DE112015007031T5

DE112015007031T5 - Motor

Info

Publication number: DE112015007031T5
Application number: DE112015007031.1T
Authority: DE
Inventors: Toshiya Yamaguchi; Yoshiharu Takashima; Junki Kondo; Yoshiki Okada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2018-07-12
Also published as: JPWO2017085860A1; WO2017085860A1; TWI595729B; KR20180054888A; CN108352752A; JP6087477B1; CN108352752B; KR101908266B1; TW201720023A

Abstract

Ein Motor umfasst einen Statorkern 1, einen Rotor, der im Inneren des Statorkerns 1 angeordnet ist, eine Abdeckung 3a, die an einer Endfläche in einer axialen Richtung des Statorkerns 1 angeordnet ist, einen Harzabschnitt 4a, der zwischen einer Vielzahl von Spulenenden 2a und der Abdeckung 3a angeordnet ist und ein ringförmiges Gehäuse, das in einer radialen Richtung der Abdeckung 3a außen und in einer radialen Richtung des Statorkerns 1 angeordnet ist. Die Abdeckung 3a umfasst einen ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, der an einer Seite nah an einer ersten Endfläche 3a1, die dem Statorkern 1 zugewandt ist und einen ersten Innendurchmesser aufweist, einen zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4, der an einer Seite nah an einer zweiten Endfläche 3a2 angeordnet ist, die der ersten Endfläche 3a1 gegenüber liegt und einen zweiten Innendurchmesser aufweist, der größer als der erste Innendurchmesser ist und einen gestuften Abschnitt 3a5, der in einem Grenzabschnitt zwischen dem ersten Innenumfangsabschnitt 3a3 und dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 bereitgestellt ist.

Description

Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor, der einen Stator und einen Rotor, der im Inneren des Stators angebracht ist, umfasst.
Hintergrund
In den vergangenen Jahren hat die Nachfrage nach höherer Leistung und größerem Drehmoment für industriell genutzte Motoren zugenommen, um der Reduzierung der Taktzeiten in Bearbeitungsprozessen gerecht zu werden. In Zusammenhang mit der Zunahme an Leistung und Drehmoment des Motors, wird die Wärme, die in einer Spule entsteht, die im Stator angeordnet ist, groß. Daher ist es notwendig, die in der Spule erzeugte Wärme effizient an das Äußere des Motors abzuführen.
Patentliteratur 1 offenbart eine Konfiguration eines Motors, der die in einer Spule erzeugte Wärme effizient an das Äußere des Motors abführt. Ein Stator des in Patentliteratur 1 offenbarten Motors umfasst einen ringförmigen Statorkern, eine Vielzahl von Spulen, die voneinander in einer Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind, eine röhrenförmige Abdeckung, die Spulenenden der jeweiligen Spulen umgibt, ein wärmeleitendes Harz, das zwischen den Spulenenden und der Abdeckung eingefüllt ist, und ein Gehäuse, das in einer Umfangsrichtung außerhalb des Statorkerns und der Abdeckung angeordnet ist.
Der in Patentliteratur 1 offenbarte Motor nutzt das wärmeleitende Harz als ein Übertragungselement. Wärme, die in den Spulenenden entsteht, wird an den wärmeleitenden Harzabschnitt, die Abdeckung und das Gehäuse in dieser Reihenfolge übertragen oder sie wird an den wärmeleitenden Harzabschnitt, die Abdeckung, den Statorkern und das Gehäuse in dieser Reihenfolge übertragen. Die an das Gehäuse übertragene Wärme wird an die Umgebung abgegeben.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2010 - 68699
Überblick
Technisches Problem
In dem in Patentliteratur 1 offenbarten Motor bewegt sich die Abdeckung während des Betriebs des Motors aufgrund eines Unterschiedes eines linearen Ausdehnungskoeffizienten des wärmeleitenden Harzes und der Abdeckung in eine axiale Richtung.
