CN204810039U - 电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供电动机。电动机具备：转子(4)，该转子(4)以与旋转轴(3)同轴的方式固定于旋转轴(3)；圆筒状的定子(1)，该定子(1)将转子(4)围绕在内径侧；以及轴支承件保持部(2a、2b)，该轴支承件保持部(2a、2b)以与定子(1)同轴的方式一体地设置于该定子(1)的各端面，以两端支承的方式对旋转轴(3)的轴支承件(5a、5b)进行保持，该定子(1)是通过将磁性钢板层叠一体化而形成的定子。

Description

电动机

技术领域

本实用新型涉及利用轴支承件以两端支承(bothendsupport)的方式对旋转轴进行支承的电动机。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了一种电动泵，该电动泵构成为具备液压泵以及驱动该液压泵的马达(电动机)。该马达是普通的永磁铁励磁直流马达，具有转子由固定有永磁铁的圆筒状的定子围绕的构造。

专利文献1：日本特开2000－333401号公报

在现有的电动机中，利用相互不同的部件保持以两端支承的方式对旋转轴进行支承的轴支承件。例如，在专利文献1中，一方的轴支承件被保持于收纳定子以及转子的框体，另一方的轴支承件被保持于组装在上述框体的盖状部件的平板部。在像这样利用相互不同的部件保持转子的旋转轴两端的轴支承件的结构中，会因各部件的保持部位的尺寸精度的偏差等而导致在转子的轴心与定子的轴心之间不可避免地产生同轴偏移。因此，在设计电动机时，需要考虑同轴偏移而在转子的外周面与定子的内周面之间设置空隙。

如果转子与定子之间的空隙变大，则伴随于此而磁阻变大，电动机的输出性能显著降低。

另外，转子与定子之间的同轴偏移会使轴旋转时的轴支承件的径向负荷增大，因此轴支承件的滑动阻力变大。由此，电动机自身的机械损失变大而输出性能降低。该滑动阻力的增加也成为轴支承件短寿命化的原因。

进而，在同轴偏移量增加的情况下，高速旋转时转子与定子接触的轴接触量增加，因此也存在旋转轴损伤的可能性。

因而，为了防止上述不良情况、提高电动机的输出性能，需要尽量减少转子与定子之间的同轴偏移而减小空隙。

但是，在像以往那样分别利用不同的部件保持旋转轴的轴支承件的结构中，为了使得相互同轴，需要进行高尺寸精度的加工。

例如，在将作为轴支承件的轴承(bearing)中的一方嵌合保持于框体的情况下，需要在考虑与另一方的轴承的保持部之间的同轴度的同时通过高精度的切削加工制作嵌合部位。

实用新型内容

本实用新型是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于获得一种能够抑制转子与定子之间的同轴偏移、能够提高输出性能的电动机。

本实用新型所涉及的电动机具备：转子，该转子以与旋转轴同轴的方式固定于旋转轴；圆筒状的定子，该定子将转子围绕在内径侧；以及轴支承件保持部，该轴支承件保持部以与定子同轴的方式一体地设置于上述定子的各端面，以两端支承的方式对旋转轴的轴支承件进行保持，定子是通过将磁性钢板层叠一体化而形成的定子。

技术方案2所涉及的电动机的特征在于，在技术方案1所述的电动机中，上述轴支承件保持部具有外径逐渐变窄的喇叭形状，并在内径侧保持上述旋转轴的轴支承件。

技术方案3所涉及的电动机的特征在于，在技术方案1所述的电动机中，上述电动机具备：壳体，上述壳体收纳上述转子以及上述定子；以及板，上述板覆盖上述壳体的开口，将上述轴支承件保持部中的任一方嵌合固定于在上述壳体或者上述板的内部形成的嵌合凹部，或者，将上述轴支承件保持部中的一方嵌合固定于在上述壳体的内部形成的嵌合凹部、将上述轴支承件保持部中的另一方嵌合固定于在上述板的内部形成的嵌合凹部。

