CN103229392B - 定子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子，具备：卷绕有线圈的多个定子片；在周壁部中将所述多个定子片排列成环状并对该多个定子片进行支承的定子保持架；配置在所述定子保持架的外侧并支承该定子保持架的壳体，所述定子保持架具备：从所述定子保持架的轴线方向一端侧的缘向该定子保持架的径向外侧连续伸出且相对于所述壳体而被固定的凸缘部；在所述周壁部的外周面上对该定子保持架的所述径向上的振动进行限制的加强部。

Description

定子

技术领域

本发明涉及在电动机、发电机等旋转电机中使用的定子。

本申请基于2010年12月3日在日本申请了的日本特愿2010-270700号而主张优先权，并在此引用其全部内容。

背景技术

作为电动机等的定子已知有如下的定子，即，将圆筒状的定子保持架螺栓固定于壳体，将卷绕有线圈的多个定子片呈圆环状地排列而成的环状定子组压入并保持于定子保持架的内侧，将用于向各定子片的线圈供电的配线构件沿着环状定子组设置。另外，此类的电动机的定子保持架在其轴线方向一端侧上设有固定在壳体上的凸缘部。

在专利文献1中公开有一种定子保持架，在轴线方向另一端侧、即凸缘部的相反一侧设有导入部，以使得当将环状定子组向定子保持架的内侧压入时能够顺畅地实施该压入。具体而言，利用图12、图13进行说明，定子保持架103具备周壁部104，在周壁部104的轴线方向一端侧具备凸缘部112。周壁部104包括小径筒部131、锥筒部132、大径筒部133、以及将各个筒部顺畅地连接的圆弧面134a和134b。

导入部107包括周壁部104的大径筒部133、锥筒部132、以及圆弧面134a和134b。即，锥筒部132以定子保持架103的周壁部104的内径从轴线方向另一端侧朝向轴线方向一端侧连续地收缩的方式形成。由此，现有的定子在向定子保持架103压入环状定子组时，不仅能够从凸缘部112侧压入环状定子组，还能够从其相反一侧的导入部107压入环状定子组。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-312151号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，具备环状定子组的定子构造为，环状定子组的固有频率低，当电动机以低速进行旋转时构成环状定子组的定子片容易振动。由此，在电动机以低速进行旋转的情况下，振动更容易传递到定子保持架。然而，上述现有的定子保持架103的导入部107附近的刚性低，因此无法抑制环状定子组的振动，而存在产生振动噪声这样的课题。

发明内容

本发明是考虑到上述情况而完成的，其目的在于提供能够通过抑制定子保持架的径向上的变形来抑制振动噪声的定子。

解决方案

本发明所涉及的定子为了解决上述课题而采用以下的方法。

(1)本发明所涉及的一方式具备：卷绕有线圈的多个定子片；在周壁部中将所述多个定子片排列成环状并对该多个定子片进行支承的定子保持架；配置在所述定子保持架的外侧并支承该定子保持架的壳体，所述定子保持架具备：从所述定子保持架的轴线方向一端侧的缘向该定子保持架的径向外侧连续伸出且相对于所述壳体而被固定的凸缘部；在所述定子保持架的所述周壁部外表面上对该定子保持架的所述径向上的振动进行限制的加强部。

