CN101567587A - 定子 - Google Patents

Abstract

本发明的电动机定子使搭接线彼此间重叠少。将第一导线(U)从第一齿部(12a)一侧(图中左侧)导入缠绕，然后从另一侧(图中右侧)放长到圆周方向一侧(D1)，从与第一齿部的该侧对应的那侧导入并缠绕在从第一齿部起数的第四个的齿部(12d)上后从与该另一侧对应的一侧导出；将第二导线(V)从与第一齿部相邻的第二齿部(12d)的与第一齿部的该另一侧对应的那侧导入后朝与第一齿部相反方向缠绕，然后从与该一侧对应的那侧放长到圆周方向另一侧(D2)，从第二齿部起数的第四个的齿部的与该一侧对应那侧导入后朝向与第一导线相反的方向缠绕，之后从与该一侧对应的那侧导出。使第三导线从与第二齿部相邻的齿部(12c)按与该第一导线相同的形态缠绕。

Description

定子

技术领域

本发明涉及电动机或发电机用的定子。

背景技术

通常在内转子式的三相六极无刷电动机中要准备由薄的电磁钢片层叠形成的筒状部和在筒状部的内侧在其圆周方向隔开规定间隔设置的六个齿部组成的定子铁芯，将导线缠绕在各齿部上作为磁极的部分按每相各形成两极。具体地说，如图8所示，在沿圆周方向顺次排列的第一至第六齿部中，在第一和第四齿部上进行第一相用的绕线，在第二和第五齿部上进行第二相用的绕线，在第三和第六齿部上进行第三相用的绕线。在这种情况下，将搭接在从第一至第四齿部、从第二至第五齿部和从第三至第六齿部上的导线(搭接线)沿完全相同的圆周方向(例如顺时针方向)放长。具体地说，将这些搭接线通过沿着定子铁芯的筒状部的一端缘隔开间隔设置的凸缘部的外侧从一个齿部搭接在另一齿部上。

因为在额定电压低的电动机中，即使搭接线接触也不至于引起绝缘破坏，所以成品中的已涂敷过漆等绝缘层的搭接线能保持在接触的状态。

与此相反，额定电压高的电动机在搭接线的接触部分要进行插入绝缘物等绝缘处理。可是这样的绝缘处理用绕线机自动处理是困难的，由于必需通过手工作业，而存在生产率低、成本高的问题。

为了解决这些问题，有人建议在上述凸缘部的外周面上设置与各搭接线结合的阶梯部，在该阶梯部上设置阶梯差(日本特开平7-46782号)或在缠绕在上述齿部上的绕线与突出到筒状部的外侧部结合在凸缘部的外周面上时，将各导线在上下方向错开等，借此防止搭接线彼此间接触(日本特开平9-163654号)

然而，在这些建议中，由于必需回避三根搭接线的接触，而存在使作为定子的整体的尺寸增大，并且使装备这样的定子的电动机等小型化变成困难。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种定子，该定子通过使搭接线重叠本身变少，借此使支持该搭接线的绝缘支持构件小型化来尽可能地使整体的尺寸小型化。

也就是说，本发明提供一种定子，该定子是三相六极以上的定子，包括：

由筒状部和在该筒状部内周面上在其圆周方向隔开规定间隔设置的六个以上的齿部构成的定子铁芯；

第一导线，将该第一导线在该筒状部的一端面侧上从第一齿部的一侧导入并缠绕在该第一齿部上，然后从该第一齿部的另一侧在该一端面上放长到该筒状部的圆周方向的一侧，从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧缠绕在从该第一齿部开始数的第四个的齿部上，最后在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；

第二导线，将该第二导线从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧导入并朝与该第一导线相反方向缠绕在该筒状部的一端面侧上在该圆周方向一侧上与该第一齿部邻设的第二齿部上，然后从与该第一齿部的该一侧对应的那侧在该一端面上放长到该筒状部的圆周方向的另一侧，然后从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧在朝与第一导线相反方向缠绕在从该第二齿部开始数的第四个的齿部上，最后在该一端面侧上从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧导出；

