CN108292867B - 定子、马达以及定子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在本发明的一个方式的定子中,定子铁芯采用将多个电磁钢板沿径向层叠的结构。定子铁芯具有:铁芯柱状部,其沿轴向延伸,供线圈卷绕;以及板状的凸缘部,其与铁芯柱状部的轴向端部连接并沿周向延伸。凸缘部具有:放大部,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及等宽部,其沿径向延伸,周向宽度大致相同。等宽部采用将在凸缘部中周向宽度大致相同的多个电磁钢板沿径向层叠的结构。树脂部具有:树脂主体部,其至少一部分位于在周向上相邻的凸缘部彼此之间;以及第1凹部,其与树脂主体部的轴向端面相比沿轴向凹陷,位于在周向上相邻的定子铁芯的等宽部彼此之间。
Description
技术领域
本发明涉及定子、马达以及定子的制造方法。
背景技术
以往,公知有一种电动机,其具有以转子输出轴的轴线为中心呈环状配置的多个铁芯构件。例如,专利文献1中的电动机的铁芯构件由将电磁钢板沿着定子的半径方向层叠而得到的层叠钢板构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开公报第2011-114993号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使电磁钢板沿着定子的半径方向层叠的铁芯构件中,铁芯构件的周向端部由多个电磁钢板的周向端部构成。这里,难以高精度地形成铁芯构件的周向端部。因此,存在如下问题:在以铁芯构件的周向端部为基准对铁芯构件进行定位的情况下,铁芯构件的配置精度下降。当铁芯构件在周向或者半径方向上的定位存在偏差时,扭矩波动增加,成为马达振动的原因。
与此相对,例如,在专利文献1中,在绝缘件的凸缘部设置有用于将铁芯构件彼此在周向上相互连结的连结单元。但是,在该情况下,绝缘件容易大型化,因此存在定子大型化的问题。
鉴于上述问题,本发明的一个方式的目的之一在于,提供具有能够抑制大型化并且提高多个定子铁芯的配置精度的构造的定子以及具有这样的定子的马达。此外,目的之一在于,提供能够抑制大型化并且提高多个定子铁芯的配置精度的定子的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的定子隔着间隙在轴向上与以沿上下方向延伸的中心轴线为中心进行旋转的转子对置,其中,该定子具有:多个定子铁芯,它们沿周向配置;线圈,其卷绕于定子铁芯;绝缘件,其至少一部分位于定子铁芯与线圈之间;以及树脂部,其至少一部分位于在周向上相邻的定子铁芯彼此之间。定子铁芯采用将多个电磁钢板沿径向层叠的结构。定子铁芯具有:铁芯柱状部,其沿轴向延伸,供线圈卷绕;以及板状的凸缘部,其与铁芯柱状部的轴向端部连接并沿周向延伸。凸缘部具有:放大部,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及等宽部,其沿径向延伸,周向宽度大致相同。等宽部采用将周向宽度大致相同的多个电磁钢板沿径向层叠的结构。树脂部具有:树脂主体部,其至少一部分位于在周向上相邻的凸缘部彼此之间;以及第1凹部,其与树脂主体部的轴向端面相比沿轴向凹陷,位于在周向上相邻的定子铁芯的等宽部彼此之间。
本发明的一个方式的马达具有:上述定子;转子,其隔着间隙在轴向上与定子对置;以及轴,其将转子支承为能够旋转。
在本发明的一个方式的定子的制造方法中,定子隔着间隙在轴向上与以沿上下方向延伸的中心轴线为中心进行旋转的转子对置,其中,该定子的制造方法包含如下工序:工序S1,将多个电磁钢板在径向上层叠而形成多个定子铁芯;工序S2,将线圈安装于定子铁芯;工序S3,将多个定子铁芯沿着周向配置在模具内;以及工序S4,使熔融的树脂流入模具内,形成至少一部分位于在周向上相邻的定子铁芯彼此之间的树脂部。定子铁芯具有:铁芯柱状部,其沿轴向延伸,供线圈卷绕;以及板状的凸缘部,其与铁芯柱状部的轴向端部连接并沿径向延伸。凸缘部具有:放大部,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及等宽部,其沿径向延伸,周向宽度大致相同。等宽部采用将在凸缘部中周向宽度大致相同的多个电磁钢板沿径向层叠的结构。在工序S3中,使等宽部与配置于模具内的第1定位部件接触,而将定子铁芯在周向上定位。