(2)在上述(1)的方式的基础上，所述加强部可以是从所述定子保持架的所述周壁部的轴线方向另一端侧的缘向径向外侧连续伸出的另一凸缘部。

(3)在上述(1)的方式的基础上，所述加强部可以是在所述周壁部的所述外周面与所述凸缘部的拐角部分上设置的多个凸部，这些凸部沿着周向相互隔开规定间隔地配设。

(4)在上述(3)的方式的基础上，所述凸部可以具备突出高度从所述凸缘部到所述周壁部逐渐减小的形状。

(5)在上述(1)的方式的基础上，所述加强部可以是在所述周壁部的所述外周面连续伸出的凸条。

发明效果

根据上述(1)的方式，通过设置加强部，能够抑制定子保持架的径向上的变形。由此，能够抑制构成定子的定子片的振动，并减少车内声。

根据上述(2)的方式，通过使另一凸缘部遍及周壁部的整周上设置，能够利用凸缘部与另一凸缘部来抑制周壁部的向径向的变形，从而进一步提高定子保持架的刚性。

另外，由于能够平坦地形成周壁部的内周面，因此能够将多个定子片与周壁部的内周面抵接的面积确保得较多。

另外，通过改变另一凸缘部的径向上的宽度，能够调整定子保持架的振动模式。

根据上述(3)的方式，能够利用凸部来防止周壁部相对于凸缘部的倾倒，从而抑制周壁部的变形。

另外，通过与凸缘部的形状对应地改变凸部的周向的位置，能够调整周向的刚性。

根据上述(4)的方式，能够将周壁部与多个定子片之间的抵接面积确保得更多。

根据上述(5)的方式，能够不改变定子保持架的周壁部的轴线方向另一端缘的形状，而抑制周壁部本身的向径向的变形，并在整周上提高定子保持架的刚性。

附图说明

图1是将具备本发明所涉及的定子的电动机作为驱动源之一的混合动力车辆的驱动系统的示意图。

图2是本发明的第一实施方式的定子的主视图。

图3是上述定子的分解立体图。

图4是本发明的第一实施方式的定子保持架的立体图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是表示电动机的转速与定子片的振动加速度之间的关系的图表，且是表示第一实施方式与现有技术之间的比较的图表。

图7是表示电动机的转速与声压之间的关系的图表，且是第一实施方式与现有技术之间的比较的图表。

图8是本发明的第二实施方式的定子保持架的立体图。

图9是图8的B-B剖视图。

图10是本发明的第三实施方式的定子保持架的立体图。

图11是图10的C-C剖视图。

图12是现有的定子保持架的剖视图。

图13是现有的定子保持架的主要部分的放大剖视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图对本发明的定子的第一实施方式进行说明。

本实施方式的定子在混合动力车辆的驱动用电动机中使用。如图1所示，混合动力车辆具备内燃机E(发动机)与电动机M(旋转电机)作为驱动源，内燃机E的输出轴ES以及变速器T的输入轴TS与电动机M中在定子1的内侧进行旋转的转子R连结。内燃机E与电动机M的驱动力经由变速器T而传递到驱动轮W(车轮)，混合动力车辆将内燃机E与电动机M的至少一方的动力作为驱动力而进行行驶。另外，该混合动力车辆中，若在减速时从驱动轮W侧向电动机M侧传递电力，则电动机M作为发电机来发挥功能，借助再生制动将车身的动能作为电能而回收到未图示的蓄电装置中。

如图2以及图3所示，定子1具备由铝合金构成壳体2、固定在壳体2的内部空间10的铁制的定子保持架3、在定子保持架3的周壁部4被支承的环状定子组5、环状的配电构件6(总线环)。

壳体2形成电动机M的壳体，夹在内燃机E与变速器T之间并与内燃机E和变速器T连结固定。

壳体2具备环状的壳体筒部8、以在壳体筒部8的轴线方向(圆筒轴向)一端部向径向(圆筒径向)内侧伸出的方式设置的壳体凸缘部9，壳体2的内部空间10形成为可收纳定子保持架3以及环状定子组5的形状。另外，壳体2具备与内部空间10相连的分线箱11。

如图4以及图5所示，定子保持架3具备圆筒状的周壁部4、以在周壁部4的轴线方向一端部向径向外侧伸出的方式设置的凸缘部12、设在周壁部4的外周面4b上的加强部7。具体而言，加强部7是在周壁部4的轴线方向另一端缘向定子保持架3的径向外侧伸出的第二凸缘部(另一凸缘部)31。另外，定子保持架3的周壁部4通过向内部压入环状定子组5而形成为可收纳的形状。

