RU2285995C2

RU2285995C2 - Gear motor

Info

Publication number: RU2285995C2
Application number: RU2004136370/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Кузьмич Скребенков (RU); Владимир Кузьмич Скребенков
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; motor physical coupling with gear transmission.

SUBSTANCE: proposed motor 1 that can be used to drive air duct shutter in motor-car weather unit has cup-shaped frame 3 and disk-type rotor with commutator 4. Disk-type rotor is installed in frame 3 on sleeve 12 rigidly joined on one end with frame bottom 13. Rotor sleeve 11 is elongated so that butt-end of its first edge 14 is adjacent to frame bottom 12 and second edge 15 of sleeve 11 mounts gear wheel 16 which can be press-fitted thereon. Rotor commutator 4 is secured through its base 17 on outer cylindrical surface of sleeve 11 and rotor disk 6 carrying winding 18 is disposed on commutator 4. Motor frame 3 may be joined with gear transmission casing 21 on second edge 15 of rotor sleeve 11 so that gear wheel 15 mounted on sleeve 11 occurs within casing 21 and is brought in mesh with respective member of gear transmission 2. Output shaft 25 of gear transmission 2 is set in position affording its coupling, for instance, with shaft 26 of weather unit air duct shutter 27. Output shaft 25 of gear transmission 2 and shaft 26 of shutter 27 may be coupled through arm 28 of sensor 29 that generates signal indicating angular position of output shaft 25 or shaft 26 of shutter 27.

EFFECT: enhanced operating stability and maintainability of gear motor.

7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструктивной связи электродвигателя с зубчатой передачей, и может быть использовано в конструкции узла привода заслонки воздушного канала климатической установки автомобиля.The invention relates to electromechanics, in particular to the structural connection of an electric motor with a gear transmission, and can be used in the construction of the drive unit of the damper of the air channel of an automobile air conditioning system.

Известна конструкция электродвигателя с редуктором, описанная в заявке РСТ №03/098776 А1 (публ. 27.11.2003 г.), где электродвигатель содержит статор и дисковый ротор, связанный с редуктором через зубчатое колесо, установленное на его валу. Статор образован двумя частями, в каждой из частей расположен подшипник, в которых установлен вал ротора. Диск ротора размещен между частями статора и снабжен магнитами. Обмотка возбуждения установлена на одной части статора вокруг обращенной к диску ротора выдавки, в которой расположен один из подшипников. Выдавка формирует открытую наружную полость, в полости размещены участок вала ротора с зубчатым колесом и редуктор.A known design of an electric motor with gear, described in PCT application No. 03/098776 A1 (publ. November 27, 2003), where the electric motor contains a stator and a disk rotor connected to the gear via a gear wheel mounted on its shaft. The stator is formed by two parts, in each of the parts there is a bearing in which the rotor shaft is installed. The rotor disk is placed between the parts of the stator and is equipped with magnets. The field winding is mounted on one part of the stator around the extruder facing the disc rotor, in which one of the bearings is located. The extrusion forms an open external cavity, a portion of the rotor shaft with a gear wheel and a reducer are placed in the cavity.

Рассмотренная конструкция электродвигателя с редуктором требует высокой точности изготовления и сборки, поскольку даже незначительное смещение частей статора друг относительно друга приводит к перекосу ротора.The considered design of an electric motor with a reducer requires high precision manufacturing and assembly, since even a slight displacement of the stator parts relative to each other leads to a skew of the rotor.

Из заявки Японии №3-159539 (публ. 09.07.2001 г.) известен электродвигатель с редуктором. Электродвигатель содержит статор с магнитами и дисковый ротор с обмотками, выполненными в виде нескольких катушек, связанный с редуктором через зубчатое колесо, установленное на его валу. Статор образован двумя частями, формирующими при соединении закрытую полость, в которой расположены узлы электродвигателя и редуктора. Вал ротора установлен в подшипниках, один из которых образован глухим отверстием в первой части статора, а другой выполнен в виде детали со сквозным отверстием, установленной на второй части статора.From the application of Japan No. 3-159539 (publ. 09.07.2001), an electric motor with a gearbox is known. The electric motor contains a stator with magnets and a disk rotor with windings made in the form of several coils, connected to the gearbox through a gear mounted on its shaft. The stator is formed by two parts, which, when connected, form a closed cavity in which the motor and gear units are located. The rotor shaft is mounted in bearings, one of which is formed by a blind hole in the first part of the stator, and the other is made in the form of a part with a through hole mounted on the second part of the stator.

Приведенная конструкция электродвигателя с редуктором менее критична к смещению частей статора между собой, однако необходимо выполнить достаточно жесткое условие соосности подшипниковых отверстий между собой.The above design of the electric motor with the gearbox is less critical to the displacement of the stator parts between each other, however, it is necessary to fulfill a rather strict condition for the alignment of the bearing holes to each other.

