CN104285359B - 电动机组件及电动机的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够防止密封剂从引线取出部分泄漏的电动机组件以及使用该电动机组件的电动机的制造方法。电动机组件包括：转子(12)、定子(13)、外壳(14)、具有贯穿孔(22)的分隔壁(21)、由富于弹性的材料形成且具有锥状外周面并嵌入于所述贯穿孔(22)的插头(23)以及连接于定子(13)的引线(25)。插头(23)包围引线插通孔(24)，在引线(25)插通于该引线插通孔(24)的状态下密封剂(20)被注入于外壳(14)。其注入压力将插头(23)朝向外侧推压，使其外周面与包围贯穿孔(22)的内周面紧贴，并且，使插头(23)沿缩径方向弹性变形从而堵塞引线插通孔(24)。

Description

电动机组件及电动机的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电动机组件以及使用该电动机组件来制造电动机的方法，该电动机组件具备包含线圈端部的定子，密封剂以密封该定子的整体或一部分的方式被注入模具中。
背景技术
图6表示以往的电动机。该电动机具备电动机轴1、以电动机1为中心旋转的转子2、设置于该转子2的外周的定子3、收容所述转子2和所述定子3的外壳4以及安装于该外壳4的轴向的一端的罩体5。该电动机例如挖掘机的回转电动机那样，以电动机轴1呈铅垂的纵置姿势被设置。以下，在图6所示的以往技术以及后述的本发明的实施方式中，以该姿势为前提，将该电动机的轴向作为上下方向而说明。此外，在该说明书中，“电动机”除包含狭义的电动机以外，还包含基于与电动机相同的原理的发电机以及发电电动机。
所述罩体5使用未图示的螺栓被安装于所述外壳4的上端面。电动机轴1的上部以及下部分别通过轴承6、7而能够旋转地支撑于所述罩体5以及所述外壳4的下部。
所述定子3具有：由互相层叠的电磁钢板构成的定子芯8；以及沿上下方向(电动机轴的轴向。以下有时称为电动机轴向)卷绕安装于该定子芯8的定子线圈9。定子线圈9具有作为上下两侧的折返部的一对线圈端部9a，这些线圈端部9a以从定子芯8的轴向两端面向电动机轴向突出的状态被卷绕安装。
所述定子3在卷绕安装所述线圈后插入于所述外壳4内。在该外壳4盖上上模，以将该外壳4作为接收模(receiving die)(下模)而使用。从该上模注入密封剂10而填充于外壳4内，该密封剂10例如包含具有电绝缘性和传热性的不饱和聚酯等合成树脂材料。由此，密封剂10被设置成覆盖定子3整体或包含线圈端部9a的定子的一部分，提高从定子3向外壳4的传热性(参照专利文献1)。该密封剂10施加一定的压力被注入，以便可靠地浸透到例如定子线圈之间那样的需要密封的部分。
在该电动机中，在所述线圈端部9a连接有未图示的引线，该引线用于连接外部配线与定子线圈9，该引线通过设置在外壳周壁的贯穿孔而被取出到外部，并连接于设置在外壳外周壁的端子座。作为用于取出该引线的结构，一般已知有专利文献2中所示的结构。该结构包含装入所述贯穿孔的密封部件(索环)。该密封部件包围处于其中心部的引线插通孔，引线插通于该引线插通孔。
但是，在该结构中，如上所述地注入于外壳4内的密封剂10因其注入压力(流动压力)而有可能从所述密封部件的引线插通孔或从密封部件与贯穿孔周面之间泄漏到外部。该密封剂的泄漏使其注入压力降低，从而降低定子密封效果。此外，泄漏的密封剂进入端子座而有可能降低电绝缘性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2002-125337号
专利文献2：日本专利公开公报特开2002-165405号
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止为了制造电动机而被注入的密封剂从引线取出部分泄漏的电动机组件以及使用该电动机组件制造电动机的方法。
本发明所涉及的电动机组件包括：电动机轴；转子，以该电动机轴为中心旋转；定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；外壳，收容所述转子以及所述定子，并且，由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂能够以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于其内部；引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；分隔壁，隔开被注入所述密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔；以及插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁。所述插头由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，所述插头具有从所述密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触。
