阅读说明：本技术 电动机、压缩机、空气调节机及电动机的制造方法 (Motor, compressor, air conditioner, and method for manufacturing motor ) 是由 高桥谅伍 麻生洋树 渡边隆德 下川贵也 于 2017-06-20 设计创作，主要内容包括：电动机(1)具备：定子组件(3)；转子(2),其设置于定子组件(3)的内侧；以及散热器(5),其散出所述定子组件(3)的热。散热器(5)具有基底部(51)和与基底部(51)一体形成的散热部(52)。(The motor (1) is provided with a stator assembly (3), a rotor (2) which is provided inside the stator assembly (3), and a heat sink (5) which dissipates heat from the stator assembly (3), wherein the heat sink (5) has a base section (51) and a heat dissipation section (52) which is formed with the base section (51) .)

电动机、压缩机、空气调节机及电动机的制造方法

技术领域

本发明涉及具有散热器的电动机。

背景技术

通常，为了将电动机的热向外部散出，使用作为散热构件的散热器。例如，提出了具备U字形的散热器的电动机(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-298762号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献1公开的散热器是U字形，因此具有加工复杂化的问题。并且，专利文献1公开的散热器由树脂覆盖，具有散热效率低下的问题。

本发明的目的在于提高电动机中的散热效率。

用于解决课题的手段

本发明的电动机具备：定子组件；转子，其设置于所述定子组件的内侧；以及散热器，其固定于所述定子组件，散出所述定子组件的热，所述散热器具有基底部和与所述基底部一体形成的散热部。

发明的效果

根据本发明，能够提高电动机中的散热效率。

附图说明

图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机的构造的剖视图。

图2是概略地表示电动机的构造的主视图。

图3是概略地表示定子组件的构造的主视图。

图4是概略地表示定子的构造的主视图。

图5是概略地表示定子的构造的侧视图。

图6(a)是概略地表示散热器的一例的俯视图，(b)是沿(a)所示的线6b-6b的剖视图。

图7是表示电动机的制造工序的一例的流程图。

图8是表示配置于模具内的定子及散热器的剖视图。

图9(a)是概略地表示散热器的其他例子的俯视图，(b)是沿(a)所示的线9b-9b的剖视图。

图10(a)是概略地表示散热器的构造的俯视图，(b)是沿(a)所示的线10b-10b的剖视图。

图11是表示配置于模具内的定子及散热器的剖视图。

图12(a)是概略地表示散热器的构造的俯视图，(b)是沿(a)所示的线12b-12b的剖视图。

图13是表示配置于模具内的定子及散热器的剖视图。

图14是概略地表示本发明的实施方式4的空气调节机的结构的图。

具体实施方式

实施方式1

以下对本发明的实施方式1的电动机1进行说明。

在各图所示的xyz直角坐标系中，z轴方向(z轴)表示与电动机1的轴22的轴线A1(即，转子2的旋转轴)平行的方向(也称为“转子2的轴向”或简称为“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轴方向双方正交的方向。

图1是概略地表示本发明的实施方式1的电动机1的构造的剖视图。

图2是概略地表示电动机1的构造的主视图。

图3是概略地表示定子组件3的构造的主视图。其中，图3所示的定子组件3是树脂6成形前的状态。

电动机1(也称为模制电动机)具有转子2(也称为转子组件)、定子组件3(也称为模制定子)、作为散热构件的散热器5、轴承7a及7b。在图1所示的例子中，电动机1还具有托架8和密闭电动机1的防水橡胶9。电动机1例如是永久磁铁同步电动机，但不限定于此。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具有转子铁芯21和轴22。转子2以旋转轴(即，轴线A1)为中心旋转自如。转子2隔着空隙旋转自如地设置于定子组件3(具体而言，定子30)的内侧。转子2也可以还具有用于形成转子2的磁极的永久磁铁。

定子组件3具有定子30、印刷基板4、与印刷基板4连接的导线41、固定于印刷基板4的表面的驱动电路42、以及树脂6(也称为模制树脂)。

图4是概略地表示定子30的构造的主视图。

图5是概略地表示定子30的构造的侧视图。

定子30具有：多个电磁钢板在轴向上层叠而成的定子铁芯31、绕组32(也称为定子绕组)、以及作为绝缘部的绝缘体33。多个电磁钢板的每一个通过冲裁处理形成为预先确定的形状，通过铆接、焊接或粘接等相互固定。

绕组32例如是磁线。绕组32通过卷绕于与定子铁芯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的端部挂在端子32a的挂钩部，通过熔合或钎焊等固定于端子32a。端子32a固定于绝缘体33，与印刷基板4电连接。

