CN208522602U - 马达和旋转螺旋桨装置 - Google Patents

Abstract

提供马达和旋转螺旋桨装置，本实用新型的一个方式的马达具有：轴，其以在上下方向上延伸的中心轴线为中心而配置；转子，其具有配置在比轴靠径向外侧的位置的磁铁；定子，其在径向上与磁铁隔着间隙而对置；以及叶轮，其安装在转子上。叶轮的至少一部分配置在比定子靠径向内侧的位置。叶轮的至少一部分与定子在径向上重叠。本实用新型的一个方式的旋转螺旋桨装置具有上述马达和安装在所述转子上的螺旋桨。

Description

马达和旋转螺旋桨装置

技术领域

本实用新型涉及马达和旋转螺旋桨装置。

背景技术

以往，提出了具有伴随着转子的旋转而将外部气体吸入到内部的叶片的直流马达(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本公开公报第2003-169447号公报

但是，在上述那样的马达中，由于叶片设置成与固定子在轴向上重叠，因此存在马达容易在轴向上大型化的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题点，本实用新型的一个方式的目的之一在于，提供具有叶轮并且具有能够抑制在轴向上大型化的构造的马达、和具有这样的马达的旋转螺旋桨装置。

本实用新型的一个方式的马达具有：轴，其以在上下方向上延伸的中心轴线为中心而配置；转子，其具有配置在比所述轴靠径向外侧的位置的磁铁；定子，其在径向上与所述磁铁隔着间隙而对置；以及叶轮，其安装在所述转子上，所述叶轮的至少一部分配置于所述定子的径向内侧，所述叶轮的至少一部分与所述定子在径向上重叠。

本实用新型的一个方式的旋转螺旋桨装置具有上述马达和安装在所述转子上的螺旋桨。

根据本实用新型的一个方式，提供了具有叶轮并且具有能够抑制在轴向上大型化的构造的马达和具有这样的马达的旋转螺旋桨装置。

附图说明

图1是示出第一实施方式的旋转螺旋桨装置的剖视图。

图2是示出第一实施方式的定子保持架的立体图。

图3是示出第二实施方式的马达的剖视图。

标号说明

1：旋转螺旋桨装置；2：螺旋桨；10、110：马达；20、120：基座部件；20a、 120a：定子保持架；20b：托架；21、121：底部；21a：下表面；21b：第二基座部件贯通孔；22a：第一基座部件贯通孔；30：定子；33：静止轴(轴)；40、140：转子； 41a、141a：盖部；41b：转子贯通孔；42b：磁铁；43：轴承保持部；50：轴承；60、 160：叶轮；133：旋转轴(轴)；J：中心轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的马达和旋转螺旋桨装置进行说明。在以下的说明中，将图1的中心轴线J所延伸的方向设为上下方向。将中心轴线J的轴向的上侧简称为“上侧”，将下侧简称为“下侧”。

另外，上下方向仅是为了说明而使用的名称，不限定实际的位置关系和方向。并且，将与中心轴线J平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。

在本说明书中，关于“在轴向上延伸”，除了严格地沿轴向延伸的情况之外，还包含沿相对于轴向在不到45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。关于“在径向上延伸”，除了严格地沿径向、即与轴向垂直的方向延伸的情况之外，还包含沿相对于径向在不到45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。

图1所示的第一实施方式的旋转螺旋桨装置1例如是多旋翼直升机(multicopter)。旋转螺旋桨装置1具有马达10和螺旋桨2。在马达10上安装有螺旋桨2。马达10 具有静止轴33、定子30、轴承50、转子40、叶轮60以及基座部件20。

静止轴33以在上下方向上延伸的中心轴线J为中心而配置。静止轴33安装在基座部件20上。即，马达10例如是静止轴33不旋转的轴固定型的马达。定子30与后述的磁铁42b隔着间隙而在径向上对置。定子30具有环状的定子铁芯31和多个线圈 32。

轴承50固定在静止轴33上。轴承50将转子40支承为能够相对于静止轴33旋转。轴承50例如具有上轴承51和下轴承52，该下轴承52位于比上轴承51靠下侧的位置。

转子40具有轴承保持部43、盖部41a、磁铁保持筒部41c、磁铁支承部件42a、磁铁42b以及螺旋桨安装部44。轴承保持部43是在轴向上延伸的筒状。轴承保持部 43例如是以中心轴线J为中心的圆筒状。轴承保持部43配置在比轴承50靠径向外侧的位置。轴承保持部43配置在比定子30靠径向内侧的位置。轴承保持部43在内部对轴承50进行保持。轴承保持部43具有轴承保持部43的外径从下侧朝向上侧而变大的台阶部43a。

