专利名称：电动机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具备定子和密封该定子的整体或局部的密封体的电动机以及用于制造该电动机的方法。
背景技术：
通常的电动机如图6所示。该电动机具备电动机轴1、以电动机轴I为中心旋转的转子2、设置在该转子2周围的定子3、收容所述转子2及所述定子3的壳体4以及安装在该壳体4的轴向的一个端部上的盖5。图6例示了如挖掘机的回转电动机那样的电动机，该电动机的电动机轴I以沿铅垂方向延伸的纵置姿势设置，在该姿势下，所述壳体4具有朝上开ロ的形状，所述盖5以闭合该壳体4的上侧开ロ的方式安装于该壳体4。本说明书中，所谓“电动机”也包括以与电动机实质上相同的原理来运作的发电机及发电电动机。所述盖5通过未图示的螺栓安装在所述壳体4的上端面，经由轴承6将电动机轴I的上部能旋转地支撑。另ー方面，电动机轴I的下部经由轴承7旋转自如地支撑在壳体4的下部。所述定子3具有包含相互层叠的电磁钢板的定子芯8以及沿上下方向即电动机轴I的轴向(以下，有时称作电动机轴向)卷装在该定子芯8上的定子线圈9。定子线圈9具有轴向两侧即上下两侧的折返部分即第一及第ニ线圈端9a、9b，这些线圈端9a、9b以从定子芯8的轴向两端面沿电动机轴向笔直地突出的状态卷装。此外，该电动机中，定子3整体或包含线圈端9a、9b的定子3的局部由密封体10覆盖。该密封体10由从上侧的第一线圈端9a侧注入并填充的密封剂(通常是具备电绝缘性和导热性的不饱和聚酯等合成树脂)形成(參照日本专利公开公报特开2002-125337号)。图7和图8表示注入熔融状态的所述密封剂即密封体10的材料的密封エ序。该密封エ序中，在所述定子线圈9卷装在所述定子芯8上的线圈卷装エ序之后，定子3被装入壳体4内，该壳体4用作承模(下摸)，另ー方面，在其上覆盖注入摸11。所述注入模11具有多个注入ロ 12，密封体10的材料即密封剂从各注入ロ 12向上侧的第一线圈端9a的端面即上表面注入。该密封剂以一定的压カ被注入，以切实地浸透到定子线圈彼此之间等需要密封的部分。然而，若如此使密封剂以一定的注入压カ向上侧的第一线圈端9a的上表面注入，则有可能发生基于所述注入压カ而使在密封剂注入前如图8中的两点划线所示般与电动机的轴向平行地突出的第一线圈端9a向直径方向倾斜的变形。由于该第一线圈端9a如图6所示般被卷装在定子3中的靠内侧的位置上，因而密封体10的第一线圈端9a的径向内侧的层厚本来就小于径向外侧的层厚，因此，若密封剂在所述第一线圈端9a如图8实线所示般基于所述注入压カ而向定子3的内周侧倾斜的状态下注入并硬化，则密封体10的形成在该第一线圈端9a的倾斜部分的内侧的厚度会越来越薄。或者，所述第一线圈端9a的顶端部分有可能露出在密封剂10的内周侧的表面或从该表面突出。密封体10的这样的局部性的薄壁化或者第一线圈端9a的在密封体10内侧表面的露出或突出有可能促使该密封剂10破裂或剥离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备定子及密封该定子的密封体且能够由该密封体切实地密封该定子的电动机以及用于制造该电动机的方法。本发明一方面涉及电动机，其包括:电动机轴；转子，以所述电动机轴为中心旋转；定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上；壳体，收容所述转子及所述定子；密封体，填充在所述壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部。所述两侧的线圈端中的一特定线圈端的径向内侧的侧面向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向倾斜。本发明另一方面涉及电动机的制造方法，所述电动机包括:电动机轴；转子，以所述电动机轴为中心旋转；定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上；壳体，收容所述转子及所述定子；密封体，填充在所述壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部。该制造方法包括以下步骤:线圈卷绕步骤，在所述定子芯上卷装所述定子线圈；倾斜赋予步骤，在所述线圈卷绕步骤之后，对所述定子线圈的所述两侧的线圈端中的一特定线圈端的径向内侧的侧面赋予向随着往该特定线圈端的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向的傾斜；注入步骤，在由所述倾斜赋予步骤对所述特定线圈端的径向内侧的侧面赋予了倾斜的所述定子被收容在所述壳体内的状态下，从所述特定线圈端侧向所述壳体内注入所述密封体的材料亦即密封剂。根据本发明，能够提供ー种由所述密封体切实地密封所述定子的电动机以及用于制造该电动机的方法。
