電動機的定子的製作方法

2024-03-07 21:26:15

電動機的定子的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電動機的定子（100），該電動機的定子具備線圈（12）；定子鐵芯（10），其支撐線圈；以及罩部（22a、22b），其以包圍線圈的線圈末端（13a、13b）的方式安裝於定子鐵芯，並且罩部的外徑至少部分地小於定子鐵芯的外徑，罩部的線性膨脹係數大於定子鐵芯的線性膨脹係數，通過罩部熱膨脹而使罩部與配置於定子周圍的外殼緊貼。
【專利說明】電動機的定子
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動機的定子。本實用新型尤其涉及具備覆罩部從定子鐵芯的端面突出的線圈末端的罩部的電動機的定子。
【背景技術】
[0002]通常，需要高輸出的電動機。然而，若使電動機高輸出化，則需要有效地排出由線圈產生的熱量。從而，以往設計有能夠將由線圈產生的熱量有效地排出到外部的各種電動機。
[0003]日本專利第3262716號公報、日本特開2008-178190號公報以及日本專利第3775348號公報公開有將電動機的定子插入筒體，並將熱傳導性高的絕緣性樹脂填充在定子與筒體間的空隙的方案。可是，在該情況下，因為定子的外徑增加了相當於筒體的厚度，所以存在不能將插入於筒體的定子配置在已有的外殼內的可能性。
[0004]並且，日本特開2010-68699號公報公開有兩個罩部包圍各個線圈末端的構成。在該情況下，因為定子的外徑沒有變化，所以不會發生上述的問題。另外，因為只準備罩部即可，所以比起使用筒體的情況可更低價地解決。
[0005]然而，在日本特開2010-68699號公報中，因為用熱傳導性高的材料製作罩部,所以存在罩部的溫度比起定子鐵芯更容易上升的問題。
[0006]另外，定子通過熱壓配合固定於外殼的情況較多。從而，在將定子插入被加熱的外殼時等，罩部比定子鐵芯更快速地被加熱，其結果，存在罩部熱膨脹從而緊嵌在外殼的情況。
實用新型內容
[0007]本實用新型是鑑於這樣的事情而完成的實用新型，其目的在於提供一種具備不會緊嵌在外殼的罩部的電動機的定子。
[0008]為了實現上述的目的，根據第一個方式，提供一種電動機的定子，其具備:線圈；定子鐵芯，其支撐該線圈；以及罩部，其以包圍從該定子鐵芯的軸線方向端面突出的上述線圈的線圈末端的方式安裝於所述定子鐵芯，所述罩部的外徑至少部分地小於所述定子鐵芯的外徑，所述罩部的線性膨脹係數大於所述定子鐵芯的線性膨脹係數，通過所述罩部熱膨脹而使所述罩部與配置於所述定子周圍的外殼緊貼。
[0009]根據第二個方式，在第一個方式中，在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有切口部。
[0010]根據第三個方式，在第一個方式中，從所述罩部的基端延伸到末端的傾斜部形成於所述罩部的外表面。
[0011]根據第四個方式，在第一個方式中，在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有彎曲部。
[0012]根據第五個方式，在第一個方式中，從所述罩部的基端延伸到末端的彎曲部形成於所述罩部的外表面。
[0013]根據第六個方式，在第一個方式中，在所述罩部的外表面形成有階梯部，使該階梯部的外徑在所述罩部的基端與所述定子鐵芯的外徑相等、且在所述罩部的末端小於所述定子鐵芯的外徑。
[0014]根據第七個方式，在第六個方式中，在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有切口部或者彎曲部。
[0015]由附圖所示的本實用新型的典型的實施方式的詳細說明，本實用新型的這些目的、特徵以及優點和其他的目的、特徵以及優點變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示本實用新型的電動機的定子的構成的剖視圖。
[0017]圖2A是圖1所示的線圈末端部分的第一放大圖。
[0018]圖2B是線圈末端部分的第二放大圖。
[0019]圖3A是線圈末端部分的第三放大圖。
[0020]圖3B是線圈末端部分的第四放大圖。
[0021]圖4A是線圈末端部分的第五放大圖。
[0022]圖4B是線圈末端部分的第六放大圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的實施方式。在以下的圖中，相同的部件帶有相同的參照標記。為了容易理解，這些圖被適當地變更了縮尺。
