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WO2021200476A1 - 電動機 - Google Patents

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Publication number
WO2021200476A1
WO2021200476A1 PCT/JP2021/012251 JP2021012251W WO2021200476A1 WO 2021200476 A1 WO2021200476 A1 WO 2021200476A1 JP 2021012251 W JP2021012251 W JP 2021012251W WO 2021200476 A1 WO2021200476 A1 WO 2021200476A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
outer shell
rotor
motor
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/012251
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田邉 洋一
智則 小嶋
庸佑 松井
黎 小俣
広雄 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to US17/915,014 priority Critical patent/US12418214B2/en
Priority to CN202180022516.4A priority patent/CN115315883B/zh
Publication of WO2021200476A1 publication Critical patent/WO2021200476A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/042Housings for rolling element bearings for rotary movement
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the present invention relates to an inner rotor type motor provided with a rotor coaxially arranged with the stator on the inner diameter side of the cylindrical stator.
  • an inner rotor type motor in which a cylindrical rotor having a permanent magnet is arranged coaxially with the stator on the inner diameter side of a cylindrical stator that generates a rotating magnetic field is known.
  • This electric motor is used, for example, for rotationally driving a blower fan mounted on an air conditioner.
  • the bearing house portion (bearing bracket) holding the bearing (bearing) is brought closer to the rotor in the axial direction of the stator, so that the motor is miniaturized in the axial direction.
  • the resin outer shell is formed by covering the stator core with a mold resin.
  • the resin outer shell covering the stator also covers the bearing house portion.
  • resin is more easily contracted and expanded by heat than metal, so if the resin outer shell that covers the bearing house is deformed by heat, the bearing house and bearing will be deformed along with the deformation of the resin outer shell, and the bearing will slide. There is a risk that the sex will deteriorate.
  • an object of the present invention is to provide an electric motor capable of reducing the size of the electric motor in the axial direction of the rotating shaft and suppressing the deformation of the bearing and the bearing house portion due to the deformation of the resin outer shell.
  • One aspect of the motor of the present invention is a columnar rotor, a shaft arranged along the rotation axis of the rotor, a cylindrical stator core arranged on the outer peripheral side of the rotor, and a resin covering the stator core. It includes an outer shell, a bearing that rotatably supports the shaft, and a bearing house portion that accommodates the bearing.
  • the resin outer shell has an annular portion integrated with the stator core and an end face portion connected to the end portion of the annular portion and extending in the inner peripheral direction from the annular portion.
  • the end face portion has a connecting portion connected to the bearing house portion.
  • the bearing house portion has a tubular portion and a flange portion extending from one end of the tubular portion to the outer peripheral side. The outer peripheral edge portion of the flange portion is fixed to the connection portion of the resin outer shell.
  • the motor can be miniaturized in the axial direction of the rotating shaft, and the deformation of the bearing and the bearing house portion due to the deformation of the resin outer shell can be suppressed.
  • ⁇ Overall configuration of motor> 1 to 5 are views for explaining the configuration of the electric motor 1 in the present embodiment.
  • the electric motor 1 is, for example, a brushless DC motor.
  • the electric motor 1 is used, for example, for rotationally driving a blower fan mounted on an outdoor unit of an air conditioner.
  • the motor 1 in the present embodiment includes a stator (stator) 2, a rotor (rotor) 3, a motor outer shell (housing, main body) 10, and a bracket 41.
  • stator stator
  • rotor rotor
  • motor outer shell housing, main body
  • bracket 41 a bracket 41.
  • an inner rotor type permanent magnet in which a columnar rotor 3 having a permanent magnet portion 31 is rotatably arranged inside (inner peripheral side) in the radial direction of a cylindrical stator 2 that generates a rotating magnetic field.
  • the electric motor 1 will be described as an example.
  • the rotor 3 includes an annular permanent magnet portion 31 and a connecting portion 35 arranged on the inner diameter side of the permanent magnet portion 31 and connecting the permanent magnet portion 31 and the shaft 32. Be prepared.
  • the shaft 32 is fixed to the rotor 3 along the central axis of the columnar rotor 3.
  • the permanent magnet portion 31 and the connecting portion 35 of the rotor 3 are formed by integrally molding a resin material mixed with a ferrite magnetic material, and only the permanent magnet portion 31 is magnetized after molding.
  • the permanent magnet portion 31 functions as a ferrite bond magnet.
  • the permanent magnet portion 31 is magnetized so as to be a polar anisotropic magnet in which S poles and N poles appear alternately in the circumferential direction thereof. As a result, a part of the yoke for concentrating the flow of the magnetic flux of the permanent magnet portion 31 becomes unnecessary, and the leakage flux can be suppressed.
  • the permanent magnet portion 31 and the connecting portion 35 may be formed separately.
  • a plurality of ferrite sintered magnets (corresponding to the permanent magnet portion 31) obtained by baking a powdered ferrite magnetic material in a mold are annularly formed on the outer peripheral surface of the rotor core (corresponding to the connecting portion 35). It may be a so-called surface magnet (SPM) type rotor attached to.
  • SPM surface magnet
  • the stator 2 is wound around a stator core (stator core) 21 having a cylindrical yoke portion (not shown) and a plurality of teeth portions (not shown) extending from the yoke portion to the inner diameter side, and the teeth portion via an insulator. It includes a winding (not shown).
  • the stator core 21 is made of, for example, silicon steel, which is a soft magnetic material.
  • the stator 2 is covered with a motor outer shell 10 made of resin except for the inner peripheral surface of the stator core 21 by resin integral molding (see FIGS. 2 and 4). That is, the motor outer shell 10 covers the stator 2 provided with the stator core 21 and the winding. As shown in FIGS.
  • the stator 2 is arranged on the outer peripheral side of the rotor 3 (outside in the radial direction of the motor 1). Further, the stator core (stator core) 21 of the stator 2 is arranged so that the teeth portion of the stator core 21 faces the permanent magnet portion 31 of the rotor 3 in the radial direction of the stator 2. In other words, the stator 2 is arranged so that the annular permanent magnet portion 31 included in the rotor 3 faces the stator core 21 of the stator 2 in the radial direction.
  • the motor outer shell 10 may have any shape, but for example, one side in the axial direction of the central axis of the electric motor 1, that is, the rotation axis of the rotor 3 (hereinafter, rotation axis C) (in the embodiment, the counter-output side of the shaft 32). ) Is formed in a hollow cylindrical shape with an opening.
  • the motor outer shell 10 includes an annular portion 12 and an end face portion 13 connected to an end portion of the annular portion 12 opposite to the opening. The end face portion 13 extends from the annular portion toward the inside (inner diameter direction) in the radial direction.
