ITPD20140163A1 - Struttura perfezionata di motore brushless - Google Patents
Struttura perfezionata di motore brushlessInfo
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Description
STRUTTURA PERFEZIONATA DI MOTORE BRUSHLESS
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto una struttura perfezionata di motore brushless.
I motori brushless oggi noti comprendono generalmente una cassa di contenimento per un corpo statorico ed un rotore con albero motore, una calotta d'uscita con uscita per detto albero motore ed una calotta di chiusura, opposta a detta calotta d'uscita, portante una scheda elettronica di controllo del motore brushless e comprendente una uscita per cavi di potenza.
Oggigiorno è sempre più sentita l'esigenza di avere una struttura di motore brushless compatta dimensionalmente, sia assialmente che radialmente, e al contempo in cui la scheda elettronica sia in posizione protetta e di facile accesso in caso di riparazione o sostituzione.
In una tipologia di motori brushless di tipo noto, la scheda elettronica di controllo, generalmente un encoder, è posizionato al di fuori della calotta, all'interno di una cuffia di protezione sviluppantesi esternamente alla calotta stessa in direzione assiale.
Tale soluzione pur presentando il pregio di permettere una facile regolazione dell'encoder, facilmente accessibile rimuovendo la cuffia esterna alla calotta, senza che sia necessario smontare la calotta dal motore brushless stesso, presenta l'incoveniente di aumentare sensibilmente gli ingombri assiali del motore, e determina un'unica uscita cavi radiale rispetto al motore, disposizione che rappresenta un limite per quelle applicazioni in cui si richiede ingombro radiale contenuto.
In una ulteriore, diversa, tipologia di motori brushless, per ridurre gli ingombri assiali, l'encoder è posizionato all'interno della calotta, fissato ad una porzione anulare sviluppantesi dalla calotta stessa e coassiale all'asse di rotazione dell'albero motore, in una zona più interna rispetto ai cuscinetti per l'albero motore dalla parte della calotta stessa.
Tale posizione dell'encoder, pur rendendo più compatto assialmente il motore, rende impossibile accedere all'encoder se non smontando la calotta, la qual cosa comporta la perdita del grado di protezione e rende più difficoltosa l'operazione di fasatura tra il segnale dell'encoder e il campo magnetico rotorico, fasatura che, come noto, si rende necessaria per il funzionamento di un motore brushless.
Il compito del presente trovato è quello di realizzare una struttura perfezionata di motore brushless capace di ovviare ai citati limiti della tecnica nota.
Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di mettere a punto una struttura perfezionata di motore brushless capace di combinare compattezza e agilità d'accesso ad una scheda elettronica di controllo.
Un ulteriore scopo del trovato è quello di mettere a punto una struttura perfezionata di motore brushless più semplice da assemblare rispetto ai motori brushless noti sopra citati.
Un altro scopo del trovato è quello di mettere a punto una struttura perfezionata di motore brushless di capacità e rendimento non inferiori agli analoghi motori brushless di tipo noto.
Questo compito, nonchè questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una struttura perfezionata di motore brushless, comprendente una cassa di contenimento per un corpo statorico ed un rotore con albero motore, una calotta d'uscita con uscita per detto albero motore ed una calotta di chiusura, opposta a detta calotta d'uscita, portante una scheda elettronica di controllo del motore brushless e comprendente una uscita per cavi di potenza, caratterizzata dal fatto che detta calotta di chiusura presenta una nicchia, di contenimento per detta scheda elettronica di controllo, definita a rientrare in direzione assiale dalla superficie esterna della stessa calotta.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:
- la figura 1 illustra una vista laterale di una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato;
- la figura 2 rappresenta un esploso prospettico di una calotta di una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato;
- la figura 3 rappresenta una sezione laterale schematica di una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato;
- la figura 4 rappresenta una vista laterale di una porzione della struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato;
- la figura 5 rappresenta una vista prospettica di una porzione di una calotta di una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato;
- la figura 6 rappresenta una ulteriore vista prospettica della porzione di calotta di figura 5, - la figura 7 rappresenta una dettagliata vista laterale in sezione di una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato,
- la figura 8 rappresenta una sezione longitudinale schematica di un motore brushless di tipo noto,
- le figure 9 e 10 rappresentano un primo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato;
- la figura 11 rappresenta un secondo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato;
- le figure 12 e 13 rappresentano un terzo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato.
