CN105960747B - 旋转电机定子 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机定子包括定子芯、线圈和模塑部。所述定子芯包括圆环形的轭部和多个齿。所述齿从所述圆环形的轭部径向向内突出。所述线圈分别卷绕在所述齿周围。所述线圈包括从所述定子芯的轴向端面朝轴向外侧突出的线圈端。所述模塑部是覆盖所述线圈端的树脂部件。所述旋转电机定子还包括固定部件。所述固定部件包括将所述模塑部的内部与所述模塑部的外部连通的连通部。

Description

旋转电机定子

技术领域

本发明涉及一种旋转电机定子，更具体地涉及一种树脂部件被模塑在线圈端上的旋转电机定子。

背景技术

线圈卷绕在旋转电机的定子周围。树脂部件有时被模塑在该线圈的从定子芯的轴向端面突出的线圈端上。

日本专利申请公报No.2013-62901(JP 2013-62901 A)记载了与本发明相关的技术。在该相关技术中，在旋转电机的定子中设置有树脂部件，成形为能吸收应力的中间汇流条在该树脂部件中镶嵌成型。该树脂部件经由中间汇流条将来自定子的引线连接到电力线。此外，日本专利申请公报No.2013-121317(JP 2013-121317 A)记载了一种绝缘体的垫片，其具有提供电动机的定子组件中的导体之间的恒定距离的定位沟槽，以防止导体被损伤。

当树脂模塑线圈端的一部分时，空气与熔融树脂相混合，所述熔融树脂然后被充填到模具中。结果，可能形成称为孔隙的气泡。如果在树脂模塑时产生气泡，则电动机的绝缘性可能下降，并且模塑部的强度可能不够。

发明内容

本发明因而提供了一种能去除在树脂模塑时产生的气泡的旋转电机定子。

本发明的一个方面涉及一种旋转电机定子，其包括定子芯、线圈和模塑部。所述定子芯具有圆环形的轭部和从所述圆环形的轭部径向向内突出的齿。所述线圈分别卷绕在所述齿周围，并且所述线圈包括从所述定子芯的轴向端面朝轴向外侧突出的线圈端。所述模塑部是覆盖所述线圈端的树脂部件。所述旋转电机定子还包括固定部件，所述固定部件包括将所述模塑部的内部与所述模塑部的外部连通的连通部。

根据本发明的旋转电机定子具有将模塑部的内部与模塑部的外部连通的连通部。结果，即使模塑部中形成气泡，也能经由连通部将气泡去除。

根据本发明的旋转电机定子还可包括多个电缆，所述电缆连接到所述线圈并从外部电源向所述线圈供给电力。所述固定部件可具有保持部。所述保持部可将所述多个电缆保持在一起并且将所述多个电缆固定在所述定子芯上。

根据本发明的旋转电机定子在将多个电缆保持在一起并且将它们固定在定子芯上的保持部件中设置有连通部，因此连通部能容易地形成。对于此结构，即使模塑部中形成气泡，也能经由保持部件的连通部将气泡去除。

此外，在根据本发明的旋转电机定子中，所述固定部件的底面可与所述定子芯的轴向端面的外周侧靠接。所述连通部可包括沟槽和所述定子芯的轴向端面。所述沟槽设置在所述固定部件的底面中并沿所述旋转电机定子的径向延伸。

此外，在根据本发明的旋转电机定子中，连通部由设置在固定部件的底面中的沟槽和定子芯的轴向端面构成。即，连通部可利用仅在固定部件中设置沟槽的简单形状变化来形成。对于此结构，即使模塑部中形成气泡，也能经由保持部件的连通部将气泡去除。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据本发明的示例性实施方式的旋转电机定子的视图，其中(a)是总体透视图，而(b)是固定部件的视图；

图2A是根据本发明的示例性实施方式的固定部件的透视图；

图2B是根据本发明的示例性实施方式的固定部件的俯视图；

图2C是根据本发明的示例性实施方式的固定部件的正视图；

图2D是根据本发明的示例性实施方式的固定部件的底视图；以及

图3是示出固定部件在树脂部件被模塑在根据本发明的示例性实施方式的旋转电机定子上之前安装在该旋转电机定子上的视图，其中(a)是安装之前的固定部件的视图，(b)是固定部件被安装之前的旋转电机定子的视图，而(c)是固定部件被安装之后但在树脂部件被模塑在旋转电机上之前的旋转电机定子的视图。

具体实施方式

现将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。下述尺寸、形状和材料等是出于说明目的的示例，并且可根据旋转电机定子的规格等适当地修改。此外，在以下说明中，全部附图中同样的要素将由同样的附图标记表示并且将省略重复的说明。

图1是用于装设在车辆中的旋转电机中的旋转电机定子10的结构的视图。在下文中，除非另外指出，否则旋转电机定子10将被简称为“定子10”。定子10具有这样的结构：线圈端的一部分通过树脂模塑而一体形成。图1(a)是附图标记A-A之间的模塑部分被移除的线圈的一部分的总体透视图，而图1(b)是稍后将说明的保持部件的视图。

