CN106464072A - 电动机和送风装置 - Google Patents

Abstract

本发明是能够抑制温度上升的电动机。轴沿轴向延伸。转子(10)在轴(30)的径向上设置在比定子(20)离轴(30)远的位置处。定子固定部(25)固定于轴(30)上并且也与定子(20)固定。转子固定部(15)在轴向上与定子固定部(25)和定子(20)隔开空隙面对，以能够旋转的方式被固定于轴(30)上且被固定于转子(10)上。转子固定部(15)上形成有将自身贯通并与该空隙连通的转子孔(14)，定子固定部(25)上形成有将自身贯通并通过该空隙与转子孔(14)连通的定子孔(28)。

Description

电动机和送风装置

技术领域

本发明涉及电动机和送风装置。

背景技术

专利文献1对电动机进行了描述。专利文献1中，电动机具有定子和转子。转子从定子的外周侧隔着气隙面对。轴被配置为贯通定子。定子以不能旋转的方式被固定于轴的一端，转子通过轴承以能够旋转的方式被固定于轴上。由此，转子被固定为能够相对于定子旋转。该电动机驱动轴流风扇。

此外，作为与本发明关联的技术，公开了专利文献2、3。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3513654号公报

专利文献2：日本特开平10-309069号公报

专利文献3：日本特开2001-339924号公报

发明内容

发明欲解决的课题

在专利文献1中，温度会随着电动机的动作而上升。温度上升会招致例如定子的绕组的电阻值的增大，因而不优选。

于是，本发明的目的在于，提供一种能够抑制电动机的温度上升的电动机。

用于解决课题的手段

本发明的电动机的第1方面在于，该电动机具有：轴30，其沿轴向延伸；定子20；转子10，其在所述轴的径向上设置在比所述定子离所述轴远的位置处；定子固定部25，其固定于所述轴上并且也与所述定子固定；以及转子固定部15，其在所述轴向上与所述定子固定部和所述定子隔开空隙面对，以能够旋转的方式被固定于所述轴上且被固定于所述转子上，在所述转子固定部上形成有将自身贯通并与所述空隙连通的转子孔14，在所述定子固定部上形成有将自身贯通并通过所述空隙与所述转子孔连通的定子孔28。

本发明的电动机的第2方面基于第1方面的电动机，该电动机还具有突起部27，该突起部27设置于所述定子20与所述转子固定部15之间，从所述定子和所述转子固定部中的一方向另一方突出，所述转子孔14位于比所述突起部靠近所述轴30的位置处。

本发明的电动机的第3方面基于第2方面的电动机，所述突起部27固定于所述定子20上，并且与所述转子固定部15隔着空隙面对。

本发明的电动机的第4方面基于第1至第3方面中的任意一个方面的电动机，该电动机具有轴承41、42，该轴承41、42将所述轴30和所述转子固定部15固定为能够旋转，所述定子20具有在所述径向上隔着空隙与所述轴30面对的内周面26。

本发明的电动机的第5方面基于第4方面的电动机，所述定子孔28在比所述内周面26靠近所述轴30的位置处形成于所述定子固定部25上。

本发明的电动机的第6方面基于第1至第5方面中的任意一个方面的电动机，所述定子孔28在所述径向上位于比所述转子孔14靠近所述轴30的位置处。

本发明的送风装置的第1方面在于，该送风装置具有：第1至第6方面中的任意一个方面所述的电动机；以及风扇60，其被固定于所述转子固定部15上，吸入来自所述转子孔14的空气。

发明效果

根据本发明的电动机的第1方面，能够通过定子孔和转子孔使得空气在电动机的内部穿过，因此能够抑制电动机的温度上升。

根据本发明的电动机的第2方面，在转子孔与定子孔之间流动的空气中混入了磁性粉的情况下，能够通过突起部抑制该磁性粉进入到气隙内。

根据本发明的电动机的第3方面，能够使定子和转子固定部之间的空隙与气隙的连通部位变得远离。

根据本发明的电动机的第4方面，由于轴与定子之间的空隙作为隔热部发挥功能，因此不易将在定子上产生的热传递给轴。因此，能够抑制轴承的温度上升，并能够抑制轴承的剩余寿命的降低。