第三导线，使该第三导线从与该第一齿部的该一侧对应的那侧导入并朝与该第一导线相同方向缠绕在该筒状部的一端面侧上的该圆周方向一侧上与该第二齿部邻设的第三齿部上，然后从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧在该一端面上放长到该筒状部的该圆周方向的一侧，从与该第一齿部的该一侧对应的那侧朝与第一导线相同方向缠绕在从该第三齿部开始数的第四个的齿部上，最后在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；以及

为了通过与从该第一、第二和第三齿部在该筒状部的该一端面上朝圆周方向放长的该导线结合来支持该导线而设置在该筒状部的该一端面上的多个导向构件。

本发明还提供一种定子，该定了是三相六极以上的定子，包括：

由筒状部、和在该筒状部的内侧在其圆周方向隔开规定间隔设置的六个以上的齿部组成的定子铁芯；

第一导线，将该第一导线在筒状部的一端面侧从第一齿部的一侧导入并缠绕在该第一齿部上，然后从该第一齿部的该一侧在该筒状部的另一端面上放长到该圆周方向的一侧，然后从与该第一齿部的另一侧对应的那侧缠绕在从该第一齿部开始数的第四个的部齿部上，最后在该一端面侧从该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；

第二导线，将该第二导线在该筒状部的一端面上从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导入并朝与该第一导线相反方向缠绕在该圆周方向的一侧上与该第一齿部邻设的第二齿部上，然后从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧在另一端面上放长到该圆周方向的另一侧并且从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧朝与第一导线相反方向缠绕在从该第二齿部开始数的第四个的部齿部上，最后在该一端面侧从与该第一齿部的该一侧对应的那侧导出；

第三导线，将该第三导线在该筒状部的一端面侧从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧导入并朝与该第一导线相同的方向缠绕在该圆周方向的一侧与第二齿部邻设的第三齿部上，然后从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧在该另一端面上放长到该筒状部该圆周方向的一侧，然后从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧朝与第一导线相同的方向缠绕在从该第三齿部开始数的第四个的齿部上，最后在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧导出；

为了通过与从该第一、第二和第三齿部在该筒状部的该另一端面上在圆周方向放长的该导线结合来支持该导线而设置在该筒状部的该另一端面上的多个导向构件。

从来的定子如图8所示，在按照三相中的每相缠绕的第一至第三导线U、V、W上产生三根互相重叠的搭接线部分(图中VII部)。按照本发明，通过使第二导线与第一和第三导线的搭接线的延长方向变为相反的方向可以使互相重叠的搭接线最大为二根。从而可以使支持搭接线的导向构件变成小型而简单的形状，因此也能使定子的整体的尺寸小型化。

具体地说，导向构件可以形为从该筒状部的该一端部朝该筒状部的轴线方向延伸的棒状构件，并且可以赋予导向构件轮廓形状，以便能在该轴线方向互相离开地支持被结合的该导线。

该棒状构件具有靠近该筒状部的该一端面的第一部分和从该一端面在轴线方向离开的部分，该第一和第二部分可以以下述方式形成：使第一部分和第二部分具有阶梯。

可以使该第一部分变为大径，第二部分变为小径。

因为导向构件形成这样的简单的形状，所以可以不使支持的导线接触。

下面参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。

附图说明

图1是表示本发明的定子的优选的第一实施方式的立体图。

图2是在图1中所示的定子铁芯的分解的侧面图。

图3是在图1中所示的定子的俯视图。

图4是图3的IV部放大图，是显示导向构件的放大立体图。

图5a是模式地表示导线的缠绕结构的图。

图5b是模式地表示与第一实施方式有关的另一导线缠绕结构的图。

图5c是模式地表示与第二实施方式有关的导线缠绕的结构的图。

图5d是模式地表示与第二实施方式有关的另一导线缠绕结构的图。

图6是表示本发明的定子的另一实施方式的俯视图。

图7是表示本发明的定子的另一实施方式的图。

图8是模式地表示从来的定子中的导线的缠绕结构的图。

图9是从轴线方向内侧看的绝缘法兰的图。

具体实施方式

在图1至图5b中示出与本发明的第一实施方式的定子1，该定子1是三相六极的定子，它包括：由筒状部11b和在该筒状部的内周面上在圆周方向相互隔开间隔向半径方向内侧突出并朝轴线方向延伸的六个齿部12a至12f组成的定子铁芯11；以及如图5a和图5b中所示那样的缠绕在齿部12a至12f上的第一至第三导线U、V、W。

