CN1189994C

CN1189994C - 电动机

Info

Publication number: CN1189994C
Application number: CNB021439931A
Authority: CN
Inventors: 高桥昌志; 大槻登
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3723480B2; CN1411124A; US20030062796A1; JP2003111344A; US6713915B2

Abstract

本发明提供一种缩短电动机整体长度、小型化的电动机。在与位于相对封闭壳体(1)(第1壳体(10))的一端部的底面部(12)的径向内侧的励磁绕组(6)对向的部分，形成使上述底面部(12)向轴向内侧凹陷的凹陷部(13)，在该凹陷部(13)的径向内侧设置轴承保持部(14)，由保持在该轴承保持部(14)的轴承(41)支承转轴(2)。轴承(41)的至少一部分位于相对上述底面部(12)的轴向内侧位置。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种产业设备和家用电器等用的电动机。

背景技术

一般，如图6和图7所示，以往的电动机M大致由设置在电动机壳体100内的定子S，在定子S内侧、受到可回转自如的支承的转子R构成，其中定子S包括：具有以等角度间隔向中心作放射状延伸的多根凸极的定子铁心5、以大致一样宽度卷绕于上述各凸极上的励磁绕组6，在定子铁心5中央形成轴孔，以使构成上述转子R的转轴2贯通插入其中、并与固定在上述转子R的转轴2外周部分的驱动磁铁3对向而置。

上述转轴2由设置在上述电动机壳体100两端侧的一对轴承41、42作回转自如的支承，该转轴2的一端侧从电动机壳体100向外方侧突出，形成输出轴部2a。

这时，上述电动机壳体100呈杯状，由收纳上述定子S及转子R一部分的第一壳体110，以及保持一方轴承42、覆盖上述第1壳体110开口部的第2壳体120构成。在形成于上述第1壳体110上的轴承保持部114是膨胀成形的，相对底面部112向轴向外侧突出，其内部侧保持第1轴承41。在第2壳体120形成的轴承保持部124也同样，是膨胀成形的，相对底面部122向轴向外侧突出，其内部侧保持第2轴承42。

可是，尤其近年来，随着产业设备、家用电器等的进展，要求电动机本身小型化，在上述以往的电动机M的埸合，轴承保持部114是从电动机壳体100底面部112突出，这种结构使电动机整体长度变长，成为阻碍电动机小型化的因素。

历来，作为缩短电动机整体长度的方法，有人提出将激励线圈6绕制在定子铁心5的凸极上之后，对励磁绕组6的端面作紧压整形，或减少励磁绕组6的匝数等，降低励磁绕组6轴向高度等的方案。

可是，如上述以往的方案对励磁绕组6端面作紧压整形，则有这样的问题：不仅绕制后还必须再作业，且有产生励磁绕组6断线的危险，另外，也有励磁绕组匝数减少，电动机性能不能达到要求的问题。

鉴于上述实情，本发明的目的是，提供缩短电动机整体长度、能实现电动机小型化的电动机。

发明内容

为达到上述目的，本发明的电动机具有：封闭壳体一端侧开口部的底面部；与位于相对该底面部的径向内侧的励磁绕组对向(设置)的部分凹于轴向内侧的凹陷部；形成于相对该凹陷部的径向内侧的上述轴承保持部；使上述轴承保持成至少一部分位于相对上述底面部的轴向内侧。

即，根据本发明，籍由在与位于相对壳体底面部的径向内侧的励磁绕组对向的部分形成的凹陷部的径向中心侧部分配置轴承保持部，能抑制轴承保持部从壳体底面部的突出量，从而，能够缩短电动机整体长度。

在本发明中，上述励磁绕组越向径向外侧，其线圈的匝数越多，因此具有轴向端面倾斜到内侧的倾斜面，上述壳体的凹陷部最好设置成沿上述倾斜面凹向轴向内侧的倾斜面部。这是因为，如将定子铁心构成有位于外周侧的基部、在内周侧与上述驱动磁铁对向的伞形部、连接上述基部与伞形部的肋部分的话，则上述基部周向宽将大于上述伞形部宽度。因此，利用这一点，就能够合理实施上述励磁绕组绕制方法，使越向外侧匝数越多。