发明效果
根据本发明的一个方式,提供了具有能够抑制大型化并且提高多个定子铁芯的配置精度的构造的定子以及具有这样的定子的马达。此外,根据本发明的一个方式,提供了能够抑制大型化并且提高多个定子铁芯的配置精度的定子的制造方法。
附图说明
图1是示出本实施方式的马达的剖视图。
图2是示出本实施方式的定子的立体图。
图3是示出本实施方式的定子铁芯的立体图。
图4是示出本实施方式的定子铁芯的图,是沿图3中的IV-IV的剖视图。
图5是从下侧观察本实施方式的定子的立体图。
图6是示出本实施方式的定子的部分的剖视图。
图7是示出本实施方式的定子的制造方法中的步骤的流程图。
图8是示出本实施方式的定子的制造方法中的设置工序的图。
图9是示出作为本实施方式的另一例的定子铁芯的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图并对本发明的实施方式的马达进行说明。在以下的说明中,将图1的中心轴线J延伸的方向作为上下方向。将图1中的中心轴线J的轴向的上侧简称为“上侧”,将下侧简称为“下侧”。另外,上下方向仅是为了说明而使用的名称,并不限定实际的位置关系或方向。此外,将与中心轴线J平行的方向简称为“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为中心的周向简称为“周向”。
在本说明书中,沿轴向延伸除了严格地沿轴向延伸的情况之外,还包含沿着相对于轴向在小于45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。沿径向延伸除了严格地沿径向、即沿着与轴向垂直的方向延伸的情况之外,还包含沿着相对于径向在小于45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。
图1所示的本实施方式的马达10是轴向间隙型的马达。马达10具有壳体11、轴20、转子31、32、定子40、上侧轴承51以及下侧轴承52。轴20配置为以中心轴线J为中心。轴20将转子31、32支承为能够旋转。转子31、32以沿上下方向延伸的中心轴线J为中心旋转。转子31、32与定子40隔着间隙而在轴向上对置。转子31、32具有与定子40在轴向上对置的转子磁铁33、35。另外,也可以仅设置有转子31、32的任意一方。
定子40位于转子31与转子32的轴向之间。定子40与转子31、32隔着间隙而在轴向上对置。如图1和图2所示,定子40具有多个定子铁芯41、多个线圈42、绝缘件43、树脂部46、轴承保持架44以及罩45。另外,定子40只要设置为与转子31、32中的任意一方在轴向上对置即可。
如图2所示,多个定子铁芯41沿着周向配置。定子铁芯41的数量没有特别限定。在图2中,定子铁芯41设置有12个。在沿轴向观察时,定子铁芯41呈从径向内侧朝向径向外侧沿周向扩展的大致扇形状。
如图3所示,定子铁芯41采用在径向上层叠多个电磁钢板41a的结构。在沿径向观察时,电磁钢板41a是大致H形的平板。在沿轴向观察时,电磁钢板41a的径向端面与穿过定子铁芯41的周向的中心的径向大致垂直。电磁钢板41a的周向两端面与穿过电磁钢板41a的周向的中心的径向大致平行。
电磁钢板41a具有沿着与径向垂直的方向凹陷的定子铁芯凹部41e。在图3中,定子铁芯凹部41e沿轴向凹陷。定子铁芯凹部41e设置于电磁钢板41a的轴向两端。在沿径向观察时,定子铁芯凹部41e的内部的形状为矩形形状。另外,只要是与径向垂直的方向,则定子铁芯凹部41e可以向任意方向凹陷。此外,定子铁芯凹部41e可以沿周向凹陷。
定子铁芯41具有:铁芯柱状部41b,其沿轴向延伸,供线圈42卷绕;以及板状的凸缘部41c,其与铁芯柱状部41b的轴向端部连接并沿周向延伸。凸缘部41c从铁芯柱状部41b的轴向端部向周向两侧延伸。凸缘部41c分别设置于铁芯柱状部41b的轴向两端。
