CN213243690U - 马达以及电动泵 - Google Patents

Abstract

一种马达以及电动泵，其马达可高效地对经树脂密封的定子进行冷却、且可靠性优异。马达包括：转子，能够绕中心轴旋转；以及圆环状的定子，在径向上与转子相向。定子包括沿周向排列的多个分割定子。分割定子包括：分割芯，包括沿周向延伸的分割芯背及从分割芯背向径向内侧延伸的齿；线圈，卷绕于齿；绝缘体，位于线圈与齿之间；以及密封树脂，将线圈密封于内侧。密封树脂的热导率大于绝缘体的热导率。

Description

马达以及电动泵

技术领域

本实用新型涉及一种马达以及电动泵。

背景技术

从以往以来，如专利文献1所公开那样，已知一种包括将定子分割成沿周向排列的分割定子的构成的马达。通过对定子进行分割，可在各个分割定子中以高占积率卷绕线圈。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第4281733号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

分割定子的线圈与将定子芯与线圈绝缘的绝缘体一起由树脂密封。在马达运行时，线圈变得高温，因此在线圈的热不适当散发的情况下，密封树脂有可能破损。

[解决问题的技术手段]

根据本实用新型的一个实施例，提供一种马达，其包括：转子，能够绕中心轴旋转；以及圆环状的定子，在径向上与所述转子相向。所述定子包括沿周向排列的多个分割定子。所述分割定子包括：分割芯，包括沿周向延伸的分割芯背及从所述分割芯背向径向内侧延伸的齿；线圈，卷绕于所述齿；绝缘体，位于所述线圈与所述齿之间；以及密封树脂，将所述线圈密封于内侧。所述密封树脂的热导率大于所述绝缘体的热导率。

根据本实用新型的一个实施例，提供一种电动泵，其包括上述的马达；以及泵机构，连结于所述马达的所述转子。

根据本实用新型的一个实施例，提供一种电动泵，其包括上述的马达；以及油泵机构，连结于所述马达的所述转子。

[实用新型的效果]

根据本实用新型的实施例，提供一种可高效地对经树脂密封的定子进行冷却、且可靠性优异的马达。

附图说明

图1是实施方式的电动泵的剖面图。

图2是表示实施方式的定子的立体图。

图3是表示实施方式的分割定子的立体图。

[附图标记说明]

20：马达

21：转子

26：定子

27a：芯背

27b：齿

28：绝缘体

29：线圈

90：泵机构

100：密封树脂

126：分割定子

127：分割芯

127a：分割芯背

J：中心轴

具体实施方式

参照附图对本实用新型的一实施方式的马达20及包括马达20的电动泵1进行说明。在附图中，适宜表示XYZ坐标系作为三维正交坐标系。

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。在各图中适宜表示的假想轴即中心轴J的轴向与Z轴方向、即上下方向平行。在以下的说明中，将与中心轴J的轴向平行的方向简称为“轴向”。另外，只要无特别说明，则将以中心轴J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴J为中心的周向简称为“周向”。在各图中，X轴方向及Y轴方向是与Z轴方向正交的水平方向。X轴方向与Y轴方向是相互正交的方向。

再者，上下方向、水平方向、上侧及下侧只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为由这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。

本实施方式的电动泵1吸入水、油等流体并吐出。电动泵1例如具有使流体在流路中循环的功能。在流体是油的情况下，电动泵1也可称为电动油泵。虽然未特别图示，但电动泵1例如搭载于车辆的驱动装置。即，电动泵1搭载于车辆。

如图1所示，电动泵1包括马达单元10及泵机构90。马达单元10包括壳体11、马达20、逆变器基板40及母线单元80。泵机构90包括泵部90a及泵盖罩95。即，电动泵1包括马达20及泵机构90。泵机构90在被压送的流体是油的情况下是油泵机构。

壳体11收纳马达20、母线单元80及逆变器基板40。壳体11包括壳体本体12及盖罩13。壳体本体12收纳马达20。盖罩13紧固于壳体本体12的上侧的端部。盖罩13将壳体本体12的上侧的开口堵塞。

在本实施方式中，壳体本体12收纳马达20以及泵部90a。即，壳体11兼作马达壳体及泵壳体。根据本实施方式，马达20及泵部90a收纳于壳体本体12，因此可简化电动泵1的结构。因此，本实施方式的电动泵1容易组装。

