CN105048752A - 内转子型无刷马达及电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内转子型无刷马达及电气设备。转子部具有与转子一同旋转的上圆筒部和下圆筒部。定子部具有包括旋转检测部的电路板。下圆筒部包括下平衡修正部。上圆筒部包括上平衡修正部。并且，在上圆筒部配置有用于旋转检测部检测的被检测部。

Description

内转子型无刷马达及电气设备

技术领域

本发明涉及一种内转子型马达及电气设备。

背景技术

近几年，内转子型马达需要旋转精度高的马达。

并且，近几年，随着家庭内和工作场所的电气设备的增加，需要抑制家电或烹调设备等各电气设备产生的噪音。以往，为了实现马达的低噪音化，一直致力于将马达制成内转子型马达、提高马达的旋转精度等。

在以往的马达中，为了实现高的旋转精度，公开了一种在马达框体内部配置有基板，在所述基板配置有霍尔集成电路(IC:IntegratedCircuit)，且用于检测由永磁铁构成的转子的旋转位置的结构。例如日本公开公报第2005-102370号公报中记载了这种以往的马达。

但是，在需要更高的旋转精度的情况下，只检测转子的旋转位置有时是不充分的。此时，例如可以考虑修正马达的转子部的动平衡的方法，但是在日本公开公报第2005-102370号公报公开的技术中，由于在转子的一侧配置有用于冷却电子元件以及卷线的自动冷却风扇，因此难以修正动平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在周向上实现转子部的高精度的位置检测，且在轴向两侧中修正转子的动平衡的技术。

在本申请的例示性的一实施方式中，内转子型无刷马达包括：转子部，其具有沿中心轴线在上下方向延伸的轴；定子部，其位于转子部的径向外侧；以及轴承部，其相对于定子部支承转子部。转子部包括：转子，其与轴一同旋转，且具有磁铁；以及上圆筒部和下圆筒部，所述上圆筒部和所述下圆筒部配置在转子的轴向上侧以及下侧，且与转子一同旋转。定子部包括：定子，其与转子在径向隔着间隙对置；外壳，其保持定子；盖，其配置在外壳的轴向上侧；以及电路板，其由外壳或定子保持，且具有旋转检测部。轴承部包括：上轴承，其在定子的轴向上侧由盖部件保持，且可旋转地支承轴；以及下轴承，其在定子的轴向下侧由外壳保持，且可旋转地支承轴。下圆筒部包括下平衡修正部，上圆筒部配置有被旋转检测部检测的被检测部，且包括上平衡修正部。

并且，所述上平衡修正部与配置有所述被检测部的部件是分体部件。

并且，所述上平衡修正部位于比配置有所述被检测部的部件靠轴向上侧的位置。

并且，所述上平衡修正部在轴向上与上轴承隔着间隙对置。

并且，所述上平衡修正部具有沿轴向突出的凸部或沿轴向呈缺口状的凹部。

并且，所述下平衡修正部在轴向上与下轴承隔着间隙对置。

并且，所述上平衡修正部在轴向上位于比所述上轴承靠下侧的位置，所述下平衡修正部在轴向上位于比所述下轴承靠上侧的位置。

并且，所述转子还具有转子铁芯，所述转子铁芯具有沿轴向贯通的多个孔，所述磁铁插入到所述孔中。

并且，所述转子还具有转子铁芯，在所述转子铁芯的径向外周配置有所述磁铁。

并且，所述转子还具有转子铁芯，所述转子铁芯具有沿轴向贯通的多个孔，所述磁铁插入到所述孔中。

并且，所述转子还具有转子铁芯，在所述转子铁芯的径向外周配置有所述磁铁。

并且，所述上平衡修正部在周向上非轴对称。

并且，所述下平衡修正部在周向上非轴对称。

并且，所述定子具有覆盖所述定子的一部分的所述上绝缘件，所述电路板在周向外侧中具有向径向外侧突出的多个电路板突起部，且所述电路板通过从所述绝缘件向轴向上侧突出的搭扣配合部与至少一个所述多个电路板突起部嵌合而进行固定。

