CN101557155A - 无刷电动机 - Google Patents
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Abstract
一种无刷电动机，包括：转子；支承该转子的电动机轴；沿径向支承电动机轴的轴承部；沿推力方向接受电动机轴端部的推力承受部；以及配合在电动机轴上的弹性减震环，该弹性减震环设置在环形槽和轴承部的端面之间，该环形槽形成在由推力承受部接受的电动机轴的端部附近。
Description
技术领域
本文所述实施例涉及用于例如打印机、复印机、DVD驱动单元的办公自动化设备和例如薄板空调机、制冷吹风机等车载设备以及投影仪的无刷电动机。
背景技术
首先对传统外转子式DC无刷电动机进行说明。圆柱形壳架附连于电动机外壳，轴承部附连于壳架的内部，而电动机电路板和定子铁心附连于其外部。具有磁体的转子一体地附连于电动机轴，而电动机轴被插入到壳架内并由轴承部可转动地支承。壳架一体地附连于电动机外壳。
如图4所示，具有开口56a的限位垫圈56配合在形成于电动机轴51的端部52中的环形槽内，它作为限位结构支承转子。调节垫圈58和59配合在径向支承电动机轴51的轴承部端面57a和限位垫圈56之间以沿推力方向调节游隙。注意，如果存在足够的空间，则可用金属卡环代替限位垫圈56。
日本特开专利公报No.H09-182356披露了一种电动机的轴承结构，这种轴承结构作为保持电动机轴的结构并能作为推力轴承承受推力负载。此外，日本特开专利公报No.2003-164100披露了一种用于保持电动机轴的结构，其中轴端部沿推力方向偏压以将附连于电动机轴的接触部分压在轴承上。通过该结构，组装效率和密封特性得以提高。
注意，在要求大量减少电动机噪声的情形下要避免这样的滑动结构，其中某一部件在设置于轴承或轴承端部的推力承受件上的滑动。此外，电动机轴51的端部52如图4所示地圆角化或将钢球(图4未示出)压配合至端部52，并使推力承受件53容纳在推力盖54的凹进部分55以支承端部52并承受推力负载。通过这种结构，使限位结构和承受推力负载的结构分离。
在限位结构和推力承受结构分离的外转子式电动机中，转子通过磁体和定子铁心的磁力固定在靠近电动机轴端部的位置。因此，当电动机因外力而振动或受到冲击时，转子因惯性在游隙范围内沿轴瞬间跳起并随后返回。因为这个动作，在图4中，在调节垫圈59和轴承的端面57a之间以及电动机轴51的端部52和推力承受件53之间产生噪声。可通过推力承受件53的弹性和推力盖54的结构来削减电动机轴51的端部52和推力承受件53之间产生的噪声。然而，调节垫圈59和轴承的端面57a之间的噪声无法被削减。
在图4所示限位结构和日本专利公报披露的限位结构中，具有开口的垫圈、金属卡环和具有开口的树脂模制件被用作限位件，因此存在增加部件生产成本和模具组件复杂化的问题。另一方面，如果不形成开口或狭缝，则限位件无法牢靠地配合在环形槽并且无法制造出足够强的限位结构。
发明内容
因此，实施例的一个方面的目的是提供一种无刷电动机，该电动机具有将在推力方向保持电动机轴的简单结构并能够削减产生在跳动的转子和轴承部之间的噪声。
根据实施例的一个方面，一种无刷电动机包括：转子；支承该转子的电动机轴；径向支承电动机轴的轴承部；沿推力方向接受电动机轴的端部的推力承受部；以及配合在电动机轴上的弹性减震环，该弹性减震环设置在环形槽和轴承部的端面之间，该环形槽形成在由推力承受部接受的电动机轴的端部附近。
减震环具有足够的弹性，因此减震环能充分地与环形槽配合而无需形成开口或狭缝。
