子3与控制用基板51抵接而使得基板51破损。
并且,在实施方式中,将轴承保持器15的硬度设定为40~80HsA(更优选60HsA)。由此,尽可能地提高了基于轴承保持器15的轴8的中心调整效果。即,发明者发现如果轴承保持器15的硬度过高,则轴承9a、9b的球面部97难以在球面保持器77内滑动。另一方面,发明者发现如果轴承保持器15的硬度过低,则轴承9a、9b的球面部97在球面保持器77内滑动过度,而不能得到预期的中心调整效果。并且,发明者经过认真研究得到这样的试验结果,即通过将轴承保持器15的硬度设定为40~80HsA,轴8的中心调整效果格外提高。并且,通过根据试验结果将轴承保持器15的硬度设定为60HsA,实施方式的电机可以弥补由于采用树脂制的托架罩7而造成的轴8的偏心误差的增大,实现较高的旋转精度。
(实施方式2)
图11示出实施方式2的一个优选示例。实施方式2的电机的轴承保持器15、托架罩7以及壳体6的结构与实施方式1不同。另外,在下面的实施方式中,对实质上与图1相同的构成要素标注相同的标号,并适当省略其详细说明。
即,在实施方式2中,轴承保持器15与实施方式1不同,而是形成为外径固定的圆筒状。并且,在轴承保持器15的外周面不具有防松槽33。另一方面,在托架罩7中的毂部34的电机外侧的端部形成有圆板状的抵接板部95。圆板状的抵接板部95向径向内侧突出,并与轴承保持器15的端面抵接。同样,在壳体6中的毂部25的电机外侧的端部也形成有向径向内侧突出的抵接板部96。
在此,说明实施方式2的电机1的装配作业的一个优选示例。另外,省略与实施方式1重复的作业的详细说明。首先,作业者准备以树脂覆盖的方式埋设定子2的一体成型的壳体6。然后,作业者将安装了轴承9a和垫片69的轴承保持器15,从电机轴向的另一侧朝向一侧压入壳体6的毂部25的贯通孔31中。使轴承保持器15的端面与壳体6的抵接板部96抵接,由此轴承保持器15的压入作业结束。然后,作业者将与转子3一体固定的轴8***已经完成装配的轴承9a的内周面。作业者将轴8安装在轴承9a上,然后将控制用基板51和衬套56从电机轴向的另一侧安装在壳体6上。并且,作业者从电机轴向的另一侧以覆盖壳体6的开口侧的方式安装托架罩7,并且使已安装的衬套56不得松脱。此时,可以预先将保持轴承9b和垫片69的轴承保持器15安装在托架罩7上。由此,在将托架罩7安装在壳体6上的同时,轴8嵌入轴承9b的内周面,电机1的装配完成。
这样,实施方式2能够从电机轴向的相同侧(电机轴向的另一侧)进行所有装配作业。由此,使得电机1的装配作业容易进行。在实施方式2中,关于装配作业记述了人工装配的情况,实质上对于机械装配也相同。
(实施方式3)
图12示出实施方式3,使防振部件40的结构与实施方式1不同。即,实施方式3的电机1具有使轴承保持器15和防振部件40一体化的连接橡胶部99。由此,电机的装配工时和部件数量得到削减,电机1实现低成本。
(实施方式4)
实施方式4使保持轴承9a、9b的一对轴承保持器15a、15b与风扇轴承104的轴承保持器15c的硬度的关系,与上述各个实施方式不同。
将各个轴承保持器15(15a、15b、15c)的硬度进行比较,支撑轴8的基端部的轴承9a的轴承保持器15a、和风扇轴承104的轴承保持器15c的硬度,被设定为大致相同的硬度。另一方面,位于风扇轴承104和轴承9a的中间的轴承9b的轴承保持器15b的硬度,被设定为低于轴承保持器15c的硬度。由此,轴承9a侧和风扇轴承104侧(电机轴向的两端侧)成为轴心的基准。结果,正中间的轴承9b具有轴8的中心调整功能,尽可能地提高了轴8的旋转精度。
(实施方式5)
图13示出实施方式5的一个优选示例,托架罩7在壳体6上的安装构造与各个实施方式不同。
即,在实施方式5中,在壳体6的外周面沿着全周形成有截面呈三角状的卡合突起111。并且,在托架罩7的外周部设有与卡合突起111进行卡合的卡合片112。在图13的示例中,卡合突起111是与壳体6一体成型的。卡合片112通过嵌入成型(或者粘接)被固定在托架罩7上。
根据实施方式5,托架罩7更牢靠地固定在壳体6上。
(实施方式6)
图14示出实施方式6的一个优选示例,托架罩7在壳体6上的安装构造与各个实施方式不同。
