200910732 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是具有圓筒形的轉子、及安裝有定子線圈之定 子的旋轉電機。 【先前技術】 傳統上具有圓筒形的轉子、及安裝有定子線圈之定子 的旋轉電機’多數是使在繞於定子鐵心之齒部的定子線圏 所發生的熱,經由設於定子外周的框架、及與前述框架連 結的承載側托架,而朝旋轉電機的外部散熱(譬如,請參 考專利文獻1 )。 第1 2圖是顯示第1習知技術的側剖面圖,是旋轉電 機,譬如感應電動機的構造例,該旋轉電機具備:圓筒形 的轉子;及定子,該定子具有捲繞安裝於定子鐵心之齒部 的定子線圈。 在第12圖中,旋轉電機21是構成具有:定子22;和 框架35,該框架35是嵌合固定於前述定子22的外周面; 和承載側托架23與非承載側托架24 ’該承載側托架23與 非承載側托架24是組裝於前述框架3 5之旋轉軸方向的兩 端;及轉子27,該轉子27具有旋轉軸27a’該旋轉軸27a 是透過軸承25、26而可自由旋轉地被前述承載側托架23 與非承載側托架24所支承’且該轉子27是隔著空隙而配 置於前述定子22的内部。 前述定子22具有:定子鐵心28’該定子鐵心28具有 -4- 200910732 軛部與齒部;及定子線圈29,該定子線圈29是捲繞於前 述齒部28b。 前述轉子27具有:旋轉軸27a,該旋轉軸27a是由前 述軸承25、26所支承;和轉子鐵心27b,該轉子鐵心27b 是嵌合於前述旋轉軸27a;和端環27c,該端環27c是形 成於前述轉子鐵心27b之旋轉軸方向的兩端部;及葉片 27d,該葉片27d是形成於前述端環27c。 由於前述旋轉電機21是利用前述承載側托架23,而 組裝於圖面中未顯不外部裝置*因此在則述定子線圈2 9 所發生的熱,不僅是從設於前述定子22外周的框架30, 如箭號31所示地朝處於大氣環境等之旋轉電機21的外部 散熱,並經由與前述框架30連結的前述承載側托架23, 而如箭號3 2所示地朝外部裝置導熱。 第1 3圖是顯示第2習知技術的側剖面圖,是譬如永 久磁鐵電動機之類的旋轉電機的構造例,該旋轉電機具備 :圓筒形的轉子;及定子,該定子具有捲繞安裝於定子鐵 心之齒部的定子線圈。第14圖,是顯示第13圖中旋轉電 機之徑向剖面的正剖面圖。 在第13圖與第14圖中,旋轉電機33是構成具備: 定子34;和框架35,該框架35是嵌合固定於前述定子34 的外周面;和承載側托架3 6與非承載側托架3 7,承載側 托架36與非承載側托架37是組裝於前述框架35之旋轉 軸方向的兩端;和轉子40,該轉子40是透過軸承38、39 而可自由旋轉地由前述承載側托架3 6與非承載側托架3 7 -5- 200910732 與支承,並且隔著空隙配置於前述定子34的内部;編碼 器之類的偵測器4 1,該偵測器4 1是配置在較前述非承載 側托架3 7更朝向非承載側的位置。 前述定子34具有:定子鐵心42,該定子鐵心42具有 軛部42a與齒部42 ;及定子線圈45,該定子線圈45是集 中捲繞於由具有絕緣皮膜的圓形銅線43所構成的線軸44 ,並安裝於前述齒部42b。 捲繞有前述定子線圈45之定子鐵心42的齒部42b, 是在配置於前述定子鐵心42之軛部42a内周的狀態下, 覆蓋樹脂46而形成一體化,進而形成定子34。在定子鐵 心42之軛部42a的外側,框架35是利用收縮配合( shrinkage fit)等形成嵌合固定,而形成熱量的散熱通路 〇 前述轉子40具有:旋轉軸40a,該旋轉軸40a是由前 述軸承38、39所支承;和旋轉鐵心40b,該旋轉鐵心40b 是嵌合於前述旋轉軸40a;及永久磁鐵40c,該永久磁鐵 4 0c是組裝於前述轉子鐵心40b的外周面。 由於前述旋轉電機3 3是利用前述承載側托架3 6而組 裝於外部裝置,因此在前述定子線圈45所發生的熱,不 僅是從設於前述定子34外周的框架35朝旋轉電機33的 外部散熱’更從前述框架3 5經由與前述框架3 5連結的承 載側托架3 6朝外部裝置導熱。 該第2習知技術與專利文獻丨的差異在於:並非感應 電動機’而是將則述定子線圈45集中於1個齒部42b捲 200910732 繞的永久磁鐵電動機。 前述定子線圈45,是在捲繞於線軸44,並將每個線 軸44安裝於定子鐵心42的齒部42b後,覆蓋絕緣體的樹 脂46而一體成形,進而製作成定子34。