CN107528401A - 定子及马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子及马达，将马达的定子的搭接线与外壳的内周面之间可靠地绝缘。定子(3)具备：定子铁芯，其具有固定于外壳(10)的环状部(30a)及突出设置在环状部(30a)的内周侧的多个齿部；绕组部(33)，其隔着绝缘体(31)而卷绕于各齿部；搭接线(34)，其在与定子铁芯的一端面及外壳(10)的内周面分别分离的位置沿周向延伸设置，且连结同相的绕组部(33)；以及绝缘壁(41)，其在外壳(10)的内周面与搭接线(34)之间沿轴向竖立设置，且由绝缘材料形成。绝缘壁(41)利用与绝缘壁(41)设置成一体的固定构造而卡定在外壳(10)内。另外，绝缘壁(41)的轴向延伸区域(X)包含搭接线(34)的轴向配置区域(Y)。

Description

定子及马达

技术领域

本发明涉及设有将外壳的内周面与搭接线之间绝缘的绝缘壁的定子、及包含该定子的马达。

背景技术

目前，在内转子型无刷马达中，将对在定子设置的多个绕组部中的沿周向分离的同相的绕组部进行连结的搭接线配置于绝缘体的外周面侧。即，搭接线接近金属制外壳的内周面而配置。在这种马达中，为了满足高耐电压要求，提高外壳内周面与搭接线之间的绝缘性很重要。对此，例如，可以列举以下方法：在外壳内周面与搭接线之间配置树脂制的绝缘部件、涂敷了绝缘涂料的部件，从而确保高绝缘性(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2015－52309号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述的专利文献1构成为，通过与绝缘部件一体形成的框体螺纹紧固于外壳，从而绝缘部件配置于外壳内周面与搭接线之间，因此，绝缘部件本身成为位置不确定的状态。因此，作业者无法确认绝缘部件是否被配置于正确的位置。即，不能掌握绝缘部件是否不干涉搭接线，且合适地配置至搭接线存在的部分，因此存在不能可靠地确保搭接线与外壳内周面之间的绝缘性的问题。

本申请鉴于上述的课题而做成，目的之一在于提供能够可靠地将搭接线与外壳内周面之间绝缘的定子及马达。此外，不限于该目的，本申请的其它目的还在于由后述的实施方式所示的各结构产生的作用效果，起到现有技术得不到的作用效果。

用于解决课题的方案

(1)在此公开的定子的特征在于，具备：定子铁芯，其具有固定于外壳的环状部及突出设置在上述环状部的内周侧的多个齿部；绕组部，其隔着绝缘体而分别卷绕于上述多个齿部；搭接线，其在从上述定子铁芯的一端面及上述外壳的内周面分别分离的位置沿周向延伸设置，且连结同相的上述绕组部；以及绝缘壁，其在上述外壳的上述内周面与上述搭接线之间沿轴向竖立设置，且由绝缘材料形成。上述绝缘壁通过与上述绝缘壁一体设置的固定构造而卡定在上述外壳内，并且上述绝缘壁的轴向延伸区域包含上述搭接线的轴向配置区域。

(2)优选的是，上述绝缘体具有绝缘环状部，该绝缘环状部载置于上述定子铁芯的上述环状部，并且对上述搭接线进行导向，上述绝缘环状部的外周面抵接于上述绝缘壁。

(3)优选的是，上述固定构造为卡扣结合，上述绝缘壁通过上述卡扣结合而卡定于上述绝缘体。

(4)优选的是，上述定子在上述外壳内具备使引线沿周向延伸设置的止挡部件，该引线从上述外壳的外部向上述绕组部供电。该情况下，优选上述止挡部件具有：多个限定部，它们限定上述引线的位置；以及作为上述绝缘壁的外周壁，其以沿上述外壳的内周面的方式竖立设置并在径向外侧连结上述多个限定部。另外，优选上述外周壁在上述定子铁芯侧的端部具有向径向内侧突出设置的凸部，上述绝缘体具有绝缘环状部，该绝缘环状部载置于上述定子铁芯的上述环状部且形成有供上述凸部卡合的凹部。

