CN104124804B - 集配电环 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够缓和施加在保持部件和从保持部件露出的连接端子之间的应力的集配电环。集配电环具备对绕线进行集配电的环状的第一～第三集电环、和将第一～第三集电环进行模制的保持部件，第一～第三集电环通过使金属导体而形成与上述绕线的端部连接的端子部、以及沿周向连接上述端子部的圆弧部，端子部具有从保持部件沿圆弧部的径向延伸突出并形成有夹持绕线的端部的夹持部的一对延伸突出部，上述一对延伸突出部在保持部件和夹持部之间具有将圆弧部的周向厚度减薄而形成的薄壁部。
Description
技术领域
本发明涉及对卷绕于多个齿的绕线进行集配电的集配电环。
背景技术
以往，公知有用于马达、对卷绕在以环状配置的多个齿的绕线供给来自变换器的电流的集配电环(例如，参照专利文献1。)
专利文献1中记载的集配电环(集中配电部件)具备多个环状导体、一体地树脂模制有多个环状导体的多个保持部件、以及与多个环状导体电连接的多个连接端子。该连接端子一体地具有与环状导体连接的环状导体连接部、和与马达的线圈的端部连接的一对线圈连接部、以及连结环状导体连接部和一对线圈连接部的连结部。
环状导体连接部配置在沿环状导体的周向等间隔地设置的保持部件的内部，一对线圈连接部从保持部件向环状导体的径向内侧露出，夹着线圈的端部而相互平行地配置。一对线圈连接部与线圈的端部的连接是对一对线圈连接部加压以使其与线圈的端部接触的同时进行焊接来进行的。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2008-109718号公报
在专利文献1中记载的集配电环中，由于环状导体以及连接端子由不同的部件构成，所以部件件数变多。因此，本申请的发明人为了减少集配电环的部件件数，构思了：如图6所示，通过将线状的导电部件屈曲来形成环状导体以及连接端子。
然而，在连接一对线圈连接部和线圈的端部时，若将一对线圈连接部加压以使其与线圈的端部接触，则在保持部件和从保持部件露出的线圈连接部之间施加应力，从而有连接端子破损的情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够缓和施加在保持部件和从保持部件露出的连接端子之间的应力的集配电环。
本发明以解决上述课题为目的，其提供如下集配电环，该集配电环具备对卷绕在以环状配置的多个齿上的多相绕线进行集配电的环状的集电环、和将上述集电环的至少一部分进行模制的保持部件，上述集电环通过使线状的导电部件屈曲，而形成与上述绕线的端部连接的多个端子部、和沿周向连接上述多个端子部的多个圆弧部，上述多个端子部具有一对延伸突出部，该一对延伸突出部从上述保持部件沿上述圆弧部的径向延伸突出并形成有夹持上述绕线的端部的夹持部，上述一对延伸突出部在上述保持部件和上述夹持部之间的至少一部分具有将上述圆弧部的周向厚度减薄而形成的薄壁部，上述端子部和上述绕线的端部是以上述绕线的端部由上述夹持部夹持的状态对上述夹持部热熔接来连接的。
发明的效果如下。
根据本发明的集配电环，能够缓和施加在保持部件与从保持部件露出的连接端子之间的应力。
附图说明
图1是表示用于说明具备本发明的实施方式的集配电环的电动机的简要的构成例的模式图。
图2表示集配电环，图2(a)是从集配电环的轴向观察的主视图，图2(b)是立体图。
图3是表示集配电环与绕线的引出线的连接构造的一个例子的部分放大图。
图4表示与绕线的第一引出线连接前的状态下的第一集电环的端子部以及其周边部，图4(a)是立体图，图4(b)是从上方观察时的说明图。
图5表示与绕线的第一引出线连接后的状态下的第一集电环的端子部以及其周边部，图5(a)是立体图，图5(b)是从上方观察时的说明图。
图6是从上方观察本发明的比较例的集配电环的第一集电环时的说明图，图6(a)表示与绕线的第一引出线连接前的状态，图6(b)表示与绕线的第一引出线连接后的状态。
图中：
