电动机的制作方法

1.本发明涉及电动机。


背景技术：

2.例如,有时在用于驱动风扇等的流体驱动机构的电动机中设置散热器(参照专利文献1)。
3.《现有技术文献》
4.《专利文献》
5.专利文献1:日本国特开2008-207645号公报


技术实现要素：

6.《本发明要解决的问题》
7.但是,若在电动机中设置散热器,则存在电动机变得大型化的可能性。
8.本发明的目的在于,提供一种能够抑制电动机的大型化的技术。
9.《用于解决问题的方法》
10.在本发明的一个实施方式中,提供一种电动机,其包括:
11.转子,其构成为绕旋转轴心旋转自如,且固定有流体驱动机构；
12.定子,其配置于该转子的内侧,并且具有爪极式的定子单元,该爪极式的定子单元包括绕旋转轴心以环状卷绕的线圈以及以包围该线圈的周围的方式设置的铁芯；
13.孔部,其设于该转子的一端部,并且贯通设有该定子的内侧和固定有该流体驱动机构的外侧之间；以及
14.流入路径,其能够使周围的流体流入在轴向设于该一端部的相反侧的另一端部的该定子单元的内侧。
15.根据本实施方式,通过流入路径,能够使空气流入设于另一端部的定子单元的内侧,并且通过一端部的孔部,能够使流体流出。因此,在转子的内侧的定子自另一端部至一端部,在设有线圈的定子单元的内侧制造出空气的流动,从而能够对线圈进行冷却。由此,例如,不再需要设置电动机的冷却用的散热器等,或者即使需要设置散热器等,亦设定为最小尺寸,从而能够抑制电动机的大型化。
16.另外,在上述实施方式中,
17.该流体驱动机构包括贯通正面侧和固定于该定子的背面侧之间的贯通孔,
18.该孔部可以与该贯通孔连通。
19.另外,在上述实施方式中,
20.包括支承部件,其在轴向的该另一端部支承该定子,
21.该流入路径可以包括在该转子和该支承部件之间的间隙。
22.另外,在上述实施方式中,
23.包括支承部件,其在轴向的该另一端部支承该定子,
24.该流入路径可以包括设于该支承部件中的贯通孔。
25.另外,在上述实施方式中,
26.该铁芯可以具有以自轴向观察时至少一部分与该线圈重叠的方式设置的、在轴向贯通的贯通孔。
27.另外,在上述实施方式中,
28.该铁芯的贯通孔以开口在大致径向延伸的方式设置,并且,以开口的周向的长度相对于径向的长度相对较小的方式设置。
29.另外,在上述实施方式中,
30.可以包括阻力部件,其使该定子的径向的外端部的流路阻力相对增大。
31.《发明效果》
32.根据上述实施方式,能够提供一种能够抑制电动机的大型化的技术。
附图说明
33.图1是概略示出第一实施方式的包括电动机的空气调节器的室内单元的一个例子的纵剖视图。
34.图2是概略示出实施方式的电动机的一个例子的立体图。
35.图3是示出实施方式的定子的构成的一个例子的立体图。
36.图4是示出实施方式的定子单元的构成的一个例子的分解图。
37.图5是示出实施方式的定子单元的构成的另一例子的分解图。
38.图6是示出实施方式的电动机的一个例子的内部构造的纵剖视的立体图。
39.图7是概略示出第二实施方式的包括电动机的空气调节器的一个例子的纵剖视图。
40.图8是概略示出第三实施方式的包括电动机的空气调节器的一个例子的纵剖视图。
41.图9是示出第四实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。
42.图10是示出第五实施方式的电动机的一个例子的横剖视图。
43.图11是示出另一实施方式的电动机的一个例子的纵剖视图。
44.图12是示出另一实施方式的电动机的另一例子的纵剖视图。
具体实施方式
45.以下,参照附图对实施方式进行说明。
46.[第一实施方式]
[0047]
对第一实施方式进行说明。
[0048]
《空气调节器的室内单元的概要》
[0049]
首先,参照图1,对第一实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1进行说明。
[0050]
图1是示出第一实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1的一个例子的纵剖视图。
[0051]
如图1所示,空气调节器的室内单元1包括壳体100、热交换器200、涡轮风扇300、以
及电动机400。空气调节器的室内单元1例如以自图1的状态上下颠倒的状态埋设于建筑物的室内的顶棚。
[0052]
壳体100用于容纳热交换器200、涡轮风扇300、以及电动机400等。壳体100包括底板部110、顶板部120、以及喇叭口130。另外,在顶板部120中设有用于自外部吸入空气的开口部120a,并且在开口部120a的外缘处安装喇叭口130。
[0053]
热交换器200与在旋转的涡轮风扇300的作用下通过的空气进行热交换,从而使空气变冷或者变暖。热交换器200以与将旋转轴心ax设定为中心的涡轮风扇300的外周侧邻接,并且包夹在底板部110和顶板部120之间的方式设置。
[0054]
