CN101521422A - 气密型电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现低振动的气密型电动机。将一对端部托架(7、9)的内侧肋(31)分别嵌合于定子铁心(19)的铁心端部(19a)。使一对端部托架(7、9)的外侧肋(33)分别抵接于定子铁心(19)的磁轭(23)的铁心端部(19a)的端面(19b)。由此，将一对端部托架(7、9)支承于定子铁心(19)，配置为使壳体(5)与定子铁心(19)不连结。

Description

气密型电动机
技术领域
本发明涉及一种例如在极低温冷冻机等中使用的气密型电动机。
背景技术
作为气密型电动机使用日本特开2001-280501号公报等中公开的电动机。这种电动机具有转子和定子，所述转子具有轴，所述定子配置在轴的径向外侧并具备定子铁心和多个绕组部。并且，在定子的径向外侧配置有覆盖定子的筒状壳体。另外，轴借助一对轴承被旋转自如地支承于一对端部托架上。特别是在气密型电动机中，壳体发挥确保耐压性及气密性的作用。该壳体通过嵌合机构等分别连接于一对端部托架，定子铁心的外周面由粘接剂固定于壳体内周面。
【专利文献1】日本特开2001-280501号公报。
在这种气密型电动机中寻求降低因旋转产生的振动的电动机。但是，在这种气密型电动机中，谋求电动机的低振动化方面受限。
另外，在现有的气密型电动机中，将定子铁心固定在壳体时，必须将定子铁心压入或粘接在壳体内。因此，在将定子铁心固定在壳体之后形成绕组部。绕组部的形成有以下两种情况，即，将电线卷绕在绝缘体上再将其整体安装于定子铁心的情况，和将绝缘体安装在定子铁心上之后，隔着绝缘体将电线卷绕在定子铁心上的情况。但是，在任一种情况中，由于壳体的存在，在卷绕电线之后进行的电线端部的接线作业必须手工进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现电动机的低振动化的气密型电动机。
本发明的另一目的在于提供一种利用机械自动化进行电线端部的接线作业的气密型电动机。
本发明的其他目的在于防止在壳体和定子铁心之间产生漏气的气密型电动机。
本发明的气密型电动机具备：转子，其具有转子构件及固定有该转子构件的轴；定子；一对轴承；一对端部托架；筒状的框体；一对气密连接构造。定子具备配置在轴的径向外侧的定子铁心及设置在该定子铁心的多个绕组部。一对轴承支承轴并使其旋转自如。一对端部托架分别固定有一对轴承，且通过嵌合构造固定在位于定子铁心的轴的轴线方向两侧的铁心端部。筒状的壳体，其配置在定子的径向外侧而覆盖定子。一对气密连结构造分别气密连结壳体的轴线方向两侧的壳体端部和一对端部托架。并且，壳体与定子铁心没有连结。
本申请的发明者研究的结果发现：在现有的气密型电动机中，定子铁心固定于壳体，因此，定子铁心受到壳体的加工精度影响，提高转子和定子的同心度受到限制。从而，发现因旋转产生的振动不能够有效降低。所以，在本发明中，将一对端部托架通过嵌合构造固定于定子铁心的轴线方向两侧的铁心端部。通过采用上述构造，能够将一对端部托架可靠地支承于定子铁心，能够配置为使壳体与定子铁心不连结。因此，定子铁心不会受到壳体影响，能够提高其与一对端部托架的中心的同心度。其结果，能够提高定子和转子的同心度，能够实现电动机的低振动。
另外，如本发明那样，能够使壳体与定子铁心不连接的情况下进行配置，没有如现有技术那样，将定子铁心压入或粘接于壳体内的工序，因此，能够在不与壳体连结的定子铁心上形成绕组部。因此，电线端部的接线作业不会因壳体的存在而带来不便，而且，能够利用机械自动化进行这种接线作业。
另外，根据本发明，并没有使用粘接剂将定子铁心的外周面固定在壳体的内周面，因此，能够防止如现有技术那样因壳体和定子铁心之间的粘接剂而产生漏气。