所覆蓋的樹脂46 ’除了可對定子線圈45間及其他構件形成固定並確保絕 緣性之外,還能促使定子線圈45所發生的熱輕易地傳達 至其他的構件。 第1 5圖是顯示第3習知技術的局部側剖面圖,是具 備以下構件之旋轉電機的另一種構造例:圓筒形的轉子; 及疋子’該定子具有捲繞安裝於定子鐵心之齒部的定子線 圈,爲專利文獻2之第1圖所示的電動機。 旋轉電機47是構成具備:定子48;和框架49,該框 架49是嵌合固定於前述定子48的外周面;和承載側托架 5 〇與非承載側托架(未顯示),該承載側托架5 〇與非承 載側托架(未顯示)是組裝於前述框架49之旋轉軸方向 的兩端;及轉子52’該轉子52是透過承載側的軸承51與 非承載側的軸承(未顯示),而可自由旋轉地由前述承載 側托架5 0與非承載側托架所支承,且隔著空隙配置於前 述定子4 8内部。 目U述定子4 8具有:定子鐵心5 3,該定子鐵心5 3具有 轭部5 3 a與齒部5 3 b :及定子線圏5 4,該定子線圈5 4是 捲繞於前述齒部53b。 由於即述旋轉電機4 7是利用前述承載側托架5 0而組 裝於外部裝置’故隔著作爲熱傳導性良好之絕緣體的樹脂 50 200910732 55,使承載側線圈端部54a直接接觸於前述承載側托架 ,而使前述定子線圏54所發生的熱,主要是經由前述 載側托架5 0而朝外部裝置Μ導熱。不僅如此,還使前 定子線圏54所發生的熱,從前述框架49傳達至與前述 架49連結的承載側托架50後,朝外部裝置傳達。 第1 6圖是顯示第4習知技術的側剖面圖,是具備 下構件的旋轉電機:圓筒形的轉子;及定子,該定子是 僅具有軛部而不具有齒部之定子鐵心的内周面具有定子 圈,第4習知技術譬如是無溝槽馬達式之AC伺服馬達 構造例。該構造例是專利文獻3之第1圖所示的裝置。 前述旋轉電機56是構成具備:定子57;和框架58 該框架58是嵌合固定於前述定子57的外周面;和承載 托架5 9與非承載側托架6 0,該承載側托架5 9與非承載 托架60是組裝於前述框架58之旋轉軸方向的兩端;及 子63,該轉子63是透過軸承61、62而可自由旋轉地由 述承載側托架5 9與非承載側托架6 0所支承,並隔著空 而配置於前述定子57的内部。 前述定子57如以上的描述,是在僅具有軛部64a 不具齒部之定子鐵心64的内周面上具有定子線圏65。 在前述旋轉電機56中,前述定子線圈65所發生的 ’是從設於前述定子57外周的框架58,如箭號66所示 朝旋轉電機5 6的外部散熱。此外,由於前述旋轉電機 是利用前述承載側托架5 9而組裝於外部裝置,故可經 與前述框架5 8連結的承載側托架5 9朝外部裝置導熱。 承 述 框 以 在 線 的 側 側 轉 刖 隙 而 熱 , 56 由 不 -8 - 200910732 僅如此,承載側線圈端部65 a的熱如箭號67所示,是傳 達至與該承載側線圏端部65a直接接觸的承載側托架59, 並更進一步朝外部裝置傳達。 如此一來,傳統上具有圓筒形的轉子、及安裝有定子 線圈之定子的旋轉電機,多數是將定子線圈所發生的熱從 設於定子外周的框架散熱,並經由與前述框架連結的承載 側托架,朝外部裝置導熱。 此外,第1 7圖是顯示第5習知技術的圖,是採用專 利文獻4之第1圖所示的特殊製造方法所製作之線圈的剖 面圖。 前述專利文獻4之高密度線圈的製造方法,並不侷限 於具備以下構件之旋轉電機的發明:圓筒形的轉子、及具 有定子線圏之定子,而是可提高線圈之槽滿率(space factor )的發明。該第5習知技術,是捲繞圓形銅線後, 按壓於垂直、水平二個方向,而如第17圖所示,譬如變 形成角形形狀的剖面變形銅線68,可在相同的線圈尺寸中 獲得低阻抗的線圏。 如此一來,不是用來提高散熱性能,而是有助於藉由 降低線圈的阻抗、降低發熱,而提高旋轉電機之額定輸出 的技術。 [專利文獻1]日本特開平10-98844號公報(第2圖) [專利文獻2]日本特開2002-369449號公報(第1圖) [專利文獻3]日本特開2001-309595號公報(第1圖) [專利文獻4]日本特開2005-72428號公報(第1圖) 200910732 【發明內容】 [發明欲解決之課題]
