CN102948043A

CN102948043A - 电动机和使用该电动机的车载用空调装置

Info

Publication number: CN102948043A
Application number: CN2011800293717A
Authority: CN
Inventors: 小岛正雄; 纳家智彦; 久山浩二; 镰田康司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2031-06-06
Also published as: US8890382B2; US20130026865A1; WO2011158461A1; CN102948043B; EP2582022A1; JPWO2011158461A1

Abstract

本发明的电动机具备：轴；转子，其沿着轴的轴心方向安装于轴上；定子，其与转子的外周面隔开空隙且与转子的外周面相对置地进行配置；推力板；以及缓冲板，其具有弹力。转子和定子被设置成转子的磁中心和定子的磁中心在轴的轴心方向上具有规定的距离。推力板位于轴心方向且恢复力作用于轴的方向上。缓冲板相对于推力板位于与轴相反的一侧且支撑推力板。

Description

电动机和使用该电动机的车载用空调装置

技术领域

本发明涉及一种电动机和使用该电动机的车载用空调装置，特别是涉及一种抑制了在轴与推力板之间产生的碰撞声音的电动机和使用该电动机的车载用空调装置。

背景技术

以往，车载用空调装置的鼓风机所使用的电动机为了实现小型化而废除轴两端的球轴承，使转子的磁中心和定子的磁中心相对于轴的轴心方向具有规定的距离地进行组合。其结果是，在转子与定子之间产生使双方的磁中心在轴心方向上的位置一致的力，即磁恢复力(以下记为“恢复力”)。该恢复力发挥作用使得轴在作为轴的前端部的枢轴处按压推力板。

另外，在对各种车辆设置了车载用空调装置的情况下，根据车载用空调装置的设置状况不同，在重力作用方向上产生差异。如果采用利用了该恢复力的结构，则即使在重力作用方向上产生差异，由于转子和定子在轴的轴心方向上的位置关系不发生变化，因此也能够获得稳定的电动机功能。推力板被安装于形成电动机的壳体的外壳(例如参照专利文献1)。

然而，在车载用空调装置中使用以往的电动机的情况下存在如下的问题。

例如，在将以往的车载用空调装置装载于汽车的情况下，存在以下情况：在汽车行驶于不平整路、台阶等时，向与恢复力作用于轴的方向相反的方向，对轴施加超过该恢复力的强力。

其结果是，轴与推力板瞬间分离。之后，当超过恢复力的强力消失时，轴将通过恢复力返回原来的位置。此时具有以下问题：由于轴碰撞到推力板，因此在轴与推力板之间产生碰撞声音。

专利文献1：日本特开2007-100600号公报

发明内容

本发明的电动机具备：轴；转子，其沿着轴的轴心方向安装于轴；定子，其与转子的外周面隔开空隙且相对置地配置；推力板；以及缓冲板，其具有弹力。

转子和定子被设置成转子的磁中心和定子的磁中心在轴的轴心方向上具有规定的距离。推力板位于如下方向：该方向是轴心方向且是恢复力作用于轴的方向，该恢复力是转子和定子具有规定的距离地进行设置而产生的。缓冲板相对于推力板位于与轴相反的一侧且支撑推力板。

根据上述发明，在由于外在负荷施加于电动机而超过恢复力的力施加于轴的情况下，在轴与推力板分离之后轴将通过恢复力返回原来的位置，从而与推力板发生碰撞而产生冲击，能够通过缓冲板来缓冲该冲击。

即，根据本发明，通过缓冲板来缓冲在外在负荷施加于电动机之后轴与推力板发生碰撞而产生的冲击。其结果是，能够抑制轴与推力板发生碰撞时所产生的碰撞声音。

附图说明

图1是将本发明的实施方式中的车载用空调装置使用于座椅的情况下的立体概念图。

图2是将本发明的实施方式中的车载用空调装置使用于收纳部的情况下的立体概念图。

图3是表示本发明的实施方式中的车载用空调装置的概要的结构图。

图4是本发明的实施方式中的车载用空调装置的主要部分的截面图。

图5是表示本发明的实施方式中的电动机的概要的结构图。

图6是本发明的实施方式中的电动机的截面图。

图7是说明本发明的实施方式中的转子与定子的关系的说明图。

图8是本发明的实施方式中的电动机的主要部分的放大图。

图9是说明本发明的实施方式中的转子与定子的关系的说明图。

图10是表示本发明的实施方式中的其它例子的电动机的主要部分的放大图。

具体实施方式

(实施方式)

