CN203660715U - 电机以及永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机以及永磁电机，该电机在其多样化的用途中，尤其能够实现静音化和低振动化。在电机的壳体的一部分形成有用于增加强度的凹凸。而且在壳体的一部分形成有与电机的转速相应，并缓解共振的凹凸部。

Description

电机以及永磁电机

技术领域

本实用新型涉及一种增强电机壳体强度的结构。

背景技术

电机包括使用永磁铁的直流电机和同步电机、以及不使用永磁铁的感应电机等。并且，这些电机具有轴旋转的情况和轴被固定的情况。本实用新型可适用于所提及的任意一种电机。以下，以轴旋转的永磁电机为例进行说明。

永磁电机由静止部和旋转部构成。一般在静止部配置有定子铁芯、线圈、轴承以及电路等。而且，这些部位由机壳以及外罩部来保持。并且，由机壳以及外罩部构成电机的壳体。

在旋转部配置有轴、转子铁芯以及永磁铁等。并且，该旋转部被与轴连接的轴承支承为能够自由旋转。

当从外部对该电机的线圈提供交流电压或被转换后的电压时，在旋转部周围产生旋转磁场。由于该旋转磁场与旋转部的永磁铁之间的电磁作用，产生以中心轴线为中心的旋转驱动力。所述轴的一端沿中心轴线方向延伸，并与外部设备连接。由此，马达的旋转驱动力被传递到外部设备。外部设备例如为电风扇、洗衣机、冰箱、空调等家电产品，泵、压缩机等利用旋转驱动力的产品或送风用叶轮等。另外，也存在轴沿中心轴线的两个方向延伸，且在轴的两端分别装配有外部设备或送风用叶轮等的情况。

另外，以下将沿中心轴线的方向称为“上下方向”，将垂直地离开中心轴线的方向称为“径向”。并且，在以中心轴线为中心假想与中心轴线垂直的面上的圆时，将该圆的切线方向称为“周向”。另外，这些描述是为了方便说明而使用的，并不是用来限定配置和姿态等。

实用新型内容

课题

近年来，对家电产品等的省电化、省空间化的要求提高，应用在家电产品的电机也要求小型轻量化和高效率化。而且，由于这些电机在家庭内或安静的住宅区内等工作，因此必须实现低噪音化。

电机的机壳由树脂形成，且外罩部通过将钢板冲压成形制造而成。另外，根据用途，也有利用钢板冲压成形机壳的情况。而且，还存在机壳被分割成圆筒状的主体部分和作为底的圆板部，且均由钢板形成的情况。在以下的说明中，对外罩部进行叙述。但是，这些结构也可适用于采用了钢板的机壳和所述机壳被分割开时的圆板部。

在市面上出售的现成品的钢板（以下称“成品钢板”）的可利用的厚度中，薄的例如有：0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm，每种规格之间相差0.1mm-0.2mm。另一方面，厚度为1mm以上的成品钢板例如有：1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、2mm，每种规格之间相差0.2mm-0.4mm。若使用厚度与成品钢板不同的钢板，则需要特殊订购，其价格上涨为成品钢板的数倍。因此，为了压低电机的价格，必须使用成品钢板。

另一方面，电机的外罩部所要求的强度与所使用的钢板的厚度有关。一般没有厚度最合适的成品钢板。这时，如果使用厚度比与所要求的强度对应的钢板厚的成品钢板的话，则电机会变重，因而不优选。因此，一般会使用厚度比与所要求的强度对应的厚度薄的成品钢板。但是，由于薄，因此在直接使用所选择的成品钢板的情况下，无法获得电机的外罩部要求的强度，这将成为形成振动和噪音的原因。

<解决方法和效果的概要>

根据本申请所例示的一实施方式，电机包括：静止部；以及旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于所述静止部旋转。静止部具有：机壳；外罩部；定子，其配置在机壳的下方；以及轴承，其将旋转部支承为能够自由旋转。旋转部至少具有转子铁芯。在外罩部具有多个以中心轴线为中心的同心圆状的同心凸部，且具有多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线为中心的放射状的放射凸部。同心凸部以及放射凸部均具有冲压形成的结构。

