CN101595624A - 直流电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明得到一种不增大直流电动机的轴向的尺寸、就能抑制转子松动及转子在轴向的偏离的直流电动机。包括：配置多个线圈(4)的定子(2)；与该定子(2)的内周相对配置、具有多个磁极的转子(8)；设置在转子(8)的一端、对从电源供给的电流进行换流以提供至定子(2)的线圈(4)的通电部；保持转子(8)的套筒轴承(6)；以及保持转子(8)、且耐负荷比套筒轴承(6)大的球轴承(7)，利用定子(2)将球轴承(7)的外环进行定位，并且利用转子(8)将球轴承(7)的内环进行定位。

Description

直流电动机
技术领域
本发明涉及例如用于构成废气的再循环系统的EGR(Exhaust GasRecirculation，废气再循环)阀装置的驱动用的直流电动机等所使用的技术。
背景技术
以往的直流电动机通过由弹簧垫圈等加压构件对支承转子的轴承在轴向施力，抑制转子松动及转子在轴向的偏离(例如参照专利文献1)。
另外，在以往的其他电动机中，通过将定子与轴承进行嵌入铸模(insertmold)成形，提高定子与轴承的同轴性(例如参照专利文献2)。
专利文献1：国际公开2001-05018号公报(图2)
专利文献2：日本专利特开2005-218146号公报(0011、0012)
发明内容
在专利文献1所披露的直流电动机中，例如通过由弹簧垫圈等加压构件对支承转子的轴承在轴向施力，将轴承在轴向进行定位，抑制转子松动及转子在轴向的偏离。然而，在该直流电动机中，虽然通过弹簧垫圈将转子与轴承进行定位，但没有将定子与轴承进行定位。即，由于没有将转子与定子进行定位，因此存在的问题是：转子与定子的位置精度较差，由于该位置精度会导致产生转子松动及转子在轴向的偏离。
另外，如专利文献2所披露的电动机那样，考虑通过将轴承与定子进行嵌入铸模成形，将轴承在轴向进行定位，但由于在该电动机中没有将轴承与转子在轴向进行定位，因此存在的问题是：在对转子施加轴向的外力时，会产生转子松动及转子在轴向的偏离。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，得到一种可以抑制转子松动及转子在轴向的偏离的直流电动机。
本发明所涉及的直流电动机包括：配置多个线圈的定子；与该定子的内周相对配置、具有多个磁极的转子；设置在转子的一端侧、对从电源供给的电流进行换流以提供至定子的线圈的通电部；保持转子的轴承；以及保持转子、且耐负荷比轴承大的球轴承，利用定子将球轴承的外环进行定位，并且利用转子将球轴承的内环进行定位。
本发明可以得到一种能够抑制直流电动机的转子松动及转子在轴向的偏离的直流电动机。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的直流电动机的结构的剖视图。
图2是表示图1所示的直流电动机的定子2的制造方法的俯视图。
图3表示图1所示的直流电动机的通电部19的电流的流动，(A)是定子2和转子8的俯视图，(B)是直流电动机的截面侧视图。
标号说明
2.定子
3.定子铁心
4.线圈
6.套筒轴承
7.球轴承
8.转子
9.永磁体
11.板
12.管
14.换向器
15.滑环
具体实施方式
实施方式1
下面，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式1的直流电动机的结构的剖视图。图2是表示图1所示的直流电动机的定子2的制造方法的俯视图。
图1中，标号1是由树脂材料形成的电动机壳体，标号2是利用树脂铸模与该电动机壳体1一体成形的定子。如图2(A)所示，在铁心片3b分别突出设置磁极T形铁心3a。层叠规定片数的通过薄壁部3c而连结的磁性材料，铁心片3b形成定子铁心3。为了得到良好的绕线性能，铁心片3b在该状态下利用绕线机(未图示)在各磁极T形铁心3a分别施加线圈4后，如图2(B)所示，通过使各薄壁部3c弯曲，而形成为环状，构成定子2。