即,在实施方式6中,在将托架罩7压入壳体6中的状态下,从径向外侧将固定用部件113安装在壳体6和托架罩7上。在该示例中,固定用部件113包括带状板114和一对固定片115。带状板114沿着壳体6的外周面向电机轴向延伸。固定片115被设于带状板114的长度方向的两端部。并且,固定片115从电机轴向的两侧夹持壳体6的底壁部16和托架罩7。固定用部件113例如用树脂材料进行注塑成型。由此,与实施方式5相同,托架罩7更加牢靠地固定在壳体6上。
(实施方式7)
图15和图16示出实施方式7的一个优选示例,托架罩7在壳体6上的安装构造与各个实施方式不同。
即,在实施方式7中,在覆盖定子铁芯17的绝缘体19形成有固定用延伸部120(参照图16)。在固定用延伸部120的末端形成有爪部161。利用爪部161将托架罩7固定在壳体6上。另外,在下面的说明中,轴向的“外侧”、“内侧”分别是指电机轴向的“电机外侧”、“电机内侧”。并且,“径向外侧”、“径向内侧”分别是指“电机径向外侧”、“电机径向内侧”。并且,只要没有特别说明,就假设为托架罩7已被安装在壳体6上的状态进行说明。
固定用延伸部120如图17所示分别设于在电机径向上相对置的两个绝缘体19a上。各个绝缘体19a具有在从轴向观察定子铁芯17时呈T字状的绝缘体主体122。固定用延伸部120从绝缘体主体122的端面122a朝向轴向的托架罩7侧延伸。绝缘体主体122和固定用延伸部120是用热塑性树脂一体成型的。
在壳体6的开口侧的端面形成有如图18所示的两个定位凹部81。两个定位凹部81在从轴向观察时被设于在电机周上与两个绝缘体19a是相同相位的位置。定位块80的末端面与定位凹部81的底壁面(薄壁部123的末端面123a)抵接(参照图16)。壳体6的外周壁中形成有定位凹部81的部分,形成得比其它部分薄。
各个固定用延伸部120在薄壁部123的径向内侧邻接配置。固定用延伸部120位于定位凹部81内(参照图18)。固定用延伸部120形成为截面呈矩形状的柱状体,其厚度方向与电机径向一致。
在固定用延伸部120与径向外侧的薄壁部123之间形成有间隙124(参照图16)。在壳体6被注塑成型时,模具125的一部分***间隙124中。即,如图19所示,在模具125的成型面设有在壳体6被注塑成型时包围固定用延伸部120的周围的围壁部126。围壁部126在注塑成型时被***间隙124中。围壁部126的末端面贴紧于绝缘体主体122的端面122a。由此,利用围壁部126将固定用延伸部120的周围空间127和树脂填充用的模腔128分离。因此,在用树脂进行成型时,即使树脂被填充在模腔128中,树脂也不会填充到固定用延伸部120的周围空间127中。因此,固定用延伸部120的表面整体露出,而未被树脂覆盖。
固定用延伸部120以其基端部为支点,至少朝向与固定用延伸部120交叉的预定方向具有可挠性(弹性变形性能)。在实施方式7中,可挠曲的预定方向是径向。在实施方式7中,固定用延伸部120是用热塑性树脂与绝缘体主体122一体成型的。固定用延伸部120的径向外侧的面120a与绝缘体主体122的托架罩7侧的端面122a的连接部170,形成为在固定用延伸部120的沿着电机径向的截面上观察时为圆弧状(参照图16)。
在固定用延伸部120的末端部的径向外侧的面120a上一体成型有向径向外侧突出的爪部161。爪部161具有倾斜面129和垂直面131。爪部161在固定用延伸部120的沿着电机径向的截面上观察时呈三角形状。垂直面131与固定用延伸部120的径向外侧的面120a垂直连接。倾斜面129从垂直面131的末端(电机径向外侧的端缘)朝向固定用延伸部120的末端延伸。倾斜面129从固定用延伸部120的末端侧朝向基端侧向预定方向的一侧倾斜。在实施方式7中,倾斜面129向径向外侧倾斜。
固定用延伸部120的末端面如图16所示位于比壳体6的薄壁部123的末端面123a靠近轴向的外侧的位置。从薄壁部123的末端面123a到爪部161的垂直面131的距离为d1。从末端面123a到固定用延伸部120的基端(即绝缘体主体122的托架罩7侧的端面122a)的距离为d2。此时,d1和d2的关系为d1<d2。