使用该定子10的旋转电机为三相同步旋转电机，该三相同步旋转电机是在车辆被驱动时用作电动机而在车辆制动时用作发电机的电动-发电机。该旋转电机由图1所示的定子10和以间隔预定间隙的方式配置在定子10的径向内侧的圆环形的转子构成。图1中未示出该转子。图1是示出定子10的周向θ、定子10的径向R和定子10的高度方向Z的视图。R方向是从内径侧朝外径侧的方向被表示为+R的方向。稍后将说明+Z方向的方向。

定子10包括定子芯12、卷绕在定子芯12周围的线圈15，和线圈端16由树脂部件覆盖的模塑部20。线圈端16是线圈15从定子芯12的轴向端面朝轴向外侧向外突出的部分。定子包括至少一个线圈端。图1中的定子10包括线圈15从定子芯12的轴向端面朝轴向外侧(+Z方向和-Z方向)向外突出的两个线圈端。定子10是树脂模塑的定子。以树脂部件覆盖线圈端16保护了线圈端16免遭损伤等，并使得能提高电动机的绝缘性。定子10设置有固定部件30，该固定部件包括将模塑部20的内部与模塑部20的外部连通以便除去在利用树脂模塑覆盖线圈端16时产生的气泡的连通部40和42。固定部件30是将从线圈15引出的电缆22固定并保持在定子芯12上的部件。在设置在两个位置的连通部40和42之中，连通部42由另一部件覆盖且因而在图1中不可见。

定子10包括定子芯12、卷绕在定子芯12的齿14周围的线圈15，和模塑部20。模塑部20由树脂模塑而成并覆盖整个线圈15。在图1(a)中，模塑部20的一部分在附图标记A-A之间被去除，以显示齿14和线圈15。

定子芯12是具有从圆环形的轭部13径向向内突出的多个齿14的圆环形的磁性体部。多个齿14沿周向配置在轭部13的内周上。线圈15卷绕在齿14周围，使得齿14变成磁极。所使用的定子芯12由包括齿14并层叠在一起的呈预定形状形成的多个圆环形的磁性薄板形成。对于磁性薄板可使用电磁钢板。也可使用已一体地模塑成预定形状的磁性粉末代替磁性薄板的层叠体。

对于线圈15，覆有绝缘层的导体根据预定线圈卷绕方法被顺次卷绕在齿14周围，并在必要的部位电连接以便形成三相绕组。这种情况下的预定线圈卷绕方法是分布卷绕或集中卷绕。

模塑部20是这样的：整个线圈端16除必须从线圈15引出的线例如电缆22之外由树脂部件覆盖，或线圈端16和定子芯12利用树脂一体化。以模塑绝缘树脂覆盖线圈端16和定子芯12并将其一体化抑制了线圈端16的振动，并使得能有效地向外部散发由线圈端16产生的热。

具有优良的成型性和耐热性的热固性树脂被用于在模塑中使用的树脂部件。可以使用环氧树脂或聚酰亚胺树脂等作为热固性树脂。该树脂还可包含适合的填料。

例如，电缆22是将线圈15的三相绕组的输入/输出端子引出到外部并连接到高压电源的三相电力线。三相绕组具有不同相——即U相、V相和W相——的三个输入/输出端子，因此存在三个电缆，如图1所示。电缆将线圈15的三相绕组的U相端子、V相端子和W相端子引向定子10的外侧，在此适合的连接端子连接在这些端子上。线圈15的U相端子、V相端子和W相端子可按原样引出到外部，但设置适当的中继电力线并且将各中继电力线的一端分别连接到线圈15的U相端子、V相端子和W相端子且将各中继电力线的另一端连接到对应的连接端子便利了诸如端子处理的作业。以下将使用适当的中继电力线作为电缆22，所述中继电力线是涂覆了绝缘层的导体线。

固定部件30是将电缆22保持在一起并且将电缆22相对于定子芯12固定并保持在适当位置的绝缘部件。利用固定部件30固定电缆22的位置便利了将电缆22紧固在外部高压电源线上的处理。此外，固定部件30用于使模塑部20的内部与模塑部20的外部连通，由此使得更容易去除在形成树脂模塑时产生的气泡。

固定部件30配置成接触模塑部20的外周侧面24和定子芯12的轴向端面26两者。定子芯12有两个轴向端面，但固定部件30配置在其上的轴向端面是位于线圈15的U相端子、V相端子和W相端子引出的一侧的轴向端面26。在图1中，轴向端面26位于图1的绘制纸面的上侧，与另一轴向端面相对，因而此方向将是+Z方向。

固定部件30可以是与模塑部20分开制造的部件，并且可以是这样的：用于电缆22的三个中继电力线利用树脂材料呈预定形状镶嵌成型。可使用具有耐化学性、耐高温性和耐高湿性等的用于旋转电机的树脂作为树脂材料。例如，可使用芳族尼龙树脂化合物等。

