CN102347661A - 外转子型凸极集中绕组电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止绝缘体从定子的齿脱落，从而能够可靠地防止绝缘体与转子的接触的外转子型凸极集中绕组电动机。绝缘体(13)具备：从外周侧凸缘部(31)的轴向一端部向径向外方延伸设置的外侧隔壁(33)；设置在外侧隔壁(33)的周向一端侧，并朝向周向外方形成为凸形状的卡合部(33a)；设置在外侧隔壁(33)的周向另一端侧，并朝向周向内方形成为凹形状的被卡合部(33b)，其中，在将多个绝缘体(13)分别插入多个齿(11b)时，彼此相邻的绝缘体(13)的卡合部(33a)与被卡合部(33b)相互卡合。

Description

外转子型凸极集中绕组电动机

技术领域

本发明涉及外转子型凸极集中绕组电动机，尤其涉及混合动力机动车或电动机动车等中搭载的外转子型凸极集中绕组电动机。

背景技术

作为以往的外转子型凸极集中绕组电动机的定子，已知有如下的结构，即，在最外层的钢板上形成从相邻的齿之间的槽底附近向钢板的层叠方向外侧立起的爪，使连接线通过该爪的外周侧，防止连接线向定子的内径侧移动而进入定子的安装座面，从而提高组装性(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2002-315250号公报

以往，作为外转子型凸极集中绕组电动机的定子，如上述专利文献1所记载的定子那样，通常在外周部形成有周向突起的齿上卷绕有绕组。另外，还已知有一种定子，其将卷绕有绕组的绝缘体从定子铁心的径向外方插入没有周向突起的定子铁心的齿。在后者的定子中，由于将同相异极的线圈彼此连接的连接部的回弹，而绝缘体有被向定子的径向外方压出的倾向，从而绝缘体与转子可能接触。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种防止绝缘体从定子的齿脱落，从而能够可靠地防止绝缘体与转子的接触的外转子型凸极集中绕组电动机。

为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种外转子型凸极集中绕组电动机(例如，后述的实施方式中的外转子型凸极集中绕组电动机1)，其具备：凸极集中绕组定子(例如，后述的实施方式中的凸极集中绕组定子10)，其具有定子铁心(例如，后述的实施方式中的定子铁心11)、线圈(例如，后述的实施方式中的线圈14)及绝缘体(例如，后述的实施方式中的绝缘体13)，所述定子铁心具有向径向外方延伸设置的多个齿(例如，后述的实施方式中的齿11b)，所述线圈通过卷绕绕组(例如，后述的实施方式中的线束15)而形成，并具有将所述绕组卷绕成环状的同时进行层叠而成的卷绕部(例如，后述的实施方式中的卷绕部20)、所述卷绕部的所述绕组的定子外径侧端部即第一卷绕端(例如，后述的实施方式中的第一卷绕端21)、所述卷绕部的所述绕组的定子内径侧端部即第二卷绕端(例如，后述的实施方式中的第一卷绕端22)，所述绝缘体保持所述线圈，所述线圈的所述第一卷绕端和不同的所述线圈的所述第二卷绕端通过连接部(例如，后述的实施方式中的连接部15T)连接且多个所述绝缘体插入所述齿并连结成圆环状；转子(例如，后述的实施方式中的转子4)，其具有转子支架(例如，后述的实施方式中的支承部件5)和固定在所述转子支架的内周面的转子磁轭(例如，后述的实施方式中的转子磁轭6)，其中，所述凸极集中绕组定子和所述转子隔着径向间隙对置配置，所述外转子型凸极集中绕组电动机的特征在于，所述绝缘体具备：卷绕所述绕组的主体部(例如，后述的实施方式中的主体部30)；设置在所述主体部的径向外周侧的外周侧凸缘部(例如，后述的实施方式中的外周侧凸缘部31)；设置在所述主体部的径向内周侧的内周侧凸缘部(例如，后述的实施方式中的内周侧凸缘部32)；从所述外周侧凸缘部的轴向一端部向径向外方延伸设置的外侧隔壁(例如，后述的实施方式中的外侧隔壁33)；设置在所述外侧隔壁，用于保持所述第一卷绕端侧的所述连接部的第一连接部保持部(例如，后述的实施方式中的第一连接部保持部41)；设置在所述内周侧凸缘部，用于保持所述第二卷绕端侧的所述连接部的第二连接部保持部(例如，后述的实施方式中的第二连接部保持部42)；设置在所述外侧隔壁的周向一端侧，并朝向周向外方形成为凸形状的卡合部(例如，后述的实施方式中的卡合部33a)；设置在所述外侧隔壁的周向另一端侧，并朝向周向内方形成为凹形状的被卡合部(例如，后述的实施方式中的被卡合部33b)，其中，在将多个所述绝缘体分别插入所述多个齿时，彼此相邻的所述绝缘体的所述卡合部与所述被卡合部相互卡合。