涡轮风扇300(流体驱动机构的一个例子)自开口部120a吸入壳体100的内部的空气通过热交换器200。涡轮风扇300被旋转驱动,从而在涡轮风扇300的上游形成空气的压力相对较低的空间(以下,称为“低压空间”)lp,在涡轮风扇300的下游形成空气的压力相对较高的空间(以下,称为“高压空间”)。涡轮风扇300安装于电动机400的转子10,自的壳体100单体观察时,其通过电动机400安装于底板部110中的自开口部120a露出的部分。涡轮风扇300具有以旋转轴心ax为中心的向开口部120a侧膨胀的形状的凹部,在该凹部中容纳电动机400。
[0055]
电动机400旋转驱动涡轮风扇300。固定部件30通过螺栓34紧固于底板部110,从而电动机400被固定于底板部110中的自壳体100单体观察时自开口部120a露出的部分。
[0056]
《电动机的基本构成》
[0057]
接下来,除了图1之外还参照图2～图5,对本实施方式的电动机400的基本构成进行说明。
[0058]
图2是示出本实施方式的电动机400的一个例子的概要的立体图。图3是示出本实施方式的定子20的构成的一个例子的立体图。具体而言,图3是在图2中省略了转子10(转子铁芯11、永磁体12、以及旋转轴部件13)的图示的图。图4是示出本实施方式的定子单元21的构成的一个例子的分解图。图5是示出本实施方式的定子单元21的构成的另一例子的分解图。
[0059]
需要说明的是,在图2中,省略了图1所示连结部件14的图示。
[0060]
如图1、图2所示,电动机400是所谓外转子式,其由复数相(在本例中为三相)的电枢电流驱动。
[0061]
电动机400包括转子10、定子20、以及固定部件30。
[0062]
如图2所示,转子(rotor)10相对于定子20配置于电动机400的径向的外侧,其构成为能够绕旋转轴心ax旋转。转子10包括转子铁芯11、多个(在本例中为20个)永磁体12、旋转轴部件13、以及连结部件14。
[0063]
转子铁芯(rotor core)11具有例如大致圆筒形状,其以电动机400的旋转轴心ax和圆筒形状的轴心大致一致的方式进行配置。另外,转子铁芯11在电动机400的轴向中,具有与定子20大致同等的长度。转子铁芯11由例如钢板、铸铁、铁粉芯等形成。转子铁芯11例如在轴向中由一个部件构成。另外,如图1所示,转子铁芯11可以以包括在轴向层叠的多个(在本例中为三个)转子铁芯11a～11c的形式构成。
[0064]
多个永磁体12在转子铁芯11的内周面在周向以等间隔排列多个(在本例中为20个)。另外,多个永磁体12分别以存在于自转子铁芯11的轴向的大致一端至大致另一端之间
的方式形成。永磁体12为例如钕烧结磁铁、铁酸盐磁铁。
[0065]
多个永磁体12分别在径向的两端磁化有不同的磁极。另外,多个永磁体12中的在周向邻接的两个永磁体12在面向定子20的径向的内侧磁化有彼此不同的磁极。因此,在定子20的径向的外侧,在周向,在径向的内侧磁化有n极的永磁体12和在径向的内侧磁化有s极的永磁体12交替配置。
[0066]
多个永磁体12分别在轴向可以由一个磁铁部件构成,亦可以由在轴向被分割成多个(例如,与层叠的转子铁芯11的部件的数量对应的三个)的磁铁部件构成。在该情况下,构成在轴向被分割的永磁体12的多个磁铁部件在面向定子20的径向的内侧全部磁化为相同磁极。
[0067]
另外,如图1所示,在周向配置的多个永磁体12例如可以替换为不同的磁极在周向交替磁化的圆环状的环形磁铁、塑料磁铁等的、在周向由一个部件构成的永磁体。在该情况下,在周向中由一个部件构成的永磁体可以在轴向中亦由一个部件构成,从而作为整体由一个部件构成。另外,与多个永磁体12的情况相同,在周向中由一个部件构成的永磁体可以在轴向中被分割为多个部件。另外,在采用在周向中由一个部件构成的塑料磁铁的情况下,可以省略转子铁芯11。
[0068]
旋转轴部件13具有例如大致圆柱形状,其以圆柱形状的轴心与电动机400的旋转轴心ax大致一致的方式进行配置。旋转轴部件13例如通过设于插通部件24的轴向的两端部的轴承25、32(参照图1等)以可旋转的方式被支承。如后所述,插通部件24固定于固定部件30。由此,旋转轴部件13能够相对于固定部件30绕旋转轴心ax进行旋转。旋转轴部件13例如在轴向中,在与电动机400的固定部件30侧的端部(以下,为了方便,称为“电动机400的基端部”)相反侧的端部(以下,为了方便,称为“电动机400的顶端部”)通过连结部件14与转子铁芯11连结。
[0069]
连结部件14例如具有封闭转子铁芯11的大致圆筒形状的开放端的形状的大致圆板形状。由此,转子铁芯11以及固定于转子铁芯11的内周面的多个永磁体12能够与旋转轴部件13的旋转一同相对于固定部件30绕电动机400的旋转轴心ax进行旋转。
[0070]
如图1所示,连结部件14固定于涡轮风扇300的凹部、即涡轮风扇300的与面向开口部120a的正面侧相反的背面侧。由此,涡轮风扇300能够伴随转子10的旋转而进行旋转。
[0071]
需要说明的是,涡轮风扇300可以代替固定于转子10的连结部件14而固定于转子铁芯11的径向的外侧的侧面部。亦就是说,涡轮风扇300可以代替固定于转子10的轴向的一端部而固定于转子10的径向的外端部。在该情况下,省略涡轮风扇300的面向连结部件14的部分、即涡轮风扇300中的相当于向开口部120a侧膨胀的凹部的底的部分,自开口部120a观察,可以为连结部件14以能够用眼睛观察的方式露出的构成。
