电动机的制作方法

1.本发明涉及具备衬套的电动机，该衬套供控制用电路基板的配线通过。


背景技术：

2.现有的电动机中，已知有内转子式永磁电动机，该内转子式永磁电动机在产生旋转磁场的定子的内侧将具有永磁铁的转子配置为能够旋转。例如，该永磁电动机用于在空调器搭载的送风扇的旋转驱动用途。
3.众所周知，在这种永磁电动机中，在内部具有控制用的电路基板，与该电路基板连接的配线经由衬套而向外侧引出。作为这种衬套，存在分割为一对保持片即第一保持片和第二保持片并通过连结部将两者连结的衬套(例如，参照专利文献1)。
4.衬套被分割成两个保持片，从而使配线通过衬套的作业变得容易。此外，两个保持片经连结部进行连结，从而两个保持片不散开而组装性得以提高。在先技术文献专利文献
5.专利文献1：日本特开2013
‑
138551号公报


技术实现要素：

(发明要解决的问题)
6.考虑到组装性，通常使用铰链作为连结部。在该情况下，如果铰链过度打开，则负荷作用于铰链而使铰链损坏，并有可能使衬套破损。希望防止该破损。
7.为此，本发明的目的是提供一种具备衬套的电动机，该衬套能够防止铰链(部)的破损。(用于解决课题的技术方案)
8.本发明的电动机的一个方式具备：定子，其具有定子铁芯和绕组；电机外壳，其覆盖上述定子；电路基板，其配置于上述电机外壳内；以及衬套，其安装于上述电机外壳并对从上述电路基板向上述电机外壳的外部引出的配线进行保持。上述衬套具有第一保持片、第二保持片和铰链部。上述铰链部将上述第一保持片的一端部与上述第二保持片的一端部彼此连结，并且在使上述第一保持片的另一端部与上述第二保持片的另一端部彼此接近或远离的方向上开闭。在上述第一保持片和上述第二保持片分别设置有角度限制部，上述角度限制部限制上述铰链部的打开角度。
9.根据本发明，能够防止电动机的衬套中的铰链的破损。
附图说明
10.图1是本发明涉及的永磁电动机的转子的立体图。图2是本发明涉及的永磁电动机的转子、轴和第二轴承的立体图。
图3是表示图2的转子装配到电机外壳后的状态的立体图。图4是本发明涉及的永磁电动机的横剖视图。图5是表示用于容纳本发明涉及的衬套的、电机外壳的容纳槽的放大立体图(a)和放大俯视图(b)。图6是本发明的一个实施方式涉及的衬套关闭的状态的正面侧立体图。图7是图6的衬套打开的状态的背面侧立体图(a)和正面侧立体图(b)。图8是本发明的一个实施方式涉及的衬套打开的状态的后视图(a)和本发明的其他的第一实施方式涉及的衬套打开的状态的后视图(b)。图9是本发明的其他的第二实施方式涉及的衬套打开的状态的后视图(a)和关闭的状态的后视图(b)。图10是表示图6的衬套安装到图3的电机外壳前的状态的立体图(a)，表示安装后的状态的立体图(b)。图11是表示图6的衬套被容纳到图5的容纳槽后的状态的放大立体图(a)和放大俯视图(b)。图12是本发明涉及的永磁电动机的立体图。图13是本发明涉及的永磁电动机的纵剖视图。
具体实施方式
11.下面将参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。在下面的附图描述中，相同或相似的部分都标有相同或相似的符号。然而，应该注意的是，附图是示意图，可能与实际情况不同。因此，对具体构成构件应参照以下描述来判断。
12.此外，以下所示的实施例是例示用于体现本发明技术思想的装置和方法的实施方式，本发明的技术思想并没有将构成构件的形状、结构、配置等特定为以下内容。在请求保护的范围内记载的的请求项规定的技术范围内，本发明的技术思想可以以各种方式进行修改。
13.下面对本发明的一个实施方式涉及的电动机进行说明。
