Электродвигатель с зубчатой передачей
Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструктивной связи электродвигателя с зубчатой передачей, и может быть использовано в конструкции узла привода заслонки воздушного канала климатической установки автомобиля. Электродвигатель (1) с зубчатой передачей (2) включает в себя чашеобразный корпус (3) электродвигателя (1) и дисковый ротор с коллектором (4). Дисковый ротор установлен в корпусе (3) посредством втулки (11), расположенной на оси (12), жестко соединенной одним концом с дном (13) корпуса (3). Втулка (11) ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края (14) расположен смежно дну (13) корпуса (3), а на втором крае (15) втулки (11) установлено зубчатое колесо (16), например, напрессовыванием. Коллектор (4) ротора своим основанием (17) закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки (11), а диск (6) ротора с обмотками (18) расположен на коллекторе (4). Корпус (3) электродвигателя (1) может быть состыкован с кожухом (21) зубчатой передачи (2) со стороны второго края (15) втулки (11) ротора так, что зубчатое колесо (16), закрепленное на втулке (11), расположено в полости кожуха (21) и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи (2). Выходной вал (25) зубчатой передачи (2) устанавливается в положение соединения с осью (26), например, заслонки (27) воздушного канала климатической установки. Соединение выходного вала (25) зубчатой передачи (2) и оси (26) заслонки (27) может быть осуществлено через движок (28) датчика (29), выдающего сигнал об угловом положении выходного вала (25) или оси (26) заслонки (27). Техническим результатом является повышение стабильности работы электродвигателя с зубчатой передачей и повышение его ремонтопригодности. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к электромеханике, в частности к конструктивной связи электродвигателя с зубчатой передачей, и может быть использовано в конструкции узла привода заслонки воздушного канала климатической установки автомобиля.
Известна конструкция электродвигателя с редуктором, описанная в заявке РСТ №03/098776 А1 (публ. 27.11.2003 г.), где электродвигатель содержит статор и дисковый ротор, связанный с редуктором через зубчатое колесо, установленное на его валу. Статор образован двумя частями, в каждой из частей расположен подшипник, в которых установлен вал ротора. Диск ротора размещен между частями статора и снабжен магнитами. Обмотка возбуждения установлена на одной части статора вокруг обращенной к диску ротора выдавки, в которой расположен один из подшипников. Выдавка формирует открытую наружную полость, в полости размещены участок вала ротора с зубчатым колесом и редуктор.
Рассмотренная конструкция электродвигателя с редуктором требует высокой точности изготовления и сборки, поскольку даже незначительное смещение частей статора друг относительно друга приводит к перекосу ротора.
Из заявки Японии №3-159539 (публ. 09.07.2001 г.) известен электродвигатель с редуктором. Электродвигатель содержит статор с магнитами и дисковый ротор с обмотками, выполненными в виде нескольких катушек, связанный с редуктором через зубчатое колесо, установленное на его валу. Статор образован двумя частями, формирующими при соединении закрытую полость, в которой расположены узлы электродвигателя и редуктора. Вал ротора установлен в подшипниках, один из которых образован глухим отверстием в первой части статора, а другой выполнен в виде детали со сквозным отверстием, установленной на второй части статора.
Приведенная конструкция электродвигателя с редуктором менее критична к смещению частей статора между собой, однако необходимо выполнить достаточно жесткое условие соосности подшипниковых отверстий между собой.
Наиболее близким по технической сущности является электродвигатель с зубчатым колесом, описанный в патенте США №3953752 (публ. 27.04.1976 г.). Известный электродвигатель содержит статор с обмоткой возбуждения и ротор с кольцевым постоянным магнитом. Статор состоит из тарельчатого основания с крышкой, в центре дна основания закреплена неподвижная ось, простирающаяся из полости статора электродвигателя через отверстие в крышке. Ротор электродвигателя выполнен из двух частей, состыкованных в плоскости, поперечной неподвижной оси статора. Между частями ротора закреплен постоянный магнит. Каждая часть ротора содержит посадочное отверстие, посредством которого ротор установлен на оси статора. Посадочное отверстие в ближней к крышке части ротора образовано отверстием во втулке, выполненной заедино с указанной частью ротора. Зубчатое колесо сформировано на наружной поверхности втулки и простирается вдоль оси статора от его крышки наружу.