如图20所示,在托架罩7的外周部与壳体6的两个定位凹部81对应的位置分别形成有定位块80。在各个定位块80形成有沿其厚度方向贯通的贯通孔133。在位于定位块80的各个贯通孔133的内壁面形成有罩爪部162。并且,在将托架罩7安装在壳体6上的状态下,固定用延伸部120分别***各个贯通孔133中。固定用延伸部120的末端部的爪部161与贯通孔133内的罩爪部162进行卡合。
具体地讲,如图16所示,托架罩7的罩爪部162形成于贯通孔133的内周面的电机径向外侧的端部,而且是在电机内侧的端部。罩爪部162从贯通孔133的内周面向径向内侧突出。罩爪部162具有倾斜面134和垂直面135。罩爪部162在沿着电机径向的截面上观察时呈三角形状。垂直面135是与贯通孔133的内壁面垂直(与贯通孔133的轴心垂直)而形成的。倾斜面134从垂直面135的末端缘朝向轴向的内侧向电机径向的外侧倾斜。倾斜面134位于比壳体6的薄壁部123靠近径向内侧的位置。在将托架罩7从轴向的一侧安装在壳体6上时,倾斜面134与固定用延伸部120的爪部161的倾斜面129抵接,使固定用延伸部120向与预定方向的一侧为相反侧的另一侧挠曲。
托架罩7在实施方式7中用与壳体6相同的热固性树脂而注塑成型。由此,壳体6确保足够的必要强度,在电机进行动作时的发热引起的壳体6与托架罩7的嵌合精度的下降得到极力抑制。托架罩7如在实施方式1中说明的那样,是向形成于上模具105和下模具106之间的模腔107注射树脂材料(热固性树脂)并使其固化而形成的。与实施方式1的不同之处在于,如图21所示,在上模具105形成有第1突出部141,以及在下模具106形成有第2突出部142。第1突出部141用于形成托架罩7的罩爪部162的垂直面135。第2突出部142用于形成罩爪部162的倾斜面134。在上模具105和下模具106被合模的状态下,第1突出部141和第2突出部142的末端面相互抵接,并在模腔107内上下贯通。因此,树脂不会填充到模腔107内的两个突出部141、142贯通的部分。该不填充树脂的部分作为托架罩7的贯通孔133而保留下来。如果仍然保留贯通孔133,水滴或粉尘从该贯通孔进入电机1内,成为电机1发生故障的原因。在实施方式7中,为了防止这一点,例如用硅树脂填埋托架罩7的贯通孔133,或者用带体或片体等封堵贯通孔133。
作业者在将托架罩7安装在壳体6上时,首先将托架罩7预先保持在稍微离开壳体6的开口侧的端面的位置。在该状态下,作业者将托架罩7的定位块80(参照图20)的位置对准在壳体6的开口侧的端面形成的两个定位凹部81(参照图18)的位置。这样,作业者在进行托架罩7的位置调整后,使托架罩7接近壳体6的开口侧。由此,设于壳体6侧的固定用延伸部120被***在托架罩7的定位块80形成的贯通孔133中。并且,设于固定用延伸部120的末端的爪部161与设于贯通孔133内的罩爪部162进行卡合。这样,完成托架罩7在壳体6上的安装。
参照图22A-图22C详细说明两个爪部161、162的卡合过程的一个优选示例。首先,托架罩7的罩爪部162相对于固定用延伸部120的末端的爪部161隔开预定的间隙进行配置(参照图22A)。并且,在托架罩7被向壳体6侧按压时,托架罩7的罩爪部162的倾斜面134与固定用延伸部120的爪部的倾斜面129抵接并滑动着前进。由此,朝向电机径向的内侧的按压力作用于固定用延伸部120的末端部。固定用延伸部120以其基端部为支点向电机径向的内侧挠曲(参照图22B)。并且,在继续向壳体6侧按压托架罩7时,托架罩7的罩爪部162越过固定用延伸部120的爪部161(参照图22C)。结果,固定用延伸部120借助自身的复原力而恢复为原来的状态(挠曲前的状态),托架罩7的罩爪部162与固定用延伸部120的爪部161相互卡合。
在托架罩7的罩爪部162与固定用延伸部120的爪部161进行卡合的状态下,两个爪部161、162的垂直面131、135相互抵接。例如,即使壳体6和托架罩7的径向尺寸由于在电机进行动作时的发热而变化、使得两者的嵌合精度下降,由于两个垂直面131、135抵接,因而托架罩7不会从壳体6脱落。
