專利名稱：無刷電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為同時驅(qū)動復印機、激光打印機等各種機構(gòu)的主電動機使用的無刷電動機。
(2)背景技術近年來，復印機、激光打印機等文字處理產(chǎn)品逐漸要求高畫質(zhì)化、高速印刷化、彩色化，為了同時實現(xiàn)這些要求，傾向于使用每一色彩都具有感光鼓的所謂串聯(lián)方式。不可否認將以往采用一個鼓的構(gòu)成改為采用2個鼓、4個鼓的構(gòu)成會致使機器的大型化，但為了抑制大型化，就要求驅(qū)動各種機構(gòu)的主電動機薄型化、小直徑化、省空間化、且高輸出化。
并且，作為主電動機一般使用無刷電動機，其將具有帶適合于高輸出的定子鐵芯(鐵心)的定子的電動機部、以及用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并控制電動機的驅(qū)動、控制用電路組裝為一體，作為含有電路部的電動機整體被要求薄型化、小直徑化、省空間化、且高輸出化。
因此，希望減小電動機的轉(zhuǎn)子部的外徑尺寸，電路部的外形尺寸最好為外接轉(zhuǎn)子部的正方形的尺寸，高度尺寸同樣也最好盡量接近轉(zhuǎn)子部的高度尺寸。
一直以來，將電路部一體地與電動機組裝的無刷電動機，一般包括在定子鐵芯上卷繞有線圈的定子；在杯狀的轉(zhuǎn)子框架的內(nèi)周面固定有具有與定子鐵芯相對的多個磁極的環(huán)狀磁體、中央安裝有軸的轉(zhuǎn)子；支承該轉(zhuǎn)子的軸的軸承；以及保持該軸承的外殼，該外殼上安裝定子鐵芯和安裝有電路零件的電路基板(例如參照日本專利實開平7-9067號公報)。
圖14表示該第1現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)。
18是轉(zhuǎn)子框架(杯部)，20是轉(zhuǎn)子磁體(驅(qū)動用磁體)，轉(zhuǎn)子磁體20與速度檢測用磁體22一起固定在轉(zhuǎn)子框架18上，在轉(zhuǎn)子框架18的中央安裝有軸24，由此通過這些構(gòu)件構(gòu)成轉(zhuǎn)子16。該軸24由保持在外殼21上的軸承28、28自由旋轉(zhuǎn)地支承。
并且，在該外殼12上安裝有與轉(zhuǎn)子磁體20相對配置的定子鐵芯48及電路基板30，在電路基板30上安裝有具有用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并控制轉(zhuǎn)子16的控制用集成電路34的驅(qū)動、控制用電路。
但是，在該現(xiàn)有技術構(gòu)成中，在定子鐵芯48的內(nèi)周部必須留有空間，以供用于將定子鐵芯48及電路基板30固定在外殼12上的螺栓46穿過。另外，還必須留有空間以將內(nèi)周保持有軸承28、28的外殼12的外周部嵌入形成在定子鐵芯48中央的孔內(nèi)。
因為要減小轉(zhuǎn)子16的外徑就必須也減小定子鐵芯48的外徑，故在定子鐵芯48上卷繞線圈14的空間減小，存在電動機的輸出大幅下降的問題。
另外，作為與圖14相同采用螺栓固定的例子有圖15和圖16所示的結(jié)構(gòu)。其在金屬板1上固定外殼2的基端部，將安裝有驅(qū)動、控制用電路的電路基板30用螺栓31固定在外殼2上，將卷繞有繞組32的定子鐵芯33用螺栓34如圖16所示地固定在外殼2上。此時也存在與第1現(xiàn)有例相同的問題。
為解決該問題，有一種如圖17和圖18所示的日本專利特開平11-89196號公報所示的技術。
該第2現(xiàn)有例，在將支承軸6的軸承11、12予以保持的外殼2與卷繞有繞組5的定子鐵芯3及金屬板1的嵌合部，在外殼2的外周部形成有凸部2a，在定子鐵芯3的內(nèi)周部形成凹部3a。在將外殼2的凸部2a和定子鐵芯3的凹部3a卡合后，通過鉚接加以固定。
由此，采用第2現(xiàn)有例時，與第1現(xiàn)有例的情況相比，可減小定子鐵芯3和外殼2的連結(jié)部的空間，故可確保利用定子鐵芯3卷繞許多線圈的空間，從而可得到高效率的電動機。
但是，在第2現(xiàn)有例中，也沒有解決在定子鐵芯3的內(nèi)周部必須留有供外殼2嵌入的空間的問題。
(3)

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)薄型化、小直徑化、省空間化、且高輸出化的將驅(qū)動、控制用電路與電動機一體組裝的無刷電動機。
解決上述問題的本發(fā)明的無刷電動機，其特征在于，在支承轉(zhuǎn)子的2個軸承中使配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接抵接在形成在所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周上。