Наиболее близким по технической сущности является электродвигатель с зубчатым колесом, описанный в патенте США №3953752 (публ. 27.04.1976 г.). Известный электродвигатель содержит статор с обмоткой возбуждения и ротор с кольцевым постоянным магнитом. Статор состоит из тарельчатого основания с крышкой, в центре дна основания закреплена неподвижная ось, простирающаяся из полости статора электродвигателя через отверстие в крышке. Ротор электродвигателя выполнен из двух частей, состыкованных в плоскости, поперечной неподвижной оси статора. Между частями ротора закреплен постоянный магнит. Каждая часть ротора содержит посадочное отверстие, посредством которого ротор установлен на оси статора. Посадочное отверстие в ближней к крышке части ротора образовано отверстием во втулке, выполненной заедино с указанной частью ротора. Зубчатое колесо сформировано на наружной поверхности втулки и простирается вдоль оси статора от его крышки наружу.The closest in technical essence is an electric motor with a gear wheel, described in US patent No. 3953752 (publ. 04/27/1976). Known electric motor contains a stator with a field winding and a rotor with an annular permanent magnet. The stator consists of a dish-shaped base with a cover, in the center of the bottom of the base a fixed axis is fixed, extending from the stator cavity of the electric motor through an opening in the cover. The rotor of the electric motor is made of two parts docked in a plane transverse to the fixed axis of the stator. A permanent magnet is fixed between the rotor parts. Each part of the rotor contains a bore through which the rotor is mounted on the axis of the stator. The landing hole in the part of the rotor closest to the cover is formed by a hole in the sleeve made integrally with the indicated part of the rotor. A gear wheel is formed on the outer surface of the sleeve and extends along the axis of the stator from its cover to the outside.

Однако для обеспечения стабильности условий работы пар трения «одно из посадочных отверстий ротора - неподвижная ось статора» необходима высокая точность изготовления частей ротора и высокая точность сборки ротора, что требует дополнительных затрат. Нарушение соосности посадочных отверстий частей ротора в процессе работы приводит к ухудшению работоспособности указанных пар трения, преждевременному износу и выходу из строя электродвигателя. В то же время, повреждение зубчатого колеса в описанной конструкции повлечет за собой необходимость полной разборки электродвигателя и замены по крайней мере части ротора.However, to ensure the stability of the working conditions of friction pairs “one of the rotor mounting holes is the fixed axis of the stator” high precision manufacturing of the rotor parts and high accuracy of the rotor assembly are required, which requires additional costs. Violation of the alignment of the mounting holes of the rotor parts during operation leads to deterioration in the performance of these friction pairs, premature wear and failure of the electric motor. At the same time, damage to the gear in the described construction will entail the need for complete disassembly of the electric motor and replacement of at least part of the rotor.

Задачей изобретения является повышение стабильности работы электродвигателя с зубчатой передачей и повышение его ремонтопригодности.The objective of the invention is to increase the stability of the electric motor with gear transmission and increase its maintainability.

Указанная задача в электродвигателе с зубчатой передачей, включающем в себя чашеобразный корпус электродвигателя и дисковый ротор, установленный в корпусе посредством втулки с зубчатым колесом, расположенной на оси, жестко соединенной одним концом с дном корпуса, решается тем, что втулка ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края расположен смежно дну корпуса, а зубчатое колесо установлено на втором крае втулки, при этом коллектор ротора своим основанием закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки, а диск ротора с обмотками расположен на коллекторе.The specified problem in a gear motor including a bowl-shaped motor housing and a disk rotor installed in the housing by means of a sleeve with a gear located on an axis rigidly connected at one end to the bottom of the housing, is solved in that the rotor sleeve is elongated so that the end face of its first edge is adjacent to the bottom of the housing, and the gear is mounted on the second edge of the sleeve, while the rotor collector is mounted with its base on the outer cylindrical surface of the sleeve, and the disk is ora with windings located on the manifold.

Электродвигатель может быть снабжен расположенной в корпусе концентрично коллектору дискообразной магнитопроводящей вставкой, на стороне которой, обращенной к диску ротора, установлены постоянные магниты. При этом на противоположной стороне дискообразной магнитопроводящей вставки, обращенной от диска ротора, как правило, расположена щеточная траверса со щеткодержателями и щетками.The electric motor can be equipped with a disk-shaped magnetically conducting insert located concentrically in the collector, on the side of which, facing the rotor disk, permanent magnets are installed. At the same time, on the opposite side of the disk-shaped magnetically conducting insert facing away from the rotor disk, as a rule, there is a brush beam with brush holders and brushes.

