DE102014113650A1

DE102014113650A1 - Stator mit Abstützbock, Elektromotor mit einem Stator, und Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors

Info

Publication number: DE102014113650A1
Application number: DE102014113650.0A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC Corporation Kamiya Youhei
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2015-03-26
Also published as: US20150084447A1; US9966815B2; CN104518622B; JP2015070634A; CN204205803U; CN104518622A; JP5845224B2

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors wird bereitgestellt, mit dem man verhindern kann, dass Kunststoff aus einer Öffnung für einen Anschlussdraht austritt, wenn der Schritt des Einfüllens von Kunststoff in den Innenraum des Elektromotors ausgeführt wird. Dabei wird ein Schritt ausgeführt, in dem ein Abstützbock, der eine Öffnung zum Führen von Anschlussdrähten einer Spule zur Außenseite aufweist, angebracht wird, ein Schritt, in dem ein Dichtungsteil, das Durchgangslöcher hat, die die Anschlussdrähte halten, in der Öffnung angeordnet wird, so dass die Wandflächen, die die Öffnung bestimmen, dicht und ohne Zwischenraum berührt werden und die Anschlussdrähte durch die Durchgangslöcher verlaufen, und ein Schritt, bei dem ein Kunststoff in den Innenraum gefüllt wird, der durch den Abstützbock und den Statorkern bestimmt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stator, der einen Abstützbock enthält, einen Elektromotor, der einen solchen Stator enthält, und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Für einen Elektromotor, dessen Statorkern einen Abstützbock aufweist, ist bekannt, dass – unter dem Gesichtspunkt einer verbesserten Kühlwirkung – der Elektromotor durch Füllen eines Innenraums, der durch den Statorkern und den Abstützbock bestimmt ist, mit einem warm härtenden Kunststoff hergestellt wird (so genannter ”vergossener Motor”) (siehe beispielsweise die japanische Patentschrift Nr. 5-56611A ).
In einem derartigen Elektromotor ist eine Öffnung zum Durchführen eines Anschlussdrahts der Spule nach außen in dem Abstützbock vorhanden. Bei einem herkömmlichen Elektromotor kann beim Ausführen des Schritts, in dem der Kunststoff in den Innenraum des Elektromotors gefüllt wird, der Kunststoff aus der Öffnung für den Anschlussdraht austreten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Stators eines Elektromotors die Schritte des Befestigens eines Abstützbocks an einem Statorkern, auf den eine Spule gewickelt ist, wobei der Abstützbock eine Öffnung zum Herausführen eines Anschlussdrahts der Spule aufweist;
das Anordnen eines Dichtungsteils in der Öffnung derart, dass das Dichtungsteil die Wandoberfläche, die die Öffnung bestimmt, eng und ohne Zwischenraum berührt, wobei das Dichtungsteil ein Durchgangsloch für die Aufnahme des Anschlussdrahts enthält und der Anschlussdraht in das Durchgangsloch eingesetzt ist; und
das Füllen eines Kunststoffs in einen Innenraum, der durch den Abstützbock und den Statorkern bestimmt ist.
Der Abstützbock kann zudem ein Anschlagteil enthalten, das in der Öffnung angeordnet ist. Das Dichtungsteil kann einen geringeren Elastizitätskoeffizienten haben als der Abstützbock. In diesem Fall kann der Schritt des Anordnens des Dichtungsteils in der Öffnung das Einsetzen des Dichtungsteils in die Öffnung derart umfassen, dass es von außen in radialer Richtung am Anschlagteil anliegt;
das Drücken der Anschlussplatte, die den Anschlussdraht aufnimmt, von außen in radialer Richtung gegen das Dichtungsteil;
das Verformen des Dichtungsteils durch das Halten zwischen der Anschlussplatte und dem Anschlagteil; und
das Befestigen der Anschlussplatte am Abstützbock, wenn das Dichtungsteil verformt ist.
Das Dichtungsteil kann einen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, der größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Abstützbocks. In diesem Fall kann der Schritt des Anordnens des Dichtungsteils in der Öffnung das Ausdehnen des Dichtungsteils durch Erwärmen des Dichtungsteils umfassen.
Das Dichtungsteil kann einen Hauptkörper umfassen, der eine untere Fläche, eine obere Fläche gegenüber der unteren Fläche, eine innere Fläche, die zur Mittenachse des Statorkerns zeigt, und eine äußere Fläche gegenüber der inneren Fläche aufweisen, wobei:
sich das Durchgangsloch von der inneren Fläche zur äußeren Fläche erstreckt;
ein Schlitz im Hauptkörper so ausgebildet ist, dass er von der oberen Fläche zum Durchgangsloch verläuft, und eine Kerbe entlang der Ecke ausgebildet ist, an der sich die obere Fläche und die innere Fläche schneiden.
Das Durchgangsloch kann einen ersten Lochabschnitt umfassen, in den der Anschlussdraht eingesetzt wird; und
einen zweiten Lochabschnitt, der vom ersten Lochabschnitt hin zur oberen Fläche verläuft und eine Breite hat, die geringer ist als die Breite des ersten Lochabschnitts. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Elektromotor einen Stator, der mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Stator mit einem Statorkern ausgestattet, auf den eine Spule gewickelt ist, wobei:
ein Abstützbock am Statorkern angebracht ist und eine Öffnung hat, durch die ein Anschlussdraht der Spule herausgeführt ist;
ein Dichtungsteil so in der Öffnung angeordnet ist, dass es eine Wandoberfläche, die die Öffnung bestimmt, eng und ohne Zwischenraum berührt, und es ein Durchgangsloch enthält, das den Anschlussdraht aufnimmt; und
ein Kunststoff in einem Innenraum angeordnet ist, der durch den Abstützbock und den Statorkern bestimmt ist.
