电动机、鼓风机、空调机、以及电动机的制造方法与流程

本发明涉及具备散热构件的电动机。

背景技术：

通常，为了将电动机的热量向外部放出而使用作为散热构件的散热器。例如，提出了具备沿着壳体的外周安装的散热器的电动机(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-160918号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在将散热器沿着壳体的外周安装于电动机的情况下，从电动机内的定子或印制基板至散热器的距离大，存在无法将电动机的热量高效地向外部放出的问题。

本发明的目的在于提供一种能够提高散热效率的电动机。

用于解决课题的方案

本发明的电动机具备：转子；定子组装体；将所述定子组装体的热量放出的散热构件；及使所述散热构件与所述定子组装体一体化的树脂。

发明效果

根据本发明，能够提高电动机的散热效率。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的实施方式1的电动机的结构的剖视图。

图2是概略性地表示电动机的结构的主视图。

图3是概略性地表示定子组装体的结构的主视图。

图4是概略性地表示定子的结构的主视图。

图5是概略性地表示定子的结构的侧视图。

图6是沿图2所示的线c6-c6的剖视图。

图7是概略性地表示安装于电动机的罩的结构的剖视图。

图8是概略性地表示变形例的电动机的定子组装体及散热器的结构的剖视图。

图9(a)及(b)是表示图8中虚线所示区域r8的放大图。

图10是表示电动机的制造工序的一例的流程图。

图11是概略性地表示本发明的实施方式2的空调机的结构的图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，说明本发明的实施方式1的电动机1。

在各图所示的xyz正交坐标系中，z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴22的轴线a1(轴心)平行的方向(也称为“轴向”)，x轴方向(x轴)表示与z轴方向(z轴)正交的方向，y轴方向表示与z轴方向及x轴方向这两方正交的方向。

图1是概略性地表示本发明的实施方式1的电动机1的结构的剖视图。

图2是概略性地表示电动机1的结构的主视图。

电动机1(也称为模制电动机)具有转子2(也称为转子组装体)、定子组装体3、作为散热构件的散热器5、树脂6、轴承7a及7b。在图1所示的例子中，电动机1还具有托架8以及将电动机1密闭的防水橡胶9a。电动机1例如为永磁同步电动机，但是没有限定于此。轴承7a及7b将转子2的轴22的两端支承为旋转自如。

转子2具有转子铁心21和轴22。转子2以旋转轴(轴线a1)为中心旋转自如。转子2隔着空隙旋转自如地配置在定子组装体3(具体而言，定子30)的内侧。转子2还可以具有用于形成转子2的磁极的永磁铁。

图3是概略性地表示定子组装体3的结构的主视图。

定子组装体3具有定子30、印制基板4、与印制基板4连接的引线41、在印制基板4的表面上固定的驱动电路42。

图4是概略性地表示定子30的结构的主视图。

图5是概略性地表示定子30的结构的侧视图。

图6是沿图2所示的线c6-c6的剖视图。

定子30具有：将多个电磁钢板沿轴向层叠而成的定子铁心31；绕组32(也称为定子绕组)；以及作为绝缘部的绝缘体33。多个电磁钢板分别通过冲裁处理而形成为预先确定的形状，并通过铆紧、焊接或粘结等而相互固定。

绝缘体33例如是pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等热塑性树脂。绝缘体33对定子铁心31(例如，定子铁心31的齿部)进行绝缘。绝缘体33例如与定子铁心31一体成形。但是，也可以预先成形绝缘体33，并使成形的绝缘体33与定子铁心31组合。

绕组32例如是磁线。绕组32通过卷绕于与定子铁心31组合的绝缘体33而形成线圈。绕组32与端子32a(绕组端子)电连接。在图5所示的例子中，绕组32的端部卡挂于端子32a的钩部，通过熔融或焊料等而固定于端子32a。端子32a固定于绝缘体33，并与印制基板4电连接。

