定子、电机以及定子芯的制作方法

1.本实用新型涉及定子、电机以及定子芯。


背景技术：

2.专利文献1公开了隔着绝缘件将线圈卷绕于分割芯的构造。从芯的中心侧朝向外径侧倾斜地卷有线圈。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2003-333782号公报


技术实现要素：

6.实用新型所要解决的问题
7.但是，由于向倾斜方向卷线圈，在分割芯的齿(teeth)周围配置的线圈会左右不同，因此在提高磁通量的流动的方面存在改善的余地。
8.本实用新型是鉴于上述的问题而作出的，目的在于提供提高磁通量的流动的技术。
9.用于解决问题的方案
10.实现上述的目的本实用新型的一方面的定子，其特征在于，具备：定子芯，其是将多个钢板层叠而形成的；以及线圈，其被卷绕于所述定子芯，所述定子是包括沿圆周方向配置的多个定子芯在内的凸极集中式绕组的定子，所述定子芯具备齿部，所述齿部具有：第一表面，其与所述圆周方向交叉；以及第二表面，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述线圈被卷绕于所述定子芯的所述齿部，所述齿部的所述第一表面中的根部附近的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近的形状的曲率不同。
11.根据上述的定子，其特征在于，所述定子芯具有螺栓紧固用的孔部，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离相等的位置。
12.根据上述的定子，其特征在于，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置之间的距离同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置之间的距离相等的位置。
13.根据上述的定子，其特征在于，还具备配置于所述定子芯与所述线圈之间的绝缘构件，所述绝缘构件与所述定子芯的所述齿部的根部附近的形状相配合地成型。
14.根据上述的定子，其特征在于，所述绝缘构件在所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附近以及所述齿部的突出侧的所述第二表面中的端部附近中的任一方，具有与所述线圈的形状相配合的突形状。
15.根据上述的定子，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面大致平行。
16.根据上述的定子，其特征在于，从所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附
近起开始卷绕所述线圈，在所述齿部的周围卷绕多圈所述线圈，在所述齿部的所述第二表面中的所述根部附近处第一层卷绕结束的情况下，所述第一层的卷绕结束侧的面即所述第二表面中的所述根部附近的形状的曲率大于所述第一层的卷绕开始侧的面即所述第一表面中的所述根部附近的形状的曲率。
17.一种电机，其特征在于，具备上述的定子。
18.另外，实现上述的目的本实用新型的一方面的定子芯，其特征在于，所述定子芯是构成定子的一部分，并且是将多个钢板层叠而形成的，所述定子芯具备齿部，所述齿部具有：第一表面，其与所述定子的圆周方向交叉；以及第二表面，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述齿部的所述第一表面中的根部附近的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近的形状的曲率不同。
19.实用新型的效果
20.根据本实用新型，能够通过改变曲率来调整磁通路宽度，因此能够提高磁通量的流动。
附图说明
21.图1是示出一实施方式涉及的定子芯的构造的一个例子的图。
22.图2是示出一实施方式涉及的定子(stator)的一个例子的图。
23.图3是一实施方式涉及的定子芯以及绝缘构件的外观图。
24.图4是一实施方式涉及的安装有绝缘构件以及线圈而成的定子芯的剖视图。
25.附图标记说明
26.10：定子芯；20：定子；100：钢板；200：绝缘构件；300：线圈；140：第一表面；150：第二表面；190：齿部。
具体实施方式
27.以下，参照附图来说明本实用新型的实施方式。另外，各图只不过是用于说明实施方式的示意图，例如图中的各要素的尺寸未必反映的是现实中的尺寸。另外，在图中对同一要素附加同一附图标记，在本说明书中对于重复的内容省略说明。
28.图1是示出一实施方式涉及的定子芯的构造的一个例子的图。定子芯10是将多个钢板100层叠而形成的。该定子芯10被绝缘构件(绝缘件)200覆盖，并在该绝缘构件200的周围卷绕线圈300。在定子芯10形成有凸部120和凹部130，在纸面垂直方向设置有螺栓紧固用的孔部110。
29.图2是示出一实施方式涉及的定子(stator)的一个例子的图。将各自安装有绝缘构件200以及线圈300而成的多个定子芯10沿圆周方向配置并结合来构成定子20。也将各定子芯10称为分割芯。在图示的例子中，沿圆周方向250连接十二个定子芯10来形成定子20。使用设置于各定子芯10的凸部120和凹部130，来与邻接的定子芯10连接，由此将定子芯10彼此进行连接。定子20为凸极集中式绕组的定子。未图示的电机能够构成为具备本实施方式涉及的定子20。
