-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator eines Elektromotors und ein Verfahren zur Herstellung des Stators.
-
2. Beschreibung des Stands der Technik
-
Der Stator eines Elektromotors, der in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-6054 offenbart ist, weist einen Statorkern und zwei Gehäuse, die an beiden Enden des Statorkerns angeordnet sind. auf. Mehrere Durchgangslöcher sind in der Nähe der Umfangsfläche des Statorkerns gebildet und verlaufen in der Achsenrichtung des Elektromotors. Stangen, die an beiden Enden mit Gewindeabschnitten ausgeführt sind, sind in die Durchgangslöcher eingesetzt. Schraubenbolzen sind in Durchgangslöcher, die in den beiden Gehäusen gebildet sind, eingesetzt und mit den Gewindeabschnitten der Stangen verschraubt, wodurch der Statorkern und die Gehäuse befestigt werden. Die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-6054 offenbart einen Elektromotor mit einem derartigen Aufbau.
-
Übrigens benötigt ein Elektromotor Luftdichtheit und muss er flüssigkeitsdicht sein. Der Statorkern ist aus einem Stapel von Stahlplatten gebildet. Daher stellen die Durchgangslöcher, die in beiden Gehäusen und dem Statorkern gebildet sind, eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Elektromotors und einem Spalt zwischen den gestapelten Stahlplatten bereit. Somit ist um die Durchgangslöcher eine Dichtung erforderlich.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Es kann jedoch sein, dass zwischen den Durchgangslöchern, die in dem Statorkern gebildet sind, und den Stangen, die in die Durchgangslöcher eingesetzt sind, keine ausreichende Dichtungsfläche verfügbar ist. Dies liegt daran, dass die Durchgangslöcher in der Nähe des Außenumfangs des Statorkerns gebildet werden müssen, um die Isolierung zwischen Spulen, die um den Statorkern gewickelt sind, und den Stangen zu bewahren. Darüber hinaus erfordert das Sicherstellen einer Dichtungsfläche eine Vergrößerung des Außendurchmessers des Stators. Doch in diesem Fall müsste die Größe des Elektromotors erhöht werden und würden auch die Herstellungskosten ansteigen.
-
Eine weitere Alternative wäre, in den Durchgangslöchern, die in dem Statorkern gebildet sind, einen Dichtstoff aufzubringen, um die Durchgangslöcher abzudichten. Doch da die Durchgangslöcher in der Achsenrichtung langgestreckt sind, ist eine große Menge an Zeit erforderlich, um die Aufbringungsarbeit zum Aufbringen des Dichtstoffs über das gesamte Innere der Durchgangslöcher vorzunehmen. Darüber hinaus ist es schwierig, eine solche Arbeit zu automatisieren.
-
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben angeführten Umstände, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator, der ein leichtes Abdichten der Durchgangslöcher gestattet, und ein Verfahren zur Herstellung des Stators bereitzustellen.
-
Um die oben angeführte Aufgabe zu erfüllen, wird nach einer ersten Erfindung ein Stator bereitgestellt, der einen Statorkern, ein Paar von Gehäusen, die an beiden Enden des Statorkerns angeordnet sind, eine Stange, die in ein Durchgangsloch, das in dem Statorkern gebildet ist, eingesetzt ist, und einen Schraubenbolzen, der in ein Durchgangsloch der Gehäuse eingesetzt ist und mit einem vorstehenden Teil der Stange, die von beiden Endflächen des Statorkerns vorsteht, verbunden ist, wodurch der Statorkern und die Gehäuse befestigt werden, aufweist, wobei ein Dichtelement, das aus einem Dichtstoff, der durch Erhitzen ausgedehnt und gehärtet wird, gebildet ist, zumindest teilweise um die Stange angeordnet ist.
-
Nach einer zweiten Erfindung ist das Dichtelement nach der ersten Erfindung um den vorstehenden Teil der Stange angeordnet.
-
Nach einer dritten Erfindung ist das Dichtelement nach der ersten Erfindung zwischen dem Durchgangsloch des Statorkerns und der Stange, die in das Durchgangsloch eingesetzt ist, angeordnet.
-
Nach einer vierten Erfindung wird ein Elektromotor, der den Stator nach einer aus der ersten bis dritten Erfindung aufweist, bereitgestellt.
