ES2301228T3 - Estructura de rotor para un motor sin escobillas de tipo con rotor externo. - Google Patents
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Abstract
Una estructura de rotor para un motor sin escobillas de tipo con rotor externo, que comprende: un bastidor de placa de acero (510) que incluye una unidad de placa de asiento (512) con forma de disco que tiene una pluralidad de orificios de ventilación (516); una unidad de culata trasera (613, 713) extendida en una longitud predeterminada en la dirección axial, desde una porción circular exterior de la unidad de placa de asiento (512) en forma de disco; y una unidad (618, 718) de potenciación de la rigidez en la dirección axial conformada en una porción terminal de la unidad de culata trasera (613, 713); estando conectados de manera fija uno o una pluralidad de imanes permanentes de tipo anular (540) a la porción lateral interna de la unidad de culata trasera (613, 713); y una unidad de fijación que fija un eje de arrastre (400) insertado dentro de un miembro de conexión (530) y conectado a otros elementos estructurales, caracterizada porque la unidad de placa de asiento (512) tiene una pluralidad de orificios de inserción (511) en su porción central, estando la pluralidad de orificios de ventilación (516) conformados en la porción circular de los orificios de inserción (511), y estando una pluralidad de paletas (517) conformadas en porciones laterales de los orificios de ventilación (516) mediante troquelado, en la que el miembro de conexión (530) conectado al bastidor de placa de acero (510) está conectado con el eje de arrastre (400) el cual está insertado dentro del orificio de inserción (511a) del eje de la pluralidad de orificios de inserción (511) situados en el centro de la unidad de placa de asiento (512), y en la que la unidad (618, 718) de potenciación de la rigidez en la dirección radial está extendida en la dirección radial hacia dentro o hacia fuera en la porción terminal de la unidad de culata trasera (613, 713), y un bastidor de soporte (660, 760) de forma anular está dispuesto en la porción exterior de la unidad de placa de asiento (512), rodeando al menos parcialmente las porciones de fondo y laterales de la unidad de culata trasera (613, 713)
Description
Estructura de rotor para un motor sin escobillas
de tipo con rotor externo.
La presente invención se refiere a una
estructura de rotor para un motor sin escobillas de tipo con rotor
externo, que comprende un bastidor de placa de acero que incluye una
unidad de placa de asiento en forma de disco que tiene una
pluralidad de orificios de ventilación, una unidad de culata trasera
extendida en una longitud predeterminada en la dirección axial,
desde la porción circular externa de la unidad de placa de asiento
en forma de disco, y una unidad de potenciación de la rigidez
constituida en una porción terminal de la unidad de culata trasera,
una o una pluralidad de imanes permanentes de tipo anular que están
conectados de forma fija a la porción lateral interna de la unidad
de culata trasera, y una unidad de fijación que fija un eje de
arrastre insertado dentro de un miembro de conexión y conectada a
otros elementos estructurales.
Como se ilustra en la Figura 1, un motor
genérico sin escobillas de tipo con rotor externo (BLDC) incluye:
un estator 100 en el que una bobina está enrollada alrededor de un
núcleo magnético 10; un bastidor de resina 220 de una configuración
predeterminada fabricado con una resina mediante la utilización de
un troquel; un rotor 200 situado fuera del estator 100 con el fin
de ser rotado alternativamente en las direcciones derecha e
izquierda; y una unidad de sensor 300 conectada al estator 100, que
detecta una posición de un imán permanente 210 del rotor rotado
200, y que transmite de forma secuencial una corriente hasta el
estator 100.
Un eje de arrastre 400 está insertado dentro de
una posición central del rotor 200.
A continuación se describirá con mayor detalle
la estructura del rotor 200.
Como se muestra en las Figuras 2a y 2b, en el
motor convencional sin escobillas de tipo con rotor externo, el
bastidor de resina 220 que constituye una configuración externa del
rotor 200 está constituido con una altura predeterminada, una
unidad de soporte 222 del imán permanente conectada, estando el imán
permanente 210 axialmente doblado y extendido en una dirección
axial, esto es hacia arriba, y doblado hacia la porción central,
al nivel de la porción circular externa de la unidad de asiento en
forma de disco 221.
Un surco de deposición 223 en forma de anillo
que tiene unas longitud y anchura predeterminadas está constituido
en la pared interior de la unidad de soporte 222 del imán
permanente. Una culata trasera 230 en forma de anillo que tiene una
anchura predeterminada está insertada dentro del surco de deposición
223. La pluralidad de imanes permanentes 210 está apilada y
adherida a la porción lateral interna de la culata trasera 230 a
intervalos predeterminadas en círculo.
La culata trasera 230 está fabricada perfilando
una placa de acero delgada, y sirve para constituir un circuito
magnético del imán permanente 210. La culata trasera 230 y el imán
permanente 210 están conformados en un cuerpo único por una resina
termoplástica.
