马达单元的制作方法

1.本实用新型涉及内置有无刷马达以及旋转变压器等旋转检测装置的马达单元。


背景技术：

2.以往，已知有一种马达单元，该马达单元在内置无刷马达(以下，马达)的壳体固定旋转变压器，利用旋转变压器高精度地检测马达的旋转位置，并能够控制马达的驱动。马达的定子(stator)例如固定于有底筒状的壳体。另外，马达的转子(rotor)固定于轴部，轴部借助轴承旋转自如地支承于壳体。旋转变压器以与马达的定子的位置对准的方式固定于和壳体分体设置的罩(托架)。该罩相对于壳体以堵塞其端面的方式进行安装(参照专利文献1～3)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平05-022878号公报
6.专利文献2：日本特开平07-212993号公报
7.专利文献3：日本特开2019-122177号公报


技术实现要素：

8.实用新型要解决的课题
9.在上述那样的马达单元中，在对固定有旋转变压器的罩作用了旋转方向的力(转矩)的情况下罩(端罩)相对于壳体(外壳)的位置偏移，其结果是，被调整到最佳而安装于罩上的旋转变压器有可能相对于马达定子偏移。例如，在用于约束转子的旋转的电磁制动装置固定于罩那样的、任意规格的马达单元中，使电磁制动装置工作而对罩作用转矩，罩有可能稍微沿旋转方向移动。
10.这种位置偏移是使由旋转变压器检测出的转子旋转位置信息产生偏差而使马达性能降低的原因之一。需要说明的是，无论有无电磁制动装置，都有可能由于某些外力作用于罩而产生罩的位置偏移。因而，在维持旋转变压器的检测精度上，即使在不具有电磁制动装置的马达单元中，也期望尽可能抑制罩的位置偏移。
11.本实用新型的目的之一在于提供一种马达单元，该马达单元是参照上述那样的课题而做出的，且能够以简单的结构确保由旋转变压器检测出的转子旋转位置的检测精度。需要说明的是，并不局限于该目的，起到由后述的“实施方式”所示的各结构带来的作用效果、且是通过以往的技术无法得到的作用效果也能够作为本案的另一目的。
12.用于解决课题的方案
13.公开的马达单元具备：外壳，其固定马达的定子并且将所述马达的转子支承为旋转自如；以及端罩，其安装有旋转检测装置，且借助紧固连结构件而与所述外壳接合。另外，马达单元具备：第一孔部，其形成于所述外壳和所述端罩中的一方，且供所述紧固连结构件插通；以及第二孔部，其形成于所述外壳和所述端罩中的另一方，且供所述紧固连结构件插
通。所述第一孔部具有在所述外壳与所述端罩接合的接合面中从所述第一孔部的内壁朝向所述第二孔部突出设置并与所述第二孔部进行面接触的凸缘。
14.实用新型效果
15.根据公开的马达单元，能够以简单的结构维持旋转变压器的检测精度。
附图说明
16.图1是示意地表示作为实施例的马达单元的结构的剖视图。
17.图2是用于说明图1所示的马达单元的外壳与端罩的接合位置的结构的剖视图。
18.图3是用于说明图2所示的接合位置的结构的剖视图，图3的(a)是接合前的端罩的剖视图，图3的(b)是接合前的外壳的剖视图。
19.图4的(a)～(c)是用于说明翻边加工的步骤的剖视图。
20.图5是例示马达单元的制造方法的流程图。
21.图6是表示作为变形例的接合位置的结构的剖视图。
22.图7是示意地表示作为变形例的马达单元的结构的剖视图。
23.附图标记说明
24.1外壳
25.2端罩
26.3第一孔部
27.4第二孔部
28.5紧固连结构件
29.6凸缘
30.7凸缘接受面
31.8孔壁
32.9螺纹牙
33.10马达单元
