DE102016103932A1

DE102016103932A1 - Bürstenloser Motor

Info

Publication number: DE102016103932A1
Application number: DE102016103932.2A
Authority: DE
Inventors: Akio MURASE
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-09-15
Also published as: CN105978211B; US10224777B2; JP6394444B2; CN105978211A; US20160268863A1; JP2016167942A

Abstract

Bereitgestellt wird ein bürstenloser Motor, der folgendes umfasst: (1) eine Motorwelle, (2) einen Isolator, der einen die ringförmige Einheit abdeckenden ringförmigen Isolierabschnitt aufweist, (3) ein Mittelstück, das einen die Motorwelle stützenden Hauptkörperabschnitt aufweist, (4) eine erste Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts erstreckt, und (5) eine zweite Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts erstreckt und die zusammen mit der ersten Wasserstoppwand eine Labyrinthstruktur bildet.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor.
Verwandte Technik
Ein herkömmlicher bürstenloser Außenläufermotor mit einer Motorwelle, einem Rotorgehäuse, das mittels eines Wellenlagers drehbar von der Motorwelle abgestützt wird, und einem Stator, der in dem Rotorgehäuse untergebracht ist, ist aufgrund der japanischen offengelegten Patentanmeldung (JP-A) Nr. 2014-36525 bekannt.
Bei solchen bürstenlosen Motoren kann sich die Leistung des Wellenlagers verringern, wenn Wassertröpfchen in das Innere des Rotorgehäuses gedrungen sind. Daher wurde ein mit einer Labyrinthstruktur versehener bürstenloser Motor vorgeschlagen, bei dem das Wellenlager keinem Wasser ausgesetzt ist (siehe z. B. JP-A Nr. 2007-53844 ).
Unter den Bürstenmotoren dieser Art gibt es auch Motoren, die als Fahrzeuggebläsemotoren verwendet werden (siehe z. B. JP-A Nr. H09-261915 ). Dieser Fahrzeuggebläsemotor ist mittels einer Ummantelung an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Ein an einem Mittelabschnitt eines Gebläses vorgesehener Befestigungsabschnitt ist an einem Rotorgehäuse in diesem Gebläsemotor befestigt, so dass sich das Gebläse zusammen mit dem Rotorgehäuse dreht.
Bei dem oben beschriebenen Fahrzeuggebläsemotor können Spalten in einem äußeren Umfangsabschnitt des Gebläsemotors, insbesondere zwischen dem Rotorgehäuse, dem Befestigungsabschnitt des Gebläses und der Ummantelung gebildete Spalten, als Eindringwege für Wassertröpfchen dienen. Folglich könnte an dem äußeren Umfangsabschnitt des Gebläsemotors eine aus dem Rotorgehäuse, dem Befestigungsabschnitt des Gebläses und der Ummantelung gebildete Labyrinthstruktur vorgesehen sein, so dass das Eindringen von Wasser verhindert wird.
In solchen Fällen kann der Strom der Kühlluft, die einen um die Statorzähne gewickelten Wicklungsspulenabschnitt kühlt und die in Richtung der radialen Außenseite des Gebläsemotors ausgestoßen wird, durch die Labyrinthstruktur behindert werden. Demzufolge ist es wünschenswert, die Kühlung des Wicklungsspulenabschnitts sicherzustellen und zugleich zu verhindern, dass das Wellenlager Wasser ausgesetzt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Mit der vorliegenden Offenbarung wird ein bürstenloser Motor bereitgestellt, der imstande ist, die Kühlung des Wicklungsspulenabschnitts sicherzustellen und zugleich zu verhindern, dass das Wellenlager Wasser ausgesetzt ist.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein bürstenloser Motor, der folgendes umfasst: eine Motorwelle; ein Rotorgehäuse mit einem an der radialen Außenseite der Motorwelle vorgesehenen kreisförmigen (zylinderförmigen) Wellenlager-Gehäuseabschnitt und einem äußeren Zylinderabschnitt, der an der radialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts ausgebildet ist; ein in dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt untergebrachtes und an der Motorwelle befestigtes Wellenlager; einen im Inneren des äußeren Zylinderabschnitts untergebrachten Statorkern, der eine an der radialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts vorgesehene ringförmige Einheit umfasst und eine Vielzahl von Zähnen, die in einem strahlenförmigen Muster an der Peripherie der ringförmigen Einheit ausgebildet sind; einen Isolator, der einen die ringförmige Einheit abdeckenden ringförmigen Isolierabschnitt aufweist, und Vielzahl von Zahnisolierabschnitten, die jeweils die Vielzahl von Zähnen abdecken; eine Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten, die um die Zähne und über die Zahnisolierabschnitte gewickelt sind; ein Mittelstück, das einen Hauptkörperabschnitt aufweist, der einer Öffnung des äußeren Zylinderabschnitts gegenüberliegend angeordnet ist und der die Motorwelle und den Statorkern stützt; eine erste Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts erstreckt; und eine zweite Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts erstreckt und die zusammen mit der ersten Wasserstoppwand eine Labyrinthstruktur bildet, welche an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten ausgebildet ist.
