專利名稱：馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在軸的端部具有傳感器用磁體的馬達。
背景技術：
例如，檢測馬達的旋轉角度的非接觸型的旋轉角度檢測裝置一般為利用解析器或多個霍爾ICantegrated Circuit 集成電路)等的類型。近年來，回轉式編碼器正被利用，該回轉式編碼器具有安裝在軸的端面的磁體； 以及與該磁體對置設置的傳感器。在專利文獻1中公開了一種這樣的馬達安裝于旋轉軸的磁體由于襯套而不能繞旋轉軸線相對轉動。專利文獻1 日本專利第3517350號公報但是，為了限制磁體繞軸的旋轉軸線移動而在磁體設置略凸部或略凹部的情況下，很難成型，并且容易產(chǎn)生破裂或缺口等，不利于生產(chǎn)性和耐久性。而且還存在磁力變化從而影響傳感器的檢測精度的可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種馬達，其雖然結構簡單，但能夠可靠地固定傳感器用的磁體以防止其相對于軸的旋轉軸線轉動，而且傳感器穩(wěn)定，能夠高精度地檢測磁體的磁變。本發(fā)明中的一個示例的馬達是具有傳感磁體以及以覆蓋軸的端部的至少一部分的方式固定于端部的蓋部件的馬達。蓋部件具有支撐部，該支撐部位于端部的端面的外側。 在支撐部設有非圓形截面的空間部，該空間部在軸的旋轉軸線方向延伸。傳感磁體嵌入在空間部，傳感磁體的外廓形狀對應于空間部的截面形狀而形成為非圓形形狀。本發(fā)明中的一個示例的馬達能夠可靠地固定傳感磁體，以防止傳感磁體繞軸的旋轉軸線轉動而錯位、或者從軸脫落，而且傳感器穩(wěn)定，能夠高精度地檢測傳感磁體的磁變。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的縱剖視圖。圖2是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的分解立體圖。圖3是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的馬達主要部分的剖視圖。圖4是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的、從圖3中的箭頭Z方向觀察到的側視圖。圖5是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的、與傳感磁體的安裝相關的其他實施方式的馬達的主要部分的剖視圖。圖6是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的、與傳感磁體的安裝相關的其他實施方式的馬達的主要部分的剖視圖。圖7是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的、與傳感磁體和磁體孔的形狀相關的其他實施方式的側視圖。圖8是示意 性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的、與傳感磁體和磁體孔的形狀相關的其他實施方式的側視圖。標號說明1 馬達殼體；2 軸；2a 端面；3 轉子；4 定子；5 磁蓋(蓋部件)；5a 固定部； 5b 支撐部；6 傳感磁體；6a 對置面；10 粘結劑；51 軸孔；51a 底面；52 磁體孔(空間部)；53 貫通孔；54 空隙部；60 彈性部件；h 厚度尺寸(外形尺寸)；L 深度尺寸；M 馬達；P 旋轉軸線；S 傳感器。
