CN101694954B - 电动机的定子结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机的定子结构，沿定子(19)的内周部配置的中性点集电环(41)交替具有大径部(41a)、第一过渡部(41c)、小径部(41b)和第二过渡部(41d)，从线圈(31)引出的绕组(34)的端部34a位于在径向上延伸而邻接的第一过渡部、第二过渡部(41c、41d)之间，结线端子(42)的一端与绕组(34)的端部(34a)结线，并且另一端与第一过渡部、第二过渡部(41c、41d)结线。通过采用中性点集电环(41)能够不使线圈(31)的绕组(34)的端部(34a)弯曲成U字形而形成中性点，特别是在绕组(34)采用难以弯曲加工的平角线的情况下能降低加工成本。

Description

电动机的定子结构

本申请是申请日为2007年6月29日，申请号为200710126314.6，发明名称为“电动机的定子结构”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电动机的定子结构，具体地，涉及一种以电动机的定子结构的轴线为中心环状配置多个在铁心的周围卷绕绕组而成的线圈来构成定子，经由结线端子将各线圈的绕组的一端部彼此结线的电动机的定子结构。

另外，本发明还涉及一种电动机的定子结构，具体地，涉及一种以该电动机的定子结构的轴线为中心环状配置多个在铁心的周围隔着绝缘体卷绕绕组而成的线圈来构成定子，经由结线端子将各线圈的绕组的一端部彼此结线，该结线的部分由合成树脂罐封的电动机的定子结构。

背景技术

一般，直流无电刷电动机的定子是沿圆周方向顺次配置在铁心的周围隔着绝缘体卷绕绕组的多个U相线圈、V相线圈、W相线圈而成。从各线圈的径向内端引出的绕组的端部一体结线而形成地线(中性点)。

本申请人另外的申请(日本申请2005-254569号)中，提出了这样的方案：将从各线圈引出的平角线构成的绕组弯曲成U字形，将邻接的两个的线圈的卷线的所述U字形的弯曲部彼此通过融熔的方式结线在结线端子的两端，从而形成上述中性点。另外，本申请人在上述申请中，将从各线圈引出的绕组的端部在绝缘体的外侧隔壁和内侧隔壁之间由结线端子结线，从而形成中性点。

但是，具有圆形的剖面的圆线被弯曲的情况下不具有方向性，但是具有矩形的剖面的平角线能够容易在与其表面垂直的两个方向上弯曲，但是难以在相对于上述两个方向倾斜的方向上弯曲。因此，若绕组采用平角线，则从各线圈引出的绕组的端部弯曲成U字形的作业不能够完全机械化，而需要手工作业，所以加工成本大幅度增加。

另外，为了防止绕组和结线端子断线或腐蚀，绝缘体的上述外侧隔壁和内侧隔壁之间形成的空间由合成树脂进行罐封。这种情况下，外侧隔壁和内侧隔壁上形成绕组通过的切口，但是由于该切口因通过该切口的绕组而呈阻塞状态，所以外侧隔壁和内侧隔壁之间形成的空间填充的固化前的合成树脂几乎不会从上述切口泄漏。

但是，从线圈引出的绕组上连有用于在卷绕作业中提供张力的残线部，该残线部通过外侧隔壁和内侧隔壁的切口的情况下，会出现下面的缺点。即，残线部当线圈卷绕结束后最终不再需要，所以在外侧隔壁和内侧隔壁之间切断绕组而将残线部废弃。这种情况下，为了使残线部通过而在内侧隔壁形成的切口当罐封时不能被卷绕组塞而敞开，会从该切口漏出合成树脂，需要进行擦去该漏出合成树脂的作业。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其第一目的在于不需要将电动机的定子的各线圈的绕组的端部弯曲呈U字形而能够结线成中性点。