端部托架可以构成为具有：托架主体、内侧肋和环状的外侧肋。内侧肋与托架主体一体形成，并***定子铁心内部与定子铁心的铁心端部嵌合。环状的外侧肋与托架主体一体形成，位于比内侧肋靠径向外侧并***壳体端部的内部，与定子铁心的铁心端部的端面抵接且通过气密连结构造与壳体的壳体端部气密连结。并且，在内侧肋内嵌合有轴承。由此，利用内侧肋及外侧肋将一对端部托架用简单地构造牢固地固定在定子铁心的轴线方向两侧的铁心端部。
气密连结构造可以由配置在外侧肋与壳体端部的内周面之间的第一O型密封环、和配置在壳体端部的端面与端部托架的托架主体之间的第二O型密封环构成。由此，能够用少量的O型密封环有效地分别气密连结壳体的轴线方向两侧的壳体端部和一对的端部托架。
在外侧肋形成有向径向外侧开口的环状槽，在该环状的槽中嵌合有第一O型密封环。由此，仅将第一O型密封环配置于环状的槽内，即可维持外侧肋与托架主体之间的气密性。
优选在端部托架的托架主体的内表面与外侧肋的外周面之间形成有环状的O型密封环定位用角部，在所述O型密封环定位用角部配置有第二O型密封环。由此，仅将第二O型密封环配置在端部托架的环状的O型密封环定位用角部，即可维持托架主体与壳体之间的气密性。
在一对端部托架一侧的端部托架的托架主体上可以形成有多个组装用贯通孔，在所述多个组装用贯通孔中分别***有多个紧固用螺钉构件，在一对端部托架的另一端部托架的托架主体上可以形成有多个螺纹孔，所述多个螺纹孔中螺合有在多个紧固用螺钉构件的前端部形成的螺纹部。这时，优选如下所述安装各构件。首先，由所述一对端部托架的所述一对轴承支承所述转子的所述轴，且在一对端部托架之间配置有定子及壳体，进而，在壳体的轴线方向两侧的壳体端部和一对端部托架之间配置有一对气密连结构造而构成的组合状态下，多个紧固用螺钉构件***在一侧的端部托架的托架主体上形成的多个组装用贯通孔。并且，多个紧固用螺钉构件的螺纹部螺合于在另一端部托架的所述托架主体形成的多个螺纹孔。由此，端部托架的外侧肋按压定子铁心的所述端面，且通过第二O型密封环向壳体按压端部托架。因此，通过调整多个紧固用螺钉构件的紧固度，能够适当地维持一对框架和壳体之间的气密性。
发明效果
根据本发明，通过嵌合构造将一对端部托架固定于定子铁心的轴线方向两侧的铁心端部，因此能够将一对端部托架可靠地支承于定子铁心，能够配置为使壳体与定子铁心不连结。因此，定子铁心不会受到壳体影响，能够提高一对端部托架的中心的同心度。其结果，能够提高转子与定子的同心度，从而能够实现电动机的低振动化。
另外，因为配置为使壳体与定子铁心不连结，所以没有如现有技术那样将定子铁心压入或粘接于壳体内的工序，因此，能够在不与壳体连结的定子铁心上形成绕组部。因此，电线端部的接线作业不会因壳体的存在而带来不便，能够利用机械自动化进行这种接线作业。
另外，由于没有使用粘接剂将壳体的内周面固定在定子铁心的外周面，因此能够防止如现有技术那样，因壳体与定子铁心之间的粘接剂而产生漏气。
附图说明
图1是使在冷冻机中使用的本发明的一实施方式的气密型电动机的一半处于虚线断开状态示出的图。
图2是图1的M部放大图。
图中：1-转子，3-定子，5-壳体，7、9-一对端部托架，11、13-一对球轴承，15-轴，19-定子铁心，21-绕组部，23-磁轭，25-磁极，27-绝缘体，31-内侧肋，33-外侧肋，37-第一O型密封环，39-第二O型密封环。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明一实施方式。图1是使本实施方式的冷冻机中使用的气密型电动机的一半处于断开状态示出的图，图2是图1的M部放大图。如图1所示，本例的气密型电动机具有转子1、定子3、壳体5、一对端部托架7、9和一对球轴承11、13。转子1具有轴15和固定在轴15的外周的转子构件17。转子构件17具备层叠磁性钢板而形成且嵌合于轴15的基体部17a、嵌合于轴15及基体部17a的多个永久磁铁17b。
定子3层叠磁性钢板而形成，具有定子铁心19和多个绕组部21。定子铁心19配置在轴的径向外侧且具有为筒形状的磁轭23和从磁轭23向轴15侧突出并与转子构件17相对的多个磁极25。多个绕组部21以隔着绝缘体27分别卷绕在多个磁极25上的状态设置在定子铁心19上。
