CN115940483A - 马达 - Google Patents

Abstract

技术问题提供一种能抑制发热的马达。解决方案马达(1)具备：转子(15)；定子(13)，与转子(15)对置；轴承(19a、19b)，旋转自如地支承转子(15)；叶片(2)，安装于转子(15)的轴(X)方向一侧；以及保持部(11)，保持轴承(19a、19b)，保持部(11)具有：安装部(112)，供外部设备(3)安装；以及接触部(113)，与定子(13)接触，安装部(112)的轴(X)方向一侧的端面(112a)与接触部(113)的轴(X)方向另一侧的端面(113b)相比配置于轴(X)方向另一侧。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达。

背景技术

已知一种马达，在基座部形成有开口，由螺旋桨旋转而产生的风穿过基座部的开口，由此能冷却马达(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2019-68604号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，存在想要提高马达的冷却效率，抑制马达的发热这样的希望。

本发明鉴于以上的背景而完成，提供一种能抑制发热的马达。

技术方案

上述问题通过以下的本发明来解决。即，本发明的马达具备：转子；定子，与所述转子对置；轴承，旋转自如地支承所述转子；叶片，安装于所述转子的轴向一侧；以及保持部，保持所述轴承，所述保持部具有：安装部，供外部设备安装；以及接触部，与所述定子接触，所述安装部的轴向一侧的端面与所述接触部的轴向另一侧的端面相比配置于轴向另一侧。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的外转子型的马达的整体构成的从上方的立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的外转子型的马达的整体构成的从下方的立体图。

图3是本发明的一个实施方式的马达的立体剖面图。

图4是本发明的一个实施方式的马达的剖面图。

图5是表示本发明的一个实施方式的马达的保持架的构成的立体图。

图6是表示本发明的一个实施方式的马达的保持架的构成的剖面图。

图7是表示本发明的一个实施方式的马达的定子芯的构成的立体图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的外转子型的马达的整体构成的从上方的立体图。图2是表示本发明的一个实施方式的外转子型的马达的整体构成的从下方的立体图。图3是本发明的一个实施方式的马达的立体剖面图。图4是本发明的一个实施方式的马达的剖面图。图5是表示本发明的一个实施方式的马达的保持架的构成的立体图。图6是表示本发明的一个实施方式的马达的保持架的构成的剖面图。图7是表示本发明的一个实施方式的马达的定子芯的构成的立体图。

需要说明的是，在本实施方式的说明中，在以下的说明中，方便起见，将马达1旋转时的轴X延伸的方向设为轴向(旋转轴方向)。此外，在以下的说明中，方便起见，在轴向上将箭头a方向设为上侧或者上方，将箭头b方向设为下侧或者下方。在与轴X垂直的径向上，将远离轴X的箭头c方向设为外周侧或者外侧，将靠近轴X的箭头d方向设为内周侧或者内侧。在从上侧观察的马达1的周向上，将箭头e方向设为顺时针方向，将箭头f方向设为逆时针方向。在以下的说明中，上侧(箭头a方向)和下侧(箭头b方向)是指附图上的马达1的上下关系，与重力方向的上下关系不一定一致。

如图1～图7所示，马达1例如是搭载于无人机(未图示)等漂浮式移动体的外转子型的无刷马达。

如图1～图4所示，就马达1而言，在位于上侧(箭头a方向)的转子外壳17安装有无人机的螺旋桨(叶片)2(参照图4)，在位于下侧(箭头b方向)的保持架11安装有无人机的机身(外部设备)3。如图3、图4所示，马达1主要具有：保持架11、定子13、转子15、转子外壳17、散热器18以及轴承19。

保持架11例如由铝等非磁性的材料构成，是保持定子13和轴承19的构件。即，保持架11作为保持部发挥功能。如图3～图6所示，保持架11是形成为俯视圆形状的筒状的构件。保持架11具有：内壁部(第一壁部)111、安装部112、外壁部(第二壁部)113以及连接部114。

内壁部111形成于保持架11的径向的内周侧(箭头d方向)。内壁部111在轴X方向延伸，整体上形成为圆筒形状或者大致圆筒形状。内壁部111在内周侧(箭头d方向)的面(以下，将其称为“内周面”)111n保持两个轴承19(19a、19b)。