根据本申请所例示的一实施方式，同心凸部不是凸形状而是波状。

根据本申请所例示的一实施方式，所述电机是在冲压形成同心凸部之后冲压形成放射凸部而成的结构。

根据本申请所例示的一实施方式，形成有奇数个放射凸部。

根据本申请所例示的一实施方式，永磁电机包括静止部；以及旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于静止部旋转。静止部具有：机壳；外罩部；定子，其配置在所述机壳的上方；以及轴承，其将旋转部支承为能够自由旋转。旋转部至少具有配置在转子铁芯的周面外侧的永磁铁。永磁铁在周向被磁化出P个磁极。定子具有：定子铁芯，其具有S个齿槽；以及线圈，其缠绕于齿槽。在机壳具有多个以中心轴线为中心的同心圆状的同心凸部，且具有多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线为中心的放射状的放射凸部。同心凸部以及放射凸部均具有冲压形成的结构。

根据本申请所例示的一实施方式，同心凸部不是凸形状而是波状。

根据本申请所例示的一实施方式，所述永磁电机是在冲压形成同心凸部后冲压形成放射凸部而成的结构。

根据本申请所例示的一实施方式，形成有奇数个放射凸部。

根据本申请所例示的一实施方式，放射凸部的个数与磁极数P或者与齿槽数S为互质数。

因此，在本实用新型的电机中，在构成电机的外罩部具有多个以中心轴线为中心的同心圆状的同心凸部，且具有多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线为中心的放射状的放射凸部，所述同心凸部以及所述放射凸部均具有冲压形成的结构。

通过设置成这种结构，与直接使用成品钢板的情况相比，能够使用更薄的钢板制造满足电机所要求的强度的外罩部。其结果是，能够实现具有更加低成本且轻量的外罩部的电机。并且，在本实用新型中，除了多个同心凸部之外，通过形成多个放射凸部，增加了强度。由此，能够使用更薄的钢板进一步实现轻量化。

另外，本说明书中叙述的凸部的形状为从下方观察外罩部的下表面时的形状。例如，存在从下方观察外罩部的下表面时为凸部，而从上方观察外罩部上表面时则变为凹部的情况。为了避免这种混淆现象，而特别规定形成于外罩部的凹凸部在本说明书中为从下方观察外罩部下表面时的形状。

附图说明

图1为作为本实用新型所涉及的实施方式的一个例子的电机的剖视图。

图2为从下表面观察外罩部的平面图。

图3为用于说明本实用新型的其他实施方式的将外罩部的截面部分放大表示的图。

图4为形成有放射凸部的外罩部的下表面的平面图。

具体实施方式

图1表示本实用新型所涉及的实施方式的一个例子。轴1配置在中心轴线J上，在其外周配置有转子铁芯5和永磁铁6。永磁铁6是通过圆筒磁铁在周向磁化出P个磁极，或者将多个磁铁件沿周向配置而在周向形成有P个磁极。在轴1上配置有位于转子铁芯5的上方和下方的一对轴承4。在上侧轴承4的静止侧端部固定有机壳3，在下侧轴承4的静止侧端部固定有外罩部2。外罩部2的外周端部朝向轴向上方折弯从而形成边缘部23，外罩部2的外周端部的内周与机壳3的外周下部接触，并通过压入或粘接等方法固定在一起。并且，在机壳3的侧面部的内周配置有定子铁芯7，在定子铁芯7缠绕有线圈8。在定子铁芯7中形成有S个齿槽。

通过冲压方法在外罩部2的下表面形成中央凸部20、凸部21、多个凸部22以及边缘部23。中央凸部20保持轴承4的外周，并间接地支承保持在轴承4的内周的轴1。凸部21对该中央凸部20进行了加强。并且，外罩部2的外周侧的边缘部23的端部朝向中心轴线上方折弯，其内周面固定在机壳3的下方外周部。并且，在中央凸部20与边缘部23之间形成有多个凸部22，从而提高了外罩部的强度。

图2表示从下表面观察外罩部2的平面图。在本实用新型中，在通过上述冲压方法形成中央凸部20、凸部21、多个凸部22以及边缘部23之后，如图2所示，通过冲压方法形成多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线J为中心的放射状的放射凸部24。在本实施方式中，形成有七个放射凸部24。

选择在平板的状态下，与比该电机所要求的强度小的强度对应的厚度的钢板用作该外罩部件的钢板。并且，通过利用冲压形成上述中央凸部20、凸部21、多个凸部22、边缘部23以及多个放射凸部24，外罩部2整体实现了电机所要求的强度。

