CN101902091A - 模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法 - Google Patents

模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法 Download PDF

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田口贤治
植田哲司
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Abstract

本发明提供一种能够提高定子中驱动轴突出的电动机壳体侧的散热性的模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法。在模制电动机(10)中，模制部(23)具有设于第一圆柱端面(12S1)上的第一槽(12M1)，电动机轴(11)突出的第一电动机壳体(13)具有朝向第一圆柱端面(12S1)突出的突出部(13N)。突出部(13N)由具有比模制部(23)大的导热系数的材料构成，且嵌合在第一槽(12M1)中。

Description

模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有由树脂模制的定子的模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法。
背景技术
以往，作为电动车辆和洗衣机等的驱动源广泛使用模制电动机。模制电动机设有：由树脂模制的圆柱状的定子、设于定子的一侧的圆柱端面上的第一电动机壳体、设于定子的另一侧的圆柱端面上的第二电动机壳体、转动自如地支承在第一电动机壳体上并从第一电动机壳体突出的驱动轴。定子具有对以环状排列的多个齿部和分别卷绕在多个齿部上的线圈进行密封的模制部。
在此，提出有将朝向模制部的内部突出的肋部形成于第二电动机壳体上的方案(参照专利文献1)。根据该方案，从线圈产生的热能够有效率地通过肋部传递给第二电动机壳体，所以能够提高定子从第二电动机壳体侧的散热性。
专利文献1：日本特开2007-60834号公报
但是，以突出的方式组装有驱动轴的第一电动机壳体，直接接受转动的驱动轴的转矩，相对于此，第二电动机壳体不直接接受转动的驱动轴的转矩。因此，第一电动机壳体为了承受驱动轴的转矩，需要具有比第二电动机壳体大的强度。
但是，为了增大第一电动机壳体的强度，例如需要使第一电动机壳体的尺寸和厚度比第二电动机壳体的尺寸和厚度大。其结果，存在定子中驱动轴突出的电动机壳体侧的散热性降低的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够提高定子中驱动轴突出的电动机壳体侧的散热性的模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法。
本发明的特征所涉及的模制电动机，具有：圆柱状的定子；设于定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在电动机壳体上并对负载给予驱动力的驱动轴，其要旨在于：驱动轴从电动机壳体突出，定子包含形成圆柱端面的模制部，模制部具有设于圆柱端面的槽部，电动机壳体具有朝向圆柱端面突出的突出部，突出部由具有比模制部大的导热系数的材料构成，且嵌合在槽部中。
根据本发明的模制电动机，由定子的线圈产生的热能够通过具有比模制部大的导热系数的突出部有效率地传递给电动机壳体。因此，能够提高定子中支承驱动轴的电动机壳体侧的散热性。
在本发明的特征所涉及的模制电动机中可以是，槽部沿着定子的周向设置。
在本发明的特征所涉及的模制电动机中可以是，定子包含多个齿部和分别卷绕在多个齿部上的线圈，槽部在定子的径向上形成于与线圈相同的位置。