图1是本发明的实施方式所涉及的电动机的剖视图。图2是图1的II部的放大图。图3是表示用于使所述电动机中的第一线圈端的内侧面朝外倾斜的模压エ序的首1J视图。图4是表示所述模压后的密封エ序的剖视图。图5是本发明的实施方式的变形例所涉及的电动机的剖视图。图6是以往的电动机的剖视图。图7是表示为制造以往的电动机而进行的密封エ序的剖视图。图8是图7的VDI部的放大图，是表不基于图7所不的密封エ序而倾斜的线圈端的剖视图。
具体实施方式
通过图1至图5来说明本发明的第一实施方式。该实施方式与所述背景技术同样，将如挖掘机的回转电动机那样以电动机轴沿铅垂方向延伸的纵置姿势设置的电动机作为适用对象。本实施方式所涉及的电动机包括:电动机轴21 ;转子22，以该电动机轴21为中心旋转；定子23，设置在该转子22的外周；壳体24，收容所述转子22及所述定子23 ;盖25，安装在该壳体24的轴向的一端，在图1所示的姿势下安装在上端。所述盖25通过未图示的螺栓安装在所述壳体24的上端面，经由轴承26将电动机轴21的ー个端部即上部能旋转地支撑。所述电动机轴21的另ー个端部即下部经由轴承27旋转自如地支撑在壳体24的下部。所述定子23具有定子芯28与定子线圈29。定子芯28例如包括相互层叠的电磁钢板。定子线圈29沿上下方向卷装于定子芯28。详细而言，定子线圈29具有上下两侧各自的折返部分即第一线圈端29a及第ニ线圈端2%，所述第一及第ニ线圈端29a、29b以分别从定子芯28的轴向两端面朝电动机轴向的两外侧突出的状态卷装。在所述壳体24内，形成有用于密封所述定子23的整体或包含其中的两侧的线圈端29a、29b的该定子23的局部的密封体30。该密封体30 —般通过将由具备电绝缘性和导热性的不饱和聚酯等合成树脂构成的密封剂从所述壳体24的轴向两端(本实施方式中为上下两端)中的一特定端(本实施方式中为上端)注入及填充至该壳体24内并使其硬化而形成。本实施方式中，如图1和图2所示，注入密封体30的ー侧(上侧)的特定线圈端即第一线圈端29a的径向内侧的侧面(以下简称作“内侧面”)291形成为向随着朝向该第一线圈端29a的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向倾斜的倾斜面，另ー方面，覆盖该第一线圈端29a的密封体30的内周面30a也向随着朝向该第一线圈端29a的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向倾斜。如图2所不,所述第一线圈端29a的内侧面291相对于电动机轴向倾斜角度a，所述密封体30的内周面30a相对于电动机轴向倾斜比所述角度a小的角度@。所述第一线圈端29a的径向外侧面292及第ニ线圈端29b的内外两侧面的倾斜的有无不受限定，但在本实施方式中均形成为与电动机轴向平行的面。该电动机例如通过包括线圈卷装エ序、倾斜赋予エ序、密封エ序及密封后组装エ序的方法制造。在所述线圈卷装エ序中，在定子芯28上卷装定子线圈29而形成定子23。在倾斜赋予エ序中，对于在所述线圈卷装エ序中卷装在所述定子芯28上的所述定子线圈29的第一线圈端29a的内侧面291,赋予向随着朝向该第一线圈端29a的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向的傾斜。刚卷装后的定子线圈29处于包含空气的柔软状态，通过受到外力任意变形，因此，例如通过使用图3所示的倾斜赋予夹具32，能够对所述第一线圈端29a的内侧面291有效地赋予傾斜。具体而言，所述倾斜赋予夹具32在下端具有向随着朝向下方延伸而缩径的方向倾斜的倾斜外周面32a。并且，在所述第一线圈端29a的外侧面292被限制夹具31从定子23的外侧约束的状态下，从上方将所述倾斜赋予夹具32的倾斜外周面32a按入所述第一线圈端29a的内侧部分，从而该第一线圈端29a的内侧面291被所述倾斜外周面32a按压。