本发明的第二方面以第一方面所记载的结构为基础，其特征在于，由所述第一连接部保持部保持的所述连接部比由所述第二连接部保持部保持的所述连接部弯曲得大。

本发明的第三方面以第一方面所记载的结构为基础，其特征在于，所述卡合部设置在所述外侧隔壁的设有所述第一连接部保持部的一侧的周向端面上。

本发明的第四方面以第一方面所记载的结构为基础，其特征在于，所述第一连接部保持部还具备卷起部(例如，后述的实施方式中的第一卷起部51)，所述卷起部形成为在所述定子的外径侧具有顶点部(例如，后述的实施方式中的顶点部P)的弧线形状，并保持所述第一卷绕端侧的连接部，所述卷起部延伸设置到所述卡合部。

发明效果

根据本发明的第一方面，由于在将多个绝缘体分别插入多个齿时，彼此相邻的绝缘体的卡合部与被卡合部相互卡合，因此能够抵抗回弹力而对绝缘体向径向内方限制。由此，能够防止绝缘体从齿脱落，从而能够可靠地防止绝缘体与转子的接触。

根据本发明的第二方面，由于由第一连接部保持部保持的连接部比由第二连接部保持部保持的连接部弯曲得大，因此能够更牢固地保持连接部的形状，能够耐受连接部的张力。

根据本发明的第三方面，由于卡合部设置在外侧隔壁的设有第一连接部保持部的一侧的周向端面上，因此能够提高卡合部的强度。

根据本发明的第四方面，由于卷起部延伸设置到卡合部，因此更容易保持连接部的形状，能够更加耐受连接部的张力。由此，能够将绝缘体彼此更牢固地固定。

附图说明

图1是说明本发明涉及的外转子型凸极集中绕组电动机的一实施方式的主要部分纵向剖视图。

图2是图1所示的定子的主视图。

图3是图2所示的定子铁心的主视图。

图4是图2所示的分割铁心的主视图。

图5是绝缘体的立体图。

图6是绝缘体的主视图。

图7是图6中的A-A线剖视图。

图8是图6中的B-B线剖视图。

图9是表示将分割铁心分别安装于定子铁心的齿的状态的放大主视图。

图10是表示将分割铁心分别安装于定子铁心的齿而使相邻的绝缘体的卡合部与被卡合部相互卡合的状态的放大主视图。

图11是说明绝缘体的变形例的分割铁心的主视图。

符号说明：

1外转子型电动机(外转子型凸极集中绕组电动机)

4转子

5支承部件(转子支架)

6转子磁轭

10定子(凸极集中绕组定子)

11定子铁心

11b齿

12分割铁心

13绝缘体

14线圈

15线束

15a绕组

15T连接部

20卷绕部

21第一卷绕端(日语原文：第1卷き端)

22第二卷绕端(日语原文：第2卷き端)

30主体部

31外周侧凸缘部

32内周侧凸缘部

33外侧隔壁

33a卡合部

33b被卡合部

41第一连接部保持部

42第二连接部保持部

51第一卷起部

P顶点部

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的外转子型凸极集中绕组电动机的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，附图沿符号的方向观察。