盖部41a从轴承保持部43的上端部向径向外侧扩展。盖部41a例如是圆环状，中心轴线J穿过盖部41a的中心。盖部41a配置于定子30的上侧。盖部41a的径向外侧的端部配置在比定子30靠径向外侧的位置。磁铁42b配置在比静止轴33靠径向外侧的位置，更详细而言，定子30的径向外侧。

螺旋桨安装部44是供螺旋桨2安装的部分。螺旋桨安装部44是在轴向上延伸的柱状。螺旋桨安装部44例如通过螺钉等而固定于轴承保持部43的上端部。

转子40具有贯通转子40的转子贯通孔41b。转子贯通孔41b设置于盖部41a。转子贯通孔41b例如沿轴向贯通盖部41a。转子贯通孔41b配置在比叶轮60靠上侧的位置。转子贯通孔41b的至少一部分与定子30和叶轮60在轴向上隔着间隙而对置。

在转子40上配置有多个转子贯通孔41b。多个转子贯通孔41b可以沿周向等间隔地配置，也可以不是等间隔。转子贯通孔41b的形状没有特别限定，可以是圆形状，也可以是椭圆形状，还可以是多边形状。

叶轮60安装在转子40上。更详细而言，叶轮60固定在轴承保持部43的外侧面上。如图1所示，在轴固定型并且外转子型的马达10中，由于对轴承50进行保持的轴承保持部43旋转，因此能够将叶轮60固定于轴承保持部43。因此，容易安装叶轮60。

叶轮60与转子40一同旋转而使外部的空气A流入到马达10的内部。在图1中，叶轮60例如将空气A从上方送向下方。叶轮60具有叶片支承部61和多个叶轮叶片 62。叶片支承部61例如是以中心轴线J为中心的圆筒状。叶片支承部61例如通过粘接剂等而固定在轴承保持部43的外周面上。另外，叶片支承部61也可以嵌合固定于轴承保持部43。

叶片支承部61的上端部例如与台阶部43a的下表面接触。虽然省略了图示，但叶片支承部61的下端部例如被嵌在轴承保持部43中的挡圈从下侧支承。由此，叶轮60相对于轴承保持部43在轴向上定位。此时，嵌在轴承保持部43中的挡圈也可以具有向上侧突出的突出部，该突出部插入于设置在叶片支承部61上的孔中。由此，突出部为止转部，能够抑制叶片支承部61相对于轴承保持部43而相对地旋转。

多个叶轮叶片62配置在叶片支承部61的外周面上。多个叶轮叶片62沿周向配置。叶轮60的至少一部分配置在比定子30靠径向内侧的位置。叶轮60的至少一部分与定子30在径向上重叠。因此，能够使马达10在轴向上小型化。

并且，例如，当在定子的正上方设置有叶轮的情况下，从叶轮朝下排出的空气A 会与定子的上部发生碰撞。因此，空气A的流动容易被打乱，难以将空气A送到定子的下侧。由此，定子的冷却有可能不充分。并且，由于空气A的流动被打乱，因此噪声也有可能变大。

与此相对，根据本实施方式，叶轮60的至少一部分与定子30在径向上重叠，因此能够抑制从叶轮60朝下排出的空气A与定子30的上部发生碰撞。由此，能够抑制流入到马达10内部的空气A的流动被打乱。其结果为，易于利用叶轮60将流入到马达10内的空气A送到定子30的下侧，能够抑制定子30的冷却不充分。并且，能够抑制噪声产生。

并且，由于叶轮60的径向外侧被定子30保护，因此例如能够抑制叶轮60与其他部件等接触而破损。

并且，通过将叶轮60的至少一部分配置于定子30的径向内侧的空间，能够高效地利用定子30的径向内侧的空间。定子30的径向内侧的空间在定子30的极数比较多的情况下容易变大。因此，在定子30的极数比较大的情况下，本实施方式的结构尤其有用。

并且，转子40在比叶轮60靠上侧的位置具有转子贯通孔41b，因此空气A易于从比叶轮60靠上侧的位置的外部空间经由转子贯通孔41b而流入到马达10内。由此，能够易于在马达10内产生空气A的流动，更容易对定子30进行冷却。

并且，由于转子贯通孔41b设置于盖部41a，因此易于从定子30的上侧将空气A 取入到马达10内。并且，由于转子贯通孔41b的至少一部分在轴向上与定子30和叶轮60隔着间隙而对置，因此易于利用空气A对定子30的上部进行冷却，并且易于利用叶轮60将空气A顺畅地取入到马达10内。