具體地說，本發(fā)明技術方案1記載的無刷電動機，其特征在于，包括具有多個凸極、在該凸極上卷線的定子鐵芯；轉(zhuǎn)子，其由杯狀的轉(zhuǎn)子框架和固定在該轉(zhuǎn)子框架中央的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子框架在其內(nèi)周側(cè)安裝有與定子鐵芯相對配置、在圓周方向?qū)嵤┒鄠€驅(qū)動用磁化的環(huán)狀磁體；將所述旋轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)地支承的2個軸承；以及保持該軸承及所述定子鐵芯的外殼，所述2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接抵接在形成在所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周上。
本發(fā)明技術方案2記載的無刷電動機，在技術方案1的基礎上，其特征在于，2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分保持在形成在外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，所述圓筒狀部的外形尺寸形成為比形成在定子鐵芯中央的孔的內(nèi)徑尺寸大。
本發(fā)明技術方案3記載的無刷電動機，在技術方案2的基礎上，其特征在于，從外殼的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面軸向形成有多個突起部，在定子鐵芯的與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個切口部。
本發(fā)明技術方案4記載的無刷電動機，在技術方案3的基礎上，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
本發(fā)明技術方案5記載的無刷電動機，在技術方案3的基礎上，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接。
本發(fā)明技術方案6記載的無刷電動機，在技術方案4的基礎上，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接。
另外，本發(fā)明技術方案7記載的無刷電動機，其特征在于，包括具有多個凸極、在該凸極上卷線的定子鐵芯；轉(zhuǎn)子，其由杯狀的轉(zhuǎn)子框架和固定在該轉(zhuǎn)子框架中央的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子框架在其內(nèi)周側(cè)安裝有與定子鐵芯相對配置、在圓周方向?qū)嵤┒鄠€驅(qū)動用磁化的環(huán)狀磁體；將所述旋轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)地支承的2個軸承；以及保持該軸承及所述定子鐵芯的外殼，所述2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接抵接在形成在所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周上，所述軸承外周的其他至少一部分保持在形成在外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，從所述外殼的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面軸向形成有多個突起部，所述定子鐵芯在與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個第1切口部，且所述第1切口部形成為徑向深度尺寸在外殼的定子鐵芯側(cè)的所述端面?zhèn)缺认喾磦?cè)淺，在多個第1切口部的內(nèi)側(cè)且在徑向深度尺寸淺的部位、在與向徑向深度方向塑性變形的所述突起部卡合的位置上形成有第2切口部。
本發(fā)明技術方案8記載的無刷電動機，在技術方案7的基礎上，其特征在于，所述定子鐵芯是由所述第1切口部的徑向深度尺寸不同的2種鐵芯層疊構(gòu)成的。
本發(fā)明技術方案9記載的無刷電動機，在技術方案8的基礎上，其特征在于，所述第2切口部形成在深度尺寸大的另一鐵芯的徑向外周的徑向內(nèi)側(cè)的范圍內(nèi)。
本發(fā)明技術方案10記載的無刷電動機，在技術方案7的基礎上，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