<防止共振结构>

这些凸部不仅用于提高电机外罩部件的强度，还能够用来减少电机在工作时产生的振动。以下，对这一点进行说明。

电机由于旋转而产生与其转速对应的振动。当电机的壳体等结构体部分以特定的振动频率进行共振时，电机的振动以及噪音变大。在预先知道电机用途的情况下，为了避免电机单体以及组装有电机的装置以与电机工作时的转速对应的固有振动频率进行共振而需要事先对电机进行设计。

装置的固有振动频率由构成装置的部件和这些部件的组合决定。尤其根据形成装置的结构体的部件的厚度和强度而变化。

因此，能够通过形成于所述电机的外罩部的所述凸部来调整电机以及组装有该电机的装置的固有振动频率。在本实用新型中，能够通过形成于外罩部2的、形成于中央凸部20与边缘部23之间的多个凸部22以及以中心轴线J为中心呈放射状形成的多个放射凸部进行调整。

根据电机的用途不同，具有：转速为“恒定”的情况、在多个转速之间进行切换的（准可变）的情况、以及转速连续变化的“可变”的情况。

在工作时的转速为恒定以及准可变的情况下，需要进行结构设计以避免壳体以及其他电机部位以与这些转速对应的振动频率共振。这时，能够通过上述凸部22的个数、深度以及配置进行调整。或者能够通过上述放射凸部24的个数和深度进行调整。另外，放射凸部24原则上以相对于中心轴线J呈旋转对称的方式配置。这是由于若放射凸部24相对于中心轴线J为非旋转对称，则由此而产生的不平衡可能会在旋转时产生多余的振动并产生较大的噪音。但是，如果即使放射凸部24不以相对于中心轴线J呈旋转对称的方式配置，也能够减少振动和噪音的话，则也可采用那样的配置。

当电机工作时的转速为可变的情况下，则难以建立防止针对特定的转速产生共振的对策。即使在这种情况下，也可预先测定电机的固有振动频率，当该振动频率给电机工作时带来较大影响的情况下，为了变更该固有振动频率，可使用上述凸部22以及放射凸部24。

如文章开头所述，以上说明的技术既能够应用在使用永磁铁的直流电机和同步电机，也能够应用在不使用永久磁铁的感应电机等中。

接下来，对永磁电机进行说明。如已在图1中说明的那样，在永磁电机中，永磁铁6是通过圆筒磁铁在周向磁化出P个磁极，或者将多个磁铁件沿周向配置而在周向形成有P个磁极。在定子铁芯7形成有S个齿槽。

当对电机提供电源而使其旋转时，容易产生磁极数P及其倍数、齿槽数S及其倍数的振动。暂将这些振动频率称为PS振动频率。在永磁电机中，能够通过将该壳体的固有振动频率与该PS振动频率错开，来减小因磁极数以及齿槽数引起的壳体共振的振动。作为实现减小振动的一个具体方法是，将放射凸部24的个数设置为与由PS振动频率引起的这些振动频率互质的数。具体地说，将放射凸部24的个数设置为与磁极数P或与齿槽数S互质的数。其结果是，外罩部2的固有振动频率与PS振动频率错开，从而能够减小因共振而引起的振动。

并且，电机在旋转时产生的振动受磁极数引起的要素的影响较大。当电机旋转时，在定子与转子之间产生与磁极数相对应的量的牵引力。其结果是，当电机转一圈时，产生与磁极数相对应的量的振动。由于磁极数一定为偶数，因此为了避免外罩部2与由磁极数引起的振动频率共振，将放射凸部24的个数设置为奇数即可。由此能够通过更为简单的结构减小因磁极数而引起的振动的影响。

<其他实施方式>

图3为用于说明本实用新型的其他实施方式的将外罩部2的截面部分放大表示的图。在该实施方式中，在中央凸部20以及凸部21与边缘部23之间形成有多个波状凹凸部221来代替多个凸部22。这些波状凹凸部221形成为以中心轴线J为中心的同心圆状。与上述实施方式的多个凸部22相比，该波状凹凸部221的轴向宽度小，因此相邻的凸部部分的间隔也小。由此，容易形成这些波状凹凸部221。并且，本实施方式也在形成波状凹凸部221之后通过冲压形成多个放射凸部24。这时，与上述实施方式中多个凸部22形成为较深的凸部相比，由于本实施方式中的波状凹凸部221的凹凸幅度较小，因此，在波状凹凸部221上通过冲压形成多个放射凸部24的作业比上述实施方式容易。

