CN104205582A - 旋转变压器的定子和用于制造定子总成的方法 - Google Patents

旋转变压器的定子和用于制造定子总成的方法 Download PDF

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Abstract

旋转变压器(1)的定子(3)包括：具有多个磁极部分(10)的定子主体(5)；绕磁极部分(10)缠绕的多个定子绕组(6)；多个端子销(7)，所述多个端子销(7)具有定子绕组(6)绕其缠绕的定子绕组连接部分(11)和与外部电缆(4)连接的外部电缆连接部分(12)；和保持端子销(7)的端子销保持部分(8)。每个端子销(7)的定子绕组连接部分(11)都具有通过折叠金属片(M)制成的双层折叠结构，并具有折叠金属片(M)时形成的折叠部(11a)。每个端子销(7)的定子绕组连接部分(11)的折叠部(11a)都是沿着定子绕组连接部分(11)的纵向方向形成的。

Description

旋转变压器的定子和用于制造定子总成的方法
技术领域
本发明涉及一种旋转变压器的定子和一种用于制造定子总成的方法。
背景技术
作为该类技术，专利文献1公开了一种如本申请的图18中所示的与旋转变压器的线圈端部相连的端子销100。该端子销100具有突出部100a。线圈的端部通过缠绕等机电地连接到突出部100a。突出部100a被折叠以形成为双层。
引用列表
专利文献
[专利文献1]日本未经审查的专利申请公布H11-98747号。
发明内容
技术问题
然而在上述专利文献1所公开的结构中，在突出部100a的强度方面存在一些改善的空间。
本发明的一个目的是提供一种用于改善端子销的强度的技术。
解决方案
根据本发明的一个方面，提供了一种旋转变压器的定子，其包括：包括多个磁极部分的定子主体；分别绕磁极部分缠绕的多个定子绕组；多个端子销，每个端子销都包括：相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分；和待与外部电缆连接的外部电缆连接部分；以及保持多个端子销的端子销保持部分。每个端子销的定子绕组连接部分都通过折叠金属片形成为双层，并具有折叠金属片时形成的折叠部。每个端子销的定子绕组连接部分的折叠部都是沿着定子绕组连接部分的纵向方向形成的。
优选地，每个端子销的定子绕组连接部分都具有单个折叠部，并且每个端子销的定子绕组连接部分都具有U形的横截面。
优选地，每个端子销的定子绕组连接部分的远端都具有逐渐变细的形状。
优选地，每个端子销的定子绕组连接部分的远端都是以V形逐渐变细的。
优选地，多个外部电缆连接部分是以交错方式布置的。
优选地，每个外部电缆连接部分都是开放筒型的。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造定子总成的方法，所述定子总成包括：多个外部电缆；和旋转变压器的定子，所述定子包括：包括多个磁极部分的定子主体；分别绕磁极部分缠绕的多个定子绕组；多个端子销，每个端子销都包括相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分和待与相应外部电缆连接的外部电缆连接部分；和保持多个端子销的端子销保持部分，所述多个外部电缆连接部分以交错方式布置，所述方法包括以下步骤：将外部电缆分别连接到前侧外部电缆连接部分，所述前侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分中设置在前侧的外部电缆连接部分；扳转分别包括前侧外部电缆连接部分的端子销以使前侧外部电缆连接部分移动；和将外部电缆分别连接到后侧外部电缆连接部分，所述后侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分中设置在后侧的外部电缆连接部分。