在本发明的特征所涉及的模制电动机中可以是，槽部沿着定子的径向设置。
在本发明的特征所涉及的模制电动机中可以是，槽部在定子的周向上形成于与多个齿部中所包含的第一齿部和第二齿部间的间隙相同的位置。
本发明的特征所涉及的电动车辆，其具有：驱动轮；对驱动轮进行驱动的模制电动机，其要旨在于：模制电动机具有：圆柱形的定子；设于定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在电动机壳体上对负载给予驱动力的驱动轴，驱动轴从电动机壳体突出，定子包含形成圆柱端面的模制部，模制部具有设于圆柱端面的槽部，电动机壳体具有朝向圆柱端面突出的突出部，突出部由具有比模制部大的导热系数的材料构成，且嵌合在槽部中。
本发明的特征所涉及的模制电动机的制造方法，该模制电动机具有：圆柱形的定子；设于定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在电动机壳体上并对负载给予驱动力的驱动轴，其要旨在于：包括：工序A，通过树脂材料密封以圆环状排列的多个齿部，由此形成包含形成圆柱端面的模制部的定子；工序B，以驱动轴从电动机壳体突出的方式，将电动机壳体配置在定子的圆柱端面上，其中，在工序A中，在圆柱端面形成槽部，在工序B中，在槽部中嵌合突出部，该突出部以朝向圆柱端面突出的方式形成在电动机壳体，且由具有比模制部大的导热系数的材料构成。
〔发明的效果〕
根据本发明，能够提供一种能够提高定子中支承驱动轴的电动机壳体侧的散热性的模制电动机、电动车辆以及模制电动机的制造方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电动二轮车100的右侧面图。
图2是图1的A-A线的剖面图。
图3是表示本发明的第一实施方式的模制电动机10的安装状态的立体图。
图4是本发明的第一实施方式的模制电动机10从输出侧观察的平面图。
图5是本发明的第一实施方式的模制电动机10的侧面图。
图6是本发明的第一实施方式的模制电动机10从输出相反侧观察的平面图。
图7是用于说明本发明的第一实施方式的定子12的结构的图。
图8是用于说明本发明的第一实施方式的第一电动机壳体13的结构的图。
图9是图4的B-B线的剖面图。
图10是用于说明本发明的第一实施方式的定子12的结构的图。
图11是图10的C-C线的剖面图。
附图标记说明
2 前轮
3 后轮
4 摆动臂
5 悬架壳体
6 尾部悬架
7 制动背板
7F 安装部
8 制动器
9 电动机动力线
10 模制电动机
11 电动机轴
12 定子
12S1 第一圆柱端面
12S2 第二圆柱端面
12M1 第一槽
12M2 第二槽
12M3 第三槽
12S3 外周面
13 第一电动机壳体
13N 突出部
14 第二电动机壳体
15 端子箱
16 转子
17 齿轮轴
18 齿轮
19 轴承装置
20 齿部
21 绝缘部件
22 线圈
23 模制部
30 O型环
100 电动二轮车
具体实施方式
接着，参照附图，说明本发明的实施方式。在添附的附图中，相同或类似的部分使用相同或类似的附图标记。其中，图示为模式图，需留意各尺寸的比例等与实物不同。因此，具体的尺寸等要参照以下的说明进行判断。另外，在附图彼此间自然包含彼此的尺寸关系和比例不同的部分。
〔第一实施方式〕
(电动车辆的概略结构)
在以下，关于作为适用本发明的第一实施方式的模制电动机10的电动车辆的电动二轮车100，参照附图进行说明。图1是电动二轮车100的右侧面图。图2是图1的A-A线的剖面图。图3是表示模制电动机10的安装状态的立体图。另外，在图2以及图3中，仅图示模制电动机10周边的结构。
如图1所示，电动二轮车100是车体架配设在下方的、所谓下置龙骨(underbone)型的电动二轮车。电动二轮车100具有前轮2、后轮3、摆动臂4、悬架壳体5、尾部悬架6以及模制电动机10。
如图1所示，前轮2转动自如地支承在前叉上。后轮3转动自如地支承在模制电动机10上。后轮3是本发明所涉及的“负载”的一例。摆动臂4能够摆动地安装于车体架上。
如图1所示，悬架壳体5与摆动臂4的后端部和模制电动机10连结。尾部悬架6与悬架壳体5和车体架(未图示)连结。
如图2以及图3所示，模制电动机10被摆动臂4的后端部和悬架壳体5以夹持的方式固定。模制电动机10的驱动力经由电动机轴11传递给后轮3。在后轮3和模制电动机10之间设置制动背板7以及制动器8。制动背板7固定在模制电动机10(具体地、后述的第一电动机壳体13)上。关于模制电动机10的结构在后面论述。
另外，在模制电动机10的前端部设置有用于对模制电动机10供给电力的电动机动力线9。
(模制电动机的概略结构)
接着，关于第一实施方式的模制电动机10的概略结构，参照附图进行说明。另外，以下，“输出侧”为模制电动机10的后轮3侧，“输出相反侧”为模制电动机10的输出侧的相反侧。
图4是模制电动机10从输出侧观察的平面图。图5是模制电动机10的侧面图。图6是模制电动机10从输出相反侧观察的平面图。
如图4～图6所示，模制电动机10具有电动机轴11、定子12、第一电动机壳体13、第二电动机壳体14以及端子箱15。
电动机轴11通过以定子12的轴心S为中心转动，从而驱动后轮3。电动机轴11是对本发明所涉及的负载给予驱动力的“驱动轴”的一例。电动机轴11在平面视设于模制电动机10的大致中央。电动机轴11从第一电动机壳体13突出。电动机轴11插通第一电动机壳体13，并由第一电动机壳体13转动自如地支承。
定子12形成为以轴心S为中心的圆柱状。定子12具有第一圆柱端面12S1、第二圆柱端面12S2以及外周面12S3。
第一圆柱端面12S1设于定子12的后轮3侧，电动机轴11突出。第二圆柱端面12S2设于第一圆柱端面12S1的相反侧。第一圆柱端面12S1以及第二圆柱端面12S2分别相对于轴心S大致垂直设置。外周面12S3与第一圆柱端面12S1和第二圆柱端面12S2相连。
在此，图7(a)是定子12从第一圆柱端面12S1侧观察的平面图。图7(b)是定子12从第一圆柱端面12S1侧观察的立体图。
如图7(a)以及图7(b)所示，定子12具有第一槽12M1以及第二槽12M2。第一槽12M1设于第一圆柱端面12S1上。在本实施方式中，第一槽12M1沿着以轴心S为中心的周向形成环状。第二槽12M2设于第一圆柱端面12S1上。在本实施方式中，第二槽12M2沿着周向形成环状。
另外，在本实施方式中，第一槽12M1如图7(a)所示，在径向上设于第二槽12M2的外侧。因此，在定子12的平面视时，第二槽12M1包围第二槽12M2。
第一电动机壳体13设于定子12的第一圆柱端面12S1上。第一电动机壳体13插通有电动机轴11并转动自如地支承电动机轴11。
另外，第一电动机壳体13直接固定在摆动臂4上。另外，第一电动机壳体13与后轮3相邻配置，在安装部7F上固定有制动背板7。
因此，第一电动机壳体13需要具有能够承受转动的电动机轴11的转矩，能够支承摆动臂4，并且能够吸收制动时的制动力的机械强度。
另外，在本实施方式中，第一电动机壳体13通过螺栓等固定卡具连结在与定子12一体形成的第二电动机壳体14上。
在此，图8(a)是第一电动机壳体13的侧面图。图8(b)是第一电动机壳体13从与第一圆柱端面12S1抵接的底面侧观察的平面图。图8(c)是第一电动机壳体13从与第一圆柱端面12S1抵接的底面侧观察的立体图。
如图8(a)以及图8(b)所示，第一电动机壳体13具有形成在与第一圆柱端面12S1抵接的底面上的突出部13N。突出部13N当第一电动机壳体13安装在定子12上的情况下，朝向第一圆柱端面12S1突出。这种情况下，突出部13N与设于第一圆柱端面12S1上的第一槽12M1嵌合。在本实施方式中，突出部13N沿着以轴心S为中心的周向形成环状。