绝缘体33具有至少一个固定部331，该固定部331固定印刷基板4。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将定子铁芯31(例如，定子铁芯31的齿部)电绝缘。绝缘体33例如与定子铁芯31一体成形。但是，也可以预先成形绝缘体33，将成形的绝缘体33与定子铁芯31组合。

印刷基板4具有与绝缘体33的固定部331(具体而言，突起331a)卡合的定位孔43(也简称为“孔”)。

绝缘体33的固定部331具有突起331a和支承部331b。突起331a***到形成于印刷基板4的定位孔43(图3)。由此，印刷基板4固定于绝缘体33。支承部331b在轴向上支承印刷基板4，在轴向上定位印刷基板4。

印刷基板4通过树脂6与定子30一体化(图1)。驱动电路42控制转子2的旋转。驱动电路42例如包括驱动元件42a及霍尔IC(Integrated Circuit)42b。

驱动元件42a例如是功率晶体管。驱动元件42a与绕组32电连接，向绕组32供给基于从电动机1的外部或内部(例如，电池)供给的电流的驱动电流。由此，驱动元件42a控制转子2的旋转。

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。

树脂6例如是BMC(团状模塑料)等热固性树脂。BMC能够低压成形，因此适合于嵌件成形。由此，在使用模具进行树脂6的成形时，能够防止印刷基板4或定子30等嵌入物的变形，能够提高电动机1的质量。

树脂6也可以是PPS(聚苯硫醚)等热塑性树脂。PPS与BMC相比导热系数提高，因此定子组件3的热容易传递到散热器5。由此，电动机1的散热性提高，能够抑制印刷基板4及绕组32的温度上升。

散热器5例如由铝等金属材料形成。在图2所示的例子中，散热器5的外形(具体而言，xy平面上的平面形状)是圆形。通过将散热器5的一部分(后述的基底部51)与树脂6嵌合，散热器5通过树脂6与定子组件3一体化。

散热器5固定于定子组件3，将定子组件3的热(例如，从定子30或驱动电路42产生的热)向电动机1的外部散出。散热器5的一部分(例如，图2所示的散热部52)露出到电动机1(具体而言，树脂6)的外部。由此，从定子组件3产生的热散出到电动机1的外部。

散热器5也可以与印刷基板4接触。在散热器5与印刷基板4接触的情况下，能够高效地使印刷基板4的热向电动机1的外部散出。

也可以在印刷基板4与散热器5之间，配置由具有高导热系数的材料形成的散热辅助构件。由此，能够高效地使定子组件3的热向电动机1的外部散出。散热辅助构件例如能够形成为片状或块状。

图6(a)是概略地表示散热器5的一例的俯视图，图6(b)是沿图6(a)所示的线6b-6b的剖视图。

散热器5具有基底部51和与基底部51一体形成的散热部52。

基底部51是散热器5的外缘，具有散热器5的径向(也称为“转子2的径向”或简称为“径向”)上的宽度。在图6(a)所示的例子中，基底部51的外形(具体而言，xy平面上的平面形状)是圆形。散热部52形成于径向上的基底部51的内侧。散热部52具有多个散热片53。各散热片53在轴向上突出。散热部52具有至少一个散热面53a。散热面53a是各散热片53的上表面。

以下对电动机1的制造方法的一例进行说明。

图7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在轴向上层叠而形成定子铁芯31。然后，在定子铁芯31上安装预先形成的绝缘体33，将绕组32缠绕于定子铁芯31及绝缘体33。由此，得到定子30。然后，将绝缘体33的突起331a***到印刷基板4的定位孔43中。在印刷基板4的表面预先固定有驱动电路42。优选导线41也预先安装于印刷基板4。也可以通过热熔接或超声波熔接等将从定位孔43突出的突起331a固定于印刷基板4。

图8是表示配置于模具100内的定子30及散热器5的剖视图。

在步骤S2中，将定子30及散热器5配置于模具100内。具体而言，将定子30配置于模具100的固定侧的第一模101内，将预先制作的散热器5与定子30组合。然后，以模具100的可动侧的第二模102的内侧表面102a与散热器5的基底部51接触的方式将第二模102与第一模101组合。在该情况下，以在第二模102的内侧表面102a与基底部51之间不产生间隙的方式将第二模102与第一模101组合。

在步骤S3中，将树脂6成形。具体而言，将树脂6注入模具100内。由此，基底部51与树脂6嵌合，散热器5通过树脂6与定子30及印刷基板4一体化。由此，得到定子组件3。