30.图3是一实施方式涉及的定子芯10以及绝缘构件200的外观图。如图3所示，定子芯10是将多个t字形的钢板100层叠而构成的。定子芯10具备齿部190，该齿部190具有：第一表
面140，其与形成定子20时的圆周方向250交叉；以及第二表面150，其与圆周方向250交叉并且设置于与第一表面140相反的一侧。齿部190是将各钢板100中的t字形的一部分、即凸部180层叠而形成的，并且以朝向定子20的中心位置的方式突出。第一表面140与第二表面150平行或者大致平行地设置。
31.线圈300隔着绝缘构件200被卷绕于定子芯10的齿部190。而且，齿部190的第一表面140中的根部附近160的形状的曲率与齿部190的第二表面150中的根部附近170的形状的曲率根据线圈300的配置而形成为不同。在后记述曲率不同的详细内容。
32.绝缘构件200构成为包括：第一绝缘构件200a；以及与第一绝缘构件200a卡合的第二绝缘构件200b。绝缘构件200能够以覆盖齿部190的方式安装于定子芯10。而且，绝缘构件200未必限定于图示的形状，能够进行各种变更。如上所述，定子芯10具有螺栓紧固用的孔部110。在各钢板100形成有孔部，通过将钢板层叠而成为螺栓紧固用的孔部110。
33.图4是一实施方式涉及的安装有绝缘构件200以及线圈300而成的定子芯10的剖视图。例如是图1所示的定子芯10的水平剖视图。
34.在本实施方式中，齿部190的第二表面150中的根部附近170的形状的曲率形成为大于齿部190的第一表面140中的根部附近160的形状的曲率。即，在左右对称的情况下是虚线401所示的曲率的形状，但要比虚线401而向纸面的左下方向移位，从而钢板100的面积增加与之相当的量。由此，钢板100的磁通路宽度仅增加与移位相当的量，因此能够不变更线圈的占积率而增加磁通路宽度。
35.这样，第一表面140中的根部附近160的形状的曲率与第二表面150中的根部附近170的形状的曲率形成为不同，由此能够不变更线圈的占积率而使磁通路宽度变化。
36.绝缘构件200以与齿部190的第一表面140中的根部附近160的形状以及齿部190的第二表面150中的根部附近170的形状相配合并且与定子芯10适合的方式成型。如图3所示，在绝缘构件200由第一绝缘构件200a、与第一绝缘构件200a卡合的第二绝缘构件200b构成的情况下，能够防止组装时的方向错误。例如，即使想要以第一绝缘构件200a为下方并以第二绝缘构件200b为上方的方式组装于定子芯10，也会因根部附近的曲率的不同、即形状的不同而无法组装。这样，能够防止绝缘构件200的错误组装。
37.在图示的例子中，线圈300隔着绝缘构件200而被卷绕于定子芯10的周围。线圈300a的位置为卷绕的起始，朝向纸面上方卷绕到线圈300b的位置，然后卷绕到线圈300c的位置、线圈300d的位置、线圈300e的位置
……
，在线圈300t的位置处第一层的卷绕完成。之后从线圈300u的位置起开始第二层的卷绕。同样地，朝向纸面下方进行卷绕。第三层的卷绕朝向纸面上方的方向进行。之后，重复同样的操作来卷绕线圈300。
38.这样，在图4的例子中，从齿部190的突出侧的第一表面140中的端部附近起开始卷绕线圈300，在定子芯10的齿部190的周围多次卷绕线圈300，在齿部190的第二表面150中的根部附近处第一层卷绕结束。此时，第二表面150中的根部附近170的形状的曲率形成为大于第一表面140中的根部附近160的形状的曲率。因而，能够使第二表面150中的根部附近170处的线圈300t与绝缘构件200适合，另一方面能够使第一表面140中的根部附近160处的线圈300与绝缘构件200之间产生的空间(间隙)减少。这样使磁通路宽度增加并且削减不使用的空间，由此能够实现空间的有效利用。
39.在齿部190的突出侧(定子20的朝向中心位置的一侧)的第二表面150中的端部附
近，设置有与线圈300的形状相配合的突形状402。在从线圈300a的位置卷绕到线圈300b的位置时，会被载置于该突形状402，因此线圈300b的位置稳定。即突形状402为用于载置线圈300的载置部。而且，在图示的例子中，在第二表面150的一侧设置有突形状402，但也可以在第一表面140的一侧(线圈300a附近的位置)设置突形状402。这样，绝缘构件200在齿部190的突出侧的第一表面140中的端部附近与齿部190的突出侧的第二表面150中的端部附近中的任一方，具有与线圈300的形状相匹配的突形状402。由此，能够使向倾斜方向卷绕的线圈的位置稳定。
40.另外，在图示的例子中，突形状402形成于定子20的内径侧、即第二表面150的靠齿部190的端部附近(定子20的靠近中心位置的一侧)。但是，也可以形成于定子20的外径侧、即第二表面150的靠齿部190的根部附近(定子20的远离中心位置的一侧)。同样地，也可以形成于定子20的外径侧、即第一表面140的靠齿部190的根部附近。
41.而且，定子芯10的螺栓紧固用的孔部110设置于如下位置：第一表面140中的根部附近160的齿部190的角部与孔部110之间的距离l1同第二表面150中的根部附近170的齿部190的角部与孔部110之间的距离l2相等的位置。即，设置以中心位置p为中心的圆形的孔部110，所述中心位置p是从左右对称的情况下的中心位置o向纸面左方向移位(偏移)而成的。
