马达装置

文档序号:621548 发布日期:2021-05-07 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 马达装置 (Motor device ) 是由 下境裕太 旦野太郎 小岛诚二 泷井直树 于 2019-09-25 设计创作,主要内容包括:本发明的一个实施方式为马达装置,其具有:电路板,其具有贯通孔;定子,其与作为电路板的一个面的第1面对置地配置,具有定子铁芯和由卷绕在定子铁芯上的导线构成的线圈;以及罩,其与电路板的第1面的相反侧的第2面对置地配置,覆盖电路板的第2面,线圈或者与线圈接触的导电性部件穿过贯通孔而从第2面突出,罩具有使贯通孔露出的开口。(One embodiment of the present invention is a motor device including: a circuit board having a through hole; a stator disposed to face a 1 st surface which is one surface of the circuit board, and having a stator core and a coil formed of a wire wound around the stator core; and a cover disposed to face a 2 nd surface of the circuit board opposite to the 1 st surface, covering the 2 nd surface of the circuit board, wherein the coil or the conductive member in contact with the coil protrudes from the 2 nd surface through the through hole, and the cover has an opening exposing the through hole.)

马达装置

技术领域

本发明涉及马达装置。

背景技术

在马达装置中,需要使电路板与由隔着绝缘部件卷绕在定子铁芯上的导线构成的线圈导通。例如,在日本特开2017-135854号公报中记载的马达中,线圈的卷绕开始和卷绕结束的引出线与印刷基板连接。

发明内容

发明要解决的课题

在制造马达装置时,在使线圈与电路板导通的情况下,将线圈的一端或者与线圈的一端连接的导通销等导电性部件焊接在电路板上。此时,在电路板的主安装面上进行焊接的情况下,需要在该主安装面上确保焊料焊脚的区域,因此有时无法在主安装面上有效地安装部件或布线。

因此,本发明的目的在于,在制造马达装置时,在使线圈与电路板导通的情况下,不损害电路板的主安装面上的部件或布线的有效安装。

用于解决课题的手段

本申请的例示的第1发明为马达装置,其具有电路板,其具有贯通孔;定子,其与作为所述电路板的一个面的第1面对置地配置,具有定子铁芯和由卷绕在所述定子铁芯上的导线构成的线圈;以及罩,其与所述电路板的第1面的相反侧的第2面对置地配置,覆盖所述电路板的第2面,所述线圈或者与所述线圈接触的导电性部件穿过所述贯通孔而从所述第2面突出,所述罩具有使所述贯通孔露出的开口。

发明效果

根据本发明,在制造马达装置时,在使线圈与电路板导通的情况下,能够不损害电路板的主安装面上的部件或布线的有效安装。

附图说明

图1是从实施方式的马达装置的一侧观察的立体图。

图2是从实施方式的马达装置的另一侧观察的立体图。

图3是实施方式的马达装置的剖视图。

图4是关于实施方式的马达装置的主要部件的分解立体图。

图5是实施方式的马达装置的定子的除去线圈的分解立体图。

图6是定子中包含的一个绝缘体的放大主视图。

图7是定子中包含的另一个绝缘体的放大主视图。

图8是实施方式的马达装置的定子的放大主视图。

图9是在组装实施方式的马达装置时,在轴向上从电路板侧观察将定子压入套筒后的组装状态的构造时的图。

图10是图9的组装状态的构造的放大剖视图。

图11是在组装实施方式的马达装置时,在轴向上从罩侧观察将定子压入套筒后的组装状态的构造时的图。

图12是图11的A-A剖视图。

图13是应用了实施方式的马达装置的车辆用前照灯的水平剖视图。

具体实施方式

本发明涉及2018年9月28日在日本专利局申请的日本特愿2018-184356的专利申请,该申请的全部内容通过参照编入本说明书中。

以下,对本发明的马达装置的实施方式进行说明。

(1)实施方式的马达装置1的概略结构

以下,参照图1~图4对实施方式的马达装置1的概略结构进行说明。

图1是从实施方式的马达装置1的一侧观察的立体图。图2是从实施方式的马达装置1的另一侧观察的立体图。图3是实施方式的马达装置1的剖视图。图4是关于实施方式的马达装置1的主要部件的分解立体图。

