CN105978284B - 外转子型电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种外转子型电动机，其能够减小噪音且能够实现小型化和低成本化。外转子型电动机(10)在电动机壳体(11)的内部(12)设有安装座部(38)，从安装座部(38)突出有突出部(32)。并且，在内定子(13)的中央开口有定子开口部(46)，与定子开口部(46)相邻地形成有安装部(47)。在定子开口部(46)以企口接合状态与突出部(32)嵌合的状态下，在安装座部(38)与安装部(47)之间夹有防振部件(15)。防振部件(15)的金属基材(61)被夹入一对发泡橡胶层(63)之间。在该防振部件(15)被螺栓(16)压缩的状态下，安装座部(38)与安装部(47)被紧固。

Description

外转子型电动机
技术领域
本发明涉及一种外转子型电动机，该外转子型电动机在电动机壳体中收容有内定子，沿着内定子的外周配置有外转子。
背景技术
在电动机中公知以下这样的电动机：定子的外框部通过填充部件(以下称为防振部件)支承于底座，在底座上设有线圈，转子在与底座相邻的状态下以旋转自如的方式被支承。
定子的外框部通过防振部件支承于底座，由此能够利用防振部件抑制从线圈经由底座传递至外框部(即定子)的电磁振动力，从而减小电动机的噪音(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-201023号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，专利文献1的电动机为了利用防振部件抑制定子的电磁振动力，必须利用防振部件支承定子的外框部。因而，要求较大地形成防振部件以配合定子的外框部。
由此，防振部件变大，难以实现电动机的小型化和低成本化，从此观点出发有改进的余地。
本发明的课题在于提供一种能够减小噪音且能够实现小型化和低成本化的外转子型电动机。
用于解决课题的手段
技术方案1的发明是一种外转子型电动机，该外转子型电动机在金属制的电动机壳体内设有内定子，沿着该内定子的外周配置有外转子，其特征在于，所述电动机壳体具有：安装座部，其设在该电动机壳体的内部；以及突出部，其从该安装座部的内侧突出，所述内定子具有：开口部，其被开口于该内定子的中央，能够以企口接合状态与所述突出部嵌合；以及安装部，其形成为与该开口部相邻，并且在所述开口部与所述突出部嵌合的状态下与所述安装座部对置，所述外转子型电动机具有：防振部件，其介于所述安装座部与所述安装部之间，并且在弹性部件之间夹有金属基材；以及紧固部件，其在压缩该防振部件的状态下紧固所述安装座部与所述安装部。
技术方案2的发明的特征在于，所述突出部形成为与所述开口部接触的接触面积至少为所述开口部的一半。
发明的效果
在技术方案1的发明中，在电动机壳体上设置有安装座部和突出部。而且，在内定子的中央设置有开口部和安装部。并且，通过将开口部在企口接合状态下嵌合于突出部，使安装部与安装座部对置。
在该安装座部与安装部之间夹有防振部件，在压缩防振部件的状态下利用紧固部件紧固安装座部与安装部。
该防振部件中包括金属基材。因此，能够保持由紧固部件产生的紧固扭矩(即紧固力)。即，通过使防振部件介于安装座部与安装部之间，能够利用紧固部件紧固安装座部与安装部，并且能够容许内定子在径向上的自由度。
由此，能够利用防振部件抑制内定子的由电磁引起的振动力，从而能够减小外转子型电动机的噪音。
此外，在内定子的中央形成有开口部，与开口部相邻地设置有安装部。因此，通过使防振部件介于安装座部与安装部之间，能够将防振部件的形状抑制得较小。由此，能够实现外转子型电动机的小型化和低成本化。
并且，在电动机壳体上设置有突出部，使开口部以企口接合状态与突出部嵌合。通过将突出部嵌合于开口部，能够使内定子相对于电动机壳体在径向上定位。由此，能够高精度地在电动机壳体上安装内定子。
此外，通过使开口部以企口接合状态嵌合于突出部，容许了内定子在径向上的自由度。由此，在开口部嵌合于突出部的状态下也能够利用防振部件抑制内定子的由电磁引起的振动力，从而能够减小外转子型电动机的噪音。