Der Abstützbock kann zudem ein Anschlagteil enthalten, das so in der Öffnung angeordnet ist, dass es von innen in radialer Richtung am Dichtungsteil anliegt. Das Dichtungsteil kann einen geringeren Elastizitätskoeffizienten haben als der Abstützbock. Der Stator kann zudem eine Anschlussplatte aufweisen, die so am Abstützbock angebracht ist, dass sie von außen in radialer Richtung auf das Dichtungsteil drückt. Das Dichtungsteil kann zwischen der Anschlussplatte und dem Anschlagteil des Abstützbocks gehalten und so verformt werden, dass es die Wandoberfläche fest berührt.
Dieses Dichtungsteil kann einen Hauptkörper umfassen, der eine untere Fläche, eine obere Fläche gegenüber der unteren Fläche, eine innere Fläche, die zur Mittenachse des Statorkerns zeigt, und eine äußere Fläche gegenüber der inneren Fläche aufweisen, wobei:
sich das Durchgangsloch von der inneren Fläche zur äußeren Fläche erstreckt;
ein Schlitz im Hauptkörper so ausgebildet ist, dass er von der oberen Fläche zum Durchgangsloch verläuft, und eine Kerbe entlang der Ecke ausgebildet ist, an der sich die obere Fläche und die innere Fläche schneiden. Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Elektromotor mit dem oben beschriebenen Stator bereitgestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die genannten Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
Es zeigt:
1 eine seitliche Querschnittsansicht eines Elektromotors einer Ausführungsform der Erfindung;
2A eine perspektivische Explosionsdarstellung des Status vor dem Zusammenbau aller Teile des Elektromotors in 1;
2B eine Ansicht einer Öffnung, die sich im oberen Abstützbock befindet, und zwar gesehen aus der Richtung des Pfeils P in 2A;
3A eine perspektivische Ansicht des Dichtungsteils in 1; 3B den Status, in dem Anschlussdrähte in die Durchgangslöcher des Dichtungsteils in 3A eingesetzt sind;
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Stators eines Elektromotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Flussdiagramm von Schritt S2 in 4;
6 eine Ansicht des Stators gesehen von oben, und zwar im Zustand nach dem Schritt S22 in 5;
7 eine Ansicht entsprechend zu 6, die den Stator gesehen von oben darstellt, und zwar im Zustand nach dem Schritt S24 in 5;
8 eine seitliche Querschnittsansicht des Stators im Zustand nach dem Schritt S3 in 4;
9A eine perspektivische Ansicht eines Dichtungsteils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
9B den Status, in dem Anschlussdrähte in die Durchgangslöcher des Dichtungsteils in 9A eingesetzt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Weiteren werden die Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich erklärt. Zuerst wird mit Hilfe von 1 bis 2B ein Elektromotor 10 einer Ausführungsform der Erfindung erklärt. In der folgenden Beschreibung bezeichnet die ”axiale Richtung” die Richtung der Achse O des Läufers. Die ”radiale Richtung” entspricht der radialen Richtung eines Kreises, dessen Mittelpunkt auf der Achse O liegt. Die ”Richtung nach rechts” entspricht der rechten Richtung, wenn der Elektromotor 100 aus der Richtung des Pfeils P in 1 und 2A betrachtet wird (d. h. der Richtung des Pfeils R in 2A). Die ”Richtung nach oben” entspricht der oberen Richtung in 1 und 2A.
1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Elektromotors 10. 2A zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Status vor dem Anbringen eines Dichtungsteils und einer Anschlussplatte an einem oberen Abstützbock. Der Elektromotor 10 besitzt einen Stator 100 und einen Läufer 11, der drehbar in einem Raum S₁ angeordnet ist, der sich innerhalb des Stators 100 befindet. Der Läufer 11 ist ein zylindrisches Teil, das so verläuft, dass es auf die Achse O zentriert ist, und er dreht sich aufgrund eines rotierenden Magnetfelds, das der Stator 100 erzeugt, um die Achse O.
Der Stator 100 umfasst: einen Statorkern 101; eine Spule 102, die auf den Statorkern 101 gewickelt ist; einen oberen Abstützbock 103, der am axial oberen Ende des Statorkerns 101 angebracht ist; und einen unteren Abstützbock 104, der am axial unteren Ende des Statorkerns 101 angebracht ist. Der Statorkern 101 besteht aus einer Anzahl Platten, die aus ferromagnetischem Material hergestellt sind, beispielsweise Stahl, und die in der axialen Richtung aufeinander gestapelt sind. Der Statorkern 101 besitzt eine Außenfläche 105 mit von oben gesehen im Wesentlichen quadratischer Form, und eine Innenfläche 106, die einen zylindrischen Innenraum bestimmt.
Die Innenfläche 106 ist mit Nuten ausgebildet (nicht dargestellt), die von der Innenfläche 106 in radialer Richtung nach außen (radial auswärts) verlaufen. In jede Nut ist eine Spule 102 gewickelt. Die Mittenachse des zylindrischen Innenraums, den die Innenfläche 106 bestimmt, fällt mit der genannten Achse O zusammen. Man beachte, dass in dieser Beschreibung die Mittenachse des Statorkerns 101 mit der Achse O zusammenfällt.
