马达以及机器人的制作方法_4

文档序号:9202227阅读:来源:国知局
,优选通过粘合剂或焊接来固定图14所示的间隙间隔266。
[0177]作为粘合剂,可以举出丙烯酸乙酯系厌气性粘合剂、丙烯酸系粘合剂、环氧类粘合剂等,为了提高耐热温度、缓和热压配合应力,优选使用杨氏模量较小的粘合剂。
[0178]作为焊接,可以举出电弧焊接、激光焊接,优选使用热影响较小的激光焊接。
[0179]若内芯256与外芯258的间隙间隔266为100 μm以上,则因间隙间隔266产生的磁阻增大,在铁心齿262流动的磁通减少,因此优选间隙间隔266为100 μπι以下。
[0180]另外,若成为完整的空间,则内芯256变为电悬浮的状态,由于若进行逆变器驱动则存在进行充放电等负面影响,因此将导电膏等既能够缓和应力又能够导电的材料填充在间隙间隔266。此时,如后述的图17所示,若将带磁性的物质用作导电膏,则即便间隙间隔266为100 μ m以上也能够维持良好的特性。
[0181]图17是表示本实施方式所涉及的内外芯256、258的间隙间隔266与磁通密度以及齿槽转矩的关系的图。图17示出内外芯256、258的间隙间隔266、铁心齿262中央的磁通密度、以及作为齿槽转矩而相对于间隙间隔=Omm的比率。在间隙间隔266为30?100 μπι的情况下,是磁通密度高、齿槽转矩低、稳定的良好区域。但是,若将带磁性的物质用作导电膏,则即便间隙间隔266为100 μ m以上也能够维持良好的特性,如图17所示,铁系非晶体、硅钢板、纯铁按照磁导率升高的顺序,特性变良好。据此,能够获得高输出低齿槽效应的马达 201。
[0182]第七实施方式
[0183]马达
[0184]图18是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。
[0185]如图18所示,本实施方式所涉及的马达301具有外壳(外装壳体)302、旋转轴303、定子(固定件)304以及转子(旋转件)305。此外,马达301并不特别限定,例如,可以举出伺服马达、步进马达等。
[0186]在外壳302的上壁以及底壁设置有轴承321、322。而且,旋转轴303可旋转地轴支承于该轴承321、322。另外,在外壳302内,在旋转轴303固定有铁芯351。转子305呈圆柱状,由旋转轴303、铁等软磁性材料所构成的铁芯351以及设置于铁芯351的外周的永磁铁352构成。另外,在转子305的周围配置有定子304。定子304呈圆筒状,并具有在周向上以规定间隔配置的多个线圈341。
[0187]永磁铁352呈圆环柱状。另外,永磁铁352具有在其周向形成有多个磁极的多极构造。
[0188]图19是用于对本实施方式所涉及永磁铁352的构造进行说明的图。图19(A)是从永磁铁352的外径侧观察的图,图19(B)是从永磁铁352的内径侧观察的图。永磁铁352通过粉末烧结而形成。
[0189]作为本实施方式的圆筒状的磁铁的永磁铁352,如图19所示,在与定子304的铁芯(未图示)对置的面353、且在旋转轴方向上的两端设置有台阶部354,在相反的旋转轴303所对置的面355沿旋转轴方向直线状地设置有梯形状的突起部(卡合部)356。在本实施方式中,以梯形状的突起部356为例进行说明,但只要能够实现定位功能,即便是半圆状的突起,效果也不会改变。永磁铁352是由呈扇形的多个永磁铁352排列为圆盘形状而构成的。在本实施方式中,以永磁铁352的中心角(度)α =60度将6片永磁铁352排列为圆盘形状的方式构成。各永磁铁352的磁通的方向是圆盘形状的厚度方向,换言之是侧面的法线方向。
[0190]图20是用于对本实施方式所涉及的转子305的结构进行说明的图。其中,图20 (A)是旋转轴303的简图,图20(B)是在旋转轴303安装有永磁铁352的状态的简图,图20(C)是在台阶部354填充了树脂(模制成形材料)357的状态的简图。
[0191]如图20(A)所示,在本实施方式的旋转轴303设置有成为嵌合永磁铁352时的引导件的V字形的槽部(非卡合部)358。该V字形的槽部358可以通过滚压成形法成形,也可以通过切削加工成形。永磁铁352以该V字形的槽部358与永磁铁352的梯形状的突起部356嵌合的方式组装,并均匀地排列在圆周方向上。据此,能够使安装于转子305的多个永磁铁352在周向上等间隔地排列。另外,能够容易地嵌合永磁铁352与旋转轴303。
[0192]在永磁铁352的与旋转轴303的旋转轴线交叉的端部亦即永磁铁352的旋转轴方向两端,形成有台阶部354。而且,向台阶部354填充树脂357,并利用稍后说明的组装夹具359,以所填充的树脂357的外径与永磁铁352的外径大致相同的方式成形树脂357。换言之,形成于台阶部354的树脂357的外径与永磁铁352的除台阶部354以外的外径大致相同。据此,能够使转子305的外径均等。
[0193]在此,树脂357沿圆周方向覆盖永磁铁352的台阶部354,从而能够防止永磁铁352脱离旋转轴303。然而,若覆盖台阶部354的树脂357较薄则发生填充不足、强度不足之类的问题,因此被填料(纤维或粒子)360强化的树脂357最低也需要0.5mm左右的壁厚。另外,未被树脂357覆盖的永磁铁352在旋转轴方向上的长度为不影响马达301的转矩的有效的永磁铁352的长度,因此需要其大致与永磁铁352所对置的定子304的铁芯的旋转轴方向长度一致。