(5)另外，在此公开的马达的特征在于，具备：转子；以及上述的(1)～(4)中任一个记载的定子。

发明效果

根据公开的定子，在外壳的内周面与搭接线之间竖立设置的绝缘壁利用与绝缘壁设置成一体的固定构造而卡定在外壳内，并且配置搭接线的轴向的区域处于绝缘壁延伸的轴向的区域内，因此能够将外壳的内周面与搭接线之间可靠地绝缘。

附图说明

图1是分解表示实施方式的马达的轴向剖视图。

图2是从下方观察在图1的马达设置的止挡部件的立体图。

图3是从下方观察在图1的马达设置的上侧绝缘体的立体图。

图4是图1的A部放大图。

图中：

1—马达(无刷马达)，2—转子，3—定子，30—定子铁芯，30a—环状部，30b—齿部，31—上侧绝缘体，31d—绝缘环状部，32—下侧绝缘体，33—绕组部，34—搭接线，35—止挡部件，40—限定部，41—绝缘壁、外周壁，41a—下端部，41b—凸部，10—外壳，X—绝缘壁的轴向延伸区域，Y—搭接线的轴向配置区域。

具体实施方式

参照附图，对作为实施方式的定子及马达进行说明。以下所示的实施方式只是示例，并非意于排除以下的实施方式未明示的各种变形、技术应用。本实施方式的各结构能够在不脱离它们的宗旨的范围中进行各种变形来实施。另外，根据需要，能够选择取舍，或者能够适当组合。在以下的说明中，以下述方式进行说明：将马达的轴向设为“上下方向”，将外壳的底部侧设为“下方”，将开口侧设为“上方”。

1.结构

1－1.整体结构

图1是本实施方式的无刷马达1(以下，称为“马达1”)的轴向分解剖视图。马达1是内转子型无刷DC马达，具备：具有磁铁22的圆柱状的转子2；具有多个绕组部33的定子3；以及构成马达1的外廓的外壳10。

如图1所示，转子2具有与轴20一体旋转的转子铁芯21、和固定于转子铁芯21的多个磁铁22。轴20是支撑转子2的旋转轴，还作为向外部输送马达1的输出(机械能)的输出轴发挥功能。在轴20的隔着转子铁芯21的两个部位设置有轴承23、24。在本实施方式中，轴承23设于轴20的一端部(下端部)，轴承24设于轴20的中间部。

定子3是在中央具有配置转子2的空间的大致圆筒状的部件，具备：压入固定于外壳10的环状的定子铁芯30；具有绝缘性的绝缘体31、32；绕组部33；以及对电源输入用引线5进行支撑的止挡部件35。定子铁芯30具有：大致圆筒状的环状部30a；以及突出设置于环状部30a的内周侧，并且沿周向等间隔地设置的多个齿部30b。在定子铁芯30，从轴向两侧(即上方及下方的每一方)安装一对绝缘体31、32。

如图1及图3所示，从定子铁芯30的上方安装的上侧绝缘体31具有：覆盖各齿部30b的两侧面及上表面的侧面部31a及上表面部31c；覆盖环状部30a的内周面(相邻的齿部30b间的内周面)的外周面部31b；以及沿周向连结多组面部31a～31c的环状部31d(以下，称为“绝缘环状部31d”)。绝缘环状部31d是载置于定子铁芯30的环状部30a的部位，在上表面部31c的径向外侧，与上表面部31c连续地设置。绝缘环状部31d的详细的结构在后面进行叙述。

如图1所示，从定子铁芯30的下方安装的下侧绝缘体32具有与上侧绝缘体31的各部31a～31d分别对应的侧面部32a、外周面部32b、下表面部以及绝缘环状部32d。当两个绝缘体31、32被装配于定子铁芯30时，环状部30a的内周面和各齿部30b的上下表面及两侧面被绝缘体31、32覆盖。线圈卷绕于被绝缘体31、32覆盖的状态下的各齿部30b。