在图1中，叶轮60整体配置在比定子30靠径向内侧的位置。由此，能够进一步抑制从叶轮60朝下排出的空气A与定子30的上部发生碰撞。因此，能够使马达10 内部的空气A的流动更顺畅，并且能够进一步抑制噪声产生。

在图1中，叶轮60整体与定子30在径向上重叠。因此，能够使马达10在轴向上进一步小型化。并且，如图1所示，能够利用吸入到叶轮60的上侧的空气A对定子30的上部进行冷却，并且易于将从叶轮60朝下排出的空气A送到定子30的下侧，从而易于对定子30的下部进行冷却。这样，由于易于从上侧和下侧双方对定子30 进行冷却，因此，高效地对温度容易变成高温的定子30的轴向的中心进行冷却。

基座部件20具有定子保持架20a和托架20b。定子保持架20a在轴向上延伸。在图1和图2中，定子保持架20a是以中心轴线J为中心的有底的圆筒状。定子保持架20a对定子30进行保持。定子保持架20a具有底部21和定子保持筒部22。即，基座部件20具有底部21。底部21是在径向上扩展的圆板状。如图1所示，底部21 配置于叶轮60的下侧。底部21覆盖叶轮60的下侧。

定子保持筒部22是从底部21的外缘向上侧延伸的圆筒状。定子铁芯31的内周面固定在定子保持筒部22的外周面上。由此，将定子30安装在基座部件20上。

定子保持架20a具有沿径向贯通定子保持架20a的第一基座部件贯通孔22a。第一基座部件贯通孔22a设置在定子保持筒部22上。第一基座部件贯通孔22a配置于定子保持筒部22的下端部。第一基座部件贯通孔22a的至少一部分配置在比叶轮60 靠下侧的位置。因此，由叶轮60输送的空气A经由第一基座部件贯通孔22a而送向定子30的下侧。由此，易于对定子30的下部进行冷却，能够进一步提高定子30的冷却效率。

在图1中，第一基座部件贯通孔22a整体配置在比叶轮60靠下侧的位置。第一基座部件贯通孔22a向定子30的下侧的空间、即定子30与托架20b的轴向之间的空间开口。

如图2所示，定子保持架20a具有多个第一基座部件贯通孔22a。多个第一基座部件贯通孔22a沿周向等间隔地设置。因此，易于在周向的整个范围内均匀地对定子 30的下部进行冷却。

第一基座部件贯通孔22a的形状没有特别限定，可以是圆形状，也可以是椭圆形状，还可以是多边形状。在图2中，第一基座部件贯通孔22a的形状例如是沿周向延伸的圆角的长方形状。

如图1所示，规定第一基座部件贯通孔22a的定子保持架20a的上内侧面和下内侧面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向下侧延伸的倾斜面。因此，易于将从叶轮 60朝下排出的空气A顺畅地送向径向外侧。由此，更易于对定子30的下部进行冷却。以下，将规定第一基座部件贯通孔22a的定子保持架20a的内侧面记作第一基座部件贯通孔22a的内侧面。

第一基座部件贯通孔22a的下内侧面与底部21的上表面连接。更详细而言，第一基座部件贯通孔22a的下内侧面与底部21的上表面中的倾斜部21e连接。倾斜部 21e配置于底部21的上表面的径向外侧的端部。倾斜部21e分别设置于多个第一基座部件贯通孔22a处。倾斜部21e随着从径向内侧朝向径向外侧而向下侧延伸。能够利用倾斜部21e将从底部21的上侧输送的空气A顺畅地送到第一基座部件贯通孔 22a。

倾斜部21e相对于轴向的斜率和第一基座部件贯通孔22a的下表面相对于轴向的斜率例如彼此相同。因此，由倾斜部21e和第一基座部件贯通孔22a的下表面构成了一个连续的倾斜面。

定子保持架20a具有沿轴向贯通定子保持架20a的多个第二基座部件贯通孔21b。第二基座部件贯通孔21b设置在底部21上。即，底部21具有沿轴向贯通底部21的第二基座部件贯通孔21b。因此，能够经由第二基座部件贯通孔21b将基座部件20 (定子保持架20a)内的水滴W排出到外部。

在图2中，第二基座部件贯通孔21b的数量例如是两个。第二基座部件贯通孔 21b的形状没有特别限定，可以是圆形状，也可以是椭圆形状，还可以是多边形状。在图2中，第二基座部件贯通孔21b的形状例如是圆形状。并且，第二基座部件贯通孔21b的数量也可以是一个或三个以上。

