CN103855821A

CN103855821A - 电动机的定子

Info

Publication number: CN103855821A
Application number: CN201310642258.7A
Authority: CN
Inventors: 齐藤哲丸
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: US9178398B2; CN103855821B; JP5607708B2; DE102013020066A1; DE102013020066B4; US20140152141A1; JP2014110716A; CN203813544U

Abstract

本发明提供一种电动机的定子（100），该电动机的定子具备线圈（12）；定子铁芯（10），其支撑线圈；以及罩部（22a、22b），其以包围线圈的线圈末端（13a、13b）的方式安装于定子铁芯，并且罩部的外径至少部分地小于定子铁芯的外径，罩部的线性膨胀系数大于定子铁芯的线性膨胀系数，通过罩部热膨胀而使罩部与配置于定子周围的外壳紧贴。

Description

电动机的定子

技术领域

本发明涉及电动机的定子。本发明尤其涉及具备覆罩部从定子铁芯的端面突出的线圈末端的罩部的电动机的定子。

背景技术

通常，需要高输出的电动机。然而，若使电动机高输出化，则需要有效地排出由线圈产生的热量。从而，以往设计有能够将由线圈产生的热量有效地排出到外部的各种电动机。

日本专利第3262716号公报、日本特开2008-178190号公报以及日本专利第3775348号公报公开有将电动机的定子插入筒体，并将热传导性高的绝缘性树脂填充在定子与筒体间的空隙的方案。可是，在该情况下，因为定子的外径增加了相当于筒体的厚度，所以存在不能将插入于筒体的定子配置在已有的外壳内的可能性。

并且，日本特开2010-68699号公报公开有两个罩部包围各个线圈末端的构成。在该情况下，因为定子的外径没有变化，所以不会发生上述的问题。另外，因为只准备罩部即可，所以比起使用筒体的情况可更低价地解决。

然而，在日本特开2010-68699号公报中，因为用热传导性高的材料制作罩部，所以存在罩部的温度比起定子铁芯更容易上升的问题。

另外，定子通过热压配合固定于外壳的情况较多。从而，在将定子插入被加热的外壳时等，罩部比定子铁芯更快速地被加热，其结果，存在罩部热膨胀从而紧嵌在外壳的情况。

发明内容

本发明是鉴于这样的事情而完成的发明，其目的在于提供一种具备不会紧嵌在外壳的罩部的电动机的定子。

为了实现上述的目的，根据第一个方式，提供一种电动机的定子，其具备：线圈；定子铁芯，其支撑该线圈；以及罩部，其以包围从该定子铁芯的轴线方向端面突出的上述线圈的线圈末端的方式安装于所述定子铁芯，所述罩部的外径至少部分地小于所述定子铁芯的外径，所述罩部的线性膨胀系数大于所述定子铁芯的线性膨胀系数，通过所述罩部热膨胀而使所述罩部与配置于所述定子周围的外壳紧贴。

根据第二个方式，在第一个方式中，切口部形成于所述罩部的末端的外侧边缘部。

根据第三个方式，在第一个方式中，从所述罩部的基端延伸到末端的倾斜部形成于所述罩部的外表面。

根据第四个方式，在第一个方式中，弯曲部形成于所述罩部的末端的外侧边缘部。

根据第五个方式，在第一个方式中，从所述罩部的基端延伸到末端的弯曲部形成于所述罩部的外表面。

根据第六个方式，在第一个方式中，在所述罩部的外面形成有阶梯部，使该阶梯部的外径在所述罩部的基端与所述定子铁芯的外径相等、且在所述罩部的末端小于所述定子铁芯的外径。

根据第七个方式，在第六个方式中，在所述罩部的末端的外侧边缘部形成有切口部或者弯曲部。

由附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点变得更加清楚。

附图说明

图1是表示本发明的电动机的定子的构成的剖视图。

图2A是图1所示的线圈末端部分的第一放大图。

图2B是线圈末端部分的第二放大图。

图3A是线圈末端部分的第三放大图。

图3B是线圈末端部分的第四放大图。

图4A是线圈末端部分的第五放大图。

图4B是线圈末端部分的第六放大图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的图中，相同的部件带有相同的参照标记。为了容易理解，这些图被适当地变更了缩尺。

图1是表示本发明的电动机的定子的构成的剖视图。如图1所示，电动机的定子100具备定子铁芯10、线圈12、填充树脂14以及末端罩22a、22b。另外，定子100通过热压配合等配置于外壳110内。