1—电动机，2、2a、2b、2c—保持部件，3—集配电环，11—定子，12—转子，30—中性相集电环，31—第一集电环，32—第二集电环，33—第三集电环，30a、31a、31Aa、32a、33a—端子部，30b、31b、32b、33b—圆弧部，31c、32c、33c—供电端子，31d、32d、33d—端部，110—齿，111—U相绕线，112—V相绕线，113—W相绕线，111a、112a、113a—第一引出线，111b、112b、113b—第二引出线，120—轴，121—磁铁，310a—金属导体，310b—绝缘体，311、311A—第一延伸突出部，312、312A—第二延伸突出部，313、314—薄壁部，313A、314A—直线部，315、316—夹持部，315a、316a—平坦面，315b、316b—接触面，317—弯曲部。
具体实施方式
[实施方式]
图1是表示用于说明具备本发明的实施方式的集配电环的电动机的简要的构成例的模式图。
(电动机1的结构)
该电动机1具备作为固定件的定子11、作为旋转件的转子12、以及向定子11对驱动电流进行配电的集配电环3。
定子11由磁性材料构成，在以环状配置的多个齿110上卷绕多相绕线111、112、113而成。在各齿110上卷绕有U相绕线111、V相绕线112、或者W相绕线113。U相绕线111、V相绕线112以及W相绕线113以上述顺序沿定子11的周向(图1的顺时针方向)配置。
U相绕线111的一端作为第一引出线111a、并且U相绕线111的另一端作为第二引出线111b而分别构成。同样地，V相绕线112的一端作为第一引出线112a、另一端作为第二引出线112b而构成。另外，W相绕线113的一端作为第一引出线113a、另一端作为第二引出线113b而构成。
转子12具有由图示省略的轴承支撑为与定子11在同轴上且能够旋转的轴120、和具有固定于轴120的外周面的多个磁极的磁铁121。
集配电环3具备第一～第三集电环31～33、中性相集电环30以及多个保持部件2。第一～第三集电环31～33将从图示省略的变换器输出的驱动电流经由供电端子31c、32c、33c分别向电动机1的U相、V相、W相各绕线111、112、113进行配电。上述第一～第三的集电环31～33以及中性相集电环30与定子11同心状配置，并由沿第一～第三集电环31～33以及中性相集电环30的周向配置于多个位置的保持部件2保持。
在第一集电环31上连接有U相绕线111的第一引出线111a。在第二集电环32上连接有V相绕线112的第一引出线112a。在第三集电环33上连接有W相绕线113的第一引出线113a。另外，在中性相集电环30上连接有U相绕线111的第二引出线111b、V相绕线112的第二引出线112b、以及W相绕线113的第二引出线113b。
从图示省略的变换器向U相绕线111、V相绕线112、以及W相绕线113供给相位各120°错开的正弦波状的驱动电流，从而在定子11形成旋转磁场。磁铁121因旋转磁场的吸引力以及斥力而受到旋转力，轴120因该旋转力而旋转。
(集配电环3的结构)
图2表示集配电环3，图2(a)是从集配电环3的轴向观察的主视图，图2(b)是立体图。图3是表示集配电环3和各绕线111、112、113的引出线的连接构造的一个例子的部分放大图。
第一～第三集电环31～33以及中性相集电环30以形成为环状且沿集配电环3的轴向相互平行地并列配置的状态由模制树脂构成的多个保持部件2来相互固定。在本实施方式中，图2(b)中，从集配电环3的轴向上侧依次排列有中性相集电环30、第一集电环31、第二集电环32、第三集电环33。
第一集电环31在周向的多个位置配置，并形成有与U相绕线111的端部(第一引出线111a)连接的多个端子部31a、和沿第一集电环31的周向连接多个端子部31a的多个圆弧部31b。在本实施方式中，端子部31a从保持部件2朝向圆弧部31b的径向内侧延伸突出。
另外，在第一集电环31的端部31d上热熔接有接受在第一集电环31流动的U相驱动电流的供给的供电端子31c，该供电端子31c向集配电环3的径向外侧突出。
第二集电环32在周向的多个位置配置，形成有与V相绕线112的端部(第一引出线112a)连接的多个端子部32a、和沿第二集电环32的周向连接多个端子部32a的多个圆弧部32b。在本实施方式中，端子部32a从保持部件2朝向圆弧部32b的径向内侧延伸突出。
另外，在第二集电环32的端部32d热熔接有接受在第二集电环32流动的V相驱动电流的供给的供电端子32c，该供电端子32c向集配电环3的径向外侧突出。
