TW202244398A - 馬達、送風裝置及冷凍裝置 - Google Patents

馬達、送風裝置及冷凍裝置 Download PDF

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Abstract

本發明的一個實施方式的馬達1具備：轉子10，被構成為圍繞旋轉軸心AX自由旋轉；及具有爪極式定子單元21的定子20，該爪極式定子單元21包括配置在轉子10的內側且圍繞旋轉軸心AX被纏繞成環狀的繞組212和以包圍繞組212的周圍的方式而設置的定子鐵心211。其中，定子20具有圍繞旋轉軸心AX與轉子10的外側連通的內部空間24A，並被構成為能夠向該內部空間24A進行散熱。

Description

馬達、送風裝置及冷凍裝置
本發明涉及馬達、送風裝置、及冷凍裝置。
例如，已知一種具有中空結構的旋轉軸的馬達(motor(電動機))(參見專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際發明第2018/025984號
[發明欲解決的問題]
然而，如專利文獻1那樣，在外轉子(outer rotor)式爪極(claw pole)馬達中，僅藉由使轉子的旋轉軸為中空結構，並不能提高沿半徑方向配置在旋轉軸的外側的定子的散熱效果。
本發明的目的在於，提供一種可提高外轉子式爪極馬達的冷卻性能的技術。 [用於解決課題的手段]
本發明的一個實施方式中，提供一種馬達，具備： 轉子，被構成為圍繞旋轉軸心自由旋轉；及 具有爪極式定子單元的定子，該爪極式定子單元包括配置在所述轉子的內側且圍繞所述旋轉軸心被纏繞成環狀的繞組和以包圍所述繞組的周圍的方式而設置的鐵心(鐵芯)， 其中，所述定子具有圍繞所述旋轉軸心而與所述轉子的外側連通的內部空間，並被構成為能夠向該內部空間進行散熱。
根據本實施方式，能夠提供一種可提高外轉子式爪極馬達的冷卻性能的技術。
需要說明的是，上述實施方式中， 還可具有對所述定子與所述轉子相對的空間和所述定子的所述內部空間進行封閉(shielding(屏蔽))的封閉部件。
由此，根據本實施方式，能夠抑制異物進入定子與轉子相對的空間。
此外，上述實施方式中， 所述定子可具有沿所述旋轉軸心的軸向(軸方向)而層疊的3個以上的所述定子單元。
由此，根據本實施方式，能夠提高3個以上的定子單元中的每個所發生的熱量的散熱效果。
此外，上述實施方式中，還具備： 旋轉軸，被構成為圍繞所述旋轉軸心自由旋轉，並且與所述轉子一體旋轉， 其中，所述旋轉軸可具有對所述轉子的外側和所述定子的所述內部空間進行連通的孔部。
由此，根據本實施方式，能夠經由旋轉軸的孔部將定子的內部空間的熱量散熱至定子的外側。
此外，上述實施方式中， 所述旋轉軸由設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端的1個支撐部件和設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端的1個支撐部件可旋轉地支撐， 所述旋轉軸可具有 所述孔部，設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端；及 開口部，設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端，並且對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通。
由此，根據本實施方式，能夠經由旋轉軸的孔部和開口部將定子的內部空間的熱量散熱至外部空間。
此外，上述實施方式中， 所述旋轉軸由設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端的1個支撐部件可旋轉地支撐， 所述旋轉軸可具有開口部，該開口部設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端，並且對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通。
由此，根據本實施方式，能夠經由旋轉軸的開口部將定子的內部空間的熱量散熱至外部空間。
此外，上述實施方式中，還可具備； 風扇，配置於所述定子的所述內部空間，並且與所述旋轉軸一體旋轉。
由此，根據本實施方式，藉由增加在定子的內部空間內流動的氣體的流量，能夠提高散熱性。
此外，上述實施方式中， 在所述定子的面對所述內部空間的內周面上還可具有散熱鰭。
由此，根據本實施方式，藉由擴大(增大/增加)定子的面對內部空間的內周面的表面積，可提高散熱性。
此外，上述實施方式中，還具備： 固定部件，對所述定子進行支撐；及 箱體(case)，安裝在所述固定部件上，以容納被構成為能夠向所述繞組供給電力的驅動電路， 其中，所述固定部件和所述箱體中的每個可具有對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通的開口部。
由此，根據本實施方式，能夠經由固定部件和箱體中的每個的開口部將定子的內部空間的熱量散熱至外部空間。
