CN105553153B - 定子、电动机以及制造电动机的定子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及定子、电动机以及制造电动机的定子的制造方法。定子包括：定子芯，其具有轭铁部和自该轭铁部突出的齿部；线圈，其以包围齿部的方式安装于定子芯；以及线圈固定部件，其在定子芯的至少一个端部上配置在形成于齿部的端面和线圈的与该端面相对的内表面之间的空隙内。线圈固定部件具有向与齿部的端面相反的一侧突出而卡定线圈的卡定部和向与卡定部相反的一侧突出的突起，突起向形成于定子芯的***孔内***。
Description
技术领域
本发明涉及具有用于将线圈固定于定子的线圈固定部件的定子及具有这样的定子的电动机。
背景技术
图7是表示在关联技术中将单位线圈安装于定子的工序的图。定子100的定子芯102包括：圆筒状的轭铁部104、自轭铁部104朝向半径方向内侧突出的多个齿部106、以及以包围齿部106的方式安装于定子芯102的单位线圈108。在图7中，仅示出了一个单位线圈108。在这样的单位线圈108配置于齿部106周围的电动机的定子100中，需要采用防止单位线圈108自齿部106脱离的技术。例如，在JP2010－246269A中公开了一种利用以包围齿部的方式安装于齿部的绝缘体来卡定单位线圈的结构。
但是，JP2010－246269A所记载的绝缘体需要将尺寸确定为适合于齿部的形状，针对齿部的形状不同的定子，无法使用通用的绝缘体。而且，绝缘体的结构也较复杂，导致制造成本增大。
因而，要求一种具有通用性较高的线圈固定部件的低成本的定子。
发明内容
根据本申请的第1技术方案，提供一种定子，其中，该定子是电动机的定子，包括：定子芯，其具有轭铁部和自该轭铁部突出的齿部；线圈，其以包围所述齿部的方式安装于所述定子芯；以及线圈固定部件，其在所述定子芯的至少一个端部上配置在形成于所述齿部的端面和所述线圈的与该端面相对的内表面之间的空隙内而固定所述线圈；所述线圈固定部件具有向与所述齿部的所述端面相反的一侧突出而卡定线圈的卡定部和向与所述卡定部相反的一侧突出的突起，所述突起向形成于所述定子芯的***孔内***。
根据本申请的第2技术方案，在第1技术方案的定子中，所述突起在与所述突起相对于所述***孔***的***方向垂直的截面上具有至少局部大于所述***孔的尺寸，所述突起向所述***孔内压入。
根据本申请的第3技术方案，在第2技术方案的定子中，所述突起的与所述***方向垂直的截面为非圆形，且在所述截面上具有由通过预定的点的第1线段的长度确定的第1尺寸和由通过所述预定的点的第2线段的长度确定的大于所述第1尺寸的第2尺寸，在所述***孔的相对的壁面之间的距离大于所述第1尺寸且小于所述第2尺寸的部位，所述突起向所述***孔内压入。
根据本申请的第4技术方案，提供一种电动机，其中，该电动机具有第1～第3技术方案中的任一技术方案的定子。
根据本申请的第5技术方案，提供一种制造电动机的定子的制造方法，其中，该制造方法包括将用于固定线圈的线圈固定部件安装于定子芯的工序，所述线圈固定部件具有用于卡定所述线圈的卡定部和向与所述卡定部相反的一侧突出的突起，该制造方法包括如下工序：在将所述线圈固定部件的所述突起***到形成于所述定子芯的***孔内之后，通过使所述线圈固定部件绕与***方向平行的轴线旋转，从而将所述线圈固定部件压入所述***孔内。
这些内容及其他本发明的目的、特征以及优点能够通过参照附图所示的本发明的例示的实施方式的详细说明而进一步变明确。
附图说明
图1是表示一实施方式的定子的局部放大图。
图2是表示线圈固定部件和***孔的局部放大图。
图3是表示线圈固定部件的结构例的立体图。
图4A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图4B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图5A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图5B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图6A是表示形成有***孔的位置的端面图。
图6B是表示形成有***孔的位置的端面图。
图7是表示在关联技术中将单位线圈安装于定子的工序的图。