绕组部33是隔着绝缘体31、32而将线圈卷绕于多个齿部30b的每一个的部分。在本实施方式的定子3，沿周向互相分离地设有十二个绕组部33。这些绕组部33中，同相(即U相、V相、W相各自)的绕组部33通过搭接线34连接。本实施方式的搭接线34在与定子铁芯30的上端面分离的位置沿周向延伸设置。

止挡部件35在外壳10内配置于比定子铁芯30靠上方，从而在沿周向隔开间隔的多个部位限定引线5的位置。引线5从外壳10的外部向绕组部33供电，在外壳10内与绕组部33的各相(U相、V相、W相)连接，并且连接于与各相对应的端子。三根引线5均绕开定子3的中央的空间，而沿周向延伸设置。止挡部件35具有以使这些引线5的位置不产生偏离的方式预先进行止挡的功能。此外，止挡部件35的详细的结构在后面进行叙述。

外壳10为一端开口的有底筒状(大致圆筒状)，且收纳转子2及定子3。外壳10具有大致圆筒状的侧壁11和圆形的底部12，且在侧壁11的上端面(外壳10的上表面开口部)安装有端盖13(盖)。外壳10经由轴承23支撑轴20的一部分。此外，搭接线34设于与外壳10的侧壁11的内周面分离的位置。

1－2.主要部分结构

图4表示将图1的A部放大后的图。对同相的绕组部33进行连结的搭接线34在与定子铁芯30的上端面及外壳10的内周面分别分离的位置沿周向延伸设置。定子3具有绝缘壁41，该绝缘壁41在该搭接线34与外壳10的内周面之间沿轴向竖立设置，且由绝缘材料(例如树脂)形成。绝缘壁41利用与绝缘壁41一体设置的固定构造而卡定在外壳10内。在本实施方式中，固定构造采用了卡扣结合，绝缘壁41通过该卡扣结合而与上侧绝缘体31卡定。

如图2及图4所示，本实施方式的绝缘壁41在定子铁芯30侧的端部(以下，称为“下端部41a”)具有向径向内侧突出设置的凸部41b。另外，如图3及图4所示，本实施方式的上侧绝缘体31在绝缘环状部31d的径向外侧且下侧的角部具有凹陷设置的凹部31g。与绝缘壁41一体设置的凸部41b与该凹部31g卡合。即，当绝缘壁41从上方装配于上侧绝缘体31时，绝缘壁41的凸部41b嵌入上侧绝缘体31的凹部31g，绝缘壁41与上侧绝缘体31卡扣结合。此外，在本实施方式中，沿绝缘壁41的周向分离地设置多个同一形状的凸部41b，沿上侧绝缘体31的周向也以与凸部41b对应的方式设置凹部31g。

另外，就本实施方式的定子3而言，如图4所示，绝缘壁41的轴向延伸区域X包含搭接线34的轴向配置区域Y。绝缘壁41的轴向延伸区域X是指沿轴向竖立设置的绝缘壁41存在的区域。另外，搭接线34的轴向配置区域Y是指能配置沿周向延伸设置的搭接线34的轴向区域。在实际的产品中，存在搭接线34的位置(包含轴向位置)相对于设计值产生偏差的情况。即，存在实际的搭接线34的位置相对于设计图的位置在上下方向、径向上偏离的可能性。另外，根据定子3的周向位置，也存在沿轴向排列配置多个搭接线34的部分。在考虑到这种搭接线34的偏离、根数的基础上，在此将有可能配置搭接线34的轴向区域定义为“搭接线34的轴向配置区域Y”。然后，绝缘壁41的轴向延伸区域X设定为包含该轴向配置区域Y的区域。此外，凸部41b及凹部31g配置于比轴向配置区域Y靠下方。因此，通过进行卡扣结合，绝缘壁41自然而然地被固定为轴向延伸区域X包含轴向配置区域Y。