本發(fā)明技術方案11記載的無刷電動機，在技術方案8的基礎上，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
本發(fā)明技術方案12記載的無刷電動機，在技術方案9的基礎上，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
本發(fā)明技術方案13記載的無刷電動機，在技術方案7的基礎上，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接。
采用本發(fā)明的無刷電動機，在支承轉(zhuǎn)子的2個軸承中使配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接抵接在形成在所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周上，并由于外殼不夾在定子鐵芯中央所形成的孔與軸承之間，故可減小形成在定子鐵芯中央的孔的直徑。由此，可確保在定子鐵芯上卷線的空間，從而可防止輸出的降低，實現(xiàn)適合于小直徑化、省空間化、且高輸出化的無刷電動機。
另外，采用本發(fā)明的無刷電動機，在2個軸承中將配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分保持在形成在外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，所述圓筒狀部的外形尺寸形成為比形成在定子鐵芯中央的孔的內(nèi)徑尺寸大，從形成在外殼中央的圓筒狀部的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面軸向形成有多個突起部，在定子鐵芯的與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個切口，故利用所述突起部可進行定子鐵芯和外殼的安裝，從而可有效運用定子鐵芯內(nèi)周部的空間，可確保在定子鐵芯上卷線的空間，防止輸出的降低，并也可減小外殼，減少材料消耗，提供廉價的無刷電動機。
另外，采用本發(fā)明的無刷電動機，所述切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上，故可使切口遠離定子鐵芯外周的凸極的連結(jié)部即定子鐵芯內(nèi)周，從而可抑制磁通集中的凸極的連結(jié)部的磁阻增加的影響，同時因沒有必要使定子鐵芯的切槽部分在徑向外側(cè)變淺，故可確保在定子鐵芯上卷線的空間，從而可防止輸出的降低。
另外，采用本發(fā)明的無刷電動機，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接，故可有效運用定子鐵芯內(nèi)周部的空間，確保在定子鐵芯上卷繞線圈的空間，從而可防止輸出的降低，實現(xiàn)廉價的適合于小直徑化、省空間化且高輸出化的驅(qū)動·控制用電路一體型的無刷電動機。
另外，采用本發(fā)明的無刷電動機，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接抵接在形成在定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周上，將2個軸承中的配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分保持在形成在外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，從外殼的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面軸向形成有多個突起部，定子鐵芯在與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個第1切口部，故在形成在定子鐵芯中央的孔和軸承之間不存在外殼，可減小所述孔的直徑。另外，在將形成在外殼的圓筒狀部上的多個突起部插入形成在定子鐵芯上的切口部內(nèi)后鉚接突起部，從而不需要使用螺栓等固定構(gòu)件，則能以小的空間進行定子鐵芯的安裝。再者，所述第1切口部形成為徑向深度尺寸在外殼的定子鐵芯側(cè)的所述端面?zhèn)缺认喾磦?cè)淺，在多個第1切口部的內(nèi)側(cè)且在徑向深度尺寸淺的部位、在與向徑向深度方向塑性變形的所述突起部卡合的位置上形成有第2切口部，故可加大定子鐵芯的旋轉(zhuǎn)方向及軸向的脫落強度。這種構(gòu)成對減小突起部、且減小用于固定的空間的情況尤其有效。
