JP2004274884A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業用機器に使用される高出力モータの冷却構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、産業用途のモータには小型、高性能化、低コスト化が要求され、回転子に高性能希土類磁石を使用し、固定子は分割コアによる巻線の高密度化によって小型化が図られ、絶縁対策と熱対策が必要となっている。
【0003】
そして、モータ巻線から発生する熱は、センサーやモータ性能に悪影響を及ぼすため、さまざまな対策がなされている。
【0004】
例えば、コイルを巻装した固定子を樹脂成形したモールドモータにおいて、ブラケット外周部とステータコアの外周部とを軸方向端面で当接させて、巻線で発生した熱をステータコアの外周からブラケットに効率よく伝達し、この熱を外気に放出させる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
また、固定子コアに巻かれた巻線の端面部とベアリングを介して回転子を支持するブラケットもしくはフレームとの間に高熱伝導性樹脂を充填して放熱している(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−163082号公報
【特許文献2】
特開平5−328686号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように樹脂成形を行うと、金型、設備等のコストがかかるばかりでなく、コアと巻線の一体成形時に、外周部の巻線は成形樹脂の流れと圧力により動き耐圧不良等が起こり品質的に安定しないという課題があった。
【0008】
一方、熱伝導性樹脂を用いる場合、充填量が多いと内周側にはみ出し、少ないと十分に熱伝達が発揮されないという課題を有していた。
【0009】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、絶縁対策と熱対策を兼ね備え、小型化が容易なモータを安価に提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子コアの外周部を覆う金属製のフレームと、前記フレームの両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備えたものである。
【0011】
また、固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子の両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備えたものである。
【0012】
この構成により、高熱伝導性弾性体を絶縁キャップとブラケットとで押圧挟持して密着させ、絶縁と放熱の対策が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために請求項1あるいは請求項2に記載のモータは、絶縁キャップによりコイルエンドの絶縁を確保するとともに、巻線からの熱をワニス、絶縁キャップ、高熱伝導性弾性体、ブラケット(あるいはフレームを介して)から駆動機器と外気に伝え放熱してモータの温度上昇を抑制することができる。
【0014】
また、請求項3に記載のモータは、上記に加えて、積層面に接着剤を塗布して固着形成したもので、固定子コアの密着性が向上し、さらに軸方向の熱の流れを促進させることができる。
【0015】
さらに、請求項4に記載のモータは、上記に加えて反出力軸側に熱を嫌うエンコーダなどのセンサーを設けたもので、積極的に熱を出力軸側に導き、センサー側への熱伝導を抑制することができる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1において、11は固定子で、固定子コア11aの歯部に巻線11bを集中巻している。12は回転子、13、14はベアリング、15、16はアルミ製のブラケット、17はフレームで、固定子11の外周部に焼きバメしている。18はワニス、19は絶縁キャップ、20は高熱伝導性弾性体である。
【0018】
絶縁キャップ19は、巻線11bのコイルエンドと出力軸側ブラケット15を確実に絶縁するために設けたもので、樹脂製でドーナツ形状のものが適する。ドーナツ形状の内および外は巻線側に折り返しておき、巻線11bの端部にはめ込めるような形状にすれば装着が容易となる。
【0019】
この絶縁キャップ19を設けることにより、巻線11bのコイルエンドとブラケット15の間の絶縁距離を必要以上に確保する必要がなくなり、軸方向にモータの小型化が可能となる。
【0020】
大電流を流すと巻線が振動して耐圧不良が発生するのを防止するため、および巻線間空隙を充填し熱伝導を良くする2つの目的から、巻線を備えた固定子に熱硬化性のワニスを含浸させて巻線を固める。
【0021】
本願発明は、このワニス含浸工程の前に絶縁キャップを装着し、絶縁キャップ19を下向きにしてワニス18を含浸させ硬化させることで、固定子11とワニス18と絶縁キャップ19とが一体になったユニットをつくることができる。
【0022】
これは、あたかも巻線を樹脂成形したかのようなものであるが、絶縁キャップ19以外は通常の工程、材料を変える必要もない。しかも、ワニス含浸なので樹脂モールドのように成形機や金型が不要、かつ耐圧不良が発生する心配がないため低コストで実現できる。なお、反出力軸側のコイルエンドにも絶縁キャップを設けてもよい。
【0023】
一方、高熱伝導性弾性体20の材質としては、シリコンゴムが適しており、あらかじめ絶縁キャップ19に沿うような形に形成しておく。このとき、高熱伝導性弾性体20の厚みは、絶縁キャップ19とブラケット15の空隙寸法(設計値)より少し大きく設定、外径はフレーム17の内径より少し小さく設定する。
【0024】
フレーム17にブラケット15を固定すると高熱伝導性弾性体20は押圧され変形するが、弾性体の反力により高熱伝導性弾性体20は、絶縁キャップ19、ブラケット15およびフレーム17に密着する。
【0025】
これにより、巻線11bが発生する熱は、ワニス18、絶縁キャップ19、高熱伝導性弾性体20を経てブラケット15およびフレーム17に伝わり、ブラケット15およびフレーム17の外表面から大気中あるいは取付けられた機器に発散される。