根据上述结构，则能将必需量匝数的励磁绕组绕制在定子铁心上，周向不产生无用空间。并且，由于励磁绕组的轴向端面成为倾斜面，因此，能沿着该倾斜面将壳体凹陷部凹到内侧，因而，可以有效利用轴向的空间，减少轴承保持部的突出量。其结果是，在维持必要的线圈匝数的状态下缩短电动机整体长度。

又，在本发明中，上述定子铁心是将按每个凸极作周向分割的多个分裂铁心配置成环状构成的，上述励磁绕组能绕制在上述各个分裂铁心上。若这样，对各凸极绕组的绕制作业能容易化，并可能构成电动机整体长度的体积效率高，励磁绕组占空系数高的电动机。

在本发明中，在上述壳体隔着上述定子铁心的轴向两侧分别具有上述底面部、上述凹陷部及上述轴承保持部。保持在上述轴承保持部的各轴承，至少一部分位于相对上述底面部的轴向内侧。

根据这样的结构，保持在壳体轴向两端侧的各轴承的至少一部分位于相对壳体底面部的轴向内侧，因而，可能更加缩短电动机整体长度。

再有，本发明的另一种电动机系这样一种电动机：具有转子铁心的电动机壳体具有封闭该壳体一端侧开口的底面部、与位于相对该底面部径向内侧的上述励磁绕组对向(设置)的部分凹至轴向内侧的凹陷部、形成于相对该凹陷部的径向内侧的上述轴承保持部，其特征是，上述凹陷部保持成至少一部分位于相对上述励磁绕组的轴向内侧位置。

根据本发明，与上述发明同样，由于在与位于相对上述壳体底面部的径向内侧的励磁绕组对向而置的对向部分形成凹陷部，在其径向内侧设置轴承保持部，能够将轴承保持部相对壳体底面部的突出量抑制小，因此，使得缩短电动机整体长度变得可能。

附图的简单说明

图1是本发明实施方式1的电动机纵剖视图。

图2是图1所示电动机横剖视图。

图3是图1所示电动机的分裂铁心单体平面图。

图4是本发明实施方式2的电动机纵剖视图。

图5是本发明实施方式3的电动机纵剖视图。

图6是以往的电动机纵剖视图。

图7是图6所示以往的电动机横剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1-图5说明本发明的电动机实施方式。另外，对功能与图6、图7所示的以往的电动机共同的构造，附注同样符号进行说明。

图1所示为本发明第1实施方式的电动机M1的纵剖视图。该电动机M1是内转子型电动机，其大致由定子组件S和配置在其内侧的转动自由的转子组件R构成。

在图1中，转子组件R具有有多段部的转轴2，和安装在该转轴2最大直径部分的外周面的驱动磁铁3。转轴2的图示右侧一端装着保持在后述的壳体1的轴承保持部14的第1球轴承41的内圈，上述转轴2由第1和第2球轴承41、42支承，转动自由。上述转轴2另一端侧自壳体1突出到轴向外方，形成输出轴部2a。

上述定子组件S如图2所示，具有：由沿壳体1内周壁面周向配置的基部53、以周向等角度间隔从上述基部53向中心作放射状延伸的多条(本实施方式中为6条)凸极51、和形成于各凸极51内侧顶端的伞形部52是形成的定子铁心5。在上述各凸极51上分别绕制有励磁绕组6。在上述定子铁心5的中心部分形成容许转子组件R插入的轴孔，上述各伞形部52的内周面通过规定间隙与上述驱动磁铁3的外周面对向而置。