由此，在线圈端外侧面292被保持为线圈刚卷装后的大致铅垂状态(与电动机轴向平行的状态)的状态下，对第一线圈端29a的内侧面291赋予相当于所述倾斜外周面32a的倾斜的傾斜。在所述密封エ序中，在将如上所述般对第一线圈端29a的内侧面291赋予了倾斜的定子23如图4所示被置入所述壳体24的状态下，向该壳体24内注入熔融状态的密封剂。该注入除了利用所述壳体24作为承模(下摸)以外，还使用上模即注入模33来进行。注入模33具有嵌入所述定子23内侧的圆柱状的嵌入部33b以及与该嵌入部33b的上端相连且覆盖所述壳体24的开ロ(图4中为上侧的开ロ)的盖部33c。所述嵌入部33b的上端部(即位于所述第一线圈端29a内侧的部分)的外周面33a向随着朝向所述盖部33c延伸而扩径的方向傾斜，且在所述盖部33c上，在与所述第一线圈端29a相対的多个位置上分别设有注入ロ 34。所述密封剂通过所述各注入ロ 34向第一线圈端29a的端面即上表面以规定的注入压カ被注入。此时，由于所述第一线圈端29a的内侧面291朝外傾斜，因此所述注入压カ作为朝外的力作用于所述第一线圈端29a。因而，尽管存在该第一线圈端29a的内侧面291的倾斜角度a増加的情况，但不存在该内侧面291向内倾斜的情況。S卩，第一线圈端29a的内侧面291在密封エ序后仍被维持为朝外的倾斜面。如上所述般被注入壳体4内的密封剂硬化后形成密封体30。随后，拔取所述注入模33，从而使定子23和覆盖其中的至少两侧的线圈端29a、29b的密封体30残留在所述壳体24内。所述密封体30保护所述第一及第ニ线圈端29a、29b，并且将从定子线圈29产生的热即线圈热良好地传递至壳体24。另ー方面，对所述密封体30中的覆盖所述第一线圈端29a的部分的内周面30a赋予相当于所述注入模33的倾斜外周面33a的倾斜的傾斜。如上所述，该倾斜是向随着朝向第一线圈端29a这一端延伸而朝向扩径的方向的傾斜，且使得在密封剂注入后容易从密封体30拔出注入模33。此外，该倾斜相对于电动机轴向成倾斜角度P，该倾斜角度P小于第一线圈端内侧面291的倾斜角度a (a > P )，因此尽管该内周面30a倾斜，也能在第一线圈端29a的内侧确保密封体30的充分的厚度。即，能够实现脱模的容易化，同时通过确保密封体30的层厚来切实防止破裂或剥离。在所述密封后组装エ序中，向所述定子23及所述密封体30的内侧插入转子22，再安装盖25及电动机轴21。由此完成电动机的组装。在该电动机中，第一及第ニ线圈端29a、29b中的特定线圈端即注入密封剂的ー侧(图中为上侧)的第一线圈端29a的内侧面291以随着朝向该第一线圈端29a的顶端延伸而朝径向外侧位移的方式倾斜，因此第一线圈端29a从所述密封体30的内周面的露出或突出及进而的所述密封体30的局部性的层厚的減少得以抑制。这样能够切实地防止密封剂硬化后的破裂或剥离的发生。假设第一线圈端29a整体稍许朝径向外侧倾斜，如图1所示，由于定子芯28及密封体30中的定子线圈29外侧部分的厚度各自大于定子线圈29内侧部分的厚度，因此即使因所述第一线圈端29a朝外的倾斜而使得密封体30中的定子线圈29外侧部分的厚度稍许减少，破裂或剥离的危险也较低。本发明并不限定于以上说明的实施方式，例如能够包括如下所述的实施方式。所述密封体30的内周面30a的倾斜并非必需，该内周面30a也可以是与电动机轴向平行的圆筒面。此时，只要在密封剂硬化后施加规定的压力，也能拔取注入模33。另外，所述内周面30a是所述圆筒面吋，能够进ー步增大密封体30中的覆盖第一线圈端29a的内侧面291的部分的层厚。关于所述第一线圈端29a，既可仅使其内侧面291傾斜，也可使第一线圈端29a整体朝径向外侧傾斜。在前者的情况下，用于对所述内侧面291赋予倾斜的加工容易进行。另ー方面，在后者的情况下，能够使该第一线圈端29a靠近壳体24的外周而提高其散热性。第一线圈端29a整体的倾斜例如能够通过下述方法形成，该方法包括:将图3所示的限制夹具31设置在向径向外侧离开线圈端29a的位置上的步骤；与所述同样地将倾斜赋予夹具32的外周面32a按压于第一线圈端29a的径向内侧面以使该第一线圈端29a整体朝外变形的步骤。较为理想的是，该第一线圈端29a整体的倾斜角度设定在不会在该第一线圈端29a中发生应力集中或磁场紊乱的范围内。