CN108352752B - 电动机 - Google Patents

Abstract

电动机具有：定子铁心(1)；转子(2)，其配置在定子铁心(1)的内侧；罩部(3a)，其配置在定子铁心(1)的轴向的端面；模塑树脂部(4a)，其配置在多个线圈端部(2a)和罩部(3a)之间；以及筒状的壳体，其配置在罩部(3a)的径向外侧，并且配置在定子铁心(1)的径向外侧。另外，罩部(3a)具有：第1内径的第1内周部(3a3)，其设置在与定子铁心(1)相对的第1端面(3a1)侧；比第1内径大的第2内径的第2内周部(3a4)，其设置在第1端面(3a1)的相反侧的第2端面(3a2)侧；以及台阶部(3a5)，其设置在第1内周部(3a3)和第2内周部(3a4)之间的边界部。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种具有定子和在定子的内侧配置的转子的电动机。

背景技术

近年，为了应对机械加工的节拍缩短而对工业用途电动机的高输出化及高扭矩化的要求不断提高。伴随电动机的高输出化及高扭矩化，配置于定子的线圈的发热量变大。因此，需要将在线圈中产生的热高效地排出至电动机的外部。

在专利文献1中，公开有将在线圈中产生的热高效地排出至外部的电动机的构造。在专利文献1中公开的电动机的定子具有：环状的定子铁心；多个线圈，它们在定子铁心的周向上分离地排列；筒状的罩部，其将多个线圈各自的线圈端部包围；导热性树脂，其填充在线圈端部和罩部之间；以及壳体，其配置在定子铁心及罩部的外周侧。

在专利文献1公开的电动机中，作为导热部件而使用了导热性树脂。而且，从线圈端部产生的热按照导热性树脂、罩部及壳体这样顺序传递，或者按照导热性树脂、罩部、定子铁心及壳体这样的顺序传递。而且，传递至壳体热向外部排热。

专利文献1：日本特开2010－68699号公报

发明内容

在专利文献1公开的电动机中，由于在电动机的运转过程中的导热性树脂和罩部的线膨胀系数的差，罩部向轴向移动。

在专利文献1中，没有给出防止如上所述的罩部的移动的对策，因此由于罩部向轴向移动，从而导热性树脂和罩部之间的接触面积降低，另外在罩部和定子铁心的端面之间也产生间隙。因此，从导热性树脂向罩部传递的热量降低，并且从罩部向定子铁心传递的热量也降低。因此，存在散热性能降低这样的课题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种能够抑制散热性能的降低的电动机。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的电动机具有环状的定子铁心、以及在所述定子铁心的周向排列的多个线圈。本发明的电动机具有：筒状的罩部，其配置在所述定子铁心的轴向的端面，将从所述定子铁心的轴向的端面凸出的所述多个线圈的线圈端部包围；以及导热性树脂部，其配置在所述多个线圈的各个线圈端部和所述罩部之间。本发明的电动机的罩部具有第1内径的第1内周部，该第1内周部设置在与定子铁心相对的第1端面侧。本发明的电动机的罩部具有比所述第1内径大的第2内径的第2内周部，该第2内周部设置在所述第1端面的相反侧的第2端面侧。本发明的电动机的罩部具有台阶部，该台阶部设置在所述第1内周部和所述第2内周部之间的边界部。

发明的效果

本发明所涉及的电动机实现能够抑制散热性能的降低的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的电动机的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的电动机的定子的纵剖视图。

图3是图2所示的III－III箭头方向剖视图。

图4是图2所示的IV－IV箭头方向剖视图。

图5是图2所示的V－V箭头方向剖视图。

图6是图2所示的定子的一端侧的放大图。

图7是图6所示的罩部的斜视图。

图8是本发明的实施方式2所涉及的电动机的定子的剖视图。

图9是图8所示的IX－IX箭头方向剖视图。

图10是图8所示的X－X箭头方向剖视图。

图11是图8所示的XI－XI箭头方向剖视图。

图12是图8所示的定子的一端侧的放大图。

图13是本发明的实施方式3所涉及的电动机的定子的剖视图。

图14是图13所示的XIV－XIV箭头方向剖视图。

图15是图13所示的XV－XV箭头方向剖视图。

图16是图13所示的XVI－XVI箭头方向剖视图。

图17是图13所示的定子的一端侧的放大图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的电动机详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1所涉及的电动机的纵剖视图。图2是本发明的实施方式1所涉及的电动机的定子的纵剖视图。图3是图2所示的III－III箭头方向剖视图。图4是图2所示的IV－IV箭头方向剖视图。图5是图2所示的V－V箭头方向剖视图。在图2、3中省略了图1所示的转子200的图示。图6是图2所示的定子的一端侧的放大图。图7是图6所示的罩部的斜视图。

