马达及使用该马达的电动设备的制作方法

专利名称：马达及使用该马达的电动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及泵装置、可适用于该泵装置的马达以及使用该马达的电动设备。
背景技术：
作为泵装置，以往提出在盖状的下罩子与上罩子间配置隔板来划分形成定子室和 泵室，一方面在定子室内配置定子，另一方面将由泵轮及驱动磁铁一体地形成的转子配置 在泵室内(参照专利文献1)。另外，提出在利用模制树脂体将定子密封时，在隔板也形成为一体后，将罩子重叠 在隔板上，在隔板与罩子间划分形成有泵室，且在泵室内配置有由泵轮及驱动磁铁成一体 地形成的转子(参照专利文献2)。另外，上述泵装置可使用例如具有固定轴作为轴的马达。该具有固定轴的马达可 使用于各种电动设备，以对液体等压力流体(例如液体)的送排出量进行控制的泵作为其 代表例(参照专利文献3)。专利文献3所示的泵中，如图12所示，具有固定轴108的马达 150与固定轴108相对配置，包括可旋转的向心轴承120和承受该向心轴承120的推力的 推力轴承109、110。推力轴承109、110分别由罩子103或外壳107支撑，可在向心轴承120的轴向形 成的端面上滑动。因此，有时推力轴承109、110会承受不住向心轴承120的推力而随向心 轴承120的转动沿圆周方向移动。因此，在固定轴108的两端，如图13所示，在外周壁的局部形成有D型的切面 108a、108b。同样地，推力轴承109、110如图13所示地在其中心形成有D切孔109a、110a， 这些孔在与形成于固定轴108两端的D切面108a、108b卡合的状态下供固定轴108的两端 贯通。从而防止推力轴承109、110转动。而且，将推力轴承109、110的D切孔109a、110a形成为支撑固定轴108且使其不 能旋转的形状及大小，且D切孔109a、110a冲切为与固定轴108的D切面108a、108b相同 形状且在尽可能紧贴的状态下卡合使固定轴108不发生晃动。专利文献1 日本专利特开2005-73325号公报专利文献2 日本专利特开2005-48675号公报专利文献3 日本专利特开2001-123996号公报然而，在专利文献1、2所示的泵装置中，由于采用在盖状的下罩子与上罩子间配 置隔板的结构，或采用在利用模制树脂体将定子密封时使隔板形成为一体的结构，因此两 者都需要将隔板作为一件零件来准备，因而使零件数量增加，导致成本提高。另外，无论采 用专利文献1、2中的任一结构，都采用PPS树脂等热塑性树脂的成形品作为隔板，然而此类 树脂成形品根据成形时的制约，必须形成相当的厚度。因此，定子与驱动磁铁间隔着至少与隔板厚度相等的较宽间隙，导致磁路效率低的问题。另外，专利文献3所示的泵100所使用的具有固定轴108的马达150中，形成有D 切面108a、108b的固定轴108和形成有D切孔109a、110a的推力轴承109、110为防止轴发 生晃动必须维持较高的组装精度。因此，必须使各零件具有较高的加工精度，导致加工时间 消耗较多的问题。而且，由于固定轴108是以硬质的、后续加工较困难的陶瓷或不锈钢作为材质，因 此会使形成D切面108a、108b的作业工序增加、固定轴108的零件成本提高。另外，专利文献3所示的泵100所使用的具有固定轴108的马达150中，推力轴承 109、110上形成有防止其随向心轴承120转动的D切孔109a、110a。也就是说，推力轴承 109,110受到旋转的向心轴承120的推力，且受到来自固定轴108的反力，比向心轴承120 和固定轴108薄且小的推力轴承109、110上集中有上述的2个力。因此，会使推力轴承109、 110的寿命缩短。鉴于以上问题，本发明所要解决的第一技术问题是提供一种可减少零件数量且通 过提高定子与驱动磁铁间的电磁结合来提高磁路的效率的泵装置。另外，本发明所要解决的第二技术问题是提供一种可提高各零件的加工精度及组 装精度的马达及使用该马达的电动设备。该马达可使用于第一技术问题的泵装置中，使用 该马达的电动设备之一为泵装置。

发明内容
