CN108702078B

CN108702078B - 马达

Info

Publication number: CN108702078B
Application number: CN201780014555.3A
Authority: CN
Inventors: 福永庆介
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: US10587166B2; WO2017150487A1; JPWO2017150487A1; US20190097497A1; DE112017001111T5; CN108702078A

Abstract

一种电动式的马达，其具备：转子部，其具有轴、转子磁铁、位于比转子磁铁靠轴向上侧的传感器轭、支承于传感器轭的传感器磁铁、以及具有将转矩向外部传递的齿轮部的输入齿轮；电枢，其位于转子磁铁的径向外侧；轴承机构，其将转子部支承为能够旋转；外壳，其覆盖电枢、转子部以及轴承机构；以及旋转检测传感器，其与传感器磁铁对置，检测转子部的旋转。外壳包括：外壳主体，其具有底部，支承电枢；以及轴承保持架，其支承第1轴承。旋转检测传感器配置在轴承保持架的上侧。轴具有比齿轮部靠轴向上侧且径向内侧的上表面，并在比齿轮部靠轴向下侧且比传感器轭靠轴向上侧的区域中具有露出的露出部。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达。

背景技术

以往公知一种装置，其搭载于汽车，利用滚珠丝杠将马达的旋转运动转换为直线运动进行输入。例如，日本特开2007-187262号公报中公开了一种电动致动器，其借助滚珠丝杠机构使电动马达的旋转转换为直线运动，由此使输入轴执行规定的直线动作。

专利文献1：日本特开2007-187262号公报

然而，在专利文献1的结构中，电动马达本身以轴向为上下方向，因此必须将轴承与分解器转子及分解器定子在轴向上配置于不同的位置，而且必须确保分解器转子及分解器定子的轴向长度长。因此，存在不能使电动马达整体薄型化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供使马达整体薄型化并且马达的组装精度高的马达。

本发明的第一方面的马达是一种电动式的马达，其具备：转子部，所述转子部具有：轴，其以沿着上下方向延伸的中心轴线为中心；转子磁铁，其与所述轴一同旋转；传感器轭，其位于比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置，与所述轴一同旋转；传感器磁铁，其被支承于所述传感器轭；以及输入齿轮，其具有将所述转子磁铁产生的转矩向外部传递的齿轮部；电枢，其位于所述转子磁铁的径向外侧；轴承机构，其将所述转子部支承为能够相对于所述电枢旋转；外壳，其覆盖所述电枢、所述转子部和所述轴承机构；以及旋转检测传感器，其与所述传感器磁铁对置，检测所述转子部的旋转，所述轴承机构具有：第1轴承，其配置在比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置；以及第 2轴承，其配置在比所述转子磁铁靠轴向下侧的位置，所述外壳包括：外壳主体，其具有与所述轴的下端在轴向上对置的底部，所述外壳主体支承所述第2轴承和所述电枢；以及轴承保持架，其在中心处支承所述第1轴承，所述旋转检测传感器配置在所述轴承保持架的上侧，所述轴具有比所述齿轮部靠轴向上侧且径向内侧的上表面，所述轴在比所述齿轮部靠轴向下侧且比所述传感器轭靠轴向上侧的区域中具有露出的露出部，所述露出部与所述传感器磁铁的内周面在径向上对置。

根据本发明，能够提供使马达整体薄型化并且转子部与电枢的同轴精度高的马达。

附图说明

图1是第1实施方式的马达的俯视图。

图2是第1实施方式的马达的剖视图。

图3涉及第1实施方式的马达的制造方法，是示出将转子部组装体安装至外壳的步骤的示意图。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的马达1例如搭载于电动式制动助力装置。电动式制动助力装置使用于汽车等车辆的制动操作。

图1是示出马达1的俯视图，图2是在图1中的A-A的位置剖切马达1的纵剖视图。在图3中，示出了包含马达1的中心轴线J1的面处的截面。马达1是利用3 相交流电流驱动的3相交流马达。

