電動機定子的制造方法、電動機定子以及電動的制造方法
【專利摘要】提供電動機定子的制造方法、電動機定子以及電動機。電動機定子的制造方法包括以下工序：在定子芯的端部安裝端蓋，并且使連接于繞組的引出線貫通端蓋的周面上設置的開口部，來將該引出線取出到端蓋的外側(cè)；在定子芯和端蓋的內(nèi)部配置中芯；以使引出線貫通貫通孔的同時使密封構(gòu)件堵塞開口部的方式在端蓋的外周面安裝該密封構(gòu)件；以及向定子芯與中芯之間以及端蓋與中芯之間的環(huán)狀空間填充熔融樹脂來形成樹脂部。
【專利說明】電動機定子的制造方法、電動機定子以及電動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有樹脂成形部的電動機定子的制造方法、電動機定子以及電動機。

【背景技術(shù)】
[0002]作為這種電動機定子的制造方法，例如已知日本特開平5-56611號公報(JP5-056611A)記載的方法。在JP5-056611A記載的方法中，在中空狀的定子鐵芯的兩端部安裝端蓋(bracket)來構(gòu)成定子，并且在將該定子以豎立設置于上下的模具之間的狀態(tài)配置。從下側(cè)的模具豎立設置有中芯，中芯被插入定子鐵芯和端蓋的內(nèi)部。在該狀態(tài)下，經(jīng)由設置于下側(cè)的端蓋的樹脂注入口來加壓注入樹脂，在定子鐵芯與中芯之間以及端蓋與中芯之間填充樹脂，來在定子中形成樹脂部。
[0003]另外，有時在電動機定子的端蓋處設置沿徑向貫通端蓋的開口部，以將連接于繞組的引出線取出到定子的外側(cè)。然而，如果在端蓋處設置開口部，則存在以下?lián)鷳n:在加壓注入樹脂時，樹脂從開口部流出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為本發(fā)明的一個方式的電動機定子的制造方法包括以下工序:在纏繞有繞組的中空狀的定子芯的端部安裝中空狀的端蓋，并且使連接于繞組的引出線貫通端蓋的周面上設置的開口部，來將該引出線取出到端蓋的外側(cè)；在定子芯和端蓋的內(nèi)部配置中芯；安裝密封構(gòu)件的工序，以使引出線貫通密封構(gòu)件所具有的比開口部小的貫通孔的同時使密封構(gòu)件堵塞開口部的方式在端蓋的外周面安裝密封構(gòu)件；以及填充熔融樹脂的工序，向定子芯與中芯之間以及端蓋與中芯之間的環(huán)狀空間填充熔融樹脂來形成樹脂部。
[0005]另外，作為本發(fā)明的其它方式的電動機定子是通過上述制造方法而制造的電動機定子，在填充熔融樹脂的工序中形成的開口部處的樹脂部的成形面不從端蓋的外周面突出。
[0006]并且，作為本發(fā)明的其它方式的電動機具有上述定子。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點通過與附圖相關(guān)聯(lián)的以下的實施方式的說明會變得更進一步明確。在該附圖中，
[0008]圖1是概要性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，
[0009]圖2是圖1所示的定子的立體圖，
[0010]圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機定子的制造方法的一個過程的圖，
[0011]圖4是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機定子的制造方法的一個過程的圖，
[0012]圖5是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機定子的制造方法的一個過程的圖，
[0013]圖6是圖5的壓緊構(gòu)件的立體圖，
[0014]圖7是表示圖5的密封構(gòu)件進行熱膨脹的狀態(tài)的立體圖，
[0015]圖8是表示圖4的變形例的圖。

【具體實施方式】
[0016]下面，參照圖1?圖8來說明本發(fā)明的實施方式。圖1是概要性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。該電動機100是具有轉(zhuǎn)子I (rotor)和定子2 (stator)的三相感應電動機，例如用來進行機床的主軸驅(qū)動。