話雖如此,但在上述的習知技術中卻具有以下@M 〇 (1)在顯示第1、第2習知技術之第12圖、或第13 圖及第1 4圖的旋轉電機中,在定子線圈所發生的熱’是 經由設於定子外周的框架、及與前述框架連結的承_ Μ 架,而朝旋轉電機的外部、或旋轉電機散熱。具體地^ ’ 在定子線圈所發生的熱,是經由溝槽襯套等絕緣體與® ^ 鐵心,而從框架及承載側托架朝外部散熱。因爲這個緣故 ,雖然熱傳導的通路多數爲熱傳導性良好的金屬構件’即 使增加通路的長度’進一步嘗試改良也難以提高散熱性能 〇 (2 )第1 5圖所示作爲第3習知技術之「從承載側線 圈端部的端面直接朝承載側托架熱傳導的構造」的旋轉電 機,即使採用熱傳導性良好的特殊樹脂來作爲絕緣體的樹 脂,由於熱傳導性明顯劣於金屬,因此很難獲得良好的散 熱性能。此外,當定子線圏之承載側線圏端部的端面形狀 並不平坦,而就突出於旋轉軸方向的部分確保與承載側托 架之間的絕緣性時’將使承載側線圈端部的端面與承載側 托架的内側面之間的平均距離變長。因此,不易獲得良好 的散熱性能,且就從框架經由承載側托架朝旋轉電機外部 散熱的通路而言,無法獲得充分的輔助性效果。 -10- 200910732 (3)第16圖所示的第4習知技術之「使定子線圈的 承載側線圏端部與承載側托架的内周面接觸,而使定子線 圈所發生的熱直接朝承載側托架導引的構造」的旋轉電機 ,雖然非常地有效,但在具有捲繞於齒部之定子線圈的旋 轉電機中,一般來說,由於定子線圈是捲繞於線軸等、或 定子線圈的承載側線圈端部並非圓筒形狀,因此就上述的 狀態而言是難以實現的。 (4 )第1 7圖所示的第5習知技術之「捲繞圓形銅線 後,按壓於垂直、水平二個方向,而使銅線的剖面變形之 高密度線圈的製造方法」的發明,雖然是可利用降低旋轉 電機之定子線圈的阻抗使發熱下降的方式,而有助於提高 旋轉電機之額定輸出的技術,但就藉由提高散熱性能而有 助於提高旋轉電機之額定輸出的部分則無相關的說明。 本發明是有鑑於上述的問題點所硏發而成的發明,本 發明的目的是提供一種:可良好地執行從承載側線圏端部 朝承載側托架的熱傳達,且定子線圏所發生的熱,能有效 地透過承載側托架朝旋轉電機外部散熱的旋轉電機。此外 ,本發明的目的是提供一種:可隨著冷卻性能的提高,而 提升額定輸出的旋轉電機。 [解決課題之手段] 爲了解決上述的問題,本發明是形成以下的構造。 請求項1所記載之旋轉電機的發明,是具備以下構件 的旋轉電機:圓筒形轉子;及定子,該定子具有捲繞於定 -11 - 200910732 子鐵心的齒部並安裝於溝槽的定子線圈,其特徵爲:在前 述承載側托架之定子側的面上’設有於周方向上形成環狀 的凹部,前述定子線圈的承載側線圈端部,是由線圏端部 的内周面、外周面及端面中的至少2個面,隔著絕緣體而 與前述承載側托架的凹部緊密貼著。 請求項2所記載的發明,其特徵爲:具有用來嵌合保 持前述定子的框架,並使前述框架的承載側端部,緊密貼 著於前述承載側托架。 請求項3所記載的發明,其特徵爲:前述旋轉電機的 定子線圈捲繞著具有絕緣皮膜的圓形銅線,並具有以承載 側線圈端部的内周面、外周面及端面中的至少2個面隔著 絕緣體與承載側托架緊密貼著的外形形狀。 請求項4所記載的發明,其特徵爲:前述定子線圈爲 空心線圈(a i r c 〇 r e c 〇 i 1 ),該空心線圈具有:除了非承 載側之線圈端部的非承載側端面以外,被加壓成型成立體 狀的外形形狀。 請求項5所記載的發明,其特徵爲:前述定子線圈是 捲繞成完整排列的捲線,且所有銅線的交叉是在非承載側 的線圈端部執行。 請求項6所記載的發明,其特徵爲:前述旋轉電機的 定子’是將利用模具加壓而形成外形形狀的定子線圈,不 使用線軸地安裝於定子鐵心,再以接著劑或成型樹脂形成 —體化。 請求項7所記載的旋轉電機之製造方法的發明,是具 -12- 200910732 有以下構件之旋轉電機的製造方法:圓筒形轉子;及定子 ’該定子具有捲繞於定子鐵心的齒部並安裝於溝槽的定子 線圈,其特徵爲:在前述承載側托架之定子側的面上設有 凹部,前述定子線圈在捲繞具有絕緣皮膜的圓形銅線後, 利用模具加壓而形成外形形狀,且定子線圈的承載側線圈 端部是由線圏端部的内周面、外周面及側面等的至少2個 面,隔著絕緣體與承載側托架的凹部緊密貼著。 請求項8所記載的發明,其特徵爲:前述定子線圈在 捲繞具有絕緣皮膜的圓形銅線後,是在利用模具執行加壓 成型之前或之後,採用清漆(varnish)等的接著劑,或者 加熱融著絕緣皮膜而固定形狀。 