电动机和电气设备的制作方法

文档序号:11993240阅读:185来源:国知局
电动机和电气设备的制作方法与工艺

本实用新型涉及在壳体上安装有定子的电动机以及电气设备。



背景技术:

在家庭用电气设备的领域、工业用电气设备的领域或者车载用电气设备的领域等中,使用像电动机、变压器等那样具有线圈的设备。近年来,对于这些设备追求进一步的小型化、薄型化以及高输出化。

作为表示以往的技术的一例,是在图20至图23中示出的电动机。

图20是表示以往的电动机的概要的示意图。图21是表示以往的电动机的主要部件的示意图。图22是图21所示的以往的电动机的主要部件放大图。图23是表示以往的电动机所使用的绝缘电线的剖面的剖面图。

如图20所示,电动机1001在壳体114的内部安装有定子117。此外,为了容易识图,在图20中未示出转子。

如图21所示,定子117具有:定子铁芯110、绝缘体11、定子绕组线112以及布线板13。

将绝缘电线116隔着绝缘体11卷绕在定子铁芯110上。卷绕的绝缘电线116形成作为线圈的定子绕组线112。如后述那样,定子绕组线112和布线板13电连接在一起。如图20所示,将卷绕有定子绕组线112的定子铁芯110插入壳体114。壳体114由金属等形成。

定子绕组线112和连接器15借助布线板13电连接在一起。

如图22所示,定子绕组线112的端部112a通过锡焊连接部13a与布线板13电连接。

如图23所示,在绝缘电线116中,导体部116a被绝缘覆膜116b所覆盖。

如图20所示,定子117利用一组固定用销18固定在壳体114的内部。在定 子117和壳体114所包含的壁面114a之间存在间隙19。换言之,定子117利用一组固定用销18与壁面114a分开,不与壳体114接触地被固定。

电动机1001除了图20所示的构成元件以外,还使用转子、作为旋转轴的输出轴、托架以及一对轴承等。

转子位于形成在定子铁芯110的内部的空间。转子位于与定子117相面对的位置。转子以旋转轴为旋转中心,以旋转自如的方式被支承。

一对轴承以旋转轴旋转自如的方式支承旋转轴的两端。一侧的轴承将构成轴承的外轮固定于形成在托架的收纳部。另一侧的轴承将构成轴承的外轮固定于形成在壳体的底面的收纳部。

上述的转子、作为旋转轴的输出轴、托架以及一对轴承等能够使用公知的器件。

但是,在图20所示的电动机1001中,在形成于各构成元件之间的间隙中并未特别使用填充构件。换言之,在电动机1001中,在形成于各构成元件之间的间隙中形成有空气层。

对于该空气层,如果空气层的厚度尺寸、空气层的容积过大,那么热阻将变大。热阻变大了的空气层成为阻碍散热的主要原因。

此外,在对电动机实施小型化、薄型化以及高输出化时,需要考虑以下方面。

即,其中一点是卷绕于定子铁芯的定子绕组线具有电阻成分。在有电流流经定子绕组线时,定子绕组线所具有的电阻成分将产生热。由该定子绕组线所具有的电阻成分带来的发热也被称之为铜损。

另一点是定子铁芯产生的、由涡流损失和磁滞损耗带来的发热。由该涡流损失和磁滞损耗带来的发热也被称之为铁损。

如果定子绕组线产生的热过大,那么将会导致安装有电动机的电气设备的功率效率降低。另外,如果定子绕组线产生的热过大,那么将会导致安装有电动机的电气设备的安全性降低、寿命缩短。

也就是说,为了使电动机兼有小型化、薄型化和高可靠性,强烈需要提 高散热特性。

为了满足这样的要求,例如,在日本特许出愿、特开昭60-28755号公报中示出了如下电动机。即,电动机在定子绕组线和壳体之间存在有在真空状态下填充的树脂。该电动机的散热特性较高。以下,日本特许出愿、特开昭60-28755号公报也被称之为专利文献1。

另外,例如在日本特许出愿、特开2010-119157号公报中示出了如下结构。即,定子在壳体内的空间中以与壳体的壁面分开的方式被固定。定子所具有的定子铁芯利用贯穿壳体的壁面的固定用销,以与壳体的壁面分开的方式被固定。

而且,在定子铁芯的外周面和壳体的壁面之间填充有树脂。于是,定子绕组线的散热特性提高。

以下,日本特许出愿、特开2010-119157号公报也被称之为专利文献2。



技术实现要素:

本实用新型的电动机具有:壳体、定子、转子以及树脂。

壳体包含顶面、底面以及内周面。顶面位于轴心上且形成有开口。底面位于轴心上且与顶面相面对。内周面以包围轴心的方式形成,位于开口和底面之间。

定子具有:定子铁芯、定子绕组线以及绝缘体。

定子铁芯以包围轴心的方式形成为环状,包含轭和多个齿。轭包含外周面和平面。外周面位于与轴心相反的一侧。平面位于与壳体的底面相面对的位置。多个齿在与轴心交叉的面上,从轭朝向轴心延伸。

