CN205725223U - 定子结构体、电动机以及含电动机的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供定子结构体、电动机以及含电动机的装置。定子中间组装体包括定子和印刷电路板，定子包含定子磁芯、绝缘体以及卷装体。而且，定子结构体包含定子中间组装体和用于收纳该定子中间组装体的定子框体，具有用于将树脂填充到定子框体内的自闭阀、填充有树脂的树脂填充部以及未填充树脂的非树脂填充部。树脂填充部形成在定子框体的内侧的底部和定子中间组装体的下部之间、定子框体的内壁和定子磁芯之间以及相邻的卷装体彼此之间。非树脂填充部形成在包含从卷装体引出的绕组线端部的带电部和印刷电路板的布线图案的带电部的空间中。本实用新型的定子中间组装体具有较高的散热性和可靠性，能够抑制温度上升，在高温度的环境下也能够使用，工业价值高。

Description

定子结构体、电动机以及含电动机的装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动机，特别是涉及电动机的由定子和定子框体等构成的定子结构体、具有该定子结构体的电动机以及搭载了该电动机的装置。

背景技术

在家电领域、工业设备领域、电气领域等中，一直追求具有电动机、变压器等卷装体的设备的小型化、薄型化以及高输出化。

另外，在实施电动机和定子结构体的小型化、薄型化以及高输出化之际，卷绕于定子磁芯的卷装体的发热成为课题。当卷装体的发热过大时，不仅使设备的电功功率下降，而且产生使设备器材的安全性下降、设备的寿命缩短的影响，因而不理想。为了兼顾设备的小型化、薄型化的实现和高可靠性，强烈需求使电动机和定子结构体的散热特性提高。

为了对应这样的要求，公知有以下那样的以往技术。

例如，在日本专利、特开昭60-28755号公报(专利文献1)等中，记载有如下技术：通过在真空状态下将散热材料填充到定子框体和定子绕组线之间，从而获得提高了散热性的定子结构体。

另外，例如，在日本专利、特开平1-1448号公报(专利文献2)等中，记载有如下技术：在定子框体上设置针对树脂填充的排气孔，通过对该定子框体以及定子实施树脂的注形、填充、成形等，从而获得提高了散热性的定子结构体。

另外，例如，在日本专利、特开2010-104220号公报(专利文献3)等中，记载有如下技术：通过将散热材料经由设置于电动机的端盖的树脂注入口注入，从而获得提高了散热性的定子结构体。

而且，在以往的定子结构体中，在定子绕组线和定子框体之间存在空气层，产生由该空气层带来的热阻。因此，定子结构体整体的热阻的合成值主要受空气层的热阻的影响，在这样的结构中，对于提高定子结构体的散热性存在极限。

在此，为了提高定子结构体的散热性，提出如下定子结构体：将散热材料填充到定子绕组线和定子框体之间的空气层，通过减少该部分的热阻来提高散热性。

然而，如专利文献1等所记载的技术那样，在定子和定子框体之间填充散热树脂的情况下，为了防止气泡进入散热树脂，需要将定子和定子框体的四周整体保持在真空状态的真空设备，造成制造设备大型化。在该情况下，设备投资的数额高涨，导致从经营角度来看存在问题。另外，还会造成制造工序的工时增加，在生产性这一点上，也会导致从经营角度来看存在问题。

另外，如专利文献2等所记载的技术那样，在注型模具的下方部设置排气孔，从模具上方部注入树脂的情况下，在控制树脂的流动方面需要高度的制造技术。因此，无法将定子框体内的空气完全排出到定子框体外，而在树脂固化之际在树脂的内部形成空气滞留(气孔)。树脂中的空气滞留妨碍定子绕组线的绝缘性和散热性，因而不理想。为了除去空气滞留(气孔)，使用真空设备实施脱泡即可，但是与上述专利文献1等所记载的技术相同，从新的经营角度来看存在问题。