本发明并不限于纵置设置的电动机，对于横置设置的电动机或对于以与电动机相同的原理来运作的发电机及发电电动机，也能够与所述同样地予以适用。如上所述，根据本发明，提供一种具备定子及密封该定子的密封体且能通过密封体切实地密封该定子的电动机以及该电动机的制造方法。本发明一方面涉及电动机，其包括:电动机轴；转子，以所述电动机轴为中心旋转；定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上；壳体，收容所述转子及所述定子；密封体，从例如所述壳体的轴向两端部中的特定的端部填充到该壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部；其中，所述两侧的线圈端中的一特定线圈端例如与所述壳体的所述特定的端部对应的线圈端的径向内侧的侧面向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向倾斜。本发明另一方面涉及电动机的制造方法，所述电动机包括:电动机轴；转子，以所述电动机轴为中心旋转；定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上；壳体，收容所述转子及所述定子；密封体，填充在所述壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部。该制造方法包括以下步骤:线圈卷绕步骤，在所述定子芯上卷装所述定子线圈；倾斜赋予步骤，所述线圈卷绕步骤后，对所述定子线圈的所述两侧的线圈端中的一特定线圈端的径向内侧的侧面赋予向随着往该特定线圈端的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向的傾斜；注入步骤，在由所述倾斜赋予步骤对所述特定线圈端的径向内侧的侧面赋予了倾斜的所述定子被收容在所述壳体内的状态下，从所述特定线圈端侧向所述壳体内注入所述密封体的材料亦即密封剂。如上所述，在密封剂注入前预先对定子的特定线圈端的径向内侧的侧面赋予的倾斜，使密封剂的注入压力作为朝外的力作用于特定线圈端，由此，能够防止该注入压カ使所述特定线圈端朝内傾斜。因此，根据本发明所涉及的电动机及其制造方法，能够防止密封剂注入侧的特定线圈端的内侧面朝内侧倾斜而从密封剂的表面露出或突出或者该密封剂的层厚变薄，由此，能够切实地防止硬化后的密封剂的破裂或剥离。本发明中，可仅对所述特定线圈端中的径向内侧的侧面赋予所述倾斜(也就是，对所述特定线圈端中的径向外侧的侧面不赋予所述倾斜而仅对所述特定线圈端中的径向内侧的侧面赋予所述倾斜)，在所述倾斜赋予步骤中，可仅对所述特定线圈端中的径向内侧的侧面赋予所述倾斜(也就是，在所述倾斜赋予步骤中，对所述特定线圈端中的径向外侧的侧面不赋予所述倾斜而仅对所述特定线圈端中的径向内侧的侧面赋予所述倾斜)。另ー方面，也可对包含该径向内侧的侧面的所述特定线圈端整体赋予朝外的倾斜，在所述倾斜赋予步骤中，对包含所述径向内侧的侧面的所述特定线圈端的整体赋予所述倾斜。在前者(仅对所述径向内侧的侧面赋予所述倾斜)的情况下，用于赋予倾斜的加工容易进行，在后者(对所述特定线圈端整体赋予朝径向外侧的傾斜)的情况下，能够使所述特定线圈端靠近壳体的外周而提高其散热性。另外，较为理想的是，本发明的制造方法所涉及的密封步骤包括以下子步骤:将注入模安装于所述壳体的子步骤，所述注入模具有嵌入在所述定子内侧的嵌入部和与该嵌入部相连并覆盖所述壳体开ロ的盖部，该盖部上设有注入ロ ；从所述注入ロ向所述特定线圈端的端面注入所述密封体的材料亦即密封剂的子步骤；其中，所述注入模的所述嵌入部中的位于所述特定线圈端内侧的部分的外周面向随着往所述盖部延伸而扩径的方向倾斜，该倾斜的角度小于所述特定线圈端的径向内侧的侧面的倾斜角度。该嵌入部的外周面的倾斜使得在密封剂注入后从壳体拔出注入模变得容易。并且，该外周面的倾斜角度小于特定线圈端的内侧面的倾斜角度，因此尽管该外周面倾斜，也能充分确保形成在其内侧的密封体部分的厚度以切实地防止该部分的破裂或剥离。另外，在所述倾斜赋予步骤中，例如通过在所述特定线圈端被从其径向外侧约束的情况下将具有倾斜外周面的倾斜赋予夹具的该倾斜外周面按压于所述特定线圈端的内侧部分，能够有效地对该特定线圈端的径向内侧的侧面赋予倾斜，其中，所述倾斜外周面向随着往顶端延伸而缩径的方向傾斜。