为解决上述第一技术问题，本发明的泵装置中，包括具有驱动线圈及供该驱动线 圈卷绕的定子铁心的定子；覆盖该定子的外壳；与该外壳间划分形成有泵室的罩子；以及 配置在所述泵室内、具有与所述定子铁心相对地配置的驱动磁铁以及与该驱动磁铁成一体 地旋转的泵轮的转子，其特征在于，所述外壳由覆盖所述驱动线圈及所述定子铁心的模制 树脂体构成，该模制树脂体的壁面构成与所述罩子间划分形成有所述泵室的隔板面。本发明中，覆盖定子的模制树脂体与罩子间划分形成有泵室，模制树脂体的壁面 自身构成与罩子间划分形成有泵室的隔板面。因而无需由别的部件构成隔板，可减少零件 数量，从而实现低成本化。另外，定子与驱动磁铁间夹设有模制树脂体的一部分，所占的部 分与通过树脂成形作为别的零件形成的隔板不同，相当地薄。因此可使定子与驱动磁铁接 近，从而提高磁路的效率。本发明的泵装置中，最好使所述模制树脂体上的所述隔板面侧形成有第1轴孔， 且所述罩子上与所述第1轴孔相对的位置处形成有第2轴孔，所述泵室内配置有两端部保 持在所述第1轴孔及所述第2轴孔中的固定轴，所述转子可绕所述固定轴旋转地受到支撑。 若采用上述结构，则不同于轴旋转型，无需在模制树脂体上形成向心轴承等，因此可简化模 制树脂体的结构。本发明的泵装置中，所述模制树脂体在所述隔板面侧具有向所述泵室的相反侧凹 陷的凹部，所述定子形成为包围所述凹部周围的环状，使所述转子的所述驱动磁铁在所述 凹部内与所述定子相对。本发明的泵装置中，最好使所述定子通过进行树脂模制密封在所述模制树脂体的 内部。若采用上述结构，则与驱动磁铁相对配置的定子铁心的固定位置不会发生错位，因此
4可精确地确保与驱动磁铁的相对位置，从而进一步提高磁路的效率。本发明的泵装置中，最好使所述罩子覆盖所述凹部及包围所述凹部的所述壁面的 上端面地固定在所述模制树脂体上，且所述模制树脂体在形成于所述上端面的沟部内配置 有环状部件。若采用上述结构，则可确保罩子与模制树脂体间的密闭性，即可确保由罩子与 模制树脂体划分形成的泵室的密闭性。本发明的泵装置中，所述模制树脂体最好采用热固性树脂材料。若采用上述结 构，则不同于热塑性树脂，可使模制树脂体的夹设于定子与驱动磁铁间的部分形成得较薄， 因此可提高磁路的效率。另外，若采用热固性树脂，则可由以不饱和聚酯树脂为主要成分 的BMC(Bulk Molding Compound)等具有良好耐热性、耐大气腐蚀性、耐化学腐蚀性及绝缘 性的树脂材料构成模制树脂体。另外，由于BMC等热固性树脂材料在成形时几乎没有收缩 (收缩率大致为0)，因此可由高尺寸精度构成模制树脂体。而且，即使在高温、高湿环境下， 由BMC构成的模制树脂体也具有良好的尺寸安定性。由此，例如即使在泵室内流动有高温 流体时，构成泵室的模制树脂体的尺寸也不易发生变化，故泵室的尺寸也不易发生变化。因 此，可抑制因泵室的尺寸变化导致的泵装置的特性变化，使得泵装置的特性不受损失。另外，为解决上述第二技术问题，本发明的马达的特征在于，包括固定轴；支撑 所述固定轴的两端的外壳；与所述固定轴相对地配置并且可旋转的向心轴承；承受该向心 轴承的推力的推力轴承，所述外壳上形成有所述推力轴承的防转装置。利用本发明的马达，能可靠地防止推力轴承相对于外壳转动，且提高各零件的加 工精度及其组装精度。而且，上述本发明的马达中，所述防转装置最好是非圆形形状的孔，且所述推力轴 承的外周形状最好是与所述非圆形形状的孔卡合的非圆形形状。由此，可通过简单的加工 可靠地防止转动，提高外壳及推力轴承等各零件的加工精度，且提高组装精度。本发明的马达中，所述非圆形形状可以是将所述推力轴承的外周的一部分切断所 形成的D断面形状，更好的情况是，所述D断面形状是将所述推力轴承的沿半径方向相对的 外周上的2处切断所形成的形状。另外，所述防转装置可以是局部具有凸部的非圆形形状 的孔，且所述推力轴承的外周形状是形成有与所述凸部卡合的凹部的非圆形形状，此时，所 述凸部最好是从所述非圆形形状的孔的外周向内周突出的卡合凸壁。另外，本发明中，所述固定轴最好具有与所述外壳卡合的卡扣装置。由此，固定轴 不受推力轴承加工精度的影响，能可靠地卡扣在外壳上。本发明的马达中，最好使所述固定轴上沿垂直于旋转轴线的方向形成有卡扣用 孔，且所述卡扣用孔中插入有作为所述卡扣装置的固定销，而且，所述外壳上最好形成有与 所述固定销嵌合的沟状的支撑部。另外，本发明的电动设备的特征在于，具有所述马达。由此，本发明可提供一种电 动设备，其使用的马达能可靠地防止推力轴承相对于外壳转动，且保持固定轴的加工精度， 提高其各部件间的组装精度。而且，本发明的电动设备最好具有泵室，且该泵室在形成供流体通过的流路的一 侧配置有叶轮。由此，本发明可提供一种作为泵装置的电动设备，其使用的马达能可靠地防 止推力轴承相对于外壳转动，且保持固定轴的加工精度，提高其各部件间的组装精度。利用第一发明的泵装置，模制树脂体与罩子间划分形成有泵室，无需使用别的部件作为隔板，因此可减少零件数量，实现低成本化。另外，定子与驱动磁铁间夹设有模制树 脂体的一部分，所占的部分与通过树脂成形形成的隔板不同，相当地薄，因此可使定子与驱 动磁铁接近，因此可提高磁路的效率。 另外，利用第二发明的马达及使用该马达的电动设备，能可靠地防止推力轴承相 对于外壳转动，且提高各零件的加工精度及其组装精度。


图1是表示应用了本发明的泵装置的剖面结构的说明图。图2是图1所示的泵装置的分解图。图3的(A)、⑶分别是图1所示的定子的横向剖视图，以及表示线圈绕线管和定 子铁心的结构的立体图。 分解立体图.
