内转子型马达的制作方法
【专利摘要】内转子型马达。本实用新型的目的是低成本地提供一种高效率的内转子型马达。保持上轴承(5)的上托架(3)被从上方压入到定子铁芯(21)的外周，保持下轴承(6)的下托架(4)被从下方压入到定子铁芯(21)的外周。因此，对于定子(2)的长度不同的马达能够使用相同的托架(3、4)。并且，不需要托架紧固用的固定螺钉，因此能够减少部件个数。而且，不必在定子(2)内确保固定螺钉用的贯通插入区域，因此能够提高定子铁芯的磁特性，从而能够提高马达的能效。
【专利说明】内转子型马达
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内转子型马达，更加详细地说，关于以使定子与转子磁铁的径向外侧对置的方式配置的马达的改良。
【背景技术】
[0002]一般地，在内转子型马达中，转子磁铁固定于轴，定子配置于转子磁铁的径向外侦U。并且，支承轴的轴承分别配置于转子磁铁的上侧以及下侧，并且轴承分别被覆盖定子的托架支承。根据马达所要求的输出或者转矩等特性，定子的形状有所不同。因此，对于特性要求不同的马达必须使用不同的托架，因此无法实现通过部件的通用化来达到降低成本的目的。
[0003]另一方面，公知有一种利用两个托架夹持定子的两端，并且利用固定螺钉将这两个托架紧固的马达(例如，专利文献I)。若采用专利文献I所记载的结构，则能够对定子的长度不同的马达使用相同的托架。
[0004]然而，专利文献I的马达需要用于紧固托架的固定螺钉，因此存在有部件个数增多的问题。并且，还存在有必须根据定子的长度使用长度不同的固定螺钉的问题。而且，还存在有以下问题:由于必须在定子内确保固定螺钉用的贯通插入区域，因此导致定子铁芯的磁特性下降，从而马达的能效下降。
[0005]并且，托架的间隔由定子的轴向长度决定，从而托架的间隔受到定子的形状误差的影响。因此，在使用球轴承支承轴并将与托架的间隔对应的预压施加给该球轴承的情况下，定子的形状误差会给球轴承的预压带来影响。也就是说，存在有因定子的制造偏差而导致马达在动作时产生振动或者噪音，从而使马达的持久性恶化的问题。
实用新型内容
[0006]鉴于上述问题，本实用新型的目的是低成本地提供一种高效率的内转子型马达。
[0007]本实用新型所涉及的内转子型马达包括:轴，其以上下方向为旋转轴线，并且被上轴承以及下轴承支承为能够旋转；转子磁铁，其直接或者间接地固定于所述轴；定子，其隔着间隙与所述转子磁铁的径向外侧对置；上托架，其保持所述上轴承；以及下托架，其保持所述下轴承，所述定子在定子铁芯上隔着绝缘件而形成有卷线，所述内转子型马达的特征在于，所述上托架具有:上圆筒罩，其被从上方压入到所述定子铁芯的外周；上轴承保持部，其保持所述上轴承且沿轴向延伸；以及顶板部，其连接上圆筒罩以及上轴承保持部，所述下托架具有:下圆筒罩，其被从下方压入到所述定子铁芯的外周；下轴承保持部，其保持所述下轴承且沿轴向延伸；以及底板部，其连接下圆筒罩以及下轴承保持部，所述上托架以及下托架与所述定子铁芯通过压入而相固定。
[0008]通过这样的结构，能够对定子的长度不同的马达使用相同的托架，并且不需要用于将托架紧固的固定螺钉。因此，不必增加部件个数，能够实现部件的通用化且降低制造成本。并且，由于不需要固定螺钉用的贯通插入孔，因此能够提高定子的磁特性，从而能够提高马达的能效。
[0009]并且，在本实用新型所涉及的内转子型马达中，除了具有上述结构，所述上轴承以及下轴承包括夹持两个以上滚动体的外圈以及内圈，所述内转子型马达还具有预压部件，所述预压部件在轴向上与所述上轴承或者下轴承相邻配置，并且所述预压部件对所述上轴承以及下轴承施加同所述上托架与下托架之间的相对距离对应的预压。
[0010]通过这样的结构，能够在组装时调整球轴承的预压，从而能够防止定子的形状误差对球轴承的预压带来影响。因此，能够抑制马达在动作时产生振动或者噪音，从而能够提高马达的持久性。
[0011]并且，其特征在于，所述上轴承以及下轴承包括夹持两个以上滚动体的外圈以及内圈，所述内转子型马达还具有预压部件，所述预压部件在轴向上与所述上轴承或者下轴承相邻配置，并且所述预压部件对所述上轴承以及下轴承施加与所述上托架以及下托架的相对距离对应的预压。
[0012]并且，其特征在于，所述上轴承保持部具有:上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向上侧延伸；以及上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸，所述上轴承以及下轴承的内圈固定于所述轴，所述上轴承以及下轴承的外圈被保持为能够相对于所述上托架以及所述下托架在轴向上移动，所述预压部件配置在所述上轴承的外圈与所述上托架的上盖部之间。
[0013]并且，其特征在于，所述上轴承保持部具有:上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向上侧延伸；以及上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸，所述下轴承保持部具有:下圆筒部，其从所述下托架的底板部朝向下侧延伸；以及下盖部，其从所述下圆筒部的下端朝向径向内侧延伸，所述上轴承以及下轴承的内圈固定于所述轴，所述上轴承以及下轴承的外圈被保持为能够相对于所述上托架以及所述下托架在轴向上移动，所述预压部件配置在所述下轴承的外圈与所述下托架的下盖部之间。
[0014]并且，其特征在于，所述上托架的顶板部具有使其内周端位于更靠下方的位置的凹部，所述上轴承保持部的上圆筒部从所述上托架的顶板部的内周端朝向上侧延伸。