Patentliteratur 1 versagt in der Offenlegung von Maßnahmen, die die Bewegung der Abdeckung verhindern. Daher wird aufgrund der axialen Bewegung der Abdeckung eine Kontaktfläche zwischen dem wärmeleitenden Harz und der Abdeckung reduziert, und es entsteht ein Spalt zwischen der Abdeckung und einer Endfläche des Statorkerns. Daher wird der Betrag der von dem wärmeleitenden Harz an die Abdeckung übertragenen Wärme reduziert und der Betrag der von der Abdeckung an den Statorkern übertragenen Wärme wird ebenso reduziert. Daher ist die Wärmeabgabeleistung reduziert.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme getätigt und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Motor bereitzustellen, der die Erniedrigung der Wärmeabgabeleistung unterdrückt.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst ein Motor gemäß der vorliegenden Erfindung einen ringförmigen Statorkern und eine Vielzahl von Spulen, die in einer Umfangsrichtung des Statorkerns angeordnet sind. Der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine röhrenförmige Abdeckung, die an einer Endfläche in eine axiale Richtung des Statorkerns angeordnet ist, um Spulenenden der Spulen zu umgeben, die in die axiale Richtung des Statorkerns aus der Endfläche hervorstehen, und einen wärmeleitenden Harzabschnitt, der zwischen jedem der Spulenenden der Spulen und der Abdeckung angeordnet ist. Die Abdeckung des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Innenumfangsabschnitt, der an einer Seite nah an einer ersten Endfläche, die dem Statorkern zugewandt ist, angeordnet ist und einen ersten Innendurchmesser aufweist. Die Abdeckung des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen zweiten Innenumfangsabschnitt, der an einer Seite nah an einer zweiten Endfläche angeordnet ist, die der ersten Endfläche gegenüber liegt und einen zweiten Innendurchmesser aufweist, der größer als der erste Innendurchmesser ist, und einen gestuften Abschnitt aufweist, der in einem Grenzabschnitt zwischen dem ersten Innenumfangsabschnitt und dem zweiten Innenumfangsabschnitt bereitgestellt ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Effekt, wodurch es möglich ist die Erniedrigung der Wärmeabgabeleistung zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Stators des Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie III-III in 2.
4 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie IV-IV in 2.
5 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie V-V in 2.
6 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 2 dargestellten Stators.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer in 6 dargestellten Abdeckung.
8 ist eine Querschnittansicht eines Stators eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie IX-IX in 8.
10 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie X-X in 8.
11 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XI-XI in 8.
12 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 8 dargestellten Stators.
13 ist eine Querschnittansicht eines Stators eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XIV-XIV in 13.
15 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XV-XV in 13.
16 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XVI-XVI in 13.
17 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 13 dargestellten Stators.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Motor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Stators des Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie III-III in 2. 4 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie IV-IV in 2. 5 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie V-V in 2. In den 2 und 3 wird die Darstellung eines Rotors 200, der in 1 dargestellt ist, unterlassen. 6 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 2 dargestellten Stators. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer in 6 dargestellten Abdeckung.
Eine Konfiguration eines Motors 300 gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 im Folgenden beschrieben.
Der Motor 300 umfasst einen Stator 100, den Rotor 200, der im Inneren eines Statorkerns 1 angeordnet ist, der den Stator 100 bildet, und ein röhrenförmiges Gehäuse 10, das in eine radiale Richtung außerhalb des Statorkerns 1 angeordnet ist.
Der Statorkern 1 wird geformt, indem eine Vielzahl von dünnen, ringförmigen Platten, die aus elektromagnetischen Blechen gestanzt sind, gestapelt wird. Der Statorkern 1 hat einen Hohlraum 11 darin.
Der Statorkern 1 weist eine Vielzahl von Einschnitten 12 auf, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, wie in 3 dargestellt. Eine Spule 2 ist in jedem der Einschnitte 12 angeordnet.
Ein Harzabschnitt 4, welcher ein wärmeleitender Harzabschnitt ist, wird zwischen der Spule 2, die in jedem der Einschnitte 12 angeordnet ist, und einer inneren Umfangsfläche des jeweiligen Einschnitts 12 bereitgestellt. Das Material für den Harzabschnitt ist Epoxidharz oder ungesättigtes Polyesterharz. Der Harzabschnitt 4 ist das oben beschriebene gehärtete Material, das in jeden der Einschnitte 12 eingefüllt ist.
Ein Spulenende 2a steht an einem Ende jeder der Spulen 2 von einer Endfläche 1a des Statorkerns 1 in eine axiale Richtung hervor. Die axiale Richtung ist eine Richtung, in welche sich eine Linie C einer zentralen Rotationsachse erstreckt.
Eine röhrenförmige Abdeckung 3a, die die Spulenenden 2a umgibt, ist an der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 angeordnet.
Die Abdeckung 3a besteht aus einem Material, das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Harzabschnitts 4.
