CN107615618A - 电动机及发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动机(1)或者发电机,包括:定子(2);转子,以旋转轴(313)为中心,与所述定子(2)隔开间隙(K)而旋转;以及缓冲件,配置于所述间隙(K)。
Description
技术领域
本发明涉及电动机及发电机。
背景技术
通常,电动机具有定子(固定件)以及以旋转轴为中心并与定子隔开间隙而旋转的转子(旋转件)。利用定子所产生的磁场来生成使转子旋转的驱动力(旋转驱动力)。随着转子的旋转,旋转轴旋转,从而输出旋转力(例如参照下述专利文献1)。
从电动机的小型化等观点来看,优选使定子与转子的间隙小。但是,在转子的旋转发生偏移等情况下,若定子与转子接触,则会成为发生破损、故障、运行不良等的原因。因此,为了避免定子与转子的接触,采用将定子与转子的间隙设定得较大或提高定子与转子的间隙的制造精度等方法。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1:日本特开2014-147172号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
但是,在上述情况下,电动机变得大型化,制造成本变高。同样的,在发电机中也会发生这种问题。即,期望抑制在电动机及发电机中由于试图避免定子与转子的接触而发生的问题。
本发明的目的在于提供一种能够抑制由于试图避免定子与转子的接触而发生的问题的电动机及发电机。
(用于解决问题的方案)
本发明为一种电动机或者发电机,包括:定子;转子,以旋转轴为中心,与所述定子隔开间隙而旋转;以及缓冲件,配置于所述间隙。
另外,所述缓冲件具有比所述定子的与所述转子对置的部分和/或所述转子的与所述定子对置的部分更大的缓冲功能。
另外,所述缓冲件可以由氟树脂形成。
另外,所述缓冲件可以固定于所述定子的与所述转子对置的部分和/或所述转子的与所述定子对置的部分。
另外,所述缓冲件可以为管状或者环状。
(发明的效果)
根据本发明,能够提供一种能够抑制由于试图避免定子与转子的接触而发生的问题的电动机及发电机。
附图说明
图1A为示出本发明的第一实施方式的电动机1的纵剖视图。
图1B为示出本发明的第一实施方式的电动机1的横剖视图。
图2A为示出本发明的第二实施方式的电动机1A的纵剖视图。
图2B为示出本发明的第二实施方式的电动机1A的横剖视图。
图3A为示出本发明的第三实施方式的电动机1B的纵剖视图。
图3B为示出本发明的第三实施方式的电动机1B的横剖视图。
图4A为示出本发明的第四实施方式的电动机101的纵剖视图。
图4B为示出本发明的第四实施方式的电动机101的图,且为沿图4A所示的B-B线的剖视图。
图5为示出本发明的第五实施方式的电动机101A的纵剖视图(图4A对应图)。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,对本发明的第一实施方式的电动机进行说明。图1A为示出本发明的第一实施方式的电动机1的纵剖视图。图1B为示出本发明的第一实施方式的电动机1的横剖视图。
如图1A及图1B所示,本发明的第一实施方式的电动机1为具备外壳的外转子型的电动机。电动机1具备作为固定件的定子2、作为旋转件的转子3、外壳4以及缓冲件5。第一实施方式的电动机1为径向间隙型,其中,定子2与转子3间的间隙K的方向为与转子3的轴向(图1A的上下方向)正交的径向(图1A的左右方向)。
定子2具备定子铁芯(未图示)、定子绕组21以及机座22等,产生用于生成使转子3旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场。定子2以隔开间隙K的方式配置在转子3的内侧。定子铁芯由多个电磁钢片等板状的磁性材料层叠而成。定子铁芯在离开旋转中心的径向上延伸且在周向上隔开间隔地配置有多个。定子绕组21卷绕于定子铁芯。通过对定子绕组21通电来产生磁力。
机座22为定子2的基部。在机座22上固定有外壳4,利用机座22及外壳4包围定子铁芯(未图示)、定子绕组21及转子3。
此外,关于定子2的结构及外形,只要能够产生用于生成使转子3旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场,并且不妨碍转子3的旋转,则并无特别限制。在图1A及图1B中,将定子2的外形简单地示为圆柱状。