第二基座部件贯通孔21b与槽部21c连接。槽部21c从底部21的下表面21a向上侧凹陷。槽部21c例如沿径向延伸成直线状。槽部21c将第二基座部件贯通孔21b 和下表面21a的径向外侧的外缘连接起来。因此，如图1所示，例如，在旋转螺旋桨装置1安装于其他部件的主体BD时，即使是下表面21a是与主体BD接触的安装面，也能够经由槽部21c将水滴W排出到旋转螺旋桨装置1的外部。在图2中，槽部21c 例如仅设置有一个，与两个第二基座部件贯通孔21b中的一个连接。

第二基座部件贯通孔21b向设置在下表面21a上的凹部21d开口。凹部21d从下表面21a向上侧凹陷。凹部21d例如是圆形状，中心轴线J穿过其中心。凹部21d与槽部21c连接。因此，通过第二基座部件贯通孔21b的水滴W流入到凹部21d，从凹部21d经由槽部21c排出到旋转螺旋桨装置1的外部。由此，在设置多个第二基座部件贯通孔21b的情况下，即使槽部21c是一个，也能够将通过各第二基座部件贯通孔21b的水滴W排出到旋转螺旋桨装置1的外部。

通过设置一个槽部21c，能够减小将旋转螺旋桨装置1固定于主体BD时的基座部件20与主体BD之间的开口面积。由此，例如能够抑制异物经由槽部21c进入到旋转螺旋桨装置1的内部。并且，由于能够从多个第二基座部件贯通孔21b排出水滴 W，因此能够容易排出基座部件20内的水滴W。

当在屋外使用旋转螺旋桨装置1的情况下，水滴W容易进入到马达10内。因此，例如在像多旋翼直升机等那样在屋外使用旋转螺旋桨装置1的情况下尤其能够显著得到能够排出上述的基座部件20内的水滴W的效果。

托架20b例如是圆环板状的部件，配置在比定子30靠下侧的位置。托架20b与定子30在轴向上隔着间隙而对置。因此，能够在定子30与托架20b的轴向之间构成沿径向延伸以供空气A通过的流路。由此，易于经由第一基座部件贯通孔22a将流入到定子30的下侧的空间内的空气A沿径向输送而使其与定子30的下部接触。因此，易于利用空气A对定子30进一步进行冷却。

托架20b的上表面配置在比第一基座部件贯通孔22a的下内侧面靠下侧的位置。因此，易于经由第一基座部件贯通孔22a将向径向外侧排出的所有空气A送到托架 20b与定子30之间的空间内，从而更易于对定子30进行冷却。

螺旋桨2例如是多旋翼直升机用的螺旋桨。螺旋桨2安装在转子40上。更详细而言，螺旋桨2安装于螺旋桨安装部44。螺旋桨2具有环状的螺旋桨固定部2b和多个螺旋桨叶片2a。螺旋桨固定部2b例如通过螺钉等而固定于螺旋桨安装部44。螺旋桨叶片2a从螺旋桨固定部2b向径向外侧延伸。

本实用新型不限于上述的实施方式，也能够采用其他结构。在以下的说明中，对与上述说明相同的结构，有时通过适当标注相同的标号等而省略说明。

叶轮60的一部分也可以配置在比定子30的内缘靠径向外侧的位置。叶轮60的一部分也可以配置于与定子30沿径向不重叠的位置、即配置于在轴向上与定子30 不同的位置。

转子贯通孔41b也可以设置于转子40的盖部41a以外的部位。例如，转子贯通孔41b也可以设置于磁铁保持筒部41c。转子贯通孔41b可以沿径向贯通转子40。并且，也可以是转子贯通孔41b整体与定子30和/或叶轮60在轴向上隔着间隙而对置。也可以不设置转子贯通孔41b。

利用叶轮60而通过马达10内的空气A的流动也可以是与图1所示的箭头的朝向相反的朝向。具体而言，例如，通过叶轮60旋转，空气A从托架20b与转子40 的间隙经由定子30与托架20b的轴向的间隙和第一基座部件贯通孔22a流入到马达 10内。而且，流入到马达10内的空气A从叶轮60朝上排出，经由转子贯通孔41b 而排出到马达10的外部。

利用叶轮60而产生的马达10内的空气A流动的朝向优选与由于叶轮60以外的主要原因而在马达10内产生的空气A的流动的朝向为相同的朝向。这是因为能够使在马达10内流动的空气A的流动更顺畅，能够进一步提高定子30的冷却效率。