绝缘体33对定子铁心31进行电绝缘。绝缘体33具有将散热器5固定的至少1个固定部331。

固定部331具有突起331a和支承部331b。突起331a插入在散热器5形成的安装孔52及在印制基板4形成的定位孔43(图6)。由此，将散热器5及印制基板4固定于绝缘体33。支承部331b沿轴向支承散热器5及印制基板4，并在轴向上对散热器5及印制基板4进行定位。

印制基板4通过树脂6而与定子30及散热器5一体化(图1)。驱动电路42对转子2的旋转进行控制。驱动电路42包括例如驱动元件42a及霍尔ic(integratedcircuit，集成电路)42b。

驱动元件42a例如是功率晶体管。驱动元件42a电连接于绕组32，将基于从电动机1的外部或内部(例如，蓄电池)供给的电流的驱动电流向绕组32供给。由此，驱动元件42a对转子2的旋转进行控制。在图6所示的例子中，驱动元件42a以与散热器5面对的方式固定于印制基板4的表面。

例如，霍尔ic42b通过检测来自转子2的磁场来检测转子2的旋转位置。

印制基板4具有与固定部331(具体而言，突起331a)卡合的定位孔43(也简称为“孔”)。

散热器5固定于电动机1的轴向上的一端侧。散热器5例如由铝形成。散热器5与定子组装体3接触，将定子组装体3的热量(例如，从定子30或驱动电路42产生的热量)向电动机1的外部放出。但是，散热器5也可以不与定子组装体3接触。在图6所示的例子中，散热器5与驱动元件42a接触。散热器5也可以与印制基板4接触。散热器5的一部分(例如，图2所示的凸片54)向树脂6的外部露出。由此，将从定子组装体3产生的热量向电动机1的外部放出。

散热器5具有与树脂6卡合的凸缘51。凸缘51与树脂6卡合，由此防止轴向上的位置偏离。此外，由于凸缘51与树脂6卡合，因此能够防止散热器5从电动机1脱离。

此外，散热器5具有与固定部331(具体而言，突起331a)卡合的安装孔52(也简称为“孔”)(图6)。

此外，如图2所示，散热器5可以具有在树脂6的制造工序中注入热固化性树脂等树脂6的材料的注入孔53。在散热器5形成有多个凸片54。但是，也可以将未形成凸片54的结构体用作散热器5。在本实施方式中，散热器5为圆筒形状，但是形状没有限定为圆筒形状。

树脂6使散热器5与定子组装体3一体化。树脂6例如为bmc(团状模塑料)等热固化性树脂。bmc能够进行低压成形，因此适于嵌入成形。由此，在使用模具进行树脂6的成形时，能够防止印制基板4或定子30等嵌入物的变形，能够提高电动机1的品质。

树脂6也可以是pps(聚苯硫醚)等热塑性树脂。pps与bmc相比导热率提高，因此定子组装体3的热量容易向散热器5传递。由此，电动机1的散热性提高，能够防止印制基板4及绕组32的温度上升。

图7是概略性地表示安装于电动机1的罩9b的结构的剖视图。

如图7所示，电动机1可以具有将散热器5覆盖的罩9b。在图7所示的例子中，罩9b安装于树脂6。罩9b具有多个开口9c。从散热器5放出的热量分别从开口9c向电动机1的外部放出。罩9b能够保护散热器5，能够避免电动机1的使用者触碰散热器5。

变形例.

图8是概略性地表示变形例的电动机的定子组装体3a及散热器5的结构的剖视图。图8所示的定子组装体3a及散热器5的剖面相当于沿图2所示的线c6-c6的剖面。

图9(a)及(b)是表示图8中虚线所示区域r8的放大图。

在变形例中，对于与实施方式1中说明的要素相同或对应的要素的附图标记，使用与实施方式1中说明的要素的附图标记相同的附图标记。

变形例的电动机具有定子组装体3a以取代定子组装体3，变形例的电动机在这一点上与实施方式1的电动机1不同。此外，在变形例中，散热器5与印制基板4a及金属配线图案45接触。散热器5也可以不与印制基板4a接触而与金属配线图案45接触。变形例的电动机的其他方面与实施方式1的电动机1相同。