請求項9所記載的發明,其特徵爲:前述定子線圈, 是利用除了非承載側之線圏端部的非承載側端面之外,具 有精加工外形形狀的模具,將除了前述非承載側側面以外 的外形形狀加壓成型成立體狀。 請求項1〇所記載的發明,其特徵爲:前述旋轉電機 的定子構成:將利用模具加壓而形成外形形狀的定子線圈 ’安裝於經利用絕緣紙或粉體塗裝等執行絕緣處理的定子 鐵心’並利用接著劑或成型樹脂形成一體化。 [發明的效果] 根據本發明,可獲得以下的效果。 根據請求項1所記載之旋轉電機的發明,由於定子線 圈的承載側線圈端部是利用線圈端部的内周面、外周面及 -13- 200910732 軸方向的端面中至少2個面,隔著絕緣體與承載側托架緊 密貼著,因此定子線圈所發生的熱可更有效地朝外部散熱 ,可提供能提高額定輸出的旋轉電機。此外,由於承載側 線圈端部被插入凹部内,譬如相較於只有承載側線圈端部 的端面接觸於承載側托架的構造,承載側線圈端部的固定 變得更穩固,可穩定定子線圈與承載側托架之間的接觸。 根據請求項2所記載的發明,由於定子線圈的承載側 線圈端部是利用線圈端部的内周面、外周面及端面等至少 2個面隔著絕緣體與承載側托架緊密貼著,並且用來定子 之框架的承載側端部也與承載側托架緊密貼著,因此定子 線圈所發生的熱能更有效地朝旋轉電機的外部散熱,可提 供能提高額定輸出的旋轉電機。 根據請求項3所記載的發明,由於定子線圈捲繞著具 有絕緣皮膜的圓形銅線,且承載側線圈端部具有利用線圈 端部的内周面、外周面及端面等的至少2個面,隔著絕緣 體與承載側托架緊密貼著的外形形狀,因此可構成:採用 低價的習知圓形銅線捲線,定子線圏所發生的熱可有效地 朝外部散熱的旋轉電機。 根據請求項4所記載的發明,由於定子線圈是具有: 除了非承載側線圈端部的端之外,加壓成型成立體狀之外 形形狀的空心線圈,因此承載側線圏端部的端面是經加壓 成型而形成凹凸極少的平面形狀,並隔著可確保絕緣之薄 度的樹脂,與承載側托架緊密貼著。藉由使用薄樹脂,可 提高從定子線圈朝承載側托架的導熱效率’且能更有效地 -14- 200910732 將定子線圏所發生的熱傳達至承載側托架。如此一來,可 從承載側托架朝旋轉電機外部良好地散熱,而有效地冷卻 旋轉電機。 此外,由於前述定子線圈是在安裝於定子心的齒部前 預先捲繞的空心線圈,因此不需要將線圈捲繞於定子心之 齒部的捲線作業,因此不需要線軸。因爲這個緣故,定子 線圏的承載側可單純地由不具線軸的線圈端部構成’因此 線軸不會成爲承載側線圈端部與承載側托架間之間隙短縮 的障礙。 根據請求項5所記載的發明,由於定子線圈捲繞成完 整排列的捲線,且所有的銅線的交叉是在非承載側的線圈 端部執行,因此用來加壓成型的表面可形成沒有銅線交叉 之比較平坦的面,可輕易地獲得所需的形狀。 根據請求項6所記載的發明,由於定子是將利用模具 加壓而形成外形形狀的定子線圈,不使用線軸地安裝於定 子鐵心,再以接著劑或成型樹脂形成一體化,故可具有不 夾介著線軸的穩定形狀,可使承載側托架與緊密貼著。 根據請求項7所記載的旋轉電機之製造方法的發明, 由於定子線圏是構成:在捲繞具有絕緣皮膜的圓形銅線後 ’利用模具加壓形成外形形狀,因此可應用習知的捲線技 術與壓模成型技術,不需要特殊的銅線、或特殊的線圈成 型裝置等。 根據請求項8所記載的發明,由於定子線圈在捲繞具 有絕緣皮膜的圓形銅線後,是在利用模具執行加壓成型之 -15- 200910732 前或之後,採用清漆等的接著劑,或者加熱融著絕緣皮膜 而固定形狀,因此當安裝於定子鐵心,並利用接著劑或成 型樹脂形成一體化時,可輕易地進行。 根據請求項9所記載的發明,由於定子線圈,是利用 除了非承載側之線圏端部的非承載側端面之外,具有精加 工外形形狀的模具,將除了前述非承載側側面以外的外形 形狀加壓成型成立體狀,因此整個加壓面沒有銅線的交叉 ,可使加壓的不良率降到最低。 根據請求項1 〇所記載的發明,由於定子構成:將利 用模具加壓而形成外形形狀的定子線圈,安裝於經利用絕 緣紙或粉體塗裝等執行絕緣處理的定子鐵心,並利用接著 劑或成型樹脂形成一體化,因此在作業工程中不會有定子 鐵心的角劃破定子線圏之皮膜的情形,可將不良率降到最 /」、。 【實施方式】 以下,針對本發明的實施形態,參考圖面進行說明。 [實施例1] 第1圖,是顯示本發明的第1實施例中譬如永久磁鐵 電動機之類的旋轉電機的側剖面圖。