在以下的说明中,“轴向”意味着马达装置1的套筒9的轴向。轴向等同于作为马达的旋转轴的轴5的旋转轴线(图3的轴线CTR)。

如图1~图3所示,本实施方式的例示的马达装置1是具有电路板3、轭4、轴5、旋转体6、覆盖旋转体6的罩2以及定子8,通过DC无刷马达使旋转体6旋转的装置。

罩2例如是树脂制的,呈有底的长方体形状。如图4所示,在罩2上安装有套筒9(圆筒状部件的一例)。套筒9例如是铁或铝等金属制的,配置在设置于罩2的圆形的底部的中心的孔中。罩2和套筒9通过嵌件成型而一体化。

电路板3与定子8的线圈(绕组)83经由导通销84(导电性部件的一例;参照图3和图4)而导通,该电路板3安装有控制电路(未图示)。电路板3对线圈83提供电流。

如图4所示,电路板3具有作为轭4侧的面的第1面3a和作为罩2侧的面的第2面3b,该第2面3b是第1面3a的背侧的面。第1面3a是安装有主要的电路组件的主安装面。

在电路板3的中心附近形成有内孔3h,通过将内孔3h压入套筒9的外周面,使电路板3和套筒9连结。

电路板3具有2个贯通孔32。如图2和图3所示,螺钉22穿过贯通孔32而紧固在罩2上,从而限制电路板3相对于罩2的周向的位移。罩2构成为与电路板3的第1面3a的相反侧的第2面3b对置地配置,覆盖电路板3的第2面3b。

如图4所示,罩2具有2个开口24,电路板3具有2个贯通孔34。如后所述,在本实施方式的马达装置1中,一端固定在定子8的线圈83上的导通销84的另一端穿过电路板3的贯通孔34而在电路板3的第2面3b(罩2侧的面)被焊接。罩2的开口24是为了有效地进行导通销84的焊接作业而设置的。

如图3所示,轴5沿马达装置1的轴向延伸。轴5的一端固定在支承部41上。支承部41例如是金属制的,通过压接支承部41,将轭4和支承部41接合。支承部41借助设置在与轴承52之间的线圈弹簧53的作用力,在图3的轴向上被向轭4的内表面(图3的左方向)按压。

轴5的一端被压入支承部41,轴5的另一端固定在旋转体6上。轴5贯穿套筒9的内部,在套筒9的轴向中的一端侧和另一端侧处分别被轴承51和轴承52支承。

如图2和图4所示,轭4呈大致圆环状。在轭4的内周面上压入有磁铁7(参照图3)。磁铁7被磁化为N极和S极沿周向交替地排列。轭4由磁性体构成,防止由磁铁7形成的磁场泄漏到磁铁7的外侧。

如图3所示,定子8与电路板3的第1面3a对置地配置,具有定子铁芯81、安装在定子铁芯81上的绝缘部件82以及由隔着绝缘部件82卷绕在定子铁芯81上的导线构成的线圈83。

在本实施方式中,磁铁7和轴5构成转子。本实施方式的马达是转子比定子8靠径向外侧的外转子型的DC无刷马达。

(2)实施方式的定子8的结构

接下来,参照图5~图8,对定子8的结构进一步详细地进行说明。

图5是定子8的除去线圈83的分解立体图。图6是在轴向上从轭4侧观察时的第1绝缘体82A的放大主视图。图7是在轴向上从旋转体6侧观察时的第2绝缘体82B的放大主视图。图8是定子8的放大主视图(从轭4侧观察时的图)。

图5示出了定子铁芯81、绝缘部件82(第1绝缘体82A、第2绝缘体82B)以及导通销84。

如图5所示,定子铁芯81是将多张磁性钢板沿轴向(在图3中为左右方向)层叠并固定而成的层叠体,具有多个齿811。在本实施方式的例子中,沿定子铁芯81的周向以90度间隔设置齿811。