壳体本体12为金属制。壳体本体12包含单一的构件。壳体本体12包括收纳筒部12a、凸缘部12b、泵收纳部12c、轴承保持筒部12d、及底壁部12e。

收纳筒部12a为沿轴向延伸的筒状。在本实施方式中，收纳筒部12a为圆筒状。在收纳筒部12a收纳有马达20。凸缘部12b从收纳筒部12a的上侧的端部的外周面向径向外侧突出。凸缘部12b在朝向上侧的面包括向上侧开口且沿轴向延伸的螺孔。在凸缘部12b的螺孔拧入有将盖罩13固定于壳体11的紧固螺钉18。

泵收纳部12c配置于收纳筒部12a的下侧的端部。泵收纳部12c配置于收纳筒部12a的径向内侧。泵收纳部12c由堵塞收纳筒部12a的下侧的开口的底壁部12e支撑。底壁部12e是板面朝向轴向的板状。在本实施方式中，底壁部12e为大致圆板状。泵收纳部12c为在上部包括顶壁的筒状。泵收纳部12c包括从底壁部12e的内周端向上侧凹陷的泵收纳孔12f。在泵收纳孔12f收纳有泵部90a。从轴向观察时，泵收纳孔12f为圆孔状。从轴向观察时，泵收纳孔12f配置于底壁部12e中心部。

轴承保持筒部12d是从泵收纳部12c的顶壁向上侧延伸的筒状。轴承保持筒部12d保持马达20的后述第二轴承37。第二轴承37是在马达20中沿轴向互相隔开间隔而配置的多个轴承中的、位于后述转子芯23的下侧的轴承。第二轴承37嵌合于轴承保持筒部12d的内周面。

轴承保持筒部12d保持第二轴承37以及油封32。油封32是以中心轴J为中心的环状。油封32在轴承保持筒部12d内位于第二轴承37的下侧。油封32与轴22的外周面接触，并抑制油从泵部90a侵入马达20。油封32是根据需要而配置。

在轴承保持筒部12d的上侧固定有马达20。

马达20包括转子21、定子26、第一轴承36及第二轴承37。转子21包括轴22、转子芯23、磁铁24及磁铁保持器25。

轴22沿着中心轴J延伸。轴22以中心轴J为中心沿上下方向延伸。轴22以中心轴J为中心旋转。轴22通过第一轴承36及第二轴承37绕中心轴线J旋转自如地受到支撑。即，第一轴承36及第二轴承37旋转自如地支撑轴22。第一轴承36及第二轴承37例如是滚珠轴承。第一轴承36支撑轴22的位于比转子芯23更靠上侧的部分。第二轴承37支撑轴22的位于比转子芯23更靠下侧的部分。

转子芯23固定于轴22的外周面。转子芯23是以中心轴J为中心沿周向延伸的环状。转子芯23为沿轴向延伸的筒状。转子芯23例如为沿轴向层叠多个电磁钢板而构成的层叠钢板。

磁铁24配置于转子芯23的径向外侧面。磁铁24设置有多个。多个磁铁24是在转子芯23的径向外侧面互相沿周向隔开间隔而配置。再者，磁铁24例如也可为一个圆筒状的环形磁铁。

磁铁保持器25为在内侧收纳转子芯23及磁铁24的盖罩构件。磁铁保持器25将磁铁24固定于转子芯23。磁铁保持器25配置于转子芯23的朝向径向外侧的面及朝向上侧的面。磁铁保持器25从径向外侧及上侧按压磁铁24。磁铁保持器25包括从径向外侧按压磁铁24的圆筒状的主体部分、及以中心轴J为中心的环状且位于磁铁24的上侧的盖部分。

定子26配置于转子21的径向外侧。定子26在径向上与转子21隔开间隙地相向。定子26遍及周向的整周地从径向外侧包围转子21。定子26包括定子芯27、绝缘体28及多个线圈29。

如图2所示，定子26包括沿周向排列的多个分割定子126。在本实施方式的情况下，定子26包括沿周向排列的12个分割定子126。如图3所示，分割定子126包括分割芯127、绝缘体28、线圈29、及密封树脂100。

从轴向观察时，分割芯127大致为T形。分割芯127包括：从轴向观察时呈圆弧状的分割芯背127a、及从分割芯背127a的内周端向径向内侧延伸的齿27b。在本实施方式中，分割芯127为沿轴向层叠俯视时大致为T形的多个电磁钢板而成的层叠钢板。

通过沿周向连结有多个分割定子126，构成包含多个分割芯127的圆环状的定子芯27。即，通过连结有多个分割芯背127a，构成以中心轴J为中心的圆环状的芯背27a。

连结有多个分割芯127的定子芯27为以中心轴J为中心的环状。定子芯27在转子21的径向外侧包围转子21。定子芯27配置于转子21的径向外侧。定子芯27在径向上与转子21隔开间隙地相向。