Por otro lado, una unidad de resalte 224 que
tiene una longitud predeterminada está constituida en la porción
central de la unidad de asiento 221. Un orificio pasante 224a está
constituido en la porción central de la unidad de resalte 224. Una
unidad acanalada 225 que tiene una pluralidad de dientes en forma de
triángulo está constituida en la superficie circular interna del
orificio pasante 224a.
Una unidad acanalada 401 del eje conformada en
la superficie circular externa del eje de arrastre 400 está
insertada dentro de la unidad acanalada 225 del bastidor de resina
220, y por tanto el bastidor de resina 220 y el eje de arrastre 400
están combinados. Un separador 410 está insertado dentro de la
porción inferior de la unidad acanalada 401 del eje insertado
dentro de la unidad acanalada 225 del bastidor de resina 220. Una
tuerca 420 está fijada a la porción inferior del separador 410, a
saber una porción terminal del eje de arrastre 400.
Por otro lado, una paleta 226 de ventilador y un
orificio de ventilación 227 están dispuestos sobre la superficie
del fondo de la unidad de asiento 221 con el fin de enfriar el calor
que es siempre generado durante la rotación del rotor 200 por
medio de un flujo de entrada de aire externo.
Como se muestra en la Figura 2b una pluralidad
de paletas de ventilación 226 están constituidas en la unidad de
asiento 221 en una configuración radial que se centra alrededor de
la unidad de resalte 224. La pluralidad de paletas de ventilación
226 tiene un grosor y una anchura predeterminadas, y está conformada
en dirección axial desde la unidad de resalte 224 hasta la unidad
de soporte magnética permanente 222.
Así mismo, una pluralidad de orificios de
ventilación 227 está constituida en la unida de asiento 221 a
intervalos predeterminados en dirección circular. La pluralidad de
orificios de ventilación 227 está situada para constituir un
círculo concéntrico, y cruzar las paletas de ventilación 226.
En el rotor anteriormente descrito 200, los
imanes permanentes 210 están situados con un espacio predeterminado
desde el estator 100. El eje de arrastre 400 conectado al bastidor
de resina 220 está conectado de forma fija a otros elementos
estructurales.
En el motor convencional sin escobillas de tipo
con rotor externo, cuando una corriente secuencialmente fluye hasta
la bobina 20 enrrollada alrededor del estator 100, el rotor 200 es
rotado de acuerdo con la interacción producida entre la corriente
que fluye dentro de la bobina 20 y el imán permanente 210. La fuerza
rotatoria del rotor 200 es transmitida a otros elementos
estructurales mediante el eje de arrastre 400.
Por ejemplo, en el caso de que el motor sin
escobillas de tipo con rotor externo se adapte a una lavadora, el
estator 100 es depositado en una carcasa externa que incluye una
carcasa interna, y el eje de arrastre 400 queda conectado a la
carcasa interna de la lavadora, y por tanto la fuerza de arrastre
del rotor puede ser transmitida a dispositivos tales como la
lavadora mediante el eje de arrastre 400.
Durante la rotación del rotor 200, el aire fluye
dentro del motor mediante las paletas de ventilación 226 y de los
orificios de ventilación 227, enfriando de esta forma el calor
generado dentro del motor.
Sin embargo, mientras el rotor rota mediante la
fuerza de interacción con la corriente aplicada a la bobina
enrollada del estator, como se representa en las Figuras 3a y 3b, el
rotor del motor convencional sin escobillas de tipo con rotor
externo, vibra en una dirección del eje y en una dirección
radial.
La vibración es generada porque el bastidor de
resina conectado con el imán permanente está hecho de resina y, por
tanto, la rigidez del material es débil (aproximadamente el 15% de
la placa de acero). Especialmente, la vibración del bastidor de
resina producida por la vibración en la dirección radial incrementa
el ruido.
Así mismo, dado que el bastidor está hecho de
resina, la unidad acanalada del bastidor conectada al eje de
arrastre que transmite la fuerza de arrastre generada desde el rotor
es fácilmente desgastada al ser sometida a las condiciones
operativas de alta temperatura, elevada carga debida al efecto
dinámico y al par motor, y por tanto su amplitud de vida se reduce,
decreciendo en consecuencia la durabilidad del rotor y por tanto del
motor.
Así mismo, las paletas de ventilación para
enfriar el interior del motor con el aire externo están conformadas
en dirección axial. Por consiguiente, cuando el rotor es rotado en
una dirección, se incrementa una cantidad del aire que fluye dentro
del motor y que es descargada desde éste. Dado que la conductividad
térmica de la resina es baja, la ventilación no es eficiente,
reduciéndose de esta forma todavía más la durabilidad del motor.