本实施方式的搭接线34以沿周向延伸设置的方式被上侧绝缘体31导向。换言之，在上侧绝缘体31设有使搭接线34沿周向延伸设置的导向部分。在本实施方式中，如图3及图4所示，上侧绝缘体31的绝缘环状部31d和在绝缘环状部31d的上表面竖立设置的多个导向壁部31f具有搭接线34的导向功能。绝缘环状部31d位于搭接线34与定子铁芯30之间，而从下方对搭接线34进行导向。而且，绝缘环状部31d设置为其外周面与绝缘壁41抵接。由此，搭接线34的下方被绝缘壁41及上侧绝缘体31覆盖，因此，在该部分也提高绝缘性。

导向壁部31f在绝缘环状部31d的径向内侧的局部竖立设置，导向壁部31f的内周面与外周面部31b的内周面形成同一个面。引导壁部31f沿绝缘环状部31d的周向设有多个，从径向内侧对搭接线34进行导向。而且，本实施方式的导向壁部31f具有向径向外侧突出设置的突起状的导向凸部31h。搭接线34沿绝缘环状部31d的上表面及导向壁部31f的外周面、或者导向凸部31h及导向壁部31f，沿周向延伸设置。另外，在沿轴向配置两根搭接线34的情况下，沿绝缘环状部31d的上表面及导向凸部31h双方和导向壁部31f载置搭接线34。

本实施方式的绝缘壁41设置为止挡部件35的一部分。换言之，止挡部件35的一部分具有作为上述的绝缘壁41的功能。本实施方式的止挡部件35例如通过树脂成形而形成为一体。如图2所示，止挡部件35具有：具有作为绝缘壁41的功能的圆环状的外周壁(以下称为“外周壁41”)；圆环状的内周壁42；以放射状连结这些周壁41、42间的多个部位的多个限定部40；以及连结这些周壁41、42间的一部分的连结部43。

限定部40是限定引线5的位置的部分，相对于轴心C呈放射状设置。如图2所示，在各限定部40形成有向上方或下方开放的槽，在该槽中收纳引线5，从而保持引线5。如图1所示，各限定部40配置于沿周向相邻的绕组部33间的空间(插槽)，与绕组部33成为非接触的状态。另外，各限定部40在沿轴向的剖视图中(或者从周向观察时)，配置于与绕组部33重叠的位置。由此，引线5的轴向位置尽可能地靠近绕组部33。

外周壁41是以沿外壳10的侧壁11的内周面配置的方式竖立设置并在径向外侧连结多个限定部40的部分，作为上述的绝缘壁41发挥功能。即，在外周壁41的下端部41a一体地设有多个凸部41b，这些凸部41b卡合于绝缘环状部31d的凹部31g，从而止挡部件35卡定于上侧绝缘体31，收纳并配置于外壳10内。本实施方式的各凸部41b配置于各限定部40的径向外侧。

如图4所示，本实施方式的外周壁41形成为从与定子铁芯30相反的一侧的端部(以下，称为“上端部41c”)向径向内侧弯曲而成的剖面L字型。即，外周壁41具有与其上端部41c的径向内侧连续地设置并且沿与轴向正交的方向延伸的平面状的平面部41d。平面部41d配置为覆盖搭接线34和上侧绝缘体31的绝缘环状部31d及导向壁部31f的上方，而且在径向内侧与限定部40的上部连接。即，搭接线34的上方被外周壁41覆盖，因此在该部分也提高绝缘性。

如图1及图2所示，内周壁42是在外周壁41的径向内侧与外周壁41同样地竖立设置，并在其内侧连结多个限定部40的部分。本实施方式的内周壁42与限定部40的内侧上部连续地设置，在内周壁42的内周面和限定部40的内周面形成同一个面。连结部43是设有供与引线5连接的端子(未图示)插通的三个筒状部43a的扇状面部。保持于限定部40的三根引线5在连结部43的下方与各端子连接。