[0015]并且，其特征在于，所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度为所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度以上。
[0016]并且，其特征在于，所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度与所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度大致相同。
[0017]并且，其特征在于，所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度比所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度长。
[0018]并且，其特征在于，所述下托架在所述下圆筒罩上具有规定所述定子铁芯的压入长度的定位部，所述定子铁芯被压入成其外周的下端与所述定位部抵接。
[0019]并且，其特征在于，所述定子铁芯在其外周上形成有规定所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度的定位部，所述下托架被压入成其上端与所述定位部抵接。
[0020]并且，其特征在于，所述定子的外周由定子铁芯构成。
[0021]并且，其特征在于，所述定子铁芯被压入成其下端与所述下托架的顶板部抵接。
[0022]并且，其特征在于，所述内转子型马达具有固定于所述轴的限制部，所述上轴承保持部具有:上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向下侧延伸；以及上盖部，其从所述上圆筒部的下端朝向径向内侧延伸，所述上轴承的外圈固定于所述上轴承保持部，所述上轴承的内圈被支承为能够相对于所述轴在轴向上移动，所述下轴承的内圈固定于所述轴，所述下轴承的外圈被保持为能够相对于所述下轴承保持部在轴向上移动，所述预压部件配置在所述上轴承的内圈与所述限制部之间。
[0023]并且，其特征在于，所述上轴承保持部具有:上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向下侧延伸；以及上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸，所述下轴承保持部具有:下圆筒部，其从所述下托架的底板部朝向下侧延伸；以及下盖部，其从所述下圆筒部的下端朝向径向内侧延伸，所述上轴承的外圈固定于所述上轴承保持部，所述上轴承的内圈被支承为能够相对于所述轴在轴向上移动，所述下轴承的内圈固定于所述轴，所述下轴承的外圈被保持为能够相对于所述下轴承保持部在轴向上移动，所述预压部件配置在所述下轴承的外圈与所述下轴承保持部的下盖部之间。
[0024]并且，其特征在于，所述轴的从所述下托架突出的突出部用作输出轴。
[0025]并且，其特征在于，所述下轴承相对于所述下轴承保持部的插入长度比所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度长。
[0026]并且，其特征在于，所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度比所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度长。
[0027]并且，其特征在于，所述上托架在所述上圆筒罩的内周面的下端形成有随着朝向上方而向径向内侧倾斜的锥形部。
[0028]并且，其特征在于，所述上托架的下端与所述下托架的上端在轴向上隔着间隙对置，所述定子的外周面的一部分露出。
[0029]根据本实用新型，能够低成本地提供高效率的内转子型马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是实施方式I所涉及的马达100的外观立体图。
[0031]图2是实施方式I所涉及的马达100的外观立体图。
[0032]图3是图1的马达100的展开立体图。
[0033]图4是图1的马达100的剖视图。
[0034]图5是表示实施方式二所涉及的马达101的一构成例的剖视图。
[0035]图6是表示实施方式二所涉及的马达102的一构成例的剖视图。
[0036]图7是表示实施方式二所涉及的马达103的一构成例的剖视图。
[0037]图8是表示实施方式三所涉及的马达104的一构成例的剖视图。
[0038]图9是表示实施方式四所涉及的马达105的一构成例的剖视图。
[0039]图10是表示实施方式四所涉及的马达106的一构成例的剖视图。
[0040]符号说明
[0041]100— 106 马达
[0042]I旋转部
[0043]10 轴
[0044]11转子保持架
[0045]12转子磁铁
[0046]15限制部
[0047]2定子
[0048]21定子铁芯
[0049]21a定位部
[0050]22线圈
[0051]23绝缘件
[0052]24a,24b 抵接部
[0053]3上托架
[0054]31上圆筒罩
[0055]31e上圆筒罩的下端
[0056]31s上圆筒罩的锥形部
[0057]32顶板部
[0058]32c凹部
[0059]32h连接器开口部
[0060]33上轴承保持部
[0061]34上圆筒部
[0062]35上盖部
[0063]35h轴孔
[0064]4下托架
[0065]41下圆筒罩
[0066]41a定位部
[0067]41e下圆筒罩的上端
[0068]41s下圆筒罩的锥形部
[0069]42底板部
[0070]42h安装孔
[0071]43下轴承保持部
[0072]44下圆筒部
[0073]45下盖部
[0074]45h轴孔