较佳地，减震环由弹性树脂材料构成，并且
在减震环中一体地形成配合于电动机轴的环形槽中的小环部和配合于电动机轴上并面向轴承部端面的大环部。
较佳地，减震环通过调节垫圈配合在电动机轴上，该调节垫圈设置在减震环和轴承部的端面之间。
较佳地，减震环设置在配合入环形槽的限位垫圈或金属卡环和轴承部的端面之间。
如果减震环未充分地配合于电动机轴的环形槽或推力负载很大，则减震环可仅具有大环部，而不需要形成小环部，并可与配合在环形槽中的限位垫圈或金属卡环协同工作。
此外，较佳地，减震环由热塑性弹性体构成。
在本发明的无刷电动机中，弹性减震环配合在电动机轴上并位于环形槽和轴承部的端面之间，该环形槽形成在由推力承受部接受的电动机轴的端部附近。通过这种结构，即使电动机沿推力方向跳动，也可通过减震环减少因与轴承部的端面碰撞而产生的噪声。此外，减震环充当配合在电动机轴的环形槽内的限位件，因此减少了部件数量并使制造成本降低。
在减震环由弹性树脂材料制成并且在其中一体的形成配合于电动机轴的环形槽内的小环部和配合在电动机轴上并面向轴承部端面的大环部的情形下，减震环具有足够的耐冲击性和耐气候性。通过一体地形成小环部和大环部，可低成本地成批制造减震环。
在减震环通过设置在减震环和轴承部端面之间的调节垫圈配合于电动机轴的情形下，能大为减小电动机轴沿推力方向的游隙，从而减小因调节垫圈与轴承部端面的碰撞而产生的噪声。
在减震环设置在配合于环形槽内的限位垫圈和轴承部端面之间的情形下，减震环的形状得以简化。
在减震环由热塑性弹性体构成的情形下，弹性体具有橡胶的弹性和塑料的成型性，因此减震环可具有足够的耐冲击性并能适当地成批生产。
附图说明
下面通过示例并参照附图对本发明的实施例进行说明，在附图中：
图1是外转子式无刷电动机的剖视图；
图2是图1中部分A的局部放大剖视图，其中示出接受电动机轴的推力承受部；
图3A是减震环的平面图；
图3B是减震环的剖视图；以及
图4是传统外转子式无刷电动机的局部放大剖视图，其中示出接受电动机轴的推力承受部。
具体实施方式
现在详细参照附图描述本发明的较佳实施例。在下面的说明中，以吹风机电动机(外转子式DC无刷电动机)为例进行说明。
下面参照图1对吹风机电动机的概况予以说明。
在图1所示转子中，叶轮2和圆柱形转子磁轭3通过插入模制而一体形成。电动机轴5的一端与叶轮2的轮毂4成一体。环形磁体6固定在转子磁轭3的内周面上。在磁体6中，沿周向交替地形成N极和S极。通过插入于轴承壳架7的轴承部8在径向和推力方向上支承电动机轴5。
在定子9中，定子铁心10附连在由金属构成的圆柱形轴承壳架7的外侧。定子铁心10用绝缘体11覆盖，且电动机线圈12各自缠绕在齿部(磁极齿)上。其中形成有电动机驱动电路的电动机电路板13也被固定于轴承壳架7并与定子9一起包含在组件中。该组件通过螺钉15固定于电动机外壳14。推力盖16通过螺钉17固定于轴承壳架7。沿径向支承电动机轴5的轴承部8——例如浸油轴承、球轴承——被设置在轴承壳架7中。
在图1中，转子1的磁体6的磁极中心相对定子铁心10的齿部的中心移位，另外电动机轴5的端部5a总是沿轴向被吸引向推力承受部18，该推力承受部18配合在推力盖16中(见图2)。当转子1转动时，叶轮2同时转动。因此，将外部空气沿轴向吸向叶轮2，在电动机外壳14中流动并随后从出口19排除。
