CN1500305A - 安装在电机套筒上的用罩保持的外部电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以安装在电机(26)的电机套筒(24)上的用罩保持的外部电容器(22)。所述用罩保持的电容器包括带有安装夹(68)的电容器罩(28)，所述安装夹(68)沿电容器罩的内壁成形。安装夹的尺寸使得安装夹可以被保持在冲压在电机套筒上的安装槽(62)内。所述电容器罩容纳一个带有导线(30)的电容器，所述导线(30)从电容器罩内延伸出来并进入由电机套筒限定的内部。在利用本发明的用罩保持的电容器组装电机的过程中，使安装夹滑进形成在电机套筒上的安装槽内，即可将电容器罩安装在电机套筒上。一旦电容器罩处于合适的位置，就安装上电机的端板(74)，从而防止电容器罩从电机套筒上分离。

Description

安装在电机套筒上的用罩保持的外部电容器

相关申请的参考

本申请以2001年3月27日申请的、序号为60/279149的美国临时专利申请为基础，并要求对上述专利申请的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及电机的结构，尤其涉及一种带有电容器的电机，该电容器用于产生电相移，从而在单相交流电机内产生旋转磁场。

背景技术

众所周知，电机包括定子和带有线圈的电枢(或转子)。电机在设计上具有如下特点：通过定子和电枢线圈的电流会产生相反的磁场。当这些磁场试图调准时，电机轴发生旋转。

对于交流电机，用电容器在电机的输入电路内产生电相移、从而产生旋转磁场在工业上是常见的做法。当前用于电机的常见的电容器要么是包含在电机套筒自身内，要么是通过附件连接在电机套筒的外部。

下面参看图1，这是现有技术中将电容器10安装在交流电机的电机套筒12的外部的构型。如图1所示，电机套筒12包括一对从电机套筒的基本上呈圆筒形的外壁延伸的安装柱螺栓14。在电机与电机套筒12的组装过程中，安装柱螺栓14的安装必须作为一个单独的步骤进行。安装柱螺栓14之间保持一定的间距，以便允许电容器10位于安装柱螺栓14之间，因此金属安装带16可以装配在电容器10的上方，而且被一对螺母18紧固在安装柱螺栓14上。需要特别说明的是，金属安装带16包括一对容纳柱螺栓14的安装孔20，而且被那对螺母18紧固。

外部电容器10包括一对附带的接线柱(未示，隐藏在橡胶罩21下方)。带有附带的配套接线柱(未示)的那两根电容器导线从电机套筒12内部的电机(定子组件)穿过电机套筒的导线出口向外延伸，在电机套筒12的内部，这两根电容器导线连接到交流电机的输入电源接线柱上。橡胶罩21罩在所述导线的上方，所述导线从电机(定子组件)穿过电机套筒的导线出口向外延伸。一旦外部电容器10被安装带16固定，且所述的电容器导线的接线柱被连接到所述的电容器接线柱上，所述的橡胶罩21就被安装在整个设备上，以使所述的电容器、电容器导线及其各自的接线柱电绝缘。另外，在电机的组装过程中，安装橡胶罩21需要另外的步骤。

尽管图1所示的附加装置是附装所述外部电容器10的有效办法，但是它却需要额外的部件和劳动来将所述的电容器10紧固到所述的电机套筒12上，并将所述的橡胶罩21安装在整个设备的上方。这些额外的部件和劳动会增加总成本及所述电机的复杂性。

因此，需要一种将外部电容器附装到电机的电机套筒的外部的改进的方法和结构。另外，需要一个外部电容器和相应的导线，在所述电容器被附装到所述电机套筒的外部之后，所述导线得到充分的遮蔽和保护，并与外部元件隔开。

发明内容

本发明是一种可以沿电机的外壳安装的用罩保持的外部电容器。本发明的用罩保持的电容器允许在电机的构造过程中无需额外的工具、部件或制造步骤而安装所述的电容器。

用罩保持的外部电容器包括一个电容器罩，该电容器罩限定了一个大小可以容纳一个电容器的开放式内部，该电容器具有附带的导线。电容器的所述导线被设计用来连接到位于电机外部套筒内的电机上，电机外部套筒环绕所述的电机。电容器罩具有一个与电机套筒的外表面相邻的内壁。电容器罩的内壁包括一个安装夹，所述安装夹具有这样的形状：它可以被电机的金属套筒上的安装槽所接受，所述安装槽在安装套筒内冲压而成。且安装槽具有这样的形状，即它从所述的电机套筒的第一端轴向延伸。