多个定子绕组线是将绝缘电线卷绕在定子铁芯上而成的。绝缘电线包含:导电性的导体部和覆盖导体部的绝缘覆膜。

绝缘体位于定子铁芯和多个定子绕组线之间。

转子位于与定子相面对的位置。

树脂被填充在第一空间和第二空间中,该第一空间位于壳体的内周面、底面以及轭的平面之间,该第二空间位于多个定子绕组线中相邻的一组定子绕组线之间。树脂包含质量从10%至50%的范围的填料。

定子以壳体的内周面和定子铁芯所具有的轭的外周面紧密接触的方式安装于壳体的内部。

在电动机中,构成壳体的材料的热传导率是比构成定子铁芯的材料的热传导率高的数值。此外,在电动机中,构成树脂的材料的热传导率是比构成绝缘覆膜的材料的热传导率高的数值。

优选地,所述第一空间是在将所述定子安装在所述壳体的内部的情况下,由所述壳体的所述内周面、所述底面以及所述定子的与所述壳体的所述内周面或者所述底面相面对的部分围成的空间。

优选地,所述多个定子绕组线中的每个定子绕组线卷绕于所述多个齿的一个齿。

优选地,所述多个定子绕组线中的每个定子绕组线以跨越所述多个齿中不同的两个以上的齿的方式卷绕。

优选地,构成所述壳体的材料是铝或者铝合金。

优选地,所述绝缘覆膜的材料是聚酯树脂。

优选地,所述壳体在所述壳体的外侧表面包含用于将在所述壳体的内部产生的热散出的散热部。

优选地,所述散热部由多个突起形成。

优选地,所述散热部由多个凹陷形成。

优选地,所述散热部由多个凸状的筋部形成。

优选地,所述散热部由多个凹状的槽部形成。

优选地,所述电动机还具有布线板,该布线板包含布线图案,借助所述布线图案将从外部供给的电力向所述多个定子绕组线中的任一个绕组线导入,所述布线板在所述轴心的方向上相对于所述定子而言位于所述顶面侧,在所述布线板和所述树脂之间形成有非充填部以使所述布线板和所述树脂 不接触。

优选地,所述电动机还具有布线板,该布线板包含布线图案,借助所述布线图案将从外部供给的电力向所述多个定子绕组线中的任一个绕组线导入,所述布线板在所述轴心的方向上相对于所述定子而言位于所述顶面侧,在所述布线板和所述定子之间填充有所述树脂。

优选地,所述壳体在包含所述内周面的壁面上具有供从外部向所述壳体的内部填充的所述树脂通过的树脂注入口。

优选地,所述树脂注入口还具有用于开闭所述树脂注入口的开闭阀。

优选地,所述开闭阀还具有利用弹性力来开闭所述树脂注入口的弹性部。

优选地,所述轭是将多个扇形芯相互连结而形成的。

本实用新型的电气设备具有:上述技术方案中任一项所述的电动机;控制部,其用于控制所述电动机。

电动机利用上述结构提高了散热效果。由此,本实用新型的电动机提高了可靠性。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1的电动机的概要的示意图。

图2是表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的定子铁芯的说明图。

图3是表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的绝缘电线的剖面的剖面图。

图4是表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的其他定子铁芯的说明图。

图5是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的散热部的主要部件放大图。

图6是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的其他散热部的主要部件放大图。

图7是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的其他散热部的主要部件放大图。

图8是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的其他散热部的主要部件放大图。

图9是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的示意图。

图10是图9所示的定子的主要部件放大图。

图11是表示本实用新型的实施方式1的其他电动机的主要部件的示意图。

图12是表示图9所示的树脂注入口的主要部件放大图。

图13是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的定子部的说明图。

图14A是说明本实用新型的实施方式1的电动机的一部分的制造工序的说明图。

图14B是说明本实用新型的实施方式1的电动机的另一部分的制造工序的说明图。

图15是说明本实用新型的实施方式1的电动机的另一部分的制造工序的说明图。

图16是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的主要部件放大图。

图17A是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的立体组装图。

图17B是说明图17A所示的扇形芯的立体图。

图18是表示本实用新型的实施方式2的电气设备的示意图。

图19A是表示本实用新型的实施方式2的电动机的外观的主视图。

图19B是表示本实用新型的实施方式2的电动机的外观的侧视图。

图20是表示以往的电动机的概要的示意图。

图21是表示以往的电动机的主要部件的示意图。

图22是图21所示的以往的电动机的主要部件放大图。

图23是表示以往的电动机所使用的绝缘电线的剖面的剖面图。

具体实施方式

本实用新型利用后述的实施方式的电动机,能够抑制定子铁芯产生的铁损的增加。同时,本实用新型能够减少电动机所具有的热阻。

此外,使用本实用新型的实施方式的电动机的电气设备能够享受上述效果。

而且,采用后述的实施方式的电动机,能够期待以下的作用效果。

即,本实用新型的实施方式的电动机针能够对由定子产生的铜损和铁损带来的发热,构建出将电动机所具有的热阻模型化的热平衡电路。采用该热平衡电路,能够引导出高效的散热方法。