[0017]如圖1所示，轉(zhuǎn)子I具有沿中心軸線LO延伸的旋轉(zhuǎn)軸10，分別利用軸承11、12以能夠使該旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)的方式支承旋轉(zhuǎn)軸10的兩端部。對旋轉(zhuǎn)軸10 —體地安裝有層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯13。在轉(zhuǎn)子芯13的內(nèi)部與軸線LO平行地設置有多個槽孔，各槽孔中填充有金屬棒或金屬，它們通過兩端部的短路環(huán)被短路。此外，下面，將與軸線LO平行的方向稱為軸向，將從軸線LO呈放射狀延伸的方向稱為徑向，將沿著以軸線LO為中心的圓的周面的方向稱為周向。
[0018]定子2具有以軸線LO為中心的中空狀的定子芯20。定子芯20是層疊多片電磁鋼板而構(gòu)成的，配置成整周與轉(zhuǎn)子I的外周面之間隔開間隙。在定子芯20的軸向兩端部安裝有端蓋21、22。端蓋21、22通過沿軸向貫通定子芯20的貫通螺栓(未圖示)與定子芯20緊固連接為一體。
[0019]在定子芯20的內(nèi)周面，多個槽孔23以周向上等間隔的方式在軸向整個長度上延伸設置。在各槽孔23中，分別交替地配置有電氣上獨立的三相交流用的繞組24、即U相用繞組、V相用繞組、W相用繞組。這些繞組24的線圈端部24a處分別連接有引出線25 (線纜)。引出線25貫通端蓋22上設置的徑向的開口部26，被取出到定子2的外側(cè)。端蓋22的外周面上安裝有端子箱27，引出線25經(jīng)由端子箱27與電源線連接。經(jīng)由引出線25向繞組24提供電力，由此形成旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)。
[0020]各端蓋21、22與繞組24的線圈端部24a之間的間隙31、32以及定子芯20的槽孔與繞組24之間的間隙33中分別填充有樹脂，從而在端蓋21、22以及定子芯20的內(nèi)周部形成了環(huán)狀的樹脂部34?36。樹脂部36與樹脂部34、35相連接，樹脂部34?36沿軸向連續(xù)地形成。
[0021]圖2是定子2的立體圖。如圖2所示，端蓋22的開口部26大致呈矩形狀，三條引出線25從開口部26沿開口部26的緣部排成一列地突出。在開口部26的周圍形成有用于安裝端子箱27(圖1)的座面28。座面28中設置有端子箱安裝用的螺紋孔29。
[0022]在開口部26的內(nèi)側(cè)形成有樹脂部35，樹脂部35的表面(成形面35a)暴露于外偵U。成形面35a位于比端蓋22的外周面、即座面28靠徑向內(nèi)側(cè)的位置，比座面28凹陷。通過像這樣成形面35a位于比座面28靠徑向內(nèi)側(cè)的位置，能夠使端子箱27不受樹脂部35干涉地容易安裝到座面28。另外，在形成了樹脂部35的狀態(tài)下引出線25的彎曲性得以維持，易于連接到端子箱27。
[0023]接著，說明定子2的樹脂部34?36的成形方法(樹脂成形方法)。圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機定子的制造方法的一個過程的圖、即定子組裝體的剖視圖，圖4是立體圖。首先，在定子芯20上纏繞繞組24，并且使用貫通螺栓在定子芯20的軸向兩端部安裝端蓋21、22，來構(gòu)成使定子芯20與端蓋21、22 —體化的定子組裝體200。此時，使連接于繞組24的端部的引出線25貫通端蓋22的開口部26來將該引出線25取出到端蓋22的外側(cè)。
[0024]在該狀態(tài)下，如圖3所示，向定子組裝體200的內(nèi)部以貫通定子芯20和端蓋21、22的方式插入圓筒狀的中芯3，在以端蓋21為下側(cè)、以端蓋22為上側(cè)的豎立設置狀態(tài)下，將定子組裝體200載置于臺的上表面101。中芯3的外周面的直徑與定子芯20的內(nèi)周面的直徑大致相等，除了槽孔23的部位以外，中芯3與定子芯20之間無間隙地被配置于定子芯20的內(nèi)側(cè)。此外，也可以使中芯3的外周面的直徑小于定子芯20的內(nèi)周面的直徑，在中芯3與定子芯20之間整周地設置間隙。
[0025]在中芯3的頂端部設置有臺階部3a，在插入了中芯3的狀態(tài)下，臺階部3a的軸向端面與端蓋21的軸向端面抵接。此時，在端蓋22的上端部內(nèi)周面與中芯3的外周面之間，形成環(huán)狀的樹脂注入部37。樹脂注入部37經(jīng)由端蓋22與線圈端部24a之間的間隙32以及槽孔23與繞組24之間的間隙33而連通至下側(cè)的端蓋21與線圈端部24a之間的間隙31。