所述的安装夹与电容器罩的所述内表面形成一体，并包括一对隔开的安置槽。所述的安装夹的安置槽的宽度足以安置电机套筒的外壁的厚度，因此可以使所述的电容器罩滑进所述的安装槽内。所述的电容器罩的安装夹包括一个中心槽，包含在电容器罩内的电容器的导线穿过所述的中心槽而进入电机，并连接在电机的电源接线柱上。

一旦电容器导线被连接到电机上，就将一块端板装在电机套筒的第一端上。所述端板的外圆周封闭了所述的安装槽，并防止所述安装夹从电机套筒内脱出。

在本发明的一个实施例中，限定所述电容器罩的那对侧壁延伸穿过电容器罩的所述内壁，并限定了一对支柱。每根所述的支柱都包括一个模压而成的凸块，所述的凸块与电机套筒的外表面接触，因此所述的凸块和支柱在电容器罩的内壁与电机套筒的外表面之间产生一个气隙。

在本发明的另一个实施例中，所述的电容器罩包括一个延伸支架，所述的延伸支架从电容器罩的内壁延伸，并在电容器罩的内壁与电机套筒的外表面之间提供了额外的空间。所述的延伸支架仅沿电容器罩的内壁的一部分成形。

在本发明的又一个实施例中，沿电容器罩形成的所述安装夹包括一对安置槽，每个安置槽又包括一个倾斜的楔形表面。每个楔形表面终止于安装夹的所述顶端的稍下方的一个上表面上。在本发明的该实施例中，形成在电机套筒上的安装槽由一对倾斜的侧壁形成，每个侧壁都包括一个保持突片。所述保持突片与楔形的上表面啮合，从而将所述的安装夹紧紧地保持在安装槽内的合适位置。

在本发明的用罩保持的外部电容器的构造过程中，最初供应的环氧树脂被注入到电容器罩的开放式内部内。然后将电容器材料定位在所述的电容器罩和最初的环氧树脂内，并将电容器导线定位在形成在所述安装夹内的中心槽内。一旦所述电容器和导线处于合适的位置，再次供应的环氧树脂就又被注入电容器罩的开放式内部内，因此，所供应的环氧树脂使所述的电容器具有防水性能。

一旦用罩保持的外部电容器形成之后，就使所述的安装夹滑进形成在电机套筒内的安装槽内，并将电容器导线连接到所述的电机上。当电容器罩沿电机套筒到达合适的位置之后，就装上电机端板以防止电容器罩与电机套筒脱离。

下面将结合附图介绍本发明的其它的各种特点、目的和优点。

附图说明

附图图示说明了目前最佳的实施本发明的方式。在附图中：

图1是现有技术中外部电容器在电机套筒上的安装结构的分解透视图；

图2是本发明中的用罩保持的电容器、电机套筒和端板的分解透视图；

图3是本发明的第一实施例中的用罩保持的电容器的电容器罩和电容器导线的正面透视图；

图4是本发明的第二实施例中的用罩保持的电容器的电容器罩和电容器导线的正面透视图；

图5是本发明的第三实施例中的用罩保持的电容器的电容器罩和电容器导线的正面透视图；

图6是用罩保持的电容器的第一实施例的侧视图；

图7是沿图6中线7-7的剖视图；

图8是沿图6中线8-8的剖视图；

图9是用在用罩保持的电容器上的安装夹和形成在电机套筒上的安装槽的另一实施例的局部透视图。

具体实施方式

首先参看图2，其示出了一种本发明的用罩保持的电容器22。所述的用罩保持的电容器22被设计用来安装在交流电机26的电机套筒24上。所述的用罩保持的电容器22一般包括一个外部电容器罩28，所述的电容器罩28被设计用来容纳一个带有一对导线30的电容器，所述的导线30可以被连接到电源上，所述电源用于使所述的电机26运转。

