CN102447335B - 电动机壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动机壳体。换向器电动机(12)具有由镁合金铸造成型的电动机壳体(17)。电动机壳体包含保持定子(18)的圆筒形的主体部(27)和形成在主体部的前端的凸缘部(28)以及形成在主体部的后端的尾架部(29)。在主体部的一部分形成有构成电刷安装部(34)的开口部(35),包含电刷安装部的一部分区域设成与其它区域比更厚的厚壁部(36)。厚壁部具有遍及主体部的大致全长的长度。厚壁部在主体部的内面形成有上述定子进行卡合的台阶部。

Description

电动机壳体
技术领域
本发明涉及电动机壳体。
背景技术
在用于家电产品等的小型电动机中,大多采用对钢板冲压成型的产品、铝合金的铸造成型件等作为电动机壳体。
关于电动机,总是存在小型轻量化的要求。与其相应的策略之一是电动机壳体的设计变更。在专利文献1中记载有一种工业用电动机,该电动机由镁合金构成壳体以实现轻量化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-47196号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于:在用于家电产品等的换向器电动机的电动机壳体中,使电动机壳体轻量化,且能在轻量化的同时确保电刷安装部的强度,实现碳刷和换向器的长寿命化。
用于解决问题的方案
根据本发明,换向器电动机的电动机壳体具备保持定子的圆筒形的主体部和保持转子的轴承的尾架部,上述主体部和上述尾架部由镁合金一体地铸造成型,在上述主体部的一部分形成有构成电刷安装部的开口部,包含上述电刷安装部的一部分区域设成与其它区域比更厚的厚壁部,上述厚壁部是遍及上述主体部的大致全长的长度,在上述主体部的内面形成有上述定子进行卡合的台阶部,上述台阶部,成为上述定子插入上述主体部时的插入极限,并且,在上述转子旋转时受到反作用力的上述定子进行卡合而使上述定子相对于上述电动机壳体的角度不会错位。
在上述构成的电动机壳体中,优选上述厚壁部具有遍及上述主体部的大致全长的长度。
在上述构成的电动机壳体中,优选上述厚壁部在上述主体部的内面形成有上述定子进行卡合的台阶部。
发明效果
根据本发明,因为保持定子的圆筒形的主体部和保持转子的轴承的尾架部由镁合金一体地铸造成型,所以能使电动机壳体轻量化。并且,因为包含电刷安装部的一部分区域设成与其它区域比更厚的厚壁部,所以电刷架和被其保持的碳刷保持高的刚性,从而能抑制在碳刷和换向器的滑动部产生火花,实现碳刷和换向器的长寿命化。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式的电动机壳体的电动机的截面图。
图2是包含图1的电动机的电动鼓风机的立体图。
图3是包含图1的电动机的电动鼓风机的立体图,是从与图2不同的角度看到的图。
图4是本发明的实施方式的电动机壳体的立体图。
图5是本发明的实施方式的电动机壳体的立体图,是从与图4不同的角度看到的图。
图6是本发明的实施方式的电动机壳体的正视图。
图7是本发明的实施方式的电动机壳体的正视图,是示出在内部固定有定子的状态的图。
图8是搭载有图2的电动鼓风机的电动吸尘器主体的截面图。
图9是仅示出图8中的电动鼓风机搭载部位的局部截面图。
具体实施方式
参照图1至图9的附图说明本发明的实施方式。本发明的电动机壳体用于电动机,所述电动机包括电动吸尘器内的电动鼓风机所使用的电动机。首先对电动吸尘器的结构进行说明。