根据本发明的电动机的第5方面，由于空气在接近轴的位置上流动，因此能够进一步抑制轴承的温度上升，能够提高轴承的寿命。

根据本发明的电动机的第6方面，在空气从定子孔向转子孔流动时，入口侧(定子孔侧)的空气会在轴的附近流动。入口侧的空气比出口侧(转子孔侧)的空气冷，因此能够抑制轴的温度上升。

根据本发明的送风装置的第1方面，空气通过风扇而在电动机的内部流动，因此能够有效地抑制电动机的温度上升。

通过以下的具体说明和附图，本发明的目的、特征、局面和优点会变得更为明晰。

附图说明

图1是表示电动机的概略结构的一例的剖视图。

图2是表示定子和转子的概略结构的一例的剖视图。

图3是表示转子孔的概略结构的一例的剖视图。

图4是表示转子孔的概略结构的一例的剖视图。

图5是表示送风装置的概略结构的一例的剖视图。

图6是表示送风装置的概略结构的一例的俯视图。

具体实施方式

图1是表示电动机1的概略结构的一例的剖视图，在包含假想的旋转轴线P的截面上示出了电动机1的结构。电动机1具有转子10、定子20、轴30、多个轴承41、42和轴承外壳50。

轴30是沿着旋转轴线P延伸的棒状(例如圆柱状)的部件，具备导电性。轴30例如通过金属(例如不锈钢等)形成。

另外，在以下内容中，将沿旋转轴线P的方向称作轴向，将以旋转轴线P为中心的周向和径向分别简称为周向和径向。

定子20具有定子铁芯21和绕组22。定子铁芯21通过软磁性体形成，且具备导电性。定子铁芯21具有多个齿211和背轭212。图2是表示定子20和转子10的概略结构的一例的剖视图。图2中，示出垂直于旋转轴线P的截面且通过齿211的截面。

齿211设置有多个，这些多个齿211配置于轴30(旋转轴线P)的周围。更具体而言，多个齿211沿周向隔开间隔地并排配置，并且以旋转轴线P为中心呈放射状配置。

背轭212将多个齿211的一端(图1中内周侧的一端)彼此磁连结。背轭212具有例如以旋转轴线P为中心的筒状(大致圆筒状)的形状。

定子铁芯21例如可以通过沿轴向层叠的多个层叠钢板形成。由此，能够减少在定子铁芯21上产生的涡电流。此外，定子铁芯21无需一定通过层叠钢板构成，例如也可以是包含树脂而形成的压粉磁芯。由此，涡电流得以减少。

绕组22例如隔着绝缘子23卷绕于齿211上。该绕组22将沿径向的轴线作为卷绕轴线而卷绕于齿211上。绝缘子23通过绝缘性的材料形成，将绕组22与齿211之间绝缘。另外，在本申请中只要没有特别说明，绕组就并非指的是构成该绕组的1根根导线，而指的是导线被卷绕为一体的方式。这些情况在附图中也相同。此外，卷绕起始处和卷绕结尾处的引出线和它们的结线在附图中适当省略。

转子10具有磁极部件11。磁极部件11是对定子20供给励磁磁通的部件，并且隔着气隙与定子20面对。在图1的示例中，磁极部件11设置于比定子20靠外周侧(轴30的相反侧)的位置处。换言之，转子10设置于比定子20离轴30远的位置处。该电动机1是所谓的外转子型的电动机。

磁极部件11例如通过永磁体形成，朝向定子20呈现出在周向上交替不同的极性的磁极面。磁极部件11例如是粘结磁体，例如具有以旋转轴线P为中心的大致圆筒形状。因此，在磁极部件11上形成有将自身贯通的孔13，定子20配置于该孔13的内部。作为粘结磁体的磁体片，例如可以采用铁素体磁体。