2.效果

(1)在上述的定子3中，在对同相的绕组部33进行连结的搭接线34与外壳10的内周面之间设置绝缘壁41。该绝缘壁41利用一体设置的固定构造(例如卡扣结合)而在外壳10内卡定，并且绝缘壁41的轴向延伸区域X包含搭接线34的轴向配置区域Y。由此，例如，即使在搭接线34的位置相对于设计图的位置产生了偏差的情况下，也只要使绝缘壁41卡定，绝缘壁41就可靠地延伸至比搭接线34的上端部靠上方，还可靠地延伸至比搭接线34的下端部靠下方。因此，能够可靠地将搭接线34与外壳10的内周面之间绝缘。即，在整个定子3中，能够可靠地确保搭接线34与外壳10的内周面之间的绝缘性。

(2)在上述的定子3中，绝缘环状部31d的外周面抵接于绝缘壁41，因此能够用两个绝缘体覆盖搭接线34的下方，能够提高绝缘性。

(3)另外，上述的绝缘壁41利用卡扣结合而与上侧绝缘体31卡定，因此，相比例如与定子铁芯30、外壳10等卡定的情况，能够简化结构。另外，若绝缘壁41和上侧绝缘体31均为树脂制，则均易于弹性变形，因此易于卡扣结合，能够提高作业性。而且，绝缘壁41利用卡扣结合而卡定，因此作业者能够根据其手感而掌握“绝缘壁41在定位于合适的位置的基础上而被固定”。由此，能够提高作业性，并且能够消除定子3的产品差异。

(4)在上述的定子3中，使引线5在外壳10内沿周向延伸设置的止挡部件35的外周壁41具有作为上述的绝缘壁41的功能。即，通过将止挡部件35的外周壁41同时用作上述的绝缘壁41，能够限定引线5的位置，并且不增加部件个数便能够提高搭接线34的绝缘性。另外，在本实施方式中，外周壁41的凸部41b设于向径向的弹性变形量最大的下端部41a，因此，能够用较小的力进行卡扣结合。

(5)另外，根据具备上述的定子3的马达1，能够得到与上述的(1)～(4)同样的作用效果。

3.其它

在上述的定子3中，例示了如下结构：将绝缘壁41从上方装配于上侧绝缘体31，通过凸部41b嵌入凹部31g而进行卡扣结合，但是，使绝缘壁41在外壳10内卡定的固定构造不限于上述的构造。作为固定构造，例如可以列举螺纹紧固、压入等机械固定(卡定)的构造、不进行机械固定而进行热熔敷、粘接的构造。在螺纹紧固的情况下，例如，可以考虑在绝缘壁41的一部分设置螺纹孔(内螺纹)。另外，在压入的情况下，例如，可以考虑如下结构：在绝缘壁41设置将绝缘壁41的下端部或其附近压入上侧绝缘体31的一部分的结构，并将绝缘壁41的下端部抵接于上侧绝缘体31的一部分而进行定位。另外，在热熔敷、粘接的情况下，例如，可以考虑在绝缘壁41设置如下构造，即，以绝缘壁41的轴向延伸区域X包含搭接线34的轴向配置区域Y的方式，在绝缘壁41的一部分设置与上侧绝缘体31的抵接部等进行定位的构造。只要是至少固定构造的一部分与绝缘壁41设置成一体，将绝缘壁41定位并固定于预定的位置的结构即可。

另外，利用卡扣结合进行卡定的结构也可以考虑上述以外的结构。例如，可以在上述的绝缘环状部31d追加轴向的导向槽、和连结该导向槽及凹部31g的周向的导向槽。即，也可以构成为，使绝缘壁41的凸部41b沿轴向的导向槽进入，而与绝缘壁41的轴向位置一致，然后旋转绝缘壁41，而使凸部41b沿周向的导向槽移动，并嵌入凹部31g，从而进行卡扣结合。

根据这种结构，绝缘壁41的向径向外侧的弹性变形量可以缩小，因此能够避免产生绝缘壁41破裂、变形的问题。此外，该结构的情况下，在周向的导向槽与凹部31g之间设有供凸部41b越上的突起，从而能够防止在绝缘壁41装配后其周向位置偏离。另外，在这种结构中，周向的导向槽可以为螺旋状，也可以使槽的深度逐渐加深。