第2圖,是第1圖中 旋轉電機的正剖面圖,其中省略轉子的圖示。 在第1圖及第2圖中,1是譬如永久磁鐵電動機之類 的旋轉電機,是構成具備:定子2;和承載側托架3,該 -16- 200910732 承載側托架3是配置於前述定子2的承載側,且在前述定 子側設有於周方向上形成環狀的凹部3 a ;和非承載側托架 4,該非承載側托架4是配置於非承載側;和圓筒形的轉 子7,該圓筒形的轉子7具有旋轉軸7a,該旋轉軸7a是 透過軸承5' 6而可自由旋轉地由前述承載側托架3與非 承載側托架4支承;及旋轉偵測器8,該旋轉偵測器8是 配置在較前述非承載側托架4更朝非承載側位置的編碼器 之類的旋轉偵測器。7b是嵌合於前述旋轉軸40a的轉子鐵 心,7 c是組裝於前述轉子鐵心7b之外周面的永久磁鐵。 而轉子鐵心7 b並非是必要的構件,亦可加大旋轉軸7 a的 軸徑而將永久磁鐵7 c組裝於其外週面。 前述定子2具備:軛部(外側定子鐵心)9a ;和定子 鐵心9,該定子鐵心9具有前和固定於前述軛部9a的齒部 (内側定子鐵心)9b ;及定子線圈1 0,該定子線圈1 0捲 繞於前述定子鐵心9的齒部9b ;並且在與前述齒部9b之 間,利用樹脂1 1覆蓋承載側線圈端部1 〇a與非承載側線 圈端部1 〇b成型。前述定子線圈1 0的前述承載側線圏端 部l〇a,是在其内周面10aa、外周面10ab及旋轉軸方向 之端面(以下,簡稱爲端面)10ac的3面,隔著絕緣體的 前述樹脂1 1,而與前述承載側托架3的凹部3 a緊密貼著 。而在第1圖中,1 Oba是指前述非承載側線圈端部1 〇b的 内周面,10bb爲前述非承載側線圈端部l〇b的外周面, l〇bc爲前述非承載側線圈端部l〇b的端面。 此外,前述定子線圈10,在捲繞具有絕緣皮膜的圓形 -17- 200910732 銅線1之後,是利用模具對前述承載側線圈端部1 〇a加壓 而形成外形形狀。藉此,在已安裝於前述定子鐵心9之齒 部9b的狀態下,前述承載側線圈端部1 0a的内周面1 〇aa 與外周面l〇ab形成高精確度的圓筒面,前述承載側線圏 端部的端面l〇ac則形成高精確度的圓錐面。因此,前述3 面,其與緊密貼著嵌合之前述承載側托架3的凹部3a想 對向的面,是形成凹凸極少的面,換言之,可增加與前述 承載側托架3之凹部3a最接近的平坦面積,並使覆蓋於 前述承載側線圈端部1 〇a之樹脂1 1的厚度,極力薄形化 成可確保絕緣的程度。如此一來,可使前述承載側線圈端 部1 〇a與前述承載側托架3之間的距離儘可能地縮短,並 使從前述承載側線圏端部1 朝前述承載側托架3之熱的 傳導良好地執行。 而前述定子線圈1 〇的相鄰面1 〇c、1 0d之間’是彼此 接近且保持正確的絕緣距離,而由絕緣體的前述樹脂11 所固定。 雖然在本實施例中,前述承載側線圈端部1 〇 a是隔著 前述樹脂1 1而緊密貼著於承載側托架1 〇a,但就低電壓的 旋轉電機而言,亦可由圓形銅線1 2的絕緣皮膜兼任絕緣 體’而使前述承載側線圏端部1 〇a直接緊密貼著於承載側 托架3的凹部3a。 此外,雖然前述定子線圈1 〇的承載側線圈端部1 0a, 是在其内周面1 Oaa、外周面1 〇ab及端面1 Oac的3面,隔 著絕緣體的前述樹脂1 1而與前述承載側托架3的凹部3 a -18- 200910732 緊密貼著,但亦可由上述的任何2個面與前述承載側托架 3的凹部3 a緊密貼著。前述的3個面不須爲完整(完全)的 平面,由於捲繞著圓形銅線12的緣故,產生或多或少的 凹凸是可以理解的。 前述定子鐵心9是組合軛部(外側定子鐵心)9a、及 齒部9b (内側定子鐵心)所構成。將經模具加壓後形成外 形形狀的定子線圈1 0 ’安裝於經實施絕緣紙或粉體塗裝等 之絕緣處理的齒部9b,並在將前述齒部9b配置於軛部9a 内周的狀態下,覆蓋樹脂1 1形成一體化而製作成定子2。 第3圖,是覆蓋前述樹脂11後所形成的定子2、及前 述承載側托架3的分解立體圖。 在將前述承載側托架3組裝於前述定子2時(省略轉 子的記載),前述定子線圈1 〇的前述承載側線圈端部1 0a ,是利用前述内周面l〇aa、前述外周面10ab及前述端面 1 Oac的3個面,隔著絕緣體的前述樹脂1 1,緊密貼著於 前述承載側托架3的凹部3a。如此一來,前述定子線圈 1 0所發生的熱,可更有效地從前述.承載側線圈端部1 0 a直 接朝前述承載側托架3傳達,並朝外部散熱。 