34.11马达(无刷马达)
35.12定子
36.13转子
37.14轴部
38.15轴承
39.16旋转变压器(旋转检测装置)
40.17旋转变压器定子
41.18旋转变压器转子
42.19制动装置
43.21内壁
44.22内筒面
45.23圆锥面
46.24翻边冲头
47.25第一筒面
48.26 按压面
49.27 第二筒面
50.31 前罩
51.32 罩。
具体实施方式
52.[1.结构]
[0053]
以下，参照附图对作为实施方式(应用例)的马达单元10及其制造方法进行说明。图1是示意地表示作为实施例的马达单元10的结构的剖视图。在马达单元10收容有马达11以及作为旋转检测装置的旋转变压器16。马达11例如是无刷dc马达，且具有包含线圈的定子12(马达定子)以及由永久磁铁形成的转子13(马达转子)。
[0054]
如图1所示，上述定子12以及转子13内置于外壳1。定子12以及转子13中的、定子12固定于外壳1。另外，转子13固定于作为马达11的旋转轴的轴部14。轴部14借助轴承15旋转自如地支承于外壳1以及端罩2。图1所例示的外壳1形成为上表面开放的有底圆筒状。轴部14设置为贯通外壳1的底面，且在其贯通位置配置有轴承15。需要说明的是，外壳1设为在底部设置有轴承15的器皿形状，但不局限于此，也可以设为筒状，准备底部(带轴承15)作为分体的前罩，并进行组装。
[0055]
外壳1的上表面侧的开口部被端罩2封堵。端罩2是形成为下表面开放的有底圆筒状的容器，且在其平面部内侧搭载有旋转变压器16。旋转变压器16具有旋转变压器定子17以及旋转变压器转子18。如图1所示，旋转变压器定子17固定于端罩2，旋转变压器转子18固定于轴部14。轴部14设置为贯通端罩2的顶面，且在其贯通位置配置有轴承15。
[0056]
外壳1的材料例如是包含锌合金的铝合金、钢，端罩2的材料例如是包含锌合金的铝合金。上述外壳1以及端罩2由压铸、低压铸造等方法制造。另外，外壳1的材料硬度优选设定为端罩2的材料硬度以上的硬度。换言之，外壳1的材料优选为至少与端罩2相同的材料或者比端罩2硬的材料。
[0057]
在端罩2的平面部外侧(在图1中为端罩2的上部侧)能够设置作为任意装备品的制动装置19(电磁制动)。制动装置19是用于使轴部14的旋转减速或者约束其旋转而维持停止状态的装置。在不需要这些功能的情况下，省略制动装置19。在本实施例中，制动装置19借助紧固连结构件5固定于端罩2的平面部外侧。作为紧固连结构件5的具体例，可列举螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉、铆接销、铆钉等。基于紧固连结构件5的紧固连结位置数不限，但例如在关于轴部14的旋转轴旋转对称的多个位置安装紧固连结构件5。
[0058]
图2是将外壳1与端罩2接合的紧固连结位置放大示出的剖视图。端罩2借助紧固连结构件5而与外壳1接合。用于接合端罩2的紧固连结构件5不需要是与用于固定制动装置19的紧固连结构件5同一种类的部件。另外，图2所示的剖视图表示即将插通紧固连结构件5之前的状态。在端罩2设置有供紧固连结构件5插通的第一孔部3。另外，在外壳1也设置有供紧固连结构件5插通的第二孔部4。
[0059]
在第一孔部3设置有圆筒面状的内壁21以及从该内壁21突出设置的凸缘6。内壁21形成为紧固连结构件5能带有富余地插通的孔径。另外，凸缘6从内壁21中的、外壳1与端罩2接合的接合面(图2中的第一孔部3的下方侧)的附近呈圆锥面状突出设置。在图2所示的状