-
Nach einer fünften Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stators bereitgestellt, das die Schritte des Einsetzens einer Stange in ein Durchgangsloch, das in einem Statorkern gebildet ist, des Einsetzens eines Schraubenbolzens in ein Durchgangsloch, das in Gehäusen, welche an beiden Enden des Statorkerns angeordnet sind, gebildet ist, des zumindest teilweisen Anordnens eines Dichtelements, das aus einem Dichtstoff, der durch Erhitzen ausgedehnt und gehärtet wird, gebildet ist, um die Stange, des Verbindens eines vorstehenden Teils der Stange und des Schraubenbolzens, wodurch der Statorkern und die Gehäuse befestigt werden, und des Ausdehnens und Härtens des Dichtelements durch Erhitzen aufweist.
-
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, offensichtlicher werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Schnittansicht in der Achsenrichtung eines Elektromotors, der einen Stator nach der vorliegenden Erfindung aufweist.
-
2 ist eine Schnittansicht des Stators des in 1 veranschaulichten Elektromotors.
-
3A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Stators nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
3B ist eine andere teilweise vergrößerte Ansicht des Stators nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
4A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Stators nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
4B ist eine andere teilweise vergrößerte Ansicht des Stators nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Maßstäbe der Zeichnungen passend verändert.
-
1 ist eine Schnittansicht in der Achsenrichtung eines Elektromotors, der einen Stator nach der vorliegenden Erfindung aufweist. Wie in 1 veranschaulicht weist ein Elektromotor 1 einen Stator 10 und einen Rotor 20, der drehbar in dem Stator 10 angeordnet ist, auf.
-
2 ist eine Schnittansicht des Stators des in 1 veranschaulichten Elektromotors. Zur Einfachheit sind der Rotor 20 und die nachstehend beschriebenen Gehäuse in 2 nicht dargestellt. Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist ein Statorkern 11 des Stators 10 aus einem Stapel von mehreren achteckigen magnetischen Stahlplatten gebildet.
-
Wie in 2 veranschaulicht sind an der inneren Umfangsfläche des Stators 10 mehrere, z. B. 12, Schlitze 15 in regelmäßigen Abständen gebildet. Spulen 12 (siehe 1) sind über Isolierpapier um Statorzähne 16 zwischen benachbarten Schlitzen 15 gewickelt. Darüber hinaus ist in der Mitte des Statorkerns 11 eine hohle Öffnung 13 gebildet.
-
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind ein erstes Gehäuse 31 und ein zweites Gehäuse 32 an einem oberen Ende bzw. einem unteren Ende des Statorkerns 11 angebracht. Das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32, die in 1 veranschaulicht sind, sind Elemente mit einem U-förmigen Querschnitt. Das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 können jedoch auch deckelförmige Elemente sein. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Außenform des Elektromotors 1 durch den Statorkern 11, das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 des Stators definiert.
-
In den Mitten des ersten Gehäuses 31 bzw. des zweiten Gehäuses 32 sind zentrale Öffnungen gebildet, in denen Lager 22, 23 angeordnet sind. Darüber hinaus halten die Lager 22, 23 eine Drehwelle 21 des Rotors 20 drehbar.
-
Wie in 2 veranschaulicht sind Durchgangslöcher 17 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung an radial äußeren Seiten der Schlitze 15 des Statorkerns 11 gebildet. Darüber hinaus sind, wie aus 1 ersichtlich ist, Stangen 18 in die jeweiligen Durchgangslöcher 17 eingesetzt. Beide Enden der Stangen 18 sind vorstehende Teile 18a, die von dem Statorkern 11 vorstehen. Die vorstehenden Teile 8a sind mit Gewindeabschnitten, d. h., Innengewindeabschnitten, ausgeführt.
-
Darüber hinaus sind das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 mit Durchgangslöchern 37 ausgeführt, die den Durchgangslöchern 17 des Statorkerns 11 entsprechen. Schraubenbolzen 19 werden von außerhalb des ersten Gehäuses 31 und des zweiten Gehäuses 32 her eingesetzt und mit den Gewindeabschnitten der vorstehenden Teile 18a verschraubt. Auf diese Weise werden das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 an dem Statorkern 11 befestigt. Das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 können auch auf eine andere Weise an dem Statorkern 11 befestigt werden.