此外，上述實施方式中，還具備： 固定部件，對所述定子進行支撐；及 箱體，安裝在所述固定部件上，以容納被構成為能夠向所述繞組供給電力的驅動電路， 其中，所述固定部件可具有開口部，該開口部沿所述旋轉軸心的半徑方向貫穿該固定部件，以對所述定子的內部空間和該固定部件的外部空間進行連通。
由此，根據本實施方式，能夠經由固定部件的開口部將定子的內部空間的熱量散熱至外部空間。
此外，上述實施方式中， 所述定子單元的鐵心可使用藉由對磁粉進行壓縮而成型的壓粉體。
由此，根據本實施方式，就由於使用了壓粉體故溫度容易上昇的鐵心的熱量而言，能夠經由定子的內部空間而被散熱至外部空間。
此外，本發明的一個實施方式中，提供一種送風裝置，具備： 葉輪，藉由旋轉而進行送風；及 上述馬達，用於對所述葉輪進行旋轉驅動。
根據本實施方式，能夠提高送風裝置中所使用的外轉子式爪極馬達的冷卻性能。
此外，本發明的一個實施方式中，提供一種冷凍裝置，具備：上述送風裝置。
根據本實施方式，能夠提高冷凍裝置所具備的送風裝置中使用的外轉子式爪極馬達的冷卻性能。
下面參見附圖對實施方式進行說明。
〔馬達1的基本構成〕 首先，參見圖1~圖4對本實施方式的馬達1的基本構成(結構)進行說明。
圖1是對本實施方式的馬達1的概要進行表示的斜視圖。圖1中，對轉子10所具備的連結(連接)部件14的圖示進行了省略。圖2是對本實施方式的定子20的構成的一例進行表示的斜視圖。圖2中，對轉子10(轉子鐵心11、永磁體(permanent magnet)12、旋轉軸部件13、及連結部件14)的圖示進行了省略。圖3是對本實施方式的定子單元21的構成的一例進行表示的分解圖。圖4是對本實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面圖。
圖1~圖4所示的馬達1是所謂的外轉子式爪極馬達。馬達1由多相(本例中為3相)電樞(armature)電流所驅動。馬達1可應用於送風裝置、冷凍裝置等。
如圖1~圖4所示，馬達1具備轉子10、定子20、及固定部件30。
如圖1~圖4所示，轉子10相對於定子20配置在馬達1的徑方向(下面簡稱為｢徑向｣)的外側，並被構成為能夠圍繞旋轉軸心AX進行旋轉。轉子10具有轉子鐵心11、多個(plural)(本例中為20個)永磁體12、及旋轉軸部件13。需要說明的是，轉子10也被稱為｢rotor｣。
轉子鐵心11例如具有大致圓筒形狀，並被配置為，馬達1的旋轉軸心AX和圓筒形狀的軸心大致一致。此外，轉子鐵心11在馬達1的軸方向(下面簡稱為｢軸向｣)上具有與定子20大致相同的長度。轉子鐵心11例如可由鋼板、鑄鐵、壓粉磁心等形成。圖1所示的例子中，轉子鐵心11由沿軸向而層疊的多個(本例中為3個)轉子鐵心11A~11C構成。然而，轉子鐵心11在軸向上也可由1個部件構成。需要說明的是，轉子鐵心11也被稱為｢rotor core｣。
多個永磁體12在轉子鐵心11的內周面上沿圓周方向(周向)等間隔排列有多個(本例中為20個)。此外，多個永磁體12中的每個被形成為位於(存在於)轉子鐵心11的軸向上的大致一端和大致另一端之間。永磁體12例如為釹燒結磁體或鐵氧體磁體。
多個永磁體12中的每個的徑向的兩端被磁化為不同的磁極。此外，多個永磁體12中的沿周向相鄰的2個永磁體12在朝向(面對)定子20的徑向的內側被磁化為彼此不同的磁極。為此，在定子20的徑向的外側，沿周向交替配置有在徑向的內側被磁化為N極的永磁體12和在徑向的內側被磁化為S極的永磁體12。
多個永磁體12中的每個在軸向上可由1個磁體部件構成，也可由沿軸向分割的多個(例如，與所層疊的轉子鐵心11的部件的數量相對應的3個)磁體部件構成。此情況下，構成沿軸向分割的永磁體12的多個磁體部件在面對定子20的徑向的內側都被磁化為相同的磁極。
需要說明的是，沿周向配置的多個永磁體12例如可被置換為，沿周向被交替磁化為不同磁極的圓環狀的圓環磁體、塑料磁體等的在周向上由1個部件構成的永磁體。此情況下，在周向上由1個部件構成的永磁體在軸向上也由1個部件構成，即整體上可由1個部件構成。此外，在周向上由1個部件構成的永磁體與多個永磁體12時同樣地也可沿軸向被分割為多個部件。此外，在採用沿周向由1個部件構成的塑料磁體的情況下，還可省略轉子鐵心11。
旋轉軸部件13例如具有大致圓柱形狀，並被配置為，馬達1的旋轉軸心AX和圓柱形狀的軸心大致一致。旋轉軸部件13例如由設置於插入部件24的軸向上的兩個端部的軸承25、26(參見圖4)可旋轉地支撐。插入部件24固定在固定部件30上。據此，旋轉軸部件13可相對於固定部件30圍繞旋轉軸心AX進行旋轉。旋轉軸部件13例如在沿軸向的馬達1的與固定部件30側的端部相反側的端部(下面為了方便起見，將其稱為｢馬達1的前端部｣)處藉由連結部件14(參見圖4)與轉子鐵心11連結(連接)。
連結部件14例如具有對轉子鐵心11的大致圓筒形狀的開放端進行封閉的大致圓板形狀。據此，轉子鐵心11和固定在轉子鐵心11的內周面上的多個永磁體12可隨著旋轉軸部件13的旋轉相對於固定部件30在馬達1的旋轉軸心AX的周圍進行旋轉(即，圍繞馬達1的旋轉軸心AX進行旋轉)。
如圖1~圖4所示，定子20配置在轉子10所具備的轉子鐵心11和永磁體12的徑向的內側。定子20具有多個(本例中為3個)爪極式定子單元21、多個(本例中為2個)相間部件(即，相位間部件)22、端部部件23、及插入部件24。需要說明的是，定子20也被稱為｢stator｣。