另外，本发明第二目的在于防止电动机的定子的各线圈的绕组的结线部分由合成树脂罐封时该合成树脂泄漏。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案1中提供一种电动机的定子结构，以该电动机的定子结构的轴线为中心环状配置多个在铁心的周围卷绕绕组而成的线圈来构成定子，经由结线端子将各线圈的绕组的一端部结线，该电动机的定子结构特征在于，沿定子的内周部配置由弯曲的线材形成大致环状的中性点集电环，中性点集电环具有在圆周方向上交替延伸的多个大径部以及多个小径部、和将大径部和小径部在径向连接的多个过渡部，各绕组的所述端部位于相邻两个在径向上延伸的过渡部之间，所述结线端子的一端与所述绕组的所述端部结线，并且该结线端子的另一端与所述过渡部结线。

根据该结构，沿定子的内周部配置的中性点集电环交替具有在圆周方向延伸的大径部、在径向延伸的过渡部、在圆周方向延伸的小径部、和在径向延伸的过渡部，从线圈引出的绕组的端部位于径向延伸邻接的两个过渡部之间，结线端子的一端与绕组的端部结线，并且另一端与过渡部结线，所以绕组的端部不弯曲成U字形，而结线在中性点集电环上，从而形成中性点，因此能够降低弯曲绕组的加工成本。而且由于中性点集电环两个过渡部和绕组的端部都在径向延伸，所以将上述过渡部和端部与结线端子结线的作业容易。

另外，根据本发明技术方案2，在上述技术方案1的基础上，所述中性点集电环中自相邻两个过渡部之一与大径部相连的折曲部位于绕组从线圈引出的引出部的径向外侧，在所述折曲部的径向内侧形成***将所述绕组的引出部罐封的喷嘴的空间。

根据技术方案2，自中性点集电环的邻接的两个过渡部的一个与大径部相连的折曲部位于绕组从线圈引出的引出部的径向外侧，在折曲部的内侧形成***罐封用的喷嘴的空间，所以对中性点集电环不会造成障碍，而能够***喷嘴对绕组的引出部进行罐封。

另外，根据本发明技术方案3，在上述技术方案1或2的基础上，所述线圈的绕组由平角线构成，所述中性点集电环由圆线构成。

根据技术方案3，由于绕组由平角线形成，所以不仅能够提高线圈的面积占有率，而且没有必要将难以弯曲的平角线弯曲加工成U字形，所以成本降低效果增强。另外，由于中性点集电环由圆线形成，所以其加工成规定的形状的加工是容易的。

为了实现上述第二目的，本发明技术方案4提供一种电动机的定子结构，以该电动机的定子结构的轴线为中心环状配置多个在铁心的周围隔着绝缘体卷绕绕组而成的线圈来构成定子，绝缘体的径向内侧部分具有在圆周方向延伸的外侧隔壁和内侧隔壁，从线圈引出的绕组在所述外侧隔壁和内侧隔壁之间切断并通过结线端子相互结线，在相邻的绝缘体彼此接触时由所述外侧隔壁和内侧隔壁所包围的环状的空间内由合成树脂罐封所述结线端子来覆盖该结线端子，该电动机的定子结构特征在于，仅在所述外侧隔壁和内侧隔壁中的所述外侧隔壁上形成使绕组通过的绕组用切口。

根据该结构，绝缘体的径向内侧部分设置的圆周方向延伸的外侧隔壁和内侧隔壁中、仅在外侧隔壁上形成使绕组通过的绕组用切口，所以绕组在外侧隔壁和内侧隔壁之间切断的多个线圈配置呈环状而构成定子，由结线端子结线绕组的端部后由合成树脂罐封外侧隔壁和内侧隔壁之间的环状的空间时，能够防止从该环状的空间泄漏上述合成树脂。这是由于外侧隔壁的绕组用切口因从线圈引出的绕组通过而阻塞，并且内侧隔壁部具有绕组用切口。

另外，根据本发明技术方案5，在上述技术方案4的基础上，从所述线圈引出的切断前的绕组通过所述外侧隔壁的绕组用切口和所述内侧隔壁的端部。

根据上述结构，从线圈引出的切断前的绕组通过外侧隔壁的绕组用切口和内侧隔壁的端部，所以切断前的绕组不会对内侧隔壁造成障碍，延伸到径向内侧，能够施加用于卷绕的张力。

另外，根据本发明技术方案6，在上述技术方案4或5的基础上，相邻的绝缘体彼此接触时所述内侧隔壁的端部彼此交搭。

根据上述结构，相邻绝缘体彼此接触时，由于内侧隔壁的端部彼此交搭，所以能够进一步防止合成树脂从上述环状的空间泄漏。

另外，实施例的第一、第二过渡部41c、41d对应于本发明的过渡部。

本发明的上述其他目的、特征和优点根据附图详述如下，根据实施例的说明能够更清楚本发明。

附图说明

图1～10表示本发明的实施例。具体地：

图1是混合型车辆的动力单元的纵剖面图。

图2是图1的2-2线向量图。

图3是图2的3部放大图。

图4是图3的4-4线放大剖面图。

图5是图3的5-5线放大剖面图。

图6是图3的6-6线放大剖面图。

图7是中性点集电环的正面图。

图8是结线端子的立体图。

图9A是结线的端部处理工序的说明图。

图9B是结线的端部处理工序的说明图。

图10是融熔工序的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施例。

如图1所示，混合型车辆的动力单元具有配置在发动机E和变速器T之间的直流无电刷式电动机M。发动机E的缸体11和曲轴箱12的右侧面结合电动机箱13、变矩器箱14和变速器箱15，缸体11和曲轴箱12之间支持的曲轴16的轴端固定电动机M的转子17。转子17的外周固定的多个永久磁体18...隔着规定的气隙与环状的定子19的内周相对，定子19的外周上嵌合的环状的安装托架20由多根螺栓21...而被固定在电动机箱13上。

变矩器箱14中收纳的变矩器C具有涡轮运行器22和泵轮(pumpimpeller)23，与涡轮运行器22结合并覆盖泵轮23的侧盖24经由驱动板25与电动机M的转子17连接。变矩器C的泵轮23与支持在变速器箱15上的主轴26的左端结合。

如图2和图3所示，电动机M的定子19在圆周方向上将多个(本实施例中是18个)具有相同结构的线圈31...进行结合。图3中完全表示18个线圈31中的3个。各线圈31中，层叠多个钢板的铁心32(参照图1)的外周由合成树脂制的绝缘体(线筒)33覆盖，该绝缘体33上卷绕多层绕组34。绕组34由剖面矩形的平角线构成，卷绕在绝缘体33上的状态下而邻接的绕组34之间所形成的空间被抑制到最小限度，提高面积占有率。

18个线圈31...由交替配置在圆周方向上的各6个U相线圈31(U)...、V相线圈31(V)...和W相线圈31(U)...构成，对U相线圈31(U)...提供U相电流，为了对V相线圈31(V)...提供V相电流，对W相线圈31(W)...提供W相电流，而在定子19的外周部设置U相集电环35、V相集电环36和W相集电环37。各集电环35、36、37通过将金属线弯曲成环状而成，其两端部重叠而分别与U相、V相、W相的供电端子38、39、40分别连接。另外，图2和图3中，为了区别U相、V相、W相集电环35、36、37，采用三个阶段的浓淡给以表示。

U相集电环35上经由结线端子43而结线隔两个配置的U相线圈31(U)...的绕组34的一端，V相集电环36上经由结线端子43而结线隔两个配置的V相线圈31(V)...的绕组34的一端，W相集电环37上经由结线端子43而结线隔两个配置的W相线圈31(W)...的绕组34的一端。

接着，参照图3～图8，说明18个线圈31的绕组34的另一端的结线。各6个U相、V相、W相线圈31(U)...、31(V)...、31(W)...的绕组34的另一端以相同的结构与公共中性点集电环41结线。

即，绝缘体33具有从绕组34卷绕的主体部33a向径向内侧延伸的延伸部33b，位于径向外侧的外侧隔壁33c和位于径向内侧的内侧隔壁33d自延伸部33b而向轴向突出。邻接的两个线圈31、31彼此结合后，两个外侧隔壁33c、33c的相对的端部彼此接触，两个内侧隔壁33d、33d的相对的端部彼此交搭。因此，18个线圈31...结合而构成定子19时，18个外侧隔壁33c...和18个内侧隔壁33d之间形成环状的槽。