此处，在该第1实施方式中的定子铁心5是由将按每个凸极分割的分裂铁心50设置成环状构成。即，上述各分裂铁心50也如图3所示，是由将具有上述凸极51、在凸极内端和外端形成的伞形部52和基部53的芯板作轴向多枚层迭形成的。除了与上述驱动磁铁3对面的集磁面外的几乎整个面被收纳、覆盖在绝缘体54内，对上述凸极51的肋部部分通过上述绝缘体54绕制励磁绕组6。

此处，与上述伞形部52在定子铁心5内侧形成相反，基部53形成于定子铁心的外侧，由此，使得基部53的周向宽必然比伞形部52周向宽度长。为此，在第1实施方式中，排列绕制励磁绕组6，以使其越向径向外侧匝数越多，只要不与卷绕于邻接的分裂铁心50上的励磁绕组6发生干扰，即可有效利用空间，使励磁绕组6匝数增多。这样，将励磁绕组6绕制成越向径向外侧匝数越多，则如图1所示，励磁绕组6轴向两端面各自向内侧倾斜形成倾斜面6a。

另一方面，如上述那样，壳体1是收纳绕制着上述励磁绕组6的定子组件S、支承转轴2的一对球轴承41、42及除了输出轴2a外的转子组件构件，但本实施方式的壳体1由第1壳体10和第2壳体20构成。

更具体的是，上述第1壳体10呈杯形状，具有围绕定子铁心5的圆筒部11，并设置底面部12，以封闭其圆筒部11的轴向一端侧(图1左端侧)，在该底面部12的径向内侧部分，也就是与上述励磁绕组6轴向对向的部分设置凹陷部13，凹陷部13具有朝向凹向轴向内侧方向倾斜的倾斜面部13a。在该凹陷部13径向中心侧部分连设有轴承保持部14，该轴承保持部14内装着上述第1球轴承41，从而，凹陷部13由向凹到轴向内侧方向倾斜的倾斜面部13a，及构成轴承保持部14的后述的圆筒保持部14a构成。本实施方式的上述第1和第2壳体10、20分别由对金属板作压力加工形成。

这样，上述励磁绕组6绕制成越向径向外侧匝数越多的结果是，励磁绕组6的轴向两端面形成倾斜到内侧的倾斜面部6a，而上述第1壳体10沿着该励磁绕组6a向轴向内侧内凹，因此外周侧形成大致研钵形凹陷部13，并利用该凹陷部13内周侧的面连接轴承保持部14。

更详细的是，在上述轴承保持部14中，膨胀形成圆筒形保持部14a，以使上述凹陷部13的内周侧的部分向轴向外侧作锐角状折弯，在该圆筒形保持部14a的轴向端部设置径向延伸的平面保持部14b。平面保持部14b，相对上述的底面部12稍微向轴向突出。

在上述轴承保持部14的内部保持第1球轴承41，而球轴承41被保持在其大部分相对底面部12的轴向内侧位置。即利用上述凹陷部13的内周侧的面形成轴承保持部14，因此，轴承保持部14在相对底面部12的轴向内侧的位置形成，有可能在励磁绕组6的倾斜面部6a与转轴2之间形成的空间内，存在第1球轴承41的大部分。其结果是，轴承保持部14从上述底面部12的突出量被抑制得很小，相应地能够缩短电动机M1的整体长度。而且是，上述线圈6绕制成越向径向外侧匝数越多，提高占空系数，充分确保电动机效率。尤其是，绕制几层的各层励磁绕组6排列线制的，更加提高占空系数，而且形成凹凸少的倾斜面6a。

另外。图1中符号7为用于对球轴承41施以预压用的波形垫圈。符号8是连接对励磁绕组供电用的电动机动力线的外部接线柱，通过设在第1壳体10圆筒部11的孔引到电动机外部。

上述第2壳体20呈盘形，用紧固构件15装在第1壳体10的开口部。第2壳体20中央部设置保持第2球轴承42的轴承保持部22，其是膨胀形成在相对底面部21的轴向外侧。而且，在中心形成中心孔25，该孔使转轴2的输出轴部2a突出。

