CN204290526U - 电动机和涡轮鼓风机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动机和涡轮鼓风机装置。该电动机构成为具有：定子芯，其沿作为旋转中心的轴线的方向延伸；定子线圈，其在定子芯上卷绕绕组而成；以及以轴线为中心的大致圆筒状的树脂模制部，其覆盖定子线圈在轴线的方向上的端部，其中，对树脂模制部的表面提供冷却剂。电动机以轴线朝向大致铅垂方向的方式进行配置，在树脂模制部的内周面和外周面中的至少任一个上形成以轴线为中心的螺旋状的槽部。

Description

电动机和涡轮鼓风机装置

技术领域

本实用新型涉及电动机和涡轮鼓风机装置，是一种对涡轮鼓风机等进行驱动的电动机以及涡轮鼓风机装置。

背景技术

以往，作为在定子铁芯的周围形成树脂模制部而成的电动机(模制电动机)，已知日本特开平8-98441号公报(JP8-098441A)记载的电动机。在JP8-098441A所记载的电动机中，在树脂模制部的外周形成多个凹槽来提高电动机的散热效率。凹槽形成为与电动机的旋转轴线方向平行或者以电动机的旋转轴线为中心形成为环状。

然而，若将JP8-098441A所记载的电动机例如配置成旋转轴线朝向铅垂方向、并且构成为使冷却用的油流过该电动机的表面，则存在油在周向上流动不均匀或者油滞留在凹槽的中途的担忧。因此，无法充分获得电动机的冷却效果。

实用新型内容

本实用新型涉及一种电动机，构成为具有：定子芯(21)，其沿作为旋转中心的轴线(L0)的方向延伸；定子线圈(22)，其在上述定子芯上卷绕绕组(23)而成；以及以上述轴线为中心的大致圆筒状的树脂模制部(50)，其覆盖上述定子线圈在上述轴线的方向上的端部(24)，其中，对上述树脂模制部的表面提供冷却剂，该电动机的特征在于，上述电动机以上述轴线朝向大致铅垂方向的方式进行配置，在上述树脂模制部的内周面(502)和外周面(501)中的至少任一个上形成有以上述轴线为中心的螺旋状的槽部(52；51)。所述的电动机的特征在于，上述树脂模制部的上表面(50a)、下表面(50b)、上述内周面以及上述外周面中的至少任一个在以上述轴线为中心的径向上倾斜。所述的电动机的特征在于，上述冷却剂是油。

本实用新型涉及一种涡轮鼓风机装置，具备所述的电动机(50)。

本实用新型的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式所涉及的涡轮鼓风机装置的结构的剖视图。

图2是表示图1的定子的外观形状的立体图。

图3是表示图1的定子的主要部分结构的剖视图。

图4是说明本实用新型的实施方式所涉及的电动机的定子中的螺旋状的流路的结构的图。

图5是说明本实用新型的实施方式所涉及的电动机的定子中的树脂模制部的制造方法的图。

图6是表示图3的变形例的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图6来说明本实用新型的一个实施方式所涉及的电动机。图1是表示具有本实用新型的实施方式所涉及的电动机的涡轮鼓风机装置100的结构的剖视图。该涡轮鼓风机装置100例如用于将激光气体等激光介质经由冷却器提供给激光振荡器。即，涡轮鼓风机装置100是配置在二氧化碳激光装置等的激光气体循环流路中的激光器用涡轮鼓风机。

如图1所示，涡轮鼓风机装置100配置在激光气体所循环的管路101内，并具有以轴线L0为中心旋转的叶轮1以及旋转驱动叶轮1的电动机10。电动机10的旋转中心位于轴线L0的延长线上，且电动机10配置在叶轮1的下方。即，叶轮1和电动机10以旋转中心(轴线L0)朝向铅垂方向(重力方向)的方式进行配置。叶轮1是如图1的箭头所示那样从轴向吸入激光气体并向径向吹出的离心式叶轮，以几万RPM的转速进行旋转。

电动机10具有大致圆筒形状的定子20以及以能够以轴线L0为中心旋转的方式被定子20的内侧所支承的转子30。电动机10配置在设置于叶轮1的下方的壳体2的内部。定子20具有大致圆筒形状的定子芯21和装设于定子芯21的定子线圈22。定子芯21是层叠多个电磁钢板而形成的，固定在壳体2内。定子线圈22是在定子芯21的槽中卷绕绕组23而形成的，定子线圈22的轴向端部24(称作线圈端部)从定子芯21突出。此外，在线圈端部24的周围设置树脂模制部，但在图1中省略其图示。

转子30通过热套配合(日语：焼嵌め)等固定在轴31的外周面，叶轮1与转子30经由轴31进行连结。轴31以能够旋转的方式被上下一对的滚动轴承32、32所支承。在轴31的下端部，与轴31一体地设置有吸油头34。在轴31和吸油头34的内部，沿轴线L0方向设置有油通路35。在吸油头34的下端部设置有与油通路35连通的油入口36，在上侧的滚动轴承32与转子30之间的轴31处设置有油出口37。