另外，突出部13N通过导热系数比后述的模制部23大的材料构成。第一电动机壳体13中突出部13N和突出部13N以外的部分可以通过不同的材料构成。但是优选第一电动机壳体13整体通过导热系数比模制部23大的材料构成。
第二电动机壳体14设于定子12的第二圆柱端面12S2上。另外，第二电动机壳体14与定子12一体形成，另外，摆动臂4和制动背板7不是被直接固定。因此，第二电动机壳体14能够比第一电动机壳体13形成得小且薄。
端子箱15收纳电动机动力线9。在本实施方式中，端子箱15安装在第二电动机壳体14以及第一电动机壳体13上。
(模制电动机的详细结构)
以下，关于模制电动机10的详细结构参照附图进行说明。图9是图4的B-B线的剖面图。
如图9所示，模制电动机10具有转子16、齿轮轴17、齿轮18以及轴承装置19。转子16、齿轮轴17以及齿轮18各自配置在定子12的内侧。支承装置19内置于第一电动机壳体13中，能够转动地支承电动机轴11。
转子16以轴心S为中心而在定子12的内侧旋转。转子16的旋转传递给沿着轴心S配置的齿轮轴17。齿轮18将经由齿轮轴17传递的转子16的旋转以规定的减速比减速而传递给电动机轴11。
另外，定子12具有多个齿部20、绝缘部件21、线圈22以及模制部23。
多个齿部20沿着以轴心S为中心的周向排列。绝缘部件21覆盖各齿部20的外周。线圈22卷绕在绝缘部件21上。
模制部23密封多个齿部20、绝缘部件21以及线圈22。模制部23形成有第一圆柱端面12S1以及第二圆柱端面12S2。模制部23具有形成于第一圆柱端面12S1上的第一槽12M1。
在此，在形成于定子12的第一圆柱端面12S1上的第一槽12M1中嵌合第一电动机壳体13的突出部13N。另外，在形成于定子12的第一圆柱端面12S1上的第二槽12M2上封入O型环30。O型环30具有能够抑制水分和尘埃侵入定子12的内部的防水防尘功能。
另外，第一槽12M1在定子12的径向上形成于与线圈22相同的位置上。另外，需要留意第一槽12M1从线圈22离开。由此，与第一槽12M1嵌合的突出部13N和线圈22电分离。
(模制电动机的制造方法)
首先，预先制作具有突出部13N的第一电动机壳体。
接着，在第二电动机壳体14上组装多个齿部20、绝缘部件21以及线圈22等定子12的构成部件。
接着，将组装有定子12的构成部件的第二电动机壳体14嵌合在下部金属模上。
接着，在多个齿部20、绝缘部件21以及线圈22上嵌合上部金属模。在上部金属模形成有与第一槽12M1对应的环状的突出部。
接着，在上部金属模和下部金属模之间注入树脂材料。
接着，使树脂材料固化。由此，具有形成有第一槽12M1的模制部23，形成一体安装有第二电动机壳体14的定子12。
接着，在定子12的内侧收纳转子16和组装有电动机轴11的齿轮18等。
接着，以电动机轴11从第一电动机壳体13突出的方式，使第一电动机壳体13覆盖定子12，将第一电动机壳体13螺栓固定在第二电动机壳体14上。这时，确认突出部13嵌合在第一槽12M1中。
(作用以及效果)
在第一实施方式的模制电动机10中，模制部23具有设于第一圆柱端面12S1上的第一槽12M1，电动机轴11突出的第一电动机壳体13具有朝向第一圆柱端面12S1突出的突出部13N。突出部13N通过导热系数比模制部23大的材料构成，且嵌合在第一槽12M1中。
根据第一实施方式的模制电动机10，由线圈22产生的热能够通过具有比模制部23大的导热系数的突出部13N有效率地传递给第一电动机壳体13。因此，能够提高定子12中电动机轴11突出的第一电动机壳体13侧的散热性。