在这种转子10和定子20中，通过向绕组22适当地施加交流电压，从而定子20能够向转子10提供旋转磁场。伴随于此，转子10相对于定子20进行旋转。

定子20通过定子固定部25固定于轴30上。亦即，定子固定部25固定于定子20上，并且也固定于轴30上。例如定子固定部25通过树脂形成，并且与定子20和轴30成型为一体。

定子固定部25例如在轴向的两侧以紧密贴合的方式覆盖定子20。此外，如图2所示，如果在绕组22的周向上的彼此之间存在空隙，则定子固定部25可以填埋该空隙。另外，可以增加绕组22的圈数(层数)，使得绕组22的彼此间的空隙变小。由此，能够提高绕组22相对于齿211间的空隙所占的体积率(占积率)，进而能够提高电动机1的效率。

定子固定部25覆盖定子20，因此能够保护定子20。其中，在图1的示例中，定子20的与转子10的对置面(齿211的外周面)未被定子固定部25覆盖而是露出。这是用于降低定子20与转子10之间的磁阻。由此，能够提高电动机1的效率。另外，在图1的示例中，定子固定部25未覆盖背轭212的内周面26，然而也可以覆盖该内周面26。由此，还能够保护背轭212的内周面26。

在图1的示例中，背轭212的内周面26形成有孔，该孔在轴向的一侧(以下，称作上侧)开口，而在轴向的另一侧(以下，称作下侧)，通过定子固定部25堵住了该孔的一部分。并且，在图1的示例中，轴30沿轴向贯通孔，在孔的底面(通过定子固定部25形成的面)上，轴30的一端部嵌入定子固定部25而被固定。

如上所述，定子固定部25将定子20与轴30固定，因此还作为连结定子20与轴30的连结部发挥功能。

转子10通过转子固定部15和轴承41、42固定为能够相对于轴30旋转。在图1的示例中，轴30上安装有多个轴承41、42。轴承41具有内圈411、外圈412和滚动体413。内圈411、外圈412和滚动体413例如具备导电性。内圈411具有环形状，在其内周面上与轴30接触而被固定。外圈412具有直径大于内圈411的直径的环形状，并且从外周侧与内圈411面对。滚动体413例如具有球状的形状，并且在内圈411与外圈412之间滚动，实现外圈412与内圈411之间的相对旋转。在内圈411与滚动体413之间以及外圈412与滚动体413之间，涂布了未图示的润滑油(润滑脂)，以降低它们之间的摩擦。

轴承42具有内圈421、外圈422和滚动体423。轴承42的构造与轴承41的构造相同，因此省略重复的说明。

轴承41、42在其内圈411、421被轴30嵌合的状态下固定于轴30上。轴承41、42在轴向上彼此隔开间隔地安装于轴30上。此外，在图1的示例中，设置有2个轴承41、42，然而既可以仅设置1个轴承，也可以设置3个以上的轴承。

转子固定部15在轴向上隔开空隙地与定子20和定子固定部25面对。该转子固定部15通过轴承41、42以能够旋转的方式固定于轴30上，并且也与转子10固定。

在图1的示例中，转子固定部15具有轴承外壳50和连结部12。轴承外壳50例如是导电性的部件，例如通过金属(例如铝)形成。另外，轴承外壳50例如具有隔开空隙包围轴30的筒状的形状，并且与轴承41、42的外圈412、422接触。轴承外壳50在轴承41、42之间隔开空隙而与轴30面对。

在图1的示例中，轴承41配置于比定子20靠轴向的上侧的位置，轴承42位于通过内周面26形成的孔的内部。换言之，轴承42设置于在径向上与定子20对置的位置上。在图1的示例中，轴承外壳50与轴承41、42双方接触，因此从由内周面26形成的孔的内部向比定子20靠上侧的位置延伸。

另外，在图1的示例中，轴承外壳50在比定子20靠上侧的区域向外周侧扩展延伸。因此，在图1的示例中也可以说明为，轴承外壳50具有与轴承41、42接触的筒状部件51、以及从筒状部件51的上侧的部分向外周侧扩展的凸缘部52。