如图3和图4所示,凸缘部41c具有放大部47b和等宽部47a。放大部47b是周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大的部分。即,在凸缘部41c中,关于构成放大部47b的多个电磁钢板41a,位于径向外侧的电磁钢板41a的周向宽度比位于径向内侧的电磁钢板41a的周向宽度大。如上所述,电磁钢板41a的周向两端与穿过电磁钢板41a的周向中心的径向平行。因此,在凸缘部41c中,周向宽度不同的电磁钢板41a沿径向层叠,由此放大部47b的周向两端呈阶梯状。
另外,在本说明书中,“周向宽度”是指沿轴向观察时与径向垂直的方向的尺寸。此外,“与径向垂直的方向”包含与穿过某个对象的周向中心的径向垂直的方向。作为一例,定子铁芯41的周向宽度包含沿轴向观察时与穿过定子铁芯41的周向中心的径向垂直的方向上的定子铁芯41的尺寸。
等宽部47a是定子铁芯41的周向宽度大致相同并沿径向延伸的部分。等宽部47a从放大部47b的径向外端向径向外侧延伸。等宽部47a采用在凸缘部41c中将周向宽度大致相同的多个电磁钢板41a沿径向层叠的结构。等宽部47a位于比放大部47b靠径向外侧的位置。因此,相比于等宽部47a设置于凸缘部41c的径向的中央的情况,容易使定子铁芯41的形状成为磁特性优异的形状。
等宽部47a的周向宽度比位于放大部47b的径向外端的电磁钢板41a的周向宽度大。等宽部47a的周向宽度与位于放大部47b的径向外端的电磁钢板41a的周向宽度之差与在放大部47b中沿径向相邻的电磁钢板41a彼此的周向宽度之差为相同程度。
在图3和图4中,构成等宽部47a的电磁钢板41a的片数为3片。构成等宽部47a的电磁钢板41a的片数可以是2片,也可以是4片以上。构成等宽部47a的多个电磁钢板41a的形状互相相同。另外,构成等宽部47a的多个电磁钢板41a的形状也可以互相不同。在该情况下,在铁芯柱状部41b中,多个电磁钢板41a的周向宽度也可以互相不同。等宽部47a的周向端面是多个电磁钢板41a的周向端面连续地构成的大致平坦的面。
如图3所示,在凸缘部41c中,作为与转子31、32对置的面的凸缘面41h包含主体面41g和台阶面41f。凸缘面41h是定子铁芯41的轴向端面。台阶面41f比主体面41g向轴向的铁芯柱状部41b侧凹陷。即,定子铁芯41的轴向端面具有在轴向上向线圈42侧(铁芯柱状部41b侧)凹陷的台阶面41f。
台阶面41f设置于主体面41g的周向两侧。台阶面41f位于凸缘面41h的周向两端。因此,伴随着转子31、32的旋转,转子磁铁33、35所对置的面在1个定子铁芯41中按顺序变化为台阶面41f、主体面41g、台阶面41f。由此,转子磁铁33、35与凸缘面41h之间的轴向距离随着从台阶面41f变为主体面41g而变小,随着从主体面41g变为台阶面41f而变大。由于转子磁铁33、35与凸缘面41h之间的轴向距离像这样变化,因而能够使马达10所产生的反向电压的波形接近正弦波。此外,能够降低马达10的齿槽扭矩。由此,能够提高马达10的磁特性。
台阶面41f从凸缘面41h的径向内端延伸至径向外端。台阶面41f是多个电磁钢板41a的轴向端面连续地构成的大致平坦的面。台阶面41f的周向宽度在整个径向上大致相同。
主体面41g位于凸缘面41h的周向的中央。如图2和图5所示,轴向两侧的主体面41g分别从树脂部46露出到定子40的外部。由此,在使用模具D形成树脂部46时,能够在使主体面41g与模具D的底面Da接触的状态下将定子铁芯41配置于模具D内。因此,能够将定子铁芯41在轴向上高精度地配置。另外,主体面41g也可以没有露出到定子40的外部。在该情况下,主体面41g也可以被树脂部46的一部分覆盖。
主体面41g中的位于放大部47b的部分的周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大。主体面41g中的位于等宽部47a的部分沿径向延伸,并且其周向宽度在整个径向上大致相同。这样,主体面41g的周向宽度沿着径向而与凸缘部41c的周向宽度同样地变化。由此,能够根据径向位置来使定子铁芯41的磁特性变得适当。通过使台阶面41f的周向宽度在整个径向上大致相同而能够采用该结构。
定子铁芯41具有由多个定子铁芯凹部41e构成并沿径向延伸的槽部47c。因此,能够采用如下方法:一边通过定子铁芯凹部41e对电磁钢板41a进行定位,一边使多个电磁钢板41a在径向上层叠。由此,能够使电磁钢板41a高精度地层叠,能够高精度地制造定子铁芯41。因此,能够高精度地构成等宽部47a的周向端面,在使用后述的定子40的制造方法时,能够进一步提高定子铁芯41的配置精度。