Así mismo el bastidor compuesto de resina es muy
propenso a una destrucción por fatiga producida por la tensión
reiterada generada por la alternación de la lavadora. De acuerdo con
ello, los orificios de ventilación deben ser conformados de pequeño
tamaño. Sin embargo, los orificios de ventilación pequeños no pueden
llevar a cabo suficientemente una operación de enfriamiento. Como
resultado de ello, cuando la operación de enfriamiento se lleva a
cabo de forma defectuosa, se incrementa una resistencia de la
bobina, la eficiencia del motor se reduce, la temperatura de la
bobina se incrementa en mayor medida y por tanto la bobina puede
resultar fácilmente dañada. En consecuencia, debe utilizarse una
costosa bobina de alta calidad.
El bastidor de resina se compone de resina, y
por tanto su precio es relativamente alto. Así mismo es necesario
fabricar separadamente y conectar la culata trasera con el fin de
constituir el circuito magnético, lo que se traduce en unos costes
de producción y montaje incrementados.
Una estructura de rotor para un motor sin
escobillas de tipo con rotor externo como el anteriormente descrito
se divulga por ejemplo en el documento US 5,659,216, comprendiendo
la estructura de rotor un bastidor de placa de acero que incluye
una unidad de placa de asiento en forma de disco que tiene una
pluralidad de discos de ventilación conformados radialmente; una
unidad de culata trasera extendida en la dirección axial, que tiene
una longitud predeterminada hacia fuera respecto de la unidad de
placa de asiento; y una unidad de potenciación de la rigidez en la
dirección radial situada en la porción terminal axial de la unidad
de culata trasera; estando uno o una pluralidad de imanes
permanentes de tipo anular conectados de forma fija a la poción
lateral interna de la unidad de culata trasera; y una unidad de
fijación que fija un eje de arrastre insertado dentro del miembro
de conexión y conectado a los otros elementos estructurales.
El problema de la estructura divulgada en el
documento US 5,659,216 es que la durabilidad del motor es
relativamente baja.
Estructuras de rotor adicionales se conocen
mediante los documentos US 5,907,206, DE 33 29 720 A1, JP 10210727
A y JP 61236350 A. Pero tampoco estas estructuras conocidas son
apropiadas para mejorarlo bastante la durabilidad de un motor sin
escobillas correspondiente.
Constituye un objeto de la presente invención
proporcionar una estructura rentable de un rotor para un motor sin
escobillas (BLDC) que pueda mejorar la durabilidad del motor.
Con el fin de obtener el objeto de la presente
invención anteriormente descrito, se proporciona una estructura A
de rotor para un motor sin escobilla del tipo con rotor externo, que
comprende un bastidor de placa de acero que incluye una unidad de
placa de asiento en forma de disco que tiene una pluralidad de
orificios de ventilación, una unidad de culata trasera extendida en
una longitud predeterminada en la dirección axial, desde la porción
circular exterior de la unidad de placa de asiento en forma de
disco, y una unidad de potenciación de la rigidez en la dirección
radial constituida en una porción terminal de la unidad de culata
trasera, estando uno o una pluralidad de imanes permanentes de tipo
anular conectados de forma fija a la porción lateral interior de la
unidad de culata trasera, y una unidad de fijación que fija un eje
de arrastre insertado dentro de un miembro de conexión y conectado
a otros elementos estructurales, en la que la unidad de placa de
asiento tiene una pluralidad de orificios de inserción en su
porción central, estando la pluralidad de orificios de ventilación
conformados en la porción circular de los orificios de inserción, y
estando una pluralidad de paletas conformada en las porciones
laterales de los orificios de ventilación mediante troquelado, en
la que el miembro de conexión, conectado al bastidor de placa de
acero, está conectado con el eje de arrastre el cual está insertado
dentro del orificio de inserción del eje de la pluralidad de
orificios de inserción situados en el centro de la unidad de placa
de asiento, y en la que la unidad de potenciación de la rigidez en
la dirección radial se extiende en la dirección radial o hacia
fuera al nivel de la porción terminal de la unidad de culata
trasera, y un bastidor de soporte de forma anular está dispuesto en
la porción exterior de la unidad de placa de asiento, rodeando al
menos parcialmente las porciones de fondo y lateral de la unidad de
culata trasera.
Las formas de realización adicionales pueden
derivarse de las reivindicaciones dependientes.