并且,在实施方式7中,不需要像实施方式5和6那样另外设置卡合片112和固定用部件113。因此,用数量较少的部件即可将托架罩7牢靠地固定在壳体6上。并且,在实施方式7中,与绝缘体主体122一体成型固定用延伸部120,与像实施方式5和6那样使用其它部件将托架罩7固定在壳体6上的情况相比,用数量较少的部件即可将托架罩7固定在壳体6上。
并且,在实施方式7中,与像实施方式5和6那样使用其它部件将托架罩7固定在壳体6上相比,可以降低对各个树脂成型品所要求的尺寸精度,因而能够容易进行其尺寸管理。
即,在实施方式6的结构中,如图23A所示,需要高精度地管理凸缘板部39的厚度K1、壳体6的轴向的长度K2、固定用部件113的固定片115彼此的距离K3这三个尺寸,以便固定用部件113不会脱落。因为如果尺寸精度的管理不好,固定用部件113自身有可能从壳体6脱落。与此相对,在实施方式7中,即使固定用延伸部120的末端部的爪部161与托架罩7的罩爪部162之间略微存在间隙K4(参照图23B),在托架罩7与壳体6之间仅产生相当于该间隙K4的轴向的松动,因而托架罩7不会从壳体6脱落。因此,不需要像实施方式6那样严格管理各个树脂成型品的尺寸,因而能够提高电机1的批量生产性能。
并且,在实施方式7中,与固定用延伸部120的爪部161卡合的托架罩7侧的罩爪部162,被设于托架罩7的贯通孔133内。因此,在将托架罩7安装在壳体6上的状态下,固定用延伸部120的末端的爪部161被收纳在贯通孔133内。因此,在将电机1安装在设备中时,爪部161不会成为障碍。因此,能够顺利进行电机1在设备中的安装作业。
在此,在将托架罩7安装在壳体6上时,如上所述,固定用延伸部120以其基端部为支点向电机径向的内侧挠曲。因此,需要在固定用延伸部120的基端部确保足够的强度和可挠性(弹性变形性能),以便防止固定用延伸部120的基端部破损。
与此相对,在实施方式7中,不用树脂覆盖固定用延伸部120的基端部的表面,而使其露出。由此,固定用延伸部120的基端部未被树脂覆盖,相应地固定用延伸部120对绝缘体主体122的支撑刚性下降。结果,固定用延伸部120向电机径向的可挠性(变形性能)提高。并且,从壳体6的薄壁部123的末端面123a到固定用延伸部120的基端面的距离为d2,从壳体6的薄壁部123的末端面123a到固定用延伸部120的爪部161的垂直面131的距离为d1。在实施方式7中,使距离d2比距离d1长,由此固定用延伸部120的可挠性进一步提高。
并且,绝缘体主体122的材料是薄且容易变形的材料,因此可以是热塑性树脂。通过采用热塑性树脂,绝缘体主体122的厚度可以形成得极薄。结果,隔着绝缘体主体122卷绕在定子铁芯17的齿部18上的定子线圈21(参照图16)的占有率提高,电机性能提高。并且,在实施方式7中,固定用延伸部120是用与绝缘体主体122相同的热塑性树脂一体成型的。由于固定用延伸部120是用热塑性树脂形成的,因而可挠性提高。并且,绝缘体19a是被埋入壳体6中而成型的。固定用延伸部120是与绝缘体主体122一体成型的,因而针对朝向轴向的拉伸的允许应力提高。并且,固定用延伸部120能够强力地抗拒向轴向施加荷重而使托架罩7脱落的力量。
并且,在固定用延伸部120向电机径向的内侧挠曲时,拉伸应力发挥作用。因此,在固定用延伸部120的径向外侧的面120a与绝缘体主体122的托架罩7侧的端面122a的连接部170容易产生龟裂。与此相对,在实施方式7中,连接部170在固定用延伸部120的沿着电机径向的截面上观察时形成为圆弧状(截面R形状)。由此,可以使连接部170的电机径向的厚度的稍微增大,其强度提高。与此同时,连接部170的应力集中得到缓和。因此,在将托架罩7安装在壳体6上时,固定用延伸部120的基端部不易破损。
(变形例)
图24示出实施方式7的变形例的一个优选示例。该变形例使固定用延伸部120的爪部161与托架罩7的卡合构造与上述实施方式7不同。另外,对实质上与图16相同的构成要素标注相同的标号,并适当省略其详细说明。