第三集电环33在周向的多个位置配置，形成有与W相绕线113的端部(第一引出线113a)连接的多个端子部33a、和沿第三集电环33的周向连接多个端子部33a的多个圆弧部33b。在本实施方式中，端子部33a从保持部件2朝向圆弧部33b的径向内侧延伸突出。
另外，在第三集电环33的端部33d热熔接有接受在第三集电环33流动的W相驱动电流的供给的供电端子33c，该供电端子33c向集配电环3的径向外侧突出。
中性相集电环30在周向的多个位置配置，并形成有与U相绕线111、V相绕线112以及W相绕线113的各第二引出线111b、112b、113b连接的多个端子部30a、和沿中性相集电环30的周向连接多个端子部30a的多个圆弧部30b。在本实施方式中，端子部30a从保持部件2朝向圆弧部30b的径向外侧延伸突出。换句话说，第一～第三集电环31～33的端子部31a、32a、33a朝向圆弧部31b、32b、33b的径向内侧延伸突出，中性相集电环30的端子部30a朝向圆弧部30b的径向外侧延伸突出。
如图3所示，在从保持部件2a向集配电环3的径向内侧延伸突出的第一集电环31的端子部31a插入U相绕线111的第一引出线111a，在从保持部件2a向端子部31a的相反侧(集配电环3的径向外侧)延伸突出的中性相集电环30的端子部30a插入W相绕线113的第二引出线113b。
在从保持部件2b向集配电环3的径向内侧延伸突出的第二集电环32的端子部32a插入V相绕线112的第一引出线112a，在从保持部件2b向端子部32a的相反侧(集配电环3的径向外侧)延伸突出的中性相集电环30的端子部30a插入U相绕线111的第二引出线111b。
在从保持部件2c向集配电环3的径向内侧延伸突出的第三集电环33的端子部33a插入W相绕线113的第一引出线113a，在从保持部件2c向端子部33a的相反侧(集配电环3的径向外侧)延伸突出的中性相集电环30的端子部30a插入V相绕线112的第二引出线112b。
因此，在与第一～第三集电环31～33的端子部31a、32a、33a对应的中性相集电环30的端子部30a分别插入具有插入端子部31a、32a、33a的第一引出线的绕线的在定子11中配置为逆时针方向的相邻(图3中为右邻)的绕线的第二引出线。
第一～第三集电环31～33由后述的绝缘体覆盖，中性相集电环30未由绝缘体覆盖。第一～第三集电环31～33的端子部31a、32a、33a形成于除去了绝缘体的部分。此外，对于第一～第三集电环31～33以及中性相集电环30而言，为了确保绝缘性，轴向上相邻的两个集电环中的至少一个集电环由绝缘体覆盖即可。换句话说，未由绝缘体覆盖的两个集电环不相邻即可。
第一～第三集电环31～33分别相同地形成，从而以第一集电环31为例，参照图4以及图5进一步详细地进行说明。
(第一集电环31的端子部31a的结构)
图4中表示与U相绕线111的第一引出线111a连接前的状态下的第一集电环31的端子部31a以及其周边部，图4(a)是立体图，图4(b)是从上观察时的说明图。图5表示与U相绕线111的第一引出线111a连接后的状态下的第一集电环31的端子部31a以及其周边部，图5(a)是立体图，图5(b)是从上方观察时的说明图。
第一集电环31用具有由铜等的传导性良好的金属构成的金属导体310a、和覆盖金属导体310a的由树脂构成的绝缘体310b的线状的导电部件构成，通过使该金属导体310a屈曲，来形成多个端子部31a以及多个圆弧部31b(参照图2(b))。在本实施方式中，金属导体310a其截面呈圆形。
端子部31a具有从保持部件2向圆弧部31b的径向内侧延伸突出的一对延伸突出部(第一延伸突出部311以及第二延伸突出部312)、和在第一延伸突出部311与第二延伸突出部312之间形成的弯曲部317。
第一延伸突出部311具有夹持U相绕线111的第一引出线111a的夹持部315、以及在保持部件2和夹持部315之间的至少一部分将圆弧部31b的周向厚度减薄而形成的薄壁部313。同样地，第二延伸突出部312具有夹持U相绕线111的第一引出线111a的夹持部316、以及在保持部件2与夹持部316之间的至少一部分将圆弧部31b的周向厚度减薄而形成的薄壁部314。
第一延伸突出部311的薄壁部313以及第二延伸突出部312的薄壁部314分别沿圆弧部31b的周向将金属导体310a压扁而形成。此外，薄壁部313、314也可以切削金属导体310a来形成。