态(通过第一孔部3的孔心的剖面)下，凸缘6朝向第一孔部3的内侧且下方倾斜地突出设置。换言之，凸缘6在通过紧固连结构件5的轴心的剖面中形成为相对于紧固连结构件5的轴心(紧固连结方向)倾斜的形状。另外，凸缘6的下表面侧设置为与第二孔部4的内侧进行面接触。
[0060]
图3的(a)是示出端罩2的部件制造时的第一孔部3的形状的剖视图。在部件制造时，凸缘6的突出方向设定为相对于内壁21垂直的方向(缩径方向)。凸缘6的突出方向通过在使外壳1与端罩2接合之后实施的翻边加工而变更。关于该翻边加工，在后进行叙述。另外，凸缘6从内壁21突出的突出尺寸设定为在翻边加工后凸缘6不与紧固连结构件5干涉的程度的长度。
[0061]
在第二孔部4设置有凸缘接受面7、孔壁8、内筒面22以及圆锥面23。凸缘接受面7是与凸缘6进行面接触的面状的部位。图2所示的凸缘接受面7形成为将第一孔部3侧的端部扩径而得到的圆锥面状。另外，孔壁8是构成供紧固连结构件5插通的孔的内壁的面。在图2所示的孔壁8例如形成有与紧固连结构件5的螺纹牙9螺合的螺纹槽，通过这些构件的螺合而维持紧固连结状态。在紧固连结构件5为自攻螺钉的情况下，紧固连结构件5的螺纹牙9被拧入孔壁8并且被固定。
[0062]
图3的(b)是示出外壳1的部件制造时的第二孔部4的形状的剖视图。内筒面22是形成直径比孔壁8大的圆筒面的部位，圆锥面23是将内筒面22与孔壁8之间相连的面状的部位。上述内筒面22、圆锥面23成为用于容易插入紧固连结构件5的倒角。
[0063]
[2.翻边加工]
[0064]
在马达单元10的制造过程中，在外壳1与端罩2的组装时，基于紧固连结构件5的紧固连结之前，对紧固连结位置实施翻边加工而加工凸缘6的形状。本实施例的翻边加工是指将翻边冲头24插入第一孔部3以及第二孔部4从而使凸缘6弯曲变形至与第二孔部4进行面接触的加工。通过以实物匹配的方式实施这种加工，从而即使在组装时第一孔部3与第二孔部4的同轴度多少有些偏差，也消除外壳1与端罩2的转子旋转方向上的晃动，防止端罩2相对于外壳1的组装后的位置偏移。
[0065]
图4的(a)～(c)是用于说明翻边加工的步骤的剖视图。作为用于翻边加工的工具，使用图4的(a)所示的翻边冲头24。在翻边冲头24设置有第一筒面25、按压面26以及第二筒面27。第一筒面25是形成为与第一孔部3的内壁21对应的圆筒面状的面。按压面26是用于按压凸缘6而使其弯曲变形的面，且形成为与凸缘接受面7对应的圆锥面状。第二筒面27是形成直径比第一筒面25小的圆筒面的部位，且形成为与第二孔部4的内筒面22对应的圆筒面状。
[0066]
接着，对翻边加工的步骤进行说明。首先，利用设备(图省略)将外壳1与端罩2以使第一孔部3与第二孔部4同轴对准的方式定位固定。在该设备中，翻边冲头24也以与第一孔部3同轴对准的方式配置。另外，如图4的(a)所示，翻边冲头24从端罩2侧插入第一孔部3。此时，翻边冲头24的第一筒面25被第一孔部3的内壁21引导，且翻边冲头24被向第一孔部3的深处引导。
[0067]
翻边冲头24被配置于设备的检验器(图省略)一边管理按压力一边向下方加载，按压面26按压凸缘6而使其弯曲变形。设备被编程为，当凸缘6成为被按压面26按压于凸缘接受面7的状态时，检验器所感知的按压力相比弯曲变形中增大，且在超过一定值的阶段停止
向翻边冲头24的加载。由此，凸缘6与凸缘接受面7进行面接触，端罩2相对于外壳1的组装位置被固定。
[0068]
需要说明的是，凸缘6与凸缘接受面7的接触也可以局部地产生间隙，只要一部分进行面接触即可。