Con riferimento alle figure citate, una struttura perfezionata di motore brushless secondo il trovato è indicata nel suo complesso con il numero 10.
Tale struttura perfezionata comprende una cassa 11 di contenimento per un corpo statorico e per un rotore con albero motore 12, una calotta d'uscita 13 con uscita per detto albero motore 12 ed una calotta di chiusura 14, opposta a detta calotta d'uscita 13.
La calotta 14 porta una scheda elettronica di controllo 15 del motore brushless, ad esempio un encoder.
La calotta 14 comprende anche una uscita per cavi di potenza.
La peculiarità della struttura perfezionata 10 secondo il trovato risiede nel fatto che la calotta di chiusura 14 presenta una nicchia 16, di contenimento per la scheda elettronica di controllo 15, definita a rientrare in direzione assiale X dalla superficie esterna 17 della stessa calotta 14.
In particolare, nel presente esempio realizzativo, la nicchia 16 è data da un incavo di profilo circolare, sviluppantesi in direzione assiale verso l'interno del motore brushless 10 stesso per una profondità tale che la scheda elettronica di controllo 15 è interamente inserita in essa, e quindi la scheda di controllo 15 non determina alcun ingombro assiale aggiuntivo a quello che è già proprio dell'insieme cassa 11, calotta d'uscita 13 e calotta 14 assemblati.
Tale nicchia 16 viene realizzata grazie allo spostamento assiale, verso l'interno del motore brushless 10, della posizione della sede 31 del cuscinetto 32 che regge l'albero motore 12 dalla parte della scheda elettronica di controllo 15, come ben visibile in figura 7.
La realizzazione di tale posizione della sede 31 per il cuscinetto 32 è resa possibile in virtù del fatto che il rotore è assialmente meno ingombrante dello statore, rendendo in questa maniera fruibile lo spazio assialmente adiacente al pacco di lamierini del rotore brushless.
In figura 7 sono indicati l'avvolgimento 33 dello statore e l'ingombro dei lamierini 34 di cui è composto il rotore.
In figura 8 è rappresentata schematicamente una sezione longitudinale di un motore bruschless di tipo noto, indicato nel suo complesso con A, in cui sono evidenziati l'ingombro B degli avvolgimenti statorici, l'ingombro C del pacco di lamierini del rotore e lo spazio D disponibile tra rotore e sede per il cuscinetto E; è ben visibile come in tale motore noto A vi sia una calotta F di contenimento e protezione per l'encoder che si sviluppa assialmente ben al di fuori degli ingombri della calotta di chiusura G.
Nel motore brushless 10 secondo il trovato si è spostata la sede cuscinetto 31 ad occupare parte del sopra indicato spazio disponibile D dei motori noti, in modo tale da poter creare nella calotta di chiusura 14 uno spazio utile ad inserire e proteggere l'encoder, ovvero la nicchia 16.
Inoltre, la calotta di chiusura 14 presenta un canale 18 sviluppantesi tra detta nicchia 16 e la superficie laterale 19 della calotta 14, preposto ad accogliere il passaggio di un cavo di alimentazione 20 per la scheda elettronica di controllo 15; tale cavo di alimentazione 20 trasmette sia l'alimentazione sia il segnale impulsi/giro dell'encoder.
In tal modo la struttura perfezionata di motore brushless 10 è predisposta per il passaggio del cavo di alimentazione 20 della scheda elettronica di controllo 15 in modo che tale cavo di alimentazione 20 possa essere posizionato in due diversi modi a seconda delle esigenze d'ingombro: - cavo di alimentazione 20 in direzione assiale, come da figura 1, nel caso in cui si debbano contenere gli ingombri radiali,
- cavo di alimentazione 20 uscente lateralmente tramite il canale 18, come da figura 4, nel caso in cui si debbano contenere gli ingombri in direzione assiale.
La nicchia 16 è eventualmente chiusa da un coperchio piattiforme 30, visibile nelle viste laterali di figura 1 e figura 4, tale da non incrementare l'ingombro assiale della struttura perfezionata di motore brushless 10 secondo il trovato se non di pochi millimetri.
