CN103155372B

CN103155372B - 马达及具有该马达的风扇马达

Info

Publication number: CN103155372B
Application number: CN201280003275.XA
Authority: CN
Inventors: 定永雄一郎; 小岛正雄; 镰田康司; 久山浩二; 日高将人
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JPWO2012157159A1; WO2012157159A1; EP2573913B1; CN103155372A; EP2573913A1; US20130119828A1; US8604650B2; JP5136731B2; EP2573913A4

Abstract

本发明的马达包括：轴；轴承，其对轴进行支承，并使该轴自由旋转；转子，其具有沿轴的轴心方向安装于轴的转子框架；定子，其配置为与转子的外周面隔开空隙地相面对；垫圈，其配置在轴承与转子框架之间。并且，本发明的马达在垫圈与转子框架相面对的转子框架的部位，设有形成凹陷部的台阶部。

Description

马达及具有该马达的风扇马达

技术领域

本发明涉及一种马达的构造及具有该马达的风扇马达。

背景技术

以往，作为构成马达的一种方法，例如公知如下技术：使转子的磁中心和定子的磁中心沿轴的轴心方向具有规定距离地组合该转子和定子，利用使转子的磁中心与定子的磁中心在轴心方向上的位置一致的力来支承转子。在将具有该种马达的装置设置在例如车辆中的情况下，根据该装置的设置状况的不同，重力作用的方向不同。采用本结构，由于转子和定子的在轴的轴心方向上的位置关系不变，所以即使重力作用的方向产生差异，也能获得稳定的马达功能。

另一方面，当例如在路况不佳的道路上行驶时而有强烈的冲击施加于该种车载马达时，存在转子弹起而与轴承等碰撞、由此发出碰撞声音的问题。因此，以往提出了抑制该种碰撞声音的技术（例如参照专利文献1）。作为该技术的一例，提出了在轴的端部附近设有周向槽且设有缓冲环的马达。

但是，在以往的设有缓冲环的马达中，需要将缓冲环相对于轴适当地设置，存在使马达的构造复杂化，并且需要进行复杂的组装作业，导致组装效率下降的问题。此外，还有因设置缓冲环而使零件件数增加的问题。

专利文献1：日本特开2009–254193号公报

发明内容

本发明的马达包括：轴；轴承，其对轴进行支承，并使该轴自由旋转；转子，其具有沿轴的轴心方向安装于轴的转子框架；定子，其配置为与转子的外周面隔开空隙地相面对；垫圈，其配置在轴承与转子框架之间。并且，在转子框架上的垫圈与转子框架相面对的部位设有形成凹陷部的台阶部。

通过形成为该种结构，即使转子框架受到强烈的冲击而弹起，也能利用垫圈缓和碰撞，此外通过设置台阶部，能够利用该台阶部对垫圈加强弹簧效果，结果能够有效地抑制因轴承与转子框架碰撞而发出的碰撞声音。

采用本发明，仅通过在转子框架设置台阶部，并且在轴承与转子框架之间配置垫圈，就能抑制碰撞声音。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的马达的大概结构的结构图。

图2是图1马达的剖视图。

图3A是说明图1马达的转子与定子的关系的图，是表示未产生向马达作用的冲击的情况的图。

图3B是说明图1马达的转子与定子的关系的图，是表示产生了向马达作用的冲击的情况的图。

图4是图1马达的主要部分放大图。

图5是表示图1马达的转子框架与垫圈的配置关系的图。

图6是表示图1马达与比较例的马达的、碰撞声音的总体情况的比较结果的图。

图7是表示该马达与比较例的马达的、在碰撞声音的最大声压方面的比较结果的图。

图8是表示该马达的另一实施例的图。

图9A是表示该马达的又一实施例的图。

图9B是表示该马达的又一实施例的图。

图10是表示本发明的实施方式2中的风扇马达的大概结构的结构图。

图11是图10风扇马达的主要部分剖视图。

图12是在收纳部使用了图10风扇马达的情况的立体概念图。

图13是在座椅中使用了图10风扇马达的情况的立体概念图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1中的马达10的大概结构的结构图。另外，图2是本发明的实施方式1中的马达10的剖视图。在本实施方式中，举出在定子的内周侧配置有转子的内转子型无刷马达的例子进行说明。

如图1所示，马达10包括壳体主体11A、壳体盖11B、配置在壳体主体11A内的定子15、轴19、轴承16、转子14和止推板18。另外，通过用壳体盖11B封闭壳体主体11A而形成马达壳体11。