在壳体2的内侧下端部形成有油积存部38，在油积存部38中储存润滑用和冷却用的油。在吸油头34的周围，与油积存部38一体地设置有圆筒状的轴支承部39，吸油头34的下端部位于轴支承部39的内侧。油积存部38的油经由设置于油积存部38的油通路40和设置于轴支承部39的贯通口41流入到轴支承部39的内侧空间和轴31(吸油头34)的油通路35。在轴31不旋转时，油积存部38内的油、轴支承部39内的油以及油通路35内的油为相同的液面高度。

在定子芯21的外周面与壳体2的内周面之间，沿定子20的长边方向即轴线L0方向在周向上形成有多个回油通路42。在回油通路42的外侧的壳体2中，沿回油通路42形成有冷却用水路43。

在以上的涡轮鼓风机装置100中，当轴31旋转时，吸油头34的油通路35内的油由于伴随轴31的旋转产生的离心力而被推压至油通路35的内壁面。此时，要沿通路35的内壁面向上推压油的方向的分力作用于油。其结果，油被急速吸入，通过轴内部的油通路35后从油出口37喷出。喷出的油通过回油通路42后返回到油积存部38。此时，油被冷却用水路43的冷却水所冷却。之后，油经由油通路40和贯通口41流入到轴支承部39的内侧。通过这样的油的循环，电动机10被冷却，并且油还作为润滑油被提供至滚动轴承32、33。

图2是表示定子20的外观形状的立体图，图3是表示定子20的主要部分结构的剖视图。如图2、3所示，线圈端部24的周围被树脂模制部50所覆盖，该树脂模制部50是以树脂为构成材料的成形体。树脂模制部50呈以轴线L0为中心的大致圆筒形状，在其外周面501和内周面502上，分别以轴线L0为中心从上方到下方形成有单个或者多个螺旋状的槽部(翅片槽)51、52。

此外，在形成单个翅片槽51、52的情况下，如图4所示，优选的是，减小翅片槽51、52的中心线L1与水平线L2所成的角θ，从而延长流路。另一方面，在形成多个翅片槽51、52的情况下，只要如下那样形成即可：使中心线L1与水平线L2所成的角θ大于形成单个翅片槽51、52时的角，并错开相位以使多个翅片槽51、52互不交叉。翅片槽51、52也可以设置在树脂模制部50的外周面501和内周面502中的任一方。构成树脂模制部50的树脂材料没有特别限定，但是为了提高定子线圈22的散热性，优选使用导热性优异的树脂材料。在图3中，示出了连接于线圈端部24的引导线5。也能够构成为在线圈端部24处安装连接器，而不从线圈端部24延伸出引导线5。

通过像这样用树脂模制部50覆盖线圈端部24并在树脂模制部50的外周面501和内周面502上设置螺旋状的翅片槽51、52，从轴31的油出口37喷出的油沿翅片槽51、52流向下方，再经由回油通路42和下侧的翅片槽51、52返回到油积存部38。

因而，线圈端部24的热被油吸收，从而能够冷却线圈端部24。由于翅片槽51、52为螺旋状，因此油的流路变长，油与树脂模制部50的周面大范围地接触。另外，油不会在中途滞留，而是依靠重力沿翅片槽51、52在周向上均匀流动。因此，能够高效地冷却定子线圈22。

与此相对地，例如在树脂模制部50不设置翅片槽的情况下，从油出口37喷出的油呈放射状扩展，通过树脂模制部50的上表面和圆筒面(内周面或者外周面)而流向下方。在这种情况下，存在油的流动在周向上不均匀、定子线圈22的温度产生周向上的偏差的担忧。

另一方面，例如在树脂模制部50的上表面设置放射状的翅片槽、并在周面上设置沿轴线L0方向的翅片槽的情况下，也存在油的流动在周向上不均匀的担忧。另外，若在树脂模制部50的周面上设置以轴线L0为中心的环状的翅片槽，则存在油滞留在翅片槽中的担忧。因此，难以高效地冷却定子线圈22。

图5是说明树脂模制部50的制造方法的图。另外，在图5中，示出了只在树脂模制部50的外周面501上设置翅片槽51的情况。在制造树脂模制部50的情况下，预先在定子芯21上卷绕绕组23来形成定子线圈22。接着，如图5所示，在线圈端部24的周围配置成形模具60。

成形模具60具有圆筒形状的周壁61，在其内周面设置有与翅片槽51对应的螺旋状的突起部62。接着，在线圈端部24与成形模具60之间填充树脂，在树脂固化后，如图5的箭头A所示那样沿翅片槽51扭转成形模具60来将其取下。由此在树脂模制部50的外周面501上形成螺旋状的翅片槽51。当像这样在成形模具60的内周面上设置螺旋状的突起部62时，由于不需要通过切削加工等对翅片槽51进行加工，因此能够容易地形成翅片槽51。