具体而言，例如，在由于螺旋桨2旋转而在马达10内产生从上方向下方流动的空气A的流动的情况下，优选使利用叶轮60而产生的空气A的流动的朝向与图1所示的空气A的流动的朝向相同。通过变更叶轮叶片62的朝向，能够变更利用叶轮60 而产生的马达10内的空气A的流动的朝向。

也可以不设置第一基座部件贯通孔22a。也可以不设置第二基座部件贯通孔21b。也可以不设置托架20b。

如图3所示，在第二实施方式的马达110中，旋转轴133被轴承50支承为能够与转子140一同旋转。即，马达110是轴旋转型的马达。旋转轴133的上端部是供螺旋桨2安装的螺旋桨安装部133a。

盖部141a安装在旋转轴133上。更详细而言，盖部141a例如嵌合固定在旋转轴 133的外周面上。

叶轮160固定在盖部141a的下表面上。更详细而言，叶片支承部161例如通过螺钉等而固定于盖部141a。叶轮叶片162配置在叶片支承部161的下表面上。叶轮 160的下部与定子30在径向上重叠。叶轮160的上部配置在比定子30靠上侧的位置。叶轮160整体配置在比定子30靠径向内侧的位置。

在基座部件120中，定子保持架120a具有轴承保持部143。轴承保持部143从底部121向上侧延伸。底部121的倾斜部121e从轴承保持部143沿径向延伸至第一基座部件贯通孔22a。因此，易于将从叶轮160朝下排出的空气A更顺畅地送到第一基座部件贯通孔22a。

能够使用本实用新型的马达不限于外转子型的马达，也包含在定子的径向内侧配置转子的磁铁的内转子型的马达。并且，使用了本实用新型的马达例如也可以用于送风装置、电动汽车、电动飞机以及机器人等、旋转螺旋桨装置以外的任何设备。

上述第一实施方式和第二实施方式的各结构能够在彼此不矛盾的范围内适当组合。

Claims (11)

1.一种马达，其特征在于，具有：

轴，其以在上下方向上延伸的中心轴线为中心而配置；

转子，其具有配置在比所述轴靠径向外侧的位置的磁铁；

定子，其在径向上与所述磁铁隔着间隙而对置；以及

叶轮，其安装在所述转子上，

所述叶轮的至少一部分配置在比所述定子靠径向内侧的位置，

所述叶轮的至少一部分与所述定子在径向上重叠，

所述磁铁配置于所述定子的径向外侧，

所述转子具有贯通所述转子的转子贯通孔，

所述转子贯通孔配置在比叶轮靠上侧的位置。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述叶轮整体配置在比所述定子靠径向内侧的位置。

3.根据权利要求2所述的马达，其特征在于，

所述叶轮整体与所述定子在径向上重叠。

4.根据权利要求3所述的马达，其特征在于，

所述转子具有配置于所述定子的上侧的盖部，

所述转子贯通孔设置于所述盖部。

5.根据权利要求4所述的马达，其特征在于，

所述转子贯通孔的至少一部分与所述定子和所述叶轮在轴向上隔着间隙而对置。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的马达，其特征在于，

所述马达还具有供所述定子安装的基座部件，

所述基座部件具有沿轴向延伸并且对所述定子进行保持的定子保持架，

所述定子保持架具有沿径向贯通所述定子保持架的第一基座部件贯通孔，

所述第一基座部件贯通孔的至少一部分配置在比所述叶轮靠下侧的位置。

7.根据权利要求6所述的马达，其特征在于，

所述基座部件具有与所述定子在轴向上隔着间隙而对置的托架，

所述托架配置在比所述定子靠下侧的位置。

8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的马达，其特征在于，

所述马达还具有：

基座部件，其供所述定子和所述轴安装；以及

轴承，其将所述转子支承为能够相对于所述轴旋转，

所述转子具有对所述轴承进行保持的筒状的轴承保持部，

所述轴承保持部配置在比所述轴承靠径向外侧的位置，

所述叶轮固定在所述轴承保持部的外侧面上。

9.根据权利要求1至3中的任意一项所述的马达，其特征在于，

所述轴被支承为能够与所述转子一同旋转，

所述转子具有安装于所述轴的盖部，

所述盖部配置于所述定子的上侧，

所述叶轮固定在所述盖部的下表面上。

10.根据权利要求1至3中的任意一项所述的马达，其特征在于，

所述马达还具有供所述定子安装的基座部件，

所述基座部件具有配置于所述叶轮的下侧的底部，

所述底部具有沿轴向贯通所述底部的第二基座部件贯通孔。

11.一种旋转螺旋桨装置，其特征在于，具有：

权利要求1至3中的任意一项所述的马达；以及

螺旋桨，其安装在所述转子上。