  • the rotor 3 is rotatably arranged on the inner peripheral side of the stator core (stator core) 21 of the stator 2 with a predetermined gap (gap) from the stator core 21.
  • the permanent magnet portions 31 are arranged in an annular shape on the outer side (outer peripheral side) in the radial direction of the rotor 3 so as to face the stator core 21.
  • the rotor 3 is fixed around the shaft 32.
  • the shaft 32 is rotatably supported (held) by a first bearing 33 and a second bearing 34 (bearings, bearings) fixed to the outer peripheral surface of the shaft 32.
  • the first bearing 33 is accommodated (held) in the first bearing accommodating portion 42 (bearing house portion) described later
  • the second bearing 34 is accommodated (held) in the second bearing accommodating portion 43 (bearing house portion) described later.
  • the first bearing accommodating portion 42 and the second bearing accommodating portion 43 are formed of, for example, a magnetic material of chromium nickel-based stainless steel.
  • first bearing 33 the inner ring side of the first bearing 33 is fixed to one end side (counter-output side) of the shaft 32.
  • second bearing 34 the inner ring side of the second bearing 34 is fixed to the other end side (output side) of the shaft 32.
  • the first bearing 33 and the second bearing 34 (a pair of bearings) cooperate with each other to rotatably support (shaft support) the shaft 32 and the rotor 3 fixed to the shaft 32.
  • first bearing 33 and the second bearing 34 for example, ball bearings are used.
  • the bracket 41 includes a first bearing accommodating portion 42 formed of a magnetic material and accommodating the first bearing 32, and a non-magnetic portion 44 (end face portion) formed of a non-magnetic material (for example, resin).
  • the bracket 41 is arranged at one end of the motor outer shell 10 of the motor 1 in the direction of the rotation axis C, that is, on the opposite output side of the shaft 32.
  • the non-magnetic portion 44 (end face portion) of the bracket 41 has a connecting portion 45 connected to the first bearing accommodating portion 42 (see FIGS. 2, 3, and 5).
  • the non-magnetic portion 44 of the bracket 41 is integrally molded with the first bearing accommodating portion 42, which is a magnetic portion, by insert molding.
  • the non-magnetic portion 44 (end face portion) is connected to the first bearing accommodating portion 42 (bearing house portion) at the connecting portion 45.
  • This bracket 41 is attached as a lid covering the opening of the motor outer shell 10 (main body portion) by being screwed to the end portion on the opposite output side of the motor outer shell 10.
  • the opening of the motor outer shell 10 may be opened toward the output side.
  • the bracket 41 is arranged not on the counter-output side of the shaft 32 but on the output side of the shaft 32.
  • the non-magnetic portion 44 (end surface portion) of the bracket 41 is formed in a substantially disk shape in which the outer shape in the radial direction extends in the radial direction to the outer peripheral surface of the motor outer shell 10.
  • the non-magnetic portion 44 of the bracket 41 forms a resin outer shell of the motor 1 together with the motor outer shell 10.
  • the non-magnetic portion 44 has a protruding portion 410 that protrudes outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the motor outer shell 10 when viewed from the rotation axis C direction.
  • the protruding portion 410 abuts on the base end portion of the flange portion 102 described later on the motor outer shell 10.
  • the number of projecting portions 410 provided on the bracket 41 is the same as that of the flange portions 102 provided on the motor outer shell 10 (three locations).
  • the projecting portions 410 are formed in a trapezoidal shape when viewed from the rotation axis C direction.
  • Each central portion has a screw-through hole portion 413 penetrating in the rotation axis C direction.
  • the bracket 41 is formed with a notch groove portion 416 for arranging a conductive member 5 for galvanic corrosion countermeasures, which will be described later, on the outer surface of the motor 1 after assembly on the side exposed to the outside (FIGS. 1 and 1). 3).
  • the notch groove portion 416 extends from the central portion of the bracket 41 (the cylindrical connecting portion 45 of the non-magnetic portion 44 described later) to the outer peripheral surface of the bracket 41 in the radial direction, and further extends from there to the outer peripheral surface of the bracket 41. It extends axially to the point of contact.
  • the bracket 41 After being fitted into the motor outer shell 10, the bracket 41 is screwed to the screw hole portion 103 (described later) of the flange portion 102 of the motor outer shell 10 via the screw through hole portion 413 (see FIG. 1). Further, in the central portion of the disk-shaped bracket 41, a first bearing accommodating portion (bearing house portion) 42 for accommodating the first bearing 33 is arranged on the internal side (output side) of the electric motor 1.
  • the first bearing accommodating portion 42 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape by, for example, pressing.
  • a second bearing accommodating portion (bearing house portion) 43 for accommodating the second bearing 34 is arranged on the internal side (counter-output side) of the motor 1. ..
  • the second bearing accommodating portion 43 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape like the first bearing accommodating portion 42.
  • the second bearing accommodating portion 43 is arranged inside (inner diameter side) of the annular permanent magnet portion 31 in the radial direction of the rotor 3.
  • the end face portion 13 of the motor outer shell 10 has a connecting portion 14 connected to a flange portion 432 (described later) of the second bearing accommodating portion 43.
  • the first bearing accommodating portion 42 which is one of the pair of bearing house portions, has a tubular portion 421 that holds the outer ring side of the first bearing 33 from the radial direction and a tubular portion 421.
  • An annular flange portion 422 extending outward in the radial direction of the rotor 3 from one end in the rotation axis C direction of the above, and a crown portion extending inward in the radial direction from the other end of the tubular portion 421 in the rotation axis C direction. 423 and.
  • the crown portion 423 covers the other end side of the first bearing 33 in the rotation axis C direction.
  • the outer peripheral edge of the annular flange portion 422 is located inside (inner peripheral side) in the radial direction of the rotor 3 with respect to the permanent magnet portion 31.
  • the first bearing accommodating portion 42 is formed so as not to overlap the permanent magnet portion 31 when viewed from the rotation axis C direction of the rotor 3.
  • the first bearing accommodating portion 42 (bearing house portion) is arranged inside the rotor 3 in the radial direction (inner diameter side) with respect to the permanent magnet portion 31 when viewed from the rotation axis C direction. Further, the outer peripheral edge portion of the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42 (the edge portion on the outer diameter side of the first bearing accommodating portion 42) is covered with a resin which is a non-magnetic material. That is, in the bracket 41, the outer peripheral edge portion of the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42 is covered with the non-magnetic portion (end face portion) 44 made of resin.