转子3以作为旋转轴的转子轴313为中心,与定子2隔开间隙K而旋转。转子3配置在定子2的外侧且外壳4的内侧。转子3具备转子支架31和转子磁体32。转子支架31包括圆盘状的转子顶面部311、从转子顶面部311的周缘向轴向(图1A的上下方向)延伸的圆筒状的转子周壁部312以及转子轴313。
转子支架31的轴向的一端(图1A的上侧)被转子顶面部311挡住。转子周壁部312呈以转子3的旋转中心为中心的圆筒状。转子轴313从转子顶面部311的中心向轴向延伸,利用外壳4的轴承43来保持为旋转自如的状态。转子支架31的轴向的另一端(图1A的下侧)开放。
转子磁体32固定于转子支架31的转子周壁部312的内侧。转子磁体32沿着周向以N极、S极、N极、S极交替地以极性相反的状态而磁化。在定子2的外表面与定子磁体32的内表面之间形成有与转子3的轴向正交的方向(径向)的间隙K。
因此,通过对定子2的定子绕组21通电,在定子2上产生用于生成使转子3旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场。由此,转子3以转子轴313为旋转中心,在定子2的外侧且外壳4的内侧旋转。通过转子3的旋转来输出旋转力。
外壳4为金属制成,具备圆盘状的壳顶面部41和从壳顶面部41的周缘向轴向延伸的壳周壁部42。外壳4的轴向的一端(图1A的上侧)基本上被壳顶面部41挡住。壳周壁部42呈以转子3的旋转中心为中心的圆筒状。外壳4的轴向的另一端(图1A的下侧)在外壳4的单体状态下是开放的,但是在此被固定于定子2的机座22。
在外壳4的壳顶面部41的中心设置有轴承43。轴承43将转子轴313保持为旋转自如的状态。轴承43可以为滚动轴承,也可以为滑动轴承。
缓冲件5配置于间隙K。缓冲件5具有比定子2的与转子3对置的部分大的缓冲功能。所谓定子2的与转子3对置的部分,是指假定在没有缓冲件5的情况下,与转子3相面对的部分。例如,缓冲件5由与定子2的与转子3对置的部分相比比较软且摩擦系数低的材料构成,来实现大的缓冲功能。例如,缓冲件5由氟树脂形成。
缓冲件5固定于定子2的与转子3对置的部分。在第一实施方式中,缓冲件5为圆管状。定子2的外周为凹凸状。圆管状的缓冲件5的内周面主要与定子2的外周的大幅突出的部分(例如定子铁芯的突出端部)抵接。此外,缓冲件5可以在周向上不连续,也可以在周向上间隔地配置。
缓冲件5的厚度在产生缓冲作用的范围内优选为薄,例如,优选为1~3mm,更优选为1~2mm。
另外,考虑了缓冲件5的存在的间隙K的大小(缓冲件5的外表面与转子磁体32的内表面之间的径向的间隙K的大小)优选为1~3mm,更优选为1~2mm。
作为氟树脂,例如,可使用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基链烷(PFA,perfluoroalkoxy alkane)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)以及乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ETCFE)。
作为氟树脂以外的材料,可列举出硬质聚氨酯型等发泡塑料和碳纤维增强塑料(CFRP)。
根据第一实施方式的电动机1,可实现例如以下的效果。
第一实施方式的电动机1包括配置于间隙K的缓冲件5。尤其,缓冲件5具有比定子2的与转子3对置的部分更大的缓冲功能。因此,根据第一实施方式的电动机1,假设在转子3的旋转发生偏移等情况下,即使定子2与转子3将要接触,利用缓冲件5的缓冲功能也能够消除接触,使转子3恢复合适的旋转,从而抑制破损、故障、运行不良等。因此,可以避免为了避免定子2与转子3的接触而将定子2与转子3的间隙K设置得较大或提高定子2与转子3的间隙K的制造精度。因此,可以将定子2与转子3的间隙K缩小,谋求电动机1的小型化。
由氟树脂形成的缓冲件5比较软且摩擦系数低,具有适当的大的缓冲功能,因此能够提高上述效果。
缓冲件5被固定于定子2的与转子3对置的部分,因此能够被稳定地配置。
缓冲件5为管状,因此其制造及向间隙K的设置容易。