在此，电动机轴11突出的第一电动机壳体13承受电动机轴11的转矩，支承摆动臂4，另外，为了吸收制动时的制动力，尺寸和厚度形成得比第二电动机壳体14大。因此，定子12中第一电动机壳体13侧的散热性具有变得比定子12中第二电动机壳体14侧的散热性小的倾向。因此，如本实施方式所示，对于提高电动机轴11突出的第一电动机壳体13侧的散热性是有效的。
另外，在本实施方式中，第一电动机壳体13与后轮3相邻配置。因此，由于在电动二轮车100的行驶中，后轮3和第一电动机壳体13之间没有空气顺畅流动，所以在后轮3和第一电动机壳体13之间容易聚热。因此，如本实施方式所示，对于提高电动机轴11突出的第一电动机壳体13侧的散热性是特别有效的。
另外，在第一实施方式中，突出部13N沿着定子12的周向设置。因此，能够提高第一电动机壳体13的机械强度。在此，第一电动机壳体13需要具有能够承受转动的电动机轴11的转矩，能够支承摆动臂4并且能够吸收制动时的制动力的机械强度。因此，对于提高第一电动机壳体13的机械强度是极为有用的。
另外，在第一实施方式中，第一槽12M1在径向上形成在与线圈22相同的位置上。因此，能够使由线圈22产生的热有效率地从模制部23传递给突出部13N。
另外，在第一实施方式中，第一槽12M1在径向上设于封入O型环30的第二槽12M2的外侧。因此，与第一槽12M1设于第二槽12M2内侧的情况相比，能够增大突出部13N的直径。其结果，能够进一步提高第一电动机壳体13的机械强度。另外，通过嵌合在第二槽12M2中的突出部13N，能够抑制水分等向第一槽12M1侵入。其结果，能够更可靠地抑制水分等向定子12内部侵入。
〔第二实施方式〕
接着，关于本发明的第二实施方式的模制电动机10，参照附图进行说明。以下，关于与上述第一实施方式的不同点进行主要说明。
图10(a)是定子12从第一圆柱端面12S1侧观察的平面图。图10(b)是定子12从第一圆柱端面12S1侧观察的立体图。
如图10(a)以及(b)所示，在第二实施方式中，定子12在第一槽12M1以及第二槽12M2的基础上，还具有多个第三槽12M3。
多个第三槽12M3设于第一圆柱端面12S1上。多个第三槽12M3以轴心S为中心呈放射状设置。因此，多个第三槽12M3分别沿着以轴心S为中心的定子12的径向设置。
另外，虽然未图示，但是在多个第三槽12M3中嵌合呈放射状形成在第一电动机壳体13的底面上的多个突出部13N。第一电动机壳体13以多个突出部13N嵌合在多个第三槽12M3上的状态，通过螺栓等固定卡具安装于第二电动机壳体14上。
在此，图11是图10的C-C线的剖面图。如图11所示，第三槽12M3在定子12的轴心方向上形成在两个齿部20的间隙上。即、第三槽12M3在定子12的周向上形成在与两个齿部20的间隙相同的位置上。
(作用以及效果)
在第二实施方式的模制电动机10中，第三槽12M3沿着径向设置。第三槽12M3在周向上形成在与两个齿部20的间隙相同的位置。
因此，能够将第三槽12M3形成得较深，所以能够增大突出部13N和模制部23的接触面积。其结果，能够进一步提高定子12的驱动轮侧的散热性。
另外，第一电动机壳体13以多个突出部13N嵌合在多个第三槽12M3中的状态下安装于第二电动机壳体14上。因此，为了决定第一电动机壳体13的安装位置，能够利用多个第三槽12M3。
(其他实施方式)
本发明由上述实施方式记述，但是构成该公开的一部分的论述以及附图不能理解为对本发明的限定。根据该公开，本领域技术人员可清楚各种代替实施方式、实施例及运用技术。
例如，在上述实施方式中，在第一圆柱端面12S1上设置第二槽12M2，但是也可以不设置第二槽12M2。这种情况下，通过与第一槽12M1嵌合的突出部13N，也能够确保定子12内部的防水防尘功能。另外，在第一槽12M1的内壁和突出部13N之间介入液态衬垫等，从而能够更充分确保定子12内部的防水防尘功能。