根据本发明的第三个方面，提供了一种定子总成，其包括：多个外部电缆；和旋转变压器的定子，所述定子包括：包括多个磁极部分的定子主体；分别绕磁极部分缠绕的多个定子绕组；多个端子销，每个端子销都包括相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分和待与相应外部电缆连接的外部电缆连接部分；和保持多个端子销的端子销保持部分，所述多个外部电缆连接部分以交错的方式布置。外部电缆分别连接到前侧外部电缆连接部分，所述前侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分中设置在前侧的外部电缆连接部分。分别包括前侧外部电缆连接部分的端子销被扳转以使前侧外部电缆连接部分移动。外部电缆分别连接到后侧外部电缆连接部分，所述后侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分中设置在后侧的外部电缆连接部分。
发明的有益效果
根据本发明，可以实现定子绕组连接部分的强度的改善。
附图说明
图1是具有与其附接的多个外部电缆的旋转变压器的立体图(第一实施方案)；
图2是从另一个角度观察时，具有与其附接的多个外部电缆的旋转变压器的立体图(第一实施方案)；
图3是旋转变压器的定子的立体图(第一实施方案)；
图4是图3的局部剖面立体图(第一实施方案)；
图5是图4中所示的部分“A”的放大图(第一实施方案)；
图6是从另一个角度观察时，旋转变压器的定子的立体图(第一实施方案)；
图7是端子销的立体图(第一实施方案)；
图8是从另一个角度观察时，端子销的立体图(第一实施方案)；
图9是端子销的前视图(第一实施方案)；
图10是沿着图9的X-X线获取的截面图(第一实施方案)；
图11是旋转变压器的定子的局部立体图，并且示出了外部电缆分别附接到设置在前侧的外部电缆连接部分的状态(第一实施方案)；
图12是旋转变压器的定子的局部立体图，并且示出了设置在前侧的外部电缆连接部分向上抬起的状态(第一实施方案)；
图13是旋转变压器的定子的局部平面图，并且示出了设置在后侧的外部电缆连接部分之间的间隙(第一实施方案)；
图14是旋转变压器的定子的局部立体图，并且示出了外部电缆分别附接到设置在后侧的外部电缆连接部分的状态(第一实施方案)；
图15是旋转变压器的定子的局部立体图，并且示出了设置在后侧的外部电缆连接部分向上抬起的状态(第一实施方案)；
图16是示出外部电缆分别附接到设置在后侧的外部电缆连接部分的状态的截面图(第一实施方案)；
图17是与沿着图9的X-X线获取的截面图相对应的图(第二实施方案)；和
图18是与专利文献1的图7相对应的图。
具体实施方式
(第一实施方案)
以下会参照图1至图16来描述本发明的第一实施方案。
如图1和图2中所示，作为角度检测器的旋转变压器1包括由长线和两个短划线交替的线指示的转子2、和形成环形的定子3。转子2固定至未示出的电动机的输出轴，由此随着输出轴转动。定子3固定至例如电动机的主体。多个外部电缆4连接到定子3。在该结构中，当转子2相对定子3转动时，与转动对应的转动信号在定子3中产生，并通过外部电缆4输出至外部。
在该实施方案中，定子总成E由多个外部电缆4和定子3构成。
如图3至图6中所示，定子3包括定子主体5、多个定子绕组6、多个端子销7、端子销保持部分8、和绝缘罩9。
定子主体5是由磁性材料制成并形成环形的叠层结构。定子主体5包括朝内周侧突出的多个磁极部分10。
多个定子绕组6分别绕定子主体5的多个磁极部分10缠绕。
多个端子销7是将多个定子绕组6分别连接到多个外部电缆4的金属构件。
端子销保持部分8是支撑多个端子销7的部分。端子销保持部分8形成在定子主体5上。
绝缘罩9是将定子主体5与多个定子绕组6电隔离的罩。在该实施方案中，端子销保持部分8和绝缘罩9是一体形成的。