壳体5是由钢铁构成的筒状，配置在定子3的径向外侧并覆盖定子3。如后所述，壳体5与一对端部托架7、9连接。壳体5发挥确保作为冷冻机用的气密型电动机的耐压性和气密性的作用。
一对端部托架7、9分别具有：在径向延伸的托架主体29；与托架主体29一体形成并从该托架主体29向轴线方向突出的环状的内侧肋31；与托架主体29一体形成并位于比内侧肋31靠径向外侧的环状外侧肋33。托架主体29具有矩形的凸缘形状。在一对端部托架7、9的一侧的端部托架7的托架主体29(29A)的四角分别形成有组装用贯通孔29a。另外，在一对端部托架7、9中的另一端部托架9的托架主体29(29B)的四角形成有螺纹孔29b。紧固用螺钉构件30分别***组装用贯通孔29a，在紧固用螺钉构件30的前端部形成的螺纹部30a分别螺合于螺纹孔29b。另外，在另一端部托架9的托架主体29(29B)的中央部形成有使轴15穿过的孔35。一对端部托架7、9配置为：各个内侧肋31向彼此面对的方向突出，各个外侧肋33向彼此面对的方向突出。
在一对端部托架7、9的各内侧肋31的内周面31a分别嵌合有一对球轴承11、13。利用一对球轴承11、13，轴15被一对端部托架7、9分别旋转自如地支承。各内侧肋31***定子铁心19的内部，各内侧肋31的外周面31b分别嵌合于多个磁极25的轴线方向的两端(定子铁心19的轴线方向两侧的铁心端部)19a。换言之，一对端部托架7、9通过嵌合构造而固定于定子铁心19的轴线方向两侧的铁心端部19a。
一对尾架7、9的外侧肋33的突出尺寸(高度尺寸)比各内侧肋31的突出尺寸(高度尺寸)小。如图2所示，外侧肋33具有位于托架主体29侧的大径部33a和与大径部相连的小径部33b，该外侧肋33***壳体5的轴线方向两侧的壳体端部5a的内部。此外，图2是另一端部托架9的托架主体29(29B)与壳体5及定子铁心19的接合部分的放大图，但一侧的端部托架7的托架主体29(29A)与壳体5及定子铁心19的接合部分也具有相同的构造。大径部33a的外周面33e位于比小径部33b的外周面33f靠径向外侧。小径部33b的端面33c分别与定子铁心19的磁轭23的轴线方向的两端面(定子铁心19的铁心端部19a的端面)19b抵接。由此，多个绕组部21配置在由托架主体29、内侧肋31和外侧肋33所包围的空隙内。另外，在小径部33b与大径部33a邻接的部分形成有向径向外侧开口的环状的槽33d。在槽33d内嵌合有第一O型密封环37。该第一O型密封环37配置在外侧肋33和壳体端部5a的内周面之间。另外，在壳体端部5a的端面5b与托架主体29之间配置有第二O型密封环39。并且，在一对端部托架7、9的托架主体29的内表面和外侧肋33的外周面之间形成有环状的O型密封环定位用角部9a，该O型密封环定位用角部9a配置有第二O型密封环39。在本例中，利用第一O型密封环37及第二O型密封环39构成分别气密连接壳体端部5a和一对端部托架7、9的一对气密连结构造。因此，外侧肋33通过气密连结构造(37、39)与壳体端部5a气密连结。另外，在本例中，定子铁心19的外周面19c与小径部33b的外周面33f处于同一面上。因此，第一O型密封环37的外周面37a及大径部33a的外周面33e位于定子铁心19的外周面19a的径向外侧。因此，在壳体5与定子铁心19之间形成间隙G，壳体5与定子铁心19没有连结。
本例的气密型电动机如下所述进行制造。首先，将电线卷绕在绝缘体27上再将其整体安装于定子铁心19的多个磁极25上而形成卷绕部21来制作定子3。此外，也可以将绝缘体27安装在定子铁心19之后，隔着绝缘体27将电线卷绕在定子铁心19的多个磁极25上而形成绕组部21。接着，利用机械自动化进行形成绕组部21的电线的接线作业。并且，在一对端部托架7、9的一对球轴承11、13上支承有转子1的轴15，在一对端部托架7、9之间配置有定子3及壳体5，进而在壳体端部5a和一对端部托架7、9之间配置有所述一对气密连结构造(37、39)而构成的组合状态下，四个紧固用螺钉构件30***在一侧的端部托架7的托架主体29A形成的四个组装用贯通孔29a。并且，使四个紧固用螺钉构件30的螺纹部30a螺合于在另一端部托架9的托架主体29B上形成的四个螺纹孔29b。由此，在将一对端部托架7、9的外侧肋33向定子铁心19的端面按压的同时，通过第二O型密封环39将一对端部托架7、9向壳体5按压，从而完成气密型电动机。