两个轴承19(19a、19b)旋转自如地保持转子15。两个轴承19(19a、19b)嵌入于内壁部111的内周面111n并通过粘接剂等固定于内壁部111。需要说明的是，固定两个轴承19的方案不限于嵌入和粘接剂，也可以将轴承19的外圈压入于内壁部111的内周面111n来固定。

即，内壁部111作为保持两个轴承19的轴承保持架(轴承保持部)发挥功能。轴承19例如是滚珠轴承。但是，作为轴承19，不限于滚珠轴承，例如也可以设为使用套筒轴承等其他各种各样的轴承。

就在内壁部111的内周面111n中的下侧(箭头b方向)的端部而言，内径比其他的部分扩大，形成有内螺纹槽111s。

在保持架11中的内壁部111的与转子外壳17为相反侧(下侧(箭头b方向))的端部固定有形成为薄板状的圆盘形状的推板12。推板12具有给予轴承19预负荷的功能。

就推板12而言，径向的外周侧(箭头c方向)的面(以下，将其称为“外周面”)拧入于内壁部111的内周面111n并通过粘接剂等固定于内壁部111。例如，在推板12的径向的外周侧(箭头c方向)的面形成有螺纹槽(外螺纹槽)12s，螺纹槽12s拧入于在内壁部111的内周面111n形成的内螺纹槽111s。推板12在径向的外周侧的端部具有台阶部12a。台阶部12a从下侧(箭头b方向)支承轴承19a。

安装部112是供无人机的机身(外部设备)3安装的部分。安装部112设于内壁部111中的下侧(箭头b方向)端部。安装部112与内壁部111连续形成，与内壁部111一体形成。更具体而言，安装部112是内壁部111的下侧(箭头b方向)端部的外径向外周侧(箭头c方向)扩大的部分。如图5、图6所示，安装部112在俯视时形成为圆环状。安装部112沿着轴X形成有多个孔112h。孔112h是供安装机身3时的紧固件、布线和由螺旋桨2引起的风等穿过的孔。安装部112形成为与机身3对置的面被机身3包覆的程度的大小。安装部112形成为具有规定的高度。具体而言，安装部112形成为在轴X方向延伸。

外壁部113形成于保持架11的径向的外周侧(箭头c方向)。外壁部113在轴X方向延伸，整体上形成为圆筒形状或者大致圆筒形状。外壁部113与连接部114连续形成，与连接部114一体形成。外壁部113在外周侧(箭头c方向)的面(以下，将其称为“外周面”。)113g保持定子13。需要说明的是，可以是，连接部114与外壁部113和安装部112以分体的方式构成，并使用紧固构件等与外壁部113和安装部112形成为一体。

定子13嵌入于外壁部113的外周面113g并通过粘接剂等固定于外壁部113。需要说明的是，固定定子13的方案不限于嵌入和粘接剂，也可以将定子13压入于外壁部113的外周面113g来固定。即，外壁部113作为与定子13接触的接触部发挥功能。

外壁部113(外周面113g)的外径与后述的定子芯131的圆环部132中的内周面132n(图7)的内径几乎相同。但是，不限于此，外壁部113(外周面113g)的外径可以比圆环部132中的内周面132n的内径稍小或者稍大。

外壁部113具有保持定子芯131的功能，由外壁部113形成定子保持部。

外壁部113从内壁部111向外周侧(箭头c方向)隔开规定的间隔而设置。外壁部113与内壁部111同样，沿着轴X方向延伸。

外壁部113中的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面113b与安装部112中的轴X方向上侧(箭头a方向)的端面112a相比配置于轴X方向上侧(箭头a方向)。换而言之，安装部112的轴X方向一侧(箭头a方向)的端面112a与外壁部113的轴X方向另一侧(箭头b方向)的端面113b相比配置于轴X方向另一侧(箭头b方向)。因此，在安装部112的轴X方向上侧(箭头a方向)的端面112a与外壁部113的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面113b之间，沿着轴X方向形成有安装部112和外壁部113都不存在的空间。

外壁部113形成为外径和内径均大于内壁部111和安装部112。具体而言，外壁部113的内径形成为大于内壁部111和安装部112的外径，在俯视保持架11时，在内壁部111的外周面111g与外壁部113的内周面113n之间和安装部112的外周面112g与外壁部113的内周面113n之间形成有空间。

在将定子13安装于保持架11时，外壁部113中的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面113b与线圈139的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面139b相比配置于轴X方向上侧(箭头a方向)。换而言之，线圈139的轴X方向另一侧(箭头b方向)的端面139b与外壁部113中的轴X方向另一侧(箭头b方向)的端面113b相比配置于轴X方向另一侧(箭头b方向)。

