CN117882276A - 电动机 - Google Patents

Abstract

电动机(1)具有：定子(3)，其具有定子铁芯(31)、设置于定子铁芯(31)的第1绝缘物(32)、以及卷绕于第1绝缘物(32)的绕组(33)；转子(2)，其具有转子铁芯(22)；以及第2绝缘物(4)，其覆盖定子(3)。在轴向上，定子铁芯(31)比转子铁芯(22)短。定子(3)具有磁性体(34)。磁性体(34)由第1绝缘物(32)固定，并且与转子铁芯(22)对置。第2绝缘物(4)的密度比第1绝缘物(32)的密度大。

Description

电动机

技术领域

本公开涉及电动机。

背景技术

通常，提出了在电动机的轴向上定子铁芯的长度比转子铁芯的长度长的电动机(例如，专利文献1)。在定子铁芯的长度比转子铁芯的长度长的电动机中，具有来自转子的磁通容易流入定子铁芯的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/203592号

发明内容

发明要解决的课题

然而，当在电动机的轴向上定子铁芯的长度比转子铁芯的长度长的情况下，存在马达的体积增加、定子铁芯和绕组的成本增加的问题。另一方面，当在电动机的轴向上定子铁芯的长度比转子铁芯的长度短的情况下，存在从转子流入定子铁芯的磁通减少、电动机的效率降低的问题。

本公开的目的在于，通过将磁性体以与转子铁芯对置的方式设置于定子，从而防止电动机的效率降低，并减小固定该磁性体的绝缘物中的透过音。

用于解决课题的手段

本公开的电动机具备：

定子，其具有定子铁芯、设置于所述定子铁芯的第1绝缘物、以及卷绕于所述第1绝缘物的绕组，所述定子铁芯具有磁轭和齿；

转子，其具有转子铁芯，并配置在所述定子的内侧；以及

第2绝缘物，其覆盖所述定子，

在轴向上，所述定子铁芯比所述转子铁芯短，

所述定子具有磁性体，该磁性体由所述第1绝缘物固定，并且与所述转子铁芯对置，

所述第2绝缘物的密度比所述第1绝缘物的密度大。

发明效果

根据本公开，通过将磁性体以与转子铁芯对置的方式设置于定子，从而能够防止电动机的效率降低，并能够减小固定该磁性体的绝缘物中的透过音。

附图说明

图1是概略地示出实施方式1的电动机的剖视图。

图2是概略地示出转子的剖视图。

图3是示出转子的另一例的剖视图。

图4是概略地示出图1所示的磁性体的周围的结构的放大图。

图5是概略地示出磁性体的周围的另一结构的放大图。

图6是概略地示出磁性体的周围的又一结构的放大图。

图7是概略地示出磁性体的周围的又一结构的放大图。

图8是示出磁性体的另一例的剖视图。

图9是示出磁性体的又一例的剖视图。

图10是示出磁性体的又一例的剖视图。

图11是示出磁性体的又一例的剖视图。

图12是示出图1所示的电动机的剖视图。

图13是概略地示出定子的内周面和第2绝缘物的内周面的图。

图14是概略地示出定子的内周面和第2绝缘物的内周面的另一例的图。

图15是概略地示出定子的内周面和第2绝缘物的内周面的又一例的图。

图16是示出定子的另一例的剖视图。

具体实施方式

实施方式

以下，对实施方式的电动机1进行说明。

在各图所示的xyz直角坐标系中，z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴线A1平行的方向，x轴方向(x轴)表示与z轴方向垂直的方向，y轴方向(y轴)表示与z轴方向和x轴方向这两个方向垂直的方向。轴线A1是转子2的旋转中心、即转子2的旋转轴。与轴线A1平行的方向也称为“转子2的轴向”、或简称为“轴向”。径向是转子2、定子3或定子铁芯31的半径方向，且是与轴线A1垂直的方向。xy平面是与轴向垂直的平面。箭头D1表示以轴线A1为中心的周向。转子2、定子3或定子铁芯31的周向也简称为“周向”。