【0026】
ところで、コアの積層面を接着剤で固着形成した固定子コア11aを用いれば軸方向に熱伝達がよくなり、さらに放熱効果が期待できる。
【0027】
また、絶縁キャップ19と出力軸側巻線11bのコイルエンド間に必ず高熱伝導性弾性体20を配設するが、反出力軸側にエンコーダなどのセンサー21を設けている場合に、反出力軸側ブラケット16と反出力軸側のコイルエンド間に高熱伝導性弾性体20を設けると、センサー21側へ熱を伝達することとなるため、実施しない方が良い。
【0028】
本実施例によれば、100Wのモータで巻線部の温度を約4度下げることができた。
【0029】
なお、図示はしないが本実施例のフレームを用いず、固定子コアに直接ブラケットを固定する構成、あるいはフレームとブラケットを一体で構成しても同様に実施できる。
【0030】
また、絶縁キャップによりコイルエンドとブラケット間の絶縁を確保できるため、高熱伝導性弾性体は、絶縁物に限定する必要はなく、金属粉を混合させてもよい。
【0031】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように本発明によれば、絶縁キャップを用いたワニス含浸と高熱伝導性弾性体の効果的な配置によって、軸方向の絶縁対策および放熱対策が可能となり、さらに巻線のコイルエンドとブラケットの間の絶縁距離を必要以上確保する必要がなくなるため小型化が可能となる。
【0032】
また、反出力軸側にセンサーを備えたモータでは、積極的に出力軸側に熱を伝達するので、反出力軸側のセンサーへの熱伝導を抑制できる。
【0033】
したがって、絶縁対策と熱対策を兼ね備えたモータを小型で安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるモータの断面図
【符号の説明】
11 固定子
11a 固定子コア
11b 巻線
15 ブラケット(出力軸側)
17 フレーム
18 ワニス
19 絶縁キャップ
20 高熱伝導性弾性体
21 センサー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for a high-output motor used for industrial equipment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, motors for industrial applications have been required to be small, high-performance, and low-cost. High-performance rare-earth magnets have been used for rotors, and stators have been downsized by increasing the density of windings using split cores. Therefore, insulation measures and heat measures are needed.
[0003]
Since heat generated from the motor winding has a bad influence on the performance of the sensor and the motor, various measures have been taken.
[0004]
For example, in a molded motor in which a stator around which a coil is wound is resin-molded, an outer peripheral portion of a bracket and an outer peripheral portion of a stator core are brought into contact with each other at an axial end face, so that heat generated by winding is efficiently transmitted from the outer periphery of the stator core to the bracket. The heat is transmitted well, and this heat is released to the outside air (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Further, a high heat conductive resin is filled between the end face of the winding wound on the stator core and a bracket or a frame supporting the rotor via a bearing to radiate heat (for example, see Patent Document 2). ).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-163082 [Patent Document 2]
JP-A-5-328686
[Problems to be solved by the invention]
However, when the resin molding is performed as described above, not only is the cost of the mold and equipment required, but also at the time of integral molding of the core and the winding, the winding at the outer peripheral portion moves due to the flow and pressure of the molding resin and has a poor withstand pressure. There is a problem that quality is not stable due to the occurrence of such problems.