第4圖,是顯示前述定子線圈1〇之捲繞方法的說明 圖,其中(a)是從垂直於旋轉軸方向的方向觀看前述定 子線圈10的圖,圖面中右手側爲承載側方向,圖面中左 手爲非承載側方向。(b )是從非承載側所觀看的圖,(c )是從承載側所觀看的圖。(d)是從上方觀看的圖。 在第4圖中,前述定子線圈1 0,是從非承載側的端部 -19- 200910732 起將具有絕緣皮膜的圓形銅線1 2捲繞成完整排列的捲線 。在前述承載側線圈端部1 0 a的前述端面1 〇 ac、及具有2 個面之定子線圈10的相鄰面10c、l〇d等總共3的面上, 所有的BU述圓形銅線12是捲繞成平行,且不具用來導引 捲線前進的導線。捲線的導線,是在非承載側線圈端部 1 Ob側施行。在結束第1層的捲繞後捲繞第2層的場合中 也同樣地,捲線的導線是在非承載側線圈端部1 Ob側施行 。因此,上下層間之銅線的交叉也全部是在非承載側線圏 端部1 〇 b的端面1 0 a c施行,除了非承載側線圈端部1 0 b 的端面l〇bc以外,前述的3個面是比較平坦的,易於執 行後續步驟的加壓成型。 將完成捲繞的定子線圈1 〇,安裝於模具的下衝頭1 3 b ,與稍後所述的其他模具一起,除了前述非承載側線圈端 部l〇b的端面10bc以外,將外形形狀加壓成型成立體狀 。藉由對承載側線圈端部1 〇 a的端面1 0 ac加壓成型,如 以上所述,可使前述定子線圈10的承載側線圈端部10a, 其内周面l〇aa、外周面10ab及端面l〇ac的3個面形成略 平坦狀,並隔著絕緣體的前述樹脂1 1,與前述承載側托架 3的凹部3 a緊密貼著。 因此,前述3個面形成:與欲緊密貼著嵌合之前述承 載側托架3的凹部3a對向的面,形成凹凸極少的面,換 言之,增加近乎於平坦面的面積,而極力降低成型(覆蓋 )於承載側線圈端部1 0 a之樹脂1 1的厚度,並儘可能地 縮短承載側線圏端部1 〇a與承載側托架3之間的距離’可 -20- 200910732 良好地執行從承載側線圈端部1 0a朝承載側托架3的熱傳 導。 此外,藉由加壓成型定子線圈10的相鄰面10c、i〇d ,可使定子線圈1 ο的相鄰面10 c、1 0 d間,彼此接近並保 持正確的絕緣距離,可兼雇空間的有效利用與確保相界( interphase )絕緣性。藉由不對非承載側線圈端部l〇b的 端面1 Obc執行加壓成型,可以不必擔心於非承載側線圈 端部1 〇b形成交叉的圓形銅線1 2產生破損。 第5圖是顯示定子線圈部的圖,其中(a)是顯示本 發明定子線圈部之重點部份的正剖面圖,(b )爲第1 1圖 所示習知構造之永久磁鐵電動機的定子線圏部的重點部份 的正剖面圖。 如第5圖(b)所示,習知構造的定子線圈’是將具 有絕緣皮膜的圓形銅線捲繞於線軸後,安裝於定子心的齒 部,並在配置於定子心之軛部的狀態下,覆蓋樹脂形成一 體化而構成定子。 因此,前述線軸必須具有可承受捲線加壓的強度’並 構成提高絕緣性能所需之厚度的形狀。由於定子線圈的剖 面形狀,是捲繞成對應線軸形狀的形狀,而形成第5圖( b)所示的略梯型狀。 相對於此,本發明的定子線圈1 〇則如第5圖(a )所 示,在捲繞具有絕緣皮膜的圓形銅線後’利用模具加壓而 形成外形形狀,並安裝於經實施絕緣紙或粉體塗裝等絕緣 處理的齒部9b,並在配置於軛部9a内周的狀態下,利用 -21 - 200910732 樹脂11成型(覆蓋)形成一體化而形成定子2。定子線圈 1 0的剖面形狀,由於是利用除了非承載側線圈端部1 0 b的 端面1 Obc以外具有精加工外形形狀的模具,將除了前述 非承載側線圈端部1 〇b之端面1 Obc以外的外形形狀加壓 成型成立體狀,故可充分利用不具定子鐵心9的空間,相 較於習知構造可形成具有140%左右之剖面積的構造。 第6圖,是顯示用來對本發明實施例之定子線圈1〇 執行加壓成型的加壓成型夾具1 3的重點部份剖面圖。 如第6圖所示,加壓成型夾具13是由上衝頭13a、下 衝頭1 3b及衝模13c所構成,並具有形成於上述3者之間 的線圈安裝空間1 4。捲繞著具有絕緣皮膜之圓形銅線1 2 的定子線圈1 〇,是安裝於前述的線圈安裝空間1 4内。 第7圖,是說明採用前述加壓成型夾具13對定子線 圈10加壓成型的圖,其中(a)是顯示上衝頭13a的加壓 前,(b)是顯示上衝頭13a的加壓後。 