  • the bracket 41 is formed by a first bearing accommodating portion (magnetic portion) 42, which is one of a pair of bearing accommodating portions (bearing house portions), and a non-magnetic portion 44 (end face portion). Since the first bearing accommodating portion (magnetic portion) 42 is arranged on the inner diameter side of the permanent magnet portion 31 in the radial direction of the rotor 3, the flange portion 422 provided in the first bearing accommodating portion 42 as the magnetic portion is provided. , It is possible to prevent the permanent magnet portion 31 from facing the surface in the direction of the rotation axis C.
  • the leakage flux flowing from the permanent magnet portion 31 to the first bearing accommodating portion (magnetic portion, bearing house portion) 42 can be suppressed.
  • the outer peripheral edge portion of the flange portion 422 close to the permanent magnet portion 31 of the rotor 3 is covered with the non-magnetic portion 44.
  • the path of the leakage magnetic flux flowing from the permanent magnet portion 31 to the first bearing accommodating portion (magnetic portion, bearing house portion) 42 formed of the magnetic material is passed through the non-magnetic portion (end face portion) formed of the non-magnetic material. ) 44, so that the leakage magnetic flux flowing from the permanent magnet portion 31 to the first bearing accommodating portion 42 can be further suppressed.
  • the structure for suppressing the leakage flux can be applied not only to the first bearing accommodating portion 42 side but also to the second bearing accommodating portion 43 side.
  • the second bearing accommodating portion 43 is formed in the same shape as the first bearing accommodating portion 42, and the tubular portion 431 that holds the outer ring side of the second bearing 34 from the radial direction and the rotation of the tubular portion 431.
  • An annular flange portion 432 extending outward in the radial direction of the rotor 3 from one end in the axial C direction, and a crown portion 433 extending inward in the radial direction from the other end of the tubular portion 431 in the rotating shaft C direction. , Have.
  • the second bearing accommodating portion 43 is arranged on the inner diameter side of the permanent magnet portion 31 in the radial direction of the rotor 3.
  • the outer peripheral edge portion of the flange portion 422 included in the second bearing accommodating portion 43 is covered with the end face portion 13 (connection portion 14) of the resin motor outer shell 10 which is a non-magnetic material.
  • the configuration for suppressing the leakage flux may be applied to only one or both of the first bearing accommodating portion 42 and the second bearing accommodating portion 43, which are a pair of bearing house portions.
  • the non-magnetic portion (end face portion) 44 of the bracket 41 has a connecting portion 45 connected to the first bearing accommodating portion (bearing house portion) 42.
  • the connection portion 45 is formed in a substantially cylindrical shape, and the flange portion 422 of the bearing house portion (first bearing accommodating portion 42) formed of a magnetic material is inserted into the side surface of the tubular connection portion 45 on the inner diameter side. Is fixed.
  • the cylindrical portion 421 of the first bearing accommodating portion 42 is not in contact with the non-magnetic portion 44 of the bracket 41 (not covered by the non-magnetic portion 44), and only the outer peripheral edge portion of the flange portion 422. Is joined (connected) so as to be covered with the connecting portion 45 of the non-magnetic portion (end face portion) 44.
  • Gap) AG1 is formed.
  • the resin outer shell (motor outer shell 10, end face portion (non-magnetic portion) 44) due to heat, impact, or the like is less likely to affect the first bearing 33.
  • the contact area between the connecting portion 45 of the bracket 41 and the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42 can be reduced, and the heat generated by the winding wound around the stator core (stator core) 21 is generated by the bracket. It is possible to suppress transmission to the first bearing 33 via 41. As a result, it is possible to suppress the temperature rise of the first bearing 33 and prevent the deterioration of the first bearing 33.
  • the annular portion of the motor outer shell 10 integrated with the stator (stator) 2 as the resin outer shell of the motor 1. 12 and an end face portion (resin-made non-magnetic portion 44 of the bracket 41) that is connected to the end portion of the tubular portion and extends inward (inner peripheral side) in the radial direction are formed as separate bodies.
  • the tubular portion and the end face portion of the resin outer shell may be integrally formed.
  • the tubular portion and the end face portion as the resin outer shell are integrally formed on the side of the second bearing accommodating portion 43, which is the other of the pair of bearing accommodating portions.
  • the motor outer shell 10 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and is connected to the annular portion 12 of the motor outer shell 10 integrated with the stator (stator) 2 and the end portion of the annular portion 12 in the rotation axis C direction in the radial direction. It is provided with an end face portion 13 of a motor outer shell 10 that extends to the inside (inner peripheral side) of the motor.
  • the end face portion 13 of the motor outer shell 10 has a cylindrical connecting portion 14 connected to the second bearing accommodating portion 43.
  • the second bearing accommodating portion 43 similarly to the first bearing accommodating portion 42, also has a flange portion 432 extending radially outward from the tubular portion 431, and only the outer peripheral edge portion of the flange portion 432 is made of resin. It is inserted and fixed to the inner diameter side side surface of the connecting portion 14 of the outer shell (motor outer shell 10). Further, a gap portion (air gap) AG2 is formed between the cylindrical portion 431 of the second bearing accommodating portion 43 and the connecting portion 14 of the resin outer shell (motor outer shell 10).
  • the rotor 3 includes a connecting portion 35 to which the shaft 32 is fixed and which connects the permanent magnet portion 31 and the shaft 32.
  • the permanent magnet portion 31 is arranged so as to face the cylindrical stator core (stator core) 21 in the radial direction.
  • the connecting portion 35 is arranged on the inner diameter side of the permanent magnet portion 31 arranged in an annular shape.
  • the connecting portion 35 has an annular recess 36 recessed in the axial direction of the rotating shaft C (direction of the rotating shaft C).
  • the recess 36 is formed so that the thickness of the connecting portion 35 in the rotation axis C direction at the position where the recess 36 is formed is smaller than the thickness of the permanent magnet portion 31 in the rotation axis C direction.
  • the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42 is arranged so as to overlap the recess 36 formed in the connecting portion 35 in the rotation axis C direction.
  • the rotor 3 is formed with an annular recess 36 recessed in the direction of the rotation axis C, and the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42 can be arranged in the recess 36.
  • the end portion (upper end portion in FIG. 4) on the counter-output side of the stator 2 in the rotation axis C direction is electrically connected to a winding of the stator core (stator core) 21 (not shown).
  • a terminal pin 26 and a boss 27 as a guide when attaching a substrate (not shown) are provided.
  • the bracket 41 functions as an insulating cover for preventing the terminal pin 26 from being exposed to the outside of the motor 1.
  • the terminal pins 26 are provided at three places, and the bracket 41 is attached to the motor outer shell 10 so as to cover these three places.
  • the bracket 41 includes a cover main body 414 attached along the upper end surface of the stator 2 and a fitting portion 415 integrally formed with the cover main body 414. These cover main body 414 and fitting portion 415 correspond to the above-mentioned non-magnetic portion 44 (end face portion).