[0072]
如图3所示,定子(stator)20配置于转子10(即,转子铁芯11以及永磁体12)的径向的内侧。定子20包括多个(在本例中为三个)爪极式定子单元(以下,仅称为“定子单元”)21、多个(在本例中为两个)相间部件22、端部部件23、以及插通部件24。
[0073]
如图4、图5所示,定子单元21包括一对定子铁芯211以及线圈212。
[0074]
一对定子铁芯(stator core)211(铁芯的一个例子)以包围线圈212的周围的方式设置。定子铁芯211由例如钢板、铸铁、铁粉芯等形成。定子铁芯211包括轭部211a、多个爪磁极211b、轭部211c、以及插通孔211d。
[0075]
轭部211a在轴向视图中具有圆环形状,并且在轴向具有规定的厚度。
[0076]
多个爪磁极211b在轭部211a的外周面中在周向以等间隔配置,其分别自轭部211a的外周面朝向径向的外侧突出。爪磁极211b包括爪磁极部211b1。
[0077]
爪磁极部211b1具有规定的宽度,其以自轭部211a的外周面延伸出规定的长度的方式突出。
[0078]
另外,爪磁极211b进一步包括爪磁极部211b2。由此,能够确保被线圈212的电枢电流磁化的爪磁极211b的磁极面与转子10的相对面积相对较大。因此,使电动机400的扭矩相对增加,从而能够提高电动机400的输出。
[0079]
爪磁极部211b2以自爪磁极部211b1的顶端朝向一对定子铁芯211另一者在轴向延伸出规定的长度的方式突出。例如,如图5所示,爪磁极部211b2可以不论自爪磁极部211b1的距离大小而其宽度恒定。另外,如图4所示,例如,爪磁极部211b2可以具有随着在轴向自爪磁极部211b1离开而其宽度变窄的锥形状。
[0080]
需要说明的是,爪磁极部211b2可以省略。
[0081]
轭部211c以轭部211a的内周面附近的部分朝向一对定子铁芯211的另一者突出规定量的方式构成,例如具有轴向视图下外径比轭部211a小的圆环形状。由此,一对定子铁芯211在彼此的轭部211c抵接,并且在与一对定子铁芯211对应的一对轭部211a之间生成用于容纳线圈212的空间。
[0082]
在插通孔211d中穿过插通部件24。插通孔211d通过轭部211a以及轭部211c的内周面实现。
[0083]
线圈(coil)212在轴向视图下被卷绕为圆环状。线圈212其一端与外部端子电连接,其另一端与中性点或外部端子电连接。线圈212在轴向张配置于一对定子铁芯211(轭部211a)之间。另外,线圈212以其内周部比一对定子铁芯211的轭部211c在径向靠外侧的方式卷绕。
[0084]
如图4、图5所示,一对定子铁芯211以一个定子铁芯211的爪磁极211b与另一个定子铁芯211的爪磁极211b在周向交替配置的方式组合。另外,若电枢电流在圆环状的线圈212中流动,则形成于一对定子铁芯211中的一者的爪磁极211b与形成于另一者的爪磁极211b彼此被磁化为不同的磁极。由此,在一对定子铁芯211中,自一个定子铁芯211突出的一个爪磁极211b具有与在周向邻接且自另一定子铁芯211突出的另一爪磁极211b不同的磁极。因此,通过在线圈212中流动的电枢电流,在一对定子铁芯211的周向,n极的爪磁极211b以及s极的爪磁极211b交替配置。
[0085]
如图3所示,多个定子单元21在轴向层叠。
[0086]
在多个定子单元21中,包括多个相(在本例中为三相)的定子单元21。具体而言,多个定子单元21包括与u相对应的定子单元21a、与v相对应的定子单元21b、以及与w相对应的定子单元21c。多个定子单元21自电动机400的顶端部依次层叠与u相对应的定子单元21a、与v相对应的定子单元21b、以及与w相对应的定子单元21c。定子单元21a～21c彼此以周向的位置错开120
°
电角度的方式配置。
[0087]
需要说明的是,电动机400可以由两相以下的电枢电流驱动,亦可以由四相以上的电枢电流驱动。
[0088]
相间部件22设于在轴向邻接的不同的相的定子单元21之间。相间部件22例如为非
磁性体。由此,能够在不同的相的两个定子单元21之间确保规定的距离,从而能够抑制在不同的相的两个定子单元21之间的磁通泄露。相间部件22包括uv相间部件22a、以及vw相间部件22b。
[0089]
uv相间部件22a设于在轴向邻接的、u相的定子单元21a和v相的定子单元21b之间。uv相间部件22a具有例如具有规定的厚度的大致圆柱形状(大致圆板形状),其在中心部分形成供插通部件24插通的插通孔。以下,对于vw相间部件22b亦可以相同。
[0090]
vw相间部件22b设于在轴向邻接的、v相的定子单元21b和w相的定子单元21c之间。
[0091]