定子铁芯10是圆筒状的铁芯，通过层叠轮状的磁性钢板来制造。在定子铁芯10的内部形成有中空孔11。该中空孔11插入有在注入填充树脂14（树脂填充材料）时使用的夹具或者电动机的转子（未图示）。

定子铁芯10支撑线圈12，线圈12的端部亦即线圈末端部分13a、13b从定子铁芯10的轴线方向的端面向外侧突出。另外，如图1所示，从线圈末端部分13a的端部向外部导出有用于向线圈12供给电源的导线18。

本实施方式的末端罩22a、22b是大致圆筒状的部材，由传热性高的材料，例如树脂形成。如图1所示，末端罩22a、22b以在圆周方向覆盖各个线圈末端部分13a、13b的方式安装于定子铁芯10。另外，从图1可知，末端罩22a、22b的最大外径H0与定子铁芯10的外径W0相等。

填充树脂14被注入并填充在线圈末端部分13a、13b与末端罩22a、22b之间的空间，并被固化。填充树脂14和末端罩22a、22b在填充树脂14的外周面紧贴。因此，由线圈末端部分13a、13b产生的热量经由填充树脂14以及末端罩22a、22b向外部的外壳110排出。

图2A是线圈末端部分的第一放大图。在图2A中，虽然示出有一方的线圈末端部分13a，但是另一方的线圈末端部分13b也为相同的构成。并且，为了简洁，在图2A中省略外壳110的图示。这些对于后述的图2B～图4B也相同。

如图2A所示，在末端罩22a的外侧边缘部形成有切口部41。从而，末端罩22a、22b的末端的末端罩22a、22b的末端外径H1小于定子铁芯10的外径W1。在未形成有切口部41的末端罩22a、22b的其余的部分中，末端罩22a、22b的最大外径H0与定子铁芯10的外径W0相等。

在这样的构成中，在将定子100配置在外壳110时，在末端罩22a、22b的末端与外壳之间形成有微小的空隙。另外，定子100一般通过热压配合固定于外壳110。在本发明中，因为即使是通过热压配合将定子100固定在外壳110的情况，也存在微小的空隙，所以能够抑制末端罩22a、22b的温度急剧地上升。因此，能够防止在热压配合的过程中罩部紧嵌在外壳。

另外，在电动机运转时若外壳达到某一温度，则末端罩22a、22b热膨胀，末端罩22a、22b的末端的末端外径H1与定子铁芯的外径W0相等。因此，末端罩22a、22b的末端附近的外周面也与外壳的内表面紧贴。从而，在电动机运转时，作为发热体的末端罩22a、22b与作为散热部的外壳110紧贴。因此，电动机运转时，由末端罩22a、22b产生的热量被有效地传送至外壳110。即，在本发明中，对于末端罩22a、22b整体能够得到与末端罩22a、22b的外径和定子铁芯10的外径相等的与现有技术的定子100相同的散热效果。

另外，末端罩22a、22b的末端外径H1由以下的数学式（1）来确定。

H1=W0×{1＋σ0（T－Tr）}／{1＋σ1（T－Tr）} （1）

在数学式（1）中，σ0是定子铁芯10的材料的线性膨胀系数（1／℃），σ1是末端罩22a、22b的材料的线性膨胀系数（1／℃），T是末端罩22a、22b的末端热膨胀从而与外壳110紧贴时的外壳110的温度（℃），Tr是室温（℃）。

线性膨胀系数σ0、σ1根据所使用的材料而确定。从而，在本发明中，如果确定出配置有定子100的外壳110与末端罩22a、22b紧贴的温度，则能够算出末端外径H1。该温度T考虑线性膨胀系数σ0、σ1并通过实验等事先算出。

在图2A所示的一个实施方式中，形成定子铁芯10的电磁钢板的线性膨胀系数σ0约是11.2×10^－6（1／℃），其外径是W0=约

180.0（mm）。末端罩22a、22b例如由铝合金形成，其线性膨胀系数σ1是23×10^－6（1／℃）。并且，将非运转时的框体温度Tr设为25℃，末端罩22a、22b的末端与外壳110紧贴时的温度T设定为T=50（℃）。在这样的情况下，通过数学式（1）算出末端罩22a、22b的末端外径是H1=179.947（mm）。通过利用数学式（1），简单地求出末端罩22a、22b的末端外径H1，从而，能够制作出合适的形状的末端罩22a、22b。

另外，为了缓和在末端罩22a、22b以及填充树脂24膨胀/收缩时施加到定子100的线圈12的应力，期望末端罩22a、22b以及填充树脂14线性膨胀系数彼此接近。另外，通过同样的理由，要求末端罩22a、22b以及填充树脂14的线性膨胀系数大于定子铁芯10的材料的线性膨胀系数以及外壳的线性膨胀系数。

图2B是线圈末端部分的第二放大图。在图2B中，从末端罩22a、22b的基端延伸到末端的倾斜部42形成在末端罩22a、22b的外周面。从图2B可知，倾斜部42以从基端向末端前端变细的方式形成。另外，倾斜部42以倾斜部42的末端亦即末端罩22a、22b的末端的外径与上述末端外径H1相同的方式形成。在该情况下，与图2A所示的切口部41比较，能够容易地形成倾斜部42。

图3A是线圈末端部分的第三放大图。在图3A中，在末端罩22a、22b的末端的外侧边缘部形成有弯曲部43。由图3A可知，弯曲部43以向末端罩22a、22b的末端前端变细的方式形成。另外，弯曲部43以弯曲部43的末端亦即末端罩22a、22b的末端的外径与上述末端外径H1相同的方式形成。此外，线圈末端部分的第四放大图亦即图3B所示，弯曲部44也可以以从末端罩22a、22b的基端延伸到末端的方式形成。与图3A所示的弯曲部43比较，可知能够容易形成弯曲部44。

图4A是线圈末端部分的第五放大图。在图4A中，在末端罩22a、22b的基端附近的外周面形成有阶梯部45。由图4A可知，末端罩22a、22b的基端的阶梯部45的外径H0与定子铁芯10的外径W0相等。并且，末端罩22a、22b的末端的阶梯部45的外径小于定子铁芯的外径W0，与上述的末端外径H1相等。

并且，图4B是线圈末端部分的第六放大图。在如图4B所示的末端罩22a、22b形成有与上述相同的阶梯部45。并且，末端罩22a、22b的末端的外侧边缘部形成有弯曲部46。该弯曲部46与上述的弯曲部34不同，弯曲部46的末端的外径小于上述的末端外径H1。此外，也可以代替弯曲部46，形成切口部（未图示）。并且，虽然未在图中示出，但是也可以对于在图4中外径相当于末端外径H1的末端罩22a、22b的整个区域L，形成倾斜部或者弯曲部。

这样，可知即使在图2B～图4B所示的实施方式中，也能得到与参照图2A说明的相同的效果。此外，基端的外径与定子铁芯10的外径W0相等，且末端的外径与末端外径H1对应的所有形状的末端罩22a、22b包含于本发明的范围。

本发明的效果如下。

在本发明中，在将定子插入外壳时，能够在罩部与外壳之间形成微小的空隙。从而，由于该空隙的存在，能够抑制罩部温度上升。因此，能够防止在热压配合过程中罩部紧嵌在外壳。

并且，在电动机运转时，若外壳达到某一温度，则罩部热膨胀，罩部的外径变得与定子铁芯的外径相等。因此，罩部与外壳的内表面紧贴，能够提高热传导效率。

虽然使用典型的实施方式说明了本发明，但是如果是本领域的技术人员，能够理解为在不脱离本发明的范围的情况下，能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。

Claims

1.一种电动机的定子，其特征在于，

具备：

线圈（12）；

定子铁芯（10），其支撑该线圈；以及

罩部（22a、22b），其以包围从该定子铁芯的轴线方向端面突出的所述线圈的线圈末端的方式安装于定子铁芯，

所述罩部的外径至少部分地小于所述定子铁芯的外径，

所述罩部的线性膨胀系数大于所述定子铁芯的线性膨胀系数，

通过所述罩部热膨胀而使所述罩部与配置于所述定子周围的外壳（110）紧贴。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

切口部（41）形成于所述罩部的末端的外侧边缘部。

3.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

从所述罩部的基端延伸到末端的倾斜部（42）形成于所述罩部的外表面。

4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

弯曲部（43）形成于所述罩部的末端的外侧边缘部。

5.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

从所述罩部的基端延伸到末端的弯曲部（44）形成于所述罩部的外表面。

6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

在所述罩部的外表面形成有阶梯部（45），使该阶梯部的外径在所述罩部的基端与所述定子铁芯的外径相等、且在所述罩部的末端小于所述定子铁芯的外径。

7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，

在所述罩部的末端的外侧边缘部形成有切口部或者弯曲部（46）。