[0069]
之后，翻边冲头24被拔出。之后，如图4的(b)所示，紧固连结构件5插入第一孔部3以及第二孔部4，外壳1与端罩2被紧固连结固定。在紧固连结构件5为自攻螺钉的情况下，如图4的(c)所示，紧固连结构件5的螺纹牙9被拧入第二孔部4的孔壁8而固定。
[0070]
[3.流程图]
[0071]
图5是用于针对马达单元10的制造方法说明其概要的流程图。步骤a1是涉及端罩2的制造的工序，步骤a2是涉及外壳1的制造的工序。这些工序的顺序不限，既可以是相反的顺序，也可以设为同时并行地实施。另外，步骤a3～a5是涉及外壳1以及端罩2的组装的工序，在步骤a1以及a2之后实施。
[0072]
旋转变压器16向端罩2上的安装在流程图上省略了，但在完成了全部紧固连结构件的固定之后，调整为相对于马达11的定子12的最佳位置而进行安装。端罩2上的安装面相对于转子轴向可以为马达11侧(在图1中为下部侧)，也可以为与马达11相反的一侧(在图1中为上部侧)，哪侧都可以。
[0073]
需要说明的是，在将旋转变压器16向马达11侧安装的情况下，也可以如后述的图7所示，将外壳1设为筒状，并准备分体的前罩31作为其底部。在旋转变压器16的安装后，将前罩31组装于筒状的外壳1，从而能够进行马达单元10的组装。
[0074]
在步骤a1中，在端罩2形成供紧固连结构件5插通的第一孔部3。如图3的(a)所示，在第一孔部3的内壁设置沿缩径方向突出设置的凸缘6。另外，在步骤a2中，在外壳1形成供紧固连结构件5插通的第二孔部4。如图3的(b)所示，在第二孔部4设置将第一孔部3侧的端部扩径而成的圆锥面状的凸缘接受面7。在步骤a3中，利用设备(图省略)将第一孔部3与第二孔部4以使第一孔部3与第二孔部4同轴对准的方式位置对准，将外壳1以及端罩2的位置固定。
[0075]
在步骤a4中，在第一孔部3插入翻边冲头24，实施翻边加工。在该工序中，如图2所示，凸缘6的方向成为朝向第一孔部3的内侧且下方倾斜的方向，并成为与凸缘接受面7进行面接触的状态。由此，防止外壳1与端罩2的位置偏移。在之后的步骤a5中，从第一孔部3侧插通紧固连结构件5，将外壳1与端罩2紧固连结固定。
[0076]
[4.作用、效果]
[0077]
(1)在上述的马达单元10设置有从第一孔部3的内壁21朝向第二孔部4突出设置的凸缘6。通过使该凸缘6与第二孔部4进行面接触，从而能够防止外壳1以及端罩2的组装后的位置偏移(相对移动)。另外，例如，即使在马达11的运行中某些外力作用于端罩2那样的情况下，也能够防止端罩2相对于外壳1移动的情况。由此，能够防止伴随着位置偏移的旋转变压器16的检测精度降低。因而，根据公开的马达单元10，能够以简单的结构确保旋转变压器16的检测精度，能够防止马达11的控制性劣化。
[0078]
(2)另外，在第二孔部4设置有与凸缘6进行面接触的凸缘接受面7。通过在第二孔部4设置凸缘接受面7，从而凸缘6的面接触状态稳定，更可靠地防止外壳1以及端罩2的组装后的位置偏移。因而，能够防止由旋转变压器16检测出的旋转定位精度的劣化，并且能够容
易维持端罩2的固定状态，能够进一步改善马达11的控制性。
[0079]
(3)如图1所示，在端罩2设置有制动装置19的情况下，由于使制动装置19工作而使转子旋转方向的转矩作用于端罩2，端罩2有可能相对于外壳1稍微沿旋转方向移动。另一方面，根据上述的马达单元10，能够约束这种端罩2的旋转移动。也就是，即使使制动装置19工作，也能够防止端罩2相对于外壳1沿旋转方向偏移。因而，能够以简单的结构使旋转变压器16的检测精度提高，能够进一步改善马达11的控制性。