图8所示的电动吸尘器主体1是所谓的罐型,在由两个后轮3和一个前转向轮4三点支承的框体2上能装卸地安装有集尘容器5。集 尘容器5内置旋风集尘部6和过滤器7。在框体2的前面设有连接未图示的集尘软管的软管连接部8。软管连接部8与集尘容器5的旋风集尘部6连通。在框体2的前部设有搬运用的手柄9。
在框体2的后部设置有电动鼓风机10,该电动鼓风机10形成从上述未图示的集尘软管流入并通过旋风集尘部6和过滤器7的吸入气流。如图9所示,电动鼓风机10包括前部的风扇外壳11和后部的换向器电动机12,由换向器电动机12使风扇外壳11的内部的未图示的离心式风扇高速旋转,生成吸入气流。吸入气流被吸入风扇外壳11,一部分通过换向器电动机12被排出。利用通过换向器电动机12的空气进行换向器电动机12的冷却。
电动鼓风机10以使风扇外壳11朝上的形式由防振用的橡胶支座14、15支承于框体2的内部的肋结构13上。橡胶支座14是包覆风扇外壳11的拐角的截面为L字形的环状部件。橡胶支座15是配备在换向器电动机12的端面的长方体形状的块状部件,在中心的圆孔15a中嵌合换向器电动机12的端面中央的轴承保持部16。
如图1所示,换向器电动机12具有电动机壳体17。电动机壳体17的结构在后面详细说明。在电动机壳体17的内部固定有定子18。定子18的固定方法也在后面详细说明。此外,在图1中,图的左侧为换向器电动机12的前端侧,图的右侧为换向器电动机12的后端侧。
与定子18组合的转子19和对转子19供给电流的换向器20被固定于旋转轴21。旋转轴21由轴承22、23旋转自如地支承。轴承23被形成于电动机壳体17的轴承保持部16保持。轴承22被形成于未图示的尾架上的轴承保持部保持,该未图示的尾架固定于电动机壳体17的前端。
以隔着换向器20的形式配置有一对电刷架24。各个电刷架24保持有碳刷25,所述碳刷25被未图示的弹簧按压于换向器20,各个电刷架24由一个螺钉26固定于电动机壳体17。
接着说明电动机壳体17的结构。电动机壳体17以保持定子18的圆筒形的主体部27为中心,在主体部27的前端形成有用于安装风扇外壳11和上述未图示的尾架的凸缘部28,在主体部27的后端形成有具有轴承保持部16的尾架部29。主体部27、凸缘部28、以及尾架部29由镁合金一体地铸造成型。在主体部27的各处形成有通风用的开口部30。
镁合金的比重是铁的1/4,是铝合金的2/3,仅采用镁合金就能使电动机壳体17轻量化,而且,利用镁合金熔融时的流动性良好,使铸造成型件尽量变薄。由此,能促进轻量化。作为薄壁部的壁厚,例如能设定0.8mm的数值。
但是,若是单纯地使电动机壳体17变薄,则会使必要的强度不够。为了增加强度,在主体部27和尾架部29双方上形成有加强用肋。
例如,正如图3中所看到的那样,在主体部27上,在电动机壳体17的外面侧形成有多个在主体部27的轴线方向延伸的加强用肋31。在实施方式中,设加强用肋31的数量为8个,但其数量是任意的,只要设定为能达到加强目的的数量即可。
多个加强用肋31彼此平行,并且,以在彼此之间产生规定间隔的方式排列。加强用肋31的端均始于凸缘部28,但终止位置并不一样,有的在主体部27的中途终止,有的遍及主体部27的大致全长而延伸。另外,如图5所示,加强用肋31的在凸缘部28的部位以在半径方向横切凸缘部28的方式延长,也兼用作凸缘部28的加强。加强用肋31的部位与除此以外的部位相比,具有大概两倍程度或两倍程度以上的壁厚。
在尾架部29上,如图6最清楚地表示的那样,在电动机壳体17的内面侧形成有多个在半径方向延伸的加强用肋32。在实施方式中,设加强用肋32的数量为8个,但其数量是任意的,只要设定为能达到加强目的的数量即可。
多个加强用肋32以规定的角度间隔排列。在尾架部29的中心部以包围轴承保持部16的形式形成有环状的加强用肋33,所有的加强用肋32的端均始于加强用肋33。加强用肋32、33的部位与除此以外 的部位相比,具有大概两倍程度或两倍程度以上的壁厚。