图2是包括电缆22的固定部件30的详图。图2A是总透视图，图2B是从+Z方向的俯视图，图2C是正视图，而图2D是从-Z方向的底视图。

固定部件30具有保持电缆22的保持部32，以及连通部40和42。保持部32是固定部件30的本体部，并且通过镶嵌成型将电缆22保持在一起并将它们固定在定子芯上。固定部件30具有与模塑部20的外周侧面24相对应的弯曲面25。呈圆弧形弯曲的弯曲面25在图2B和2D中被示意性地示出。固定部件30的底面34是如图2C所示接触定子芯12的轴向端面26的面。

连通部40和42由设置在固定部件30的底面34中并沿径向延伸的沟槽和定子芯12的轴向端面26形成。连通部40和42的一端向弯曲面25开放，而另一端向电缆22突出的外部开放。这样，固定部件30以弯曲面25接触模塑部20的外周侧面24，并以底面34接触定子芯12的轴向端面26，使得连通部40和42提供模塑部20的内部和外部之间的连通。

作为构成连通部40和42的沟槽的尺寸的一个例子，宽度为约1mm至2mm，并且深度为约0.1mm至0.5mm。这仅仅是一个例子，并且可根据定子10的尺寸等视情况变更。此外，存在两个连通部40和42，但该数量也可根据定子10的尺寸等视情况变更。此外，连通部40和42设置在由树脂材料制成的固定部件30中，并且定子芯12的轴向端面26通常是平坦面。因此，连通部40和42在它们形成在固定部件30中时能容易地形成，因此可采用通常的定子芯作为定子芯12。

图3是图示固定部件30在树脂模塑处理之前配置在定子上的次序的视图。图3(a)是固定部件30的视图，并且是与图2A相似的透视图。图3(b)是线圈15卷绕在定子芯12的齿14周围的定子8的视图。图3(c)是(a)中的固定部件30配置在(b)中的定子8上的定子9的视图。

如图3(a)所示，准备诸如图2所示的固定部件30。然后通过根据预定线圈卷绕方法将涂覆了绝缘层的导体顺次卷绕在定子芯12上的齿14周围来获得图3(b)所示的定子8。图中，卷绕在齿14周围的绕组尚未连接在一起。线圈15的外周面28具有与圆筒状接近的多边形形状。轴向端面26示出将配置固定部件30的底面34的位置。

图3(c)是(a)中的固定部件30配置在(b)中的定子8上的定子9的视图。固定部件30的底面34与定子芯12的轴向端面26对向，其中固定部件30的弯曲面25跨用于树脂模塑的间隙沿线圈15的外周面28配置。然后通过焊接等根据预定线圈卷绕方法将定子9的线圈15的绕组连接在一起。线圈15的U相端子、V相端子和W相端子通过焊接等连接到位于固定部件30的弯曲面25侧的电缆22的相应端子。然后，使用模具执行树脂模塑以获得图1所示的定子10。

这样，能利用通过在保持电缆22的固定部件30的底面中形成沟槽而形成连通部40和42的简单方法来使模塑部20的内部和外部彼此连通，因此能在外部容易地去除在进行树脂模塑时产生的气泡。结果，能提高电动机的电绝缘性，并且模塑部20的强度足够高。此外，即使当树脂模塑处理中很少量的树脂在定子芯12与固定部件30之间泄漏时，设置连通部也使得可以防止树脂残留在成型模和模塑设备等中。除在固定部件的底面中设置沟槽外，连通部也可以是沿径向贯通固定部件的孔。

在以上说明中，使用保持电缆22的固定部件30作为具有连通部的部件的一个例子。除此之外，也可使用配置成接触模塑部的外周侧面和定子芯的轴向端面两者的部件作为具有连通部的部件。例如，当存在用于监视线圈15的温度的从线圈15引出的信号线等和保持该信号线的部件时，可在该部件中设置连通部。

Claims (1)

1.一种旋转电机定子，包括：

定子芯，所述定子芯包括：

圆环形的轭部；和

齿，所述齿从所述圆环形的轭部径向向内突出；

线圈，所述线圈卷绕在所述齿周围，所述线圈包括从所述定子芯的轴向端面朝轴向外侧突出的线圈端；

模塑部，所述模塑部是覆盖所述线圈端的树脂部件；

固定部件，所述固定部件在执行树脂模塑以形成所述模塑部之前配置在所述定子芯上，并且所述固定部件包括将所述模塑部的内部与所述模塑部的外部连通的连通部；和

多个电缆，所述多个电缆连接到所述线圈并从外部电源向所述线圈供给电力，

其中，所述固定部件包括保持部，

所述保持部将所述多个电缆保持在一起并且将所述多个电缆固定在所述定子芯上，

所述旋转电机定子的特征在于，

所述固定部件的底面与所述定子芯的轴向端面的外周侧靠接，

所述连通部由沟槽和所述定子芯的轴向端面限定，并且

所述沟槽设置在所述固定部件的底面中并沿所述旋转电机定子的径向延伸。