此处考虑到：通过使防振部件介于安装座部与安装部之间，内定子的线圈部产生的热量变得难以从安装部传递至安装座部。因此，使内定子的开口部以企口接合状态与电动机壳体的突出部嵌合。
因而，突出部保持在与开口部接触的状态，从而能够使内定子的线圈部产生的热量从突出部传递至电动机壳体。由此，确保了内定子的散热性，能够将内定子保持在适当的温度。
在技术方案2的发明中，使突出部的接触面积至少为开口部的一半。因此，能够保持使突出部的接触面积与开口部充分接触的状态。由此，能够使内定子的线圈部产生的热量从突出部适当地传递至电动机壳体从而使内定子保持在适当的温度。
另外，优选使突出部的接触面积为开口部的3/4。
此处，使突出部的接触面积至少为开口部的一半的理由如下。即，在将突出部的接触面积抑制为小于开口部的一半的情况下，难以保持使突出部的接触面积与开口部充分接触的状态。
因此，难以使内定子的线圈部产生的热量从突出部适当地传递至电动机壳体，从而难以确保内定子的散热性。
因此，使突出部的接触面积至少为开口部的一半。因而，能够使内定子的线圈部产生的热量从突出部适当地传递至电动机壳体。由此，确保了内定子的散热性，能够将内定子保持在适当的温度。
另一方面，在突出部的接触面积超过开口部的3/4的情况下，突出部变得过长，使突出部以企口接合状态嵌合于开口部很费功夫。因此，优选使突出部的接触面积为开口部的3/4。
由此，能够不费功夫地使突出部以企口接合状态嵌合于开口部。
附图说明
图1是示出本发明的外转子型电动机的剖视图。
图2是示出图1的外转子型电动机的分解立体图。
图3是示出图2的壳体主体和内定子的立体图。
图4是示出从图3的壳体主体分解内定子和防振部件后的状态的分解立体图。
图5是图1的5部放大图。
图6是示出单独剖开图4的防振部件后的状态的立体图。
图7是示出使图6的防振部件介于壳体主体的安装座部与内定子的安装部之间并利用螺栓使其紧固后的状态的立体图。
图8是说明本发明的外转子型电动机的噪音水平的曲线图。
图9是对本发明的内定子的散热性进行说明的图。
标号说明
10：外转子型电动机；
11：电动机壳体；
12：电动机壳体的内部；
13：内定子；
13a：内定子的外周；
14：外转子；
15：防振部件；
16：螺栓(紧固部件)；
32：突出部；
38：安装座部；
46：定子开口部(开口部)；
47：安装部；
61：金属基材；
63：一对发泡橡胶层(弹性部件)。
具体实施方式
基于附图，在下面对用于实施本发明的最优的方式进行说明。
另外，在图中，将输出轴17从电动机壳体11突出的方向作为“前(Fr)”，将其相反侧作为“后(Rr)”。
【实施例】
对实施例的外转子型电动机10进行说明。
如图1、图2所示，外转子型电动机10具备：金属制的电动机壳体11、收容于电动机壳体11的内部12的内定子13和外转子14、介于内定子13与电动机壳体11之间的防振部件15、将内定子13紧固于电动机壳体11上的多个螺栓(紧固部件)16以及安装于外转子14上的输出轴17。
如图3所示，外转子型电动机10的内定子13利用多个螺栓16固定于壳体11，外转子14通过输出轴17(参照图1)旋转自如地支承于壳体11。
作为该外转子型电动机10，例举出外转子型的无刷DC电动机等。
返回图1、图2，电动机壳体11具有：在后端部形成有后开口部22的金属制的壳体主体21；以及在与壳体主体21对置的前端部形成有前开口部26的金属制的壳体罩25。壳体罩25利用多个螺栓28以拆卸自如的方式安装于壳体主体21。
如图4所示，壳体主体21具有：从前壁23的背面23a向电动机壳体11的内部12突出的凸台31、从凸台31的末端部突出的筒状的突出部32、以及贯通于突出部32、凸台31和前壁23中的壳体贯通孔33。
返回图2，在壳体主体21的后开口部22与壳体罩25的前开口部26重合的状态下，壳体主体21与壳体罩25(即电动机壳体11)通过多个螺栓28、多个螺纹孔29被组装成一体。
在该状态下，壳体主体21的后开口部22与壳体罩25的前开口部26被封闭(参照图1)。