如圖3所示，定子單元21具有一對定子鐵心211和繞組212。
一對定子鐵心211被設置為圍繞(包圍)繞組212的周圍。定子鐵心211例如可由壓粉磁心形成。定子鐵心211具有軛(yoke)部211A、多個爪磁極211B、軛部211C、及插入孔211D。需要說明的是，一對定子鐵心211也被稱為｢stator core｣。
軛部211A沿軸向觀察時具有圓環形狀，並且在軸向上具有預定厚度。
多個爪磁極211B在軛部211A的外周面上沿周向等間隔配置，並且分別從軛部211A的外周面朝向徑向的外側進行突出。爪磁極211B具有爪磁極部211B1和爪磁極部211B2。
爪磁極部211B1具有預定寬度，並且從軛部211A的外周面以延伸出預定長度的方式進行突出。
爪磁極部211B2從爪磁極部211B1的前端朝向一對定子鐵心211中的另一個以沿軸向延伸出預定長度的方式進行突出。例如，如圖3所示，爪磁極部211B2的寬度可為一定(恆定)，與距爪磁極部211B1的距離無關。此外，例如，爪磁極部211B2可具有隨著從爪磁極部211B1沿軸向逐漸遠離而寬度逐漸變窄的錐形形狀。馬達1中，藉由具有爪磁極部211B2，可確保被繞組212的電樞電流進行磁化的爪磁極211B的磁極面和轉子10之間的相對(對向)面積較大。為此，馬達1中，可相對增加該馬達1的扭矩，進而可提高該馬達1的輸出。需要說明的是，爪磁極部211B2也可被省略。
軛部211C以軛部211A的內周面付近的部分朝向一對定子鐵心211中的另一個突出預定量的方式而構成，例如，沿軸向觀察時具有外徑小於軛部211A的圓環形狀。據此，一對定子鐵心211在彼此的軛部211C處抵接(當接)，由此可在與一對定子鐵心211對應的一對軛部211A之間形成用於容納繞組212的空間。
插入孔211D供插入部件24插入。插入孔211D藉由軛部211A和軛部211C的內周面而實現。
繞組212沿軸向觀察時被卷繞(纏繞)成圓環狀。繞組212的一端與外部端子電連接，另一端與中性點電連接。繞組212沿軸向被配置在一對定子鐵心211(軛部211A)之間。此外，繞組212以內周部變為一對定子鐵心211的軛部211C的徑向上的外側的方式被進行了卷繞。需要說明的是，繞組212也被稱為｢線圈(coil)｣。
如圖2和圖3所示，一對定子鐵心211以一個定子鐵心211的爪磁極211B和另一個定子鐵心211的爪磁極211B沿周向交替配置的方式被進行組合。此外，圓環狀的繞組212中流入電樞電流後，形成在一對定子鐵心211中的一個上的爪磁極211B和形成在另一個上的爪磁極211B被磁化為彼此不同的磁極。據此，一對定子鐵心211中，從一個定子鐵心211突出的1個爪磁極211B具有與沿周向相鄰且從另一個定子鐵心211突出的其他爪磁極211B不同的磁極。為此，藉由繞組212中流動的電樞電流，可沿一對定子鐵心211的周向交替配置N極的爪磁極211B和S極的爪磁極211B。
如圖2和圖4所示，多個定子單元21沿軸向進行層疊。多個定子單元21包括多相(本例中為3相)定子單元21。具體而言，多個定子單元21包括與U相對應的定子單元21A、與V相對應的定子單元21B、及與W相對應的定子單元21C。多個定子單元21從馬達1的前端部開始按照與U相對應的定子單元21A、與V相對應的定子單元21B、及與W相對應的定子單元21C的順序進行層疊。定子單元21A~21C被配置為，周向位置處的電角彼此相差120°。
需要說明的是，馬達1也可由2相電樞電流所驅動，還可由4相以上的電樞電流進行驅動。
相間部件22設置在沿軸向相鄰的不同相位的定子單元21之間。相間部件22例如為非磁性體。據此，可確保不同相位的2個定子單元21之間具有預定距離，由此可對不同相位的2個定子單元21之間的漏磁進行抑制。相間部件22包括UV相間部件22A和VW相間部件22B。
UV相間部件22A設置在沿軸向相鄰的U相的定子單元21A和V相的定子單元21B之間。UV相間部件22A的形狀例如為具有預定厚度的大致圓柱形狀(大致圓板形狀)，其中心部分可形成供插入部件24插入的插入孔。下面，關於VW相間部件22B也同樣。
VW相間部件22B設置在沿軸向相鄰的V相的定子單元21B和W相的定子單元21C之間。
端部部件23設置在所層疊的多個定子單元21的馬達1的前端部側的端部上。具體而言，端部部件23被設置為，在軸向上，與定子單元21A的面對定子單元21B的一側相反的一側的端面相接(接觸)。端部部件23的形狀例如為具有預定厚度的大致圓柱形狀(大致圓板形狀)，其中心部分可形成供插入部件24插入的插入孔。端部部件23例如為非磁性體。據此，能夠抑制定子單元21A(具體而言，馬達1的前端部側的定子鐵心211)的漏磁。
就插入部件24而言，在從馬達1的前端部側開始依次插入端部部件23、定子單元21A、UV相間部件22A、定子單元21B、VW相間部件22B、及定子單元21C的狀態下，前端部被固定在固定部件30上。插入部件24例如前端部具有雄螺紋部，藉由使其緊固於固定部件30的對應的雌螺紋部，可被固定在固定部件30上。