La presente invención será mejor comprendida con
referencia a los dibujos que se acompañan los cuales se ofrecen
únicamente a modo de ilustración y en consecuencia no son
limitativos de la presente invención, y en los que:
La Figura 1 es una vista en sección transversal
frontal que ilustra un motor convencional sin escobillas de tipo
con rotor externo (BLDC);
la Figura 2a es una vista en sección
transversal frontal que ilustra una estructura de un rotor para el
motor convencional sin escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 2b es una vista en planta que ilustra
la estructura del rotor para el motor convencional sin escobillas
de tipo con rotor externo;
la Figura 3a es una vista en sección transversal
frontal que ilustra un estado en el que el rotor es vibrado en una
dirección radial durante el arrastre del motor convencional sin
escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 3b es una vista en sección transversal
frontal que ilustra un estado en el que el rotor es vibrado en una
dirección del eje durante el arrastre del motor convencional sin
escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 4a es una vista en sección transversal
frontal que ilustra la estructura del rotor de otro motor
convencional sin escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 4b es una vista en planta que ilustra
la estructura del rotor del motor convencional sin escobillas de
tipo con rotor externo;
la Figura 4c es una vista desde abajo que
ilustra una estructura de un rotor de otro motor convencional sin
escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 5a es una vista en sección transversal
que ilustra una nervadura de potenciación de la rigidez conformada
sobre el rotor de un motor convencional sin escobillas de tipo con
rotor externo;
la Figura 5b es una vista en sección transversal
que ilustra otra forma de realización convencional de la Figura
5a;
la Figura 6 es una vista desde abajo que ilustra
unos orificios y paletas de ventilación conformados en el rotor de
un motor convencional sin escobillas de tipo con rotor externo;
la Figura 7a es una vista en sección transversal
que ilustra unos orificios de ventilación y unas paletas
conformadas sobre el rotor de un motor conencional sin escobillas de
tipo con rotor;
la Figura 7b es una vista en sección transversal
que ilustra otra forma de realización convencional de la Figura
7a;
la Figura 8 es una vista en sección transversal
frontal que ilustra de forma esquemática un primer ejemplo de un
bastidor conectado a una porción circular externa de una unidad de
culata trasera del rotor del motor sin escobillas de tipo con rotor
externo de acuerdo con la presente invención;
la Figura 9 es una vista en sección transversal
frontal que esquemáticamente ilustra un segundo ejemplo del
bastidor de soporte de la Figura 8;
la Figura 10 es una vista en sección transversal
frontal que ilustra de forma esquemática un ejemplo de un bastidor
de soporte convencional; y
la Figura 11 es una vista en sección transversal
frontal que ilustra de una forma esquemática otro ejemplo de un
bastidor de soporte convencional.
\global\parskip0.930000\baselineskip
A continuación se describirá una estructura de
un rotor para un motor sin escobillas (BLDC) de tipo con rotor
externo de acuerdo con formas de realización preferentes de la
presente invención, con referencia a los dibujos que se
acompañan.
En la presente memoria, a los mismos elementos
estructurales de la técnica convencional se les otorgan las mismas
referencias numerales.
Como se ilustra en las Figuras 4a a 4c, el rotor
de un motor convencional sin escobillas de tipo con rotor externo,
incluye un bastidor de placa de acero 510 de forma circular que
tiene una pluralidad de orificios de inserción 511 en su porción
central, estando abierta una de sus porciones exteriores. Una unidad
de culata trasera 513 está doblada y extendida en la dirección
axial, con una longitud predeterminada hacia fuera respecto de una
unidad de placa de asiento 512, estando una pluralidad de imanes
permanentes 520, conectada de forma fija a una porción lateral
interna de la unidad de culata trasera 513.
La unidad de placa de asiento 512 está
constituida en forma de disco, sobresaliendo una porción central de
ella en la dirección axial, produciendo una configuración irregular
con porciones periféricas.
La pluralidad de los orificios de inserción 511
está conformada en la porción central, e incluye un orificio de
inserción 511 del eje dentro del cual está insertado un eje de
arrastre 400; una pluralidad de orificios de inserción 511b del
miembro de sujeción que están conformados en la porción circular
externa del orificio de inserción 511a del eje, y en el cual está
insertado un miembro de sujeción 520.
Por otro lado, una unidad de guía de conexión
514 está conformada en saliente en la dirección axial al nivel de
la porción circular externa del orificio de inserción 511b del
miembro de sujeción situado dentro de la unidad de la placa de
asiento 512, de forma que un miembro de conexión 530 sujeto al
bastidor de placa de acero 510 mediante el miembro sujeción 520
puede ser fácilmente conectado a la unidad de placa de asiento
512.
El miembro de conexión 530 está hecho de
material de acero, y está conectado de manera fija al bastidor de
placa de acero 510.
Como se muestra en las Figuras 4b y 4c, con el
fin de incrementar la frecuencia natural del rotor 500, una
pluralidad de nervaduras 515 de potenciación de la rigidez que están
longitudinalmente embutidas en dirección radial están conformadas
de forma radial en una porción predeterminada de la unidad de placa
de asiento 512.
Las nervaduras 515 de potenciación de la rigidez
sirven para impedir la generación de resonancia con otros elementos
estructurales durante el accionamiento del rotor 500.
Como se ilustra en las Figuras 5a y 5b, la
porción terminal de la nervadura 515 de potenciación de la rigidez
está, de acuerdo con la técnica anterior, conformada por ejemplo con
una forma de triángulo isósceles. La dirección de resalte sobresale
hacia la porción superior o inferior de la unidad de placa de
asiento 512.