[0075]5上轴承
[0076]51内圈
[0077]52滚动体
[0078]53外圈
[0079]6下轴承
[0080]61内圈
[0081]62滚动体
[0082]63外圈
[0083]7、7’预压部件
[0084]8电路板
[0085]8c连接器
[0086]80电路板
[0087]210铁芯背部
[0088]211磁极齿
[0089]J中心轴线
【具体实施方式】
[0090]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。在本说明书中，为了方便起见，以马达的中心轴线J的方向作为上下方向来进行说明，但是这并不限定为本实用新型所涉及的马达的使用时的姿势。并且，将马达的中心轴线J的方向简称为“轴向”，将以马达的中心轴线J为中心的径向以及周向简称为“径向”以及“周向”。并且，在图中适当地用“ X ”表示压入固定，用“Λ ”表示间隙配合。
[0091]实施方式一
[0092]图1至图4是表示本实用新型的实施方式一所涉及的马达100的一构成例的图。图1以及图2为马达100的外观立体图。图1和图2表示从相互不同的方向观察到的外观。图3是马达100的展开立体图，并表示将构成马达100的各部件沿轴向展开的样子。图4是马达100的剖视图，表示利用包含马达100的中心轴线J的剖切面剖切所得的截面。
[0093]马达100为转子磁铁12固定于轴10、定子2隔着间隙与转子磁铁12的径向外侧对置的内转子型马达。在转子磁铁12的轴向两侧设置有支承轴10的上轴承5以及下轴承6。并且，在定子2的轴向两侧设置有上托架3以及下托架4，上托架3以及下托架4分别保持上轴承5以及下轴承6。
[0094]马达100作为家电产品、办公设备、医疗设备以及汽车等驱动装置的驱动源使用，并且由固定于驱动装置的壳体的静止部和被该静止部支承为能够旋转的旋转部I构成。旋转部I包括轴10、转子保持架11以及转子磁铁12。另一方面，静止部包括定子2、上托架3、下托架4、上轴承5、下轴承6、预压部件7以及电路板8。以下，对这些各部件进行详细说明。
[0095]<旋转部1>
[0096]轴10为沿轴向(上下方向)延伸的大致圆柱状的部件，并且被上轴承5以及下轴承6支承，且以中心轴线J为中心旋转。轴10的下端部具有朝向下托架4的下方突出的突出部。该突出部作为输出轴与驱动装置的驱动部连接。另外，也能够使轴10的上端部朝向上托架3的上方突出，从而将该突出部作为输出轴与驱动装置的驱动部连接。
[0097]转子保持架11为在定子2的径向内侧与轴10 —起旋转的部件。图示的转子保持架11具有沿轴向延伸的筒状部和从该筒状部的轴向中央朝向径向内侧延伸的连接部，转子保持架11的截面呈大致H形状。
[0098]转子磁铁12为圆筒形状的永磁铁，并且固定于转子保持架11的外周面。并且，在转子磁铁12的径向外侧形成有在径向上与定子2对置的磁极面。该磁极面被磁化成N极的磁极面和S极的磁极面在周向上交替排列。另外，也可不使用转子保持架11，而使转子磁铁12直接地固定于轴10。
[0099]< 定子 2>
[0100]定子2为马达100的电枢。定子2包括定子铁芯21、线圈22以及绝缘件23。定子2形成于转子磁铁12的径向外侧且呈大致圆筒形状。定子2隔着间隙与转子磁铁12的外周面在径向上对置。
[0101]定子铁芯21由沿轴向层叠硅钢板等磁性钢板而形成的层叠钢板构成。各磁性钢板具有环状的铁芯背部210和从该铁芯背部210朝向径向内侧突出的多根磁极齿211。
[0102]线圈22为隔着绝缘件23卷绕到定子铁芯21的磁极齿211的卷线。若向线圈22提供驱动电流，则在作为磁芯的磁极齿211产生径向磁通。因此，在磁极齿211与转子磁铁12之间产生周向转矩，从而旋转部I以中心轴线J为中心旋转。
[0103]绝缘件23为使定子铁芯21和线圈22电绝缘的由树脂制成的部件。绝缘件23例如由从轴向两侧夹持定子铁芯21的上绝缘件以及下绝缘件构成。绝缘件23通过从绝缘件23上将线圈22卷绕至定子铁芯21的磁极齿211而固定于定子铁芯21。
[0104]〈上托架3>
[0105]上托架3为压入固定于定子2并且保持上轴承5的由金属制成的部件。上托架3例如通过将镀锌钢板等金属板进行冲压加工而获得。上托架3由上圆筒罩31、顶板部32以及上轴承保持部33构成。
[0106]上圆筒罩31呈有盖圆筒形状，其上端设置有顶板部32，下端开放。上圆筒罩31被从上方压入到定子铁芯21的外周从而固定于定子铁芯21。并且，在上圆筒罩31的内周面的下端侧设置有随着朝向上方而向径向内侧倾斜的锥形部31s。锥形部31s的内径随着靠近下端31e而逐渐扩展。因此，在将定子铁芯21的上端压入到上圆筒罩31内时，能够防止定子铁芯21的外周面损伤。
[0107]顶板部32由从上圆筒罩31的上端朝向径向内侧延伸、并且与上轴承保持部33的下端连接的大致板状体构成。也就是说，顶板部32具有包围上轴承保持部33的圆环状的平面形状。并且，在顶板部32设置有连接器开口部32h以及凹部32c。
[0108]连接器开口部32h为用于使连接器8c露出的开口。凹部32c为形成于顶板部32的内周缘的凹陷处。与没有形成凹部32c的情况相比，通过形成凹部32c，能够使顶板部32的内周端位于更靠下方的位置。其结果是，能够将上轴承保持部33配置在更靠定子2侧的位置。因此，在轴向上能够抑制马达100的长度，并且能够延长上轴承5相对于上轴承保持部33的插入长度。因此，能够提高上轴承5的安装精度，从而能够提高轴10的同轴精度。另外也可以省略凹部32c。
[0109]上轴承保持部33由沿轴向延伸的上圆筒部34和覆盖上轴承5的外圈53的上盖部35构成，并且呈有盖圆筒形状，上轴承保持部33保持上轴承5。