另外，在上述实施方式中，关于将模制电动机10适用于电动二轮车100的例子，以后轮3作为“负载”的一例进行说明，但是不限于此。例如，模制电动机10也能够适用于洗衣机等。这种情况下，设于洗衣机上的洗衣槽相当于本发明的“负载”。
另外，在上述实施方式中，关于将模制电动机10适用于电动二轮车100上的例子，以电动机轴11作为“驱动轴”的一例进行了说明，但是不限定于此。例如，在电动二轮车100不具有齿轮18的情况下，齿轮轴17可以从第一电动机壳体13突出，并且能够转动地支承在第一电动机壳体13上。这种情况下，齿轮轴17相当于本发明的“驱动轴”。
另外，在上述第一实施方式中，第一槽12M1以及突出部13N分别形成环状，但是不限定于此。第一槽12M1以及突出部13分别可以在途中中断。另外，也可以不是直线，而形成曲折状等。另外，第一槽12M1在途中中断的情况下，为了决定第一电动机壳体13的安装位置，能够利用第一槽12M1。
另外，在上述第二实施方式中，第三槽12M3在径向上形成在与两个齿部20的间隙相同的位置上，但是不限定于此。第三槽12M3可以在径向上形成在与线圈22相同的位置上。这种情况下，能够通过嵌合在第三槽12M3中的突出部13N有效率地吸收线圈22的热。
另外，在上述第二实施方式中，在第一槽12M1的基础上还形成多个第三槽12M3，但是也可以不形成第一槽12M1。
像这样，本发明应理解为包含在此未记载的各种实施方式等。因此，本发明根据该公开仅相当于适当的权利要求保护范围内。

Claims (6)

1.一种模制电动机，其具有：圆柱状的定子；设于所述定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在所述电动机壳体上并对负载给予驱动力的驱动轴，其特征在于，
所述驱动轴从所述电动机壳体突出，
所述定子包含形成所述圆柱端面的模制部，
所述模制部具有设于所述圆柱端面的槽部，
所述电动机壳体具有朝向所述圆柱端面突出的突出部，
所述突出部由具有比所述模制部大的导热系数的材料构成，且嵌合在所述槽部中。
2.如权利要求1所述的模制电动机，其特征在于，
所述槽部沿着所述定子的周向设置。
3.如权利要求2所述的模制电动机，其特征在于，
所述定子包含多个齿部和分别卷绕在所述多个齿部上的线圈，
所述槽部在所述定子的径向上形成于与所述线圈相同的位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的模制电动机，其特征在于，
所述槽部沿着所述定子的径向设置。
5.一种电动车辆，其具有：驱动轮；对所述驱动轮进行驱动的模制电动机，其特征在于，
所述模制电动机具有：圆柱形的定子；设于所述定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在所述电动机壳体上并对负载给予驱动力的驱动轴，
所述驱动轴从所述电动机壳体突出，
所述定子包含形成所述圆柱端面的模制部，
所述模制部具有设于所述圆柱端面的槽部，
所述电动机壳体具有朝向所述圆柱端面突出的突出部，
所述突出部由具有比所述模制部大的导热系数的材料构成，且嵌合在所述槽部中。
6.一种模制电动机的制造方法，该模制电动机具有：圆柱形的定子；设于所述定子的圆柱端面上的电动机壳体；转动自如地支承在所述电动机壳体上并对负载给予驱动力的驱动轴，
所述模制电动机的制造方法的特征在于，包括：
工序A，通过树脂材料密封圆环状排列的多个齿部，由此形成包含形成所述圆柱端面的模制部的所述定子；
工序B，以所述驱动轴从所述电动机壳体突出的方式，将所述电动机壳体配置在所述定子的所述圆柱端面上，
在所述工序A中，在所述圆柱端面形成槽部，
在所述工序B中，在所述槽部嵌合突出部，该突出部以朝向所述圆柱端面突出的方式形成在所述电动机壳体，且由具有比所述模制部大的导热系数的材料构成。
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