La calotta di chiusura 14 presenta anche una sede 35 sagomata per accogliere una morsettiera 21 preposta al cablaggio dei cavi di potenza del motore brushless.
Tale sede 35 è aperta assialmente per consentire l'accesso diretto ai morsetti 22 di detta morsettiera 21, e radialmente per l'uscita laterale dei cavi di potenza.
La morsettiera 21 è sagomata per stare all'interno degli ingombri assiale e radiale della calotta 14 nelle rispettive direzioni verso l'esterno del motore brushless 10 stesso, in modo da non determinare essa stessa incrementi di ingombro nelle due citate direzioni.
Nel presente esempio realizzativo, la sede 35 è situata in una zona sostanzialmente perimetrale 36 di detta calotta 14.
La morsettiera 21 presenta rilievi laterali antisfilamento 24 e 25 preposti ad andare in battuta contro corrispondenti porzioni interne di riscontro di detta calotta 14.
In particolare, la morsettiera 21 è bloccata nella sua sede 35 mediante rilievi laterali antisfilamento perimetrali 24, i quali sono chiusi tra una corrispondente porzione interna 26 di riscontro della calotta 14, come da figura 3, ed un corrispondente tratto 27 del bordo della cassa 11.
In tal modo la morsettiera 21 è assemblata senza ricorrere a elementi di giunzione filettati nè ad altri componenti o ad apposite operazioni di collegamento, tipo saldatura o incollaggio.
Tale soluzione con morsettiera 21 bloccata tra cassa 11 e calotta 14 rende più rapido ed economico l'assemblaggio della struttura perfezionata di motore brushless 10.
Inoltre dai morsetti 22 i cavi di potenza possono essere allacciati in modo da svilupparsi in direzione assiale o in direzione sostanzialmente radiale, a seconda che sia preferibile contenere gli ingombri radiali o assiali rispettivamente.
La morsettiera 21 è realizzabile in materia plastica.
Nelle figure 9 e 10 è rappresentato un primo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato, ivi indicato con il numero 110, con calotta di chiusura 114 come sopra descritta.
In tale esempio applicativo la calotta d'uscita 113 è integrata ad una parte 140 di un carter 141 di un riduttore 142.
Nella figura 11 è rappresentato un secondo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato, ivi indicato con il numero 210, con calotta di chiusura 214 come sopra descritta.
In tale esempio applicativo la calotta d'uscita 213 è fissata ad un gruppo differenziale 250 di un assale 251 di un veicolo, azionato dall'albero motore del motore brushless 210.
Nelle figure 12 e 13 è rappresentato un terzo esempio applicativo di un motore brushless secondo il trovato, ivi indicato con il numero 310, con calotta di chiusura 314.
In tale esempio applicativo il motore brushless 310 è integrato in una motoruota 360, con calotta d'uscita 313 e cassa 311 supportati da una staffa 361 di fissaggio ad un trasporto di cui tale motoruota 360 è parte.
E' quindi da intendersi essere oggetto del brevetto anche un motore brushless 110, 210 e 310 la cui calotta d'uscita 113, 213 e 313 ha funzione solo in parte, e non esclusivamente, di chiusura del motore brushless stesso, oppure ha funzione di chiusura parziale e non completa del motore brushless stesso.
Si intende essere oggetto del trovato anche una struttura perfezionata di motore brushless 10, comprendente una cassa 11 di contenimento per un corpo statorico ed un rotore con albero motore 12, una calotta d'uscita 13 con uscita per detto albero motore 12 ed una calotta di chiusura 14, opposta a detta calotta d'uscita 13, portante una scheda elettronica di controllo 15 del motore brushless e comprendente una uscita per cavi di potenza, la cui peculiarità risiede nel fatto che la calotta di chiusura 14 presenta una sede 35 sagomata per accogliere una morsettiera 21 preposta al cablaggio dei cavi di potenza del motore brushless, detta morsettiera 21 essendo bloccata nella sua sede 35 mediante rilievi laterali antisfilamento perimetrali 24, i quali sono chiusi tra una corrispondente porzione interna 26 di riscontro di detta calotta 14 ed un corrispondente tratto 27 del bordo della cassa 11. Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.