连结部12与轴承外壳50和转子10固定而将轴承外壳50与转子10连结起来。连结部12例如具有内侧筒状部123、上面部121和外侧筒状部122。内侧筒状部123具有筒状形状，在凸缘部52的外周侧的端部与轴承外壳50固定。上面部121从内侧筒状部123的外周侧的上端部分向外周侧扩展。上面部121例如具有板状的环形状。外侧筒状部122具有从上面部121的外周侧的周缘向轴向的下侧突出的筒状形状。外侧筒状部122与转子10(磁极部件11)固定。

该连结部12例如通过树脂形成，例如与轴承外壳50和转子10成型为一体。

根据这种结构，转子10与轴承外壳50和连结部12一起相对于轴30旋转。

另外，在图1的示例中，在轴承42与定子固定部25之间设置有预压弹簧35。预压弹簧35例如是通过呈螺旋状延伸的弹性体形成的弹簧，并且被轴30贯通。预压弹簧35对轴承42与定子固定部25向远离的方向施力。

另外，在本电动机1中，在转子固定部15上形成有转子孔14。转子孔14贯通转子固定部15，并且与一组定子20和定子固定部25与转子固定部15之间的空隙A1连通。因此，该转子孔14将电动机1的外部与空隙A1连通。

在图1的示例中，转子孔14形成于连结部12，例如沿轴向贯通连结部12。例如可以设置多个转子孔14，可以绕旋转轴线P隔开间隔进行设置。例如图3所示，转子孔14可以具有沿轴向观察时例如大致圆状的形状，或者可以如图4举例所示，具有在周向上较长的长条形状。此外，在周向上设有多个转子孔14的情况下，可以具有彼此大致相同的形状且等间隔设置。

另外，空隙A1还在径向上的定子20与轴承外壳50之间和径向上的定子20与轴30之间延伸。

如图1所示，在定子固定部25上也形成有定子孔28。定子孔28贯通定子固定部25，并通过上述空隙A1而与转子孔14连通。定子孔28例如位于比定子20的内周面26靠内周侧(更具体是轴30与内周面26之间)的位置上，例如沿轴向贯通定子固定部25。定子孔28可以与转子孔14同样例如设有多个，可以绕旋转轴线P隔开间隔进行设置。定子孔28可以具有沿轴向观察例如大致圆状的形状，或者可以具有在周向上较长的长条形状。此外，在周向上设有多个定子孔28的情况下，可以具有彼此大致相同的形状且等间隔设置。

在这种电动机1中，通过向绕组22适当地施加交流电压，从而定子20向转子10提供旋转磁场。由此，转子10相对于定子20进行旋转。进而，当电流流过绕组22时，由于焦耳热而使得电动机1的温度上升。尤其会使得定子20(绕组22和定子铁芯21)的温度升高。这种温度上升例如会招致绕组22的电阻值的增大，降低电动机1的效率。

然而根据本电动机1，通过转子孔14和定子孔28使得电动机1的内部与外部连通。因此，转子孔14和定子孔28中的一方能够作为进入电动机1的内部的入口发挥功能，另一方能够作为从电动机1的内部的出口发挥功能。因此，空气能够从入口通过电动机1的内部流向出口。由此，能够提高在电动机1的内部流动的空气的流动性。在图1的示例中，通过粗线箭头示出该空气的流动的一例。

这样，能够对电动机1的内部进行空冷，进而能够抑制电动机1的温度上升。因此，例如能够抑制伴随绕组22的温度上升而带来的电阻值的增大，能够抑制电动机1的效率的降低。此外，例如轴承41、42的润滑油会随着温度上升而劣化，还能够抑制这种劣化。因此还能够抑制轴承41、42的剩余寿命的降低。

本电动机1例如驱动风扇。图5是表示具有风扇60和电动机1的送风装置的概略结构的一例的剖视图，图6是表示风扇60的概略结构的一例的俯视图。

风扇60固定于转子固定部15上，并且随着转子10的旋转而旋转。随着该旋转，风扇60吸入来自转子孔14的空气。例如在图5、6的示例中，风扇60是离心风扇，作为更具体的一例是涡轮风扇。