即,在图24所示的变形例中,在将托架罩7安装在壳体6上的状态下,固定用延伸部120的末端部的爪部161从托架罩7的贯通孔133向电机外侧突出。并且,爪部161与贯通孔133的缘部进行卡合。在位于托架罩7的贯通孔133的内壁面的电机径向的外侧端部形成有倾斜面133a。倾斜面133a从轴向的内侧朝向外侧向径向内侧倾斜。在安装托架罩7时,使托架罩7接近壳体6。由此,固定用延伸部120的爪部161的倾斜面129与托架罩7的倾斜面133a抵接。在继续向壳体6侧按压托架罩7时,托架罩7的倾斜面133a在固定用延伸部120的爪部161的倾斜面129上滑动着前进。由此,朝向电机径向的内侧的按压力作用于固定用延伸部120的末端部。因此,固定用延伸部120以其基端部为支点向径向内侧挠曲。并且,在继续向壳体6侧按压托架罩7时,固定用延伸部120的爪部161从贯通孔133中脱出到电机外侧。由此,固定用延伸部120借助复原力而恢复为原来的状态。固定用延伸部120的爪部161与贯通孔133的缘部进行卡合。这样,完成托架罩7在壳体6上的安装。
根据该变形例,可以不在位于托架罩7的贯通孔133的部位形成罩爪部162。因此,用于成型托架罩7的模具构造变简单,能够得到与实施方式7相同的作用效果。
(实施方式8)
图25A-图25C和图26A-图26C示出实施方式8的一个优选示例,托架罩7在壳体6上的固定构造与实施方式7不同。
即,在实施方式8中,固定用延伸部120的爪部161从固定用延伸部120的末端部的径向内侧的面120b向径向内侧突出。并且,在安装托架罩7时,固定用延伸部120以其基端部为支点向电机径向外侧挠曲。固定用延伸部120的径向内侧的面120b与绝缘体主体122的托架罩7侧的端面122a的连接部170,在从固定用延伸部120的沿着电机径向的截面进行观察时形成为圆弧状。在托架罩7的圆筒状部37的外周面形成有与两个固定用延伸部120对应的两个倾斜面部145(在图25A-图25C和图26A-图26C中仅示出一个倾斜面部145)。倾斜面部145形成于圆筒状部37的末端面37a(轴向侧的端面)的外周缘部。两个倾斜面部145在圆筒状部37的径向上对置配置。倾斜面部145从圆筒状部37的末端侧朝向基端侧向径向外侧倾斜。该倾斜角例如为40°~60°。
在圆筒状部37的外周面中的倾斜面部145的周向的一侧形成有与倾斜面部145邻接的定位片部146。各个定位片部146由沿着圆筒状部37的外周面向轴向延伸而且向径向外侧突出的板状片构成。
在圆筒状部37的外周面中的倾斜面部145的周向的另一侧形成有与倾斜面部145邻接的卡合孔部147。卡合孔部147配置于相对于倾斜面部145偏向圆筒状部37的基端部侧(凸缘板部39侧)的位置(参照图25A-图25C)。卡合孔部147在从圆筒状部37的径向观察时呈矩形状。卡合孔部147的内壁面包括在圆筒状部37的轴向上对置的一对侧壁面147a、147b。侧壁面147a位于圆筒状部37的末端侧(绝缘体主体122侧)的位置。侧壁面147a作为与固定用延伸部120的爪部161的卡合面发挥作用。该卡合面是与圆筒状部37的轴心垂直而形成的。
作业者在安装托架罩7时,首先将托架罩7保持在稍微偏离壳体6的开口侧的端面的位置。在该状态下,作业者将设于圆筒状部37的两个倾斜面部145的位置与设于壳体6的两个固定用延伸部120的位置对准。并且,作业者在进行该定位后,使托架罩7靠近壳体6的开口侧。并且,在托架罩7的凸缘板部39与壳体6的端面抵接的状态下,作业者使托架罩7沿周向旋转。并且,固定用延伸部120的末端部的爪部161卡合在卡合孔部147中。并且,托架罩7在壳体6上的安装完成。参照图25A~图27B详细说明爪部161的卡合过程的一个优选示例。首先,托架罩7的圆筒状部37的倾斜面部145处于稍微偏离固定用延伸部120的末端爪部161的倾斜面129的位置(参照图25A、图26A)。在向壳体6侧按压托架罩7时,固定用延伸部120的爪部161的倾斜面129与托架罩7的圆筒状部37的倾斜面部145抵接,并滑动着前进。由此,朝向径向外侧的按压力的作用于固定用延伸部120的末端部。固定用延伸部120以其基端部为支点向径向外侧挠曲。另外,在继续向壳体6侧按压托架罩7时,固定用延伸部120的爪部161从圆筒状部37的倾斜面部145跃上基端侧的圆筒面部149(参照图25B、图26B)。在该状态下使托架罩7旋转,设于圆筒状部37的定位片部146与定位凹部81的侧端面81a抵接。在定位片部146与侧端面81a抵接的状态下,固定用延伸部120的爪部161到达卡合孔部147(参照图27B)。并且,固定用延伸部120借助自身的复原力恢复为原来的位置。与此同时,固定用延伸部120的末端部的爪部161卡合在卡合孔部147中,托架罩7的安装完成(参照图25C、图26C)。