于是,以提高制造工序的品质为目的,即使使用填料的含有量较少且低粘度的树脂,本实用新型的实施方式的电动机也能够抑制电动机自身的温度上升。换言之,以提高制造工序的品质为目的,即使使用热传导率的数值较低且缺乏散热效果的树脂,本实用新型的实施方式的电动机也能够抑制电动机自身的温度上升。

因此,本实用新型的实施方式的电动机与以往的电动机相比,能够抑制温度上升。

此外,采用上述的、填料的含有量较少且低粘度的树脂,能够在填充树脂时抑制在树脂所产生的气泡。

于是,本实用新型的实施方式的电动机的制造工序无需高压注入装置、真空装置等大规模的制造装置。因此,采用本实用新型的实施方式所示的结构,能够提供一种在抑制初期投资的同时,可靠性和生产性较高的电动机。

换言之,本实用新型的实施方式的电动机具有出色的散热特性和强化了固定强度的结构。于是,本实用新型的实施方式的电动机与以往的电动机相比,使得使用电动机的环境温度范围的限制、针对使用电动机的环境的限制减少。同时,本实用新型的实施方式的电动机能够实现电动机的小型化、薄型化以及高输出化。

也就是说,以往的电动机存在以下需要改善的地方。

即,在以往的电动机中,在定子绕组线和壳体之间存在空气层。空气层具有热阻。于是,在将电动机整体所具有的热阻合成而成的数值中,基于空气层的热阻发挥较大影响。因此,在以往的电动机中,提高电动机整体的散热性存在限制。

在此,为了提高电动机整体的散热性,在以往的电动机中,提出了在空气层所处的定子绕组线和壳体之间填充树脂的方法。采用本结构,能够减少定子绕组线和壳体之间产生的热阻,从而提高散热性。

但是,在专利文献1所公开的技术中,存在以下待研究事项。即,在定子和壳体之间填充树脂的情况下,在专利文献1所示的电动机中,存在周围的空气作为气泡混入所填充的树脂中的危险。

特别是,在所填充的树脂中包含填料的情况下,填料的含有率越高,树脂的粘度越高。采用粘度较高的树脂,会使得混入树脂的气泡的量变多。也就是说,在只重视热传导率的情况下,考虑采用填料的含有率较高且粘度也较高的树脂。

在防止气泡混入所填充的树脂方面,需要用于在真空状态下实施相关制造工序的设备。也就是说,所期待的专利文献1公开的电动机的效果需要大规模设备。

于是,在制造专利文献1公开的电动机方面,需要对制造设备进行大量的投资。另外,在制造专利文献1公开的电动机方面,存在增加工时的风险。

换言之,专利文献1公开的电动机存在由设备投资带来的成本上升、伴随着工时増加引发的生产性的降低的风险。

此外,在专利文献2公开的技术中,存在以下待研究事项。即,专利文献2所示的电动机通过使用一对固定用销来紧固定子从而将定子固定在壳体内。此时,对于被一对固定用销紧固的定子铁芯而言,存在由紧固应力带来的磁特性的劣化的风险。

而且,对于以与壳体分开的方式被一对固定用销固定在壳体内的定子而言,在定子铁芯和壳体之间填充树脂。在该情况下,产生与上述专利文献1公开的技术相同的风险。

此外,通常,为了提高电动机的散热特性,针对要填充的树脂,采用热传导率较高的树脂。

但是,具有较高的热传导率的树脂存在填料的含有量较高的倾向。于是,所填充的树脂的粘度也较高。因此,在注入树脂之际,气泡容易混入树脂中。

在防止气泡混入所填充的树脂方面,如上所述,需要用于在真空状态下实施相关制造工序的设备。也就是说,与专利文献1公开的技术一样,需要大规模设备。

于是,在使用具有较高的热传导率的树脂方面,需要对制造设备进行大量的投资。另外,在使用具有较高的热传导率的树脂方面,存在增加工时的风险。

换言之,在使用具有较高的热传导率的树脂方面,存在由设备投资带来的成本上升、伴随着工时増加引发的生产性的降低的问题。

以下,针对本实用新型的实施方式,参照附图和表进行说明。此外,以下实施方式是将本实用新型具体化的一例,并不限制本实用新型的技术范围。

(实施方式1)

使用图1至图17B说明本实用新型的实施方式1的电动机。

图1是表示本实用新型的实施方式1的电动机的概要的示意图。图2是表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的定子铁芯的说明图。图3是表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的绝缘电线的剖面的剖面图。图4是 表示本实用新型的实施方式1的电动机所使用的其他定子铁芯的说明图。

此外,图5至图8是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的散热部的主要部件放大图。

此外,图9是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的示意图。图10是图9所示的定子的主要部件放大图。