Bei dem bürstenlosen Motor des ersten Aspekts besteht eine Labyrinthstruktur aus der ersten Wasserstoppwand und der zweiten Wasserstoppwand, die entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle in Ringformen ausgebildet sind. In der Labyrinthstruktur erstreckt sich die erste Wasserstoppwand entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts, und die zweite Wasserstoppwand erstreckt sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts.
Demzufolge kann auch in einem Fall, in dem zum Beispiel ein Wassertröpfchen, das durch den Spalt zwischen dem Umfangsrandabschnitt des Rotorgehäuses und dem Hauptkörperabschnitt des Mittelstücks eingedrungen ist und das sich zwischen dem Statorkern und dem Hauptkörperabschnitt hindurch der Wellenlagerseite nähert, das Eindringen des Wassertröpfchens durch die oben beschriebene Labyrinthstruktur verhindert werden. Folglich kann verhindert werden, dass das Wellenlager Wasser ausgesetzt ist.
Überdies ist die Labyrinthstruktur an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten ausgebildet, die in einer Ringform angeordnet sind. Da die Labyrinthstruktur nicht im Strömungsweg der Kühlluft angeordnet ist, welche die Wicklungsspulenabschnitte kühlt und die in Richtung der radialen Außenseite des bürstenlosen Motors ausgestoßen wird, kann sie die Strömung der Kühlluft nicht behindern.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der bürstenlose Motor des ersten Aspekts, wobei die erste Wasserstoppwand an der radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand ausgebildet ist.
Da die erste Wasserstoppwand bei dem bürstenlosen Motor des zweiten Aspekts an der radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand angeordnet ist, ist sie näher an der äußeren peripheren Seite der Motorwelle (der äußeren peripheren Seite der Motorwelle, an der die Wassertröpfchen entlang fließen) angeordnet, die als Weg dienen kann, auf dem Wassertröpfchen in das Wellenlager eindringen. Demzufolge kann durch die erste Wasserstoppwand noch effektiver verhindert werden, dass das Wellenlager Wasser ausgesetzt ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der bürstenlose Motor des zweiten Aspekts, wobei an dem ringförmigen Isolierabschnitt ein Erstreckungsabschnitt vorgesehen ist, der sich in Richtung der radialen Außenseite der ersten Wasserstoppwand erstreckt, wobei ein vorauslaufender Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand dem Erstreckungsabschnitt entlang der axialen Richtung der Motorwelle gegenüberliegt.
Da sich bei dem bürstenlosen Motor des dritten Aspekts und der oben beschriebenen Labyrinthstruktur der an dem ringförmigen Isolierabschnitt ausgebildete Erstreckungsabschnitt und der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand entlang der axialen Richtung der Motorwelle gegenüberliegen, kann verhindert werden, dass zwischen den Erstreckungsabschnitt und den vorauslaufenden Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand Wassertröpfchen gelangen. Dadurch kann die Wasserstoppfähigkeit der Labyrinthstruktur verbessert werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der bürstenlose Motor des dritten Aspekts, wobei ein radial außenseitiger Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts weiter in Richtung der radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts hervorragt als der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand.
Bei dem bürstenlosen Motor des vierten Aspekts ragt ein radial außenseitiger Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts weiter in Richtung der radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts hervor als der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand. Da der Fluss der Wassertröpfchen an dem Abschnitt des Erstreckungsabschnitts, der weiter in Richtung der radialen Außenseite hervorragt als die zweite Wasserstoppwand, effektiver gehindert werden kann, kann dies ebenfalls die Wasserstoppfähigkeit der Labyrinthstruktur verbessern.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der bürstenlose Motor gemäß einem der Aspekte eins bis vier, der zudem folgendes umfasst: eine dritte Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts erstreckt; und eine vierte Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts erstreckt, wobei die erste Wasserstoppwand und die zweite Wasserstoppwand eine innere Labyrinthstruktur als Labyrinthstruktur bilden und die dritte Wasserstoppwand und die vierte Wasserstoppwand eine äußere Labyrinthstruktur bilden, die an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten und an der radialen Außenseite der inneren Labyrinthstruktur angeordnet ist.