此外，插入部件24例如具有大致圓筒形狀，旋轉軸部件13旋轉自如地配置於藉由插入部件24的內周面而實現的孔部。沿軸向的插入部件24的兩個端部上設置有可旋轉地對旋轉軸部件13進行支撐的軸承25、26。
此外，插入部件24在馬達1的前端側具有頭部，該頭部具有大於定子單元21的插入孔211D的內徑的外徑。據此，例如藉由將插入部件24一定程度地緊固至固定部件30，即可從頭部使端部部件23沿軸向施加朝向固定部件30的方向的力。為此，多個定子單元21(定子單元21A~21C)和相間部件22(UV相間部件22A和VW相間部件22B)能夠以被端部部件23和固定部件30夾持的方式固定在固定部件30上。就壓粉磁心而言，相對於拉伸應力的強度較低，但相對於壓縮應力的強度較高。據此，藉由採用向由壓粉磁心形成的定子鐵心211施加壓縮應力的方式，可將其固定在定子單元21A~21C上。
固定部件30例如沿軸向觀察時具有外徑大於轉子10(轉子鐵心11)的大致圓板形狀，並且在軸向上具有預定厚度。如圖4所示，固定部件30上經由插入部件24可旋轉地支撐有轉子10，並且還固定有定子20。
〔第1實施方式〕 解析來，參見圖5對第1實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖5是對第1實施方式的馬達1進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖5所示，第1實施方式的馬達1中，定子20的插入部件24具有中空結構，即，插入部件24在旋轉軸心AX的周圍具有內部空間24A。
內部空間24A中配置有轉子10的旋轉軸部件13。旋轉軸部件13的軸向上的兩個端部由設置於插入部件24的軸向上的兩個端部的軸承25、26(均為｢1個支撐部件｣的一例)可旋轉地支撐。這裡，第1實施方式的馬達1中，插入部件24的內部空間24A與轉子10的外側進行了連通。
具體而言，內部空間24A中配置的旋轉軸部件13具有中空結構。即，旋轉軸部件13在旋轉軸心AX的周圍具有內部空間13A。
此外，旋轉軸部件13的連結部件14側的端部具有使轉子10的外側和內部空間13A連通的孔部13B。
另外，旋轉軸部件13的壁部上形成有穿過該旋轉軸部件13的內側(內部空間13A)和外側(內部空間24A)的多個貫穿孔13C。
據此，第1實施方式的馬達1中，內部空間24A經由旋轉軸部件13的貫穿孔13C、內部空間13A、及孔部13B與轉子10的外側進行了連通。
為此，第1實施方式的馬達1中，如圖5所示，形成有從轉子10的外側至內部空間24A的氣體的流路，從旋轉軸部件13的孔部13B吸入的氣體可流入插入部件24的內部空間24A，據此，可從內側對插入部件24進行冷卻。
尤其是，第1實施方式的馬達1為外轉子式爪極馬達，繞組212被定子鐵心211進行了包圍，為此，繞組212所發生的熱量容易經由定子鐵心211傳遞至插入部件24。故，藉由對插入部件24進行冷卻，可高效地對繞組212所發生的熱量進行散熱。
此外，旋轉軸部件13的固定部件30側的端部具有開口部13D。開口部13D與外部空間進行了連通。據此，旋轉軸部件13可使從孔部13B吸入並被定子20所發生的熱量在內部空間24A中進行了加熱的氣體從開口部13D排出至外部空間。為此，第1實施方式的馬達1中，可從內側高效地對插入部件24進行冷卻。
此外，第1實施方式的馬達1還具備箱體(case)40。箱體40沿軸向被固定在固定部件30的與固定了定子20的表面相反側的表面上。箱體40具有外徑與轉子10的外徑大致相等的圓筒形狀。箱體40具有中空結構。箱體40的內部配置有被構成為能夠向繞組212進行電力的供給的驅動電路44。箱體40的中央部(旋轉軸心AX的周圍)處形成有沿軸向貫穿箱體40的開口部42。開口部42與旋轉軸部件13的開口部13D進行了連通。開口部42的內徑大於旋轉軸部件13的開口部13D的內徑。據此，開口部42不會妨礙氣體從開口部13D至外部空間的排出。第1實施方式的馬達1中，藉由使氣體在開口部42中進行流動，可對箱體40和設置在箱體40的內部的驅動電路44進行冷卻。
此外，第1實施方式的馬達1中，藉由設置在插入部件24的兩個端部上的軸承25、26，可對轉子10(永磁體12的內周面)與定子20(定子鐵心211的外周面)相對的空間以及定子20的內部空間24A進行屏蔽(封閉)。即，軸承25、26作為｢封閉部件｣而發揮功能。據此，第1實施方式的馬達1中，藉由被導入內部空間24A的氣體，可從內側對插入部件24進行冷卻，同時還可防止被導入內部空間24A的氣體中所含的異物進入轉子10(永磁體12的內周面)與定子20(定子鐵心211的外周面)相對的空間。
此外，第1實施方式的馬達1中，內部空間24A被設置為，與定子20之間僅隔著能夠從定子20進行傳熱的插入部件24。即，第1實施方式的馬達1中，內部空間24A和定子20之間沒有設置軸承等的熱阻較高的部件。據此，第1實施方式的馬達1中，可提高內部空間24A中流動的氣體對定子20進行散熱的散熱效果。