而且，如专利文献3等所记载的技术那样，在利用热固性树脂材料覆盖定子绕组线的整体的情况下，作为用于将定子绕组线和驱动电源相连结的电连接部的带电部被散热材料(树脂)覆盖，而成为密闭构造。因此，考虑到在超负荷地使用设备的情况下、在设备的使用环境为高温环境情况下等，在包含热固性树脂材料的绝缘材料的分解气体等的作用下，作为电连接部的带电部的劣化反应加速地进行，导致在可靠性的确认验证等方面需要较大的花费。

本实用新型为了解决上述课题而做成，其目的在于提供一种可靠性较高 的定子结构体，该定子结构体设为这样的结构：通过将定子框体和散热材料(树脂)一体化，在高效地对卷装体的发热进行散热的同时，在散热材料(树脂)和电连接部之间具有散热材料(树脂)的非填充空间部。

实用新型内容

为了解决上述课题，本实用新型的定子结构体包含定子中间组装体和用于收纳该定子中间组装体的定子框体。另外，该定子中间组装体包含定子和与卷装体的绕组线电连接的印刷电路板，该定子包含：定子磁芯，其具有多个齿部；绝缘体，其用于覆盖多个齿部的各个齿部；以及卷装体，其是将绕组线隔着绝缘体卷绕于每个齿部而成的。而且，本定子结构体还具有：自闭阀，其位于定子框体的壁部的一部分或者多处部位，用于向定子框体内填充树脂；树脂填充部，其填充有该树脂；以及非树脂填充部，其未填充该树脂。树脂填充部形成在定子框体的内侧的底部和定子中间组装体的下部之间、定子框体的内壁和定子磁芯之间以及相邻的卷装体彼此之间。另外，非树脂填充部形成在包含自卷装体引出的绕组线端部的带电部和印刷电路板的布线图案的带电部的空间中，在所述非树脂填充部未填充所述树脂。

利用该结构，本实用新型的定子结构体通过设置作为非树脂填充部的空气层或者空间层，来提供一种定子结构体，该定子结构体防止作为散热材料的树脂与包含电连接部的带电部接触，高效地对自定子的绕组线所产生的通电时的发热进行散热，同时，可靠性较高。

而且，通过在定子框体的下侧的一部分具有散热材料的注型口，能够提供一种定子结构体，该定子结构体能够在不需要散热材料的高压注入装置、真空装置等特殊装置的前提下，不在散热材料的内部产生空气滞留(气孔)地填充散热材料，能够抑制设备投资，同时，可靠性和生产性较高。

这样一来，本实用新型的定子结构体与以往的定子结构体相比，通过具有较高的散热性和可靠性，能够抑制温度上升，并且在高温度的环境下也能 够使用，工业价值高。

优选的是，所述定子框体具有与所述印刷电路板电连接的连接器。

优选的是，所述树脂包含热固性树脂。

优选的是，所述树脂包含作为热固性树脂的环氧树脂、聚酯树脂以及聚氨酯树脂中的任一种树脂。

优选的是，所述树脂包含氧化铝和氮化硅中的任一种。

另外，本实用新型的电动机是包含上述本实用新型的定子结构体的结构。另外，本实用新型的含电动机的装置是搭载有上述本实用新型的电动机的结构。

利用该结构，本实用新型的电动机是具有上述可靠性较高的定子结构体的结构，因此，能够提供一种可靠性较高的电动机。而且，本实用新型的含电动机的装置是具有上述可靠性较高的电动机的结构，因此，能够提供一种可靠性较高的含电动机的装置。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1的电动机的定子结构体所包含的定子中间组装体和定子框体的剖视图。

图2(a)是图1的定子中间组装体的主要部分的放大剖视图，图2(b)是从上部侧观察与图2(a)对应的主要部分的剖视图。

图3是用于说明形成本实用新型的实施方式1的电动机的定子结构体的顺序的图。

图4是本实用新型的实施方式1的定子结构体的剖视图。

图5是本实用新型的实施方式1的定子结构体的主要部分的放大剖视图。

图6是本实用新型的实施方式1的电动机的剖视图。

图7是表示作为本实用新型的实施方式2的装置的例子的空调室内机的结构的图。

图8是表示作为本实用新型的实施方式2的装置的其他例子的空气净化器的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型进行说明。另外，本实用新型不受以下实施方式或者实施例限定。

