专利名称：异种材料部件的定位构造以及马达的组装构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及对例如树脂部件和金属部件那样随环境变化而变形的程度不同的异种材料部件进行定位的构造、以及利用了该构造的马达组装构造。
背景技术：
以往，为了提高耐药品性、绝缘性，而使用定子由树脂模制而成的模制马达。模制马达公开于例如特开2002-218720号公报。
在模制马达中，有时相对于树脂模制的定子组装体固定金属制成的前盖，并借助设置在该前盖上的轴承来旋转自如地支承转子。
图10A、图10B、图11、图12示出了这种模制马达的组装构造的现有例，图10A是金属制成的前盖的俯视图，图10B是用树脂模制而成的定子组装体的俯视图，图11是表示将前盖安装到定子组装体上之前的状态的剖视图，图12是表示将前盖安装到定子组装体上之后的状态的剖视图。另外，在图11以及图12中，省略了定子组装体所包括的绕组、凸极等构件，整体都表示为树脂部件。
在前盖1上，如图10A及图11所示，在中心处形成有设置轴承的中心孔1a，所述轴承用来支承旋转轴，并且，沿着与该中心孔1a同心的圆周，以相等角度间隔在四个部位形成有突起1b。另一方面，定子组装体2通过级联连接多个单位定子(未图示)，并对其用树脂进行模制而构成，所述单位定子是通过用一对凸极夹入卷绕在绕线管上的绕组而构成的，如图10B及图11所示，在中心部形成有容纳转子的转子容纳部2a，并且，安装前盖1的上表面形成为，中央侧比周边低一级，其边界构成台阶部2b。
台阶部2b的内径设定成与突起1b的外接圆直径大致相等，如图11及图12所示，通过使突起1b嵌合在台阶部2b的内侧，能够将前盖1和定子组装体2定位，使得前盖1的中心孔1a的中心与定子组装体2的转子容纳部2a的中心一致。
但是，根据上述以往的马达定位构造，在温度或湿度等环境发生变化时，前盖1和定子组装体2的相对位置关系将会变化，如果该变化较大，则支承于前盖1的转子会偏心而与定子组装体2接触，从而有变得不可旋转的问题。
使用图13A～图13C、图14A、图14B对这一问题进行说明。图13A～图13C是表示前盖1的中心孔1a以及突起1b与定子组装体2的转子容纳部2a及台阶部2b之间的关系的俯视图，图14A、图14B是它们的剖视图。即，在以往的马达定位构造中，在常温条件下，如图13A及图14A所示，四个突起1b与台阶部2b内接，从而前盖1相对于定子组装体2定位成，中心孔1a与转子容纳部2a同心。但是，在温度或湿度上升时，金属制成的前盖1的膨胀较小，而与之相对，定子组装体2的树脂部分膨胀较大，所以台阶部2b的直径扩大，从而如图13B及图14B所示那样，从突起1b离开，不能起到定位作用。因此，如果在该状态下沿半径方向作用某种外力，则会如图13C所示那样，前盖1相对于定子组装体2位移，由此，经由固定于前盖的轴而支承在前盖1的中心孔1a中的转子将相对于定子组装体2的转子容纳部2a偏心，转子与定子组装体2接触而有可能变得不能旋转。
另外，除了温度和湿度之外，在施加外力时树脂也比金属更容易变形，所以由于这些环境变化会产生与上述同样的问题。进而，因环境变化而导致定位精度恶化这一问题不仅存在于马达，在组合了因环境变化而变形的程度不同的异种材料部件的结构中，同样存在。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而作出的，其第一目的在于提供一种异种材料部件的定位构造，在对由因环境变化而变形的程度不同的材料形成的部件进行定位时，能够抑制定位后由环境变化引起的相对位置变化。
另外，本发明的第二目的在于提供一种马达的组装构造，在对树脂制成的定子组装体和金属制成的盖部件进行定位时，能够防止定位后由环境变化引起的旋转轴偏心。
进而本发明的第三目的在于提供例如单体齿轮和旋转轴那样的、小型异种材料部件间的定位构造。
