具備使轉子產生的熱散熱的散熱圓盤的感應式電動機的製作方法

2023-12-11 20:29:57 2

專利名稱：具備使轉子產生的熱散熱的散熱圓盤的感應式電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及感應式電動機，特別是涉及具備使轉子所產生的熱散熱的散熱圓盤的 感應式電動機。
背景技術：
感應電動機構造簡單，易於維護，在工業中應用最廣。感應電動機是在定子及轉子 上分別具有獨立的卷線，通過從一方的卷線至另一方的卷線的電磁感應作用來進行動作的 馬達。圖6是說明現有的感應電動機100的一個例子的外觀的圖。圖7是圖6所示的現 有的感應電動機的剖視圖。感應電動機100具備定子1和轉子2，在該定子1的兩端安裝有 端部託架31、32。轉子2形成為圓柱形，固定在繞感應電動機的旋轉中心軸22的周圍旋轉 的第一軸3上，且插入定子1的內周側。固定有轉子2的第一軸3由安裝在端部託架31、32上的軸承23、25以能夠自由旋 轉的方式支撐。在第一的軸3的反負荷側的端部處以與旋轉中心軸22同軸的方式固定有 構成旋轉檢測器4的代碼板。在定子1的內壁上沿與旋轉中心軸22平行的方向形成有多個切槽，在這些切槽內 容納有定子卷線。並且，該定子卷線的一部分作為線圈端部對、26超出定子1的兩端面並 突出。在感應式電動機100中，由其工作的原理，轉子2以與產生的力矩成比例的方式發 熱。換句話說，在轉子2的表面處，由極性的變化產生損失，從而變為高溫。在感應電動機 100安裝有旋轉檢測器4的情況下，存在由轉子2所產生的熱導致旋轉檢測器4的損壞或檢 測精度的降低等惡劣影響的擔憂。因此，如圖7所示，冷卻風扇6以使旋轉檢測器4與安裝在內部的端部託架32對 置的方式，設置在第一風扇殼體5內。該冷卻風扇6通過端部託架31、32及設置在定子1 上的通氣孔7將外部氣體從冷卻風流入口 27吸入，並從冷卻風流出口觀排出，從而間接地 冷卻通過蓋30安裝有旋轉檢測器4的第一軸3。作為其結果，冷卻風的氣流8沒有與轉子 2或第一軸3直接接觸，轉子2變為高溫，安裝在軸上的旋轉檢測器4由熱導致損傷或檢測 精度降低。已知有在轉子2上設置散熱用散熱片，從而將由轉子產生的熱向外部散熱的技 術。在日本特開2008-43149號公報中公開有在轉子上設置散熱用散熱片的技術。在 該技術中，由於其為向馬達內部吸入外部氣體的結構，因此在充滿粉塵或霧狀的液體的環 境中，存在馬達的軸承或卷線損傷的可能性較高的問題。此外，在日本特開2000-32710號公報中公開有在轉子中安裝中繼軸，並使中繼軸 向反負荷側延長，在旋轉檢測器與轉子之間設置散熱片的技術。在該技術中，由於是將旋轉 檢測器安裝在從軸承分離的位置的結構，因此存在降低中繼軸的固有振動數，旋轉速度的限制及檢測精度降低的問題。在上述兩個專利文獻所公開的技術中，存在在馬達以低速進行大力矩的運轉時， 儘管在需要最強的冷卻能力的情況下也不能不受限制地充分發揮冷卻能力的共通的問題。

發明內容
因此，本發明的目的在於，鑑於上述現有技術的問題點，提供具備使轉子所產生的 熱散熱的散熱圓盤的感應式電動機。本發明的感應電動機具備在外周的多個部位具有沿軸心方向貫通的通氣孔的定 子；插入該定子的內周側的轉子；設置在固定上述轉子的軸的反負荷側的、檢測上述感應 式電動機的旋轉的旋轉檢測器；安裝在上述軸的反負荷側的端部的、用於使上述轉子產生 的熱散熱的散熱圓盤；以及用於強制性地以外部氣體冷卻上述散熱圓盤的冷卻風扇，以上 述散熱圓盤夾在上述旋轉檢測器與上述冷卻用風扇之間的方式配置上述冷卻風扇。上述散熱圓盤能夠通過迷宮結構連通上述感應電動機的內部與外部氣體的通路。也可以在上述定子與上述冷卻風扇之間配置中空的隔離件，確保用於安裝上述散 熱圓盤的空間。為了增大散熱面積，上述散熱圓盤能夠在圓盤面部的表面上設置凹凸形狀。能夠在上述散熱圓盤上附加修正上述轉子的平衡的平衡修正機構。本發明通過具備以上結構，能夠提供具備使轉子產生的熱散熱的散熱圓盤的感應 式電動機。