[0080]
(4)在上述的马达单元10中，具有第二孔部4的壳体的材料硬度能设定为具有第一孔部3的壳体的材料硬度以上的硬度。例如，外壳1的材料硬度优选设定为端罩2的材料硬度以上的硬度。根据这种结构，在利用翻边冲头24将第一孔部3的凸缘6按压于第二孔部4时，能够以第二孔部4的表面(凸缘接受面7)为基准使凸缘6弯曲变形。由此，能够可靠地使凸缘6与第二孔部4进行面接触，能够提高定位精度。
[0081]
(5)在上述的马达单元10中，如图2所示，在通过紧固连结构件5的轴心的剖面中，凸缘6形成为相对于紧固连结构件5的轴心倾斜的形状。根据这种结构，作用于外壳1与端罩2之间的紧固连结力容易均等分散在凸缘6与第二孔部4的表面(凸缘接受面7)之间，能够进一步使凸缘6的面接触状态稳定。因而，能够以简单的结构维持旋转变压器16的检测精度，也能够维持马达11的控制性。
[0082]
(6)另外，在本实施例的马达单元10的制造方法中，如图5所示，在外壳1与端罩2的组装时，在使第一孔部3的位置与第二孔部4的位置对准的状态下，以实物匹配的方式在第一孔部3插入翻边冲头24。通过采用这种方法，能够可靠地使凸缘6相对于第二孔部4进行面接触，能够将外壳1以及端罩2稳固地定位。由此，能够防止伴随着位置偏移的旋转变压器16的精度降低，能够维持马达11的控制性。
[0083]
[5.变形例]
[0084]
上述的实施例只不过是例示，并不意在将未在本实施例中明确示出的各种变形、技术应用排除在外。本实施方式的各结构能够在不脱离它们的主旨的范围内进行各种变形而实施。另外，本实施例的各结构能够根据需要进行取舍选择，或者能够与公知技术所包含的各种结构适当地进行组合。
[0085]
在上述的实施例中，如图2所示，例示了在通过紧固连结构件5的轴心的剖面中，凸缘6形成为相对于紧固连结构件5的轴心倾斜的形状，但翻边加工后的凸缘6的形状并不限定于此。例如，也可以如图6所示，在通过紧固连结构件5的轴心的剖面中，凸缘6形成为与紧固连结构件5的轴心平行的形状。换言之，也可以使凸缘6弯曲变形至凸缘6与第二孔部4(凸缘接受面7)的接触面相对于紧固连结构件5的轴心平行。在这种结构中，也能够防止外壳1以及端罩2的组装后的位置偏移。
[0086]
另外，在图1所示马达单元10中，外壳1形成得比端罩2大，但并不一定表示它们的大小关系。外壳1只要具有至少能收容定子12的尺寸即可，端罩2只要具有至少能搭载旋转变压器16的尺寸即可。不论各部件的大小关系如何，通过采用使第一孔部3的凸缘6与第二孔部4进行面接触的结构，都能够获得与上述的实施例相同的效果。
[0087]
另外，在上述的实施例中，在端罩2形成有第一孔部3，并且在外壳1形成有第二孔部4，但也可以使它们的对应关系反转。即，也可以在外壳1侧形成凸缘6，也可以将与凸缘6对应的凸缘接受面7形成于端罩2侧。至少使从第一孔部3的内壁朝向第二孔部4突出设置的
凸缘6与第二孔部4进行面接触，由此能够获得与上述的实施例相同的效果。
[0088]
需要说明的是，也可以如图7所示，将端罩2设为带罩32的两体物，并在由端罩2与罩32包围的空间内配置旋转变压器16。在该情况下，也可以是，制动装置19未配置于端罩2的平面部上，而是配置于罩32。另外，也可以将外壳1形成为中空筒状，并利用前罩31封堵其底面侧。在该情况下，也可以是，外壳1的顶面侧被端罩2封堵，在由外壳1、端罩2以及前罩31包围的空间内配置马达11。