〔第2實施方式〕 接下來，參見圖6對第2實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖6是對第2實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖6所示，第2實施方式的馬達1與第1實施方式的馬達1相比，旋轉軸部件13的沿軸向的長度變短了。具體而言，第2實施方式的旋轉軸部件13在從連結部件14的中央部(旋轉軸心AX上)朝向固定部件30側進行了延伸這點上與第1實施方式的旋轉軸部件13並無不同。但是，就第2實施方式的旋轉軸部件13而言，在軸向上，該旋轉軸部件13的固定部件30側的端部位於與軸承25的固定部件30側的端部大致相同的位置，這點與第1實施方式的旋轉軸部件13不同。
為此，如圖6所示，第2實施方式的馬達1中，旋轉軸部件13由1個軸承25可旋轉地進行了支撐。此外，第2實施方式的馬達1中，插入部件24的固定部件30側的端部上沒有設置軸承26。另外，第2實施方式的馬達1中，插入部件24的內部空間24A(比軸承25還往固定部件30側的部分)內沒有配置任何部件。
據此，第2實施方式的馬達1中，內部空間24A經由旋轉軸部件13的孔部13B直接與轉子10的外側進行了連通。
為此，第2實施方式的馬達1中，從旋轉軸部件13的孔部13B吸入的氣體與插入部件24的面對內部空間24A的內周面直接接觸，並在內部空間24A中進行流動，故可從內側直接對插入部件24進行冷卻。
此外，第2實施方式的馬達1中，插入部件24的固定部件30側的端部上沒有設置軸承26，該端部上具有開口部24B，另外，開口部24B的內徑與箱體40的開口部42的內徑彼此相等，為此，在內部空間24A內被定子20所產生的熱量進行了加熱的氣體可經由開口部24B和開口部42高效地被排出至外部空間。
〔第3實施方式〕 接下來，參照圖7對第3實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖7是對第3實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖7所示，第3實施方式的馬達1與第2實施方式的馬達1的不同點在於，在插入部件24的內部空間24A內還設置有風扇50。風扇50具有旋轉葉片51、旋轉軸52、及基部53。
旋轉葉片51在內部空間24A內被設置為，位於比旋轉軸部件13的固定部件30側的端部還往固定部件30側。
旋轉軸52為旋轉軸部件13的內部空間13A中配置在旋轉軸心AX上的圓棒狀部件。旋轉軸52的固定部件30側的端部上固定有旋轉葉片51。
基部53是圓盤狀部件，基部53以其中心位於旋轉軸心AX上的方式，被固定在連結部件14的外表面的中央部處。基部53以使得旋轉軸52的連結部件14側的端部可旋轉的方式對其進行了支撐。需要說明的是，基部53盡管被配置為覆蓋旋轉軸部件13的孔部13B，但具有多個開口部53A，以可將外氣導入孔部13B。
第3實施方式的馬達1中，藉由使風扇50與轉子10一體旋轉，外氣從孔部13B被強制吸入，該外氣經由旋轉軸部件13的內部空間13A被導入插入部件24的內部空間24A。據此，第3實施方式的馬達1與第2實施方式的馬達1相比，可增加在插入部件24的內部空間24A內流動的氣體的流量，由此可進一步提高定子20的冷卻效果。
〔第4實施方式〕 接下來，參見圖8對第4實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖8是對第4實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖8所示，第4實施方式的馬達1與第2實施方式的馬達1的不同點在於，在插入部件24的面對內部空間24A的內周面上具備散熱鰭60。
圖8所示的例子中，散熱鰭60具有從面對內部空間24A的內周面朝向旋轉軸心AX而立起的多個板狀部件60A。多個板狀部件60A被配置為以旋轉軸心AX為中心的放射狀。多個板狀部件60A中的每個在面對內部空間24A的內周面上沿軸向延伸為直線狀。
第4實施方式的馬達1中，藉由具有散熱鰭60，可增加(擴大)插入部件24的面對內部空間24A的內周面的表面積。為此，就第4實施方式的馬達1而言，可提高從孔部13B吸入並在內部空間24A中進行流動的氣體所帶來的散熱效果，藉此可進一步提高定子20的冷卻效果。
需要說明的是，散熱鰭60可與插入部件24一體形成，也可為與插入部件24不同的部件。此外，散熱鰭60的形狀、配置(方式)、數量也不限定於圖8的例示。
〔第5實施方式〕 接下來，參見圖9對第5實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖9是對第5實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖11所示，第5實施方式的馬達1具有第3實施方式的馬達1所具備的風扇50和第4實施方式的馬達1所具備的散熱鰭60這兩者。
據此，第5實施方式的馬達1中，藉由使風扇50與轉子10一體旋轉，外氣從孔部13B被強制吸入，該外氣經由旋轉軸部件13的內部空間13A被導入插入部件24的內部空間24A。據此，第5實施方式的馬達1與不具有風扇50的結構相比，可增加在插入部件24的內部空間24A中流動的氣體的流量，由此可進一步提高定子20的冷卻效果。