具體實施例方式以下基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。另外，以下的優(yōu)選實施方式的說明本質(zhì)上不過是示例，而并不是想要限制本發(fā)明、其應用物或其用途。圖1是示意性地表示本發(fā)明的一個示例的馬達的縱剖視圖。該馬達M例如是為了驅動分動器或變速器、動力轉向裝置等而搭載于機動車的馬達，該馬達M具有馬達殼體1、 軸2、轉子3、定子4、磁蓋5 (蓋部件)以及傳感磁體6等。馬達殼體1由第1部件30和第2部件40構成。容器狀的第1部件30和底蓋狀的第2部件40均通過對鋼板進行沖壓加工而形成。第1部件30形成為多級的大致圓筒狀，且具有大致圓筒狀的周壁部31、側壁部 32、第1軸承壁部33、大致階梯狀壁部34、端壁部35以及凸緣部36。第1軸承壁部33形成為比周壁部31直徑小的大致圓筒狀，第1軸承壁部33經(jīng)由側壁部32形成在周壁部31的一個端緣。端壁部35形成為比第1軸承壁部33直徑小的大致圓筒狀，并且端壁部35經(jīng)由大致階梯狀壁部34形成于第1軸承壁部33的端部。凸緣部36形成為從周壁部31的另一個端緣向徑向外側伸出。端壁部35的末端側敞開而形成為開口 35a。另一方面，第2部件40具有大致圓環(huán)狀的底蓋壁部41、第2軸承壁部42、大致圓環(huán)狀的環(huán)狀壁部43以及大致圓筒狀的配合壁部44。第2軸承壁部42與底蓋壁部41的內(nèi)周緣相連地形成。環(huán)狀壁部43從第2軸承壁部42的末端緣向徑向內(nèi)側伸出而形成，在第 2部件40的大致中央具有開口 43a。配合壁部44以與底蓋壁部41的外周緣相連的方式形成在第2軸承壁部42側。通過將第2軸承壁部42側朝向馬達外方的第2部件40向第1部件30的凸緣部 36側嵌入，從而配合壁部44的外表面與周壁部31的內(nèi)表面接合。因此，形成了在內(nèi)部具有收容定子4等的收容空間的馬達殼體1。軸2由大致圓柱狀的鋼材形成。軸2經(jīng)由第1軸承7及第2軸承8分別支撐在馬達殼體1的第1軸承壁部33及第2軸承壁部42的內(nèi)周面，該軸2能夠繞旋轉軸線P自由旋轉。大致階梯狀壁部34及環(huán)狀壁部43分別抵住各軸承7、8的端部，從而防止各軸承7、 8和軸2從馬達殼體1脫落。用于安裝齒輪等的軸2的末端部從第1部件30的開口 35a向著馬達殼體1的外方突出，作為軸2的末端部的相反側的軸2的基端部從第2部件40的開口 43a向著馬達殼體1的外方突出。轉子3是在旋轉軸線P方向固定在軸2的大致中間部的大致圓柱狀的部件，其位于第1軸承7和第2軸承8之間。在轉子3配設有多個磁體9、9、...。
定子4具有環(huán)狀的定子鐵芯如和多個線圈4b等，所述環(huán)狀的定子鐵芯如具有在周向上大致等間隔地設置的齒部，所述多個線圈4b通過在上述齒部卷繞導電線而形成。定子4是大致圓環(huán)狀的部件，定子4的外周部分安裝在馬達殼體1的周壁部31的內(nèi)表面，以使該定子4的內(nèi)周部分隔著微小的間隙與轉子3的外周接近。在第2部件40的底蓋壁部41的多個部位形成有配線孔41a。定子4的導電線通過該配線孔41a從馬達殼體1內(nèi)導出，并與圖外的控制電路連接。這樣，通過使預定的電流流過定子4的線圈4b，軸2與轉子3 —并旋轉。為了檢測該軸2的旋轉角度或旋轉速度，在該馬達M安裝有回轉式編碼器的傳感磁體6?；剞D式編碼器具有一個傳感器S和一個傳感磁體6。傳感器S具有縱向和橫向各尺寸為5mm左右的傳感芯片，在該傳感芯片內(nèi)部包含多個霍爾元件或GMR(GiantMagneto Resistance 巨磁電阻)元件等磁通檢測元件。回轉式編碼器還具有旋轉角度計算單元，該回轉式編碼器通過多個霍爾元件檢測出與芯片表面大致垂直的磁場分量的變化，并利用旋轉角度計算單元根據(jù)該檢測值計算出旋轉角度。