马达、旋转叶片装置

技术领域

本发明涉及马达、旋转叶片装置。

背景技术

在高输出马达中，要求高效地排出来自线圈的发热。例如在专利文献1中公开了在外转子型马达中，使转子的底部为叶片形状，从而使空气沿马达的轴向流通的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报特开2017-017787号公报

发明内容

发明要解决的课题

外转子型马达在支承定子的支承部处安装于设备。根据设备结构，有时马达的支承部的整个下表面被设备封闭，因而在使空气沿马达的轴向流通的结构中，有时冷却变得不充分。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个方式，提供一种马达，其具有：转子，其能够绕沿上下方向延伸的中心轴线旋转；定子，其位于所述转子的径向内侧；以及支承部件，其支承所述定子。所述转子具有：转子磁铁，其与所述定子在径向上对置；环状的磁铁保持部，其保持所述转子磁铁；以及多个辐条部，它们从所述磁铁保持部的上端部通过所述定子的上侧而沿径向延伸。所述定子具有：多个线圈；以及定子铁芯，其保持所述多个线圈。所述支承部件具有：定子保持部，其沿轴向延伸；以及安装部，其从所述定子保持部的下侧的端部通过所述定子的下侧而向径向外侧扩展。所述安装部具有从所述安装部的径向外侧的端部向径向内侧延伸的多个缝。所述缝在所述安装部的外周端和上表面具有开口部。沿轴向观察时，所述缝的位于所述安装部的上表面的开口部位于在周向上相邻的所述线圈彼此之间。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供了冷却性能优异的马达。

附图说明

图1是包含实施方式的马达的剖面的立体图。

图2是实施方式的马达的剖视图。

图3是从下侧观察定子和支承部件的平面图。

图4是从上侧观察定子和支承部件的平面图。

图5是包含定子和支承部件的剖面的立体图。

具体实施方式

在各图中，Z轴方向是以正侧为上侧、以负侧为下侧的上下方向。各图中适当示出的假想轴线即中心轴线J的轴向与Z轴方向、即上下方向平行。在以下的说明中，只要没有特别说明，将与中心轴线J的轴向平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。

在本实施方式中，下侧相当于轴向一侧，上侧相当于轴向另一侧。另外，上侧和下侧仅是用于说明各部的相对位置关系的名称，实际的配置关系等也可以是由这些名称表示的配置关系等以外的配置关系等。

如图1和图2所示，本实施方式的马达10是外转子型的马达。马达10具有转子20和固定部50。固定部50具有定子30和支承定子30的支承部件40。转子20从径向外侧包围定子30。即，马达10具有定子30。定子30位于转子20的径向内侧。

转子20具有轴21、轮毂22、辐条部23、磁铁保持部24、转子磁铁25以及转子铁芯26。转子20能够绕沿上下方向延伸的中心轴线J旋转。

轴21沿着中心轴线J在上下方向上延伸。轴21在轴21的上端部具有以中心轴线J为中心沿径向扩展的圆板状的凸缘部21a。轴21位于固定部50的后述的定子保持部41的内侧，被轴承部43支承为能够绕中心轴线J旋转。

轮毂22具有：圆筒部22a，其沿着中心轴线J延伸；圆环部22b，其从圆筒部22a的下端向径向内侧扩展；以及圆筒部22c，其从圆环部22b的内周端向下侧延伸。轴21从上侧插入至圆筒部22c。轴21的凸缘部21a收纳于由圆筒部22a和圆环部22b构成的杯状的收纳部。

如图1所示，凸缘部21a的外周面局部地具有平坦部21b，圆筒部22a的内周面局部地具有平坦部22d。在凸缘部21a插入至圆筒部22a内的状态下，凸缘部21a的平坦部21b与圆筒部22a的平坦部22d在径向上对置地配置。通过平坦部21b与平坦部22d的嵌合，轴21和转子20被停止旋转。

多个辐条部23从轮毂22的圆筒部22a的外周面向径向外侧延伸。在多个辐条部23的径向外侧配置有从径向外侧包围定子30的环状的磁铁保持部24。磁铁保持部24呈圆筒状。多个辐条部23的径向外侧的端部分别与磁铁保持部24的内周面连接。即，辐条部23在径向上连结轮毂22和磁铁保持部24。辐条部23从磁铁保持部24的上端部通过定子30的上侧而沿径向延伸。