图8A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图8B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图9A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图9B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图10A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图10B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图11A是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
图11B是说明将线圈固定部件向***孔内***的工序的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图示的构成要素为了帮助理解本发明而适当地改变了比例尺。另外，对相同或对应的构成要素，使用相同的附图标记。
电动机在相互协作的定子和可动元件之间的电磁相互作用下，将电能转换为机械能。定子具有被供给交流电流而生成旋转磁场的绕组，未图示的转子具有排列在与定子相对的相对面上的磁体。
图1是表示一实施方式的定子的局部放大图。定子10包括：沿附图的轴线方向O层叠电磁钢板而形成的定子芯2、沿着定子芯2的内周面排列在周向C上的多个单位线圈3、以及固定单位线圈3而防止单位线圈3自定子芯2脱离的线圈固定部件4。定子10相对于设于定子10的半径方向R内侧的未图示的转子呈同心状进行配置。图1中虽然仅示出了定子10的一部分，但是定子10沿着周向C连续地具有图1所示的结构。
定子芯2包括：圆筒状的轭铁部21和以自轭铁部21向半径方向R内侧突出的方式形成的多个齿部22，该多个齿部22在周向C上隔开预定间隔。定子芯2的形状与参照图7说明的公知的定子芯相同。定子芯2也可以具有其他公知的结构。定子芯2也可以不是层叠芯而是一体形成的定子芯。
单位线圈3以包围定子芯2的齿部22的方式安装于定子芯2。在形成于单位线圈3的内表面与齿部22的端面22a之间的空隙中配置有具有大致L字形状的线圈固定部件4。单位线圈3被线圈固定部件4固定为不会向半径方向R内侧移动。在图示的实施方式中，线圈固定部件4分别设于定子10的轴线方向O的两端。但是，只要能够充分地实现单位线圈3的固定作用，也可以仅在定子10的一个端部设有线圈固定部件4。
图3是表示线圈固定部件4的结构例的立体图。线圈固定部件4包括主体41、卡定部42以及突起43。主体41是具有大致长方体的形状的构件，具有以与齿部22的端面22a(参照图2)相抵接的方式大致平坦的底面41a、以与单位线圈3的内表面相对的方式配置的大致平坦的顶面41b、相互连接底面41a和顶面41b的侧面41c、侧面41d、以及端面41e、端面41f。
卡定部42在主体41的一个端部形成为自主体41的顶面41b向与底面41a相反的一侧突出。卡定部42自主体41突出，以使得在单位线圈3向半径方向R内侧移动时单位线圈3的侧面抵接于卡定部42，由此，防止单位线圈3自定子芯2脱离。
突起43例如具有椭圆柱的形状，自主体41向与卡定部42相反的一侧突出。图示的突起43虽然形成于与延长形成有卡定部42的端面41e相反的一侧的端面41f附近，但是并不限定于这种配置。将突起43的尺寸确定为向形成于定子芯2的***孔23内***，利用该突起43对线圈固定部件4进行定位。因而，在将线圈固定部件4安装于定子芯2时，仅主体41和卡定部42暴露于定子芯2的外部。
图2是表示线圈固定部件4和***孔23的局部放大图。在图2中示出了5个齿部22和安装于两个齿部22的线圈固定部件4。***孔23形成于齿部22的基部附近，例如在与轴线方向O垂直的方向上具有长方形的截面形状。单位线圈3(参照图1)依次组装于安装有线圈固定部件4的齿部22，被线圈固定部件4的卡定部42卡定为不会向半径方向R内侧移动。
图4A和图4B是与向***孔23内***线圈固定部件4的突起43时的***方向垂直的截面图。如图4A所示，***孔23的截面形状为长方形，突起43的截面形状为椭圆。将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的长轴的尺寸D1大于***孔23的横向的尺寸D2。即，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43被压入***孔23内。其结果，如图4B所示，突起43沿箭头的方向从***孔23的壁面受到压缩力，由此线圈固定部件4牢固地固定于定子芯2。
图5A和图5B是表示将线圈固定部件4安装于定子芯2的另一方式的图。图5A和图5B是与图4A和图4B对应的图。与上述例一样，***孔23的截面形状为长方形，突起43的截面形状为椭圆。在该情况下，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的长轴的尺寸D1小于***孔23的横向的尺寸D2并且突起43的长轴的尺寸D1大于***孔23的纵向的尺寸D4。另外，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的短轴的尺寸D3小于***孔23的纵向的尺寸D4。