Das Material für die Abdeckung 3a ist eine Aluminiumlegierung, eine korrosionsbeständige austenitische Legierung, eine Kupferlegierung, Gusseisen, Stahl oder eine Eisenlegierung.
Als die Aluminiumlegierung für das Material der Abdeckung 3a kann A6063, das für Extrusion genutzt wird, und A5056, das für Stäbe genutzt wird, verwendet werden.
Als die korrosionsbeständige austenitische Legierung für das Material der Abdeckung 3a kann SUS303 oder SUS304 genutzt werden.
Als die Kupferlegierung für das Material der Abdeckung 3a kann Chromkupfer oder Berylliumkupfer genutzt werden.
Als das Gusseisen für das Material der Abdeckung 3a kann Grauguss wie FC200 oder Kugelgraphit-Eisenguss, wie etwa FCD400, genutzt werden.
Als der Stahl für das Material der Abdeckung 3a kann Carbonstahl, wie etwa SC450, und ein mechanisches Strukturcarbonstahlrohr, wie etwa STKM, genutzt werden.
Als die Eisenlegierung für das Material der Abdeckung 3a kann Chrom-Molybdän-Stahl, wie etwa SCM, genutzt werden.
Die Abdeckung 3a ist an der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 angebracht.
In der ersten Ausführungsform ist im Voraus eine Kerbe an der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 ausgebildet, und ein Vorsprung ist an einer Endfläche der Abdeckung 3a ausgebildet. Die Abdeckung 3a wird am Statorkern 1 angebracht, indem der Vorsprung der Abdeckung3a in die Kerbe des Statorkerns 1 gefügt wird. Die Abdeckung 3a, die an der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 angebracht ist, ist derart hergestellt, dass der Außendurchmesser der Abdeckung 3a gleich dem Außendurchmesser des Statorkerns 1 ist.
Ein Harzabschnitt 4a, der ein wärmeleitender Harzabschnitt ist, der jede der Spulenenden 2a abdeckt, ist an der einer Endseite des Statorkerns 1 ausgebildet. Das Material für den Harzabschnitt 4a ist ungesättigtes Polyesterharz. Der Harzabschnitt 4a ist gehärtetes ungesättigtes Polyesterharz, das zwischen das Spulenende 2a und die Abdeckung 3a eingefüllt ist.
Der Harzabschnitt 4a ist außerhalb des Spulenendes 2a in eine radiale Richtung zwischen dem Spulenende 2a und der Abdeckung 3a ausgebildet. Auch ist der Harzabschnitt 4a im Inneren des Spulenendes 2a in die radiale Richtung ausgebildet. Ferner ist der Harzabschnitt 4a an einer spitzen Seite des Spulenendes 2a in die axiale Richtung ausgebildet.
Der Harzabschnitt 4a steht in engem Kontakt mit der gesamten äußeren Umfangsfläche jeder der Spulenenden 2a und steht ebenso in engem Kontakt mit der gesamten inneren Umfangsfläche der Abdeckung 3a. Eine Oberfläche des Harzabschnitts 4a auf der Seite des Statorkerns 1 steht in Kontakt mit der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1.
Ein Spulenende 2b an dem anderen Ende jeder der Spulen 2 steht von der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1 in die axiale Richtung hervor.
Eine röhrenförmige Abdeckung 3b, welche die Spulenenden 2b umgibt, ist an der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1 angeordnet.
Die Abdeckung 3b, welche aus einem identischen Material besteht, wie die Abdeckung 3a, ist an der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1 angebracht.
In der ersten Ausführungsform ist im Voraus eine Kerbe an der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1 ausgebildet und ein Vorsprung ist an einer Endfläche der Abdeckung 3b ausgebildet. Die Abdeckung 3b wird am Statorkern 1 angebracht, indem der Vorsprung der Abdeckung 3b in die Kerbe des Statorkerns 1 gefügt wird. Die Abdeckung 3b, die an der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1 angebracht ist, ist derart hergestellt, dass der Außendurchmesser der Abdeckung 3b gleich dem Außendurchmesser des Statorkerns 1 ist.
Ein Harzabschnitt 4b, der ein wärmeleitender Harzabschnitt ist, der jede der Spulenenden 2b abdeckt, ist an der anderen Endseite des Statorkerns 1 ausgebildet. Das Material für den Harzabschnitt 4b ist ungesättigtes Polyesterharz. Der Harzabschnitt 4b ist gehärtetes ungesättigtes Polyesterharz, das zwischen das Spulenende 2b und die Abdeckung 3b eingefüllt ist.