图4是本发明一个实施方式的使用具有固定轴的马达的电动设备的剖视图。 图5是作为构成图1所示的电动设备的外壳的内部外壳的俯视图。 图6是作为构成图1所示的电动设备的外壳的外部外壳的仰视图。 图7是将本发明一个实施方式的固定轴局部剖切加以图示的主视图。 图8是本发明一个实施方式的推力轴承的俯视图。
图9是本发明一个实施方式的使用具有固定轴的马达的电动设备的主要部分的
立体图<
立体图<
图10是本发明实施例2的使用具有固定轴的马达的电动设备的主要部分的分解
图11是本发明实施例3的使用具有固定轴的马达的电动设备的主要部分的分解
图12是以往作为电动设备的泵的剖视图。 图13是图12所示的泵内的主要部分的分解立体图。 (符号说明)1000马达3000定子
4000转子6000泵室
1100泵装置3600定子铁心
3300驱动线圈3500固定轴
4000泵轮5100模制树脂体(外壳)
5200隔板面5200e凹部
5200f凹部的侧面_！15300罩子
1电动设备2罩子
3内部外壳(外壳)3g推力轴承孔(防转装置
3i、3j壁部3h支撑部(卡扣装置)
4定子室5定子部
7外部外壳7e推力轴承孔(防转装置)7f、7g 壁部9b、9c、10b、10c切断部(防转装置)
9、10推力轴承 11转子部
20套筒(向心轴承) 41固定销(卡扣装置)50 马达
21离心式风扇(泵轮、扩散器)(叶轮) 51泵(泵室)
具体实施例方式以下，参照附图对应用了本发明的泵装置及其制造方法进行说明。另外，第一实施 方式是对第一发明进行的说明。(第一实施方式)(泵装置的整体结构)图1及图2是表示装设有应用了本发明的马达的泵装置的剖面结构的说明图，及 其分解图。图1及图2所示的泵装置1100是通常称为密封泵的类型的泵装置，内藏有給電用 基板内蔵型无刷马达(以下称为马达1000)。本实施方式的泵装置1100的外轮廓由盖状的模制树脂体5100和覆盖模制树脂体 5100的上部的罩子5300形成，该模制树脂体5100作为覆盖下述定子3000的外壳。模制树 脂体5100及罩子5300上分别形成有孔5110、5310，利用这些孔5110、5310将通用的螺栓 1500固定，从而使模制树脂体5100及罩子5300形成为一体。在此，在模制树脂体5100及罩子5300间划分形成有泵室6000。也就是说，在本实 施方式中，模制树脂体5100的壁面自身构成与罩子5300间划分形成有泵室6000的隔板面 5200。模制树脂体5100在其隔板面5200的中央部形成有向泵室6000的相反侧凹陷的 凹部5200e，在模制树脂体5100的包围凹部5200e的上端面5200g上与凹部5200e呈同心 状地形成有沟部5200h。沟部5200h的内部配置有作为环状部件的〇环1200，利用该〇环 1200可确保罩子5300与模制树脂体5100间的密闭性，即可确保泵室6000的密闭性。〇环 1200例如可由橡皮或柔软的树脂等形成，然而在本实施方式中，并不限定于这些材料，只要 是能够确保罩子5300与模制树脂体5100间的密闭性的材料都可以。罩子5300呈下面开口的盖状，形成有开设在上方的导入口部5500及开设在侧方 的排出口部5600。由此，在泵室6000内形成有使流体从导入口部5500流至排出口部5600 的流路5700，流路5700中配置有作为叶轮的树脂制的泵轮4000。通过使该泵轮4000高速 旋转使泵室6000内形成负压，由此，可从导入口部5500向泵室6000内吸引温水等流体，将 该流体从排出口部5600排出。(马达的结构)本实施方式的马达1000包括定子3000、转子4000及供电用基板2000。该马达 1000中，模制树脂体5100的凹部5200e的底面5200a上形成有第1轴孔5200b，罩子5300 上与第1轴孔5200b相对的位置处形成有第2轴孔5300a，固定轴3500的两轴端受到该第 1轴孔5200b及第2轴孔5300a的支撑，固定轴3500与导入口部5500呈同轴状地配置。下 述转子4000可绕固定轴3500旋转地受到支撑，固定轴3500上保持有相对于转子4000的 轴承 3700、3800。定子3000包括由环状的层叠铁心构成的定子铁心3600，以及卷绕在定子铁心