[0026]接著，如圖4所示，使用螺栓6將密封構(gòu)件4安裝于端蓋22的座面28，并且使用螺栓6將壓緊構(gòu)件5安裝于密封構(gòu)件4的外側(cè)。S卩，使螺栓6經(jīng)由密封構(gòu)件4的貫通孔41和壓緊構(gòu)件5的貫通孔51而與螺栓孔29螺紋結(jié)合。圖5是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電動機定子的制造方法的一個過程的圖、即表示密封構(gòu)件4和壓緊構(gòu)件5的安裝狀態(tài)的定子組裝體200的主要部分剖視圖。
[0027]如圖4、5所示，密封構(gòu)件4是具有第一面4a和第二面4b的矩形狀的規(guī)定厚度的板狀構(gòu)件，由至少具有耐熱到樹脂成形溫度的耐熱性的橡膠材料等構(gòu)成。密封構(gòu)件4中，與從開口部26取出的引出線25的位置對應地開有矩形狀的比開口部26小的貫通孔42。密封構(gòu)件4在使第一面4a朝向座面28并使弓丨出線25從貫通孔42貫通的狀態(tài)下安裝于座面
28。此外，在圖4中，引出線25向上方彎折，但是引出線25是在貫通了貫通孔42之后向上方彎折的。
[0028]壓緊構(gòu)件5是具有第一面5a和第二面5b的、板厚比密封構(gòu)件4厚的矩形狀的板狀構(gòu)件，由線膨脹系數(shù)低于密封構(gòu)件4的金屬、樹脂等構(gòu)成。圖6是從第一面5a側(cè)觀察的壓緊構(gòu)件5的立體圖。如圖6所示，在壓緊構(gòu)件5的第一面5a上，與引出線25的位置對應地形成有凹部52。
[0029]凹部52的寬度與密封構(gòu)件4的貫通孔42的寬度大致相等，凹部52的深度與引出線25的外徑大致相等。凹部52延伸設置到壓緊構(gòu)件5的上端面5c。如圖5所示，壓緊構(gòu)件5以使其第一面5a貼緊密封構(gòu)件4的第二面4b的狀態(tài)被安裝，在安裝了壓緊構(gòu)件5的狀態(tài)下，向上方彎折的引出線25被收容于凹部52，引出線25從壓緊構(gòu)件5的上端面5c突出。
[0030]在如上那樣安裝了密封構(gòu)件4和壓緊構(gòu)件5之后，對定子組裝體200進行加熱，從端蓋22與中芯3之間的樹脂注入部37 (圖3)注入熔融樹脂。熔融樹脂是使熱固性的樹脂熔融而得到的，所注入的熔融樹脂由于重力而向下方流動。由此，定子組裝體200與中芯3之間的間隙31?33被熔融樹脂所填充，形成樹脂部34?36。
[0031]在注入樹脂時，通過定子組裝體200的加熱而密封構(gòu)件4熱膨脹，密封構(gòu)件4的貫通孔42與引出線25之間的間隙被堵塞。由此能夠防止樹脂從開口部26流出。在這種情況下，利用壓緊構(gòu)件5阻止了密封構(gòu)件4在第二面4b側(cè)的變形，因此該密封構(gòu)件4如圖7所示那樣由于熱膨脹而在第一面4a側(cè)變形。S卩，如圖5的虛線所示，密封構(gòu)件4沿開口部26鼓出，形成鼓出部45。因此，樹脂通過鼓出部45被壓入徑向內(nèi)側(cè)，開口部26的內(nèi)側(cè)的樹脂部35的成形面35a(圖2)比座面28凹陷。其結(jié)果，能夠防止成形面35a突出到比座面28靠徑向外側(cè)的位置。
[0032]當熔融樹脂凝固時，取出中芯3并且拆下螺栓6，拆下壓緊構(gòu)件5和密封構(gòu)件4。通過以上，電動機定子2完成。之后，在定子2的座面28，使螺栓與螺紋孔29螺紋結(jié)合來安裝端子箱27。
[0033]圖8是表示圖4的變形例的圖。在圖8的例子中，在向引出線25的下方的開口部26的下側(cè)空間26a插入了規(guī)定厚度的插入構(gòu)件7之后，利用螺栓6將密封構(gòu)件4和壓緊構(gòu)件5安裝于座面。插入構(gòu)件7形成為按照開口部26的形狀，下側(cè)空間26a被插入構(gòu)件7所堵塞。當對定子組裝體200進行加熱時，密封構(gòu)件4沿著開口部26變形，插入構(gòu)件7被壓入徑向內(nèi)側(cè)。由此，能夠使樹脂部35的成形面35a位于與使用圖4的制造方法的情況相比更靠徑向內(nèi)側(cè)的位置。通過適當設定插入構(gòu)件7的厚度，能夠容易地調(diào)整成形面35a在徑向上的位置。
[0034]根據(jù)本實施方式，能夠起到如下的作用效果。
