CN101969240A - 定子以及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种定子及具备该定子的电子设备。在由多个钢板构成的环状的定子铁心(1)的内周面侧或外周面侧上，沿圆周方向以一定的间隔配置有多个定子齿部(2)。在定子齿部上卷绕有线圈(5)。在定子铁心与线圈之间设置有使它们互相电绝缘的绝缘体(4)。在线圈与绝缘体之间形成有空隙(6)。由此，不管绝缘体的厚度如何都能够在定子齿部与线圈之间确保所希望的距离，因此，能够降低作用于线圈的漏磁通所带来的影响。由此，不管绝缘体的厚度如何都能够降低产生在定子齿部附近的漏磁通对线圈的影响。

Description

定子以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种使用于旋转变压器或电动机中的定子。另外，本发明涉及具有定子的电子设备。

背景技术

以往，这种定子记载在例如日本特开2008-109746号公报中。图6A是记载在日本特开2008-109746号公报中的以往的定子100的主视图。以往的定子100具有环状的定子铁心101。在定子铁心101的内周面侧沿圆周方向以一定的间隔配置有多个定子齿部(磁极)102。图6A是表示没有卷绕线圈105(后述)的定子100。

图6B是包含了图6A中的6B-6B线的面上的定子齿部102的剖视图。如图6B所示那样，在多个定子齿部102上分别卷绕有线圈105。在定子铁心101与线圈105之间设置有使定子铁心101与线圈105之间电绝缘的绝缘体104。线圈105紧贴在绝缘体104的外周面上。

根据图6B明显可知，在以往的定子100中，定子齿部102与线圈105之间的距离是根据绝缘体104的厚度所决定的。因此，根据绝缘体104的厚度的不同，产生在定子齿部102附近的漏磁通会作用于线圈105。例如，在旋转变压器中使用了定子100的情况下，由该漏磁通引起的误差成分与产生在线圈105的感应电压重叠，存在角度检测精度降低这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述以往的定子所存在的问题而作出的，其目的在于，不论绝缘体的厚度如何都能够降低作用于线圈的漏磁通所带来的影响。

本发明的定子的特征在于，具有：环状的定子铁心，由多个钢板构成，并具有多个定子齿部，所述多个定子齿部沿圆周方向以一定的间隔配置在所述定子铁心的内周面侧或外周面侧上；线圈，卷绕在上述多个定子齿部上；以及绝缘体，设在上述定子铁心与上述线圈之间，使上述定子铁心与上述线圈互相电绝缘，在上述线圈与上述绝缘体之间形成有空隙。

本发明的电子设备具有上述本发明的定子。

附图说明

图1A是本发明的实施方式1的定子的主视图。

图1B是包含了图1A中的1B-1B线的面上的本发明的实施方式1的定子的定子齿部的剖视图。

图2A是本发明的实施方式1的定子中所使用的绝缘体半体的主视图，图2B是其侧视图。

图3是表示了将与本发明的实施方式1的定子的定子齿部交链(鎖交)的磁通的磁通密度与定子齿部的线圈末端部侧的漏磁通的磁通密度进行了比较的图。

图4是表示了对本发明的实施方式1的定子以及以往的定子的作为旋转变压器的角度检测误差进行了测定后的结果的图。

图5A是本发明的实施方式2的定子的主视图。

图5B是包含图5A中的5B-5B线的面上的本发明的实施方式2的定子的定子齿部的剖视图。

图6A是以往的定子的主视图。

图6B是在包含图6A的6B-6B线的面上的以往的定子的定子齿部的剖视图。

具体实施方式

根据本发明，在线圈与绝缘体之间形成有空隙，因此，不管绝缘体的厚度如何都能够在定子齿部与线圈之间确保所希望的距离。因此，能够使线圈离开在定子齿部附近产生的漏磁通，因此，能够降低作用于线圈的漏磁通所带来的影响。

优选在上述本发明的定子中，在与沿上述定子铁心的半径方向的直线垂直的面上的上述定子齿部的剖视图中，在上述线圈的线圈末端部，上述线圈弯曲成大致圆弧状，在上述线圈与上述绝缘体之间形成有空隙。由此，能够抑制在定子齿部的侧面侧的线圈卷绕变粗(卷き太り)，并能够在漏磁通相对多的线圈末端部侧使线圈离开定子齿部。因此，几乎不用降低在沿圆周方向相邻的定子齿部之间的线圈的占积率(也称占空因数)便能够降低在线圈末端部侧的漏磁通对线圈所带来的影响。