  • the entire cover body 414 is formed in a disk shape as a whole.
  • the fitting portion 415 is formed as a ring-shaped protrusion arranged on the outer peripheral edge portion of the cover main body 414.
  • the fitting portion 415 is fitted to the end portion of the motor outer shell 10 on the opposite output side (the upper end surface of the motor outer shell 10 in FIG. 4) from the rotation axis C direction, so that the motor outer shell 10 (as shown in FIG. 2)
  • the main body) and the bracket 41 are aligned with each other, and the first bearing 33 is housed in the first bearing accommodating portion 42 provided in the bracket 41.
  • the motor outer shell 10 includes three flange portions 102 arranged at equal intervals in the circumferential direction at the end portion on the opposite output side of the rotating shaft C.
  • the number of collar portions 102 may be any number such as two or six, and the arrangement of the plurality of collar portions 102 does not have to be evenly spaced.
  • These three flange portions 102 project in a trapezoidal shape in the radial direction of the stator 2 (motor 1) and have a predetermined thickness in the rotation axis C direction.
  • each flange portion 102 is formed with a notch 104 for fitting the anti-vibration rubber bush 6 in the inner diameter direction from the outer side in the radial direction of the stator 2 (motor 1). ing.
  • the cutout portion 104 is formed so as to connect a hole formed in each flange portion 102 that penetrates in the direction of the rotation axis C and an outer peripheral edge of each flange portion 102.
  • Each flange portion 102 further has a screw hole portion 103 for screwing the bracket 41 described above.
  • a recessed portion 106 is formed on the lower surface (the surface on the output side) of each flange portion 102 to facilitate holding the anti-vibration rubber bush 6 (see FIGS. 1 and 4).
  • one of the three flange portions 102 has a notch 104 at a position on the innermost diameter side of the stator 2 (motor 1) in the radial direction to prevent electrolytic corrosion.
  • a notch groove 105 is formed for arranging the conductive member 5 (see FIG. 5) for arranging the conductive member 5 (see FIG. 5) along the direction of the rotation axis C.
  • the cut groove in which the conductive member 5 is arranged also extends on the side surface and the end surface 13 (the surface on the output side) of the motor outer shell 10 so as to extend in the axial direction and the radial direction of the rotation axis C. It is formed (not shown).
  • the conductive member 5 is a band-shaped member that conducts the first bearing 33 and the second bearing 34.
  • the conductive member 5 is formed by, for example, bending a steel plate punched into a strip shape so that the approximate shape is U-shaped (U-shaped).
  • the conductive member 5 is arranged along the outer surface of the motor outer shell 10 and the bracket 41 (see FIG. 5). By the conductive member 5, the potentials on the outer ring side of the first bearing 33 and the second bearing 34 can be set to the same potential, and the occurrence of bearing electrolytic corrosion can be suppressed.
  • the cut groove portion 416 of the bracket 41 and the cut groove portion 105 formed on the outer surface of the motor outer shell 10 are continuous, and both cut groove portions are strip-shaped. It serves as a guide for embedding the conductive member 5 of the above.
  • the strip-shaped conductive member 5 does not project to the surface of the outer shell of the permanent magnet motor 1, and the conductive member 5 can be prevented from falling off.
  • the conductive member 5 is not shown from the position of the flange portion 422 of the first bearing accommodating portion 42, the notch groove portion 416 of the bracket 41, the notch groove portion 105 of the flange portion 102, and the outer surface of the motor outer shell 10. It is arranged so as to extend through the notch groove portion to the position of the flange portion 432 of the second bearing accommodating portion 43.
  • the motor 1 includes a conductive member 5 that conducts the two bearings 33 and 34. Then, at least one end (both ends in the embodiment) of the conductive member 5 is connected to the tubular portions 421 and 431 of the bearing house portions 42 and 43 and the connecting portions 45 and 14 of the resin outer shells (end surface portions 44 and 13). It is arranged in the gaps AG1 and AG2 formed between the two (see 5).
  • the conductive member 5 for preventing electrolytic corrosion is arranged in the gap portions AG1 and AG2 which are cylindrical gaps, the conductive member is touched by a human hand or the like. It is possible to prevent the bearings from becoming non-conducting due to the detachment of 5. Further, the end portion of the conductive member 5 can be easily fixed to the outer peripheral surfaces of the bearing house portions 42 and 43 by press-fitting into the above-mentioned gap portions AG1 and AG2. Further, by arranging the conductive member 5 through the notch groove 105 in advance before fitting the anti-vibration rubber bush 6 into the flange portion 102, the anti-vibration rubber bush 6 can press the conductive member 5 from the outside. , It is possible to prevent the conductive member 5 from falling off.
  • the resin outer shell (motor outer shell 10, non-magnetic portion 44) having a large amount of deformation due to heat does not cover the entire bearing house portions 42 and 43. Deformation of the first and second bearings 33 and 34 and the bearing house portions 42 and 43 can be suppressed. Further, it is possible to suppress the heat generated by the winding wound around the stator core (stator core) 21 from being transmitted to the bearings 33 and 34 via the resin outer shell.
  • the bearing house portion 42 , 43 can be fixed to the resin outer shell. Further, it is possible to prevent the pair of bearings (first bearing 33 and the second bearing 34) and the pair of bearing house portions (first bearing holding member 42, second bearing holding member 43) from protruding in the axial direction of the rotating shaft C. The size of the electric motor 1 can be reduced in the direction of the rotation axis.

