CN102025213A - 模制电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模制电机。可靠地执行电机的输出轴和托架的导通，来防止发生电腐蚀。经由在定子(2)的模制树脂部分(21)的内部埋设的导电材料(8)，来电气连接在一方的端部安装的第一托架(51)和在另一方的端部安装的第二托架(52)。

Description

模制电机

技术领域

本发明关于定子整体由模制树脂一体地模制成型的模制电机，更具体地说，关于用于防止电腐蚀的模制电机的接地结构。

背景技术

例如，如专利文献1(日本专利申请公报No.2007-20348)所述，在由逆变器控制的无刷DC(直流)电机中，在电机的输出轴和框架之间感生微小电压。如果此电压对于轴承的油脂的绝缘阻抗变得比所容许的电压更高则在轴承的转动面放电，由于放电加工效果而造成轴承损伤。这称为电腐蚀。

如果发生电腐蚀，则在轴承的转动面中，引起剥落(flaking)及点蚀(pitting)、切槽(fluting)(洗衣板状的样式)等等，这些成为早期的轴承劣化的原因。

因此，在专利文献1中，通过经由导电带来在设置在定子左右的轴承用的托架之间电气连接，使输出轴和框架的电位差变小，来预防电腐蚀的发生。

然而，在以往的电腐蚀预防方法中，有以下这样的问题。即，在专利文献1中，虽然经由导电带来在各个托架之间电气连接，然而导电带由于是带因而容易剥落。而且，与增加粘贴导电带的工序相应地，生产率也变差。

进一步，由于在电机的表面露出导电带，因此当将电机装入产品时，必需注意其它零件不要接触导电带。而且，也担心导电带由于运输及冲撞而剥离。

发明内容

因此，为了解决上述问题而作出本发明，其目的是，更可靠地执行在一对托架之间的导通，防止电腐蚀的发生。

为了解决上述问题，本发明具备以下所示出的一些特征。一种模制电机，具有：定子，定子芯由模制树脂一体地模制成型，该定子由模制树脂部分覆盖；转子，配置在所述定子的内周面侧；输出轴，安装到所述转子；一对金属制托架，配置在所述定子的轴方向两端面侧；一对轴承，安装到所述输出轴；在所述各个托架设置用来支撑所述各个轴承的轴承支撑部分；其中，所述一对托架由保持一方的所述轴承的第一托架和保持另一方的轴承的第二托架构成；在所述模制树脂部分中，埋设导电材料，该导电材料与所述定子芯电气非连接，与所述第一托架和所述第二托架电气连接。

据此，通过经由在模制树脂内部埋设的导电材料来电气连接第一托架和第二托架，能够可靠地确保导通。进一步，由于导电材料埋设在模制树脂内，因此当运输等等的时候不会发生脱落等等。而且，能够防止电腐蚀。

作为更佳的实施例，在所述定子芯的外周面，凹陷部分沿所述输出轴的轴线方向延伸，所述导电材料沿所述凹陷部分配置。

据此，通过在定子芯的外周面沿在轴线方向延伸的凹陷部分配置导电材料，能够抑制向导电材料的径向方向伸出。而且，能够在不使电机整体大型化的情况下设置导电材料。

进一步，所述导电材料由从所述定子芯的轴方向一端面起沿外周面配置的L字形金属板构成，所述第一托架在与所述导电材料的一端电气连接的状态下由所述模制树脂一体地模制成型。

据此，通过在把由从定子端面起沿外周面配置的L字形金属板构成的导电材料的一端与第一托架电气连接的状态下由模制树脂一体地模制成型，能够可靠地执行第一托架和导电材料的导通。进一步，通过由模制树脂覆盖接触点，能够防止接触点劣化及短路。