端部部件23设于层叠的多个定子单元21的电动机400的顶端部侧的端部。具体而言,端部部件23以在轴向与定子单元21a面向定子单元21b一侧的相反侧的端面相接的方式设置。端部部件23具有例如具有规定的厚度的大致圆柱形状(大致圆板形状),在其中心部分形成供插通部件24穿过的插通孔。端部部件23为例如非磁性体。由此,能够抑制自定子单元21a(具体而言,电动机400的顶端部侧的定子铁芯211)的磁通泄露。
[0092]
插通部件24在自电动机400的顶端部侧依次穿过端部部件23、定子单元21a、uv相间部件22a、定子单元21b、vw相间部件22b、以及定子单元21c的状态下,其顶端部固定于固定部件30。插通部件24例如在顶端部具有外螺纹部,通过将其拧入固定部件30的对应的内螺纹部,从而固定于固定部件30。
[0093]
另外,插通部件24例如具有大致圆筒形状,在通过内周面实现的孔部中以可旋转的方式配置旋转轴部件13。在插通部件24的顶端部,设有在电动机400的顶端部侧以可旋转的方式支承旋转轴部件13的轴承25。
[0094]
另外,插通部件24在电动机400的顶端侧具有头部,其具有比定子单元21的插通孔211d的内径大的外径。由此,例如,通过插通部件24拧入固定部件30一定程度,能够自头部使朝向固定部件30的方向的力在轴向作用于端部部件23。因此,能够以通过端部部件23以及固定部件30包夹多个定子单元21(定子单元21a～21c)以及相间部件22(uv相间部件22a、vw相间部件22b)的方式将其固定于固定部件30。由此,能够以压缩应力作用于定子铁芯211的方式将其固定于定子单元21a～21c。特别是,压粉磁心对于拉伸应力的强度较低,另一方面,其对于压缩应力的强度相对较高。因此,即使在定子铁芯211由压粉磁心形成的情况下,亦能够在强度方面以更合适的方法对定子单元21a～21c进行固定。
[0095]
如图1所示,如上所述,固定部件30通过多个螺栓34紧固于底板部110。由此,电动机400固定于底板部110。另外,固定部件30在与底板部110之间具有规定的间隔,在固定部件30与底板部110之间,夹设防震部件(例如,防震橡胶)。防振部件例如通过螺栓34,与固定部件30一起共同紧固。
[0096]
固定部件30(支承部件的一个例子)例如在轴向视图下具有比转子10(转子铁芯11)大的外径的大致圆板形状,在轴向具有规定的厚度。如上所述,转子10通过插通部件24以可旋转的方式支承于固定部件30,定子20通过插通部件24固定于固定部件30。
[0097]
另外,如图1所示,在固定部件30中,设有在电动机400的基端部侧以可旋转的方式支承旋转轴部件13的轴承32。
[0098]
《电动机的冷却方法》
[0099]
接下来,除了图1～图5之外,还参照图6,对第一实施方式的电动机400的冷却方法进行说明。
[0100]
图6是示出本实施方式的电动机400的一个例子的内部构造的纵剖视的立体图。
[0101]
如图1所示,在转子10的连结部件14中,设有贯通供定子20配置的内侧的空间以及供涡轮风扇300固定的外侧的空间之间的贯通孔14a(孔部的一个例子)。贯通孔14a可以为一个,亦可以为多个。在本例(图1)中,在以连结部件14的旋转轴心ax为中心的周向中,设置多个贯通孔14a。
[0102]
贯通孔14a以其至少一部分在轴向视图下与位于电动机400的顶端部侧的端部的定子铁芯211中的未设置爪磁极211b(爪磁极部211b1)的部分重叠的方式设置。
[0103]
另外,在涡轮风扇300中,设置贯通以自开口部120a能够用眼睛识别的方式露出的正面侧的部分以及供电动机400的连结部件14安装的背面侧的部分之间的贯通孔302。贯通孔302以与贯通孔14a连通的方式设置。由此,转子10的内侧的设置定子20的空间(即,被转子10以及固定部件30包围的空间)以及低压空间lp之间以空气能够移动的方式连通。
[0104]
需要说明的是,如上所述,涡轮风扇300固定于转子10的径向的外侧面,在转子10的一端部未以被涡轮风扇300覆盖的方式在低压空间lp露出的情况下,贯通孔14a可以不通过贯通孔302而与低压空间lp连通。
[0105]
另外,在转子10(转子铁芯11以及永磁体12)中的与固定于连结部件14的轴向的一端部相反的另一端部和固定部件30之间,设置间隙36(流入路径的一个例子)。这是由于转子10相对于固定部件30旋转。由此,能够使转子10的内侧的设置定子20的空间和高压空间hp之间以空气能够移动的方式连通。
[0106]
另外,如图4～图6所示,定子单元21的一对定子铁芯211以各自的爪磁极部211b2在周向交替配置的方式组合,并且在邻接的爪磁极部211b2之间设有规定的间隙。因此,定子单元21(定子铁芯211)的在径向外侧的空间和定子铁芯211的内侧的线圈212被内包的空间(以下,为了方便称为“定子单元21的内侧的空间”)之间以空气能够移动的方式连通。
[0107]