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Abstract

【課題】回転軸方向に小型化するとともに、樹脂外郭の変形に伴うベアリングおよびベアリングハウス部の変形を抑制できる電動機を提供する。 【解決手段】本発明の電動機の一態様は、円柱状の回転子と、回転子の回転軸に沿って配置されたシャフトと、回転子の外周側に配置された円筒状のステータコアと、ステータコアを覆う樹脂外郭と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、軸受を収容するベアリングハウス部と、を備える。樹脂外郭は、ステータコアと一体の環状部と、環状部の端部に接続されて環状部から内周方向に広がる端面部とを有する。端面部は、ベアリングハウス部に接続される接続部を有する。ベアリングハウス部は、筒状部と、筒状部の一端から径方向の外周側に延びるフランジ部とを有する。フランジ部の外周縁部が、樹脂外郭の接続部に固定されている。

Description

電動機
 本発明は、円筒状の固定子の内径側に固定子と同軸的に配置される回転子を備えたインナーロータ型の電動機に関する。
 従来、電動機として、回転磁界を発生させる円筒状の固定子の内径側に、永久磁石を有する円柱状の回転子を固定子と同軸的に配置したインナーロータ型の電動機が知られている。この電動機は、例えば、空気調和機に搭載する送風ファンの回転駆動に用いられる。
 この種の電動機として、特許文献1の電動機は、ベアリング(軸受)を保持するベアリングハウス部(軸受ブラケット)を、固定子の軸方向において回転子に近づけることで、電動機は、軸方向に小型化されている。また、ステータコアをモールド樹脂によって覆うことで、樹脂外郭を形成している。
特開2011-109861号公報
 ここで、特許文献1の電動機は、ステータを覆っている樹脂外郭が、ベアリングハウス部をも覆っている。一般に、樹脂は金属よりも熱によって収縮・膨張しやすいため、ベアリングハウス部を覆った樹脂外郭が熱で変形すると、樹脂外郭の変形に伴ってベアリングハウス部やベアリングが変形し、ベアリングの摺動性が低下してしまうおそれがある。
 そこで、本発明は、電動機を回転軸の軸線方向に小型化するとともに、樹脂外郭の変形に伴うベアリングおよびベアリングハウス部の変形を抑制できる電動機を提供することを目的とする。
 本発明の電動機の一態様は、円柱状の回転子と、回転子の回転軸に沿って配置されたシャフトと、回転子の外周側に配置された円筒状のステータコアと、上記ステータコアを覆う樹脂外郭と、上記シャフトを回転自在に支持する軸受と、上記軸受を収容するベアリングハウス部と、を備える。上記樹脂外郭は、上記ステータコアと一体の環状部と、上記環状部の端部に接続されて上記環状部から内周方向に広がる端面部とを有する。上記端面部は、上記ベアリングハウス部に接続される接続部を有する。上記ベアリングハウス部は、筒状部と、上記筒状部の一端から外周側に延びるフランジ部とを有する。上記フランジ部の外周縁部が、上記樹脂外郭の上記接続部に固定されている。
 本発明によれば、電動機を回転軸の軸線方向に小型化するとともに、樹脂外郭の変形に伴うベアリングおよびベアリングハウス部の変形を抑制することができる。
本発明に係る永久磁石電動機の全体斜視図である。 本発明に係る永久磁石電動機を示す横断面図である。 本発明に係る永久磁石電動機のブラケットの斜視図である。 図3のブラケットを取り外した状態の、本発明に係る永久磁石電動機の全体斜視図である。 図1における切り込み溝部に沿った断面を示す断面図である。
 次に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
 また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
 以下に、本発明の一実施形態に係る電動機について説明する。
<電動機の全体構成>
 図1乃至図5は、本実施形態における電動機1の構成を説明する図である。これらの図に示すように、この電動機1は、例えば、ブラシレスDCモータである。この電動機1は、図示しないが、例えば、空気調和機の室外機に搭載される送風ファンの回転駆動に用いられる。
 本実施形態における電動機1は、図1、図2に示すように、固定子(ステータ)2と、回転子(ロータ)3と、モータ外郭(筐体、本体部)10と、ブラケット41とを備えている。
 以下では、回転磁界を発生する円筒状の固定子2の径方向の内側(内周側)に、永久磁石部31を有する円柱状の回転子3を回転可能に配置したインナーロータ型の永久磁石電動機1を例に説明する。
<回転子と固定子とモータ外郭>
 回転子3は、図2に示すように、環状の永久磁石部31と、永久磁石部31よりも内径側に配置されて同永久磁石部31とシャフト32とを連結する連結部35と、を備える。シャフト32は円柱状の回転子3の中心軸に沿って回転子3に固定されている。本実施形態では、回転子3の永久磁石部31と連結部35とは、フェライト磁性体を混合した樹脂材の一体成形によって形成されており、成形後に永久磁石部31のみを着磁することで永久磁石部31をフェライトボンド磁石として機能させている。また、永久磁石部31は、その周方向にS極とN極とが交互に現れる極異方性磁石となるよう着磁されている。これにより、永久磁石部31の磁束の流れを集中させるためのヨークの一部分が不要となり、漏れ磁束を抑制することができる。
 なお、永久磁石部31と連結部35とは別体に形成されていてもよい。例えば、回転子3は、粉末状のフェライト磁性体を金型内で焼き固めた複数のフェライト焼結磁石(永久磁石部31に相当)を、ロータコア(連結部35に相当)の外周面に環状に貼り付けた、いわゆる表面磁石(SPM)型の回転子であってもよい。
 固定子2は、図示しない円筒形状のヨーク部と同ヨーク部から内径側に延びる複数の図示しないティース部を有した固定子鉄心(ステータコア)21と、インシュレータを介してティース部に巻回された図示しない巻線と、を備えている。固定子鉄心21は、例えば軟磁性材料のケイ素鋼で形成されている。この固定子2は、樹脂一体成形によって、固定子鉄心21の内周面を除いて、樹脂で形成されたモータ外郭10で覆われている(図2、図4参照)。すなわち、モータ外郭10は、固定子鉄心21と巻線とを備えた固定子2を覆っている。固定子2は、図1、図2に示すように、回転子3の外周側(電動機1の径方向における外側)に配置される。また、固定子2の固定子鉄心(ステータコア)21は、同固定子鉄心21の有するティース部が回転子3の永久磁石部31と固定子2の径方向で対向するように配置されている。換言すれば、固定子2は、回転子3の備える環状の永久磁石部31が固定子2の固定子鉄心21に径方向で対向するように配置されている。
 モータ外郭10は、任意の形状でよいが、例えば、電動機1の中心軸、つまり回転子3の回転軸(以下、回転軸C)の軸線方向の一方側(実施例ではシャフト32の反出力側)の端面が開口された中空円筒状に形成される。本実施例では、モータ外郭10は、環状部12と、環状部12において開口とは反対側の端部に接続された端面部13とを備える。端面部13は、環状部から径方向の内側(内径方向)に向かって広がっている。