[0110]上圆筒部34为从顶板部32的内周端朝向上方延伸的大致圆筒形状。上轴承5被从将上圆筒部34的下端开放而形成的开口部插入。上轴承5的外圈53被间隙配合到上圆筒部34内，并被上圆筒部34的内周面保持为能够在轴向上移动。另外，只要限制了上轴承5的外圈53的径向移动即可。例如,如图4所不,也可为外圈53的一部分从上圆筒部34朝向下方突出的状态。
[0111]上盖部35为从上圆筒部34的上端朝向径向内侧延伸的大致板状体。在上盖部35设置有与轴10对应的轴孔35h。也就是说，上盖部35具有包围轴孔35h并且覆盖上轴承5的外圈53的上表面的圆环状的平面形状。
[0112]〈下托架〉
[0113]下托架4为被压入固定于定子2、并且保持下轴承6的由金属制成的部件。下托架4例如通过将铝板进行冲压加工而获得。下托架4由下圆筒罩41、底板部42以及下轴承保持部43构成。
[0114]下圆筒罩41呈有底圆筒形状，其下端设置有底板部42，上端开放。下圆筒罩41被从下方压入到定子铁芯21的外周，从而固定于定子铁芯21。并且，在下圆筒罩41的内周面的上端侧设置有随着朝向上方而向径向内侧倾斜的的锥形部41s。锥形部41s的内径随着靠近上端41e而逐渐扩展。因此，在将定子铁芯21的下端压入下圆筒罩41内时，能够防止定子铁芯21的外周面损伤。
[0115]定位部41a为规定定子铁芯21相对于下托架4的压入长度的构件。定位部41a沿周向延伸并且形成为下圆筒罩41的台阶形状。下圆筒罩41的内径以定位部41a为边界而不同，上侧的内径比下侧的内径大。因此，若将定子铁芯21压入成定子铁芯21的外周的下端与定位部41a抵接，则能够使定子铁芯21相对于下托架4的压入长度为预先设定的长度。
[0116]另外，也能够省略定位部41a。并且，也能够通过使绝缘件23与定位部41a抵接而进行定位。但是，不存在绝缘件23地使定子铁芯21与定位部41a抵接的情况更能精确地定位。
[0117]底板部42为从下圆筒罩41的下端朝向径向内侧延伸并且与下轴承保持部43的上端连接的大致板状体。也就是说，底板部42具有包围下轴承保持部43的圆环状的平面形状。并且，底板部42的下端面用作将马达100安装到驱动装置(无图示)的安装面，在底板部42设置有多个安装孔42h。
[0118]下轴承保持部43由沿轴向延伸的下圆筒部44和覆盖下轴承6的外圈63的下表面的下盖部45构成，并且呈有底圆筒形状。下轴承保持部43保持下轴承6。
[0119]下圆筒部44为从底板部42的内周端朝向下方延伸的大致圆筒形状。下轴承6从将下圆筒部44的上端开放而形成的开口部插入。下轴承6的外圈63间隙配合于下圆筒部44内。下轴承6的外圈63被下圆筒部44的内周面保持为能够沿轴向移动。另外，只要限制了下轴承6的外圈63的径向移动即可。例如，如图4所示，也可呈外圈63的一部分从下圆筒部44朝向上方突出的状态。
[0120]下盖部45为从下圆筒部44的下端朝向径向内侧延伸的大致板状体，并且设置有与轴10对应的轴孔45h。也就是说，下盖部45具有包围轴孔45h的圆环状的平面形状。并且，下轴承6的外圈63与下盖部45在轴向上对置。并且，下轴承6的内圈61与轴孔45h在轴向上对置。因此，在将下托架4朝向轴向上方施力时，虽然下轴承6的外圈63与下盖部45抵接，但是下轴承6的内圈61不与下盖部45抵接。
[0121 ] <上轴承5和下轴承6>
[0122]上轴承5为在比转子磁铁12靠上侧的位置将轴10支承为旋转自如的部件。上轴承5以内圈51以及外圈53夹持两个以上滚动体52的方式构成。上轴承5的内圈51通过压入而固定于轴10。上轴承5的外圈53与上轴承保持部33间隙配合，并且被保持为能够在轴向上移动。
[0123]下轴承6为在比转子磁铁12靠下侧的位置将轴10支承为旋转自如的部件。下轴承6以内圈61以及外圈63夹持两个以上滚动体62的方式构成。下轴承6的内圈61通过压入而固定于轴10。下轴承6的外圈63与下轴承保持部43间隙配合，并且被保持为能够在轴向上移动。
[0124]〈预压部件7>
[0125]预压部件7为向上轴承5以及下轴承6施加预压的弹性部件。例如使用波形垫圈作为预压部件7。预压部件7在轴向上与上轴承5的外圈53相邻配置，并且向上轴承5以及下轴承6施加预压。
[0126]预压部件7配置在上轴承5的外圈53与上托架3的上盖部35之间。预压部件7对外圈53朝向轴向下方施力。此时，在上托架3的上盖部35作用有该作用力的反力。上托架3以及下托架4都固定于定子铁芯21。因此，下托架4的下盖部45被上述反力朝向轴向上方施力，下轴承6的外圈63也被下盖部45朝向轴向上方施力。
[0127]也就是说，预压部件7以相同的作用力将上轴承5的外圈53朝向轴向下方施力，并且将下轴承6的外圈63朝向轴向上方施力。另一方面，上轴承5的内圈51以及下轴承6的内圈61都固定于轴10。因此，预压部件7的作用力成为上轴承5以及下轴承6的预压。
[0128]预压部件7的作用力由上盖部35以及下盖部45之间的间隔决定。因此，如果缩短该间隔，则预压部件7的作用力增大，如果延长该间隔，则预压部件7的作用力减小。因此，上轴承5以及下轴承6的预压为同上托架3与下托架4之间的相对距离对应的值，从而能够在压入作业时进行调整。
[0129]〈电路板8>
[0130]电路板8为装设有用于向线圈22提供驱动电流的电路的基板，并且借助绝缘件23而被固定。电路板8呈大致圆板形状，并且设置有与轴10对应的贯通孔8h。并且，在电路板8的下表面设置有磁传感器8s，在电路板8的上表面设置有连接器Sc。
[0131]能够相对于安装有定子2的下托架4安装将上轴承5压入固定于轴10而形成的旋转部I。并且，贯通孔8h的内径比上轴承5的外径大。此时，上轴承5穿过电路板8，电路板8被固定到绝缘件23。