此外,图11是表示本实用新型的实施方式1的其他电动机的主要部件的示意图。图12是表示图9所示的树脂注入口的主要部件放大图。

此外,图13是表示本实用新型的实施方式1的电动机所具有的定子部的说明图。

此外,图14A至图15是说明本实用新型的实施方式1的电动机的一部分的制造工序的说明图。

此外,图16是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的主要部件放大图。

此外,图17A是表示本实用新型的实施方式1的电动机的主要部件的立体组装图。图17B是说明图17A所示的扇形芯的立体图。

如图1所示,本实用新型的电动机101具有:壳体14、定子17、转子20以及树脂30。

壳体14包含顶面14a、底面14b以及内周面14c。顶面14a位于轴心21上且形成有开口14d。底面14b位于轴心21上且与顶面14a相面对。内周面14c以包围轴心21的方式形成,位于开口14d和底面14b之间。

定子17具有:定子铁芯10、定子绕组线12以及绝缘体11。

如图1、图2所示,定子铁芯10以包围轴心21的方式形成为环状,定子铁芯10包含轭22和多个齿23。轭22包含外周面10a和平面10b。外周面10a位于与轴心21相反的一侧。平面10b位于与底面14b相面对的位置。多个齿23在与轴心21交叉的面上从轭22向轴心21延伸。

多个定子绕组线12是将绝缘电线16卷绕在定子铁芯10上而成的。如图3所示,绝缘电线16包含导电性的导体部16a和覆盖导体部16a的绝缘覆膜16b。

如图1所示,绝缘体11位于定子铁芯10和多个定子绕组线12之间。

转子20位于与定子17相面对的位置。

如图1、图2所示,树脂30被填充到第一空间31和第二空间32,该第一空间31位于内周面14c、底面14b以及平面10b之间,第二空间32位于多个定子绕组线12中相邻的一组定子绕组线12之间。树脂30包含从10质量%至50质量%范围的填料30a。

如图1所示,定子17以壳体14的内周面14c和定子铁芯10所具有的轭22的外周面10a紧密接触方式安装在壳体14的内部。

在电动机101中,构成壳体14的材料的热传导率是比构成定子铁芯10的材料的热传导率高的数值。此外,在电动机101中,构成树脂30的材料的热传导率是比构成绝缘覆膜16b的材料的热传导率高的数值。

特别是,发挥显著的作用效果的结构如下所述。

即,如图1所示,第一空间31是在将定子17安装在壳体14的内部的情况下,由内周面14c和底面14b以及定子17的与内周面14c或者底面14b相面对的部分围成的空间。

此外,如图2所示,多个定子绕组线12中的每个绕组线12卷绕于多个齿23中的一个齿23。也就是说,本结构的定子17采用集中式绕组。

或者,如图4所示,多个定子绕组线12中的每个定子绕组线12以跨越多个齿23中不同的两个以上齿23的方式卷绕。本结构的定子17a也可以采用分布式绕组。

此外,填料30a的成分包含氢氧化铝。

此外,形成壳体14的材料是铝或者铝合金。

此外,图3所示的绝缘覆膜16b的材料是聚酯树脂。

此外,如图5至图8所示,壳体14在壳体14的外侧表面14e包含用于排放壳体14的内部产生的热的散热部33。

如图5所示,散热部33可以由多个突起33a形成。如图6所示,散热部33可以由多个凹陷33b形成。如图7所示,散热部33可以由多个凸状的筋部33c 形成。如图8所示,散热部33可以由多个凹状的槽部33d形成。

此外,如图7所示,筋部33c位于与轴心21交叉的方向,沿着具有扭转的位置关系的方向延伸。同样,如图8所示,槽部33d也位于与轴心21交叉的方向,沿着具有扭转的位置关系的方向延伸。筋部33c和槽部33d也能够朝向其他方向延伸。例如,可以沿着轴心21的方向延伸。

此外,如图9、图10所示,本实施方式1的其他的电动机101a还具有布线板13。布线板13包含布线图案13b。布线板13借助布线图案13b和定子绕组线12的端部12a将从外部供给的电力向多个定子绕组线12中的任一个绕组线导入。布线板13在轴心21方向上相对于定子17而言位于顶面14a侧。电动机101a在布线板13和树脂30之间形成有非充填部34以使布线板13和树脂30不接触。非充填部34由空气层形成。

或者,如图11所示,本实施方式的其他电动机101b还具有布线板13。如图10所示,布线板13包含布线图案13b。布线板13借助布线图案13b和定子绕组线12的端部12a将从外部供给的电力向多个定子绕组线12中的任一个绕组线导入。如图11所示,布线板13在轴心21方向上相对于定子17而言位于顶面14a侧。电动机101b在布线板13和定子17之间填充有树脂30。

此外,如图1、图12所示,壳体14在包含内周面14c的壁面14f上形成有供从外部向壳体14的内部填充的树脂30通过的树脂注入口35。

而且,树脂注入口35具有用于开闭树脂注入口35的开闭阀36。

开闭阀36具有利用弹性力来开闭树脂注入口35的弹性部36a。

此外,如图2、图4所示,轭22是将多个扇形芯22a相互连结而形成的。

而且,使用附图进行详细说明。

如图13所示,定子17具有:定子铁芯10、绝缘体11以及定子绕组线12。定子部37具有定子17和布线板13。在定子部37上,在轴心21方向的一方安装有布线板13。

此外,图1所示的将定子绕组线12彼此连接的结线部分、将连接器15和定子绕组线12连接的连接部分以及将布线板13和定子绕组线12连接的部分, 在壳体14内均相对于定子17而言位于安装有布线板13一侧。