并且，所述定子具有导线，所述导线通过形成于所述外壳筒部的缺口而与位于外壳筒部的外侧的外部连接器连接。

并且，一种电气设备，其特征在于具有至所述的无刷马达。

根据本申请的例示性的一实施方式，能够在周向上实现转子磁铁的高精度的位置检测。并且，能够通过位于转子的轴向两侧的平衡修正部修正转子的动平衡。

通过以下的优选实施方式的详细说明并参照附图，本发明的以上所述以及其他的特征、要素、步骤、特点和优点会变得更加明确。

附图说明

图1是本发明所涉及的马达的纵剖视图。

图2是本发明所涉及的外壳的侧视图。

图3是本发明所涉及的盖的俯视图。

图4是本发明所涉及的马达的电路板的俯视图。

图5A是本发明所涉及的转子的俯视图。

图5B是本发明所涉及的其他优选方式的转子的俯视图。

图6是本发明所涉及的上盖部(上圆筒部)的侧视图。

图7是本发明所涉及的上平衡修正部件(上圆筒部)的侧视图。

图8是本发明所涉及的下圆筒部(下平衡修正部)的侧视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的例示性的实施方式进行说明。在本申请中，分别将与马达的中心轴线平行的方向称作“轴向”，将与马达的中心轴线正交的方向称作“径向”，将沿以马达的中心轴线为中心的圆弧方向称作“周向”。并且，在本申请中，将轴向作为上下方向，将盖侧相对于转子的位置作为“上”而对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，定义的上下方向只是为了方便说明，并不是限定本发明所涉及的马达在使用时的姿势。

图1是本发明的一实施方式所涉及的马达1的纵剖视图。如图1所示，马达1包括定子部2、转子部3以及轴承部4。在烹调设备或家电中，定子部2被固定到装设有马达1的装置主体。转子部3被轴承部4相对于定子部2可旋转地支承。

定子部2包括定子21、外壳22、盖部件23以及电路板24。定子21包括定子铁芯211、绝缘件212以及线圈213。

定子铁芯211是与线圈213一同作为定子21而发挥功能的部位。定子铁芯211与位于比定子21靠径向内侧的转子32在径向上隔着間隙对置。定子铁芯211由硅钢板等电磁钢板在轴向上层叠的层叠钢板构成。定子铁芯211包括圆环状的铁芯背部和从铁芯背部向径向内侧突出的多根磁极齿。通过将铁芯背部的外周面压入外壳22的内周面而保持铁芯背部。在定子铁芯211的各磁极齿上卷绕有线圈213。并且，在本实施方式中，磁极齿的数量是六根。

线圈213由卷绕于磁极齿周围的导线构成。线圈213通过覆盖定子铁芯211的至少一部分的绝缘件212卷绕于磁极齿。在本实施方式中，从线圈213引出U相、V相、W相以及公共的四个端部。引出的各端部分别通过形成于外壳筒部222的第一缺口部2221而与位于外壳筒部222外侧的外部连接器224连接。由此，不需要焊接引出线的作业，且易于将引出线与外部连接。

从外壳22外部对引出的端部提供用于驱动马达的电流。当电流流经线圈213时，则在磁芯即磁极齿产生径向的磁通。于是，通过磁极齿与转子部3的转子磁铁322之间的磁通作用，产生周向的转矩。其结果是，转子部3以中心轴线为中心相对于定子部2旋转。

绝缘件212包括位于轴向上侧的上绝缘件2121和位于轴向下侧的下绝缘件2122。上绝缘件2121以及下绝缘件2122是由树脂制成的使定子铁芯211与线圈213电绝缘的部件。上绝缘件2121配置在定子铁芯211的上侧。下绝缘件2122配置在定子铁芯211的下侧。换言之，上绝缘件2121与下绝缘件2122之间夹持有定子铁芯211。上绝缘件2121覆盖磁极齿的上表面。下绝缘件2122覆盖磁极齿的下表面。并且，上绝缘件2121以及下绝缘件2122覆盖磁极齿的侧面。由上绝缘件2121和下绝缘件2122构成绝缘件212。但是，绝缘件212也可以通过组合三个以上的部件而构成。在本实施方式中，通过将线圈213从上绝缘件2121以及下绝缘件2122上卷绕于磁极齿，将绝缘件212固定于定子铁芯211。