Bei dem bürstenlosen Motor des fünften Aspekts ist zusätzlich zu der inneren Labyrinthstruktur an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten die äußere Labyrinthstruktur ausgebildet. Durch diese zweischichtige Labyrinthstruktur kann noch effektiver verhindert werden, dass die Wellenlager Wasser ausgesetzt sind.
Ebenso wie die oben beschriebene innere Labyrinthstruktur ist auch die äußere Labyrinthstruktur an der radialen Innenseite der Vielzahl von in einer Ringform angeordneten Wicklungsspulenabschnitten ausgebildet. Da die äußere Labyrinthstruktur nicht im Strömungsweg der Kühlluft angeordnet ist, welche die Wicklungsspulenabschnitte kühlt und die in Richtung der radialen Außenseite des bürstenlosen Motors ausgestoßen wird, kann sie die Strömung der Kühlluft nicht behindern.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der bürstenlose Motor des fünften Aspekts, wobei sich die vorauslaufende Endseite der ersten Wasserstoppwand entlang der axialen Richtung der Motorwelle mit der vorauslaufende Endseite der zweiten Wasserstoppwand überschneidet, und die vorauslaufende Endseite der dritten Wasserstoppwand überschneidet sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle mit der vorauslaufenden Endseite der vierten Wasserstoppwand.
Bei dem bürstenlosen Motor des sechsten Aspekts überschneidet sich die vorauslaufende Endseite der ersten Wasserstoppwand entlang der axialen Richtung der Motorwelle mit der vorauslaufenden Endseite der zweiten Wasserstoppwand. Die Wasserstoppfähigkeit der inneren Labyrinthstruktur somit weiter verbessert werden, da der Fließweg innerhalb der inneren Labyrinthstruktur gekrümmt ist und die Länge des Fließweges größer ist.
Überdies überschneidet sich die vorauslaufende Endseite der dritten Wasserstoppwand mit der vorauslaufenden Endseite der vierten Wasserstoppwand der Motorwelle. Die Wasserstoppfähigkeit der äußeren Labyrinthstruktur kann somit weiter verbessert werden, da der Fließweg innerhalb der äußeren Labyrinthstruktur gekrümmt ist und die Länge des Fließweges größer ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben, wobei:
1 ein vertikaler Querschnitt eines bürstenlosen Motors gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines der in 1 dargestellten Isolatoren ist;
3 eine perspektivische Ansicht eines peripheren Abschnitts der in 1 dargestellten inneren Labyrinthstruktur und der äußeren Labyrinthstruktur ist;
4 ein vertikaler Querschnitt der der in 3 dargestellten inneren Labyrinthstruktur ist; und
5 ein vertikaler Querschnitt der in 4 dargestellten äußeren Labyrinthstruktur ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird im Folgenden eine beispielhafte Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein bürstenloser Motor 10 gemäß der beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung eine Motorwelle 12, einen Rotor 14, einen Stator 16, ein Mittelstück 18, eine Leiterplatte 20, ein Verbindungsglied 22 und ein Leiterplattengehäuse 24.
Der Rotor 14 umfasst ein Rotorgehäuse 26 und einen Rotormagneten 28. Das Rotorgehäuse 26 umfasst einen kreisförmigen (zylinderförmigen) Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30, der an radialen Außenseite der Motorwelle 12 vorgesehen ist, und einen an der radialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts 30 ausgebildeten mit einem Boden versehenen, zylinderförmigen äußeren Zylinderabschnitt 32. Der Rotormagnet 28 ist an einer inneren peripheren Seite des äußeren Zylinderabschnitts 32 angeordnet.
An einer axialen Seite des äußeren Zylinderabschnitts 32 befindet sich eine Öffnung, und an der anderen radialen Seite des äußeren Zylinderabschnitts 32 ist ein unterer Wandabschnitt 34 ausgebildet. Der oben beschriebene Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30 erstreckt sich von einem Mittelabschnitt des unteren Wandabschnitts 34 zur Seite des Mittelstücks 18 hin. Der untere Wandabschnitt 34 weist eine Vielzahl von Lüftungsöffnungen 36 auf.
In dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30 ist ein Paar von Wellenlagern 38 untergebracht, an dem die Motorwelle 12 befestigt ist. Die zwei axialen Seiten des Wellenlager-Gehäuseabschnitts 30 sind offen, und ein Ende der Motorwelle 12 ragt von dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30 in Richtung des Mittelstücks 18, indem es durch die Öffnung an einer axialen Seite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts 30 verläuft.
Der Stator 16 umfasst einen Statorkern 40, ein Paar von Isolatoren 42, 44 und eine Vielzahl von Wicklungen 46. Der Statorkern 40 umfasst eine an einer axialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts 30 ausgebildete ringförmige Einheit 48 und eine Vielzahl von Zähnen 50, die in einem strahlenförmigen Muster an Peripherie der ringförmigen Einheit 48 ausgebildet sind. Der Statorkern 40 ist innerhalb des äußeren Zylinderabschnitts 32 zwischen dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30 und dem Rotormagneten 28 entlang der radialen Richtung angeordnet. In der ringförmigen Einheit 48 ist entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 eine Durchführungsöffnung 54 vorgesehen, in die eine Schraube 52 eingeführt wird.
Das Paar von Isolatoren 42, 44 ist entlang der axialen Richtung des Statorkerns 40 geteilt und von beiden axialen Seiten des Statorkerns 40 an dem Statorkerns 40 befestigt. Das Paar von Isolatoren 42, 44 weist jeweils einen die ringförmige Einheit 48 abdeckenden ringförmigen Isolierabschnitt 56 auf, und eine Vielzahl von Zahnisolierabschnitten 58, welche die jeweilige Vielzahl von Zähnen 50 abdeckt (siehe 2 und 3).
Von dem Paar von Isolatoren 42, 44 ist der an einer axialen Seite (d. h. der Seite des Mittelstücks 18) des Statorkerns 40 angeordnete Isolator 42 ein Beispiel eines ”Isolators” gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die Vielzahl von Wicklungen 46 umfasst eine Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60, die um die Zähne 50 sowie die Zahnisolierabschnitte 58 gewickelt sind. Die Wicklungsspulenabschnitte 60 können mittels einer konzentrierten Wicklung um einen der Zähne 50 gewickelt sein oder mittels einer verteilten Wicklung um mehrere Zähne 50.
Das Mittelstück 18 umfasst einen flachen, plattenförmigen Hauptkörperabschnitt 62. Der Hauptkörperabschnitt 62 ist der Öffnung des äußeren Zylinderabschnitts 32 gegenüberliegend angeordnet. An einem Mittelabschnitt des Hauptkörperabschnitts 62 ist ein konkavförmiger Wellenstützabschnitt 64 vorgesehen, der an der Seite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts 30 offen ist, wobei die Motorwelle 12 in den Wellenstützabschnitt 64 eingeführt wird, so dass sie darin gehalten wird. Der Hauptkörperabschnitt 62 weist eine Wölbung 66 auf, die in Richtung der Seite des Stators 16 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 weiter zu der radialen Außenseite hervorragt als der Wellenstützabschnitt 64.
Die Vielzahl von Wölbungen 66 ist in Abständen entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet. An jeder der Wölbungen 66 ist eine auf der Seite des Statorkerns 40 offene Schraubenöffnung 68 vorgesehen. Die Schraubenöffnung 68 ist an einer Stelle vorgesehen, die der an der oben beschriebenen ringförmigen Einheit 48 des Statorkerns 40 geformten Durchführungsöffnung 54 entspricht. Wenn die Schraube 52 durch die Durchführungsöffnung 54 geführt worden ist, wird sie so in die Schraubenöffnung 68 eingeführt, dass der Statorkern 40 an dem Hauptkörperabschnitt 62 befestigt ist.
Die Leiterplatte 20 ist auf der Seite des Hauptkörperabschnitts 62 gegenüber der Seite des Statorkerns 40 angeordnet. Auf der Leiterplatte 20 ist eine elektronische Schaltung zur Umschaltung der Übertragung zu der oben beschriebenen Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 ausgebildet. Das Verbindungsglied 22 ist an einer Seite des Hauptkörperabschnitts 62 angeordnet. An dem Verbindungsglied 22 befindet sich ein Verbindungsabschnitt 70, und eine an dem Verbindungsabschnitt 70 vorgesehene Anschlussklemme ist mit der auf der Leiterplatte 20 ausgebildeten elektronischen Schaltung elektrisch verbunden.
Das Leiterplattengehäuse 24 hat eine abgeflachte Kastenform und ist auf der Seite des Hauptkörperabschnitts 62 gegenüber der Seite des Statorkerns 40 an dem Hauptkörperabschnitt 62 befestigt. Zwischen dem Leiterplattengehäuse 24 und dem Hauptkörperabschnitt 62 ist ein Gehäuseraum 72, in dem die Leiterplatte 20 untergebracht ist.