现在对术语“转动轴方向”、“销对齐方向”和“对齐正交方向”进行定义。转动轴方向是平行于如图1和图2中所示的转子2的转动轴的方向。销对齐方向是如图3至图6中所示的多个端子销7对齐的方向。销对齐方向与转动轴方向正交。对齐正交方向与转动轴方向和销对齐方向中的每个正交。(端子销7)
如图4和图5中所示，多个端子销7通过嵌入成型保持在端子销保持部分8中。如图7至图9中所示，每个端子销7都包括定子绕组连接部分11、外部电缆连接部分12和L形部分13。每个端子销7都是通过弯曲金属片M形成的。定子绕组连接部分11、外部电缆连接部分12和L形部分13是一体形成的。
定子绕组连接部分11是相应定子绕组6绕其缠绕的部分。定子绕组连接部分11是待与相应定子绕组6连接的部分。定子绕组连接部分11沿着转动轴方向延长。定子绕组连接部分11通过折叠金属片M形成为双层。定子绕组连接部分11具有折叠金属片M时形成的折叠部11a。折叠部11a沿着定子绕组连接部分11的纵向方向形成。折叠部11a沿着转动轴方向形成。定子绕组连接部分11具有单个折叠部11a。换言之，定子绕组连接部分11是通过仅折叠金属片M一次而形成的。因此，如图10中所示，定子绕组连接部分11具有U形的横截面。定子绕组连接部分11具有两个能够切割定子绕组6的刃口11d。每个刃口11d都如图7中所示地沿着转动轴方向形成。
如图9中所示，当沿着定子绕组连接部分11的远端11b的厚度方向观察时，定子绕组连接部分11的远端11b具有逐渐变细的形状。具体地，定子绕组连接部分11的远端11b以V形逐渐变细。本文中所描述的“V形”不仅包括完美的V形，还包括基本上的V形，例如等腰梯形。在该实施方案中，定子绕组连接部分11的远端11b以等腰梯形逐渐变细。
为了将定子绕组6连接到上述结构中的定子绕组连接部分11，将定子绕组6的端部绕定子绕组连接部分11缠绕，并通过图7中所示的刃口11d切除定子绕组6的不必要的部分。之后，对定子绕组连接部分11的远端11b放电，从而使定子绕组连接部分11部分地熔化。这使得定子绕组连接部分11和定子绕组6能够在定子绕组连接部分11的远端11b处合铸并结合。
外部电缆连接部分12是待与相应外部电缆4连接的部分。在该实施方案中，外部电缆连接部分12是所谓的开放筒型的。可以使用封闭筒型代替使用开放筒形作为外部电缆连接部分12。
L形部分13是将定子绕组连接部分11和外部电缆连接部分12连接到一起的部分。如图7和图8中所示，L形部分13是以L形弯曲的部分。L形部分13是由设置在定子绕组连接部分11一侧的绕组侧L形部分13a和设置在外部电缆连接部分12一侧的电缆侧L形部分13b构成的。绕组侧L形部分13a是连接到定子绕组连接部分11并沿转动轴方向延伸的部分。电缆侧L形部分13b是连接到外部电缆连接部分12并沿对齐正交方向延伸的部分。绕组侧L形部分13a连接到电缆侧L形部分13b。
如图5中所示，在每个端子销7中，定子绕组连接部分11的近端11c、L形部分13的绕组侧L形部分13a、和在L形部分13的绕组侧L形部分13a一侧的端部13c被封装在端子销保持部分8中。当沿着转动轴方向观察时，多个端子销7的外部电缆连接部分12是以交错方式布置的。换言之，多个端子销7分别具有不同长度的电缆侧L形部分13b，使得外部电缆连接部分12是以交错方式布置的。
(用于制造定子总成E的方法)
接着，会参照图11至图15来描述用于制造定子总成E的方法。要注意的是图11至图15说明每个外部电缆连接部分12在压接前的状态，为了便于说明，省略了每个外部电缆连接部分12在压接后的状态。