在步骤S4中，制作转子2。例如，将轴22***到形成于转子铁芯21的轴孔中，得到转子2。也可以将形成磁极的永久磁铁预先安装于转子铁芯21。

在步骤S5中，将轴22***到轴承7a及7b中。

从步骤S1到步骤S5的顺序不限于图7所示的顺序。例如，步骤S1到步骤S3的步骤与步骤S4能够相互并行地进行。步骤S4也可以比步骤S1到步骤S3的步骤先进行。

在步骤S6中，将转子2与轴承7a及7b一起***到定子组件3(具体而言，定子30)的内侧。

在步骤S7中，将托架8嵌于树脂6的内侧，将防水橡胶9嵌于轴22。

通过以上说明的工序而组装出电动机1。

变形例

图9(a)是作为散热器5a概略地表示散热器5的其他例子的俯视图，图9(b)是沿图9(a)所示的线9b-9b的剖视图。

在散热器5a中，散热部52a的构造与散热器5的散热部52的构造不同。散热器5a的其他构造与散热器5相同。散热器5a能够代替散热器5应用于电动机1。

具体而言，散热器5a具有基底部51和散热部52a。散热部52a具有多个散热片53、散热面54a(第一散热面)、散热面53a(第二散热面)、外周面54b以及中空部54c。中空部54c在轴向上贯通基底部51及散热部52。中空部54c在周向上延伸，具有轴向上的宽度。中空部54c的轴向上的长度根据轴承7b的位置调整即可。

散热面54a形成于在轴向上与基底部51相反的一侧，且在以转子2的旋转轴(即，轴线A1)为中心的散热器5的周向(以下，简称“周向”)上延伸。散热面54a具有径向上的宽度。

以下对实施方式1的电动机1的效果(包括变形例的效果)及电动机1的制造方法的效果进行说明。

根据实施方式1的电动机1，散热器5固定于定子组件3，因此能够提高电动机1的散热效率。

并且，根据实施方式1的电动机1，在电动机1的制造工序(具体而言，图7中的步骤S2)中，能够以模具100的可动侧的第二模102的内侧表面102a与散热器5的基底部51接触的方式将第二模102与第一模101组合。由此，能够防止在将树脂6注入模具100内时(具体而言，图7中的步骤S3)树脂6在第二模102的内侧表面102a与基底部51之间穿过。结果，能够防止树脂6向散热部52(例如，散热片53)进入。

因此，散热部52的一部分，具体而言，多个散热片53露出到电动机1的外部，因此能够提高电动机1中的散热效率。

在变形例中，散热部52a具有中空部54c，因此能够以轴承7b位于中空部54c的内侧的方式将散热器5与定子组件3一体化。由此，从定子组件3(例如，印刷基板4及驱动电路42)到散热器5的距离变短，因此能够提高电动机1中的散热效率。

实施方式2

对实施方式2的电动机所使用的散热器5b进行说明。

图10(a)是概略地表示散热器5b的构造的俯视图，图10(b)是沿图10(a)所示的线10b-10b的剖视图。

在实施方式2的电动机中，散热器5b的构造与实施方式1的电动机1中的散热器5的构造不同。在实施方式2的电动机中，散热器5b以外的构造与实施方式1的电动机1的构造相同。

散热器5b具有基底部51和与基底部51一体形成的散热部52b。散热部52b具有多个散热片53、散热面54a(第一散热面)、散热面53a(第二散热面)、作为散热壁(第一壁)的外周面54b、中空部54c以及散热壁54d(第二壁)。中空部54c在轴向上贯通基底部51及散热部52b。

散热面54a形成于在轴向上与基底部51相反的一侧，且在周向上延伸。散热器5b还具有至少一个凹陷55，该凹陷55用于散热器5b的定位。在本实施方式中，凹陷55形成于散热面54a。但是，凹陷55的位置也可以是散热面54a以外。凹陷55例如是切口或孔。在电动机1的制造工序中，通过将定子组件3所具备的突起***到凹陷55中，能够容易地进行散热器5b相对于定子组件3的定位。

散热面53a是各散热片53的上表面。散热面53a形成在比散热面54a靠轴向及径向上的外侧的位置。

外周面54b形成周向上的散热部52b的外侧表面，且在轴向上长。

散热壁54d形成在散热面54a与散热面53a之间。散热壁54d在周向上延伸，具有轴向上的宽度。

以下对实施方式2的电动机的制造方法的一例进行说明。

图11是表示配置于模具100内的定子30及散热器5b的剖视图。

在实施方式2的电动机的制造方法中，如图7所示的步骤S2中的处理与实施方式1的电动机1的制造方法不同。

具体而言，在模具100的固定侧的第一模101内配置定子30，将预先制作的散热器5b与定子30组合。然后，以模具100的可动侧的第二模102的内侧表面102a与基底部51、外周面54b、散热面54a及散热壁54d接触的方式将第二模102与第一模101组合。在该情况下，以在第二模102的内侧表面102a与基底部51、外周面54b、散热面54a及散热壁54d之间不产生间隙的方式将第二模102与第一模101组合。