优选线圈末端部侧的空隙比上述定子齿部的侧面侧的空隙大。由此，能够抑制在定子齿部的侧面侧的线圈的卷绕变粗，并能够在漏磁通相对多的线圈末端部侧使线圈离开定子齿部。因此，几乎不用降低在沿圆周方向相邻的定子齿部之间的线圈的占积率便能够降低在线圈末端部侧的漏磁通对线圈所带来的影响。

以下，以优选的实施方式来表示本发明的定子并进行详细地说明。

(实施方式1)

图1A是本发明的实施方式1的定子10的主视图。定子10具有环状的定子铁心1。11是与图1A的纸面垂直地延伸的定子铁心1的中心轴，与搭载定子10的电动机的旋转轴的中心一致。定子铁心1是多个钢板沿中心轴11方向叠合而构成的。在定子铁心1的内周面侧上，沿圆周方向以一定的间隔配置有多个定子齿部(磁极)2。图1A是表示没有卷绕线圈5(后述)的定子10。在图1A中，定子铁心1被绝缘体4(详细后述)所覆盖，看不到。

图1B是包含图1A中的1B-1B线的、且在与沿定子铁心1的半径方向(即，与定子铁心1的中心轴11正交)的点划线12垂直的面上的定子齿部2的剖视图。此处，点划线12通过定子齿部2的中央(磁极中心)。在多个定子齿部2上分别卷绕有线圈5。在线圈5的中心轴11方向(图1B的上下方向)的端部即线圈末端部5a中，线圈5以向外侧突出的方式弯曲成大致圆弧状。在定子铁心1与线圈5之间设置有使定子铁心1与线圈5之间电绝缘的绝缘体4。绝缘体4由沿中心轴11方向被分割的一对绝缘体半体4a而构成。图2A是绝缘体半体4a的主视图，图2B是其侧视图。一对绝缘体半体4a以在中心轴11方向上夹着定子铁心1的方式安装在定子铁心1上。

如图1B所示那样，在本实施方式1中，在线圈5与绝缘体4之间形成有空隙6。更详细的是，空隙6分别被形成在线圈末端部5a侧以及定子齿部2的侧面(与沿定子铁心1的圆周方向相邻的定子齿部2相对的面)侧上。线圈5与绝缘体4的大致矩形剖面的四个角接触并被支撑。

这样，本实施方式1的定子10在线圈5与绝缘体4之间形成有空隙6，因此，不管根据绝缘体4的厚度或形状如何都能够使线圈5从定子齿部2离开所希望的距离。由此，能够降低产生在定子齿部2附近的漏磁通对线圈5所带来的影响。因此，例如将定子10作为旋转变压器而使用的情况下，由于降低了由该漏磁通而引起的成为误差成分的感应电压，因此，能够提高角度检测精度。

接着，对为了确认本实施方式1的效果而进行了研究的结果进行说明。

首先，求出了与定子齿部2交链的磁通的磁通密度与定子齿部2的线圈末端部5a侧的漏磁通的磁通密度之间的关系。与定子齿部2交链的磁通的磁通密度是使用2维有限元法，通过磁场分析而计算出与交流励磁的定子齿部2交链的磁通密度的平均值。定子齿部2的线圈末端部5a侧的漏磁通的磁通密度是将磁通计的探头前端从线圈5的内周侧插入到线圈末端部5a侧的空隙6内来实测了直流励磁的磁通密度。在此，上述交流励磁的实效值与直流励磁相同。结果如图3所示。通过磁场分析计算到的与定子齿部2交链的磁通的13％，实际上作为漏磁通而产生在定子齿部2的线圈末端部5a侧上。

接着，测量了在将定子10作为旋转变压器而使用时的角度检测精度。测量方法如下。根据将定子10搭载到电动机的旋转轴上而产生于线圈5的感应电压，从而对旋转轴的旋转角度进行了检测。将检测到的旋转角度与由搭载在同一个旋转轴上的编码器检测到的旋转角度进行比较，从而求出了作为检测角度误差的其偏差量的最大值。为了比较，使用以往的定子对检测角度误差同样地进行了测量，该以往的定子除了在线圈5与绝缘体4之间没有形成空隙6以外其它都相同。结果如图4所示。得知了与在线圈5与绝缘体4之间没有形成空隙6的以往的例子相比，本发明在不用变更定子铁心1的形状的情况下便能够提高角度检测精度。