另一方面，傳感磁體6是具有平坦的對置面6a的永久磁體，該對置面6a的大小與傳感芯片的大小大致相同，并且傳感磁體6具有以將該對置面6a 二等分的方式相鄰配置的N極和S極(參照圖2)。傳感磁體6以使對置面6a的大致中心位于旋轉軸線P上的方式安裝在作為旋轉被檢測體的軸2的端面加。傳感器S被配置成傳感芯片的表面與傳感磁體6的對置面6a 接近并對置。因此，為了提高該回轉式編碼器的檢測精度，優(yōu)選的是，傳感磁體6盡量接近傳感器S，或者傳感磁體6的對置面6a側的磁力盡可能地強。例如，如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的傳感器S以與軸2的基端部接近并對置的方式安裝于壁面W。例如，安裝在機動車所裝備的ECU (electronic control unit:電子控制單元)的壁面W。另外，雖然未圖示，但馬達M經(jīng)由凸緣部36緊固固定在機動車側。并且，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的傳感磁體6利用磁蓋5安裝在軸2的端部，以使其不會繞旋轉軸線P旋轉而錯位、或從軸2脫落。圖2是該安裝部分的分解立體圖，圖3是剖視圖，圖4是從圖3中的箭頭Z方向觀察到的側視圖。磁蓋5的外徑比軸2的直徑大。另外，磁蓋5在旋轉軸線方向的長度比軸2的軸向長度短。磁蓋5是大致圓柱狀的黃銅加工品。磁蓋5具有固定部fe和支撐部恥，在磁蓋5安裝于軸2時，所述固定部fe位于軸2的基端部的周面2b的外側，所述支撐部恥位于軸2的基端部的端面加的外側。磁蓋5在磁蓋5的一個端面的大致中央部開設有大致圓形截面的軸孔51，該軸孔 51在旋轉軸線P方向延伸。磁蓋5的劃分軸孔51的周部的部分構成固定部5a，磁蓋5的劃分軸孔51的底面51a的部分構成支撐部恥。并且，在該軸孔51的底面51a的大致中央部，開口有在旋轉軸線P方向延伸的大致正方形截面的磁體孔52(空間部)。磁體孔52的大致正方形的截面的對角線的交點位于旋轉軸線P上。在磁體孔52的底面5 和磁蓋5 的另一個端面之間形成有比軸孔51直徑小的貫通孔53。另外，利用黃銅形成磁蓋5，由于黃銅是非磁性體，因此不會對傳感磁體6的磁力產(chǎn)生影響。并且，雖然車載馬達多在溫度變化比較劇烈的環(huán)境下使用，但是由于黃銅具有與為鋼材的軸2比較接近的熱收縮率，因此能夠防止磁蓋5由于溫度變化而脫離或松動。傳感磁體6的外形尺寸比磁體孔52稍小。傳感磁體是對應于磁體孔52而形成的具有大致正方形外廓形狀的大致板狀的永久磁體，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，使用稀土類燒 結磁體、具體來說是Nd-Fe-B(釹鐵硼)類的燒結磁體。也可以是Sm-Co (釤鈷)類的燒結磁體。這種磁體有時候會被要求復雜的形狀或者與其他部件一體成型，因此一般大多使用容易成型的粘結磁體，但粘結磁體的磁力會與含有樹脂等的量相應地減弱。關于這一點， 如果是燒結磁體就不存在這種缺點，能夠有效地發(fā)揮材料的性能，即使磁體的尺寸小，也能夠產(chǎn)生足夠被傳感器S檢測出來的磁力。并且，通過使傳感磁體6的形狀為大致四邊形，例如能夠在形成較大的大致板狀的燒結磁體之后毫無浪費地分割成預定的大小，因此有利于制造成本和生產(chǎn)性。并且，磁體孔52的深度尺寸L被設定成比傳感磁體6的厚度尺寸h大。為了將傳感磁體6安裝到軸2的基端部，首先，在磁蓋5的磁體孔52的內(nèi)表面，具體來說在底面52a及內(nèi)周面涂布液態(tài)或者膠狀的粘結劑10。粘結劑10的種類沒有特別的限制，但優(yōu)選耐熱性、速干性優(yōu)異的粘結劑。