 回転子3は、固定子2の固定子鉄心(ステータコア)21の内周側に、固定子鉄心21と所定の空隙(ギャップ)を持って回転自在に配置されている。図2、4、5に示すように、永久磁石部31は、固定子鉄心21に対向するように、回転子3における径方向の外側(外周側)に環状に配置されている。
 回転子3は、シャフト32の周りに固定されている。シャフト32は、同シャフト32の外周面に固定された第1軸受33および第2軸受34(ベアリング、軸受)によって回転自在に支持(保持)されている。また、第1軸受33が後述する第1軸受収容部42(ベアリングハウス部)に収容(保持)され、第2軸受34が後述する第2軸受収容部43(ベアリングハウス部)に収容(保持)されることで、回転子3が回転自在に支持されている。第1軸受収容部42および第2軸受収容部43は、例えばクロムニッケル系ステンレス鋼の磁性体で形成されている。
<軸受とブラケットとベアリングハウス部>
 図2、図3、および図5に示すように、第1軸受33は、同第1軸受33の内輪側がシャフト32の一端側(反出力側)に固定されている。第2軸受34は、同第2軸受34の内輪側がシャフト32の他端側(出力側)に固定されている。第1軸受33と第2軸受34(一対のベアリング)は協働して、シャフト32およびシャフト32に固定される回転子3を、回転自在に支持(軸支)している。第1軸受33および第2軸受34は、例えば、ボールベアリングが用いられる。
 ブラケット41は、磁性体で形成されて第1軸受32を収容する第1軸受収容部42と、非磁性体(例えば樹脂)で形成された非磁性部44(端面部)とを備える。ブラケット41は、電動機1のモータ外郭10において、回転軸C方向の一端、すなわちシャフト32の反出力側に配置される。ブラケット41の非磁性部44(端面部)は、第1軸受収容部42に接続される接続部45を有する(図2、3、5参照)。ブラケット41の非磁性部44は、インサート成形によって、磁性部である第1軸受収容部42と一体に成形される。非磁性部44(端面部)は、接続部45において第1軸受収容部42(ベアリングハウス部)に接続される。
 このブラケット41は、モータ外郭10(本体部)の開口を覆う蓋として、モータ外郭10の反出力側の端部にねじ止めされて取り付けられる。なお、モータ外郭10の開口は、出力側に向けて開口するようにしてもよい。この場合、ブラケット41は、シャフト32の反出力側ではなく、シャフト32の出力側に配置される。
 ブラケット41の非磁性部44(端面部)は、径方向の外形がモータ外郭10の外周面まで径方向に広がる、概ね円板形状に形成されている。ブラケット41の非磁性部44は、モータ外郭10とともに、電動機1の樹脂外郭を形成している。そして、非磁性部44は、回転軸C方向から見て、モータ外郭10の外周面よりも径方向の外側に突出した突出部410を有する。突出部410は、モータ外郭10の後述する鍔部102の基端部に当接する。
 ブラケット41に設けられた突出部410は、モータ外郭10に設けられた鍔部102と同数形成され(3箇所)、例えば回転軸C方向から見て台形状に形成されており、突出部410の各々の中央部には回転軸C方向に貫通するねじ通し穴部413を有する。
 なお、ブラケット41には、組立後の電動機1において外部に露出する側の外表面に、後述する電食対策用の導通部材5を配置するための切り込み溝部416が形成されている(図1および3参照)。
 この切り込み溝部416は、ブラケット41の中央部(後述の非磁性部44の筒状の接続部45)から径方向の外側に向かってブラケット41の外周面まで延び、さらにそこからモータ外郭10と当接する位置まで軸方向に延びている。
 ブラケット41は、モータ外郭10に嵌合された後に、ねじ通し穴部413を介してモータ外郭10の鍔部102のねじ穴部103(後述)にねじ止めされる(図1参照)。
 また、円板状のブラケット41の中央部には、電動機1の内部側(出力側)に第1軸受33を収容するための第1軸受収容部(ベアリングハウス部)42が配置されている。第1軸受収容部42は、例えばプレス加工によって概ね有底円筒状に形成されている。
 モータ外郭10の出力側端部の中央部には、電動機1の内部側(反出力側)に第2軸受34を収容するための第2軸受収容部(ベアリングハウス部)43が配置されている。この第2軸受収容部43は、第1軸受収容部42と同様に、概ね有底円筒状に形成されている。第2軸受収容部43は、回転子3の径方向において、環状の永久磁石部31よりも内側(内径側)に配置されている。
 モータ外郭10の端面部13は、第2軸受収容部43のフランジ部432(後述)に接続される接続部14を有する。
 図2及び図5に示すように、一対のベアリングハウス部の一方である第1軸受収容部42は、第1軸受33の外輪側を径方向から保持する筒状部421と、筒状部421の回転軸C方向の一端部から回転子3における径方向の外側に延びる円環状のフランジ部422と、筒状部421の回転軸C方向の他端部から径方向の内側へと延びる冠部423と、を有する。冠部423は、第1軸受33の回転軸C方向の他端側を覆う。円環状のフランジ部422の外周縁は、永久磁石部31よりも回転子3の径方向における内側(内周側)に位置している。換言すると、第1軸受収容部42は、回転子3の回転軸C方向から見て、永久磁石部31と重ならないように形成されている。
 すなわち、第1軸受収容部42(ベアリングハウス部)は、回転軸C方向から見て、永久磁石部31よりも回転子3における径方向の内側(内径側)に配置されている。また、第1軸受収容部42のフランジ部422の外周縁部(第1軸受収容部42の外径側の縁部)は、非磁性体である樹脂によって覆われている。すなわち、ブラケット41において、第1軸受収容部42のフランジ部422の外周縁部は、樹脂製の非磁性部(端面部)44によって覆われている。
 上述したように、ブラケット41は、一対の軸受収容部(ベアリングハウス部)の一方である第1軸受収容部(磁性部)42と、非磁性部44(端面部)とで形成される。第1軸受収容部(磁性部)42は、回転子3の径方向で永久磁石部31よりも内径側に配置されているので、磁性部としての第1軸受収容部42が備えるフランジ部422が、永久磁石部31と回転軸C方向で面対向するのを防止できる。
 これにより、永久磁石部31から第1軸受収容部(磁性部、ベアリングハウス部)42へと流れる漏れ磁束を抑制することができる。さらに、第1軸受収容部42は、回転子3の永久磁石部31と近接するフランジ部422の外周縁部が、非磁性部44で覆われる。これにより、永久磁石部31から磁性体で形成された第1軸受収容部(磁性部、ベアリングハウス部)42へと流れる漏れ磁束の経路を、非磁性体で形成された非磁性部(端面部)44によって遮断することができるので、永久磁石部31から第1軸受収容部42へと流れる漏れ磁束を更に抑制することができる。