图1是概略地示出实施方式1的电动机1的剖视图。

电动机1具有转子2、定子3、以及覆盖定子3的第2绝缘物4。电动机1例如是永磁铁同步电动机。

如图1所示，电动机1也可以还具有至少一个壁部51、电路基板52、至少一个端子53以及托架54。

〈转子2〉

图2是概略地示出转子2的剖视图。

转子2以能够旋转的方式配置于定子3的内侧。在转子2与定子3之间存在气隙。转子2具有轴21、转子铁芯22、以及将轴21支承为能够旋转的第1和第2轴承23、24。转子2也可以具有用于形成转子2的磁极的永磁铁。转子2能够以旋转轴(即，轴线A1)为中心旋转。

轴21被固定于转子铁芯22。轴21被第1轴承23和第2轴承24支承为能够旋转。

第1轴承23在轴向上位于转子铁芯22的外侧。具体而言，第1轴承23相对于转子铁芯22位于电动机1的负载侧。在图1所示的例子中，第1轴承23被固定于托架54。第1轴承23将轴21的负载侧支承为能够旋转。

第2轴承24在轴向上位于转子铁芯22的外侧。具体而言，第2轴承24相对于转子铁芯22位于电动机1的负载相反侧。在图1所示的例子中，第2轴承24被固定于第2绝缘物4。第2轴承24将轴21的负载相反侧支承为能够旋转。

第1轴承23和第2轴承24例如是滚动轴承。在第1轴承23和第2轴承24为滚动轴承的情况下，与滑动轴承相比，能够防止由于转子2与定子3之间的磁性吸引力引起的转子2的振动。

轴21的一部分在轴向上从第1轴承23向外侧突出。在本实施方式中，轴21的负载侧在轴向上从第1轴承23向外侧突出。轴21的从第1轴承23向外侧突出的一部分也称为动力传递部。例如，在轴21的动力传递部设置有用于生成气流的叶片。

在设两个轴承23、24间的轴向上的长度为L1，转子铁芯22的轴向上的长度为L2时，L1与L2的关系为L1≥L2。

在图2所示的例子中，L1与L2的关系为L1＞L2。即，两个轴承23、24间的轴向上的长度L1比转子铁芯22的轴向上的长度L2长。

图3是示出转子2的另一例的剖视图。图3所示的转子2能够应用于图1所示的电动机1。

在图3所示的例子中，L1与L2的关系为L1＝L2。即，两个轴承23、24间的轴向上的长度L1等于转子铁芯22的轴向上的长度L2。

〈定子3〉

如图1所示，定子3具有定子铁芯31、设置于定子铁芯31的至少一个第1绝缘物32、卷绕于第1绝缘物32的至少一个绕组33、以及至少一个磁性体34。

定子铁芯31具有在周向上延伸的磁轭31A、以及多个齿31B。在图1中，用虚线示出磁轭31A与各齿31B之间的边界。各齿31B从磁轭31A沿径向延伸。定子铁芯31是圆筒形的铁芯。例如，定子铁芯31由在轴向上层叠的多个电磁钢板形成。在该情况下，多个电磁钢板分别通过冲裁处理而形成为预定的形状。这些电磁钢板通过铆接、焊接或粘接等而彼此固定。在轴向上，定子铁芯31比转子铁芯22短。

各第1绝缘物32使定子铁芯31和磁性体34绝缘。各第1绝缘物32例如是绝缘性树脂。各第1绝缘物32例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚苯硫醚(PPS)制成。

各第1绝缘物32例如被分为与磁性体34相邻的第1部分、以及绕组33与定子铁芯31之间的第2部分。在该情况下，各第1绝缘物32的第1部分固定磁性体34，在各第1绝缘物32的第2部分卷绕绕组33。

在图1所示的例子中，各第1绝缘物32中的第1部分和第2部分作为一个结构要素而形成为一体。但是，在各第1绝缘物32中，第1部分和第2部分也可以彼此分离。

各磁性体34以与转子铁芯22对置的方式设置在齿31B的轴向上的一端侧。各磁性体34以与转子铁芯22对置的方式在轴向上延伸。在图1所示的例子中，在轴向上，在定子铁芯31的两侧设置有磁性体34。

在图1所示的例子中，各磁性体34与定子铁芯31(具体而言，齿31B)接触，但各磁性体34并不一定需要与定子铁芯31(具体而言，齿31B)接触。即，各磁性体34也可以在轴向上与定子铁芯31(具体而言，齿31B)分离。