此外，本发明提供的电动机的制造方法包括以下步骤：准备电动机组件的步骤，该电动机组件包括：电动机轴；转子，以该电动机轴为中心旋转；定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；外壳，收容所述转子以及所述定子；引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；分隔壁，隔开被注入所述密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔；以及插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁，其中，所述插头由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，所述插头具有从所述密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触；以及注入以及推压步骤，将由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于该电动机组件的外壳内部，并且，利用该注入压力，将所述插头朝向外侧推压，以将该插头的锥状的外周面向包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面推压。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的电动机的剖视图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3(a)是放大图1中用圆III包围的部分的图，是表示注入密封剂前的状态的剖视图，(b)是放大该部分的图，是表示注入密封剂后的状态的剖视图。
图4是所述电动机的分隔壁和插头的立体图。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的电动机的剖视图。
图6是以往的电动机的剖视图。
具体实施方式
参照图1至图5说明本发明的实施方式。这些实施方式以与图6所示的电动机一样以纵置姿势设置的电动机作为适用对象。
具体而言，各实施方式所涉及的电动机通过在电动机组件注入密封剂20而制造，该电动机组件包括：电动机轴11；以该电动机轴11为中心旋转的转子12；设置在该转子12的外周的定子13；收容所述转子12以及所述定子13的外壳14；以及安装于该外壳14的轴向的一端的罩体15。所述外壳14具有底壁14a和位于其上侧且连接于该底壁14a的周缘的周壁14b。罩体15使用未图示的螺栓被安装于外壳14的上端面。电动机轴11的上部以及下部分别通过轴承16、17而能够旋转地支撑于罩体15以及外壳14的下部。定子13具有由互相层叠的电磁钢板构成的定子芯18和沿上下方向卷绕安装于该定子芯18的定子线圈19。定子线圈19具有一对线圈端部19a，该一对线圈端部19a作为上下两侧的折返部分、即在电动机轴11的轴向上的两端，定子线圈19以这些线圈端部19a从定子芯18的轴向两端面向电动机轴向突出的状态被卷绕安装，定子13的整体或包含两侧的线圈端部19a的定子13的一部分被密封剂(sealant)20覆盖，该密封剂20包含具有电绝缘性和传热性的不饱和聚酯等合成树脂。
接下来，参照图1至图4说明第一实施方式的特征。
第一实施方式所涉及的电动机组件还包括：分隔壁21、多个插头23、多个引线25以及端子座27。
所述分隔壁21由如硅橡胶等那样的具有高弹性的材料形成为壁厚的四边形板状，且其弹性至少高于形成外壳14的材料，并设置于所述外壳14的周壁14b的上部。具体而言，该周壁14b的上部的一部分被切口，且所述分隔壁21以如下方式设置，即：填补该被切口的部分，并且，划分被注入密封剂20的密封空间S1即外壳14内的空间和不被注入密封剂20的非密封空间即外壳14之外的空间。
在所述分隔壁设置有一个或多个贯穿孔22。在图2及图4所示的例子中，三个贯穿孔22在水平方向上互相隔开间隔而设置于分隔壁21的上下方向的中心部。各贯穿孔22是从密封空间S1侧朝向非密封空间侧缩径的锥形孔，各贯穿孔22分别被所述插头23堵塞。各插头23与分隔壁21同样地由硅橡胶等具有高弹性的材料形成，呈从密封空间S1侧朝向非密封空间侧以与贯穿孔22相同的角度顶端缩径的锥状(圆锥台形状)，且呈包围处于其中心的位置的引线插通孔24的筒状。所述各引线25连接于上侧的线圈端部19a，并且，通过所述各插头23的引线插通孔24而导出到该插头23的外部。
所述端子座27用于将所述各引线25与外部配线28连接，被支撑于设置在所述外壳14的上部的端子座支撑部26。所述端子座支撑部26设置于所述分隔壁21的外侧，呈包围非密封空间即空洞部S2的形状。本实施方式所涉及的端子座支撑部26具有分别位于所述空洞部S2的下侧、外侧以及左右两侧的底壁26a、外侧壁26b以及左右侧壁26c、26d，所述端子座27安装于所述端子座支撑部26的底壁26a。即，端子座支撑部26以在所述分隔壁21与所述端子座27之间形成所述空洞部S2的方式支撑该端子座27。
本实施方式所涉及的电动机例如以如下方式制造。
(1)在定子芯18卷绕安装定子线圈19，由此构成定子13。该定子13插入于预先安装有分隔壁21的外壳14内的指定位置。
(2)如图3(a)所示，在引线25插通于插头23的引线插通孔24的状态下，插头23嵌入于分隔壁21的贯穿孔22。
(3)在外壳14的上面设置上模即注入模，如图3(b)所示地从所述上模向作为下模的外壳14内注入密封剂20。此时，因密封剂20的注入(流动)压力，插头23的锥状的外周面从外壳14的内侧朝向外侧被推压于包围贯穿孔22的锥状的内周面(分隔壁21的内周面)。据此，该外周面紧贴于该内周面，并且，插头23利用从所述内周面所受的反作用力而向缩径方向弹性变形而堵塞引线插通孔24。详细而言，堵塞包围引线插通孔24的插头23的内周面与引线25之间的间隙。据此，防止密封剂20通过该间隙而泄漏到外壳14的外部。此时，通过以下的A)和B)能够进一步提高防止密封剂的泄漏的效果，即：A)插头23和分隔壁21这两者的弹性恢复力作为使该插头23的外周面与包围所述贯穿孔22的分隔壁21的内周面之间紧贴的力以及堵塞引线插通孔24的内侧的间隙的力而作用；B)所述外周面以及所述内周面作为互相对应的锥形面而形成且该锥形面之间的紧贴力和插头23的缩径方向的力作用于插头23的全长范围。