为了达到上述第一目的，本发明第一技术方案的异种材料部件的定位构造，通过使由第一材料形成的第一部件和由第二材料形成的第二部件以彼此的面对接而进行定位，所述第二材料因环境变化而变形的程度与第一材料不同，其特征在于，以设定成即使在环境发生变化时第一、第二部件间的相对位置也不会变化的点作为基准点，在第一部件的对接面的以基准点为中心的圆周上，以大致相等的角度间隔形成有至少三个突起，在第二部件的对接面上形成有突起所嵌合的槽，从基准点观看，该槽在突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与突起抵接的壁面，并且，该槽的宽度设定成，即使第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，突起也会与槽的内周侧或者外周侧壁面抵接，通过使突起与槽嵌合并且使彼此的面对接，而对第一、第二部件进行定位。
根据上述异种材料部件的定位构造，通过形成从基准点观看在突起的内周侧和外周侧这两侧具有壁面的槽，并使突起与该槽嵌合，即使在第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，多个突起也会与槽的内周侧或者外周侧的至少某一者抵接。由于突起形成在以基准点为中心的圆周上，所以即使在环境变化了的情况下，也不必附加用于进行定位的特别部件，能够使第一、第二部件在基准点处的位置关系不变而保持在一致的状态下。
作为第一、第二材料的组合，可以考虑树脂和金属，在这种情况下，希望用金属作为第一材料而形成突起，用树脂作为第二材料而形成槽。
根据该方案，在由于环境变化而变形的程度较大的树脂、和变形程度较小的金属这一产业上通常利用的组合中，可以保持第一、第二部件在基准点处的位置关系。金属虽不适于作成复杂形状，但容易达到较高的尺寸精度。另一方面，树脂能够容易作成复杂形状。鉴于此，如上所述，用金属作为第一材料而形成简单构造的突起，用树脂作为第二材料而形成槽，从而能够减轻制造上的负担，提供定位构造。
进而，在将上述定位构造应用于马达的情况下，希望第一部件是支承马达的旋转轴的盖部件，第二部件是构成马达的定子的定子组装体，以转子的旋转中心、即旋转轴的中心作为基准点。
根据该方案，通过将旋转轴的中心作为基准点，即使在环境有变化的情况下，也能够防止马达的转子相对于定子组装体的偏心，能够提供一种即使在环境变化较大的情况下也可使用的、应用范围广的马达。
另一方面，本发明第二技术方案的马达的组装构造，为了达到上述第二目的，在通过使构成马达的定子的定子组装体、和支承马达的旋转轴的盖部件以彼此的面对接而进行定位的构造中，其特征在于，定子组装体的对接面由树脂形成，盖部件由金属形成，以旋转轴的中心为基准点，在盖部件的对接面的、以基准点为中心的圆周上，以大致相等的角度间隔形成有至少3个突起，在定子组装体的对接面上，形成有突起所嵌合的槽，从基准点观看，该槽在突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与突起抵接的壁面，并且，该槽的宽度设定成，即使定子组装体以及盖部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，突起也会与槽的内周侧或者外周侧壁面抵接，通过使突起与槽嵌合并且使彼此的面对接，而对定子组装体和盖部件进行定位。
根据该方案，通过将旋转轴的中心作为基准点，即使在环境有变化的情况下，也能够防止马达的转子相对于定子组装体的偏心，能够提供一种即使在环境变化较大的情况下也可使用的、应用范围广的马达。
另外，为了达到上述第三目的，本发明第三技术方案的异种材料部件的定位构造，通过向由第一材料形成的第一部件中插入由第二材料形成的第二部件而进行定位，所述第二材料因环境变化而变形的程度与第一材料不同，其特征在于，以即使在环境变化时也可以防止第一、第二部件间的相对位移的点作为基准点，在第一部件上，沿以基准点为中心的圆周形成有圆筒状的突起，在第二部件上形成有突起所嵌合的槽，从基准点观看，该槽在突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与突起抵接的壁面，并且，该槽的宽度设定成，即使第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，突起也会与槽的内周侧或者外周侧壁面抵接，通过使突起与槽嵌合而对第一、第二部件进行定位。