(实施方式1)

图1是表示本实用新型的实施方式1的电动机的定子结构体所包含的定子中间组装体19、连接器16以及定子框体14的剖视图。另外，图2(a)是图1的定子中间组装体19的主要部分的放大剖视图，图2(b)是从上部侧观察与图2(a)对应的主要部分的剖视图。

在本实施方式的电动机中，定子框体14由圆筒状的金属形成，如图1所示，本电动机是在这样的定子框体14内收纳有定子10、以下说明的转子以及印刷电路板15而成的结构。圆筒状的定子框体14的一侧面开口，自该开口端14a收纳放置有定子中间组装体19等。另外，在定子框体14的开口端14a的附近设置有用于配置连接器16的连接器窗部14b。

另外，如图1和图2(a)、图2(b)所示，本电动机的定子中间组装体19包括定子10和印刷电路板15，而且，定子10是包含定子磁芯11、绝缘体12以及卷装体13的结构。

定子磁芯11由金属形成，作为其形状，构成为包括环状的轭部11y和作为凸极的多个齿部11t。在图2(b)中，仅示出了多个齿部11t中的一个齿部11t和成为该齿部11t的基部的轭部11y的一部分。另外，在本实施方式中，举出了齿部11t自轭部11y的内周侧向内侧方向突出的内转子型的电动机的定子结构体的结构例。针对这样的定子磁芯11，利用由绝缘材料成形的绝缘体12覆盖多个齿部11t，并且设置将作为绝缘电线的绕组线13w隔着该绝缘体12卷绕于各齿部11t而成的卷装体13，从而形成定子10。

然后，在定子框体14内，在配置定子10的位置的开口端14a侧配置印刷电路板15。另外，如图2(a)所示，在定子10的卷装体13中，仅从相对于定子磁芯11的位置配置有该印刷电路板15一侧引出绕组线13w的绕组线端部13a。而且，在绕组线13w的成为主体部分的卷装体13中，绕组线13w的线表面被绝缘处理，与此相对地，各个绕组线端部13a处于包含线内的金属部分暴露的带电部的状态。在本实施方式中，这样的绕组线端部13a从各个卷装体13中被引出来。而且，利用这些绕组线端部13a将卷装体13彼此接线、将绕组线端部13a与连接器16的端子相连、将绕组线端部13a与印刷电路板15相连，因此，在定子磁芯11和印刷电路板15之间的空间中，形成由这些绕组线端部13a构成的布线。

而且，利用印刷手段在印刷电路板15的表面形成布线图案，将规定的绕组线端部13a与布线图案所包含的规定的焊盘相连。例如，如图2(a)所示，某个绕组线端部13a被引出到印刷电路板15的规定的焊盘。然后，通过在该焊盘上实施锡焊且形成焊锡连接部17，从而将绕组线端部13a与印刷电路板15相连。另外，印刷电路板15是环状(面包圈型形状)、扇型形状(圆弧状)、C字状的形状等，在中央具有空心部，在该空心部间隙插入有转子、电动机的输出轴。

以下，如图1所示，将定子中间组装体19收纳放置在定子框体14的内侧。

另外，当如此这样收纳放置定子中间组装体19时，在定子框体14之中，在定子框体14和定子中间组装体19之间等产生空间。因此，在本实施方式中，形成利用树脂填充这些空间中的特定部位这样的结构，从而谋求电动机的散热性的提高。而且，为了填充树脂，在本实施方式中，还在定子框体14的壁部的一部分或者多处部位设置树脂注入口14d。在本实施方式中，在比定子中间组装体19靠下侧且是在定子框体14的靠近底部的壁部设置树脂注入口14d。而且，还在该树脂注入口14d设置自闭阀29。该自闭阀29具有利用了橡胶弹性等的开闭机构，构成为在拔出了点胶机的针构件等之际，能够利用该开闭机构自动地将阀关闭的结构。