如图5A所示，线圈固定部件4的突起43以长轴朝向***孔23的横向的方式向***孔23内***。接着，在将突起43***到***孔23内的状态下，使线圈固定部件4绕与***方向(与图5A的纸面垂直的方向)平行的轴线旋转90度。这样的话，如图5B所示，突起43的长轴排列在***孔23的纵向上。由于突起43的长轴的尺寸D1大于***孔23的纵向的尺寸D4，因此突起43如图5B中箭头所示从***孔23的壁面受到压缩力。因而，能够将突起43、即线圈固定部件4相对于定子芯2(特别是齿部22)固定在预定位置。
图6A和图6B是表示形成有***孔23的位置的端面图。相对于在图6A的结构例中将***孔23形成于齿部22的基部附近的情况，在图6B的结构例中，***孔23形成于齿部22的基部与顶端部之间的中间位置。在图6A和图6B中分别仅示出了一个的线圈固定部件4具有彼此相同的尺寸和形状。即，图6A以比图6B大的比例尺进行描绘。
在图6A所示的例子的情况下，线圈固定部件4的主体41的长度方向的尺寸与齿部22的突出长度大致一致。因而，如果将***孔23形成于齿部22的基部附近，则线圈固定部件4的卡定部42大致配置于齿部22的顶端部的位置。
与此相对，在图6B所示的例子的情况下，线圈固定部件4的主体41的长度方向的尺寸是齿部22的长度的大约一半。因而，通过将***孔23的位置形成在齿部22的中间位置，从而线圈固定部件4的卡定部42大致配置于齿部22的顶端的位置。
上述实施方式的定子具有以下这样的优点。
(1)线圈固定部件4具有以自齿部22的端面22a突出的方式延伸的卡定部42。由此，单位线圈3被卡定部42卡定于预定位置，能够防止单位线圈3自定子芯2脱离。由于线圈固定部件4具有比较简单的结构，因此能够削减制造成本。
(2)各个线圈固定部件4是设于定子芯2的至少一个端部的、与其他线圈固定部件4相独立的构件。因而，不管定子芯2的形状如何，特别是不管齿部22的宽度方向的尺寸或轴线方向O的尺寸如何，都能够将通用的线圈固定部件4使用于各种定子10。由此，能够削减定子10的制造成本和维护成本。
(3)通过将线圈固定部件4的突起43压入***孔23内，从而将线圈固定部件4安装于定子芯2。因而，不需要特别的固定部件，就能够容易地将线圈固定部件4安装于定子芯2。
(4)通过改变形成有***孔23的位置，能够容易地改变线圈固定部件4相对于齿部22的安装位置。由此，即使是针对齿部22的突出方向的尺寸不同的定子芯2，也能够使用通用的线圈固定部件4。由于在定子10的内侧配置有转子，因此有利于能够容易地调整线圈固定部件4相对于齿部22的位置，以使得线圈固定部件4和单位线圈3不会向齿部22的内侧突出。特别是在定子芯2为通过层叠电磁钢板而形成的情况下，在冲裁加工各个电磁钢板时易于改变***孔23的位置。
(5)如果设为将具有截面形状为椭圆的突起43的线圈固定部件4***截面形状为长方形的***孔23内的结构，则在将突起43***到***孔23内之后，通过使线圈固定部件4绕与***方向平行的轴线旋转，能够将突起43容易地压入***孔23内。在组装多个电磁钢板而形成定子芯2时，有时形成于各个电磁钢板的***孔23的位置稍微发生偏移。作为其结果，***孔23的一部分被闭塞且尺寸变小，有时难以将突起43压入***孔23内。但是，根据本实施方式，一旦在向易于***突起43的方向***了***孔23之后，使线圈固定部件4旋转而将突起43固定于***孔23内。由此，即使在***孔23的尺寸误差较大的情况下，也能够容易地安装线圈固定部件4。
参照图8A～图11B，说明将线圈固定部件4安装于定子芯2的其他方式。
图8A和图8B是与图5A和图5B对应的图。在该情况下，***孔23的截面形状为椭圆，突起43的截面形状为长方形。将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的长边的尺寸D1小于***孔23的长轴的尺寸D2并且突起43的长边的尺寸D1大于***孔23的短轴的尺寸D4。另外，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的短边的尺寸D3小于***孔23的短轴的尺寸D4。如图8A所示，以突起43的长边朝向与***孔23的长轴大致平行的方向的方式将突起43******孔23内，之后，如图8B所示，通过使突起43在***孔23内旋转90度，从而突起43被压入***孔23内。如图8B中箭头所示，突起43从***孔23的壁面受到压缩力。因而，能够将突起43、即线圈固定部件4相对于定子芯2固定在预定位置。