上绝缘件2121包括在上绝缘件2121的上端面中向轴向上侧突出、且轴向顶端向径向内侧突出的搭扣配合部2123和在凸部的周向两端向轴向下侧延伸的缺口2124。后述的电路板24的电路板突起部241嵌合于上绝缘件2121的搭扣配合部2123。由此保持电路板24。

外壳22包括外壳底部221、外壳圆筒部222以及外壳轴承部223。外壳底部221是在轴向上位于比下绝缘件2122靠下侧的位置，且在与中心轴线垂直的面上扩展的平板状的圆板部。外壳圆筒部222是从外壳底部221的径向外周面向轴向上侧延伸的圆筒状部位。外壳轴承部223是从外壳底部221的径向内周面向轴向下侧延伸的圆筒状部位。

外壳圆筒部222通过将定子铁芯211的径向外周面压入外壳圆筒部222的径向内周面而保持定子铁芯211。并且，外壳圆筒部222包括从轴向上端面向轴向下侧呈缺口状的第一缺口部2221和比第一缺口部较浅地向轴向下侧呈缺口状的第二缺口部2222。

图2是本发明所涉及的外壳22的侧视图。参照图2，后述的外部连接器224嵌合于第一缺口部2221。后述的从盖23沿径向延伸的多个突起嵌合于第二缺口部2222，且盖23保持于第二缺口部2222。

外壳轴承部223通过将后述的下轴承42的外周面压入到外壳轴承部223的径向内周面而保持下轴承42。

图3是本发明所涉及的盖23的俯视图。盖23包括盖底部231和盖轴承部232。

盖底部231是位于比后述的上平衡修正部54靠轴向上侧的位置且在与轴向垂直的面上扩展的平板状的圆板部。盖底部231具有在径向外周面上向径向外侧突出的多个盖突起部233。多个盖突起部233与外壳圆筒部222的多个第二缺口部2222嵌合，且固定在周向上。

盖轴承部232是从盖底部231的径向内侧向轴向上侧延伸的圆筒状部位。盖轴承部232通过将后述的上轴承41的外周面压入盖轴承部232的径向内侧而保持上轴承41。

电路板24是位于比后述的转子32靠轴向上侧的位置且在与轴向垂直的面内扩展的平板状圆板部件。图4是本发明所涉及的马达中的电路板24的俯视图。参照图4，在电路板24的径向外周面具有向径向外侧突出的多个电路板突起部241。

多个电路板突起部241在径向外周面上具有向径向内侧凹陷的电路板缺口部242。电路板缺口部242与上述的上绝缘件2121的搭扣配合部2123嵌合，从而固定电路板24与绝缘件212。

在电路板24的轴向下侧的面上设置有旋转检测部243。

旋转检测部243的轴向下端与后述的传感器磁铁的上端隔着间隙对置。旋转检测部243以高精度检测传感器磁铁的周向位置。在本实施方式中，旋转检测部243是霍尔元件。

图5A是本发明所涉及的转子的俯视图。转子部3包括轴31、转子32、上圆筒部5以及下圆筒部6。轴31是沿中心轴线在上下方向延伸的大致圆柱状部件。轴31由上述的上轴承41和下轴承42支承，并沿中心轴线相对于定子部2旋转。

转子32包括转子铁芯321和多个磁铁322。

转子铁芯321与位于比转子32靠径向外侧的定子21在径向上隔着间隙对置。转子铁芯321由在轴向上层叠硅钢板等电磁钢板的层叠钢板构成。转子铁芯321是具有沿轴向贯通的多个孔的圆筒状部件。

多个磁铁322分别插入形成于转子铁芯321的多个孔中，从而在径向以及周向上固定。另外，多个磁铁322也可以固定在转子铁芯321的径向外侧。图5B是本发明所涉及的其他优选方式的转子的俯视图。在图5B中，多个磁铁321固定在转子铁芯322的径向外侧。

上圆筒部5位于比转子铁芯321靠轴向上侧的位置且包括上盖部51、传感器磁铁52、传感器磁铁轭53以及上平衡修正部54。

图6是本发明所涉及的上盖部51的侧视图。上盖部51由树脂形成。上盖部51包括上第一圆筒部511、上第二圆筒部512、上第三圆筒部513以及多个上定位部515。上盖部51通过压入轴31而被固定。