Корпус электродвигателя состыкован с кожухом зубчатой передачи предпочтительно со стороны второго края втулки ротора так, что зубчатое колесо расположено в полости кожуха и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи.The motor housing is docked with the gear casing, preferably from the side of the second edge of the rotor hub so that the gear is located in the cavity of the casing and is engaged with the corresponding gear element.

Каждая обмотка ротора выполнена преимущественно в виде цилиндрической бухты, состоящей из кольцевых витков провода соответствующего сечения.Each rotor winding is made mainly in the form of a cylindrical bay, consisting of circular turns of wire of the corresponding cross section.

Диск ротора может быть снабжен несколькими сквозными цилиндрическими отверстиями, равномерно расположенными вокруг коллектора.The rotor disk may be provided with several through cylindrical holes evenly spaced around the collector.

Каждая обмотка ротора, как правило, установлена в сквозном цилиндрическом отверстии диска ротора и электрически соединена с пластинами коллектора.Each rotor winding, as a rule, is installed in a through cylindrical hole of the rotor disk and is electrically connected to the collector plates.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень».The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty." At the same time, the combination of distinctive features, leading to the solution of the problem, does not explicitly follow from the prior art, therefore, the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".

Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг.1 представлен вид размещения электродвигателя с зубчатой передачей в сборе с датчиком положения выходного вала на климатической установке транспортного средства в продольном разрезе; на фиг.2 изображен электродвигатель с зубчатым колесом в продольном разрезе; на фиг.3 показан ротор электродвигателя в продольном разрезе; на фиг.4 приведен корпус с осью в продольном разрезе.The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 presents a view of the placement of an electric motor with gear assembly with a sensor of the position of the output shaft on the air conditioning system of the vehicle in longitudinal section; figure 2 shows a motor with a gear in longitudinal section; figure 3 shows the rotor of the electric motor in longitudinal section; figure 4 shows the body with the axis in longitudinal section.

Электродвигатель 1 с зубчатой передачей 2 включает в себя чашеобразный корпус 3 электродвигателя 1 и дисковый ротор с коллектором 4. В преимущественном варианте исполнения электродвигатель 1 снабжен также дискообразной магнитопроводящей вставкой 5, расположенной в корпусе 3 концентрично коллектору 4. На стороне вставки 5, обращенной к диску 6 ротора, установлены постоянные магниты 7, а на противоположной стороне вставки 5, обращенной от диска 6 ротора, расположена щеточная траверса 8 со щеткодержателями 9 и щетками 10. Дисковый ротор установлен в корпусе 3 посредством втулки 11, расположенной на оси 12, жестко соединенной одним концом с дном 13 корпуса 3. Ось 12 выполнена, предпочтительно, в виде стержня круглого сечения, установленного неподвижно, например, запрессованного в отверстие дна 13 корпуса 3.The electric motor 1 with gear 2 includes a bowl-shaped casing 3 of the electric motor 1 and a disk rotor with a collector 4. In an advantageous embodiment, the electric motor 1 is also equipped with a disk-shaped magnetically conducting insert 5 located in the housing 3 concentrically to the collector 4. On the side of the insert 5 facing the disk 6 rotors, permanent magnets 7 are installed, and on the opposite side of the insert 5, facing away from the disk 6 of the rotor, there is a brush beam 8 with brush holders 9 and brushes 10. The disk rotor is installed body 3 via the collar 11, located on the axis 12, is rigidly connected at one end to the bottom 13 of the housing 3. The axis 12 is preferably in the form of a round rod, is fixedly mounted, for example, pressed into the bottom opening 13 of the housing 3.

Втулка 11 ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края 14 расположен смежно дну 13 корпуса 3, а на втором крае 15 втулки 11 установлено зубчатое колесо 16, например, напрессовыванием. Коллектор 4 ротора своим основанием 17 закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки 11, а диск 6 ротора с обмотками 18 расположен на коллекторе 4. Диск 6 ротора может быть снабжен несколькими сквозными цилиндрическими отверстиями 19, равномерно расположенными вокруг коллектора 4. Каждая обмотка 18 ротора, выполненная, как правило, без каркаса, в виде цилиндрической бухты, состоящей из кольцевых витков провода соответствующего сечения, установлена в сквозном цилиндрическом отверстии 19 диска 6 ротора и электрически соединена с пластинами 20 коллектора 4.The rotor sleeve 11 is elongated so that the end face of its first edge 14 is adjacent to the bottom 13 of the housing 3, and a gear wheel 16 is mounted on the second edge 15 of the sleeve 11, for example, by pressing. The rotor collector 4 with its base 17 is mounted on the outer cylindrical surface of the sleeve 11, and the rotor disk 6 with windings 18 is located on the collector 4. The rotor disk 6 can be provided with several through cylindrical holes 19 uniformly spaced around the collector 4. Each rotor winding 18 made as a rule, without a frame, in the form of a cylindrical bay, consisting of circular turns of wire of the corresponding cross section, is installed in the through cylindrical hole 19 of the rotor disk 6 and is electrically connected to the plates E 20 4 collector.