如第7圖(a)所示,將定子線圈1〇安裝於前述線圈 安裝空間1 4,藉由使上衝頭1 3 a朝向下方移動直到形成第 7圖(b )所示之上衝頭加壓後的狀態爲止,對前述定子線 圈1 0的外形執行加壓成型。 雖然在本實施例中,是利用滲入清漆的加壓成型來固 定形狀,但亦可採用融著線圈等來固定形狀。 第8圖,是根據採用前述加壓成型夾具13來加壓成 型定子線圈1 〇之軸方向剖面圖進行說明的圖。 由於上衝頭1 3 a、下衝頭1 3 b、衝模1 3 c的3個模具 -22- 200910732 ,具有除了非承載側線圈端部l〇b之端面10bc以外的精 加工外形形狀,因此可除了前述非承載側線圈端部1 〇b的 端面1 0 b c以外,瞬間將外形形狀加壓成型成立體狀。 第9圖,是顯示製造上述定子2之處理順序的流程圖 。其中是顯示從定子鐵心9的製造到定子2的完成爲止。 第10圖的(a) ~(c),是第13圖所示之習知構造 的永久磁鐵電動機(以下,稱爲習知構造)、及第1圖所 示之本發明實施例之構造的永久磁鐵電動機(以下,稱爲 新構造)的散熱性能比較圖,其內容是顯示額定800W的 電動機在環境爲60°C的室内,以組裝於大型散熱板的狀態 爲範例之熱傳導計算的結果。 第1〇圖(a)是顯示:從定子線圈的內部產生82· 5 W 的熱量,並框架經由承載側托架朝電動機外部散熱時,習 知構造中位於散熱通路之構件的熱量入口與出口的溫度, 舉例來說,所謂線軸的入口是指接觸於定子線圈之線軸的 外周面,而出口是指與定子鐵心接觸之線軸的内周面。計 算的結果爲:定子線圈的内部溫度達到1 0 5 °C。在該狀態 下,定子線圈的溫度,是在極小溫差的狀態下到達線軸表 面,並透過在線軸接近2〇 °C的溫差,而導熱至定子鐵心。 接著,經由框架、承載側托架朝電動機外部散熱。 另外,在第10圖(b)所示的新構造中,由於定子線 圈10的發熱,是透過成型後(所覆蓋)的樹脂11而直接 朝承載側托架3導熱並朝馬達外部散熱,因此在與(a) 圖相同之8 2 · 5 W的發熱條件下,定子線圈1 0的内部溫度 -23- 200910732 是停留於7 5 °C。 第10圖(c)是顯示:爲了判斷新構造的額定輸出狀 態,增加定子線圈1 0的發熱’使新構造之定子線圈1 〇的 内部溫度達到與習知構造相同的1〇5 °C的狀態’其結果爲 25 1 W。 換言之,相較於習知構造的82.5W ’新構造可容許到 25 1 W爲止的發熱,根據該結果判斷,在相同外形尺寸之 電動機的狀態下,可獲得額定輸出增大約2倍的結論。 雖然第1圖所示的本發明實施例’是不使用框架的構 造,但亦可構成第1 1圖所示:定子線圈1 〇的承載側線圈 端部1 〇a是利用内周面1 Oaa、外周面1 〇ab及端面1 Oac的 3個面,隔著所成型(覆蓋)之絕緣體的樹脂1 1 ’與前述 承載側托架3緊密貼著’且將定子2嵌合保持於内周面之 框架1 5的承載側端部1 5 a,也與前述承載側托架3緊密貼 著。在該場合中可提供一種:雖然嵌合於前述定子2外周 面之框架15的設置量、尺寸變大,卻能有效地使定子線 圈10所發生的熱朝外部散熱,並提高額定輸出的旋轉電 機。 本發明的旋轉電機,與專利文獻1及專利文獻2等所 揭示「具備:圓筒形的轉子;及定子,該定子具有旋繞於 前述齒部的定子線圈」的習知旋轉電機的差異部分在於: 定子線圈1 0的承載側線圈端部1 0a,是利用承載側線圏端 部10a的内周面10aa、外周面l〇ab及端面10bc等至少2 個面,隔著絕緣體的樹脂Π與承載側托架3緊密貼著。 -24- 200910732 此外,本發明與專利文獻4的差異部分在於:加壓並 不是爲了使定子線圈1 〇之圓形銅線1 2的剖面變形,而是 使定子線圈1 0之承載側線圏端部1 0a的外形形狀成型成 所期望的形狀。 【圖式簡單說明】 第1圖:是顯示本發明第1實施例中永久磁鐵電動機 等之旋轉電機的側剖面圖。 第2圖:爲第1圖之旋轉電機的正剖面圖,其中省略 轉子的圖示。 第3圖:爲成型(覆蓋)前述樹脂所形成的定子、及前 述承載側托架的分解立體圖。 第4圖:爲定子線圏之捲繞方法的說明圖,其中(a )是從垂直於旋轉軸方向的方向觀看定子線圈的圖,圖面 中右手側爲承載側方向,圖面中左手側爲非承載側方向。 (b )是從非承載側所觀看的圖,(c )是從承載側所觀看 的圖。