上第一圆筒部511是沿轴向延伸的圆筒状部位。上第一圆筒部511的下表面与转子铁芯321的上表面接触。

上第二圆筒部512是从上第一圆筒部511的径向内端向轴向上侧延伸的圆筒状部位。上第二圆筒部512的外周面的径向长度短于上第一圆筒部511的外周面的径向长度。上第二圆筒部512在外周面具有向径向外侧突出且沿轴向延伸的突起516。

上第三圆筒部513是从上第二圆筒部512的径向内侧向轴向上侧延伸的圆筒状部位。上第三圆筒部513的外周面的径向长度短于上第二圆筒部512的外周面的径向长度。上第三圆筒部513在径向外周面具有向径向内侧凹陷且沿轴向延伸的缺口514。

上定位部515是从上第一圆筒部511的下端向轴向下侧突出的凸部。上定位部515插入到设置于转子铁芯321的孔。由此，能够对转子3和上盖部51进行定位。

上第一圆筒部511具有环状的上表面，且传感器磁铁轭53位于上表面的轴向上侧。

传感器磁铁轭53是由磁性体形成的圆筒状部位。传感器磁铁轭53的轴向下表面与上圆筒部5的上盖部51的上第一圆筒部511的上表面接触。并且，传感器磁铁轭53的径向内周面与上圆筒部5的第二圆筒部512的外周面至少一部分接触。传感器磁铁轭53的内周面具有向径向外侧凹陷的缺口，该缺口与形成于上第二圆筒部512的外周面的沿轴向延伸的突起516嵌合。由此，传感器磁铁轭53固定于上第二圆筒部512的周向上。另外，在本实施方式中，上盖部51是配置有被检测部的部件。

传感器磁铁52是圆筒状部位。传感器磁铁52的轴向下表面与传感器磁铁轭53的上表面接触，且通过传感器磁铁52与传感器磁铁轭53之间产生的磁力被固定在轴向上。在本实施方式中，传感器磁铁52是被检测部。传感器磁铁52的径向内周面与上第二圆筒部512的外周面接触。传感器磁铁52的内周面具有向径向外侧凹陷的缺口，且该缺口与形成于上第二圆筒部512的外周面的沿轴向延伸的突起516嵌合。由此，传感器磁铁52固定在上第二圆筒部512的周向上。

图7是本发明所涉及的上平衡修正部件54的侧视图。上平衡修正部54是由树脂形成且与上盖部51分体的部件。由此，能够调整上平衡修正部54与下平衡修正部64之间的轴向跨距。并且，提高了上平衡修正部54的动平衡修正的作业效率。

上平衡修正部54具有向轴向下侧突出的凸部541。向轴向下侧突出的凸部541与形成于上盖部51的第三圆筒部513的缺口514嵌合。由此，上平衡修正部54固定在周向上。另外，上平衡修正部54也可以具有沿轴向呈缺口状的凹部。此时，优选上平衡修正部54通过与形成于上盖部51的第三圆筒部513的凸部嵌合而进行固定。

上平衡修正部54是位于比上盖部51靠轴向上侧的圆筒状部位。由此，能够延长上平衡修正部54与下平衡修正部64之间的轴向跨距。

在此，通过掘削上平衡修正部54的外侧的一部分，能够修正转子部3的动平衡。在本实施方式中，通过在上平衡修正部54的径向外侧用电动钻等在树脂材料上开孔而对转子部3进行动平衡修正。由于上平衡修正部54由树脂形成，因此与上平衡修正部54由金属等形成的情况相比，易于进行动平衡修正。

上平衡修正部54是与上盖部51分体的部件。由此，即使在掘削上平衡修正部54，且除掉树脂部件的一部分时，也不会对上盖部51产生大的影响。因此，也不会对固定于上盖部51的传感器磁铁52和传感器磁铁轭53的固定产生大的影响。并且，通过掘削与上盖部51分体的部件的上平衡修正部54，提高了动平衡修正的作业效率。但是，上动平衡修正部54也可以与上盖部51为一体部件。