Así mismo, una pluralidad de orificios de
ventilación 516 está constituida al nivel de las porciones
circulares exteriores de la pluralidad de orificios de inserción
511 conformada en la porción central de la unidad de placa de
asiento 512. Una paleta 517 para guiar una entrada de flujo de aire
mediante la rotación del rotor 500 está conformada en las porciones
laterales de los respectivos orificios de ventilación 516.
El orificio de ventilación 516 y la paleta 517
pueden ser conformados mediante un procedimiento de prensado al
mismo tiempo, o la paleta 517 puede ser adherida después de
conformar el orificio de ventilación 516. Uno o más orificios de
ventilación 516 y de paletas 517 están conformados entre las
nervaduras 515 de potenciación de la rigidez a intervalos
predeterminados.
De acuerdo con otra forma de realización
convencional, como se muestra en la Figura 4c, un orificio de
ventilación 516 y una paleta 517 están conformados entre las
nervaduras 515 de potenciación de la rigidez. De acuerdo con otra
forma de realización convencional, como se muestra en la Figura 6,
dos orificios de ventilación 516 y dos paletas 517 están
conformados entre las nervaduras 515 de potenciación de la
rigidez.
En general, es preferente que los orificios de
ventilación 516 estén conformados en un número máximo en tanto en
cuanto la rigidez estructural de la unidad de placa de asiento 512
se mantenga, y en consecuencia, se potencia al máximo una cantidad
de flujo de aire dentro del motor.
A continuación se describirá con detalle la
forma del orificio de ventilación 516. El orificio de ventilación
516 está conformado longitudinalmente en dirección radial en la
unidad de placa de asiento 512. La paleta 517 es fijada después de
que un borde de una porción de troquelado del orificio de
ventilación 516 es rotado en un ángulo predeterminado.
Más detalladamente, como se muestra en las
Figuras 7a y 7b, de acuerdo con la técnica anterior, con el fin de
formar el orificio de ventilación 516, una porción predeterminada de
la unidad de placa de asiento 512 es troquelada en la dirección
radial. La porción troquelada es rotada en una longitud
predeterminada (h), centrándose alrededor de una porción
correspondiente a la longitud (L) en la dirección circular del
orificio de ventilación 516, y siendo fijada, formando de esta
manera la paleta 517.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En la técnica anterior, es conocido el sistema
de constituir la pluralidad de paletas 517 en pendiente en la misma
dirección, y conformar una anchura del orificio de ventilación 516
que sea igual o mayor que una altura de la paleta 517 (h/L < 1).
Así mismo, la paleta 517 está en pendiente contra el lado interno o
externo de la bobina 20 del estator. En la presente memoria, un
ángulo de inclinación oscila preferentemente entre 60º y 90º con
respecto a la superficie de la unidad de placa de asiento 512.
a Figura 7a muestra un estado en el que la
paleta 517 está inclinada de manera fija contra el lado externo de
la bobina 20 del estator, y la Figura 7b muestra un estado en el que
la paleta 517 está inclinada de manera fija contra su lado interno.
En el primer caso, una gran cantidad de aire fluye dentro del motor,
pero un accidente puede producirse durante el montaje de los
componentes. En el segundo, una cantidad de aire que fluye dentro
del motor es más o menos pequeño, pero se garantiza la inexistencia
de accidentes.
Con el fin de alojar uno o más imanes
permanentes 540 en forma de anillo en la dirección circular a
intervalos predeterminados, una mordaza 513a con una anchura
predeterminada en una dirección horizontal radial y una superficie
de contacto 513b extendida en una dirección axial vertical con
respecto a la mordaza 513a están constituidas en la superficie
interna de la unidad de culata trasera 513.
Los imanes permanentes 540 están situados sobre
la mordaza 513a en contacto con la superficie de contacto 513b y
conectados de manera fija a la unidad de culata trasera 513 mediante
un adhesivo o mediante la colocación de una resina de adherencia
550 en sus porciones superiores.
Con el fin de potenciar la rigidez del bastidor
de placa de acero 510 en la dirección radial, una unidad 518 de
potenciación de la rigidez en la dirección radial doblada y
extendida en dirección hacia fuera está conformada en la porción
terminal axial de la unidad de culata trasera 513.
De acuerdo con una primera forma de realización
de la presente invención, como se muestra en la Figura 8, con el
fin de potenciar más la rigidez en la dirección radial, una unidad
618 de potenciación de la rigidez en la dirección radial está
doblada hacia dentro en la porción superior de una zona de soporte
de los imanes 540 soportando de esta forma los imanes 540 mediante
una fuerza elástica de la unidad de placa de asiento 512. Así
mismo, con el fin de potenciar la rigidez de la unidad de placa de
asiento 512 hecha de material de acero en la dirección radial, un
bastidor de soporte 660 está dispuesto en la porción externa de la
unidad de placa de asiento 512, y una porción terminal axial
externa está radialmente doblada y extendida en la dirección hacia
fuera.