接下来,对本发明的第二实施方式进行说明。图2A为示出本发明的第二实施方式的电动机1A的纵剖视图。图2B为示出本发明的第二实施方式的电动机1A的横剖视图。关于第二实施方式以后的实施方式,主要以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于与第一实施方式相同的结构则赋予相同的附图标记,省略详细的说明。在第二实施方式及其后的实施方式中,针对没有特别说明的点酌情适用对第一实施方式的说明。另外,在第二实施方式及其后的实施方式中,也能够实现与第一实施方式相同的效果。
<第二实施方式>
在第一实施方式中,缓冲件5固定于定子2的与转子3对置的部分。与此相对,如图2A及图2B所示,在第二实施方式的电动机1A中,缓冲件5固定于转子3的与定子2对置的部分。即,在第二实施方式中,缓冲件没有设置于定子2侧,而是设置于转子3侧,与转子3一同旋转。
<第三实施方式>
对第三实施方式的电动机1B进行说明。图3A为示出本发明的第三实施方式的电动机1B的纵剖视图。图3B为示出本发明的第三实施方式的电动机1B的横剖视图。如图3A及3B所示,在第三实施方式的电动机1B中,缓冲件5配置于间隙K,具体地,设置于在一般转子3旋转时与定子2的与转子3对置的部分及转子3的与定子2对置的部分中任意一者都不相接触的位置。缓冲件5固定于机座122。
接下来,对本发明的第四实施方式的电动机101进行说明。图4A为示出本发明的第四实施方式的电动机101的纵剖视图。图4B为示出本发明的第四实施方式的电动机101的图,且为沿图4A所示的B-B线的剖视图。关于第四实施方式,主要以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于与第一实施方式相同的结构则对附图标记+100。在第四实施方式中,针对没有特别说明的点酌情适用对第一实施方式的说明。另外,在第四实施方式中,也能够实现与第一实施方式相同的效果。
<第四实施方式>
第一实施方式的电动机1为径向间隙型,其中,定子2与转子3的间隙K的方向为与转子3的轴向正交的径向。与之相对,如图4A及图4B所示,第四实施方式的电动机101为轴向间隙型,其中,定子102与转子103的间隙K的方向为转子103的轴向。
如图4A及图4B所示,本发明的第四实施方式的电动机101包括定子102、转子103、外壳104以及缓冲件105。定子102与转子103的间隙K平行于转子103的轴向。
定子2包括定子铁芯123和定子绕组121等,产生用于生成使转子103旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场。定子102配置为与转子103的与定子102对置的部分隔开间隔K。定子铁芯123为由多个电磁钢片等板状的磁性材料层叠而成。定子铁芯123配置有多个,在转子103的轴向上延伸且在周向上隔开间隔。定子绕组121卷绕于定子铁芯123。通过对定子绕组121通电来产生磁力。
机座122为定子102的基部。在机座122上固定有外壳104,利用机座122及外壳104包围定子铁芯123、定子绕组121及转子103。在机座122上设置有轴承143A。
此外,关于定子102的结构及外形,只要能够产生用于生成使转子103旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场,并且不妨碍转子3的旋转,则并无特别限制。
转子103以作为旋转轴的转子轴133为中心,与定子102隔开间隙K而旋转。转子103配置于外壳4的壳顶面部41与定子2之间。转子103包括转子支架131、转子磁体132以及转子轴133。转子支架131为圆盘状。
转子磁体132固定于转子支架131的与定子铁芯123及定子绕组121对置的部分。转子磁体132沿着周向以N极、S极、N极、S极交替地极性相反的状态而磁化。
转子轴133贯通转子支架131的中心,沿轴向延伸并固定于转子支架131。转子轴133利用外壳104的轴承143及定子2的机座122的轴承143A而保持为旋转自如的状态。
因此,通过对定子102的定子绕组121通电,定子102产生用于生成使转子103旋转的驱动力(旋转驱动力)的磁场。由此,转子103以转子轴133为旋转中心,在外壳4的壳顶盖部41与定子2之间旋转。利用转子103的旋转来输出旋转力。
外壳104为金属制成,包括圆盘状的壳顶面部141以及从壳顶面部141的周缘向轴向延伸的壳周壁部142。外壳104的轴向的一端(图4A的上侧)基本上被壳顶面部141挡住。壳周壁部142呈以转子103的旋转中心为中心的圆筒状。外壳4的轴向的另一端(图4A的下侧)开放,固定于定子102的机座122.