(实施方式2)

图5A是本发明的实施方式2的定子20的主视图。图5B是含有图5A中的5B-5B线的、且在与沿定子铁心1的半径方向的点划线12垂直的面上的定子齿部2的剖视图。在图5A、图5B中，对与表示了实施方式1的定子10的图1A、图1B相同的部件付与相同的附图标记，省略对这些部件的说明。以下，以与实施方式1不同的点为中心，对本实施方式2进行说明。

如图5B所示那样，在本实施方式2中，在相对于定子齿部2的线圈末端部5a侧上，将形成在线圈5与绝缘体4之间的空隙6a在中心轴11方向上的最大尺寸作为Wa，在定子齿部2的侧面侧上，将形成在线圈5与绝缘体4之间的空隙6b在圆周方向(图5B的左右方向)上的最大尺寸作为Wb时，满足Wa＞Wb的关系。构成线圈末端部5a的线圈5弯曲成大致圆弧状这一点与实施方式1相同。另外，线圈5与绝缘体4的大致矩形剖面的四角接触并被支撑这一点也与实施方式1相同。

一般来说，产生在定子齿部2附近的漏磁通，在线圈末端部5a一侧比定子齿部2的侧面侧多。因此，通过在线圈末端部5a侧形成更大的空隙6a，能够有效地降低作用于线圈5的漏磁通所带来的影响。

另一方面，通过缩小漏磁通相对少的定子齿部2的侧面侧的空隙6b，能够避免卷绕在定子齿部2上的线圈5在圆周方向上尺寸扩大(即，线圈5在圆周方向上卷绕变粗)，因此，与以往相比，在沿圆周方向相邻的定子齿部2之间线圈5的占积率几乎没有降低。

上述实施方式1、2只不过是例示而已，本发明并不仅限于此，可以进行适当的变更。

例如，实施方式1、2的定子10、20为在定子铁心1的内周面侧设置有多个定子齿部2的内齿轮(inner rotor)型，但本发明的定子并不仅限于此，也可以是在定子铁心的外周面侧设置有多个定子齿部的外齿轮(outerrotor)型。

在实施方式1、2中，线圈5仅单相卷绕在定子齿部2上，但本发明并不仅限于此，也可以进行多相卷绕。

在实施方式1、2中，空隙6被形成在相对于定子齿部2的线圈末端部5a侧以及定子齿部2的侧面侧两者上，但也可以只形成在某一侧上。特别是，在漏磁通相对少的定子齿部2的侧面侧的线圈5与绝缘体4之间，实质上也可以不用形成空隙。

设置在定子铁心1上的定子齿部2的数量并不限定于在实施方式1、2中所表示的10个，也可以比这个多或比这个少。

根据本发明，能够提供一种定子，降低产生在定子齿部附近的漏磁通对线圈带来影响。并且，能够将本发明的定子作为例如角度检测器而搭载到各种电子设备上。例如，能够将本发明的定子作为检测电动机的旋转轴的旋转角度的旋转变压器来进行利用。

以上说明的实施方式无论哪一个全部都是用来明确本发明的技术内容的，解释本发明时并不仅被这样的具体例子所限定，可以在其发明的精神和权利要求范围所述的范围内进行各种变更来实施本发明，能够对本发明进行广义的解释。

Claims (4)

1.一种定子，其特征在于，具有：

环状的定子铁心，由多个钢板构成，并具有多个定子齿部，所述多个定子齿部沿圆周方向以一定的间隔配置在所述定子铁心的内周面侧或外周面侧上；

线圈，卷绕在上述多个定子齿部上；以及

绝缘体，设在上述定子铁心与上述线圈之间，使上述定子铁心与上述线圈互相电绝缘，

在上述线圈与上述绝缘体之间形成有空隙。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

在与沿上述定子铁心的半径方向的直线相垂直的面上的上述定子齿部的剖视图中，在上述线圈的线圈末端部，上述线圈弯曲成大致圆弧状，在上述线圈与上述绝缘体之间形成有空隙。

3.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

线圈末端部侧的空隙比上述定子齿部的侧面侧的空隙大。

4.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求1～3中任一项所述的定子。

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