根据这种结构,可以不像实施方式6和实施方式7那样在托架罩7形成贯通孔133。因此,来自贯通孔133的异物进入问题得到解决。并且,不需要用硅等堵塞贯通孔133,因而实施方式8的电机的批量生产性能良好,相应地电机成本降低。
(实施方式9)
图28和图29示出实施方式9的一个优选示例,托架罩7在壳体6上的固定构造与实施方式7和实施方式8不同。
即,在实施方式9中,固定用延伸部120的爪部161从固定用延伸部120的末端部的径向内侧的面120b向径向内侧突出而形成。爪部161在沿着电机径向的截面上观察时呈矩形状,并具有垂直面131。
在托架罩7的圆筒状部37的外周面形成有沿周向延伸而且向径向外侧突出的板状的突出片部151。在突出片部151的厚度方向上设于正反面的一对侧面151a、151b中的一个侧面151a在圆筒状部37的基端部侧(凸缘板部39侧)。一个侧面151a作为与固定用延伸部120的爪部161的卡合面发挥作用。该卡合面是与圆筒状部37的轴心垂直地形成的。在突出片部151(卡合面)与托架罩7的凸缘板部39之间形成有收纳爪部161的空隙部143。
作业者在安装托架罩7时,首先将托架罩7保持在稍微偏离壳体6的开口侧的端面的位置。并且,作业者使托架罩7围绕轴心旋转。并且,作业者将设于圆筒状部37的突出片部151的位置调整为在周向上稍微偏离固定用延伸部120的位置。并且,作业者在进行位置调整后,使托架罩7接近壳体6的开口侧。并且,在托架罩7的凸缘板部39与壳体6的端面抵接的状态下,作业者使托架罩7沿周向旋转。由此,固定用延伸部120的爪部161进入圆筒状部37的突出片部151与托架罩7的凸缘板部39之间的空隙部143中(参照图28B)。并且,突出片部151与固定用延伸部120的爪部161进行卡合。由此,托架罩7在壳体6上的安装完成。
在实施方式9中,在将托架罩7安装在壳体6上时,固定用延伸部120不像实施方式7和实施方式8那样向径向挠曲。因此,能够防止固定用延伸部120在安装托架罩7时破损。并且,与实施方式8相同,不需要在托架罩7形成贯通孔133,因而来自贯通孔133的异物进入问题得到解决。实施方式9的电机不需要像实施方式7和实施方式8那样在固定用延伸部120的爪部161形成倾斜面129,因而固定用延伸部120的形状变简单。
(其它实施方式)
本发明的结构不限于上述各个实施方式,可以包括除此之外的各种结构。即,上述各个实施方式的电机中作为树脂采用不饱和聚酯,但不限于此,也可以采用其它树脂材料。
并且,在上述实施方式中,在转子3沿电机轴向移动的情况下,使垫片69与转子3抵接,由此限制转子3的移动。但是不限于此,例如也可以不设置垫片69,而使转子3直接与轴承保持器15的末端面抵接。并且,也可以在轴承保持器15的末端面形成直径大于转子3的内周侧筒部45的开口部。由此,在转子3沿电机轴向移动的情况下,内周侧筒部45在该开口部通过并与轴承9a、9b的端面抵接。
并且,在上述各实施方式中,为了进行轴承保持器15的轴向的定位,而在托架罩7的毂部34的内周面设置与防松槽33卡合的突出部36,并设置与轴承保持器15的端面抵接的抵接板部95、96。但是,例如还可以在毂部34的内周面形成向径向内侧突出的突起部,在轴承保持器15的外周面形成与该突起部卡合的卡合凹部。由此,突起部作为轴承保持器15的围绕轴心的转动挡块而发挥作用。突起部的形状例如可以是球面状或圆筒状。由此,防止轴承保持器15在电机进行动作时围绕其轴心而旋转。并且,防止轴承保持器15的外周面与毂部34的内周面(贯通孔35的内周面)摩擦而磨损。并且,防止轴承保持器15在电机进行动作时移动而使得其中心调整功能下降。
并且,在上述各个实施方式中,示出了壳体6的轴向的一侧开口,该开口被托架罩7覆盖的示例。但是不限于此,也可以是壳体6的轴向的两侧开口,并且该两个开口分别被托架罩7覆盖。在这种情况下,轴承9a、9b都通过轴承保持器15被支撑在托架罩7上即可。