[0035](I)電動機定子2的制造方法包括以下工序:在纏繞有繞組24的定子芯20的軸向兩端部安裝端蓋21、22，并且使連接于繞組24的引出線25貫通端蓋22的周面上設置的開口部26，來將該引出線25取出到端蓋22的外側(cè)(圖3);在定子芯20和端蓋21、22的內(nèi)部配置中芯3 (圖3);以使引出線25貫通密封構(gòu)件4所具有的比開口部26小的貫通孔42的同時使密封構(gòu)件4堵塞開口部26的方式在端蓋22的外周面(座面28)安裝該密封構(gòu)件4(圖4);以及向定子芯20與中芯3之間以及端蓋21、22與中芯3之間的環(huán)狀空間(間隙31?33)填充熔融樹脂來形成樹脂部34?36。因此，開口部26被密封構(gòu)件4所密封，能夠防止樹脂從開口部26流出。
[0036]在通過這種制造方法而制造出的定子2中，開口部26處的樹脂部35的成形面35a不從端蓋22的座面28向徑向外側(cè)突出(圖2)。因此，在拆下了密封構(gòu)件4之后，能夠?qū)⒍俗酉?7容易地安裝于座面28。即，如果成形面35a比座面28突出，則由于無法直接安裝端子箱27而需要去除突出部，但是在本實施方式中，不需要突出部的去除作業(yè)。
[0037](2)在安裝密封構(gòu)件4的工序中，使壓緊構(gòu)件5貼緊密封構(gòu)件4的外表面(第二面4b)來進行安裝，該壓緊構(gòu)件5由線膨脹系數(shù)小于密封構(gòu)件4的材質(zhì)構(gòu)成。因此，在密封構(gòu)件4熱膨脹時，通過壓緊構(gòu)件5阻止密封構(gòu)件4向徑向外側(cè)的變形，密封構(gòu)件4向開口部26的內(nèi)側(cè)變形。其結(jié)果，能夠使樹脂部35的成形面35a為從座面28凹陷的形狀，能夠可靠地防止成形面35a突出到比座面28靠徑向外側(cè)的位置。
[0038](3)在填充熔融樹脂的工序中，使安裝了端蓋21、22的定子芯20、即定子組裝體200豎立設置后從間隙31?33的上方的樹脂注入部37注入熔融樹脂。所注入的熔融樹脂由于重力而向下方流動，填充間隙31?33。通過像這樣從上方注入熔融樹脂，不需要用于使樹脂填充間隙31?33的加壓裝置等，能夠容易地進行成形作業(yè)。
[0039](4)也能夠在以堵塞開口部26的一部分的方式向開口部26插入了插入構(gòu)件7之后安裝密封構(gòu)件4 (圖8)。由此，能夠容易地使開口部26處的樹脂部35的成形面35a向徑向內(nèi)側(cè)偏離。
[0040](5)在端蓋22的座面28設置有用于安裝端子箱27的螺紋孔29，使用螺紋孔29來安裝密封構(gòu)件4 (圖4)。由此，無需另外設置用于安裝密封構(gòu)件4的螺紋孔，能夠簡化端蓋22的形狀。
[0041]此外，定子芯20和端蓋21、22的結(jié)構(gòu)、即電動機定子的結(jié)構(gòu)并不限于上述的結(jié)構(gòu)。開口部26處的樹脂部35的成形面35a只要不從定子芯20的外周面向徑向外側(cè)突出即可，例如也可以使成形面35a與定子芯20的外周面在同一面上。作為制造電動機定子2時的夾具的中芯3、密封構(gòu)件4以及壓緊構(gòu)件5的結(jié)構(gòu)并不限于上述的結(jié)構(gòu)。也可以不使用壓緊構(gòu)件5而安裝密封構(gòu)件4。關(guān)于配置中芯3的工序和安裝密封構(gòu)件4的工序的順序，哪個在前都可以。也可以在中芯3與定子芯20的內(nèi)周面之間設置間隙，對該間隙填充樹脂。
[0042]在上述實施方式中，在定子芯20的軸向兩端部安裝端蓋21、22，但是本發(fā)明同樣能夠應用于僅在軸向一端部安裝端蓋的定子。在上述實施方式中，在使定子組裝體200豎立設置的狀態(tài)下從上方注入了熔融樹脂，但是也可以從下側(cè)加壓注入熔融樹脂。也可以通過注射成型來注入樹脂。也可以從多處注入熔融樹脂。也可以在真空內(nèi)填充樹脂。也可以在端蓋22的外周面上除了端子箱27的安裝部以外還設置密封構(gòu)件4的安裝部。在上述實施方式中，在開口部26的周圍的座面28安裝了端子箱27，但是也可以安裝電動機100的懸掛用螺栓等電動機100的其它附屬部件。在上述實施方式中，使開口部26為大致矩形狀，但是也可以以使開口部26與引出線25的間隙在整周上均勻的方式配合引出線25的形狀來形成開口部26。例如，也可以將與三條引出線25對應的三個圓連接來形成開口部。
[0043]本發(fā)明不限于機床的主軸驅(qū)動用的電動機，也同樣能夠應用于具備包括開有用于取出引出線的開口部的端蓋并向開口部填充樹脂而成的定子的其它電動機。電動機也可以是三相感應電動機以外的電動機。