接着，说明形成本实施方式的定子结构体的顺序。

首先，上述那样的定子中间组装体19按照以下那样的顺序收纳放置在定子框体14的内侧。即，以定子框体14的开口端14a为上方、定子框体14的轴孔14c为下方的方式设置定子框体14。将定子中间组装体19从定子框体14的开口端14a侧插入到该状态的定子框体14之中。

此时，以将印刷电路板15配置在定子框体14的开口端14a侧的方式设置定子中间组装体19。并且，如图3所示，将圆柱状的中心治具18与定子磁芯11的空心部的内壁紧密接触。在本实施方式中，在这样的状态下，将定子中间组装体19插入定子框体14之中。

而且，在定子框体14的连接器窗部14b配置有连接器16，该配置于连接器窗部14b的连接器16和定子中间组装体19电连接。

这样一来，在将定子中间组装体19配置在了定子框体14之中时，在定子框体14和定子中间组装体19之间等产生空间。如图3所示，作为这样的空间，具有：在定子框体14的底部的内侧与定子中间组装体19的下部之间的下部空间部20d、作为在作为定子框体14的内周面的内壁与定子磁芯11的外周面之间的空隙的周部空间部20s、形成在相邻的卷装体13彼此之间的间隙(未图示)以及印刷电路板15的下表面与定子10上部之间的上部空间部20u等。

在本实施方式中，利用树脂填充这些空间中的大致下部空间部20d和周部空间部20s。

另外，在本实施方式中，按照以下那样的顺序将树脂填充到这些空间部。即，如图3所示，在树脂注入口14d设置有自闭阀29，将点胶机的喷嘴、针构件31插入自闭阀29，将液状的树脂21注入到定子框体14内。

当开始注入时，首先，将树脂21向定子框体14的下部空间部20d供给，然后，树脂21向作为定子磁芯11和定子框体14之间的空隙的周部空间部20s以及卷装体13彼此的间隙流入。此时，在将空隙内部的空气从定子中间组装体19的上部侧排出的同时，使树脂21流动。因此，树脂21没有气泡进入，朝向固化的树脂21的空气滞留(气孔)也变少。在本实施方式中，像这样，由 于在特定的空间部填充有树脂21，因此能够廉价地提供在树脂21固化后具有稳定的散热特性，并且可靠性较高的定子结构体。另外，将插入到定子磁芯11的空心部的圆柱状的中心治具18在树脂21固化后取出。

进一步说明树脂21的注入方法。将树脂注入用点胶机的针构件31插入定子框体14的自闭阀29，并且将液状的环氧树脂等具有散热性的树脂21经由针构件31注入。树脂21被供给到定子10所位于的部位的下部空间部20d内，自该下部空间部20d，主要将定子磁芯11的外周面和定子框体14之间的空隙以及相邻的卷装体13彼此之间的空隙作为流路，并将树脂21填充到这些空隙中。

因为在插入针构件31时打开的自闭阀29具有开闭机构，所以在树脂注入之后，能够自动关闭。于是，不会发生注入到定子框体14的内部的树脂21从定子框体14内部向外部的逆流、泄漏。因此，不会发生向生产线的设备、产品自身的飞散树脂的附着等，也能够抑制清扫等所花的工夫、制造设备的不良动作，从而提高生产线的生产能力。当然，能够在生产步骤、制造工序的工时也都不会增加的前提下，廉价地提供可靠性较高的产品，实现较大的工业价值。

另外，作为自闭阀29，只要是在树脂注入的前后，具有防止树脂泄漏的功能，就也能够使其他的结构件。例如，作为简单的结构件，也可以利用弹性体的栓体进行闭栓、开栓来进行树脂的注入口的开闭。

