CN113541341A - 带传动部的外转子型电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带传动部的外转子型电动机,能抑制电动机部件的加工成本并减少部件数量、减少组装工序,能维持对于外部负载的耐负载性能以及寿命。转子轮毂(8)具有在转子轭(6)的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部(8a)和在转子轭(6)的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部(8b),在该外侧筒状部(8b)的一部分一体成型有电动机齿轮(8c),在转子轮毂(8)的筒孔(8d)插入固定轴(3)并以使转子磁体(7)和极齿(2b)相对的方式在定子单元(1)组装有转子单元(5)。

Description

带传动部的外转子型电动机
技术领域
本发明涉及例如高楼空调用风门致动器等电动机的驱动源所使用的带传动部的外转子型电动机。
背景技术
外转子型的直流无刷电动机中,在例如黄铜等金属制轴承外壳支承有金属制安装板,在该金属制安装板一体地组装有基板。在轴承外壳内组装有含油轴承,转子轴可旋转地支承于含油轴承。
转子轴的一端一体地连结到保持转子轭的转子轮毂。转子轮毂使用黄铜制成等的金属部件,与杯状的转子轭铆接而一体地组装。此外,在转子轴的另一端(输出端)压入金属制的电动机齿轮。
定子一体地组装于轴承外壳。具体地,将定子铁芯的环状芯背部压入粘接到轴承外壳的外周并进行组装。此外,线圈经由绝缘体卷绕于从芯背部向径向外侧延伸设置的极齿。极齿的齿顶即磁通作用面以与设于转子轭的内周的环状的转子磁体相对的方式进行组装。以往使用的送风机(鼓风机)一方面希望小型化,另一方面希望提高要求性能并实现高压力、高流量化、高响应性。因此,转为使叶轮小径化,以更快的速度旋转的方向。
外转子型电动机的定子侧的结构部件即轴承外壳、轴承使用金属部件,可旋转地支承于轴承的转子侧的结构部件即转子轴、转子轭等也使用金属部件,转子轮毂和转子轴通过压入等一体地组装(参照专利文献1:日本专利特开2001-298893号公报、专利文献2:日本专利特开2014-18068号公报)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2001-298893号公报
专利文献2:日本专利特开2014-18068号公报
然而,上述电动机为了维持转子轴的轴直角度,维持耐负载性能等,使含油轴承、轴承外壳、安装板、电动机齿轮等使用金属制部件,因此提高了生产成本(部件成本)。
因此,为了降低生产成本,考虑通过使电动机结构部件树脂化来尽可能地降低部件成本。在这种情况下,会在电动机部件的树脂化时存在以下担心事项。
(1)当使电动机齿轮树脂化时,可能无法充分确保与转子轴的轴紧固力。也考虑对转子轴施加滚花加工、D形切削加工,但是会使加工成本上升。
(2)当使含油轴承、轴承外壳树脂化时,可能会降低对于外部负载的耐负载性能、寿命。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而作出的,其目的在于提供一种带传动部的外转子型电动机,能抑制电动机部件的加工成本并减少部件数量、减少组装工序,能维持对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
为了解决上述技术问题,本发明至少包括以下结构。
一种带传动部的外转子型电动机,该带传动部的外转子型电动机的转子能旋转地组装于定子的径向外侧,在所述转子的输出轴设有传动部,包括:定子单元,该定子单元具有定子铁芯和绝缘体,所述定子铁芯具有从形成为环状的芯背部向径向外侧突出设置的多个极齿,所述绝缘体通过覆盖所述定子铁芯的第一树脂构件而一体成型有插入到所述芯背部的中心孔的固定轴;以及转子单元,该转子单元在形成为杯状的转子轭的内周面设有环状的转子磁体,并且在至少由第二树脂构件构成的转子轮毂的外表面一体成型有电动机齿轮,在所述转子轮毂的筒孔插入所述固定轴并以使所述转子磁体和所述极齿相对的方式将所述定子单元和所述转子单元组装,所述转子单元被组装成能够以所述固定轴为中心滑动旋转。
根据上述结构,通过使转子轭、轴承、轴承外壳、安装板、电动机齿轮等通常使用了金属产品的电动机结构部件树脂化,能尽可能地减少部件数量并降低制造成本。
此外,由于转子单元中的至少转子轮毂由例如工程塑料等第二树脂构件构成,在该转子轮毂的外表面一体成型有传动部(电动机齿轮、联接部等),因此能充分确保传动部和代替转子轴的转子轮毂的轴紧固力,并且由于不需要滚花加工、D形切削加工,能降低加工成本。
此外,通过使从设于转子轮毂的外表面侧的传动部到转子轮毂的筒孔的轴向的负载支点间距离比以往长,能维持电动机对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
优选的是,通过所述绝缘体至少覆盖所述芯背部和所述极齿的周围,所述芯背部的中心孔被与所述固定轴连结的所述绝缘体封闭。