用于实施本发明的方式所示的电动机具备：轴；转子，其沿着轴的轴心方向安装于轴；定子，其与转子的外周面隔开空隙且相对置地配置；推力板；以及缓冲板，其具有弹力。

如果在车载用空调装置中使用这样的电动机，则即使在汽车行驶于不平整路、台阶时恢复力以上的强力向与该恢复力相反的方向施加于轴，也能够通过缓冲板缓冲轴与推力板碰撞时的冲击。

其结果是，能够抑制由于轴与推力板碰撞时的冲击而产生的碰撞声音。

下面，使用附图详细地进行说明。此外，本发明的效果并不只限定于下面的实施方式。

首先，图1、图2示出使用了本发明的实施方式中的电动机的车载用空调装置的使用例。在图1中，车载用空调装置1被装入到乘车者所使用的座椅2。具体地说，车载用空调装置1被装入到座椅2的靠背2A和座面2B。附图中用箭头3(3A、3B)表示车载用空调装置1使用时的空气流。本实施方式所示的车载用空调装置1使用多叶片风扇。其结果是，如图1所示，从车载用空调装置1的吸入口4吸入的空气(3A)从设置在与吸入口4的方向大致正交的面方向上的吹出口5吹出(3B)。

此外，在图1中，将吸入口4设置在靠背2A的表面侧和座面2B的上表面侧，来易于理解地说明了空气流3。但是，在考虑到对于乘车者来说的舒适性、向车载用空调装置吸入空气的容易性的情况下，优选吸入口4设置在靠背2A的背面侧和座面2B的下表面侧。

另外，在图2中，车载用空调装置1用于冷却车载用电池10。通过使电动机小型化，该车载用空调装置1与以往相比进一步实现了小型化。其结果是，与以往的车载用空调装置1相比能够进一步提高设置的自由度。因此，在形成复杂的风回路的车载用电池10的收纳部11中，能够在适合冷却各车载用电池10的位置设置该车载用空调装置1。因此，能够形成更有效的风回路，因此能够进一步推进节能化。

接着，图3示出表示本发明的车载用空调装置的概要的结构图。图4示出该车载用空调装置的主要部分的截面图。

在外壳15(15A、15B)内具备风扇16、风扇固定部17以及电动机18。外壳15具有吸入口4和吹出口5。本实施方式的外壳15由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)或者它们的混合材、或其玻璃纤维混合剂等树脂构成。

风扇16如上述那样使用多叶片风扇。

风扇固定部17由弹性板17A和风扇安装板17B构成。弹性板17A在本实施方式中由硅橡胶构成。代替硅橡胶，也可以是其它的橡胶，还可以使用固化后也具有规定的弹力的粘接剂。具体地说，如果是硅混和物则能够获得同样的效果。并且，也可以代替硅橡胶而使用具有弹力的泡沫体。具体地说，如果是橡胶海绵或者是氨基甲酸乙酯海绵，则能够获得同样的效果。风扇安装板17B由金属或者树脂构成。作为金属材料，能够使用电镀锌钢板。作为树脂材料，能够使用PBT、PC、PP、或者它们的混合材料、或其玻璃纤维混合剂等。在风扇安装板17B的中央的孔17C中插入电动机18的轴19。通过对电动机18施加压力来将轴19压入到该孔17C内，由此风扇安装板17B被固定到轴19上。

接着，使用图5、图6说明电动机18的结构。图5是表示本发明的电动机18的概要的结构图。图6是该电动机18的截面图。在本发明的实施方式中，使用内转子型无刷电动机。在电动机外壳25(25A、25B)内具备轴19、轴承27、转子28、定子29、推力板30以及缓冲板31。

本实施方式的电动机外壳25由电镀锌钢板构成。轴19由马氏体类不锈钢构成，该轴19的尺寸为直径3mm、长度17mm。轴承27是属于滑动轴承或金属轴承的轴承，例如是烧结含油轴承，由Fe-Cu-Sn-(C)材构成。轴承27以沿着轴19的轴心方向32的方式安装于轴外周面19A。轴19通过轴承27被支撑在电动机外壳25A的圆筒部33中。转子28沿着轴19的轴心方向32安装于轴19。转子28包括转子轭28A和转子磁体28B。转子轭28A由电镀锌钢板构成，粘接保持转子磁体28B并产生扭矩。转子磁体28B由稀土类粘结磁体构成，受到后述的定子所产生的磁场的影响。定子29与转子28的外周面28C隔开空隙26而相对置地进行配置。定子29包括铁芯29A和引线29B，通过使规定的电流流过引线29B来形成电磁体。通过控制该电磁体所产生的磁场，来通过转子28使轴19以期望的转速进行旋转。