圖1是說明本發明的感應電動機的第一實施方式的圖。圖2是說明本發明的感應電動機的第二實施方式的圖。圖3是放大圖2的迷宮結構並進行說明的圖。圖4是說明本發明的感應電動機的第三實施方式的圖。圖5是說明本發明的感應電動機的第四實施方式的圖。圖6是說明現有的感應電動機的一個例子的外觀的圖。圖7是圖6所示感應電動機的剖視圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。此外，對與現有的感應電動機的相 同或類似的結構使用相同的附圖標記進行說明。首先，使用圖1來說明本發明的感應電動機的第一實施方式。該實施方式具備使 用第一散熱圓盤9來將轉子2產生的熱散熱的結構。感應電動機100具備定子1和轉子2，在該定子1的兩端處安裝有端部託架31、32。 轉子2形成為圓柱形狀，固定在第一軸3上，並插入定子1的內周側。固定有轉子2的第一軸3被安裝在端部託架31、32上的軸承23、25以能夠自由旋 轉的方式支承。在第一軸3的反負荷側的端部處安裝有散熱圓盤9。此外，在第一軸3上， 在反負荷側以與旋轉中心軸22同軸的方式固定有構成旋轉檢測器4的代碼板。
定子1的內壁沿與感應電動機的旋轉中心軸22平行的方向形成有多個切槽，在這 些切槽內容納有定子卷線。並且，該定子卷線的一部分作為線圈端部M、26超出定子1的 兩端面並突出。如前述參照圖6以及圖7而說明的那樣，在感應式電動機100中，由其工作的原 理，轉子2以與產生的力矩成比例的方式發熱。換句話說，在轉子2的表面上，由極性的變 化導致產生損失，從而變為高溫。因此，在本發明的感應電動機的第一實施方式中使用第一散熱圓盤9。第一散熱圓 盤9使用導熱性好的鋁材等製成，其具有在第一軸3的一個端部處以與旋轉中心軸22同軸 的方式固定的固定部91和用於散熱的圓盤面部92。旋轉檢測器4安裝在端部託架32的內部，其由蓋30覆蓋。在該蓋30上設置有使 第一散熱圓盤9的固定部91貫通的孔，固定部91通過焊接、鉚接等方法牢固地固定在第一 軸3的一個端部。在將旋轉檢測器4安裝在內部的端部託架32上，以固定或自由裝卸的方式安裝有 兩端部開口的筒狀隔離件10的一個端部，另一方面，在該隔離件10的另一個端部以固定或 自由裝卸的方式安裝有第一風扇殼體5。在該第一風扇殼體5中安裝有具備冷卻風扇6的 冷卻風扇馬達四。該隔離件10用於形成容納第一散熱圓盤9的空間，冷卻風扇6通過隔離 件10配置在端部託架32上。通過在冷卻風扇6 (容納冷卻風扇6的第一風扇殼體5)與端部託架32之間夾有 隔離件10，即使在按照本發明的第一實施方式，將第一散熱圓盤9安裝在第一軸3上的情況 下，也能夠直接使用容納現有技術所使用的冷卻風扇6的第一風扇殼體5。此外，如圖1所示，在第一風扇殼體5中設置有分隔板11。該分隔板11是用於使 冷卻用的外部氣體朝向第一散熱圓盤9的圓盤面部92的、在中心具有貫通孔的圓環狀的部 件，其外周部固定在第一風扇的風扇殼體5上。安裝在第一風扇殼體5內的冷卻風扇6由冷卻風扇馬達四驅動旋轉，將外部氣體 從冷卻風流入口 27吸入，並通過設置在端部託架31、32以及定子1中的通氣孔7從冷卻風 流出口觀排出。冷卻風流入口 27形成在端部託架31 (與安裝有旋轉檢測器4的端部託架 32的相對側的託架)與定子1的端部之間，此外，冷卻風流出口觀形成在第一風扇殼體5 的底面上。根據圖1，如附圖標記8所示，冷卻風從感應電動機100的負荷側流向反負荷側。 然而，也可以通過逆轉冷卻風扇馬達四的旋轉方向來使外部氣體的氣流朝向與圖1所示方 向相反的方向，(即，使外部氣體從冷卻風流出口觀吸入從冷卻風流入口 27排出，換句話 說，使冷卻風從感應電動機100的反負荷側(unloaded)流向負荷側)。能夠根據感應電動 機100的設置環境適當地選擇冷卻風的氣流朝向哪個方向。利用第一散熱圓盤9使由轉子2產生且經由第一軸3的熱散熱。由此，能夠防止 轉子2所產生的熱導致旋轉檢測器4的檢測精度降低或旋轉檢測器4損壞。此外，通過冷 卻風的氣流8，定子1及端部託架31、32能夠與以往同樣地冷卻。接下來，使用圖2及圖3說明本發明的感應電動機的第二實施方式。該實施方式具備使將由轉子2產生的熱散熱的第二散熱圓盤13具有迷宮功能的 結構。
