CN114270670A - 环形马达 - Google Patents

Abstract

环形马达(1)具有：圆环状的转子(40)，其能够绕中心轴线旋转；以及圆环状的定子(30)，其位于转子的内侧。定子具有：多个线圈(32)，该多个线圈(32)沿着周向配置；以及定子铁芯(31)，其供多个线圈安装。转子具有：转子磁铁(41)，其与定子铁芯在径向上对置；外侧圆筒壁(42)，其位于定子铁芯的径向外侧，对转子磁铁进行保持；内侧圆筒壁(43)，其位于定子铁芯的径向内侧；以及多个连结部(44)，该多个连结部(44)位于定子铁芯的轴向一侧，在径向上连结外侧圆筒壁和内侧圆筒壁。多个连结部具有相对于轴向倾斜的叶片形状。

Description

环形马达

技术领域

本发明涉及环形马达。

背景技术

以往，例如如日本公开公报特开2017-109726号公报所公开的那样，已知有具有由环形马达驱动的螺旋桨的涵道风扇。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报：日本特开2017-109726号公报

发明内容

发明要解决的课题

环形马达收纳于构成管道的环状的外壳。在高输出的涵道风扇中，环形马达的发热量变多，因此环形马达的冷却成为课题。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个方式，提供一种环形马达，其具有：圆环状的转子，其能够绕中心轴线旋转；以及圆环状的定子，其位于所述转子的内侧。所述定子具有：多个线圈，该多个线圈沿着周向配置；以及定子铁芯，其供所述多个线圈安装。所述转子具有：转子磁铁，其与所述定子铁芯在径向上对置；外侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向外侧，对所述转子磁铁进行保持；内侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向内侧；以及多个连结部，该多个连结部位于所述定子铁芯的轴向一侧，在径向上连结所述外侧圆筒壁和所述内侧圆筒壁。所述多个连结部具有相对于轴向倾斜的叶片形状。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供冷却性能优异的环形马达。

附图说明

图1是从上侧观察实施方式的环形马达的立体图。

图2是从下侧观察实施方式的环形马达的立体图。

图3是实施方式的环形马达的剖视图。

图4是示出将壳体拆下后的状态的环形马达的剖视图。

图5是定子的局部俯视图。

图6是实施方式的环形马达的局部剖视图。

具体实施方式

以下参照的各附图所示的Z轴方向是以正侧作为“上侧”、以负侧作为“下侧”的上下方向。各图中适当示出的中心轴线J是与Z轴方向平行且沿上下方向延伸的假想线。在以下的说明中，将中心轴线J的轴向、即与上下方向平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。

在以下的实施方式中，上侧相当于轴向一侧，下侧相当于轴向另一侧。另外，上下方向、上侧以及下侧只是用于说明各部的配置关系等的名称，实际的配置关系等也可以是由这些名称表示的配置关系等以外的配置关系等。

如图1至图3所示，本实施方式的环形马达1具有圆筒状的壳体10和收纳于壳体10的马达主体部20。

壳体10具有覆盖马达主体部20的轴向一侧的第1壳体11和覆盖马达主体部20的轴向另一侧的第2壳体12。沿轴向观察时，壳体10呈圆环状。壳体10在内周侧具有供马达主体部20局部地露出的环状的开口部14。

第1壳体11位于壳体10的上部。沿轴向观察时，第1壳体11呈圆环状。第1壳体11是向下开口的半圆筒部件。第2壳体12位于壳体10的下部和外周部。第2壳体12具有：支承筒部120，其支承马达主体部20；外周壳体12A，其位于支承筒部120的径向外侧；以及内周壳体12B，其位于支承筒部120的径向内侧。外周壳体12A具有：圆环部12a，其从支承筒部120的下端向径向外侧扩展，并位于马达主体部20的下侧；以及圆筒部12b，其从圆环部12a的外周端向上侧延伸。

马达主体部20支承于第2壳体12的支承筒部120。支承筒部120呈以中心轴线J为中心而沿上下方向延伸的圆筒状。马达主体部20具有：圆环状的定子30，其支承于支承筒部120的外周面；以及圆环状的转子40，其经由上侧轴承21和下侧轴承22而以能够绕中心轴线旋转的方式支承于支承筒部120的内周侧。

如图3至图5所示，定子30具有固定于支承筒部120的外周面的定子铁芯31和安装于定子铁芯31的多个线圈32。多个线圈32沿着周向配置。如图5所示，定子铁芯31具有沿周向延伸的圆环状的铁芯背部31a和从铁芯背部31a的外周端向径向外侧延伸的多个齿31b。

