CN107112842A - 马达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达,其具有:轴;两个转子,两个转子在轴向上隔着规定的间隔安装于轴;定子,定子配置于两个转子之间;汇流条单元,汇流条单元保持汇流条,且配置在两个转子中的至少一方的转子的轴向的一侧;以及机壳,机壳保持定子,且容纳两个转子,定子具有:多个铁芯,多个铁芯沿周向配置;以及线圈,线圈被卷绕于铁芯,从线圈引出的引出线在一方的转子的径向外侧从铁芯向一方的转子的轴向的一侧延伸的位置与汇流条连接,汇流条单元容纳于机壳。
Description
技术领域
本发明涉及一种马达。
背景技术
作为薄型且高输出的马达,公知有一种两个转子在轴向上夹持一个定子、且两个转子在轴向上相向的轴向间隙型马达(参照专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2008-125278号公报
发明内容
【发明所要解决的课题】
以往,在轴向间隙型马达中,在转子的径向外侧对卷绕于铁芯的各相的线圈的引出线进行接线。在这种情况下,在转子的径向外侧设置有容纳过渡线的过渡线处理部,从而无法扩大转子的外径。因此,导致转子与定子相向的面积变小。另一方面,如果为了增加转子与定子的相向面积而要扩大转子的外径,则需要使过渡线的处理部朝向定子铁芯的径向外侧移动。在这种情况下,导致马达整体的外径变大。并且,如果在定子的外周拉绕过渡线,则配线变得复杂,引出线的接线变得繁琐。
本发明的一实施方式的目的之一在于提供一种能够简单地对定子的线圈线进行接线的轴向间隙型马达。
【用于解决课题的技术方案】
根据本发明的一实施方式提供一种马达,其具有:轴,所述轴以沿一方向延伸的中心轴线为中心;两个转子,所述两个转子在轴向上隔着规定的间隔安装于所述轴;定子,所述定子配置在所述两个转子之间;汇流条单元,所述汇流条单元保持与所述定子电连接的汇流条,且配置在所述两个转子中的至少一方的转子的轴向的一侧;以及机壳,所述机壳保持所述定子,且容纳所述两个转子,所述定子具有:多个铁芯,所述多个铁芯沿周向配置;以及线圈,所述线圈被卷绕于所述铁芯,从所述铁芯引出的引出线在所述一方的转子的径向外侧从所述铁芯向所述一方的转子的轴向的一侧延伸的位置与所述汇流条连接,所述汇流条单元被容纳于所述机壳。
【发明效果】
根据本发明的一实施方式,提供一种能够简单地对定子的线圈线进行接线的轴向间隙型马达。
附图说明
图1为实施方式的马达的剖视图。
图2为实施方式的马达的平面图。
图3为示出实施方式的马达的内部结构的立体图。
图4为定子的立体图。
图5为示出定子中的线圈的绕线方式的说明图。
图6为示出变形例的马达的剖视图。
具体实施方式
以下,采用附图对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明的范围并不限定于以下的实施方式,在本发明的技术思想的范围内能够任意变更。并且,为了容易理解附图中的各结构,存在使实际的结构与附图中的各结构的比例尺和/或数量等不同的情况。
并且,在附图中,适当地示出XYZ坐标系作为三维直角坐标系。在XYZ坐标系中,Z轴方向作为与图1所示的中心轴线J的轴向(一方向)平行的方向。X轴方向为与Z轴正交的一个方向,且在本实施方式中为图1的左右方向。Y轴方向为与Z轴以及X轴正交的方向,且在本实施方式中为图1的深度方向。
并且,在以下的说明中,将Z轴方向的正侧(+Z侧)称作“后侧”,将Z轴方向的负侧(-Z侧)称作“前侧”。另外,所谓的后侧以及前侧只是用于说明而使用的名称,并不限定实际的位置关系和方向。并且,只要不特殊说明,将与中心轴线J平行的方向“Z轴方向”简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向(θz方向)简称为“周向”。
另外,在本说明书中,所谓的沿轴向延伸不仅包括严格意义上的沿轴向(Z轴方向)延伸的情况,还包括沿在与轴向成小于45度的范围内倾斜的方向延伸的情况。并且,在本说明书中,所谓的沿径向延伸不仅包括严格意义上的沿径向、即垂直于轴向(Z轴方向)的方向延伸的情况,还包括沿在与径向成小于45度的范围内倾斜的方向延伸的情况。