Der bürstenlose Motor 10 ist beispielsweise als Fahrzeuggebläsemotor geeignet, und die Motorwelle 12 ist so an der Fahrzeugkarosserie befestigt, dass sie entlang einer horizontalen Richtung angeordnet ist.
Ein Gebläse 100 umfasst einen an einem Mittelabschnitt des Gebläses 100 vorgesehenen Befestigungsabschnitt und eine Vielzahl von Flügeln 104, die am äußeren Rand des Befestigungsabschnittes 102 angeordnet sind. Ebenso wie das Rotorgehäuse 26 umfasst der Befestigungsabschnitt 102 einen äußeren Zylinderabschnitt 112 und einen unteren Wandabschnitt 114 und ist an dem Rotorgehäuse 26 befestigt, so dass er das Rotorgehäuse 26 abdeckt.
Wenn in dem bürstenlosen Motor 10 die Stromleitung zu der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 mittels der auf der Leiterplatte 20 ausgebildeten elektronischen Schaltung umgeschaltet wird, erzeugt der Stator 16 ein umlaufendes Drehfeld, und der Rotor 14 dreht sich durch die zwischen dem umlaufenden Drehfeld und dem Rotormagneten 28 erzeugte Anziehungskraft und Abstoßkraft.
Wenn sich das Gebläse 100 zusammen mit dem Rotor 14 dreht, wird eine Strömung einer Kühlluft W erzeugt, welche die Wicklungsspulenabschnitte 60 durch die zwischen der Vielzahl von Zähnen 50 gebildeten Schlitze kühlt. Die Kühlluft W wird durch die an dem unteren Wandabschnitt 34 vorgesehenen Lüftungslöcher 36 in Richtung der Außenseite des Rotorgehäuses 26 und auch in Richtung der radialen Außenseite des bürstenlosen Motors 10 zwischen den unteren Wandabschnitten 34, 114 und zwischen den äußeren Zylinderabschnitten 32, dem äußeren Zylinderabschnitt 112 des Befestigungsabschnitts 102 und dem Rotorgehäuse 26 hindurch ausgestoßen.
Im Folgenden werden die an dem bürstenlosen Motor 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildete innere Labyrinthstruktur 80 und die äußere Labyrinthstruktur 90 beschrieben.
Wie in den 3 bis 5 dargestellt, weist der bürstenlose Motor 10 eine innere Labyrinthstruktur 80 und eine äußere Labyrinthstruktur 90 auf. Wie in 3 und 4 dargestellt, wird die innere Labyrinthstruktur 80 durch eine erste Wasserstoppwand 82 und eine zweite Wasserstoppwand 84 gebildet, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet sind.
Die erste Wasserstoppwand 82 erstreckt sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 von dem an einem des Paars von Isolatoren 42 geformten ringförmigen Isolierabschnitt 56 in Richtung des Hauptkörperabschnitts 62. Die zweite Wasserstoppwand 84 hingegen erstreckt sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 von dem Hauptkörperabschnitt 62 (einem peripheren Abschnitt des Wellenstützabschnitts 64) in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts 56.
Die erste Wasserstoppwand 82 ist an der radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand 84 angeordnet, und die vorauslaufende Endseite der ersten Wasserstoppwand 82 und die vorauslaufende Endseite der zweiten Wasserstoppwand 84 überschneiden sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12. Es ist sichergestellt, dass zwischen der ersten Wasserstoppwand 82 und der zweiten Wasserstoppwand 84 entlang der radialen Richtung ein Spalt verläuft.
Ein vorauslaufender Endabschnitt der ersten Wasserstoppwand 82 liegt dem Hauptkörperabschnitt 62 (dem peripheren Abschnitt des Wellenstützabschnitts 64) entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 gegenüber. Überdies ist an dem ringförmigen Isolierabschnitt 56 ein Erstreckungsabschnitt 86 ausgebildet, der sich in Richtung der radialen Außenseite der ersten Wasserstoppwand 82 erstreckt, und der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84 liegt dem Erstreckungsabschnitt 86 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 gegenüber.
Wie in 4 dargestellt, erstreckt sich ein Endabschnitt 86A an der radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts 86 weiter zu der radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts 86 als der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84. Zwischen dem vorauslaufenden Endabschnitt der ersten Wasserstoppwand 82 und dem Hauptkörperabschnitt 62 sowie zwischen dem vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84 und dem Erstreckungsabschnitt 86 sind jeweils Zwischenräume sichergestellt.
