CN109417314A - 电动机的定子、电动机的定子的制造方法及电动机 - Google Patents

Abstract

一种定子及其制造方法，其可简化电枢绕组的绕线步骤，降低齿槽效应转矩。从方向性电磁钢板200冲裁出具备呈放射状的多个齿121A且一端连成圆弧状的扇形部121，然后将扇形部121连结成环状，将被连结成环状的扇形部121层积而形成齿部120，且从齿121A的另一端侧对电枢绕组130进行绕线，然后将齿部120嵌入内周部具备多个凹部111且于电动机的轴向层积的环状的磁轭部110。

Description

电动机的定子、电动机的定子的制造方法及电动机

技术领域

本发明关于一种电动机的定子、电动机的定子制造方法及电动机。

背景技术

以往，已知一种伺服电动机，其具备将物体的位置、方位、姿势等作为控制量，且以追踪目标值的方式自动驱动的机构。此外，此伺服电动机使用于，控制位置及速度等的用途(例如，参照专利文献1)。

其中，于使用复杂的模具进行板材的冲压加工的冲压机中，为使复杂的加压方法成为可能，以伺服电动机控制加压部的运动。

此外，如该冲压机那样需要大型的力的伺服电动机，使用大型的电动机，且需要大的转矩。

图7为显示以往的电动机的构造的剖视图。

如图7所示，于形成在从磁轭10突出的多个齿11的间的槽(slot)12内***有电枢绕组13(其中为方便说明，除了位于图7上部的5个槽12外，省略电枢绕组13)。

已知技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2009-50138

发明内容

发明要解决的问题

然而，关于为获得大的转矩而增加槽数的多槽电动机中，存在有将电枢绕组***槽内的作业需要非常多的时间的问题。

图8为显示被***槽内的电枢绕组的详图。

例如，如图8所示，将电枢绕组13***槽12内的作业，从形成于槽的前端的开口部14***电枢绕组13。由于开口部14变窄，***电枢绕组13的作业非常困难。此外，为了增加绕线数，需要无间隙地对电枢绕组13进行绕线的作业，若以手动作业在1个槽内进行绕线，有时需要数小时。

此外，于多槽电动机的情况下，因槽数多，所以作业量进一步增加，为了完成1个电动机而需要数日。

此开口部14于将电枢绕组13***槽12内时，有必要作为入口，但若将开口部14加宽，则齿11彼此的间会变宽。于是，电流流经电动机时产生的磁性，会集中于容易通过的齿11，进而造成电枢绕组13及开口部14的磁场变得极弱。因此，于转子15运动时，会因为在磁性吸引力上产生差异而产生齿槽效应转矩(cogging torque)的现象。若产生此齿槽效应转矩，则有成为噪音或振动的原因的问题。

齿11的间隙的开口部14对齿槽效应转矩的影响非常大，虽然开口部14越窄则齿槽效应转矩越小，但若过于缩小则会无法进行绕线，因此并不能解决问题。

本发明鉴于此问题点而完成，其目的在于提供一种定子构造、定子构造的制造方法及电动机，其可简化电枢绕组13的绕线步骤，降低齿槽效应转矩。

解决问题的技术手段

本发明中，为了解决上述问题，提供一种电动机的定子，其特征在于，电动机的定子中具备：环状的磁轭部，其于内周部具备多个凹部且于上述电动机的轴向层积；齿部，其将扇形部连结成环状，且于上述轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于上述多个凹部中，另一端连成圆弧状；电枢绕组，其从上述一端侧被绕线于上述齿上。

由此，于电动机的轴向层积的环状的磁轭部，于内周部具备多个凹部，齿部将扇形部连结成环状且于轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于多个凹部中，另一端连成圆弧状，电枢绕组从齿的一端侧被绕线。