Однако для обеспечения стабильности условий работы пар трения «одно из посадочных отверстий ротора - неподвижная ось статора» необходима высокая точность изготовления частей ротора и высокая точность сборки ротора, что требует дополнительных затрат. Нарушение соосности посадочных отверстий частей ротора в процессе работы приводит к ухудшению работоспособности указанных пар трения, преждевременному износу и выходу из строя электродвигателя. В то же время, повреждение зубчатого колеса в описанной конструкции повлечет за собой необходимость полной разборки электродвигателя и замены по крайней мере части ротора.
Задачей изобретения является повышение стабильности работы электродвигателя с зубчатой передачей и повышение его ремонтопригодности.
Указанная задача в электродвигателе с зубчатой передачей, включающем в себя чашеобразный корпус электродвигателя и дисковый ротор, установленный в корпусе посредством втулки с зубчатым колесом, расположенной на оси, жестко соединенной одним концом с дном корпуса, решается тем, что втулка ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края расположен смежно дну корпуса, а зубчатое колесо установлено на втором крае втулки, при этом коллектор ротора своим основанием закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки, а диск ротора с обмотками расположен на коллекторе.
Электродвигатель может быть снабжен расположенной в корпусе концентрично коллектору дискообразной магнитопроводящей вставкой, на стороне которой, обращенной к диску ротора, установлены постоянные магниты. При этом на противоположной стороне дискообразной магнитопроводящей вставки, обращенной от диска ротора, как правило, расположена щеточная траверса со щеткодержателями и щетками.
Корпус электродвигателя состыкован с кожухом зубчатой передачи предпочтительно со стороны второго края втулки ротора так, что зубчатое колесо расположено в полости кожуха и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи.
Каждая обмотка ротора выполнена преимущественно в виде цилиндрической бухты, состоящей из кольцевых витков провода соответствующего сечения.
Диск ротора может быть снабжен несколькими сквозными цилиндрическими отверстиями, равномерно расположенными вокруг коллектора.
Каждая обмотка ротора, как правило, установлена в сквозном цилиндрическом отверстии диска ротора и электрически соединена с пластинами коллектора.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг.1 представлен вид размещения электродвигателя с зубчатой передачей в сборе с датчиком положения выходного вала на климатической установке транспортного средства в продольном разрезе; на фиг.2 изображен электродвигатель с зубчатым колесом в продольном разрезе; на фиг.3 показан ротор электродвигателя в продольном разрезе; на фиг.4 приведен корпус с осью в продольном разрезе.
Электродвигатель 1 с зубчатой передачей 2 включает в себя чашеобразный корпус 3 электродвигателя 1 и дисковый ротор с коллектором 4. В преимущественном варианте исполнения электродвигатель 1 снабжен также дискообразной магнитопроводящей вставкой 5, расположенной в корпусе 3 концентрично коллектору 4. На стороне вставки 5, обращенной к диску 6 ротора, установлены постоянные магниты 7, а на противоположной стороне вставки 5, обращенной от диска 6 ротора, расположена щеточная траверса 8 со щеткодержателями 9 и щетками 10. Дисковый ротор установлен в корпусе 3 посредством втулки 11, расположенной на оси 12, жестко соединенной одним концом с дном 13 корпуса 3. Ось 12 выполнена, предпочтительно, в виде стержня круглого сечения, установленного неподвижно, например, запрессованного в отверстие дна 13 корпуса 3.