根据该方案，在较小型的部件间的定位构造中，能够不受环境变化影响地，可防止两个部件间在基准位置上的位置偏移。
上述定位构造，例如在第一部件是金属制的中空管，第二部件是树脂制的齿轮的情况下是有效的。在这种情况下，如果通过将中空管的末端插入到形成于该齿轮的槽中而对两者进行定位，则可以防止位置偏移地将两者结合。
图1是马达的剖视图，所述马达应用了本发明的异种材料部件定位构造的实施例1的马达组装构造。
图2A是图1所示马达的前盖的俯视图。
图2B是图1所示马达的定子组装体的俯视图。
图3A是图1所示马达的前盖的剖视图。
图3B是图1所示马达的定子组装体的剖视图。
图4A是表示图1所示马达在常温状态下的、前盖的突起与定子组装体的槽之间的关系的俯视图。
图4B是表示图1所示马达在温度上升状态下的、前盖的突起与定子组装体的槽之间的关系的俯视图。
图5A是表示图1所示马达在常温状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的剖视图。
图5B是表示图1所示马达在温度上升状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的剖视图。
图6A是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是长圆形的突起形成在4个部位而槽沿整周形成的例子。
图6B是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是圆形的突起形成在4个部位而槽沿整周形成的例子。
图6C是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是圆形的突起形成在4个部位、槽也形成在4个部位的例子。
图6D是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是与实施例1同样地长圆形的突起形成在4个部位、槽也形成在4个部位的例子。
图6E是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是长圆形的突起形成在3个部位而槽沿整周形成的例子。
图6F是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是长圆形的突起形成在3个部位、槽也形成在3个部位的例子。
图6G是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是圆形的突起形成在6个部位、槽也形成在6个部位的例子。
图6H是表示实施例1中的突起与槽的关系的变型例的俯视图，是长圆形的突起形成在6个部位、槽也形成在6个部位的例子。
图7A是表示本发明的异种材料部件定位构造的实施例2的、马达组装构造的定子组装体的剖视图。
图7B是表示本发明的异种材料部件定位构造的实施例2的、马达组装构造的壳体的剖视图。
图7C是表示本发明的异种材料部件定位构造的实施例2的、马达组装构造的定子组装体与壳体组装起来的状态的剖视图。
图8A是表示本发明的异种材料部件定位构造的、马达组装构造的一个变型例的剖视图。
图8B是表示本发明的异种材料部件定位构造的、马达组装构造的另一个变型例的剖视图。
图9是表示本发明的异种材料零件定位构造的实施例3的、模制小齿轮与中空轴的组装构造的剖视图。
图10A是以往的马达组装构造的前盖的俯视图。
图10B是以往的马达组装构造的定子组装体的俯视图。
图11是表示以往的马达组装构造中、将前盖组装到定子组装体上之前的状态的剖视图。
图12是表示以往的马达组装构造中、将前盖组装到定子组装体上之后的状态的剖视图。
图13A是表示以往的马达组装构造在常温状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的俯视图。
图13B是表示以往的马达组装构造在温度上升状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的俯视图。
