專利名稱：內(nèi)置熱保護(hù)器的模制電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用具有電絕緣性的、由合成樹脂制成的鑄造材料鑄造線圈的模制電動機(jī)(mould motor)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在家用空調(diào)器等的送風(fēng)風(fēng)扇中使用的電動機(jī)，如日本實(shí)用新型公開公報平5-2553號(H02K3/44)所示，大多采用由具有電絕緣性的熱固性樹脂(鑄造材料)整體固化(鑄造)定子鐵心和線圈(定子線圈)的電動機(jī)(以下稱為模制電動機(jī))。
當(dāng)在這種模制電動機(jī)的線圈中流過過大電流而發(fā)生異常發(fā)熱時，就存在燒毀或著火以至于火災(zāi)的問題，因此在這種模制電動機(jī)中安裝如上述公報中所示的作為熱敏元件的保護(hù)用熱保護(hù)器。
該熱保護(hù)器是在有底筒狀的矩形樹脂外殼內(nèi)封入雙金屬接點(diǎn)而構(gòu)成的，該樹脂外殼由模制電動機(jī)本體尺寸所限制，通常為長3.9mm、橫15.5mm、寬7.3mm、厚0.9mm左右的尺寸。
所述熱保護(hù)器是整體鑄造在模制電動機(jī)的鑄造材料中，或者如上述公報那樣用后插入的方法裝到鑄造時預(yù)先形成的容納凹處內(nèi)。這樣，檢測線圈的異常發(fā)熱使雙金屬片動作，以完成斷開電源等保護(hù)動作。
但是，由于現(xiàn)有的熱保護(hù)器的樹脂外殼是用聚丁基對苯二酸酯材料成型的，則在在鑄造材料中進(jìn)行整體鑄造的方式下，因鑄造時的溫度和壓力造成樹脂外殼變形，從而產(chǎn)生雙金屬接點(diǎn)的動作點(diǎn)偏移的問題。
即，上述聚丁基對苯二酸酯的熱變形溫度，即使在該材料是用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)的情況下，在壓力為18.6kg/平方厘米下是+200℃，而未進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的材料的熱變形溫度，在同等條件下低至+60℃，而在模制電動機(jī)的鑄造材料是不飽和聚酯樹脂的情況下，由于其模鑄溫度和壓力分別是+160℃和70kg/平方厘米，則在該溫度和壓力下樹脂外殼容易發(fā)生變形。
為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，在熱保護(hù)器上包覆鋼板制的外覆層，然后將其適當(dāng)?shù)嘏c定子線圈接觸，再進(jìn)行模鑄等的復(fù)雜作業(yè)。
另一方面，如上述公報那樣，在形成容納部分后進(jìn)行插入的方式下，無論如何都不能得到同線圈的直接接觸而使熱傳導(dǎo)速度被延遲。為此，從異常發(fā)熱開始到熱保護(hù)器產(chǎn)生動作為止的延時變長，則保護(hù)動作滯后，為了避免這種情況，曾試圖采取把雙金屬片的動作點(diǎn)設(shè)低的對策，但在有關(guān)的情況下，就有易于產(chǎn)生誤動作的問題。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題而進(jìn)行的，其目的是提供這樣一種模制電動機(jī)，它能夠改善裝配作業(yè)性并且能實(shí)現(xiàn)熱保護(hù)器的高精度保護(hù)動作。