In particolare, con il trovato si è messa a punto una struttura perfezionata di motore brushless capace di combinare compattezza e agilità d'accesso alla scheda elettronica di controllo, grazie alla nicchia apposita definita sulla calotta e sviluppantesi verso l'interno del motore brushless in direzione assiale; tale nicchia è di accesso immediato e allo stesso modo la scheda elettronica di controllo, encoder, in essa contenuta.
Inoltre con il trovato si è messa a punto una struttura perfezionata di motore brushless più semplice da assemblare rispetto ai motori brushless noti sopra citati, grazie sia alla nicchia per l'encoder, sia alla morsettiera semplicemente bloccata tra calotta e cassa senza ricorso ad elementi di giunzione filettati nè ad altri sistemi di fissaggio.
In più, con il trovato si è messa a punto una struttura perfezionata di motore brushless di capacità e rendimento non inferiori agli analoghi motori brushless di tipo noto.
Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1) Struttura perfezionata di motore brushless (10), comprendente una cassa (11) di contenimento per un corpo statorico e per un rotore con albero motore (12), una calotta d'uscita (13) con uscita per detto albero motore (12) ed una calotta di chiusura (14), opposta a detta calotta d'uscita (13), portante una scheda elettronica di controllo (15) del motore brushless e comprendente una uscita per cavi di potenza, caratterizzata dal fatto che detta calotta di chiusura (14) presenta una nicchia (16), di contenimento per detta scheda elettronica di controllo (15), definita a rientrare in direzione assiale dalla superficie esterna (17) della stessa calotta (14).
- 2) Struttura perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta nicchia (16) è data da un incavo di profilo circolare sviluppantesi in direzione assiale verso l'interno del motore brushless (10) stesso per una profondità tale che detta scheda elettronica di controllo (15) è interamente inserita in essa.
- 3) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta calotta di chiusura (14) presenta un canale (18) sviluppantesi tra detta nicchia (16) e la superficie laterale (19) di detta calotta (14), preposto ad accogliere il passaggio di un cavo di alimentazione (20) per detta scheda elettronica di controllo (15).
- 4) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta calotta di chiusura (14) presenta una sede (35) sagomata per accogliere una morsettiera (21) preposta al cablaggio dei cavi di potenza del motore brushless.
- 5) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta sede (35) è aperta assialmente per consentire l'accesso diretto ai morsetti (22) di detta morsettiera (21), e radialmente per l'uscita laterale dei cavi di potenza.
- 6) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta morsettiera (21) è sagomata per stare all'interno degli ingombri assiale e radiale della calotta (14) nelle rispettive direzioni verso l'esterno del motore brushless (10) stesso.
- 7) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta sede (35) è situata in una zona sostanzialmente perimetrale (36) di detta calotta (14).
- 8) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta morsettiera (21) presenta rilievi laterali antisfilamento (24, 25) preposti ad andare in battuta contro corrispondenti porzioni interne di riscontro di detta calotta (14).
- 9) Struttura perfezionata secondo le rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta morsettiera (21) è bloccata nella sua sede (35) mediante rilievi laterali antisfilamento perimetrali (24), i quali sono chiusi tra una corrispondente porzione interna (26) di riscontro di detta calotta (14) ed un corrispondente tratto (27) del bordo della cassa (11).
- 10) Struttura perfezionata di motore brushless (10), comprendente una cassa (11) di contenimento per un corpo statorico ed un rotore con albero motore (12), una calotta d'uscita (13) con uscita per detto albero motore (12) ed una calotta di chiusura (14), opposta a detta calotta d'uscita (13), portante una scheda elettronica di controllo (15) del motore brushless e comprendente una uscita per cavi di potenza, caratterizzata dal fatto che detta calotta di chiusura (14) presenta una sede (35) sagomata per accogliere una morsettiera (21) preposta al cablaggio dei cavi di potenza del motore brushless, detta morsettiera (21) essendo bloccata nella sua sede (35) mediante rilievi laterali antisfilamento perimetrali (24), i quali sono chiusi tra una corrispondente porzione interna (26) di riscontro di detta calotta (14) ed un corrispondente tratto (27) del bordo della cassa (11).
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