Wie in 1 dargestellt, ist die durch die erste Wasserstoppwand 82 und die zweite Wasserstoppwand 84 gebildete innere Labyrinthstruktur 80 an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 angeordnet, d. h. zwischen dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt 30 und dem Hauptkörperabschnitt 62 (dem peripheren Abschnitt des Wellenstützabschnitts 64) entlang der axialen Richtung. Die innere Labyrinthstruktur 80 ist ein Beispiel einer Labyrinthstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 3 und 5 dargestellt, wird die äußere Labyrinthstruktur 90 – gleichermaßen wie die oben beschriebenen innere Labyrinthstruktur 80 durch die erste Wasserstoppwand 82 und die zweite Wasserstoppwand 84 gebildet wird – durch eine dritte Wasserstoppwand 92 und eine vierte Wasserstoppwand 94 gebildet, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet sind. Die dritte Wasserstoppwand 92 und die vierte Wasserstoppwand 94 sind an der radialen Außenseite der ersten Wasserstoppwand 82 und der zweite Wasserstoppwand 84 angeordnet.
Die dritte Wasserstoppwand 92 erstreckt sich von dem an einem des Paars von Isolatoren 42 ausgebildeten ringförmigen Isolierabschnitt 56 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 in Richtung des Hauptkörperabschnitts 62. Andererseits erstreckt sich die vierte Wasserstoppwand 94 von dem Hauptkörperabschnitt 62 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts 56.
Die dritte Wasserstoppwand 92 ist an der radialen Außenseite der vierten Wasserstoppwand 94 angeordnet, und die vorauslaufende Endseite der dritten Wasserstoppwand 92 und die vorauslaufende Endseite der vierten Wasserstoppwand 94 überschneiden sich in der axialen Richtung der Motorwelle 12. Es ist sichergestellt, dass zwischen der dritten Wasserstoppwand 92 und der vierten Wasserstoppwand 94 entlang der radialen Richtung ein Spalt verläuft.
Der vorauslaufende Endabschnitt der dritten Wasserstoppwand 92 liegt dem Hauptkörperabschnitt 62 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 gegenüber. Der vorauslaufende Endabschnitt der vierten Wasserstoppwand 94 liegt dem ringförmigen Isolierabschnitt 56 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 gegenüber. Zwischen dem vorauslaufenden Endabschnitt der dritten Wasserstoppwand 92 und dem Hauptkörperabschnitt 62 sowie zwischen dem vorauslaufende Endabschnitt der vierten Wasserstoppwand 94 und dem ringförmigen Isolierabschnitt 56 sind jeweils Zwischenräume sichergestellt.
Wie in 1 dargestellt, ist die durch die dritte Wasserstoppwand 92 und die vierte Wasserstoppwand 94 gebildete äußere Labyrinthstruktur 90 an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 sowie an der radialen Außenseite der inneren Labyrinthstruktur 80 angeordnet.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der beispielhaften Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung erläutert.
Wie oben im Detail beschrieben, wird die innere Labyrinthstruktur 80 bei dem bürstenlosen Motor 10 der beispielhaften Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die erste Wasserstoppwand 82 und die zweite Wasserstoppwand 84 gebildet, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle 12 angeordnet ist. Bei der inneren Labyrinthstruktur 80 erstreckt sich die erste Wasserstoppwand 82 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 von dem ringförmigen Isolierabschnitt 56 in Richtung des Hauptkörperabschnitts 62, und die zweite Wasserstoppwand 84 erstreckt sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 von dem Hauptkörperabschnitt 62 in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts 56.
Demzufolge kann auch in einem Fall, in dem zum Beispiel ein Wassertröpfchen L, das durch den Spalt zwischen einem Umfangsrandabschnitt des Rotorgehäuses 26 und dem Hauptkörperabschnitt 62 des Mittelstücks 18 eingedrungen ist und das sich zwischen dem Statorkern 40 und dem Hauptkörperabschnitt 62 hindurch der Wellenlagerseite 28 nähert, das Eindringen des Wassertröpfchens durch die oben beschriebene innere Labyrinthstruktur 80 verhindert werden. Folglich kann verhindert werden, dass die Wellenlager 38 Wasser ausgesetzt sind.