图13C是在图13B的状态下产生了相对偏心时、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的俯视图。
图14A是表示以往的马达组装构造在常温状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的剖视图。
图14B是表示以往的马达组装构造在温度上升状态下的、前盖的突起与定子组装体的台阶部之间的关系的剖视图。
具体实施例方式
下面，基于附图对本发明的异种材料部件定位构造的实施方式进行说明。这里，作为本发明的异种材料部件的定位构造的实施方式，依次对应用于马达的组装构造的实施例1、实施例2以及变型例、以及应用于模制小齿轮与中空轴的组装构造的实施例3进行说明。
第一实施例图1、图2A、图2B、图3A、图3B表示马达的结构，所述马达应用了本发明的异种材料部件定位构造的实施例1的马达组装构造，图1是包括减速机的马达整体的剖视图，图2A是图1所示马达的前盖的俯视图，图2B是图1所示马达的定子组装体的俯视图，图3A是图1所示马达的前盖的剖视图，图3B是图1所示马达的定子组装体的剖视图。
实施例1的马达10如图1所示，基本上包括马达主体M和减速机G。马达主体M具备定子100和转子200。定子100具备定子组装体110和前盖120，所述定子组装体110是通过用树脂113对级联连接的第一、第二单位定子111、112进行模制而构成的，所述前盖120以覆盖形成于该定子组装体110中央的转子容纳部S的方式设置。第一、第二单位定子111、112分别通过用凸极103、104从轴向两侧夹入卷绕在环状绕线管101上的绕组102而构成。另外，绕组102经由基板105连接在外部连接端子106上。
转子200相对于不旋转的轴210旋转自如地安装，所述轴210的一端固定在形成于定子组装体110底面的保持部130上，另一端穿过前盖120的中央孔121(参照图2A)而固定在减速机G内。转子200包括芯件220、形成在芯件220周围的圆筒状永久磁铁230、和从芯件220的上面穿过前盖120而突出到减速机G侧的齿轮部240。永久磁铁230以N极和S极沿旋转方向交替排列的方式构成。
另一方面，减速机G借助由与齿轮部240啮合的多个齿轮构成的齿轮系310而以规定的减速比将转子200的旋转减速后传递给输出轴320，使输出轴320旋转。齿轮系310设置在形成为箱状的、树脂制成的齿轮箱330内，通过使图1中左侧所示的卡合部331卡合在马达主体M的凸缘107上，而固定在马达主体M上。
在实施例1中，前盖120相当于由作为第一材料的金属(例如铁)形成的第一部件，定子组装体110相当于对接面部分由作为第二材料的树脂形成第二部件。这些前盖120和定子组装体110在彼此的面上对接而定位。
接着，对实施例1的特征部分、即定位构造进行说明。在实施例1中，对因环境变化而变形的程度不同的金属制成的前盖120和定子组装体110的树脂部分进行定位，将即使在环境变化时也能防止两部件之间的相对位移的基准点设定为转子200的旋转中心。并且，如图2A和图3A中以单体表示的那样，在前盖120的对接面的将基准点作为中心的圆周上，以大致相等的角度间隔形成有4个长圆形的突起122。
另一方面，在定子组装体110的对接面上，如图2B及图3B所示，在4个部位形成有突起122所嵌合的槽114。在槽114中，从作为基准点的旋转中心观看，在突起122的内周侧以及外周侧这两侧形成有能够与突起122抵接的壁面114a、114b。另外，槽的半径方向上的宽度设定成，即便在前盖120和定子组装体110因为环境变化而以不同的程度变形了的情况下，突起122也会与槽114的内周侧壁面114a或者外周侧壁面114b抵接。并且，如图1所示，通过使突起122和槽114嵌合并且使彼此的面对接，而对前盖120和定子组装体110进行定位。
基于图4A、图4B以及图5A、图5B对实施例1的定位构造的作用进行说明。图4A、图4B分别是表示前盖120的突起122与定子组装体110的槽114的关系的俯视图，图5A、图5B分别是其剖视图。
根据实施例1的方案，可在常温下组装了马达10时，如图4A及图5A所示，突起122与槽114的内周侧壁面114a、外周侧壁面114b抵接，在使前盖120和定子组装体110的中心与基准点一致的状态下定位。