另外,定子单元21的一对定子铁芯211在轴向视图下以各自的爪磁极211b(爪磁极部211b1)在周向交替配置的方式组合。因此,通过适当设定轴向视图的端部部件23的形状,定子单元21的在轴向外侧的空间和在轴向位于端部的定子单元21a、21c的内侧的空间之间以空气能够移动的方式连通。具体而言,端部部件23以在轴向视图下邻接的定子铁芯211的未设置爪磁极211b(爪磁极部211b1)的部分在轴向视图下具有重叠的区域的方式配置。同样地,通过适当设定uv相间部件22a以及vw相间部件22b的形状,层叠的多个定子单元21的内侧的空间以空气能够在邻接的定子单元21的相互间移动的方式连通。具体而言,uv相间部件22a以及vw相间部件22b可以分别具有跨过邻接的两个定子铁芯211的双方的未设置爪磁极211b(爪磁极部211b1)的部分的贯通部分。
[0108]
如此,位于定子20的径向的外侧的间隙36与位于定子20的轴向的外侧的连结部件14的贯通孔14a以及涡轮风扇300的贯通孔302之间通过多个定子单元21的内侧的空间以空气能够移动的方式连通。亦就是说,通过间隙36、转子10的内侧的空间、以及、贯通孔14a和贯通孔302,实现了空气能够在高压空间hp和低压空间lp之间移动的状态。由此,如图1(虚线箭头)所示,在电动机400的工作中,高压空间hp的空气通过间隙36流入转子10的内侧的空间。并且,流入的空气遍布多个定子单元21而在轴向通过各个定子单元21的内侧的空间,并且通过贯通孔14a以及贯通孔302向低压空间lp流出。
[0109]
在本实施方式的外转子型的电动机400的情况下,包括线圈212的定子20在电动机
400的径向配置于相对内侧,因此热量易于聚积于电动机400的内部。
[0110]
与此相对,在第一实施方式中,通过自间隙36流入转子10的内侧,通过定子单元21的内侧,自贯通孔14a以及贯通孔302排出的方式的空气的流动,能够对设于定子单元21的内侧的线圈212进行冷却。因此,能够使电动机400的冷却效率提高。另外,在能够获得充分的冷却效率的情况下,不需要设置散热器等的附加的冷却构造,假设即使在未能获得充分的冷却效率的情况下,亦能够将散热器等的附加的冷却构造的采用限定为最小限度。因此,能够抑制电动机400的大型化。
[0111]
[第二实施方式]
[0112]
接下来,对第二实施方式进行说明。以下,电动机400的基本构成与上述第一实施方式等相同,因此引用图2～图5,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。因此,有时简略化或省略和第一实施方式相同或对应的构成等相关的说明。
[0113]
《电动机的冷却方法》
[0114]
参照图7,对第二实施方式的电动机400的冷却方法进行说明。
[0115]
图7是概略示出第二实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1的一个例子的纵剖视图。
[0116]
在第二实施方式中,电动机400之外的空气调节器的室内单元1的构成(例如,壳体100、热交换器200、以及涡轮风扇300等)可以与第一实施方式相同。因此,在图7中,以电动机400附近的构成为中心描绘,省略了空气调节器的室内单元1的构成中的顶板部120、喇叭口130、热交换器200、以及涡轮风扇300等的图示。
[0117]
如图7所示,在第二实施方式中,在固定部件30中设置槽部30a。
[0118]
槽部30a以在将旋转轴心ax设定为中心的径向中,包括全部转子铁芯11以及永磁体12配置的位置的方式,遍布将旋转轴心ax设定为中心的周向的一部分或全部而设置。由此,能够使转子10(转子铁芯11以及永磁体12)中的与固定于连结部件14的轴向的一端部相反的另一端部与固定部件30之间的间隙36相对增大。因此,在电动机400的工作时,通过间隙36,能够使流入转子10的内侧的空间的空气(参照图中的虚线箭头)的流量相对增大。因此,能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0119]
[第三实施方式]
[0120]
接下来,对第三实施方式进行说明。以下,由于电动机400的基本构成与上述第一实施方式等相同,因此引用图2～图5,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。因此,有时简略化或省略与和第一实施方式相同或对应的构成等相关的说明。
[0121]
《电动机的冷却方法》
[0122]
参照图8,对第三实施方式的电动机400的冷却方法进行说明。
[0123]
图8是示出第三实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1的一个例子的纵剖视图。
[0124]
在第三实施方式中,电动机400之外的空气调节器的室内单元1的构成(例如,壳体100、热交换器200、以及涡轮风扇300等)可以与第一实施方式等相同。因此,省略其说明。
[0125]
如图8所示,在第三实施方式中,在固定部件30中设置贯通孔38。
[0126]
贯通孔38在以旋转轴心ax为中心的径向中,配置于设置定子单元21c的位置。另外,贯通孔38以在轴向视图中定子单元21c侧的开口包括与固定部件30邻接的定子铁芯211