马达壳体11由电镀锌钢板构成。轴19由马氏体系不锈钢构成。轴19配置在马达壳体11内的中央，一端侧自壳体主体11A突出，另一端侧借助止推板18被壳体盖11B支承。轴承16是属于滑动轴承、金属轴承的轴承，例如是烧结含油轴承，由Fe–Cu–Sn–（C）材料构成。轴承16以沿轴19的轴心方向32延伸的方式安装于轴外周面19a。轴19借助轴承16被壳体主体11A的圆筒部支承。采用该种结构，轴承16使轴19旋转自由地支承该轴19。

转子14沿轴19的轴心方向32安装于轴19。转子14包括转子框架12和转子磁铁13。转子框架12由电镀锌钢板构成，粘接保持转子磁铁13，产生扭矩。转子磁铁13由稀土类粘结磁铁构成，受到后述的定子15所产生的磁场的影响。

如图2所示，转子框架12形成为包括圆盘部21、圆筒部22、台阶部23和安装部24的形状。转子框架12利用安装部24安装于轴19。圆盘部21自安装部24向外周方向扩张，呈环状。圆筒部22自圆盘部21的外周沿轴心方向32延伸，呈圆筒状。并且，在圆盘部21的内周侧形成有台阶部23。这样，转子框架12呈一端侧开放的杯状。并且，马达10构成为：轴承16配置在转子框架12的开放侧，且轴承16的一部分进入转子框架12内侧的圆筒空心部。

此外，马达10在转子框架12与轴承16之间沿轴心方向32设有间隙，在间隙内配置有垫圈30。这里，转子框架12的台阶部23形成在与垫圈30相面对的部位。

另外，定子15与转子14的外周面14a隔开空隙地面对配置。定子15包括铁芯15A和卷绕在铁芯15A上的绕线15B，通过对绕线15B通以规定的电流而形成电磁铁。通过控制该电磁铁产生的磁场，使转子14以轴19为中心以期望的转速旋转。

图3A和图3B是说明转子14与定子15的关系的说明图。在本实施方式中，举出用欲使转子14的磁中心与定子15的磁中心位置一致的力、即磁复原力（以下称作“复原力”）支承转子14的一例。

接下来，使用图3A和图3B说明在马达10中利用的复原力。图3A表示未产生向马达10作用的冲击的情况，图3B表示产生了对马达10作用的冲击的情况。

首先如图3A所示，转子14和定子15设置为转子14的磁中心MCR和定子15的磁中心MCS在轴19的轴心方向32上具有规定的距离L。转子14和定子15沿消除距离L的方向具有复原力F。该复原力F在图中用箭头表示。沿轴19的轴心方向32且复原力F作用的方向具有止推板18。这里，在图3A中，轴19利用作为轴19的前端部的轴尖19b向下方（复原力F方向）按压止推板18。止推板18在作为轴19的前端部的轴尖19b支承轴19。止推板18由聚醚醚酮（PEEK）或陶瓷构成，为了能支承旋转的轴19，希望该止推板18具有优异的耐磨损性。

另外，在将该种马达10搭载在汽车中的情况下，当因为汽车在路况不佳道路或高低不平的道路上行驶而发生冲击时，有时轴19沿与复原力F相反方向产生大于等于复原力F的强力Fu。于是，如图3B所示，转子14弹起。这样，当较强的冲击等施加于马达10时，转子14沿轴心方向32摇晃，转子框架12与轴承16碰撞而发出碰撞声音。以往，该碰撞声音会被搭乘者听见，所以使搭乘者不舒服。

接下来，说明用于抑制该种碰撞声音的详细结构。在本实施方式中，为了抑制转子框架12与轴承16的该种碰撞声音，配置有位于转子框架12与轴承16之间的垫圈30，并且在转子框架12设置台阶部23。

图4是图2中的主要部分AA的放大图。另外，图5是表示转子框架12与垫圈30的配置关系的图，是从轴心方向32观察转子框架12的图。

首先如图5所示，从轴心方向32观察时，转子框架12以轴19为中央构成为圆环状。此外，如虚线所示，垫圈30也为圆环形状。即，是轴19贯穿垫圈30的中央孔的结构。

另一方面，如图4所示，在转子框架12的圆盘部21与轴承16之间沿轴心方向32设有间隙G。垫圈30配置在该间隙G内，即配置在转子框架12的圆盘部21与轴承16的转子侧前端部之间。这里，垫圈30在间隙G内设置为能沿轴19移动、即未被粘接的状态。

另外，优选利用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等树脂形成垫圈30。

在本实施方式中，在转子框架12与轴承16之间配置有该种垫圈30。因此，即使转子14因冲击而如图3B所示地弹起，也能利用作为树脂的垫圈30的缓冲效果，缓和转子框架12与轴承16的碰撞声音。