Es decir, el bastidor de soporte 660 está
doblado varias veces, rodeando así parcialmente los lados exteriores
del fondo y de las porciones laterales de la unidad de culata
trasera 613. La porción terminal axial de ésta está doblada y
extendida hacia fuera.
Por otro lado, y de acuerdo con una segunda
forma de realización de la presente invención, como se ilustra en
la Figura 9, una unidad 718 de potenciación en la dirección radial
está axialmente doblada y extendida en la dirección hacia fuera en
la porción terminal axial de una unidad de culata trasera 713, y un
bastidor de soporte 760 está doblado, rodeando de esta forma todas
las caras exteriores de las porciones de fondo y laterales de la
unidad de culata trasera 713.
De acuerdo con otra forma de realización
convencional, como se muestra en la Figura 10, una unidad 818 de
potenciación en la dirección radial, está conformada de forma
extendida en una configuración en forma de U inversa, en la
dirección hacia fuera en la porción terminal axial de la unidad de
culata trasera 183.
De acuerdo con otra forma de realización
convencional más, como se muestra en la Figura 11, una unidad 918
de potenciación en la dirección radial está axialmente doblada y
extendida en la dirección hacia fuera en la porción terminal axial
de la unidad de culata trasera 913, y un bastidor de soporte 960
está constituido en forma de disco con su porción central vacía,
como cubriendo la porción circular superior del bastidor de placa
de acero 512, dando cara a una porción interior de éste.
De acuerdo con lo anteriormente escrito, el
bastidor de soporte de acuerdo con las respectivas formas de
realización de la presente invención está conformado en saliente en
la dirección hacia dentro o hacia fuera respecto de la unidad de
placa de asiento 512, potenciando de esta forma de manera suficiente
la rigidez en la dirección radial.
Por otro lado, el miembro de conexión 530
incluye: una unidad de brida de forma anular 531 que tiene un grosor
y un área predeterminados; una unidad de resalte 532 axialmente
extendida en la porción central de la unidad de brida 531, y que
tiene un diámetro y una longitud exterior predeterminados; un
orificio acanalado 533 conformado en una porción circular interna
de un orificio pasante 532a conformado en la unidad de resalte 532
en las direcciones superior e inferior, y conectado con la unidad
de eje acanalada 401 constituida en el eje de arrastre 400; y una
pluralidad de unidades de combinación 534 del miembro de conexión
conformadas en la unidad de brida 531 y sujetas al miembro de
sujeción 520.
La pluralidad de unidades de combinación 534 del
miembro de conexión conformadas en la unidad de brida 531 consisten
en unos agujeros para tornillos que forman un círculo
concéntrico.
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Un orificio de guía 535 dentro de la cual está
insertada la unidad de guía de conexión 514 conformada en la
porción superior de la unidad de placa de asiento 512 está
conformado con una profundidad predeterminada en la porción
inferior de la unidad de combinación 534 del miembro de
conexión.
Por otro lado, aunque no se ilustra en los
dibujos, un pasador de guía específico puede estar constituido en
la unidad de guía de conexión 514.
La unidad de sujeción 520 incluye una pluralidad
de pernos. Los pernos atraviesan los orificios de inserción 511b de
la unidad de sujeción, y a continuación quedan sujetos a la unidad
de combinación 534 del miembro de conexión, conectando de esta
forma el miembro de conexión 530 a la unidad de placa de asiento 512
del bastidor de placa de acero 510. Una tuerca específica puede ser
fijada a la unidad de sujeción 520.
La unidad de eje acanalada 401 está conformada
en la porción circular exterior del eje de arrastre 400
transmitiendo la fuerza de rotación del rotor 500 para quedar
conectada con el orificio acanalado 533 del miembro de conexión
530, y una unidad de tornillo macho 402 está conformada en su
porción inferior.
El eje de arrastre 400 está conectado al
orificio acanalado 533 del miembro de conexión 530 conectado al
bastidor de placa de acero 510. Al mismo tiempo, el separador 410
está insertado en la porción terminal del eje de arrastre 400, y la
tuerca 420, que es una unidad de fijación, está sujeta a la unidad
de tornillo macho 402, conectando de esta forma firmemente el eje
de arrastre 400 con el bastidor de placa de acero 510.
A continuación se expondrá el procedimiento de
montaje del rotor para el motor sin escobillas de tipo con rotor
externo de acuerdo con la presente invención.
Primeramente, la forma del bastidor de placa de
acero 510 es perfilada mediante una prensa. Los imanes permanentes
540 son situados en la porción circular interna de la unidad de
culata trasera 513 del bastidor de placa 510. A continuación, los
imanes permanentes 540 son adheridos y fijados a la unidad de culata
trasera 513 mediante el adhesivo o la resina de adhesión 550.