温度上升时，金属制成的前盖120的热膨胀较小，与之相对，定子组装体110的树脂部分的热膨胀较大，所以槽114的内周侧壁面114a以及外周侧壁面114b均以旋转中心为中心扩大，如图4B以及图5B所示，突起122抵接在槽114的内周侧壁面114a上，能够在使前盖120和定子组装体110的中心与基准点一致的状态下进行定位。因此，根据实施例1的马达10，不会有如以往那样前盖120因为环境的变化而偏心从而使转子200的旋转停止的问题，即使在环境变化较大的情况下也能确保较高的可靠性。这样，在实施例1中利用了下述特性由于温度(或者湿度)变化引起的树脂变形，槽114的内侧(内圆)和外侧(外圆)的直径成比例地变化。
在实施例1中，在以基准点为中心的圆周上的4个部位形成有突起和槽，但是突起的数量以及形状、槽的数量以及形状并不限于此，可以进行各种变型。图6A～图6H表示这样的变型例。
图6A表示长圆形的突起T形成在4个部位而槽M形成在整周范围内的例子，图6B表示圆形的突起T形成在4个部位而槽M形成在整周范围内的例子，图6C表示圆形的突起T形成在4个部位、槽M也形成在4个部位的例子，图6D表示与实施例1同样地长圆形的突起T形成在4个部位、槽M也形成在4个部位的例子，图6E表示长圆形的突起T形成在3个部位而槽M形成在整周范围内的例子，图6F表示长圆形的突起T形成在3个部位、槽M也形成在3个部位的例子，图6G表示圆形的突起T形成在6个部位、槽M也形成在6个部位的例子，图6H表示长圆形的突起T形成在6个部位、槽M也形成在6个部位的例子。
另外，不仅温度变化会引起部件变形，湿度变化或外力也会引起部件变形，无论在哪种情况下，都可以通过采用上述定位构造，而防止基准点处的位置偏移，从而防止转子的偏心。
第二实施例图7A～图7C是表示本发明的异种材料部件定位构造的实施例2的马达组装构造的剖视图，图7A表示定子组装体，图7B表示壳体，图7C表示将两者组装起来的状态。
定子组装体310与实施例1同样通过级联连接两个单位定子311、312而构成，在图中下侧的单位定子312的下面，形成有树脂制成的定位突起313。另一方面，杯状的壳体320是金属制成的，在底壁部分上形成有与突起313卡合的槽(或者贯通孔)321。突起313在以作为基准点的旋转中心为中心的圆周上形成有三个或更多个，槽321与突起313对应地形成。
根据实施例2的方案，即使由于环境变化，而使得形成于定子组装体310的突起313的位置相对于壳体320上形成的槽321变化，突起313也会与壳体320的槽321的内周侧及外周侧的壁面中的至少某一个抵接，从而能够将旋转中心处的、定子组装体310和壳体320的位置关系保持恒定。
另外，图8A～图8B分别是表示本发明的异种材料部件定位构造的变型例的剖视图。图8A是表示在金属制部件410上形成有突起411、在树脂制部件420上形成有槽420的例子，图8B是表示在树脂制部件510上形成有突起511、在金属制部件520上形成有槽521的例子。这样，在组合树脂制部件和金属制部件的情况下，从部件加工的容易程度出发，在树脂上形成突起、在金属上形成槽是比较容易的，但也可以为相反的组合。
第三实施例图9是表示本发明的异种材料部件的定位构造的实施例3的模制小齿轮与中空轴的组装构造的剖视图。模制小齿轮610是在末端部上形成有齿轮611的树脂部件，在基端侧的整周范围内形成有槽612。中空管620整体呈圆筒状，其末端部分起到突起621的作用。另外，也可以将该末端部分的壁厚形成得比其他部分薄。
在图9的例子中，基准点是小齿轮610以及中空管620的旋转中心。在常温下进行组装时，将突起621插入到小齿轮610的槽612中后，槽612的壁面与突起621的内周侧、外周侧抵接而将两者固定。温度上升时，树脂制成的小齿轮610比中空管620膨胀更大，从而槽612的内周侧、外周侧壁面扩大。因此，尽管槽612的外周侧壁面从突起621的外周面离开，但内周侧的壁面会与突起621的内周面抵接，从而能够防止小齿轮610与中空管620偏心。
本发明的异种材料部件定位构造，除了上述实施例中所示的马达和齿轮之外，可广泛用于对由热膨胀率不同的材料形成的部件进行定位。