这样,在主体部27和尾架部29双方上形成有加强用肋31、32、33,由此,尽管在整体上很薄,但电动机壳体17具有足够的强度。另外,加强用肋31延长至凸缘部28,并在半径方向横切凸缘部28,所以凸缘部28也具有足够的强度。加强用肋31、32、33的存在也有助于铸造成型时的铸液流动性的改善。
加强用肋32、33形成于电动机壳体17的内面侧,所以尾架部29的外面侧平坦。因此,能使橡胶支座15正好抵压于尾架部29。由此,可避免在橡胶支座15与尾架部29之间产生设计者意想不到的漏气。
电动机壳体17的外面侧的加强用肋不限定于在主体部27的轴线方向延伸的加强用肋31。也可以相对于主体部27的轴线方向倾斜,并且也可以是混合有圆周方向的加强用肋的格子状图案。对于电动机壳体17的内面侧的加强用肋,也可以形成例如与加强用肋33呈同心圆的其它环状肋,可以在与半径方向的加强用肋32之间形成格子状图案。总之,电动机壳体17的整体形状只要是能铸造成型的形状即可。
包括镁合金的铸造成型件的电动机壳体17不仅有助于换向器电动机12的轻量化,而且因为振动吸收性良好,也有助于换向器电动机12的低振动化、低噪音化。另外,由于镁合金散热性良好,所以可促进换向器电动机12的冷却。而且,由于镁合金流动性良好,所以即使电动机壳体17具有复杂的结构,也能利用铸造成型忠实地实现其形状。因为在铸造成型时产生的浇道等剩余部分也不会废弃而能再利用,所以经济性也高。
在换向器电动机12中,转子19以30000rpm至40000rpm的高速旋转。因此,当碳刷25没有被牢固地保持时,在碳刷25和换向器20的滑动部会产生火花,碳刷25和换向器20会较快地损耗。因此,按照如下的方式提高碳刷25的保持部的刚性。
在电动机壳体17的主体部27,在靠近后端的彼此呈对称的两个部位形成有电刷安装部34。电刷安装部34由穿过电刷架24的矩形的开口部35构成。包含电刷安装部34的主体部27的一部分区域设成与 其它区域比更厚的厚壁部36。厚壁部36的壁厚在薄壁部的壁厚为0.8mm的情况下设定成例如1.5mm。在厚壁部36,在开口部35的前方位置形成有用于拧入螺钉26的孔37,所述螺钉26固定电刷架24。螺钉26是自攻螺钉,孔37是攻螺纹用的螺纹底孔。
在厚壁部36中,包围开口部35的厚壁部分的凸缘部28与尾架部29的中间位置为前方的边界。但是,如图4所示,在主体部27的内面侧形成有延长厚壁部36a,所述延长厚壁部36a以厚壁部36的前端分成两股的形式延续到凸缘部28。因此,包含延长厚壁部36a的厚壁部36具有遍及主体部27的大致全长的长度。延长厚壁部36a在主体部27的内面形成有台阶部38。
这样,包含电刷安装部34的区域构成为厚壁部36,因此电刷架24和碳刷25被以较高的刚性保持,从而使得碳刷25不易振动,可抑制在碳刷25和换向器20的滑动部产生火花。因此,碳刷25和换向器20的损耗减少,实现双方的长寿命化。特别在实施方式的情况下,厚壁部36具有遍及主体部27的大致全长的长度,因此,刚性被可靠地提高。厚壁部36的存在与加强用肋31、32、33相配合,有助于电动机壳体17的强度增加和铸造成型时的铸液流动性的改善。
在电动机壳体是钢板的冲压成型件的情况下,难以仅将电刷安装部设成厚壁,如果想要提高电刷安装部的刚性,则需要将整体设成厚壁,因此,电动机壳体必然变重。与此相对,由于包括镁合金的铸造成型件的电动机壳体17只要仅将必要的部位设成厚壁部36即可,所以能在轻量的同时确保必要的刚性。