Der untere Abstützbock 104 ist ein zylindrisches Teil, das auf die Achse O zentriert und aus einem Metall, beispielsweise Stahl, hergestellt ist. Der untere Abstützbock 104 enthält eine zylindrische Seitenwand 104a, die um die Achse O herum verläuft, und einen Flansch 104b, der mit dem unteren Ende der Seitenwand 104a verbunden ist. Am radial inneren Ende des Flanschs 104b ist ein Schulterteil 104c ausgebildet, das vom radial inneren Ende nach oben verläuft.
Der obere Abstützbock 103 ist ein zylindrisches Teil, das auf die Achse O zentriert und aus einem Metall, beispielsweise Stahl, hergestellt ist. Der obere Abstützbock 103 enthält eine Seitenwand 107, die um die Achse O herum verläuft. Die Seitenwand 107 umfasst eine äußere Wand 107a mit von oben gesehen im Wesentlichen quadratischer Form, eine ringförmige innere Wand 107b, die radial innerhalb der äußeren Wand 107a angeordnet ist und sich ringförmig in der Umfangsrichtung erstreckt, und einen Flansch 107f, der sich von der ringförmigen inneren Wand 107b radial nach innen erstreckt. Eine kreisförmige Öffnung 107g, die auf die Achse O zentriert ist, ist im Mittenbereich des Flanschs 107f ausgebildet.
Der obere Abstützbock 103 enthält eine Öffnung 110, die in radialer Richtung durch die Seitenwand 107 verläuft. Die Öffnung 110 hat gesehen vom Pfeil P in der Abbildung eine im Wesentlichen rechteckige Form und verläuft in radialer Richtung von der Außenfläche 107c der Außenwand 107a zur Innenrandfläche 107d der ringförmigen Innenwand 107b. Genauer beschrieben, siehe 2B, ist die Öffnung 110 bestimmt durch eine untere Wandfläche 110a, die eine im Wesentlichen horizontale ebene Fläche ist, eine rechte Wandfläche 110b, die von der rechten Kante der unteren Wandfläche 110a nach oben verläuft, eine linke Wandfläche 110c, die von der linken Kante der unteren Wandfläche 110a nach oben verläuft, und eine obere Wandfläche 110d, die parallel zur unteren Wandfläche 110a verläuft und mit der rechten Wandfläche 110b und der linken Wandfläche 110c verbunden ist.
In dieser Ausführungsform hat die Seitenwand 107 ein Anschlagteil 111, das in der Öffnung 110 angeordnet ist. Genauer gesagt ist das Anschlagteil 111 an der ringförmigen Innenwand 107b der Seitenwand 107 ausgebildet. Es ist zu einem Stück mit der rechten Wandfläche 110b und der linken Wandfläche 110c der Öffnung 110 verbunden und verläuft von der rechten Wandfläche 110b waagrecht zur linken Wandfläche 110c. In dieser Ausführungsform ist die Oberseite des Anschlagteils 111 in der gleichen Ebene angeordnet wir die Oberseite des Flanschs 107f.
Das Anschlagteil 111 ist getrennt unter der oberen Wandfläche 110d der Öffnung 110 angebracht. Die radial äußere Stirnfläche 111a (1 und 2B) des Anschlagteils 111 ist an einer Position angeordnet, die bezogen auf die Außenfläche 107c der äußeren Wand 107a radial weiter innen liegt, und die bezogen auf die Innenrandfläche 107d der ringförmigen Innenwand 107b radial weiter außen liegt.
Die von der Spule 102 ausgehenden Anschlussdrähte 112 verlaufen durch die Öffnung 110 und werden zur Außenseite des oberen Abstützbocks 103 geführt. Im Einzelnen verlaufen die Anschlussdrähte 112 in dem Raum zwischen dem Anschlagteil 111 und der unteren Wandfläche 110a durch die Öffnung 110, damit sie zur Außenseite geführt werden. In dieser Ausführungsform werden insgesamt drei Anschlussdrähte 112 von der Spule 102 herausgeführt. Jeder Anschlussdraht 112 enthält einen Leitdraht 112a und eine Ummantelung 112b, die den Leitdraht 112a umgibt und bedeckt.
Der Stator 100 dieser Ausführungsform enthält eine Anschlussplatte 113, die an der Seitenwand 107 des oberen Abstützbocks 103 befestigt ist, und ein Dichtungsteil 120, das in der Öffnung 110 der Seitenwand 107 angeordnet ist. Die Anschlussplatte 113 nimmt die Anschlussdrähte 112 auf und hält sie fest. Eine elektrische Leitung einer externen Vorrichtung, beispielsweise eine Stromquelle, wird mit der Anschlussplatte 113 verbunden, und die elektrische Leitung und die Anschlussdrähte 112 werden auf der Anschlussplatte 113 elektrisch miteinander verbunden.
Die Anschlussplatte 113, siehe 2A, umfasst ein Gehäuse 114. Das Gehäuse 114 enthält eine untere Wand 114a und insgesamt vier Seitenwände 114b, die sich von der unteren Wand 114a nach oben erstrecken. Jeder der Anschlussdrähte 112 wird in einer Nische aufgenommen und gehalten, die durch die untere Wand 114a und zwei benachbarte Seitenwände 114b bestimmt ist. Die Anschlussplatte 113 wird mit Schrauben 115 an der Seitenwand 107 des oberen Abstützbocks 103 befestigt, nachdem das Dichtungsteil 120 in die Öffnung 110 eingesetzt wurde.