在凸缘部12设有多个螺栓装配孔(紧固部)13……，通过插入到该螺栓装配孔13……的螺栓14……(参照图3)与设在壳体2的壳体凸缘部9上的螺栓装配孔15……螺合，由此定子保持架3固定在壳体2上。凸缘部12的径向上的突出量不恒定，而与螺栓装配孔13所形成位置吻合，突出量变大。

如图5所示，第二凸缘部31具有与周壁部4以及凸缘部12相同的厚度，另外，在第二凸缘部31与周壁部4形成的角部遍及整周上呈倒圆角形状，由此形成有圆弧面34。优选地，第二凸缘部31通过由冲压加工来实现的弯曲加工而形成。

第二凸缘部31的径向上的宽度W、圆弧面34的R尺寸基于定子1所要求的强度并根据定子1的重量的规格、定子保持架3的设置空间等而被适当地设定。

环状定子组5通过规定个数的定子片16……(在本实施方式中为24个)排列成圆环状而构成。各个定子片16构成为具备分割铁心17、装配在分割铁心17上的绝缘树脂18、定子线圈(线圈)20。分割铁心17是层叠有包括环状定子组5的外周侧的后轭(backyoke)与朝环状定子组5的内周侧突出的磁极齿的呈大致T字状的磁性钢板的结构，定子线圈20经由绝缘树脂18而卷绕于分割铁心17上。

如图3所示，配电构件6构成为，使呈相同直径的环状的U相、V相、W相的总线环(供电线)21U、21V、21W在轴线方向上偏离而同心地配置，并利用树脂铸模部25……使上述三相的总线环21U、21V、21W在周向上隔开规定间隔地收拢。向径向内侧突出的连接部24……在周向上隔开规定间隔地设在各总线环21U、21V、21W上，各相的连接部24……以与其他相的连接部24……在周向上不重复的方式配置。另外，连接端子23从各相的总线环21U、21V、21W向径向外侧延伸出。

如图2所示，各相的总线环21U、21V、21W的连接部24……与分别对应的定子片16的定子线圈20的一端连接，各相的连接端子23与分线箱11内的供电端子28U、28V、28W连接。此外，邻接的定子片16的定子线圈20的另一端彼此也使用中性点母线等，并以规定的方法连接。

由此，U相的各定子片16……的定子线圈20……的一端彼此经由总线环21U而被连接，V相的各定子片16……的定子线圈20……的一端彼此经由总线环21V而被连接，W相的各定子片16……的定子线圈20……的一端彼此经由总线环21W而被连接。

对组装以上述方式构成的定子1的顺序进行说明。

首先，在壳体2上安装定子保持架3。接着，将预先将定子片16排列成圆环状而形成的环状定子组5压入到定子保持架3。此时，在定子保持架3的轴线方向另一端侧(凸缘部12的相反侧)形成有圆弧面34，由此能够容易地将环状定子组5压入定子保持架3。

图6表示对驱动电动机M时的任意的定子片16的径向上的振动加速度进行测量的测定结果。

在图6的图表中，纵轴表示加速度，横轴表示转速(rpm)。“以往”表示使用具备图12所示的现有的定子保持架103的定子的情况下的结果(虚线)，“应对后”表示使用本实施方式所涉及的定子的情况下的结果(实线)。定子片16的加速度通过在任意的定子片16上设置加速度计来进行测量。

根据该测定结果，通过使用本实施方式的定子1，能够在电动机M的转速的3000rpm～3500rpm的范围内大幅度地减少定子片16的振动加速度。

图7表示测量混合动力车辆的车内声的测定结果。

在图7中，纵轴表示声压，横轴表示转速(rpm)。“以往”表示使用具备图12所示的现有的定子保持架103的定子的情况下的结果(虚线)，“应对后”表示使用本实施方式所涉及的定子的情况下的结果(实线)。