[0132]磁传感器8s为检测转子磁铁12的旋转位置的传感器。磁传感器8s以与转子磁铁12的上端对置的方式配置。磁传感器8s例如可以使用霍尔元件。
[0133]连接器Sc为用于以能够装卸的方式将电路板8与外部装置连接的构件。连接器8c以与上托架3的连接器开口部32h对置的方式配置。电路板8借助连接器8c而从外部获得电源。并且，磁传感器8s的检测结果通过连接器8c输出到外部。
[0134]构成本实施方式所涉及的马达100的各部件如上所述。以下，对这些部件之间的相互关系和由此产生的作用效果进行详细说明。
[0135](I)托架的压入固定
[0136]在本实施方式所涉及的马达100中，上托架3以及下托架4与定子铁芯21通过压入而相固定。更加具体地说，保持上轴承5的上托架3被从上方压入到定子铁芯21的外周。并且，保持下轴承6的下托架4被从下方压入到定子铁芯21的外周。
[0137]通过采用这样的结构，能够在利用上托架3以及下托架4夹持定子铁芯21的状态下将上托架3以及下托架4与定子2相互固定，从而实现一体化。因此，能够对定子铁芯21的长度不同的马达使用相同的上托架3以及下托架4。
[0138]利用托架完全覆盖定子的以往的马达必须根据定子的长度使用形状不同的托架。其结果是，存在有不能对输出或者转矩等特性要求不同的马达通用相同的托架的问题。
[0139]与此相对地，在本实施方式所涉及的马达100中，对于定子铁芯21的长度不同的马达100，能够通用上托架3以及下托架4。特别是，在定子铁芯21为层叠钢板的情况下，若磁性钢板的外径相同，则即使各磁性钢板的厚度和层叠张数等不同，也能够通用上托架3以及下托架4。因此，能够通过部件的通用化来抑制制造成本，从而能够低成本地提供特性要求不同的各种马达100。
[0140]并且，在专利文献I所记载的以往的马达中，在利用两个托架夹持定子的状态下，使用贯通定子的固定螺钉将该托架紧固。因此，需要将托架紧固用的固定螺钉，从而存在部件个数增多的问题。并且，还存在必须根据定子的长度使用长度不同的固定螺钉的问题。并且，必须在定子内确保贯通插入固定螺钉的区域，从而存在有定子铁芯的磁特性下降，从而马达的效率下降的问题。
[0141]与此相对地，在本实施方式所涉及的马达100中，由于上托架3以及下托架4通过压入而与定子铁芯21相固定，因此不需要固定螺钉，从而能够减少部件个数。并且，不必为了确保固定螺钉用的贯通插入区域而使定子铁芯的磁特性下降，从而能够提高马达的能效。
[0142]并且，上托架3以及下托架4彼此分离地配置。也就是说，上托架3的下端与下托架4的上端在轴向上隔着间隙对置，并且从该间隙露出了定子2的外周面的一部分。因此，能够有效地将定子2的热量排出，从而能够进一步提高马达的效率。
[0143](2)利用托架间隔进行预压调整
[0144]本实施方式所涉及的马达100具有以下结构。上轴承5的内圈51和下轴承6的内圈61都固定于轴10。上托架3具有呈有盖圆筒形的上轴承保持部33，并且将上轴承5的外圈53保持为能够在轴向上移动。下托架4具有呈有底圆筒形的下轴承保持部43，并且将下轴承6的外圈63保持为能够在轴向上移动。预压部件7配置在上轴承保持部33的上盖部35与上轴承5的外圈53之间。
[0145]通过采用这样的结构，能够对上轴承5以及下轴承6施加同上托架3与下托架4之间的相对距离对应的预压。上托架3与下托架4之间的相对距离能够在将定子铁芯21压入到上托架3或者下托架4中时调整。因此，能够在组装时调整施加到上轴承5以及下轴承6的预压，从而能够将所要求的预压施加到上轴承5以及下轴承6。
[0146]专利文献I所记载的以往的马达存在有如下问题:由于托架的相对距离由定子的长度决定，因此定子的长度误差会给上轴承以及下轴承的预压带来影响。特别是，在定子铁芯为层叠钢板的情况下，磁性钢板的厚度误差与层叠张数对应地累积，从而定子铁芯的长度容易产生较大的误差，难以向上轴承以及下轴承施加适当的预压。
[0147]与此相对地，在本实施方式所涉及的马达100中，由于上托架3以及下托架4与定子铁芯21通过压入而相固定，因此能够在压入时调整上托架3与下托架4之间的相对距离。因此，即使在因制造偏差等导致定子2产生形状误差的情况下，也能够对上轴承5以及下轴承6施加适当的预压。因此，能够抑制在动作时产生振动或者噪音，并且能够提高马达100的持久性。
[0148](3)上托架3的压入长度与上轴承5的插入长度之间的关系
[0149]本实施方式所涉及的马达100以如下方式构成:上轴承5相对于上托架3的上轴承保持部33的插入长度为定子铁芯21相对于上托架33的上圆筒罩31的压入长度以上。
[0150]通过采用这样的结构，在将旋转部I以及定子2安装到下托架4后，在安装上托架3时，在上轴承5开始插入到上轴承保持部33之前，能够防止定子铁芯21开始压入到上圆筒罩31。
[0151]在定子铁芯21先开始压入到上圆筒罩31，然后上轴承5开始插入到上轴承保持部33中的情况下，有可能出现倾斜状态的上轴承5插入到上轴承保持部33的情况。在那种情况下，有可能使轴10的同轴精度下降。因此，能够使上轴承5相对于上轴承保持部33的插入长度为定子铁芯21相对于上圆筒罩31的压入长度以上。由此，先开始插入上轴承5。其结果是，能够使上轴承5与下轴承6同轴，并且将上托架3固定到定子2。因此，能够提高上轴承5的安装精度从而能够精确地进行轴10的同轴设置。
[0152]特别优选上轴承5相对于上托架3的上轴承保持部33的插入长度与定子铁芯21相对于上托架3的上圆筒罩31的压入长度大致相同。通过延长定子铁芯21相对于上圆筒罩31的压入长度，能够增强定子2与上托架3之间的紧固强度。因此，通过上轴承5的插入长度与定子铁芯21相对于上托架3的压入长度大致相同，能够精确地进行轴10的同轴配置，并且也提高定子2与上托架3之间的紧固强度。