现在参看图3，本发明的第一实施例中的电容器罩28限定了一个一般为中空的、开放式内部32，所述内部32具有如下形状：可以容纳所想要的带有导线30的电容器。所述的电容器罩由弯曲的外壁34、一对侧壁36和38以及内壁40共同限定。所述的电容器罩28在第一端42和第二端44之间延伸。如图6所示，所述的第二端44由底壁46限定。所述的底壁46为插入电容器罩28内的电容器提供支撑。在本发明的最佳实施例中，整个电容器罩28是用塑料整体模塑而成。

回头再看图3，所述电容器罩28包括一个形成于所述第一端42上的安装夹48。所述的安装夹48从电容器罩28的内壁40延伸。如图2所示，安装夹48包括一对间隔开的安置槽50和52。所述安置槽50、52被限定在一对外唇部分54、56和一对内唇部分58、60之间。根据图2可以理解，安装夹48允许所述的电容器罩28安装在电机套筒24上。

需要特别说明的是，电机套筒24包括一个从电机套筒24的第一端64向内轴向延伸的安装槽62。在本发明的最佳实施例中，电机套筒24由金属形成，而且安装槽62在所述的套筒24上冲压而成。安装槽62由底壁66和一对隔开的侧壁68、70限定。在电机——该电机用到了用罩保持的电容器22——的组装过程中，首先调整电容器22的位置，从而使所述的安装夹48与电机套筒24的安装槽62大体上对齐。一旦对齐后，就使电容器罩28向下滑动，从而使电机套筒24的侧壁68、70被安置在安装夹48内的安置槽50、52内。在本发明的最佳实施例中，那对安置槽50、52之间的安装夹48的宽度与那对隔开的侧壁68、70之间的安装槽62的宽度紧密对应。这样，一旦安装夹48滑进安装槽62，那对外唇部分54、56就会阻止电容器罩28沿径向被向外拉出，并防止它与安装槽62脱离。安置槽50、52和间隔开的侧壁68、70之间的最佳的滑动配合在某种程度上能够防止电容器罩28从安装槽62中轴向滑出。该滑动配合允许电容器罩28保持在合适的位置，以在安装端板74之前装配其它的电机组件。

回头再看图3，安装夹48具有这样的结构：它包括一个从安装夹48的第一端72轴向向内延伸的中心槽70。所述的中心槽70的宽度允许那对导线30延伸出电容器罩28。如图所示，中心槽70的宽度应使所述的导线30彼此紧靠安装，从而防止环氧树脂流出电容器罩28。如图7和8所示，每根所述导线30都连接到浸在环氧树脂100内的电容器材料108上。仅仅是为了便于显示，图3-5未给出所述的环氧树脂材料。然而，应该理解用罩保持的电容器——包括罩28——包括所供应的环氧树脂和一内部电容器。

当电容器罩28安装在电机套筒24上时，那对导线30就延伸到圆筒形电机套筒24的内部，并且可以连接到电机26上，如图2所示。

一旦电容器罩28安装在电机套筒24上之后，端板74就以传统的方法安装在电机套筒24的第一端64上。当端板74安装在电机套筒24上时，端板74的外圆周76就盖住了安装槽62的开口，并防止安装夹48沿轴向滑出安装槽62。以这种方式，端板74就将安装夹48及整个用罩保持的电容器22固定在电机套筒24上。这样，一旦端板74安装完毕，电容器罩28就不能从电机套筒24上取下，无论是沿轴向还是沿径向。

如前所述，与图1所示的现有技术中的电机相比，使用本发明的电容器罩28减少了将外部电容器安装在电机上所需的元件的数目以及操作步骤。如前所述，现有技术中的电机需要如下步骤：插入安装柱螺栓14，紧固安装柱螺栓14，沿电机套筒定位外部电容器，连接安装带16，紧固螺母18，将接线柱连接到电容器导线上，将电容器导线连接到电机的电源导线上，将电容器导线的接线柱连接到电容器的接线柱上，安装橡胶罩，使其罩住整个外部导线和接线柱结构，从而提供所需的电绝缘。

根据图2可以理解，安装用罩保持的外部电容器22(包括电容器罩28)的过程仅需如下步骤：将附带的电容器导线30连接到电机内部的电源导线上，使安装夹48与安装槽62对齐，使安装夹48滑进安装槽62内，紧固端板74。显然，相对于图1所示的现有技术来说，该方法和装置减少了元件的数目和组装过程的复杂性。