定子铁芯31在铁芯背部31a的内周部具有从铁芯背部31a的内周面向径向外侧凹陷的凹部31c。定子铁芯31具有多个凹部31c。各个凹部31c位于齿31b的径向内侧。凹部31c与支承筒部120的外周面之间构成沿轴向贯穿定子铁芯31的流体流路30A。即，定子30具有流体流路30A。根据该结构，能够使空气在流体流路30A中流通，因此能够使从线圈32经由齿31b而传递到铁芯背部31a的热向在流体流路30A中流动的空气高效地扩散。

在本实施方式中，从轴向观察时，凹部31c呈半圆状。凹部31c的形状并不限定于半圆状，从轴向观察时，也可以为三角形状、四边形状等多边形状，也可以为半椭圆状等曲线形状。优选的是，从轴向观察时，凹部31c的形状为随着朝向径向外侧而前端变细的形状。通过形成为这样的形状，不易阻碍经由铁芯背部31a而在齿31b之间延伸的磁力线。流体流路30A也可以由沿轴向贯穿定子铁芯31的贯通孔构成。流体流路30A也可以是供空气以外的液体或气体的制冷剂流通的流路。

转子40具有：转子磁铁41，其与定子铁芯31在径向上对置；外侧圆筒壁42，其位于定子铁芯31的径向外侧，对转子磁铁41进行保持；内侧圆筒壁43，其位于定子铁芯31的径向内侧；以及多个连结部44，该多个连结部44位于定子铁芯31的上侧(轴向一侧)，在径向上连结外侧圆筒壁42和内侧圆筒壁43。

转子磁铁41呈包围定子铁芯31的圆环状。转子磁铁41可以是单一的永磁铁，也可以为包含沿周向排列的多个永磁铁的结构。转子磁铁41例如通过粘接而固定于外侧圆筒壁42的内周面。作为转子磁铁41的固定方法，也可以是使用固定框等固定部件的方法。

内侧圆筒壁43经由上侧轴承21和下侧轴承22而以能够旋转的方式支承于支承筒部120。内侧圆筒壁43位于在第1壳体11的内周端与第2壳体12的内周端之间开口的开口部14。内侧圆筒壁43向壳体10的内周侧露出。环形马达1对固定于内侧圆筒壁43的内周面的被驱动体进行旋转驱动。例如，在内侧圆筒壁43的内周面能够固定多个风扇叶片、轴等。也可以在内侧圆筒壁43的内周面设置用于固定被驱动体的键槽或花键形状。被驱动体也可以与内侧圆筒壁43或转子40一起由单一的部件构成。

连结部44位于定子30的上侧。连结部44在径向上连接外侧圆筒壁42的上端部和内侧圆筒壁43的上端部。转子40具有多个连结部44。多个连结部44沿周向等间隔地配置。多个连结部44沿周向相互隔开间隔地配置。多个连结部44具有相对于轴向倾斜的叶片形状。

根据上述结构，随着转子40的旋转，由叶片形状的连结部44产生向下或向上的风。由此，能够使空气相对于定子30沿轴向流动，能够冷却定子30。根据本实施方式的环形马达1，通过环形马达1自身具有冷却功能，从而即使在搭载于不具有冷却构造的设备的情况下，也能够抑制环形马达1及其周边装置的过热。搭载有环形马达1的设备的可靠性提高。

壳体10通过第1壳体11和第2壳体12从上下夹持马达主体部20，将马达主体部20收纳在内部。

第1壳体11位于转子40的上侧。第1壳体11将开口部朝向转子40侧配置。第1壳体11的下端的轴向位置与转子40的上端部的轴向位置大致一致。第1壳体11的内部空间位于转子40的连结部44的上方。第1壳体11的内周侧的下端面与转子40的内侧圆筒壁43的上表面在轴向上对置。

第2壳体12的外周壳体12A在内侧收纳转子40的外侧圆筒壁42和定子30。外侧圆筒壁42的朝向径向外侧的面与外周壳体12A的圆筒部12b在径向上对置。在本实施方式的情况下，圆筒部12b的上端的轴向位置与外侧圆筒壁42的上端部的轴向位置大致一致。

第2壳体12在外周壳体12A内的下侧部分具有沿周向排列的多个分隔壁12d。多个分隔壁12d沿周向等间隔地配置。分隔壁12d呈沿径向扩展的板状。多个分隔壁12d的下端到达外周壳体12A的底面。多个分隔壁12d将外周壳体12A的内部空间中的位于比马达主体部20靠下侧的位置的内部空间在周向上划分为多个区域。