接著，對準磁體孔52將傳感磁體6嵌入，將傳感磁體6粘結固定到磁體孔52的底面52a。此時，由于在磁體孔52的底面52a形成有貫通孔53，因此不需要的粘結劑10被從貫通孔53向外方推出，能夠使傳感磁體6緊貼于磁體孔 52的底面52a。另一方面，傳感磁體6的軸孔51側的端面與軸孔51的底面51a相比位于磁體孔52的里側，因而形成有基于磁體孔52的深度尺寸L與傳感磁體6的厚度尺寸h的尺寸差的空隙部54。也可以在該空隙部54中注入粘結劑10，或者使涂布在磁體孔52內(nèi)表面的粘結劑10蔓延到該空隙部54，并使粘結劑10在空隙部54的至少一部分處固化。由于磁體孔52的截面和傳感磁體6的外廓形狀是非圓形的大致正方形，因此傳感磁體6與磁蓋5繞旋轉軸線P的相對轉動被限制。并且，在傳感磁體6與磁蓋5配合的微小間隙中固化有粘結劑10，因此傳感磁體6和磁蓋5 —體化，防止了松動或錯位。然后，將軸2的基端部壓入到固定有傳感磁體6的磁蓋5的軸孔51中。由于軸2 的端面2a被軸孔51的底面51a抵住，因此即使在壓入時施加了過度的載荷，該載荷也不會施加到與軸孔51的底面51a相比位于磁體孔52的里側的傳感磁體6，能夠防止傳感磁體6 破裂或缺口。因此，能夠安心地將磁蓋5穩(wěn)固地安裝到軸2以使其不會松弛或脫落。另外， 除了壓入以外，也可以將軸2的端部插入到磁蓋5中并進行銷固定，或者也可以進行緊固固定。傳感磁體6被收容在這樣安裝的磁蓋5內(nèi)，因此能夠可靠地防止傳感磁體6從軸 2的基端部脫落。傳感磁體6緊貼固定在磁體孔52的底面52a，因此能夠盡可能地靠近傳感器S側， 能夠相應地提高檢測精度。進而，在軸2是磁性體的情況下，若傳感磁體6和軸2接觸，則存在流向軸2側的磁通量增加、流向傳感器側的磁通量減少的危險，但是由于通過空隙部54而使傳感磁體6 和軸2非接觸，因此不存在這種情況，能夠高效率地發(fā)揮傳感磁體6的性能。圖5、圖6表示與傳感磁體6的安裝相關的本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式。其中，將傳感磁體6利用彈性部件60固定在磁體孔52內(nèi)。
作為彈性部件60，只要是非磁性體且具有彈性即可。例如，如圖5所示，彈性部件 60只要具有面積比傳感磁體6的端面的面積要小的側面、且具有比空隙部M的旋轉軸線P 方向的長度尺寸要大的厚度即可。并且，彈性部件60也可以是橡膠或硅等樹脂部件。另外，彈性部件60也可以是如圖6所示的彈簧部件(也稱作彈簧部件60)。該彈簧部件60由截面彎曲成大致圓弧狀的大致四邊形的板狀樹脂片構成，從其彎曲的兩側的端部61、61到彎曲的頂部62為止的高度尺寸被設定成比空隙部M在旋轉軸線P方向的長度尺寸大。因此，如果在彈簧部件60的端部61、61與嵌入于磁體孔52中的傳感磁體6的端面接觸的狀態(tài)下將軸2壓入軸孔51中，則彈簧部件60的頂部62被軸2的端面加推壓而發(fā)生彈性變形，從而將傳感磁體6推壓到磁體孔52的底面52a。在通過軸2的壓入而利用彈性部件60將傳感磁體6推壓到磁體孔52的底面5 時，由于在該底面5 形成有貫通孔53，因此磁體孔52內(nèi)的空氣被從貫通孔53推出，從而傳感磁體6被簡單地緊貼固定到磁體孔52的底面52a。另外，圖7、圖8表示與傳感磁體6和磁體孔52的形狀相關的本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式。在圖7中，磁體孔52的截面形狀及傳感磁體6的外廓形狀形成為大致五邊形。在圖8中，磁體孔52的截面形狀及傳感磁體6的外廓形狀形成為外周的一部分被切掉的大致圓形形狀。除此之外，磁體孔52的截面形狀及傳感磁體6的外廓形狀也可以是大致橢圓或大致多邊形等，重要的是只要是非圓形形狀即可。