下面，参照图1至图7，对实施方式1所涉及的电动机300的结构进行说明。

电动机300具有：定子100；转子200，其配置在构成定子100的定子铁心1的内侧；以及筒状的壳体10，其配置在定子铁心1的径向外侧。

定子铁心1是将从电磁钢板进行冲裁而得到的多个环状的薄板层叠而成的。定子铁心1在其内部具有中空孔11。

如图3所示，定子铁心1在周向上具有多个切口12。在多个切口12各自中配置有线圈2。

在多个切口12各自中配置的线圈2与多个切口12各自的内周面之间，设置作为导热性树脂部的模塑树脂部4。模塑树脂部4的材料是环氧树脂或者不饱和聚酯树脂。模塑树脂部4是填充至多个切口12各自中的上述材料硬化而成的。

多个线圈2各自的一端侧的线圈端部2a从定子铁心1的一端面1a沿轴向凸出。轴向表示旋转中心轴线C延伸的方向。

在定子铁心1的一端面1a配置将多个线圈端部2a包围的筒状的罩部3a。

罩部3a由具有比模塑树脂部4的线膨胀系数小的线膨胀系数的材料构成。

罩部3a的材料是铝合金、奥氏体不锈钢合金、铜合金、铸铁、钢或者铁合金。

作为铝合金，用于挤压用途的A6063、或者用于棒材的A5056用作罩部3a的材料。

作为奥氏体不锈钢合金，SUS303或者SUS304用作罩部3a的材料。

作为铜合金，铬铜或者铍铜用作罩部3a的材料。

作为铸铁，以FC200为代表的灰铸铁或者以FCD400为代表的球墨铸铁用作罩部3a的材料。

作为钢，以SC450为代表的碳钢或者以STKM为代表的机械结构用碳素钢管用作罩部3a的材料。

作为铁合金，以SCM为代表的铬钼钢用作罩部3a的材料。

罩部3a安装于定子铁心1的一端面1a。

在实施方式1中，在定子铁心1的一端面1a预先形成凹陷，在罩部3a的端面形成凸起。然后，通过将罩部3a的凸起与定子铁心1的凹陷嵌合，由此安装罩部3a。在定子铁心1的一端面1a安装的罩部3a被加工为其外径与定子铁心1的外径相等。

在定子铁心1的一端侧形成将多个线圈端部2a各自覆盖的作为导热性树脂部的模塑树脂部4a。模塑树脂部4a的材料是不饱和聚酯树脂。模塑树脂部4a是填充在线圈端部2a和罩部3a之间的不饱和聚酯树脂硬化而成的。

模塑树脂部4a形成在线圈端部2a的径向外侧和罩部3a之间。另外，模塑树脂部4a形成在线圈端部2a的径向内侧。并且，模塑树脂部4a形成在线圈端部2a的轴向前端侧。

模塑树脂部4a与多个线圈端部2a各自的外周面整体贴合，并且与罩部3a的内周面整体贴合。模塑树脂部4a的定子铁心1侧的面与定子铁心1的一端面1a接触。

多个线圈2各自的另一端侧的线圈端部2b从定子铁心1的另一端面1b沿轴向凸出。

在定子铁心1的另一端面1b配置将多个线圈端部2b包围的筒状的罩部3b。

由与罩部3a相同的材料构成的罩部3b安装在定子铁心1的另一端面1b。

在实施方式1中，在定子铁心1的另一端面1b预先形成凹陷，在罩部3b的端面形成凸起。然后，通过将罩部3b的凸起与定子铁心1的凹陷嵌合，由此安装罩部3b。在定子铁心1的另一端面1b安装的罩部3b被加工为其外径与定子铁心1的外径相等。

