CN104137392B - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备定子的旋转电机，在所有的圈都将进给节距保持得小，且防止与相邻磁极齿的干涉，能够提高线圈占有率。旋转电机将多个电枢(3)呈环状地配置于筒状的框架(2)的内周来构成定子(1)，所述电枢(3)在装配于磁极齿(6)的绕线管(7、8)卷绕绕线用线(13)来形成线圈(10)，线圈(10)是在绕线管(7、8)的狭缝(7d、8d)内平行地以固定的进给节距P卷绕多层绕线用线而形成的，并且形成线圈的第一层的绕线用线在从与层叠铁芯(4)的层叠方向垂直的面观察的线圈的中心轴(10c)的左右错开进给节距P的一半P/2。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及在筒状的框架的内周呈环状地配置多个电枢而构成定子的电动机等旋转电机。
背景技术
现有的这种旋转电机形成为专利文献1所示的结构。即，在具有将卷绕有线圈的多个极部呈环状地配置的定子的旋转电机中，为了使用1种线圈形成线圈占有率高的定子，在相对于定子的轴垂直的垂直面，各线圈相对于极部以成为左右不对称的剖面形状的方式卷绕。即，以使预定的层中的绕线端部的一圈中左右的任意一方向相邻的层移动的方式卷绕，或者，通过使预定的层中的绕线端部的一圈在左右卷绕于不同的位置而使线圈的剖面形状成为左右不对称。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3980402号公报
发明内容
发明要解决的课题
在这样的现有技术中，以填埋在相邻线圈之间产生的间隙的方式实施绕线，因此产生进给节距比其他圈大的部位。
在专利文献1的实施例中，进给节距达到最大的部位需要是通常的进给节距的2.5倍左右的进给节距。
当进给节距增大时，由于绕线机的线圈中心轴方向的加速度的限制，绕线速度变缓。
本发明为了解决上述的问题点，其目的在于提供一种具有如下定子的旋转电机，在所有的圈都将进给节距保持得小，且防止与相邻磁极齿的干涉，能提高线圈占有率。
用于解决课题的方案
本发明的旋转电机构成为将多个电枢呈环状地配置于筒状的框架的内周来构成定子，所述电枢具有层叠铁芯，所述层叠铁芯具有从轭部突出形成且长度方向的剖面为矩形形状的磁极齿，所述电枢在装配于所述磁极齿的绕线管卷绕绕线用线来形成线圈，其中所述线圈是在所述绕线管的狭缝内平行地以固定的进给节距P卷绕多层所述绕线用线而形成的；并且形成所述线圈的第一层的所述绕线用线，在从与所述层叠铁芯的层叠方向垂直的面观察的所述线圈的中心轴的左右，错开所述进给节距P的一半P/2。
发明效果
根据本发明的旋转电机，能够获得如下的定子，在所有的圈都将进给节距保持得小，且防止与相邻磁极齿的干涉，提高线圈占有率，起到了以往没有的显著的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电动机的定子的俯视图。
图2是示出实施方式1中的电枢的组装结构的立体图。
图3是示出实施方式1中的电枢的分解立体图。
图4是示出实施方式1中的绕线管的俯视图。
图5是示出实施方式1中的绕线图案的局部剖视图。
图6是示出实施方式1中的安装于绕线机的电枢的示意图。
图7是示出实施方式1中的绕线机的绕线方法的示意图。
图8是表示实施方式1中从一圈向第二圈的绕线的说明图。
图9是示出实施方式1中的绕线的第一层的说明图。
图10是示出本发明的实施方式2中的绕线图案的局部剖视图。
图11是示出实施方式2中的绕线管的俯视图。
图12是示出本发明的实施方式3中设于绕线管的槽的示意图。
图13是示出本发明的实施方式4中的绕线图案的局部剖视图。
图14是示出实施方式4中的绕线管的立体图。
图15是示出未使用本发明的绕线图案的局部剖视图。
具体实施方式
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1中的电动机的定子的俯视图。
在图1中，定子1由圆筒状的金属制框架2和在该框架内周呈圆环状排列的多个电枢3构成。
电枢3由具有轭部5和从轭部5突出的磁极齿6的层叠铁芯4、绕线管7、8、绝缘纸9、线圈10构成。
磁极齿6的长度方向的剖面且与轭部5平行的剖面为矩形形状。