的未设置爪磁极211b(爪磁极部211b1)的部分的至少一部分的方式设置。由此,贯通孔38能够使定子单元21c的内侧的空间和固定部件30的背侧与底板部110之间的空间即高压空间hp之间以空气能够移动的方式连通。因此,如图8(虚线箭头)所示,在电动机400的工作中,高压空间hp的空气除了通过间隙36之外亦通过贯通孔38流入转子10的内侧的空间。并且流入的空气以遍布多个定子单元21的方式在轴向通过各个定子单元21的内侧的空间,并且通过贯通孔14a以及贯通孔302向低压空间lp流出。因此,能够使导入转子10的内侧的空间的空气的流量增加,从而能够进一步提高电动机400的冷却效率。
[0127]
另外,流入转子10的内侧的空间的空气相对于位于电动机400的基端部的定子单元21c,在轴向自贯通孔38流入。因此,空气易于接触定子单元21c的线圈212,能够使定子单元21c的冷却效率提高,从而能够进一步使作为电动机400的全体的冷却效率提高。
[0128]
[第四实施方式]
[0129]
接下来,对第四实施方式进行说明。以下,由于电动机400的基本构成与上述第一实施方式等相同,因此引用图2～图5,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。因此,有时简略化或省略与和第一实施方式相同或对应的构成等相关的说明。
[0130]
《电动机的冷却方法》
[0131]
参照图9,对第四实施方式的电动机400的冷却方法进行说明。
[0132]
图9是示出第四实施方式的电动机400的一个例子的横剖视图。在图9中,为了易于用眼睛辨认贯通孔211e,线圈212用虚线描绘。
[0133]
在第四实施方式中,电动机400之外的空气调节器的室内单元1的构成(例如,壳体100、热交换器200、以及涡轮风扇300等)可以与第一实施方式等相同。因此,省略第四实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1的图示。
[0134]
如图9所示,在第四实施方式中,在爪磁极部211b1中设置贯通孔211e。
[0135]
贯通孔211e在轴向贯通爪磁极部211b1。另外,贯通孔211e以其至少一部分在轴向视图中与线圈212配置的径向的位置重叠的方式设置。由此,例如,通过间隙36被导入转子10的内侧的空间的空气能够一边通过贯通孔211e,一边在定子单元21的内侧流动。因此,通过贯通孔211e,能够直接使空气接触线圈212。因此,能够使电动机400的冷却效率进一步提高。
[0136]
另外,贯通孔211e以在轴向视图下在径向延伸的方式设置,其开口的周向的长度比径向的长度短。由此,在径向视图下,能够使爪磁极部211b1中贯通孔211e占据的剖面积相对较小。因此,在定子铁芯211中,能够抑制贯通孔211e对于在径向流动的磁通mf的流动的影响,从而能够使电动机400的冷却效率提高。
[0137]
[第五实施方式]
[0138]
接下来,对第五实施方式进行说明。以下,由于电动机400的基本构成与上述第一实施方式等相同,因此引用图2～图5,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。因此,有时简略化或省略与和第一实施方式相同或对应的构成等相关的说明。
[0139]
《电动机的冷却方法》
[0140]
参照图10,对第五实施方式的电动机400的冷却方法进行说明。
[0141]
图10是示出第五实施方式的电动机400的一个例子的横剖视图。
[0142]
在第五实施方式中,电动机400之外的空气调节器的室内单元1的构成(例如,壳体
100、热交换器200、以及涡轮风扇300等)可以与第一实施方式等相同。因此,省略第五实施方式的包括电动机400的空气调节器的室内单元1的图示。
[0143]
如图10所示,在第五实施方式中,在定子单元21(一对定子铁芯211)的在周向邻接的爪磁极部211b2之间,以遍布整周且抵接的方式设置间隔物40。
[0144]
间隔物40(阻力部件一个例子)为例如非磁性体,其用于定子单元21中的一对定子铁芯的相互间的定位。间隔物40例如包括与爪磁极部211b2的径向的内侧的面以及爪磁极部211b1的轴向的内侧的面抵接的圆环状的内周部、以及自该部分向在周向邻接的爪磁极部211b2之间的空间突出的外周部。由此,定子单元21的内侧的空间中的外端部的流路阻力相对变大。因此,例如,通过间隙36,被导入转子10的内侧的空间的空气一边通过在径向更靠内侧的空间(例如,图10的由虚线包围的范围),一边在定子单元21的内侧流动。因此,在定子单元21的内侧中,空气易于接触在径向相对靠内配置的线圈212,从而能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0145]
[第六的实施方式]
[0146]
接下来,对第六实施方式进行说明。
[0147]
上述第一实施方式～第五实施方式的构成可以适当组合。
[0148]
具体而言,第二实施方式的槽部30a、第三实施方式的贯通孔38、第四实施方式的贯通孔211e、以及第五实施方式的间隔物40的至少两者可以与第一实施方式的电动机400适当组合。
[0149]
由此,能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0150]