在定子铁心1的另一端侧，形成将多个线圈端部2b各自覆盖的作为导热性树脂部的模塑树脂部4b。模塑树脂部4b的材料是不饱和聚酯树脂。模塑树脂部4b是填充在线圈端部2b和罩部3b之间的上述不饱和聚酯树脂硬化而成的。

具体地说，模塑树脂部4b形成在线圈端部2b的径向外侧和罩部3b之间。另外，模塑树脂部4b形成在线圈端部2b的径向内侧。另外，模塑树脂部4b形成在线圈端部2b的轴向前端侧。

模塑树脂部4b与多个线圈端部2b各自的外周面整体贴合，并且与罩部3b的内周面整体贴合。模塑树脂部4b的定子铁心1侧的面与定子铁心1的另一端面1b接触。

对线圈2实施绝缘处理，该线圈2与引线20连接。对线圈2经由引线20而供电。

转子200具有：转子铁心5，其是将从电磁钢板进行冲裁而得到的多个环状的薄板层叠而成的；以及铝导体6，其在转子铁心5的切口内及轴向前端侧以环状配置。

转子200与定子铁心1的轴心同轴地配置在定子铁心1的中空孔11内。

筒状的壳体10配置在2个罩部3a、3b各自的径向外侧，并且配置在定子铁心1的径向外侧。

壳体10的内径与定子铁心1的外径相等。罩部3a、3b各自的外径小于壳体10的内径。

定子铁心1通过热装或者冷装而配置在壳体10的内侧。

接下来，具体地对罩部3a的构造进行说明。

在图6、7中，罩部3a具有：第1内径的第1内周部3a3，其设置在与定子铁心1相对的第1端面3a1侧；以及比第1内径大的第2内径的第2内周部3a4，其设置在第1端面3a1的相反侧的第2端面3a2侧。

另外，罩部3a具有在第1内周部3a3和第2内周部3a4之间的边界部设置的台阶部3a5。在实施方式1中，台阶部3a5的面是与定子铁心1的一端面1a平行的平面状。

图1所示的罩部3b也与罩部3a同样地构成。

下面，说明电动机300进行动作时的热的传递路径。

在电动机300运转时在线圈端部2a处产生的热传递至模塑树脂部4a，传递至模塑树脂部4a的热传递至罩部3a。

传递至罩部3a的热的一部分经由罩部3a和定子铁心1之间的接触面而传递至定子铁心1。传递至定子铁心1的热从定子铁心1的外周面传递至壳体10，从壳体10的表面释放。

另外，传递至罩部3a的热的一部分经由罩部3a和壳体10之间的接触面而传递至壳体10。传递至壳体10的热从壳体10的表面释放。

在电动机300运转时，由于在线圈端部2a处产生的热，罩部3a和模塑树脂部4a这两者膨胀。

然而，罩部3a及模塑树脂部4a各自的线膨胀系数不同，因此在罩部3a和模塑树脂部4a之间产生热膨胀差。模塑树脂部4a相比于罩部3a进一步膨胀，因此对与模塑树脂部4a贴合的罩部3a，作用向与定子铁心1侧的相反侧移动的力。

根据实施方式1的电动机300，即使产生该热膨胀差，由于台阶部3a5而对罩部3a的移动进行限制。即，在与台阶部3a5相对的位置存在模塑树脂部4a，因此罩部3a的轴向的移动被限制。

由此，能够抑制模塑树脂部4a和罩部3a之间的接触面积降低。另外，能够抑制在罩部3a的第1端面3a1和定子铁心1的一端面1a之间产生的间隙。

因此，从模塑树脂部4a向罩部3a传递的热量的降低得到抑制。并且，从罩部3a向定子铁心1传递的热量的降低得到抑制。由此，能够抑制散热性能的降低。

此外，图1、2所示的罩部3b可以与罩部3a同样地构成。由此，罩部3b的轴向的移动得到限制，与仅在罩部3a具有台阶部3a5的情况相比，实现定子100的更进一步的品质提高。

另外，在实施方式1中，台阶部3a5是与定子铁心1的一端面1a平行的平面状，但台阶部3a5的面也可以相对于定子铁心1的一端面1a而倾斜。但是，通过设为与定子铁心1的一端面1a平行的平面状，从而与倾斜状的平面相比，能够得到罩部3a和模塑树脂部4a之间的卡合变得更可靠这样的效果。

实施方式2.