[0044]也能夠?qū)⑸鲜鰧嵤┓绞脚c變形例的一個或多個任意地組合。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，以使引出線從密封構(gòu)件的貫通孔貫通并使密封構(gòu)件堵塞用于取出引出線的開口部的方式在端蓋的外周面安裝了密封構(gòu)件。由此，能夠防止樹脂從注入熔融樹脂時的開口部流出。
[0046]以上，與本發(fā)明的優(yōu)選實施方式相關(guān)聯(lián)地對本發(fā)明進行了說明，但是能夠不脫離前述的權(quán)利要求書的公開范圍地進行各種修正和變更，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解這一點。
【權(quán)利要求】
1.一種電動機定子的制造方法，其特征在于，包括以下工序: 在纏繞有繞組(24)的中空狀的定子芯(20)的端部安裝中空狀的端蓋(21，22)，并且使連接于上述繞組的引出線(25)貫通上述端蓋的周面上設置的開口部(26)，來將該引出線取出到上述端蓋的外側(cè)； 在上述定子芯和上述端蓋的內(nèi)部配置中芯(3)； 安裝密封構(gòu)件的工序，以使上述引出線貫通密封構(gòu)件(4)所具有的比上述開口部小的貫通孔(42)的同時使上述密封構(gòu)件(4)堵塞上述開口部的方式在上述端蓋的外周面(28)安裝上述密封構(gòu)件(4);以及 填充熔融樹脂的工序，向上述定子芯與上述中芯之間以及上述端蓋與上述中芯之間的環(huán)狀空間(31，32，33)填充熔融樹脂來形成樹脂部(34，35，36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機定子的制造方法，其特征在于， 在上述安裝密封構(gòu)件的工序中，使壓緊構(gòu)件(5)貼緊上述密封構(gòu)件的外表面來進行安裝，該壓緊構(gòu)件由線膨脹系數(shù)小于上述密封構(gòu)件的材質(zhì)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機定子的制造方法，其特征在于， 在上述填充熔融樹脂的工序中，使安裝了上述端蓋的上述定子芯豎立設置后從上述環(huán)狀空間的上方注入上述熔融樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項所述的電動機定子的制造方法，其特征在于， 在上述安裝密封構(gòu)件的工序中，在以堵塞上述開口部的一部分的方式向上述開口部插入了插入構(gòu)件(7)之后安裝上述密封構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任一項所述的電動機定子的制造方法，其特征在于， 在上述端蓋的外周面，在上述開口部的周圍設置有用于安裝電動機的附屬部件(27)的螺紋孔(29)， 在上述安裝密封構(gòu)件的工序中，使用上述螺紋孔來安裝上述密封構(gòu)件。
6.一種電動機定子(2)，是通過根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任一項所述的電動機定子的制造方法而制造的，該電動機定子的特征在于， 在上述填充熔融樹脂的工序中形成的上述開口部處的上述樹脂部的成形面(35a)不從上述端蓋的外周面(28)突出。
7.—種電動機定子(2),具備: 纏繞有繞組(24)的中空狀的定子芯(20)； 安裝于上述定子芯的端部的中空狀的端蓋(21，22)； 開口部(26)，其設置于上述端蓋的周面，用于使連接于上述繞組的引出線(25)向上述端蓋的外側(cè)貫通；以及 向上述定子芯和上述端蓋的內(nèi)周部填充熔融樹脂來形成的樹脂部(34，35，36)， 該電動機定子的特征在于，上述開口部處的上述樹脂部的成形面(35a)不從上述端蓋的外周面(28)突出。
8.—種電動機(100),其特征在于,該電動機具有根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機定子⑵。
【文檔編號】H02K1/12GK104242567SQ201410258306
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月11日
【發(fā)明者】神谷洋平 申請人:發(fā)那科株式會社