Der Harzabschnitt 4b ist außerhalb des Spulenendes 2b in der radialen Richtung zwischen dem Spulenende 2b und der Abdeckung 3b ausgebildet. Auch ist der Harzabschnitt 4b im Inneren des Spulenendes 2b in die radiale Richtung ausgebildet. Ferner ist der Harzabschnitt 4b an einer spitzen Seite des Spulenendes 2b in die axiale Richtung ausgebildet.
Der Harzabschnitt 4b steht in engem Kontakt mit der gesamten äußeren Umfangsfläche jeder der Spulenenden 2b und steht ebenso in engem Kontakt mit der gesamten inneren Umfangsfläche der Abdeckung 3b. Eine Oberfläche des Harzabschnitts 4b auf der Seite des Statorkerns 1 steht in Kontakt mit der anderen Endfläche 1b des Statorkerns 1.
Die Spule 2 wurde einem Isolationsprozess unterzogen und ist mit einem Anschlussdraht 20 verbunden. Energie wird der Spule 2 über den Anschlussdraht 20 zugeführt.
Der Rotor 200 umfasst einen Rotorkern 5, der geformt wird, indem eine Vielzahl dünnen, ringförmigen Platten, die aus elektromagnetischen Blechen gestanzt sind, gestapelt werden und einem Aluminiumleiter 6, der ringförmig in einem Einschnitt des Rotorkerns 5 und an einer spitzen Seite des Rotorkerns 5 in die axiale Richtung angeordnet ist.
Der Rotor 200 ist im Hohlraum 11 des Statorkerns 1 koaxial mit einem axialen Zentrum des Statorkerns 1 angeordnet.
Das röhrenförmige Gehäuse 10 ist außerhalb jeder der zwei Abdeckungen 3a und 3b in die radiale Richtung angeordnet und ist auch außerhalb des Statorkerns 1 in die radiale Richtung angeordnet.
Der Innendurchmesser des Gehäuses 10 ist gleich dem Außendurchmesser des Statorkerns 1. Der Außendurchmesser jeder der Abdeckungen 3a und 3b ist gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 10.
Der Statorkern 1 ist im Inneren des Gehäuses 10 durch eine Schrumpfpassung oder eine Ausdehnungspassung angeordnet.
Eine Konfiguration der Abdeckung 3a wird im Speziellen im Folgenden beschrieben.
In den 6 und 7 umfasst die Abdeckung 3a einen ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, der an einer Seite nahe einer ersten Endfläche 3a1 bereitgestellt ist, die dem Statorkern 1 zugewandt ist, und hat einen ersten Innendurchmesser und ein zweiter Innenumfangsabschnitt 3a4, der an einer Seite nahe einer zweiten Endfläche 3a2 gegenüber der ersten Endfläche 3a1 bereitgestellt ist und einen zweiten Innendurchmesser hat, der größer ist als der erste Innendurchmesser.
Die Abdeckung 3a umfasst auch einen gestuften Abschnitt 3a5, der in einem Grenzabschnitt zwischen dem ersten Innenumfangsabschnitt 3a3 und dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 bereitgestellt ist. In der ersten Ausführungsform ist eine Fläche des gestuften Abschnitts 3a5 als eine flache Fläche ausgebildet, die parallel zu der einen Endoberfläche 1a des Statorkerns 1 liegt.
Die in 1 gezeigte Abdeckung 3b ist ähnlich zur Abdeckung 3a konfiguriert.
Ein Übertragungspfad für Wärme während eines Betriebs des Motors 300 wird im Folgenden beschrieben.
Wärme, die an dem Spulenende 2a während eines Betriebs des Elektromotors 300 entsteht, wird an den Harzabschnitt 4a abgegeben. Die an den Harzabschnitt 4a abgegebene Wärme wird an die Abdeckung 3a abgegeben.
Ein Anteil der Wärme, die an die Abdeckung 3a abgegeben wurde, wird über eine Kontaktfläche zwischen der Abdeckung 3a und dem Statorkern 1 an den Statorkern 1 abgegeben. Die Wärme, die an den Statorkern 1 abgegeben wurde, wird über eine Außenumfangsfläche des Statorkerns 1 an das Gehäuse 10 übertragen und von der Oberfläche des Gehäuses 10 freigesetzt.