本发明的一个特征是在图5a至图5d所示的导线U、V和W的缠绕方式上，首先就该缠绕方式进行说明。图5a至图5d表示在轴线平行剖开筒状部11b时的筒状部的内周面上存在的齿部12a～12f和缠绕在这些齿部上的导线U、V和W。

虽然图5a和图5b的绕线方式具体的细节是不同的，但是，可以将其汇总起来作为同一概念，首先一起说明这些概念。将第一导线U在筒状部11b的一端面11a(图1中的上端面)侧上从第一齿部12a的一侧(在本说明书中所谓“第一齿部的一侧”是指从定子的外侧看第一齿部时的左侧或右侧，所谓“齿部的另一侧”是指其相反侧。在图5a的例中左侧变成为一侧，图5b的例中的右侧变成为一侧)导入后缠绕在第一齿部12a上，然后从第一齿部12a的另一侧(在图5a中的右侧，在图5b中的左侧)，在上述一端面(上端面)11a上放长到筒状部11b的圆周方向的一侧D1(在圆周方向放长的部分构成“搭接线”)，然后从与第一齿部的上述一侧对应的那侧(在图5中的左侧，在图5b中的右侧)，缠绕在从第一齿部12a开始数的第四个的齿部12d上，最后在上述一端面(上端面)上从与第一齿部的另一侧对应的那侧(图5a中的右侧，图5b中的左侧)导出。将第二导线V从与第一齿部的上述另一侧(图5a中的右侧，图5b中的左侧)对应的那侧导入并朝向与第一导线U相反的方向缠绕在筒状部11b的一端面11a侧在上述圆周方向的一侧D1上与第一齿部12a邻设的第二齿部12b上，并且从与第一齿部的上述一侧对应的那侧(图5a中的左侧，图5b中的右侧)在上述一端面(上端面)11a上放长到筒状部11b的圆周方向的另一侧D2，从与第一齿部的上述另一侧(在图5a中的右侧，在图5b中的左侧)相对应的那侧朝向与第一导线U相反的方向缠绕在从第二齿部12b开始数的第四个的齿部12e上，最后在上述一端面(上端面)上从与上述第一齿部的上述一侧对应的那侧(图5a中的左侧，图5b中的右侧)导出。将第三导线W从与第一齿部的上述一侧对应的那侧(在图5a中的左侧，在图5b中的右侧)导入并且朝向与第一导线U相同的方向缠绕在筒状部11b的上述一端面11a侧在上述圆周方向的一侧D1与第二齿部12b邻设的第三齿部12c上，然后从第三齿部12c的与第一齿部的上述另一侧相对应的那侧(图5a中的右侧；图5b中的左侧)在上述一端面11a上放长到筒状部11b圆周方向的一侧D1，然后从与第一齿部的上述一侧对应的那侧(图5a中的左侧，图5b中的右侧)朝与第一导线U相同的方向缠绕在从第三齿部12c开始数的第四个的齿部12f上，最后在上述一端面(上端面)上从与第一齿部的上述另一侧对应的那侧(图5a中的右侧，图5b中的左侧)导出。

接着就图5c和图5d中所示的缠绕方式进行说明。这种情况下也因为虽然具体的缠绕方式不同，但是也可以汇总起来作为相同概念一起来说明。首先将第一导线U(图中未示出)在筒状部11b的一端面(下端面)侧从第一齿部12a的圆周方向的一侧(图5c中的左侧，图5d中的右侧)导入后缠绕在第一齿部12a上，然后从该第一齿部的上述一侧(图5c中的左侧，图5d中的右侧)导入，在该筒状部的另一端面(上端面)上放长到圆周方向的另一侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)D1，然后从与该第一齿部的另一侧对应的那侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)缠绕在从该第一齿部开始数的第四个的齿部12d上，最后在上述一端面侧(下端面)从与第一齿部的上述另一侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)相对应的那侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)导出。将第二导线V在筒状部的一端面(下端面)侧上从与第一齿部12a的上述另一侧相对应的那侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)导入后朝与第一导线相反方向缠绕在第二齿部12b上，然后从与第一齿部的上述另一侧对应的那侧(图5c中的右侧，图5d中的左侧)在上述另一端面(上端面)上放长到圆周方向的上述另一侧D2，然后从与第一齿部的上述一侧相对应的那侧(图5c中的左侧，图5d中的右侧)朝与第一导线相反方向缠绕在从第二齿部12b开始数的第四个的齿部12e上，最后在上述一端面(下端面)侧从与第一齿部的上述一侧(在图5c中的左侧，在图5d中的右侧)相对应的那侧导出。将第三导线W在筒状部的上述一端面(下端面)侧从与第一齿部的上述一侧相对应的那侧(图5c中的左侧，图5d中的右侧)导入并且朝与第一齿部相同的方向缠绕在第三齿部12c上，然后从与第一齿部的上述一侧相对应的那侧在该另一端面(上端面)上放长到该筒状部的该圆周方向的上述一侧，然后从与第一齿部的上述另一侧相对应的那侧缠绕在从第三齿部开始数的第四个的齿部12f上，最后在上述一端面(下端面)侧从与第一齿部的上述另一侧相对应的那侧导出。