布线板13由面包圈那样的环状、扇形那样的圆弧状、字母的C字状等形状构成。布线板13在中央具有形成有开口13c的中空部。如图1所示,转子20所具有的旋转轴24贯穿开口13c。

使用图14A至图15,说明填充树脂的工序。

如图14A所示,壳体14的开口端14g位于图中上方。此外,壳体14的轴孔14h位于图中下方。

定子部37从开口端14g进入壳体14的内部。此时,定子部37将布线板13所处一侧作为开口端14g侧。

壳体14在开口端14g的附近具有用于安装连接器15的连接器部15a。安装于连接器部15a的连接器15与定子部37电连接。

圆柱状的治具40插入定子铁芯10的中空部分。治具40与定子铁芯10的内周面10c紧密接触。

在该状态下,将液体状的树脂30从壳体14所具有的树脂注入口35注入。树脂注入口35可以形成有多处。树脂30从用于注入树脂30的装置经由分配器的针形件38被注入。

在树脂注入口35上安装有开闭阀36。此外,图中将开闭阀36模式化地图示出来。

进一步说明注入树脂30的方法。

在树脂注入口35插入分配器的针形件38。经由被插入的针形件38来注入液体状态的树脂30。树脂30使用环氧树脂等。

如图14B所示,液体状的树脂30被供给到图中位于定子部37所处位置的下侧的第一空间31。被注入的树脂30以由壳体14的底面14b、内周面14c、定子部37的下表面围成的空间以及位于相邻的定子绕组线12之间的第二空间32为流路,在壳体14内流动。最后,壳体14内的间隙被树脂30填满。

如图14A所示,开闭阀36具有作为利用橡胶弹性等弹性力的开闭机构的弹性部36a。于是,在将树脂30注入到壳体14内之后,当将分配器的针形件 38拔出时,开闭阀36利用弹性力自己关闭。因此,被注入到壳体14内的树脂30不会从树脂注入口35漏下去或者倒流。

利用本结构,在生产电动机的工序中,对于生产设备、电动机自身而言,能够防止飞散出来的树脂附着。也就是说,节省了清扫电动机自身等的时间。其结果,本实施方式1的电动机提高了生产性。

此外,开闭阀36只要能够在注入树脂30的前后防止树脂泄漏,就能够是其他的构造。例如,开闭阀36也能够由橡胶栓等弹性体构成。

但是,在壳体14的壁面14f未形成有树脂注入口35的情况下,也可以利用其他方法注入树脂30。

例如,如图15所示,从定子部37的上方将分配器的针形件38插入位于定子部37和壳体14之间的间隙。将液体状的树脂30从被插入的针形件38注入。

或者,在壳体14的上方安装用于储存树脂30的容器。容器所储存的树脂30从定子部37的上方滴下。液体状的树脂30经由定子部37所具有的间隙被填充到壳体14内。

通过利用分配器注入树脂30或使树脂自容器滴下,能够将树脂30供给到壳体14内。此时,在图中从定子部37的上侧将存在于定子部37等的间隙的空气排出。于是,在树脂30中未产生气泡。因此,在固化后的树脂30中也未产生作为空气滞留的空穴。其结果,固化后的树脂30具有稳定的散热特性。

在被注入到壳体14内的树脂30固化之后,去除掉被插入在定子铁芯10的中空部分的治具40。

接下来,针对壳体所包含的内周面与定子铁芯所包含的外周面的接触位置进行说明。

如图16所示,在内周面14c和外周面10a接触的位置存在有浸渗部41和非浸渗部42。

浸渗部41是利用毛细现象将树脂30渗入到内周面14c和外周面10a相接的交界处而产生的部分。非浸渗部42是内周面14c和外周面10a相接的交界处的、无法产生利用毛细现象实施的树脂30的渗入的部分。

浸渗部41和非浸渗部42混在一起产生的情况较多。

在产生浸渗部41和非浸渗部42的主要原因中存在壳体14所包含的壁面14f、定子铁芯10的完成情况。或者,如果是所填充的树脂30,那么存在伴随着环境温度的变化而产生的粘度的变化。除此之外,还有多种主要原因对浸渗部41和非浸渗部42的形成产生影响。

于是,有可能在内周面14c和外周面10a接触的整个交界处产生浸渗部41。此外,也有可能在内周面14c和外周面10a接触的整个交界处产生非浸渗部42。

但是,在内周面14c和外周面10a接触的交界处,在产生有浸渗部41的部分形成有较薄的树脂层。另外,在内周面14c和外周面10a接触的交界处,在产生有非浸渗部42的部分形成有较薄的空气层。