此外，在本实施方式中，构成为在转子框架12设有台阶部23。如图5所示，在从轴心方向32观察时，台阶部23构成为自转子框架12的内周起为规定宽度的圆环形状，沿轴19的外周形成于转子框架12。另外，如图4所示，以沿轴心方向32在垫圈30与转子框架12相面对的部位形成凹陷部的方式，设置台阶部23。即，以自圆盘部21的靠轴承16侧的面沿背离轴承16的方向设置台阶的方式形成台阶部23，从而形成从该台阶部位到轴19的凹陷部。另外，台阶部23的外周径比垫圈30的外周径小。即，是不会使垫圈30落入台阶部23的构造。此外，优选的是，轴承16的转子框架12侧前端部的外周径比台阶部23的外周径小。

在本实施方式中，在转子框架12设有该种台阶部23。因此，在转子框架12隔着垫圈30与轴承16碰撞时，利用该台阶部23的凹陷部使垫圈30的内周侧挠曲地进行作用。于是，利用台阶部23与垫圈30的该种作用，能够使垫圈30具有弹簧效果，结果能够缓和转子框架12与轴承16的冲击，抑制碰撞声音。

图6是表示以上述方式构成的马达10与比较例的马达的、碰撞声音的总体情况的比较结果的图。另外，图7是表示马达10与比较例的马达的、在碰撞声音的最大声压方面的比较结果的图。

这里，将未设置台阶部23的结构的马达作为比较例，与该马达进行了比较。比较例的马达的其他结构与本实施方式的马达10相同。另外，在本比较试验中，对马达沿轴心方向32施加冲击，测量了届时的加速度和自马达发出的碰撞声音的声压。作为加速度，表示约12m/s²和约23m/s²的情况。另外，作为碰撞声音的声压，在图6中表示在规定的频率范围内的平均声压（总体情况的）等级，在图7中表示作为峰声压的频率的声压等级。根据图6和图7可知，通过设置台阶部23，能够抑制碰撞声音。

另外，在以上的说明中，举出只配置有1个垫圈30的结构例而进行了说明，但也可以是配置有多个垫圈30的结构。图8是表示配置有多个垫圈30的结构的图。在图8中表示配置了3片垫圈30的例子。从缓和碰撞声音的观点出发，利用树脂构成垫圈30比利用金属构成垫圈30更加有效。而在利用树脂构成了垫圈30的情况下，通常比金属的垫圈的强度低，破损的可能性也高。因此，通过配置多个垫圈30，即使垫圈30中的1个垫圈超过弹性范围地发生了变形，也能利用其他的垫圈30保持碰撞声音的抑制效果。

另外，作为台阶部23的形状，也可以将自圆盘部21的内侧表面形成台阶的部位形成为锥形或圆形。图9A是表示设有曲线部23a的例子的图，通过将自圆盘部21的内侧表面形成的台阶的角部的部位的截面加工成曲线形状而形成该曲线部23a。另外，图9B表示自圆盘部21的内侧表面设置截面是倾斜的直线且与台阶部23的底部相连的倾斜部23b的例子。通过设置该种曲线部23a或倾斜部23b，能够在转子框架12与轴承16碰撞时抑制垫圈30破损。

另外，在以上的说明中，举出将台阶部23形成为空隙的结构例而进行了说明，但也可以在台阶部23的空隙部位配置具有弹性力的缓冲构件，提高垫圈30的保护效果和冲击的缓和效果。

实施方式2

图10是表示本发明的实施方式2中的风扇马达的大概结构的结构图。另外，图11是本发明的实施方式2中的风扇马达的主要部分剖视图。本实施方式的风扇马达具有在实施方式1中说明的马达10。即，风扇马达50是具有本发明的马达的结构。

风扇马达50在壳体55（55A、55B）内具有风扇56、风扇固定部57和马达10。壳体55具有吸入口64和吹出口65。壳体55例如由聚对苯二甲酸丁醇二酯（PBT）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）或这些材料的混合材料或它们的玻璃纤维混合剂等树脂构成。

风扇56采用西洛克风扇。风扇固定部57由弹性体板57A和风扇安装板57B构成。弹性体板57A由硅橡胶构成。也可以代替硅橡胶地，使用即使在固化后也具有规定的弹性力的粘接剂。详细而言，若采用硅的混和物，则能获得与硅橡胶同样的效果。此外，也可以代替硅橡胶地使用具有弹性力的发泡体。详细而言，若采用橡胶海绵或聚氨酯海绵，则能获得与硅橡胶同样的效果。风扇安装板57B由金属或树脂构成。作为金属材料，可以使用电镀锌钢板。作为树脂材料，可以使用PBT、PC、PP或这些材料的混合材料或它们的玻璃纤维混合材料等。马达10的轴19插入在风扇安装板57B的中央的孔57C中。在将马达10的轴19压入该孔57C中时，将风扇安装板57B固定于轴19。