在定子铁芯81的中心部分形成有内孔81h。内孔81h的内周面81a在定子8与套筒9连结时被压入套筒9的外周面。即,定子铁芯81以定子铁芯81的内孔81h的内周面81a与套筒9的外周面接触的方式安装在套筒9上。

如图5所示,绝缘部件82例如由橡胶或树脂等绝缘材料构成,将线圈83与齿811之间绝缘,由从两侧夹持定子铁芯81的第1绝缘体82A和第2绝缘体82B构成。第1绝缘体82A和第2绝缘体82B具有用于供套筒9插入的内孔82Ah和内孔82Bh。

如图5和图6所示,第1绝缘体82A沿内孔82Ah的周向以90度间隔与定子铁芯81的齿811对应地具有齿罩部821A。第1绝缘体82A具有在内孔82Ah的周缘处沿轴向延伸的内周壁823A。即,内周壁823A以齿罩部821A为基准,在与设置定子铁芯81的一侧相反的一侧沿轴向延伸。以齿罩部821A为基准,在设置定子铁芯81的一侧,壁部822A沿轴向延伸。

如图5和图7所示,第2绝缘体82B沿内孔82Bh的周向以90度间隔与定子铁芯81的齿811对应地具有齿罩部821B。第2绝缘体82B具有在内孔82Bh的周缘处沿轴向突出的内周壁823B。即,内周壁823B以齿罩部821B为基准,在与设置定子铁芯81的一侧相反的一侧沿轴向延伸。以齿罩部821B为基准,在设置定子铁芯81的一侧,壁部822B沿轴向延伸。

如上所述,第1绝缘体82A和第2绝缘体82B分别具有沿着定子铁芯81的内孔81h的周缘并且沿着压入有定子8的套筒9的轴向延伸,将定子铁芯81的齿811与线圈83隔离的壁面(内周壁823A、823B的壁面)。通过设置内周壁823A、823B,可靠地进行线圈83与齿811之间的绝缘。

再次参照图5和图6,在第1绝缘体82A的内周壁823A上形成有缺口部823Ah。如后所述,缺口部823Ah是为了在组装了定子8时使定子铁芯81的表面露出,容易进行定子8相对于套筒9的压入作业而设置的。即,第1绝缘体82A与定子铁芯81的露出面对应地在内孔82Ah的周缘上具有缺口部823Ah。

另外,在缺口部823Ah中,从内周壁823A朝向径向外侧设置突起823Aj。突起823Aj是为了在缺口部823Ah中可靠地进行线圈83与齿811之间的绝缘而设置的。

参照图5和图7,第2绝缘体82B具有沿轴向延伸并且用于供导通销84贯通的筒状部824B。筒状部824B被沿轴向形成的壁部822B支承,由此可以充分确保筒状部824B的强度。

另外,在第2绝缘体82B的内周壁823B上没有设置缺口部。

在通过第1绝缘体82A和第2绝缘体82B从两侧夹持定子铁芯81后,在齿罩部821A、齿811以及齿罩部821B的周围卷绕导线而构成线圈83,如图8所示,组装出了定子8。

在组装了定子8后,如图5所示,使导通销84贯通至筒状部824B中,使导通销84的一端与线圈83的一端焊接在一起。

(3)定子8相对于套筒9的压入

接下来,参照图8~图10对组装本实施方式的马达装置1时的定子8相对于套筒9的压入进行说明。

图9是组装本实施方式的马达装置1时,在轴向上从电路板3的第1面3a侧观察将定子8压入套筒9后的组装状态的构造时的图。另外,在组装本实施方式的马达装置1时,在定子8被压入套筒9之前,电路板3处于被固定在罩2上的状态。图10是图9的组装状态的构造的放大剖视图。