本發(fā)明的模制電動機(jī)具有定子鐵心、設(shè)在該定子鐵心中的定子線圈以及受到由該定子線圈產(chǎn)生的磁場的作用而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，同時至少定子線圈的一部分由對合成樹脂鑄造材料進(jìn)行模鑄而形成，其中還包括由有底筒狀的合成樹脂外殼和封入該外殼內(nèi)并在預(yù)定溫度切換開閉的雙金屬接點(diǎn)所構(gòu)成的熱保護(hù)器、用于通過該熱保護(hù)器的雙金屬接點(diǎn)來控制提供給定子線圈的通電的連線；合成樹脂鑄造材料的作用是使熱保護(hù)器的合成樹脂外殼同定子線圈的線圈端部相接觸并且保持合成樹脂外殼同鑄造材料的緊密貼合，進(jìn)而埋設(shè)連接線。
連接線是在埋設(shè)在鑄造材料內(nèi)的印刷電路板上所形成的布線圖形，熱保護(hù)器的雙金屬接點(diǎn)和定子線圈是通過該布線圖形連接起來的。
根據(jù)本發(fā)明，由于是在把合成樹脂外殼同定子線圈的線圈端部相接觸的狀態(tài)下整體鑄成熱保護(hù)器并且使鑄造材料緊貼在樹脂外殼表面上，就可以大大簡化熱保護(hù)器的裝配作業(yè)，而改善模制電動機(jī)的裝配作業(yè)性。由于提高了熱保護(hù)器同定子線圈的熱傳導(dǎo)性，就能實(shí)現(xiàn)迅速的保護(hù)動作。
此外，本發(fā)明的模制電動機(jī)是用模鑄時的壓力下的熱變形溫度高于模鑄溫度的樹脂材料來形成熱保護(hù)器的合成樹脂外殼。
并且用對于模鑄時鑄造溫度和壓力的變形量為零或極小的樹脂材料來形成熱保護(hù)器的合成樹脂外殼。
而且，熱保護(hù)器的合成樹脂外殼是用在壓力18.6kg/平方厘米下的熱變形溫度為+260℃以上的聚次苯基硫化物樹脂形成的。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使在鑄造時的溫度和壓力下也能使熱保護(hù)器的合成樹脂外殼的變形量為零或極小，就能防止誤動作的發(fā)生而實(shí)現(xiàn)高精度的保護(hù)動作。
本發(fā)明的模制電動機(jī)中，定子線圈是圓環(huán)型電動機(jī)的定子線圈，熱保護(hù)器的樹脂外殼同該定子線圈的線圈端部相接觸。
再者，定子線圈是分相線圈、凸極線圈或罩極型電動機(jī)的定子線圈，熱保護(hù)器的樹脂外殼同該定子線圈的線圈端部相接觸。
根據(jù)本發(fā)明，可使熱保護(hù)器的樹脂外殼小型和薄型化，因而最適合于可實(shí)現(xiàn)特別小型化的環(huán)形電動機(jī)的定子線圈的保護(hù)。
本發(fā)明的模制電動機(jī)中，把在壓力為18.6kg/平方厘米下熱變形溫度為+260℃以上以及在溫度為+320℃、壓力為1000kg/平方厘米下流動長為120mm的聚次苯基硫化物樹脂在+290℃～+310℃的溫度下加熱熔融，以50～70kgf/平方厘米的射出壓力注入到保持在+150℃的溫度下的預(yù)定金屬模內(nèi)，然后通過冷卻形成有底筒狀的樹脂外殼，同時在該樹脂外殼內(nèi)插入雙金屬接點(diǎn)，通過在將引線引出的狀態(tài)下進(jìn)行封口而構(gòu)成內(nèi)置的熱保護(hù)器。
圖1是本發(fā)明的模制電動機(jī)的縱截面圖；圖2是本發(fā)明的橫制電動機(jī)定子的縱截面圖；圖3是圖2的定子的后視圖；圖4是圖2的定子的正視圖；圖5是本發(fā)明的模制電動機(jī)的平截面圖；圖6是本發(fā)明的模制電動機(jī)的定子鐵心的平面圖；圖7是本發(fā)明的內(nèi)置于模制電動機(jī)中的熱保護(hù)器的平截面圖；圖8是圖7的熱保護(hù)器的A-A線截面圖；圖9是本發(fā)明的模制電動機(jī)的電路圖；圖10是圖7的熱保護(hù)器的成型金屬模的縱截面圖；圖11是表示本發(fā)明的模制電動機(jī)的制造過程的金屬模的縱截面圖。