如图4、图5所示，凸台31从壳体主体21的前壁23的背面23a向后方突出至电动机壳体11的内部12。凸台31具有：在壳体贯通孔33的周围呈圆筒状地突出的环形凸台部35；以及从环形凸台部35的外周面向壳体贯通孔33的径向外侧伸出的一对紧固凸台部36。
紧固凸台部36在俯视时形成为大致圆形，并且形成有相对于壳体贯通孔33平行地延伸的螺纹孔37。
环形凸台部35的末端部和一对紧固凸台部36的末端部分别共面地形成，由此在凸台31的末端部形成有平坦的安装座部38。在安装座部38利用多个螺栓16安装有内定子13。
安装座部38形成为与内定子13的安装部47(后述)对置。
在凸台31的末端部形成有突出部32。具体而言，突出部32从凸台31的末端部中的比安装座部38靠壳体贯通孔33的径向内侧的部位朝向后方呈圆筒状地突出。具体而言，突出部32以突出尺寸L1突出，使得外周壁以企口接合状态与定子开口部46(后述)嵌合。
突出部32以企口接合状态与定子开口部46嵌合，由此突出部32与定子开口部46接触。
在电动机壳体11的内部12收容有内定子13。内定子13具备：形成为环形的金属制的环形底座41；以及从环形底座41的外周部呈放射状地突出的多个线圈部42。
线圈部42具备：从环形底座41的外周面41a呈放射状地突出的多个定子铁芯43；以及卷绕于多个定子铁芯43上的线圈44。利用多个定子铁芯43的外端形成了内定子13的外周13a。
环形底座41具有：在中央开口的定子开口部(开口部)46；形成为与定子开口部46的径向外侧相邻的安装部47；以及贯通于安装部47中的一对安装孔48。
定子开口部46被开口成能够以企口接合状态与壳体主体21的突出部32嵌合。即，在定子开口部46与突出部32嵌合的状态下，定子开口部46与突出部32接触。
此处，将定子开口部46的整个面积设为S1，将突出部32与定子开口部46接触的面积(以下称作“接触面积”)设为S2。定子开口部46的面积S1、接触面积S2以及突出部32的突出尺寸L1的关系如下。
即，突出尺寸L1被确定为，在使定子开口部46与突出部32嵌合的状态下，接触面积S2为面积S1的至少一半。
安装部47形成为与定子开口部46的径向外侧相邻。安装部47形成为在定子开口部46与突出部32嵌合的状态下与安装座部38对置。
具体而言，安装部47具有：以与环形凸台部35的末端部对置的方式形成为环形的环形部51；以及从环形部51的外周面向定子开口部46的径向外侧伸出的一对紧固部52。利用环形部51的内周壁形成了定子开口部46。
紧固部52以与紧固凸台部36对置的方式在俯视时形成为大致圆形，并形成有相对于定子开口部46平行地延伸的安装孔48。安装孔48与螺纹孔37形成在同一轴线上。
环形部51的前表面和一对紧固部52的前表面分别共面地形成，由此平坦地形成了安装部47的安装面47a。因而，通过使定子开口部46在企口接合状态下与突出部32嵌合，由此安装部47的安装面47a与安装座部38对置，防振部件15被夹在安装座部38与安装面47a之间。
在该状态下，一对安装孔48与一对螺纹孔37分别配置在同一轴线上。
防振部件15具有：介于环形凸台部35与环形部51之间的环形防振部54；以及分别介于紧固凸台部36与紧固部52之间的一对紧固防振部55。利用环形防振部54的内周壁形成了防振开口部56。防振开口部56被开口成能够与壳体主体21的突出部32嵌合。
紧固防振部55以与紧固凸台部36和紧固部52对置的方式在俯视时形成为大致圆形，并形成有相对于防振开口部56平行地延伸的贯通孔57。贯通孔57与螺纹孔37和安装孔48形成在同一轴线上。
将螺栓16插入安装孔48和贯通孔57中并与螺纹孔37螺合。
如图6所示，紧固防振部55具备：形成为与紧固防振部55相同的形状的金属基材61；利用粘接剂62粘接于金属基材61的一个面上的一个发泡橡胶层(即橡胶海绵)63；层叠在一个发泡橡胶层63的表面上的一个石墨层64；利用粘接剂62粘接在金属基材61的另一个面上的另一个发泡橡胶层(橡胶海绵)63；以及层叠在另一个发泡橡胶层63的表面上的另一个石墨层64。
即，金属基材61被夹入一对发泡橡胶层63之间。一对发泡橡胶层63为弹性部件。此外，一对石墨层64是耐热性优异的层。