由此，可確保在定子鐵芯上卷繞線圈的空間，從而可防止輸出的降低，實現(xiàn)適合于小直徑化、省空間化且高輸出化的無刷電動機。
另外，將所述第1切口部的徑向深度尺寸不同的2種鐵芯層疊構(gòu)成定子鐵芯，故可簡單地實現(xiàn)復雜形狀的定子鐵芯。
另外，第2切口部形成在深度尺寸大的另一鐵芯的徑向外周的徑向內(nèi)側(cè)的范圍內(nèi)，故外殼的被鉚接的突起部緊貼到第2切口部的截面的里側(cè)，可進一步加大接觸面積，從而加大旋轉(zhuǎn)方向及軸向的脫落強度。
另外，切口部沿圓周方向形成在定子鐵芯中央所形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上，故可使第1切口部遠離定子鐵芯外周的凸極的連結(jié)部即定子鐵芯內(nèi)周，從而可抑制磁通集中的凸極的連結(jié)部的磁阻增加的影響，同時因沒有必要使定子鐵芯的切槽部分在徑向外側(cè)變淺，故可實現(xiàn)可確保在定子鐵芯上卷繞繞組的空間、可防止輸出的降低、適合于小直徑化、省空間化且高輸出化的無刷電動機。
另外，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周僅在外殼的突起部的位置與外殼抵接，故可有效運用定子鐵芯內(nèi)周部的空間，確保在定子鐵芯上卷繞繞組的空間，從而可防止輸出的降低，實現(xiàn)適合于小直徑化、省空間化且高輸出化的無刷電動機。
(4)


圖1是本發(fā)明(實施形態(tài)1)的無刷電動機的剖視圖。
圖2是本實施形態(tài)的主要部分的立體分解圖。
圖3A是本實施形態(tài)的外殼的仰視圖。
圖3B是本實施形態(tài)的外殼的剖視圖。
圖3C是本實施形態(tài)的外殼的俯視圖。
圖4是本實施形態(tài)的定子鐵芯的立體圖。
圖5A是本實施形態(tài)的定子鐵芯的仰視圖。
圖5B是本實施形態(tài)的定子鐵芯的剖視圖。
圖5C是本實施形態(tài)的定子鐵芯的俯視圖。
圖6是本實施形態(tài)的組裝途中的立體圖。
圖7A是本實施形態(tài)的鉚接工序的主要部分放大俯視圖。
圖7B是本實施形態(tài)的鉚接工序的主要部分放大剖視圖。
圖8是本發(fā)明(實施形態(tài)2)的定子鐵芯的立體圖。
圖9A是本實施形態(tài)的定子鐵芯的仰視圖。
圖9B是本實施形態(tài)的定子鐵芯的剖視圖。
圖9C是本實施形態(tài)的定子鐵芯的俯視圖。
圖10A是本實施形態(tài)的鉚接工序的主要部分放大俯視圖。
圖10B是本實施形態(tài)的鉚接工序的主要部分放大剖視圖。
圖11是本發(fā)明(實施形態(tài)3)的主要部分放大俯視圖。
圖12A是本發(fā)明(實施形態(tài)4)的定子鐵芯的仰視圖。
圖12B是本實施形態(tài)的定子鐵芯的剖視圖。
圖12C是本實施形態(tài)的定子鐵芯的俯視圖。
圖13A是本發(fā)明(實施形態(tài)5)的定子鐵芯的仰視圖。
圖13B是本實施形態(tài)的定子鐵芯的剖視圖。
圖13C是本實施形態(tài)的定子鐵芯的俯視圖。
圖14是第1現(xiàn)有例的剖視圖。
圖15是將定子鐵芯螺栓緊固在外殼上的其他例子的立體分解圖。
圖16是圖15的組裝途中的立體圖。
圖17是第2現(xiàn)有例的剖視圖。
圖18是該現(xiàn)有例的主要部分的立體分解圖。
(5)具體實施方式
下面參照圖1～圖13A、圖13B、圖13C對本發(fā)明的各實施形態(tài)進行說明。
(實施形態(tài)1)圖1～圖7A、圖7B表示本發(fā)明的(實施形態(tài)1)。
圖1表示本發(fā)明的無刷電動機。
定子鐵芯50具有多個凸極50a，在該凸極50a上卷繞有繞組51。與定子鐵芯50相對配置的環(huán)狀磁體52在圓周方向上被施以多個驅(qū)動用磁化。環(huán)狀磁體52安裝在杯狀轉(zhuǎn)子框架53的內(nèi)周側(cè)。轉(zhuǎn)子框架53的中央安裝有旋轉(zhuǎn)軸54，環(huán)狀磁體52、轉(zhuǎn)子框架53和旋轉(zhuǎn)軸54構(gòu)成轉(zhuǎn)子55。
旋轉(zhuǎn)軸54由隔開間隔配置的2個軸承70a、70b自由旋轉(zhuǎn)地予以支承。筒狀外殼56保持軸承70a、70b、定子鐵芯50、以及承載有用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并控制所述轉(zhuǎn)子50的驅(qū)動、控制用電路的電路基板57。58是安裝用金屬板，被固定在所述外殼56的端部。
鋅合金模鑄的所述外殼56，構(gòu)成為圖2和圖3A～圖3C所示的結(jié)構(gòu)。圖3A是圖3B的A-A′箭頭方向視圖，圖3C是圖3B的B-B′箭頭方向視圖，圖3B是沿圖3C的C-C′線的剖面。