在图9A和图9B所示的例子中，***孔23的截面形状为长方形，突起43的截面形状为三角形。在该情况下，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的斜边的尺寸D1小于***孔23的长边的尺寸D2、并且突起43的高度的尺寸D3大于***孔23的短边的尺寸D4。例如如图9A所示，突起43以斜边朝向与***孔23的长边D2平行的方向的方式向***孔23内***。之后，如图9B所示，使突起43旋转，以使得突起43的高度方向与***孔23的短边平行。由此，如箭头所示，突起43从***孔23的壁面受到压缩力。这样，能够将线圈固定部件4相对于定子芯2固定在预定位置。
在图10A和图10B所示的例子中，***孔23的截面形状在横向上为纵长的六边形，突起43的截面形状为长方形。在该情况下，将突起43和***孔23的尺寸确定为突起43的长边的尺寸D1小于***孔23的横向的尺寸D2并且突起43的长边的尺寸D1大于***孔23的纵向的尺寸D4。另外，将突起43的短边的尺寸D3确定为小于***孔23的纵向的尺寸D4。如图10A所示，突起43以长边朝向横向的方式向***孔23内***。之后，如图10B所示，使突起43旋转90度，以使得突起43的长边朝向纵向。由此，如图10B中箭头所示，突起43从***孔23的壁面受到压缩力。因而，能够将线圈固定部件4相对于定子芯2固定在预定位置。
在图11A和图11B所示的例子中，***孔23和突起43的截面形状皆为椭圆形。将突起43的长轴的尺寸D1确定为小于***孔23的长轴的尺寸D2并且大于***孔23的短轴的尺寸D4。另外，将突起43的短轴的尺寸D3确定为小于***孔23的短轴的尺寸D4。如图11A所示，突起43以突起43的长轴朝向与***孔23的长轴大致平行的方向的方式向***孔23内***。之后，如图11B所示，使突起43旋转，以使得突起43的长轴朝向与***孔23的短轴平行的方向。由此，如图11B中箭头所示，突起43从***孔23的壁面受到压缩力。因而，能够将线圈固定部件4相对于定子芯2固定在预定位置。
发明的效果
根据本发明，提供一种具有通用的线圈固定部件的定子，该线圈固定部件形状简单、且即使针对形状或尺寸不同的定子芯也能够进行适用。因而，能够削减定子及电动机的制造成本。
以上，说明了本发明的各种实施方式，但是能够意识到，只要是本领域技术人员，就也能够利用其他实施方式来实现本发明的期望的作用效果。特别是，在不脱离本发明的范围的前提下，能够削减或替换上述实施方式的构成要素，或者能够进一步附加公知的部件。另外，通过任意组合本说明书所明示或暗示公开的多个实施方式的特征也能够实施本发明，这对本领域技术人员而言是不言自明的。
Claims (5)
1.一种定子，其中，该定子是电动机的定子，包括：
定子芯，其具有轭铁部和自该轭铁部突出的齿部；
线圈，其以包围所述齿部的方式安装于所述定子芯；以及
线圈固定部件，其在所述定子芯的至少一个端部上配置在形成于所述齿部的端面和所述线圈的与该端面相对的内表面之间的空隙内而固定所述线圈；
所述线圈固定部件具有向与所述齿部的所述端面相反的一侧突出而卡定线圈的卡定部和向与所述卡定部相反的一侧突出的突起，所述突起向形成于所述定子芯的***孔内***，
其中，仅在所述齿部的与所述轭铁部相反一侧的端部侧形成有所述卡定部。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
所述突起在与所述突起相对于所述***孔***的***方向垂直的截面上具有至少局部大于所述***孔的尺寸，所述突起向所述***孔内压入。
3.根据权利要求2所述的定子，其中，
所述突起的与所述***方向垂直的截面为非圆形，且在所述截面上具有由通过预定的点的第1线段的长度确定的第1尺寸和由通过所述预定的点的第2线段的长度确定的大于所述第1尺寸的第2尺寸，
在所述***孔的相对的壁面之间的距离大于所述第1尺寸且小于所述第2尺寸的部位，所述突起向所述***孔内压入。
4.一种电动机，其中，该电动机具有权利要求1至3中任一项所述的定子。
5.一种制造电动机的定子的制造方法，其中，
该制造方法包括将用于固定线圈的线圈固定部件安装于定子芯的工序，
所述线圈固定部件具有用于卡定所述线圈的卡定部和向与所述卡定部相反的一侧突出的突起，
该制造方法包括如下工序：
在将所述线圈固定部件的所述突起***到形成于所述定子芯的***孔内之后，通过使所述线圈固定部件绕与***方向平行的轴线旋转，从而将所述线圈固定部件压入所述***孔内。
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