槽部47c从凸缘部41c的径向内端延伸至径向外端。槽部47c从定子铁芯41的轴向端面沿轴向凹陷。更详细而言,槽部47c从主体面41g向铁芯柱状部41b侧凹陷。在本实施方式中,定子铁芯凹部41e设置于电磁钢板41a的轴向两端面,因此,槽部47c设置于定子铁芯41的轴向两端面。槽部47c在周向上位于凸缘部41c的中心。
另外,槽部47c也可以设置于铁芯柱状部41b。在该情况下,槽部47c从铁芯柱状部41b的周向端面沿周向凹陷。此外,构成槽部47c的定子铁芯凹部41e沿周向凹陷,设置于电磁钢板41a中的构成铁芯柱状部41b的部分。
如图4所示,铁芯柱状部41b的周向宽度与凸缘部41c的周向宽度同样地变化。即,铁芯柱状部41b具有:放大柱状部49b,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及等宽柱状部49a,其沿径向延伸,周向宽度大致相同。放大柱状部49b的径向位置与放大部47b的径向位置相同。等宽柱状部49a的径向位置与等宽部47a的径向位置相同。通过该结构,能够根据径向位置使定子铁芯41的磁特性变得适当。
另外,放大柱状部49b的径向位置与放大部47b的径向位置也可以在径向上偏移。等宽柱状部49a的径向位置与等宽部47a的径向位置也可以在径向上偏移。此外,铁芯柱状部41b的周向宽度的变化也可以与凸缘部41c的周向宽度的变化不同。铁芯柱状部41b的周向宽度可以在整个径向上大致相同,也可以在整个径向上从径向内侧朝向径向外侧而变大。
如图1所示,线圈42卷绕于定子铁芯41。更详细而言,线圈42经由绝缘件43而卷绕于铁芯柱状部41b。即,绝缘件43的至少一部分位于定子铁芯41与线圈42之间。
如图1和图2所示,轴承保持架44呈以中心轴线J为中心沿轴向延伸的圆筒状。上侧轴承51被保持于轴承保持架44的径向内侧。罩45呈包围多个定子铁芯41的径向外侧的环状。
如图2所示,树脂部46的至少一部分位于在周向上相邻的定子铁芯41彼此之间。树脂部46将多个定子铁芯41、轴承保持架44和罩45连结起来。树脂部46具有内侧环状部46b、外侧环状部46c以及树脂主体部46a。内侧环状部46b是树脂部46中的位于轴承保持架44与定子铁芯41的径向之间的环状的部分。外侧环状部46c是树脂部46中的位于定子铁芯41的径向外侧的环状的部分。
如图5和图6所示,树脂主体部46a是树脂部46中的位于在周向上相邻的定子铁芯41彼此之间的部分。此外,树脂主体部46a的至少一部分位于在周向上相邻的凸缘部41c彼此之间。如图5所示,树脂主体部46a的径向内端与内侧环状部46b连接。树脂主体部46a的径向外端与外侧环状部46c连接。如图6所示,树脂主体部46a包含位于在周向上相邻的凸缘部41c彼此之间的部分以及位于在周向上相邻的铁芯柱状部41b彼此之间的部分。作为树脂主体部46a的轴向端面的主体部端面46d与主体面41g在轴向上位于相同的位置。
如图5所示,树脂部46具有第1凹部48a和第2凹部48b。在本实施方式中,第1凹部48a和第2凹部48b设置于定子40的下表面40b。如图6所示,第1凹部48a与主体部端面46d相比沿轴向凹陷。更详细而言,第1凹部48a与主体部端面46d相比向上侧凹陷。如图5和图6所示,第1凹部48a位于在周向上相邻的定子铁芯41的等宽部47a彼此之间。因此,能够采用后述的本实施方式的定子40的制造方法将定子铁芯41在周向上高精度地配置。
如图5所示,第1凹部48a分别设置于在周向上相邻的定子铁芯41的等宽部47a彼此之间。多个第1凹部48a沿着周向均匀地配置。
第1凹部48a的沿着轴向观察的外形没有特别限定,可以是多边形状,也可以是圆形形状。在图5中,第1凹部48a的沿着轴向观察的外形是梯形。第1凹部48a的周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大。第1凹部48a的内侧面中的周向一侧(+θ侧)的面与位于第1凹部48a的周向一侧(+θ侧)的定子铁芯41的等宽部47a大致平行。第1凹部48a的内侧面中的周向另一侧(-θ侧)的面与位于第1凹部48a的周向另一侧(-θ侧)的定子铁芯41的等宽部47a大致平行。