所述导电材料的另一端从所述定子的外周面的一部分中暴露，固定为所述第二托架与所述暴露面接触。

据此，通过使导电材料的另一端从定子的外周面的一部分中暴露，固定为第二托架盖到该暴露面，通过将第二托架安装到定子，能够使第二托架和导电材料相接触。

而且，在所述定子芯设置绝缘体，另一方面，在所述绝缘体设置用来保持所述导电材料的保持材料。

据此，通过在绝缘体的一部分设置用来保持导电材料的保持材料，当将绝缘体安装到定子芯及与定子芯一体成型时，能够同时形成保持材料。

所述保持材料特征在于，沿所述输出轴的轴线方向设置在所述定子芯的外周面，在所述保持材料中设置用来保持所述导电材料的保持沟槽。

据此，通过沿定子芯的轴线方向形成保持材料，进一步设置用来保持导电材料的保持沟槽，能够在保持导电材料的同时，可靠地执行导电材料和定子芯之间的绝缘处理。

附图说明

图1是关于本发明一个实施例的模制电机的中央纵截面图。

图2是放大上述模制电机的导电材料的外周的部分放大截面图。

图3是上述模制电机的绝缘体的部分截面图。

图4A是将导电材料安装到保持材料的状态的部分放大截面图。

图4B是将导电材料安装到保持材料的状态的正面图。

图5A是保持材料的部分放大截面图。

图5B是保持材料的正面图。

图6是示出保持材料的变形例子的部分放大截面图。

图7是导电材料的侧面图。

图8A是导电材料和第一托架的接触点部分的放大图。

图8B是示出导电材料和第一托架的接触点的变形例子的放大图。

图9A是导电材料和第二托架的接触点部分的放大图。

图9B是示出导电材料和第二托架的接触点的变形例子的放大图。

图10是将定子芯配置在模具内的状态的要部截面图。

具体实施方式

下面，参照附图关于本发明实施例进行说明，然而本发明不限于此。如图1所示，此电动机1配备有：定子2，通过层压打通为环状的电磁钢板而构成的定子芯6除内周面(齿面63)之外由模制树脂一体地模制成型，该定子2由模制树脂部分21覆盖；转子3，配置在该定子2的内周侧，以与该定子2的齿面63相对。

在定子2的轴方向的两端面侧(图1的左侧面侧和右侧面侧)，设置以能够旋转的方式支撑转子3的输出轴31的一对轴承41、42、和保持该轴承41、42的一对托架51、52。

一方的托架51(下面称为第一托架51)由通过冲压加工1片金属板而成的模制品构成，形成为圆盘状以堵塞定子2的一方的开口部分2a。在第一托架51的中央，设置第一轴承保持部分53来容纳一方的轴承41(下面称为第一轴承41)。

第一轴承保持部分53为在使第一托架51的中央部分与定子2相离的方向凹陷的凹陷部分，第一轴承41的外圈与其内周面配合。

另一方的托架52(下面称为第二托架52)同样由通过冲压加工1片金属板而成的模制品构成，形成为杯状，以在覆盖定子2的另一方的开口部分2b的同时，沿定子2的外周面而嵌入。

在第二托架52的中央，设置第二轴承保持部分54来容纳另一方的轴承42(下面称为第二轴承42)。第二轴承保持部分54为在使第二托架52的中央部分与定子2相离的方向凹陷的凹陷部分，第二轴承42的外圈与其内周面配合。

在此实施例中，转子3采用具有永磁体的永磁转子，然而，也可以采用除此以外的转子，例如，不具有永磁体的笼形转子或绕线型转子。在本发明中，转子3的具体实施方式可以是任意的。

定子2具有环状的定子芯6、与定子芯6绝缘的绝缘体7、和用于在各个托架51、52之间电气连接的导电材料8，除去定子芯6的齿面63，整体由模制树脂一体地模制成型，由模制树脂部分21覆盖。

结合参照图3，定子芯6具有：形成为环状的轭体61；从该轭体61的内周面向转子3的磁极面突出的多个齿62。关于定子芯6，轭体61和齿62通过沿轴线方向(图3中的纸面方向)层压一体地打通的电磁钢板而构成。

在此例子中，各个齿62从轭体61的内周面向中央延伸为棒状。在相邻的齿62之间，在周向按照大约30°的间隔配置，在此例子中，总共设置12个(12极)，然而，齿62的极数在本发明中是任意的。在各个齿62的末端，设置与转子3的磁极面相对的圆弧状的齿面63。在各个齿62，线圈65经由作为绝缘材料的绝缘体7缠绕在各个齿62上。

绝缘体7由树脂的模制品构成，遮盖除定子芯6的齿面63之外的定子芯6的表面。在此例子中，绝缘体7通过从定子芯6的轴方向的中央部分起在轴线方向分割为2份，从轴方向的两侧向定子芯6相互配合，来覆盖定子芯6。而且，绝缘体7可以通过模制成型而一体地成型在定子芯6上，关于绝缘体7的具体形状及其组装等等，在本发明中可以是任意的。

在绝缘体7的一部分中，一体地设置用于保持导电材料8的保持材料71。而且，保持材料71也可以以其它形式来设置。结合参照图4及图5，保持材料71表现为从绝缘体7的外周面沿轴线方向延伸的板状，沿定子芯6的外周面设置。通过如此在定子芯6的外周面设置保持材料71，保持材料71同时发挥作为将导电材料8和定子芯6绝缘的绝缘材料的作用。而且，也可以在保持材料71之外另行设置绝缘材料。

保持材料71沿在定子芯6的外周面的轴线方向延伸的凹陷部分64来设置。凹陷部分64在定子芯6的外周面侧，设置在与各个齿72相对的位置。而且，保持材料71可以设置在至少一个凹陷部分64。