技术方案4所涉及的电动机的特征在于，在技术方案1所述的电动机中，形成上述轴支承件保持部的磁性钢板具有上述定子的上述磁性钢板的厚度以上的厚度。

技术方案5所涉及的电动机的特征在于，在技术方案1所述的电动机中，在上述定子配设有永磁铁，利用磁性体构成上述轴支承件保持部、上述轴支承件、上述旋转轴以及上述转子。

根据本实用新型，具有能够抑制转子与定子之间的同轴偏移、提高输出性能的效果。

附图说明

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的电动机的结构的剖视图。

图2A、图2B是示出实施方式1所涉及的电动机中的定子的结构的图。

图3A、图3B是对实施方式1所涉及的电动机的定子的制造方法进行说明的图。

图4A、图4B、图4C是示出实施方式1所涉及的电动机中的轴支承件保持部的保持构造的图。

图5A、图5B是对实施方式1所涉及的电动机的结构(将磁铁设置于定子的结构)中的磁通的流动与现有结构中的磁通的流动进行说明的图。

具体实施方式

以下，为了对本实用新型进行更详细的说明，参照附图对用于实施本实用新型的方式进行说明。

实施方式1.

图1是示出本实用新型的实施方式1所涉及的电动机的结构的剖视图，示出沿着轴向剖切而得的剖面。图1所示的电动机构成为具备：定子1；轴支承件保持部2a、2b；旋转轴3；以与旋转轴3同轴的方式固定于旋转轴3的转子4；固定于旋转轴3的各端部的轴支承件5a、5b；弹性垫片6；收纳上述结构的壳体7；以及覆盖上述壳体7的开口部的板8。

定子1是将转子4围绕在内径侧的圆筒状的定子，在其各端面一体地设置有轴支承件保持部2a、2b。例如如图2A所示，定子1通过将在内周部形成有多个齿部1b的环状的磁性钢板1a层叠一体化而构成。另外，如图2B所示，在层叠后的齿部1b卷绕导电线而形成定子线圈1c。此外，如在图5A、图5B中后述的那样，也可以将磁性钢板1a与磁铁(永磁铁)层叠一体化而构成定子1。

磁铁的磁通与线圈的旋转磁通经由转子4与定子1之间的空隙连结，从而转子4绕旋转轴3旋转。例如，构成为在周方向配置多个磁铁而形成磁极的转子。或者，利用转子铁心以及在该转子铁心卷绕导电线而成的转子线圈构成转子4。

轴支承件保持部2a、2b是随着从固定于定子1的端面的凸缘部趋向供轴支承件5a、5b嵌合的圆筒部而外径逐渐变窄的所谓的喇叭形状的部件。

此外，喇叭形状的轴支承件保持部2a、2b例如通过对定子1所使用的磁性钢板进行拉深加工而制作，或者通过对普通的磁性钢材进行切削加工而制作。

轴支承件5a、5b是以两端支承的方式对旋转轴3进行支承的轴支承件，例如如图1所示利用轴承实现。此外，在本实用新型中，轴支承件保持部2a、2b并不限定于喇叭形状，只要具有能够以同轴的方式一体地设置于定子1而保持轴支承件5a、5b的构造即可。

在轴支承件保持部2a、2b对轴支承件5a、5b的保持中，在将轴支承件5a压入嵌合于轴支承件保持部2a的情况下，轴支承件5b与轴支承件保持部2b的圆筒部带有游隙地嵌合。相反，在将轴支承件5b压入嵌合于轴支承件保持部2b的情况下，轴支承件5a与轴支承件保持部2a的圆筒部带有游隙地嵌合。

此外，当轴支承件带有游隙地与轴支承件保持部嵌合的情况下，也可以在轴支承件的外周与轴支承件保持部的内周之间设置缓冲器。

弹性垫片6配设于在壳体7的与轴支承件5a对置的内表面设置的阶梯差部，朝轴支承件5b的方向对轴支承件5a施压。另外，由弹性垫片6的弹力产生的负荷经由轴支承件5b而由板8承受。

接着，对定子1的制造方法进行说明。

图3A、图3B是对实施方式1所涉及的电动机的定子的制造方法进行说明的图。如图3A所示，将轴支承件保持部2a、定子1、轴支承件保持部2b依次穿过圆柱状的定心部件9来进行定心。此外，定心部件9的端面直径例如与定子1的内径大致相等。

另外，如图3B所示，也可以通过将磁性钢板1a呈圆筒状地层叠一体化而构成定子1。在该情况下，使各磁性钢板1a的层叠面的一部分凹陷而形成凸部10以及凹部11，使凸部10与凹部11重叠而进行层叠并凿紧，借助凸部10的外周与凹部11的内周之间的摩擦形成一体。