在外殼56的一端為了收容軸承70a而在外殼56的中央形成有第1圓筒狀部56a。在外殼56的另一端為了收容軸承70b而在外殼56的中央形成有第2圓筒狀部56b。
在外殼56一端的第1支撐面59a的內(nèi)周部形成有金屬板安裝用環(huán)狀壁60。該環(huán)狀壁60垂直形成外周面，且內(nèi)周面的從前端向基端傾斜的截面呈錐形，并圓周狀連續(xù)。在外殼56的與所述第1支撐面59a相反側(cè)的第2支撐面59b上形成有電路基板安裝用的第1突起部61、61、61。在外殼56的另一端的第3支撐面59c的內(nèi)周部形成有定子鐵芯安裝用的第2突起部62a、62b、62c、62d、62e、62f。
所述定子鐵芯50，構(gòu)成為圖4和圖5A～圖5C所示的結(jié)構(gòu)。圖5A是圖5B的A-A′箭頭方向視圖，圖5C是圖5B的B-B′箭頭方向視圖，圖5B是沿圖5C的C-C′線的剖面。
層疊磁性鋼板構(gòu)成的定子鐵芯50，在中央具有與所述外殼56的第2圓筒狀部56b的內(nèi)徑相同或比其稍大的孔63。另外，將軸承70b收容在其內(nèi)周部的第2圓筒狀部56b的外形尺寸形成為比定子鐵芯50的孔63的內(nèi)徑尺寸大。
在定子鐵芯50的孔63的內(nèi)周面，在與所述外殼56的第2突起部62a～62f對應的位置上形成有多個切口部65a～65f。層疊構(gòu)成的定子鐵芯50是重疊所述切口部65a～65f的切入深度不同的2種磁性鋼板66a、66b構(gòu)成的，在圖5B中，A-A′側(cè)的多個磁性鋼板66a比B-B′側(cè)的另一種磁性鋼板66b的切入深度淺。另外，磁性鋼板66a的切入深度J1形成為大于等于所述外殼56的第2突起部62a～62f的厚度J2。
組裝時，將外殼56的環(huán)狀壁60插入圖2所示的金屬板58的安裝孔58a中，將該環(huán)狀壁60如圖1所示地進行鉚接。由此，用外殼56的第1支撐面59a和被鉚接的環(huán)狀壁60夾持金屬板58，外殼56被安裝在金屬板58上。
其次，在外殼56的第2支撐面59b上承載電路基板57，使電路基板57的孔57a卡合在外殼56的第2圓筒狀部56b的外側(cè)，將該第1突起部61、61、61如圖1所示地進行鉚接。由此，用外殼56的第2支撐面59b和被鉚接的第1突起部61、61、61夾持電路基板57。
再者，將卷繞有繞組51的定子鐵芯50進行定位承載，使外殼56的第2突起部62a～62f收容在定子鐵芯50的所述切口部65a～65f中。此時，定子鐵芯50被定位，使磁性鋼板66a側(cè)成為外殼56的第3支撐面59c側(cè)。圖6表示的是此時的組裝途中。繞組51被省略圖示。
圖7A、圖7B分別表示此時定子鐵芯50的切口部65a～65f中所收容的第2突起部62a～62f的放大俯視圖和縱剖視圖。
在下一工序中，如圖7B所示，對應定子鐵芯50的切口部65a～65f，使用具有比該切口部65a～65f寬度窄的凸部67的沖頭68將第2突起部62a～62f鉚接在假想線位置。由此，用外殼56的塑性變形后的第2突起部62a～62f和外殼56的第3支撐面59c以充分的強度保持定子鐵芯50。
在最后工序中，將軸承70a、70b安置在外殼56的第1、第2圓筒狀部56a、56b中后，將轉(zhuǎn)子55的旋轉(zhuǎn)軸54如圖1所示地安置在軸承70a、70b上，組裝結(jié)束。
由此，不使用第1現(xiàn)有例所示的螺栓即可將定子鐵芯50安裝在外殼56上。另外，支承轉(zhuǎn)子55的2個軸承70a、70b中的、配置在靠近定子鐵芯50位置上的軸承70b的外周的一部分與形成在定子鐵芯50中央的孔63的內(nèi)周直接抵接，故與第1及第2現(xiàn)有例所示的在形成在定子鐵芯中央的孔和軸承之間存在有外殼的情況相比，可減小形成在定子鐵芯50中央的孔63的直徑。由此，因可確保定子鐵芯50上卷繞繞組51的空間，故可防止輸出降低，可實現(xiàn)適用于小直徑化、省空間化、且高輸出化的無刷電動機。另外，因為也可減小外殼56，故也可減少材料消耗，可提供廉價的無刷電動機。
另外，適當設定定子鐵芯50的切口部65a～65f的位置，故可抑制磁阻增加的影響，可防止輸出的降低。具體地說，如圖4所示，切口部65a～65f的位置靠近設置在定子鐵芯50外周上的凸極50a的基端部進行設置，即使在連結(jié)各凸極50a的基端部之間的連結(jié)部、即定子鐵芯內(nèi)周M中，也在連結(jié)相鄰凸極50a之間并遠離磁通集中的磁路部分的位置上設置切口部65a～65f，故可抑制磁阻增加的影響，同時因沒有必要使定子鐵芯的切槽部分在徑向外側(cè)變淺，故可確保在定子鐵芯上卷線的空間，從而可防止輸出的降低。
另外，因軸承70b的外周在定子鐵芯50的厚度范圍內(nèi)僅在第2突起部62a～62f的位置與外殼56抵接，故可有效運用定子鐵芯50內(nèi)周部的空間，可確保在定子鐵芯上卷繞線圈的空間，可防止輸出的降低。