等宽部47a的至少一部分在第1凹部48a内露出。更详细而言,等宽部47a的周向端面的至少一部分在第1凹部48a内露出。另外,等宽部47a可以不在第1凹部48a内露出。在该情况下,等宽部47a的周向端面被树脂部46的一部分覆盖。
如图6所示,第1凹部48a的底面在轴向上位于比配置有线圈42的区域浅的位置。因此,第1凹部48a未到达线圈42,能够抑制线圈42在第1凹部48a内露出。第1凹部48a的底面位于比下侧的凸缘部41c中的铁芯柱状部41b侧(上侧)的轴向端面浅的位置。即,第1凹部48a的底面的轴向上的高度位置位于比下侧的凸缘部41c的轴向上表面靠下侧的位置。
如图5所示,第2凹部48b与主体部端面46d相比沿轴向凹陷。第2凹部48b位于内侧环状部46b。第2凹部48b的至少一部分位于定子铁芯41的径向内端的径向内侧。在图5中,第2凹部48b整体位于定子铁芯41的径向内端的径向内侧。因此,能够采用后述的本实施方式的定子40的制造方法将定子铁芯41在径向上高精度地配置。定子铁芯41的径向内端是凸缘部41c的径向内端。
第2凹部48b分别设置于配置有定子铁芯41的每个部位。多个第2凹部48b在周向上均匀地配置。第2凹部48b位于比第1凹部48a靠径向内侧的位置。第2凹部48b的周向位置是在周向上相邻的第1凹部48a彼此之间。另外,在图5中,第2凹部48b在配置有定子铁芯41的每个部位一对一地设置,但不限于此。也可以在配置有定子铁芯41的每个部位设置2个以上的第2凹部48b。
第2凹部48b的沿轴向观察的外形没有特别限定,可以是多边形状,也可以是圆形形状。在图5中,第2凹部48b的沿轴向观察的形状是圆形形状。虽然省略图示,但定子铁芯41的径向内端的至少一部分在第2凹部48b内露出。更详细而言,凸缘部41c的径向内端面的至少一部分在第2凹部48b内露出。另外,定子铁芯41的径向内端的至少一部分也可以不在第2凹部48b内露出。在该情况下,凸缘部41c的径向内端面被树脂部46的一部分覆盖。
如图6所示,树脂部46的一部分配置于定子铁芯41的轴向端面。具体而言,在台阶面41f上配置有树脂部46的一部分。因此,通过树脂部46的一部分从轴向两侧按压定子铁芯41。因此,能够抑制定子铁芯41相对于树脂部46沿轴向移动。由此,能够将定子铁芯41和树脂部46更牢固地固定。
在本实施方式中,通过设置有台阶面41f,能够在台阶面41f上配置树脂部46的一部分并且使主体面41g露出。由此,能够使定子铁芯41与树脂部46的固定变得牢固并且将定子铁芯41在轴向上高精度地配置。
树脂部46的一部分配置于槽部47c内。在本实施方式中,在整个槽部47c内填充有树脂部46的一部分。
如图7所示,本实施方式的定子40的制造方法包含定子铁芯形成工序S1、线圈安装工序S2、配置工序S3以及树脂成型工序S4。定子铁芯形成工序S1是将多个电磁钢板41a沿径向层叠而形成多个定子铁芯41的工序。通过冲压加工对带状的电磁钢板的一部分进行冲压而形成多个电磁钢板41a。通过使夹具与定子铁芯凹部41e嵌合等而使电磁钢板41a的位置对齐,并且将电磁钢板41a层叠。因此,能够高精度地将多个电磁钢板41a层叠。电磁钢板41a彼此的固定方法没有特别限定。
线圈安装工序S2是在定子铁芯41上安装线圈42的工序。当在铁芯柱状部41b上安装绝缘件43之后,将导电线从绝缘件43上缠绕于铁芯柱状部41b的周围,而形成线圈42。
如图8所示,配置工序S3是在模具D内沿周向配置多个定子铁芯41的工序。模具D例如呈圆筒状。在模具D内配置有第1定位部件P1和第2定位部件P2。第1定位部件P1和第2定位部件P2被固定于模具D的底面Da。第1定位部件P1沿着周向设置有多个。第2定位部件P2沿着周向设置有多个。第2定位部件P2位于比第1定位部件P1靠径向内侧的位置。第2定位部件P2的周向位置是在周向上相邻的第1定位部件P1彼此之间。第1定位部件P1的沿轴向观察的形状是梯形。第2定位部件P2的沿轴向观察的形状是圆形形状。
定子铁芯41在下侧的凸缘部41c的主体面41g与底面Da接触的状态下配置于模具D内。在配置工序S3中,使等宽部47a与配置在模具D内的第1定位部件P1接触,将定子铁芯41在周向上定位。