[另一实施方式]
[0151]
接下来,对另一实施方式进行说明。以下,由于电动机400的基本构成与上述第一实施方式等相同,因此引用图2～图5,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。因此,有时简略化或省略与和第一实施方式相同或对应的构成等相关的说明。
[0152]
设于上述第二实施方式的固定部件30中的槽部30a可以用于使电动机400的冷却效率提高的用途之外的不同的用途。以下,对槽部30a的利用方法进行说明。
[0153]
《槽部的利用方法的一个例子》
[0154]
首先,参照图11,对槽部30a的利用方法的一个例子进行说明。
[0155]
图11是示出另一实施方式的电动机400的一个例子的纵剖视图。
[0156]
在本例中,电动机400之外的空气调节器的室内单元1的构成(例如,壳体100、热交换器200、以及涡轮风扇300等)可以与第一实施方式相同。因此,在图11中,以电动机400附近的构成为中心进行描绘,省略了空气调节器的室内单元1的构成中的顶板部120、喇叭口130、热交换器200、以及涡轮风扇300等的图示。以下,对于后述图12亦相同。
[0157]
如图11所示,在本例中,如上所述,与第二实施方式的情况相同,在固定部件30中设置槽部30a。
[0158]
另一方面,在本例中,相对于上述第二实施方式的情况,转子10即转子铁芯11以及永磁体12的轴向的长度变长,在轴向,转子铁芯11以及永磁体12的顶端部进入槽部30a之中。由此,能够使永磁体12的量相对增多。
[0159]
转子铁芯11以及永磁体12的轴向的长度相对于未设置槽部30a的情况(例如,上述第一实施方式的情况)的延長量可以与槽部30a的深度相同程度,亦可以比槽部30a的深度
小。前者的情况下,优先永磁体12的量,能够最大限度地使永磁体12的量增多。另外,后者的情况下,使永磁体12的量相对增多,并且能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0160]
《槽部的利用方法的另一例子》
[0161]
接下来,参照图12,对槽部30a的利用方法的另一例子进行说明。
[0162]
图12是示出另一实施方式的电动机400的一个例子的纵剖视图。
[0163]
如图12所示,在本例中,如上所述,与第二实施方式的情况相同,在固定部件30中设置槽部30a。
[0164]
另一方面,在本例中,相对于上述第二实施方式的情况,转子10在轴向向固定部件30侧移动,转子铁芯11以及永磁体12的顶端部进入槽部30a之中。由此,例如,相对于上述第二实施方式的情况,能够使电动机400的轴向的长度相对变短(参照图12中的第二实施方式的电动机400的长度l1、以及本例的电动机400的长度l2)。
[0165]
电动机400的轴向的长度相对于未设置槽部30a的情况(例如,上述第一实施方式的情况)的缩短量可以与槽部30a的深度相同程度,亦可以比槽部30a的深度小。前者的情况下,优先电动机400的轴向的小型化,能够最大限度地使电动机400的长度变短。另外,后者的情况下,实现了电动机400的轴向的小型化,并且能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0166]
需要说明的是,定子20的轴向的长度只要能够确保转子10的连结部件14与定子20之间的轴向的间隙,则可以维持为与上述第一实施方式等的情况相同。另外,与转子10在轴向向固定部件30侧移动相应地,定子20的轴向的长度可以进行缩短。
[0167]
[作用]
[0168]
接下来,对本实施方式的电动机400的作用进行说明。
[0169]
在本实施方式(第一实施方式～第六实施方式)中,电动机400包括转子10和定子20。具体而言,转子10构成为能够绕旋转轴心ax旋转,涡轮风扇300被固定。另外,定子20配置于转子10的内侧,其具有爪极式定子单元21,该爪极式定子单元21包括绕旋转轴心ax以环状卷绕的线圈212、以及以包围线圈212的周围的方式设置的定子铁芯211。并且,在转子10的一端部,设置贯通设置定子20的内侧和设置涡轮风扇300的外侧之间的贯通孔14a。另外,设置能够使周围的流体(空气)流入设于电动机400的相反侧的另一端部的定子单元21c的内侧(即,线圈212的表面)的流入路径。
[0170]
由此,通过流入路径,使高压空间hp的空气流入设于另一端部的定子单元21c的内侧,通过一端部的贯通孔14a,能够使流体向低压空间lp流出。因此,以遍布转子10的内侧的定子20的自另一端部至一端部的方式,在设置线圈212的定子单元21的内侧制造出空气的流动,从而能够对线圈212进行冷却。因此,能够使电动机400的冷却性能提高,例如,不再需要设置电动机400的冷却用的散热器等,即使需要设置散热器等,亦能够通过设定为最小限度的尺寸,从而抑制电动机400的大型化。
[0171]
需要说明的是,电动机400可以旋转驱动涡轮风扇300之外的另一流体驱动机构。另外,电动机400可以旋转驱动用于驱动空气之外的流体的流体驱动机构。在该情况下,起到相同的作用/效果。