如图10所示,在将定子8压入套筒9时,以如下方式进行:沿轴向(从电路板3的第1面3a朝向第2面3b的压入方向D)使定子8的定子铁芯81的内孔81h的内周面81a与套筒9的外周面9a接触。在压入时将罩2固定在设备上,通过压入夹具将定子8沿压入方向压入规定的量。

另外,如上所述,在进行定子8的压入的时刻,处于导通销84的一端与线圈83焊接在一起的状态,因此通过作业人员确认导通销84的端部有无焊接,可以避免将定子8的朝向错误地压入定子8。

在本实施方式中,当通过压入夹具压入定子8时,定子铁芯81的一部分露出,因此通过以与定子铁芯81的露出面接触的方式按压夹具,能够将定子8可靠地压入套筒9。

更具体地说,如图8所示,定子8的定子铁芯81具有在套筒9的轴向上从按压夹具的一侧观察时露出的露出面,因此通过使压入夹具与露出面接触,并沿轴向(图8的纸面里侧的方向)压入,能够将定子铁芯81的内孔81h的内周面81a可靠地压入套筒9的外周面9a。

图8所示的定子铁芯81的露出面包含定子铁芯81的表面中的沿着定子铁芯81的内孔81h的周缘的周缘区域811a。露出面中的内孔81h的周缘区域811a在定子铁芯81的表面上位于在将定子8压入套筒9时最接近套筒9的外周面9a的位置,因此通过使压入夹具与周缘区域811a接触,能够更可靠地压入定子8。

如参照图6所说明的那样,在第1绝缘体82A的内周壁823A上形成有缺口部823Ah。因此,在将第1绝缘体82A组装到定子铁芯81后,如图8所示,形成定子铁芯81的表面通过缺口部823Ah而露出的露出面的突出区域811p。在本实施方式中,突出区域811p是从定子铁芯81的内孔81h的周缘向定子铁芯81的径向突出的区域。

假设如果将第1绝缘体82A的内周壁823A设置在比图6所示的状态靠外侧的位置,则能够扩大露出面的周缘区域811a。但是,如图3所示,定子8整体的外形不能为了在磁铁7之间确保间隙而扩大,因此扩大露出面的周缘区域811a是牺牲了线圈83和齿811的径向尺寸,从而会对马达的性能产生影响。因此,在第1绝缘体82A的内周壁823A上将缺口部823Ah沿周向局部地设置,由此构成为设置定子铁芯81的露出面的突出区域811p。因此,能够在不影响马达的性能的同时,确保有效的露出面积。

在本实施方式的例子中,沿着定子铁芯81的内孔81h的周缘形成有露出面的4个部位的突出区域811p。通过使用使露出面的4个部位的突出区域811p同时接触的压入夹具将定子8沿压入方向D压入来进行压入作业。由于4个部位的突出区域811p是比较接近套筒9的外周面9a的位置,因此能够可靠地进行定子8的压入。

在本实施方式的例子中,定子铁芯81的露出面的突出区域811p沿定子铁芯81的内孔81h的周向等间隔地配置。在该例子中,在定子铁芯81的相邻的齿811之间在4个部位沿周向等间隔地设置定子铁芯81的露出面的突出区域811p。即,在图8中,由于构成为朝向未卷绕线圈83的部分设置突出区域811p,因此对线圈83在定子8中的配置的影响小。

如参照图6所说明的那样,第1绝缘体82A在缺口部823Ah处从内周壁823A朝向径向外侧设置突起823Aj。因此,在组装了定子8的状态下,如图8所示,构成为第1绝缘体82A的突起823Aj包围定子铁芯81的露出面的突出区域811p的至少一部分。因此,能够可靠地进行突出区域811p中的齿811与线圈83之间的绝缘。

另外,在第2绝缘体82B的内周壁823B上,与第1绝缘体82A的内周壁823A不同,没有设置缺口部。因此,在组装了定子8的状态下,当从第2绝缘体82B侧观察定子8时,在定子铁芯81的露出面上不形成从内孔81h向径向外侧突出的突出区域。即,突出区域在套筒9的轴向上仅设置在定子铁芯81的第1绝缘体82A侧的面上,在套筒9的轴向上不设置在定子铁芯81的第2绝缘体82B侧的面上。因此,通过确认定子8的两侧的定子铁芯81的露出面,也能够防止作业人员在将定子8向套筒9压入时弄错定子8的方向的误组装。