再者，在上述實施形態(tài)中，使外殼56的第2突起部62a～62f塑性變形以將定子鐵芯50安裝在外殼56上，但也可不利用鉚接而在外殼56的第2突起部62a～62f的外周部和定子鐵芯50的切口部65a～65f的內(nèi)側(cè)之間等涂敷粘結(jié)劑并使其硬化，同樣也可減小形成在定子鐵芯50中央的孔63的直徑。
(實施形態(tài)2)圖8～圖10A、圖10B表示本發(fā)明的(實施形態(tài)2)。
所述定子鐵芯50構(gòu)成為圖8和圖9A～圖9C所示的結(jié)構(gòu)。圖9A是圖9B的A-A′箭頭方向視圖，圖9C是圖9B的B-B′箭頭方向視圖，圖9B是沿圖9C的C-C′線的剖面。外殼56與(實施形態(tài)1)相同。
層疊磁性鋼板構(gòu)成的定子鐵芯50，在中央具有與所述外殼56的第2圓筒狀部56b的內(nèi)徑相同或比其稍大的孔63。另外，將軸承70b收容在其內(nèi)周部的第2圓筒狀部56b的外形尺寸形成為比定子鐵芯50的孔63的內(nèi)徑尺寸大。
在定子鐵芯50的孔63的內(nèi)周面，在與所述外殼56的第2突起部62a～62f對應的位置上形成有多個第1切口部65a～65f。層疊構(gòu)成的定子鐵芯50是重疊作為所述第1切口部65a～65f的徑向深度尺寸即切入深度不同的2種鐵芯的磁性鋼板66a、66b構(gòu)成的，在圖9B中，A-A′側(cè)的多個磁性鋼板66a的切入深度J1比B-B′側(cè)的另一種磁性鋼板66b的切入深度J3淺。
另外，在本實施形態(tài)中，第2突起部62a～62f的厚度J2較薄，為0.5mm～0.7mm，磁性鋼板66a的切入深度J1形成為與外殼56的第2突起部62a～62f的厚度J2相同或比其稍大。
另外，在磁性鋼板66a上形成有第2切口部80。具體地說，在磁性鋼板66b的第1切口部65a～65f的徑向外周的徑向內(nèi)側(cè)范圍內(nèi)，分別形成有向軸向延伸的第2切口部80。
組裝時，將外殼56的環(huán)狀壁60插入圖2所示的金屬板58的安裝孔58a中，將該環(huán)狀壁60如圖1所示地進行鉚接。由此，用外殼56的第1支撐面59a和被鉚接的環(huán)狀壁60夾持金屬板58，外殼56被安裝在金屬板58上。
其次，在外殼56的第2支撐面59b上承載電路基板57，使電路基板57的孔57a卡合在外殼56的第2圓筒狀部56b的外側(cè)，將該第1突起部61、61、61如圖1所示地進行鉚接。由此，用外殼56的第2支撐面59b和被鉚接的第1突起部61、61、61夾持電路基板57。
再者，將卷繞有繞組51的定子鐵芯50進行定位承載，使外殼56的第2突起部62a～62f收容在定子鐵芯50的所述第1切口部65a～65f中。此時定子鐵芯50被定位，使磁性鋼板66a側(cè)成為外殼56的第3支撐面59c側(cè)。
圖10A、圖10B分別表示此時定子鐵芯50的第1切口部65a～65f中所收容的第2突起部62a～62f的放大俯視圖和縱剖視圖。
在下一工序中，如圖10B所示，對應定子鐵芯50的第1切口部65a～65f，使用具有比該第1切口部65a～65f寬度窄的凸部67的沖頭68將第2突起部62a～62f鉚接在假想線位置。由此，用外殼56的塑性變形后的第2突起部62a～62f和外殼56的第3支撐面59c以充分的強度保持定子鐵芯50。
在最后工序中，將軸承70a、70b安置在外殼56的第1、第2圓筒狀部56a、56b中后，將轉(zhuǎn)子55的旋轉(zhuǎn)軸54如圖1所示地安置在軸承70a、70b上，組裝結(jié)束。
由此，不使用第1現(xiàn)有例所示的螺栓即可將定子鐵芯50安裝在外殼56上。另外，支承轉(zhuǎn)子55的2個軸承70a、70b中的、配置在靠近定子鐵芯50位置上的軸承70b的外周的一部分與形成在定子鐵芯50中央的孔63的內(nèi)周直接抵接，故與第1及第2現(xiàn)有例所示的在形成在定子鐵芯中央的孔和軸承之間存在有外殼的情況相比，可減小形成在定子鐵芯50中央的孔63的直徑。由此，因可確保定子鐵芯50上卷繞繞組51的空間，故可防止輸出降低，可實現(xiàn)適用于小直徑化、省空間化、且高輸出化的無刷電動機。另外，因為也可減小外殼56，故也可減少材料消耗，可提供廉價的無刷電動機。
另外，因適當設定定子鐵芯50的第1切口部65a～65f的位置，故可抑制磁阻增加的影響，可防止輸出的降低。具體地說，如圖8所示，第1切口部65a～65f的位置靠近設置在定子鐵芯50外周上的凸極50a的基端部進行設置，即使在連結(jié)各凸極50a的基端部之間的連結(jié)部、即定子鐵芯內(nèi)周M中，也在連結(jié)相鄰凸極50a之間并遠離磁通集中的磁路部分的位置上設置第1切口部65a～65f，故可抑制磁阻增加的影響，同時因沒有必要使定子鐵芯的切槽部分在徑向外側(cè)變淺，故可確保在定子鐵芯上卷線的空間，從而可防止輸出的降低。