如图3所示，马达1为内转子型的马达，其具备：定子部2；转子部3；轴承机构4，其将转子部3支承为能够以中心轴线J1为中心相对于定子部2旋转；汇流条单元5，其将定子部2的线圈213与外部电源连接；以及传感器6，其磁性检测转子部3的转子铁芯32相对于定子部2的绕中心轴线J1的角度位置。

在以下的说明中，为了方便起见，沿着中心轴线J1将汇流条单元5和传感器6 侧作为上侧，将定子部2和转子部3侧作为下侧进行说明，但中心轴线J1不必与重力方向一致。在马达1中，汇流条单元5和传感器6配置在线圈213的中心轴线J1 方向的上侧。

马达1还具备大致有底圆筒状的外壳11，该外壳11在内部收纳定子部2、转子部3、轴承机构4以及汇流条单元5。外壳11具备：外壳主体12，其在中心轴线J1 方向的上侧具有开口；以及盖部13，其配置在定子部2的电枢21与传感器6之间，封闭外壳主体12的开口。外壳主体12为大致有底圆筒形状，具有底部121以及从底部121向轴向上侧延伸的筒部123。外壳主体12在底部121的中央具有保持后述的第2轴承42的第2轴承保持部122。底部121与轴31的下端在轴向上对置。即，在底部121上未开孔。换言之，底部121封闭筒部123的一侧。

盖部13为大致板状。盖部13在径向外侧具有与外壳主体12的内周面接触的外侧筒部134。盖部13在外侧筒部134处固定于外壳主体12。盖部13在比外侧筒部 134靠径向内侧的位置具有向轴向下侧凹陷的凹部。具体而言，盖部13在比外侧筒部靠径向内侧的位置具备：截面为大致圆形的第1凹部131，其以中心轴线J1为中心向下侧(即向外壳主体12的内部)凹陷；以及截面为大致圆形的第2凹部132，其在第1凹部131的中央部进一步向下侧凹陷。在第1凹部131的内侧收纳有后述的检测部63。此外，盖部13具备第1轴承支承部133，该第1轴承支承部133为从第 2凹部132的内端向轴向上侧延伸的圆筒状的部位。第1轴承支承部133的内周面与后述的第1轴承41的外周面接触。盖部13为轴承保持架。

定子部2具备通过粘接或压入而安装在外壳主体12的内周面上的电枢21。但是，电枢21相对于外壳主体12也可以利用热压配合、铆接等其他手段进行安装。电枢 21具备由薄板状的硅钢板层叠而形成的定子铁芯211。定子铁芯211具备环状的铁芯背部和从铁芯背部朝向中心轴线J1延伸的多个齿。

电枢21还具备：绝缘件212，其由包覆多个齿的表面的绝缘体形成；多个线圈 213，它们通过在以中心轴线J1为中心呈放射状配置的多个齿上利用集中卷绕而从绝缘件212上卷绕导线而形成；以及后述的汇流条单元5。

在马达1中，与驱动电流的U相对应的线圈213、与V相对应的线圈213、以及与W相对应的线圈213分别连接至外部电源的3个电极(即U相电极、V相电极以及W相电极)。在本实施方式中，与U相对应的线圈213同外部电源的U相电极并联连接(对于V相和W相也同样如此)。

转子部3具备以中心轴线J1为中心的轴31、安装于轴31的周围的转子铁芯32、转子磁铁33、以及输入齿轮34。转子铁芯32为大致圆筒状，由薄板状的磁性钢板层叠而形成。转子磁铁33为大致圆筒状，利用粘接剂固定于转子铁芯32的外周面。然而，转子磁铁33也可以并非大致圆筒状，例如在周向上配置多个板状的磁铁。此时，转子铁芯的外周形状可以不是圆而是多边形。此外，对于转子铁芯32与转子磁铁33 的固定，也可以不使用粘接，而在使树脂制的磁铁保持架与转子铁芯成为一体后将磁铁压入磁铁保持架等通过其他其他手段来进行固定。在马达1中，在以中心轴线J1 为中心的环状电枢21的中心轴线J1侧配置有转子磁铁33。即，电枢21位于转子磁铁33的径向外侧。并且，在电枢21与转子磁铁33之间产生以中心轴线J1为中心的旋转力(转矩)。即，马达1为内转子型的马达。