在马达10中，多个辐条部23具有相对于轴向倾斜的叶片形状。通过该结构，具有多个辐条部23的转子20作为伴随旋转而使空气沿轴向流通的轴流风扇而发挥功能。转子20的送风方向没有特别限定，能够根据马达10的用途来选择向上或向下。在本实施方式中，将转子20的送风方向设为向上来进行说明。在利用马达10使图2所示的螺旋桨P旋转的旋转叶片装置的结构中，利用转子20而从马达10向螺旋桨P送风的结构在马达10的冷却效率方面是有利的，详细内容在后面进行说明。

磁铁保持部24从与辐条部23的连接位置向下侧延伸，该磁铁保持部24位于定子30的径向外侧。磁铁保持部24在与定子30在径向上对置的位置保持转子磁铁25和转子铁芯26。转子铁芯26是沿轴向延伸的圆筒状的磁性部件。转子铁芯26固定于磁铁保持部24的内周面。在转子铁芯26的内周面沿周向排列配置多个转子磁铁25。转子磁铁25粘接于转子铁芯26的内周面。转子磁铁25也可以是沿周向延伸的环形磁铁。

支承部件40具有定子保持部41和安装部42。

定子保持部41是沿轴向Z延伸的圆筒状的部件。在定子保持部41的内周面保持有轴承部43。在本实施方式的情况下，轴承部43由2个球轴承43a、43b构成。球轴承43a保持于定子保持部41的内周面的上端部。球轴承43b保持于内周面的下端部。球轴承43a、43b的内圈支承转子20的轴21。在轴21的下端螺纹紧固有轴防脱用的端部罩27。

另外，作为轴承部43，也可以使用滑动轴承。

在定子保持部41的外周面保持有圆环状的定子30。

定子30具有多个线圈32和固定于定子保持部41的定子铁芯31。定子铁芯31保持多个线圈32。定子铁芯31具有从径向外侧包围定子保持部41的圆筒状的铁芯背部31a和从铁芯背部31a的外周面向径向外侧延伸的多个长方体状的齿31b。线圈32隔着由树脂成型体等构成的绝缘件33而卷绕在齿31b上。

安装部42从定子保持部41的下侧的端部通过定子30的下侧而向径向外侧扩展。安装部42具有从安装部42的径向外侧的端部向径向内侧延伸的多个缝44。多个缝44沿周向等间隔地配置。

安装部42在下表面中央具有向上侧凹陷的凹部46。从下侧观察时，凹部46为圆形。多个缝44沿径向贯穿安装部42。缝44的径向外侧的端部从安装部42的外周端向径向外侧开口。缝44的径向内侧的端部在凹部46内开口。在凹部46中收纳有轴21的下端的端部罩27。由于端部罩27不比安装部42的下表面向下侧突出，因此能够将马达10设置于设备的平坦面。

缝44在安装部42的上表面和下表面双方开口。缝44在安装部42的上表面的开口部从安装部42的外周端向径向内侧延伸，并大致到达定子保持部41的外周面。缝44在安装部42的下表面的开口部从安装部42的外周端向径向内侧延伸，与凹部46的朝向下侧的开口部相连。缝44在安装部42的外周端和上表面具有开口部。

如图1至图3所示，安装部42在比定子保持部41靠外侧的区域中通过多个缝44而被分割为沿径向延伸的多个腿部42a。多个腿部42a沿周向等间隔地配置。安装部42具有与定子30的线圈32相同数量的多个腿部42a。各个腿部42a分别配置于线圈32的下侧。即，沿轴向观察时，腿部42a与线圈32和齿31b重叠。

如图3所示，安装部42的一部分的腿部42a具有沿轴向贯穿腿部42a的贯通孔42b。在沿周向排列的多个腿部42a中，每隔3个配置1个具有贯通孔42b的腿部42a。贯通孔42b也可以在内周面具有内螺纹。能够使用贯通孔42b将马达10紧固于设备。

在本实施方式的马达10中，如图3所示，多个缝44位于在周向上相邻的线圈32彼此之间。即，沿轴向观察时，缝44的位于安装部42的上表面的开口部位于在周向上相邻的线圈32彼此之间。另外，多个缝44在安装部42的外周端、上表面以及下表面开口。根据该结构，通过利用作为轴流风扇而发挥功能的转子20向上侧送风，能够从缝44的朝向径向外侧的开口部吸入空气，并使风从缝44的上侧的开口部向线圈32彼此的间隙通过。通过了线圈32彼此的间隙的空气通过转子20的辐条部23的间隙而向马达10的上侧排出。根据马达10，能够高效地冷却作为发热源的定子30的线圈32。