14.(电动机的整体结构)图1至图13是说明本实施方式中的电动机1的结构的图。如这些图所示，该永磁电动机1是例如无刷直流电机。虽然该电动机1未图示，但该电动机例如用于对在空调的室外机搭载的送风扇进行旋转驱动。
15.下面将以内转子式的永磁电动机1为例进行说明，该永磁电动机在产生旋转磁场的定子2的内部能够旋转地配置具有永磁铁31的转子3。本实施例中的永磁电动机1具有定子(stator)2、转子(rotor)3和电机外壳(壳体)6。
16.(定子和转子及电机外壳)如图3、图4和图13所示，定子2具备：定子铁芯21，具有圆筒形状的轭部和从轭部向内径侧延伸的多个齿部；以及绕组23，通过绝缘件22缠绕于齿部。除了定子铁芯21的内周面之外，该定子2被由树脂形成的电机外壳6覆盖。即、电机外壳6将具备定子铁芯21和绕组23的定子2(定子)覆盖。再有，电机外壳6可以由钢板、铝等金属形成。
17.如图5和图10所示，在电动机1的输出相反侧的端部，在电机外壳6形成有槽部64，
该槽部安装有后述的衬套7。该槽部64(和衬套7的第二凸缘部712)的形状只要是能够将衬套7安装(保持)于电机外壳6的形状，则可以是任何形状。在本实施方式中，槽部64是在电机外壳6的中心轴o的方向(以下简称中心轴方向)的输出侧具有底部，并在径向上贯穿的、近似于矩形形状的缺口。
18.在槽部64设置有后述的衬套7的第二凸缘部712所抵接的壁部641，从而限制衬套7朝径向的移动。如图5的(b)所示，从中心轴方向看，槽部64向外径侧成为凸形的形状。在电机外壳6的槽部64的底部，为了防止水、灰尘进入后述的第二凸缘部712的缺口部714，而设置有在径向上将缺口部714覆盖的防水壁部643。此外，与壁部641同样，防水壁部643与后述的衬套7的第二凸缘部712抵接，并限制衬套7朝径向的移动。再有，在槽部64设置有带底的孔部642(退让部)，后述的第二凸缘部712的角度限制部74位于该孔部。从中心轴方向看，该孔部642是矩形形状。
19.转子3在定子2的定子铁芯21的内周侧具有预定的空隙(间隙)地旋转自如配置。如图2、图13所示，该转子3是在与定子铁芯21对置的外周面环状地配置永磁铁31的表面磁铁型。永磁铁31通过外周侧铁芯32、绝缘构件33和内周侧铁芯34而固定在轴35周围。该轴35由第一轴承41和第二轴承42支承，且分别地、第一轴承41由第一支架51支承，第二轴承42由第二支架52支承，从而使转子3旋转自如地被支承。
20.(轴承和支架)如图13所示，第一轴承41旋转自如地支承转子3的轴35的一端(输出侧)。第二轴承42旋转自如地支承转子3的轴35的另一端(输出相反侧)。第一轴承41和第二轴承42例如使用滚珠轴承。
21.第一支架51为金属制(钢板、铝等)，位于电机外壳6的中心轴方向的一端侧、即轴35的输出侧。第一支架51在电机外壳6的成形时被插入成形，并与电机外壳6成为一体。第二支架52为金属制(钢板、铝等)，如图12和图13所示，固定于电机外壳6的中心轴方向的另一端侧、即轴35的输出相反侧。该第二支架52一般形成为圆板形状，并具有与电机外罩6的中心轴方向的端面抵接的外缘部520，该外缘部520与电机外罩6的外缘部螺纹连接。此外，在第二支架52的中央部，在内表面侧(输出侧)形成有用于容纳第二轴承42的第二轴承容纳部522。
22.此外，第二支架52在该第二支架的输出相反侧具备向外侧(输出相反侧)竖立设置的散热翅片523，并通过导热构件81而与用于控制电动机1的电路基板82接触。即、第二支架52也作为将来自电路基板82(特别是搭载于电路基板82的电子部件821)的热量向电动机1的外部放出的散热器发挥功能。