风扇60例如具有安装板61、多个叶片63和上部板64。安装板61以在轴向上与转子固定部15面对的方式被固定。在图5的示例中，安装板61具有与转子固定部15面对的部分611、以从部分611的外周端部包围电动机1的方式在大致轴向上延伸的部分612、以及从部分612的比部分611更远侧的端部向外周侧扩展的部分613。亦即，安装板61具有中央部隆起的板状的形状，并且沿轴向观察的外形具有以旋转轴线P为中心的大致圆形状。

多个叶片63绕旋转轴线P彼此隔开空隙地并排配置，并固定于安装板61上。多个叶片63安装于比电动机1靠外周侧的位置处。多个叶片63分别被设置为使得周向的一侧的端部被配置于比周向的另一侧的端部靠内周侧的姿态。上部板64相对于叶片63被固定于与安装板61相反一侧。上部板64具有沿旋转轴线P观察时以旋转轴线P为中心的环状的形状。

另外，在安装板61上形成有贯通孔62。贯通孔62在轴向上贯通安装板61而与转子孔14连通。

在该送风装置中，伴随电动机1和风扇60的旋转，风扇60主要通过上部板64的开口部从上部吸入空气，并向径向的外侧吹出空气。另一方面，通过电动机1和风扇60的旋转，风扇60还会从转子孔14吸入空气。即，空气通过定子孔28被吸入到电动机1的内部，接着通过转子孔14和贯通孔62被吸入到风扇60的内部。被吸入到内部的空气向径向的外侧被吹出。

如上所述，伴随电动机1和风扇60的旋转，空气在电动机1的内部流动，因此能够抑制电动机1的温度上升。进而，能够抑制伴随温度上升而带来的绕组22的电阻值的增大，能够提高电动机1的效率。

此外，在图5、6的示例中，电动机1驱动风扇60，从而在比电动机1靠近轴向上侧的区域与轴向下侧的区域之间产生压差，由此使得空气在电动机1的内部流动。然而，不一定限定于此。既可以通过自然风使得空气在电动机1的内部流动，也可以通过其他的送风装置使得空气在电动机1的内部流动。

其中，在如图5、6所示利用风扇60的送风使空气流向电动机1的内部的情况下，相比自然风而言是强制性地使空气流过，因此能够有效地冷却电动机1。另外，相比另行设置送风装置的情况而言，能够降低制造成本。

另外，在图1的示例中，例如设置有突起部27。突起部27设置于转子固定部15与定子20之间。突起部27固定于定子20上，并且从定子20在轴向上突出，隔开空隙与转子固定部15面对。突起部27例如具有以旋转轴线P为中心的大致圆筒状的形状。亦即，突起部27围绕旋转轴线P设置于整周范围。

此外，在图1的示例中，突起部27通过树脂形成，并且与定子固定部25一体成型。由此，能够容易制造出突起部27和定子固定部25。

并且，在图1的示例中，转子孔14位于比突起部27靠近内周侧(轴30侧)的位置处。

根据这种结构，能够抑制从定子孔28流入电动机1的内部的空气流入气隙的情况。其原因在于，通过突起部27会使得向气隙的进入口(转子固定部15与突起部27之间的空隙)变窄。因此，能够防止空气中的粉尘进入到气隙内。关于这一点，也可以使得转子固定部15与突起部27之间的轴向间隔小于转子孔14的径向的宽度。由此，与进入气隙的进入口相比，能够将空气导向转子孔14，进而使得空气(粉尘)不易进入到气隙内。

此外，在流入电动机1的内部的空气中混有磁性粉的情况下，能够通过突起部27抑制该磁性粉进入气隙内。磁性粉在与转子10或定子20之间被作用有磁吸引力，并且独立于空气流而被引向气隙侧。亦即，被引向外周侧且轴向的下方侧。然而，该磁性粉会与突起部27冲突，因此可防止或抑制向气隙内的进入。

此外，不同于图1的示例，突起部27可以固定于转子固定部15上，并且隔着空隙而与定子20(定子固定部25)面对。其原因在于，由此相比未设置有突起部27的结构而言，能够使得气隙的进入口变窄。