根据本例的气密型电动机，将一对端部托架7、9通过嵌合构造固定在定子铁心19的轴线方向两侧的铁心端部19a，从而能够将一对端部托架7、9可靠地支承在定子铁心19，能够使壳体5和定子铁心19不连结地配置。因此，定子铁心19能够在不受壳体影响的情况下，提高与一对端部托架7、9的中心C的同心度。其结果，能够提高转子1与定子3的同心度，能够实现电动机的低振动化。另外，在气密型电动机的制造中，由于在没有与壳体5连结的定子铁心19上形成绕组部21，因此，形成绕组部21的电线的端部的接线作业不会因壳体5的存在而带来不便。因此，能够利用机械的自动化进行接线作业，从而能够促进气密型电动机的批量生产。

Claims (6)

1.一种气密型电动机，其特征在于，具备：
转子，其具有转子构件及固定有该转子构件的轴；
定子，其具备配置在所述轴的径向外侧的定子铁心及设置于该定子铁心的多个绕组部；
一对轴承，其支承所述轴，并使该轴旋转自如；
一对端部托架，其分别固定有所述一对轴承，且通过嵌合构造固定在位于所述定子铁心的所述轴的轴线方向两侧的铁心端部；
筒状的壳体，其配置在所述定子的所述径向外侧而覆盖所述定子；
一对气密连结构造，其分别气密连结所述壳体的所述轴线方向两侧的壳体端部和所述一对端部托架，并且
所述壳体与所述定子铁心没有连结。
2.根据权利要求1所述的气密型电动机，其特征在于，
所述端部托架具有：
托架主体；
内侧肋，其与所述托架主体一体形成，并***所述定子铁心内部与所述定子铁心的所述铁心端部嵌合；
环状的外侧肋，其与所述托架主体一体形成，位于所述内侧肋的所述径向外侧，并***所述壳体端部的内部，与所述定子铁心的所述铁心端部的端面抵接且通过所述气密连结构造而与所述壳体的所述壳体端部气密连结，
在所述内侧肋内嵌合有所述轴承。
3.根据权利要求2所述的气密型电动机，其中，
所述气密连结构造包括：配置在所述外侧肋与所述壳体端部的内周面之间的第一O型密封环和配置在所述壳体端部的端面与所述端部托架的所述托架主体之间的第二O型密封环。
4.根据权利要求3所述的气密型电动机，其中，
所述外侧肋形成有向径向外侧开口的环状的槽，在所述环状的槽中嵌合有所述第一O型密封环。
5.根据权利要求4所述的气密型电动机，其中，
在所述端部托架的所述托架主体的内表面与所述外侧肋的外周面之间形成有环状的O型密封环定位用角部，且在所述O型密封环定位用角部配置所述第二O型密封环。
6.根据权利要求3、4或5所述的气密型电动机，其特征在于，
在所述一对端部托架的一方的所述端部托架的所述托架主体上形成有多个组装用贯通孔，在所述多个组装用贯通孔中分别***多个紧固用螺钉构件，
在所述一对端部托架的另一方的所述端部托架的所述托架主体上形成有多个螺纹孔，所述多个螺纹孔中螺合在所述多个紧固用螺钉构件的前端部形成的螺纹部，
在所述一对端部托架的所述一对轴承支承所述转子的所述轴，且在所述一对端部托架之间配置有所述定子及所述壳体，进而，在所述壳体的所述轴线方向两侧的所述壳体端部和所述一对端部托架之间配置所述一对气密连结构造而构成的组合状态下，所述多个紧固用螺钉构件***在所述一方的端部托架的所述托架主体上形成的多个组装用贯通孔，所述多个紧固用螺钉构件的螺纹部螺合于在所述另一方的端部托架的所述托架主体上形成的多个螺纹孔，由此，所述端部托架的所述外侧肋按压于所述定子铁心的所述铁心端部的所述端面，且经由所述第二O型密封环向所述壳体按压所述端部托架。
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