[0024]圖1是表示本實用新型的電動機的定子的構成的剖視圖。如圖1所示，電動機的定子100具備定子鐵芯10、線圈12、填充樹脂14以及末端罩22a、22b。另外，定子100通過熱壓配合等配置於外殼110內。
[0025]定子鐵芯10是圓筒狀的鐵芯，通過層疊輪狀的磁性鋼板來製造。在定子鐵芯10的內部形成有中空孔11。該中空孔11插入有在注入填充樹脂14(樹脂填充材料)時使用的夾具或者電動機的轉子(未圖示)。
[0026]定子鐵芯10支撐線圈12,線圈12的端部亦即線圈末端部分13a、13b從定子鐵芯10的軸線方向的端面向外側突出。另外，如圖1所示，從線圈末端部分13a的端部向外部導出有用於向線圈12供給電源的導線18。
[0027]本實施方式的末端罩22a、22b是大致圓筒狀的部材，由傳熱性高的材料，例如樹脂形成。如圖1所示，末端罩22a、22b以在圓周方向覆蓋各個線圈末端部分13a、13b的方式安裝於定子鐵芯10。另外，從圖1可知，末端罩22a、22b的最大外徑HO與定子鐵芯10的外徑WO相等。
[0028]填充樹脂14被注入並填充在線圈末端部分13a、13b與末端罩22a、22b之間的空間，並被固化。填充樹脂14和末端罩22a、22b在填充樹脂14的外周面緊貼。因此，由線圈末端部分13a、13b產生的熱量經由填充樹脂14以及末端罩22a、22b向外部的外殼110排出。
[0029]圖2A是線圈末端部分的第一放大圖。在圖2A中，雖然不出有一方的線圈末端部分13a，但是另一方的線圈末端部分13b也為相同的構成。並且，為了簡潔，在圖2A中省略外殼110的圖不。這些對於後述的圖2B?圖4B也相同。
[0030]如圖2A所示，在末端罩22a的外側邊緣部形成有切口部41。從而，末端罩22a、22b的末端的末端罩22a、22b的末端外徑Hl小於定子鐵芯10的外徑Wl。在未形成有切口部41的末端罩22a、22b的其餘的部分中，末端罩22a、22b的最大外徑HO與定子鐵芯10的外徑WO相等。
[0031]在這樣的構成中，在將定子100配置在外殼110時，在末端罩22a、22b的末端與外殼之間形成有微小的空隙。另外，定子100 —般通過熱壓配合固定於外殼110。在本實用新型中，因為即使是通過熱壓配合將定子100固定在外殼110的情況，也存在微小的空隙，所以能夠抑制末端罩22a、22b的溫度急劇地上升。因此，能夠防止在熱壓配合的過程中罩部緊嵌在外殼。
[0032]另外，在電動機運轉時若外殼達到某一溫度，則末端罩22a、22b熱膨脹,末端罩22a、22b的末端的末端外徑Hl與定子鐵芯的外徑WO相等。因此，末端罩22a、22b的末端附近的外周面也與外殼的內表面緊貼。從而，在電動機運轉時，作為發熱體的末端罩22a、22b與作為散熱部的外殼110緊貼。因此，電動機運轉時，由末端罩22a、22b產生的熱量被有效地傳送至外殼110。即，在本實用新型中，對於末端罩22a、22b整體能夠得到與末端罩22a、22b的外徑和定子鐵芯10的外徑相等的與現有技術的定子100相同的散熱效果。
[0033]另外，末端罩22a、22b的末端外徑Hl由以下的數學式(I)來確定。
[0034]Hl = WOX {1+σ O (T - Tr)}/{l+o I (T - Tr)} (I)
[0035]在數學式(I)中，σ O是定子鐵芯10的材料的線性膨脹係數(1/°C ), σ I是末端罩22a、22b的材料的線性膨脹係數(1/°C )，T是末端罩22a、22b的末端熱膨脹從而與外殼110緊貼時的外殼110的溫度(V )，Tr是室溫(V )。
[0036]線性膨脹係數σ O、σ I根據所使用的材料而確定。從而，在本實用新型中，如果確定出配置有定子100的外殼110與末端罩22a、22b緊貼的溫度，則能夠算出末端外徑Hl。該溫度T考慮線性膨脹係數σ O、σ I並通過實驗等事先算出。
[0037]在圖2Α所示的一個實施方式中，形成定子鐵芯10的電磁鋼板的線性膨脹係數σ O
約是1L2X10_6(1/°C )，其外徑是WO=約0180.0 (mm)。。末端罩22a、22b例如由鋁
合金形成，其線性膨脹係數。1是23父10_6(1/°0。並且，將非運轉時的框體溫度Tr設為25°C，末端罩22a、22b的末端與外殼110緊貼時的溫度T設定為T = 50(°C )。在這樣的情況下，通過數學式(I)算出末端罩22a、22b的末端外徑是Hl = 179.947 (mm)。通過利用數學式(1)，簡單地求出末端罩22a、22b的末端外徑H1，從而，能夠製作出合適的形狀的末端罩 22a、22b。
[0038]另外，為了緩和在末端罩22a、22b以及填充樹脂24膨脹/收縮時施加到定子100的線圈12的應力，期望末端罩22a、22b以及填充樹脂14線性膨脹係數彼此接近。另外，通過同樣的理由，要求末端罩22a、22b以及填充樹脂14的線性膨脹係數大於定子鐵芯10的材料的線性膨脹係數以及外殼的線性膨脹係數。