连接部114形成为从安装部112的外周面112g中的轴X方向上侧(箭头a方向)端部附近朝向外壁部113的内周面113n中的轴X方向下侧(箭头b方向)端部附近延伸。换而言之，连接部114是连接安装部112和外壁部113的部分，与轴X方向相比向径向内侧倾斜地延伸。具体而言，连接部114与安装部112和外壁部113的延伸方向(轴X方向)交叉，以随着朝向轴X方向下侧(箭头b方向)而靠近内周侧(箭头d方向)的方式在倾斜方向延伸。因此，如图5所示，成为在安装部112的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面112b和外壁部113的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面113b在轴X方向形成高度差的状态。

连接部114一方的端部(下侧(箭头b方向)的端部)与安装部112连续形成，与安装部112一体形成。连接部114另一方的端部(上侧(箭头a方向)的端部)与外壁部113连续形成，与外壁部113一体形成。

沿着安装部112和外壁部113的周向隔开规定的间隔设有多个连接部114。因此，邻接的连接部114间为形成有开口S的状态。

在内壁部111与外壁部113之间，设有散热器(冷却部)18。散热器18设于在径向与定子13对置的位置。

散热器18形成为板状，具有对马达1内的热量进行散热的功能。散热器18设于在径向隔着外壁部113与定子13对置的位置。

就散热器18的沿着轴X方向的长度而言，外周侧的部分以比外壁部113短的方式形成，但内周侧的部分以比外壁部113长的方式形成。在此，散热器18的内周侧的部分是指在轴X方向与安装部112对置的部分。即，散热器18的一部分具有朝向轴X方向下侧(箭头b方向)突出的突出部18b，突出部18b与安装部112对置。

沿着内壁部111和外壁部113的周向隔开规定的间隔设有多个散热器18。因此，邻接的散热器18间为形成有空间的状态。需要说明的是，散热器18的形状可以设为外周侧的部分与内周侧的部分的长度相等的长方形状的形状，此外也可以设为外周侧的部分比内周侧的部分短的形状。只要设为与穿过马达1内部的风W接触的形状即可。

定子13固定于保持架11中的外壁部113的外周面113g。如图3、图4所示，定子13设于与转子15对置的位置。定子13具有定子芯131以及线圈139。如图7所示，定子芯131为作为磁性材料的硅钢板等的层叠体。

定子芯131具有圆环部132、齿部133以及前端部134。需要说明的是，包括齿部133和前端部134而称为磁极部。

圆环部132是形成为俯视圆形状的环状体。圆环部132形成为在径向具有规定的厚度。

圆环部132的内周面132n(定子13的在径向的内径侧的侧端面)是与保持架11的外壁部113的外周面113g接触的部分，圆环部132的外周面132g是形成有齿部133的部分。

齿部133形成于圆环部132的外周面132g。齿部133以从圆环部132的外周面132g朝向外周侧(箭头c方向侧)延伸的方式与圆环部132一体形成。即，齿部133以沿着圆环部132的径向延伸的方式形成。沿着圆环部132的外周面132g的周向隔开固定间隔形成有多个齿部133。

前端部134分别形成于各齿部133的前端。前端部134以从齿部133的前端分别向圆环部132的周向的顺时针方向(箭头e方向侧)和逆时针方向(箭头f方向侧)突出的方式与齿部133一体形成。前端部134以相邻的前端部134彼此相互不接触的方式隔开固定间隔而形成。相邻的前端部134的间隔与相邻的齿部133彼此的间隙(槽)相比较窄。

在定子芯131的圆环部132和齿部133装接有由绝缘构件形成的绝缘体138(参照图4)，隔着所述绝缘体138卷绕有线圈139。即，在定子芯131的圆环部132和齿部133与线圈139之间隔着绝缘体138而电绝缘。需要说明的是，也可以在定子芯131的表面涂敷或者形成具有绝缘性的树脂膜，并将树脂膜作为绝缘体来使用。

如图3、图4所示，转子15形成为环状。转子15具有磁轭151以及磁铁153。

磁轭151是具有沿着轴X延伸的圆筒形状的铁芯。磁轭151在包围磁铁153的状态下与磁铁153保持为一体。磁轭151与磁铁153形成磁路，磁轭151由铁等磁性材料形成。磁轭151以在轴X方向比磁铁153高的方式形成。