根据该结构，能够利用分隔壁12d抑制在外周壳体12A内的下部区域形成空气向周向的流动。由此，能够抑制通过定子30而被加热的空气滞留在壳体10内，从而冷却效率提高。

第2壳体12在外周壳体12A的下端具有沿轴向贯穿外周壳体12A的贯通孔12e。即，第2壳体12在比马达主体部20靠轴向另一侧(下侧)的部位具有贯穿第2壳体12的贯通孔12e。贯通孔12e是壳体10中的排气口。通过定子30而向下侧流动的空气经由贯通孔12e向壳体10的下侧排出。

内周壳体12B是随着从支承筒部120的下端朝向径向内侧而向上侧延伸的锥形状的筒部。内周壳体12B的上端面与转子40的内侧圆筒壁43的下端面在轴向上对置。

壳体10具有外周壁10A，该外周壁10A具有朝向径向外侧的外周面。如图3所示，外周壁10A具有位于第1壳体11的外周部的第1壁部10a和位于第2壳体12的外周部的第2壁部10b。第1壁部10a由第1壳体11中的具有朝向径向外侧的外表面的部分构成。第2壁部10b由圆环部12a的具有朝向径向外侧的面的部分和圆筒部12b构成。

如图1和图2所示，第2壳体12具有从圆筒部12b的外周面向径向外侧突出的多个肋12f。多个肋12f分别沿着轴向延伸。肋12f的上端固定于第1壳体11的外周侧的下端。即，肋12f是连结第1壳体11和第2壳体12的连结部件。

由于肋12f从圆筒部12b向径向外侧突出，因此与肋12f的上端连接的第1壳体11的外周端位于比圆筒部12b的外周面靠径向外侧的位置。通过该结构，壳体10的外周壁10A具有由第1壁部10a与第2壁部10b的间隙构成的开口部10B。开口部10B是贯穿壳体10的贯通孔。即，壳体10具有将壳体10的位于转子40的上侧(轴向一侧)的内部空间与外部空间相连的作为贯通孔的开口部10B。

因此，本实施方式的壳体10在定子30的上下具有开口部10B和贯通孔12e。根据该结构，在壳体10内容易产生沿轴向通过定子30的风，向壳体10的进气和排气变得顺畅，因此冷却性能提高。

在本实施方式中，第1壁部10a和第2壁部10b在开口部10B处沿径向对置，并且第1壁部10a位于比第2壁部10b靠径向外侧的位置。通过该结构，开口部10B在外周壁10A的上部向下开口。

另外，在本实施方式中，第1壳体11从轴向一侧和径向外侧覆盖第2壳体12的轴向一侧的端部。根据该结构，从上侧观察时，开口部10B被第1壳体11覆盖，因此能够抑制从上侧飞来的水和物体从开口部10B进入壳体10的内部。

在环形马达1中，当使马达主体部20进行动作而使转子40旋转时，如图3所示那样，由叶片形状的连结部44产生从上侧朝向下侧的风。由此，第1壳体11内的空气经由多个连结部44的间隙而被向下侧输送，并从上侧吹到定子30。通过叶片形状的连结部44的送风，第1壳体11侧的压力降低，空气从外周壁10A的开口部10B流入第1壳体11的内部。

在本实施方式的环形马达1中，在外周壁10A配置有朝向下侧开口的开口部10B。另外，在环形马达1中，第1壳体11从轴向一侧和径向外侧覆盖第2壳体12的轴向一侧的端部。

通过该结构，从开口部10B流入到第1壳体11的空气沿着位于第1壳体11的外周侧的内周面向上侧流动，在通过了第1壳体11的上端之后，沿着位于第1壳体11的内周侧的内周面向下侧流动。由此，即使是从向下的开口部10B流入的空气，也能够顺畅地从定子30的上侧向下侧流通。

吹到定子30的空气在相邻的线圈32彼此的间隙以及定子铁芯31的流体流路30A中从上侧朝向下侧流过。由此，线圈32和定子铁芯31被沿轴向流通的空气冷却。如图6所示，在定子30的下侧排出的空气通过在周向上相邻的分隔壁12d之间，并通过第2壳体12下端的贯通孔12e而向壳体10的下侧排出。

具有以上结构的本实施方式的环形马达1通过转子40具有叶片形状的连结部44，从而发挥优异的冷却性能。另外，根据本实施方式的环形马达1，由于在马达主体部20的上下分别配置有壳体10的开口部10B和贯通孔12e，因此能够使冷却空气从开口部10B经由马达主体部20向贯通孔12e流通。因此，根据环形马达1，即使收纳于壳体10，也能够高效地冷却内部的马达主体部20。