芯背27a的径向外侧面固定于收纳筒部12a的内周面。齿27b从芯背27a的径向内侧面向径向内侧延伸。多个齿27b沿周向互相隔开间隔而配置于芯背27a的径向内侧面。齿27b的径向内侧面在径向上与磁铁24的径向外侧面隔开间隙地相向。

绝缘体28安装于定子芯27。绝缘体28包括在各个分割芯127中覆盖齿27b的部分。绝缘体28的材料是绝缘性树脂。线圈29隔着绝缘体28安装于定子芯27。多个线圈29分别通过在各齿27b隔着绝缘体28卷绕绕组而构成。

在各个分割芯127分别安装各一个绝缘体28及线圈29。再者，也可在一个分割芯127安装有多个线圈29。例如，也可在一个齿27b安装不同相的线圈29。另外，在分割芯127包括多个齿27b的情况下，在各个齿27b安装有线圈29。

线圈29除了两根导线端29a的前端部分之外，被包含绝缘性树脂的密封树脂100覆盖。两根导线端29a两者均沿分割芯127的上侧延伸，并在密封树脂100的上表面露出。在本实施方式中，在定子26整体中24根导线端29a向定子26的上侧突出。

各个线圈29的导线端29a连接于母线单元80或逆变器基板40。母线单元80包括一个或多个母线81及保持母线81的树脂制的母线保持器82。一部分线圈29的导线端29a连接于母线81。在本实施方式中，所有导线端29a以在各个分割芯127中经定位的状态固定于密封树脂100。因此，在制造步骤中，容易进行与母线81或逆变器基板40的连接。

与线圈29、母线单元80及逆变器基板40的连接方式并无特别限定，能够采用公知的构成。例如，可设为所有导线端29a连接于母线单元80，将母线单元80与逆变器基板40电连接的构成。在此情况下，母线单元80包括分别连接于定子26的U相、V相、W相的作为相用母线发挥功能的母线81、及作为中性点母线发挥功能的母线81。导线端29a连接于任一个母线81。作为相用母线发挥功能的母线81连接于逆变器基板40。

密封树脂100在分割定子126中将线圈29及绝缘体28封入内侧。通过利用包含绝缘性树脂的密封树脂100来密封线圈29，可抑制在周向上相邻的线圈29之间产生短路。由此，可缩小相邻的线圈29彼此的间隔，因此可增加绕组的匝数。另外，在本实施方式的马达20中，定子26为包含多个分割定子126的构成，由此在各个分割定子126中可高密度地将绕组卷绕于绝缘体28。通过以上所述，根据本实施方式的马达20，可提高线圈29的占积率。

在本实施方式中，可构成为绝缘体28包括多个槽，多个槽在径向上整齐排列线圈29的绕组。根据所述构成，由于以整齐排列状态卷绕绕组，因此可提高绕组的密度，从而可进一步提高线圈29的占积率。

在本实施方式的马达20中，在分割定子126中，密封树脂100及绝缘体28包含具有互相不同的热导率的绝缘性树脂。更详细地说，密封树脂100的热导率大于绝缘体28的热导率。

在电动泵1运行时，马达20的线圈29是主要的发热源。在分割定子126内，线圈29通过密封树脂100及绝缘体28而封入绝缘性树脂的内部。为了对线圈29进行冷却，必须使线圈29的热经由密封树脂100向壳体11或大气散发，或者经由绝缘体28向分割芯127传递。

一般来说，树脂材料的热导率低于金属的热导率，热导性优异的树脂材料昂贵。进而，由于密封树脂100及绝缘体28要求高绝缘性，因此热导性及绝缘性两者优异的树脂材料更容易昂贵。因此，在本实施方式的马达中，为了抑制成本上升同时提高散热性，采用如下构成：在密封树脂100及绝缘体28中使用不同的绝缘树脂，作为构成密封树脂100的绝缘性树脂，使用具有热导率高于构成绝缘体28的绝缘性树脂的绝缘性树脂。

与绝缘体28相比，密封树脂100与线圈29的接触面积大，并且与作为散热目的地的大气、壳体11及分割芯127的接触面积也大。在本实施方式中，通过提高密封树脂100的热导率，可高效地对线圈29进行冷却。

在绝缘性方面，绝缘体28需要确实地将线圈29与定子芯27绝缘，与此相对，密封树脂100只要可防止相邻的线圈29彼此的直接接触就足够。因此，作为构成密封树脂100的绝缘性树脂，可使用热导性优异、但绝缘性低于绝缘体28的树脂材料。另外，作为构成绝缘体28的绝缘性树脂，只要是绝缘性优异的树脂材料，就可使用热导性低于密封树脂100的树脂材料。