然而,上述的较薄的树脂层和较薄的空气层未到达影响温度上升那样的热阻数值。

因此,较薄的树脂层和较薄的空气层并不影响由于定子铁芯10的铁损产生的热能、由于定子绕组线12的铜损产生的热能从定子铁芯10向壳体14的壁面14f的传递。

在本实施方式1所使用的树脂30中,作为主要的成分能够使用环氧树脂、聚酯或者聚氨酯等热固化性树脂。

此外,为了提高定子17的散热特性,在树脂30中混合有氧化铝、氮化硅等具有较高的热传导率的填充构件。氧化铝也被称为矾土。

在树脂30的粘性较高的情况下,上述的将树脂30向定子部37所具有的间隙的浸透不会顺畅地进行。于是,树脂30优选较低粘度且流动性较高的材料。

在本实用新型的实施方式1中,作为树脂30使用环氧树脂。环氧树脂包含作为填料30a的氢氧化铝。树脂30的作为填料30a的氢氧化铝的含有率为30质量%。

如果采用氢氧化铝作为填料,即使不使用卤系阻燃剂也能够使树脂30难以燃烧,从而能够提高热传递方面的特性。

而且,由于能够使树脂30的填料30a的含有率为30质量%,因此能够使固化前的树脂30的粘度停留在1100mPa·s。

因此,如果采用本树脂30将不需要使气泡脱离的脱泡工序。也就是说,能够将不含有气泡的树脂30填充到位于定子绕组线12和壳体14之间的空间。

而且,如果采用环氧树脂,则对于铝而言,能够确保20N/mm2以上的粘接强度。

于是,在以电动机的小型化、薄型化为目的而使用积厚较薄的定子铁芯的情况下,能够获得以下作用效果。即,能够将卷绕有定子绕组线的定子部插入壳体。在本结构中,如果填充粘接强度较高的树脂,则能够将定子绕组线和壳体之间牢固地固定起来。因此,在本实用新型的实施方式1的电动机中,不需要以往的电动机所使用的固定用销等构件。

另外,被注入壳体的树脂的粘度较低。于是,在制造工序中,如果利用用于填充树脂的装置对树脂的液面进行管理,那么就能够高精度地填充被注入到壳体内的树脂的量。

因此,本实用新型的实施方式1的电动机能够使电动机的制造工序合理化。同时,本实施方式1的电动机的品质也稳定。

如图9、图11所示,本实用新型的实施方式1的电动机能够根据目的来调整填充到壳体14内的树脂30的树脂的量。

具体而言,如图9所示,电动机101a能够抑制填充到壳体14内的树脂30的量,并且在布线板13和树脂30之间具有非充填部34。

如上所述,在电动机101a内,将定子绕组线12彼此连接的结线部分、将连接器15和定子绕组线12连接的连接部分以及将布线板13和定子绕组线12连接的部分均相对于定子17而言,位于安装有布线板13的一侧。

于是,如果在图中的布线板13的下方形成有非充填部34,那么连接部分等通电部分将不与树脂30直接接触。通电部分也称为带电部。

因此,采用本结构,能够获得以下作用效果。即,例如在极其严格的使用环境下使用电动机101a的情况下,存在自树脂30产生某些气体的风险。因 此,采用本结构,因为在所产生的气体与带电部之间存在空气,所以气体不滞留在带电部的周围而是进行扩散。

于是,本实施方式1的电动机101a能够抑制由于带电部和树脂接触所产生的不良情况。

另一方面,如图11所示,电动机101b将足够量的树脂30注入壳体14内。于是,在电动机101b中,布线板13和树脂30相接触。

采用本结构,包含上述连接部分的带电部被树脂30所覆盖。特别是,在第二空间32中也填充有足够量的树脂30。也就是说,形成线圈的定子绕组线12除了在狭缝之间以外,线圈端部部分也被树脂30覆盖。

于是,定子绕组线12产生的热借助树脂30向壳体14的外部进行散热。也就是说,电动机101b具有较高的散热性能,所以能够抑制温度上升。

对图1、图3所示的本实用新型的实施方式1的电动机101的构成元件分别进行以下设定。

定子铁芯10是将热传导率36W/m·K的硅钢板层叠在一起而形成的。将绝缘电线16隔着绝缘体11卷绕在定子铁芯10上,从而形成作为线圈的定子绕组线12。在绝缘电线16中,对导体部16a施加了热传导率0.2W/m·K的绝缘覆膜16b。绝缘覆膜16b包含聚酯。

在卷绕有定子绕组线12的定子铁芯10上安装布线板13从而构成定子部37。定子部37被放入壳体14的内部并固定。壳体14由热传导率96W/m·K的铝合金形成。

在将定子部37固定于壳体14的工序中,实施以下作业。首先,将壳体14加热到120℃。将定子部37插入加热过的壳体14。该工序也被称为热套配合(日文:温嵌め)。

这样一来,通过对壳体14加热,在壳体14上产生了热膨胀的状态下将定子部37插入壳体14。于是,在壳体14变为了常温时,能够期待定子铁芯10和壳体14处于紧密接触的状态。

而且,在壳体14内,将树脂30填充到壳体14和定子铁芯10相接触的部分 以外的空间。树脂30是包含含有率为30质量%的填料30a、热传导率0.4W/m·K的环氧树脂。在填料30a中使用氢氧化铝。

