CN103066715A - 定子和旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子和旋转电机，使来自定子线圈的热不易传至框架侧。定子（1）包括铁芯主体（11）和模塑部（12），该铁芯主体（11）与框架（3）的大致圆筒状的周壁内表面（31）抵接设置，且卷绕有定子线圈，该模塑部（12）利用树脂对定子线圈的线圈端部进行了模塑。并且，在周壁内表面（31）和模塑部（12）之间形成有空隙部（7）。

Description

定子和旋转电机

技术领域

本发明所公开的实施方式涉及定子和旋转电机。

背景技术

以往，已知具备铁芯主体和模塑部的定子，所述铁芯主体与大致圆筒状的框架的周壁内面抵接设置且卷绕有定子线圈，所述模塑部利用树脂对定子线圈的线圈端部进行了模塑（例如，参照专利文献1）。

此外，为了对发热的定子线圈进行冷却，例如，上述专利文献1的定子在框架的内周设置有螺旋状的冷却液槽。

专利文献1：日本实开平3-70056号公报

但是，专利文献1涉及的定子的结构使得由定子线圈产生的热容易传导至框架侧。

发明内容

实施方式的一个形态正是鉴于上文而作出的，其目的在于提供一种使来自定子线圈的热不易传至框架侧的定子和旋转电机。

实施方式的一个形态所涉及的定子具备铁芯主体和模塑部。铁芯主体与框架的大致圆筒状的周壁内表面抵接设置，并且卷绕有定子线圈。模塑部利用树脂对所述定子线圈的线圈端部进行了模塑。并且，在所述框架的周壁内表面与所述模塑部之间形成有空隙部。

通过实施方式的一个形态，来自定子线圈的热不易传导至框架侧，从而能够将因热传导所带来的问题防患于未然。例如，在定子内装于预定的机械中的情况下，旋转电机的热传导至其他的机械要素，从而能够将由热膨胀等引起的各种问题防患于未然。

附图说明

图1是实施方式涉及的旋转电机的纵向剖面观察的说明图；

图2是图1的部分放大说明图；

图3是表示用于形成空隙部的工具装配状态的说明图。

标号说明

1：定子；2：转子；3：框架；7：空隙部；8：冷却液路；11：铁芯主体；12：模塑部；31：周壁内表面；34：密封材料安装槽。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请所公开的旋转电机的实施方式进行详细地说明。在本实施方式中，以将定子和转子组装于预定的装置的内装电动机作为旋转电机进行说明。但是，下面的实施方式中的例示并非对本发明的限定。

图1是实施方式涉及的旋转电机的纵向剖面观察的说明图，图2是放大了图1的一部分的部分放大说明图。

如图所示，作为旋转电机的一例的内装电动机10是机床的一个构成要素，该内装电动机10用于对支承工作对象物的工作台20进行旋转驱动。

即，本实施方式涉及的内装电动机10由定子1和转子2构成，所述定子1安装于大致圆筒状的框架3，所述转子2安装于旋转轴30，该旋转轴30的末端与工作台20连接。另外，当然，内装电动机10并不只限于安装于工作台20的旋转轴30，也可以安装于用于装配机床的工具的主轴等。

定子1具备：铁芯主体11，其由层叠铁芯构成，所述层叠铁芯与形成为大致圆筒状的框架3热压配合；和模塑部12，其利用树脂对卷绕于该铁芯主体11的定子线圈（未图示）的线圈端部进行了模塑。即，定子1被设置为与框架3的大致圆筒状的周壁内表面31抵接的状态。

通过将设置有定子1的框架3的靠工作台侧的厚度形成得较厚，从而在框架3的周壁内表面31的靠工作台侧形成台阶。并且，如图2所示，通过使铁芯主体11的端面与形成于该台阶部分的铁芯支承部32抵接，从而对铁芯主体11、即定子1进行了定位。

另一方面，转子2具备形成为圆筒形的转子铁芯21和设于转子铁芯21的外周面的磁铁22，并且转子2以与定子1之间设有很小的间隙地对置的方式相对于旋转轴30同心地安装。具体而言，转子2通过例如热压配合等隔着未图示的套管嵌装于旋转轴30。另外，转子铁芯21可以通过层叠铁芯形成，也可以通过铁等的切削部件形成。

通过所述结构，当对定子线圈通电时，通过磁极移位而在转子2产生旋转力，旋转轴30随之旋转。

旋转轴30经由第1轴承51和第2轴承52被第1托架41和第2托架42支承，所述第1托架41和第2托架42隔开预定间隔地设置。另外，如图1所示，在旋转轴30形成有能够与转子铁芯21的端面抵接的转子支承部33，通过使转子铁芯21的端面与转子支承部33抵接来对转子2进行定位。这样，被分别定位的定子1和转子2以既定的位置关系彼此对置。