 なお、この漏れ磁束を抑制するための構造は、第1軸受収容部42側だけでなく、第2軸受収容部43側にも適用されることができる。このとき、第2軸受収容部43は、第1軸受収容部42と同様の形状に形成され、第2軸受34の外輪側を径方向から保持する筒状部431と、筒状部431の回転軸C方向の一端部から回転子3における径方向の外側に延びる円環状のフランジ部432と、筒状部431の回転軸C方向の他端部から径方向の内側へと延びる冠部433と、を有する。そして、第2軸受収容部43は、回転子3の径方向で永久磁石部31よりも内径側に配置されている。
 また、第2軸受収容部43が備えるフランジ部422の外周縁部が、非磁性体である樹脂製のモータ外郭10の端面部13(接続部14)によって覆われている。これにより、永久磁石部31から第2軸受収容部43へと流れる漏れ磁束を抑制することができる。この漏れ磁束を抑制するための構成は、一対のベアリングハウス部である第1軸受収容部42、第2軸受収容部43のいずれか一方のみ、または両方に適用されてもよい。
 ブラケット41の非磁性部(端面部)44は、第1軸受収容部(ベアリングハウス部)42に接続される接続部45を有している。接続部45は、概ね筒状に形成されており、磁性体で形成されたベアリングハウス部(第1軸受収容部42)のフランジ部422は、筒状の接続部45の内径側の側面に差し込まれて固定されている。ここで、第1軸受収容部42の筒状部421は、ブラケット41の非磁性部44と接触しておらず(非磁性部44によって覆われておらず)、フランジ部422の外周縁部のみが、非磁性部(端面部)44の接続部45に覆われるようにして接合(接続)されている。また、第1軸受収容部42(ベアリングハウス部)の筒状部421と、樹脂外郭を形成する非磁性部(端面部)44の筒状の接続部45との間には、空隙部(エアギャップ)AG1が形成されている。
 これにより、熱や衝撃などによる樹脂外郭(モータ外郭10、端面部(非磁性部)44)の変形が、第1軸受33に対して影響しにくくなる。さらに、ブラケット41の接続部45と、第1軸受収容部42のフランジ部422との接触面積を小さくすることができ、固定子鉄心(ステータコア)21に巻回された巻線での発熱がブラケット41を介して第1軸受33に伝達するのを抑制することができる。これにより、第1軸受33の温度上昇を抑え、第1軸受33の劣化を防止することができる。
 ここで、一対の軸受収容部の一方である第1軸受収容部42側(反出力側)については、モータ1の樹脂外郭としての、固定子(ステータ)2と一体のモータ外郭10の環状部12と、筒状部の端部に接続されて径方向の内側(内周側)に広がる端面部(ブラケット41の樹脂製の非磁性部44)とが、別体で形成されている。しかし、樹脂外郭における筒状部と端面部とは一体に形成されていてもよい。本実施例では、一対の軸受収容部の他方である第2軸受収容部43側において、樹脂外郭としての筒状部と端面部とが一体に形成されている。
 すなわち、一対の軸受収容部の他方である第2軸受収容部43側(出力側)において、第2軸受収容部43は、第1軸受収容部42と同様の形状に形成されている。なお、第1軸受収容部42と第2軸受収容部43の構造を共通化し、上下反転して配置することで、部品を共通化してもよい。モータ外郭10は概ね有底円筒状に形成されており、固定子(ステータ)2と一体のモータ外郭10の環状部12と、環状部12の回転軸C方向の端部に接続されて径方向の内側(内周側)に広がるモータ外郭10の端面部13とを備えている。そして、モータ外郭10の端面部13は、第2軸受収容部43に接続される円筒状の接続部14を有している。また、第1軸受収容部42と同様に、第2軸受収容部43も、筒状部431から径方向の外側に延びるフランジ部432とを有し、フランジ部432の外周縁部のみが、樹脂外郭(モータ外郭10)の接続部14の内径側の側面に差し込まれて固定されている。また、第2軸受収容部43の筒状部431と、樹脂外郭(モータ外郭10)の接続部14との間に、空隙部(エアギャップ)AG2が形成されている。
 これにより、熱や衝撃などによる樹脂外郭(モータ外郭10の環状部12および端面部13)の変形が、第2軸受34に対して影響しにくくなる。さらに、モータ外郭10の接続部14と、第2軸受収容部43のフランジ部432との接触面積を小さくすることができ、固定子鉄心(ステータコア)21に巻回された巻線での発熱が樹脂外郭を介して第2軸受34に伝達するのを抑制することができる。これにより、第1軸受33の温度上昇を抑え、第1軸受33の劣化を防止することができる。
 回転子3は、上述のように、シャフト32が固定され、永久磁石部31とシャフト32とを連結する連結部35を備える。永久磁石部31は、円筒状の固定子鉄心(ステータコア)21に径方向で対向するように配置されている。連結部35は、環状に配置された永久磁石部31の内径側に配置されている。連結部35は、図2および図4に示すように、回転軸Cの軸線方向(回転軸C方向)に窪んだ環状の凹部36を有する。凹部36は、同凹部36が形成された位置での連結部35の回転軸C方向における厚みが、永久磁石部31の回転軸C方向における厚みよりも小さくなるように形成されている。そして、第1軸受収容部42のフランジ部422は、この連結部35に形成された凹部36と回転軸C方向に重なるように配置されている。これにより、回転子3には、回転軸C方向に向かって窪んだ環状の凹部36が形成され、第1軸受収容部42のフランジ部422がこの凹部36内に配置されることができる。
 このように、回転軸Cの軸線方向(回転軸C方向)に窪んだ環状の凹部36に第1軸受収容部42の一部(フランジ部422)が入り込むことで、電動機1の回転軸C方向の厚みが抑制され、電動機1が回転軸C方向に小型化される。
 図4に示すように、固定子2の回転軸C方向の反出力側の端部(図4では上端部)には、固定子鉄心(ステータコア)21の図示しない巻線に電気的に接続される端子ピン26と、図示しない基板を取り付ける際の案内役としてのボス27とが設けられている。
 ブラケット41は、端子ピン26が電動機1の外部に露出するのを防止するための絶縁カバーとして機能する。本実施形態において、端子ピン26は3カ所設けられており、これらの3カ所を覆い隠すように、ブラケット41はモータ外郭10に取り付けられる。
 ブラケット41は、固定子2の上端面に沿って取り付けられるカバー本体414と、カバー本体414と一体的に形成された嵌合部415とを備えている。これらのカバー本体414および嵌合部415は、上記の非磁性部44(端面部)に相当する。
 カバー本体414は全体が概ね円板形状に形成されている。嵌合部415は、図3に示すように、カバー本体414の外周縁部に配置された円環形状の突起として形成されている。嵌合部415がモータ外郭10の反出力側の端部(図4におけるモータ外郭10の上端面)に回転軸C方向から嵌合されることで、図2に示すように、モータ外郭10(本体部)とブラケット41とが軸合わせされるとともに、第1軸受33がブラケット41に設けられた第1軸受収容部42に収容される。
 モータ外郭10は、回転軸Cの反出力側の端部において周方向に等間隔に並ぶ3つの鍔部102を備えている。なお、鍔部102は2個、6個など任意の個数でよく、複数の鍔部102の並びは等間隔でなくともよい。これらの3つの鍔部102は、固定子2(電動機1)の径方向に台形状に突出しており、回転軸C方向に所定の厚みを有する。