据此，由于将保持材料71设置在凹陷部分64，因此能够在不使定子2大尺寸化的情况下，将导电材料8配置在定子芯6的外周面侧。而且，由于凹陷部分64设置在与各个齿62在径向上相对的位置，因此能够在确保轭体61的磁路的同时，在不增大磁阻抗的情况下设置凹陷部分64。而且，定子芯6的凹陷部分64能够用于确定当在定子芯6设置绝缘体7时及缠绕线圈65时定子芯6的位置。

在保持材料71中设置保持沟槽72，保持沟槽72在引导导电材料8的安装的同时保持导电材料8。结合参照图5A和5B，保持沟槽72在保持材料71的中央沿延伸方向形成，截面形成为C字形，夹住导电材料8来支撑导电材料8。

据此，通过从保持沟槽72的一端侧插入导电材料8，能够沿保持沟槽72安装导电材料8。在此例子中，保持沟槽72沿保持材料71的延伸方向连续设置，然而，也可以按照预定的间隔间断地设置。

而且，虽然保持沟槽72截面形成为C字形，在此插入导电材料8并夹住保持，但是，除此之外也可以是例如L字形的钩形、也可以是O字形。只要能够在保持导电材料8的同时确保与定子芯6的绝缘，则其形状任意。而且，如果能够绝缘并且保持导电材料8，则也可以仅仅是深沟槽。

在此例子中，保持材料71的外周如图4A所示由圆弧状的模制树脂部分21覆盖，然而，也可以如图6所示，形成为模制树脂部分21的一部分21a向外侧伸出。通过如此使模制树脂部分21的一部分21a向外周伸出，能够维持模制树脂部分21的径向的厚度，因此，模制树脂部分21的强度提高。而且，也能够使用此伸出部分21a来确定电机装入产品时的位置。

如图2和图7所示，导电材料8由例如不锈钢等等的导电性金属板的模制品构成。导电材料8具有：第一导电部分81，沿定子芯6的轴方向的一端面(图2中的左端面)配置；弯曲部分82，沿定子芯6的角部配置；第二导电部分83，从弯曲部分82起沿定子芯6的外周面配置。而且，导电材料8的钢板由于整体被模制树脂部分21覆盖，因此不会发生生锈、腐蚀等等，因此可以不实施诸如防锈等等的表面处理。据此，能够抑制与表面处理有关的费用。

第一导电部分81配置为对于定子芯6有预定的间隙，从而与定子芯6和线圈65非接触。第一导电部分81的末端进一步弯曲为曲柄(crank)状，设置与第一托架51连接的第一端子部分84。

如图8A所示，第一端子部分84设置为沿在第一托架51的外周形成的凸缘部分511并与之相接。据此，在第一端子部分84和第一托架51接触的状态下，通过由模制树脂坚实覆盖，能够可靠地获得导通。

在此例子中，第一端子部分84沿凸缘部分511配置，然而，为了更可靠地维持导通状态，也可以如图8B所示，将第一端子部分84的末端弯曲为コ字形，夹住大致弯曲为直角的凸缘部分511的外周。

第二导电部分83沿定子芯6的外周面大致平行地配置，配置为通过上述保持材料71而与定子芯6非接触，整体埋设在模制树脂部分21中。

在此，在定子2的轴方向的另一端面侧(图2中的右端面侧)的外周面，设置用来嵌入第二托架52的托架配合面22。托架配合面22是在定子2的模制树脂部分21的外径之外还有短的外径的环状面，通过第二托架52的内周面嵌入托架配合面22，第二托架52安装到定子2。

因此，设置为成为导电材料8和第二托架52的接触点的第二端子部分83a从上述托架配合面22的一部分暴露出。如图9A所示，第二端子部分83a为托架配合面22上第二导电部分83的末端的一部分暴露的暴露面，设置为与托架配合面22为大致同一平面。由于如此配置为在托架配合面22上暴露第二导电部分83的一部分，因此通过将第二托架52盖在定子2上，来电气连接第二托架52和导电材料8。

在此，第二端子部分83a设置为在与托架配合面22同一的面上暴露，然而，也可以如图9B所示，将第二端子部分83a设置在托架配合面22和定子2外周面的阶差面的一部分上。

在此，在本实施例中，与第二托架52的第二端子部分83a相对的部位在使第二托架52与托架配合面22配合之后，通过铆接加工向第二端子部分83a侧凹陷。由此，第二托架52和导电材料8达到更紧贴的状态，电气连接更加可靠。而且，也可以在铆接加工等等的机械加工以外，通过使导电带等等介于第二托架52和第二端子部分83a之间等等，来确保导通。