图8是本发明的实施方式2所涉及的电动机的定子的剖视图。图9是图8所示的IX－IX箭头方向剖视图。图10是图8所示的X－X箭头方向剖视图。图11是图8所示的XI－XI箭头方向剖视图。图12是图8所示的定子的一端侧的放大图。

在实施方式2的定子100－1中，取代实施方式1的罩部3a、3b而具有罩部3a－1、3b－1。下面，对与实施方式1相同部分标注相同标号而省略其说明，在这里对不同的部分进行叙述。罩部3a－1和罩部3b－1同样地构成，因此以下对罩部3a－1的结构进行说明，省略罩部3b－1的结构说明。

罩部3a－1与实施方式1的罩部3a同样地具有第1内周部3a3、第2内周部3a4及台阶部3a5。

并且，罩部3a－1具有凸起7。凸起7配置在台阶部3a5和第2内周部3a4之间，从第2内周部3a4朝向罩部3a－1的径向内侧凸出。凸起7的数量可以是1个，也可以是多个。

在图11中示出具有4个凸起7的罩部3a－1的结构例。4个凸起7各自在定子铁心1的周向上相互分离地排列，从第2内周部3a4朝向罩部3a－1的径向内侧凸出。

通过将罩部3a－1以上述方式构成，从而在罩部3a－1的内侧填充的模塑树脂部4a与罩部3a－1的第1内周部3a3、第2内周部3a4、台阶部3a5及凸起7贴合。

通过与台阶部3a5及凸起7贴合的模塑树脂部4a，从而罩部3a－1的轴向的移动被限制。

并且，通过凸起7，防止由于在电动机300的运转过程中发生振动引起的罩部3a－1向周向的旋转。

通过将凸起7设置大于或等于2个，从而与凸起7为1个的情况相比，能够更可靠地防止罩部3a－1向周向的旋转。

此外，图8、9所示的罩部3b－1可以与实施方式2的罩部3a－1同样地构成。由此，罩部3b－1的轴向的移动得到限制，并且防止罩部3b－1向圆周向的旋转。因此，与仅在罩部3a－1具有台阶部3a5及凸起7的情况相比，实现定子100－1品质的更进一步的提高。

实施方式3.

图13是本发明的实施方式3所涉及的电动机的定子的剖视图。图14是图13所示的XIV－XIV箭头方向剖视图。图15是图13所示的XV－XV箭头方向剖视图。图16是图13所示的XVI－XVI箭头方向剖视图。图17是图13所示的定子的一端侧的放大图。

在实施方式3的定子100－2中，取代实施方式1的罩部3a、3b而具有罩部3a－2、3b－2。下面，对与实施方式1相同部分标注相同标号而省略其说明，在这里对不同的部分进行叙述。罩部3a－2和罩部3b－2同样地构成，因此以下对罩部3a－2的结构进行说明，省略罩部3b－2的结构说明。

罩部3a－2与实施方式1的罩部3a同样地具有第1内周部3a3、第2内周部3a4及台阶部3a5。

并且，罩部3a－2具有凸起8。凸起8配置于第2内周部3a4，从第2内周部3a4朝向罩部3a－2的径向内侧凸出。凸起8的数量可以是1个，也可以是多个。

在图16、17中示出具有4个凸起8的罩部3a－2的结构例。4个凸起8各自在定子铁心1的周向上相互分离地排列，从第2内周部3a4朝向罩部3a－2的径向内侧凸出。

通过将罩部3a－2以上述方式构成，从而在罩部3a－2的内侧填充的模塑树脂部4a与罩部3a－2的第1内周部3a3、第2内周部3a4、台阶部3a5及凸起8贴合。

通过与台阶部3a5及凸起8贴合的模塑树脂部4a，罩部3a－2的轴向的移动被限制。

并且，通过凸起8，防止由于在电动机300的运转过程中发生振动引起的罩部3a－2向周向的旋转。

通过将凸起8设置大于或等于2个，从而与凸8为1个的情况相比，能够更可靠地防止罩部3a－2向周向的旋转。

此外，在取代多个凸起8而将在周向上连续的环状部件设置在第2内周部3a4的情况下，产生如下的问题。

(1)成为在环状部件和台阶部3a5之间形成环状的槽部的结构。如果在该槽部填充模塑树脂部4a，则由于在电动机300运转时产生的罩部3a－2和模塑树脂部4a之间的热膨胀差，对填充至槽部的模塑树脂部4a作用剪切应力。由于该剪切应力，在模塑树脂部4a产生裂缝。