El orificio para tornillo 534, el cual es la
unidad de combinación del miembro de conexión se acomoda con el
orificio de inserción 511b de la unidad de sujeción de la unidad de
placa de asiento 512 de la unidad de acero 510 y un perno, que es
la unidad de sujeción 520, está sujeto a aquélla, conectando de esta
forma el miembro de conexión 530 al bastidor de placa de acero
510.
La unidad de eje acanalada 401 del eje de
arrastre 400 es insertada dentro del orificio acanalado 533 del
miembro de conexión 530, el separador 401 es insertado dentro de la
porción interior del eje de arrastre 400, y la tuerca 420 es fijada
a la unidad de tornillo macho 402 del eje de arrastre 400,
conectando de esta forma firmemente el eje de arrastre 400, el
bastidor de placa de acero 510 y el miembro de conexión 530.
De acuerdo con el motor sin escobillas de tipo
con rotor externo de la presente invención, los imanes permanentes
540 que componen el rotor 500 están situados para rodear el estator
100, y el eje de arrastre 400 está conectado a otros elementos
estructurales.
De acuerdo con el motor sin escobillas de tipo
con rotor externo de la presente invención, cuando una corriente es
aplicada a la bobina 20 que compone el estator 100, el rotor 500 es
rotado mediante la fuerza de interacción entre la corriente que
fluye dentro de la bobina 20 y los imanes permanentes 540, y el eje
de arrastre 400 conectado al rotor 500 transmite la fuerza de
rotación generada desde el rotor 500 hasta los demás elementos
estructurales.
De acuerdo con la presente invención, el
bastidor de placa de acero 510 está hecho de un material de acero,
y por tanto la rigidez es relativamente alta. Así mismo, en la
unidad de placa de asiento del bastidor de placa de acero 510, la
nervadura 515 potenciadora de la rigidez está conformada para
potenciar la rigidez en la dirección del eje, y la unidad 518 de
potenciación en la dirección radial está conformada para potenciar
la rigidez en la dirección radial. El bastidor de soporte está
conectado a la porción exterior de la unidad 518 de potenciación de
la rigidez, incrementando así la rigidez estructural y reduciendo la
vibración. Como resultado de ello, se reduce la generación de
ruido.
Así mismo, las paletas 517 conformadas en la
unidad de placa de asiento 512 del bastidor de placa de acero 510
sobresalen en pendiente en una dirección, y así el aire exterior
puede suavemente fluir por dentro del motor durante la rotación. De
acuerdo con ello, el calor generado dentro del motor puede ser
eficientemente enfriado.
Así mismo, el miembro de conexión 530 conectado
al eje de arrastre 400 está firmemente fijado al bastidor de placa
de acero 510 mediante el perno que es la unidad de sujeción 520. Así
mismo, la rigidez del material es alta, y por tanto ofrece
resistencia al alto par de torsión, a la carga de efecto dinámico y
a la alta temperatura. Como resultado de ello, los componentes
pueden no ser desgastados o dañados, y su durabilidad mejora.
Así mismo, el bastidor de placa de acero 510 y
otros componentes están hechos de material de acero, y por tanto su
coste de fabricación se reduce aproximadamente en 5 veces, en
comparación con la resina de la técnica convencional. Así mismo,
aunque la culata trasera 230 está fabricada perfilando una placa de
acero delgada como en la técnica convencional, no es fabricada de
forma individual, sino que está conformada formando un cuerpo único
con el bastidor de placa de acero 510 de acuerdo con la presente
invención.
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Como se expuso anteriormente, la estructura del
rotor para el motor sin escobillas de tipo con rotor externo de
acuerdo con la presente invención incrementa la rigidez estructural
y limita la generación de la vibración y del ruido durante el
funcionamiento, mejorando con ello la fiabilidad. Así mismo, la
presente invención refrigera eficientemente el calor generado
dentro del motor durante el funcionamiento, mejorando con ello la
eficiencia del motor. Así mismo, la unidad de culata trasera no está
fabricada de forma individual, sino que forma un cuerpo único con
el bastidor de placa de acero, reduciendo con ello el coste de
fabricación.