在环形马达1中，开口部10B是第1壁部10a与第2壁部10b的间隙，因此仅将第1壳体11与第2壳体12隔开间隔地配置就能够容易地配置。因此，根据本实施方式，第1壳体11或者第2壳体12的形状不会复杂化，能够得到良好的制造性。

另外，在本实施方式中，第1壁部10a与第2壁部10b经由沿着周向排列的作为连结部件的肋12f而连结。根据该结构，能够利用简单的构造的多个肋12f稳定地支承第1壳体11。多个肋12f沿周向隔开间隔地配置，因此能够在第1壳体11与第2壳体12之间容易地配置作为进气口的开口部10B。

并且，通过肋12f沿着轴向延伸，因此在壳体10的外周面容易沿轴向引导空气。由此，能够使流入到第1壳体11内的空气在第1壳体11的内周面沿着轴向而向连结部44引导。利用连结部44进行的送风的效率提高，从而环形马达1的冷却效率提高。

本发明并不限于上述的实施方式，也可以采用以下的结构。

在上述实施方式中，采用了开口部10B朝向下侧开口的结构，但并不限定于该结构。例如，开口部10B可以朝向上侧开口，也可以朝向径向外侧开口。

另外，在本实施方式中，采用了设置外周壁10A的开口部10B作为上侧的贯通孔的结构，但只要是与第1壳体11的内部空间相连的贯通孔，也可以设置于第1壳体11的其他部位。例如，也可以是位于连结部44的正上方的第1壳体11的贯通孔，也可以是在第1壳体11的朝向内周侧的面开口的贯通孔。

在上述实施方式中，对马达主体部20收纳于壳体10的结构进行了说明，但环形马达1也可以为不具有壳体10的结构。例如，也可以是仅由支承筒部120和马达主体部20构成的结构的环形马达。在该情况下，也能够通过叶片形状的连结部44进行向定子30的送风，因此成为具有冷却功能的环形马达。

另外，在本说明书中进行了说明的各结构能够在相互不矛盾的范围内适当地组合。

Claims (8)

1.一种环形马达，其具有：

圆环状的转子，其能够绕中心轴线旋转；以及

圆环状的定子，其位于所述转子的内侧，

所述定子具有：

多个线圈，该多个线圈沿着周向配置；以及

定子铁芯，其供所述多个线圈安装，

所述转子具有：

转子磁铁，其与所述定子铁芯在径向上对置；

外侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向外侧，对所述转子磁铁进行保持；

内侧圆筒壁，其位于所述定子铁芯的径向内侧；以及

多个连结部，该多个连结部位于所述定子铁芯的轴向一侧，在径向上连结所述外侧圆筒壁和所述内侧圆筒壁，

所述多个连结部具有相对于轴向倾斜的叶片形状。

2.根据权利要求1所述的环形马达，其中，

该环形马达具有沿轴向贯穿所述定子铁芯的流体流路。

3.根据权利要求1或2所述的环形马达，其中，

该环形马达具有收纳所述转子和所述定子的壳体，

所述壳体分别具有将所述壳体的位于所述转子的轴向一侧的内部空间与外部空间相连的贯通孔和将所述壳体的位于所述转子的轴向另一侧的内部空间与外部空间相连的贯通孔。

4.根据权利要求3所述的环形马达，其中，

所述壳体具有将所述壳体的位于比所述定子铁芯靠轴向另一侧的位置的内部空间沿周向划分的多个分隔壁。

5.根据权利要求3或4所述的环形马达，其中，

所述壳体具有：

第1壳体，其覆盖所述转子和所述定子的轴向一侧；以及

第2壳体，其覆盖所述转子和所述定子的轴向另一侧，

所述壳体具有外周壁，该外周壁包含位于所述第1壳体的外周部的第1壁部和位于所述第2壳体的外周部的第2壁部，

所述外周壁具有由所述第1壁部与所述第2壁部的间隙构成的开口部。

6.根据权利要求5所述的环形马达，其中，

所述第1壁部和所述第2壁部在所述开口部处沿径向对置。

7.根据权利要求6所述的环形马达，其中，

所述第1壁部位于比所述第2壁部靠径向外侧的位置。

8.根据权利要求7所述的环形马达，其中，

所述第1壳体从轴向一侧和径向外侧覆盖所述第2壳体的轴向一侧的端部。

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