Auch wird ein Anteil der Wärme, die an die Abdeckung 3a abgegeben wurde, über eine Kontaktfläche zwischen der Abdeckung 3a und dem Gehäuse 10 an das Gehäuse 10 abgegeben. Die an das Gehäuse 10 abgegebene Wärme wird von der Oberfläche des Gehäuses 10 freigesetzt.
Während des Betriebs des Elektromotors 300 dehnen sich sowohl die Abdeckung 3a, als auch der Harzabschnitt 4a aufgrund der an dem Spulenende 2a erzeugten Wärme aus.
Weil sich die Abdeckung 3a und der Harzabschnitt 4a in ihren linearen Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden, entsteht eine unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen der Abdeckung 3a und dem Harzabschnitt 4a. Der Harzabschnitt 4a dehnt sich mehr aus, als die Abdeckung 3a. Daher wirkt eine Kraft auf die Abdeckung 3a, die in engem Kontakt mit dem Harzabschnitt 4a steht, um die Abdeckung 3a in die dem Statorkern 1 entgegengesetzte Richtung zu bewegen.
Gemäß dem Motor 300 der ersten Ausführungsform ist die Bewegung der Abdeckung 3a durch den gestuften Abschnitt 3a5 eingeschränkt, selbst wenn dieser Unterschied in der Wärmeausdehnung entsteht. Das heißt, weil der Harzabschnitt 4a an einer Position gegenüber des gestuften Abschnitts 3a5 vorliegt, ist die axiale Bewegung der Abdeckung 3a beschränkt.
Daher ist es möglich die Verkleinerung der Kontaktfläche zwischen dem Harzabschnitt 4a und der Abdeckung 3a zu unterdrücken. Auch ist es möglich das Entstehen eines Spalts zwischen der ersten Endfläche 3a1 der Abdeckung 3a und der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 zu unterdrücken.
Daher ist eine Reduktion des Betrages der von dem Harzabschnitt 4a an die Abdeckung 3a übertragenen Wärme unterdrückt. Ferner ist eine Reduktion des Betrages der von der Abdeckung 3a an den Statorkern 1 übertragenen Wärme unterdrückt. Demzufolge kann eine Reduktion der Abgabeleistung unterdrückt werden.
Die in den 1 und 2 gezeigte Abdeckung 3b kann auf gleiche Weise wie die Abdeckung 3a konfiguriert werden. Mit dieser Konfiguration ist die axiale Bewegung der Abdeckung 3b beschränkt, so dass die Qualität des Stators 100 im Vergleich zu dem Fall, in dem der gestufte Abschnitt 3a5 nur in der Abdeckung 3a bereitgestellt wird, weiter verbessert werden kann.
In der ersten Ausführungsform ist der gestufte Abschnitt 3a5 als eine flache Oberfläche ausgebildet, die parallel zu der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 liegt. Alternativ kann die Oberfläche des gestuften Abschnitts 3a5 in Bezug auf die eine Endfläche 1a des Statorkerns 1 geneigt sein. Jedenfalls ist es möglich, einen Effekt zu erzielen, dass ein Eingriff zwischen der Abdeckung 3a und dem Harzabschnitt 4a sichergestellt ist, im Vergleich mit der geneigten Oberfläche, wenn die Fläche des gestuften Abschnitts als eine flache Fläche ausgebildet ist, die parallel zu der einen Endfläche 1a des Statorkerns 1 liegt.
Zweite Ausführungsform
8 ist eine Querschnittansicht eines Stators eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie IX-IX in 8. 10 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie X-X in 8. 11 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XI-XI in 8. 12 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 8 dargestellten Stators.
Ein Stator 100-1 der zweiten Ausführungsform umfasst Abdeckungen 3a-1 und 3b-1 anstelle der Abdeckungen 3a und 3b der ersten Ausführungsform. In den folgenden Beschreibungen werden Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen und auf ihre Beschreibung verzichtet und nur unterschiedliche Elemente werden beschrieben. Weil die Abdeckung 3a-1 und die Abdeckung 3b-1 auf gleiche Weise konfiguriert sind, wird im Folgenden eine Konfiguration der Abdeckung 3a-1 beschrieben und auf eine Beschreibung der Abdeckung 3b-1 verzichtet.
Die Abdeckung 3a-1 umfasst den ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, den zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 und den gestuften Abschnitt 3a5, ähnlich zur Abdeckung 3a der ersten Ausführungsform.