73600上的驱动线圈3300。驱动线圈3300是通过将线圈绕组3100卷绕在树脂制的线圈绕线 管3200上来形成的。从线圈绕线管3200向马达轴线方向L突出有2根接线柱3400，与驱 动线圈3300的卷绕起始及卷绕结束的各绕组端部(线圈绕组3100的端部)连接。另外， 在定子3000的附近，在驱动线圈3300的内侧以30°间隔配置有多个磁力检测单元4500， 这些磁力检测单元4500用于检测驱动磁铁4200的旋转位置。供电用基板2000上形成有供接线柱3400贯穿的孔或由狭缝构成的贯穿部，且形 成有多种布线图及连接盘部。由此，在将供电用基板2000与线圈绕线管3200相对配置时， 由于接线柱3400贯穿供电用基板2000，因此接线柱3400可与连接盘部连接。另外，供电用 基板2000上形成有供从磁力检测单元4500延伸出的导线4600通过的贯穿孔、以及相对于 导线4600的连接盘部及布线图。而且，供电用基板2000上安装有驱动控制定子3000的驱 动电路(未图示)，且安装有接受来自电源的电力的电源连接器7200。采用上述结构的定子3000及供电用基板2000通过镶嵌成形进行树脂模制从而密 封在模制树脂体5100的内部，包围形成在该模制树脂体5100上的凹部5200e周围地配置 有定子3000。在此，凹部5200e的侧面壁5200f位于定子3000的内周侧，且该侧面壁5200f 极薄。转子4000配置在泵室6000内，具有可绕固定轴3500转动地受到支撑的套筒状的 向心轴承4100、以及与定子铁心3000相对配置的驱动磁铁4200。向心轴承4100与驱动磁 铁4200夹设有树脂制的泵轮4000地连结，并可成一体地旋转。驱动磁铁4200是使N极及 S极在圆周方向上交替磁化的圆筒状的永磁体，在模制树脂体5100的凹部5200e的内侧，在 相对于定子3000的半径方向内侧上隔着模制树脂体5100的侧面壁5200f地相对。(定子及线圈绕线管的详细结构)图3的(A)、(B)分别是应用了本发明的马达所使用的定子的横向剖视图，以及表 示线圈绕线管和定子铁心的结构的立体图。定子3000中使用的定子铁心3600是强磁性板的层叠体，如图3 (A)所示，沿圆周 方向以等间距形成有从环状的定子铁心3600的环状部分3600c向内侧(中心)突出的12 个凸极3600a。由此，如图3(B)所示，通过将各凸极3600a插入卷绕有线圈绕组3100的线 圈绕线管3200的绕线管孔3200a内，从而将驱动线圈3300分别安装到定子铁心3600的各 凸极3600a上。线圈绕线管3200上向马达轴线方向L突出有2根接线柱3400，在将线圈绕 组3100卷绕于线圈绕线管3200的工序中，将线圈绕组3100的卷绕起始及卷绕结束的绕组 端部3900a、3900b缠绕于接线柱3400的根基侧，并转送至下述马达1000的组装工序。在此，驱动线圈3300属于例如3相(U、V、W相)中的任何一项，图3(A)表示分别由 驱动线圈群3300U构成U相、由驱动线圈群3300V构成V相、由驱动线圈群3300W构成W相 的样子，驱动线圈群3300U包括4个驱动线圈3300Ua、3300Ub、3300Uc、3300Ud，驱动线圈群 3300V包括4个驱动线圈3300Va、3300Vb、3300Vc、3300Vd，驱动线圈群3300W包括4个驱动 线圈3300Wa、3300Wb、3300Wc、3300Wd。构成U、V、W相的各驱动线圈3300沿定子铁心3600 的圆周方向依次重复配置。另外，向相同方向卷绕并连接这些驱动线圈3300Ua、3300Ub、 3300Uc、3300Ud，使得对构成驱动线圈群 3300U 的驱动线圈 3300Ua、3300Ub、3300Uc、3300Ud 进行通电时，这些驱动线圈3300Ua、3300Ub、3300Uc、3300Ud在各凸极3600a上产生的磁极 都为同极。同样地，构成驱动线圈群3300V的驱动线圈3300Va、3300Vb、3300Vc、3300Vd、以及构成驱动线圈群3300W的驱动线圈3300Wa、3300Wb、3300ffc、3300ffd也向相同方向卷绕并 连接。依次变换对这些线圈群进行通电的相以产生旋转磁场，从而使转子4000绕固定轴 3500周围旋转。(马达及泵装置的制造方法的概略说明)要制造此类泵装置1100，首先，如图3(B)所示，将线圈绕组3100卷绕在线圈绕线 管3200上来构成驱动线圈3300。此时，将线圈绕组3100的卷绕起始及卷绕结束的绕组端 部3900a、3900b缠绕于接线柱3400的根基侧。此时，也可通过锡焊将线圈绕组3100的绕 组端部3900a、3900b固定于接线柱3400。然后，如图3(A)、⑶所示，相对于定子铁心3600的凸极3600a安装有线圈绕线管 3200。然后，如图1及图2所示，将供电用基板2000与定子铁心3600及线圈绕线管3200 相对配置。因此，接线柱3400处于贯穿形成于供电用基板2000的贯通部并突出的状态。