图4是利用以上那样的顺序完成的本实用新型的定子结构体39的剖视图。如图4所示，树脂21填充到下部空间部20d、周部空间部20s，但不会填充到上部空间部20u。

另外，图4的树脂21的主要树脂成分是环氧树脂、聚酯、聚氨酯等热固性的树脂材料，作为树脂21，包含作为热固性树脂的环氧树脂、聚酯树脂以及聚氨酯树脂中的任一种。为了使定子10的散热特性提高，在树脂21中混合有氧化铝(通称为矾土)、氮化硅等表示出较高导热率的填充材料。另外，通过使树脂进入相邻的卷装体13彼此之间的空隙、定子磁芯11和定子框体14 之间的细微的空隙等，利用热阻较低的树脂层替换妨碍定子10的散热特性的定子内部的空气层，从而提高散热性。

另外，在树脂21的粘性较高的情况下，树脂21向上述空隙的浸透会伴随有困难性。因此，优选的是，树脂21是低粘度而具有较高的流动性。另外，即使是高粘度的树脂材料，通过向定子10和树脂21施加预热，使树脂21的流动性提高，从而使树脂21向空隙的浸透变容易。

像以上说明那样，在本实施方式中，将树脂21填充到定子框体14的内侧和定子中间组装体19之间的空间部，从而形成定子结构体39。

在这里，构成如下结构：作为填充有树脂21的空间部，在本实施方式中，为下部空间部20d、周部空间部20s以及卷装体13彼此之间的间隙，在上部空间部20u未填充树脂21。即，在本实施方式中，对于树脂填充前的定子框体14内的空间部而言，构成为具有填充有树脂21的树脂填充部和未填充树脂21的非树脂填充部的结构。

另外，如上所述，在上部空间部20u中，实施如下布线，该布线用于利用绕组线端部13a将卷装体13彼此接线，或者用于将绕组线端部13a与连接器16的端子相连或者用于将绕组线端部13a与印刷电路板15相连。即，上部空间部20u是包含自卷装体引出的绕组线端部13a的带电部、焊锡连接部17那样的印刷电路板15的布线图案的带电部以及作为连接器16的电连接位置(连接端子)16t的带电部的空间。而且，在本实施方式中，在作为包含这些带电部的空间的上部空间部20u不填充树脂21，将上部空间部20u作为非树脂填充部。

图5是本实用新型的定子结构体39的主要部分的放大剖视图，示出了这样的树脂填充部33和非树脂填充部32的交界。

在制造本实用新型的定子结构体39之际，起因于如以上说明那样的本实用新型的结构，能够容易地管理注入后进行流动的树脂21的液面。因此，用于将卷装体13彼此接线的绕组线端部13a的电连接部(带电部)、用于将卷装体13和印刷电路板15的布线图案相连的电连接部(带电部)以及作为用于将 卷装体13、布线图案和连接器16相连的连接端子16t的电连接部(带电部)等作为一直未填充树脂21的非树脂填充部32，因此不会发生树脂21的附着。

这样一来，在本实施方式中，这些作为电连接部的带电部不是与树脂21直接接触的结构，而是介由空气(大气)与树脂21接触的结构。假设，即使自树脂21产生某些气体，也不会滞留在带电部的周围而是扩散消失，因而不产生不良情况。由此，电连接部的结构是即使在严酷的使用环境下也能应用的结构，从而能够提供可靠性更高的电动机和定子结构体。

表1示出了将使用了本实用新型的定子结构体39与作为比较例的以往技术的定子结构体进行比较而得到的结果。表1的比较例A是通过将树脂从定子上部进行注型，并且使用真空设备对树脂中的气泡进行脱泡，从而减少树脂中的气泡进而制作出的定子结构体。表1的比较例B是在不使用真空设备的前提下通过将树脂从定子上部进行注型而成的定子结构体，在树脂中含有不可避免地进入的气泡。与比较例A和比较例B相比，本实用新型具有较高的散热性，生产性、可靠性也较高。