磁铁153是磁性材料的一体成型物。磁铁153与磁轭151同样具有沿着轴X延伸的圆筒形状。使用粘接剂将磁铁153固定于磁轭151的内周面151n。但是，不限于粘接剂，例如磁铁153也可以通过压入等与磁轭151的内周面151n接触来保持。

就磁铁153而言，与定子芯131的前端部134对置的内周面分为磁化为S极的区域和磁化为N极的区域，沿着周向交替地配置。磁铁153的轴X方向上的高度形成为以比磁轭151的轴X方向上的高度低。需要说明的是，磁铁153的轴X方向上的高度也可以形成为与磁轭151的轴X方向上的高度相等。

即，磁铁153只要在其外周面153g被磁轭151从外周侧(箭头c方向侧)包覆的状态下保持即可。需要说明的是，转子外壳17的外周部173(后述)被磁轭151的内周面151n和磁铁153的上侧(箭头a方向)的端面153a保持。

转子外壳17由铝合金等比较轻的金属形成，整体上具有圆盘形状。不过，不限于铝合金，转子外壳17也可以由树脂、塑料等其他的原材料形成。如图1、图3、图4所示，转子外壳17具有：内周部171、外周部173以及轮辐部175。

如图3、图4所示，内周部171形成于转子外壳17的内周侧(箭头c方向)。内周部171形成为圆盘状，在中心形成有以轴X为中心的孔171h。内周部171具有能从上侧(箭头a方向)包覆保持架11的内壁部111的外径。

内周部171具有以轴X为中心在上下方向(箭头ab方向)延伸的圆筒形状的旋转轴172。在旋转轴172的外周面172g保持有轴承19(19a、19b)的内圈。即，旋转轴172在马达1中与转子15一起旋转。需要说明的是，旋转轴172也可以是在内周侧没有空间的圆柱形状。在旋转轴172通过螺栓2b安装有螺旋桨2。即，螺旋桨2在马达1中与旋转轴172一起旋转。

外周部173在转子外壳17的外周侧(箭头c方向)的端部形成为环状。

外周部173是通过径向的外周侧(箭头c方向)的端部将固定于磁轭151的内周面151n的磁铁153从上侧(箭头a方向)包覆的部分。外周部173通过压入于磁轭151的内周面151n而与磁轭151安装为一体，外周部173的外侧面173m与磁轭151的内周面151n接触。需要说明的是，外周部173也可以通过粘接于磁轭151的内周面151n等来与磁轭151安装为一体。

形成有多个(例如，六根)轮辐部175，其连接内周部171和外周部173。轮辐部175的一方的端部与内周部171的外周侧(箭头c方向)的缘部连接，另一方的端部与外周部173的内周侧(箭头d方向)的缘部连接。

内周部171、外周部173以及轮辐部175一体形成。

在以上的构成中，以定子芯131的圆环部132的内周面132n沿着保持架11的外壁部113的外周面113g的方式将保持架11插入至定子芯131。

此时，预先将粘接剂涂敷于保持架11的外壁部113的外周面113g。在将保持架11插入至定子芯131时，使保持架11的外壁部113的外周面113g和定子芯131的圆环部132的内周面132n紧贴，使粘接剂干燥，由此将定子芯131固定于保持架11。

此外，将推板12、轴承19、转子外壳17安装于保持架11的内壁部111。

由此，能组装马达1。

根据以上的构成，通过马达1的驱动，安装于转子15的螺旋桨2也与旋转轴172一起绕轴X旋转。由于螺旋桨2的旋转而产生的风W(参照图6)朝向马达1的下侧(箭头b方向)流动。此时，风W试图穿过安装部112与外壁部113之间的开口S向马达1的下侧(箭头b方向)穿过。在此，安装部112的轴X方向上侧(箭头a方向)的端面112a与外壁部113的轴X方向下侧(箭头b方向)的端面113b相比配置于轴X方向下侧(箭头b方向)，因此如图6的箭头所示，马达1内的风W的流动试图在与安装部112碰撞前从开口S向外吹出。即，风W比起到达安装部112的轴X方向上侧(箭头a方向)的端面112a先到达开口S，因此风W以避免与机身3的碰撞的方式从马达1的上侧向下侧容易地穿过，能确保足够的流速、流量。由此，能抑制在马达1内的风W的滞留，因此能提高马达1的冷却效率，能抑制马达1的发热。此外，能提高马达1的效率。此外，除了能降低线圈139的烧损风险以外，能提高散热器18的冷却性能。