然 后，将缠绕在接线柱3400上的驱动线圈3300的绕组端部3900a、3900b向供电用基板2000 的上方引出后，通过锡焊将绕组端部3900a、3900b与供电用基板2000的连接盘部连接。此 时，接线柱3400的从供电用基板2000向上方突出的部分也进行锡焊，使供电用基板2000 保持在接线柱3400上。至此，磁力检测单元4500的配置等已结束。由此，完成了定子3000 的组装及配线。然后，将定子3000及供电用基板2000镶嵌成形，并将定子3000及供电用基板 2000利用模制树脂体5100密封。具体说来，将定子3000配置在金属模具内，利用热固性树 脂材料BMC(Bulk Molding Compound)进行镶嵌成形。因此，可将定子3000及供电用基板 2000密封在模制树脂体5100的内部。BMC是以不饱和聚酯树脂为主要成分、且将玻璃纤维 切短后与加固剂和填充剂、及催化剂等一起搅拌而成的树脂材料。然后，在固定轴3500的基端侧安装有推力轴承3700的状态下，将固定轴3500的 基端侧嵌入形成于凹部5200e的底面5200a的第1轴孔5200b内。然后，向心轴承4100及 驱动磁铁4200夹设有泵轮4000地成一体形成转子4000，在将该转子4000安装到固定轴 3500后，将推力轴承3800安装到固定轴3500上。然后，将0环1200安装在沟部5200h内后将罩子5300重叠在模制树脂体5100上， 并使固定轴3500的前端部嵌入形成在罩子5300上的第2轴孔5300a内。然后利用螺栓 1500使模制树脂体5100及罩子5300成为一体。由此完成泵装置1100。(第一实施方式的主要效果)如上所述，本实施方式中，覆盖定子3000的外壳由模制树脂体5100构成，该模制 树脂体5100的壁面自身构成与罩子5300间划分形成有泵室6000的隔板面5200。因此，无 需由别的部件构成隔板，可减少零件数量，从而实现低成本化。另外，定子3000与驱动磁铁 4200间夹设有模制树脂体5100的一部分(凹部5200e的侧面壁5200f)，所占的部分与通 过树脂成形作为别的零件形成的隔板不同，相当地薄。因此可使定子3000与驱动磁铁4200 更接近地配置，从而提高磁路的效率。另外，由于定子3000通过树脂模制密封在模制树脂体5100的内部，因此定子铁心 3600的固定位置不会错位，可精确地确保与驱动磁铁4200的相对位置，该驱动磁铁4200隔 着隔板面5200的侧壁部5200f与定子铁心3600相对配置。另外，要设定在磁路效率较高的位置时只需移动驱动磁铁4200侧即可，因此与以往的泵装置相比，更容易确保磁路的位 置精度。另外，本实施方式中，转子4000使用可绕固定轴3500旋转地受到支撑的轴固定侧 的马达1000，因此不同于轴旋转型的马达，无需在模制树脂体5100上形成向心轴承等，因 此可简化模制树脂体5100的结构。而且，本实施方式中，使用热固性树脂材料作为构成模制树脂体5100的树脂材 料，因此不同于热塑性树脂，可使模制树脂体5100的夹设于定子3000与驱动磁铁4200间 的侧壁部5200f形成得较薄，因此可提高磁路的效率。尤其在本实施方式中，采用热固性树 脂材料中以不饱和聚酯树脂为主要成分的BMC (Bulk Molding Compound)，因此可由具有良 好耐热性、耐大气腐蚀性、耐化学腐蚀性及绝缘性的树脂材料构成模制树脂体5100。另外， 由于BMC等热固性树脂材料在成形时几乎没有收缩(收缩率大致为0)，因此可由高尺寸精 度构成模制树脂体5100。而且，即使在高温、高湿环境下，由BMC构成的模制树脂体5100也 具有良好的尺寸安定性。由此，例如即使在泵室6000内流动有高温流体时，构成泵室6000 的模制树脂体5100的尺寸也不易发生变化，故泵室6000的尺寸也不易发生变化。因此，可 抑制因泵室6000的尺寸变化导致的泵装置1100的特性变化，使得泵装置1100的特性不受 损失。(第二实施方式)以下，根据附图所示的最佳实施方式对本发明的结构进行详细说明。另外，第二实 施方式是对第二发明进行的说明。而且，本发明的马达并不只限定于泵装置，但在本实施方 式中，将电动设备作为泵装置进行说明。(整体结构)图4是本发明一个实施方式的使用具有固定轴的马达的电动设备的剖视图。图5 是作为构成图4所示的电动设备的外壳的内部外壳的俯视图，图6是作为构成图4所示的 电动设备的外壳的外部外壳的仰视图，图7是将本发明一个实施方式的固定轴局部剖切加 以图示的主视图，图8是本发明一个实施方式的推力轴承的俯视图，图9是主要部分的分解 立体图。本实施方式中，电动设备1主要由马达50和作为泵室的泵51构成，该马达50和 泵51被收纳在外部外壳7和罩子2所包围的空间内。泵51如图4所示，包括压力流体(例如液体)的导入口 16和排出口 17;形成在 从导入口 16至排出口 17的流体路径18的中途部的负压室19 ；作为在负压室19内旋转的 叶轮的离心式风扇21。离心式风扇21随着构成马达50的一部分的转子部11的旋转而高速旋转，从而使 负压室19内形成负压将流体从导入口 16吸入后，该流体经由流体路径18从排出口 17排