(d )是從上方所觀看的圖^ 第5圖:是顯示定子線圈部的圖,其中(a)是顯示 本發明之定子線圏部的重點部份的正剖面圖,(b )是顯 示第11圖之習知構造的永久磁鐵電動機中,定子線圈部 之重點部份的正剖面圖。 第6圖:是顯示本發明實施例中,用來對定子線圈加 壓成型之加壓成型夾具的要點部分的剖面圖。 第7圖:是說明採用前述加壓成型夾對定子線圈執行 -25- 200910732 加壓成型的圖,其中(a)是顯示上衝頭的加壓前,(b) 是顯示上衝頭的加壓後。 第8圖:是根據採用前述加壓成型夾具對定子線圈執 行加壓成型之軸方向剖面圖的說明圖。 第9圖:是顯示製造定子之處理順序的流程圖。 第10圖:(a)〜(c)是第13圖所示之習知構造的 久磁鐵電動機、與第1圖所示之本發明實施例構造的永 久磁鐵電動機的散熱性能比較圖。 第1 1圖:是顯示本發明第2實施例之永久磁鐵電動 機等的旋轉電機的側剖面圖。 第12圖:爲顯示第1習知技術的側剖面圖,是具備 以下構件的旋轉電機:圓筒形的轉子:及定子,該定子具 有捲繞安裝於定子鐵心之齒部的定子線圈,是譬如感應電 動機的構造例。 第1 3圖:爲顯示第2習知技術的側剖面圖,是具備 以下構件的旋轉電機:圓筒形的轉子;及定子,該定子具 有捲繞安裝於定子鐵心之齒部的定子線圈,是譬如永久磁 鐵電動機的構造例。 第14圖:爲顯示第13圖中旋轉電機之徑向剖面的正 剖面圖。 第15圖:爲顯示第3習知技術的側剖面圖,是具備 以下構件之旋轉電機的另一種構造例:圓筒形的轉子:及 定子,該定子具有捲繞安裝於定子鐵心之齒部的定子線圈 ’是專利文獻2之第1圖所示的電動機。 -26- 200910732 第1 6圖·爲顯不第4習知技術的側剖面圖,是具備 以下構件的旋轉電機:圓筒形的轉子;及定子,該定子是 在僅具有範部而不具齒部的定子鐵心内周面具備定子線圈 ,是譬如沒有溝槽之無溝槽馬達式AC伺服馬達的構造例 〇 第1 7圖:是顯示第5習知技術的圖,是利用專利文 獻4之第1圖所示的特殊製造方法所製作的線圈的剖面圖 【主要元件符號說明】 1 :旋轉電機 2 :定子 3 :承載側托架 3 a :凹部 4 :非承載側托架 5 :軸承 6 :軸承 7 :轉子 7a :旋轉軸 7 b :轉子鐵心 7c :永久磁鐵 8 :旋轉偵測器 9 :定子鐵心 9a :軛部 -27- 200910732 9b :齒部 1 〇 :定子線圈 10a :承載側線圈端部 1 Oaa :内周面 1 Oab :外周面 1 0 a c :端面 10b :非承載側線圏端部 1 Oba :内周面 1 Obb :外周面 1 0 b c :端面 1 0 c :相鄰面 1 0 d :相鄰面 1 1 :樹脂 1 2 :圓形銅線 1 3 :加壓成型夾具 1 3 a :上衝頭 1 3 b :下衝頭 1 3 c :衝模 1 4 :線圈安裝空間 1 5 :框架 1 5 a :承載側端部 21 :第1習知技術的旋轉電機 22 :定子 23 :承載側托架 -28- 200910732 24 :非承載側托架 2 5 :軸承 26 :軸承 2 7 :轉子 2 7 a :旋轉軸 2 7 b :轉子鐵心 2 7 c :端環 27d :葉片 2 8 :定子鐵心 2 9 :定子線圈 3 0 :框架 3 1 :箭號 32 :箭號 3 3 :第2習知技術的旋轉電機 34 :定子 35 :框架 3 6 :承載側托架 3 7 :非承載側托架 3 8 :軸承 3 9 :軸承 4 0 :轉子 4 0 a :旋轉軸 4 0 b :轉子鐵心 4 0 c :永久磁鐵 -29- 200910732 4 1 :偵測器 4 2 :定子鐵心 4 2 a :軛部 4 3 :圓形銅線 44 :線軸 45 :定子線圈 46 :樹脂 4 7 :第3習知技術的旋轉電機 4 8 :定子 4 9 :框架 5 0 :承載側托架 5 1 :軸承 5 2 :轉子 5 3 :定子鐵心 5 3 a :軛部 5 3 b :齒部 5 4 :定子線圏 54a :承載側線圈端部 5 5 :樹脂 5 6 :第4習知技術的旋轉電機 57 :定子 58 :框架 5 9 :承載側托架 60 :非承載側托架 -30- 200910732 6 1 :軸承 62 :軸承 6 3 :轉子 64 :定子鐵心 6 4 a :駆部 6 5 :定子線圏 65a :承載側線圈端部 66 :箭號 67 :箭號 68 :剖面變形銅線 Μ :外部裝置 -31