上述任一形狀均可以限制傳感磁體6繞旋轉軸線P的轉動。如上文說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的馬達M，雖然是簡單的結構，但能夠可靠地固定傳感磁體6，以防止傳感磁體6繞軸2的旋轉軸線P相對轉動而錯位、或者從軸2脫落，而且傳感器S穩(wěn)定，能夠高精度地檢測其磁變。另外，本發(fā)明的馬達M并不限于上述實施方式，還包括除此以外的各種結構。例如，在上述實施方式中，在傳感磁體6和軸2之間設有空隙部M，但并不是必須設置空隙部M。例如在軸2是非磁性體等的情況下，也可以將磁體孔52的深度尺寸L和傳感磁體6的厚度尺寸h設定為大致相同，從而不形成空隙部M。傳感磁體6例如也可以由接合后的外廓形狀為與磁體孔52的截面相同的大致正方形形狀的一對子磁體構成。在這種情況下，只要將一個子磁體從其S極側嵌入磁體孔52， 并將另一個子磁體從其N極側嵌入磁體孔52，就能夠簡單地將兩個子磁體可靠地固定而不發(fā)生錯位。也可以將粘結劑10和彈性部件60組合。這樣能夠更加穩(wěn)定地將傳感磁體6緊貼固定到磁體孔52的底面52a。
權利要求
1.一種馬達，該馬達具有 傳感磁體；以及蓋部件，所述蓋部件以覆蓋軸的端部的至少一部分的方式固定于上述端部，該馬達的特征在于，上述蓋部件具有支撐部，該支撐部位于上述端部的端面的外側， 在上述支撐部設有非圓形截面的空間部，該空間部在上述軸的旋轉軸線方向延伸， 上述傳感磁體的外廓形狀是對應于上述空間部的截面形狀而形成的非圓形形狀， 上述傳感磁體被嵌入在上述空間部。
2.根據(jù)權利要求1所述的馬達，其特征在于，上述傳感磁體使用了燒結磁體，上述空間部的截面形狀及上述傳感磁體的外廓形狀形成為大致四邊形。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的馬達，其特征在于， 上述蓋部件使用了非磁性體。
4.根據(jù)權利要求1至權利要求3中的任意一項所述的馬達，其特征在于，上述蓋部件具有開口于一個端面并且供上述端部插入的軸孔，上述空間部形成為在上述軸孔的底面開口，在上述空間部的底面和上述蓋部件的另一個端面之間形成有貫通孔。
5.根據(jù)權利要求4所述的馬達，其特征在于，上述空間部的深度尺寸被設定成比上述傳感磁體在上述旋轉軸線方向的外形尺寸大。
6.根據(jù)權利要求5所述的馬達，其特征在于， 上述傳感磁體粘結固定于上述空間部的底面， 上述傳感磁體和上述軸形成為非接觸狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求5所述的馬達，其特征在于， 在上述傳感磁體與上述軸之間夾有彈性部件， 上述傳感磁體和上述軸形成為非接觸狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求7所述的馬達，其特征在于， 上述彈性部件使用了非磁性體。
全文摘要
一種馬達(M)，其具有非圓形形狀的傳感磁體(6)以及以覆蓋軸(2)的端部的方式固定的磁蓋(5)。在位于軸(2)的端面(2a)的外側的磁蓋(5)的支撐部(5b)設有磁體孔(52)，該磁體孔(52)形成為與傳感磁體(6)相同的非圓形截面，并在旋轉軸線(P)方向延伸。傳感磁體(6)嵌入并固定于該磁體孔(52)。
文檔編號H02K11/00GK102171910SQ20098013927
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月2日 優(yōu)先權日2008年10月3日
發(fā)明者古館榮次, 旭恭平 申請人:日本電產(chǎn)株式會社