在实施方式2的电动机的制造方法中，步骤S2以外的处理与实施方式1的电动机1的制造方法相同。

实施方式2的电动机具有与实施方式1的电动机1的效果(包括变形例的效果)相同的效果。

实施方式2的电动机的制造方法具有与实施方式1的电动机1的制造方法相同的效果。

并且，根据实施方式2的电动机，在制造工序(具体而言，图7中的步骤S2)中，能够以模具100的可动侧的第二模102的内侧表面102a与基底部51、外周面54b、散热面54a及散热壁54d接触的方式将第二模102与第一模101组合。由此，能够防止在将树脂6注入模具100内时(具体而言，图7中的步骤S3)树脂6在第二模102的内侧表面102a与基底部51之间穿过。结果，能够防止散热部52b(例如，散热片53)被树脂6覆盖。

即使在树脂6在第二模102的内侧表面102a与基底部51之间穿过的情况下，由于内侧表面102a与外周面54b接触，因此也能够防止散热部52b(例如，散热片53)被树脂6覆盖。

并且，由于内侧表面102a与散热面54a接触，因此能够防止流入到中空部54c的内侧的树脂6在内侧表面102a与散热面54a之间穿过。即使在树脂6在内侧表面102a与散热面54a之间穿过的情况下，由于内侧表面102a与散热壁54d接触，因此也能够防止散热部52b(例如，散热片53)被树脂6覆盖。

因此，散热部52b的一部分，具体而言，多个散热片53露出到实施方式2的电动机的外部，因此能够提高该电动机中的散热效率。

实施方式3

对实施方式3的电动机所使用的散热器5c进行说明。

图12(a)是概略地表示散热器5c的构造的俯视图，图12(b)是沿图12(a)所示的线12b-12b的剖视图。

在实施方式3的电动机中，散热器5c的构造与实施方式1的电动机1中的散热器5的构造不同。在实施方式3的电动机中，散热器5c以外的构造与实施方式1的电动机1的构造相同。如果与实施方式2的电动机进行比较，则在实施方式3的电动机中，散热器5c的基底部51a的构造与散热器5b的基底部51不同。

散热器5c具有基底部51a和与基底部51a一体形成的散热部52b。

基底部51a具有至少一个突出部56和凸缘部57。

突出部56具有作为突出部56的上表面的基底面56a(第一基底面)。突出部56从凸缘部57向径向上的外侧突出。因此，基底面56a向径向上的外侧突出。在本实施方式中，四个突出部56形成于散热器5c。

凸缘部57具有基底面57a(第二基底面)和在轴向上长的台阶57b(也称为基底壁)。基底面57a形成在比基底面56a靠轴向上的外侧(-z侧)的位置，且形成在比基底面56a靠径向上的内侧的位置。即，基底面57a是位于基底面56a与散热面53a之间的面。基底面57a在周向上延伸，在径向上突出。即，基底面57a具有径向上的宽度。

台阶57b形成在基底面56a与基底面57a之间。台阶57b在周向上延伸。台阶57b具有轴向上的宽度。

以下对实施方式3的电动机的制造方法的一例进行说明。

图13是表示配置于模具100内的定子30及散热器5c的剖视图。

在实施方式3的电动机的制造方法中，图7所示的步骤S2及步骤S3中的处理与实施方式1的电动机1的制造方法不同。

具体而言，在步骤S2中，在模具100的固定侧的第一模101内配置定子30，将预先制作的散热器5c与定子30组合。然后，以模具100的可动侧的第二模102的内侧表面102a与基底面57a、外周面54b、散热面54a及散热壁54d接触的方式将第二模102与第一模101组合。在该情况下，以在第二模102的内侧表面102a与基底面57a、外周面54b、散热面54a及散热壁54d之间不产生间隙的方式将第二模102与第一模101组合。在内侧表面102a与基底部51a的一部分(具体而言，基底面56a)之间设置间隙。