另外，因軸承70b的外周在定子鐵芯50的厚度范圍內(nèi)僅在第2突起部62a～62f的位置與外殼56抵接，故可有效運用定子鐵芯50內(nèi)周部的空間，可確保在定子鐵芯上卷繞線圈的空間，可防止輸出的降低。
再者，在第2突起部62a～62f的厚度J2較薄、為0.5mm～0.7mm時，在現(xiàn)有技術一般進行的將突起部前端折彎即所謂的“平鉚接”中，第2突起部62a～62f會斷裂，不能得到固定所需的保持力。另外，在不折彎第2突起部62a～62f而從第2突起部62a～62f的上方壓下的方法中，因第2突起部62a～62f的厚度薄，故向定子鐵芯的切口部的截面的壓接力不充分，不能得到固定所需的保持力。在從第2突起部62a～62f的上方施加過大的壓力時，則在鉚接作業(yè)時會產(chǎn)生壓曲直到外殼56的承受部。因此，在本實施形態(tài)中，如前所述，在第2突起部62a～62f的基端部即位于所述第3支撐面59c側(cè)的磁性鋼板66a上設置有所述第2切口部80，故由于鉚接而塑性變形的第2突起部62a～62f如圖10B的假想線所示成為一部分陷入第2切口部80內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，鉚接時的壓力集中在該第2切口部80上，同時壓縮的第2突起部62a～62f向定子鐵芯50的軸向截面壓接的面積增加，從而得到固定所需的保持力。
另外，該第2切口部80對通過模鑄形成外殼56的本實施形態(tài)的情況尤其有效。即，在通過模鑄形成外殼56時，因第2突起部62a～62f的形狀、尺寸精度的不均衡比較大，故第2突起部62a～62f和定子鐵芯50的間隙變大而不均衡，在鉚接時，不向承受外殼56的部分施加過大壓力范圍內(nèi)的加壓力，很難使第2突起部62a～62f壓接在定子鐵芯50的軸向截面上。與此相對，在本實施形態(tài)中，因為形成有第2切口部80，故向定子鐵芯50的軸向截面壓接的面積增大，即使外殼56存在尺寸精度的不均衡，也能可靠地固定定子鐵芯50，在鉚接時沒有必要施加大的加壓力，故不會伴隨產(chǎn)生外殼56的承受部的壓曲，可實現(xiàn)良好的固定狀態(tài)。
(實施形態(tài)3)在上述(實施形態(tài)2)中，分別在第1切口部65a～65f上形成一個第2切口部80，但如圖11所示，也可采用在磁性鋼板66a上形成多個第2切口部80a、80b的構(gòu)成。
(實施形態(tài)4)在上述(實施形態(tài)2)、(實施形態(tài)3)中，第2切口部80、80a、80b的形狀為截面呈三角形，但如圖12A～圖12C所示，采用截面形狀為方形的切口部81也可得到同樣的效果。
(實施形態(tài)5)在上述(實施形態(tài)2)、(實施形態(tài)3)中，第2切口部80、80a、80b的形狀為截面呈三角形，但如圖13A～圖13C所示，采用截面形狀為圓弧形的切口部82也可得到同樣的效果。
本發(fā)明的無刷電動機可作為同時驅(qū)動復印機、激光打印機等各種機構(gòu)的主電動機使用。
權(quán)利要求
1.一種無刷電動機，其特征在于，包括具有多個凸極、在該凸極上卷線的定子鐵芯；轉(zhuǎn)子，其由杯狀的轉(zhuǎn)子框架和固定在該轉(zhuǎn)子框架中央的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子框架在其內(nèi)周側(cè)安裝有與所述定子鐵芯相對配置、在圓周方向?qū)嵤┒鄠€驅(qū)動用磁化的環(huán)狀磁體；將所述旋轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)地支承的2個軸承；以及保持該軸承及所述定子鐵芯的外殼，所述2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接與形成于所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周抵接。
2.如權(quán)利要求1所述的無刷電動機，其特征在于，2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分保持在形成于外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，所述圓筒狀部的外形尺寸形成為比形成在定子鐵芯中央的孔的內(nèi)徑尺寸大。
3.如權(quán)利要求2所述的無刷電動機，其特征在于，從外殼的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面沿軸向形成有多個突起部，在定子鐵芯的與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個切口部。