出o而且，本实施方式中，负压室19内配置有构成马达50的转子部11。(马达的结构)如图4中，马达50由定子部5和转子部11构成，转子部11包括作为向心轴承的 陶瓷制的套筒20 ；与定子铁心13相对配置的转子磁铁(永磁体)22 ；夹设在套筒20与转子 磁铁22间的树脂制的离心式风扇(包含泵轮及扩散器)21。
利用该转子磁铁22的磁力和流过绕组15的电流根据佛莱明左手定则使转子部11 向规定的旋转方向旋转。定子部5主要由固定轴8、配置在固定轴8两端侧的推力轴承9、10、定子铁心13、 以及通过绕线管14卷设在定子铁心13上的绕组15。固定轴8如图4所示，配置在套筒20的中空圆筒内，套筒20在固定轴8的外周面 上滑动并旋转。固定轴8由硬质的陶瓷或不锈钢制成并形成为圆柱状。另外，固定轴8如图7所 示，其下端侧形成有供旋转轴线通过的向旋转轴线的垂直方向贯穿的卡扣用孔8a。该卡扣 用孔8a中贯穿有作为卡扣装置的轴状的固定销41。另外，由于卡扣用孔8a只是单纯的贯 通孔，因此即使是硬质的陶瓷或不锈钢制的固定轴8，也可容易地利用例如金属模具进行加工。另外，固定轴8的一端侧(图4的上端侧)由外部外壳7支撑，其另一端侧(图4 的下端侧)由内部外壳3支持。另外，外部外壳7与内部外壳3构成外壳。另外，本实施方式中，如图4所示，内部外壳3将呈大致有底圆筒形状的罩子2的 开放端封闭，在内部外壳3与罩子2形成的空间内形成有定子室4。另外，定子室4中配置有驱动马达50的驱动电路及控制电路，然而在此未图示，故 省略说明。内部外壳3如图5所示，由位于定子室4内部的有底圆筒部3a和位于该有底圆筒 部3a的开放端缘的凸缘部3b成一体地形成。另外，有底圆筒部3a的底壁中央形成有台座 部3d，该台座部3d位于固定轴8的同一轴上且形成有支撑固定轴8的一端的轴支撑孔3c。 而且，凸缘部3b上形成有供安装螺栓6贯穿的贯穿孔3e。另外，凸缘部3b上形成有环状沟 3f，该环状沟3f内插入有用以确保与外部外壳7间的密闭性的环状衬垫12。外部外壳7如图6所示，其中心形成有压力流体(在此为液体)的导入口 16和排 出口 17。另外，外部外壳7与内部外壳3共同形成从导入口 16至排出口 17的流体路径18， 且在其中途部形成负压室19。而且，外部外壳7形成有安装螺栓6的通孔7a。另外，在外 部外壳7上形成有用于形成流体路径18的螺旋状的壁7b。而且，向外部外壳7的中心延伸 的脚部7c上形成有在俯视图上呈大致圆形形状的轴支撑孔7d。该轴支撑孔7d的中心形成 在导入口 16的同一轴上。罩子2对应使用目的(使用环境)由具有防锈性的铝等金属或树脂构成，形成有 与安装螺栓6螺合的螺孔2a。另外，泵51通常称为密封泵，如图4所示，在罩子2与内部外壳3所包围的空间内 形成有定子室4，定子室4内配置有构成马达50的定子部5的定子铁心13、以及通过绕线 管14卷设在定子铁心13上的绕组15。而且，在内部外壳3与外部外壳7所包围的空间内 配置有马达50的转子部11和与其连接的泵51 (泵室)，其中配置有套筒20、转子磁铁22 及树脂制的离心式风扇(包含泵轮及扩散器)21。(推力轴承的防转装置)推力轴承9(10)如图8所示，其中心形成有供固定轴8贯穿的圆形形状的轴贯穿 孔9a(10a)。另外，推力轴承9(10)的外形为非圆形的形状，本实施方式中，如图9所示，将 其外周的2处切断来形成的切断部9b、9c (10b、10c)作为防转装置，在主视图上形成为大致椭圆形。推力轴承9与形成于内部外壳3的台座部3d的轴支撑孔3c嵌合。具体说来，形成于台座部3d的轴支撑孔3c在台座部3d的端面上开口且形成至台 座部3d的高度方向中途部。另外，台座部3d上包围轴支撑孔3c的外周地形成有在台座部 3d的端面上开口且比推力轴承9的厚度浅的凹状的推力轴承孔3g。推力轴承孔3g是非圆 形形状的孔，与嵌合的推力轴承9的外形呈大致相同的形状及大小。而且，推力轴承孔3g 内形成有壁部3j、3i，该壁部3j、3i的形状与将推力轴承9的外周的2处D切面形状的切断 部9b、9c的切断面形状大致相同。另外，台座部3d上形成有作为卡扣装置的沟状的支撑部3h，该支撑部3h朝台座部 3d的端面开口且位于推力轴承孔3g的内侧并横跨轴支撑孔3c。