图7示出说明转子28与定子29的关系的说明图。

转子28和定子29具有如图7所示的规定的距离L地进行设置。规定的距离L是转子28的磁中心MCR和定子29的磁中心MC S在轴19的轴心方向32上具有的距离。转子28和定子29在消除距离L的方向上具有恢复力F。在图7中用箭头表示该恢复力F。在轴19的轴心方向32且恢复力F发挥作用的方向上具备推力板30。

在图6中，垫圈34在转子轭28A与轴承27之间沿着轴19设置。垫圈34为环状形状的平板，垫圈34被配置成轴19贯通其中央的孔。在垫圈34与转子轭28A之间、或者在垫圈34与轴承27之间设置间隙G。通过配置这种垫圈34，抑制了转子轭28A和轴承27旋转时相接触所产生的损伤、磨损。另外，为了获得配置垫圈34的效果，优选具有足够的机械强度且具有低摩擦表面的垫圈34。

图8是图6的主要部分的放大图。

电动机外壳25B具有轴承部35。轴承部35包括凸部35A，该凸部35A在电动机外壳25B的轴19侧具有轴19的前端部能够插入的程度的内径尺寸。在轴承部35内具备推力板30和缓冲板31。在与轴19相接触的位置具备推力板30，在推力板30的与轴19侧相反的一侧具备缓冲板31。

轴19通过作为轴19的前端部的枢轴19B向图8中的下方(恢复力F方向)按压推力板30。推力板30通过作为轴19的前端部的枢轴19B来支撑轴19。推力板30支撑进行旋转的轴19，因此要求耐磨损性优异。因此，推力板30优选聚醚醚酮(PEEK)或者陶瓷等。

缓冲板31被设置在推力板30与电动机外壳25B之间。缓冲板31只要能够通过弹性变形来缓冲在推力板30上产生的冲击即可。具体地说，使用橡胶、泡沫体、粘接剂。这些材料如果具有杨氏模量9MPa以上的弹力，则能够期待获得同样的作用效果。如果是橡胶，则能够使用硅橡胶、甲基硅油、氟橡胶等。如果是泡沫体，则能够使用橡胶海绵、或者氨基甲酸乙酯海绵等。如果是粘接剂，则只要固化后具有杨氏模量3MPa以上的弹力即可，能够使用硅混和物等。

在设为使用了粘接剂的缓冲板31的情况下，能够通过缓冲板31将推力板30保持在电动机外壳25B上，因此能够防止在组装工序中推力板30落下，能够提高作业效率。另外，在使用粘接剂以外的材料作为缓冲板31的情况下，也可以通过润滑脂将推力板30暂时固定在缓冲板31上来防止推力板30落下。

对由以上结构构成的电动机18和使用该电动机18的车载用空调装置1的动作进行说明。

当规定的电流流过形成定子29的引线29B时，产生以定子29为中心的磁场。该磁场吸引或者排斥形成转子28的转子磁体28B。转子28以轴19为旋转中心以规定的转速旋转。其结果是，安装于轴19的风扇16以规定的转速旋转，因此形成期望的空气流。

将使用了这种电动机18的车载用空调装置1装载于汽车。

当汽车行驶于不平整路、台阶而产生冲击时，如图9所示那样存在恢复力F以上的强力Fu向恢复力F的反方向施加于轴19的情况。此时，在轴19与推力板30之间瞬间产生间隙Lu。当强力Fu消失时，如图7所示那样由于恢复力F而强制轴19返回原来的位置。因此，轴19与推力板30激烈地发生碰撞。由于该碰撞，从轴19向推力板30施加冲击。施加到推力板30的冲击通过缓冲板31弹性变形而被缓冲。其结果是，抑制了由于轴19与推力板30的碰撞而产生的碰撞声音。

以往，该碰撞声音传到乘车者的耳中，因此给乘车者带来不适感。但是，如果使用本实施方式中说明的电动机，则由于轴19与推力板30的碰撞而产生的碰撞声音通过缓冲板31的作用而被缓和，因此不会给乘车者带来不适感。

在本实施方式中，缓冲板31由硅橡胶构成。硅橡胶的厚度只要大于在包含垫圈34的转子轭28A与轴承27间形成的间隙G的尺寸即可。在本实施方式中，由于间隙G的尺寸为0.2mm，因此将硅橡胶的厚度设为0.3mm。

另外，针对以汽车为前提的车载用空调装置进行了上述说明，但是成为对象的车辆并不限于汽车，对于电车等其它车辆也能够获得同样的作用效果。汽车不管是家庭用还是商务用均能够获得同样的作用效果。