42.而且，在此使用了与孔部110的外缘之间的距离，但也可以使用与孔部110的中心位置之间的距离来表示。即也可以是，孔部110设置于如下位置：第一表面140中的根部附近160的齿部190的角部与孔部110的中心位置p之间的距离同第二表面150中的根部附近170的齿部190的角部与孔部110的中心位置p之间的距离相等的位置。
43.这样，根据纸面左侧的磁通路宽度的增加的量，使孔部110的位置偏移，由此使左右的磁通路宽度相等。由此，能够进一步提高磁通量的流动，从而能够提高电机的扭矩。因此，能够削减钢板100的层叠张数，从而能够削减制造成本、材料成本。
44.而且，前提是，被紧固于孔部110的螺栓由与钢板100不同的材料构成，即使紧固有螺栓，孔部110也不会作为磁通路来发挥功能。
45.《实施方式的总结》
46.1.在第一方面的定子中，定子20具备：定子芯10，其是将多个钢板100层叠而形成的；以及线圈300，其被卷绕于所述定子芯，所述定子是包括沿圆周方向250配置的多个定子芯在内的凸极集中式绕组的定子，在所述定子中，所述定子芯具备齿部190，所述齿部具有：第一表面140，其与所述圆周方向250交叉；以及第二表面150，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述线圈被卷绕于所述定子芯的所述齿部，所述齿部的所述第一表面中的根部附近160的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近170的形状的曲率不同。
47.由此，能够提高磁通量的流动。另外，能够不变更线圈的占积率而使磁通路宽度变化。
48.2.在第二方面的定子中，所述定子芯具有螺栓紧固用的孔部110，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离l1同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离l2相等的位置。
49.这样，以使磁通路宽度相等的方式调整孔部的位置，由此能够提高磁通量的流动，从而提高电机的扭矩。因此，能够削减钢板的层叠张数，从而削减制造成本。
50.3.在第三方面的定子中，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置p之间的距离同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置p之间的距离相等的位置。
51.这样，以使磁通路宽度相等的方式调整孔部的位置，由此能够提高磁通量的流动，从而提高电机的扭矩。因此，能够削减钢板的层叠张数，从而削减制造成本。另外，能够使定子芯以及定子小型化。
52.4.在第四方面的定子中，还具备配置于所述定子芯与所述线圈之间的绝缘构件200，所述绝缘构件与所述定子芯的所述齿部的根部附近的形状相配合地成型。
53.由此，绝缘构件由多个构件构成，在以覆盖定子芯的齿部的方式组装绝缘构件的情况下，能够防止错误组装。
54.5.在第五方面的定子中，所述绝缘构件在所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附近以及所述齿部的突出侧的所述第二表面中的端部附近中的任一方，具有与所述线圈的形状相配合的突形状402。
55.与突形状相配合地决定线圈的位置，因此能够防止线圈的偏移，从而能够使线圈的位置稳定。
56.6.在第六方面的定子中，所述第一表面与所述第二表面大致平行。
57.由此，容易对线圈进行卷绕作业。
58.7.在第七方面的定子中，从所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附近起开始卷绕所述线圈，在所述齿部的周围卷绕多圈所述线圈，在所述齿部的所述第二表面中的所述根部附近处第一层卷绕结束的情况下，所述第一层的卷绕结束侧的面即所述第二表面中的所述根部附近的形状的曲率大于所述第一层的卷绕开始侧的面即所述第一表面中的所述根部附近的形状的曲率。
59.由此，能够不变更线圈的占积率，而使线圈的卷绕开始侧的面的齿部的根部附近的磁通路宽度增加。
60.8.在第八方面的电机中，所述电机是具备根据第一至第七方面中的任一方面的定子的电机。
61.由此，使用磁通路宽度增加了的定子，由此能够提高电机的性能。
62.9.在第九方面的定子芯中，定子芯10是构成定子20的一部分，并且是将多个钢板100层叠而形成的，所述定子芯具备齿部190，所述齿部具有：第一表面140，其与所述定子的圆周方向250交叉；以及第二表面150，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述齿部的所述第一表面中的根部附近160的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近170的形状的曲率不同。
63.由此，能够提高磁通量的流动。另外，能够不变更在定子芯的周围卷绕的线圈的占积率而使磁通路宽度变化。
64.实用新型不限定于上述的实施方式，能够在实用新型的要旨的范围内进行各种的变形和变更。