该支撑部3h形成得比推 力轴承孔3g深比轴支撑孔3c浅。外部外壳7如图6所示，在向其中心延伸的脚部7c上形成有在俯视图上呈大致圆 形形状的轴支撑孔7d。脚部7c上包围轴支撑孔7d的外周地形成有在脚部7c的端面上开 口且比推力轴承10的厚度浅的凹状的推力轴承孔7e。推力轴承孔7e是非圆形形状的孔， 与嵌合的推力轴承10的外形呈大致相同的形状及大小。而且，推力轴承孔7e内形成有壁 部7f、7g，该壁部7f、7g的形状与将推力轴承10的外周的2处D切面形状的切断部10b、10c 的切断面形状大致相同。接下来，对固定轴8、推力轴承9、10、内部外壳3以及外部外壳7的组装方法进行 说明。首先，如图9所示，固定轴8的卡扣用孔8a内插入并固接有固定销41。然后，将推 力轴承9套在固定轴8上，并与固定销41抵接。在此状态下，将固定轴8插入形成在内部外壳3的台座部3d上的轴支撑孔3c内。 由此，如图4所示，在固定销41 (卡扣装置)与沟状的支撑部3h (卡扣装置)嵌合的同时， 推力轴承9与推力轴承孔3g嵌合。也就是说，形成在推力轴承9上的切断部9b、9c与推力 轴承孔3g嵌合。由此，形成在推力轴承9上的D切面形状的切断部9b、9c与形成于推力轴 承孔3g内的壁部3j、3i相对，使得推力轴承9无法沿圆周方向移动。也就是说，推力轴承 9具有防转功能。另外，在推力轴承9与推力轴承孔3g嵌合时，可利用粘合剂等进行临时固定。这 样的话，在组装作业时，可防止推力轴承9从推力轴承孔3g内拔出。同样地，推力轴承10与形成在外部外壳7上的推力轴承孔7e嵌合。也就是说，形 成在推力轴承10上的切断部10b、10c与推力轴承孔7e嵌合。由此，形成在推力轴承10上 的D切面形状的切断部10b、10c与形成于推力轴承孔7e内的壁部7f、7g相对，使得推力轴 承10无法沿圆周方向移动。也就是说，推力轴承10具有防转功能。另外，在推力轴承10 与推力轴承孔7e嵌合时，可利用粘合剂等进行临时固定。这样的话，在组装作业时，可防止 推力轴承10从推力轴承孔7e内拔出。在将固定轴8安装到内部外壳3的台座部3c内后，将马达50的转子部11套在固 定轴8上。具体说来，使固定轴8贯穿在作为向心轴承的套筒20的中间空心内。在使固定 轴8贯穿后，将安装有推力轴承10的外部外壳7套在固定轴8上。如上所述，组装而成的电动设备1中，在马达50的转子部11旋转后，套筒20的两
12端受到推力轴承9、10所施加的推力负荷。此时，尤其是与离心式风扇21的高速旋转化成比例地负压室19内的负压逐渐增 大，转子部11沿固定轴8的轴线向负压室19侧位移，然而能可靠地确保配置在负压室19 侧的推力轴承10不相对于外部外壳7转动，因此与以往相比可更稳定地承受推力负荷。(第二实施方式的主要效果)在具有马达50和泵51的电动设备1中，推力轴承9、10的外形为非圆形形状，在 内部外壳3及外部外壳7上形成有形状、大小与该非圆形形状大致相同的推力轴承孔3g、 7e,因此能可靠地防止推力轴承9、10相对于作为外壳的内部外壳3及外部外壳7转动，且 提高这些零件的加工精度及其组装精度。而且，电动设备1中，推力轴承9的防转装置是利用推力轴承9的切断部9b、9c和 内部外壳3的推力轴承孔3g形成的，同样地，推力轴承10的防转装置是利用推力轴承10 的切断部10b、10c和外部外壳7的推力轴承孔7e形成的。由此，推力轴承9、10的轴贯通 孔9a、10a及固定轴8可维持高加工精度及组装精度以抑制轴晃动的发生。因此，无需对各 部件进行高精度加工，因此可缩短加工时间，控制成本。另外，推力轴承9的防转装置是利用推力轴承9的切断部9b、9c和内部外壳3的 推力轴承孔3g形成的，同样地，推力轴承10的防转装置是利用推力轴承10的切断部10b、 10c和外部外壳7的推力轴承孔7e形成的。由此，固定轴8不会对推力轴承9、10施加很大 的反力，因此，不会像以往例中那样发生集中。由此，可延长推力轴承9、10的寿命。而且，电动设备1中，内部外壳3的推力轴承孔3g是非圆形形状的孔，即D切面形 状的孔，且推力轴承9的外周形状是与D切面形状的孔卡合的非圆形形状，即形成D切面形 状的切断部9b、9c。同样地，外部外壳7的推力轴承孔7e是非圆形形状的孔，即D切面形状 的孔，且推力轴承10的外周形状是与D切面形状的孔卡合的非圆形形状，即形成D切面形 状的切断部10b、10c。由此，由于是D切面因此可通过简单的加工可靠地防止转动，提高内 部、外部外壳3、7及推力轴承9、10等各零件的加工精度，且提高组装精度。