图1为本实施方式的马达的剖视图。图2为本实施方式的马达的平面图。图3为示出本实施方式的马达的内部结构的立体图。
本实施方式的马达10为轴向间隙型马达。如图1所示,马达10具有机壳21、轴30、第一转子31、第二转子32、定子40、第一轴承51、第二轴承52、汇流条单元60以及连接器71。
第一转子31和第二转子32以分别与定子40的轴向两侧的面相向的方式配置。第一转子31与第二转子32彼此同轴地固定于轴30。轴30的轴向上的两个部位被第一轴承51和第二轴承52支承,第一轴承51被保持在定子40的内周面,第二轴承52被保持在第二转子32的前侧(-Z侧)。
机壳21构成本实施方式的马达10的壳体。定子40被保持在机壳21的轴向的大致中央部。在定子40的后侧(+Z侧)容纳第一转子31和汇流条单元60。在定子40的前侧(-Z侧)容纳第二转子32。
机壳21具有第一机壳21a、第二机壳21b以及第三机壳21c。第一机壳21a为轴向的两端开口的圆筒形状。第二机壳21b为与第一机壳21a的前侧(-Z侧)连接的有底圆筒状。第三机壳21c为与第一机壳21a的后侧(+Z侧)连接的有盖圆筒状。机壳21例如由金属或树脂构成。
在第一机壳21a的内周面形成有多个台阶部。定子40被保持在第一机壳21a的轴向中央部的台阶部127。第二机壳21b具有:圆盘状的底壁121;从底壁121向后侧(+Z侧)延伸的圆筒部122;以及设置于底壁121的中央部的轴承保持部123。圆筒部122与第一机壳21a的前侧(-Z侧)的开口部124嵌合。在轴承保持部123保持第二轴承52。
第三机壳21c具有:圆盘状的顶壁128;以及从顶壁128的外周端向前侧(-Z侧)延伸的圆筒部129。圆筒部129的前侧(-Z侧)的开口端固定于第一机壳21a的后侧(+Z侧)的开口端。更为详细地说,利用图2所示的第三机壳21c的凸缘部111、112和图3所示的第一机壳21a的凸缘部113、114,通过螺栓紧固等方法将第一机壳21a与第三机壳21c固定在一起。
在凸缘部111至114设有沿轴向贯通的贯通孔111a至114a。凸缘部111与凸缘部113被贯穿插入到贯通孔111a、113a中的螺栓等紧固在一起。凸缘部112与凸缘部114被贯穿插入到贯通孔112a、114a中的螺栓等紧固在一起。
在第三机壳21c的顶壁128设有沿轴向贯通的省略图示的贯通孔。在贯通孔的内侧安装连接器71。在连接器71中配置从后述的汇流条单元60向后侧(+Z侧)延伸的三个外部连接端子63(参照图3)。外部连接端子63沿轴向贯通顶壁128。
第一转子31以及第二转子32均为沿径向延伸的圆板状。第一转子31在与定子40在轴向上相向的面(-Z面)上具有沿周向排列的多个磁铁31a。第二转子32在与定子40在轴向上相向的面(+Z侧)上具有沿周向排列的多个磁铁32a。
图4为定子40的立体图。图5为示出定子40中的线圈的绕线图案的说明图。定子40具有多个铁芯41、线圈、线圈引出线42、模制树脂44以及引出线支承部45。多个铁芯41在俯视时呈扇形,且沿周向呈圆环状排列。线圈被卷绕于各个铁芯41,但在图4中省略了图示。线圈引出线42被从各个铁芯41的线圈沿轴向引出。模制树脂44将多个铁芯41固接成一体。也就是说,多个铁芯41利用树脂而相互固定。引出线支承部45设置于定子40的外周端。另外,在图4中,多个铁芯41以及引出线支承部45为12个,但不限于该数量。
铁芯41在定子40的轴向的两侧的面具有从模制树脂44露出的伞面41a。在各个铁芯41的侧面(沿Z轴的面)隔着省略图示的绝缘件卷绕导电线而构成线圈。在本实施方式的情况下,如图5所示,用一根导电线142卷绕出两个线圈141a、141b并将两个线圈141a、141b连接来构成线圈对141。在整个定子40中,沿周向配置有六组线圈对141。
定子40具有三相电路。U相、V相以及W相分别具有两个线圈对141。如图5所示,各相线圈对141具有:从后侧(+Z侧)观察,绕顺时针(CW)卷绕导电线142而形成的线圈141a;以及绕逆时针(CCW)卷绕导电线142而形成的线圈141b。各相的线圈对141的线圈141a、141b在定子40中沿周向相邻配置。