另外，以往为了抑制上述的碰撞声音而设置了间隙G。但是，构成电动机18的各部件一般都具有公差，在实际的电动机组装现场，难以在考虑到公差的累积的基础上确保间隙G。

例如，设间隙G为0.2mm。此时，当各部件具有±0.05mm的公差时，只要四个部件产生最大偏差就无法确保间隙G。为了吸收该产品偏差，在电动机18的生产现场测量每一部件的尺寸，并对各个车载用空调装置调整各部件的组合，由此确保间隙G。具体地说，例如通过对各个车载用空调装置选择垫圈34的片数或厚度、或者片数和厚度两者的方法来确保间隙G。

但是，如果使用本发明的电动机18，能够放宽作为碰撞声音对策的间隙G的精度，因此不需要一边测量各个部件的尺寸一边进行组装。因此，还能够减少电动机18的生产工时，能够提高生产性。

使用图10来说明本发明的其它例子。此外，对于具有与图6～图8相同的功能的部件，附加相同的附图标记并引用其说明。

图10是表示电动机18的轴承部36附近的主要部分的放大图。轴承部36包括凸部36A。

如上所述，轴19在推力板30的中心(轴心方向32)位置处与推力板30发生碰撞。缓冲板37支撑推力板30以缓冲施加到该推力板30的中心的恢复力F。其结果是，在轴心方向32上，即使缓冲板37的截面积小于推力板30的截面积也能够获得与图6的结构同样的效果。

此外，在轴心方向32上，缓冲板37的厚度可以小于推力板30的厚度，也可以大于推力板30的厚度。另外，在与轴心方向32垂直的方向上，缓冲板37的宽度可以小于推力板30的宽度，也可以大于推力板30的宽度。

另外，也可以在缓冲板37的表面中的至少一个表面具有凹凸。由此，能够提高抑制碰撞声音的效果。

另外，在以上的说明中，对用于抑制由于轴19与推力板30碰撞而产生的碰撞声音的结构进行了说明。可是，如上述那样在本实施方式中设为设置有间隙G的结构。因此，当轴19跳起时，转子轭28A碰撞到轴承27，由此也产生碰撞声音。另一方面，在本实施方式中，如上述那样在转子轭28A与轴承27之间配置有垫圈34，因此转子轭28A隔着垫圈34碰撞轴承27。由此，通过适当地选择垫圈34的材质，还能够利用垫圈34缓冲由于转子轭28A与轴承27的碰撞而产生的冲击。从这种观点来看，优选由与金属相比具有弹性的树脂来构成垫圈34。即，通过由表面为低摩擦并具有机械强度的树脂形成垫圈34，能够抑制转子轭28A与轴承27接触所产生的损伤、磨损，并且也能够抑制由于碰撞所产生的碰撞声音。特别地，如果从强度和抑制碰撞声音的观点来看，优选由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂来构成垫圈34。另外，为了提高缓冲冲击的效果，也可以设为在确保间隙G的同时配置多片垫圈34的结构。

此外，在以上的说明中，列举内转子型的无刷电动机的例子进行了说明，但是并不限定于内转子型或无刷电动机，也能够应用于外转子型的电动机、带刷电动机。

另外，在以上的说明中，列举利用如上所述的磁恢复力的电动机的一例进行了说明，但是并不限定于利用恢复力的电动机，例如也能够应用于利用转子自重的电动机等由于冲击而轴在轴方向上移动那样的结构的电动机。

产业上的可利用性

本发明除了上述车载用空调装置以外，例如还能够使用于车载用冷却装置等要求省空间且抑制由于冲击而产生的碰撞声音的设备。

附图标记说明

1：车载用空调装置；18：电动机；19：轴；26：空隙；28：转子；28C：外周面；29：定子；30：推力板；31，37：缓冲板；32：轴心方向。

Claims

1.一种电动机，其具备：

轴；

转子，其沿着上述轴的轴心方向安装于上述轴；

定子，其与上述转子的外周面隔开空隙且相对置地配置；

推力板；以及

缓冲板，其具有弹力，

其中，上述转子和上述定子被设置成上述转子的磁中心和上述定子的磁中心在上述轴的轴心方向上具有规定的距离，

上述推力板位于如下方向：该方向是上述轴心方向且是磁恢复力作用于上述轴的方向，该磁恢复力是上述转子和上述定子具有上述规定的距离地进行设置而产生的，

上述缓冲板相对于上述推力板位于与上述轴相反的一侧且支撑上述推力板。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

上述缓冲板是橡胶、泡沫体以及粘接剂中的任一个。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，还具备：

轴承，其被安装于上述轴的外周面；以及

垫圈，其位于上述转子与上述轴承之间。

4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于，

上述垫圈由树脂构成。

5.一种车载用空调装置，其使用根据权利要求1～4中的任一项所述的电动机。