-
3A und 3B sind teilweise vergrößerte Ansichten des Stators nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden wird zur Einfachheit ein Bereich in der Nähe der Befestigungsstelle zwischen dem ersten Gehäuse 31 und dem Statorkern 11 beschrieben. Die gleiche Beschreibung gilt für die Befestigungsstelle zwischen dem zweiten Gehäuse 32 und dem Statorkern 11. Darüber hinaus ist in den folgenden Zeichnungen zur Erleichterung des Verständnisses ein deckelförmiges erstes Gehäuse 31 veranschaulicht.
-
Wie in 3A veranschaulicht ist die Verbindungsfläche des ersten Gehäuses 31, die zu dem Statorkern 11 gewandt ist, mit einer Vertiefung 33 ausgeführt. Wie dargestellt ist die Vertiefung 33 so dimensioniert, dass sie den vorstehenden Teil 18a der Stange 18 aufnimmt. Darüber hinaus ist ein Dichtelement 41 um den vorstehenden Teil 18a angeordnet. Das Dichtelement 41 ist aus einem Dichtstoff, der durch Erhitzen ausgedehnt und gehärtet wird, gebildet. In 3A ist ein zylinderförmiges Dichtelement 41 veranschaulicht.
-
Als Dichtstoff, der das Dichtelement 41 bildet, kann zum Beispiel ein Material, das ein wärmehärtendes Epoxidharz mit einem ausdehnbaren Füllmaterial im Inneren enthält, verwendet werden. Als ausdehnbares Füllmaterial kann zum Beispiel eine Kapsel verwendet werden, die ein Harz oder dergleichen verwendet, um ein Material, das durch Erhitzen thermisch zersetzt, verdampft und ausgedehnt wird, oder eine flüssiges Material, das durch Erhitzen verdampft wird, einzukapseln.
-
Nach der vorliegenden Erfindung werden nach dem Einsetzen der Stangen 18 in den Statorkern 11 die Dichtelemente 41 an den vorstehenden Teilen 18a der Stangen 18 angebracht. Dann, nachdem der Rotor 20 in der hohlen Öffnung 13 angeordnet wurde, werden das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 an den beiden Enden des Statorkerns 11 angeordnet. Dann werden die Schraubenbolzen 19 mit den vorstehenden Teilen 18a der Stangen 18 verschraubt, wodurch das erste Gehäuse 31 und das zweite Gehäuse 32 an dem Statorkern 11 befestigt werden. 3A ist eine teilweise Darstellung des Stators 10 und des Elektromotors 1 in einem solchen Zustand.
-
Wie oben beschrieben ist der Statorkern 11 durch Stapeln von magnetischen Stahlplatten gebildet. Daher kann zwischen benachbarten magnetischen Stahlplatten ein kleiner Spalt vorhanden sein. Somit kann, wie durch den Pfeil A1 in 3A angegeben ist, ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, von außerhalb des Elektromotors 1 durch einen Spalt zwischen dem ersten Gehäuse 31 und dem Statorkern 11 eindringen und sich entlang des Durchgangslochs 17 bewegen. Dann kann das Fluid an irgendeinem Punkt des Statorkerns 11 durch einen Spalt zwischen den magnetischen Stahlplatten fließen und die hohle Öffnung 13 und den Rotor 20 erreichen.
-
Daher wird der Elektromotor 1 bei der vorliegenden Erfindung nach dem Anordnen des Dichtelements 41 um den vorstehenden Teil 18a im Allgemeinen erhitzt. Wenn das Dichtelement 41 erhitzt wird, wird das ausdehnbare Füllmaterial ausgedehnt, wodurch das Volumen des Dichtelements vergrößert wird. Auf diese Weise füllt das Dichtelement 41 wie in 3B veranschaulicht die gesamte Vertiefung 33 aus und wird es in einem solchen Zustand gehärtet.
-
Selbst wenn ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, wie durch den Pfeil A2 in 3B angegeben von außerhalb des Elektromotors 1 eindringt, wird der Fluss des Fluids entsprechend durch das Dichtelement 41 in der Vertiefung 33 angehalten. Somit kann verhindert werden, dass dieses Fluid die hohle Öffnung 13 und den Rotor 20 erreicht. Darüber hinaus ist das Dichtelement 41 bei der ersten Ausführungsform in der Vertiefung 33 des ersten Gehäuses 31 angeordnet, Daher genügt eine verhältnismäßig geringe Menge des Dichtelements 41.