Mit Hilfe von 3A und 3B wird nun das Dichtungsteil 120 der Ausführungsform erläutert. Das Dichtungsteil 120 enthält einen im Wesentlichen viereckigen prismenförmigen Hauptkörper 121, Durchgangslöcher 128 und einen Kerbenabschnitt 129, die im Hauptkörper 121 ausgebildet sind. Das Dichtungsteil 120 ist beispielsweise aus einem Gummimaterial wie Urethangummi hergestellt und hat einen kleineren Elastizitätskoeffizienten und einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der obere Abstützbock 103.
Der Hauptkörper 121 besitzt eine Unterseite 122, eine Oberseite 123, die gegenüber der Unterseite 122 angeordnet ist, eine Außenseite 124, die von der Vorderkante der Unterseite 122 nach oben verläuft, eine Innenfläche 125, die gegenüber der Außenseite 124 angeordnet ist, eine rechte Stirnfläche 126, die von der rechten Kante der Unterseite 122 nach oben verläuft, und eine linke Stirnfläche 127, die gegenüber der rechten Stirnfläche 126 angeordnet ist.
Die Innenfläche 125 zeigt zur Achse O, wenn das Dichtungsteil 120 am oberen Abstützbock 103 angebracht ist, siehe 1. Dagegen zeigt die Außenseite 124 vom Elektromotor 10 nach außen. Im Hauptkörper 121 sind insgesamt drei Durchgangslöcher 128 ausgebildet, die den Anschlussdrähten 112 zugeordnet sind. Jedes der Durchgangslöcher 128 verläuft von der Innenfläche 125 zur Außenseite 124. Jedes der Durchgangslöcher 128, siehe 3B, nimmt einen der genannten Anschlussdrähte 112 auf.
Der Hauptkörper 121 ist mit insgesamt drei Schlitzen 130 ausgebildet, die von der Oberseite 123 zu den Durchgangslöchern 128 verlaufen. Beim Einsetzen des Anschlussdrahts 112 in das Durchgangsloch 128 öffnet der Anwender den Schlitz 130 nach links und rechts und schiebt daraufhin den Anschlussdraht 112 von der Oberseite 123 her in den Schlitz 130. Dadurch wird der Anschlussdraht 112 in das Durchgangsloch 128 eingesetzt. Die Kerbe 129 ist entlang der Ecke ausgebildet, an der sich die Oberseite 123 und die Innenfläche 125 des Hauptkörpers 121 schneiden. Die Kerbe 129 erstreckt sich von der rechten Stirnfläche 126 zur linken Stirnfläche 127.
Nun wird anhand von 1 bis 3B die Anbringstruktur des Dichtungsteils 120 dieser Ausführungsform ausführlicher erklärt. In dem Status, in dem das Dichtungsteil 120 in der Öffnung 110 des oberen Abstützbocks 103 angeordnet ist, berührt die Unterseite 122 des Dichtungsteils 120 die untere Wandfläche 110a der Öffnung 110 fest und ohne Zwischenraum. In gleicher Weise berühren die rechte Stirnfläche 126 und die linke Stirnfläche 127 des Dichtungsteils 120 die rechte Wandfläche 110b und die linke Wandfläche 110c der Öffnung 110 jeweils fest und ohne Zwischenraum.
Das Anschlagteil 111, das sich an der Seitenwand 107 des oberen Abstützbocks 103 befindet, sitzt ohne Zwischenraum in der Kerbe 129, die sich am Dichtungsteil 120 befindet. Zudem ist die Anschlussplatte 113 so am oberen Abstützbock 103 befestigt, dass sie radial von außen gegen das Dichtungsteil 120 drückt. Hierdurch wird das Dichtungsteil 120 zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 gehalten und verformt. Somit berührt das Dichtungsteil 120 die Wandflächen 110a, 110b und 110c, die die Öffnung 110 bestimmen, und das Anschlagteil 111 fest und ohne Zwischenraum.
Mit Hilfe von 4 bis 8 wird nun das Verfahren zum Herstellen des Stators 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erklärt. Der Ablauf der Ausführungsform, siehe 4, beginnt nach dem Bereitstellen des beschriebenen Statorkerns 101, des oberen Abstützbocks 103 und des unteren Abstützbocks 104.
Im Schritt S1 befestigt der Hersteller die Abstützböcke 103 und 104 am Statorkern 101. Im Einzelnen wird der obere Abstützbock 103 am oberen Ende des Statorkerns 101 konzentrisch zur Achse O angebracht. In ähnlicher Weise wird der untere Abstützbock 104 am unteren Ende des Statorkerns 101 konzentrisch zur Achse O angebracht.
Im Schritt S2 ordnet der Hersteller das Dichtungsteil 120 so in der Öffnung 110 an, dass das Dichtungsteil 120 die Wandflächen 110a, 110b und 110c, die die Öffnung 110 bestimmen, fest und ohne Zwischenraum berührt. Die Einzelheiten des Schritts S2 werden anhand von 5 erklärt.
Nach dem Beginn des Schritts S2 setzt der Hersteller im Schritt S21 die Anschlussdrähte 112 in die Durchgangslöcher 128 des Dichtungsteils 120 ein. Im Einzelnen öffnet der Hersteller die Schlitze 130, die im Dichtungsteil 120 ausgebildet sind, nach links und rechts und schiebt die Anschlussdrähte 112 von der Oberseite 123 des Dichtungsteils 120 in die Schlitze 130, damit die Anschlussdrähte 112 in die Durchgangslöcher 128 eingesetzt werden.