[0172]
另外,在本实施方式(第一实施方式～第六实施方式)中,涡轮风扇300可以包括贯通在低压空间lp露出的正面侧和固定于定子20的背面侧之间的贯通孔302。并且,转子10
(连结部件14)的贯通孔14a可以与贯通孔302连通。
[0173]
由此,即使在转子10的一端部(连结部件14)的表面被流体驱动机构(涡轮风扇300)覆盖的情况下,通过贯通孔302,亦能够使贯通孔14a与低压空间lp连通。
[0174]
另外,在本实施方式(第一实施方式～第六实施方式)中,固定部件30在轴向的另一端部(即,电动机400的基端部)支承定子20。并且,在能够使周围的流体流入定子单元21的内侧的流入路径中,可以包括转子10与固定部件30之间的间隙36。
[0175]
由此,具体而言,能够制造出自间隙36导入高压空间hp的空气,使空气在定子单元21的内部流通,并且使空气自贯通孔14a向低压空间lp流出的流动。
[0176]
另外,在本实施方式(第三实施方式)中,固定部件30在轴向的另一端部(电动机400的基端部)支承定子20。并且,在能够使周围的流体流入定子单元21的内侧的流入路径中,包括设于固定部件30的贯通孔38。
[0177]
由此,具体而言,能够制造出自贯通孔38导入高压空间hp的空气,使空气在定子单元21的内部流通,并且使空气自贯通孔14a向低压空间lp流出的流动。另外,被导入转子10的内侧的空间的空气相对于电动机400的基端部的定子单元21,在轴向自贯通孔38流入。因此,空气变得易于接触定子单元21c的线圈212,从而能够进一步提高电动机400的冷却效率。
[0178]
另外,在本实施方式(第四实施方式)中,定子铁芯211具有在轴向贯通的贯通孔211e,其以在轴向视图下至少一部分与线圈212重叠的方式设置。
[0179]
由此,通过流入路径被导入定子单元21的内侧的空气能够一边通过贯通孔211e一边在轴向移动。因此,通过贯通孔211e,能够使空气直接接触线圈212。因此,能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0180]
另外,在本实施方式(第四实施方式)中,定子铁芯211的贯通孔211e的开口在大致径向延伸,并且,以开口的周向的长度相对于径向的长度变得相对较小的方式设置。
[0181]
由此,在径向视图下,能够使定子铁芯211(爪磁极部211b1)中通孔211e占据的剖面积相对较小。因此,在定子20(定子单元21)的定子铁芯211中,能够抑制贯通孔211e对于在径向流动的磁通的流动的影响。
[0182]
另外,在本实施方式(第五实施方式)中,包括使定子20的径向的外端部的流路阻力相对增大的间隔物40。
[0183]
由此,与定子20的径向的外端部相比,空气易于通过内侧的设置线圈212的部分。因此,空气易于接触线圈212,从而能够进一步使电动机400的冷却效率提高。
[0184]
需要说明的是,只要能够使定子20的径向的外端部的流路阻力相对增大,则可以设置与间隔物40不同的另一阻力部件。在该情况下,亦起到相同的作用/效果。
[0185]
[变形/变更]
[0186]
以上,对实施方式进行了说明,但是应理解为在不超过权利要求书的主旨以及范围的情况下,形态、详细内容的多种变更是可能的。
[0187]
例如,对于上述实施方式的电动机400,可以替代应用于空气调节器的室内单元1,或者除了应用于空气调节器的室内单元1之外,还应用于空气调节器的室外单元。
[0188]
最后,本技术要求基于2020年6月10日申请的日本国专利申请2020-101141号的优先权,并且在本技术中以参照的方式引用日本国专利申请的全部内容。
[0189]
附图标记说明
[0190]
1空气调节器的室内单元
[0191]
10转子
[0192]
11,11a～11c转子铁芯
[0193]
12永磁体
[0194]
13旋转轴部件
[0195]
14连结部件
[0196]
14a贯通孔(孔部)
[0197]
20定子
[0198]
21,21a～21c爪极式定子单元
[0199]
22相间部件
[0200]
22auv相间部件
[0201]
22bvw相间部件
[0202]
23端部部件
[0203]
24插通部件
[0204]
25轴承
[0205]
30固定部件(支承部件)
[0206]
30a槽部
[0207]
32轴承
[0208]
34螺栓
[0209]
36间隙(流入路径)
[0210]
38贯通孔(流入路径)
[0211]
40间隔物(阻力部件)
[0212]
100壳体
[0213]
110底板部
[0214]
120顶板部
[0215]
120a开口部
[0216]
200热交换器
[0217]
211定子铁芯(铁芯)
[0218]
211a轭部
[0219]
211b爪磁极
[0220]
211c轭部
[0221]
211d插通孔
[0222]
211e贯通孔
[0223]
212线圈
[0224]
300涡轮风扇(流体驱动机构)
[0225]
400电动机
[0226]
ax旋转轴心