图1是本发明的外转子型凸极集中绕组电动机的纵向剖视图。如图1所示，本实施方式的电动机是三相八极的外转子型电动机1，具备：通过螺栓3固定在电动机壳体2上的定子10；隔着微小的径向间隙而配置在定子10的外周侧的圆环状的转子4。

转子4中，圆环状的转子磁轭6固定在带边圆盘状的作为转子支架的支承部件5的缘部内周面5a上，并以能够一体旋转的方式固定于旋转轴8，其中，转子磁轭6中将磁铁6b埋入层叠电磁钢板而成的转子铁心6a中，且该旋转轴8由内嵌于电动机壳体2的球轴承7、7支承为旋转自如。转子4由定子10上产生的旋转磁场进行旋转驱动。在支承部件5的基部5b与定子10之间配设有检测旋转轴8的旋转速度的解析器9。

如图2及图3所示，定子10具备定子铁心11和连结成环状的24个分割铁心12。定子铁心11通过将多个电磁钢板沿定子轴向层叠而构成，并具有24个齿11b，这24个齿11b从圆环状的支承部11a朝向径向外侧呈放射状地突出形成且沿定子周向排列。

具有螺栓孔11d的6个凸部11c沿圆周方向大致等间隔地形成在定子铁心11的支承部11a的内周面上，定子10通过穿过该螺栓孔11d的螺栓3而紧固于电动机壳体2。

如图4所示，分割铁心12具备：绝缘体13，它们分别插入定子铁心11的齿11b，并由具有绝缘特性的合成树脂等形成；线圈14，其通过在绝缘体13上卷绕线束15而形成，该线束15将两根绕组15a、15a捆束而成。由此，通过凸极集中绕组的方式将线束15卷绕在定子铁心11的各齿11b的周围。

如图2所示，线圈14分别由各八个的U相线圈14u、V相线圈14v及W相线圈14w这三相线圈构成，U相线圈14u、V相线圈14v及W相线圈14w沿定子圆周方向以该顺序配置在定子铁心11的各齿11b上。即，同相的线圈14(例如，U相线圈14u)彼此跨其它相的线圈(例如，V相线圈14v及W相线圈14w)配线，并通过由同一线束15构成的连接部15T与同相的线圈14连接。

另外，如图2所示，各相各八个的线圈14(U相、V相及W相线圈14u、14v、14w)分别构成一个线圈组16(U相、V相及W相线圈组16u、16v、16w)，属于各线圈组16(U相、V相及W相线圈组16u、16v、16w)的8个线圈14(U相、V相及W相线圈14u、14v、14w)通过同一线束15(U相、V相及W相线束15u、15v、15w)连续卷绕而成。

另外，U相线圈组16u的U相线束15u的一端部与U相连接端子17u连接，V相线圈组16v的V相线束15v的一端部与V相连接端子17v连接，W相线圈组16w的W相线束15w的一端部与W相连接端子17w连接。而且，各线圈组16u、16v、16w的线束15u、15v、15w的另一端部与中点端子18连接。

如图4所示，线圈14具有：线束15在绝缘体13上卷绕成环状并同时进行层叠而成的卷绕部20；卷绕部20的线束15的定子外径侧端部即第一卷绕端21；卷绕部20的线束15的定子内径侧端部即第二卷绕端22。而且，卷绕部20以定子径向为层叠方向，将线束15的各绕组15a沿着后述的绝缘体30的主体部30卷绕并层叠而成。而且，上述连接部15T将线圈14的第一卷绕端21和同相的不同的线圈14的第二卷绕端22连接。

如图4～图8所示，绝缘体13具备：卷绕有线束15的主体部30；设置在该主体部30径向两端部的外周侧凸缘部31及内周侧凸缘部32；从外周侧凸缘部31的轴向一端部向径向外方延伸设置的外侧隔壁33；从外侧隔壁33朝向轴向外方突出设置，并对第一卷绕端21侧的连接部15T进行保持的第一连接部保持部41；从内周侧凸缘部32的轴向一端部朝向轴向外方延伸设置，并对第二卷绕端22侧的连接部15T进行保持的第一连接部保持部42。