图2示出了具备线圈10前的电枢3的立体图，图3是示出电枢3的层叠铁芯4、绕线管7、8、绝缘纸9的分解立体图。
如图3所示，在从层叠铁芯4的层叠方向在磁极齿6的长度方向两端装配绕线管7、8后，在绕线管7、8和层叠铁芯4之间夹入绝缘纸9，进而在磁极齿6卷绕线圈10，从而组装成电枢3。
绕线管7、8以聚苯硫醚、LCP之类成形性佳的树脂作为原料，将层叠铁芯4与线圈10绝缘，并且作为线圈10的绕线框构成。绕线管7、8如图4所示以线对称方式制造，各自具有U字形的线圈卷绕部7a、8a和在线圈卷绕部7a、8a的两侧端面垂直地设置的凸缘部7b、7c、8b、8c，在形成于凸缘部7b、7c和8b、8c之间的狭缝7d、8d内如后所述卷绕线圈10。
绝缘纸9以间位系芳纶纤维、聚苯硫醚之类的绝缘材料作为原料，确保层叠铁芯4与线圈10的绝缘。
在此，如图5所示，线圈10在绕线管7、8的狭缝7d、8d平行地以固定的进给节距P卷绕多层绕线用线13而形成。
进给节距P可以设定为d≤P≤2d(其中，d为绕线用线13的直径)的范围，图5示出了以进给节距P＝d绕线了的状态。
绕线图案具有下述结构：第一层以从与层叠铁芯4的层叠方向垂直的面观察的线圈10的中心轴10c为基准，线圈右侧10b相对于线圈左侧10a错开P/2。
在此，第一层指的是线圈10的最内层，是最初从轭部5侧向定子1的内径侧绕线的线圈。
接下来，对线圈10的绕线方法进行说明。如图6所示，在绕线机的主轴11安装层叠铁芯4的轭部5。
此后，如图7所示，一边使绕线机的主轴11旋转，一边将从出口12放出的绕线用线13卷绕在装配有绕线管7、8的磁极齿6。
绕线如下进行：首先在将绕线用线13导入绕线管7后，以与磁极齿6的长边部平行的方式向绕线管8的方向卷绕，在绕线用线13卷绕于磁极齿6的短边部即绕线管8时，使出口12向图7的箭头A方向移动，使绕线用线13进给P/2。
接着，以与磁极齿6的长边部平行的方式向绕线管7的方向卷绕，在绕线用线13卷绕于磁极齿6的短边部即绕线管7时，使出口12向图7的箭头A方向移动，使绕线用线13进给P/2，绕线成第一圈(图8)。
此后，同样地卷绕二圈、三圈，直到卷绕到磁极齿6的末端为止，从而形成第一层(图9)。
通过形成这样的绕线，在从与层叠铁芯4的层积方向垂直的面观察的线圈10的中心轴10c的左右，使第一层的线圈右侧10b相对于线圈左侧10a错开P/2。
为了在绕线管7、8稳定地进行线圈左侧10a和线圈右侧10b的P/2错开，在卷绕线圈的第一圈的部位设有突起7e、8e。
在第一圈卷绕完成后，向图7的箭头B方向折回，卷绕第二圈。第二圈以后，以随着第一层的线交叠的方式在两端的线圈终端反复进给，进行绕线。
通过如此使第一层的绕线错开P/2，如图5所示，能够以线圈10的中心轴10c为基准，改变线圈左侧10a和线圈右侧10b的绕线图案。
而且，绕线终端的两端的进给的距离也大致固定，最大也限于进给节距P的1.5倍以内。
如上所述，根据本发明，旋转电机将多个电枢3呈环状地配置于筒状的框架2的内周来构成定子1，所述电枢3具有层叠铁芯4，所述层叠铁芯4具有从轭部5突出形成且长度方向的剖面为矩形形状的磁极齿6，所述电枢3在装配于磁极齿6的绕线管7、8卷绕多层绕线用线13来形成线圈10，其中，线圈10是在绕线管7、8的狭缝7d、8d内平行地以固定的进给节距P卷绕多层绕线用线13而形成的，并且构成为形成线圈10的第一层的绕线用线13在从与层叠铁芯4的层叠方向垂直的面观察的线圈10的中心轴10c的左右、错开进给节距P的一半P/2。
通过形成为这样的结构，与如图15所示不错开P/2的绕线结构相比，能够将进给量保持得小，而且避免与卷绕在相邻磁极齿上的线圈的干涉，在定子的周向实现概度(likelihood)，提高相对于卷绕膨起的概度或者绕线用线的线径，能够提高线圈占有率。
而且，通过使第一层的绕线在线圈的中心轴的左右错开P/2，能够防止与相邻磁极齿的线圈的干涉，因此，能够提高卷绕膨起的概度，或者提高线圈占有率。
而且，通过在绕线管，在线圈的中心轴的左右的任意一方，在卷绕线圈的第一圈的部位设置进给节距P的大致一半的大小的突起，能够在第一圈与绕线管的凸缘部形成半个节距的量P/2的间隙。
因此，即使由二圈以后的绕线按压第一圈，也能够保持半个节距P/2的错开。
实施方式2