此外，由于上述第一端子部分84和凸缘部分511的接触点为面接触，因而担心由于当通过模制树脂来将定子芯6模制成型时产生的模制树脂的注塑压力而造成接触点偏离。

因此，如图10所示，当在模具内模制定子2时，在容纳定子芯6的模具(下型100)中，设置将导电材料8的一部分压向凸缘部分511的施压部分110。

施压部分110由从下型100的底部突出的凸出部分构成，配置为与第一托架51的凸缘部分511和导电材料8的接触点相对。据此，当模制成型时，通过在由施压部分110将导电材料8的第一端子部分84压向凸缘部分511的状态下浇注模制树脂，能够在维持凸缘部分511和导电材料8的导通状态的情况下，进行模制成型。

参照图1及图10，关于定子2的组装过程的一个例子进行说明。首先，在将绝缘体7安装到预先组装的定子芯6之后，使用专用的卷线机来在各个齿62的外周缠绕线圈65。

然后，在将定子芯6和托架5按顺序装到芯120之后，安装导电材料8。将导电材料8的第二端子部分83的末端从保持材料71的保持沟槽72的一端(图10中的下端)的开口部分侧插入。在如此状态下使导电材料8移动，并压入导电材料8直到第一端子部分84和凸缘部分511接触为止。据此，第一端子部分84和凸缘部分511弹性地接触。

然后，配备导电材料8的定子芯6和第一托架51与芯120一起插入下型100。然后，从上方盖住图中未示出的上型，来密封定子芯6。此时，通过下型100内设置的施压部分110压导电材料8的第一端子部分84的一部分，第一端子部分84强行压凸缘部分511。

然后，熔化的模制树脂从图中未示出的嵌件成型机浇注到模具内，定子芯6的外周由模制树脂部分21覆盖。据此，导电材料8除第二端子部分83a之外的所有部分埋设在模制树脂部分21内。此时，由于第一端子部分84由施加部分110而压到凸缘部分511，因此模制树脂不会由于模制树脂的注塑压力而流入导电材料8和第一托架51的接触面。

当模制树脂冷却一定程度时，将模制树脂部分21覆盖的定子2从模具取出。第一轴承41安装到从模具取出的定子2的第一托架51，在将转子3的输出轴31压入于此的同时，将转子3与定子2的中心同轴地配置。

并且，在将控制基板130安装到定子2的另一方的端面并执行控制基板130和线圈65的连线处理等等之后，将预先配备有第二轴承42的第二托架52从转子3的输出轴31的另一端压入。

将第二托架52沿定子2的托架配合面22插入，直到碰到定子2的阶差面为止。据此，第二托架52的内周面与第二端子部分83a接触，第一托架51和第二托架52经由导电材料8电气导通。

然后，把与第二托架52的第二端子部分83a相对的外周部分向内径侧铆接加工，强行使之紧贴。据此，在使第二托架52固定至定子2的同时，预防第二托架52和第二端子部分83a的接触不良。至此，通过一系列的工序，组装了电动机1。

尽管在本实施例中，关于电动机1，以内转子型电动机为例进行说明，然而，本发明以使配备转子输出轴的轴承支撑机构的托架之间电气导通以具有相同电位来抑制电腐蚀为目的。因此，如果能够实现此目的，则本发明也可以应用于例如外转子型电动机及轴向间隙型电动机。

Claims (6)

1.一种模制电机，具有：定子，定子芯由模制树脂一体地模制成型，该定子由模制树脂部分覆盖；转子，配置在所述定子的内周面侧；输出轴，安装到所述转子；一对金属制托架，配置在所述定子的轴方向两端面侧；一对轴承，安装到所述输出轴；在所述各个托架设置用来支撑所述各个轴承的轴承支撑部分；

其中，所述一对托架由保持一方的所述轴承的第一托架和保持另一方的轴承的第二托架构成；在所述模制树脂部分中，埋设导电材料，该导电材料与所述定子芯电气非连接，与所述第一托架和所述第二托架电气连接。

2.按照权利要求1所述的模制电机，其中，在所述定子芯的外周面，凹陷部分沿所述输出轴的轴线方向延伸，所述导电材料沿所述凹陷部分配置。

3.按照权利要求1或2所述的模制电机，其中，所述导电材料由从所述定子芯的轴方向一端面起沿外周面配置的L字形金属板构成，所述第一托架在与所述导电材料的一端电气连接的状态下由所述模制树脂一体地模制成型。

4.按照权利要求3所述的模制电机，其中，所述导电材料的另一端从所述定子的外周面的一部分中暴露，固定为所述第二托架与所述暴露面接触。

5.按照权利要求1所述的模制电机，其中，在所述定子芯设置绝缘体，另一方面，在所述绝缘体设置用来保持所述导电材料的保持材料。

6.按照权利要求5所述的模制电机，其中，所述保持材料沿所述输出轴的轴线方向设置在所述定子芯的外周面，在所述保持材料中，设置用来保持所述导电材料的保持沟槽。

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