下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是本發(fā)明的模制電動機(jī)M(單相感應(yīng)電動機(jī))的縱截面圖。該模制電動機(jī)M如圖1所示那樣具有定子A和轉(zhuǎn)子B及轉(zhuǎn)軸C，在定子鐵心1中，線圈3(定子線圈)以環(huán)狀繞裝在軛部1C、2C上，軛部1C、2C通過絕緣體(insulator)2跨在鐵心1的齒部1b、2b之間，通過從個側(cè)填充由作為電絕緣性合成樹脂的不飽和聚酯所構(gòu)成的預(yù)先混合鑄造材料來進(jìn)行模鑄從而形成機(jī)架4。
其中，通過把圖6所示的半環(huán)狀(弧狀)的電磁鋼片多層疊裝起來并由鉚接把凸起5聯(lián)結(jié)起來，在夾緊的半環(huán)狀(弧狀)的鐵心1a、2a上分別設(shè)置絕緣體2(半環(huán)狀(弧狀))和線圈3，在此狀態(tài)下相互對接，然后用上述鑄造材料進(jìn)行模鑄連接而形成圓環(huán)狀(環(huán)狀)，由此得到定子鐵心1。
在由定子鐵心1、絕緣體2和線圈3構(gòu)成的定子A的上述絕緣體2上裝有半環(huán)狀(弧狀)的印刷電路板12A、12B，在該印刷電路板12A、12B裝有霍耳元件(或霍耳IC)H和熱保護(hù)器S等驅(qū)動電路部件。此時，從絕緣體2上凸出地設(shè)置用于支撐電路板的銷釘38，在該銷釘38上插入扣合印刷電路板12A、12B的支撐孔40。由此，印刷電路板12A、12B跨在半環(huán)狀的絕緣體2之間，由其進(jìn)行支撐，同時通過印刷電路板12A、12B把定子鐵心的兩鐵心1a、2a結(jié)合成環(huán)狀。而且，這兩印刷電路板12A、12B的安裝位置是在定子A的線圈端部側(cè)，故該位置不同線圈3相接觸。
裝有線圈3的定子鐵心1通過用上述鑄造材料整體成型固化而形成定子A，此時，印刷電路板12A、12B埋設(shè)在鑄造材料內(nèi)。同印刷電路板12相連接的熱保護(hù)器S設(shè)置成同定子A的線圈端部側(cè)的線圈3相接觸，由上述鑄造材料模鑄成一體。
在印刷電路板12A、12B上形成位于連接電源的端子13(僅在印刷電路板12A上)和如下述的連接線圈3的多個連接部分24之間的多個布線圖形。例如，在四極的情況下，如圖5所示，形成D、E、F、G、N的布線圖形(連線)，熱保護(hù)器S同該布線圖形的一部分相連接，通過相應(yīng)的布線圖形同線圈3相連接。
而且，在未設(shè)置印刷電路板的情況下，熱保護(hù)器S直接連接到線圈3終端上的不具備線圈功能的部分(連接線)上。
上述印刷電路板12A、12B具有凸出到其外周和內(nèi)周的多個上述連接部分24··，該連接部分24形成向著對方其寬度變寬的形狀，同時，從上述各布線圖形D、E、F、G、N延伸到該連接部24的表面上的布線圖形25成為與連接部分24相似的擴(kuò)口狀。在包括該布線圖形25的連接部分24上繞有線圈3的引線26，并進(jìn)行焊接。
在上述印刷電路板12A、12B上，如圖5所示，在避開上述布線圖形的位置上設(shè)有印刷電路板12A、12B的支撐銷釘27的連接部分28。在印刷電路板12A上安裝同上述端子13相連接的供電引線15，由固定在該引線上的合成樹脂制的襯套16夾住該引線15，以保護(hù)其免受模鑄成型時產(chǎn)生的熱和壓力，或者照顧到同樹脂的貼合性的改善。