Im Schritt S22 setzt der Hersteller das Dichtungsteil 120 so in die Öffnung 110 ein, dass das Dichtungsteil 120 radial von außen am Anschlagteil 111 anliegt. Insbesondere setzt der Hersteller, siehe 2A, das Dichtungsteil 120 in die im oberen Abstützbock 103 ausgebildete Öffnung 110 radial von außen in der Richtung ein, die der Pfeil P anzeigt. Dadurch sitzt das in der Öffnung 110 angebrachte Anschlagteil 111 in der Kerbe 129, die sich am Dichtungsteil 120 befindet, und liegt daran an. Somit wird eine Bewegung des Dichtungsteils 120 radial nach innen verhindert.
Im Schritt 323 drückt der Hersteller die Anschlussplatte 113 radial von außen gegen das Dichtungsteil 120. Genauer gesagt drückt der Hersteller das Gehäuse 114 der Anschlussplatte 113 gegen das Dichtungsteil 120, und zwar radial von außen in der Richtung, die der Pfeil P anzeigt. Dieser Zustand ist in 6 dargestellt.
Im Zustand in 6 liegt die Außenseite 124 des Dichtungsteils 120 am Gehäuse 114 der Anschlussplatte 113 an, und die Kerbe 129 des Dichtungsteils 120 liegt an der Stirnfläche 111a des Anschlagteils 111 an. Damit ist das Dichtungsteil 120 zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 angeordnet. Man beachte, dass in diesem Zustand das Dichtungsteil 120 keinen vollständigen engen Kontakt mit den Wandflächen 110a, 110b und 110c der Öffnung 110 aufzuweisen braucht, und dass ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Dichtungsteil 120 und den Wandflächen 110a, 110b und 110c der Öffnung 110 vorhanden sein kann.
Im Schritt S24 verformt der Hersteller das Dichtungsteil 120, indem es zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 gehalten wird. Anders formuliert drückt der Hersteller die Anschlussplatte 113 weiter radial nach innen gegen das Dichtungsteil 120. Nun ist das Dichtungsteil 120 fest zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 gehalten.
Wie oben beschrieben weist das Dichtungsteil 120 einen kleineren Elastizitätskoeffizienten auf als der obere Abstützbock 103. Daher verformt sich das Dichtungsteil 120 so, dass es sich in der Richtung ausdehnt, die der Pfeil R in 6 angibt, wenn es zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 gehalten wird. Somit nimmt das Dichtungsteil 120 den in 7 dargestellten Status ein.
Das Dichtungsteil 120, siehe 7, dehnt sich aus, weil es zwischen der Anschlussplatte 113 und dem Anschlagteil 111 gehalten wird, und es berührt die Wandflächen 110a, 110b und 110c der Öffnung 110 und des Anschlagteils 111 fest und ohne Zwischenraum. Genauer gesagt berührt in dem in 7 dargestellten Status die Unterseite 122 des Dichtungsteils 120 die untere Wandfläche 110a der Öffnung 110 fest und ohne Zwischenraum.
In gleicher Weise berühren die rechte Stirnfläche 126 und die linke Stirnfläche 127 des Dichtungsteils 120 die rechte Wandfläche 110b und die linke Wandfläche 110c der Öffnung 110 jeweils fest und ohne Zwischenraum. Zudem berührt die radial äußere Stirnfläche 111a des Anschlagteils 111 die Wandfläche, die von der Kerbe 129 des Dichtungsteils 120 bestimmt wird, fest und ohne Zwischenraum. Damit dichtet das Dichtungsteil 120 den Raum in der Öffnung 110, der durch die Wandflächen 110a, 110b und 110c und das Anschlagteil 111 bestimmt ist, vollständig ab.
Im Schritt S25 befestigt der Hersteller die Anschlussplatte 113 an dem oberen Abstützbock 103 in dem Status, in dem das Dichtungsteil 120 verformt ist. Im Einzelnen befestigt der Hersteller die Anschlussplatte 113 mit Schrauben 115 an der Seitenwand 107 des oberen Abstützbocks 103, wobei die Anschlussplatte 113 gegen das Dichtungsteil 120 gedrückt ist.
Im Schritt S26 dehnt der Hersteller das Dichtungsteil 120 aus, indem er es erwärmt. In einem Beispiel verwendet der Hersteller eine Heizvorrichtung, die den Stator 100 insgesamt erwärmt. Wie oben angegeben hat das Dichtungsteil 120 einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der obere Abstützbock 103. Daher dehnt sich das Dichtungsteil 120 stärker aus als der obere Abstützbock 103. Hierdurch berührt das Dichtungsteil 120 die Wandflächen 110a, 110b und 110c und das Anschlagteil 111 fester. Dadurch lässt sich die Dichtwirkung des Dichtungsteils 120 in der Öffnung 110 weiter verbessern.