在马达10中，在安装部42的下侧配置有设备的情况下，有时多个缝44的下侧的开口部被设备封闭。即使在这样配置的情况下，缝44也在安装部42的外周端和上表面开口，因此能够通过缝44向马达10的内部吸入空气，并向马达10的上侧排出，因此能够充分地冷却线圈32。

在本实施方式中，缝44在安装部42的上表面和下表面具有从安装部42的外周端向径向内侧延伸的开口部。因此，在安装部42的下表面未被设备封闭的情况下，由于将空气沿上下方向通过缝44而向线圈32输送，因此能够得到更高的冷却性能。

在马达10中，安装部42的外周端位于磁铁保持部24的下侧。更详细而言，沿轴向观察时，腿部42a的径向外侧的端部的径向位置与转子20的外周端的径向位置一致。根据该结构，能够在不增大马达10的外径的情况下最大限度地增大安装部42的外径。由此，能够提高安装部42的散热性能。

在马达10中，支承部件40为单一部件。即，定子保持部41和安装部42是一个部件的一部分。根据该结构，能够将从定子铁芯31向定子保持部41传递的热向安装部42顺畅地传递，能够高效地散发线圈32的热。

如图5所示，马达10也可以具有将安装部42的上表面与线圈32的下表面热连接的传热部件71。根据该结构，线圈32的热直接传递至安装部42，因此促进了来自安装部42的热的散发。传热部件71配置在沿轴向观察时重叠的腿部42a与线圈32之间，因此不会堵塞相邻的线圈32间的通风路。

通过具有传热部件71，即使在定子保持部41和安装部42由不同的部件构成的情况下，也可以利用安装部42进行冷却。作为传热部件71，优选使用具有高导热性的树脂材料。作为传热部件71，能够使用属于硅树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂等的导热性优异的树脂材料。

定子保持部41具有沿轴向贯穿定子保持部41的多个通风孔45。即，支承部件40具有沿轴向贯穿支承部件40的多个通风孔45。根据上述结构，能够使从定子30向定子保持部41传递的热散发至在通风孔45内流通的空气，进而通过转子20而向马达10的上侧排出。根据马达10，能够高效地冷却定子30。

通风孔45的上侧的端部在圆筒状的定子保持部41的上端面开口。通风孔45的下侧的端部在安装部42的下表面的凹部46内开口。缝44沿径向贯穿安装部42而在凹部46内开口，因此缝44和通风孔45通过凹部46连接。即，通风孔45经由作为其他通风路的凹部46与缝44连接。

通过上述结构，能够使空气从缝44通过通风孔45而向定子30的上侧流通。通过使空气通过位于定子铁芯31的径向内侧的定子保持部41，能够使从定子30向定子保持部41传递的热高效地散发。

在本实施方式中，如图1至图3所示，在1个缝44的径向内侧的端部配置有1个通风孔45的下侧的开口部。根据该结构，由于缝44与通风孔45直接连接，因此能够将通过缝44流入至马达10内部的空气顺畅地向通风孔45输送。由此，能够得到高的冷却效率。

沿轴向观察时，通风孔45沿着定子保持部41的周向配置多个。多个通风孔45沿周向等间隔地配置。马达10具有与齿31b相同数量的通风孔45。定子保持部41具有沿周向排列的多个通风孔45，由此能够增大定子保持部41的表面积，能够提高定子保持部41的冷却性能。

如图4所示，各个通风孔45位于在周向上相邻的齿31b彼此之间的区域的径向内侧。在各个齿31b的径向内侧配置有划分在周向上相邻的通风孔45彼此的分隔壁45a。定子保持部41具有沿轴向观察时位于在周向上相邻的通风孔45之间的分隔壁45a。

在定子保持部41中，多个分隔壁45a沿径向延伸。定子保持部41的外周侧的圆筒部分与定子保持部41的内周侧的圆筒部分通过多个分隔壁45a连接。从线圈32经由齿31b传递至定子保持部41的热还通过分隔壁45a向定子保持部41的内周侧传递。其结果为，由于热传递至通风孔45的整个内周壁，因此能够进一步促进热向在通风孔45内流通的空气的散发。

分隔壁45a位于定子铁芯31的齿31b的径向内侧。通过该结构，齿31b的热通过分隔壁45a向定子保持部41的内周侧高效地传递。由此，促进了线圈32的冷却。

通风孔45在与轴向垂直的剖面中具有跑道状的剖面形状。即，通风孔45的剖面形状是通过2根直线部连接在径向上分离配置的2个圆弧部而得的形状。通风孔45的剖面形状没有特别限定，可以为圆形、椭圆形、多边形等。