在圖1中，在機(jī)架4上設(shè)有同機(jī)架4整體形成在軸向一側(cè)的軸承座6。在機(jī)架4的軸向的另一側(cè)設(shè)有由鋼板沖壓加工形成的軸承架9，該軸承架9通過小螺釘10固定在機(jī)架4上，由嵌在其內(nèi)部的軸承11和軸承7支承具有上述轉(zhuǎn)子線圈的轉(zhuǎn)子B。
下面用圖7和圖8來說明上述本發(fā)明的熱保護(hù)器S。在有底筒狀的矩形樹脂外殼50內(nèi)，熱保護(hù)器S的構(gòu)成包括安裝在用導(dǎo)電材料構(gòu)成的臂54上的雙金屬片53及活動觸點(diǎn)51；同用導(dǎo)電材料構(gòu)成的板55一起安裝在其上的固定觸點(diǎn)52；分別連接在臂54和板55上的引線59和60；聚次苯基硫化物樹脂制的絕緣部件56和57以及環(huán)氧樹脂制的封口材料58等。
上述樹脂外殼50具有長3.9mm、橫15.5mm、寬7.3mm、厚0.9mm的尺寸，其材質(zhì)由聚次苯基硫化物樹脂形成。
該聚次苯基硫化物的熱變形溫度在壓力為18.6kg/平方厘米下為+260℃以上，在溫度為+320℃、壓力為1000kg/平方厘米下的流動長為120mm。
在成型這種樹脂外殼50時，如圖10所示，在上金屬模61和下金屬模62之間插入中金屬模63，用泵體67把熔融的聚次苯基硫化物樹脂通過噴嘴66從注入口64注入到由上述金屬模子形成的空間內(nèi)。此時，在泵體67的前段在+140℃下把聚次苯基硫化物的顆粒預(yù)干燥三小時。泵體67的料斗一側(cè)溫度保持在+290℃～+300℃，泵體67的噴嘴側(cè)溫度保持在+310℃，噴嘴66溫度保持在+310℃～320℃，各金屬模61～63的溫度保持在+150℃，同時射出壓力為50～70kgf/平方厘米。
其中，雖然上述聚次苯基硫化物的流動長在溫度為+320℃、壓力為1000kg/平方厘米下是120mm，但如上述那樣通過由溫度和壓力進(jìn)行成型的話，把熔融的樹脂材料注滿金屬模內(nèi)而進(jìn)行高精度成型。
在注入之后，冷卻金屬模61～63，使聚次苯基硫化物固化，然后從金屬模中取出樹脂外殼50。接著，在樹脂外殼50內(nèi)插入上述臂54、雙金屬片53和活動觸點(diǎn)51、板55和固定觸點(diǎn)52、絕緣部件56和57以及分別與臂54和板55相連接的引線59和60。在引出引線59、60的狀態(tài)下用密封材料58進(jìn)行封口而制成熱保護(hù)器S。
而且，用于聚次苯基硫化物的玻璃纖維等的填充劑很多。由于在成型時存在產(chǎn)生微量腐蝕性氣體的情況，因而就需要采用耐磨損性和耐腐蝕性兼?zhèn)涞牟牧献鳛榻饘倌２牧稀?br>
如圖11所示，這種模制電動機(jī)M裝有絕緣體2并結(jié)合成圓環(huán)狀(環(huán)狀)，同時把裝有線圈3、印刷電路板12A、12B的定子鐵心1放置在由上模29和下模30組成的金屬模內(nèi)，從兩處注入口引注入由不飽和聚酯組成的鑄造材料來模鑄定子A。
此時的鑄造溫度為+160℃、壓力為70kg/平方厘米，但由于合成樹脂注入時支撐銷釘27從上模29凸出(由此，在機(jī)架4的里面形成圖3的孔28A)，頂在印刷電路板12A、12B的上述相接觸部分28上從而定位支撐印刷電路板12A、12B，因而防止了印刷電路板12A、12B的位置偏移和變形，在預(yù)定位置上印刷電路板12A、12B同定子A一起被固化。