在上述的绕线图案中,铁芯数为12个,例如通过将第一转子31、第二转子32的磁铁数设为10个,形成10P12S(10极12槽)结构,能够将齿槽转矩抑制得较小。并且,通过将同相的两个铁芯41相邻配置,能够使反电动势最大,从而能够进一步减少过渡线。由此,能够提高马达效率。并且,在将线圈141a、141b卷绕于由过渡线连接的两个铁芯41的工序中,由于能够将卷绕导电线142的方向统一为一个方向,因此能够高效制造。
在本实施方式中,从铁芯41中引出分别来自于线圈141a、141b的导电线142的两端。因此,如图4所示,与铁芯41数量相同的十二根线圈引出线42被从铁芯41导出。在定子40设有柱状的引出线支承部45,引出线支承部45在相邻的铁芯41的边界的径向外侧的外周端沿轴向延伸。在本实施方式的情况下,引出线支承部45被作为模制树脂44的一部分而构成。也就是说,定子40在位于比第一转子31靠径向外侧的定子40的外周部具有引出线支承部45,引出线支承部45被作为模制树脂44的一部分而构成。因此,引出线支承部45在径向上与第一转子31相向。引出线支承部45覆盖线圈引出线42的一部分。
引出线支承部45从定子40的外周面向后侧(+Z侧)延伸。引出线支承部45的一部分与伞面41a相比朝向后侧(+Z侧)突出。线圈引出线42从铁芯41穿过引出线支承部45内,并从引出线支承部45的后侧(+Z侧)的末端沿轴向延伸。也就是说,线圈引出线42通过引出线支承部45从铁芯41沿轴向导出。
如图1以及图3所示,汇流条单元60具有:汇流条保持架61;保持于汇流条保持架61的汇流条62;以及从汇流条62向后侧(+Z侧)延伸的外部连接端子63。汇流条保持架61由绝缘性的树脂材料构成。汇流条62例如为将带状的铜板弯折成规定形状而形成的金属部件。
汇流条保持架61具有:配置在第一转子31的后侧(+Z侧)的圆环状的主体部61a;以及从主体部61a的外周面沿径向呈放射状延伸的多个保持架支承部61b。主体部61a的外径比第一转子31的外径(直径)小。
在本实施方式的情况下,保持架支承部61b设有12个。保持架支承部61b在侧视时为大致L形的脚部。保持架支承部61b从主体部61a向径向外侧延伸,并在第一转子31的径向外侧朝向前侧(-Z侧)弯曲,且在第一转子31的径向外侧安装于定子40。因此,汇流条保持架61在第一转子31与第三机壳21c的顶壁128之间被保持架支承部61b支承于定子40。
汇流条62与从定子40的引出线支承部45向后侧(+Z侧)延伸的线圈引出线42连接。汇流条62将线圈引出线42中的与U相、V相、W相对应的配线分别连接到外部连接端子63。并且,将线圈引出线42中的与中性点对应的配线相互连接。也就是说,能够通过汇流条62使线圈141a、141b的接线方式为三角形接线。因此,汇流条62具有与U相、V相、W相、中性点对应的四个金属部件。
汇流条62具有:从汇流条保持架61的主体部61a向径向外侧呈放射状延伸的十二个线圈连接部62a;以及设置于线圈连接部62a的末端的钩形的引出线握持部62b。引出线握持部62b位于比第一转子31的外周端靠径向内侧的位置。
在本实施方式的情况下,线圈引出线42从位于第一转子31的径向外侧的定子40的外周部向后侧(+Z侧)延伸,且在比第一转子31靠后侧的位置向径向内侧弯曲。线圈引出线42在比第一转子31靠轴向上侧的位置与引出线握持部62b连接。
在具有以上结构的本实施方式的马达10中,将汇流条62容纳于机壳21内。因此,能够通过将定子40的线圈引出线42沿轴向引出并连接于汇流条62来进行接线。由此,能够不必在铁芯41的外周拉绕线圈引出线42从而配线变得简单,从而容易地进行线圈引出线的接线。并且,由于汇流条单元60沿第一转子31的轴向配置,因此能够在比定子40的外周端靠内侧的区域进行线圈引出线42的接线,从而能够抑制马达10在径向上大型化。
并且,在本实施方式中,在第一转子31的径向外侧配置有由绝缘性的树脂构成的引出线支承部45。由此,能够抑制第一转子31的外周端与线圈引出线42接触,从而能够抑制短路、断线、振动等的产生。