Überdies ist die innere Labyrinthstruktur 80 an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitte 60 ausgebildet, die in einer Ringform angeordnet sind. Da die innere Labyrinthstruktur 80 nicht im Strömungsweg der Kühlluft W angeordnet ist, welche die Wicklungsspulenabschnitte 60 kühlt und die in Richtung der radialen Außenseite des bürstenlosen Motors 10 ausgestoßen wird, kann sie die Strömung der Kühlluft W nicht behindern.
Auf diese Weise ist bei dem bürstenlosen Motor 10 gemäß der beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung die Kühlung der Wicklungsspulenabschnitte 60 sichergestellt und zugleich wird verhindert, dass die Wellenlager 38 Wasser ausgesetzt sind.
Weil überdies die erste Wasserstoppwand 82 an der radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand 84 angeordnet ist, ist sie näher an der äußeren peripheren Seite der Motorwelle 12 (der äußeren peripheren Seite der Motorwelle 12, an der das Wassertröpfchen L entlangfließt) angeordnet, die als Weg dienen kann, auf dem das Wassertröpfchen L in das Paar von Wellenlagern 38 dringt. Demzufolge kann durch die erste Wasserstoppwand 82 noch effektiver verhindert werden, dass die Wellenlager 38 Wasser ausgesetzt sind.
Da sich bei der oben beschriebenen inneren Labyrinthstruktur 80 überdies der an dem ringförmigen Isolierabschnitt 56 ausgebildete Erstreckungsabschnitt 86 und der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 gegenüberliegen, kann verhindert werden, dass das Wassertröpfchen L zwischen den Erstreckungsabschnitt 86 und den vorauslaufenden Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84 gelangt. Die Wasserstoppfähigkeit der inneren Labyrinthstruktur 80 kann somit verbessert werden.
Wie in 4 dargestellt, ragt ein radial außenseitiger Endabschnitt 86A des Erstreckungsabschnitts 86 weiter in Richtung der radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts 86 hervor als der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand 84. Da der Fluss des Wassertröpfchens L an dem Abschnitt des Erstreckungsabschnitts 86, der weiter in Richtung der radialen Außenseite hervorragt als die zweite Wasserstoppwand 84, effektiver gehindert werden kann, verbessert dies ebenfalls die Wasserstoppfähigkeit der inneren Labyrinthstruktur 80.
Wie in 1 dargestellt, ist zusätzlich zu der inneren Labyrinthstruktur 80 an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 die äußere Labyrinthstruktur 90 vorgesehen. Aufgrund dieser zweischichtigen Labyrinthstruktur kann noch effektiver verhindert werden, dass die Wellenlager 38 Wasser ausgesetzt sind.
Ebenso wie die oben beschriebene innere Labyrinthstruktur 80 ist auch die äußere Labyrinthstruktur 90 an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten 60 ausgebildet, die in einer Ringform angeordnet sind. Da die äußere Labyrinthstruktur 90 nicht im Strömungsweg der Kühlluft W angeordnet ist, welche die Wicklungsspulenabschnitte 60 kühlt und die in Richtung der radialen Außenseite des bürstenlosen Motors 10 ausgestoßen wird, kann sie die Strömung der Kühlluft W nicht behindern.
Wie in 4 dargestellt, überschneidet sich die vorauslaufende Endseite der ersten Wasserstoppwand 82 entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 mit der vorauslaufenden Endseite der zweiten Wasserstoppwand 84. Die Wasserstoppfähigkeit der inneren Labyrinthstruktur 80 kann somit weiter verbessert werden, da der Fließweg innerhalb der inneren Labyrinthstruktur 80 gekrümmt ist und die Länge des Fließweges größer ist.
Gleichermaßen überschneidet sich die vorauslaufende Endseite der dritten Wasserstoppwand 92, wie in 5 dargestellt, entlang der axialen Richtung der Motorwelle 12 mit der vorauslaufenden Endseite der vierten Wasserstoppwand 94. Die Wasserstoppfähigkeit der äußeren Labyrinthstruktur 90 kann somit weiter verbessert werden, da der Fließweg innerhalb der äußeren Labyrinthstruktur 90 gekrümmt ist und die Länge des Fließweges größer ist.
Im Folgenden wird ein modifiziertes Beispiel der beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung erläutert.
Zwar wird der bürstenlose Motor 10 der oben beschriebenen beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung vorzugsweise als Fahrzeuggebläsemotor verwendet, er kann jedoch auch für andere Anwendungen verwendet werden.
Obwohl der bürstenlose Motor 10 zusätzlich zu der inneren Labyrinthstruktur 80 vorzugsweise die äußere Labyrinthstruktur 90 umfasst, kann die äußere Labyrinthstruktur 90 weggelassen werden.