回头再看图3，在本发明的第一实施例中，每个侧壁36、38都延伸穿过内壁40，从而限定了一对间隔开的支柱78、80。支柱78、80的一部分与金属电机套筒24的弯曲的外表面相接触。支柱78、80在部分内壁40和电机套筒24的外圆周之间产生一个气隙。该气隙减少了从电机套筒24内的电机26和包含在电容器罩28内的电容器传递的热量。如图7所示，电容器罩28包括一对凹槽82和84，这对凹槽在电容器罩28的所述壁和电机套筒的外表面之间提供了额外的气隙。

回到图3，在所示的本发明的实施例中，那对支柱78、80中的每一根都包括一个模压成型的凸块86，所述的凸块86使那对支柱78、80与电机套筒24隔开，从而增加了气隙，并增加了电容器罩28和电机套筒24之间的气体流动。在本发明的最佳实施例中，支柱78、80和电机套筒24之间的最小缝隙以及侧壁36、38的倾斜构造使得电容器罩的可抓住表面最小化。最小的可抓住的表面减少了电容器罩被用作把手来搬运电机的可能性，这样在组装操作中，电容器罩28和电机套筒24之间的榫型接合面上的不适当的应力就得以减小。

现在看一下图4，这是电容器罩87的第二实施例。在图4所示的实施例中，每一个侧壁88、90都终止于内壁92。反过来，内壁92呈拱形，并且其曲率一般与电机套筒的外圆周的曲率相当。这样，当电容器罩87被安装在电机套筒上时，内壁92一般与电机套筒的外圆周接触。

现在看图5，这是电容器罩93的第三个实施例。如图5所示，电容器罩93包括一个形成在电容器罩的第一端96上的延伸支架94。所述的延伸支架94包括第一支撑部分98和第二支撑部分100，二者分别位于安装夹101的相对侧上。这两个支撑部分98和100包括一个拱形接触面102。所述的拱形接触面102的半径大致对应于电机套筒的外圆周的半径。如图5所示，接触面102的位置远离内壁106的的外表面104，因此在安装电容器罩93时，所述的外表面104会与电机套筒保持一定的距离，从而在电容器罩93和电机套筒之间提供一个气隙。

尽管图3-5给出了多个电容器罩的实施例，但每个电容器罩都包括一个电容器(未示)，所述电容器被包含在由电容器罩的外壁所限定的开放式内部内。在安装用罩保持的电容器的过程中，最初供应的环氧树脂被注入由电容器罩28所限定的开放式内部内。接下来，如图8所示，电容器被插入由电容器罩28所限定的开放式内部和最初供应的环氧树脂110内，其中构成电容器线圈的材料是横截面被延展成椭圆形的金属化的聚丙烯薄膜，电容器的两端带有导线30。

一旦电容器108和导线30插入之后，两根导线30中的其中一根会沿电容器罩的所述内壁中的一个向上传递，这根导线会在所述内壁处连接到电容器108的底部。如图7所示，另一根导线30从其连接到电容器108的顶部的中间的地方延伸，而且两根导线30都穿过形成在安装夹48内的中心槽延伸。

在图8所示的本发明的实施例中，在设计上，电容器罩28的内部结构与电容器108的外表面及一根导线30的额外的外表面紧密对应。一旦电容器108安装完毕，且导线30被插入形成在安装夹48内的中心槽70，就要将再次供应的环氧树脂110注入电容器罩28内，电容器罩28完全环绕电容器108和导线30。环氧树脂110形成一个围绕电容器108的电绝缘、减震及防水密封，而且覆盖电容器108的整个上表面。这样，当用罩保持的电容器22如图2所示的那样安装时，电容器罩28的顶部被环氧树脂密封，环氧树脂起电绝缘作用，并且能防止水接触电容器。回到图8，电容器108和电容器罩28的内表面之间的封闭结构减少了环氧树脂的需求量。

在本发明的本实施例中，电容器罩28由诸如塑料之类的合适的硬质电绝缘材料(例如聚丙烯或尼龙6/6)模压而成。电绝缘罩和绝缘密封材料110(例如环氧树脂或聚氨酯树脂)的结合使用防止了电容器材料的电击危险。