[0039]圖2B是線圈末端部分的第二放大圖。在圖2B中，從末端罩22a、22b的基端延伸到末端的傾斜部42形成在末端罩22a、22b的外周面。從圖2B可知，傾斜部42以從基端向末端前端變細的方式形成。另外，傾斜部42以傾斜部42的末端亦即末端罩22a、22b的末端的外徑與上述末端外徑Hl相同的方式形成。在該情況下，與圖2A所示的切口部41比較，能夠容易地形成傾斜部42。
[0040]圖3A是線圈末端部分的第三放大圖。在圖3A中，在末端罩22a、22b的末端的外側邊緣部形成有彎曲部43。由圖3A可知，彎曲部43以向末端罩22a、22b的末端前端變細的方式形成。另外，彎曲部43以彎曲部43的末端亦即末端罩22a、22b的末端的外徑與上述末端外徑Hl相同的方式形成。此外，線圈末端部分的第四放大圖亦即圖3B所示，彎曲部44也可以以從末端罩22a、22b的基端延伸到末端的方式形成。與圖3A所示的彎曲部43比較，可知能夠容易形成彎曲部44。
[0041]圖4A是線圈末端部分的第五放大圖。在圖4A中，在末端罩22a、22b的基端附近的外周面形成有階梯部45。由圖4A可知，末端罩22a、22b的基端的階梯部45的外徑HO與定子鐵芯10的外徑WO相等。並且，末端罩22a、22b的末端的階梯部45的外徑小於定子鐵芯的外徑W，與上述的末端外徑Hl相等。
[0042]並且，圖4B是線圈末端部分的第六放大圖。在如圖4B所示的末端罩22a、22b形成有與上述相同的階梯部45。並且，末端罩22a、22b的末端的外側邊緣部形成有彎曲部46。該彎曲部46與上述的彎曲部34不同，彎曲部46的末端的外徑小於上述的末端外徑Hl。此夕卜，也可以代替彎曲部46，形成切口部(未圖示)。並且，雖然未在圖中示出，但是也可以對於在圖4中外徑相當於末端外徑Hl的末端罩22a、22b的整個區域L，形成傾斜部或者彎曲部。
[0043]這樣，可知即使在圖2B?圖4B所示的實施方式中，也能得到與參照圖2A說明的相同的效果。此外，基端的外徑與定子鐵芯10的外徑WO相等，且末端的外徑與末端外徑Hl對應的所有形狀的末端罩22a、22b包含於本實用新型的範圍。
[0044]本實用新型的效果如下。
[0045]在本實用新型中，在將定子插入外殼時，能夠在罩部與外殼之間形成微小的空隙。從而，由於該空隙的存在，能夠抑制罩部溫度上升。因此，能夠防止在熱壓配合過程中罩部緊嵌在外殼。
[0046]並且，在電動機運轉時，若外殼達到某一溫度，則罩部熱膨脹，罩部的外徑變得與定子鐵芯的外徑相等。因此，罩部與外殼的內表面緊貼，能夠提高熱傳導效率。
[0047]雖然使用典型的實施方式說明了本實用新型，但是如果是本領域的技術人員，能夠理解為在不脫離本實用新型的範圍的情況下，能夠進行上述的變更以及各種其他的變更、省略、追加。
【權利要求】
1.一種電動機的定子,其特徵在於， 具備: 線圈(12)； 定子鐵芯(10)，其支撐該線圈；以及 罩部(22a、22b)，其以包圍從該定子鐵芯的軸線方向端面突出的所述線圈的線圈末端的方式安裝於定子鐵芯， 所述罩部的外徑至少部分地小於所述定子鐵芯的外徑， 所述罩部的線性膨脹係數大於所述定子鐵芯的線性膨脹係數， 通過所述罩部熱膨脹而使所述罩部與配置於所述定子周圍的外殼(110)緊貼。
2.根據權利要求1所述的電動機的定子，其特徵在於， 在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有切口部(41)。
3.根據權利要求1所述的電動機的定子，其特徵在於， 從所述罩部的基端延伸到末端的傾斜部(42)形成於所述罩部的外表面。
4.根據權利要求1所述的電動機的定子，其特徵在於， 在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有彎曲部(43)。
5.根據權利要求1所述的電動機的定子，其特徵在於， 從所述罩部的基端延伸到末端的彎曲部(44)形成於所述罩部的外表面。
6.根據權利要求1所述的電動機的定子，其特徵在於， 在所述罩部的外表面形成有階梯部(45)，使該階梯部的外徑在所述罩部的基端與所述定子鐵芯的外徑相等、且在所述罩部的末端小於所述定子鐵芯的外徑。
7.根據權利要求6所述的電動機的定子，其特徵在於， 在所述罩部的末端的外側邊緣部形成有切口部或者彎曲部(46)。
【文檔編號】H02K1/20GK203813544SQ201320788231
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2012年12月4日
【發明者】齊藤哲丸 申請人:發那科株式會社