在凸缘部仅由放大部构成的情况下,例如使放大部与定位部件接触而定位。但是,由于放大部的周向端部呈阶梯状,因此,难以高精度地将定子铁芯定位。此外,定位部件与定子铁芯的接触容易变得不稳定,在树脂流入到模具时,有时由于树脂的压力而导致定子铁芯移动。因此,难以高精度地配置定子铁芯。针对该问题,考虑在绝缘件上设置进行定位的构造,但在该情况下,存在如下问题:绝缘件容易大型化,导致定子大型化。
针对这些问题,等宽部47a采用将周向宽度大致相同的多个电磁钢板41a层叠的结构,因此,如上述那样,等宽部47a的周向端面为大致平坦的面。由此,通过使等宽部47a与第1定位部件P1接触,能够高精度地将定子铁芯41在周向上定位。此外,能够使第1定位部件P1与定子铁芯41稳定地接触,因此,能够抑制定子铁芯41由于树脂的压力而移动。因此,通过在定子铁芯41上设置等宽部47a,能够将采用电磁钢板41a在径向上层叠的结构的定子铁芯41在周向上高精度地配置。此外,由于不产生用于进行定位的追加的构造,因此能够抑制定子40的大型化。
此外,在凸缘部仅由放大部构成的情况下,需要使构成定子铁芯的电磁钢板的形状全部不同。因此,例如在冲压加工中,需要针对每个电磁钢板准备冲压模具,定子铁芯的制造成本容易变高。与此相对,构成等宽部47a的多个电磁钢板41a能够采用彼此相同的形状。因此,能够利用同一模具通过冲压加工进行冲压来制造构成等宽部47a的多个电磁钢板41a。由此,通过使凸缘部41c具有等宽部47a,能够减少对电磁钢板41a进行冲压的模具的数量,能够减少定子铁芯41的制造成本。
在图8中,等宽部47a的周向两端与分别位于等宽部47a的周向两侧的第1定位部件P1接触。由此,通过由2个第1定位部件P1夹持着定子铁芯41,能够将定子铁芯41在周向上定位。因此,能够抑制定子铁芯41在周向上移动。此外,在本实施方式中,等宽部47a位于比放大部47b靠径向外侧的位置,因此容易使等宽部47a的周向宽度变大。由此,凸缘部41c中的被第1定位部件P1夹持的部分的周向宽度变大。因此,在本实施方式中,能够通过第1定位部件P1更稳定地夹持定子铁芯41,因此,能够进一步抑制定子铁芯41在周向上移动。第1定位部件P1的周向两端分别与相邻的定子铁芯41的等宽部47a接触。
在配置工序S3中,配置在模具D内的第2定位部件P2与定子铁芯41的径向内端接触。因此,在模具D内,定子铁芯41在径向上被定位。更详细而言,凸缘部41c的径向内端与第2定位部件P2接触,定子铁芯41在径向上被定位。在配置工序S3中,轴承保持架44和罩45也配置于模具D内。另外,在配置工序S3中,也可以与第1定位部件P1和第2定位部件P2独立地设置与定子铁芯41的径向外端接触的定位部件。
树脂成型工序S4是使熔融的树脂流入模具D内,从而形成至少一部分位于在周向上相邻的定子铁芯41彼此之间的树脂部46的工序。在树脂成型工序S4中,通过配置在模具D内的第1定位部件P1而形成第1凹部48a。因此,第1凹部48a的沿轴向观察的外形与第1定位部件P1的沿轴向观察的外形相同。这样,本实施方式的定子40具有包含第1凹部48a的树脂部46,因此,在配置工序S3中,能够采用使用第1定位部件P1将定子铁芯41定位的上述制造方法。因此,得到了定子铁芯41沿着周向高精度地配置的定子40。
此外,第1凹部48a的周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大,因此,在配置工序S3中使用的第1定位部件P1的形状成为从径向内侧朝向径向外侧而变大的形状。由此,能够采用使在周向上相邻的定子铁芯41的等宽部47a分别与1个第1定位部件P1的周向两端接触的制造方法。因此,能够减少在配置工序S3中使用的第1定位部件P1的数量,能够减少定子40的制造成本。
在配置工序S3中,在第1定位部件P1与等宽部47a高精度地接触的情况下,树脂不会进入第1定位部件P1与等宽部47a之间。因此,在树脂成型工序S4中形成的第1凹部48a内,等宽部47a中的与第1定位部件P1接触的部分露出。这样,在采用等宽部47a的至少一部分在第1凹部48a内露出的结构的情况下,在配置工序S3中,能够采用使第1定位部件P1与等宽部47a高精度地接触的制造方法。因此,得到了定子铁芯41的配置精度更优异的定子40。