 各鍔部102には、図1および図4に示すように、固定子2(電動機1)の径方向の外側から内径方向に防振ゴムブッシュ6を嵌め込むための切り欠き部104が形成されている。この切り欠き部104は、各鍔部102に形成された回転軸C方向に貫通する穴と各鍔部102の外周縁とをつなぐようにして形成されている。各鍔部102は、さらに、上述したブラケット41のねじ止め用のねじ穴部103を有する。
 各鍔部102の下面(出力側の面)には、防振ゴムブッシュ6を保持しやすくするための窪み部106が形成されている(図1および4参照)。
 図5に示すように、3つの鍔部102のうちのいずれか1つには、切り欠き部104において、固定子2(電動機1)の径方向で最も内径側となる位置に、電食対策用の導通部材5(図5参照)を回転軸Cの方向に沿って配置するための、切り込み溝部105が形成されている。この切り込み溝部105に沿って、モータ外郭10の側面および端面部13(出力側の面)にも、導通部材5が配置される切り込み溝部が、回転軸Cの軸線方向および径方向に延びるように形成されている(図示せず)。
 導通部材5は、第1軸受33と第2軸受34とを導通させる帯状の部材である。導通部材5は、例えば、帯状に打ち抜いた鋼板を、概形がUの字形状(コの字形状)となるように折り曲げて形成されている。導通部材5は、モータ外郭10及びブラケット41の外面に沿うよう配置される(図5参照)。導通部材5により、第1軸受33と第2軸受34の各々の外輪側の電位を同電位とすることができ、軸受電食の発生を抑制できる。
 ここで、モータ外郭10にブラケット41を嵌合することで、ブラケット41の切り込み溝部416とモータ外郭10の外面に形成された切込み溝部105とが連続するようになっており、両切り込み溝部が帯状の導通部材5を埋め込むガイドとなる。これにより、帯状の導通部材5が永久磁石電動機1の外郭の表面に突出せず、導通部材5が脱落するのを防止できる。導通部材5は、図5に示すように、第1軸受収容部42のフランジ部422の位置から、ブラケット41の切り込み溝部416、鍔部102の切り込み溝部105、およびモータ外郭10の外面の図示しない切り込み溝部を経て、第2軸受収容部43のフランジ部432の位置まで延びて配置される。
 上述のように、電動機1には、第1軸受33と第2軸受34の2つの軸受が配置され、第1軸受収容部42と第2軸受収容部43の2つのベアリングハウス部が配置される。ベアリングハウス部42、43の各々は、それぞれ軸受33、34を収容している。また、電動機1は、2つの軸受33、34を導通させる導通部材5を備える。そして、導通部材5の少なくとも一方の端部(実施例では両端部)は、ベアリングハウス部42、43の筒状部421、431と樹脂外郭(端面部44、13)の接続部45、14との間に形成された空隙部AG1、AG2にそれぞれ配置される(5参照)。これにより、筒状の隙間となっている空隙部AG1、AG2に電食防止の導通部材5の端部が配置されるので、導通部材5の端部に人の手が触れるなどして導通部材5が外れることで軸受間が導通されなくなってしまうのを防止できる。また、導通部材5の端部を、上述の空隙部AG1、AG2に圧入するようにしてベアリングハウス部42、43の外周面に容易に固定することができる。
 また、防振ゴムブッシュ6を鍔部102に嵌め込む前に、この切り込み溝部105に導通部材5を予め通して配置することにより、防振ゴムブッシュ6が導通部材5を外側から押さえることができ、導通部材5の脱落を防止することができる。
 上述したように本実施形態では、熱による変形量が大きい樹脂外郭(モータ外郭10、非磁性部44)が、ベアリングハウス部42、43の全体を覆わないので、樹脂外郭の変形に伴う、第1および第2軸受33、34ならびにベアリングハウス部42、43の変形を抑制することができる。また、固定子鉄心(ステータコア)21に巻回された巻線での発熱が樹脂外郭を介して軸受33、34に伝達するのを抑制することができる。
 その一方で、樹脂外郭(モータ外郭10の接続部14、ブラケット41の接続部45)は、ベアリングハウス部42、43のフランジ部422、432の外縁部に接続されているので、ベアリングハウス部42、43を樹脂外郭に対して固定することができる。
 また、一対の軸受(第1軸受33および第2軸受34)並びに一対のベアリングハウス部(第1軸受保持部材42、第2軸受保持部材43)が回転軸Cの軸線方向に突出するのを抑制でき、電動機1を回転軸方向に小型化することができる。
 1…電動機
 10…モータ外郭(樹脂外郭)
 12…環状部
 13…端面部
 14…接続部
 2…固定子(ステータ)
 21…固定子鉄心(ステータコア)
 3…回転子
 31…永久磁石部
 32…シャフト
 33…第1軸受(軸受)
 34…第2軸受(軸受)
 35…連結部
 36…凹部
 41…ブラケット
 42、43…軸受収容部(ベアリングハウス部)
 421、431…筒状部
 422、432…フランジ部
 423、433…冠部
 44…端面部(非磁性部)
 45…接続部
 5…導通部材
 AG1、AG2…空隙部
 C…回転軸

Claims (4)

  1.  円柱状の回転子と、前記回転子の回転軸に沿って配置されたシャフトと、前記回転子の外周側に配置された円筒状のステータコアと、前記ステータコアを覆う樹脂外郭と、前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容するベアリングハウス部と、を備える電動機であって、
     前記樹脂外郭は、前記ステータコアと一体の環状部と、前記環状部の端部に接続されて前記環状部から内周側に広がる端面部とを有し、
     前記端面部は、前記ベアリングハウス部に接続される接続部を有し、
     前記ベアリングハウス部は、筒状部と、前記筒状部の一端から外周側に延びるフランジ部とを有し、
     前記フランジ部の外周縁部が、前記樹脂外郭の前記接続部に固定されている
     電動機。
  2.  請求項1に記載の電動機であって、
     前記ベアリングハウス部の前記筒状部と、前記樹脂外郭の前記接続部との間に、空隙部が形成されている
     電動機。
  3.  請求項2に記載の電動機であって、
     前記軸受および前記ベアリングハウス部はそれぞれ2つずつ配置され、
     2つの前記軸受を導通させる導通部材をさらに備え、
     前記導通部材の少なくとも一方の端部は、前記空隙部に配置される
     電動機。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の電動機であって、
     前記樹脂外郭の前記接続部は、筒状に形成されており、前記ベアリングハウス部の前記フランジ部は、前記接続部の内径側の側面に差し込まれて固定されている
     電動機。
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