接着，将穿过定心部件9而进行了定心的轴支承件保持部2a、定子1以及轴支承件保持部2b一体地连接。轴支承件保持部2a、2b的凸缘部与定子1的各端面例如通过形成上述的凹部和凸部并借助凿紧连接。另外，也可以通过焊接或者粘接而连接。

形成轴支承件保持部2a、2b的磁性钢板的厚度t2至少为定子1的磁性钢板1a的厚度t1以上(t1≤t2)，以确保对轴支承件5a、5b进行保持的强度。此外，通过使用具有一定的弹簧常数的钢板作为形成定子1的磁性钢板1a，所层叠的磁性钢板1a作为缓冲器发挥作用，能够形成为抑制特定的动作频带下的旋转轴3的振幅的衰减构造。

另外，通过将轴支承件保持部2a、2b构成为由板材形成的喇叭形状，固定于定子1的端面的凸缘部作为吸收在动作中在旋转轴3产生的振摆量的缓冲器发挥作用，形成为抑制旋转轴3自身的振摆的衰减构造。

接着，将由一体地连接的轴支承件保持部2a、2b以及定子1构成的组件(以下称作定子组件)组装于电动机的壳体7。之后，将由旋转轴3、轴支承件5a、5b以及以与旋转轴3同轴的方式固定于旋转轴3的转子4构成的组件(以下称作转子组件)穿过定子组件，利用轴支承件保持部2a、2b以两端支承的方式对旋转轴3的轴支承件5a、5b进行保持。

此外，在图3A、图3B中，示出了利用层叠钢板构成定子1的情况，但也可以利用切削加工从磁性钢材形成将轴支承件保持部2a、定子1以及轴支承件保持部2b一体化的构造。另外，也可以在将定子组件组装于壳体7之前，将转子组件组装于定子组件。

为了抑制因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部的振摆，定子组件在电动机的内部的组装也可以按照如图4A、图4B、图4C所示的方式构成。

图4A、图4B、图4C是示出实施方式1所涉及的电动机中的轴支承件保持部的保持构造的图。在图4A中，如用标号A所示的那样，将定子组件的轴支承件保持部2a嵌合于在壳体7内形成的嵌合凹部7a。在该结构中，调整轴支承件保持部2a的外周与嵌合凹部7a的内周之间的间隙量，以消除因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部2a的振摆。例如设定成在动作中轴支承件保持部的外周部与嵌合凹部的内周部抵接而振摆量为允许范围的间隙量。

另外，在图4B中，如用标号B所示的那样，将定子组件的轴支承件保持部2b嵌合于在板8内形成的嵌合凹部8a。在该结构中，也调整轴支承件保持部2b的外周与嵌合凹部8a的内周之间的间隙量，以消除因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部2b的振摆。

进而，如图4C所示，也可以将定子组件的轴支承件保持部2a嵌合于在壳体7内形成的嵌合凹部7a，将定子组件的轴支承件保持部2b嵌合于在板8内形成的嵌合凹部8a。在该结构中，也调整轴支承件保持部2a的外周与嵌合凹部7a的内周之间的间隙量，以消除因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部2a的振摆，调整轴支承件保持部2b的外周与嵌合凹部8a的内周之间的间隙量，以消除因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部2b的振摆。

一般情况下，在将轴支承件设置于轴或者框体(壳体)之前，将内圈或者外圈中的任一个固定，并设定使未被固定的滚道圈沿径向或者轴向移动时的滚道圈的移动量(以下称作内部间隙σ)。该内部间隙σ必须考虑内圈、外圈以及滚珠的热膨胀或者嵌合而设定。

另外，在内部间隙σ过小的情况下，会因轴、框体(壳体)、内圈、外圈以及滚珠的热膨胀而内部间隙σ减少。因此，在实际使用时会因轴支承件的发热以及滑动阻力的增加而导致马达性能恶化，会因异常发热而导致轴支承件寿命降低。

另一方面，在将内部间隙σ设定得大的情况下，虽然消除了上述的不良情况，但因轴的倾斜而导致的振摆量变大，会产生振摆以及旋转音的增大。

此外，在轴支承件的使用温度范围大的情况(在汽车发动机室内，例如从－40℃到150℃为使用温度范围)下，如果增大内部间隙σ，则成为产生上述那样的不良情况的原因，因此优选尽量将内部间隙σ设定得小。