图2是图1中部分A的局部放大剖视图。在图2中，由金属构成的推力盖16受压以形成凹进部20。推力承受部18配合于凹进部20的内底部分并在推力方向支承电动机轴5的端部5a。推力承受部18由具有足够耐磨损性的低摩擦树脂材料构成，例如聚醚醚酮(PEEK)。推力承受部18设置在凹进部20的内底部分，并且电动机轴5的圆角端部5a与推力承受部18形成点接触。另一凹进部21形成在推力盖16的凹进部20中的规定位置，从推力承受部18和电动机轴5的端部5a的接触点向下延伸的电动机轴5的轴线在该位置穿过凹进部20的底表面。
接着，对保持电动机轴5的结构进行说明。环形槽22形成在电动机轴的外周面并位于其端部5a附近。弹性减震环23配合在环形槽22和轴承部8的端面8a之间。较佳地，减震环由例如Hytrel(注册商标)的热塑性弹性体构成，它具有橡胶的弹性和塑料的成型性。调节垫圈24设置在减震环23和轴承部8的端面8a之间以吸收沿推力方向的游隙。通过使用调节垫圈24，可减少电动机轴5沿推力方向的游隙，并能减少调节垫圈24和轴承部8的端面8a之间产生的碰撞噪声。如果通过减震环23适当地减小游隙，则可省去调整垫圈24。
即使电动机1沿推力方向跳动，在调节垫圈24和轴承部8的端面8a之间产生的碰撞噪声也得以减小。此外，减震环22适宜地配合于电动机轴5的环形槽22并充当限位件，以使无刷电动机的部件数量减少并降低无刷电动机的制造成本。
在图3A和3B中，减震环23具有配合在电动机轴5的环形槽22中的小环部23a和配合在电动机轴5并面向轴承部8的端面8a的大环部23b，并且它们由热塑性弹性体制成并一体地形成。因此，减震环23具有橡胶的弹性并能够通过注塑模制而模制出，因此能适宜地成批制造减震环23。
在图2中，当无刷电动机因外力振动或受到冲击时，转子1(见图1)瞬间跳动，调节垫圈24与轴承部8的端面8a碰撞，随后电动机轴5的端部5a被吸引并与推力承受部18产生碰撞。因碰撞产生并作用于调节垫圈24和轴承部8的端面8a的冲击力可由减震环23吸收。此外，通过使推力承受部18向就位于其下方的凹进部21略微弯曲而消散由端部5a中央部分表面压力很高的点碰撞产生的冲击。因此，可减少碰撞噪声，通过这种效果，可提高无刷电动机的商业价值，尤其对于受到振动和冲击力的车载产品而言。
在由于电动机轴5的直径而使环形槽22的深度不够或外部冲击力很大的情形下，可在电动机轴5的环形槽22中设置限位垫圈或金属卡环25(见图2)。在这种情形下，可简化减震环23的形状并将其配合在限位垫圈或金属卡环25和调节垫圈24之间，所述限位垫圈或金属卡环25已配合在电动机轴端部附近的环形槽22内。
Claims (5)
1.一种无刷电动机，
包括：
转子；
支承所述转子的电动机轴；
沿径向支承所述电动机轴的轴承部；
沿推力方向接受所述电动机轴的端部的推力承受部；以及
配合在所述电动机轴上的弹性减震环，所述弹性减震环设置在环形槽和所述轴承部的端面之间，所述环形槽形成在由所述推力承受部接受的所述电动机轴的端部附近。
2.如权利要求1所述的无刷电动机，
其特征在于，所述减震环由弹性树脂材料制成，并且
在所述减震环中一体地形成配合在所述电动机轴的所述环形槽内的小环部和配合在所述电动机轴上并面向所述轴承部的端面的大环部。
3.如权利要求1所述的无刷电动机，
其特征在于，所述减震环通过调节垫圈配合在所述电动机轴上，所述调节垫圈设置在所述减震环和所述轴承部的端面之间。
4.如权利要求1所述的无刷电动机，
其特征在于，所述减震环设置在限位垫圈或金属卡环和所述轴承部的端面之间，所述限位垫圈或金属卡环配合在所述环形槽中。
5.如权利要求1所述的无刷电动机，
其特征在于，所述减震环由热塑性弹性体制成。
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