23.(转子3的绝缘结构)为了在第一轴承、第二轴承42不发生电腐蚀，如图1所示，在如以上那样构成的永磁电动机1中，在转子3的一部分具备绝缘构件33。下面对转子3的绝缘结构进行简单说明。
24.如图1至图4所示，转子3从外径侧向内径侧具备永磁铁31、外周侧铁芯32、绝缘构件(连结部)33、内周侧铁芯34和轴35。
25.如图2和图4所示，永磁铁31以多个(例如8个或10个)永磁铁片311形成为环状，以使n极和s极在周向上等间隔交替出现。再有，永磁铁31可以使用塑料磁体，该塑料磁体通过用树脂固化磁铁粉末而形成为环状。
26.如图1至图4所示，外周侧铁芯32形成为环状，且位于永磁铁31的内径侧。在外周侧铁芯32，为了进行永磁铁31的定位，而具备从外周面向外径侧突出的多个(例如圆周方向上的10个)外周侧突起322。例如，外周侧突起322形成为在中心轴方向上从外周侧铁芯32的一端延伸到另一端。
27.如图1至图4所示，内周侧铁芯34形成为环状，且位于外周侧铁芯32的内径侧。此外，在内周侧铁芯34的中心，具备在中心轴方向上贯穿的贯通孔343。轴35通过压入、铆接等而固定于内周侧铁芯34所具备的贯通孔343中。再有，内周侧铁芯34可以在该贯通孔343和内周侧铁芯34的外周面之间具备用于减轻重量的减薄用的多个贯通孔342。从中心轴方向看，该多个贯通孔342在圆周方向上以等间隔配置，以使形成有贯通孔342的内周侧铁芯34的形状为辐条状。
28.绝缘构件33由pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等电介质的树脂形成，且位于外周侧铁芯32和内周侧铁芯34之间。绝缘构件33通过在外周侧铁芯32和内周侧铁芯34之间填充树脂的嵌入成形而将外周侧铁芯32和内周侧铁芯34一体成形。该绝缘构件33使外周侧铁芯32和内周侧铁芯34之间的静电电容(定子2的绕组23和轴35之间的静电电容的一部分)减小，且进行调整以通过使第一轴承41和第二轴承42的内环侧的电位下降而使内环侧和外环侧的电位差变小，从而防止轴承的电腐蚀。
29.(本发明涉及的衬套的结构、作用以及效果)电动机1具备用于使配线从电机外壳6的内部通过的衬套7。详细而言，如图13所示，电动机1具备电机外壳6和在电机外壳6内配置的电路基板82。电路基板82在中心轴方向上配置于成为转子3和第二轴承42之间的位置。如图10所示，衬套7安装于电机外壳6，并对从未图示的电路基板82向电机外壳6的外部引出的未图示的配线进行保持。
30.图6至图8是说明本实施方式中的衬套7的结构的图。衬套7具备在上述电机外壳6的槽部64安装的安装部71和使配线通过的配线通过部72。配线通过部72为圆筒状，且供配线通过内部。安装部71是长方体状的，与配线通过部72成为一体，且使配线在图6的x轴方向上通过。再有，安装部71、配线通过部72不限于上述形状。
31.配线通过部72在圆筒状的外周面具有多个凸部721。由此，配线通过部72的强度得到提高。在本实施方式中，作为一个例子，多个凸部721在周向上等间隔设置有四个。安装部71可以形成有沿配线通过部72的圆筒轴的多个有底的减薄槽部713。在本实施方式中，减薄槽部713在与设置于圆筒状的配线通过部72的外周面的各凸部721在x轴方向上不重叠的位置处设置有一个侧面圆弧状弯曲的大体三棱柱状的四个孔。