在上述的导线的缠绕方式中，由于使第一和第三导线U、W的搭接线的圆周方向的延长方向D1与第二导线V的搭接线的延长方向D2为相反方向，所以即使搭接线彼此间的重叠最大也只是两根。

接着说明定子1的具体结构。

定子1如上所述那样，具有筒状的定子铁芯11，该定子铁芯11由薄的电磁钢片层叠形成，在其两端安装绝缘法兰11c、11d。

如图3及图9所示，绝缘法兰11c、11d具有重叠在定子铁芯11的筒状部11b的两端面上的圆环状部分11g、和从该圆环部分向轴线方向延长的断面形成大致C字形的绝缘垫11h。绝缘垫11h具有该铁芯本体的大约一半的长度，将其前端部分变成为在从该定子铁芯11的两端开口插入的状态下互相重叠的薄壁部分11h-1，11h-2。该绝缘垫11h如图9所示，插入在齿部12a～12f间的间隙中，覆盖齿部的侧面。

在圆环部分11g的外周缘设置朝向轴线方向外侧延伸出的外缘壁部11e(见图1和图3)。还从圆环状部分11g的内周缘起，设置以在定子铁芯11的齿部12a～12f的轴线方向端面上重叠的方式延伸到半径方向内侧并且从其前端缘延伸出到轴向方向外侧的卡定部14。从而防止缠绕在齿部12a～12f上的导线脱落。

在定子铁芯11的上述的上端面上设置用于与导线U、V和W的搭接线结合并支持的多个导向构件30。该导向构件30如图1至图3所示，在绝缘法兰11c的圆环状部分11g上在圆周方向离开规定间隔设置。具体地说，在与各齿部12a至12f对应的位置即各齿部12a至12f的圆周方向中央位置和相邻的齿部间的圆周方向中央位置上设置，以30度角间隔共计设置12个。如图4所示，在本实施方式中将导向构件30形成为朝筒状部11的轴线方向延伸的棒状构件，并赋予能在轴线方向离开地支持已结合的两根导线的轮廓形状。也就是说，导向构件30具有大径部31和小径部32，在该小径部与大径部之间形成阶梯。在本实施方式中，在阶梯部分上形成凹部33，具有能使导线通过的形状。

在图5a至5d中所示的导线U、V和W的两根重叠的搭接线中的一根(在图4中为导线U)通过形成在导向构件30的阶梯部上的凹部33，另一根导线在最初已经结合在导向构件的大径部31的基端部上。因此可以使导线不能直接接触，使各导线适当地绝缘。

在图6中表示具有作为与图3不同的配线的导线U、V和W的定子的端面。在该定子中，缠绕在齿部12a上并从该齿部延伸出的第一导线U的直到齿部12d的搭接线部分全都结合在导向构件30的大径部31上。

缠绕在齿部12b上并且从该齿部延伸出的第二导线V的直到齿部12e的搭接线部分全部结合在导向构件30的小径部32上。

卷绕在齿部12f上并从该齿部延伸出的第三导线W在从该齿部12f起到第三个的导向构件30上结合在大径部31上，在第四个和第五个的导向构件上结合在小径部32上。

因为本实施方式的定子具有上述那样的搭接线的缠绕构造，所以不需要使搭接线在搭接线的下面穿过就能制造该定子。因此可以用从来的制造这种定子时用的自动绕线机(例如参考特开平6-245442号公报)制造本实施方式的定子，即使在不需要特别的制造装置等这点上也是有用的。