Nach der Ausführung des Schritts S26 ist der Ablauf des Schritts S2 in 5 beendet, und die Routine geht auf den Schritt S3 in 4 über. Im Schritt S3 ordnet der Hersteller den Kern 131 innerhalb des Statorkerns 101 an. Im Einzeln, siehe 8, setzt der Hersteller den säulenförmigen Kern 131 mit einem vorbestimmten Durchmesser in den Innenraum ein, der durch die Innenfläche 106 des Statorkerns 101 bestimmt ist, und zwar konzentrisch zur Achse O. Dabei stößt das untere Ende des Kerns 131 am Schulterteil 104c des unteren Abstützbocks 104 an, und der Kern 131 verläuft durch die Öffnung 107g, die sich in dem Flansch 107f des oberen Abstützbocks 103 befindet und vom oberen Abstützbock 103 nach oben verläuft.
Im Schritt S4 füllt der Hersteller Kunststoff in den Innenraum S₂, der durch die Abstützböcke 103 und 104 und den Statorkern 101 bestimmt ist. Im Einzeln, siehe 8, füllt der Hersteller Kunststoff (nicht dargestellt) über den Kunststoff-Einfüllabschnitt 132 ein, der zwischen dem Kern 131 und der Öffnung 107g bestimmt ist, die sich in dem Flansch 107f des oberen Abstützbocks 103 befindet.
Der über den Kunststoff-Einfüllabschnitt 132 eingefüllte Kunststoff fließt durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten und füllt nach und nach den Innenraum S₂, der zwischen dem Kern 131 und dem unteren Abstützbock 104, dem Statorkern 101 und dem oberen Abstützbock 103 bestimmt ist. Der Kunststoff wird in den Innenraum S₂ gefüllt, bis er eine Position gerade unter dem Flansch 107f des oberen Abstützbocks 103 erreicht. Durch diesen Vorgang wird die Spule 102 vollständig mit Kunststoff bedeckt. Nach dem Ausführen des Schritts S4 ist der Ablauf dieser Ausführungsform beendet.
Da gemäß dieser Ausführungsform die im oberen Abstützbock vorhandene Öffnung 110 vom Dichtungsteil 120 fest verschlossen wird, kann man zuverlässig verhindern, dass Kunststoff durch die Öffnung 110 austritt, wenn der Kunststoff im Schritt S4 eingefüllt wird. Damit kann man den Kunststoff in den Innenraum des Statorkerns und der Abstützböcke füllen, und zwar in einem Status, in dem die Abstützböcke vorab am Statorkern befestigt sind, und das Auslaufen von Kunststoff wird verhindert. Dadurch kann ein vergossener Motor mit Abstützböcken, in dem die Wärmeabfuhrwirkung durch den Kunststoff verbessert ist, mit geringen Kosten und einem exzellenten Fertigungsverfahren produziert werden, und zwar ohne dass irgendwelche besonderen Formen nötig sind.
Zudem werden gemäß der Ausführungsform die Anschlussdrähte 112 durch die Durchgangslöcher 128 des Dichtungsteils 120 geführt und durch die Öffnung 110 aus dem Elektromotor 10 nach außen geführt, und sie sind zuverlässig von der Seitenwand 107 des oberen Abstützbocks 103 getrennt. Hierdurch kann man die Isolation der Anschlussdrähte 112 gegen den oberen Abstützbock 103 sicherstellen, da eine Berührung der Anschlussdrähte 112 mit der Seitenwand 107 zuverlässig verhindert werden kann.
Man beachte, dass verschiedene andere Arten von Dichtungsteilen anstelle des beschriebenen Dichtungsteils 120 in der Erfindung verwendet werden können. Im Weiteren wird anhand von 9A und 9B ein Dichtungsteil 140 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erklärt. Gleiche Elemente wie beim beschriebenen Dichtungsteil 120 werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht mehr ausführlich erklärt. Das Dichtungsteil 140 enthält einen Hauptkörper 121, der dem vorstehenden Dichtungsteil 120 gleicht, sowie Durchgangslöcher 141 gemäß dieser Ausführungsform.
Der Hauptkörper 121 ist mit insgesamt drei Durchgangslöchern 141 ausgebildet. Jedes der Durchgangslöcher 141 verläuft von der Innenfläche 125 zur Außenseite 124 des Hauptkörpers 121. Jedes der Durchgangslöcher 141 enthält einen ersten Lochabschnitt 141a, in den ein Anschlussdraht 112 eingesetzt wird, und einen zweiten Lochabschnitt 141b, der vom ersten Lochabschnitt 141a hin zur Oberseite 123 des Hauptkörpers 121 verläuft.
Der erste Lochabschnitt 141a besitzt eine rechteckige Form mit verrundeten Ecken. Der zweite Lochabschnitt 141b besitzt eine rechteckige Form, und die lange Seite des Rechtecks verläuft in der Richtung von oben nach unten. Der erste Lochabschnitt 141a hat eine äußere Form, die größer ist als ein Leitdraht 112a des Anschlussdrahts 112 und die kleiner ist als eine Ummantelung 112b des Anschlussdrahts 112. Die Breite des zweiten Lochabschnitts 141b in der Richtung von rechts nach links ist kleiner als die Breite des ersten Lochabschnitts 141a.
Wird der Anschlussdraht 112 in den ersten Lochabschnitt 141a des Durchgangslochs 141 eingesetzt, siehe 9B, so quetscht die Wandfläche, die den ersten Lochabschnitt 141a bestimmt, die Ummantelung 112b des Anschlussdrahts 112, und ein Teil der Ummantelung 112b wird im zweiten Lochabschnitt 141b aufgenommen. Bei dem Dichtungsteil 140 dieser Ausführungsform kann auch dann, wenn ein Spalt zwischen der Ummantelung 112b und dem Leitdraht 112a des Anschlussdrahts 112 vorhanden ist, der Anschlussdraht 112 ohne Zwischenraum im Durchgangsloch 141 gehalten werden. Wird im beschriebenen Schritt S4 Kunststoff in den Statorkern gefüllt, so kann man wirksam verhindern, dass der Kunststoff durch den Zwischenraum zwischen dem Anschlussdraht 112 und dem Durchgangsloch 141 austritt.