在绝缘体33的外侧隔壁33c的靠近内周方向上的一端的位置上形成用于将卷绕的绕组34的端部34a引出的引出部34b通过的U字形的绕组用切口33e、和中性点集电环41通过的U字形的集电环用切口33f。绝缘体33的内侧隔壁33d上、与外侧隔壁33c的上述集电环用切口33f的径向内侧相对的位置上形成中性点集电环41通过的U字形的集电环用切口33g。另外，外侧隔壁33c的径向内侧上突出设置结线端子固定壁33h，结线端子固定壁33h上形成U字形的卡合槽33i。

结线端子42具有形成板状的固定部42a、形成在固定部42a的一端上的槽状的集电环结线部42b、和形成在固定部42a的另一端上的槽状的绕组结线部42c，固定部42a的中央形成卡合突起42d。结线端子42的固定部42a***外侧隔壁33c和结线端子固定壁33h之间的缝隙间，这时设于固定部42a上的卡合突起42d与设于结线端子固定壁33h上的卡合槽33i卡合，从而能够不脱落而定位。

中性点集电环41形成圆线在一处豁开的大致环状，具有在圆周方向上延伸的多个大径部41a...、在圆周方向上延伸的多个小径部41b...、将在大径部41a...和小径部41b...的相对的一端部之间在径向上连接的多个第一过渡部41c...、将大径部41a...和小径部41b的相对的另一端之间在径向上连接的多个第二过渡部41d...。

接着，说明具有上述结构的定子19的安装顺序。

如图9A所示，在将要卷绕在绝缘体33的外周上的绕组34从绝缘体33的内侧隔壁33d的一端部通过外侧隔壁33c的绕组用切口33e，以箭头A所示的张力而不松动地固定在绕组34的残线部34c上，在这样的状态下从绝缘体33的径向内侧部分将绕组34卷绕。接着，如图9B所示，在绕组34开始卷绕的端部34a、即绝缘体33的外侧隔壁33c和内侧隔壁33d之间切断绕组34，将不要的残线部34c除去。另外，从绕组34卷绕结束的端部34d将前端的不要的部分也以同样的方式切断。

这样，绕组34的卷绕结束后的18个线圈31...组合成环状后，如图3所示，绕组34的卷绕开始的端部34a与固定在绝缘体33上的结线端子42的绕组结线部42c嵌合而通过熔融来结线，并且中性点集电环41的第一、第二过渡部41c、41d与所述结线端子42的集电环结线部42b嵌合而通过熔融进行结线。

这时，中性点集电环41的第一、第二过渡部41c、41d与绝缘体33的外侧隔壁33c的集电环用切口33f和内侧隔壁33d的集电环用切口33g嵌合而定位，绕组34的卷绕开始的端部34a与外侧隔壁33c的绕组用切口33e嵌合而定位，而这些中性点集电环41的第一、第二过渡部41c、41d和绕组34的端部34a在与绝缘体33的外侧隔壁33c和内侧隔壁33d垂直的方向上延伸，所以如图10所示，在利用一对自由开闭的熔融用电极44、45使集电环结线部42b或绕组结线部42c崩溃而熔着时，防止上述熔融用电极44、45与外侧隔壁33c或内侧隔壁33d干涉。

但是，各线圈31的绕组34的卷绕开始侧的端部34a在中性点结线时，不用中性点集电环41的现有技术的结构中需将绕组34的端部从引出部34b向径向内侧折曲后，再形成U字形而两次折曲，但是根据本实施例，上述卷绕开始侧的端部34a相对于引出部34b向径向内侧仅折曲一次即可，所以，即使采用由折曲加工的圆角式平角线构成的绕组34的情况下，也能够减少加工次数，有助于降低成本。

另外，在绕组34的卷绕结束一侧，将结线端子43的一端通过熔融而与绕组34的卷绕结束的端部34d结线，结线端子43的另一端通过熔融与U相集电环35、V相集电环36和W相集电环37的任一个结线。