4.如權(quán)利要求3所述的無刷電動機，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成于在定子鐵芯中央形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
5.如權(quán)利要求3所述的無刷電動機，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接。
6.如權(quán)利要求4所述的無刷電動機，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置上與外殼抵接。
7.一種無刷電動機，其特征在于，包括具有多個凸極、在該凸極上卷線的定子鐵芯；轉(zhuǎn)子，其由杯狀的轉(zhuǎn)子框架和固定在該轉(zhuǎn)子框架中央的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子框架在其內(nèi)周側(cè)安裝有與所述定子鐵芯相對配置、在圓周方向?qū)嵤┒鄠€驅(qū)動用磁化的環(huán)狀磁體；將所述旋轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)地支承的2個軸承；以及保持該軸承及所述定子鐵芯的外殼，所述2個軸承中、配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周的一部分直接與形成于所述定子鐵芯中央的孔的內(nèi)周抵接，所述軸承外周的其他至少一部分保持在形成于外殼中央的圓筒狀部的內(nèi)周上，從所述外殼的定子鐵芯側(cè)的端面向定子鐵芯的相反側(cè)的面沿軸向形成有多個突起部，所述定子鐵芯在與所述突起部對應的位置上形成有可供所述突起部穿過的多個第1切口部，且所述第1切口部的徑向深度尺寸在外殼的定子鐵芯側(cè)的所述端面?zhèn)缺认喾磦?cè)淺，在多個第1切口部的內(nèi)側(cè)且在徑向深度尺寸淺的部位、在供沿徑向深度方向作塑性變形的所述突起部卡合的位置上形成有第2切口部。
8.如權(quán)利要求7所述的無刷電動機，其特征在于，所述定子鐵芯是由所述第1切口部的徑向深度尺寸不同的2種鐵芯層疊構(gòu)成的。
9.如權(quán)利要求8所述的無刷電動機，其特征在于，所述第2切口部在深度尺寸大的另一鐵芯的徑向外周的徑向內(nèi)側(cè)的范圍內(nèi)形成。
10.如權(quán)利要求7所述的無刷電動機，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成于在定子鐵芯中央形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
11.如權(quán)利要求8所述的無刷電動機，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成于在定子鐵芯中央形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
12.如權(quán)利要求9所述的無刷電動機，其特征在于，所述多個切口部沿圓周方向形成于在定子鐵芯中央形成的孔的內(nèi)周的與定子鐵芯外周的凸極相對應的位置上。
13.如權(quán)利要求7所述的無刷電動機，其特征在于，配置在靠近定子鐵芯位置上的軸承的外周在所述定子鐵芯的厚度范圍內(nèi)僅在所述突起部的位置與外殼抵接。
全文摘要
本發(fā)明的帶電路一體型鐵芯的無刷電動機，在支承其轉(zhuǎn)子(55)的2個軸承(70a、70b)中、使配置在靠近定子鐵芯(50)位置上的軸承(70b)的外周的一部分直接抵接在形成在所述定子鐵芯(50)中央的孔(63)的內(nèi)周上，故可實現(xiàn)薄型化、小直徑化、省空間化、且高輸出化。另外，使設在外殼(56)上的突起部(62a～62f)陷入形成在定子鐵芯上所形成的第1切口部(65a～65f)內(nèi)側(cè)上的第2切口部(80)并進行鉚接，從而將定子鐵芯(50)固定在外殼(56)上，可解決因定子鐵芯直徑減小而引起的卷線空間減少，實現(xiàn)薄型化、小直徑化、省空間化、且高輸出化。
文檔編號H02K21/12GK1790868SQ200510128709
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者門脅功治, 木村英雄 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社