JP2004274884A

JP2004274884A - モータ

Info

Publication number: JP2004274884A
Application number: JP2003062233A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 和男佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】絶縁対策と熱対策を兼ね備え、小型化が容易なモータを提供する。
【解決手段】絶縁キャップ１９と巻線１１ｂのコイルエンド間にワニス１８を含浸固着させ、高熱伝導性弾性体２０を絶縁キャップ１９と出力軸側ブラケット１５間に配し、ブラケット１５をフレーム１７に固定すると、高熱伝導性弾性体２０は押圧され変形するが、弾性体の反力により絶縁キャップ１９、ブラケット１５およびフレーム１７に密着し、巻線が発生する熱をブラケット１５およびフレーム１７に伝達して放熱することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業用機器に使用される高出力モータの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業用途のモータには小型、高性能化、低コスト化が要求され、回転子に高性能希土類磁石を使用し、固定子は分割コアによる巻線の高密度化によって小型化が図られ、絶縁対策と熱対策が必要となっている。
【０００３】
そして、モータ巻線から発生する熱は、センサーやモータ性能に悪影響を及ぼすため、さまざまな対策がなされている。
【０００４】
例えば、コイルを巻装した固定子を樹脂成形したモールドモータにおいて、ブラケット外周部とステータコアの外周部とを軸方向端面で当接させて、巻線で発生した熱をステータコアの外周からブラケットに効率よく伝達し、この熱を外気に放出させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、固定子コアに巻かれた巻線の端面部とベアリングを介して回転子を支持するブラケットもしくはフレームとの間に高熱伝導性樹脂を充填して放熱している（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１６３０８２号公報
【特許文献２】
特開平５−３２８６８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように樹脂成形を行うと、金型、設備等のコストがかかるばかりでなく、コアと巻線の一体成形時に、外周部の巻線は成形樹脂の流れと圧力により動き耐圧不良等が起こり品質的に安定しないという課題があった。
【０００８】
一方、熱伝導性樹脂を用いる場合、充填量が多いと内周側にはみ出し、少ないと十分に熱伝達が発揮されないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、絶縁対策と熱対策を兼ね備え、小型化が容易なモータを安価に提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子コアの外周部を覆う金属製のフレームと、前記フレームの両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備えたものである。
【００１１】
また、固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子の両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備えたものである。
【００１２】
この構成により、高熱伝導性弾性体を絶縁キャップとブラケットとで押圧挟持して密着させ、絶縁と放熱の対策が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために請求項１あるいは請求項２に記載のモータは、絶縁キャップによりコイルエンドの絶縁を確保するとともに、巻線からの熱をワニス、絶縁キャップ、高熱伝導性弾性体、ブラケット（あるいはフレームを介して）から駆動機器と外気に伝え放熱してモータの温度上昇を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載のモータは、上記に加えて、積層面に接着剤を塗布して固着形成したもので、固定子コアの密着性が向上し、さらに軸方向の熱の流れを促進させることができる。
【００１５】
さらに、請求項４に記載のモータは、上記に加えて反出力軸側に熱を嫌うエンコーダなどのセンサーを設けたもので、積極的に熱を出力軸側に導き、センサー側への熱伝導を抑制することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１において、１１は固定子で、固定子コア１１ａの歯部に巻線１１ｂを集中巻している。１２は回転子、１３、１４はベアリング、１５、１６はアルミ製のブラケット、１７はフレームで、固定子１１の外周部に焼きバメしている。１８はワニス、１９は絶縁キャップ、２０は高熱伝導性弾性体である。
【００１８】