另一方面，在作为引线25被导出到外壳14的外侧的部分的引线取出部分与端子座27之间确保空洞部S2、即电绝缘性高的空气层，因此，即使在密封剂注入初期等密封剂20泄漏的情况下，也更可靠地抑制泄漏的密封剂到达端子座27而使电绝缘性降低的情况发生。
下面，参照图5说明本发明的第二实施方式的特征。即，说明第二实施方式与第一实施方式的不同点。
在第二实施方式中，外壳14的底壁14a的一部分被切口而不是周壁14b，在该被切口的部分设置具有贯穿孔22的分隔壁21，在该贯穿孔22嵌入插头23，并且，连接于下侧的线圈端部19a的引线25通过插头23的引线插通孔24而被导出至外壳14的外部并连接于图5中未示出的端子座。在此，所述分隔壁21以及插头23由硅橡胶等富有弹性的材料形成的点、贯穿孔22以及插头23被形成为从密封空间S1朝向非密封空间即外壳14的外侧的空间缩径的锥状的点与第一实施方式相同。
根据该第二实施方式，也与第一实施方式一样获得基本的效果，即利用密封剂20的注入压力将插头23朝向外侧推压而使其外周面紧贴于包围贯穿孔22的分隔壁21的内周面，并且，堵塞引线插通孔24的内侧的间隙，据此，防止密封剂20在引线取出部分从外壳14泄漏。
本发明并不限定于所述第一以及第二实施方式，例如也包含以下的实施方式。
(i)在本发明中，也可以为所述分隔壁21的贯穿孔22是在其全长范围具有均一的直径的直孔，具有锥状的外周面的插头23嵌入于该直孔。
(ii)也可以为所述分隔壁21由实质上不具有弹性或只具有低的弹性的材料例如金属形成，插头23只基于其自身的弹性并利用密封剂注入压力而向缩径方向弹性变形。例如，也可以为外壳14的周壁的一部分直接构成分隔壁并在其上设置贯穿孔22。
(iii)本发明并不限定于纵置设置的电动机，也同样能适用于横置设置的电动机的制造以及与上述一样的原理的发电机以及发电电动机。
如上所述，根据本发明，可提供能够防止为了制造电动机而被注入的密封剂从引线取出部分泄漏的电动机组件以及使用该电动机组件制造电动机的方法。
本发明所涉及的电动机组件包括：电动机轴；转子，以该电动机轴为中心旋转；定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；外壳，收容所述转子以及所述定子，并且，由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂能够以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于其内部；引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；分隔壁，隔开被注入所述密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔；以及插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁。所述插头由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，所述插头具有从所述密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触。
此外，本发明提供的电动机的制造方法包括以下步骤：准备电动机组件的步骤，该电动机组件包括：电动机轴；转子，以该电动机轴为中心旋转；定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；外壳，收容所述转子以及所述定子；引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；分隔壁，隔开被注入所述密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔；以及插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁，其中，所述插头由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，所述插头具有从所述密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触；以及注入以及推压步骤，将由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于该电动机组件的外壳内部，并且，利用该注入压力，将所述插头朝向外侧推压，以将该插头的锥状的外周面向包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面推压。
根据所述电动机组件以及使用该电动机组件的电动机的制造方法，嵌入于分隔壁的贯穿孔的插头利用密封剂的注入压力而朝向外侧被推压，由此，该锥状的外周面紧贴于包围贯穿孔的内周面，并且，此时该插头从该内周面所受的反作用力使该插头朝向缩径方向弹性变形，以堵塞所述引线插通孔的内侧的间隙，即包围该引线插通孔的插头的内周面与引线之间的间隙。据此，能够防止密封剂从引线取出部分泄漏。
在本发明所涉及的电动机组件中，优选：所述分隔壁由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成。形成该分隔壁的材料的高的弹性与形成插头的材料的弹性互起作用，提高使该插头的外周面与包围贯穿孔的分隔壁的内周面紧贴的紧贴力，并且，提高插头堵塞引线插通孔的力，据此，进一步提高防止密封剂泄漏的效果。