如上述那样，第1实施方式的电动机M1电动机由于在第1壳体10与励磁绕组6对向的部分形成凹陷部13，第1壳体的轴承保持部从底面部12的突出量可以抑制得小，能够缩短电动机整体长度。

励磁绕组6越向径向外侧匝数越多，因此，轴向端面有倾斜到内侧的倾斜面6a，凹陷部13的斜面部13a沿着励磁绕组倾斜面6a凹向轴向内侧，所以将必要量的励磁绕组绕制在定子铁心上，不产生周向的无用空间，并且，有效利用轴向空间降低轴承保持部14的突出量。其结果是，在维持必要的线圈匝数的状态下，能够缩短电动机整体长度。

再有，在本发明中，定子铁心5由数个分裂铁心50构成，对各凸极51的线圈绕制作业容易，因此，可以形成电动机整体的体积效率良好，励磁绕组6的占空系数高的电动机。

图4是本发明第2实施方式的电动机纵剖视图。与图1所示第1实施方式共同的构成附注同一符号，省略重复说明。

图4中，第2壳体20成一体的包括：底面部22，凹入相对该底面部的径向内侧的电动机内部侧(轴向内侧)的凹陷部23，在相对凹陷部23的径向更内侧形成的轴承保持部24。凹陷部23与励磁绕组6的倾斜面6a对向的部分，沿着该倾斜面部6a凹入轴向内侧的倾斜面部23a和其内侧的轴承保持部24保持部保持第2球轴承42。从而，凹陷部23与图1实施方式的情况同样，由向凹入轴向内侧的方向倾斜的倾斜面部23a和构成保持该第2球轴承42的圆筒形保持部24a构成，保持该第2球轴承42，以使至少一部分相对底面部22的轴向内侧位置。另外，第1壳体10与第1实施方式的构成同样，第1球轴承41保持在第1壳体10的轴承保持部14。

这样，保持在壳体1轴向两端的各轴承41、42的至少一部分位于相对壳体1底面部12、22内侧的轴向内侧，能更加缩短电动机的整体长度。

图5是本发明的第3实施方式的电动机纵剖视图。该电动机是带电刷的直流电动机，并是内转子型电动机。

图5中，壳体1由图示下方侧在开口状态的第1壳体10和封闭第1壳体开口部的第2壳体20构成。环状磁铁3固定在第1壳体10内周面。壳体内固定配合在转轴2的转子铁心5’。转子铁心5’上绕着励磁绕组6’。转子铁心5’外周面以适当间隔与上述磁铁3内周面对向。转轴2贯通转子铁心5’并延伸出，图示的转轴2的上端侧由保持在第1壳体10的滑动轴承4作轴支承，可与转子铁心5一起转动，从滑动轴承4突出到电动机M3外部的部分构成输出轴部2a。又，转轴2的下端侧部分插装着整流子组件91，其与上述励磁绕组6电气连接。第2壳体20上固定保持电刷92的刷握93，该电刷92抵接整流子组件91，供给规定的电流。

在第3实施方式中，第1壳体10呈杯形，具有圆筒部11、底面部12、与位于相对底面部12的径向内侧的励磁绕组6’对向的部分凹入轴向内侧的凹陷部13、形成于相对该凹陷部13的径向内侧的轴承保持部14。轴承4成一体地包括轴向分离的2个轴承部，保持位于相对第1壳体10的底面部12的轴向内侧位置，其下端侧插入直到转子铁心5’的切槽部5’a。本实施方式的励磁绕组6’没有上述实施方式的励磁绕组6那样大致均匀的倾斜角度的倾斜面，但从励磁绕组6’的端面到内侧的侧面是越往径向内侧越低。而且，上述凹陷部13内凹，以凹入由励磁绕组6’、转子铁心5’及轴承4组成的空间。即形成凹陷部13的壳体内面从图示的上述励磁绕组6’上面凹入到轴向下侧。其结果是，能够将轴承保持部14从第1壳体10的底面部12的突出量抑制很小，使得缩短电动机M3的整体长度变得可能。