输入齿轮34被安装于轴31的周围，输入齿轮34在外周面具有齿轮部341。输入齿轮34位于比盖部13的第1轴承支承部133靠轴向上侧的位置。轴31具有比输入齿轮34向轴向上侧突出的突出部313。轴31在突出部313的上端具有比齿轮部341 靠径向内侧的上表面311。此处，轴31在输入齿轮34的下侧具有阶梯部，该阶梯部的上侧的直径比该阶梯部的下侧的直径小。此外，轴31在输入齿轮34的上侧具有阶梯部，该阶梯部的上侧的直径比该阶梯部的下侧的直径小。通过具有这些阶梯部，输入齿轮34的轴向的定位及输入齿轮的安装变容易。

在轴31的输入齿轮34的径向外侧配置有多个行星齿轮71。各行星齿轮71借助于行星架73分别被支承为能够绕各行星齿轮71的径向中心旋转且被支承为能够以中心轴线J1为中心公转。在各行星齿轮71的径向外侧配置有圆环状且与各行星齿轮71的齿啮合的内齿齿轮72。此外，输入齿轮34的齿轮部341与行星齿轮71的齿啮合。由此，由输入齿轮34、行星齿轮71以及内齿齿轮72构成行星减速机单元7。

滚珠丝杠与行星减速机单元7连接(未图示)。滚珠丝杠直接或间接地与行星架 73连接。从马达1输出的转矩从转子部3的轴31经由输入齿轮34、行星减速机单元 7传递至滚珠丝杠。即，输入齿轮34在齿轮部341处将转子磁铁33所产生的转矩传递向外部。滚珠丝杠是将旋转运动改变成轴向上的上下运动的机构。在滚珠丝杠上连接有例如电动致动器。

轴承机构4具备：第1轴承41，其收纳并保持于外壳11的盖部13的第1轴承支承部133中；以及第2轴承42，其安装于设置在外壳主体12的底部中央的凹部中。通过轴承机构4，转子部3被支承为能够相对于定子部2旋转。第1轴承41配置在比转子磁铁33靠轴向上侧的位置。第2轴承42配置在比转子磁铁33靠轴向下侧的位置。在本实施方式中，使用球轴承作为第1轴承41和第2轴承42。转子部3的轴 31经由第1轴承支承部133的中央部开口从盖部13向中心轴线J1方向的上侧突出，并且在中心轴线J1方向的上侧及下侧被第1轴承41和第2轴承42支承为能够旋转。另外，轴31具有阶梯部，阶梯部在转子铁芯32的嵌合位置处直径最大，在位于其上侧的第1轴承41所在的位置处直径减小。此外，轴31具有在比转子铁芯32靠下侧的第2轴承42所在的位置处直径减小的阶梯部。通过设置有这些阶梯部，能够对第 1轴承和第2轴承施加预压。此外，利用这些阶梯部，能够容易地相对于轴对第1轴承和第2轴承进行定位。

此处，当将比外壳主体12的开口边缘靠下侧的部分视为外壳11的内部时，定子部2、转子部3、轴承机构4、汇流条单元5以及传感器6被收纳于外壳11的内部。此外，当将比盖部13靠下侧的部分视为外壳11的内部时，定子部2、转子部3、轴承机构4以及汇流条单元5被收纳于外壳11的内部。

汇流条单元5具备：多个汇流条51，它们由导电体形成；以及绝缘性的汇流条保持架52，其在中心轴线J1的周围将多个汇流条51保持为彼此不接触。汇流条51 的数量在本实施方式中为3个，但可以适当变更。

汇流条保持架52是以中心轴线J1为中心的大致圆环状，具备以中心轴线J1为中心的大致圆环状的、在上侧(即与电枢21相反的一侧)具有开口的3个同心圆状的槽部。多个汇流条51分别是以中心轴线J1为中心的大致圆弧状且带状，多个汇流条51在汇流条保持架52的槽部内被配置成使一个主面朝向中心轴线J1。