-
Darüber hinaus sind 4A und 4B teilweise vergrößerte Ansichten des Stators nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Querschnittfläche des Durchgangslochs 17 des Statorkerns 11 nach der zweiten Ausführungsform größer als bei der Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Dichtelement 41 ein zylinderförmig aufgerolltes flächengebildeartiges Element, das so angeordnet ist, dass es um die Stange 18 in dem Durchgangsloch 17 gewickelt ist. Der Zeitpunkt der Anordnung des Dichtelements ist der Gleiche wie vorher beschrieben.
-
In diesem Fall kann ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, wie durch den Pfeil B1 in 4A angegeben durch einen Spalt zwischen dem ersten Gehäuse 31 und dem Stator 11 von außerhalb des Elektromotors 1 her eindringen und sich dann entlang des Durchgangslochs 17 bewegen. Dann kann das Fluid an einem bestimmten Punkt des Statorkerns 11 durch einen Spalt zwischen den Magnetstahlplatten fließen und die hohle Öffnung 13 und den Rotor 20 erreichen.
-
Auch bei der zweiten Ausführungsform wird der Elektromotor 1 nach der Anordnung des Dichtelements 41 um die Stange 18 zur Gänze erhitzt. Daher wird das Dichtelement 41 wie in 4B veranschaulicht durch das Erhitzen ausgedehnt und gehärtet, wodurch ein Spalt zwischen der Stange 18 und dem Durchgangsloch 17 ausgefüllt wird. Selbst wenn ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, wie durch den Pfeil B2 in 4B angegeben von außerhalb des Elektromotors 1 eindringt, wird der Fluss des Fluids durch das Dichtelement 41 an dem oberen Ende des Durchgangslochs 17 angehalten. Man wird verstehen, dass dadurch die gleiche Wirkung wie oben beschrieben erhalten wird. Darüber hinaus ist das Dichtelement 41 bei der zweiten Ausführungsform zur Gänze in dem Spalt zwischen dem Durchgangsloch 17 und der Stange 18 angeordnet. Daher kann das gesamte Innere des Durchgangslochs 17 leicht abgedichtet werden.
-
Wie oben beschrieben ist das Dichtelement 41, das aus einem Dichtstoff, der durch Erhitzen ausgedehnt und gehärtet wird, gebildet ist, bei der vorliegenden Erfindung einfach um die Stange 18 angeordnet, so dass die Dichtung unabhängig von der Position des Durchgangslochs 17 leicht um die Stange bereitgestellt werden kann. Somit kann die Anordnungstätigkeit zum Anordnen des Dichtelements 41 zwischen dem vorstehenden Teil 18a der Stange 18 oder der Stange 18 und dem Durchgangsloch 17 automatisiert werden.
-
Darüber hinaus erfolgt dann, wenn die Spule des Stators des Elektromotors mit einem Lack imprägniert ist, im Allgemeinen eine Erhitzung der Spule. Entsprechend kann die Erhitzungstätigkeit zum Ausdehnen und Härten des Dichtelements 41 mit der Spulenerhitzungstätigkeit kombiniert werden. Somit muss es nicht nötig sein, einen Prozess, um nur das Dichtelement 41 zu erhitzen, gesondert bereitzustellen. Daher können der hochgradig abgedichtete Stator 10 und der Elektromotor bereitgestellt werden, ohne dass zusätzliche Einrichtungen oder Zeit erforderlich sind.
-
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Bei der ersten und der fünften Erfindung ist das Dichtelement, das aus einem Dichtstoff, der durch Erhitzen ausgedehnt und gehärtet wird, gebildet ist, einfach um die Stange angeordnet, so dass die Dichtung zwischen dem Durchgangsloch und der Stange leicht bereitgestellt werden kann. Somit kann diese Arbeit leicht automatisiert werden.
-
Bei der zweiten Erfindung kann die Menge des Dichtstoffs verringert werden.
-
Bei der dritten Erfindung kann das gesamte Innere des Durchgangslochs leicht abgedichtet werden.
-
Bei der vierten Erfindung kann ein hochgradig abgedichteter Elektromotor bereitgestellt werden.
-
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit typischen Ausführungsformen beschrieben. Fachleute werden jedoch verstehen, dass die oben angegebenen Abwandlungen und andere Abwandlungen, Weglassungen und Hinzufügungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