32.如图11所示，在安装部71的外表面侧(图6中的x轴正向侧)的上部(图6中的z轴正向侧)设置有在y轴方向上延伸的第一凸缘部711。第一凸缘部711与电机外壳6的外周面中的上端部协动，以限制衬套7朝径向的移动，并将衬套7固定于电机外壳6(参照图6至图11)。如图11所示，在安装部71的内表面侧(图6中的x轴负向侧)的下部(图6中的z轴负向侧)设置有在y轴和z轴(中心轴o)方向上延伸的第二凸缘部712。第二凸缘部712与在电机外壳6的槽部64设置的壁部641、防水壁部643协动，以限制衬套7朝径向的移动，并将衬套7固定于电机外壳6(参照图6至图11)。在本实施方式中，第一凸缘部711的z轴负向侧的端部和第二凸缘部712的z轴正向
侧的端部从x轴方向观察处于相同的高度(z轴方向的相同位置)。再有，第一凸缘部711和第二凸缘部712只要能够限制衬套7相对于电机外壳6的移动即可，不限于上述形状。
33.如图7所示，衬套7在y轴方向(参照图6)的中央部从衬套7的上部(z轴正向侧)被分割为第一保持片7a和第二保持片7b，并且第一保持片7a和第二保持片7b通过在衬套7的下部(z轴负向侧)设置的铰链部73进行一体连结。因此，上述第一凸缘部711和第二凸缘部712分别形成于第一保持片7a和第二保持片7b(参照图7)。
34.衬套7具有第一保持片7a、第二保持片7b和铰链部73。铰链部73将第一保持片7a的z轴方向(参照图6)上的一端部7c与第二保持片7b的z轴方向上的一端部7c连结，并在使第一保持片7a的z轴方向上的另一端部7ac与第二保持片7b的z轴方向上的另一端部7bc接近或远离的方向上打开关闭。铰链部73是在第一保持片7a和第二保持片7b之间一体地形成为薄壁(例如厚度0.5mm)的、能够弯曲的活动铰链。再有，在本实施方式中，在铰链部73中，形成为将第一保持片7a与第二保持片7b连结的部位的宽度变短。换言之，第一保持片7a的一端部7c和第二保持片7b的一端部7c以接近的状态由铰链部73连结。由此，能够防止在使第一保持片7a的另一端部7ac和第二保持片7b的另一端部7bc接近时铰链部73从衬套7的外表面突出较大。因此，当衬套7如图10所示那样安装在槽部64时，不需要在槽部64设置避开铰链部73的大的退让部。此外，由此能够减小电机外壳6和衬套7之间的间隙，并能够防止水、灰尘从间隙渗出。另一方面，在铰链部73，在将第一保持片7a与第二保持片7b连结的部位的宽度短的情况下，铰链部73难以变形。因此，打开衬套7所需的力增大，其结果，在打开衬套7时在铰链部73产生的应力增大。换言之，会产生如下问题：因打开衬套7的动作而在铰链部73施加过大的负荷，铰链部73容易破损。为了解决这个问题，在本实施方式中，设置有对衬套7的打开角度进行限制的角度限制部74。
35.在靠近第一保持件7a的一端部7c的部位形成第一卡合部715a，在靠近第二保持件7b的一端部7c的部位形成第一卡合部715b。第一保持片7a的第一卡合部715a和第二保持片7b的第一卡合部715b在衬套7被铰链部73关闭时相互卡合。此外，在第一保持片7a的另一端部7ac形成第二卡合部716a，在第二保持片7b的另一端部7bc形成第二卡合部716b。第一保持片7a的第二卡合部716a和第二保持片7b的第二卡合部716b在铰链部73关闭时相互卡合。此外，这些卡合部715a、715b、716a、716b还作为迷宫结构发挥功能，该迷宫结构在衬套7被铰链部73关闭的状态下防止水、灰尘从这些卡合部向衬套7的x轴方向通过。第二卡合部716a、716b在x轴方向上形成半圆柱状和长方形状的两级迷宫结构，以增强密封效果。