采用本结构,根据以下观点,能够期待本实施方式1的电动机中具有较高的散热性能。

即,第一条是定子铁芯10和壳体14紧密接触的方面。第二条是根据上述设定,使构成定子铁芯10的材料的热传导率(36W/m·K)比构成壳体14的材料的热传导率(96W/m·K)高,而且使构成绝缘覆膜16b的材料的热传导率(0.2W/m·K)比构成树脂30的材料的热传导率(0.4W/m·K)高的方面。

其结果,本实施方式1的电动机101能够将定子绕组线12所产生的热利用经由定子铁芯10的路径、经由树脂30的路径向壳体14传递。被传递到壳体14的热向外部进行散热。

特别是,在本结构中,在使用了与以往共同的定子铁芯的情况下,能够使壳体小型或者薄型。

或者,在使用了与以往共同的壳体的情况下,能够使定子铁芯变大。于是,本实施方式1的电动机的输出变高。

也就是说,本实施方式1的电动机具有较高的散热性,因此,能够实现小型化、薄型化还有高输出化。

另外,在本实施方式1中,树脂30使用了包含填料的环氧树脂。树脂30也能够使用聚酯树脂、聚氨酯树脂。

如图2、图4、图17A、图17B所示,定子铁芯10是将多个扇形芯22a连结而形成的。

如图17B所示,扇形芯22a包含轭22、齿23以及凸缘部23a。扇形芯22a是将电磁钢板等磁性体层叠在一起而形成的。

如图17A所示,将定子绕组线12隔着绝缘体11卷绕于齿23。如图3所示,在构成定子绕组线12的绝缘电线16上实施绝缘覆膜16b。于是,扇形芯22a和绝缘电线16的导体部16a由于绝缘覆膜16b和绝缘体11而具有较高的绝缘性。

此外,各个扇形芯除了图17A、图17B所示的结构以外,还能够利用其 他连结结构来实现。

此外,图3所示的绝缘电线16在导体部16a实施了包含聚酯的绝缘覆膜16b。

导体部16a能够使用铜、铜合金、铝或者铝合金等。此外,在上述的铜、铜合金、铝或者铝合金等中,包含很难排除的微量的杂质,也包含想要添加的微量元素。

此外,绝缘体11的材料能够利用聚苯撑硫、聚酰亚胺、聚醚酮以及液晶聚合物等。于是,绝缘体11具有较高强度。

而且,为了提高绝缘体11所包含的材料的刚性,树脂30能够利用添加了玻璃纤维、无机填充剂等填料的材料。

定子铁芯10能够通过将多个扇形芯22a连结而构成。此外,定子铁芯10能够通过将冲裁成环状的电磁钢板层叠在一起而构成。

定子绕组线12的卷绕方法能够采用图2、图17A所示的集中式绕组线。此外,定子绕组线12的卷绕方法也能够采用图4所示的分布式绕组线。

1.对于评价结果1

在表1中,示出了将主要的构成元件彼此的热传导率相比较的结果和使用主要的构成元件组装而成的电动机的综合评价。

所进行的评价为以下三方面。即,第一方面,将定子铁芯和壳体紧密接触的状态与定子铁芯和壳体隔着空气层的状态、即非接触的状态相比较。

第二方面,将构成壳体的材料的热传导率的数值与构成定子铁芯的材料的热传导率的数值相比较。

第三方面,将构成绝缘覆膜的材料的热传导率的数值与构成树脂的材料的热传导率的数值相比较。

将上述三方面组合在一起进行比较的结果就是利用电动机的散热效果来体现的。作为电动机的散热效果分为以下四种。即,最好的散热效果用“◎”来表示。最好的散热效果之后的较好的散热效果用“○”来表示。较好的散热效果之后的普通的散热效果用“△”来表示。普通的散热效果之后的较差 的散热效果用“×”来表示。

【表1】

如表1所示,实施例1的散热效果的评价是最好的。接下来,比较例[1-2]、比较例[1-4]的散热效果的评价是较好的。接下来,比较例[1-1]、比较例[1-6]的散热效果的评价是普通。其他的比较例的散热效果的评价是较差。

根据以上的结果能够明确的是,如果构成壳体的材料的热传导率是比构成定子铁芯的材料的热传导率高的数值,而且构成树脂的材料的热传导率是比构成绝缘覆膜的材料的热传导率高的数值,那么电动机就能够高效地散热。

于是,采用上述结构,即使使用了填料的含有率为较小的数值的树脂,也能够将从定子绕组线、定子铁芯产生的热高效地从电动机进行散热。也就是说,对于树脂的热传导率而言,无需过度追求较高数值。因此,在电动机的制造工序中,无需引入大规模设备。此外,在电动机的制造工序中,能够抑制阻碍生产性的主要因素。

2.对于评价结果2

表2示出了树脂所包含的填料的填充率和电动机的综合评价。

一边改变树脂所包含的填料的填充率,一边进行接下来的五方面评价。即,第一方面是树脂所具有的热传导率的评价。

第二方面是树脂材料的流动性的评价。

第三方面是在制造电动机的工序中,是否需要脱泡工序的评价。

第四方面是对于完成的电动机执行温度冲击试验,也就是所谓的热循环试验的结果的评价。

第五方面是固化树脂的粘接强度的评价。

通过以上五方面的评价,推导出树脂所包含的填料的适合的填充率。

对于除了是否需要脱泡工序以外的项目,评价结果分为以下四种。即,最好的评价结果用“◎”来表示。最好的评价结果之后的较好的评价结果用“○”来表示。较好的评价结果之后的普通的评价结果用“△”来表示。普通的评价结果之后的较差的评价结果用“×”来表示。