权利要求
1.一种异种材料部件的定位构造，通过使由第一材料形成的第一部件和由第二材料形成的第二部件以彼此的面对接而进行定位，所述第二材料因环境变化而变形的程度与所述第一材料不同，其特征在于，具备至少3个突起，所述至少3个突起在所述第一部件的对接面的以基准点(设定成即使在环境发生变化时所述第一、第二部件间的相对位置也不会变化的点)为中心的圆周上，以大致相等的角度间隔形成；以及槽，所述槽形成在所述第二部件的对接面上，所述突起与其嵌合，从所述基准点观看时在所述突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与所述突起抵接的壁面；所述槽的宽度设定成，即使所述第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，所述突起也会与所述槽的内周侧或者外周侧壁面抵接，通过使所述突起与所述槽嵌合并且使彼此的面对接，对所述第一、第二部件进行定位。
2.如权利要求1所述的异种材料部件的定位构造，其特征在于，所述第一材料是金属，所述第二材料是树脂。
3.如权利要求1或2所述的异种材料部件的定位构造，其特征在于，所述第一部件是支承马达的转子的盖部件，所述第二部件是构成所述马达的定子的定子组装体，以所述转子的旋转中心作为所述基准点。
4.一种马达的组装构造，通过使构成马达的定子的定子组装体、和支承所述马达的转子的盖部件以彼此的面对接而进行定位，其特征在于，所述定子组装体的对接面由树脂形成，所述盖部件由金属形成，以所述转子的旋转中心为基准点，在所述盖部件的对接面的、以所述基准点为中心的圆周上，以大致相等的角度间隔形成有至少3个突起，在所述定子组装体的对接面上形成有所述突起所嵌合的槽，从所述基准点观看时，该槽在所述突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与所述突起抵接的壁面，并且，该槽的宽度设定成，即使所述定子组装体以及所述盖部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，所述突起也会与所述槽的内周侧或者外周侧壁面抵接，通过使所述突起与所述槽嵌合并且使彼此的面对接，对所述定子组装体和所述盖部件进行定位。
5.一种异种材料部件的定位构造，通过向由第一材料形成的第一部件中插入由第二材料形成的第二部件而进行定位，所述第二材料因环境变化而变形的程度与所述第一材料不同，其特征在于，具备圆筒状的突起，所述圆筒状的突起沿着以基准点(设定成即使在环境发生变化时所述第一、第二部件间的相对位置也不会变化的点)为中心的圆周形成于所述第一部件；以及槽，所述槽形成在所述第二部件上，所述突起与其嵌合，从所述基准点观看时，该槽在所述突起的内周侧和外周侧这两侧具有能够与所述突起抵接的壁面，并且，该槽的宽度设定成，即使所述第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，所述突起也会与所述槽的内周侧或者外周侧壁面抵接；通过使所述突起与所述槽嵌合而对所述第一、第二部件进行定位。
6.如权利要求5所述的异种材料部件的定位构造，其特征在于，所述第一部件是金属制的中空管，所述第二部件是树脂制的齿轮，通过将所述中空管的末端插入到形成于该齿轮的槽中而对两者进行定位。
全文摘要
通过使由第一材料形成的第一部件和由第二材料形成的第二部件以彼此的接触面接触而进行定位，所述第二材料因环境变化而变形的程度与前述第一材料不同。至少3个突起沿着第一部件的接触面上的、与基准点同心的圆形成。在第二部件的接触面上，以具有能够与突起的内侧和外侧接触的壁面、并与各突起嵌合的方式形成有槽。槽的宽度设定成，即使在第一、第二部件因环境变化而以不同的程度变形了的情况下，突起也会与槽的内侧或者外侧壁面接触。
文档编号H02K1/06GK1905316SQ20061010807
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月27日 优先权日2005年7月28日
发明者清村绫子, 六户淳史, 金森直之 申请人:日本伺服株式会社