此外，第5實施方式的馬達1中，藉由具有散熱鰭60，可擴大插入部件24的面對內部空間24A的內周面的表面積。為此，第5實施方式的馬達1中，可提高從孔部13B吸入並在內部空間24A中進行流動的氣體所帶來的散熱效果，進而可提高定子20的冷卻效果。
〔第6實施方式〕 接下來，參見圖10對第6實施方式的馬達1特有的結構進行說明。圖10是對第6實施方式的馬達1的構成的一例進行表示的縱剖面斜視圖。
如圖10所示，第6實施方式的馬達1與第2實施方式的馬達1的不同點在於，箱體40上沒有設置開口部42。據此，第6實施方式的馬達1中，插入部件24和內部空間24A的固定部件30側的端部被箱體40的與固定部件30相對的表面進行了封閉。
然而，如圖10所示，第6實施方式的馬達1具有沿旋轉軸心AX的半徑方向貫穿固定部件30和插入部件24以對內部空間24A和固定部件30的外部空間進行連通的多個開口部70。
第6實施方式的馬達1中，藉由具有多個開口部70，從孔部13B吸入並因在內部空間24A中流動故被進行了加熱的氣體可從多個開口部70中的每個排出至固定部件30的外部空間。據此，第6實施方式的馬達1中，被加熱了的氣體難以滯留在內部空間24A內，由此可提高在內部空間24A內流動的氣體所帶來的散熱效果。
〔應用於冷凍裝置的應用例〕 接下來，參見圖11對本實施方式的馬達1應用於冷凍裝置的應用例進行說明。圖11是對本實施方式的冷凍裝置400的概略構成進行表示的示意圖。
圖11所示的冷凍裝置400是對作為冷卻對象的庫內(例如，冷藏庫、冷凍庫、陳列櫃等內)的空氣進行冷卻的裝置。圖11所示冷凍裝置400具有室外單元410和冷設單元(即，冷卻單元)420。
冷設單元420設置在庫內。冷設單元420具有利用熱交換機(即，用於使用的熱交換機)421和庫內風扇422(｢送風裝置｣的一例)。利用熱交換機421藉由從室外單元410經由配管401而供給的冷媒的流動，對庫內的空氣進行冷卻。庫內風扇422藉由葉輪的旋轉，將被利用熱交換機421進行了冷卻的空氣送至庫內。
室外單元410設置在庫外。室外單元410具備壓縮裝置411、室外熱交換器412、及室外風扇413(｢送風裝置｣的一例)。壓縮裝置411對從冷設單元420經由配管401而供給的冷媒進行壓縮。室外熱交換器412藉由被壓縮裝置411進行了壓縮的冷媒的流動，將冷媒的熱量釋放至外氣。室外風扇413藉由葉輪的旋轉，對被室外熱交換器412進行了加熱的外氣進行送風。
本實施方式的冷凍裝置400中，作為用於對庫內風扇422所具備的葉輪進行旋轉驅動的馬達，可使用第1實施方式至第6實施方式中的任意一個馬達1。據此，本實施方式的冷凍裝置400中，可提高庫內風扇422所具備的葉輪的旋轉驅動用的馬達1的冷卻性能。
本實施方式的冷凍裝置400中，作為用於對室外風扇413所具備的葉輪進行旋轉驅動的馬達，可使用第1實施方式至第6實施方式中任意一個馬達1。據此，本實施方式的冷凍裝置400中，可提高室外風扇413所具備的葉輪的旋轉驅動用的馬達1的冷卻性能。
[作用(效果)] 接下來，對本實施方式的馬達1的作用(效果)進行說明。
本實施方式的馬達1具備：被構成為圍繞旋轉軸心AX自由旋轉的轉子10和具有爪極式定子單元21的定子20，該爪極式定子單元21包括：配置在轉子10的內側，並且圍繞旋轉軸心AX被卷繞成環狀的繞組212和以包圍繞組212的周圍的方式而被設置的定子鐵心211。定子20具有圍繞旋轉軸心AX與轉子10的外側連通且隔著能夠從該定子20進行傳熱的插入部件24而設置的內部空間24A，並且被構成為能夠向該內部空間24A進行散熱。
據此，本實施方式的馬達1中，定子20(繞組212)所發生的熱量可經由內部空間24A而被散熱至轉子10的外側。為此，根據本實施方式的馬達1，能夠提高作為外轉子式爪極馬達的該馬達1的冷卻性能。
需要說明的是，本實施方式的馬達1可具有對定子20與轉子10相對的空間和定子20的內部空間24A進行封閉的軸承25(封閉部件)。
據此，本實施方式的馬達1中，可藉由被導入內部空間24A的氣體對定子20進行冷卻，同時，藉由軸承25還可防止被導入內部空間24A的氣體中所含的異物進入定子20與轉子10相對的空間。
此外，本實施方式的馬達1中，定子20可具有沿旋轉軸心AX的軸向而層疊的3個以上的定子單元21。
據此，本實施方式的馬達1中，3個以上的定子單元21中的每個所發生的熱量均可經由內部空間24A而被散熱至轉子10的外側。
此外，本實施方式的馬達1具有被構成為圍繞旋轉軸心AX自由旋轉且與轉子10一體旋轉的旋轉軸部件13，旋轉軸部件13可具有對轉子10的外側和定子20的內部空間24A進行連通的孔部13B。
據此，本實施方式的馬達1中，定子20(繞組212)所發生的熱量可經由內部空間24A和旋轉軸部件13的孔部13B而被散熱至轉子10的外側。
此外，本實施方式的馬達1中，旋轉軸部件13由設置於旋轉軸心AX的軸向上的一端的軸承25(1個支撐部件)和設置於旋轉軸心AX的軸向上的另一端的軸承26(1個支撐部件)可旋轉地支撐，並且具有設置於旋轉軸心AX的軸向上的一端的孔部13B和設置於旋轉軸心AX的軸向上的另一端並對定子20的內部空間24A和外部空間進行連通的開口部13D。
據此，本實施方式的馬達1中，定子20(繞組212)所發生的熱量可經由內部空間24A、旋轉軸部件13的孔部13B、及旋轉軸部件13的開口部13D被散熱至轉子10的外側。