标号5是安装在电动机壳体1的一端侧的凸缘构件，在中央部突出形成保持轴10的轴套部5a。标号6是作为轴承的套筒轴承，标号7是球轴承，该球轴承7与套筒轴承6相比，是耐负荷较大的轴承。通过使一个轴承为套筒轴承6，从而由于套筒轴承6与球轴承7相比，径向的厚度较薄，因此可以不增大直流电动机的径向的大小，而将通电部19与套筒轴承6配置在同一平面上。因此可以使直流电动机的轴向的尺寸小于以往使用两个球轴承的直流电动机。
另外，由于球轴承7具有保持转子8的大部分，因此球轴承7的尺寸比以往的直流电动机所使用的球轴承在轴向、径向都大。然而，由于转子8由树脂形成，因此通过根据球轴承7的尺寸的增加调整转子8的树脂的量，直流电动机的轴向、径向的尺寸不会增大。即，使用套筒轴承6及球轴承7的直流电动机与以往使用两个球轴承的直流电动机相比，虽然球轴承7的尺寸增大，但不会据此导致直流电动机的轴向的尺寸增大。另一方面，由于使用套筒轴承6及球轴承7的直流电动机中，通电部19与套筒轴承6可以配置在同一平面上，因此与以往的使用两个球轴承的直流电动机相比，可以减小轴向的尺寸。
另外，该球轴承7的外环与定子2是进行嵌入铸模成形的。
这样，通过将球轴承7的外环与定子2进行嵌入铸模成形，将球轴承7的外环与定子2进行定位。
标号8是两端被套筒轴承6及球轴承7保持、在外周部与定子2的磁极T形铁心3a对应的位置配置有多个永磁体磁极9的转子。8a是转子8的端部，该端部8a与球轴承7的内环接触。标号10是随着转子8的旋转可在轴向移动的轴。例如将该直流电动机使用在EGR阀装置时，随着轴10的轴向的移动，将排气通路(未图示)与进气通路(未图示)之间打开、阻塞的阀构件(未图示)在轴向移动，通过该阀构件的打开、阻塞，使废气的一部分向进气通路再循环，或者调整再循环的废气量。
标号11是设置在球轴承7与转子8之间、将球轴承7的外环在轴向进行定位的板。标号12是设置在转子8的一端侧、作为将球轴承7的内环与转子8进行定位的作为金属构件的管。
管12的轴向的一端侧例如通过与金属板等另外的构件一起焊接、或者铆接，将球轴承7的内环与转子8在轴向进行定位。
另外，由于球轴承7的内周部与设置在转子8的一端侧的管12直接接触，球轴承7的外周部与定子2直接接触，因此将球轴承7在径向进行定位。
标号13是在转子8的另一端侧一体成形、与转子8一起旋转的圆板，标号14是将该圆板13的外周部在周向分割成多份而形成的换向器，该换向器14的接触面在径向形成。标号15是在该换向器14的内周侧分割为n份(图中为分割为3份)的同心圆环状而形成的滑环，该滑环15的接触面在轴向形成。标号16是安装在电动机壳体1的另一端侧的端盖。
标号17是被该端盖16绝缘支承、前端侧通过螺旋弹簧等弹性体所产生的规定压力与换向器14的接触面可滑动地接触的一对第一电刷。该第一电刷17从径向与换向器14接触。标号18是被端盖16绝缘支承、前端通过弹性构件等弹性体所产生的规定压力与各滑环15的接触面可滑动地接触的三个第二电刷。该第二电刷18从轴向与各滑环15接触。另外，通电部19由标号13至标号15构成。
接下来说明上述的实施方式1的直流电动机的动作。
图3表示图1所示的直流电动机的通电部19的电流的流动，(A)是定子2和转子8的截面俯视图，(B)是直流电动机的截面侧视图。
首先，若直流电流(DC+)从电源(未图示)通过一个第一电刷17流入，则如图3(A)及(B)所示，被换向器14进行换流，向与其对应的滑环15流动，通过第二电刷18供给至定子2一侧，流过线圈4后，再次流过第二电刷18、滑环15及换向器14，通过另一第一电刷17流出至电源侧(DC-)。
这样，在由电流流过的线圈4产生的磁通、以及转子8的永磁体磁极9的作用下，在转子8产生旋转力。由于利用该旋转力，圆板13也会旋转，因此切换第一电刷17与接触的换向器14的组合，电流流过的线圈4也会依次切换，因此转子8开始连续旋转。随着转子8的旋转，轴10在轴向移动。
例如，在将该直流电动机用于EGR阀装置时，随着该轴10的轴向的移动，将排气通路(未图示)与进气通路(未图示)之间打开、阻塞的阀构件(未图示)在轴向移动，通过该阀构件的打开、阻塞，使废气的一部分向进气通路再循环，或者调整再循环的废气量。