在本发明所涉及的电动机组件中，优选：包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面是从所述密封空间朝向所述非密封空间缩径并且与所述插头的外周面相对应的锥状。此种内周面的形状能够使所述紧贴力以及使所述插头向缩径方向压缩的力作用于插头的全长范围，据此，能够进一步提高防止密封剂泄漏的效果。
在本发明所涉及的电动机组件中，在所述外壳具有底壁和位于该底壁的上侧且连接于该底壁的周缘部的周壁的情况下，所述分隔壁可以设置在所述底壁，也可以设置在所述周壁。在后者的情况下，该电动机组件优选还包括：连接所述引线与外部配线的端子座；以及设置于所述分隔壁的外侧的端子座支撑部，其中，该端子座支撑部以在所述分隔壁与所述端子座之间形成作为所述非密封空间的空洞部的方式支撑该端子座。由此，在作为引线的取出部分的分隔壁与端子座之间存在空洞部、即电绝缘性高的空气层，这使得即使在密封剂注入初期等密封剂从引线取出部分泄漏的情况下，也更可靠地抑制泄漏的密封剂到达端子座而使电绝缘性降低的情况发生。

Claims (4)

1.一种电动机组件，用于构成电动机，其特征在于包括：
电动机轴；
转子，以该电动机轴为中心旋转；
定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；
外壳，收容所述转子以及所述定子，并且，由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂能够以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于其内部，在所述外壳的一部分形成切口部；
引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；
分隔壁，填补所述切口部，隔开被注入所述密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔，所述分隔壁由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面是从所述外壳的内部即密封空间朝向所述非密封空间缩径的锥状；以及
插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁，其中，
所述插头位于所述外壳的内部，由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，
所述插头具有从所述外壳的内部即密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，
所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触，所述插头受到注入于所述密封空间内的密封剂的注入压力，所述插头的锥状的所述外周面推压在所述分隔壁的锥状的所述内周面上。
2.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于：
所述分隔壁的内周面是与所述插头的外周面相对应的锥状。
3.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于：
所述外壳具有底壁和位于该底壁的上侧且连接于该底壁的周缘部的周壁，所述分隔壁设置于所述周壁，
所述电动机组件还包括：连接所述引线与外部配线的端子座；以及设置于所述分隔壁的外侧的端子座支撑部，其中，
该端子座支撑部以在所述分隔壁与所述端子座之间形成作为所述非密封空间的空洞部的方式支撑该端子座。
4.一种用于制造电动机的方法，其特征在于包括以下步骤：
准备电动机组件的步骤，该电动机组件包括：
电动机轴；
转子，以该电动机轴为中心旋转；
定子，设置于该转子的外周，且具有处于所述电动机轴的轴向上的两端的一对线圈端部；
外壳，收容所述转子以及所述定子，在所述外壳的一部分形成切口部；
引线，连接于所述定子的线圈端部的至少其中之一，并具有被导出至所述外壳的外部的部分；
分隔壁，填补所述切口部，隔开被注入密封剂的密封空间与不被注入所述密封剂的非密封空间，且形成有以连通所述密封空间与所述非密封空间的方式贯穿该分隔壁的贯穿孔，所述分隔壁由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面是从所述外壳的内部即密封空间朝向所述非密封空间缩径的锥状；以及
插头，以堵塞所述贯穿孔的方式安装于所述分隔壁，其中，
所述插头位于所述外壳的内部，由弹性高于形成所述外壳的材料的材料形成，
所述插头具有从所述外壳的内部即密封空间朝向非密封空间缩径的锥状的外周面，且呈包围位于其中心的引线插通孔的筒状，
所述插头以如下方式嵌入于所述贯穿孔，即：在所述引线插通于所述引线插通孔且所述插头的两端部中其外周面的直径大的一侧的端部位于所述密封空间侧的状态下，该插头的外周面与包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面接触；以及
注入以及推压步骤，将由具有传热性以及电绝缘性的合成树脂材料形成的密封剂以覆盖至少所述线圈端部的状态注入于该电动机组件的外壳内部，并且，利用该注入压力，将所述插头朝向外侧推压，以将该插头的锥状的外周面向包围所述贯穿孔的所述分隔壁的内周面推压。
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