(2)如果产生裂缝，则在模塑树脂部4a内难以传递热，散热性降低。

(3)另外，如果产生裂缝，则模塑树脂部4a的一部分缺失而向电动机300的内部脱落，有时会对运转造成妨碍。

在实施方式3的定子100－2中，使用了凸起8，因此在电动机300的运转过程中膨胀的模塑树脂部4a的轴向的移动不受限制，能够向罩部3a－2的第2端面3a2侧逃离。因此由热膨胀差引起的剪切应力被降低，在模塑树脂部4a不会产生裂缝，电动机300的品质提高。

此外，图13、14所示的罩部3b－2可以与实施方式3的罩部3a－2同样地构成。由此，罩部3b－2的轴向的移动得到限制，并且防止罩部3b－2向圆周向的旋转。因此，与仅在罩部3a－2具有台阶部3a5及凸起8的情况相比，实现定子100－2品质的更进一步的提高。

另外，实施方式1至3的定子铁心并不限定于将电磁钢板层叠多片而成的结构。定子铁心也可以是将钢材加工成圆筒状的一体型铁心、将树脂及铁粉混合材料固化而得到的树脂铁心、或者将磁性粉加压成型而得到的压粉铁心。定子铁心的种类根据目的以及用途而区分使用。

另外，实施方式1至3的转子200可以是感应电动机用的转子，也可以是同步电动机用的转子。

另外，实施方式2、3的凸起7、8并不限定于图示的例子，只要是从第2内周部3a4朝向罩部3a－1、3a－2的径向内侧凸出的形状即可。凸起7、8的形状也可以是其前端弯曲的凸形状。另外，也可以是随着从第2内周部3a4朝向罩部3a－1、3a－2的径向内侧而其前端宽度扩大或者缩小的楔子形状。关于凸起7、8的径向的宽度，只要调整为不与线圈端部2a接触的长度即可。关于凸起7、8的轴向的宽度，也可以与从台阶部3a5至第2端面3a2为止的长度相等，也可以小于从台阶部3a5至第2端面3a2为止的长度。

上述的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内也能够省略、变更结构的一部分。

标号的说明

1定子铁心，1a一端面，1b另一端面，2线圈，2a、2b线圈端部，3a、3a－1、3a－2、3b、3b－1、3b－2罩部，3a1第1端面，3a2第2端面，3a3第1内周部，3a4第2内周部，3a5台阶部，4、4a、4b模塑树脂部，5转子铁心，6铝导体，7、8凸起，10壳体，11中空孔，12切口，20引线，100、100－1、100－2定子，200转子，300电动机。

Claims (6)

1.一种电动机，其特征在于，具有：

环状的定子铁心；

多个线圈，它们排列在所述定子铁心的周向；

筒状的罩部，其配置在所述定子铁心的轴向的端面，将从所述定子铁心的轴向的端面凸出的所述多个线圈的线圈端部包围；以及

导热性树脂部，其配置在所述多个线圈的各个线圈端部和所述罩部之间，

所述罩部具有：

第1内径的第1内周部，其设置在与所述定子铁心相对的第1端面侧；

比所述第1内径大的第2内径的第2内周部，其设置在所述第1端面的相反侧的第2端面侧；以及

台阶部，其设置在所述第1内周部和所述第2内周部之间的边界部，

所述罩部由具有比所述导热性树脂部的线膨胀系数小的线膨胀系数的材料构成。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述罩部具有凸起，该凸起配置在所述台阶部和所述第2内周部之间，从所述第2内周部朝向所述罩部的径向内侧凸出。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述罩部具有多个凸起，该多个凸起配置在所述台阶部和所述第2内周部之间，在所述定子铁心的周向上相互分离地排列，从所述第2内周部朝向所述罩部的径向内侧凸出。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述罩部具有凸起，该凸起配置在所述第2内周部，从所述第2内周部朝向所述罩部的径向内侧凸出。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

具有凸起，该凸起配置在所述第2内周部，在所述定子铁心的周向上相互分离地排列，从所述第2内周部朝向所述罩部的径向内侧凸出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机，其特征在于，

所述台阶部是与所述定子铁心的轴向的端面平行的平面状。