权利要求
1.一种电动机，其特征在于包括: 电动机轴； 转子，以所述电动机轴为中心旋转； 定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上； 壳体，收容所述转子及所述定子； 密封体，填充在所述壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部；其中， 所述两侧的线圈端中的一特定线圈端的径向内侧的侧面向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向傾斜。
2.根据权利要求1所述 的电动机，其特征在于: 仅所述特定线圈端中的径向内侧的侧面向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向傾斜。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于: 包含所述径向内侧的侧面的所述特定线圈端的整体向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向傾斜。
4.一种电动机的制造方法，其特征在干， 所述电动机包括: 电动机轴； 转子，以所述电动机轴为中心旋转； 定子，设置在所述转子的外周，包含定子芯及卷装在该定子芯上的定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上； 壳体，收容所述转子及所述定子； 密封体，填充在所述壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部； 所述电动机的制造方法包括以下步骤: 线圈卷绕步骤，在所述定子芯上卷装所述定子线圈； 倾斜赋予步骤，所述线圈卷绕步骤后，对所述定子线圈的所述两侧的线圈端中的ー特定线圈端的径向内侧的侧面赋予向随着往该特定线圈端的顶端延伸而朝径向外侧位移的方向的倾斜； 注入步骤，在由所述倾斜赋予步骤对所述特定线圈端的径向内侧的侧面赋予了倾斜的所述定子被收容在所述壳体内的状态下，从所述特定线圈端侧向所述壳体内注入所述密封体的材料亦即密封剂。
5.根据权利要求4所述的电动机的制造方法，其特征在于: 在所述倾斜赋予步骤中，仅对所述特定线圈端中的径向内侧的侧面赋予所述傾斜。
6.根据权利要求4所述的电动机的制造方法，其特征在于: 在所述倾斜赋予步骤中，对包含所述径向内侧的侧面的所述特定线圈端的整体赋予所述傾斜。
7.根据权利要求4所述的电动机的制造方法，其特征在于: 所述密封步骤包括以下子步骤:将注入模安装于所述壳体的子步骤，所述注入模具有嵌入在所述定子内侧的嵌入部和与该嵌入部相连并覆盖所述壳体开ロ的盖部，该盖部上设有注入ロ ；从所述注入ロ向所述特定线圈端的端面注入所述密封体的材料亦即密封剂的子步骤；其中， 所述注入模的所述嵌入部中的位于所述特定线圈端内侧的部分的外周面向随着往所述盖部延伸而扩径的方向傾斜，该倾斜的角度小于所述特定线圈端的径向内侧的侧面的倾斜角度。
8.根据权利要求4所述的电动机的制造方法，其特征在于: 所述倾斜赋予步骤包括以下子步骤:在所述特定线圈端被从其径向外侧约束的情况下将具有倾斜外周面的倾斜赋予夹具的该倾斜外周面按压于所述特定线圈端的内侧部分的子步骤；其中， 所述倾斜外周面向随着往顶端 延伸而缩径的方向傾斜。
全文摘要
本发明涉及电动机及其制造方法，该电动机包括电动机轴；转子；定子，包含定子芯及定子线圈，该定子线圈以两端的折返部分亦即两侧的线圈端分别从所述定子芯的轴向两端面朝轴向外侧突出的状态卷装在该定子芯上；壳体，收容所述转子及所述定子；密封体，从所述壳体的轴向两端中的一特定端填充到该壳体内且密封所述定子的整体或包含所述两侧的线圈端的该定子的局部。所述两侧的线圈端中的与所述壳体的特定端对应的一侧的特定线圈端的径向内侧的侧面向随着往顶端延伸而朝径向外侧位移的方向倾斜。由此，能够由所述密封体切实地密封所述定子。
文档编号H02K15/08GK103095020SQ20121041763
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月27日
发明者佐伯诚司, 小岩井一茂, 中住晃 申请人:神钢建设机械株式会社