如上所述，在马达1中，与驱动电流的各相对应的3个线圈213被并联连接。并且，各线圈213以与各个相对应的方式与各汇流条51电连接。此外，各汇流条51 具有与外部电源连结的电缆53。从电缆53经由各汇流条51向各线圈213供电。

传感器部6具有传感器轭61、传感器磁铁62和检测部63。传感器轭61固定于轴31，并且为由磁性体形成的大致圆环状且与中心轴线J1垂直的板状。传感器轭61 与轴31一同旋转。传感器轭61具有：圆筒状的紧固部611，其被固定于轴31上；板状部612，其从紧固部611向径向外侧延伸；以及传感器磁铁支承部613，其位于板状部612的径向外端，比紧固部611向轴向下侧延伸。传感器磁铁62是支承于传感器轭61的(即在轴31的周围，借助传感器轭61固定于轴31)以中心轴线J1为中心的圆环形状。传感器轭61与传感器磁铁62利用粘接剂相固定。然而，也可以相对于传感器轭61一体成型出传感器磁铁62。传感器轭61位于比盖部13的第1轴承支承部133靠轴向上侧的位置。此外，传感器轭61位于比输入齿轮34靠轴向下侧的位置。传感器轭61以及传感器磁铁62收纳于盖部13的第1凹部131中。此外，传感器部6具有检测传感器磁铁62的旋转产生的磁通的变化的检测部63。检测部63 (旋转检测传感器)配置并固定在盖部13上。检测部63是MR(磁阻)传感器631，安装在传感器基板632上。但是，检测部63是霍尔元件，可以使用分解器定子等其他检测方法。在传感器基板632上连接有电缆64，将检测部63所检测到的信号传递到设置于马达1的外侧的控制装置。

传感器轭61的紧固部611位于传感器轭61的板状部612的中央，并且是在内周面处与轴31的外周面接触的筒部。筒部(紧固部611)从板状部612的内侧向轴向下侧延伸。根据该结构，第1轴承支承部133与传感器轭61的传感器磁铁支承部613 在径向上对置。因此，能够使马达1整体薄型化。

此外，筒部(紧固部611)的下端与第1轴承41的内圈的上端接触。由此，能够抑制第1轴承41的内圈向轴向上侧移动。因此，不必在轴31上另外配置E形环等保持件，能够削减部件个数。但是，筒部的下端也可以不与第1轴承41的内圈的上端接触。

盖部13具有传感器收纳部，检测部63收纳于传感器收纳部中。在本实施方式中，传感器收纳部为第1凹部131。因此，与将盖部13设为单纯的平板状的部件的情况相比，能够使得马达1薄型化。此外，汇流条单元5与盖部13的第2凹部132在径向上对置。因此，电枢21与盖部13的至少一部分在径向上对置。因此，能够使马达 1整体薄型化。

轴31在比齿轮部341靠轴向上侧具有比齿轮部341靠径向内侧的上表面311。此外，轴31在比齿轮部341靠轴向下侧且比传感器轭靠轴向上侧的区域中具有露出的露出部312。根据该结构，后述的马达1的制造变得容易。

此外，露出部312与传感器磁铁62的内周面在径向上对置。该结构能够使马达 1整体薄型化。

此外，传感器轭61的传感器磁铁支承部613的内周面与盖部13的第1轴承支承部133在径向上对置。由此，能够使马达1整体薄型化。

接下来，对马达1的制造方法进行说明。对于马达1的结构，由于与上述说说明的结构相同，因此省略说明。以下仅记载制造步骤。

首先，在外壳主体12上固定电枢21，从而准备定子部组装体20。

接下来，在转子部3上安装轴承机构4、传感器轭61、传感器磁铁62以及盖部 13，从而准备转子部组装体30。此时，在转子部3的齿轮部341与传感器轭61之间，形成有轴31露出的露出部312。