上平衡修正部54位于比上盖部51靠轴向上侧的位置。由此，与在上盖部51进行转子部3的动平衡修正的情况相比，能够在比转子铁芯321靠远离轴向的位置进行转子部3的动平衡修正。

在比上平衡修正部54靠轴向上侧配置有后述的上轴承41。上平衡修正部54的轴向上端与上轴承41的轴向下端在轴向上隔着间隙对置。由此，在上平衡修正部54中，在进行平衡修正时，对上轴承41难以造成由于掘削由树脂制成的上平衡修正部54的一部分而产生的影响。

图8是本发明所涉及的下圆筒部的侧视图。下圆筒部6位于比转子铁芯321靠轴向下侧位置。下圆筒部6由树脂形成。下圆筒部6包括下第一圆筒部61、下第二圆筒部62以及多个下定位部63。并且，下圆筒部6具有下平衡修正部64。下圆筒部6通过压入轴31而进行固定。

下第一圆筒部61是沿轴向延伸的圆筒状部位。下第一圆筒部61的上表面与转子铁芯321的下端接触。

下第二圆筒部62是从下第一圆筒部61的径向内端向轴向下侧延伸的圆筒状部位。下第二圆筒部62的外周面的径向宽度短于下第一圆筒部61的外周面的径向宽度。在下第二圆筒部62的轴向下侧配置有后述的下轴承42。下第二圆筒部62的下端与下轴承42的上端在轴向上隔着间隙对置。

在此，通过掘削下第一圆筒部61或下第二圆筒部62的侧面的一部分，能够进行转子部3的动平衡修正。在本实施方式中，通过从下第二圆筒部62的径向外侧用电动钻等在树脂材料上开孔而进行转子部3的动平衡修正。由于圆筒部6由树脂形成，因此与由金属等形成下圆筒部6的情况相比，易于进行动平衡修正。

并且，通过下第二圆筒部62的下端与下轴承42的上端在轴向上隔着间隙对置的结构，能够降低在下圆筒部6中进行转子部3的动平衡修正时的影响波及下轴承42。

在本实施方式中，上平衡修正部54在轴向上位于比上轴承41靠下侧的位置，下平衡修正部64在轴向上位于比下轴承42靠上侧的位置。由此，能够使上平衡修正部54与下平衡修正部64之间的轴向跨距短于上轴承41与下轴承42之间的轴承跨距。因此，防止平衡修正部的轴向跨距变得过长，从而提高动平衡修正的精度。

并且，在本实施方式中，通过掘削由树脂制成的上平衡修正部54和由树脂制成的下平衡修正部64的一部分而修正转子部3的动平衡。由此，动平衡修正后的上平衡修正部54或下平衡修正部64在周向上成为非轴对称。另外，在本实施方式中，是通过除去上平衡修正部以及下平衡修正部的一部分的所谓的负平衡进行动平衡修正，但是不限于此。例如，也可以通过在上平衡修正部、下平衡修正部上分别形成槽且向槽内施加砝码的所谓的正平衡而进行修正。但是，所谓的负平衡易于进行平衡修正。

下定位部63是从下第一圆筒部61的上端向轴向上侧突出的凸部。下定位部63插入到设置于转子铁芯321的孔中。由此，能够进行转子3与圆筒部5之间的定位。

并且，尽管在本实施方式中将下圆筒部6作为一个部件，但不限于此。下圆筒部6也可以与上圆筒部5中的上盖部51和上平衡修正部件54同样，由两个以上的部件构成。

轴承部4包括上轴承41和下轴承42。

上轴承41通过在上平衡修正部54的轴向上侧将上轴承41的内圈侧压入轴31的外周面而进行固定。上轴承41的外圈侧由盖底部231的内周面保持。上轴承41相对于盖23可旋转地支承轴31。

在上轴承41的上侧配置有波形垫片(wavewasher)43。波形垫片43在轴向上位于上轴承41的上表面与盖盖部之间。

下轴承42包括下轴承42和垫片44。下轴承42通过在下圆筒部6的轴向下侧将下轴承42的内圈侧压入轴31的外周面而进行固定。下轴承42的外圈侧由外壳轴承部223的内周面保持。在比下圆筒部6靠轴向下侧中，下轴承42通过外壳盖部221和垫片44被保持于轴向。下轴承42相对于外壳22可旋转地支承轴31。