接着，通过合成树脂固定结线部，进行用于提高针对断线的机械耐久性和针对腐蚀的化学耐久性的罐封处理。即，如图4所示，将罐封用的喷嘴46***绝缘体33的外侧隔壁33c和内侧隔壁33d之间，注入未固化的合成树脂。注入到外侧隔壁33c和内侧隔壁33d所包围的环状的空间的合成树脂固化，则其内部埋入结线端子42。。。，完成罐封体47。

这时，邻接的绝缘体33的外侧隔壁33c的端部彼此和内侧隔壁33d的端部彼此相互接触，所以能够防止从绝缘体33、33彼此的连接部泄漏合成树脂。特别是，内侧隔壁33d的端部彼此交搭，所以能够进一步防止从该部分泄漏合成树脂。另外，外侧隔壁33c上形成绕组用切口33e和集电环用切口33f，内侧隔壁33d上形成集电环用切口33g，但是这样切口33e～33g上嵌合绕组34的端部34a或中性点集电环41的第一、第二过渡部41c、41d，所以能够将由此处出现的合成树脂抑制到最小限度。

本实施例中，如图9A所示，将绕组34从内侧隔壁33d的一端部通过外侧隔壁33c的绕组用切口33e后开始卷绕，但是假设内侧隔壁33d上也形成绕组用切口而使绕组34通过，则会发生以下问题。即，绕组34的卷绕结束后若切除残线部34c，则外侧隔壁33c的绕组用切口33e变为由绕组34的端部34a阻塞的状态，但是通过将残线部34c切除从而内侧隔壁33d的绕组用切口不阻塞而开放，该状态下实施罐封47，则会从上述开放的绕组用切口大量泄漏合成树脂。

但是，本实施例中，内侧隔壁33d上不形成绕组用切口，而通过内侧隔壁33d的端部将绕组34的残线部34c引出，所以不会出现上述合成树脂的漏出问题。

另外，外侧隔壁33c和内侧隔壁33d夹持的区域以外，位于外侧隔壁33c的径向外侧的区域的绕组34的引出部34b也通过罐封体47固定而使其位置不移动(参照图4)。这时，若覆盖绕组34的引出部34b而定位中性点集电环41的大径部41a，则不能够***罐封用的喷嘴46，但是大径部41a和第一过渡部41c之间的折曲部41e向径向外侧延伸，确保***罐封用的喷嘴46的空间，所以能够可靠地对绕组34的引出部34b进行罐封。

另外，绕组34的卷绕结束侧的端部34d和U相集电环35、V相集电环36和W相集电环37经由结线端子43而结线的部分也形成罐封体47。

以上说明了本发明的实施例，但是在不脱离本发明的宗旨的范围内本领域技术人员可以进行种种变更。

例如，实施例中，绕组34采用平角线，但是也可以采用圆线。

另外，实施例中，中性点集电环41的一部分是开放的，但是也可以形成其完全关闭的环状。

Claims (3)

1.一种电动机的定子结构，以该电动机的定子结构的轴线为中心环状配置多个在铁心的周围隔着绝缘体卷绕绕组而成的线圈来构成定子，绝缘体在比所述线圈靠径向内侧的部分具有在圆周方向延伸的外侧隔壁和内侧隔壁，从线圈引出的绕组在所述外侧隔壁和内侧隔壁之间切断并通过结线端子相互结线，在当圆周方向上相邻的绝缘体的所述外侧隔壁彼此接触且所述内侧隔壁彼此接触时由所述外侧隔壁和内侧隔壁所包围的环状的空间内，由合成树脂罐封所述结线端子来覆盖该结线端子，该电动机的定子结构特征在于，仅在所述外侧隔壁和内侧隔壁中的所述外侧隔壁上形成使绕组通过的绕组用切口。

2.如权利要求1所述的电动机的定子结构，其特征在于，从所述线圈引出的切断前的绕组通过所述外侧隔壁的绕组用切口和所述内侧隔壁的端部。

3.如权利要求1或2所述的电动机的定子结构，其特征在于，相邻的绝缘体彼此接触时所述内侧隔壁的端部彼此交搭。

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