Die Abdeckung 3a-1 umfasst ferner einen Vorsprung 7. Der Vorsprung 7 ist zwischen dem gestuften Abschnitt 3a5 und dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 angeordnet und steht von dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 nach innen in die radiale Richtung der Abdeckung 3a-1 hervor. Die Anzahl der Vorsprünge 7 kann eins oder mehr betragen.
11 zeigt ein Konfigurationsbeispiel der Abdeckung 3a-1, die vier Vorsprünge 7 umfasst. Die vier Vorsprünge 7 sind voneinander in der Umfangsrichtung des Statorkerns 1 beabstandet und stehen von dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 nach innen in die radiale Richtung der Abdeckung 3a-1 hervor.
In dieser Konfiguration der Abdeckung 3a-1 steht der Harzabschnitt 4a, der in das Innere der Abdeckung 3a-1 eingefüllt ist, in engem Kontakt mit dem ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4, dem gestuften Abschnitt 3a5 und dem Vorsprung 7 der Abdeckung 3a-1.
Eine axiale Bewegung der Abdeckung 3a-1 ist durch den Harzabschnitt 4a beschränkt, der in engem Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 3a5 und dem Vorsprung 7 steht.
Ferner wird eine Rotation der Abdeckung 3a-1 in die Umfangsrichtung, die durch Vibration verursacht ist, die bei einem Betrieb des Elektromotors 300 entsteht, durch den Vorsprung 7 verhindert.
Indem zwei oder mehr Vorsprünge 7 bereitgestellt werden, ist es im Vergleich mit dem Fall der Bereitstellung eines Vorsprungs möglich, mit höherer Sicherheit eine Rotation der Abdeckung 3a-1 in die Umfangsrichtung zu verhindern.
Die in den 1 und 2 gezeigte Abdeckung 3b kann auf gleiche Weise zu der Abdeckung 3a-1 der zweiten Ausführungsform konfiguriert werden. Mit dieser Konfiguration ist eine axiale Bewegung der Abdeckung 3b beschränkt und eine Rotation der Abdeckung 3b in die Umfangsrichtung wird verhindert. Daher kann die Qualität des Stators 100-1 im Vergleich zu dem Fall, in dem der gestufte Abschnitt 3a5 und der Vorsprung 7 nur in der Abdeckung 3a-1 bereitgestellt werden, weiter verbessert werden.
Dritte Ausführungsform
13 ist eine Querschnittansicht eines Stators eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XIV-XIV in 13. 15 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XV-XV in 13. 16 ist eine Querschnittansicht in Pfeilrichtung entlang einer Linie XVI-XVI in 13. 17 ist eine vergrößerte Ansicht einer Endseite des in 13 dargestellten Stators.
Ein Stator 100-2 der dritten Ausführungsform umfasst eine Abdeckung 3a-2 anstelle der Abdeckung 3a der ersten Ausführungsform. In den folgenden Beschreibungen werden Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen und auf ihre Beschreibung verzichtet und nur unterschiedliche Elemente werden beschrieben. Weil die Abdeckung 3a-2 und eine Abdeckung 3b-2 auf gleiche Weise konfiguriert sind, wird im Folgenden eine Konfiguration der Abdeckung 3a-2 beschrieben und auf eine Beschreibung der Abdeckung 3b-2 verzichtet.
Die Abdeckung 3a-2 umfasst den ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, den zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 und den gestuften Abschnitt 3a5, ähnlich zur Abdeckung 3a der ersten Ausführungsform.
Die Abdeckung 3a-2 umfasst ferner einen Vorsprung 8. Der Vorsprung 8 ist an dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 angeordnet und steht von dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 nach innen in die radiale Richtung der Abdeckung 3a-2 hervor. Die Anzahl der Vorsprünge 7 kann eins oder mehr betragen.
16 zeigt ein Konfigurationsbeispiel der Abdeckung 3a-2, die vier Vorsprünge 8 umfasst. Die vier Vorsprünge 8 sind voneinander in der Umfangsrichtung des Statorkerns 1 beabstandet und stehen von dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 nach innen in die radiale Richtung der Abdeckung 3a-2 hervor.
In dieser Konfiguration der Abdeckung 3a-2 steht der Harzabschnitt 4a, der in das Innere der Abdeckung 3a-2 eingefüllt ist, in engem Kontakt mit dem ersten Innenumfangsabschnitt 3a3, dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4, dem gestuften Abschnitt 3a5 und dem Vorsprung 8 der Abdeckung 3a-2.