此外，本发明中，提供一种电动机的定子的制造方法，其特征在于，包含以下的步骤：从方向性电磁钢板冲裁出具备呈放射状的多个齿且另一端连成圆弧状的扇形部的步骤；将上述扇形部连结成环状的步骤；将被连结成环状的上述扇形部层积而形成齿部的步骤；将电枢绕组绕线于上述齿的步骤；将上述齿部嵌入环状的磁轭部的步骤，该环状的磁轭部内周部具备多个凹部且于轴向层积。

由此，从方向性电磁钢板冲裁出扇形部，该扇形部具备呈放射状的多个齿、且一端连成圆弧状，将扇形部连结成环状，然后将被连结成环状的扇形部层积而形成齿部，从齿的另一端侧对电枢绕组进行绕线，然后将齿部嵌入环状的磁轭部，该磁轭部内周部具备多个凹部且于轴向层积。

此外，本发明中，提供一种电动机，其具备转子及定子，该定子中，齿被以电枢绕组绕线而得到，该定子具备：环状的磁轭部，其于内周部具备多个凹部，且于上述电动机的轴向层积；齿部，其将扇形部连结成环状，且于上述轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于上述多个凹部中，另一端连成圆弧状；电枢绕组，其从上述齿的上述一端侧被绕线。

由此，于电动机的轴向层积的环状的磁轭部，于内周部具备多个凹部，齿部将扇形部连结成环状，且于上述轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于上述多个凹部中，另一端连成圆弧状，电枢绕组从齿的一端侧被绕线。

发明功效

根据本发明的电动机的定子，于电动机的轴向层积的环状的磁轭部，于内周部具备多个凹部，齿部具备一端被收容于多个凹部的呈放射状的多个齿、且另一端连成圆弧状的扇形部连结成环状，且于轴向层积，电枢绕组从齿的一端侧被绕线，因此可简化电枢绕组的绕线步骤，降低齿槽效应转矩。

附图说明

图1为显示本实施形态的定子的构成的剖视图。

图2为显示构成齿部的扇形部的详细的主视图。

图3为显示连接扇形部且齿部层积的状况的主视图。

图4为显示被层积的齿部的剖视图。

图5为显示磁轭部的剖视图。

图6为显示定子及转子的剖视图。

图7为显示以往的电动机的构造的剖视图。

图8为显示被***槽内的电枢绕组的详图。

具体实施方式

以下，参照图式，详细说明本发明的实施形态。

图1为显示本实施形态的定子的构成的剖视图。

如图1所示，定子100具有磁轭部110、齿部120及电枢绕组130。本实施例中，以将齿121A作成48个为例。

磁轭部110，使用模压机对无方向性电磁钢板进行冲压而将外周冲裁为环状，将作成的部件使用粘结剂等于电动机轴向层积而制成，且于磁轭部110的内周部具备多个(本实施例中为48个)凹部111。

齿部由将多个(本实施例中为16个)扇形部121连结成环状而构成。扇形部121使用模压机对方向性电磁钢板进行冲裁而形成，且具备呈放射状的多个齿121A(本实施例中为3个)。齿121A的一端，相对于设置在磁轭部110的凹部111及齿121A的长边方向而对称地形成，且作成齿121A的一端的一部分被收容于凹部111的形状。齿121A的另一端，为被连结成半圆弧状而形成「E」的形状。

扇形部121为隔着接缝122而连结成环状，且内周面成为圆形。此外，被连结成环状的扇形部121，使用粘结剂等于电动机轴向层积。

齿部120于各齿121A间形成有多个槽121B，且于槽121B内，电枢绕组130被连续地朝电动机轴向进行绕线。

以往的电枢绕组的绕线作业如图8所示，必须将电枢绕组13从狭窄的开口部14***，此外，由于电动机产生的转矩为与电枢绕组13的绕线数成比例，因此为了提高转矩，需要无间隙地进行绕线。