主体部30通过在定子轴向上对置的壁34、35及在定子周向上对置的壁36、37而形成为具有沿定子径向贯通的方孔30a且截面矩形的筒状。方孔30a的尺寸比定子铁心11的齿11b稍大，能够供齿11b穿过。在壁36、37上沿着定子轴向形成有多个凹槽38，这些凹槽38用于在卷绕线束15时对线束15的两根绕组15a、15a进行定位。

另外，如图4～图6所示，在外侧隔壁33的形成有第一连接部保持部41的一侧的周向端部(图6中的左端部)形成有朝向周向外方突出的凸形状的卡合部33a。而且，在外侧隔壁33的从第一连接部保持部41离开的一侧的周向端部(图6中的右端部)形成有与相邻的绝缘体13的卡合部33a卡合的朝向周向内方凹陷的凹形状的被卡合部33b。而且，为了能够与卡合部33a卡合，被卡合部33b的形状形成为与卡合部33a大致相同形状。

第一连接部保持部41具有：第一卷起部51，其具有弧线形状的倾斜面51a，并对连接部15T的定子外径侧部分进行保持，该倾斜面51a与线圈14的卷绕方向同方向地将线束15从定子内径侧向定子外径侧引导，且在定子外径侧具有顶点部P；第二卷起部52，其在定子周向上与第一卷起部51对置配置，具有形成为与第一卷起部51的倾斜面51a平行的倾斜面52a，并对由第一连接部保持部41保持的连接部15T的定子内径侧部分进行保持；保持槽55，其形成在倾斜面51a、52a之间，对线束15进行保持。

第二连接部保持部42具有：第三卷起部53，其具有倾斜面53a，并对连接部15T进行保持，该倾斜面53a与线圈14的卷绕方向同方向地将线束15从定子内径侧向定子外径侧引导；第四卷起部54，其定子周向上与第三卷起部53对置配置，具有形成为与第三卷起部53的倾斜面53a平行的倾斜面54a，并对由第二连接部保持部42保持的连接部15T的定子内径侧部分进行保持；保持槽56，其形成在倾斜面53a、54a之间，并对线束15进行保持。

并且，如图9所示，通过将这样构成的24个分割铁心12(绝缘体13)分别插入定子铁心11的24个齿11b，而如图10所示，彼此相邻的绝缘体13的卡合部33a与被卡合部33b相互卡合。换言之，绝缘体13的卡合部33a与在周向一侧相邻(图10中的左侧相邻)的绝缘体13的被卡合部33b卡合，并且在该绝缘体13的被卡合部33b卡合在周向另一侧相邻(图10中的右侧相邻)的绝缘体13的卡合部33a。因此，绝缘体13被相邻的另一绝缘体13朝向径向内方限制，从而能防止绝缘体13向径向外方脱落。

另外，在本实施方式中，由于将配置成圆环状的24个分割铁心12(绝缘体13)从径向外方分别插入定子铁心11的24个齿11b，因此连接部15T产生与周向长度变短相应的余量，但如图10所示，该连接部15T的余量通过将连接部15T折弯成大致S状而被吸收，从而对连接部15T施加张力。由此，连接部15T的张力经由第一卷起部51作为朝向径向内方的力而作用于绝缘体13，因此能进一步防止绝缘体13向径向外方的脱落。

另外，在本实施方式中，连接部15T由具有顶点部P的弧线形状的第一连接部51保持，因此由第一连接部保持部41保持的连接部15T比由第二连接部保持部42保持的连接部15T弯曲强烈(弯曲得大)。由此，能更牢固地保持连接部15T的弯曲的形状，因此能进一步防止绝缘体13向径向外方的脱落。

如以上说明所示，根据本实施方式的外转子型凸极集中绕组电动机1，在将多个绝缘体13分别插入多个齿11b时，彼此相邻的绝缘体13的卡合部33a与被卡合部33b相互卡合，因此能够抵抗回弹力而对绝缘体13向径向内方限制。由此，能够防止绝缘体13从齿11b脱落，因此能够可靠地防止绝缘体13与转子4的接触。