并且，图3中的波状凹凸部221的凹凸形成间隔的周期既可是变化的，也可以是以任意的周期而形成的。由此，能够分散外罩部2的固有振动频率下的振动强度。其结果是，即使在与外部振动产生共振的情况下，也能够缓解其振动强度。而且，波状的凹凸也可是看得出波浪条纹的程度的大小。只要有助于增强外罩部的强度、调整固有振动频率以及减小振动中的任一项即可。

图4表示形成有放射凸部24的外罩部2的下表面的平面图。图中的多个同心圆状的线表示多个波状凹凸部221。

该波状凹凸部221也具有与所述实施方式相同的效果。即，通过波状凹凸部221增强外罩部2的强度。而且，利用与多个放射凸部24之间的关系，具有通过防止共振而得到的防振、防音效果。作为其他与所述实施方式不同的效果：根据上文所述，能够在形成波状凹凸部221之后通过很小的冲压压力形成多个放射凸部24。并且，通过缩小波的周期能够增加形成于外罩部2的波的个数。由此，能够扩大增强外罩部2的强度的范围，且能够提高设计的自由度。

<其他实施方式>

在上述实施方式中，外罩部2的凸部22、放射凸部24等通过冲压而形成，但也可通过切削加工来实现。由此，能够自由地形成凹凸部的形状、个数和位置，并能够充分地保证增加强度以及防止振动和噪音。

并且，本实用新型的外罩部2的结构也可应用在机壳3的上端壁31。由此，除外罩部2之外，机壳3的上端壁31也可形成凸部22等来增强构成壳体的机壳3的强度。而且，在通过放射凸部24的个数调整与电机的工作转速相关的共振时，供选择的范围变广，且能够进行更加细微的调整，同时能够提高设计的自由度。

另外，由于机壳3具有以该上端壁31为底的杯形状，因此会有难以通过冲压形成上端壁31的情况。在这种情况下也可通过切削加工来实现。

而且，也可先在外罩部2通过冲压形成多个放射凹部24，之后再形成多个凸部22。由于有时先形成的凸部难以进行之后的冲压加工，因此需要考虑要形成的凹凸的深度和个数来选择最合适的加工顺序。

并且，机壳3也可通过埋入有定子7以及线圈8的树脂模制而形成。在这种情况下，在通过该树脂模制而形成的静止部装配有外罩部2。

Claims (9)

1.一种电机，其包括：

静止部；以及

旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于所述静止部旋转，

所述静止部具有：

机壳；

外罩部；

定子，其配置在所述机壳的下方；以及

轴承，其将所述旋转部支承为能够自由旋转，

所述旋转部至少具有转子铁芯，

所述电机的特征在于，

在所述外罩部具有多个以中心轴线为中心的同心圆状的同心凸部，且具有多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线为中心的放射状的放射凸部，所述同心凸部以及所述放射凸部均具有冲压形成的结构。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述同心凸部不是凸形状而是波状。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述电机是在冲压形成所述同心凸部后冲压形成所述放射凸部而成的结构。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，

形成有奇数个所述放射凸部。

5.一种永磁电机，其具有：

静止部；以及

旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于所述静止部旋转，

所述静止部具有：

机壳；

外罩部；

定子，其配置在所述机壳的上方；以及

轴承，其将所述旋转部支承为能够自由旋转，

所述旋转部至少具有配置在转子铁芯的周面外侧的永磁铁，

所述永磁铁在周向被磁化出P个磁极，

所述定子具有：

定子铁芯，其具有S个齿槽；以及

线圈，其缠绕于所述齿槽，

所述永磁电机的特征在于，

在所述机壳具有多个以中心轴线为中心的同心圆状的同心凸部，且具有多个相对于中心轴线呈旋转对称且以中心轴线为中心的放射状的放射凸部，所述同心凸部以及所述放射凸部均具有冲压形成的结构。

6.根据权利要求5所述的永磁电机，其特征在于，

所述同心凸部不是凸形状而是波状。

7.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于，

所述永磁电机是在冲压形成所述同心凸部后冲压形成所述放射凸部而成的结构。

8.根据权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，

形成有奇数个所述放射凸部。

9.根据权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，

所述放射凸部的个数与磁极数P或者与齿槽数S为互质数。

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