[0153](4)托架4的压入长度
[0154]本实施方式所涉及的马达100以如下方式构成:定子铁芯21相对于下托架4的下圆筒罩41的压入长度比定子铁芯21相对于上托架3的上圆筒罩31的压入长度长。通过采用这样的结构，能够提高定子2与下托架4之间的紧固强度。
[0155]若延长定子铁芯21相对于下托架4的下圆筒罩41的压入长度，则能够增强定子2与下托架4之间的紧固强度。如上所述，从轴10的同轴精度的这一点来看，定子铁芯21相对于上托架3的压入长度存在制约，但是定子铁芯21相对于下托架4的压入长度却没有这样的限制。因此，通过将定子铁芯21向下托架4的压入长度设置得比定子铁芯21向上托架3的压入长度长，能够提高定子2与下托架4之间的紧固强度。特别适用于轴10的下侧为输出轴、向下托架4施加的负荷比向上托架3施加的负荷大的情况。
[0156]并且，在本实施方式所涉及的马达100中，规定定子铁芯21的压入长度的定位部41a设置于下托架4的下圆筒罩41上，并且与定子铁芯21的外周的下端抵接。因此，能够将定子铁芯21相对于下圆筒罩41的压入长度设置为恒定长度。
[0157]通过将定子铁芯21相对于下托架4的下圆筒罩41的压入长度设置为恒定长度，能够以恒定的紧固强度固定定子2以及下托架4。并且，在定子铁芯21相对于下托架4的压入不充分的情况下，成为定子2相对于旋转部I上浮的状态。在这种情况下，在安装上托架3时，在开始插入上轴承5前，开始压入定子铁芯21。因此，通过在下圆筒罩41设置定位部41a，将定子铁芯21相对于下托架4的压入长度设置为恒定长度，能够提高轴10的同轴精度。
[0158](5)上轴承5以及下轴承6的插入长度之间的关系
[0159]以下轴承6相对于下轴承保持部43的插入长度比上轴承5相对于上轴承保持部33的插入长度长的方式构成。在轴10的下侧为输出轴的情况下，对下托架4施加的负荷比对上托架3施加的负荷大。因此，通过延长下轴承6的插入长度，能够抑制轴10的同轴精度经久而降低，从而能够提高马达的持久性。
[0160]实施方式二
[0161]在实施方式一中，以通过使定子铁芯21的下端与定位部41a抵接而将下托架4的压入长度设置为恒定长度的情况为例进行了说明。与此相对地，在本实施方式中，对通过其他方法将下托架4的压入长度设置为恒定长度的情况进行说明。另外，对于与上述实施方式所涉及的马达100相同的构成部分省略重复的说明。
[0162]图5是表示本实用新型的实施方式二所涉及的马达101的一构成例的剖视图。图中的抵接部24a为绝缘件23的朝向径向外侧凸出的一部分。抵接部24a的外径与定子铁芯21的外径大致一致，并且在定子铁芯21的外周面的下方配置有抵接部24a的外周面。
[0163]若将定子2压入下托架4，则抵接部24a的外周的下端与下圆筒罩41的定位部41a抵接。因此，能够进行下托架4相对于定子2的定位，并且，能够使定子铁芯21相对于下托架4的压入长度为预先设定的长度。也就是说，通过使绝缘件23与定位部41a抵接来取代使定子铁芯21与定位部41a抵接，能够将定子铁芯21相对于下托架4的压入长度设为恒定长度。
[0164]图6是表示本实用新型的实施方式二所涉及的马达102的一构成例的剖视图。图中的抵接部24b为定子2的与下托架4的底板部42抵接的一部分。该抵接部24b为绝缘件23的向下方突出的一部分，但是也可为定子铁芯21的朝向下方突出的一部分。
[0165]若将定子2压入到下托架4，则抵接部24b的下端与下托架4的底板部42抵接。因此，能够进行下托架4相对于定子2的定位，并且能够使定子铁芯21相对于下托架4的压入长度为预先设定的长度。也就是说，通过使抵接部24b与底板部42抵接来取代使用定位部41a，能够使定子铁芯21相对于下托架4的压入长度为恒定长度。
[0166]图7是表示本实用新型的实施方式二所涉及的马达103的一构成例的剖视图。马达103具有定位部21a来取代定位部41a作为规定定子铁芯21相对于下托架4的压入长度的构件。
[0167]定位部21a在定子铁芯21的外周面上形成为沿周向延伸的台阶形状。定子铁芯21的外径以定位部21a为边界而不同，上侧的外径比下侧的外径大。因此，若将定子铁芯21压入成下托架4的下圆筒罩41的上端41e与定位部21a抵接，则能够使定子铁芯21相对于下托架4的压入长度为预先设定的长度。
[0168]实施方式三
[0169]在实施方式一中，对预压部件7与上轴承5相邻配置的情况的例子进行了说明。与此相对地，在本实施方式中，对预压部件7与下轴承6相邻配置的情况进行说明。另外，对于与上述实施方式所涉及的马达100至103相同的结构部分省略重复的说明。
[0170]图8是表示本实用新型的实施方式三所涉及的马达104的一构成例的剖视图。图中的预压部件7为在轴向上与下轴承6的外圈63相邻配置，并且对上轴承5以及下轴承6施加预压的弹性部件，预压部件7例如使用波形垫圈。
[0171]预压部件7配置在下轴承6的外圈63与下托架4的下盖部45之间，并对外圈63朝向轴向上方施力。此时，在下托架4的下盖部45作用有该作用力的反力。由于上托架3以及下托架4都固定于定子铁芯21，因此上托架3的上盖部35被上述反力朝向轴向下方施力，上轴承5的外圈53也被上盖部35朝向轴向下方施力。
[0172]也就是说，能够采用预压部件7与下轴承6相邻配置的结构来取代预压部件7与上轴承5相邻配置的结构。另外，预压部件7的作用力为施加在上轴承5以及下轴承6的预压、上轴承5以及下轴承6的预压为同上托架3与下托架4之间的相对距离对应的值的情况与图4中的马达100 (实施方式一)的情况完全相同。
[0173]另外，上轴承5的外圈53与上盖部35在轴向上对置，而上轴承5的内圈51与轴孔35h在轴向上对置。因此，在将上托架3朝向轴向下方施力的情况下，构成为上轴承5的外圈53与上盖部35抵接，但是上轴承5的内圈51不与上盖部35抵接。