现在看图9，这是和本发明的用罩保持的电容器一起使用的安装夹110的另一种结构。如图9所示，所述的安装夹110包括那对外唇部分112和114，外唇部分112和114限定了那对间隔开的安置槽116和118。如前所述，安置槽116和118的宽度被选择以适应电机套筒的外壁120。

如图9所示，所述的外壁120包括安装槽122和底壁128，安装槽122由一对间隔开的侧壁124、126限定。在如图9所示的本发明的实施例中，侧壁124、126从所述底壁128向上延伸时向外张开。每一个侧壁124、126的上端都包括一个保持突片130。

在如图9所示的本发明的实施例中，安装夹110上的每一个安置槽116、118都包括一个楔形内表面132，该楔形内表面132从安装夹110的底端134到其顶端136逐渐向外倾斜。所述表面132的锥度大致对应于安装槽62的那对侧壁124、126的张开。每个楔形表面132都终止于一个锁定面138，所述的锁定面138与安装夹110的上端136隔开。当安装夹110滑进安装槽122时，那对保持突片130与锁定面138啮合，从而将安装夹110紧固在安装槽122内。

在如图9所示的本发明的实施例中，可以不用端板而直接将安装夹110紧固到电机套筒上。这种构造在如下的电机组件中尤其有用：电容器与电机连接、且安装在电机套筒上的位置要么是设备上的一个不同位置，要么是与端板的安装位置分开的一个另外的物理位置。在端板安装之前的运输过程中，由楔形表面132限定的锁定面138和保持突片130之间的相互作用使得电容器罩可被牢固地保持。

其它的各种变化和实施例都在后面的权利要求的保护范围之内，这些权利要求都被当作本发明的主题而特别指出和明确要求保护。

Claims (28)

1、一种将外部电容器安装在电机的电机套筒上的方法，所述方法包括如下步骤：

提供一个大小可以容纳所述电容器的电容器罩，所述电容器具有一对导线，所述电容器罩包括一个从所述电容器罩延伸的外部安装夹；

使所述安装夹滑进形成在所述电机的电机套筒上的安装槽内；

将一块端板安装到电机套筒上，以将所述安装夹封闭在所述安装槽内，从而防止电容器罩从电机套筒上脱去。

2、如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

将所述电容器插入所述电容器罩内；以及

往所述电容器罩内注入环氧树脂，以使电容器罩内的电容器防水。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电容器罩由塑料制成。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：形成在所述电机套筒上的所述安装槽由一对间隔开的侧壁和一个底壁限定，其中所述安装夹滑进所述安装槽中，直到所述安装夹接触到所述底壁。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述安装夹包括一对间隔开的安置槽，当所述安装夹滑进所述安置槽中时，安装槽上的那对间隔开的侧壁由所述安装夹的所述安置槽接受。

6、如权利要求2所述的方法，还包括如下步骤：

将电容器的导线定位在穿过安装夹延伸的槽内，从而使电容器的导线穿过电机套筒的安装槽延伸；

将电容器的导线连接到电机套筒内的电机的电源上。

7、一种用来密封电机的外壳，包括：

一个圆筒形的电机套筒，所述电机套筒具有第一端和第二端，还包括一个从电机套筒的所述第一端轴向向内延伸的安装槽；

一个电容器罩，它具有第一端和第二端，并限定了一个开放式内部，所述电容器罩包括一个外部安装夹，其尺寸可以使它被容纳在所述安装槽内，从而将电容器罩安装在电机套筒上；

一个位于所述电容器罩的开放式内部内的电容器，所述电容器具有一对用来与电机相连接的导线；以及

一块安装在电机套筒第一端上的端板，其中所述端板封闭了形成在电机套筒上的安装槽的开口端，从而可使电容器罩的安装夹被保持在所述安装槽内。

8、如权利要求7所述的外壳，其特征在于：所述安装夹与电容器罩的第一端相邻。

9、如权利要求7所述的外壳，其特征在于：所述安装槽由一对间隔开的侧壁限定，所述安装夹还包括一对彼此间隔开的安置槽，用于接受所述安装槽的所述侧壁。

10、如权利要求9所述的外壳，其特征在于：形成在所述安装夹内的每一个安置槽由一个外唇部分限定，其中由外唇部分限定的安装夹的宽度要大于所述安装槽的宽度，从而防止电容器罩从电机套筒内径向脱出。