以上，依据实施方式具体说明本发明者研究的发明，但本发明决不限于上述实施方式，当然，在不脱离本发明要点的范围内，可以有各种各样变形。

例如，第1、第2实施方式的电动机M1、M2用保持在轴承保持部14的第1、第2球轴承41、42对转轴2作轴支承，但也可以用烧结含油轴承等滑动轴承代替这些球轴承。

第1、第2实施方式中所示的电动机M1、M2的定子铁心5是分裂铁心，也可用一体铁心。

在上述第1至第3实施方式中，所示转子组件R在定子组件S内侧转动的内转子型电动机，而本发明也可适用于外转子型电动机。

发明效果

正如上述说明，根据本发明，在与相对壳体底面部的径向内侧的励磁绕组对向的部分形成凹陷部，在其径向内侧设置轴承保持部，能够抑制轴承保持部从壳体底面部的突出量，从而，能够缩短电动机整体长度。

而且，在本发明中，若将励磁绕组形成为具有轴向端面向轴向内侧倾斜的倾斜面，则可籍由使壳体凹陷部沿着倾斜面向轴向内侧凹陷，在不使电动机性能劣化、线圈维持必要匝数状态下能够缩短电动机整体长度。

又，在本发明中，将按每个凸极周向分割的多只分裂铁心配置成环状构成定子铁心，对各分裂铁心绕制励磁绕组，则可构成不仅对各凸极的绕组绕制作业容易、且励磁绕组占空系数高的电动机。

根据本发明另一项内容，具有转子铁心的电动机壳体包括：封闭该壳体一端侧开口部的底面部，与位于相对该底面部的径向内侧的上述励磁绕组对向的部分凹向轴向内侧的凹陷部，形成于相对该凹陷部的径向内侧的上述轴承保持部，上述凹陷部保持成至少一部分在相对上述励磁绕组的轴向内侧的位置，因而，能够将轴承保持部从壳体底面突出的突出量抑制很小，可能缩短电动机整体长度。

Claims

1.一种电动机，所述电动机包括：壳体，封闭所述壳体一端侧开口部的底面部，配置在所述底面部大致中心部分的轴承保持部，安装在该轴承保持部内的轴承，由该轴承作回转自如的支承的转轴，为使所述转轴转动、处于相互对向关系的磁铁和励磁绕组，在与位于所述壳体的底面部的所述励磁绕组轴向对向的部分，形成使该底面凹向轴向内侧的凹陷部；在该凹陷部的径向中心侧部分，连设所述轴承保持部，由此，保持所述轴承，使所述轴承的至少一部分位于相对所述底面部的轴向内侧位置，其特征在于，在上述电动机中，

所述磁铁是装配在所述转轴外周的驱动磁铁，所述励磁绕组是卷绕在通过规定间隔固定配置在所述驱动磁铁径向外侧的定子铁心上，

所述励磁绕组绕制成越向径向外侧其线圈匝数越多，由此，使得所述励磁绕组轴向端面具有向中心侧凹陷倾斜的倾斜面；

所述壳体的凹陷部具有沿所述励磁绕组倾斜面凹向轴向内侧的倾斜面部。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述定子铁心具有位于外周侧的基部、在内周侧与所述驱动磁铁对向的伞形部、将所述基部与伞形部连接的肋部，

所述基部周向宽比所述伞形部的周向宽大。

3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述壳体凹陷部由所述倾斜面部、形成所述轴承保持部的圆筒形保持部形成。

4.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述定子铁心由按每只凸极周向分割的多只分裂铁心环状配置构成，所述励磁绕组绕制在所述各个分裂铁心上。

5.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述壳体在隔着所述定子铁心的轴向两侧、分别具有所述底面部、所述凹陷部及所述轴承保持部；

保持在所述轴承保持部的各轴承被保持成至少其一部分位于相对所述底面部的轴向内侧的位置。

6.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述壳体凹陷部由至少其一部分形成所述轴承保持部的圆筒形保持部形成。