端子部31a和第一引出线111a的连接是由一对电极(图示省略)对第一延伸突出部311的夹持部315以及第二延伸突出部312的夹持部316加压以使其与第一引出线111a接触来进行的。换句话说，以第一引出线111a由夹持部315、316夹持的状态热熔接夹持部315、316，来连接端子部31a和第一引出线111a。在本实施方式中，该端子部31a和第一引出线111a的连接利用由在一对电极流动的电流产生的焦耳热来使夹持部315、316和第一引出线111a熔敷的热熔接(熔融)来进行。
若图5(a)以及图5(b)所示，夹持部315、316分别由一对电极从外侧加压，形成平坦面315a、316a。利用该加压，第一引出线111a分别与夹持部315、316接触。在第一延伸突出部311的夹持部315，且在平坦面315a的相反侧的面(与第一引出线111a面对的面)形成有与第一引出线111a面接触的接触面315b。同样，在第二延伸突出部312的夹持部316，且在平坦面316a的相反侧的面(与第一引出线111a面对的面)形成有与第一引出线111a面接触的接触面316b。
第一延伸突出部311由在一对电极流动的电流加热，夹持部315与第一的引出线111a熔合而接合。同样，第二延伸突出部312的夹持部316与第一引出线111a熔合而接合。第一延伸突出部311和第二延伸突出部312与第一引出线111a熔合，从而使夹持部315、316位移进而相互接近，并且，薄壁部313、314也位移从而相互接近。由此，第一引出线111a和端子部31a电连接。
第二集电环32的端子部32a以及第三集电环33的端子部33a也是与上述的第一集电环31的端子部31a相同的结构。另外，中性相集电环30的端子部30a的结构也与第一～第三集电环31～33的结构相同。
(比较例)
图6是从上方观察本发明的比较例的集配电环3的第一集电环31时的说明图，图6(a)表示与U相绕线111的第一引出线111a连接前的状态，图6(b)表示与U相绕线111的第一引出线111a连接后的状态。
本比较例的第一集电环31的端子部31Aa的第一延伸突出部311A以及第二延伸突出部312A的形状与实施方式的端子部31a的第一延伸突出部311以及第二延伸突出部312的形状不同。图6中，对于与实施方式的第一集电环31的说明实际上具有相同的功能的部位赋予共用的符号，并省略其重复的说明。
端子部31Aa的第一延伸突出部311A具有夹持U相绕线111的第一引出线111a的夹持部315、以及在保持部件2与夹持部315之间延伸的直线部313A。同样，第二延伸突出部312A具有夹持U相绕线111的第一引出线111a的夹持部316、以及在保持部件2与夹持部316之间延伸的直线部314A。
在本比较例的第一延伸突出部311A以及第二延伸突出部312A未形成薄壁部313、314。换句话说，第一延伸突出部311A以及第二延伸突出部312A的第一集电环31的周向厚度与金属导体310a的直径相同。因此，当对第一延伸突出部311A的夹持部315以及第二延伸突出部312A的夹持部316和U相绕线111的第一引出线111a进行热熔接时，若直线部313A、314A随着夹持部315、316的位移而位移从而相互接近，则因位移所引起的拉力致使在直线部313A、314A和保持部件2的连接部分(图6的A部分)产生较强的应力。
(实施方式的作用以及效果)
根据以上说明的实施方式，获得以下的作用以及效果。
(1)由于多个端子部31a的一对延伸突出部311、312在保持部件2和夹持部315、316之间的至少一部分具有将圆弧部31b的周向厚度减薄而形成的薄壁部313、314，所以薄壁部313、314变形来承受在夹持部315、316和第一引出线111a的热熔接时的夹持部315、316的位移引起的拉力，从而能够缓和(减少)施加在一对延伸突出部311、312与保持部件2的连接部分的应力。
(2)由于在一对延伸突出部311、312形成有薄壁部313、314，所以在夹持部315、316和第一引出线111a的热熔接时，一对延伸突出部311、312变得容易位移，能够减少对夹持部315、316施加的加压力。由此，热熔接的作业变得容易。
(3)由于薄壁部313、314是沿圆弧部31b的周向将金属导体310a压扁而形成的，所以不依靠例如切削金属导体310a而形成薄壁部313、314等繁琐的方法，从而能够以容易的方法形成。