11、如权利要求10所述的外壳，其特征在于：所述安置槽与安装槽的侧壁摩擦配合，从而使安装夹轴向保持在安装槽内。

12、如权利要求7所述的外壳，还包括一个形成在电容器罩的安装夹内的槽，所述槽的尺寸允许电容器导线通过所述安装槽延伸到电机套筒的内部。

13、如权利要求12所述的外壳，其特征在于：所述槽开口于电容器罩的第一端。

14、如权利要求13所述的外壳，其特征在于：每一个所述侧壁从所述内壁向所述外壁倾斜。

15、如权利要求7所述的外壳，其特征在于：所述电容器罩包括一内壁、一外壁和一对侧壁，所述安装夹连接在所述内壁上。

16、如权利要求15所述的外壳，其特征在于：所述电容器罩的内壁是拱形的，其曲率大致与电机套筒的曲率相对应。

17、如权利要求15所述的外壳，其特征在于：所述电容器罩的侧壁延伸通过所述内壁，从而形成一对支柱，所述支柱与电机套筒接触，使得电容器罩的所述内壁与电机套筒间隔开，从而减少了从电机到电容器的热传递。

18、如权利要求17所述的外壳，还包括至少一个形成在每根支柱上的凸块，当电容器罩安装在电机套筒上时，所述凸块与电机套筒接触。

19、如权利要求15所述的外壳，其特征在于：所述电容器罩还包括一个从所述内壁延伸的延伸支架，所述延伸支架具有用来接触电机套筒的弯曲内表面，从而电容器罩的所述内表面与电机套筒间隔开。

20、如权利要求19所述的外壳，其特征在于：所述延伸支架仅沿靠近电容器罩第一端的电容器罩内壁的一部分成形。

21、如权利要求9所述的外壳，其特征在于：限定所述安装槽的所述一对侧壁中的每个侧壁都包括一个沿电机套筒的第一端成形的突出的保持突片，形成在安装夹上的所述安置槽包括一个终止于上表面的倾斜的楔形表面，每个所述保持突片与所述上表面啮合，从而将所述安装夹保持在所述安装槽内。

22、一种电容器及其外壳的结合体，它和具有电机套筒的电机一起使用，所述电机套筒包括一个从电机套筒的第一端延伸的安装槽，所述结合体包括：

一个电容器罩，它具有第一端和第二端，并限定了一个开放式内部，所述电容器罩包括一个外部安装夹，安装夹的尺寸使得安装夹可以被容纳在所述安装槽内，从而将所述电容器罩安装在所述电机套筒上；以及

一个电容器，它可以位于所述电容器罩的所述开放式内部内，所述电容器具有一对导线，用来连接到所述电机上。

23、如权利要求22所述的结合体，还包括一个形成在所述电容器罩的安装夹内的槽，所述槽的尺寸使得其可以容纳所述电容器导线，并允许所述电容器导线穿过所述安装槽延伸进所述电机套筒的内部内。

24、如权利要求23所述的结合体，其特征在于：所述槽开口于电容器罩的第一端。

25、如权利要求22所述的结合体，其特征在于：所述电容器罩包括内壁、外壁和一对侧壁，所述安装夹沿所述电容器罩的内壁成形。

26、如权利要求25所述的结合体，其特征在于：所述电容器罩的内壁是拱形的，且其曲率大致对应于电机套筒的曲率。

27、如权利要求25所述的结合体，其特征在于：所述电容器罩的侧壁延伸穿过所述内壁，从而形成一对支柱，所述支柱与电机套筒接触，从而所述电容器的内壁与电机套筒间隔开。

28、如权利要求25所述的结合体，其特征在于：所述电容器罩还包括一个从电容器罩的内壁延伸的延伸支架，所述延伸支架仅沿所述内壁的一部分成形，而且还包括一个用来接触电机套筒的弯曲的内表面，其中当电容器罩连接到电机套筒上时，电容器罩的内壁与电机套筒间隔开。

Images