本实施例中，各齿121A呈放射状设置，槽121B的开口部121C被开放地形成。由此，可简单地进行绕线作业。

若绕线作业结束，则与设置在磁轭部110的凹部111对齐，将齿121A朝电动机轴向***，组装成定子100。

图2为显示构成齿部的扇形部的详细的主视图。

如图2所示，扇形部121使用模压机对方向性电磁钢板200进行冲裁而形成，且具备呈放射状的多个齿121A(本实施例中为3个)。

方向性电磁钢板为于辊轧方向具有极优异的磁性特性的钢板，磁通容易朝箭头201方向通过。

若电流流经电动机，则沿被放射状设置的齿121A的长边方向产生磁场123，但由于齿121A沿齿121A的长边方向而被朝向方向性电磁钢板的辊轧方向，因此磁场变得容易通过，从而可极大地取得磁场。此外，可降低产生于齿部120的磁场的磁场损失。

此外，与以分割为一个个的齿121A的形状对齐辊轧方向进行冲裁且呈放射状进行组装的步骤比较，于本实施例中，由于仅需将预先连设有3个齿121A的扇形部121组装成环状，因此可大幅地缩短将齿部120配置为环状的作业步骤。

此外，由于本实施例中整体为48个齿121A，因此1个齿121A的角度为7.5度。这与方向性电磁钢板200的辊轧方向比较，与齿121A的角度差变为7.5度，由于在特性上是于磁场的通过方向上不存在问题的角度，因此可于使产生于齿部120的磁场的磁场损失降低的状态，形成齿部120。

此外，若为了提高转矩而增加槽数，则齿121A的数量的角度变小，且变得接近于辊轧方向。因此，使转矩提高的槽数多的电动机，可更进一步地利用方向性电磁钢板的特性。

此外，也可增加形成扇形部121的齿121A的数量，以减少扇形部121的连结数，但若增加齿121A的数量，与方向性电磁钢板200的辊轧方向比较，与齿121A的角度差为，越是趋近扇形部121的两端部越是增加。因此，扇形部121具有的齿121A的数量，以2～3个为较佳。

图3为显示连接扇形部且层积齿部的状况的主视图。

图3(a)显示隔着接缝122将扇形部121连结成环状的状况。接缝122被均等地配置于齿部120的内周部，其中，1个接缝122被配置为到达内周圆状的最上端。

图3(b)显示隔着接缝122将扇形部121连结成环状的状况。接缝122被均等地配置于齿部120的内周部，且被配置为从图3(a)的状态向左偏移7.5度、或向右偏移15度。

齿部120使用粘结剂等将扇形部121层积于电动机轴向，但于层积时，较佳为如在图3(a)上重叠图3(b)那样，以接缝122不重叠的方式进行层积。如此通过错开接缝122进行粘结而层积，可作成接合部分散且牢固的构造。

如上述，较佳为，每当重复层积时以接缝122不重叠的方式进行层积，且以接缝122的位置整体无偏移的方式进行配置及层积。

图4显示被层积的齿部的剖视图。

如图4所示，于电动机轴向层积的齿部120由多个扇形部121构成，且具备呈放射状的齿121A。

若完成齿部120的层积，则于形成在齿121A的间的槽121B内对电枢绕组130进行绕线。由于槽121B为朝外周面方向将开口部121C开放，因此对电枢绕组130进行绕线的绕线作业变得容易。

此外，产生于电动机的转矩，与电枢绕组13的绕线数成比例，因此较佳为，于槽121B内无间隙地对电枢绕组130进行绕线，但由于开口部121C被开放，因此即使手动作业也可容易且无间隙地于槽121B内对电枢绕组130进行绕线。由此，可提高于电动机产生的转矩。

此外，各扇形部121具备的齿121A，如前述，为由方向性电磁钢板所制作，且以沿辊轧方向的方式朝向齿121A的长边方向。由于隔着接缝122将此扇形部121配置为环状，因此方向性电磁钢板的辊轧方向朝向各齿121A的长边方向、即呈放射状。由此，若电流流经电动机，则沿放射状设置的齿121A产生磁场，因此可降低磁场损失。