最后，将转子部组装体30安装至定子部组装体20。参照图3，首先将定子部组装体20固定于工作台B。接下来，使用辅具C把持转子部组装体30的露出部312。接下来，使用辅具D向轴向下侧按压上表面311，将转子部组装体30插入定子部组装体20的外壳主体12的筒部123内。此时，由于能够把持着露出部312按压上表面 311，因此能够相对于定子部组装体20一边调整转子组装体30的倾斜一边进行插入。因此，能够相对于定子部组装体20高精度地固定转子组装体30。此外，安装了输入齿轮34(齿轮部341)、传感器轭61、传感器磁铁62后，也能够按压转子部组装体 30。因此，与在将转子部组装体30固定于定子部组装体20后安装输入齿轮、传感器轭、传感器磁铁的情况相比，能够减少施加于轴承机构4的负荷。由此，能够提供旋转精度高且长寿命的马达1。并且，不在底部121设置开口，也能够相对于定子部组装体20固定转子部组装体30。即，能够利用底部121封闭筒部123的一侧。因此，没有必要在外壳12另外设置防水结构、防水部件。由此，能够简化马达1的结构。

以上，对本发明的示例性的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，在第1凹部131中收纳有检测部63，但第1凹部131 的形状不限于凹陷为圆环状的凹部。也可以是仅周向的一部分凹陷。

此外，盖部13也可以由多个部件构成。支承于外壳主体的部件与支承于轴承机构的部件可以是单独的。

此外，传感器轭61的紧固部611从板状部612向轴向下侧延伸，但也可以向轴向上侧延伸。

另外对于马达1的细节形状，可以与本申请的各图所示的形状不同。此外，可以将在上述的实施方式、变形例出现的各要素在不产生矛盾的范围内适当地进行组合。

Claims

1.一种电动式的马达，其特征在于，该马达具备：

转子部，所述转子部具有：轴，其以沿着上下方向延伸的中心轴线为中心；转子磁铁，其与所述轴一同旋转；传感器轭，其位于比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置，与所述轴一同旋转；传感器磁铁，其被支承于所述传感器轭；以及输入齿轮，其具有将所述转子磁铁产生的转矩向外部传递的齿轮部；

电枢，其位于所述转子磁铁的径向外侧；

轴承机构，其将所述转子部支承为能够相对于所述电枢旋转；

外壳，其覆盖所述电枢、所述转子部和所述轴承机构；以及

旋转检测传感器，其与所述传感器磁铁对置，检测所述转子部的旋转，

所述轴承机构具有：

第1轴承，其配置在比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置；以及

第2轴承，其配置在比所述转子磁铁靠轴向下侧的位置，

所述外壳包括：

外壳主体，其具有与所述轴的下端在轴向上对置的底部，所述外壳主体支承所述第2轴承和所述电枢；以及

轴承保持架，其在中心处支承所述第1轴承，该轴承保持架在径向外端被固定于所述外壳主体的内周面，

所述旋转检测传感器配置在所述轴承保持架的上侧，

所述轴具有比所述齿轮部靠轴向上侧且径向内侧的上表面，

所述轴在比所述齿轮部靠轴向下侧、且比所述传感器轭靠轴向上侧的区域中具有露出的露出部，

所述露出部与所述传感器磁铁的内周面在径向上对置。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述轴具有比所述齿轮部向轴向上侧突出的突出部。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述传感器轭具有：