Zwar ist die erste Wasserstoppwand 82 vorzugsweise an der radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand 84 in der inneren Labyrinthstruktur 80 ausgebildet, sie kann jedoch auch an der radialen Außenseite der zweiten Wasserstoppwand 84 ausgebildet sein.
Zwar ist die dritte Wasserstoppwand 92 an der radialen Außenseite der vierten Wasserstoppwand 94 in der äußeren Labyrinthstruktur 90 ausgebildet, sie kann jedoch auch an der radialen Innenseite der vierten Wasserstoppwand 94 ausgebildet sein.
Obwohl die Erläuterung die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung betrifft, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt, und es ist ersichtlich, dass verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne dass dies von dem Umfang der Offenbarung abweicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-36525 A [0002]
JP 2007-53844 A [0003]
JP 09-261915 A [0004]

Claims

Ein bürstenloser Motor, der folgendes umfasst: eine Motorwelle; ein Rotorgehäuse mit einem an der radialen Außenseite der Motorwelle vorgesehenen kreisförmigen (zylinderförmigen) Wellenlager-Gehäuseabschnitt und einem äußeren Zylinderabschnitt, der an der radialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts ausgebildet ist; ein Wellenlager, das in dem Wellenlager-Gehäuseabschnitt untergebracht und an der Motorwelle befestigt ist; einen im Inneren des äußeren Zylinderabschnitts untergebrachten Statorkern, der eine an der radialen Außenseite des Wellenlager-Gehäuseabschnitts vorgesehene ringförmige Einheit umfasst und eine Vielzahl von Zähnen, die in einem strahlenförmigen Muster an der Peripherie der ringförmigen Einheit ausgebildet sind; einen Isolator, der einen die ringförmige Einheit abdeckenden ringförmigen Isolierabschnitt umfasst sowie eine Vielzahl von Zahnisolierabschnitten, welche jeweils die Vielzahl von Zähnen abdecken; eine Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten, die um die Zähne und über die Zahnisolierabschnitte gewickelt sind; ein Mittelstück, das einen Hauptkörperabschnitt aufweist, der einer Öffnung des äußeren Zylinderabschnitts gegenüberliegend angeordnet ist und der die Motorwelle und den Statorkern stützt; eine erste Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang einer axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts erstreckt; und eine zweite Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnitts erstreckt und die zusammen mit der ersten Wasserstoppwand eine an einer radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten angeordnete Labyrinthstruktur bildet.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, wobei die erste Wasserstoppwand an einer radialen Innenseite der zweiten Wasserstoppwand angeordnet ist.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 2, wobei: an dem ringförmigen Isolierabschnitt ein Erstreckungsabschnitt ausgebildet ist, der sich in Richtung einer radialen Außenseite der ersten Wasserstoppwand erstreckt; und ein vorauslaufender Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand dem Erstreckungsabschnitt entlang der axialen Richtung der Motorwelle gegenüberliegt.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 3, wobei ein radial außenseitiger Endabschnitt des Erstreckungsabschnitts weiter in Richtung einer radialen Außenseite des Erstreckungsabschnitts hervorragt als der vorauslaufende Endabschnitt der zweiten Wasserstoppwand.
Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der zudem folgendes umfasst: eine dritte Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem ringförmigen Isolierabschnitt in Richtung des Hauptkörperabschnitts erstreckt; und eine vierte Wasserstoppwand, die in einer Ringform entlang der Umfangsrichtung der Motorwelle ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle von dem Hauptkörperabschnitt in Richtung des ringförmigen Isolierabschnittes erstreckt, wobei: die erste Wasserstoppwand und die zweite Wasserstoppwand eine innere Labyrinthstruktur als Labyrinthstruktur bilden und die dritte Wasserstoppwand und die vierte Wasserstoppwand eine äußere Labyrinthstruktur bilden, die an der radialen Innenseite der Vielzahl von Wicklungsspulenabschnitten und an einer radialen Außenseite der inneren Labyrinthstruktur angeordnet ist.
Bürstenloser Motor nach Anspruch 5, wobei: sich die vorauslaufende Endseite der ersten Wasserstoppwand entlang der axialen Richtung der Motorwelle mit der vorauslaufenden Endseite der zweiten Wasserstoppwand überschneidet; und die vorauslaufende Endseite der dritten Wasserstoppwand sich entlang der axialen Richtung der Motorwelle mit der vorauslaufenden Endseite der vierten Wasserstoppwand überschneidet.