此外，也可以先将树脂模制部50的外周面501和内周面502形成为不具有翅片槽51、52的圆筒面，之后通过切削加工来形成翅片槽51、52。或者，也可以将成形模具60沿周向一分为二，在成形模具60与线圈端部24之间形成树脂模制部50。在这种情况下，树脂固化后的成形模具60的取下较容易。

图6是表示图3的变形例的图。树脂模制部50的上表面50a随着趋向径向外侧而向下方倾斜，下表面50b随着趋向径向内侧而向下方倾斜。并且，与树脂模制部50的上表面50a相连的外周面501a随着趋向下方而向径向外侧倾斜，与下表面50b相连的外周面501b随着趋向下方而向径向内侧倾斜。即，树脂模制部50的上表面50a、下表面50b、外周面501a、501b分别在径向上倾斜，它们形成为锥状。由此能够提高成形模具的脱模性，并且能够提高油的流动性。此外，在图6中，将树脂模制部50的上表面50a、下表面50b和外周面501(501a、501b)构成为锥状，但是也可以将树脂模制部50的上表面50a、下表面50b、外周面501以及内周面502中的至少任一个构成为锥状。

根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。

(1)电动机10构成为具有：定子芯21，其沿作为旋转中心的轴线L0的方向延伸；定子线圈22，其在定子芯21上卷绕绕组23而成；以及以轴线L0为中心的大致圆筒状的树脂模制部50，其覆盖定子线圈22在轴线L0的方向上的端部(线圈端部24)，其中，对树脂模制部50的表面提供油。并且，电动机10以轴线L0朝向铅垂方向的方式进行配置，在树脂模制部50的外周面501和内周面502中的至少任一个上形成有以轴线L0为中心的螺旋状的翅片槽51、52。由此，在树脂模制部50的周面上，油依靠重力沿翅片槽51、52在周向上流动，从而能够高效地冷却电动机10。

(2)当树脂模制部50的内周面502和外周面501中的至少任一个向以轴线L0为中心的径向倾斜时(图6)，能够提高成形模具的脱模性，并能够提高油的流动性。

(3)使滚动轴承32、33的润滑用的油在翅片槽51、52中流动，因此不需要另外准备在翅片槽51、52中流动的冷却剂。

(4)电动机10应用于涡轮鼓风机装置100，因此能够适于用作将轴线L0(旋转中心)朝向铅垂方向进行配置的叶轮1的驱动用电动机。

(5)作为电动机10的制造方法，在沿轴线L0的方向延伸的定子芯21上卷绕绕组23来形成定子线圈22，在定子线圈22在轴线L0方向上的端部(线圈端部24)的周围配置大致圆筒形状的成形模具60，该成形模具60具有以轴线L0为中心的螺旋状的突起部62，在定子线圈22的端部24与成形模具60之间填充树脂，在树脂固化后，沿螺旋状的突起部62扭转成形模具60来将其取下(图5)。由此，能够容易地在树脂模制部50的周面上形成螺旋状的翅片槽51。

此外，在上述实施方式中，将电动机10配置成作为旋转中心的轴线L0朝向铅垂方向，但是只要油依靠重力沿树脂模制部50的周面流动，则也可以将电动机10配置成轴线L0大体为铅垂方向(大致铅垂方向)。在上述实施方式中，对树脂模制部50的周面提供油作为冷却剂，但是也可以提供其它冷却剂。上述实施方式的电动机10应用于涡轮鼓风机装置100，但也同样能够应用于其它装置。

能够将上述实施方式与变形例的一个或多个任意组合。

根据本实用新型，将电动机配置成轴线朝向大致铅垂方向，在树脂模制部的内周面和外周面中的任一个上形成以轴线为中心的螺旋状的槽部，对树脂模制部的表面提供冷却液，因此冷却液依靠重力在树脂模制部的表面沿槽部在周向上流动，从而能够高效地冷却电动机。

以上，与本实用新型的优选实施方式相关联地对本实用新型进行了说明，但是能够不脱离前述的权利要求书的公开范围地进行各种修正和变更，本领域技术人员会理解这一点。

Claims (4)

1.一种电动机，构成为具有：

定子芯(21)，其沿作为旋转中心的轴线(L0)的方向延伸；

定子线圈(22)，其在上述定子芯上卷绕绕组(23)而成；以及

以上述轴线为中心的大致圆筒状的树脂模制部(50)，其覆盖上述定子线圈在上述轴线的方向上的端部(24)，

其中，对上述树脂模制部的表面提供冷却剂，

该电动机的特征在于，

上述电动机以上述轴线朝向大致铅垂方向的方式进行配置，

在上述树脂模制部的内周面(502)和外周面(501)中的至少任一个上形成有以上述轴线为中心的螺旋状的槽部(52；51)。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

上述树脂模制部的上表面(50a)、下表面(50b)、上述内周面以及上述外周面中的至少任一个在以上述轴线为中心的径向上倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，

上述冷却剂是油。

4.一种涡轮鼓风机装置，具备根据权利要求1～3中的任一项所述的电动机(50)。