另外,在第1定位部件P1与等宽部47a接触的精度比较低的情况下,有时树脂会稍微进入第1定位部件P1与等宽部47a之间。在该情况下,有时等宽部47a不会在第1凹部48a内露出。但是,即使在该情况下,在本实施方式中,也能够通过第1定位部件P1将定子铁芯41充分高精度地定位。
在树脂成型工序S4中,通过配置在模具D内的第2定位部件P2而形成第2凹部48b。第2凹部48b的沿轴向观察的外形与第2定位部件P2的沿轴向观察的外形相同。这样,由于本实施方式的定子40具有包含第2凹部48b的树脂部46,因此,在配置工序S3中,能够采用使用第2定位部件P2将定子铁芯41定位的上述制造方法。因此,得到了定子铁芯41在径向上被高精度地定位的定子40。
在配置工序S3中,在第2定位部件P2与定子铁芯41高精度地接触的情况下,树脂不会流入第2定位部件P2与定子铁芯41之间。因此,在树脂成型工序S4中形成的第2凹部48b内,定子铁芯41中的与第2定位部件P2接触的部分露出。这样,在采用定子铁芯41的径向内端的至少一部分在第2凹部48b内露出的结构的情况下,在配置工序S3中,能够采用使第2定位部件P2与定子铁芯41的径向内端高精度地接触的制造方法。因此,得到了定子铁芯41的配置精度更优异的定子40。
本发明不限于上述实施方式,也能够采用其他的结构。在以下的说明中,有时对与上述说明相同的结构适当标注同一标号等,从而省略说明。
定子铁芯41也可以采用图9所示的定子铁芯141的形状。如图9所示,铁芯柱状部141b在径向外端具有周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变小的台阶部149a。台阶部149a是通过在比等宽柱状部49a靠径向外侧的位置层叠有电磁钢板141a而构成的台阶。电磁钢板141a中的铁芯柱状部141b的周向宽度比等宽柱状部49a的周向宽度小。例如,在将线圈的导电线经由绝缘件而卷绕于铁芯柱状部时,在未设置有台阶部149a的结构中,铁芯柱状部的径向外端的角部发生干涉,因此导电线的卷绕发生膨胀,而存在线圈的外径变大的问题。因此,存在定子在径向上大型化的问题。与此相对,通过设置台阶部149a,而使导电线沿着铁芯柱状部141b的外形卷绕,能够抑制导电线的卷绕发生膨胀。因此,能够抑制线圈42的外径变大,结果为,能够抑制定子40在径向上大型化。
凸缘部141c在径向外端具有周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变小的凸缘台阶部149b。凸缘台阶部149b是通过在比等宽部47a靠径向外侧的位置层叠有电磁钢板141a而构成的台阶。电磁钢板141a中的凸缘部141c的周向宽度比等宽部47a的周向宽度小。这样,电磁钢板141a的周向宽度在铁芯柱状部141b和凸缘部141c的双方中,比构成等宽部47a的电磁钢板41a小。在本实施方式中,能够使电磁钢板141a的形状与构成放大部47b的电磁钢板41a中的任意电磁钢板的形状相同。因此,无需另行准备用于通过冲压加工对电磁钢板141a进行冲压的模具,能够抑制定子铁芯141的制造成本增加。
此外,第1凹部48a和第2凹部48b可以设置于定子40的上表面40a,也可以设置于上表面40a和下表面40b双方。此外,第2凹部48b可以呈包围中心轴线J的环状。在该情况下,在配置工序S3中,仅设置有1个环状的第2定位部件,各定子铁芯41被1个第2定位部件在径向上定位。
此外,等宽部47a在径向上也可以设置于凸缘部41c的任意位置。等宽部47a可以位于凸缘部41c的径向内端,也可以位于凸缘部41c的径向的中央。此外,铁芯柱状部41b的周向宽度也可以在整个径向上相同。
此外,上述马达10是在轴20上固定有转子31、32的轴旋转型的马达,但不限于此。应用本发明的马达也可以是轴固定的轴固定型的马达。
上述各结构在彼此不发生矛盾的范围内能够适当组合。
标号说明