首先参照图11，三个外部电缆4同时压接并分别连接到三个前侧外部电缆连接部分12X，所述前侧外部电缆连接部分12X是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中设置在前侧(在远离端子销保持部分8的一侧)的外部电缆连接部分12。接着，如图12中所示，分别包括前侧外部电缆连接部分12X的端子销7的L形部分13的电缆侧L形部分13b被扳转，从而使前侧外部电缆连接部分12X移动以向上抬起。因此，如图12和13中所示，在三个后侧外部电缆连接部分12Y之间形成间隙g，所述后侧外部电缆连接部分12Y是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中设置在后侧(在靠近端子销支撑部分8的一侧)的外部电缆连接部分12。接着，如图14中所示，三个外部电缆4同时压接并分别连接到三个后侧外部电缆连接部分12Y。最后，如图15中所示，分别包括后侧外部电缆连接部分12Y的端子销7的L形部分13的电缆侧L形部分13b被扳转，从而使后侧外部电缆连接部分12Y移动以向上抬起。
上述的本发明的第一实施方案具有以下特征。
(1)旋转变压器1的定子3包括：包括多个磁极部分10的定子主体5；分别绕磁极部分10缠绕的多个定子绕组6；多个端子销7，每个端子销都具有相应定子绕组6绕其缠绕的定子绕组连接部分11和待与相应外部电缆4连接的外部电缆连接部分12；和保持多个端子销7的端子销保持部分8。每个端子销7的定子绕组连接部分11都通过折叠金属片M形成为双层，并具有在折叠金属片M时形成的折叠部11a。每个端子销7的定子绕组连接部分11的折叠部11a都是沿着定子绕组连接部分11的纵向方向形成的。根据上述结构，可以增加折叠部11a的长度，从而实现定子绕组连接部分11的强度的改善。因此，即使在绕定子绕组连接部分11缠绕定子绕组6期间或在缠绕后切断定子绕组6期间，使定子绕组连接部分11沿与转动轴垂直的方向弯曲的力作用于定子绕组连接部分11，也获得定子绕组连接部分11几乎不变形的有益效果。如有需要的话，参照图18中所示的专利文献1中公开的折叠部。
另外，根据上述结构，沿各个定子绕组连接部分11的纵向方向延伸的金属片M的刃口11d的数量由于折叠部11a的存在而减少。这防止定子绕组6在定子绕组6分别绕定子绕组连接部分11缠绕时被无意地切割。换言之，在图18中所示的专利文献1中有至少四个能够切割各个定子绕组6的刃口11d，而在该实施方案中，有2个能够切割各个定子绕组6的刃口11d。
(2)每个端子销7的定子绕组连接部分11都具有单个折叠部11a，并且每个端子销7的定子绕组连接部分11都具有U形的横截面。具体地，与每个端子销7的定子绕组连接部分11都具有两个折叠部11a的情况相比，在上述结构中保留沿定子绕组连接部分11的纵向方向延伸的金属片M的刃口11d，这使得能够通过利用刃口11d来切割各个定子绕组6。要注意的是在之后将要描述的第二实施方案中，没有能够切割各个定子绕组6的刃口11d。
(3)每个端子销7的定子绕组连接部分11的远端11b都具有逐渐变细的形状。根据上述结构，在将定子绕组连接部分11和定子绕组6焊接到一起时，确定其中向定子绕组连接部分11的远端11b放电的区域，使得可以使定子绕组连接部分11的远端11b的熔化区域稳定。
(4)每个端子销7的定子绕组连接部分11的远端11b都以V形逐渐变细。根据上述结构，在将定子绕组连接部分11和定子绕组6焊接到一起时，可以将定子绕组连接部分11的远端11b的熔化区域固定在宽度方向的中心(在对齐正交方向的中心)，从而实现稳定的焊接。
(5)多个外部电缆连接部分12以交错方式布置。根据上述结构，多个外部电缆连接部分12可以以窄的间距布置。
(6)每个外部电缆连接部分12都是开放筒型的。可替换地，可以使用封闭筒型作为各个外部电缆连接部分12。