絶縁キャップ１９は、巻線１１ｂのコイルエンドと出力軸側ブラケット１５を確実に絶縁するために設けたもので、樹脂製でドーナツ形状のものが適する。ドーナツ形状の内および外は巻線側に折り返しておき、巻線１１ｂの端部にはめ込めるような形状にすれば装着が容易となる。
【００１９】
この絶縁キャップ１９を設けることにより、巻線１１ｂのコイルエンドとブラケット１５の間の絶縁距離を必要以上に確保する必要がなくなり、軸方向にモータの小型化が可能となる。
【００２０】
大電流を流すと巻線が振動して耐圧不良が発生するのを防止するため、および巻線間空隙を充填し熱伝導を良くする２つの目的から、巻線を備えた固定子に熱硬化性のワニスを含浸させて巻線を固める。
【００２１】
本願発明は、このワニス含浸工程の前に絶縁キャップを装着し、絶縁キャップ１９を下向きにしてワニス１８を含浸させ硬化させることで、固定子１１とワニス１８と絶縁キャップ１９とが一体になったユニットをつくることができる。
【００２２】
これは、あたかも巻線を樹脂成形したかのようなものであるが、絶縁キャップ１９以外は通常の工程、材料を変える必要もない。しかも、ワニス含浸なので樹脂モールドのように成形機や金型が不要、かつ耐圧不良が発生する心配がないため低コストで実現できる。なお、反出力軸側のコイルエンドにも絶縁キャップを設けてもよい。
【００２３】
一方、高熱伝導性弾性体２０の材質としては、シリコンゴムが適しており、あらかじめ絶縁キャップ１９に沿うような形に形成しておく。このとき、高熱伝導性弾性体２０の厚みは、絶縁キャップ１９とブラケット１５の空隙寸法（設計値）より少し大きく設定、外径はフレーム１７の内径より少し小さく設定する。
【００２４】
フレーム１７にブラケット１５を固定すると高熱伝導性弾性体２０は押圧され変形するが、弾性体の反力により高熱伝導性弾性体２０は、絶縁キャップ１９、ブラケット１５およびフレーム１７に密着する。
【００２５】
これにより、巻線１１ｂが発生する熱は、ワニス１８、絶縁キャップ１９、高熱伝導性弾性体２０を経てブラケット１５およびフレーム１７に伝わり、ブラケット１５およびフレーム１７の外表面から大気中あるいは取付けられた機器に発散される。
【００２６】
ところで、コアの積層面を接着剤で固着形成した固定子コア１１ａを用いれば軸方向に熱伝達がよくなり、さらに放熱効果が期待できる。
【００２７】
また、絶縁キャップ１９と出力軸側巻線１１ｂのコイルエンド間に必ず高熱伝導性弾性体２０を配設するが、反出力軸側にエンコーダなどのセンサー２１を設けている場合に、反出力軸側ブラケット１６と反出力軸側のコイルエンド間に高熱伝導性弾性体２０を設けると、センサー２１側へ熱を伝達することとなるため、実施しない方が良い。
【００２８】
本実施例によれば、１００Ｗのモータで巻線部の温度を約４度下げることができた。
【００２９】
なお、図示はしないが本実施例のフレームを用いず、固定子コアに直接ブラケットを固定する構成、あるいはフレームとブラケットを一体で構成しても同様に実施できる。
【００３０】
また、絶縁キャップによりコイルエンドとブラケット間の絶縁を確保できるため、高熱伝導性弾性体は、絶縁物に限定する必要はなく、金属粉を混合させてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように本発明によれば、絶縁キャップを用いたワニス含浸と高熱伝導性弾性体の効果的な配置によって、軸方向の絶縁対策および放熱対策が可能となり、さらに巻線のコイルエンドとブラケットの間の絶縁距離を必要以上確保する必要がなくなるため小型化が可能となる。
【００３２】
また、反出力軸側にセンサーを備えたモータでは、積極的に出力軸側に熱を伝達するので、反出力軸側のセンサーへの熱伝導を抑制できる。
【００３３】
したがって、絶縁対策と熱対策を兼ね備えたモータを小型で安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるモータの断面図
【符号の説明】
１１固定子
１１ａ固定子コア
１１ｂ巻線
１５ブラケット（出力軸側）
１７フレーム
１８ワニス
１９絶縁キャップ
２０高熱伝導性弾性体
２１センサー

Claims

固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子コアの外周部を覆う金属製のフレームと、前記フレームの両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備え、前記高熱伝導性弾性体を前記絶縁キャップとブラケットとで押圧挟持して密着させたモータ。
固定子コアに巻線を備えた固定子と、前記固定子の両端部に配置され軸受を介して回転子を回転自在に支持する金属製のブラケットと、出力軸側巻線のコイルエンドと出力軸側ブラケット間に配設する絶縁キャップと、前記コイルエンドと絶縁キャップ間に充填したワニスと、前記絶縁キャップとブラケット間に配設する高熱伝導性弾性体とを備え、前記高熱伝導性弾性体を前記絶縁キャップとブラケットとで押圧挟持して密着させたモータ。
固定子コアは、積層面に接着剤を塗布して固着形成した請求項１または請求項２記載のモータ。
エンコーダなどのセンサーを反出力軸側に備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ。