專利名稱：定子以及馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有卷線的定子以及具有定子的馬達。
背景技術(shù)：
一般，馬達和發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機具有定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子相對于定子繞中心軸線相對旋轉(zhuǎn)。定子鐵心具有大致圓環(huán)狀的鐵心背部和多個齒。例如，在所謂的內(nèi)轉(zhuǎn)子型馬達的定子鐵心中，各齒從鐵心背部的內(nèi)周面朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸，并且沿周向等間隔配置。在外轉(zhuǎn)子型的馬達中，各齒從鐵心背部的外周面朝向徑向外側(cè)延伸。并且，在各齒的末端部分別配 置有沿周向延伸的傘部。傘部在徑向與轉(zhuǎn)子對置。在各齒隔著絕緣部等絕緣體配置有線圈。線圈通過在齒周圍卷繞卷線而構(gòu)成。通常，絕緣部由兩個部件構(gòu)成。將這些部件配置于齒時，這兩個部件相組合而構(gòu)成一個絕緣部。配置于齒的狀態(tài)下的絕緣部為筒狀的部件。換言之，齒的與齒延伸方向垂直的方向的周圍被絕緣部包圍。傘部的周向的寬度比絕緣部的周向的寬度寬。由于筒自身，傘部防止了筒狀的絕緣部從鐵心背部側(cè)朝向齒末端沿徑向脫落。并且，在永久磁鐵同步型馬達中，通過在齒配置傘部，來自配置于轉(zhuǎn)子的磁鐵的磁通容易流入到齒中。在線圈卷繞卷線的方法主要有兩種。一種為固定繞線機的嘴部的位置，通過使定子鐵心自身相對嘴部移動來卷繞卷線的方法。另一種方法為固定定子鐵心的位置，通過使繞線機的嘴部繞著各齒移動來卷繞卷線的方法。但是，無論其中哪一種方法，若繞線機的嘴部不進入到相鄰的齒與齒之間的空隙(以下，稱作齒槽)，嘴部就不能卷繞卷線。因此，在齒上卷繞的卷線的量被嘴部的粗細(xì)和移動所限制。并且，在齒末端配置有傘部。因此，相鄰的傘部與傘部之間的周向的間隔比相鄰的齒與齒之間的間隔小。其結(jié)果，嘴部必須穿過相鄰的傘部與傘部之間的間隙而進入齒槽。因此，嘴部相對于齒槽的位置必須正確，且必須減緩嘴部的移動。其結(jié)果，卷線的卷繞很花費時間，馬達的生產(chǎn)率明顯降低。并且，若相鄰的傘部與傘部間的周向的間隔窄，則不能從該間隙進入齒槽。其結(jié)果是，嘴部不能在齒周圍充分卷繞卷線，對各齒卷繞的卷線的量減少。其結(jié)果，定子的占空系數(shù)降低。因此，正在考慮一種不在齒上配置傘部的定子鐵心。在不在齒上配置傘部的定子鐵心中，不會由于傘部而妨礙嘴部相對于齒的移動。也就是說，與在齒上配置傘部的定子鐵心相比，不在齒上配置傘部的定子鐵心中，嘴部更容易進入齒槽。因此，能夠增加對各齒卷繞的卷線的量。其結(jié)果是，提高了定子的占空系數(shù)。并且，在具有傘部的定子鐵心中，筒狀的絕緣部在徑向難以從齒末端嵌入鐵心背部側(cè)。這是因為通常齒的周向的寬度比傘部的周向的寬度大。因此，絕緣部由兩個部件構(gòu)成，使兩個部件從與齒的延伸方向不同的方向嵌合。通常，構(gòu)成絕緣部的兩個部件相對于各齒分別從軸向一側(cè)與軸向另一側(cè)嵌入，從而形成一個筒狀的絕緣部。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻I :日本專利公開公報第2011-135640號專利文獻2 :日本專利公開公報第2002-305851號專利文獻3 :日本專利公開公報第2010-051087號專利文獻4 :日本專利公開公報第2010-246269號但是，在不在齒上配置傘部的定子鐵心中，不需將構(gòu)成絕緣部的兩個部件從軸向嵌入。也就是說，在具有沒有傘部的齒的定子鐵心中，預(yù)先在筒狀的為一個單體部件的絕緣部卷繞卷線來構(gòu)成線圈。并且，具有線圈的絕緣部從齒末端朝向鐵心背部側(cè)沿徑向嵌入至齒。并且，在筒狀的絕緣部從徑向嵌入至齒時，絕緣部的內(nèi)側(cè)面與齒的外側(cè)面接觸。因·此，限制了絕緣部的軸向的移動。另一方面，絕緣部能夠相對于齒沿徑向相對移動。若將絕緣部用于定子鐵心與線圈間的絕緣，則齒槽處的配置線圈的空間會減少絕緣部的厚度的量。并且，為了確保大的齒槽處的繞線用空間，也考慮將齒的周向的寬度變窄。但是，若齒的寬度過于狹窄，則在齒容易產(chǎn)生磁飽和。本發(fā)明的目的是提供一種既能夠抑制齒部的磁飽和又能夠提高卷線的占空系數(shù)的定子。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明所涉及的一優(yōu)選實施方式中，定子具有鐵心背部、多個齒部以及絕緣部。鐵心背部為以中心軸線為中心的大致環(huán)狀。齒部從鐵心背部的周面朝向徑向內(nèi)側(cè)或徑向外側(cè)延伸。在各齒部裝設(shè)絕緣部。絕緣部具有筒部、第一凸緣部、第二凸緣部和卷線。筒部具有供齒部貫穿插入的貫通孔。第一凸緣部配置在所述筒部的一側(cè)的開口端。第二凸緣部配置在筒部的另一側(cè)的開口端。卷線的截面為大致圓形，其卷繞在筒部從而構(gòu)成線圈。在相鄰的齒部與齒部之間分別配置有齒槽。設(shè)齒槽的個數(shù)為N, a為角度180度/齒槽數(shù)N (180度除以齒槽數(shù)所得的數(shù)Xd1為鐵心背部的外徑、d2為鐵心背部的內(nèi)徑、d3為卷線的直徑，TW為從軸向觀察時齒部在與齒部延伸方向垂直的方向的寬度、S為卷線寬度、Li為絕緣部在徑向的由鐵心背部的內(nèi)側(cè)面與所述線圈所夾的部位的寬度、y為徑向上的鐵心背部的寬度、Ii1為表示卷線層數(shù)的正整數(shù)、n2為一層線圈的匝數(shù)。卷線寬度S用以下算式表示。
R S = -Ci^nl-\) + d齒槽的配置卷線的空間的長度L用以下算式表示。
c I d)=--V — H-
21匝數(shù)n2利用int函數(shù)用以下算式表示。
‘丄、W2 — int(——)
4
齒部的寬度TW用以下算式表示。
權(quán)利要求
1.一種定子，其具有裝設(shè)于定子鐵心的絕緣部，所述定子鐵心具有以中心軸線為中心的圓環(huán)狀的鐵心背部、和從所述鐵心背部的周面朝向徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)延伸的多個齒部， 所述定子的特征在于， 所述絕緣部包括 筒部，其具有供所述齒部貫穿插入的貫通孔； 第一凸緣部，其配置在所述筒部的一側(cè)的開口端； 第二凸緣部，其配置在所述筒部的另一側(cè)的開口端；以及 卷線，其卷繞于所述筒部而構(gòu)成線圈，且該卷線的截面為圓形， 在相鄰的所述齒部和所述齒部之間分別形成有齒槽， 在設(shè)所述齒槽的個數(shù)為N、角度α為角度180度除以所述齒槽數(shù)N所得的值、Cl1為所述鐵心背部的外徑、d2為所述鐵心背部的內(nèi)徑、d3為所述卷線的直徑，TW為從軸向觀察時所述齒部在與齒部延伸方向垂直的方向的寬度、S為卷線寬度、Li為所述絕緣部在徑向的由所述鐵心背部的內(nèi)側(cè)面與所述線圈所夾的部位的寬度、Ii1為表示所述卷線的層數(shù)的正整數(shù)、n2為所述線圈的一層的匝數(shù)、y為從軸向觀察時所述鐵心背部的厚度時，所述卷線寬度S表示為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子， 所述整數(shù)M為4， 所述齒部的寬度TW在
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子，從軸向觀察時，在所述齒槽，表示實際卷繞有所述卷線的部分的面積的卷線面積Am表示為
4.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述筒部相對于所述齒部通過壓入而被固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定子， 從所述齒部的延伸方向觀察時， 所述筒部的一側(cè)的開口端的軸向高度比所述齒部的軸向高度小。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定子， 從所述齒部的延伸方向觀察時， 在與所述延伸方向垂直的方向， 所述筒部的一側(cè)的開口端的寬度比所述齒部的寬度小。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 齒槽數(shù) N 為 4、8、12、14、16、18、20、24、28、30、32、36、48、52、56、60、64 中的任意一個值。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 從軸向觀察時， 所述齒部的與齒部延伸方向垂直的方向的寬度在所述齒部的延伸方向上恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 在所述線圈， 通過連接相互接觸的三根卷線的截面的中心而構(gòu)成三角形， 所述卷線的截面近似于圓形， 所述三角形(D)為各邊的長度相等的正三角形，一邊的長度即為所述卷線的直徑d3。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述定子鐵心為圓鐵心。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 從所述筒部的長度方向觀察時，所述貫通孔的開口端在所述長度方向的一側(cè)以及另一側(cè)分別為矩形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子， 將所述齒部沿軸向假想切斷時的截面的形狀為與所述貫通孔的開口端相似的矩形。
13.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述第一凸緣部從所述筒部的長度方向一側(cè)的端部沿與所述筒部的長度方向垂直的方向延伸， 所述第二凸緣部從所述筒部的長度方向另一側(cè)的端部沿與所述筒部的長度方向垂直的方向延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述筒部比所述第二凸緣部向長度方向另一側(cè)突出。
15.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述第一凸緣部位于所述齒部的徑向內(nèi)側(cè)， 所述第二凸緣部位于所述齒部的徑向外側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 從長度方向觀察所述筒部時， 所述第一凸緣部的外形以及所述第二凸緣部的外形分別為矩形。
17.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 在從長度方向觀察所述筒部時，所述第一凸緣部的外形與所述第二凸緣部的外形相同。
18.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述第二凸緣部和所述筒部間的連接部的至少一部分與所述鐵心背部在軸向重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述齒部的末端比所述第一凸緣部向徑向內(nèi)側(cè)突出。
20.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 所述齒部的末端比所述第一凸緣部向徑向外側(cè)突出。
21.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 在與所述齒部的延伸方向垂直的方向， 所述齒部的寬度從徑向內(nèi)側(cè)到徑向外側(cè)是恒定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 從軸向觀察時的所述各線圈的周向的寬度分別比所述第一凸緣部和所述第二凸緣部的周向的寬度窄。
23.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 在從開口端側(cè)觀察所述筒部時，所述貫通孔在與所述筒部的長度方向垂直的方向的寬度比所述齒部的寬度窄。
24.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 在從開口端側(cè)觀察所述筒部時，所述貫通孔的軸向的寬度比所述齒部的軸向的寬度小。
25.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 只有所述齒部的軸向的尺寸比所述貫通孔的軸向的寬度大， 而且，在與所述齒部的延伸方向垂直的方向，所述齒部的寬度比所述貫通孔的寬度小。
26.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子， 只有所述齒部的軸向的尺寸比貫通孔的軸向的寬度小， 而且，在與所述齒部的延伸方向垂直的方向，所述齒部的寬度比所述貫通孔的寬度大。
27.根據(jù)權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子，在所述第一凸緣部的軸向上側(cè)配置向軸向上側(cè)突出的第一上側(cè)突起部， 在所述第一凸緣部的軸向下側(cè)配置向軸向下側(cè)突出的第一下側(cè)突起部， 在所述第二凸緣部的軸向上側(cè)配置向軸向上側(cè)突出的第二上側(cè)突起部， 在所述第二凸緣部的軸向下側(cè)配置向軸向下側(cè)突出的第二下側(cè)突起部。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述第一上側(cè)突起部、所述第一下側(cè)突起部、所述第二上側(cè)突起部、所述第二下側(cè)突起部的形狀分別為相同形狀。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的定子， 所述第一上側(cè)突起部、所述第一下側(cè)突起部、所述第二上側(cè)突起部、所述第二下側(cè)突起部的形狀呈長方體的形狀。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述第一上側(cè)突起部的徑向的寬度和所述第一下側(cè)突起部的徑向的寬度分別比所述第一凸緣部的徑向的寬度小。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述第二上側(cè)突起部的徑向的寬度和所述第二下側(cè)突起部的徑向的寬度分別比所述第二凸緣部的徑向的寬度小。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述第二上側(cè)突起部和所述第二下側(cè)突起部在所述筒部的長度方向位于比所述第二凸緣部的徑向外側(cè)的端部靠所述第一凸緣部側(cè)的位置。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 在所述筒部的長度方向，在所述第二凸緣部的長度方向另一側(cè)的端部與所述第二下側(cè)突起部之間具有間隙。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 在與所述筒部的長度方向垂直的方向，所述第一上側(cè)突起部和第一下側(cè)突起部的寬度分別比所述第一凸緣部的寬度小。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 在與所述筒部的長度方向垂直的方向，所述第二上側(cè)突起部和所述第二上側(cè)突起部的寬度分別比所述第二凸緣部的寬度小。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述線圈的軸向上側(cè)的部位位于比所述第一上側(cè)突起部和所述第二上側(cè)突起部靠軸向下側(cè)的位置。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述線圈的軸向下側(cè)的部位位于比所述第一下側(cè)突起部和所述第二下側(cè)突起部靠軸向上側(cè)的位置。
38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的定子， 所述第二上側(cè)突起部的至少一部分以及所述第二下側(cè)突起部的至少一部分分別與所述鐵心背部在軸向重疊。
39.一種馬達，其特征在于，該馬達具有 權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的定子；以及相對于所述定子能夠繞所述中心軸線相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的馬達，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵心和多個轉(zhuǎn)子磁鐵，在所述轉(zhuǎn)子鐵心的外側(cè)面配置所述轉(zhuǎn)子磁鐵。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的馬達，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鐵心和多個轉(zhuǎn)子磁鐵，所述轉(zhuǎn)子鐵心具有分別配置所述轉(zhuǎn)子磁鐵的多個磁鐵孔或者多個磁鐵凹部，所述轉(zhuǎn)子磁鐵配置于各磁鐵孔或者所述磁鐵凹部。
42.根據(jù)權(quán)利要求40或者權(quán)利要求41所述的馬達，表示所述轉(zhuǎn)子磁鐵的磁極的個數(shù)的極數(shù)P的值為2的倍數(shù)。
43.根據(jù)權(quán)利要求40或者權(quán)利要求41所述的馬達，所述轉(zhuǎn)子鐵心為層壓鋼板，所述轉(zhuǎn)子鐵心通過層疊多張電磁鋼板而構(gòu)成，層疊起來的所述電磁鋼板通過鉚接或者激光焊接而相互固定。
44.一種馬達，其特征在于，所述馬達包括權(quán)利要求I所述的定子；以及轉(zhuǎn)子，其具有多個轉(zhuǎn)子磁鐵，且該轉(zhuǎn)子相對于所述定子能夠繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，所述整數(shù)M為2，在所述轉(zhuǎn)子磁鐵為釹磁鐵時，所述齒部的寬度TW在
45.一種馬達，其特征在于，所述馬達包括權(quán)利要求I所述的定子；以及轉(zhuǎn)子，其具有多個轉(zhuǎn)子磁鐵，且該轉(zhuǎn)子相對于所述定子能夠繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，所述整數(shù)M為3，在所述轉(zhuǎn)子磁鐵為鐵氧體磁鐵時，所述齒部的寬度TW在
全文摘要
本發(fā)明提供一種定子以及馬達，其具有環(huán)狀的鐵心背部、多個齒部和絕緣部。齒部從鐵心背部的周面沿徑向延伸。在各齒部裝設(shè)絕緣部。絕緣部具有筒部和卷線。卷線的截面為圓形，且構(gòu)成線圈。在相鄰的齒部之間配置齒槽。設(shè)齒槽的個數(shù)為N、α為角度180度除以齒槽數(shù)所得的數(shù)、d2為鐵心背部的內(nèi)徑、TW為齒部在與齒部延伸方向垂直的方向的寬度、S為卷線寬度、Li為絕緣部中的由鐵心背部的內(nèi)側(cè)面和線圈所夾的部位的寬度。齒部的寬度TW用以下算式表示。整數(shù)M為2、3、4中的任意一個。
文檔編號H02K1/27GK102957231SQ20121025653
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月20日
發(fā)明者R·埃爾森, 胡亞波, 梶信藤 申請人:日本電產(chǎn)株式會社