通过如图4A、图4B、图4C所示那样形成为并不将轴支承件保持部压入嵌合于嵌合凹部，能够将内部间隙σ设定得小。

例如，在插入(不压入的嵌合)轴支承件的内圈侧、并插入外圈侧的情况(条件1)下，设该轴支承件的内部间隙为σ1，在插入轴支承件的内圈侧、并压入(压入的嵌合)外圈侧的情况(条件2)下，设该轴支承件的内部间隙为σ2。

另外，在压入轴支承件的内圈侧、并插入外圈侧的情况(条件3)下，设该轴支承件的内部间隙为σ3，在压入轴支承件的内圈侧以及外圈侧的双方的情况(条件4)下，设该轴支承件的内部间隙为σ4。

使用条件1～4的轴支承件时的内部间隙的大小关系为σ1＞σ2＝σ3＞σ4。此外，如果考虑到热膨胀，则在内部间隙σ大的情况下，即便是在如汽车发动机室内那样使用温度范围大的环境中也能够使用轴支承件。

因此，如果设定为并不将轴支承件保持部压入嵌合于嵌合凹部，不压入轴支承件的内圈侧以及外圈侧(由轴支承件保持部保持的情况下的轴支承件保持部的外周侧)的使用条件(条件1)，则能够较大地设定使用温度范围。

此外，如果轴支承件的内部间隙变大，则存在产生上述的因轴的振摆而导致的不良情况的可能性，但通过如图4A、图4B、图4C所示设定成在动作中轴支承件保持部的外周部与嵌合凹部的内周部抵接而振摆量为允许范围的间隙量，能够抑制振摆量。

在至此为止的说明中，举例示出了具有定子线圈的定子1，但本实用新型所涉及的电动机也可以形成为将磁铁(永磁铁)设置于定子铁心，并借助该磁铁的磁通使转子铁心磁化的电动机。在该结构中，通过将轴支承件保持部2a、2b、旋转轴3、转子4以及轴支承件5a、5b形成为磁性体，能够减少漏磁通。

图5A、图5B是对实施方式1所涉及的电动机的结构(将磁铁设置于定子的结构)中的磁通的流通与现有结构中的磁通的流动进行说明的图。图5A所示的结构是不具有轴支承件保持部2a、2b的现有的电动机。定子1配设有磁铁1A，在该定子1与转子4之间，构成使该转子4磁化的磁通回路a(磁通量A)。

但是，如图5A所示，磁铁1A在电动机的构造上形成并不经由转子4而不对转子4的磁化作出贡献的磁通回路b(磁通量B)。

即，磁铁1A并不是将本身所产生的磁通全部都用于对转子4进行磁化，其总磁通量Z为磁通回路a的磁通量A与磁通回路b的磁通量B之和。

这样的磁通回路b中的漏磁通成为噪声而对周边电子部件12的动作造成影响。

因此，在将磁铁1A配设于定子铁心的电动机中，在本实用新型中，利用磁性体构成轴支承件保持部2a、2b、旋转轴3、转子4以及轴支承件5a、5b。

由此，如图5B所示，借助磁铁1A的磁通，能够形成自磁铁1A起依次通过轴支承件保持部2b、轴支承件5b、旋转轴3、转子4、轴支承件5a、轴支承件保持部2b并返回磁铁1A的磁通回路c(磁通量C)。

在该结构中，磁通回路a的磁通量A不变，借助磁通回路c使漏磁通减少而成为磁通回路b1(磁通量B1＜磁通量B)。即，磁通回路磁铁1A的总磁通量Z为磁通回路a的磁通量A、磁通回路b1的磁通量B1以及磁通回路c的磁通量C之和。因而，能够减少成为周边电子部件12的噪声的漏磁通。

如上，根据该实施方式1，具备：转子4，该转子4以与旋转轴3同轴的方式固定于旋转轴3；圆筒状的定子1，该定子1将转子4围绕在内径侧；以及轴支承件保持部2a、2b，该轴支承件保持部2a、2b以与定子1同轴的方式一体地设置于上述定子1的各端面，以两端支承的方式对旋转轴3的轴支承件5a、5b进行保持。这样，借助以与定子1同轴的方式一体地设置于上述定子1的各端面的轴支承件保持部2a、2b，能够抑制转子4与定子1之间的同轴偏移，因此，能够减小转子4与定子1之间的空隙。由此，能够提高该实施方式1所涉及的电动机的输出性能。