此外，本實施方式的馬達1中，旋轉軸部件13由設置於旋轉軸心AX的軸向上的一端的軸承25(1個支撐部件)可旋轉地支撐，並且可具有設置於旋轉軸心AX的軸向上的另一端且對定子20的內部空間24A和外部空間進行連通的開口部13D。
據此，本實施方式的馬達1是一種定子20的內部空間24A內沒有配置任何部件的構成，可使定子20的面對內部空間24A的內周面與內部空間24A中流動的氣體直接接觸，故可從內側直接對定子20進行冷卻。
此外，本實施方式的馬達1可具有配置於定子20的內部空間24A且與旋轉軸部件13一體旋轉的風扇50。
據此，本實施方式的馬達1中，藉由使風扇50與旋轉軸部件13一體旋轉，可增加定子20的內部空間24A內所流動的氣體的流量，進而可進一步提高定子20的冷卻效果。
此外，本實施方式的馬達1在定子20的面對內部空間24A的內周面上具有散熱鰭60。
據此，本實施方式的馬達1中，藉由散熱鰭60可擴大定子20的面對內部空間24A的內周面的表面積，由此可進一步提高對定子20進行冷卻的冷卻效果。
此外，本實施方式的馬達1具備對定子20進行支撐的固定部件30和設置在固定部件30上以容納被構成為能夠向繞組212進行電力的供給的的驅動電路44的箱體40，固定部件30和箱體40中的每個可具有對定子20的內部空間24A和外部空間進行連通的開口部24B、42。
據此，本實施方式的馬達1中，定子20(繞組212)所發生的熱量可經由內部空間24A、固定部件30的開口部24B、及箱體40的開口部42而被散熱至外部空間。
此外，本實施方式的馬達1具備對定子20進行支撐的固定部件30和安裝在固定部件30上以容納被構成為能夠向繞組212供給電力的驅動電路44的箱體40，固定部件30可具有沿旋轉軸心AX的半徑方向貫穿該固定部件30以對定子20的內部空間24A和該固定部件30的外部空間進行連通的開口部70。
據此，本實施方式的馬達1中，定子20(繞組212)所產生的熱量可經由內部空間24A和開口部70而被散熱至外部空間。
此外，本實施方式的馬達1中，定子單元21的定子鐵心211可使用藉由對磁粉進行壓縮而成型的壓粉體。
據此，本實施方式的馬達1中，因使用了壓粉體故容易接受繞組212所發生的熱量從而導致變熱的定子鐵心211的熱量可經由內部空間24A而被散熱至轉子10的外側。
此外，本實施方式的馬達1在具備藉由旋轉而進行送風的葉輪的送風裝置中，可用於對葉輪進行旋轉驅動。
據此，本實施方式的馬達1在送風裝置中可提高用於對葉輪進行旋轉驅動的馬達1的散熱效果。
此外，本實施方式的冷凍裝置400可具備上述送風裝置。
據此，本實施方式的冷凍裝置400中，可提高用於對該冷凍裝置400所具備的送風裝置(例如，室外風扇413、庫內風扇422等)的葉輪進行旋轉驅動的馬達1的散熱效果。
[變形･變更] 上面盡管對實施方式進行了說明，但在不脫離發明申請專利範圍的主旨和範圍的前提下，還可對其進行各種各樣的變形、變更等。
〔馬達1的變形例〕 圖12是對第2實施方式的馬達1的構成的一變形例進行表示的縱剖面斜視圖。圖12所示的馬達1是圖6所示的馬達1的一變形例。圖12所示的馬達1與圖6所示的馬達1的不同點在於，在插入部件24上還形成有多個狹縫(slot)24C。
圖12所示的例子中，插入部件24上沿周向並排形成有沿軸向延伸成直線狀的多個狹縫24C。多個狹縫24C中的每個均從內周面側朝向外周面側貫穿插入部件24。
圖12所示的馬達1中，藉由使插入部件24具有多個狹縫24C，定子鐵心211的內周面可經由多個狹縫24C露出至插入部件24的內部空間24A。換言之，本實施方式的馬達1中，內部空間24A是隔著定子20的定子鐵心211而設置的。
為此，圖12所示的馬達1中，從旋轉軸部件13的孔部13B吸入的氣體直接與插入部件24的內周面和定子鐵心211的內周面接觸，同時還在內部空間24A內進行流動，藉此可從內側直接對定子鐵心211和插入部件24這兩者進行冷卻。故，圖12所示的馬達1可進一步提高定子20的冷卻效果。
需要說明的是，狹縫24C並不限定於沿軸向延伸成直線狀的形狀，也可具有其它形狀。此外，狹縫24C不僅沿周向還可沿軸向並排形成。此外，狹縫24C也可被稱為｢貫穿孔｣。
本國際申請主張基於2021年3月29日申請的日本國專利申請第2021-054832號的優先權，並將該申請的內容全部援引於本國際申請。
1:馬達 10:轉子 11,11A~11C:轉子鐵心 12:永磁體 13:旋轉軸部件 13A:內部空間 13B:孔部 13C:貫穿孔 13D:開口部 14:連結部件 20:定子 21,21A~21C:定子單元 22:相間部件 22A:UV相間部件 22B:VW相間部件 23:端部部件 24:插入部件 24A:內部空間 24C:狹縫 25,26:軸承 30:固定部件 40:箱體 42:開口部 44:驅動電路 50:風扇 51:旋轉葉片 52:旋轉軸 53:基部 60:散熱鰭 60A:板狀部件 70:開口部 211:定子鐵心 211A:軛部 211B:爪磁極 211C:軛部 211D:插入孔 212:繞組 400:冷凍裝置 410:室外單元 411:壓縮裝置 412:室外熱交換器 413:室外風扇 420:冷設單元 421:利用熱交換機 422:庫內風扇 AX:旋轉軸心