定子组装体3a具有印制基板4a以取代印制基板4，还具有金属配线图案45。在图8所示的例子中，驱动元件42a以与定子30面对的方式固定于印制基板4a的表面。

印制基板4a是具有至少1个通孔44的两面基板。金属配线图案45具有例如散热用的铜图案。金属配线图案45也可以是通过铜以外的材料形成的配线图案。

金属配线图案45形成在印制基板4a的两面(第一表面及第二表面)及通孔44内。形成在与定子30面对的印制基板4a的表面(第一表面)上的金属配线图案45(第一金属配线图案)与驱动元件42a接触，形成在与散热器5面对的印制基板4a的表面(第一表面的相反侧的第二表面)上的金属配线图案45(第二金属配线图案)与散热器5接触。在印制基板4a的两面(第一表面及第二表面)上形成的金属配线图案45(第一及第二金属配线图案)分别经由通孔44而相互连结。由此，定子组装体3a的热量从形成在与定子30面对的印制基板4a的表面上的金属配线图案45通过通孔44，到达散热器5，向电动机的外部放出。

在与散热器5面对的印制基板4a的表面上形成有抗焊剂。由此，印制基板4a的表面被从散热器5电绝缘。为了将印制基板4a的表面电绝缘，也可以在与散热器5面对的印制基板4a的表面上安装pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜等绝缘材料。

如图9(b)所示，变形例1的电动机的定子组装体3a也可以具有散热辅助构件46。散热辅助构件46配置在散热器5与印制基板4a之间。在图9(b)所示的例子中，散热辅助构件46与散热器5、印制基板4a及金属配线图案45接触。由此，散热器5经由散热辅助构件46而与印制基板4a及金属配线图案45紧贴，从定子组装体3a至散热器5的距离变近，因此从定子组装体3a，特别是从金属配线图案45向散热器5容易传递热量。散热辅助构件46由于将定子组装体3a的热量向散热器5传递，因此优选散热性优异的材料，更优选散热性比bmc优异的材料。

也可以不在印制基板4a上形成抗焊剂或pet膜，而是在印制基板4a与散热器5之间配置使用了高导热材料等的散热辅助构件46，该高导热材料是在硅酮中高填充有陶瓷填料的材料。由此，能够将印制基板4a电绝缘，并高效地放出热量。

散热辅助构件46可以形成为例如片状或块状。通过使用低硬度的材料作为散热辅助构件46的材料，能够容易使散热器5与定子组装体3a紧贴。由此，能够使定子组装体3a的热量容易向散热器5传递。但是，通常，材料的硬度越高则导热率越高，因此优选使用适当的材料作为散热辅助构件46的材料。

以下说明电动机1的制造方法的一例。

图10是表示电动机1的制造工序的一例的流程图。电动机1的制造方法包括以下说明的步骤。

在步骤s1中，制作定子30。例如，通过将多个电磁钢板沿轴向层叠来形成定子铁心31。进而，在定子铁心31上安装预先形成的绝缘体33，在定子铁心31及绝缘体33上卷缠绕组32。由此，能得到定子30。

在步骤s2中，制作定子组装体3。例如，向印制基板4的定位孔43插入绝缘体33的突起331a。此时，将印制基板4压靠到支承部331b上。由此，印制基板4被定位，得到定子组装体3。在印制基板4的表面预先固定有驱动电路42。引线41也优选预先安装于印制基板4。也可以通过热熔敷或超声波熔敷等，将从定位孔43突出的突起331a固定于印制基板4。

在步骤s3中，对散热器5进行定位。具体而言，向散热器5的安装孔52插入从定位孔43突出的突起331a。即，突起331a插入定位孔43及安装孔52。由此，散热器5被定位，并安装于定子组装体3。也可以通过热熔敷或超声波熔敷等，将从定位孔43及安装孔52突出的突起331a固定于散热器5。由此，能够将散热器5向定子组装体3牢固地固定。这种情况下，可以不在步骤s2中进行突起331a的热熔敷或超声波熔敷，而是在步骤s3中，进行从定位孔43及安装孔52突出的突起331a的热熔敷或超声波熔敷。