此外，在第1托架41和位于工作台20侧的第2托架42之间设有框架3以及圆筒状的壳体4，所述框架3在内周面通过热压配合而嵌装有定子1。框架3通过框架安装螺栓6与第1托架41接合。

对于所述内装电动机10，在本实施方式中，定子1的结构具有特征。即，关于本实施方式涉及的定子1，在框架3的大致圆筒状的周壁内表面31与模塑部12之间形成有空隙部7。

通常，由于定子1相对于框架3处于紧贴状态，因此来自定子线圈的热直接传导至框架3侧。然而，在本实施方式涉及的内装电动机10中，由于在框架3的周壁内表面31与模塑部12之间设置了形成空气层的空隙部7，因此该空隙部7的存在使得来自定子1的定子线圈的热不易传导至框架3侧。

因此，在使用本实施方式涉及的内装电动机10的情况下，即使可能会由于定子1的热的传导，例如由于热膨胀等的影响而产生一些问题，也能够将所述问题的发生防患于未然。

例如，即使是在内装有定子1的机床侧存在哪怕是微热也很避忌的机械要素或切削对象的情况下，也能够将由于旋转电机的热传导至这些机械要素或切削对象而产生各种问题的情况防患于未然。

图3表示形成空隙部7时所使用的工具的安装状态的说明图。如图所示，在形成空隙部7的时候，在定子线圈的模塑时，优选使用具有空隙形成部71的大致L字状的模塑用工具70，所述空隙形成部71的厚度与预期的空隙厚度相当。

在装配有所述模塑用工具70的状态下，通过使用预定的模具（未图示）封入树脂，从而能够在框架3的周壁内表面31与模塑部12之间形成预期的厚度的空隙部7。

另外，在图3中，标号61表示形成有与框架安装螺栓6对应的内螺纹的螺栓孔。即，如图1和图2所示，在本实施方式涉及的内装电动机10中，通过框架安装螺栓6将第1托架41与框架3的端面连接。

空隙部7并非形成于框架3的周壁内表面31和模塑部12之间的整个范围。在模塑部12的靠铁芯主体11侧形成有与框架3接合的桥接部12a（参照图1和图2）。

即，由于模塑用工具70的长度被设定为使模塑用工具70的末端不会与铁芯主体11抵接（参照图3），因此在模塑时在模塑用工具70的末端与铁芯主体11之间形成桥接部12a。

所述桥接部12a在将内装电动机10如本实施方式那样组装于机床的情况下是有用的。即，当机床是切削设备等的情况下，在向工作对象物供给切削液的同时进行切削。这时，即使切削液浸入壳体4和托架41、42内，由于存在桥接部12a，因此不会发生切削液顺着框架3的周壁内表面31经由铁芯主体11到达定子线圈的危险。

另外，在本实施方式中，将空隙部7形成于夹着铁芯主体11的两侧。不过，也可以形成于一侧，在这种情况下，优选将空隙部7形成于工作台20侧。

即，在本实施方式中，哪怕是微热也很避忌的机械要素或切削对象存在于工作台20侧的可能性较高，因此优选将以绝热为目的的空隙部7至少形成于工作台20侧。

而且，在本实施方式中，通过在框架3设置台阶部而形成能与铁芯主体11的端面抵接的铁芯支承部32。即，将框架3的靠近工作台20的一侧形成为厚度较厚，在与占框架3的大部分的薄壁部分之间设置台阶部，利用该台阶部形成铁芯支承部32。

因此，由于框架3的靠工作台20侧形成为比较不容易传导热的厚壁部分，因此即使形成有与框架3接合的桥接部12a，也能够抑制从模塑部12向工作台20所在一侧的热传导。

此外，在本实施方式涉及的定子1中，在框架3的周壁形成有用于冷却铁芯主体11的冷却液路8。本实施方式中的冷却液路8在框架3的周壁呈螺旋状地设置于与铁芯主体11相对置的预定区域内。

即，冷却液路8设于下述的预定区域内，该预定区域被限定在构成定子1的铁芯主体11和模塑部12中的与周壁内表面31紧贴的铁芯主体11的轴向的全长（但不包括模塑部12那样的空隙部7）的范围。

并且，冷却液路8的始端与未图示的冷却液供给装置连接，当内装电动机10工作时，从冷却液供给装置供给冷却液，对定子1从其外周侧进行冷却。另外，优选冷却液从冷却液路8的另一端排出。