另外，根据本实施方式的外转子型凸极集中绕组电动机1，由于由第一连接部保持部41保持的连接部15T比由第二连接部保持部42保持的连接部15T的弯曲强烈(弯曲得大)，因此能更牢固地保持连接部15T的弯曲的形状，能够耐受连接部15T的张力。

另外，根据本实施方式的外转子型凸极集中绕组电动机1，由于卡合部33a设置在外侧隔壁33的设有第一连接部保持部41的一侧的周向端面上，因此能够提高卡合部33a的强度。

此外，作为本实施方式的变形例，如图11所示，也可以将卷起部51的周向外端部延伸设置到卡合部33a。根据本变形例，更容易保持连接部15T的形状，能够进一步耐受连接部15T的张力。由此，能够将绝缘体13彼此更牢固地固定。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式所例示的情况，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当变更。

例如，在上述实施方式中，在外侧隔壁33的周向一端部形成卡合部33a，并在周向另一端部形成被卡合部33b，但并不局限于此，也可以在外侧隔壁33的周向一端部形成被卡合部33b，而在周向另一端部形成卡合部33a。

另外，在上述实施方式中，线圈及连接部通过将两根绕组捆束的线束形成，但并不局限于此，也可以通过将一根绕组或三根以上的绕组捆束的线束形成。

Claims (4)

1.一种外转子型凸极集中绕组电动机，其具备：

凸极集中绕组定子，其具有定子铁心、线圈及绝缘体，所述定子铁心具有向径向外方延伸设置的多个齿，所述线圈通过卷绕绕组而形成，并具有将所述绕组卷绕成环状的同时进行层叠而成的卷绕部、所述卷绕部的所述绕组的定子外径侧端部即第一卷绕端、所述卷绕部的所述绕组的定子内径侧端部即第二卷绕端，所述绝缘体保持所述线圈，所述线圈的所述第一卷绕端和不同的所述线圈的所述第二卷绕端通过连接部连接且多个所述绝缘体插入所述齿并连结成圆环状；

转子，其具有转子支架和固定在所述转子支架的内周面的转子磁轭，

所述凸极集中绕组定子和所述转子隔着径向间隙对置配置，所述外转子型凸极集中绕组电动机的特征在于，

所述绝缘体具备：

卷绕所述绕组的主体部；

设置在所述主体部的径向外周侧的外周侧凸缘部；

设置在所述主体部的径向内周侧的内周侧凸缘部；

从所述外周侧凸缘部的轴向一端部向径向外方延伸设置的外侧隔壁；

设置在所述外侧隔壁，用于保持所述第一卷绕端侧的所述连接部的第一连接部保持部；

设置在所述内周侧凸缘部，用于保持所述第二卷绕端侧的所述连接部的第二连接部保持部；

设置在所述外侧隔壁的周向一端侧，并朝向周向外方形成为凸形状的卡合部；

设置在所述外侧隔壁的周向另一端侧，并朝向周向内方形成为凹形状的被卡合部，

在将多个所述绝缘体分别插入所述多个齿时，彼此相邻的所述绝缘体的所述卡合部与所述被卡合部相互卡合。

2.根据权利要求1所述的外转子型凸极集中绕组电动机，其特征在于，

由所述第一连接部保持部保持的所述连接部比由所述第二连接部保持部保持的所述连接部弯曲得大。

3.根据权利要求1所述的外转子型凸极集中绕组电动机，其特征在于，

所述卡合部设置在所述外侧隔壁的设有所述第一连接部保持部的一侧的周向端面上。

4.根据权利要求1所述的外转子型凸极集中绕组电动机，其特征在于，

所述第一连接部保持部还具备卷起部，所述卷起部形成为在所述定子的外径侧具有顶点部的弧线形状，并保持所述第一卷绕端侧的连接部，所述卷起部延伸设置到所述卡合部。

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