In der obigen Ausführungsform wurde der Fall erklärt, dass der Statorkern einen oberen Abstützbock und einen unteren Abstützbock hat, d. h. dass zwei Abstützböcke angebracht sind. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So lange zusammen mit dem Statorkern ein Innenraum bestimmt ist, in den Kunststoff einzufüllen ist, kann man auch einen einzigen Abstützbock oder drei oder mehr Abstützböcke am Statorkern anbringen.
In der obigen Ausführungsform wurde der Fall erklärt, dass die Öffnung des oberen Abstützbocks eine im Wesentlichen rechteckige äußere Form aufweist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Öffnung kann beispielsweise auch eine vieleckige Form, eine Kreisform oder eine elliptische Form aufweisen. In diesem Fall ist das Dichtungsteil dafür konfiguriert, dass es einen Hauptkörper mit einer äußeren Form hat, die der Form der Öffnung entspricht.
In der obigen Ausführungsform ist das Anschlagteil in der Seitenwand des oberen Abstützbocks ausgebildet. Sowohl der Schritt S24, bei dem das Dichtungsteil verformt wird, indem es zwischen der Anschlussplatte und dem Anschlagteil gehalten wird, als auch der Schritt S26, bei dem das Dichtungsteil durch Erwärmen ausgedehnt wird, werden ausgeführt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Dichtungsteil kann beispielsweise die Wandfläche der Öffnung dadurch dicht berühren, dass nur der Schritt S26 ausgeführt wird, und zwar ohne dass das Anschlagteil in der Seitenwand des oberen Abstützbocks bereitgestellt wird, und ohne dass der Schritt S24 ausgeführt wird.
In diesem Fall kann das Dichtungsteil so ausgelegt sein, dass die Oberseite des Hauptkörpers des Dichtungsteils die obere Wandfläche der Öffnung ohne Zwischenraum dicht berührt, wenn das Dichtungsteil im Schritt S26 ausgedehnt wird. Wird das Anschlagteil an der Seitenwand des oberen Abstützbocks bereitgestellt, so kann man erreichen, dass das Dichtungsteil die Wandfläche der Öffnung dicht berührt, indem nur der Schritt S24 ausgeführt wird und der Schritt S26 nicht. Auf dieses Weise kann auch dann, wenn nur einer der Schritte S24 und S26 ausgeführt wird, das Dichtungsteil einen Austritt von Kunststoff aus der Öffnung ausreichend verhindern.
In der beschriebenen Ausführungsform sitzt das Anschlagteil in der Kerbe des Dichtungsteils. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Anschlagteil kann einen kleineren Teil der Innenfläche des Dichtungsteils berühren (oder flächig daran anliegen).
Wie beschrieben wird gemäß der Erfindung die Öffnung im oberen Abstützbock durch das Dichtungsteil fest verschlossen, so dass im Schritt, in dem der Kunststoff eingefüllt wird, der Kunststoff die Öffnung nicht passieren kann und verlässlich daran gehindert wird, nach außen auszutreten. Aus diesem Grund kann man den Kunststoff in den Innenraum des Statorkerns und des Abstützbocks in einem Zustand einfüllen, in dem der Abstützbock schon vorher am Statorkern angebracht ist, und einen Kunststoffaustritt verhindern. Hierdurch wird es möglich, einen vergossenen Motor mit einem Abstützbock herzustellen, der durch den Kunststoff eine verbesserte Wärmeabfuhr aufweist, ohne dass besondere Formen nötig wären, und zwar durch ein kostengünstiges hervorragendes Fertigungsverfahren.
Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsformen erklärt. Die vorstehenden Ausführungsformen schränken die Erfindung hinsichtlich der Ansprüche jedoch nicht ein. Nicht alle Kombinationen von Merkmalen, die in den Ausführungsformen erklärt sind, sind notwendig unerlässlich für die Erfindung. Fachleute wissen, dass man die obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändern oder verbessern kann. Derartige veränderte oder verbesserte Ausführungsformen sind ebenfalls im technischen Bereich der Erfindung enthalten, der durch den Wortlaut der Ansprüche beschrieben wird.