紧固部，其直接或间接地紧固于所述轴；以及

传感器磁铁支承部，其位于比所述紧固部靠径向外侧的位置，比所述紧固部向轴向下侧延伸，

所述轴承保持架具有：

外侧筒部，其被支承为与所述外壳主体的筒部接触；

凹部，其在比所述外侧筒部靠径向内侧的位置向轴向下侧凹陷；以及

轴承支承部，其为在所述凹部的径向内侧向轴向上侧延伸的圆筒状的部位，

所述轴承支承部的内周面与所述第1轴承的外周面接触，

所述传感器磁铁支承部的内周面与所述轴承支承部的外周面在径向上对置。

4.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述轴承保持架具有向轴向下侧凹陷的传感器收纳部，

所述旋转检测传感器配置在所述传感器收纳部内。

5.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述轴承保持架具有向轴向下侧凹陷的传感器收纳部，

所述电枢具备：具有多个齿的定子铁芯；卷绕于所述齿上的线圈；以及对所述线圈之间进行连接的汇流条单元，

所述电枢的上端与所述轴承保持架的至少一部分在径向上对置。

6.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述传感器轭具有：板状部，其沿与中心轴线垂直的方向扩展；以及传感器轭的筒部，其位于所述板状部的中央，在内周面处与所述轴的外周面接触，

所述传感器轭的筒部从所述板状部的内侧向轴向下侧延伸。

7.根据权利要求6所述的马达，其特征在于，

所述第1轴承是具有内圈、外圈以及滚动体的滚动轴承，

所述传感器轭的筒部的下端与所述第1轴承的内圈的上端接触。

8.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述传感器磁铁位于比所述第1轴承靠轴向上侧的位置。

9.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述轴具有：

第1齿轮阶梯部，其位于所述输入齿轮的上侧；以及

第2齿轮阶梯部，其位于所述输入齿轮的下侧，

所述第1齿轮阶梯部的上侧的直径比该第1齿轮阶梯部的下侧的直径小，

所述第2齿轮阶梯部的上侧的直径比该第2齿轮阶梯部的下侧的直径小。

10.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述轴具有：

第1轴承阶梯部，其位于所述转子铁芯与所述第1轴承的轴向之间；以及

第2轴承阶梯部，其位于所述转子铁芯与所述第2轴承的轴向之间，

所述第1轴承阶梯部的上侧的直径比该第1轴承阶梯部的下侧的直径小，

所述第2轴承阶梯部的上侧的直径比该第2轴承阶梯部的下侧的直径大。

11.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述汇流条单元具备：多个汇流条，它们由导电体形成；以及绝缘性的汇流条保持架，其在所述中心轴线的周围将多个所述汇流条保持为彼此不接触，

所述汇流条具有将所述线圈连接于外部电源的电缆。

12.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述马达具有传感器基板，在所述传感器基板上连接有电缆，所述电缆将所述旋转检测传感器所检测到的信号传递至设置于所述马达的外侧的控制装置，

所述旋转检测传感器被配置在所述传感器基板上。

13.一种电动式的马达的制造方法，其特征在于，

该马达具有：

转子部，其具有：轴，其以中心轴线为中心，具有比齿轮部靠轴向上侧且径向内侧的上表面，而且在比所述齿轮部靠轴向下侧且比传感器轭靠轴向上侧的区域具有露出的露出部；转子磁铁，其与所述轴一同旋转；传感器轭，其位于比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置；传感器磁铁，其被支承于所述传感器轭；以及输入齿轮，其具有将所述转子磁铁产生的转矩向外部传递的所述齿轮部；

电枢，其位于所述转子磁铁的径向外侧；

轴承机构，其将所述转子部支承为能够相对于所述电枢旋转，该轴承机构具有配置在比所述转子磁铁靠轴向上侧的位置的第1轴承、以及配置在比所述转子磁铁靠轴向下侧的位置的第2轴承；

外壳，其覆盖所述电枢、所述转子部以及所述轴承机构，并包括：具有底部的外壳主体、以及在径向内侧支承所述第1轴承的轴承保持架，该轴承保持架在径向外端被固定于所述外壳主体的内周面；以及

旋转检测传感器，其在所述轴承保持架的上侧与所述传感器磁铁对置配置，检测所述转子部的旋转，

所述马达的制造方法包括以下步骤：

步骤(a)，将所述电枢安装至所述外壳主体；

步骤(b)，准备包括所述转子部、所述轴承机构以及所述轴承保持架的转子部组装体；以及

步骤(c)，在所述露出部处把持所述转子部组装体，且向轴向下侧按压所述轴的上表面，从而将所述转子部组装体安装至所述外壳。