通风孔45在整个轴向上具有均匀的形状。即，与轴向垂直的剖面中的通风孔45的剖面积在轴向上是恒定的。根据该结构，容易最大限度地确保通风孔45的内周面的面积，能够增大在通风孔45内流通的空气与定子保持部41的接触面积，因此能够得到高的冷却效率。另外，通风孔45也可以呈其剖面积随着朝向轴向的一侧而变化的形状。

如图5所示，固定部50在定子30的上侧具有沿轴向观察时呈大致圆环状的散热器60。散热器60固定于定子保持部41中的比定子30向上侧突出的部分。散热器60配置在定子30与辐条部23的轴向的间隙中。通过具有散热器60，能够使线圈32的热通过定子保持部41而向散热器60传递并散发。

散热器60具有沿着定子保持部41的外周面延伸的圆筒部60a和从圆筒部60a的外周面向径向外侧延伸的多个散热部61。圆筒部60a与定子保持部41的外周面接触地配置。散热器60经由圆筒部60a与定子保持部41热连接。

如图5所示，散热部61具有将3片板部沿径向观察时呈U形配置而得的结构。散热部61具有：下板部61a，其具有朝向上下的板面并沿径向延伸；以及2片立板部61b、61c，它们从下板部61a的周向的两端向上侧延伸。通过该结构，能够增大散热部61的表面积，能够提高散热器60的散热效率。

如图4所示，多个散热部61沿周向等间隔地配置。散热器60具有沿周向排列配置的多个散热部61。沿轴向观察时，在周向上相邻的散热部61彼此的间隙位于在周向上相邻的线圈32彼此之间。根据该结构，散热器60不会遮挡在线圈32之间流动的风，因此能够使空气沿马达10的轴向顺畅地流通，能够将马达10内的热高效地向外部排出。

如图5所示，马达10也可以具有将散热部61的下表面与线圈32的上表面热连接的传热部件72。根据该结构，线圈32的热直接传递至散热部61，因此促进了来自散热器60的热的散发。传热部件72配置在沿轴向观察时重合的散热部61与线圈32之间。散热部61之间的通风路不会因传热部件72而变窄。

作为传热部件72，优选使用具有高导热性的树脂材料。作为传热部件71，能够使用属于硅树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂等的导热性优异的树脂材料。

如图2所示，本实施方式的马达10通过在轴21的上端连结螺旋桨P，能够构成旋转叶片装置1。旋转叶片装置1具有马达10和螺旋桨P。螺旋桨P与马达10的转子20连接。在旋转叶片装置1中，马达10使螺旋桨P旋转并且并且利用作为轴流风扇而发挥功能的转子20向上侧输送马达10内部的空气。马达10将由螺旋桨P向下侧输送的比较低温的空气从缝44向径向内侧引入。被引入至马达10内的空气一边通过线圈32彼此的间隙和通风孔45一边吸收固定部50的热，并从辐条部23的间隙向上侧排出。根据旋转叶片装置1，能够一边冷却马达10一边使螺旋桨P旋转。

在旋转叶片装置1中，优选马达10为利用转子20从下侧向上侧送风的结构。在缝44开口的马达10的外周面中，由于螺旋桨P的风而导致气压变高，因此容易从缝44向马达10的内侧引入空气。另外，由于使定子30的热不与对流相逆地向上侧流动，因此向空气散发的热不容易返回到定子30，能够得到高的冷却效率。

本发明并不限定于上述实施方式，也能够采用其他结构。

在本实施方式的马达10中，构成为具有沿轴向贯穿定子保持部41的通风孔45，但也可以在定子保持部41的内周面与球轴承43a、43b的外周面之间设置间隙。根据该结构，能够使从缝44流入至凹部46内的空气通过定子保持部41与球轴承43a、43b之间的间隙而从凹部46流向定子30的上表面。由此，能够使热从定子保持部41的内周面和球轴承43a、43b散发，从而对定子30进行冷却。

标号说明

1：旋转叶片装置；10：马达；20：转子；23：辐条部；24：磁铁保持部；25：转子磁铁；30：定子；31：定子铁芯；31b：齿；32：线圈；40：支承部件；41：定子保持部；42：安装部；44：缝；45：通风孔；45a：分隔壁；60：散热器；61：散热部；71、72：传热部件；J：中心轴线；P：螺旋桨；Z：轴向。