Man beachte, dass die Operationen, Routinen, Schritte, Stufen und anderen Verarbeitungen in der Vorrichtung, dem System, dem Programm und dem Verfahren in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden können, so lange nicht deutlich ”vorher”, ”davor” usw. angegeben ist oder die Ausgabe einer vorhergehenden Verarbeitung für eine spätere Verarbeitung verwendet wird. Der Ablauf der Operationen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen bedeutet nicht, dass die Ausführung in dieser Reihenfolge unerlässlich ist, auch wenn zur Vereinfachung in der Erklärung ”zunächst”, ”danach” usw. verwendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5-56611 A [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Stators (100) eines Elektromotors (10), umfassend: das Befestigen eines Abstützbocks (103) an einem Statorkern (101), auf den eine Spule (102) gewickelt ist, wobei der Abstützbock (103) eine Öffnung (110) zum Herausführen eines Anschlussdrahts (112) der Spule (102) aufweist; das Anordnen eines Dichtungsteils (120) in der Öffnung (110) derart, dass das Dichtungsteil (120) die Wandoberfläche (110a, 110b, 110c), die die Öffnung (110) bestimmt, eng und ohne Zwischenraum berührt, wobei das Dichtungsteil (120) ein Durchgangsloch (128) für die Aufnahme des Anschlussdrahts (112) enthält und der Anschlussdraht (112) in das Durchgangsloch (128) eingesetzt ist; und das Füllen eines Kunststoffs in den Innenraum (S₂), der durch den Abstützbock (103, 104) und den Statorkern (101) bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstützbock (103) zudem ein Anschlagteil (111) enthält, das in der Öffnung (110) angeordnet ist, das Dichtungsteil (120) einen geringeren Elastizitätskoeffizienten hat als der Abstützbock (103), wobei der Schritt des Anordnens des Dichtungsteils (120) in der Öffnung (110) umfasst: das Einsetzen des Dichtungsteils (120) in die Öffnung (110) derart, dass das Dichtungsteil (120) von außen in radialer Richtung am Anschlagteil (111) anliegt; das Drücken der Anschlussplatte (113), die den Anschlussdraht (112) aufnimmt, von außen in radialer Richtung gegen das Dichtungsteil (120); das Verformen des Dichtungsteils (120) durch das Halten des Dichtungsteils (120) zwischen der Anschlussplatte (113) und dem Anschlagteil (111); und das Befestigen der Anschlussplatte (113) am Abstützbock (103), wenn das Dichtungsteil (120) verformt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtungsteil (120) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Abstützbocks (103), und der Schritt des Anordnens des Dichtungsteils (120) in der Öffnung (110) das Ausdehnen des Dichtungsteils (120) durch Erwärmen des Dichtungsteils (120) umfasst.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dichtungsteil (120) umfasst: einen Hauptkörper (121), der eine untere Fläche (122), eine obere Fläche (123) gegenüber der unteren Fläche (122), eine innere Fläche (125), die zur Mittenachse (O) des Statorkerns (101) zeigt, und eine äußere Fläche (124) gegenüber der inneren Fläche (125) aufweist, wobei: sich das Durchgangsloch (128) von der inneren Fläche (125) zur äußeren Fläche (124) erstreckt; ein Schlitz (130) im Hauptkörper (121) so ausgebildet ist, dass er von der oberen Fläche (123) zum Durchgangsloch (128) verläuft; und eine Kerbe (129) entlang der Ecke ausgebildet ist, an der sich die obere Fläche (123) und die innere Fläche (125) schneiden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Durchgangsloch (141) enthält: einen ersten Lochabschnitt (141a), in den der Anschlussdraht (112) eingesetzt wird; und einen zweiten Lochabschnitt (141b), der vom ersten Lochabschnitt (141a) hin zur oberen Fläche (123) verläuft und eine Breite hat, die geringer ist als die Breite des ersten Lochabschnitts (141a).
Elektromotor (10), umfassend einen Stator (100), der mit dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wird.
Stator (100), umfassend: einen Statorkern (101), auf den eine Spule (102) gewickelt ist: einen Abstützbock (103), der am Statorkern (101) angebracht ist und eine Öffnung (110) hat, durch die ein Anschlussdraht (112) der Spule (102) herausgeführt ist; ein Dichtungsteil (120), das so in der Öffnung (110) angeordnet ist, dass es eine Wandoberfläche (110a, 110b, 110c), die die Öffnung (110) bestimmt, eng und ohne Zwischenraum berührt, und das ein Durchgangsloch (128) enthält, das den Anschlussdraht (112) aufnimmt; wobei ein Kunststoff in einem Innenraum (S₂) angeordnet ist, der durch den Abstützbock (103, 104) und den Statorkern (101) bestimmt ist.
Stator nach Anspruch 7, wobei der Abstützbock (103) zudem ein Anschlagteil (111) enthält, das so in der Öffnung (110) angeordnet ist, dass es von innen in radialer Richtung am Dichtungsteil (120) anliegt, das Dichtungsteil (120) einen geringeren Elastizitätskoeffizienten hat als der Abstützbock (103), der Stator (100) zudem eine Anschlussplatte (113) aufweist, die so am Abstützbock (103) angebracht ist, dass sie von außen in radialer Richtung auf das Dichtungsteil (120) drückt, das Dichtungsteil (120) zwischen der Anschlussplatte (113) und dem Anschlagteil (111) des Abstützbocks (103) gehalten und so verformt wird, dass es die Wandoberfläche (110a, 110b, 110c) fest berührt.
Stator nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Dichtungsteil (120) umfasst: einen Hauptkörper (121), der eine untere Fläche (122), eine obere Fläche (123) gegenüber der unteren Fläche (122), eine innere Fläche (125), die zur Mittenachse (O) des Statorkerns (101) zeigt, und eine äußere Fläche (124) gegenüber der inneren Fläche (125) aufweist, wobei sich das Durchgangsloch (128) von der inneren Fläche (125) zur äußeren Fläche (124) erstreckt; ein Schlitz (130) im Hauptkörper (121) so ausgebildet ist, dass er von der oberen Fläche (123) zum Durchgangsloch (128) verläuft; und eine Kerbe (129) entlang der Ecke ausgebildet ist, an der sich die obere Fläche (123) und die innere Fläche (125) schneiden.
Elektromotor (10), umfassend den Stator (100) nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9.