在步骤s4中，使用树脂6使散热器5与定子组装体3一体化。换言之，通过一体成形，将散热器5及定子组装体3相互连结。例如，将定子组装体3及散热器5配置于模具，向形成于散热器5的注入孔53注入树脂6的材料(例如，bmc等热固化性树脂)。树脂6以覆盖散热器5的凸缘51的方式成形。由此，凸缘51与树脂6卡合。此外，以散热器5的一部分(例如，凸片54)向树脂6的外部露出的方式成形树脂6。

在步骤s5中，制作转子2。例如，向形成于转子铁心21的轴孔插入轴22，得到转子2。可以将形成磁极的永磁铁预先安装于转子铁心21。

在步骤s6中，向轴承7a及7b插入轴22。

从步骤s1至步骤s6的顺序并不局限于图10所示的顺序。例如，从步骤s1至步骤s4的步骤与步骤s5可以相互并行进行。步骤s5也可以在从步骤s1至步骤s4的步骤之前进行。

在步骤s7中，将转子2与轴承7a及7b一起插入在从步骤s1至步骤s4中制作的定子组装体3(具体而言，定子30)的内侧。

在步骤s8中，在树脂6的内侧嵌装托架8，在轴22嵌装防水橡胶9a。

通过以上说明的工序来组装电动机1。

以下说明实施方式1的电动机1的效果(包括变形例的效果)及电动机1的制造方法的效果。

根据实施方式1的电动机1，由于散热器5及定子组装体3一体形成，因此从定子组装体3至散热器5的距离变近，能够提高电动机1的散热效率。

由于印制基板4通过树脂6与散热器5一体化，因此即使在印制基板4的温度上升的情况下，印制基板4的热量也会向树脂6传递，并从树脂6向散热器5传递。由此，能够将印制基板4的热量向电动机1的外部放出。

在树脂6的导热率高时，能够将定子组装体3的热量高效地向散热器5传递。

此外，在散热器5与定子组装体3接触时，能够将定子组装体3的热量高效地向电动机1的外部放出。由于从驱动电路42容易产生热量，因此在散热器5与驱动电路42(例如，驱动元件42a)接触时，能够将从驱动电路42产生的热量高效地向电动机1的外部放出。

当散热器5的一部分(例如，凸片54)向树脂6的外部露出时，能够将从定子组装体3产生的热量高效地向电动机1的外部放出。

散热器5具有与固定部331(具体而言，突起331a)卡合的安装孔52，绝缘体33的突起331a插入安装孔52。由此，能够进行散热器5相对于定子组装体3的定位，能够提高散热器5的安装精度。

印制基板4具有与固定部331(具体而言，突起331a)卡合的定位孔43，绝缘体33的突起331a插入定位孔43。由此，能够进行印制基板4相对于定子30的定位，能够提高印制基板4的安装精度。

散热器5具有与树脂6卡合的凸缘51。由于凸缘51被树脂6覆盖，因此能够将散热器5牢固地固定。此外，在向散热器5的安装孔52填充树脂6时，能够将散热器5更牢固地固定。由此，能够削减用于固定散热器5的螺钉等部件及螺纹孔加工的工序，能够降低电动机1的成本。

此外，在向形成于散热器5的注入孔53填充树脂6时，能够更牢固地固定散热器5。由此，能够防止散热器5从电动机1(具体而言，树脂6)脱落。

在电动机1具有覆盖散热器5的罩9b时，能够保护散热器5，能够避免电动机1的使用者触碰散热器5。

在变形例中，如图8所示，在散热器5与印制基板4a接触时，即使在印制基板4a的温度上升的情况下，也能够将印制基板4a的热量高效地向电动机1的外部放出。

在图8所示的例子中，由于轴向大的电子部件即驱动元件42a以与定子30相面对的方式固定于印制基板4a的表面，因此与实施方式1的电动机1相比能够使散热器5接近定子组装体3。由此，定子组装体3的热量容易向散热器5传递，能够提高电动机的散热效率。