另外,托架罩7为金属部件的结构不包含在本发明中。但是,假设托架罩7用金属材料构成时,在上述各个实施方式中说明的、对轴承保持器15的刚性设定进行研究而得到的中心调整功能的提高效果、对托架罩7的定位块80的形状进行研究而得到的楔效应、基于垫片69的转子3的位置限制效果、以及电机1的装配性能的提高效果都不会丧失。
并且,在实施方式7和8中,示出了在安装托架罩7时固定用延伸部120向电机径向挠曲的示例。但是不限于此,例如也可以是向电机周向挠曲。
本发明能够应用于以树脂覆盖的方式将定子埋设在壳体内而一体固定的模塑电机。尤其能够应用于作为成型用的树脂采用不饱和聚酯的模塑电机。
根据上述结构,不用金属材料而用树脂材料构成托架罩,由此防止在托架罩与定子铁芯之间产生电位差而使得轴承受到电蚀。在此,树脂材料的加工精度劣于金属材料,因而仅仅简单地将托架罩的材料从金属材料变更为树脂材料,托架罩在壳体上的安装精度和轴承在托架罩上的安装精度将下降。并且,产生轴的偏心等,使得轴的旋转精度下降。与此相对,在本发明中,利用由弹性体构成的轴承保持器从径向外侧覆盖并保持用于支撑轴的轴承,通过该轴承保持器将该轴承安装在托架罩或者壳体上。由此,利用轴承保持器的弹性作用来吸收轴的偏心。这样,本发明能够防止轴承受到电蚀,而且不会降低轴的旋转精度。
Claims (23)
1.一种模塑电机,其中,
所述模塑电机包括:定子、树脂制的壳体、转子、一对轴承、一对轴承保持器、树脂制的托架罩、和控制用基板,
所述定子通过在齿部卷绕定子线圈而形成,该齿部形成于环状的定子铁芯上,
所述树脂制的壳体形成为轴向一侧开口的有底筒状,通过树脂覆盖的方式埋设所述定子而固定为一体,
所述转子包括轴,被设于所述定子的径向内侧,
所述一对轴承是树脂制的,支撑所述轴,使其能够转动,
所述一对轴承保持器由具有绝缘性的弹性体构成,从径向外侧覆盖并保持所述轴承,
所述树脂制的托架罩覆盖所述壳体的开口侧,
所述控制用基板包括控制提供给所述定子线圈的驱动电流的电路,
所述一对轴承中的一个轴承通过所述轴承保持器被安装在所述托架罩上,
另一个轴承通过所述轴承保持器被安装在所述壳体的底壁部。
2.根据权利要求1所述的模塑电机,其中,
所述轴承是树脂制的滑动轴承。
3.根据权利要求1或2所述的模塑电机,其中,
所述托架罩由与所述壳体相同的树脂材料构成。
4.根据权利要求2所述的模塑电机,其中,
所述滑动轴承包括中空筒状的套筒主体,
所述轴被支撑在所述套筒主体的内周面,
所述套筒主体的外周面至少一部分形成为球面状,
所述轴承保持器具有能够滑动地保持套筒主体的外周面的球面保持器。
5.根据权利要求3所述的模塑电机,其中,
所述轴承包括中空筒状的套筒主体,
所述轴被支撑在所述套筒主体的内周面,
所述套筒主体的外周面至少一部分形成为球面状,
所述轴承保持器具有能够滑动地保持套筒主体的外周面的球面保持器。
6.根据权利要求1或2所述的模塑电机,其中,
所述定子线圈隔着绝缘体被卷绕在所述齿部上,
所述绝缘体的绝缘体主体和固定用延伸部是一体成型的,
所述绝缘体主体覆盖所述齿部的表面,
所述固定用延伸部从所述绝缘体主体的端面朝向托架罩侧延伸,
在所述固定用延伸部的末端部形成有爪部,
在所述托架罩上形成有罩爪部,在将所述托架罩安装在所述壳体上的状态下,该罩爪部与所述固定用延伸部的爪部卡合。
7.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
所述固定用延伸部构成为能够以其基端部为支点至少向与所述固定用延伸部交叉的预定方向挠曲,
所述固定用延伸部的爪部具有从所述固定用延伸部的末端侧朝向基端侧向所述预定方向的一侧倾斜的倾斜面,
所述托架罩的罩爪部具有如下倾斜面,在从轴向的一侧将所述托架罩安装在所述壳体上时,该倾斜面与所述固定用延伸部的爪部的倾斜面抵接,使得所述固定用延伸部向与所述预定方向的一侧为相反侧的另一侧挠曲。
8.根据权利要求7所述的模塑电机,其中,
所述预定方向是电机径向或者电机周向。
9.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