根据本实施方式，通过使密封树脂100及绝缘体28分别所要求的性能优先来选择树脂材料，可抑制马达20的成本上升，同时提高马达20的冷却性能及绝缘性。

密封树脂100的热导率优选为绝缘体28的热导率的2倍以上，更优选为3倍以上。根据所述构成，能够经由密封树脂100使线圈29的热高效地散发到大气及壳体11。可提高马达20及电动泵1的可靠性。

若列举更详细的具体例，则作为构成密封树脂100的绝缘性树脂，可使用热导率1W/(m·K)左右的树脂材料，作为构成绝缘体28的绝缘性树脂，可使用热导率0.3W/(m·K)左右的树脂材料。

在本实施方式中，优选密封树脂100的线膨胀系数与绝缘体28的线膨胀系数大致相等。具体而言，密封树脂100的线膨胀系数优选为绝缘体28的线膨胀系数的0.7倍以上且1.3倍以下，更优选为0.8倍以上且1.2倍以下。根据所述构成，通过伴随温度变化的膨胀收缩，作用于密封树脂100与绝缘体28的界面的力变小，因此密封树脂100的破损得以抑制。

若列举更详细的具体例，则作为构成密封树脂100的绝缘性树脂，可使用线膨胀系数为1.7×10^-5～4.7×10^-5(-40℃～125℃)的树脂材料。作为构成绝缘体28的绝缘性树脂，可使用线膨胀系数为1.8×10^-5～5.0×10^-5(-40℃～125℃)的树脂材料。

作为满足所述热导率及线膨胀系数的范围的树脂材料，可列举下述材料。作为密封树脂100，可使用聚苯硫醚系树脂(聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS))、环氧系树脂等。作为绝缘体28，可使用聚邻苯二甲酰胺系树脂(聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide，PPA))、聚酰胺系树脂(聚酰胺(Polyamide，PA))、聚苯硫醚系树脂(PPS)等。所述树脂材料也可为含有玻璃纤维等绝缘性纤维的复合材料。

在本实施方式中，优选密封树脂100的线膨胀系数小于绝缘体28的线膨胀系数。与绝缘体28相比，密封树脂100与线圈29的接触面积大，温度容易上升。通过设为密封树脂100的线膨胀系数小于绝缘体28的线膨胀系数的构成，可减少在温度上升时施加至密封树脂100与绝缘体28的界面的力。

在母线单元80的上侧依次配置有轴承保持器56及逆变器基板40。在壳体本体12的上侧的开口安装有从上侧覆盖逆变器基板40的盖罩13。

轴承保持器56包含金属制的单一构件。即，轴承保持器56是压铸零件。轴承保持器56将第一轴承36保持于从轴向观察时的中央部。轴承保持器56的外周部通过螺钉等固定于壳体本体12的上侧的开口部内。在本实施方式中，通过设为压铸零件的轴承保持器56，获得与金属板零件的轴承保持器相比高的刚性。由此，确保第一轴承36所支撑的轴22与嵌合于壳体本体12内的定子26的同轴度，马达20的性能稳定。另外，简化轴承保持器56的结构。

波形垫圈57是以中心轴J为中心的环状。波形垫圈57配置于在轴承保持器56中保持第一轴承36的筒部56b内。波形垫圈57在轴向上位于轴承保持器56的顶壁部与第一轴承36之间。波形垫圈57通过向下侧按压第一轴承36的外圈，对第一轴承36施加压力。

逆变器基板40与马达20电连接。逆变器基板40将从外部电源供给的电力供给至马达20的定子26。逆变器基板40对供给至马达20的电流进行控制。

逆变器基板40包括俯视时呈多边形形状的印刷基板、安装于印刷基板的上表面侧的多个电子元件、及安装于印刷基板的下表面侧的多个电容器47。多个电子元件例如为场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)、预驱动器及低损耗型线性调节器(LowDrop-Out regulator，LDO)等。

盖罩13为金属制。盖罩13从上侧覆盖逆变器基板40。盖罩13的下表面在轴向上与逆变器基板40的上表面隔开间隙地相向。盖罩13为包括顶壁的筒状。在本实施方式的情况下，在盖罩13的内侧的凹部收纳有逆变器基板40中的印刷基板部分。逆变器基板40上所安装的一部分电子零件从盖罩13的凹部向下侧突出。在本实施方式中，两个电容器47从盖罩13的凹部向下侧突出。