(4)导通销84的焊接

接下来,参照图10~12对组装本实施方式的马达装置1时的导通销84的焊接进行说明。

图11是在组装本实施方式的马达装置1时,在轴向上从电路板3的第2面3b侧观察将定子8压入套筒9后的组装状态的构造时的图。图12是图11的A-A剖视图。

在进行定子8的压入的时刻,处于导通销84被插入至定子8的第2绝缘体82B的筒状部824B中,导通销84的一端与线圈83焊接在一起的状态。在定子8被压入套筒9时,导通销84的未被焊接的另一端在压入方向D(参照图10)上成为前端,使定子8在套筒9的外周面上移动。在以下的说明中,将定子8压入时在压入方向D上成为前端(即,成为罩2侧)的导通销84的一端称为导通销84的第1端。

如图4所示,在电路板3上设置有用于供导通销84贯通的贯通孔34。在将定子8压入套筒9时,如图10所示,导通销84贯穿贯通孔34,导通销84的第1端84a从电路板3的罩2侧的第2面3b突出。

如图11所示,罩2具有使电路板3的贯通孔34露出的开口24。因此,能够使焊料烙铁等焊接用夹具通过开口24而与导通销84的第1端84a接触,从而能够将导通销84的第1端84a焊接在电路板3的第2面3b(不是主安装面的面)上。即,在本实施方式的马达装置1中,由于线圈83相对于电路板3的导通位置不是电路板3的主安装面而是第2面3b,因此能够不损害作为电路板3的主安装面的第1面3a中的部件或布线的有效安装。

另外,在本实施方式的例子中,开口24呈大致矩形,但不限于此,可以根据电路板3的形状而适当决定。从焊接的作业性的观点出发,优选尽量增大开口24的开口面积。

参照图12,示出了罩2的开口24的详细形状。如图12所示,罩2具有从罩2的基准面2b朝向电路板3的第2面3b延伸的壁面24W,由此形成了开口24。如图10所示,罩2的基准面2b是指与轴向垂直,与套筒9的轴向的罩2侧的端面一致的面。壁面24W形成至接近电路板3的第2面3b的位置,由此抑制了异物从开口24混入电路板3。壁面24W与电路板3的第2面3b之间的间隙的最小值例如优选为假设即使异物侵入电路板3也不会产生电路的短路(例如,IC的引脚间短路)的值。

壁面24W具有随着从基准面2b朝向电路板3的第2面3b而向开口24的内侧倾斜的倾斜面241。通过设置倾斜面241,即使不增大电路板3的第2面3b通过开口24而露出的部分的面积,也可以在对导通销84的第1端84a进行焊接时由焊接夹具从倾斜方向进行,从而能够使焊接的作业性良好。

另外,壁面24W具有随着从倾斜面241的电路板3的第2面3b侧的一端朝向第2面3b而与基准面2b垂直的垂直面242。假设如果将倾斜面241设置至电路板3的第2面3b附近,则由于倾斜面241向开口24的内侧倾斜,因此倾斜面241的第2面3b附近的端部在剖视下呈锐角,因而成型时容易产生毛刺。与此相对,在本实施方式中,通过设置垂直面242,能够使壁面24W的第2面3b附近的端部在剖视下为直角,从而能够抑制成型时的毛刺的产生。

(5)本实施方式的马达装置1的应用例

接下来,作为上述的本实施方式的马达装置1的应用例,参照图13对能够搭载本实施方式的马达装置1的车辆用前照灯的概略进行说明。图13是车辆用前照灯的水平剖视图。图13所示的车辆用前照灯10是搭载在汽车的前端部的左侧的左侧前照灯,与搭载在右侧的前照灯除了左右对称以外,构造相同。因此,以下对左侧的车辆用前照灯10进行详细说明,对右侧的车辆用前照灯省略说明。