【表1】

图6是本实用新型的实施方式1的电动机40的剖视图。电动机40具有：上述定子结构体39；转子41，其隔着空隙配置在定子结构体39的内周侧；轴承50，其以转子41能够旋转自如的方式保持转子41；以及盖部51，其以堵住定子框体14的开口端14a的方式安装。

另外，转子41具有：圆柱状的磁体保持部44，其沿着周向保持有永磁体 43；以及轴45，其以贯穿磁体保持部44的中央的方式与磁体保持部44固定连结。另外，轴45旋转自如地保持在用于支承轴45的两个轴承50上。

这样一来，本实施方式的电动机40是具有上述可靠性较高的定子结构体39的结构，因此能够提供出可靠性较高的电动机。

(实施方式2)

作为搭载了本实用新型的电动机的装置的例子，首先，将空调室内机的结构作为实施方式2进行详细说明。

在图7中，在空调室内机210的壳体211内搭载有电动机201。在该电动机201的轴上安装有横流风扇212。电动机201被电动机驱动装置213驱动。通过自电动机驱动装置213进行通电，使电动机201旋转，与此相伴，横流风扇212也旋转起来。

利用该横流风扇212的运转，将被室内机用热交换器(未图示)调节过的空气吹送到室内。在这里，电动机201例如能够应用上述实施方式1的电动机40。

另外，作为搭载了本实用新型的电动机的装置的其他例子，使用图8详细说明空气净化器的结构。

在图8中，在空气净化器340的壳体341内搭载有电动机343。在该电动机343的轴上安装有空气循环用的风扇342。电动机343被电动机驱动装置344驱动。

通过自电动机驱动装置344进行通电，使电动机343旋转，与此相伴，风扇342也旋转起来。利用该风扇342的旋转使空气循环。在这里，电动机343例如能够应用上述实施方式1的电动机40。

在上述说明中，作为本实用新型的含电动机的装置的实施例，示出了搭载于空调室内机、空气净化器等的电动机，但是其他的电动机，或者搭载于各种信息设备的电动机、用在工业设备的电动机也能够应用是不言而喻的。

如以上说明那样，本实用新型的定子结构体与以往的定子结构体相比，具有较高的散热性和可靠性，因此能够应用在可使用的用途、设备的多种样 式中，工业的价值较大。

Claims (7)

1.一种定子结构体，其具有：

定子中间组装体，其包含定子以及印刷电路板，其中，该定子包含：定子磁芯，其具有多个齿部；绝缘体，其用于覆盖所述多个齿部的各个齿部；以及卷装体，其是将绕组线隔着所述绝缘体卷绕于每个所述齿部而成的，该印刷电路板与所述卷装体的所述绕组线电连接；以及

定子框体，其用于收纳所述定子中间组装体，

该定子结构体的特征在于，还具有：

自闭阀，其位于所述定子框体的壁部的一部分或者多处部位，用于向所述定子框体内填充树脂；

树脂填充部，其形成在所述定子框体的内侧的底部和所述定子中间组装体的下部之间、所述定子框体的内壁和所述定子磁芯之间以及相邻的所述卷装体彼此之间，在所述树脂填充部填充有所述树脂；以及

非树脂填充部，其形成在包含自所述卷装体引出的绕组线端部的带电部和所述印刷电路板的布线图案的带电部的空间中，在所述非树脂填充部未填充所述树脂。

2.根据权利要求1所述的定子结构体，其特征在于，

所述定子框体具有与所述印刷电路板电连接的连接器。

3.根据权利要求1所述的定子结构体，其特征在于，

所述树脂包含热固性树脂。

4.根据权利要求1所述的定子结构体，其特征在于，

所述树脂包含作为热固性树脂的环氧树脂、聚酯树脂以及聚氨酯树脂中的任一种树脂。

5.根据权利要求1所述的定子结构体，其特征在于，

所述树脂包含氧化铝和氮化硅中的任一种。

6.一种电动机，其特征在于，

其具有权利要求1至5中任一项所述的定子结构体。

7.一种含电动机的装置，其特征在于，

其安装有权利要求6所述的电动机。