另外，电动设备1中，固定轴8的卡扣用孔8a内插入并固定有作为与内部外壳3 卡扣的卡扣装置的固定销41，因此固定轴8不会受推力轴承9、10的加工精度影响，能可靠 地卡扣于内部外壳3上。而且，电动设备1具有泵室51，该泵室51在形成有供压力流体(例如液体)通过 的流体路径18的一侧配置有离心式风扇21。由此，可提供一种电动设备1，其使用的马达 50能可靠地防止推力轴承9、10相对于内部、外部外壳3、7转动，且保持固定轴8的加工精 度，提高其各部件间的组装精度。上述实施方式是本发明的最佳实施方式中的一例，然而并不限定于此，在不脱离 本发明主旨的范围内可进行各种变形。另外，设置在固定轴8上的固定销41，除了上述轴状的零件外，也可使用开口销等 市场上贩卖的零件。而且，固定销41无需贯穿固定轴8，也可使其一端与固定轴8卡合，使 其另一端与内部外壳3卡合。此时，也可利用固定销41等将固定轴8固定于外部外壳7。(第二实施方式的变形例)图10是本发明第二实施方式的变形例的电动设备的主要部分的分解立体图。上述本实施方式中，公开了将推力轴承9、10的外周的2处切断来形成的切断部9b、9c及切断部10b、10c的防转装置，然而图10所示的实施方式2中，推力轴承69、70的外 周上形成有1处切断部69b、70b。另外，为配合推力轴承69、70的形状，例如可在内部外壳3的台座部3d上再形成 1个壁部3i，也可如图6所示地形成2个壁部。利用这样的结构，可使推力轴承69、70的结构进一步简化，且虽然直径与上述实 施方式相同但可确保与套筒20间较大的接触面积。(第二实施方式的其它变形例)图11是本发明第二实施方式的其它变形例的电动设备的主要部分的分解立体 图。上述电动设备中，公开了在推力轴承9、10、69、70的外周上形成有1处或2处D切 面形状的切断部9b、9c及切断部10b、10c的防转装置，然而图11所示的实施方式3中，推 力轴承89、90的外周上形成有1处小的缺口部89d、90d。另外，为配合推力轴承89、90的形状，例如可在内部外壳3的台座部3d上再形成 1个卡合凸壁3k。利用这样的结构，可使推力轴承89、90的结构进一步简化，且虽然直径与实施例 1、2相同但可确保与套筒20间更大的接触面积。(第二实施方式的其它别的变形例)如上所述，实施例1 3中，作为电动设备对泵进行了说明，然而也可用于其它装 置，如电动吸尘器的电动风机或换气扇等将液体或气体作为压力流体并将该压力流体导 入、排出的结构均可适用于本发明。
权利要求
一种马达，其特征在于，包括固定轴；支撑所述固定轴的两端的外壳；与所述固定轴相对地配置并且可旋转的向心轴承；承受该向心轴承的推力的推力轴承，所述外壳上形成有所述推力轴承的防转装置。
2.如权利要求1所述的马达，其特征在于，所述防转装置是非圆形形状的孔，且所述推 力轴承的外周形状是与所述非圆形形状的孔卡合的非圆形形状。
3.如权利要求2所述的马达，其特征在于，所述非圆形形状是将所述推力轴承的外周 的一部分切断所形成的D切面形状。
4.如权利要求3所述的马达，其特征在于，所述D切面形状是将所述推力轴承的沿半径 方向相对的外周上的2处切断后所形成的形状。
5.如权利要求1所述的马达，其特征在于，所述防转装置是局部具有凸部的非圆形形 状的孔，且所述推力轴承的外周形状是形成有与所述凸部卡合的凹部的非圆形形状。
6.如权利要求5所述的马达，其特征在于，所述凸部是从所述非圆形形状的孔的外周 向内周突出的卡合凸壁。
7.如权利要求1所述的马达，其特征在于，所述固定轴具有与所述外壳卡合的卡扣装置。
8.如权利要求7所述的马达，其特征在于，所述固定轴上沿垂直于旋转轴线的方向形 成有卡扣用孔，且所述卡扣用孔中插入有作为所述卡扣装置的固定销。
9.如权利要求8所述的马达，其特征在于，所述外壳上形成有与所述固定销嵌合的沟 状的支撑部。
10.一种电动设备，其特征在于，具有权利要求1至9中任一项所述的马达。
11.如权利要求10所述的电动设备，其特征在于，所述电动设备具有泵室，该泵室在形 成供流体通过的流路的一侧配置有叶轮。
全文摘要
本发明提供了一种马达及使该马达的电动设备。本发明的马达包括固定轴；支撑所述固定轴的两端的外壳；与所述固定轴相对地配置并且可旋转的向心轴承；承受该向心轴承的推力的推力轴承，所述外壳上形成有所述推力轴承的防转装置。
文档编号F04D13/06GK101860111SQ20101018291
公开日2010年10月13日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月10日
发明者小泽健, 藤岛真 申请人:日本电产三协株式会社