36.在第一保持片7a的第二凸缘部712a和第二保持片7b的第二凸缘部712b，第一保持片7a的一端部7c和第二保持片7b的一端部7c分别形成有缺口部714a、714b(参照图7和8)。由此，衬套7能够进行以铰链部73为中心的开闭动作。此外，通过形成缺口部714a、714b，而在第一保持片7a和第二保持片7b的每个形成相互对置的缺口面(第一限制面714c、第二限制面714d)。而且，在第一保持片7a和第二保持片7b中的每个都设置有对衬套7的打开角度进行限制的角度限制部(止动器)74。换言之，角度限制部74分别形成于第一保持片7a的第二凸缘部712a和第二保持片7b的第二凸缘部712b。
37.在本实施方式中，如图7和8所示，在第一保持片7a和第二保持片7b分别设置有上述缺口面(限制面714c、714d)作为角度限制部74。例如，如图7的(b)、图8的(a)所示，该角度限制部74(限制面714c、714d)形成于第二凸缘部712a、712b的、接近铰链部73的部位。而且，例如，如图8的(a)所示，当衬套7打开时，该限制面714c、714d的端部彼此抵接，从而衬套7不会进一步打开。由此，可以限制衬套7的打开角度。此外，角度限制部74不仅适用于在第一保持片7a和第二保持片7b的每个设置的限制面714c、714d的一部分直接接触来限制打开角度的情况，也可以适用于经位于对置的缺口面(限制面714c、714d)彼此之间的构件来间接地限制衬套7的打开角度的情况。例如，如图8的(b)所示，在将第二凸缘部712a、712b彼此连接的凸缘连结部714e的厚度t大的情况下，当将要关闭衬套7时，厚壁的凸缘连结部714e位于对置的缺口面(限制面714c、714d)彼此之间，从而间接地阻碍对置的缺口面(限制面714c、714d)彼此接近，由此限制衬套7的打开角度。
38.角度限制部74(图8的(a)中的限制面714c、714d，图8的(b)中的限制面714c、714d以及凸缘连结部714e)设置于第一保持片7a的一端部7c和第二保持片7b的一端部7c的、与铰链部73相邻的位置。即、角度限制74设置于与衬套7打开侧相反的一侧(一端部7c侧)。由此，能够利用简单的机构(角度限制部74)来限制衬套7的打开角度。此外，能够防止角度限制部74的大型化。通过具备该第二凸缘部712a和角度限制部74，而能够同时实现衬套7向电动机1的径向移动的限制和衬套7的打开角度的限制。
39.在本实施方式中，虽然角度限制部74形成于衬套7的x轴方向(参照图6)的一端部(第二凸缘部712)，但并不限于此，只要能够作为止动器发挥功能，则也可以部分地(例如，从衬套7的x轴方向的一端部到中央部)延伸或整体地(从衬套7的x轴方向的一端部到另一端部)延伸。此外，在本实施方式中，虽然角度限制部74与衬套7一体成形，但角度限制部也可以作为树脂、弹性构件等的单独构件而粘接于衬套7的缺口面(限制面714c、714d)。
40.如上所述，当衬套7被打开时，第一保持片7a和第二保持片7b以铰链部73为中心进行转动。这时，角度限制部74作为限制转动角度的止动器发挥功能。由此，能够防止衬套7被过度打开，且能够防止铰链部73的破损。
41.图9是表示其他实施方式涉及的衬套7'的后视图。该衬套7'是长方体状或矩形状的构件(安装部)71'，该构件71'在中央形成有用于使配线通过的贯通孔72'。第二凸缘部712'从衬套7'的背面的一边在y轴和z(o)轴上延伸。
42.与图7中的衬套7同样，衬套7'是一对第一保持片7a和第二保持片7b，具备一对构件(安装部)71a'、71b'和一对凸缘部711a'、711b'，这些构件以铰链部73'为中心进行转动，从而使衬套7'进行开闭动作。而且，如图9所示，在一对凸缘部711a'、711b'，在所述第一保持片和所述第二保持片的所述另一端部7ac、7bc形成有缺口部714a'、714b'。由此，能够进行衬套7'的以铰链部73'为中心的开闭动作。此外，互相对置的一对缺口面(第一限制面714c、第二限制面714d)形成于在衬套7'打开时相互接近的面。