在外壳104的壳顶面部141的中心设置有轴承143。轴承143与定子2的机座122的轴承143A共同将转子轴133保持为旋转自如的状态。轴承143、143A可以为滚动轴承,也可以为滑动轴承。
缓冲件105配置于间隙K。缓冲件105具有比定子102的与转子103对置的部分大的缓冲功能。
缓冲件105固定于定子102的与转子103对置的部分。在第四实施方式中,缓冲件105为圆环状(中心部被挖除的圆盘状)。定子102的外周呈凸凹状。圆环状的缓冲件105主要与定子102的大幅突出的部分(例如定子铁芯123的突出端部)抵接。此外,缓冲件105可以在周向上不连续,也可以在周向上间隔地配置。
缓冲件105的厚度在产生缓冲作用的范围内优选为薄,例如,优选为1~3mm,更优选为1~2mm。
另外,考虑了缓冲件105的存在的间隙K的大小(缓冲件105的外表面与转子磁体132的内表面之间的轴向的间隙K的大小)优选为1~3mm,更优选为1~2mm。
<第五实施方式>
对第五实施方式的电动机101A进行说明。图5为示出本发明的第五实施方式的电动机101A的纵剖视图(图4A对应图)。在第四实施方式中,缓冲件105固定于定子102的与转子103对置的部分。与之相对,如图5所示,在第五实施方式的电动机101A中,缓冲件105固定于转子3的与定子2对置的部分。即,在第五实施方式中,缓冲件105不设置于定子102侧,而是设置于转子103侧,与转子103一同旋转。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但是,本发明并不限定于上述实施方式,而是能够以各种方式实施。
例如,可以对上述的各种实施方式的结构进行适当的组合。
电动机的构造没有特别限制。电动机可以为内转子型。例如,电动机可以为有刷直流电动机(有刷DC电动机)、永磁同步电动机(无刷DC电动机)、三相感应电动机、单相感应电动机(通用电动机)、步进电动机。
缓冲件5可以固定于定子2的与转子3对置的部分和转子的与定子对置的部分两者。缓冲件5(非管状或者环状)能够由一个或者多个的薄片构成。
上述实施方式适用于本发明的电动机,但不限于此。发电机的构造基本上与电动机的构造相同,因此本发明也适用于发电机。发电机利用输入的旋转力使转子旋转从而发电。
(附图标记说明)
1、1A、1B、101、101A:电动机;2、102:定子;3、103:转子;
4、104:外壳;5、105:缓冲件;21、121:定子绕组;32、132:转子磁体;
133:转子轴(旋转轴);313:转子轴(旋转轴);K:间隙
Claims (5)
1.一种电动机或发电机,包括:
定子;
转子,以旋转轴为中心,与所述定子隔开间隙而旋转;以及
缓冲件,配置于所述间隙。
2.根据权利要求1所述的电动机或发电机,其中,所述缓冲件具有比所述定子的与所述转子对置的部分和/或所述转子的与所述定子对置的部分更大的缓冲功能。
3.根据权利要求1或2所述的电动机或发电机,其中,所述缓冲件由氟树脂形成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电动机或发电机,其中,所述缓冲件固定于所述定子的与所述转子对置的部分和/或所述转子的与所述定子对置的部分。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电动机或发电机,其中,所述缓冲件为管状或者环状。
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