由此,由于芯背部和极齿的周围被绝缘体覆盖,因此不需要此后将绝缘体组装于定子铁芯的作业,并且由于芯背部的中心孔被绝缘体封闭,因此不需要像以往那样将定子铁芯组装于轴承保持部等的作业,减少了部件数量还提高了组装性。
也可以是,所述转子单元中,形成为杯状的转子轭和由树脂构件构成的转子轮毂一体成型。
由此,不需要将旋转轴组装于转子轭的作业,减少了部件数量还提高了组装性。
所述转子轮毂具有在所述转子的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部和在所述转子的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部,在所述外侧筒状部的筒端部一体成型有电动机齿轮,将所述转子轮毂的内侧筒状部插入所述芯背部的中心孔而组装所述转子单元。
或者也可以是,所述转子轮毂具有在所述转子的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部和在所述转子的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部,在所述外侧筒状部的筒端部一体成型有电动机齿轮,将所述转子轮毂的内侧筒状部插入所述芯背部的中心孔而组装所述转子单元。
由此,能通过延长转子轮毂的内侧筒状部的轴向长度来延长距传动部(电动机齿轮或者联接部)的负载支点间距离,并且也能通过在转子轮毂的外侧筒状部的筒端部设置电动机齿轮、联接部来延长从转子轮毂的内侧筒状部到传动部的轴向负载支点间距离。因此,可以维持电动机对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
可以提供一种带传动部的外转子型电动机,能抑制电动机部件的加工成本并减少部件数量、减少组装工序,能维持对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
附图说明
图1是定子单元的立体图。
图2是转子单元的立体图。
图3是带齿轮的外转子型电动机的立体图。
图4是图3的带齿轮的外转子型电动机的轴向剖视图。
图5是另一例的转子单元的立体图。
图6是另一例的转子单元的立体图。
图7是另一例的转子单元的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对带传动部的外转子型电动机的一例进行说明。使用作为传动部的一例包括齿轮的带齿轮的外转子型电动机进行说明。带齿轮的外转子型电动机是指转子可旋转地组装于定子的径向外侧且在转子的输出轴设有齿轮的电动机。
在图1中,定子单元1包括定子铁芯2,该定子铁芯2具有从形成为环状的芯背部2a向径向外侧突出设置的极齿2b。在定子铁芯2的芯背部2a的中心孔2c插入固定轴3,通过第一树脂构件(绝缘性树脂构件,例如PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等)嵌件成型而形成定子单元1。具体地,芯背部2a和极齿2b的周围被绝缘体4覆盖并且使固定轴3与绝缘体4一体成型。上述固定轴3如后所述地成为转子单元的旋转中心,从而实现了转子轴的固定轴化。
如图4所示,定子铁芯2的轴向一端侧的芯背部2a的中心孔2c被与固定轴3连结的绝缘体4封闭。这样,由于对定子铁芯2和固定轴3嵌件成型而使芯背部2a的中心孔2c被绝缘体4封闭,因此不需要像以往那样将定子铁芯2组装于轴承保持部等的组装作业,由于芯背部2a和极齿2b的周围被绝缘体4覆盖,因此也不需要此后将绝缘体4组装于定子铁芯2的作业,减少了部件数量,还提高了组装性。
此外,定子铁芯2和固定轴3一起通过绝缘性树脂构件进行嵌件成型,并被绝缘体4覆盖而一体地组装。因此,维持了通过嵌件成型而一体化的固定轴3和定子铁芯2的轴直角度。在由绝缘体4覆盖的定子铁芯2的极齿2b卷绕有磁线2d,从而组装好定子单元1。
此外,如图1所示,覆盖定子铁芯2的各极齿2b的绝缘体4的输出相反侧端部插入基板(未图示)的插入孔,前端被焊接的基板插入片4a等角度地配置于多个部位(至少三个部位以上)。在各基板插入片4a分别形成有抵靠于基板的台阶部4b和插入到基板插入孔(未图示)并且延伸设置到基板的相反面以进行焊接的焊接部4c。另外,代替焊接部4c,也可以是由扣合形成的卡合、螺栓紧固固定或者粘接固定等。
接着,参照图2和图4对转子单元5的结构进行说明。如图2所示,转子轭6使用成型为杯状的磁性体金属构件,并形成有中心部被挖空的通孔6a(参照图4)。在转子轭6的内周面设置有环状的转子磁体7。转子磁体7被励磁成N极和S极在周向上交替地形成。
此外,如图4所示,在转子轭6的中心部形成有通孔6a,使用耐磨损性、滑动性较好的第二树脂构件、例如工程塑料树脂构件(POM:聚缩醛树脂等)对尽可能减少了金属部分的磁性体金属构件进行嵌件成型,从而一体成型有包括了后述的电动机齿轮8c的转子轮毂8。转子轮毂8穿过通孔6a在转子轭6的内表面侧和外表面侧沿轴向延伸设置。