Claims (18)
1. Una estructura de rotor para un motor sin
escobillas de tipo con rotor externo, que comprende:
- un bastidor de placa de acero (510) que incluye una unidad de placa de asiento (512) con forma de disco que tiene una pluralidad de orificios de ventilación (516); una unidad de culata trasera (613, 713) extendida en una longitud predeterminada en la dirección axial, desde una porción circular exterior de la unidad de placa de asiento (512) en forma de disco; y una unidad (618, 718) de potenciación de la rigidez en la dirección axial conformada en una porción terminal de la unidad de culata trasera (613, 713);
- estando conectados de manera fija uno o una pluralidad de imanes permanentes de tipo anular (540) a la porción lateral interna de la unidad de culata trasera (613, 713); y
- una unidad de fijación que fija un eje de arrastre (400) insertado dentro de un miembro de conexión (530) y conectado a otros elementos estructurales,
- caracterizada porque la unidad de placa de asiento (512) tiene una pluralidad de orificios de inserción (511) en su porción central, estando la pluralidad de orificios de ventilación (516) conformados en la porción circular de los orificios de inserción (511), y estando una pluralidad de paletas (517) conformadas en porciones laterales de los orificios de ventilación (516) mediante troquelado,
- en la que el miembro de conexión (530) conectado al bastidor de placa de acero (510) está conectado con el eje de arrastre (400) el cual está insertado dentro del orificio de inserción (511a) del eje de la pluralidad de orificios de inserción (511) situados en el centro de la unidad de placa de asiento (512), y
- en la que la unidad (618, 718) de potenciación de la rigidez en la dirección radial está extendida en la dirección radial hacia dentro o hacia fuera en la porción terminal de la unidad de culata trasera (613, 713), y un bastidor de soporte (660, 760) de forma anular está dispuesto en la porción exterior de la unidad de placa de asiento (512), rodeando al menos parcialmente las porciones de fondo y laterales de la unidad de culata trasera (613, 713).
2. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que una mordaza (513a) con una anchura
predeterminada en una dirección radial y una superficie de contacto
extendida en una dirección axial con respecto a la mordaza (513a)
están conformadas en la superficie interior de la unidad de culata
trasera (613, 713).
3. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que los imanes permanentes (540) están
situados sobre la mordaza (513a), en contacto con la superficie de
contacto, y están firmemente conectados a la unidad de culata
trasera (613, 713) mediante un adhesivo, o mediante la colocación de
una resina de adhesión (550) en sus porciones terminales.
4. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la pluralidad de orificios de inserción
(511) está conformada en la porción central, y comprende el
orificio de inserción (511a) del eje dentro del cual está insertado
el eje de arrastre (400) y una pluralidad de orificios de inserción
(511b) del miembro de sujeción dentro de los cuales se inserta un
miembro de sujeción (520).
5. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 4, en la que una unidad de guía de conexión (514)
está conformada en saliente en dirección axial en la porción
circular exterior del orificio de inserción (511b) del miembro de
sujeción.
6. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 4, en la que el miembro de conexión (530)
comprende:
- una unidad de brida de forma anular (531) que tiene un grosor y un área predeterminadas;
- una unidad de resalte (532) extendida axialmente en la porción central de la unidad de brida (531), y que tiene un diámetro exterior y una longitud predeterminados;
- un orificio acanalado (533) conformado en una porción circular interior de un orificio pasante (532a) conformado en la unidad de resalte (532) en direcciones axiales, y conectado con una unidad de eje acanalada (401) conformada en el eje de arrastre (400); y
- una pluralidad de unidades de combinación (534) para combinar el miembro de conexión (530) conformado en la unidad de brida (531), y sujetas al miembro de sujeción (520).
7. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que un orificio de guía (535) dentro del
cual está insertada la unidad de guía de conexión (514) conformada
en la unidad de placa de asiento (512) está conformada con una
profundidad predeteminada en las unidades de combinación (534) para
combinar el miembro de conexión
(530).
(530).
8. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 7, en la que un pasador de guía específico está
sujeto a la unidad de guía de conexión (514).
9. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que la pluralidad de unidades de combinación
(534) para combinar el miembro de conexión (530) está dispuesta
formando un círculo concéntrico.
10. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que una pluralidad de nervaduras (515)
potenciadoras de la rigidez están conformadas en la dirección
radial en una porción predeterminada de la unidad de placa de
asiento (512), y uno o más orificios de ventilación (516) y de
paletas (517) están conformados entre las nervaduras (515)
potenciadoras de la rigidez.
11. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 10, en la que una dirección de resalte de las
nervaduras (515) potenciadoras de la rigidez está formando saliente
hacia una poción terminal de la unidad de placa de asiento
(512).
12. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 10, en la que una dirección de saliente de las
nervaduras (515) potenciadoras de la rigidez está formando saliente
hacia la otra porción terminal de la unidad de placa de asiento
(512).
13. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la pluralidad de orificios de
ventilación (516) está conformada longitudinalmente en la dirección
radial de la unidad de placa de asiento (512).
14. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 13, en la que la anchura de los orificios de
ventilación (516) es igual o mayor que la altura de las paletas
(517).
15. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que las respectivas paletas (517) están
inclinadas contra el lado interno o externo de la bobina (20) del
estator.
16. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 15, en la que un ángulo inclinado de cada una de las
paletas (517) oscila entre 60º y 90º con respecto a la superficie
de la unidad de placa de asiento (512).
17. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 15, en la que las paletas respectivas (517) están
conformadas inclinadas todas en una dirección.
18. La estructura de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que las paletas (517) y los orificios de
ventilación (516) están conformadas simultáneamente mediante un
procedimiento de prensado.
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