轴承保持器56包括沿轴向贯通轴承保持器56的壁部贯通孔56a。壁部贯通孔56a在轴承保持器56设置有多个。母线保持器82包括沿轴向贯通母线保持器82的贯通孔82a。贯通孔82a在母线保持器82设置有多个。从轴向观察时，壁部贯通孔56a与贯通孔82a互相重叠。电容器47***上壁部贯通孔56a及贯通孔82a内。根据所述构成，可在线圈29与逆变器基板40之间的空间收纳具有高度的电子零件即电容器47，因此可使电动泵1的外形在轴向上小型化。

泵部90a由马达20的动力驱动。泵部90a吸入油等流体并吐出。泵部90a配置于马达20的轴向另一侧。泵部90a位于电动泵1的下侧的部分。虽然未特别图示，但泵部90a与设置于车辆的驱动装置等的油等流体的流路连接。因此，电动泵1中泵部90a所处的轴向另一侧的部分固定于车辆的构件。

在本实施方式中，泵部90a具有摆线泵结构。泵部90a包括内转子91及外转子92。内转子91及外转子92分别具有摆线齿形。内转子91固定于轴22的下侧的端部。再者，可在规定范围内允许内转子91与轴22的绕中心轴J的相对转动。外转子92配置于内转子91的径向外侧。外转子92从径向外侧遍及周向的整周地包围内转子91。

泵盖罩95固定于壳体本体12的下侧的端部，从下侧覆盖泵部90a。即，泵盖罩95固定于壳体11且覆盖泵部90a。泵盖罩95与未图示的车辆的构件固定。

泵盖罩95的朝向轴向另一侧的面与车辆的构件接触。泵盖罩95包括盖罩部96及脚部97。

从轴向观察时，盖罩部96与泵部90a重叠地配置。盖罩部96从轴向另一侧覆盖泵部90a。盖罩部96包括吸入口96a及吐出口96b。吸入口96a及吐出口96b分别与泵部90a连接。吸入口96a包含沿轴向贯通盖罩部96的贯通孔。吸入口96a使流体吸入至泵部90a。即，泵部90a通过吸入口96a从装置外部吸入流体。吐出口96b包含沿轴向贯通盖罩部96的贯通孔。吐出口96b供从泵部90a吐出流体。即，泵部90a通过吐出口96b向装置外部吐出流体。在本实施方式中，从轴向观察时，吸入口96a及吐出口96b沿突出方向排列。

以上所说明的本实施方式的电动泵1可用作油泵或水泵。根据本实施方式，通过包括散热性优异的马达20，提供可靠性优异的电动泵1。

在将本实施方式的电动泵1用作电动油泵的情况下，马达20的定子26被树脂密封，因此能够以油不进入壳体11内的形态使用。在此种使用方式中，通过马达20的密封树脂100具有高热导率，也可使线圈29的热经由密封树脂100散发到油中，能够高效地对马达20进行冷却。

在不脱离本实用新型的主旨的范围内，可将所述实施方式、变形例及附文等中所说明的各构成(构成部件)加以组合，另外，能够进行构成的附加、省略、置换、其他变更。另外，本实用新型不由所述实施方式限定，而是仅由权利要求的范围限定。

Claims (9)

1.一种马达，其特征在于，包括：

转子，能够绕中心轴旋转；以及圆环状的定子，在径向上与所述转子相向，

所述定子包括沿周向排列的多个分割定子，

所述分割定子包括：分割芯，包括沿周向延伸的分割芯背及从所述分割芯背向径向内侧延伸的齿；线圈，卷绕于所述齿；绝缘体，位于所述线圈与所述齿之间；以及密封树脂，将所述线圈密封于内侧，

所述密封树脂的热导率大于所述绝缘体的热导率。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于：

所述密封树脂的热导率为所述绝缘体的热导率的2倍以上。

3.根据权利要求2所述的马达，其特征在于：

所述密封树脂的热导率为所述绝缘体的热导率的3倍以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达，其特征在于：

所述密封树脂的线膨胀系数为所述绝缘体的线膨胀系数的0.7倍以上且1.3倍以下。

5.根据权利要求4所述的马达，其特征在于：

所述密封树脂的线膨胀系数为所述绝缘体的线膨胀系数的0.8倍以上且1.2倍以下。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的马达，其特征在于：

所述密封树脂的线膨胀系数小于所述绝缘体的线膨胀系数。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的马达，其特征在于：

所述绝缘体包括多个槽，所述多个槽在径向上整齐排列所述线圈的绕组。

8.一种电动泵，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的马达；以及泵机构，连结于所述马达的所述转子。

9.一种电动泵，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的马达；以及油泵机构，连结于所述马达的所述转子。

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