这样，本实施方式的风扇马达50由于是具有本发明的马达的结构，所以能够实现对碰撞声音进行抑制的风扇马达。

接下来，在图12和图13中表示在车载用途中使用了本发明的风扇马达的使用例。

作为车载用途，在图12中，使用本实施方式的风扇马达50冷却车载用电池80。在图中用箭头73（73A、73B）表示此时的空气的流动。图12所示的风扇马达50采用西洛克风扇。通过使马达小型化，使该车载用的风扇马达50比以往的风扇马达实现小型化。结果，能够比以往的车载用风扇马达提高设置的自由度。因此，能够在形成有复杂的风流路的车载用电池80的收纳部81中，将该风扇马达50设置在适合冷却各车载用电池80的位置。由此，能够形成更加有效的风流路，所以能够进一步推进节能化。

另外，在图13中，将车载用的风扇马达50装入在供搭乘者使用的座椅82中。详细而言，装入在座椅82的靠背82A和支承面82B中。在图中用箭头83（83A、83B）表示此时的空气的流动。图13所示的风扇马达50也采用西洛克风扇。结果，如图13所示，将从风扇马达50的吸入口64吸入的空气（83A）自吹出口65吹出（83B），该吹出口65沿与吸入口64的方向大致正交的表面方向设置。

另外，在图13中，将吸入口64设置在靠背82A的表面侧和支承面82B的上表面侧而易懂地说明了空气的流动83。但是，考虑到带给搭乘者的舒适性和向车载用空气调节装置的空气的吸入容易度，将吸入口64设置在靠背82A的背面侧和支承面82B的下表面侧较好。

这样，当在车载用风扇马达中使用本发明的马达时，即使因为汽车在路况不佳道路或高低不平的道路上行驶，而沿与复原力相反方向对轴施加有该复原力以上的强力，也能缓和轴承与转子框架碰撞时的冲击。

结果，能够抑制基于轴承与转子框架的碰撞时的冲击而产生的碰撞声音。

如上所述，本发明的马达包括：轴；轴承，其支承轴使该轴自由旋转；转子，其具有沿轴的轴心方向安装于轴的转子框架；定子，其配置为与转子的外周面隔开空隙地相面对；垫圈，其配置在轴承与转子框架之间。并且，在转子框架上的垫圈与转子框架相面对的部位，设有用于形成凹陷部的台阶部。另外，本发明的风扇马达具有本发明的该种马达。本发明的马达和风扇马达由于以上述方式构成，所以能够以简易的结构抑制基于轴承与转子框架的冲击而产生的碰撞声音。

另外，在以上的说明中举出内转子型无刷马达的例子而进行了说明，但本发明不限定于内转子型或无刷马达，也可以应用在外转子型马达或有刷马达中。

另外，在以上的说明中举出利用了上述那种磁复原力的马达的一例而进行了说明，但本发明不限定于利用了复原力的马达，也可以应用在例如利用了转子自重的马达等、转子在冲击的作用下沿轴线方向移动的那种构造的马达中。

产业上的可利用性

本发明适合用在上述的车载用途中，除此之外也能使用在例如谋求节省空间且抑制由冲击产生的碰撞声音的设备中。

附图标记说明

10、马达；11、马达壳体；11A、壳体主体；11B、壳体盖；12、转子框架；13、转子磁铁；14、转子；15、定子；15A、铁芯；15B、绕线；16、轴承；18、止推板；19、轴；21、圆盘部；22、圆筒部；23、台阶部；23a、曲线部；24、安装部；30、垫圈；32、轴心方向；50、风扇马达；55、壳体；56、风扇；57、风扇固定部；57A、弹性体板；57B、风扇安装板；64、吸入口；65、吹出口；80、车载用电池；81、收纳部；82、座椅；82B、支承面。

Claims

1.一种马达，其特征在于，

该马达包括：

轴；

轴承，其对上述轴进行支承，并使该轴自由旋转；

转子，其具有沿上述轴的轴心方向安装于上述轴的转子框架；

定子，其配置为与上述转子的外周面隔开空隙地相面对；

垫圈，其在能够进行沿着上述轴的移动的状态下配置在上述轴承与上述转子框架之间沿轴心方向设置的间隙内，

在上述垫圈与上述转子框架相面对的上述转子框架的部位设有形成直径比上述垫圈的外径小的凹陷部的台阶部。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

上述转子和上述定子设置为上述转子的磁中心和上述定子的磁中心具有规定的距离，以在上述转子与上述定子之间作用有磁复原力。

3.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

在上述轴承与上述转子框架之间配置有多片上述垫圈。

4.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

上述台阶部沿上述轴的外周形成于上述垫圈与上述转子框架相面对的上述转子框架的部位。

5.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

在上述台阶部配置有缓冲构件。

6.一种风扇马达，其特征在于，

该风扇马达使用了权利要求1所述的马达。