10:马达;20:轴;31、32:转子;40:定子;41、141:定子铁芯;41a、141a:电磁钢板;41b、141b:铁芯柱状部;41c、141c:凸缘部;41e:定子铁芯凹部;41f:台阶面;42:线圈;43:绝缘件;46:树脂部;46a:树脂主体部;47a:等宽部;47b:放大部;47c:槽部;48a:第1凹部;149a:台阶部;D:模具;Da:底面;J:中心轴线;P1:第1定位部件;P2:第2定位部件;S1:定子铁芯形成工序(工序S1);S2:线圈安装工序(工序S2);S3:配置工序(工序S3);S4:树脂成型工序(工序S4)。
Claims (12)
1.一种定子,其隔着间隙在轴向上与以沿上下方向延伸的中心轴线为中心进行旋转的转子对置,其中,该定子具有:
多个定子铁芯,它们沿周向配置;
线圈,其卷绕于所述定子铁芯;
绝缘件,其至少一部分位于所述定子铁芯与所述线圈之间;以及
树脂部,其至少一部分位于在周向上相邻的所述定子铁芯彼此之间,
所述定子铁芯采用将多个电磁钢板沿径向层叠的结构,
所述定子铁芯具有:
铁芯柱状部,其沿轴向延伸,供所述线圈卷绕;以及
板状的凸缘部,其与所述铁芯柱状部的轴向端部连接并沿周向延伸,
所述凸缘部具有:
放大部,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及
等宽部,其沿径向延伸,周向宽度大致相同,
所述等宽部采用将在所述凸缘部中周向宽度大致相同的多个所述电磁钢板沿径向层叠的结构,
所述树脂部具有:
树脂主体部,其至少一部分位于在周向上相邻的所述凸缘部彼此之间;以及
第1凹部,其与所述树脂主体部的轴向端面相比沿轴向凹陷,位于在周向上相邻的所述定子铁芯的所述等宽部彼此之间,
所述第1凹部的底面在轴向上位于比配置有所述线圈的区域浅的位置。
2.根据权利要求1所述的定子,其中,
所述等宽部的至少一部分在所述第1凹部内露出。
3.根据权利要求2所述的定子,其中,
所述第1凹部的周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大。
4.根据权利要求3所述的定子,其中,
所述等宽部位于比所述放大部靠径向外侧的位置。
5.根据权利要求1所述的定子,其中,
所述电磁钢板具有在与径向垂直的方向上凹陷的定子铁芯凹部,
所述定子铁芯具有由多个所述定子铁芯凹部构成的沿径向延伸的槽部。
6.根据权利要求1所述的定子,其中,
所述树脂部具有与所述树脂主体部的轴向端面相比沿轴向凹陷的第2凹部,
所述第2凹部的至少一部分位于所述定子铁芯的径向内端的径向内侧。
7.根据权利要求6所述的定子,其中,
所述定子铁芯的径向内端的至少一部分在所述第2凹部内露出。
8.根据权利要求1所述的定子,其中,
所述铁芯柱状部在径向外端具有周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变小的台阶部。
9.根据权利要求1所述的定子,其中,
所述定子铁芯的轴向端面具有在轴向上向所述线圈侧凹陷的台阶面,
在所述台阶面上配置有所述树脂部的一部分。
10.一种马达,其具有:
权利要求1至9中的任意一项所述的定子;
转子,其隔着间隙在轴向上与所述定子对置;以及
轴,其将所述转子支承为能够旋转。
11.一种定子的制造方法,该定子隔着间隙在轴向上与以沿上下方向延伸的中心轴线为中心进行旋转的转子对置,其中,该定子的制造方法包含如下工序:
工序S1,将多个电磁钢板在径向上层叠而形成多个定子铁芯;
工序S2,将线圈安装于所述定子铁芯;
工序S3,将多个所述定子铁芯沿着周向配置在模具内;以及
工序S4,使熔融的树脂流入所述模具内,形成至少一部分位于在周向上相邻的所述定子铁芯彼此之间的树脂部,
所述定子铁芯具有:
铁芯柱状部,其沿轴向延伸,供所述线圈卷绕;以及
板状的凸缘部,其与所述铁芯柱状部的轴向端部连接并沿径向延伸,
所述凸缘部具有:
放大部,其周向宽度从径向内侧朝向径向外侧而变大;以及
等宽部,其沿径向延伸,周向宽度大致相同,
所述等宽部采用将在所述凸缘部中周向宽度大致相同的多个所述电磁钢板沿径向层叠的结构,
在所述工序S3中,使所述等宽部与配置于所述模具内的第1定位部件接触,而将所述定子铁芯在周向上定位。
12.根据权利要求11所述的定子的制造方法,其中,
在所述工序S3中,使所述定子铁芯的径向内端与配置于所述模具内的第2定位部件接触,而将所述定子铁芯在径向上定位。
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