尤其在本实施方式中,如图1所示,由于引出线支承部45的后侧(+Z侧)的末端与第一转子31相比朝向后侧突出,因此第一转子31的外周面与线圈引出线42在径向上不直接相向。由此,能够更可靠地抑制线圈引出线42与第一转子31的接触。并且,即使在使线圈引出线42朝向径向内侧弯曲的情况下,也能够通过引出线支承部45来抑制线圈引出线42与第一转子31的接触。而且,通过将线圈引出线42朝向径向内侧延伸,能够在比第一转子31靠径向内侧的区域对线圈引出线42与汇流条62进行接线,从而能够使用直径小的汇流条62。也就是说,线圈引出线42在引出线支承部45的径向内侧与汇流条62连接。
并且,在本实施方式中,对引出线支承部45被作为模制树脂44的一部分而构成的情况进行了说明,但并不限定于该结构。例如,也可配置与模制树脂44为分体部件的绝缘部件作为引出线支承部45。在这种情况下,绝缘部件也配置在第一转子31的径向外侧。更为具体地说,能够对从模制树脂44导出的线圈引出线42覆盖绝缘性的树脂和/或橡胶来构成上述绝缘部件。或者,也可将绝缘性的树脂和/或橡胶管安装于线圈引出线42来作为上述绝缘部件。
并且,例如也可以是安装于铁芯41的绝缘件的一部分为引出线支承部45。在这种情况下,定子40具有安装于铁芯的绝缘件。具体地说,使绝缘件的一部分从铁芯41的外周端附近沿轴向呈柱状延伸,并使该呈柱状延伸的部位的径向外周侧支承线圈引出线42。通过该结构,能够使绝缘件的一部分介于线圈引出线42与第一转子31之间,从而能够抑制线圈引出线42与第一转子31的接触。也就是说,只要定子40在位于比第一转子31靠径向外侧的位置的定子40的外周部具有由覆盖线圈引出线42的至少一部分的绝缘部件构成的引出线支承部45即可。或者,也可以是定子40具有作为绝缘件的一部分而构成的引出线支承部45。
并且,在本实施方式中,在定子40的外周端设置了引出线支承部45,但也可将引出线支承部45配置在比定子40的外周端靠径向内侧的位置。也就是说,引出线支承部45设置于在周向上相邻的铁芯41之间的边界上或边界的径向外侧的定子40的外周端。在这种情况下,由于在相邻的铁芯41的边界配置有模制树脂44,因此能够在相邻的铁芯41的边界容易地配置引出线支承部45配置。通过将引出线支承部45配置在定子40的外周端或其内侧,能够减少朝向定子40的径向外侧突出的部件,从而能够抑制定子40和马达10在径向上大型化。
并且,在本实施方式中,为分别从各铁芯41各引出一根线圈引出线42的结构,但线圈引出线42的根数也可根据线圈的卷绕方式、齿槽数而适当地变更。并且,汇流条62的线圈连接部62a的数量也能够根据线圈引出线42的根数而变更。另外,也可通过汇流条62使线圈141a、141b的接线方式为星形接线。
(变形例)图6为示出变形例的马达的剖视图。另外,关于与上述实施方式相同的结构,存在通过适当地标注相同的符号等来省略说明的情况。
如图6所示,变形例的马达210具有:机壳221;以及被容纳于机壳221的第一转子31、第二转子32、定子40、汇流条单元260、第一轴承51、第二轴承52。
机壳221具有:保持定子40的第一机壳221a;与第一机壳221a的前侧(-Z侧)连接的第二机壳221b;以及固定于第一机壳221a的后侧(+Z侧)的第三机壳221c。在定子40与第二机壳221b之间容纳第二转子32和汇流条单元260。在定子40与第三机壳221c之间容纳第一转子31。轴30被第一轴承51和第二轴承52支承,第一轴承51固定于定子40的内周,第二轴承52被第二机壳221b保持。
第一机壳221a为轴向的两端开口的圆筒状。第一机壳221a具有:圆筒状的主体部201;以及固定于主体部201的后侧(+Z侧)的面的截面形状呈L字形的定子支承部202。定子支承部202为圆环状。定子支承部202通过圆筒状的筒部202a来支承定子40的外周面。
第二机壳221b为有底圆筒状,且具有:圆环状的底壁部204;从底壁部204的外周端向后侧(+Z侧)延伸的筒部205;以及设置于底壁部204的中央的轴承保持部206。第二机壳221b的筒部205的后侧(+Z侧)的末端部与主体部201的前侧(-Z侧)的开口部203嵌合。第三机壳221c为有盖圆筒状,例如通过螺栓紧固等固定于第一机壳221a的定子支承部202的后侧(+Z侧)的面。