鑄造材料緊貼固化在熱保護(hù)器S的樹脂外殼50的表面上，但由于樹脂外殼50與現(xiàn)有的降丁基對苯二酸酯相比是用上述熱變形溫度高的聚次苯基硫化物成型制成的，因而即使在上述壓力和溫度下整體鑄造在鑄造材料中，樹脂外殼50的變形量也是為零或極小的。由此，消除了熱保護(hù)器S本身的變形而防止了誤動作。這已經(jīng)由把模鑄狀態(tài)的定子A插入烘箱的實(shí)驗(yàn)(雙金屬53的動作溫度+130℃、復(fù)位溫度+90℃)所確認(rèn)。尤其是，不需要象現(xiàn)有技術(shù)那樣在模鑄時包覆鋼板制的外包覆等，因而能大大簡化裝配作業(yè)。
在圖9中表示出模制電動機(jī)M的電路圖。3M、3A分別是構(gòu)成線圈3(定子線圈)的主繞組、輔助繞組，本發(fā)明的熱保護(hù)器S通過雙向可控硅63同商用交流電源AC相連。該雙向可控硅63的控制極由控制器64控制，檢測轉(zhuǎn)數(shù)的上述霍耳元件H的輸出同控制器64相連。電容器62串聯(lián)到輔助繞組3A上。
下面用以上結(jié)構(gòu)來說明其工作情況。在通常狀態(tài)下，熱保護(hù)器S的活動觸點(diǎn)51如圖8所示同固定觸點(diǎn)52相接觸。當(dāng)由控制器64觸發(fā)雙向可控硅63時，給主繞組3M和輔助繞組3A通電，轉(zhuǎn)子B開始旋轉(zhuǎn)?？刂破?4根據(jù)霍耳元件H的輸出來控制雙向可控碴63的導(dǎo)通時間，進(jìn)行模制電動機(jī)M的轉(zhuǎn)數(shù)控制。
當(dāng)轉(zhuǎn)子B堵轉(zhuǎn)等時在線圈3(3M、3A)中流過過大電流而產(chǎn)生導(dǎo)常發(fā)熱的話，雙金屬片53產(chǎn)生動作而驅(qū)動臂54，使活動觸點(diǎn)51和固定觸點(diǎn)52從圖8的狀態(tài)分開。由此，斷開線圈3的通電，模制電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)停止。在此情況下，由于熱保護(hù)器S同線圈3相接觸而熱傳導(dǎo)性良好，則雙金屬片53能進(jìn)行高精度的動作。
雖然在實(shí)施例中是以感應(yīng)電動機(jī)為前提的，但也可以適用于直流電動機(jī)。雖然定子A的線圈3是以環(huán)型方式來進(jìn)行說明的，但并不僅限于此，也可以是分相繞組、凸極繞組、罩極型。
如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明，在使樹脂外殼同繞組相接觸的狀態(tài)下，用鑄造材料把熱保護(hù)器同繞組一起模鑄成一體，并且，把鑄造材料緊貼在樹脂外殼表面上，因而大大簡化了熱保護(hù)器的裝配作業(yè)，并改善了模鑄成型電氣裝置的裝配作業(yè)性。由于提高了熱保護(hù)器與繞組的熱傳導(dǎo)性，則能實(shí)現(xiàn)迅速的保護(hù)動作。
由于即使在模鑄時的溫度和壓力下也能使熱保護(hù)器的樹脂外殼的變形量為零或極小，就能防止誤動作的發(fā)生而能實(shí)現(xiàn)高精度的保護(hù)動作。
特別是由于能使熱保護(hù)器的樹脂外殼小型和薄型化，則最適合于對可實(shí)現(xiàn)小型化的環(huán)形電動機(jī)定子繞組進(jìn)行保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種模制電動機(jī)，具有定子鐵心、設(shè)在該定子鐵心上的定子線圈以及受到由該定子線圈產(chǎn)生的磁場作用而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，同時至少所述定子線圈的一部分用合成樹脂制的鑄造材料進(jìn)行模鑄成型，其特征在于，還具有熱保護(hù)器，它由具有底筒狀的合成樹脂外殼和封入該外殼內