根据该测定结果，通过使用本实施方式的定子1，从听觉的角度出发，能够在电动机M的噪声显著的区域即电动机M的转速的3000rpm～3500rpm的范围内大幅度地减小声压。

根据上述实施方式，在定子保持架3的周壁部4的轴线方向一端部上设置凸缘部12，并且在轴线方向另一端缘上设置向径向外侧连续伸出的第二凸缘部31，由此能够抑制定子保持架3的径向上的变形。由此，能够抑制构成定子1的定子片16……的振动，并减小车内声。

另外，第二凸缘部31遍及周壁部4的整周上设置，由此能够利用凸缘部12与第二凸缘部31来抑制周壁部4的向径向的变形，并进一步提高定子保持架3的刚性。

另外，周壁部4的内周面4a是平坦的，因此能够将环状定子组5与周壁部4的内周面4a抵接的面积确保得较多。

另外，通过改变第二凸缘部31的径向上的宽度W，能够调整定子保持架3的振动模式。

(第二实施方式)

接着，基于附图对本发明的第二实施方式进行说明。在该实施方式中，定子保持架3的加强部7以外的构造与第一实施方式相同，故省略说明。

如图8以及图9所示，本实施方式的定子保持架3B的加强部7是在周壁部4的外周面4b与凸缘部12之间的拐角部分设置的多个凸部32……。多个凸部32……在周壁部4的周向上隔开规定间隔地配设。具体而言，各个凸部32在定子保持架3B的周向的任意的位置上以周壁部4与凸缘部12形成的拐角部分向径向外侧突出的方式发生变形，因此凸部32包括棱线部32a与侧面32b、32b。

棱线部32a是将周壁部4的轴线方向中央部附近的任意的点P1、和位于包含周壁部4的轴线与P1的平面上且位于凸缘部12上的点P2连结的线。侧面32b、32b是以该棱线部32a为中心而呈对称且以相互90°前后的角度交叉的方式设置的面。

通过以上述方式形成棱线部32a以及侧面32b、32b，凸部32以径向的突出高度从凸缘部12到周壁部4逐渐减小的方式形成。与第一实施方式的第二凸缘部31相同地，凸部32……通过冲压加工来形成。

如上所述，凸部32……在周向的任意的位置上隔开规定间隔地配设。各个凸部32的位置优选根据凸缘部12的形状而适当地决定，尤其优选形成在凸缘部12的径向上的宽度小的位置等。

需要说明的是，与图12所示的现有的定子保持架103相同地，在本实施方式的定子保持架3B的周壁部4的轴线方向另一端侧上设有包括锥筒部41以及大径筒部42的导入部43。

根据上述实施方式，除了具有第一实施方式的效果之外，还能够利用凸部32……来防止周壁部4相对于凸缘部12的倾倒，从而抑制周壁部4的变形。

另外，与凸缘部12的形状对应而改变凸部32……的周向的位置，由此能够调整周向的刚性。

另外，各个凸部32呈突出高度从凸缘部12到周壁部4逐渐减小的形状，由此与从周壁部4的轴线方向一端部到另一端部地设置凸部的情况相比较，能够将周壁部4与定子片16之间的抵接面积确保得更多。

此外，能够不改变定子保持架3B的周壁部4的轴线方向另一端缘的形状，而提高定子保持架3B的刚性。

(第三实施方式)

接着，基于附图对本发明的第三实施方式进行说明。在该实施方式中，定子保持架3的加强部7以外的构造与第一以及第二实施方式相同，故省略说明。

如图10以及图11所示，本实施方式的定子保持架3C的加强部7是在周壁部4的外表面上连续伸出的凸条33。凸条33是在周壁部4的轴线方向的大致中央部向径向外侧伸出。

具体而言，凸条33为在周壁部4的轴线方向的大致中央部将周壁部4遍及整周上向径向外侧折弯、进而在径向的规定位置向径向内侧折回的形状。凸条33通过冲压加工来形成。凸条33的径向上的宽度W2与第一实施方式相同地，根据定子1的重量的规格、定子保持架3C的设置空间等而被适当地设定。