此外，在变形例中，印制基板4a具有通孔44，散热器5与金属配线图案45接触。由此，能够将定子组装体3a的热量通过金属配线图案45向散热器5高效地传递。

如图9(b)所示，当在散热器5与印制基板4a之间配置有散热辅助构件46时，散热器5经由散热辅助构件46而与印制基板4a及金属配线图案45紧贴，从定子组装体3a至散热器5的距离变近，因此从定子组装体3a向散热器5容易传递热量。

根据实施方式1的电动机1的制造方法，能够以从定子组装体3至散热器5的距离缩短的方式使散热器5与定子组装体3一体化，能够制造提高了散热效率的电动机1。

通过将绝缘体33的突起331a插入定位孔43及安装孔52并进行突起331a的热熔敷或超声波熔敷，从而能够同时进行印制基板4及散热器5的固定处理。由此，能够降低加工成本。

通过向形成于散热器5的注入孔53注入树脂6的材料，能够使散热器5与定子组装体3一体化，能够向注入孔53填充树脂6。

实施方式2.

说明本发明的实施方式2的空调机10。

图11是概略性地表示本发明的实施方式2的空调机10的结构的图。

实施方式2的空调机10(例如，制冷空调装置)具备作为鼓风机(第一鼓风机)的室内机11、制冷剂配管12、以及通过制冷剂配管12而与室内机11连接的作为鼓风机(第二鼓风机)的室外机13。

室内机11具有：电动机11a(例如，实施方式1的电动机1)；通过由电动机11a驱动而鼓风的鼓风部11b；以及覆盖电动机11a及鼓风部11b的壳体11c。鼓风部11b具有例如由电动机11a驱动的叶片。

室外机13具有电动机13a(例如，实施方式1的电动机1)、鼓风部13b、压缩机14、以及热交换器(未图示)。鼓风部13b通过由电动机13a驱动而鼓风。鼓风部13b具有例如由电动机13a驱动的叶片。压缩机14具有：电动机14a(例如，实施方式1的电动机1)；由电动机14a驱动的压缩机构14b(例如，制冷剂回路)；以及覆盖电动机14a及压缩机构14b的壳体14c。

在实施方式2的空调机10中，室内机11及室外机13中的至少1个具有实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。具体而言，作为鼓风部的驱动源，在电动机11a及13a中的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1。此外，作为压缩机14的电动机14a，也可以使用实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)。

空调机10能够进行例如从室内机11吹出冷的空气的制冷运转或者吹出温热的空气的制热运转等运转。在室内机11中，电动机11a是用于驱动鼓风部11b的驱动源。鼓风部11b能够吹出调整后的空气。

根据实施方式2的空调机10，由于在电动机11a及13a中的至少一方应用实施方式1中说明的电动机1(包括变形例)，因此能够得到与实施方式1中说明的效果同样的效果。由此，能够防止以电动机的发热为起因的空调机10的故障。此外，通过在空调机10中使用实施方式1中说明的电动机1，能够降低空调机10的成本。

此外，通过使用实施方式1的电动机1(包括变形例)作为鼓风机(例如，室内机11)的驱动源，能够得到与实施方式1中说明的效果同样的效果。由此，能够防止以电动机的发热为起因的鼓风机的故障。

此外，通过使用实施方式1的电动机1(包括变形例)作为压缩机14的驱动源，能够得到与实施方式1中说明的效果同样的效果。由此，能够防止以电动机的发热为起因的压缩机14的故障。

实施方式1中说明的电动机1除了能够搭载于空调机10以外，也能够搭载于换气扇、家电设备或机床等具有驱动源的设备。

以上说明的各实施方式的特征及变形例的特征可以相互适当组合。

符号说明

1、11a、13a、14a电动机，2转子，3、3a定子组装体，4、4a印制基板，5散热器(散热构件)，6树脂，7a、7b轴承，8托架，9a防水橡胶，9b罩，10空调机，11室内机(鼓风机)，12制冷剂配管，13室外机(鼓风机)，30定子，31定子铁心，32绕组，33绝缘体，42驱动电路，42a驱动元件，43定位孔，44通孔，45金属配线图案，46散热辅助构件，51凸缘，52安装孔，53注入孔，331固定部，331a突起。