技术特征：
1.一种定子，其特征在于，具备：定子芯，其是将多个钢板层叠而形成的；以及线圈，其被卷绕于所述定子芯，所述定子是包括沿圆周方向配置的多个定子芯在内的凸极集中式绕组的定子，所述定子芯具备齿部，所述齿部具有：第一表面，其与所述圆周方向交叉；以及第二表面，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述线圈被卷绕于所述定子芯的所述齿部，所述齿部的所述第一表面中的根部附近的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近的形状的曲率不同。2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述定子芯具有螺栓紧固用的孔部，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部之间的距离相等的位置。3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，所述孔部设置于如下位置：所述第一表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置之间的距离同所述第二表面中的所述根部附近的所述齿部的角部与所述孔部的中心位置之间的距离相等的位置。4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，还具备配置于所述定子芯与所述线圈之间的绝缘构件，所述绝缘构件与所述定子芯的所述齿部的根部附近的形状相配合地成型。5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，所述绝缘构件在所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附近以及所述齿部的突出侧的所述第二表面中的端部附近中的任一方，具有与所述线圈的形状相配合的突形状。6.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面大致平行。7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，从所述齿部的突出侧的所述第一表面中的端部附近起开始卷绕所述线圈，在所述齿部的周围卷绕多圈所述线圈，在所述齿部的所述第二表面中的所述根部附近处第一层卷绕结束的情况下，所述第一层的卷绕结束侧的面即所述第二表面中的所述根部附近的形状的曲率大于所述第一层的卷绕开始侧的面即所述第一表面中的所述根部附近的形状的曲率。8.一种电机，其特征在于，具备根据权利要求1至7中的任一项所述的定子。9.一种定子芯，其特征在于，所述定子芯是构成定子的一部分，并且是将多个钢板层叠而形成的，所述定子芯具备齿部，所述齿部具有：第一表面，其与所述定子的圆周方向交叉；以及第二表面，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述齿部的所述第一表面中的根部附近的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近的形状的曲率不同。

技术总结
本实用新型涉及定子、电机以及定子芯。提供用于提高磁通量的流动的技术。一种定子，具备：定子芯，其是将多个钢板层叠而形成的；以及线圈，其被卷绕于所述定子芯，所述定子是包括沿圆周方向配置的多个定子芯在内的凸极集中式绕组的定子，所述定子芯具备齿部，所述齿部具有：第一表面，其与所述圆周方向交叉；以及第二表面，其与所述圆周方向交叉并设置于与所述第一表面相反的一侧，所述线圈被卷绕于所述定子芯的所述齿部，所述齿部的所述第一表面中的根部附近的形状的曲率与所述齿部的所述第二表面中的根部附近的形状的曲率不同。表面中的根部附近的形状的曲率不同。表面中的根部附近的形状的曲率不同。


技术研发人员：白砂贵盛
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/8/5