如图13所示,车辆用前照灯10具有灯体12,该灯体12具有朝向前方开口的凹部。灯体12的前表面开口被透明的前表面罩14覆盖而形成灯室16。灯室16作为收纳灯单元18的空间发挥作用。

灯单元18是采用了叶片扫描方式的ADB(Adaptive Driving Beam:自适应驱动光束)技术的单元,构成为照射所谓的可变远光。灯单元18具有光学单元20和投影透镜27。光学单元20具有旋转反射器60和光源26。投影透镜27例如使用凸透镜。凸透镜的形状只要根据所要求的配光图案或照度分布等配光特性来适当选择即可,可以使用非球面透镜或自由曲面透镜。另外,在投影透镜27的周围设置有扩展反射器23。

旋转反射器60构成为:通过作为驱动源的马达30,一边使叶片60b以旋转轴线R为中心向一个方向旋转,一边反射从光源26射出的光,通过扫描被反射的反射光而形成配光图案。另外,叶片60b具有环状的反射区域60a,该环状的反射区域60a构成为使从光源26射出的光一边旋转一边被反射,形成期望的配光图案。

旋转反射镜60的叶片60b的形状构成为使基于反射的光源26的2次光源形成在投影透镜27的焦点附近。另外,叶片60b具有以使光轴Ax与反射面所成的角随着朝向以旋转轴线R为中心的周向而变化的方式扭曲的形状。由此,能够进行使用了光源26的光(光源像)的扫描。

光源26优选能够在短时间内控制点亮熄灭的光源,例如优选LED或LD、EL元件等半导体发光元件。

马达30搭载在基板92上。基板92搭载在散热器94的搭载面94a上而被固定。构成为,在搭载面94a搭载了基板92的状态下,旋转反射镜60的旋转轴线R相对于光轴Ax或车辆前方方向倾斜。

光源26搭载在基板36上。另外,在光源26的光出射方向上并且在与旋转反射器60之间设置有作为初级光学系统的透镜38。透镜38对光源26的出射光进行会聚,以使从光源26射出的光朝向旋转反射器60的反射区域60a。基板36搭载在散热器40上。散热器94和散热器40固定在金属制的板状的支承部件42上。而且,灯单元18经由支承部件42,被支承为利用使用了调整螺杆44和螺母46的单元而相对于灯体12倾动自如。

控制电路48经由各基板与上述光源26和马达30连接,进行控制光源26或马达30的信号的发送、从马达30输出的信号的接收。

在车辆用前照灯10中,旋转反射器60对应于本实施方式的马达装置1的旋转体6,马达30对应于本实施方式的马达装置1的马达。如上所述,本实施方式的马达装置1能够应用于车辆用前照灯10。

以上,对本发明的马达装置的实施方式进行详细地说明,但本发明的范围不限于上述的实施方式。另外,上述实施方式在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行各种改良和变更。

在上述的实施方式中,如图8所示,示出了定子8的露出面的突出区域811p沿定子铁芯81的内孔81h的周向等间隔地配置的例子,但不限于此。突出区域811p在定子铁芯81的内孔81h的周向上可以不是等间隔,数量也不限于4个。另外,在将突出区域811p沿内孔81h的周向等间隔地配置的情况下,可以在相邻的齿之间沿周向等间隔地配置,也可以与齿的位置无关地在周向上每隔规定的角度进行配置。

在上述实施方式中,如图7和图8所示,示出了设置4个供导通销84插入的筒状部824B的例子,但不限于此。筒状部824B的数量例如可以为三个。

在上述实施方式中,以经由导通销84使线圈83与电路板3导通的情况为例进行了说明,但不限于此。也可以通过将线圈83的端部插入至第2绝缘体82B的筒状部824B和电路板3的贯通孔34中并焊接在电路板3的第2面3b上,使线圈83与电路板3导通。

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