图10是示出本发明的实施方式2中的绕线图案的局部剖视图，图11是示出实施方式2的绕线管的俯视图。
在实施方式2中，在绕线管7、8的线圈卷绕部7a、8a分别具备引导绕线用线13的槽7f、8f。
所述槽7f、8f以线圈10的中心轴10c为基准，形成为右侧的槽相对于左侧的槽错开P/2。
另外，安装于磁极齿6的两端的绕线管7、8为线对称形状(图11)。
通过如此在绕线管7、8设置槽7f、8f，能够将绕线用线13更稳定地错开半个节距P/2地绕线。
而且，通过使进给节距P为绕线用线13的线径以上，能够进一步扩大与相邻磁极齿的线圈的间隙，能够提高卷绕膨起的概度，或者提高线圈占有率。
实施方式3
图12示出了本发明的实施方式3中的绕线管7、8的线圈卷绕部的示意剖视图。在本实施方式中，绕线管7、8的槽7f、8f具有V字形。
通过使槽7f、8f为这样的V字形，能够稳定地将绕线用线13卷绕在绕线管7、8的预定的位置，因此能够更稳定地绕线。
实施方式4
图13示出本发明的实施方式4中的绕线图案，示出了磁极齿6在其长度方向侧面具有向轭部5扩张的锥形部6a的结构的对应的例子。
在这样向具有锥形部6a的磁极齿6绕线的时候，由于在几何学上前后的圈的绕线用线13干涉，因此在稳定地进行绕线的时候需要隔开绕线用线13的间隔。
因此，进给节距P相对于绕线用线13的线径变大。图13示出了(d为绕线用线13的直径)的配置。
在该情况下，例如绕线用线13的线径d为2.5mm的话，进给节距P为4.33mm，线圈占有率相对于现有的值38.9％上升至45.9％。
而且，在该情况下，绕线管7、8具有与磁极齿6的锥形部6a对应的形状，并且如图14所示，在至少一方的绕线管7形成有向靠轭部侧的凸缘部7b导入绕线用线的开口部7g。
绕线用线以与第二层以后的线不干涉的方式被从设于绕线管7的凸缘部的开口部7g导入。
相对于这样的绕线，通过如图14所示使第一层的线圈左右错开P/2，也能够在相邻的线圈彼此之间形成间隙，得到与实施方式1相同的效果。
另外，本发明在其发明的范围内能够将各实施方式自由组合，能够将各实施方式适当变形、省略。
附图标记说明
1：定子；
2：框架；
3：电枢；
4：层叠铁芯；
5：轭部；
6：磁极齿；
6a：锥形部；
7、8：绕线管；
7a、8a：线圈卷绕部；
7b、8b：凸缘部；
7c、8c：凸缘部；
7d、8d：狭缝；
7e、8e：突起；
7f、8f：槽；
7g：开口部；
9：绝缘纸；
10：线圈；
10a：线圈左侧；
10b：线圈右侧；
10c：中心轴；
11：绕线机的主轴；
12：出口；
13：绕线用线。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其将多个电枢呈环状地配置于筒状的框架的内周来构成定子，所述电枢具有层叠铁芯，所述层叠铁芯具有从轭部突出形成且长度方向的剖面为矩形形状的磁极齿，所述电枢在装配于所述磁极齿的绕线管卷绕绕线用线来形成线圈，其特征在于，
所述线圈是在所述绕线管的狭缝内平行地以固定的进给节距P卷绕多层所述绕线用线而形成的；并且
形成所述线圈的第一层的所述绕线用线，在从与所述层叠铁芯的层叠方向垂直的面观察的所述线圈的中心轴的左右，错开所述进给节距P的一半P/2，
所述磁极齿在长度方向侧面具有朝向所述轭部扩张的锥形部，所述进给节距P比所述绕线用线的线径大，
所述绕线管具有与所述锥形部对应的形状，并且，在所述轭部侧的凸缘形成有导入所述绕线用线的开口部。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述绕线管装配在所述磁极齿的长度方向两端，在所述线圈的中心轴的左右的任意一方，在卷绕所述线圈的第一圈的部位具有所述进给节距P的大致一半的大小的突起。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述绕线管具有引导所述绕线用线的槽，所述槽在所述线圈的中心轴的左右错开所述进给节距P的大致一半。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述绕线管的槽的形状为V字形。
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