Eine axiale Bewegung der Abdeckung 3a-2 ist durch den Harzabschnitt 4a beschränkt, der in engem Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 3a5 und dem Vorsprung 8 steht.
Ferner wird eine Rotation der Abdeckung 3a-2 in die Umfangsrichtung, die durch Vibration verursacht ist, die bei einem Betrieb des Elektromotors 300 entsteht, durch den Vorsprung 8 verhindert.
Indem zwei oder mehr Vorsprünge 8 bereitgestellt werden, ist es im Vergleich mit dem Fall der Bereitstellung eines Vorsprungs möglich, mit höherer Sicherheit eine Rotation der Abdeckung 3a-2 in die Umfangsrichtung zu verhindern.
Allerdings bestehen die folgenden Probleme für den Fall, dass anstelle der Vorsprünge 8 ein in Umfangsrichtung kontinuierlicher ringförmiger Bereich an dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 bereitgestellt wird.

(1) Eine ringförmige Nut ist zwischen dem ringförmigen Bereich und dem gestuften Abschnitt 3a5 ausgebildet. Wenn der Harzabschnitt 4a in die Nut eingefüllt ist, tritt aufgrund eines Unterschiedes in der Wärmeausdehnung zwischen der Abdeckung 3a-2 und dem Harzabschnitt 4a, die während eines Betriebs des Motors 300 erzeugt wird, eine Scherbelastung an dem Harzabschnitt auf, der in die Nut eingefüllt ist. Diese Scherbelastung bewirkt einen Riss in dem Harzabschnitt 4a.
(2) Wenn der Riss entstanden ist, ist es schwierig Wärme in dem Harzabschnitt 4a zu übertragen, was eine Reduktion der Abgabeleistung bewirkt.
(3) Wenn der Riss entstanden ist, ist ein Abschnitt des Harzabschnitts 4a gebrochen und fällt in den Motor 300, was zu einem Problem im Betrieb führen kann.

Weil der Vorsprung 8 im Stator 100-2 der dritten Ausführungsform bereitgestellt wird, ist eine axiale Bewegung des Harzabschnitts 4a, der sich bei Betrieb des Motors 300 ausdehnt, nicht beschränkt und kann sich in Richtung der zweiten Endfläche 3a2 der Abdeckung 3a-2 ausdehnen. Dadurch wird die Scherbelastung, die durch den Unterschied in der Wärmeausdehnung verursacht wird reduziert und es entsteht kein Riss in dem Harzabschnitt 4a. Folglich ist die Qualität des Motors 300 verbessert.
Die in den 1 und 2 gezeigte Abdeckung 3b kann auf gleiche Weise wie die Abdeckung 3a-2 der dritten Ausführungsform konfiguriert werden. Mit dieser Konfiguration ist die axiale Bewegung der Abdeckung 3b beschränkt und eine Rotation der Abdeckung 3b in die Umfangsrichtung wird verhindert. Daher kann die Qualität des Stators 100 im Vergleich zu dem Fall, in dem der gestufte Abschnitt 3a5 und der Vorsprung 8 nur in der Abdeckung 3a-2 bereitgestellt werden, weiter verbessert werden.
Der Statorkern der ersten bis dritten Ausführungsformen ist nicht auf einen Statorkern beschränkt, der durch das Stapeln einer Vielzahl von elektromagnetischen Platten ausgebildet wird. Der Statorkern kann ein integrierter Kern sein, der durch das Bearbeiten eines Stahlmaterials in eine zylindrische Form erlangt wird, ein Harzkern, der durch das Aushärten eines Gemisches aus Harz und Eisenpulver erlangt wird, oder ein Staubkern, der durch das Formpressen von magnetischen Pulver erlangt wird. Der Typ des Kerns wird je nach Zweck und beabsichtigter Nutzung gewählt.
Der Rotor 200 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsformen kann ein Rotor für einen Induktionsmotor sein oder ein Rotor für einen Synchronmotor.