然而，转子8的松动或转子8在轴向的偏离，例如是由于转子8的旋转、施加在转子8的反作用力、和转子8与定子2的位置精度等所引起的。直流电动机的轴10随着转子8的旋转在轴向移动，随着该轴10的移动对转子8产生反作用力。根据施加在该转子8的反作用力、转子8的旋转以及转子8与定子2的位置精度，产生转子8的松动或转子8在轴向的偏离。然而，通过利用如上所述的结构，由于将球轴承7的外环和定子2、以及球轴承7的内环与转子8进行定位，因此定子2和转子8的位置精度也提高，可以抑制因转子8的旋转、施加在转子8的反作用力以及转子8与定子2的位置精度所引起的转子8的松动或转子8在轴向的偏离。
即，根据本发明申请的实施方式1所披露的直流电动机，由于通过转子8将球轴承7的内环进行定位，进一步通过定子2将球轴承7的外环进行定位，因此球轴承7和定子2及转子8进行定位。因此，由于可以将转子8、定子2及球轴承7进行定位，所以转子8与定子2的位置精度提高，可以抑制转子8的松动或转子8在轴向的偏离。
另外，在本发明申请的实施方式1所披露的直流电动机中，通过将球轴承7的外环与定子2进行嵌入铸模成形，来进行定位。
通过将球轴承7的外环与定子2进行嵌入铸模成形，可以提高球轴承7与定子2的同轴性，可以进一步提高球轴承7与定子2的位置精度。
并且，在本发明申请的实施方式1所记载的直流电动机中，在球轴承7与转子8之间配置将球轴承7的外环在轴向进行定位的板11。由于该板11是金属板，因此通过配置板11，与用树脂将球轴承7与定子2进行定位时相比，维持其定位的强度增大。因此，即使在轴10移动时施加在转子8的反作用力较大时，也可以将球轴承7的外环与定子2进行定位。
另外，由于球轴承7的外环与板11接触，因此球轴承7的接合面稳定。由于球轴承7的接合面稳定，因此可以抑制转子8的松动，其结果是，转子8的旋转精度提高，可以降低滑动损耗。
另外，该板11是非磁性体时更好。
在该板11不是非磁性体、而是磁性体时，由于由定子2产生的磁通会通过球轴承7泄漏，因此直流电动机的特性下降。
通过使板11为非磁性体，由于可以防止由定子2产生的磁通通过球轴承7泄漏，因此直流电动机的特性不会下降，可以进行直流电动机的良好的控制。
另外，在本发明申请的实施方式1所记载的直流电动机中，设置在转子8的一端侧的管12的轴向的一端侧例如通过与金属板等另外的构件一起焊接、或者铆接，将球轴承7的内环与转子8在轴向进行定位。另外，管12与球轴承7的内周部直接接触。在以往的直流电动机中，虽然球轴承7与转子8被转子8在径向进行定位，但由于转子8是树脂，因此用于维持球轴承7的内环与转子8的径向的定位的强度是树脂的强度所达到的程度。然而，由于管12由金属构件构成，再与球轴承7的内周部直接接触，因此用于维持球轴承7的内环与转子8的径向的定位的强度可以确保为金属的强度，所以可以使其强度提高，耐久性提高。

Claims (5)

1.一种直流电动机，其特征在于，包括：
配置多个线圈的定子；
与该定子的内周相对配置且具有多个磁极的转子；
设置在所述转子的一端侧且对从电源供给的电流进行换流以提供至所述定子的线圈的通电部；
保持所述转子的轴承；以及
保持所述转子且耐负荷比所述轴承大的球轴承，
利用所述定子将所述球轴承的外环进行定位，并且利用所述转子将所述球轴承的内环进行定位。
2.如权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，
所述球轴承和所述定子利用将所述球轴承的外环与所述定子进行嵌入铸模成形而进行定位。
3.如权利要求2所述的直流电动机，其特征在于，
所述定子具有板，所述板配置在所述球轴承与转子之间，并将所述球轴承的外环在轴向进行定位。
4.如权利要求3所述的直流电动机，其特征在于，
所述板是非磁性体。
5.如权利要求1所述的直流电动机，其特征在于，
所述转子在另一端侧具有金属构件，所述球轴承的内周部与所述金属构件直接接触，且所述球轴承的内环与所述转子利用所述金属构件进行定位。
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