[圖1]本實施方式的馬達的概要的斜視圖。 [圖2]本實施方式的定子的構成的一例的斜視圖。 [圖3]本實施方式的定子單元的構成的一例的分解圖。 [圖4]本實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面圖。 [圖5]第1實施方式的馬達的縱剖面斜視圖。 [圖6]第2實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面斜視圖。 [圖7]第3實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面斜視圖。 [圖8]第4實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面斜視圖。 [圖9]第5實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面斜視圖。 [圖10]第6實施方式的馬達的構成的一例的縱剖面斜視圖。 [圖11]本實施方式的冷凍裝置的概略構成的示意圖。 [圖12]第2實施方式的馬達的構成的一變形例的縱剖面斜視圖。
1:馬達
10:轉子
11:轉子鐵心
12:永磁體
13:旋轉軸部件
13A:內部空間
13B:孔部
13C:貫穿孔
13D:開口部
14:連結部件
20:定子
21A~21C:定子單元
24:插入部件
24A:內部空間
25,26:軸承
30:固定部件
40:箱體
42:開口部
44:驅動電路
211:定子鐵心
212:繞組

Claims (13)

  1. 一種馬達，具備： 轉子，被構成為圍繞旋轉軸心自由旋轉；及 具有爪極式定子單元的定子，該爪極式定子單元包括 繞組，配置在所述轉子的內側，並且圍繞所述旋轉軸纏繞成環狀；及 鐵心，設置為包圍所述繞組的周圍， 其中，所述定子具有圍繞所述旋轉軸心與所述轉子的外側連通的內部空間，並且被構成為能夠向該內部空間進行散熱。
  2. 如請求項1所述的馬達，其中還具備： 封閉部件，對所述定子與所述轉子相對的空間和所述定子的所述內部空間進行封閉。
  3. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述定子具有沿所述旋轉軸心的軸向而層疊的3個以上的所述定子單元。
  4. 如請求項1或2所述的馬達，其中還具備： 旋轉軸，被構成為圍繞所述旋轉軸心自由旋轉，並且與所述轉子一體旋轉， 其中，所述旋轉軸具有對所述轉子的外側和所述定子的所述內部空間進行連通的孔部。
  5. 如請求項4所述的馬達，其中， 所述旋轉軸由設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端的1個支撐部件和設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端的1個支撐部件可旋轉地支撐， 所述旋轉軸具有 所述孔部，設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端；及 開口部，設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端，並且對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通。
  6. 如請求項4所述的馬達，其中， 所述旋轉軸由設置於所述旋轉軸心的軸向上的一端的1個支撐部件可旋轉地支撐， 所述旋轉軸具有 開口部，設置於所述旋轉軸心的軸向上的另一端，並且對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通。
  7. 如請求項6所述的馬達，還具備： 風扇，配置在所述定子的所述內部空間內，並且與所述旋轉軸一體旋轉。
  8. 如請求項6所述的馬達，其中， 在所述定子的面對所述內部空間的內周面上具有散熱鰭。
  9. 如請求項1或2所述的馬達，其中還具備： 固定部件，對所述定子進行支撐；及 箱體，安裝在所述固定部件上，以容納被構成為能夠向所述繞組供給電力的驅動電路， 其中，所述固定部件和所述箱體中的每個均具有 開口部，對所述定子的所述內部空間和外部空間進行連通。
  10. 如請求項1或2所述的馬達，其中還具備： 固定部件，對所述定子進行支撐；及 箱體，安裝在所述固定部件上，以容納被構成為能夠向所述繞組供給電力的驅動電路， 其中，所述固定部件具有 開口部，沿所述旋轉軸心的半徑方向貫穿所述固定部件，以對所述定子的內部空間和所述固定部件的外部空間進行連通。
  11. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述定子單元的鐵心使用藉由對磁粉進行壓縮而成型的壓粉體。
  12. 一種送風裝置，具備： 葉輪，藉由旋轉而進行送風；及 如請求項1或2所述的馬達，用於對所述葉輪進行旋轉驅動。
  13. 一種冷凍裝置，具備如請求項12所述的送風裝置。
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