在所述托架罩上形成有贯通孔,
所述托架罩的罩爪部形成于所述贯通孔的内壁面。
10.根据权利要求7或8所述的模塑电机,其中,
在所述托架罩上形成有贯通孔,
所述托架罩的罩爪部形成于所述贯通孔的内壁面。
11.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
所述托架罩和所述壳体由热固性树脂构成,
所述固定用延伸部由热塑性树脂构成。
12.根据权利要求7~9中任意一项所述的模塑电机,其中,
所述托架罩和所述壳体由热固性树脂构成,
所述固定用延伸部由热塑性树脂构成。
13.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
所述固定用延伸部的基端部未被树脂覆盖而露出。
14.根据权利要求7~9或者11中任意一项所述的模塑电机,其中,
所述固定用延伸部的基端部未被树脂覆盖而露出。
15.根据权利要求9所述的模塑电机,其中,
所述壳体具有沿轴向延伸的薄壁部,
所述薄壁部位于所述固定用延伸部的径向外侧,
在所述壳体的开口侧的端面形成有定位凹部,
所述托架罩具有:
圆筒状部,其被压入所述壳体的开口侧的端部的内周面;
凸缘板部,其在所述圆筒状部的径向外侧突出,并与所述壳体的薄壁部的轴向端面抵接;以及
定位块,其设于所述凸缘板部,与所述定位凹部卡合,
所述贯通孔形成于所述托架罩的定位块中。
16.根据权利要求10所述的模塑电机,其中,
所述壳体具有沿轴向延伸的薄壁部,
所述薄壁部位于所述固定用延伸部的径向外侧,
在所述壳体的开口侧的端面形成有定位凹部,
所述托架罩具有:
圆筒状部,其被压入所述壳体的开口侧的端部的内周面;
凸缘板部,其在所述圆筒状部的径向外侧突出,并与所述壳体的薄壁部的轴向端面抵接;以及
定位块,其设于所述凸缘板部,与所述定位凹部卡合,
所述贯通孔形成于所述托架罩的定位块中。
17.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
所述壳体具有沿轴向延伸的薄壁部,
所述薄壁部位于所述固定用延伸部的径向外侧,
所述固定用延伸部的末端面比所述壳体的薄壁部的轴向端面更向轴向外侧突出,
从所述壳体的薄壁部的轴向端面到所述固定用延伸部的基端部的距离,比从所述薄壁部的轴向端面到固定用延伸部的末端面的距离长。
18.根据权利要求7~9或者11、13、15中任意一项所述的模塑电机,其中,
所述壳体具有沿轴向延伸的薄壁部,
所述薄壁部位于所述固定用延伸部的径向外侧,
所述固定用延伸部的末端面比所述壳体的薄壁部的轴向端面更向轴向外侧突出,
从所述壳体的薄壁部的轴向端面到所述固定用延伸部的基端部的距离,比从所述薄壁部的轴向端面到固定用延伸部的末端面的距离长。
19.根据权利要求7或8所述的模塑电机,其中,
所述固定用延伸部的所述预定方向的一侧的面与所述绝缘体主体的托架罩侧的端面之间的连接部,在沿着电机径向的截面上观察时形成为圆弧状。
20.根据权利要求9所述的模塑电机,其中,
所述贯通孔被硅树脂或者带堵塞。
21.根据权利要求10所述的模塑电机,其中,
所述贯通孔被硅树脂或者带堵塞。
22.根据权利要求6所述的模塑电机,其中,
在所述托架罩上形成有贯通孔,
所述托架罩的罩爪部由所述贯通孔的缘部构成。
23.一种模塑电机,其中,
所述模塑电机包括定子、树脂制的壳体、转子、一对轴承、一对轴承保持器、树脂制的托架罩、和控制用基板,
所述定子通过在齿部卷绕定子线圈而形成,该齿部形成于环状的定子铁芯上,
所述树脂制的壳体形成为轴向两侧开口的筒状,通过树脂覆盖的方式埋设所述定子而固定为一体,
所述转子包括轴,被设于所述定子的径向内侧,
所述一对轴承是树脂制的,支撑所述轴,使其能够转动,
所述一对轴承保持器由具有绝缘性的弹性体构成,从径向外侧覆盖并保持所述轴承,
所述树脂制的托架罩覆盖所述壳体的轴向两侧,
所述控制用基板包括控制提供给所述定子线圈的驱动电流的电路,
所述一对轴承都通过所述轴承保持器被安装在所述托架罩上。
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