接着,对定子18的固定进行说明。如图7所示,定子18的外形是大致正方形,四角的部分为与主体部27的内径配合的圆角部18a。定子18从主体部27的前端以沿主体部27的轴线方向压入的形式插入。在圆角部18a碰到形成于主体部27的内面的台阶部38(如图4最清楚地表示的那样)的部位,定子18的插入达到极限,定子18在此处被定位。
将定子18固定的是螺钉39。螺钉39压住定子18的圆角部18a而 将定子18固定。螺钉39以相对于主体部27的中心对称的方式配置有多个。在实施方式中,螺钉39配置于定子18的四角,对称配置的螺钉39以成对的方式存在两组。
在主体部27的内面,接收螺钉39的凹陷部40以90°间隔形成有共四个部位。凹陷部40在主体部27的轴线方向延伸,在主体部27的外面体现为在轴线方向延伸的半圆筒形的鼓起部41。
在凹陷部40的底部形成有用于拧入螺钉39的孔42。孔42在主体部27的轴线方向延伸。螺钉39是自攻螺钉,孔42是攻螺纹用的螺纹底孔。
螺钉39在头下嵌合垫圈43后拧入孔42。在螺钉39拧入孔42的状态下,螺钉39的头部和垫圈43与定子18的圆角部18a重叠,即使定子18要脱出,也会阻止其去路。由此,进行定子18的防脱。当将螺钉39拧入到最后时,定子18由台阶部38和垫圈43锁固。由此,防止电动机壳体17与定子18之间的颤振。此外,也能设成如下构成:省略垫圈43,由螺钉39的头部直接阻止定子18的去路,进而将定子18锁固。
如果电动机壳体是钢板的冲压成型件,虽然通过对电动机壳体实施铆接加工能将定子固定,但在镁合金的电动机壳体17中不能用铆接来将定子18固定。但是,通过如上那样使用螺钉39,能牢固地将定子18固定。
由于螺钉39是通过其头部或者嵌合在其头下的垫圈43阻止定子18的去路而将定子18固定,所以不需要考虑在定子18上形成用于穿过螺钉39的孔等,能节省定子18的加工费用。另外,因为定子18相对于主体部27在主体部27的轴线方向插入,螺钉39也拧入在主体部27的轴线方向所形成的孔42,所以能利用螺钉39将定子18锁固,从而牢固地固定使得不产生颤振。
定子18的四角的圆角部18a中的至少一个与由延长厚壁部36a形成的主体部27的内面的台阶部38卡合。当转子19旋转时,定子18受到反作用力,但因为圆角部18a与延长厚壁部36a卡合,因此定子 18相对于电动机壳体17的角度不会错位。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明的范围不限于此,能在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更来实施。
工业上的可利用性
本发明能被广泛用于换向器电动机的电动机壳体。
附图标记说明
12换向器电动机
16轴承保持部
17电动机壳体
18定子
18a圆角部
19转子
20换向器
21旋转轴
22、23轴承
24电刷架
25碳刷
27主体部
28凸缘部
29尾架部
34电刷安装部
35开口部
36厚壁部
36a延长厚壁部 

Claims (1)

1.一种电动机壳体,是换向器电动机的电动机壳体,具备保持定子的圆筒形的主体部和保持转子的轴承的尾架部,
上述主体部和上述尾架部由镁合金一体地铸造成型,
在上述主体部的一部分形成有构成电刷安装部的开口部,
包含上述电刷安装部的一部分区域设成与其它区域比更厚的厚壁部,
上述厚壁部是遍及上述主体部的大致全长的长度,在上述主体部的内面形成有上述定子进行卡合的台阶部,
上述台阶部,成为上述定子插入上述主体部时的插入极限,并且,在上述转子旋转时受到反作用力的上述定子进行卡合而使上述定子相对于上述电动机壳体的角度不会错位。
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