在步骤S3中，将树脂6成形。具体而言，将树脂6注入模具100内。然后，具体而言，将树脂6注入模具100内以使树脂6进入到内侧表面102a与基底部51a的一部分(具体而言，突出部56的基底面56a)之间。然后，将树脂6注入模具100内以使突出部56由树脂6覆盖。由此，基底部51a的一部分(具体而言，突出部56的基底面56a)与树脂6嵌合，散热器5通过树脂6与定子30及印刷基板4一体化。并且，突出部56被树脂6覆盖。由此，可得到定子组件3。

在实施方式3的电动机的制造方法中，步骤S2及步骤S3以外的处理与实施方式1的电动机1的制造方法相同。

实施方式3的电动机具有与实施方式1的电动机1的效果(包括变形例的效果)及实施方式2的电动机相同的效果。

实施方式3的电动机的制造方法具有与实施方式1的电动机1的制造方法及实施方式2的电动机的制造方法相同的效果。

并且，根据实施方式3的电动机，突出部56被树脂6覆盖，因此能够防止散热器5c相对于树脂6旋转。换言之，能够防止散热器5c相对于树脂6在周向上偏移。

并且，根据实施方式3的电动机，在模具100的内侧表面102a与突出部56(具体而言，基底面56a)之间填充树脂6，因此能够防止散热器5c相对于树脂6在轴向上偏移。

因此，能够不使用螺钉等固定零件地将散热器5c与定子组件3一体化。因此，能够削减实施方式3的电动机的零件数量及电动机的制造工序，降低电动机的成本。

并且，在基底部51a形成有突出部56，从而能够不在模具100(具体而言，第二模102)上形成槽就将基底部51a的一部分由树脂6覆盖。因此，能够降低模具100的制造成本。并且，由于在基底部51a形成有突出部56，因此能够得到由树脂6覆盖的部分，并且能够使散热器5c中的散热部52b的表面积的比例增大。由此，能够提高电动机中的散热效率。

实施方式4

对本发明的实施方式4的空气调节机10进行说明。

图14是概略地表示本发明的实施方式4的空气调节机10的结构的图。

实施方式4的空气调节机10(例如，制冷空调装置)具备作为送风机(第一送风机)的室内机11、制冷剂配管12、以及作为通过制冷剂配管12与室内机11连接的送风机(第二送风机)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驱动来送风的送风部11b、以及覆盖电动机11a和送风部11b的外壳11c。送风部11b例如具有由电动机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)、送风部13b、压缩机14以及热交换器(未图示)。送风部13b通过由电动机13a驱动来送风。送风部13b例如具有由电动机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，制冷剂电路)以及覆盖电动机14a和压缩机构14b的外壳14c。

在空气调节机10中，室内机11及室外机13的至少一个具有实施方式1至3所说明的电动机(包括变形例)。具体而言，作为送风部的驱动源，在电动机11a及13a的至少一方应用实施方式1至3所说明的电动机。并且，作为压缩机14的电动机14a，也可以使用实施方式1至3所说明的电动机(包括变形例)。

空气调节机10例如能够进行从室内机11吹送冷空气的制冷运转，或吹送热空气的制热运转等运转。在室内机11中，电动机11a是用于驱动送风部11b的驱动源。送风部11b能够吹送调整后的空气。

根据实施方式4的空气调节机10，在电动机11a及13a的至少一方应用实施方式1至3所说明的电动机(包括变形例)，因此能够得到与实施方式1至3所说明的效果相同的效果。由此，能够防止因电动机的发热而引起的空气调节机10的故障。并且，通过在空气调节机10中使用实施方式1至3所说明的电动机，能够降低空气调节机10的成本。

并且，通过使用实施方式1至3的电动机(包括变形例)作为送风机(例如，室内机11)的驱动源，能够得到与实施方式1至3所说明的效果相同的效果。由此，能够防止因电动机的发热而引起的送风机的故障。

并且，通过使用实施方式1至3的电动机(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至3所说明的效果相同的效果。由此，能够防止因电动机的发热而引起的压缩机14的故障。

实施方式1至3所说明的电动机除了空气调节机10以外，还能够搭载于换气扇、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能够相互适当组合。

附图标记说明

1、11a、13a、14a电动机；2转子；3定子组件；4印刷基板；5、5a、5b、5c散热器；6树脂；7a、7b轴承；8托架；9防水橡胶；10空气调节机；11室内机(送风机)；12制冷剂配管；13室外机(送风机)；30定子；31定子铁芯；32绕组；33绝缘体；42驱动电路；51、51a基底部；52、52a、52b散热部；53散热片；53a、54a散热面；54b外周面；54c中空部；54d散热壁；56突出部；56a、57a基底面；57凸缘部；57b台阶。