绕组33被第2绝缘物4覆盖。各绕组33例如由铝线制成。

第2绝缘物4覆盖定子3，使定子3绝缘。第2绝缘物4例如是绝缘性树脂。第2绝缘物4例如由不饱和聚酯制成。

第2绝缘物4的密度比第1绝缘物32的密度大。

各磁性体34由第1绝缘物32固定。在图1所示的例子中，在转子2的径向上，各磁性体34由第1绝缘物32固定。各磁性体34例如由金属制成。

在轴向上，各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4中的至少任一方固定。

图4是概略地示出图1所示的磁性体34的周围的结构的放大图。

在图4所示的例子中，在轴向上，各磁性体34被第1绝缘物32覆盖。在图4所示的例子中，在轴向上，各磁性体34由第1绝缘物32固定。即，在图1所示的例子中，各磁性体34在径向和轴向这两个方向上由第1绝缘物32固定。在轴向上，第1绝缘物32由第2绝缘物4固定。

图5是概略地示出磁性体34的周围的另一结构的放大图。图5所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

在图5所示的例子中，在轴向上，各磁性体34未被第1绝缘物32覆盖，在轴向上，各磁性体34被第2绝缘物4覆盖。因此，在图5所示的例子中，在轴向上，各磁性体34由第2绝缘物4固定。

图6是概略地示出磁性体34的周围的又一结构的放大图。图6所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

在图6所示的例子中，在轴向上，各磁性体34被第1绝缘物32覆盖，在轴向上，各磁性体34未被第2绝缘物4覆盖。因此，在图6所示的例子中，在轴向上，各磁性体34由第1绝缘物32固定。

图7是概略地示出磁性体34的周围的又一结构的放大图。图7所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

在图7所示的例子中，在轴向上，各磁性体34的一部分被第1绝缘物32覆盖，在轴向上，各磁性体34的另一部分被第2绝缘物4覆盖。因此，在图7所示的例子中，在轴向上，各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4双方固定。

图8是示出磁性体34的另一例的剖视图。图8所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

至少一个磁性体34也可以具有弯曲部34A。在图8所示的例子中，弯曲部34A朝向第1绝缘物32突出。在图8所示的例子中，弯曲部34A与定子铁芯31(具体而言，齿31B)相邻。弯曲部34A与第1绝缘物32卡合。根据该结构，能够容易地对磁性体34进行定位。

图9是示出磁性体34的又一例的剖视图。图9所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

图9所示的例子与图8所示的例子的不同点在于，弯曲部34A与定子铁芯31(具体而言，齿31B)是分离的。根据该结构，能够容易地对磁性体34进行定位，能够降低磁性体34的轴向上的振动。

图10是示出磁性体34的又一例的剖视图。图10所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

图10所示的例子与图8所示的例子的不同点在于，至少一个磁性体34具有多个弯曲部34A。多个弯曲部34A在轴向上彼此分离。各弯曲部34A朝向第1绝缘物32突出，并与第1绝缘物32卡合。根据该结构，能够容易地对磁性体34进行定位，能够降低磁性体34的轴向上的振动。

图11是示出磁性体34的又一例的剖视图。图11所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

图11所示的例子与图8所示的例子的不同点在于，弯曲部34A是磁性体34的轴向上的端部，并朝向第1绝缘物32弯曲。根据该结构，能够容易地对磁性体34进行定位，能够降低磁性体34的轴向上的振动。

图12是示出图1所示的电动机1的剖视图。

如图12所示，第1绝缘物32的最大厚度T1是第1绝缘物32的处于第2绝缘物4与磁性体34之间的部分的径向上的最大厚度。第2绝缘物4的最大厚度T2是第2绝缘物4中的面对第1绝缘物32的部分的径向上的最大厚度。在该情况下，最大厚度T2比最大厚度T1厚。即，在径向上，面对第1绝缘物32的第2绝缘物4的最大厚度T2比第1绝缘物32的处于第2绝缘物4与磁性体34之间的部分的最大厚度T1厚。

如图12所示，第1绝缘物32的最大厚度W1是第1绝缘物32的处于绕组33与定子铁芯31之间的部分的轴向上的最大厚度。第2绝缘物4的最大厚度W2是第2绝缘物4中的面对绕组33的部分的轴向上的最大厚度。在该情况下，最大厚度W2比最大厚度W1厚。即，在轴向上，面对绕组33的第2绝缘物4的最大厚度W2比第1绝缘物32的处于绕组33与定子铁芯31之间的部分的最大厚度W1厚。

如图12所示，第2绝缘物4的最大厚度T3是第2绝缘物4中的面对定子铁芯31的部分的径向上的最大厚度。在该情况下，第2绝缘物4的最大厚度T2比第2绝缘物4的最大厚度T3厚。即，在径向上，第2绝缘物4中的面对第1绝缘物32的部分的最大厚度T2比第2绝缘物4中的面对定子铁芯31的部分的最大厚度T3厚。

在转子2的周向上，各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4中的至少任一方固定。

图13是概略地示出定子3的内周面和第2绝缘物4的内周面的图。

在图13所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34被第1绝缘物32覆盖。因此，在图13所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34由第1绝缘物32固定。

图14是概略地示出定子3的内周面和第2绝缘物4的内周面的另一例的图。图14所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

在图14所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34的一部分被第1绝缘物32覆盖，在转子2的周向上，各磁性体34的另一部分被第2绝缘物4覆盖。因此，在图14所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4双方固定。

图15是概略地示出定子3的内周面和第2绝缘物4的内周面的又一例的图。图15所示的例子能够应用于图1所示的电动机1。

在图15所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34未被第1绝缘物32覆盖，在转子2的周向上，各磁性体34被第2绝缘物4覆盖。因此，在图15所示的例子中，在转子2的周向上，各磁性体34由第2绝缘物4固定。

<壁部51>

各壁部51(也称为第3绝缘物)设置于定子铁芯31的径向上的端部。各壁部51使绕组33绝缘。各壁部51例如是绝缘性树脂。

<端子53>

各端子53被固定于壁部51。端子53将绕组33与电路基板52电连接。

<电路基板52>

电路基板52具有用于控制转子2的旋转的控制元件。定子3、壁部51、电路基板52以及端子53被第2绝缘物4覆盖。

<托架54>

托架54被固定于第2绝缘物4的轴向上的端部。其结果是，第2绝缘物4的内部被密闭。

变形例.

图16是示出定子3的另一例的剖视图。

在变形例中，至少一个磁性体34相对于定子铁芯31设置于负载侧，相对于定子铁芯31未设置于负载相反侧。

〈本实施方式的优点〉

根据本实施方式，定子铁芯31在轴向上比转子铁芯22短，作为与定子铁芯31不同的结构要素的至少一个磁性体34与转子铁芯22对置。各磁性体34以与转子铁芯22对置的方式在轴向上延伸。根据该结构，来自转子铁芯22的轴向上的两侧的磁通通过各磁性体34高效地流入定子铁芯31。因此，与定子铁芯的轴向上的长度和转子铁芯的轴向上的长度相同的电动机相比，能够降低电动机1的成本，能够防止电动机1的磁力降低。其结果是，能够防止电动机1的效率降低。

此外，在本实施方式中，磁性体34由第1绝缘物32固定。因此，即使在来自转子2和绕组33的磁通流入磁性体34的情况下，也能够降低磁性体34的振动。

此外，在本实施方式中，定子3被第2绝缘物4覆盖，第2绝缘物4的密度比第1绝缘物32的密度大。根据该结构，能够减小转子2旋转时的第1绝缘物32中的透过音。

其结果是，根据本实施方式，能够防止电动机1的效率降低，并能够减小固定磁性体34的第1绝缘物32中的透过音。

当在转子2的径向上各磁性体34由第1绝缘物32固定的情况下，即使来自转子2和绕组33的磁通流入磁性体34，也能够有效地降低磁性体34的径向上的振动。

当在径向上面对第1绝缘物32的第2绝缘物4的最大厚度T2比第1绝缘物32的处于第2绝缘物4与磁性体34之间的部分的最大厚度T1厚的情况下，能够进一步减小第1绝缘物32中的透过音。

当在径向上第2绝缘物4的最大厚度T2比第2绝缘物4的最大厚度T3厚的情况下，能够减小比定子铁芯31相对容易振动的磁性体34中的透过音。

当在轴向上面对绕组33的第2绝缘物4的最大厚度W2比第1绝缘物32的处于绕组33与定子铁芯31之间的部分的最大厚度W1厚的情况下，能够进一步减小第1绝缘物32中的透过音。

当在转子2的周向上各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4中的至少任一方固定的情况下，即使来自转子2和绕组33的磁通流入磁性体34，也能够有效地降低磁性体34的周向上的振动。

当在轴向上各磁性体34由第1绝缘物32和第2绝缘物4中的至少任一方固定的情况下，即使来自转子2和绕组33的磁通流入磁性体34，也能够有效地降低磁性体34的轴向上的振动。

在绕组33被第2绝缘物4覆盖的情况下，能够降低由于流过绕组33的电流引起的绕组33的振动。

在两个轴承23、24间的轴向上的长度L1与转子铁芯22的轴向上的长度L2的关系满足L1≥L2的情况下，即使轴21的一部分在轴向上从第1轴承23向外侧突出，与L1＜L2的情况相比，也能够减少由于力的力矩而施加于第1轴承23的力。因此，能够减缓第1轴承23的磨损的发展，并且能够防止从第1轴承23突出的部分挠曲。其结果是，能够降低电动机1中的噪声。

在两个轴承23、24间的轴向上的长度L1与转子铁芯22的轴向上的长度L2的关系满足L1＞L2的情况下，能够有效地防止从第1轴承23突出的部分挠曲，能够有效地降低电动机1中的噪声。

在各绕组33由铝线制成的情况下，与铜线相比，能够降低各绕组33的导电率。因此，与由铜线制成的绕组相比，能够缩短由铝线制成的绕组33，从而能够降低电动机1的成本。

通常，铝线的拉伸强度比铜线的拉伸强度低。因此，在各绕组33由铝线制成的情况下，向第1绝缘物32的固定比由铜线制成的绕组弱。然而，即使在各绕组33由铝线制成的情况下，当绕组33被第2绝缘物4覆盖时，也能够降低转子2旋转时的各绕组33的振动。

也可以用铝合金线代替铝线来制作各绕组33。铝合金线的拉伸强度比铝线的拉伸强度高。因此，在各绕组33由铝合金线制成的情况下，与由铝线制成的绕组相比，能够降低转子2旋转时的各绕组33的振动。

在变形例中，至少一个磁性体34相对于定子铁芯31设置于负载侧，相对于定子铁芯31未设置于负载相反侧。在该情况下，能够降低电动机1的成本，能够容易地进行电动机1的制造。

以上进行了说明的各实施方式中的特征以及变形例中的特征能够彼此进行组合。

标号说明

1：电动机；2：转子；3：定子；4：第2绝缘物；21：轴；22：转子铁芯；31：定子铁芯；31A：磁轭；31B：齿；32：第1绝缘物；33：绕组；34：磁性体。

Claims (10)

1.一种电动机，其中，所述电动机具备：

定子，其具有定子铁芯、设置于所述定子铁芯的第1绝缘物、以及卷绕于所述第1绝缘物的绕组，所述定子铁芯具有磁轭和齿；

转子，其具有转子铁芯，并配置在所述定子的内侧；以及

第2绝缘物，其覆盖所述定子，

在轴向上，所述定子铁芯比所述转子铁芯短，

所述定子具有磁性体，该磁性体由所述第1绝缘物固定，并且与所述转子铁芯对置，

所述第2绝缘物的密度比所述第1绝缘物的密度大。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，

在所述转子的径向上，所述磁性体由所述第1绝缘物固定。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其中，

在所述转子的径向上，面对所述第1绝缘物的所述第2绝缘物的最大厚度比所述第1绝缘物的处于所述第2绝缘物与所述磁性体之间的部分的最大厚度厚。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动机，其中，

在所述转子的径向上，所述第2绝缘物中的面对所述第1绝缘物的部分的最大厚度比所述第2绝缘物中的面对所述定子铁芯的部分的最大厚度厚。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动机，其中，

在所述轴向上，面对所述绕组的所述第2绝缘物的最大厚度比所述第1绝缘物的处于所述绕组与所述定子铁芯之间的部分的最大厚度厚。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动机，其中，

在所述转子的周向上，所述磁性体由所述第1绝缘物和所述第2绝缘物中的至少任一方固定。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电动机，其中，

在所述轴向上，所述磁性体由所述第1绝缘物和所述第2绝缘物中的至少任一方固定。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电动机，其中，

所述绕组被所述第2绝缘物覆盖。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电动机，其中，

所述转子具有：轴，其被固定于所述转子铁芯；以及滚动轴承，其将所述轴支承为能够旋转，

所述滚动轴承在所述轴向上位于所述转子铁芯的外侧，

所述轴的一部分在所述轴向上从所述滚动轴承向外侧突出。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的电动机，其中，

所述绕组由铝线制成。