如图4所示,转子轮毂8在转子轭6的中央部一体成型为筒状,并具有在转子轭6的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部8a和在转子轭6的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部8b。在外侧筒状部8b的筒端部一体成型有电动机齿轮8c。
另外,电动机齿轮8c不必一定设于外侧筒状部8b的筒端部,例如也可以如图5所示,在转子轭6的轴向外表面侧且在外侧筒状部8b的一部分与转子轮毂8一体成型。
转子单元5中,只要至少一体成型有电动机齿轮8c的转子轮毂8是树脂构件即可,也可以如图6所示,包含杯状的转子轭6在内由例如工程塑料树脂构件一体成型。在这种情况下,环状的转子磁体7嵌件成型于杯状的转子轭6的内周面而一体地组装。
如图3所示,在筒状的转子轮毂8的筒孔8d插入有固定轴3并以使转子磁体7和极齿2b相对的方式将定子单元1和转子单元5组装,该转子单元5被组装成能以固定轴3为中心滑动旋转。具体地,使转子轮毂8的内侧筒状部8a插入芯背部2a的轴向另一端侧的中心孔2c并使筒端部抵靠于绝缘体4,从而将转子单元5组装于定子单元1。
由此,能通过延长转子轮毂8的内侧筒状部8a的轴向长度来延长距电动机齿轮8c的轴向负载支点间距离D(参照图4),也能通过在转子轮毂8的外侧筒状部8b的筒端部设置电动机齿轮8c来延长从转子轮毂8的内侧筒状部8a到电动机齿轮8c的轴向负载支点间距离D(参照图4)。因此,可以维持电动机对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
虽然上述转子单元5在转子轮毂8的外侧筒状部8b的筒端部一体成型有电动机齿轮8c以作为传动部,但是不限定于此。也可以如图7所示,在外侧筒状部8b的一部分形成有联接部8e。具体地,在外侧筒状部8b形成有正六角柱状的联接部8e。通过将该联接部8e与未图示的具有六角孔的联接部嵌合来传递驱动。另外,虽然联接部8e形成于外侧筒状部的中途部,但是也可以形成于筒端部。
综上,通过使转子轭、轴承、轴承外壳、安装板、电动机齿轮等通常使用了金属产品的电动机结构部件树脂化,能尽可能地减少部件数量并降低制造成本。
此外,由于转子单元5中的至少转子轮毂8由例如工程塑料等树脂构件构成,在该转子轮毂8的外表面一体成型有传动部(电动机齿轮8c、联接部8e等),因此能充分确保电动机齿轮8c和代替转子轴的转子轮毂8的轴紧固力,并且由于不需要滚花加工、D形切削加工,能降低加工成本。
此外,通过使从设于转子轮毂8的外表面侧的电动机齿轮8c到转子轮毂8的筒孔的轴向的负载支点间距离比以往长,能维持电动机对于外部负载的耐负载性能以及寿命。
此外,通过使用最佳的树脂来对转子单元5和定子单元1嵌件成型,能减少结构部件,并廉价地提供组装性较好的带传动部的外转子型电动机。

Claims (5)

1.一种带传动部的外转子型电动机,该带传动部的外转子型电动机的转子能旋转地组装于定子的径向外侧,在所述转子设有传动部,其特征在于,包括:
定子单元,该定子单元具有定子铁芯和绝缘体,所述定子铁芯具有从形成为环状的芯背部向径向外侧突出设置的多个极齿,所述绝缘体通过覆盖所述定子铁芯的第一树脂构件而一体成型有插入到所述芯背部的中心孔的固定轴;以及
转子单元,该转子单元在形成为杯状的转子的内周面设有环状的转子磁体,并且在至少由第二树脂构件构成的转子轮毂的外表面一体成型有传动部,
在所述转子轮毂的筒孔插入所述固定轴并以使所述转子磁体和所述极齿相对的方式将所述定子单元和所述转子单元组装,所述转子单元被组装成能够以所述固定轴为中心滑动旋转。
2.如权利要求1所述的带传动部的外转子型电动机,其特征在于,
通过所述绝缘体至少覆盖所述芯背部和所述极齿的周围,所述芯背部的中心孔被与所述固定轴连结的所述绝缘体封闭。
3.如权利要求1或2所述的带传动部的外转子型电动机,其特征在于,
所述转子单元中,形成为杯状的转子轭和由第二树脂构件构成的转子轮毂一体成型。
4.如权利要求1~3中任一项所述的带传动部的外转子型电动机,其特征在于,
所述转子轮毂具有在所述转子的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部和在所述转子的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部,在所述外侧筒状部的筒端部一体成型有电动机齿轮,将所述转子轮毂的内侧筒状部插入所述芯背部的中心孔而组装所述转子单元。
5.如权利要求1~3中任一项所述的带传动部的外转子型电动机,其特征在于,
所述转子轮毂具有在所述转子的内表面侧沿轴向延伸设置的内侧筒状部和在所述转子的外表面侧沿轴向延伸设置的外侧筒状部,在所述外侧筒状部形成有联接部,将所述转子轮毂的内侧筒状部插入所述芯背部的中心孔而组装所述转子单元。
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