[0008]
On the other hand, when a heat conductive resin is used, there is a problem that if the filling amount is large, it protrudes to the inner peripheral side, and if the filling amount is small, heat transfer is not sufficiently exhibited.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an inexpensive motor that has both insulation measures and heat measures and that can be easily miniaturized.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a stator having a winding on a stator core, a metal frame covering an outer peripheral portion of the stator core, and bearings disposed at both ends of the frame. A metal bracket that rotatably supports the rotor via the coil, an insulating cap disposed between the coil end of the output shaft side winding and the output shaft side bracket, and a varnish filled between the coil end and the insulating cap. And a high thermal conductive elastic body disposed between the insulating cap and the bracket.
[0011]
A stator provided with a winding on a stator core; a metal bracket disposed at both ends of the stator for rotatably supporting a rotor via bearings; and a coil end of an output shaft side winding. And an insulating cap disposed between the bracket and the output shaft side, a varnish filled between the coil end and the insulating cap, and a high thermal conductive elastic body disposed between the insulating cap and the bracket.
[0012]
According to this configuration, the high thermal conductive elastic body is pressed and sandwiched between the insulating cap and the bracket, and is brought into close contact with each other, thereby making it possible to take measures against insulation and heat radiation.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to solve the above-mentioned problem, the motor according to claim 1 or 2 ensures insulation of a coil end by an insulating cap, and radiates heat from a winding to a varnish, an insulating cap, a high thermal conductive elastic body, and a bracket. (Or via a frame) to drive equipment and outside air to dissipate heat and suppress the motor temperature rise.
[0014]
Further, in addition to the above, the motor according to the third aspect is formed by applying an adhesive to the laminating surface and firmly forming the same, thereby improving the adhesion of the stator core and further promoting the flow of heat in the axial direction. Can be done.
[0015]
Further, the motor according to claim 4 is provided with a sensor such as an encoder which dislikes heat on the side opposite to the output shaft in addition to the above, so that heat is positively guided to the output shaft side and heat conduction to the sensor side is performed. Can be suppressed.
[0016]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
In FIG. 1,
[0018]
The
[0019]
By providing the
[0020]
Heat-curing is applied to the stator with windings for two purposes to prevent the windings from vibrating when a large current is applied and failing to withstand pressure, and to fill the gap between the windings and improve heat conduction. The winding is hardened by impregnating with a conductive varnish.
[0021]
In the present invention, the
[0022]
This is as if the windings were formed by resin molding, but there is no need to change ordinary processes and materials other than the insulating
[0023]
On the other hand, as a material of the high thermal conductive
[0024]
When the
[0025]
Thus, the heat generated by the winding 11b is transmitted to the
[0026]
By the way, if the
[0027]
The high thermal conductive
[0028]
According to the present example, the temperature of the windings could be reduced by about 4 degrees with a 100 W motor.
[0029]
Although not shown, the present embodiment can be similarly implemented by directly fixing the bracket to the stator core without using the frame of the present embodiment, or by integrally forming the frame and the bracket.
[0030]
Further, since insulation between the coil end and the bracket can be ensured by the insulating cap, the high thermal conductive elastic body does not need to be limited to an insulator, and may be mixed with metal powder.
[0031]
【The invention's effect】
As is apparent from the above embodiment, according to the present invention, the varnish impregnation using the insulating cap and the effective arrangement of the high thermal conductive elastic body enable measures against insulation in the axial direction and measures against heat radiation. Therefore, it is not necessary to secure an insulation distance between the coil end and the bracket more than necessary, so that the size can be reduced.
[0032]
Further, in a motor having a sensor on the side opposite to the output shaft, heat is positively transmitted to the side of the output shaft, so that heat conduction to the sensor on the side opposite to the output shaft can be suppressed.
[0033]
Therefore, it is possible to provide a small and inexpensive motor having both insulation measures and heat measures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a motor according to an embodiment of the present invention.
11
17
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003062233A JP2004274884A (en) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2004274884A true JP2004274884A (en) | 2004-09-30 |
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Family Applications (1)
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JP2003062233A Pending JP2004274884A (en) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | Motor |
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-
2003
- 2003-03-07 JP JP2003062233A patent/JP2004274884A/en active Pending
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