另外，根据该实施方式1，轴支承件保持部2a、2b具有外径逐渐变窄的喇叭形状，并在内径侧保持旋转轴3的轴支承件5a、5b，因此，固定于定子1的端面的凸缘部作为吸收在动作中在旋转轴3产生的振摆量的缓冲器发挥作用，能够抑制旋转轴3自身的振摆。

进而，在该实施方式1所涉及的电动机的制造方法中，将一方的轴支承件保持部2a、定子1、另一方的轴支承件保持部2b依次穿过圆柱状的定心部件9而进行定心，将穿过定心部件9而进行了定心后的轴支承件保持部2a、2b与定子1一体地连接，将转子组件穿过定子组件，利用轴支承件保持部2a、2b以两端支承的方式对旋转轴3的轴支承件5a、5b进行保持。通过以这种方式构成，能够利用定心部件9容易地进行轴支承件保持部2a、2b与定子1的定心。由此，能够实现电动机的制造的简单化。

进而，根据该实施方式1，定子1是通过将磁性钢板1a层叠一体化而形成的定子，形成轴支承件保持部2a、2b的磁性钢板具有定子1的磁性钢板1a的厚度t1以上的厚度t2。通过以这种方式构成，能够确保对轴支承件5a、5b进行保持的强度。

进而，根据该实施方式1，具备：壳体7，该壳体7收纳转子4以及定子1；以及板8，该板8覆盖壳体7的开口，将轴支承件保持部2a、2b中的任一方嵌合固定于在壳体7或者板8的内部形成的嵌合凹部7a、8a，或者，将轴支承件保持部2a嵌合固定于在壳体7的内部形成的嵌合凹部7a、将轴支承件保持部2b嵌合固定于在板8的内部形成的嵌合凹部8a。通过以这种方式构成，能够抑制因旋转轴3的旋转而导致的轴支承件保持部2a、2b的振摆。

进而，根据该实施方式1，在定子1配设有磁铁1A，利用磁性体构成轴支承件保持部2a、2b、轴支承件5a、5b，旋转轴3以及转子4，由此，能够借助磁铁1A的磁通形成经由轴支承件保持部2a、2b的新的磁通回路，能够减少成为周边电子部件12的噪声的漏磁通。

此外，本实用新型能够在该实用新型的范围内进行实施方式的任意构成要素的变形、或者实施方式的任意构成要素的省略。

产业上的利用可能性

本实用新型所涉及的电动机能够抑制转子与定子之间的同轴偏移，能够提高输出性能，因此，例如能够应用于同步型电动机等各种电动机。

标号说明：

1：定子；1a：磁性钢板；1b：齿部；1c：定子线圈；1A：磁铁；2a、2b：轴支承件保持部；3：旋转轴；4：转子；5a、5b：轴支承件；6：弹性垫片；7：壳体；7a、8a：嵌合凹部；8：板；9：定心部件；10：凸部；11：凹部；12：周边电子部件。

Claims (5)

1.一种电动机，其特征在于，

所述电动机具备：

转子，所述转子以与旋转轴同轴的方式固定于所述旋转轴；

圆筒状的定子，所述定子将所述转子围绕在内径侧；以及

轴支承件保持部，所述轴支承件保持部以与所述定子同轴的方式一体地设置于所述定子的各端面，以两端支承的方式对所述旋转轴的轴支承件进行保持，

所述定子是通过将磁性钢板层叠一体化而形成的定子。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述轴支承件保持部具有外径逐渐变窄的喇叭形状，并在内径侧保持所述旋转轴的轴支承件。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述电动机具备：

壳体，所述壳体收纳所述转子以及所述定子；以及

板，所述板覆盖所述壳体的开口，

将所述轴支承件保持部中的任一方嵌合固定于在所述壳体或者所述板的内部形成的嵌合凹部，或者，将所述轴支承件保持部中的一方嵌合固定于在所述壳体的内部形成的嵌合凹部、将所述轴支承件保持部中的另一方嵌合固定于在所述板的内部形成的嵌合凹部。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

形成所述轴支承件保持部的磁性钢板具有所述定子的所述磁性钢板的厚度以上的厚度。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

在所述定子配设有永磁铁，

利用磁性体构成所述轴支承件保持部、所述轴支承件、所述旋转轴以及所述转子。