(7)定子总成E包括多个外部电缆4和旋转变压器1的定子3，所述定子3包括：包括多个磁极部分10的定子主体5；分别绕磁极部分10缠绕的多个定子绕组6；多个端子销7，每个端子销都包括相应定子绕组6绕其缠绕的定子绕组连接部分11和待与相应外部电缆4连接的外部电缆连接部分12；和保持多个端子销7的端子销保持部分8，多个外部电缆连接部分12以交错方式布置。定子总成E是通过以下方法制造的。该方法包括以下步骤：将外部电缆4连接到前侧外部电缆连接部分12X，所述前侧外部电缆连接部分12X是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中设置在前侧的外部电缆连接部分12；扳转分别包括前侧外部电缆连接部分12X的端子销7以使前侧外部电缆连接部分12X移动；和将外部电缆4连接到后侧外部电缆连接部分12Y，所述后侧外部电缆连接部分12Y是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中设置在后侧的外部电缆连接部分12。根据上述方法，当将外部电缆4分别连接到后侧外部电缆连接部分12Y时，可以在相邻的后侧外部电缆连接部分12Y之间形成间隙g。这些间隙g具有以下技术意义。
图16示出了使得三个外部电缆连接部分12能够同时压接的压接夹具30。压接夹具30是由阴侧夹具31和阳侧夹具32构成的。阴侧夹具31具有形成于其中的三个凹部33。阳侧夹具32具有形成于其上的三个凸部34。当在外部电缆连接部分12和外部电缆4被设置在相应凸部34尖端的状态下，使阳侧夹具32向阴侧夹具31移动时，每个外部电缆连接部分12都压接相应的外部电缆4。在该结构中，如果提供电缆侧L形部分13b而不是图13中所示的间隙g，则必须如图16中所示在阴侧夹具31中相邻的凹部33之间形成容纳凹部35，容纳凹部35中的每个都容纳相应的电缆侧L形部分13b中的一个。当在相邻的凹部33之间形成容纳凹部35时，在各凹部33和各容纳凹部35之间产生薄壁部分36。薄壁部分36的存在导致阴侧夹具31寿命的减少。另一方面，根据上述方法，主动地形成间隙g，从而消除对容纳凹部35的需求。这使得能够防止产生薄壁部分36，并增加阴侧夹具31的寿命。
(8)定子总成E包括多个外部电缆4和旋转变压器1的定子3，所述定子3包括：包括多个磁极部分10的定子主体5；分别绕磁极部分10缠绕的多个定子绕组6；多个端子销7，每个端子销都包括相应定子绕组6绕其缠绕的定子绕组连接部分11和待与相应外部电缆4连接的外部电缆连接部分12；和保持多个端子销7的端子销保持部分8，多个外部电缆连接部分12以交错方式布置。定子总成E是按以下方式制造的。将外部电缆4连接到前侧外部电缆连接部分12X，所述前侧外部电缆连接部分12X是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中布置在前侧的外部电缆连接部分12。分别包括前侧外部电缆连接部分12X的端子销7被扳转以使前侧外部电缆连接部分12X移动。将外部电缆4连接到后侧外部电缆连接部分12Y，所述后侧外部电缆连接部分12Y是以交错方式布置的多个外部电缆连接部分12中设置在后侧的外部电缆连接部分12。根据上述结构，当将外部电缆4分别连接到后侧外部电缆连接部分12Y时，可以在相邻的后侧外部电缆连接部分12Y之间形成间隙g。
(第二实施方案)
接下来，会参照图17描述本发明的第二实施方案。
在上述第一实施方案中，定子绕组连接部分11具有如图10中所示的单个折叠部11a。因此，定子绕组连接部分11具有U形的横截面。另一方面，在该实施方案中，定子绕组连接部分11具有如图17中所示的两个折叠部11a。因此，定子绕组连接部分11具有C形的横截面。因为该实施方案的定子绕组连接部分11具有C形的横截面，所以与第一实施方案的定子绕组连接部分11相比，定子绕组连接部分11具有改善的强度来抵抗弯曲。
本申请基于2012年3月30日提交的日本专利申请2012-080440号，并要求其优先权，其公开通过引用完整地并入本文。
附图标记列表
1 旋转变压器
2 转子
3 定子
4 外部电缆
5 定子主体
6 定子绕组
7 端子销
8 端子销保持部分
9 绝缘罩
10 磁极部分
11 定子绕组连接部分
11a 折叠部
11b 远端
11c 近端
11d 刃口
12 外部电缆连接部分
12X 前侧外部电缆连接部分
12Y 后侧外部电缆连接部分