汇流条单元260具有:沿周向包围轴30的圆环状的汇流条保持架261;以及被汇流条保持架261支承的汇流条262。汇流条262从汇流条保持架261向径向外侧呈放射状延伸,且与从铁芯41的前侧(-Z侧)的面沿轴向延伸的线圈引出线242电连接。
由于引出线支承部452的前侧(-Z侧)的末端与第二转子32相比朝向前侧突出,因此第二转子32与线圈引出线42在径向上不直接相向。引出线支承部452与第二转子32在径向上相向。
具有以上结构的变形例的马达210在前侧(-Z侧)的第二机壳221b容纳汇流条单元260,进一步在汇流条单元260的前侧(-Z侧)设置第二轴承52。即使在这种结构中,也可能获得与上述实施方式相同的作用效果。
也就是说,本发明并不限定为从线圈引出的引出线在朝向第一转子31侧(+Z侧)延伸的位置与汇流条连接的实施方式。也可以是从线圈引出的引出线在朝向第二转子32侧(-Z侧)延伸的位置与汇流条连接的变形例。换言之,只要从线圈引出的引出线在一方的转子的径向外侧从铁芯向一方的转子的轴向的一侧延伸的位置与汇流条连接即可。并且,只要引出线支承部的一侧的末端比位于轴向的一侧的转子突出即可。也就是说,引出线支承部的轴向的一侧的端部位于比转子的轴向的一侧的面靠轴向的一侧的位置。并且,引出线支承部在径向上与轴向的一侧的转子相向。
符号说明
10、210…马达
21、221…机壳
30…轴
40…定子
41…铁芯
42…线圈引出线
45…引出线支承部
60、260…汇流条单元
62、262…汇流条
141a、141b…线圈
J…中心轴线
Claims (9)
1.一种马达,其具有:
轴,所述轴以沿一方向延伸的中心轴线为中心;
两个转子,所述两个转子在轴向上隔着规定的间隔安装于所述轴;
定子,所述定子配置在所述两个转子之间;
汇流条单元,所述汇流条单元保持与所述定子电连接的汇流条,且配置在所述两个转子中的至少一方的转子的轴向的一侧;以及
机壳,所述机壳保持所述定子,且容纳所述两个转子,
所述定子具有:
多个铁芯,所述多个铁芯沿周向配置;以及
线圈,所述线圈被卷绕于所述铁芯,
从所述线圈引出的引出线在所述一方的转子的径向外侧从所述铁芯向所述一方的转子的轴向的一侧延伸的位置与所述汇流条连接,
所述汇流条单元被容纳于所述机壳。
2.根据权利要求1所述的马达,
所述定子具有引出线支承部,所述引出线支承部在径向上与所述一方的转子相向,所述引出线通过所述引出线支承部从所述铁芯沿轴向导出。
3.根据权利要求2所述的马达,
所述引出线在所述引出线支承部的轴向的一侧与所述汇流条连接。
4.根据权利要求3所述的马达,
所述引出线在所述引出线支承部的径向内侧与所述汇流条连接。
5.根据权利要求4所述的马达,
所述引出线支承部的轴向的一侧的端部位于比所述转子的轴向的一侧的面靠轴向的一侧的位置。
6.根据权利要求5所述的马达,
所述引出线支承部设置于在周向上相邻的铁芯之间的边界上或所述边界的径向外侧的所述定子的外周端。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达,
所述多个铁芯利用树脂而相互固定,
在位于比所述转子靠径向外侧的位置的所述定子的外周部,所述引出线支承部作为所述树脂的一部分而构成。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达,
所述多个铁芯利用树脂而相互固定,
在位于比所述转子靠径向外侧的位置的所述定子的外周部,所述引出线支承部由覆盖所述引出线的至少一部分的绝缘部件构成。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达,
所述多个铁芯利用树脂而相互固定,
所述定子具有安装于所述铁芯的绝缘件,
在位于比所述转子靠径向外侧的位置的所述定子的外周部,所述引出线支承部作为所述绝缘件的一部分而构成。
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