通过所述结构，来自铁芯主体11的热被在冷却液路8流动的冷却液冷却。另外，冷却液可以是专用冷却液，也可以使用冷却油或冷却水。

另外，冷却液路8为形成于框架3的槽渠状的液路即可，可以如本实施方式的内装电动机10那样在框架3的外周面形成为明渠状液路，也可以在框架3的周壁内形成为暗渠状液路。

这样，在本实施方式涉及的内装电动机10中，通过设置冷却液路8，从而能够与空隙部7所带来的抑制热传导效果相辅相成地在内装有定子1的机床侧抑制热通过框架3传导。

此外，在框架3设置冷却液路8的话，框架3与定子1之间的温度梯度明显变大。即，框架3冷却而要收缩，而另一方面定子1发热而要膨胀，因此在通常情况下，将对模塑部12施加大的压缩应力。但是在本实施方式涉及的内装电动机10中，由于在模塑部12与框架3的周壁内表面31之间形成有空隙部7，因此能够防止对模塑部12施加很大的应力。

此外，如图3所示，在框架3的与铁芯主体11对置的预定区域的外侧区域形成有密封材料安装槽34。并且，在该密封材料安装槽34内装配O形环9，使形成有冷却液路8的框架3与壳体4呈水密状地紧贴并连接。

在本实施方式涉及的内装电动机10中，仅在与铁芯主体11的轴向长度对应的预定区域内形成冷却液路8，并尽量地接近该预定区域地形成密封材料安装槽34。因此，能够缩短内装电动机10在轴方向的长度。由此，能够如图1所示实现短尺寸的电动机结构。

另外，在想要抑制从定子1向框架3的热传导的情况下，也考虑了扩张冷却液路8的形成区域。但是，在框架3的端面附近还形成有与框架安装螺栓6螺合的螺栓孔61，因此在框架3的端面部附近的区域未留有形成冷却液路8的剩余区域。

因此，如本实施方式涉及的内装电动机10那样设置空隙部7的结构非常有用。此外，如上所述，在实现短尺寸的电动机结构的情况下，则更为有用。

此外，本实施方式涉及的冷却液路8在模塑部附近的槽深比其他部分的槽深要深。

即，如图2所示，在形成为螺旋状的冷却液路8的始端附近和终端附近的部位，形成有大部分的为通常槽深的通常槽部81和在模塑部12附近比通常槽部81深出预定尺寸d的深槽部82。换而言之，在深槽部82的部分，框架3的厚度比通常槽部81的部分更薄，因此深槽部82的部分对定子1的冷却效果更高。

并且，在本实施方式中的冷却液路8中，将深槽部82形成为使得模塑部12的桥接部12a位于该深槽部82的宽度的范围内。即，虽然在桥接部12a的部分容易将热传至框架3，但是针对该情况，通过形成深槽部82保证了冷却效果不会降低。

这样，根据本实施方式涉及的定子1和作为具备该定子1的旋转电机的内装电动机10，定子1所产生的热不易传导至机床的其他机械要素或工作对象物。因此，能够保护其他机械要素或工作对象物不会发生因热膨胀等导致的各种问题。

另外，在上述的例子中，采用了在框架3的周壁设置冷却液路8的结构，不过也可以废除冷却液路8，采用在框架3的周壁内表面31和定子1的模塑部12之间仅形成空隙部7的结构。

此外，在形成了冷却液路8的情况下，并非一定需要使模塑部附近的槽深比其他部分深。

上述实施方式的进一步的效果以及变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广范围的形态并不限于以上表述和记述的特定的详细结构以及代表性的实施方式。因而，在不脱离所附的权利要求书以及其等价物所定义的概括性的发明的概念的精神或范围的条件下，可进行各种变更。

Claims (5)

1.一种定子，其特征在于，

该定子具备：

铁芯主体，所述铁芯主体与框架的大致圆筒状的周壁内表面抵接设置，并且该铁芯主体卷绕有定子线圈；和

模塑部，所述模塑部利用树脂对所述定子线圈的线圈端部进行了模塑，

在所述周壁内表面与所述模塑部之间形成有空隙部。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

在所述框架的周壁，在与所述铁芯主体相对置的预定区域内形成有冷却液路。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，

所述冷却液路在所述模塑部附近的槽深比在其他部分的槽深要深。

4.根据权利要求2或3所述的定子，其特征在于，

在所述框架中的所述预定区域的外侧区域形成有密封材料安装槽。

5.一种旋转电机，其特征在于，

该旋转电机包括：

权利要求1～4中的任一项所述的定子；和

转子，所述转子以与所述定子对置的方式安装于旋转轴。

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