13L 形部分
13a 绕组侧L形部分
13b 电缆侧L形部分
13c 端部
30 压接夹具
31 阴侧夹具
32 阳侧夹具
33 凹部
34 凸部
35 容纳凹部
36 薄壁部分
E 定子总成
g 间隙
M 金属片

Claims (8)

1.一种旋转变压器的定子，其包括：
包括多个磁极部分的定子主体；
分别绕所述磁极部分缠绕的多个定子绕组；
多个端子销，每个端子销都包括：相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分；和待与外部电缆连接的外部电缆连接部分；和
保持所述多个端子销的端子销保持部分，其中
每个所述端子销的定子绕组连接部分都通过折叠金属片形成为双层，并具有在折叠所述金属片时形成的折叠部，和
每个所述端子销的定子绕组连接部分的折叠部都是沿着所述定子绕组连接部分的纵向方向形成的。
2.根据权利要求1所述的旋转变压器的定子，其中每个所述端子销的定子绕组连接部分都具有单个折叠部，并且每个所述端子销的定子绕组连接部分都具有U形的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的旋转变压器的定子，其中每个所述端子销的定子绕组连接部分的远端都具有逐渐变细的形状。
4.根据权利要求3所述的旋转变压器的定子，其中每个所述端子销的定子绕组连接部分的远端都是以V形逐渐变细的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转变压器的定子，其中所述多个外部电缆连接部分是以交错方式布置的。
6.根据权利要求5所述的旋转变压器的定子，其中每个所述外部电缆连接部分都是开放筒型的。
7.一种用于制造定子总成的方法，所述定子总成包括：
多个外部电缆；和
旋转变压器的定子，所述定子包括：包括多个磁极部分的定子主体；分别绕所述磁极部分缠绕的多个定子绕组；多个端子销，每个端子销都包括相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分和待与相应外部电缆连接的外部电缆连接部分；和保持所述多个端子销的端子销保持部分，所述多个外部电缆连接部分以交错方式布置，
所述方法包括以下步骤：
将所述外部电缆分别连接到前侧外部电缆连接部分，所述前侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的所述多个外部电缆连接部分中设置在前侧的外部电缆连接部分；
扳转分别包括所述前侧外部电缆连接部分的所述端子销以使所述前侧外部电缆连接部分移动；和
将所述外部电缆分别连接到后侧外部电缆连接部分，所述后侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的所述多个外部电缆连接部分中设置在后侧的外部电缆连接部分。
8.一种定子总成，其包括：
多个外部电缆；和
旋转变压器的定子，所述定子包括：包括多个磁极部分的定子主体；分别绕所述磁极部分缠绕的多个定子绕组；多个端子销，每个端子销都包括相应定子绕组绕其缠绕的定子绕组连接部分和待与相应外部电缆连接的外部电缆连接部分；和保持所述多个端子销的端子销保持部分，所述多个外部电缆连接部分以交错方式布置，其中
所述外部电缆分别连接到前侧外部电缆连接部分，所述前侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的所述多个外部电缆连接部分中设置在前侧的外部电缆连接部分，
分别包括所述前侧外部电缆连接部分的所述端子销被扳转以使所述前侧外部电缆连接部分移动，和
所述外部电缆分别连接到后侧外部电缆连接部分，所述后侧外部电缆连接部分是以交错方式布置的所述多个外部电缆连接部分中设置在后侧的外部电缆连接部分。
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