另一方面，优选如图1所示，突起部27固定于定子20(定子固定部25)上。其原因在于，能够使定子20和转子固定部15之间的空隙与气隙的连通部位远离。由此，使得粉尘愈发难以进入气隙。

另外，在磁性粉被引向气隙时，与突起部27冲突的磁性粉通过磁吸引力而能够移动至轴向的下侧。因而根据这种观点，也优选突起部27固定于定子20上。即使磁性粉向轴向的下方侧移动，只要突起部27与定子20(定子固定部25)固定，就能够减小它们之间的间隙，因此使得磁性粉难以进入气隙。突起部27在整周范围固定于定子20上，如果在它们之间未产生间隙，则能够防止磁性粉的进入。

另外，在图1的示例中，定子铁芯21与轴30和轴承41、42隔开空隙对置。空隙能够作为隔热部发挥功能，因此在绕组22产生的热易于传递给定子铁芯21的情况下，也不易传递给轴承41、42。因此，能够抑制轴承41、42的温度上升，能够抑制轴承41、42的剩余寿命的降低。

另外，在图1的示例中，定子孔28位于比定子20的内周面26靠近轴30侧的位置处。由此，空气在接近轴30的位置处流入电动机1的内部。因此，能够抑制安装于轴30上的轴承41、42的温度上升，能够抑制轴承41、42的剩余寿命的降低。

另外，在图1的示例中，定子孔28位于比转子孔14靠近轴30侧的位置处。因此，在定子孔28作为空气的入口发挥功能的情况下，能够将外部的空气送入至接近轴30的位置处。从转子孔14流出到外部的空气是被电动机1加热后的空气。由于更冷的空气(从定子孔28流入的空气)在接近轴30的位置上流动，因此能够有效地冷却轴30以及轴承41、42。这一点在使用风扇60的情况下尤为有效。其原因在于，通过风扇60能够使定子孔28和转子孔14分别作为入口和出口发挥功能。

此外，本发明在其发明范围内，只要不相互矛盾，就能够适当变形、省略各实施方式。

以上对该电动机进行了详细说明，然而上述说明在所有方面都仅为示例，电动机并不限定于此。未举例示出的无数的变形例应被理解为可在不脱离该电动机的范围内能够想到。

Claims (7)

1.一种电动机，该电动机具有：

轴(30)，其沿轴向延伸；

定子(20)；

转子(10)，其在所述轴的径向上设置在比所述定子离所述轴远的位置处；

定子固定部(25)，其固定于所述轴上并且也与所述定子固定；以及

转子固定部(15)，其在所述轴向上与所述定子固定部和所述定子隔开空隙面对，以能够旋转的方式被固定于所述轴上且被固定于所述转子上，

在所述转子固定部上形成有将自身贯通并与所述空隙连通的转子孔(14)，

在所述定子固定部上形成有将自身贯通并通过所述空隙与所述转子孔连通的定子孔(28)。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

该电动机还具有突起部(27)，该突起部(27)设置于所述定子(20)与所述转子固定部(15)之间，从所述定子和所述转子固定部中的一方向另一方突出，

所述转子孔(14)位于比所述突起部靠近所述轴(30)的位置处。

3.根据权利要求2所述的电动机，其中，

所述突起部(27)固定于所述定子(20)上，并且与所述转子固定部(15)隔着空隙面对。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电动机，其中，

该电动机具有轴承(41、42)，该轴承(41、42)将所述轴(30)和所述转子固定部(15)固定为能够旋转，

所述定子(20)具有在所述径向上隔着空隙与所述轴(30)面对的内周面(26)。

5.根据权利要求4所述的电动机，其中，

所述定子孔(28)在比所述内周面(26)靠近所述轴(30)的位置处形成于所述定子固定部(25)上。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电动机，其中，

所述定子孔(28)在所述径向上位于比所述转子孔(14)靠近所述轴(30)的位置处。

7.一种送风装置，该送风装置具有：

权利要求1至3中的任意一项所述的电动机；以及

风扇(60)，其被固定于所述转子固定部(15)上，吸入来自所述转子孔(14)的空气。