【表2】

如表2所示,在后述的各项目的评价结果中,实施例1[1-30]获得最好的评价。接下来,实施例1[1-10]、实施例1[1-50]获得较好的评价。其他的比较例与各实施例1相比,获得较差的结果。

此外,实施例1[1-10]表示树脂所包含的填料的填充率是10质量%。同样,实施例1[1-30]、实施例1[1-50]分别表示树脂所包含的填料的填充率为30质量%、50质量%。

因此,对于树脂所包含的填料的含有率而言,10质量%至50质量%的范围被判定为较好的范围。

此外,比较例[2-1]的树脂未包含填料。也就是说,比较例[2-1]能够将填料的填充率表示为0质量%。比较例[2-2]、比较例[2-3]分别表示树脂所包含的填料的填充率为70质量%、90质量%。

以下表示评价结果的概要。

首先,填料的填充率越是较高的数值,那么热传导率就越良好。然而,如果填料的填充率变高,那么树脂的粘度也变高,因此,流动性降低。可知,如果树脂的流动性降低,在将树脂填充到壳体内之际,存在导致气泡混入的倾向。

如果气泡混入到树脂中,那么树脂的热传导率降低。于是,在使用流动性较低的树脂的情况下,为了不发生气泡的混入,在制造工序中需要用于产生真空状态的真空装置。也就是说,需要脱泡工序。

此外,假设将电动机组装到各种电气设备的情况,执行作为加速环境负荷试验的温度冲击试验。其结果,在固化的、未包含填料的树脂中产生了皲裂。产生了皲裂的固化树脂在由皲裂造成的散热特性的劣化、树脂的品质劣化方面很显著。

而且,能够预见到,在填料的填充率为较高数值的情况下,会发生由经时变化造成的粘接强度的降低。特别是,在定子绕组线和壳体之间的接合部,能够确认剥离等不良情况。

此外,在上述评价中,作为填料使用了氢氧化铝。在本实施方式1的电动机中,作为填料能够利用氧化铝、氮化硅。

此外,如果使构成壳体的材料为铝合金,那么就能够设定为比定子铁芯高的热传导率。于是,采用本结构,能够高效地对在驱动电动机时产生的热 量进行散热,因此,能够抑制电动机的温度上升。

而且,铝合金与热传导率较高的其他金属、陶瓷等相比,非常柔软。于是,对于通过热套配合生产出来的电动机,能够抑制定子铁芯所承受的来自壳体的应力,因此,定子铁芯只产生最小限度的变形。

此外,在将定子铁芯固定在壳体内之际,能够抑制定子铁芯产生的铁损。于是,本实施方式1的电动机能够抑制特性的下降。

而且,使用了铝合金的壳体的加工性也较高。于是,在图5至图8所示的壳体14的外侧表面14e形成散热部33的作业变得容易。

具体而言,通过实施折皱加工等,在壳体14的外侧表面14e形成多个突起33a、多个凹陷33b或者多个凸状的筋部33c、多个凹状的槽部33d等。被实施了这些加工的壳体14与外部气体的接触表面积变大。于是,本实施方式1的电动机的散热特性提高。

根据以上说明能够明确的是,本实施方式1的电动机与以往的电动机相比,因为使散热特性提高,所以使作为产品的可靠性提高。而且,本实施方式1的电动机的生产性也较高。

此外,本实施方式1的电动机也能够使用铝、镁合金作为构成壳体的材料。

(实施方式2)

使用图18至图19B说明具有本实用新型的实施方式2的电动机的电气设备。

图18是表示本实用新型的实施方式2的电气设备的示意图。图19A是表示本实用新型的实施方式2的电动机的外观的主视图。图19B是表示本实用新型的实施方式2的电动机的外观的侧视图。

如图18所示,作为本实用新型的电气设备的冰箱201具有在上述实施方式1中说明的电动机101和用于控制电动机101的控制部50。

而且,使用附图进行详细说明。

本实施方式2的电动机具有在实施方式1所说明的电动机。如图19A、图 19B所示,电动机101在壳体14的内部具有各构成元件。在壳体14的外部示出了转子所具有的旋转轴24和连接器15。

如图18所示,电动机101安装于冰箱201。在旋转轴24上安装有叶轮51。电动机101根据从控制部(CONT)50下达的命令进行旋转。如果旋转轴24旋转,叶轮51就会向冰箱内供给规定的风。

作为本实施方式2的电气设备的冰箱201,享受实施方式1所说明的电动机的作用效果。

本实用新型的电动机与以往的电动机相比,具有较高的散热性和可靠性。于是,搭载有本实用新型的电动机的电气设备能够应用在很多用途中。

此外,本实用新型的电动机也能够应用在多种用途的电气设备。

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