[0174]实施方式四
[0175]在实施方式I中，以上轴承保持部33形成在比底板部32靠上侧的位置的情况为例进行了说明。与此相对地，在本实施方式中，对上轴承保持部33形成在比顶板部32靠下侧的位置的情况进行说明。另外，对于与上述实施方式所涉及的马达100至104相同的结构部分省略重复的说明。
[0176]图9是表示本实用新型的实施方式四所涉及的马达105的一构成例的剖视图。马达105与图8中的马达104(实施方式三)相比，上轴承保持部33的形状和上轴承5的保持方法与实施方式三不同，并且，本实施方式的马达105具有限制部15这一点也与实施方式三不同。
[0177]上轴承保持部33由沿轴向延伸的上圆筒部34和覆盖上轴承5的外圈53的上表面的上盖部35构成，且呈有底圆筒形状，并且保持上轴承5。上圆筒部34呈从顶板部32的内周端朝向下方延伸的大致圆筒形状。上轴承5从将上圆筒部34的上端开放而形成的开口部插入。上盖部35为从上圆筒部34的下端朝向径向内侧延伸的大致板状体，并且在上盖部35设置有与轴10对应的轴孔35h。
[0178]限制部15在比上轴承5靠转子磁铁12侧的位置固定于轴10，从而限制上轴承5的内圈51朝向轴向下方移动。限制部15例如为圆环状的大致平板，并且嵌合于形成在轴10的外周面的圆环状的槽中，从而构成旋转部I。另外，限制部15与上轴承5的内圈51在轴向上对置，但是限制部15与上轴承5的外圈53在轴向上不对置，限制部15只限制内圈51移动。
[0179]上轴承5的外圈53被压入固定于上轴承保持部33中。上轴承5的内圈51与轴10间隙配合，并被保持为能够沿轴向移动，并且朝向轴向下方的移动被限制部15限制。
[0180]预压部件7与图8的马达104 (实施方式三)相同，配置在下轴承6的外圈63与下托架4的下盖部45之间，并且对外圈63向轴向上方施力。此时，在下托架4的下盖部45作用有该作用力的反力，上托架3的上轴承保持部33被朝向轴向下方施力。其结果是，固定于上轴承保持部33的上轴承5的外圈53也被朝向轴向下方施力。
[0181]也就是说，预压部件7以相同的作用力将下轴承6的外圈63朝向轴向上方施力，并且将上轴承5的外圈53朝向轴向下方施力。另一方面,下轴承6的内圈61固定于轴10,上轴承5的内圈51还与限制部15抵接，因此不能朝向下方移动。因此，预压部件7的作用力为施加到上轴承5以及下轴承6的预压。并且，该预压为同上托架3与下托架4之间的相对距离对应的值。
[0182]图10是表示本实用新型的实施方式四所涉及的马达106的一构成例的剖视图。与图9的马达105相比，马达106具有预压部件7’来取代预压部件7。
[0183]预压部件7’为在轴向上与上轴承5的内圈51相邻配置并对上轴承5以及下轴承6施加预压的弹性部件，例如使用螺旋弹簧。预压部件V配置在上轴承5的内圈51与限制部15之间，并且对内圈51朝向轴向上方施力。此时，在限制部15作用该作用力的反力。由于限制部15以及下轴承6的内圈61都固定于轴10，因此下轴承6的内圈61被所述反力朝向轴向下方施力。
[0184]也就是说，预压部件7’以相同的作用力，对上轴承5的内圈51朝向轴向上方施力，并且对下轴承6的内圈61朝向轴向下方施力。另一方面,上轴承5的外圈53固定于上托架3，下轴承6的外圈63也与下盖部45抵接，从而下轴承6的外圈63相对于下托架4不能向下方移动。因此预压部件7’的作用力为施加到上轴承5以及下轴承6的预压。并且，该预压为同上托架3与下托架4之间的相对距离对应的值。
[0185]本实施方式所涉及的马达105、106的上轴承保持部33配置在比上托架的顶板部32靠下侧的位置。因此，能够将马达105、106的长度缩短从而能够将马达小型化。
[0186]在上述所有的实施方式中，上托架3以及下托架4与定子2的固定方法不限于压入也可是将压入和粘接固定组合的方法。并且，也可通过焊接而将上托架3以及下托架4与定子2固定。也就是说，只要不使用螺钉等将上托架3以及下托架4与定子2固定，就能规定上托架3以及下托架4相对于定子2的轴向位置即可。
【权利要求】
1.一种内转子型马达，其包括: 轴，其以上下方向为旋转轴线，并且被上轴承以及下轴承支承为能够旋转； 转子磁铁，其直接或者间接地固定于所述轴； 定子，其隔着间隙与所述转子磁铁的径向外侧对置； 上托架，其保持所述上轴承；以及 下托架，其保持所述下轴承， 所述定子在定子铁芯上隔着绝缘件而形成有卷线，所述内转子型马达的特征在于， 所述上托架具有: 上圆筒罩，其被从上方压入到所述定子铁芯的外周； 上轴承保持部，其保持所述上轴承并且沿轴向延伸；以及 顶板部，其连接上圆筒罩以及上轴承保持部， 所述下托架具有: 下圆筒罩，其被从下方压入到所述定子铁芯的外周； 下轴承保持部，其保持所述下轴承并且沿轴向延伸；以及 底板部，其连接下圆筒罩以及下轴承保持部， 所述上托架以及下托架与所述定子铁芯通过压入而相固定。
2.根据权利要求1所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承以及下轴承包括夹持两个以上滚动体的外圈以及内圈， 所述内转子型马达还具有预压部件，该预压部件在轴向上与所述上轴承或者下轴承相邻配置，并且对所述上轴承以及下轴承施加同所述上托架与下托架之间的相对距离对应的预压。
3.根据权利要求2所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承保持部具有: 上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向上侧延伸；以及 上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸， 所述上轴承以及下轴承的内圈固定于所述轴， 所述上轴承以及所述下轴承的外圈被保持为能够相对于所述上托架以及所述下托架在轴向上移动， 所述预压部件配置在所述上轴承的外圈与所述上托架的上盖部之间。