43.在该实施方式中，一对缺口面(第一限制面714c和第二限制面714d)限制铰链部73的打开角度。即、该第一限制面714c和第二限制面714d作为角度限制部74发挥功能。
44.当衬套7如图9所示那样被打开时，第一保持片7a'和第二保持片7b'以铰链部73'为中心进行转动。此时，第一限制面714c和第二限制面714d面接触，并作为角度限制部(止动器)发挥功能以使衬套7'不会超过需要程度地打开。由此，能够防止衬套7'过度打开，并防止铰链部73'的破损。在该情况下，在衬套7'关闭的状态下(参照图9的(a))第一限制面714c和第二限制面714d所成的角度成为在衬套7'完全打开的状态下(参照图9的(b))被限制的打开角度(第一保持片7a'和第二保持片7b'的各自的分割面7d所形成的角度)。
45.再有，在图9的(b)中，在衬套7'完全打开的状态下第一保持片7a'和第二保持片7b'各自的分割面7d所成的角度(在图9的(a)所示的衬套7'关闭的状态下第一限制面714c和第二限制面714d所成的角度)为105.6度，但是，该角度并不局限于此，只要处于能够防止铰链部73'的损坏的预定范围内(例如45度以上且135度以下)即可。
46.以上说明的衬套7、7'是第一保持片7a、7a'以及第二保持片7b、7b'一体成形的构件，例如，通过树脂的注塑成型而形成。在上述衬套7、7'通过树脂的注塑成型而形成的情况下，通过调整衬套7、7'的制造时间点的打开角度，而能够容易地确定没有施加外力的通常状态下的衬套7、7'的打开角度。
47.例如，在将衬套7、7'注塑成型的时间点，可以成形为成为衬套7、7'稍打开的状态(例如，图9的(b)中第一保持片7a'和第二保持片7b'的各自的分割面7d所成的角度为35度以上且125度以下)。由此，即使在没有施加外力的通常状态下，衬套7、7'也成为稍打开的状态，且能够在使配线通过配线通过部72时省略打开衬套7、7'的动作，并提高作业性。
48.在配线通过配线通过部72后，衬套7(7')的第二凸缘部712沿中心轴方向插入电机外壳6的槽部64，衬套7(7')被固定于电机外壳6(参照图10和11)。此时，衬套7的第一保持片7a和第二保持片7b中，分割面7d(参照图9的(a))与电机外壳6的中心轴方向平行配置，衬套7的外侧面被槽部64的侧壁保持。由此，能够防止衬套7在向电机外罩6安装时或安装后从分割面7d裂开。
49.此外，衬套7被安装为：铰链部73配置于与电机外壳6嵌合的方向(电动机1的输出侧)。由此，在将衬套7嵌合于电机外壳6时，能够防止衬套7从分割面7d打开。
50.如上所述，在本实施方式中，将角度限制部74(限制面714c、714d、凸缘连结部714e)作为止动器(角度限制部)设置于衬套7、7'，并限制安装于电机外壳6的衬套7的打开角度，从而减小作用于铰链部73的负荷，并能够防止衬套7的破损。(标号说明)
51.1 永磁电动机2 定子21 定子铁芯22 绝缘件23 绕组3 转子31 永磁铁311 永磁铁片
32 外周侧铁芯33 绝缘构件34 内周侧铁芯343 贯通孔35 轴42 第二轴承52 第二支架6 电机外壳(壳体)64 槽部641 壁部642 孔部643 防水壁部7 衬套71 安装部711、712 凸缘部714a、714b 缺口部714c、714d 缺口面(限制面)714e 凸缘连结部72 配线通过部7a、7b 第一保持片、第二保持片73 铰链部74 角度限制部(止动器)81 导热构件82 电路基板821 电子部件o 中心轴。