如图5、图7所示，内定子13的定子开口部46以企口接合状态与壳体主体21的突出部32嵌合。在该状态下，插入安装孔48和贯通孔57中的螺栓16的螺纹部16a与螺纹孔37螺合。
因此，紧固防振部55的一对发泡橡胶层63被压缩，安装座部38与安装部47被多个螺栓16紧固。由此，在壳体主体21的安装座部38上安装有内定子13。
返回图1、图2，输出轴17通过轴承66旋转自如地支承于壳体贯通孔33中。输出轴17的前端部17a向壳体主体21的前方外侧67突出，输出轴17的后端部17b被收容于电动机壳体11的内部12。
在输出轴17的后端部17b安装有外转子14的转子部71，在转子部71的外周部72的内表面72a设有多个永磁体73。
多个永磁体73是多极用的磁体，其沿内定子13的外周13a配置。在该状态下，将内定子13和外转子14收容于电动机壳体11的内部12。
此处，防振部件15中包括金属基材61(参照图7)。
因此，如图5所示，在内定子13通过多个螺栓16安装于壳体主体21的安装座部38上的状态下，螺栓16的紧固扭矩(即螺栓16的轴力)由金属基材61(参照图7)保持。
另外，在电动机壳体11上设有突出部32，定子开口部46以企口接合状态与突出部32嵌合。因此，内定子13借助突出部32而相对于电动机壳体11在径向上被定位。由此，能够高精度地在电动机壳体11上安装内定子13。
由此，保持了螺栓16的紧固扭矩，内定子13借助突出部32而被高精度地安装。因此，内定子13相对于外转子14被高精度地配置。
由此，能够适当地管理多个永磁体73与内定子13的外周13a之间的气隙尺寸L2。
另外，在安装座部38与安装部47之间夹有防振部件15。因此，利用防振部件15的金属基材61(参照图7)保持了螺栓16的紧固扭矩。并且，利用防振部件15的一对发泡橡胶层63(参照图7)，容许了内定子13在径向上的自由度。
内定子13在径向上的自由度被容许，由此能够抑制内定子13的振动。即，认为：通过对内定子13的线圈部42施加电压，会在内定子13上产生由电磁引起的振动力。利用防振部件15的一对发泡橡胶层63能够抑制由该电磁引起的振动力，从而能够减小外转子型电动机10的噪音。
并且，定子开口部46以企口接合状态与突出部32嵌合，由此能够利用突出部32对内定子13进行定位，并且容许了内定子13在径向上的自由度。
因此，在定子开口部46嵌合于突出部32的状态下也能够利用防振部件15抑制内定子13的由电磁引起的振动力，从而能够减小外转子型电动机10的噪音。
此外，如图4所示，在内定子13的中央形成有定子开口部46，与定子开口部46相邻地设有安装部47。因此，通过使防振部件15介于安装座部38与安装部47之间，防振部件15的形状被抑制得较小。
由此，由于防振部件15被抑制得较小，因而实现了外转子型电动机10的小型化和低成本化。
接着，基于图8说明外转子型电动机10(参照图1)的噪音水平。此外，在图8中，纵轴表示外转子型电动机10产生的噪音水平(dB)，横轴表示内定子的转速(rpm)。
另外，曲线图G1示出外转子型电动机10的噪音水平，曲线图G2示出不具备防振部件15的以往的外转子型电动机的噪音水平。
如图8所示，相对于示出以往的外转子型电动机的噪音水平的曲线图G2，示出外转子型电动机10的噪音水平的曲线图G1位于下方。
此处，外转子型电动机10具备防振部件15(参照图7)。由此可知，通过使外转子型电动机10具备防振部件15，能够利用防振部件15抑制内定子13的由电磁引起的振动力，从而能够减小外转子型电动机10的噪音。
此外，如图5所示，通过对内定子13的线圈部42施加电压，线圈部42产生热量。另一方面，在安装座部38与安装部47的安装面47a之间夹有防振部件15。
由此认为：内定子13的线圈部42产生的热量变得难以从安装部47传递至安装座部38。
因此，使突出部32以突出尺寸L1突出，使内定子13的定子开口部46以企口接合状态与电动机壳体11的突出部32嵌合。并且，使与定子开口部46接触的突出部32的接触面积S2为定子开口部46的面积S1的至少一半。
因此，如图9所示，内定子13的线圈部42产生的热量传递至安装部47。能够使传递至安装部47的热量从突出部32如箭头A所示地传递至电动机壳体11(具体为壳体主体21)。