(nèi)在預(yù)定溫度下開閉切換的雙金屬觸點(diǎn)所構(gòu)成；連結(jié)線，它用于通過該熱保護(hù)器的所述雙金屬觸點(diǎn)來控制供給所述定子線圈的通電；所述合成樹脂鑄造材料使所述熱保護(hù)器的所述合成樹脂外殼同所述定子線圈的線圈端部相接觸，并且使所述合成樹脂外殼和所述鑄造材料保持緊貼，而且埋設(shè)所述連結(jié)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模制電動機(jī)，其特征在于，連結(jié)線是在埋在鑄造材料內(nèi)的印刷電路板上所形成的布線圖形，熱保護(hù)器的雙金屬觸點(diǎn)和定子線圈通過該布線圖形連接起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的模制電動機(jī)，其特征在于，用鑄造時的壓力下的熱變形溫度高于鑄造溫度的樹脂材料形成熱保護(hù)器的外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的模制電動機(jī)，其特征在于，用對于鑄造時的鑄造溫度和壓力而言其變形量為零或極小的樹脂材料形成熱保護(hù)器的外殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的模制電動機(jī)，其特征在于，用壓力為18.6kg/平方厘米下的熱變形溫度為+260℃以上的聚次苯基硫化物樹脂來形成熱保護(hù)器的外殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5的模制電動機(jī)，其特征在于，定子線圈是環(huán)型電動機(jī)的定子線圈，熱保護(hù)器的外殼同該定子線圈的線圈端部相接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5的模制電動機(jī)，其特征在于，定子線圈是分相線圈、凸極線圈或罩極型電動機(jī)的定子線圈，熱保護(hù)器的外殼同該定子線圈的線圈端都相接觸。
8.一種模制電動機(jī)，其特征在于，把壓力為18.6kg/平方厘米下的熱變形溫度為+260℃以上以及溫度在+320℃壓力為1000kg/平方厘米下的流動長為120mm的聚次苯基硫化物樹脂在+290℃～+310℃的溫度下加熱熔融；以50～70kg/平方厘米的射出壓力注入到保持在+150℃溫度下的預(yù)定金屬模內(nèi)；通過冷卻而形成有底筒狀的外殼，同時；把雙金屬觸點(diǎn)插入該外殼內(nèi)；通過在引出引線的狀態(tài)下進(jìn)行封口而構(gòu)成熱保護(hù)器，并內(nèi)置該熱保護(hù)器。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種模制電動機(jī)，該電動機(jī)能夠改善裝配作業(yè)性并且能實(shí)現(xiàn)由熱保護(hù)器產(chǎn)生的高精度的保護(hù)動作。該電動機(jī)具有把雙金屬觸點(diǎn)封入有底筒狀的樹脂外殼內(nèi)而形成的熱保護(hù)器，該熱保護(hù)器在使樹脂外殼同線圈端部相接觸的狀態(tài)下模鑄成一體，并且鑄造材料緊貼在樹脂外殼的表面上。
文檔編號H02K3/00GK1141528SQ9610765
公開日1997年1月29日 申請日期1996年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月14日
發(fā)明者植田俊夫, 齋藤久 申請人:三洋電機(jī)株式會社, 三和技術(shù)株式會社