根据上述实施方式，不改变定子保持架3C的周壁部4的轴线方向另一端缘的形状，而能够抑制周壁部4本身的向径向的变形，遍及整周上地提高定子保持架3C的刚性。

另外，通过改变凸条33的径向上的宽度W2，能够调整定子保持架3C的振动模式。

(其他实施方式)

需要说明的是，本发明并不局限于所述实施方式。

例如，在所述第一实施方式中，定子保持架3的第二凸缘部遍及周壁部4的缘部的整周上设置，但也可以沿着周壁部4的缘部而断续地设置。另外，第二凸缘部31、凸条33通过冲压成形而一体地设置，但也可以另行准备环状的构件，利用焊接等方法将该构件与周壁部4接合。

另外，所述实施方式是将本发明应用于混合动力车辆、驱动用电动机的定子的例子，但本发明也能够应用于电气机动车中的驱动用电动机、其他电动机、发电机的定子。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种定子，其能够通过抑制定子保持架的径向上的变形来抑制振动噪声。

附图标记说明：

1定子

2壳体

3定子保持架

4周壁部

4b外周面

7加强部

12凸缘部

16定子片

20定子线圈(线圈)

31第二凸缘部(另一凸缘部)

32凸部

33凸条

Claims (6)

1.一种定子，其特征在于，具备：

多个定子片，其卷绕有线圈；

定子保持架，其在周壁部中将所述多个定子片排列成环状并对该多个定子片进行支承；

壳体，其配置在所述定子保持架的外侧并支承该定子保持架，

所述定子保持架具备：

凸缘部，其从所述定子保持架的轴线方向一端侧的缘向该定子保持架的径向外侧连续伸出且相对于所述壳体而被固定；

加强部，其在所述周壁部的外周面上对该定子保持架的所述径向上的振动进行限制，

所述加强部是从所述定子保持架的所述周壁部的轴线方向另一端侧的缘向径向外侧连续伸出的另一凸缘部，

在所述轴线方向另一端侧形成有圆弧面。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述另一凸缘部的外缘形状为圆形。

3.如权利要求2所述的定子，其特征在于，

所述凸缘部具备与所述壳体紧固的紧固部，

所述另一凸缘部的外缘位于比所述紧固部靠内径的位置。

4.一种定子，其特征在于，具备：

多个定子片，其卷绕有线圈；

定子保持架，其在周壁部中将所述多个定子片排列成环状并对该多个定子片进行支承；

壳体，其配置在所述定子保持架的外侧并支承该定子保持架，

所述定子保持架具备：

凸缘部，其从所述定子保持架的轴线方向一端侧的缘向该定子保持架的径向外侧连续伸出且相对于所述壳体而被固定；

加强部，其在所述周壁部的外周面上对该定子保持架的所述径向上的振动进行限制，

所述加强部是在所述周壁部的所述外周面与所述凸缘部的拐角部分上设置的多个凸部，这些凸部沿着周向相互隔开规定间隔地配设。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，

所述凸部具备突出高度从所述凸缘部到所述周壁部逐渐减小的形状。

6.一种定子，其特征在于，具备：

多个定子片，其卷绕有线圈；

定子保持架，其在周壁部中将所述多个定子片排列成环状并对该多个定子片进行支承；

壳体，其配置在所述定子保持架的外侧并支承该定子保持架，

所述定子保持架具备：

凸缘部，其从所述定子保持架的轴线方向一端侧的缘向该定子保持架的径向外侧连续伸出且相对于所述壳体而被固定；

加强部，其在所述周壁部的外周面上对该定子保持架的所述径向上的振动进行限制，

所述加强部是在所述周壁部的所述外周面连续伸出的凸条。