4.根据权利要求2所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承保持部具有: 上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向上侧延伸；以及 上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸， 所述下轴承保持部具有: 下圆筒部，其从所述下托架的底板部朝向下侧延伸；以及 下盖部，其从所述下圆筒部的下端朝向径向内侧延伸， 所述上轴承以及下轴承的内圈固定于所述轴， 所述上轴承以及下轴承的外圈被保持为能够相对于所述上托架以及所述下托架在轴向上移动， 所述预压部件配置在所述下轴承的外圈与所述下托架的下盖部之间。
5.根据权利要求3或者4所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上托架的顶板部具有使其内周端位于更靠下方的位置的凹部， 所述上轴承保持部的上圆筒部从所述上托架的顶板部的内周端朝向上侧延伸。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度为所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度以上。
7.根据权利要求6所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度与所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度相同。
8.根据权利要求6所述的内转子型马达，其特征在于， 所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度比所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度长。
9.根据权利要求6所述的内转子型马达，其特征在于， 所述下托架在所述下圆筒罩上具有规定所述定子铁芯的压入长度的定位部， 所述定子铁芯被压入成其外周的下端与所述定位部抵接。
10.根据权利要求6所述的内转子型马达，其特征在于， 所述定子铁芯在其外周上形成有规定所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度的定位部， 所述下托架被压入成其上端与所述定位部抵接。
11.根据权利要求9所述的内转子型马达，其特征在于， 所述定子的外周由定子铁芯构成。
12.根据权利要求6所述的内转子型马达，其特征在于， 所述定子铁芯被压入成其下端与所述下托架的顶板部抵接。
13.根据权利要求2所述的内转子型马达，其特征在于， 所述内转子型马达具有固定于所述轴的限制部， 所述上轴承保持部具有: 上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向下侧延伸；以及 上盖部，其从所述上圆筒部的下端朝向径向内侧延伸， 所述上轴承的外圈固定于所述上轴承保持部， 所述上轴承的内圈被支承为能够相对于所述轴在轴向上移动， 所述下轴承的内圈固定于所述轴， 所述下轴承的外圈被保持为能够相对于所述下轴承保持部在轴向上移动， 所述预压部件配置在所述上轴承的内圈与所述限制部之间。
14.根据权利要求2所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上轴承保持部具有: 上圆筒部，其从所述上托架的顶板部朝向下侧延伸；以及 上盖部，其从所述上圆筒部的上端朝向径向内侧延伸， 所述下轴承保持具有: 下圆筒部，其从所述下托架的底板部朝向下侧延伸；以及 下盖部，其从所述下圆筒部的下端朝向径向内侧延伸， 所述上轴承的外圈固定于所述上轴承保持部， 所述上轴承的内圈被支承为能够相对于所述轴在轴向上移动， 所述下轴承的内圈固定于所述轴， 所述下轴承的外圈被保持为能够相对于所述下轴承保持部在轴向上移动， 所述预压部件配置在所述下轴承的外圈与所述下轴承保持部的下盖部之间。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的内转子型马达，其特征在于， 所述轴的从所述下托架突出的突出部作为输出轴使用。
16.根据权利要求15所述的内转子型马达，其特征在于， 所述下轴承相对于所述下轴承保持部的插入长度比所述上轴承相对于所述上轴承保持部的插入长度长。
17.根据权利要求15所述的内转子型马达，其特征在于， 所述定子铁芯相对于所述下托架的压入长度比所述定子铁芯相对于所述上托架的压入长度长。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上托架在所述上圆筒罩的内周面的下端形成有随着朝向上方而向径向内侧倾斜的锥形部。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的内转子型马达，其特征在于， 所述上托架的下端与所述下托架的上端在轴向上隔着间隙对置，并露出了所述定子的外周面的一部分。
【文档编号】H02K5/16GK204179803SQ201420489362
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】古川敬三, 北地一也 申请人:日本电产株式会社