Корпус 3 электродвигателя 1 может быть состыкован с кожухом 21 зубчатой передачи 2 со стороны второго края 15 втулки 11 ротора так, что зубчатое колесо 16, закрепленное на втулке 11, расположено в полости кожуха 21 и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи 2. В свою очередь, кожух 21 зубчатой передачи 2 со стороны, противоположной корпусу 3 электродвигателя 1, снабжен установочными лапами 22 с отверстиями под винты 23, которыми собранный агрегат электродвигателя 1 с зубчатой передачей 2 крепится к корпусу 24 климатической установки автомобиля. При этом выходной вал 25 зубчатой передачи 2 устанавливается в положение соединения с осью 26, например, заслонки 27 воздушного канала климатической установки. Соединение выходного вала 25 зубчатой передачи 2 и оси 26 заслонки 27 может быть осуществлено через движок 28 датчика 29, выдающего сигнал об угловом положении выходного вала 25 или оси 26 заслонки 27.The housing 3 of the motor 1 can be docked with the casing 21 of the gear 2 from the side of the second edge 15 of the sleeve 11 of the rotor so that the gear 16, mounted on the sleeve 11, is located in the cavity of the casing 21 and is engaged with the corresponding element of the gear 2. In in turn, the casing 21 of the gear 2 from the side opposite to the casing 3 of the electric motor 1 is equipped with mounting legs 22 with holes for the screws 23, with which the assembled unit of the electric motor 1 with the gear 2 is attached to the casing 24 of the climate system Sheep car. In this case, the output shaft 25 of the gear 2 is set to the position of connection with the axis 26, for example, the shutter 27 of the air channel of the air conditioner. The connection of the output shaft 25 of the gear 2 and the axis 26 of the shutter 27 can be made through the engine 28 of the sensor 29, which gives a signal about the angular position of the output shaft 25 or the axis 26 of the shutter 27.

Таким образом, ротор электродвигателя 1 сконструирован так, что все его элементы размещены на втулке 11, установленной, в свою очередь, на неподвижной оси 12. Реализация такой конструкции позволила повысить стабильность работы электродвигателя 1, определяемую практически установкой оси 12 относительно дна 13 корпуса 3. В то же время, в случае разрушения зубчатого колеса 16 его замена может быть осуществлена без разборки электродвигателя 1, что повышает ремонтопригодность конструкции в целом.Thus, the rotor of the electric motor 1 is designed so that all its elements are placed on the sleeve 11, mounted, in turn, on the fixed axis 12. The implementation of this design has increased the stability of the electric motor 1, which is determined practically by the installation of the axis 12 relative to the bottom 13 of the housing 3. At the same time, in the event of the destruction of the gear wheel 16, its replacement can be carried out without disassembling the electric motor 1, which increases the maintainability of the structure as a whole.

Claims

1. An electric motor with gear transmission, including a bowl-shaped motor housing and a disk rotor mounted in the housing by means of a sleeve with a gear wheel located on an axis rigidly connected at one end to the bottom of the housing, characterized in that the rotor sleeve is elongated so that the end face of its first the edge is adjacent to the bottom of the housing, and the gear is mounted on the second edge of the sleeve, while the rotor manifold is mounted on the outer cylindrical surface of the sleeve, and the rotor disk with windings laid on the manifold.

2. The electric motor with gear according to claim 1, characterized in that it is provided with a disk-shaped magnetically conducting insert located concentrically in the collector, on the side of which, facing the rotor disk, permanent magnets are installed.

3. The electric motor with gear according to claim 2, characterized in that on the side of the disk-shaped magnetically conducting insert facing the rotor disk, there is a brush beam with brush holders and brushes.

4. The electric motor with gear according to claim 1, characterized in that the motor housing is connected to the gear casing from the side of the second edge of the rotor hub so that the gear is located in the cavity of the casing and is engaged with the corresponding gear element.

5. The electric motor with gear according to claim 1, characterized in that each winding of the rotor is made in the form of a cylindrical bay, consisting of circular turns of wire of the corresponding section.

6. The electric motor with gear according to claim 1, characterized in that the rotor disk is equipped with several through-hole cylindrical holes evenly spaced around the collector.

7. The electric motor with gear according to claim 6, characterized in that each rotor winding is installed in a through cylindrical hole of the rotor disk and is electrically connected to the collector plates.