本发明也可以适用于三相具有九极或九极以上的定子。在图7中示出了三相九极的定子中适用本发明的情况。正如从该图中可以清楚看出那样，由于使用本发明可以减少搭接线变成三重的地方。

另外，本发明的定子不受上述实施方式的任何限制，在不偏离本发明的要旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，也可以在图6中所示的实施方式中不使导线V全部结合在小径部32上，而使大径部31结合在最靠近缠绕有导线的齿部12b和齿部12e的导向构件30以外的导向构件上。

Claims (5)

1.一种定子，该定子是三相且六极以上的定子，其特征在于，包括：

由筒状部、和在该筒状部内周面上在其圆周方向隔开规定间隔设置的六个以上的齿部构成的定子铁芯；

第一导线，该第一导线在该筒状部的一端面侧上从第一齿部的一侧导入并缠绕在该第一齿部上，从该第一齿部的另一侧在该一端面上放长到该筒状部的圆周方向一侧，从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧缠绕在从该第一齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；

第二导线，在该筒状部的一端面侧在该圆周方向一侧与该第一齿部邻设的第二齿部上，该第二导线从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧导入并朝与该第一导线相反方向缠绕，从与该第一齿部的该一侧对应的那侧在该一端面上放长到该筒状部的圆周方向另一侧，从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧在朝与第一导线相反方向缠绕在从该第二齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧导出；

第三导线，在该筒状部的一端面侧在该圆周方向一侧与该第二齿部邻设的第三齿部上，该第三导线从与该第一齿部的该一侧对应的那侧导入并朝与该第一导线相同方向缠绕，从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧在该一端面上放长到该筒状部的该圆周方向一侧，从与该第一齿部的该一侧对应的那侧朝与第一导线相同方向缠绕在从该第三齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；以及

设置在该筒状部的该一端面上的用于与从该第一、第二和第三齿部在该筒状部的该一端面上朝圆周方向放长的该导线结合并支持该导线的多个导向构件。

2.一种定子，该定子是三相且六极以上的定子，其特征在于，包括：

由筒状部、和在该筒状部的内侧在其圆周方向隔开规定间隔设置的六个以上的齿部组成的定子铁芯；

第一导线，该第一导线在筒状部的一端面侧从第一齿部的一侧导入并缠绕在该第一齿部上，从该第一齿部的该一侧在该筒状部的另一端面上放长到该圆周方向的一侧，从与该第一齿部的另一侧对应的那侧缠绕在从该第一齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导出；

第二导线，在该圆周方向的一侧与该第一齿部邻设的第二齿部上，该第二导线在该筒状部的一端面侧从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧导入并朝与该第一导线相反方向缠绕，从与该第一齿部的该另一侧相对应的那侧在该另一端面上放长到该圆周方向的另一侧，从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧朝与第一导线相反方向缠绕在从该第二齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该一侧对应的那侧导出。

第三导线，在该圆周方向的一侧与该第二齿部邻设的第三齿部上，该第三导线在该筒状部的一端面侧从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧导入并朝与该第一导线相同的方向缠绕，然后从与该第一齿部的该一侧相对应的那侧在该另一端面上放长到该筒状部的该圆周方向的一侧，从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧朝与第一导线相同的方向缠绕在从该第三齿部开始数的第四个的齿部上，在该一端面侧从与该第一齿部的该另一侧对应的那侧导出；

设置在该筒状部的该另一端面上的用于与从该第一、第二和第三齿部在该筒状部的该另一端面上在圆周方向放长的该导线结合并支持该导线的多个导向构件。

3.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，该导向构件做成从该筒状部的该一端面朝该筒状部的轴线方向延伸的棒状构件，并以在该轴线方向互相分开地支持被结合的该导线的方式被赋予轮廓形状。

4.如权利要求3所述的定子，其特征在于，该棒状构件具有靠近该筒状部的该一端面的第一部分和从该一端面沿轴线方向离开的第二部分，该第一和第二部分具有阶梯地形成。

5.如权利要求4所述的定子，其特征在于，将该第一部分形成为大径，该第二部分形成为小径。

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