另外，马达1的细节部分的形状也可以与本申请的各附图不同。并且，在不产生矛盾的范围内可以对上述的实施方式和变形例中出现的各要素适宜地进行组合。

例如，尽管在本实施方式中使用将被检测部作为磁铁、将检测部作为霍尔元件的检测方法，但是不限于此。例如，也可以使用将被检测部作为标度、将检测部作为光电传感器的光学式检测方法。

本发明例如能够用于马达、家电产品以及烹调设备。

Claims (16)

1.一种内转子型无刷马达，其包括：

转子部，其具有沿中心轴线在上下方向延伸的轴；

定子部，其位于所述转子部的径向外侧；以及

轴承部，其相对于所述定子部支承所述转子部，

所述转子部包括：

转子，其与所述轴一同旋转，且具有磁铁；以及

上圆筒部和下圆筒部，其配置在所述转子的轴向上侧以及下侧，且与所述转子一同旋转，

所述定子部包括：

定子，其与所述转子在径向隔着间隙对置；

外壳，其保持所述定子；

盖，其配置在所述外壳的轴向上侧；以及

电路板，其由所述外壳或所述定子保持，且具有旋转检测部，

所述轴承部包括：

上轴承，其在所述定子的轴向上侧由所述盖部件保持，且可旋转地支承所述轴；以及

下轴承，其在所述定子的轴向下侧由所述外壳保持，且可旋转地支承所述轴，

所述内转子型无刷马达的特征在于，

所述下圆筒部包括下平衡修正部，

所述上圆筒部配置有被所述旋转检测部检测的被检测部，且包括上平衡修正部。

2.根据权利要求1所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部与配置有所述被检测部的部件是分体部件。

3.根据权利要求2所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部位于比配置有所述被检测部的部件靠轴向上侧的位置。

4.根据权利要求3所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部在轴向上与上轴承隔着间隙对置。

5.根据权利要求4所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部具有沿轴向突出的凸部或沿轴向呈缺口状的凹部。

6.根据权利要求1所述的无刷马达，其特征在于，

所述下平衡修正部在轴向上与下轴承隔着间隙对置。

7.根据权利要求6所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部在轴向上位于比所述上轴承靠下侧的位置，

所述下平衡修正部在轴向上位于比所述下轴承靠上侧的位置。

8.根据权利要求5所述的无刷马达，其特征在于，

所述转子还具有转子铁芯，

所述转子铁芯具有沿轴向贯通的多个孔，

所述磁铁插入到所述孔中。

9.根据权利要求5所述的无刷马达，其特征在于，

所述转子还具有转子铁芯，

在所述转子铁芯的径向外周配置有所述磁铁。

10.根据权利要求7所述的无刷马达，其特征在于，

所述转子还具有转子铁芯，

所述转子铁芯具有沿轴向贯通的多个孔，

所述磁铁插入到所述孔中。

11.根据权利要求7所述的无刷马达，其特征在于，

所述转子还具有转子铁芯，

在所述转子铁芯的径向外周配置有所述磁铁。

12.根据权利要求5所述的无刷马达，其特征在于，

所述上平衡修正部在周向上非轴对称。

13.根据权利要求7所述的无刷马达，其特征在于，

所述下平衡修正部在周向上非轴对称。

14.根据权利要求1所述的无刷马达，其特征在于，

所述定子具有覆盖所述定子的一部分的所述上绝缘件，

所述电路板在周向外侧中具有向径向外侧突出的多个电路板突起部，且所述电路板通过从所述绝缘件向轴向上侧突出的搭扣配合部与至少一个所述多个电路板突起部嵌合而进行固定。

15.根据权利要求14所述无刷马达，其特征在于，

所述定子具有导线，

所述导线通过形成于所述外壳筒部的缺口而与位于外壳筒部的外侧的外部连接器连接。

16.一种电气设备，其特征在于，该电气设备具有权利要求1至15中任一项所述的无刷马达。