Втулка 11 ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края 14 расположен смежно дну 13 корпуса 3, а на втором крае 15 втулки 11 установлено зубчатое колесо 16, например, напрессовыванием. Коллектор 4 ротора своим основанием 17 закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки 11, а диск 6 ротора с обмотками 18 расположен на коллекторе 4. Диск 6 ротора может быть снабжен несколькими сквозными цилиндрическими отверстиями 19, равномерно расположенными вокруг коллектора 4. Каждая обмотка 18 ротора, выполненная, как правило, без каркаса, в виде цилиндрической бухты, состоящей из кольцевых витков провода соответствующего сечения, установлена в сквозном цилиндрическом отверстии 19 диска 6 ротора и электрически соединена с пластинами 20 коллектора 4.
Корпус 3 электродвигателя 1 может быть состыкован с кожухом 21 зубчатой передачи 2 со стороны второго края 15 втулки 11 ротора так, что зубчатое колесо 16, закрепленное на втулке 11, расположено в полости кожуха 21 и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи 2. В свою очередь, кожух 21 зубчатой передачи 2 со стороны, противоположной корпусу 3 электродвигателя 1, снабжен установочными лапами 22 с отверстиями под винты 23, которыми собранный агрегат электродвигателя 1 с зубчатой передачей 2 крепится к корпусу 24 климатической установки автомобиля. При этом выходной вал 25 зубчатой передачи 2 устанавливается в положение соединения с осью 26, например, заслонки 27 воздушного канала климатической установки. Соединение выходного вала 25 зубчатой передачи 2 и оси 26 заслонки 27 может быть осуществлено через движок 28 датчика 29, выдающего сигнал об угловом положении выходного вала 25 или оси 26 заслонки 27.
Таким образом, ротор электродвигателя 1 сконструирован так, что все его элементы размещены на втулке 11, установленной, в свою очередь, на неподвижной оси 12. Реализация такой конструкции позволила повысить стабильность работы электродвигателя 1, определяемую практически установкой оси 12 относительно дна 13 корпуса 3. В то же время, в случае разрушения зубчатого колеса 16 его замена может быть осуществлена без разборки электродвигателя 1, что повышает ремонтопригодность конструкции в целом.
1. Электродвигатель с зубчатой передачей, включающий чашеобразный корпус электродвигателя и дисковый ротор, установленный в корпусе посредством втулки с зубчатым колесом, расположенной на оси, жестко соединенной одним концом с дном корпуса, отличающийся тем, что втулка ротора выполнена удлиненной так, что торец ее первого края расположен смежно дну корпуса, а зубчатое колесо установлено на втором крае втулки, при этом коллектор ротора своим основанием закреплен на наружной цилиндрической поверхности втулки, а диск ротора с обмотками расположен на коллекторе.
2. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расположенной в корпусе концентрично коллектору дискообразной магнитопроводящей вставкой, на стороне которой, обращенной к диску ротора, установлены постоянные магниты.
3. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.2, отличающийся тем, что на стороне дискообразной магнитопроводящей вставки, обращенной от диска ротора, расположена щеточная траверса с щеткодержателями и щетками.
4. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.1, отличающийся тем, что корпус электродвигателя состыкован с кожухом зубчатой передачи со стороны второго края втулки ротора так, что зубчатое колесо расположено в полости кожуха и введено в зацепление с соответствующим элементом зубчатой передачи.
5. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.1, отличающийся тем, что каждая обмотка ротора выполнена в виде цилиндрической бухты, состоящей из кольцевых витков провода соответствующего сечения.
6. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.1, отличающийся тем, что диск ротора снабжен несколькими сквозными цилиндрическими отверстиями, равномерно расположенными вокруг коллектора.
7. Электродвигатель с зубчатой передачей по п.6, отличающийся тем, что каждая обмотка ротора установлена в сквозном цилиндрическом отверстии диска ротора и электрически соединена с пластинами коллектора.