图5为显示磁轭部的剖视图。

如图5所示，于磁轭部110的内周部具备多个(本实施例中为48个)凹部111。

齿121A的一端，相对于被设置在磁轭部110的凹部111及齿121A的长边方向而对称地形成，且被作成齿121A的一端的一部分被收容于凹部111的形状。以齿121A的前端对齐被设置于磁轭部110的凹部111的方式，将完成了电枢绕组130的绕线的齿部120***磁轭部110内。由此，齿部120被牢固地固定于磁轭部110。

磁轭部110，为电流流经电动机时产生于齿部120的磁通的通路，且磁通的方向不定。由此，磁轭部110使用无方向性电磁钢板，且使用模压机将外周冲裁成环状，将作成的部件使用粘结剂等于电动机轴向层积。

图6为显示定子及转子的剖视图。

如图6所示，于定子100的内周侧具备转子300。

转子300将多个(本实施例中为8个)永久磁铁320以规定间隔且朝向电动机轴向固定于转子铁心310。

如此构成的转子300隔着气隙400与定子100的内周面对向。

由于定子100的内周面被封闭，所以电流流经电枢绕组130而于定子100产生的磁性不集中于齿121A而被分散于定子100的内周面。因此，转子300运动时产生的磁性吸引力的差降低，从而可减少齿槽效应转矩。

符号说明

10 磁轭

11 齿

12 槽

13 电枢绕组

14 开口部

15 转子

100 定子

110 磁轭部

111 凹部

120 齿部

121 扇形部

121A 齿

121B 槽

121C 开口部

122 接缝

123 磁场

130 电枢绕组

200 方向性电磁钢板

201 箭头

300 转子

310 转子铁心

320 永久磁铁

400 气隙。

Claims (8)

1.一种电动机的定子，其特征在于，具备：

环状的磁轭部，其于内周部具备多个凹部且于上述电动机的轴向层积；

齿部，其将扇形部连结成环状，且于上述轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于上述多个凹部中，另一端连成圆弧状；

电枢绕组，其从上述齿的上述一端侧被绕线。

2.如权利要求1的电动机的定子，其特征在于，被连结成环状的上述扇形部于层积时，以在上述轴向邻接的环状的上述扇形部产生的接缝不一致的方式错开配置地层积。

3.如权利要求2的电动机的定子，其特征在于，上述接缝于投影在上述电动机的上述轴向时，在上述扇形部上无偏移而被均等地配置并层积。

4.如权利要求1的电动机的定子，其特征在于，上述齿部的内周面连成圆形且上述齿与上述齿的间被封闭。

5.如权利要求1的电动机的定子，其特征在于，上述扇形部由磁通容易通过的辊轧方向朝向上述齿的长边方向的方向性电磁钢板构成。

6.如权利要求1的电动机的定子，其特征在于，上述磁轭部由朝全方向具有平均且优异的磁性特性的无方向性电磁钢板构成。

7.一种电动机的定子的制造方法，其特征在于，包含以下的步骤：

从方向性电磁钢板冲裁出具备呈放射状的多个齿且一端连成圆弧状的扇形部的步骤；

将上述扇形部连结成环状的步骤；

将被连结成环状的上述扇形部层积而形成齿部的步骤；

从上述齿的另一端侧对电枢绕组进行绕线的步骤；

将上述齿部嵌入环状的磁轭部的步骤，该环状的磁轭部内周部具备多个凹部且于轴向层积。

8.一种电动机，其具备转子及定子，该定子中，齿被以电枢绕组绕线而得到，该电动机的定子具备：

环状的磁轭部，其于内周部具备多个凹部且于上述电动机的轴向层积；

齿部，其将扇形部连结成环状，且于上述轴向层积，该扇形部一端具备呈放射状的多个齿，并被收容于上述多个凹部中，另一端连成圆弧状；

电枢绕组，其从上述齿的上述一端侧被绕线。