Die Formen der Vorsprünge 7 und 8 der zweiten und dritten Ausführungsformen sind nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten beschränkt. Die Vorsprünge 7 und 8 können beliebige Formen haben, so lange sie von dem zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 nach innen in die radiale Richtung der Abdeckungen 3a-1 und 3a-2 hervorstehen. Die Vorsprünge 7 und 8 können jeweils eine Form mit einer abgerundeten Spitze haben. Die Form jeder der Vorsprünge 7 und 8 kann eine Keilform sein, wobei die Ausdehnung der Spitze vom zweiten Innenumfangsabschnitt 3a4 zu der Innenseite hin in die radiale Richtung der Abdeckung 3a-1 oder 3a-2 abnimmt. Es genügt, dass die Ausdehnung in radiale Richtung jedes der Vorsprünge 7 und 8 derart angepasst ist, dass der Vorsprung 7 oder 8 nicht in Kontakt mit dem Spulenende 2a kommt. Die Ausdehnung jeder der Vorsprünge 7 und 8 in die axiale Richtung kann gleich der Länge von dem gestuften Abschnitt 3a5 zu der zweiten Endfläche 3a2 sein oder kleiner als die Länge von dem gestuften Abschnitt 3a5 zu der zweiten Endfläche 3a2.
Die Konfigurationen, die zuvor in den Ausführungsformen beschrieben wurden, sind nur Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen wohlbekannten Techniken kombiniert werden und ein Teil einer jeden Konfiguration kann wegfallen oder angepasst werden, ohne vom Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Statorkern,
1a: eine Endfläche,
1b: die andere Endfläche,
2: Spule,
2a, 2b: Spulenende,
3a, 3a-1, 3a-2, 3b, 3b-1, 3b-2: Abdeckung,
3a1: erste Endfläche,
3a2: zweite Endfläche,
3a3: erster Innenumfangsabschnitt,
3a4: zweiter Innenumfangsabschnitt,
3a5: gestufter Abschnitt,
4, 4a, 4b: Harzabschnitt,
5: Rotorkern,
6: Aluminiumleiter,
7,8: Vorsprung,
10: Gehäuse,
11: Hohlraum,
12: Einschnitt,
20: Anschlussdraht,
100, 100-1, 100-2: Stator,
200: Rotor,
300: Motor.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010 [0005]
JP 68699 [0005]

Claims

Motor, umfassend: einen ringförmigen Statorkern; eine Vielzahl von Spulen, die in einer Umfangsrichtung des Statorkerns angeordnet sind; eine röhrenförmige Abdeckung, die an einer Endfläche in einer axialen Richtung des Statorkerns angeordnet ist, um Spulenenden der Spulen zu umgeben, die von der Endfläche in die axiale Richtung des Statorkerns hervorstehen; und einen wärmeleitenden Harzabschnitt, der zwischen jedem der Spulenenden der Spulen und der Abdeckung angeordnet ist, wobei die Abdeckung umfasst: einen ersten Innenumfangsabschnitt, der an einer Seite nah an einer ersten Endfläche, die dem Statorkern zugewandt ist, und einen ersten Innendurchmesser aufweist, einen zweiten Innenumfangsabschnitt, der an einer Seite nah an einer zweiten Endfläche angeordnet ist, die der ersten Endfläche gegenüber liegt, und einen zweiten Innendurchmesser aufweist, der größer als der erste Innendurchmesser ist; und einen gestuften Abschnitt, der in einem Grenzabschnitt zwischen dem ersten Innenumfangsabschnitt und dem zweiten Innenumfangsabschnitt bereitgestellt ist.
Motor gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung einen Vorsprung aufweist, der zwischen dem gestuften Abschnitt und dem zweiten Innenumfangsabschnitt angeordnet ist und von dem zweiten Innenumfangsabschnitt nach innen in eine radiale Richtung der Abdeckung hervorsteht.
Motor gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die zwischen dem gestuften Abschnitt und dem zweiten Innenumfangsabschnitt angeordnet sind und voneinander in der Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind und von dem zweiten Innenumfangsabschnitt nach innen in eine radiale Richtung der Abdeckung hervorstehen.
Motor gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung einen Vorsprung aufweist, der am zweiten Innenumfangsabschnitt angeordnet ist und von dem zweiten Innenumfangsabschnitt nach innen in eine radiale Richtung der Abdeckung hervorsteht.
Motor gemäß Anspruch 1, ferner umfassend Vorsprünge, die am zweiten Innenumfangsabschnitt angeordnet sind, voneinander in der Umfangsrichtung des Statorkerns beabstandet sind und von dem zweiten Innenumfangsabschnitt nach innen in eine radiale Richtung der Abdeckung hervorstehen.
Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der gestufte Abschnitt als eine flache Fläche ausgeformt ist, die parallel zur Endfläche in die axiale Richtung des Statorkerns ist.