[0194]也可以在永磁铁352的台阶部354的与树脂357接触的面设置凸部或凹部。据此,能够防止树脂357从永磁铁352的台阶部354向端部侧错位。
[0195]模制成形材料357可以由被纤维(填料360)强化了的树脂构成。作为构成模制成形材料357的树脂,例如可以有利地使用被玻璃纤维强化了的树脂,特别是考虑强度、薄壁成形性等来从此类树脂之中适当地选择。作为一个例子,优选LCP (液晶聚合物)、PA (聚酰胺)系聚合物合金等。被纤维强化了的树脂例如是玻璃纤维强化树脂、碳纤维强化树脂等。
[0196]模制成形材料357也可以由被粒子(填料)强化了的树脂构成。作为构成模制成形材料357的一种成分的粒子,并不特别限定,但作为优选例,例如可以举出硅灰石、絹云母、高岭土、粘土、云母、滑石、蒙脱石等硅酸盐、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛等金属氧化物、碳酸钙、碳酸镁,白云石等碳酸盐、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡等硫酸盐、玻璃珠、玻璃片、氮化硼、碳化硅、氮化硅、钛酸钾等,它们也可以是中空的结构(例如玻璃微空心球、白砂空心球、碳空心球等)。据此,被粒子强化了的树脂组成物提供不仅在耐热性、刚性与耐冲击性的平衡方面优异而且各向异性较小的成形品。
[0197]在本实施方式中,利用树脂357固定永磁铁352的旋转轴方向两端,从而不会破坏容易破损的永磁铁352,能够实现防止永磁铁352剥离的构造。
[0198]第八实施方式
[0199]转子
[0200]图21是用于对本实施方式所涉及的转子305的组装顺序进行说明的图。其中,图21 (A)是表示将旋转轴303导入组装夹具359的工序,图21 (B)是表示将永磁铁352插入组装夹具359的工序,图21 (C)是表示向间隙361填充树脂357的工序。本实施方式的转子305使用组装夹具359来对旋转轴303与永磁铁352进行定位,并在组装夹具359与转子305的间隙361填充树脂357,从而能够进行组装。
[0201]图21 (A)是表示插入旋转轴303以及永磁铁352的组装夹具359的结构。组装夹具359由筒362和下盖363构成。筒362、下盖363均由金属形成,但为了稍后填充的树脂357不粘着于组装夹具359,在填充树脂357的面涂覆分型剂。在此,为了使树脂357不流入除台阶部354之外的永磁铁352的外周面,以与永磁铁352的外径嵌合的内径制作筒362。另一方面,下盖363能够与永磁铁352的台阶部354的旋转轴方向的底面抵接,在与筒362接触的面制作用于供填充的树脂357溢出的槽364。上述筒362与下盖363以保证同轴度的方式组装,并被螺钉365紧固。
[0202]图21 (B)是对在图21 (A)中组装好的组装夹具359插入有旋转轴303和被磁化了的永磁铁352的状态进行说明的图。旋转轴303的稍后供轴承嵌合的面与下盖363的孔366嵌合,永磁铁352与筒362的内径嵌合,并将永磁铁352压入至下盖363的面与永磁铁352的台阶部354抵接。在此,永磁铁352以邻接的永磁铁352彼此相互为反极性的方式从I?6依次插入。
[0203]图21 (C)是用于对盖上上盖367并填充有树脂357的状态进行说明用的图,上盖367以旋转轴303的供轴承嵌合的面以及筒362的外径嵌合的状态被筒362与螺钉368紧固。这样,使下盖363、筒362、上盖367与旋转轴303、永磁铁352嵌合,从而能够保证制造的转子305同轴度。
[0204]树脂357从上盖367的浇口 369注入,并在V字形的槽部358与永磁铁352之间通过,并填充至下盖363侧。在此,旋转轴303的旋转轴方向的两端面、永磁铁352的旋转轴方向的两端面、永磁铁352的台阶部354的外周面这三部分面被树脂357覆盖,从而能够实现永磁铁352不从旋转轴303脱落的转子305的构造。
[0205]为了发挥本实施方式的效果,优选配合马达301的使用温度来选择所填充的树脂357。这是由于永磁铁352会因热而退磁,在马达301的发热不足100°C的情况下,使用常温下能够固化的无耐热性的树脂357即可,在马达301的发热达到150°C的情况下,需要选择具有耐热性的加热而成形的树脂357。而且,在使用加热而成形的树脂357的情况下,为防止退磁需要考虑筒的材质。在马达301的发热不足100°C的情况下,优选常温下固化的一般的双组分环氧类树脂,由于在常温下成形,所以不会发生永磁铁352的退磁,筒362可以使用非磁性金属。另一方面,在马达301的发热达到150°C的情况下,优选耐热性优异的不饱和聚酯系树脂357,需要加热至130°C?150°C而成形。在该情况下,为了不因成形时的热而发生退磁,在转子305的周围形成有与马达301相同的磁路,筒362使用铁等磁性体。在不形成磁路的情况下,从100°C左右开始发生不可逆退磁,但通过形成磁路来提高永磁铁352的导磁系数,从而在130°C以上也能够防止退磁。
[0206]图22是用于对本实施方式所涉及的转子305的组装顺序进行说明的流程图。此夕卜,图21中说明过的组装夹具359在图21 (A)的阶段中将筒362
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