第二散熱圓盤13使用導熱性好的鋁材等製成，與圖1所示第一散熱圓盤9同樣 地，具有以與旋轉中心軸22同軸的方式固定在第一軸3的一個端部上的固定部131和用於 散熱的圓盤面部132。並且該第二散熱圓盤13具有迷宮結構12。在圖1所示的第一實施方式中，由於在容納有旋轉檢測器4的端部託架32上安裝 的蓋30與第一散熱圓盤9之間存在間隙，存在塵埃等異物通過該間隙從感應電動機100外 部侵入內部的危險。因此，在第二實施方式中，為防止異物侵入感應電動機100內部，在第二散熱圓盤 13中設置迷宮結構12。圖3是放大圖2的迷宮結構並說明的圖。如圖3所示，某異物20與在蓋30處形成的構成迷宮結構12的突出部碰撞，並沿 著突出部滑落，存積在隔離件10的下部，或者，隨著冷卻風的氣流8由冷卻風扇6向外部排 出。此外其它的異物21與第二散熱圓盤13的構成迷宮結構12的突出部碰撞。由於第二散 熱圓盤13固定在第一軸3上，與第一軸3 —同旋轉，因此將異物21以離心力向徑向彈飛， 從而防止其侵入感應電動機100的內部。接下來，使用圖4來說明本發明的感應電動機的第三實施方式。該實施方式不使 用隔離件，而是使軸向後方延長，並具備在散熱圓盤的表面附有凹凸的結構。如圖4所示，使固定轉子2的第二軸14向後方(即反負荷側)延長，在該延長的 端部上嵌入固定第三散熱圓盤16。該第三散熱圓盤16具有迷宮結構12，還在表面上具有 凹凸形狀17。該凹凸形狀17增大散熱圓盤16的表面積，易於散熱。凹凸形狀17也可以 是，例如，多個柱狀的獨立突起形狀。此外，為增大散熱面積，凹凸形狀17也能夠用於如圖 1或圖2所示的第一實施方式或第二實施方式。在該實施方式中，將具備冷卻風扇6的冷卻風扇馬達四安裝在第二風扇殼體15 中。並且，如圖4所示，該第二風扇殼體15相當於使圖1及圖2的第一風扇殼體5的端部 向前方延長，安裝在端部託架32上。第二風扇殼體15像這樣1通過使其端部向前方延長 來確保容納第三散熱圓盤16的空間。此外，在該實施方式中，第二軸14貫通旋轉檢測器4並突出至蓋30的外部，在向 其外部突出的第二軸14的部位嵌合有第三散熱圓盤16。接下來，使用圖5來說明本發明的感應電動機的第四實施方式。該實施方式所使 用的第四散熱圓盤18具備平衡修正用撞錘19，能夠修正轉子2的平衡。本發明不使外部氣體不通過電動機內部就能夠將轉子產生的熱向外部散熱。此 外，能夠不依賴於感應電動機的轉數地冷卻轉子。此外，在本發明中，能夠通過具備迷宮結構來防止異物侵入馬達內部。此外，在本發明中，不對現有的馬達進行大規模地改造就能夠設置散熱用的圓盤。此外，在本發明中能夠使用散熱圓盤來修正轉子的平衡。權利要求
1.一種感應式電動機，具有在外周的多個位置具有沿軸心方向貫通的通氣孔的定 子、和插入該定子的內周側的轉子，其特徵在於，具備設置在固定上述轉子的軸的反負荷側的、檢測上述感應式電動機的旋轉的旋轉檢測器；安裝在上述軸的反負荷側的端部的、用於使由上述轉子產生的熱散熱的散熱圓盤；以及用於強制性地以外部氣體冷卻上述散熱圓盤的冷卻風扇，以上述散熱圓盤夾在上述旋轉檢測器與上述冷卻用風扇之間的方式配置上述冷卻風扇。
2.根據權利要求1所述的感應式電動機，其特徵在於，上述散熱圓盤通過迷宮結構連通上述感應電動機的內部與外部氣體的通路。
3.根據權利要求1所述的感應式電動機，其特徵在於，通過在上述定子與上述冷卻風扇之間配置中空的隔離件來確保用於安裝上述散熱圓 盤的空間。
4.根據權利要求1所述的感應式電動機，其特徵在於，上述散熱圓盤為了增大散熱面積而在圓盤面部的表面上設置凹凸形狀。
5.根據權利要求2所述的感應式電動機，其特徵在於，上述散熱圓盤為了增大散熱面積而在圓盤面部的表面上設置凹凸形狀。
6.根據權利要求1所述的感應式電動機，其特徵在於， 在上述散熱圓盤上附加修正上述轉子的平衡的平衡修正機構。
全文摘要
本發明的感應式電動機具備旋轉檢測器、用於使轉子產生的熱散熱的散熱圓盤，用於強制性地以外部氣體冷卻該散熱圓盤的冷卻風扇，將散熱圓盤配置成夾在旋轉檢測器與冷卻用風扇之間。
文檔編號H02K9/04GK102055279SQ20101028751
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月17日 優先權日2009年11月9日
發明者中澤康之, 吉村一貴, 木下真一 申請人:發那科株式會社