(实施方式的总结)
接下来，对于从以上说明的实施方式把握的技术思想，援用实施方式的符号等来记载。其中，以下的记载的各符号等不将权利要求书中的构成要素限定为实施方式中具体表示的部件等。
[1]一种集配电环3，其具备对卷绕在以环状配置的多个齿110上的多相绕线111、112、113进行集配电的环状的集电环(第一～第三集电环31～33)、和对上述集电环(第一～第三集电环31～33)的至少一部分进行模制的保持部件2，上述集电环(第一～第三集电环31～33)通过将线状的导电部件(金属导体310a)屈曲而形成有与上述绕线111、112、113的端部连接的多个端子部31a、32a、33a、和沿周向连接上述多个端子部31a、32a、33a的多个圆弧部31b、32b、33b，上述多个端子部31a、32a、33a具有从上述保持部件2沿上述圆弧部31b、32b、33b的径向延伸突出并形成有夹持上述绕线111、112、113的端部的夹持部315、316的一对延伸突出部311、312，上述一对延伸突出部311、312在上述保持部件2和上述夹持部315、316之间的至少一部分具有将上述圆弧部31b、32b、33b的周向厚度减薄而形成的薄壁部313、314，上述端子部31a、32a、33a和上述绕线111、112、113的端部是以上述绕线111、112、113的端部由上述夹持部315、316夹持的状态对上述夹持部315、316热熔接来连接的。
[2]根据[1]记载的集配电环3，上述薄壁部313、314是将上述导电部件(金属导体310a)沿上述圆弧部31b、32b、33b的周向压扁来形成的。
[3]根据[1]或[2]记载的集配电环3，上述一对延伸突出部311、312和上述绕线111、112、113的端部通过热熔接来连接。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述的实施方式不对权利要求书的发明进行限定。另外，需要留意的是，实施方式中说明的特征的全部组合无需限定于用于解决发明的课题的方案。
本发明在不脱离其主旨的范围内能够适当地变形来实施。例如，上述实施方式中，中性相集电环30的端子部30a朝向圆弧部30b的径向外侧延伸突出，但并不限定于此，例如，中性相集电环30以及第一～第三集电环31～33的全部端子部也可以朝向圆弧部的径向内侧或者外侧延伸突出。
另外，上述实施方式中，绝缘体310b未从保持部件2向端子部31a侧露出，但并不限定于此，绝缘体310b的一部分也可以从保持部件2朝向端子部31a的第一延伸突出部311以及第二延伸突出部312延伸。
另外，上述实施方式中，第一～第三集电环31～33的一部分用绝缘体覆盖，中性相集电环30保持裸线不变，但并不限定于此，例如，全部集电环无需为裸线，是第一～第三集电环31～33以及中性相集电环30中的任一个集电环是裸线。
另外，上述实施方中，金属导体310a的剖面呈圆形，但并不限定于此，例如也可以是扁平形。
另外，上述实施方式中，第一～第三集电环31～33以及中性相集电环30由多个保持部件2保持，但并不限定于此，例如也可以是由将第一～第三的集电环31～33以及中性相集电环30的整体模制的一个保持部件保持。
Claims (3)
1.一种集配电环，其特征在于，
具备对卷绕在以环状配置的多个齿上的多相绕线进行集配电的环状的集电环、和将上述集电环的至少一部分进行模制的由树脂构成的保持部件，
上述集电环通过使线状的导电部件屈曲，而形成与上述绕线的端部连接的多个端子部、和沿周向连接上述多个端子部的多个圆弧部，
上述多个端子部具有一对延伸突出部，该一对延伸突出部从上述由树脂构成的保持部件沿上述圆弧部的径向延伸突出并形成有夹持上述绕线的端部的夹持部，
上述一对延伸突出部在上述由树脂构成的保持部件和上述夹持部之间的至少一部分具有将上述圆弧部的周向厚度减薄而形成的薄壁部，
上述端子部和上述绕线的端部是以上述绕线的端部由上述夹持部夹持的状态对上述夹持部热熔接来连接的。
2.根据权利要求1所述的集配电环，其特征在于，
上述薄壁部是将上述导电部件沿上述圆弧部的周向压扁而形成的。
3.根据权利要求1或2所述的集配电环，其特征在于，
上述一对延伸突出部和上述绕线的端部通过热熔接而连接。
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