此外，连接部114与轴X方向相比向径向内侧倾斜地配置，因此如图5所示，能在安装部112和外壁部113在轴X方向形成高度差，能将该高度差作为开口S来使用。此外，外壁部113形成于比安装部112靠外侧，因此能在安装部112的外周面112g与外壁部113的内周面113n之间形成空间，即使在机身3包覆安装部112的整个区域的情况下，也能确保风W的通道。因此，在风W对马达1的冷却中，也不易受机身3的大小的影响。

此外，连接部114沿着安装部112和外壁部113的周向隔开间隔配置，因此能形成多个风W的通道。

此外，线圈139的轴X方向另一侧(箭头b方向)的端面139b与外壁部113中的轴X方向另一侧(箭头b方向)的端面113b相比配置于轴X方向另一侧(箭头b方向)，因此穿过开口S的风W也易于吹到线圈139，能提高线圈139的冷却效率。

此外，散热器18在径向与定子13对置，在轴X方向与保持架11的安装部112对置，因此散热器18配置于风W的通道，通过风W能将散热器18的热量高效率地排放至外部。

此外，散热器18隔着外壁部113与定子13对置，因此能容易地吸收定子13的热量。

此外，散热器18具有向轴X方向突出的突出部18b，突出部18b在轴X方向与保持架11的安装部112对置，因此能尽可能地使散热器18大型化，能提高马达1的冷却效率。

<其他的方式>

以上列举优选的实施方式来对马达进行了说明，但马达不限于上述实施方式的构成。

例如，上述的马达1构成为外转子型的无刷马达，但也能应用于除无刷马达以外的马达、内置转子型的马达。此外，也可以将安装部112中的外周面112g设为随着朝向轴X方向上侧(箭头a方向)而朝向径向内侧(箭头d方向)倾斜的倾斜面。由此，能增大安装部112与外壁部113之间的开口S，能提高马达1的冷却效率，因此能抑制马达1的发热。

此外，也可以将外壁部113中的内周面113n设为随着朝向轴X方向下侧(箭头b方向)而朝向径向外侧(箭头c方向)倾斜的倾斜面。由此，能增大安装部112与外壁部113之间的开口S，能提高马达1的冷却效率，因此能抑制马达1的发热。此外，构成保持架11的内壁部111、安装部112、外壁部113、连接部114可以一体形成，也可以一部分单独地形成。此外，也可以设为使用不具有轮辐部175的圆盘形状的转子外壳。

另外，本领域技术人员可以按照以往公知的认知来适当改变本发明的马达。只要即使通过该改变还是具备本发明的构成，就当然包含于本发明的范围内。

附图标记说明

1：马达；

2：螺旋桨；

3：机身；

11：保持架；

12：推板；

13：定子；

15：转子；

17：转子外壳；

18：散热器；

19(19a、19b)：轴承；

111：内壁部；

112：安装部；

113：外壁部；

114：连接部；

131：定子芯；

132：圆环部；

133：齿部；

134：前端部；

138：绝缘体；

139：线圈；

151：磁轭；

153：磁铁；

171：内周部；

173：外周部；

175：轮辐部。

Claims (6)

1.一种马达，具备：

转子；

定子，与所述转子对置；

轴承，旋转自如地支承所述转子；

叶片，安装于所述转子的轴向一侧；以及

保持部，保持所述轴承，

所述保持部具有：安装部，供外部设备安装；以及接触部，与所述定子接触，

所述安装部的轴向一侧的端面与所述接触部的轴向另一侧的端面相比配置于轴向另一侧。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述保持部具有连接所述安装部和所述接触部的连接部，

所述连接部与轴向相比向径向内侧倾斜地配置。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其中，

所述定子具有线圈，

所述线圈的轴向另一侧的端面与所述接触部的轴向另一侧的端面相比配置于轴向另一侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达，其中，

所述马达具有在径向与所述定子对置的冷却部，所述冷却部在轴向与所述保持部对置。

5.根据权利要求4所述的马达，其中，

所述冷却部在径向与所述定子隔着所述保持部对置。

6.根据权利要求4或5所述的马达，其中，

所述冷却部具有向轴向突出的突出部，所述突出部在轴向与所述安装部对置。

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