通过使热量传递至壳体主体21，能够使传递来的热量从壳体主体21散热。由此，确保了内定子13的散热性，能够将内定子13保持在适当的温度。
此处，如图5所示，使突出部32的接触面积S2至少接触定子开口部46的一半的理由如下。
即，在将突出部32的接触面积S2抑制为小于定子开口部46的一半的情况下，难以保持使突出部32的接触面积S2与定子开口部46充分接触的状态。
因此，难以使内定子13的线圈部42产生的热量从突出部32适当地传递至壳体主体21，从而难以将内定子13保持在适当的温度。
因此，使突出部32的接触面积S2至少为定子开口部46的一半。因而，能够使内定子13的线圈部42产生的热量从突出部32适当地传递至壳体主体21。
由此，确保了内定子13的散热性，能够将内定子13保持在适当的温度。
另外，优选使接触面积S2为定子开口部46的面积S1的3/4。在突出部32的接触面积S2超过开口部的3/4的情况下，突出部32变得过长，使突出部32以企口接合状态嵌合于定子开口部46很费功夫。因此，使突出部32的接触面积S2优选为开口部的3/4。
由此，能够不费功夫地使突出部32以企口接合状态嵌合于定子开口部46。
由此，通过使突出部32的接触面积S2至少为定子开口部46的一半，确保了内定子13的散热性，从而能够将内定子13保持在适当的温度。
此外，外转子型电动机10具备防振部件15和突出部32。由此，在组装了外转子型电动机10的状态下，能够适当地管理多个永磁体73与内定子13的外周13a之间的气隙尺寸L2。
并且，通过利用防振部件15抑制内定子13的由电磁引起的振动力，能够减小外转子型电动机10的噪音。
由此，能够提高外转子型电动机10的电动机性能。
另外，本发明的外转子型电动机不受前述的实施例限定，能够进行适当的变更、改良等。
例如，所述实施例中所示的外转子型电动机、电动机壳体、内定子、外转子、防振部件、突出部、安装座部、定子开口部、安装部、金属基材以及一对发泡橡胶层等的形状和结构并不限于示例，可以适当地变更。
产业上的可利用性
本发明适合应用于内定子收容于电动机壳体的内部、外转子沿内定子的外周配置的外转子型电动机。

Claims (2)

1.一种外转子型电动机，该外转子型电动机在金属制的电动机壳体内设有内定子，沿着该内定子的外周配置有外转子，其特征在于，
所述电动机壳体具有：
环形凸台部，其在壳体贯通孔的周围呈圆筒状地突出；
俯视时为大致圆形的紧固凸台部，其从所述环形凸台部的外周面向所述壳体贯通孔的径向外侧伸出；
安装座部，其设在该电动机壳体的内部，由所述环形凸台部的末端部和所述紧固凸台部的末端部共面地形成；以及
突出部，其从该安装座部的所述环形凸台部的末端部的内侧突出，
所述内定子具有：
开口部，其被开口于该内定子的中央，能够以企口接合状态与所述突出部嵌合；以及
安装部，其形成为与该开口部相邻，并且在所述开口部与所述突出部嵌合的状态下沿所述开口部的轴向与所述安装座部对置，
所述安装部具有：环形部，其以与所述环形凸台部的末端部对置的方式形成为环形；以及紧固部，其从所述环形部的外周面向所述开口部的径向外侧伸出，并以与所述紧固凸台部的末端部对置的方式形成，
所述外转子型电动机具有：
防振部件，其介于所述安装座部与所述安装部之间，并且具备金属部件、沿所述轴向夹持该金属部件的一对弹性部件、以及沿所述轴向层叠在该一对弹性部件的与所述金属部件相反的一侧的表面上的一对石墨层；以及
紧固部件，其在所述金属部件、所述一对弹性部件以及所述一对石墨层的沿所述轴向的层叠方向上贯穿所述防振部件，并且在压缩该防振部件的状态下紧固所述紧固凸台部与所述紧固部，
所述防振部件具有：环形防振部，其介于所述环形凸台部的末端部与所述环形部之间；以及俯视时为大致圆形的紧固防振部，其介于所述紧固凸台部的末端部与所述紧固部之间。
2.根据权利要求1所述的外转子型电动机，其特征在于，
所述突出部形成为与所述开口部接触的接触面积至少为所述开口部的一半。
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