另外，在上述的实施方式中，沿绝缘壁41的周向设有多个同一形状的凸部41b，但是这些凸部41b的形状也可以不全部相同。例如，可以将一个凸部41b的周向尺寸做成与其它凸部41b不同的长度，与该一个凸部41b对应的凹部31g也可以同样地变更周向尺寸。通过做成这种结构，从而能够进行绝缘壁41的周向的对位。此外，凸部41b的轴向位置不限于绝缘壁41的下端部41a，只要设于从上端部41c到下端部41a之间即可。

另外，在上述的实施方式中，对使止挡部件35的外周壁41具有作为将搭接线34与外壳10的内周面之间绝缘的绝缘壁41的功能的结构进行了说明，但绝缘壁41的结构不限于此。例如，可以设置具备绝缘壁41的功能的专用部件，也可以使保持引线5的止挡部件35以外的部件具有绝缘壁41的功能。此外，也可以使绝缘壁41省略平面部41d，做成剖面I字型。

另外，卡定绝缘壁41的对象不限于上侧绝缘体31，也可以为定子铁芯30、外壳10等。

另外，搭接线34也可以在定子铁芯30的下方沿周向延伸设置。该情况下，只要将绝缘壁41配置于定子铁芯30的下方即可。另外，该情况下，也可以使绝缘壁41例如利用卡扣结合而与下侧绝缘体32卡定。只要至少是在搭接线34与外壳10的内周面之间沿轴向竖立设置的绝缘性的壁部，且利用卡扣结合而卡定在外壳内，并且其轴向延伸区域X包含搭接线34的轴向配置区域Y即可。

此外，在上述的实施方式中说明的定子3及马达1的各结构为一例，不限于上述的示例。即，转子2、定子3、外壳10的各形状、各结构不限于上述的示例，引线5的配置、引出位置也不限于上述的示例。例如，绝缘体31、32可以不被上下分割，也可以从定子3省略止挡部件35。另外，上侧绝缘体31也可以不具有搭接线34的导向功能，即使在上侧绝缘体31具有搭接线34的导向功能的情况下，绝缘环状部31d也可以不是上述的形状、结构。

另外，在上述的实施方式中例示了从端盖13引出引线5的立式马达1，但是对于从外壳10的侧壁11向径向引出引线5的卧式马达、将引线5和信号线向不同方向引出的马达，也能够应用上述的绝缘壁41。

Claims (5)

1.一种定子，其特征在于，具备：

定子铁芯，其具有固定于外壳的环状部及突出设置在上述环状部的内周侧的多个齿部；

绕组部，其隔着绝缘体而分别卷绕于上述多个齿部；

搭接线，其在从上述定子铁芯的一端面及上述外壳的内周面分别分离的位置沿周向延伸设置，且连结同相的上述绕组部；以及

绝缘壁，其在上述外壳的上述内周面与上述搭接线之间沿轴向竖立设置，且由绝缘材料形成，

上述绝缘壁通过与上述绝缘壁一体设置的固定构造而卡定在上述外壳内，并且

上述绝缘壁的轴向延伸区域包含上述搭接线的轴向配置区域。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

上述绝缘体具有绝缘环状部，该绝缘环状部载置于上述定子铁芯的上述环状部，并且对上述搭接线进行导向，

上述绝缘环状部的外周面抵接于上述绝缘壁。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，

上述固定构造为卡扣结合，

上述绝缘壁通过上述卡扣结合而卡定于上述绝缘体。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的定子，其特征在于，

在上述外壳内具备使引线沿周向延伸设置的止挡部件，该引线从上述外壳的外部向上述绕组部供电，

上述止挡部件具有：多个限定部，它们限定上述引线的位置；以及作为上述绝缘壁的外周壁，其以沿上述外壳的内周面的方式竖立设置并在径向外侧连结上述多个限定部，

上述外周壁在上述定子铁芯侧的端部具有向径向内侧突出设置的凸部，

上述绝缘体具有绝缘环状部，该绝缘环状部载置于上述定子铁芯的上述环状部且形成有供上述凸部卡合的凹部。

5.一种马达，其特征在于，具备：

转子；以及

权利要求1～4中任一项所述的定子。