CN108292875A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

包括一对框架，所述一对框架各自具有圆筒部，所述圆筒部在轴向端部遍及整周地形成有嵌合槽，并且所述一对框架在定子铁心的轴向两端部嵌合于各自的圆筒部的嵌合槽的状态下，将定子铁心沿轴向夹住，各圆筒部的嵌合槽具有：圆环状的轴向面，所述轴向面与定子铁心的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面，所述径向面与定子铁心的外周面相对，在径向面的靠轴向面一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部，在圆筒部的、与从定子铁心的轴向端部露出的定子线圈部分即线圈边端相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种例如装设于乘用车或卡车等的旋转电机。

背景技术

以往，已知一种旋转电机(例如参照专利文献1)，包括：定子，上述定子具有圆筒形状的定子铁心和设于上述定子铁心的定子线圈；以及一对框架，上述一对框架各自具有圆筒部，上述圆筒部在轴向端部遍及整周范围内形成有供定子铁心的轴向端部嵌合的嵌合槽，并且上述一对框架在定子铁心的轴向两端部嵌合于各自的圆筒部的嵌合槽的状态下，将定子铁心沿轴向夹住，各个嵌合槽具有：圆环状的轴向面，上述轴向面与定子铁心的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面，上述径向面与轴向端面的径向外侧部分连续地设置，并且与定子铁心的外周面相对。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第5005354号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，若为了能充分确保绝缘所需的线圈边端与框架之间的尺寸并且能实现旋转电机小型化，而缩小框架的径向尺寸并且在框架的与线圈边端相对的部分形成朝径向外侧凹陷的大径部，则会使定子铁心的轴向端面与嵌合槽的轴向面之间的接触面积变小。此外，仔细地看，在嵌合槽的轴向面与径向面之间的角部形成有弯曲部，因此，定子铁心的轴向端面与嵌合槽的轴向面之间的接触面积会进一步缩小。其结果是，存在定子铁心与框架之间的紧贴减少这样的问题。

本发明的目的在于提供一种旋转电机，能实现小型化，并且能使定子铁心与框架之间的紧贴更可靠。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电机包括：定子，上述定子具有圆筒形状的定子铁心和设于定子铁心的定子线圈；以及一对框架，上述一对框架各自具有圆筒部，上述圆筒部在轴向端部遍及整周地形成有供定子铁心的轴向端部嵌合的嵌合槽，并且上述一对框架在定子铁心的轴向两端部嵌合于各自的圆筒部的嵌合槽的状态下，将定子铁心沿轴向夹住，各嵌合槽具有：圆环状的轴向面，上述轴向面与定子铁心的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面，上述径向面与轴向端面的径向外侧部分连续地设置，并且与定子铁心的外周面相对，在径向面的靠轴向面一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部，在框架的、与从定子铁心的轴向端部露出的定子线圈的部分即线圈边端相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部。

发明效果

根据本发明的旋转电机，由于在径向面的靠轴向面一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部，在框架的、与从定子铁心的轴向端部露出的定子线圈的部分即线圈边端相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部，因此，能实现小型化，并且能使定子铁心与框架之间的紧贴更加可靠。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的车用旋转电机的纵剖视图。

图2是表示图1的定子的侧视图。

图3是表示图1的车用旋转电机的主要部分的放大图。

图4是表示图3的定子铁心的俯视图。

图5是表示现有的定子铁心的俯视图。

图6是表示图4的定子铁心的变形例的俯视图。

图7是表示图4的定子铁心的变形例的俯视图。

具体实施方式

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的车用旋转电机的纵剖视图。在本示例中，作为旋转电机，以车用旋转电机100为例进行说明。车用旋转电机100包括：外壳3，上述外壳3由分别形成为碗状的作为框架的前支架1和后支架2构成；轴4，上述轴4能自由旋转地支承于外壳3；带轮5，上述带轮5固接于从前支架1向外侧突出的轴4的部分；转子6，上述转子6固定于轴4，并收容于外壳3的内侧；以及风扇7，上述风扇7固定于转子6的轴向两端面。前支架1和后支架2由铝制成。另外，前支架1和后支架2也可以由铝以外的材料制成。

此外，车用旋转电机100包括：定子8，上述定子8以围绕转子6的外周的方式固定于外壳3的内壁面；集电环9，上述集电环9固定于轴4的靠后支架2一侧的部分，用于向转子6供给电流；一对电刷10，上述一对电刷10设于外壳3的内侧，在集电环9上滑动；刷握11，上述刷握11收容电刷10；整流器12，上述整流器12与定子8电连接，并且将定子8中产生的交流电整流成直流电；散热器13，上述散热器13固定于刷握11；以及调节器14，上述调节器14粘接于散热器13，并且对定子8中产生的交流电压的大小进行调节。

定子8具有圆筒状的定子铁心15和设于定子铁心15的定子线圈16。在定子铁心15上形成有多个沿轴向延伸的切槽151。切槽151的开口朝向径向内侧。多个切槽151以每极每相两个的比例，沿周向等角间距地配置。

图2是表示图1的定子8的侧视图。定子8具有设于定子铁心15的绝缘体17。绝缘体17配置于切槽151，确保定子铁心15与定子线圈16之间绝缘。定子线圈16具有从定子铁心的轴向端部露出的部分、即线圈边端162。

定子线圈16由三相交流绕组构成。定子线圈16的绕组端部161分别与整流器12电连接。

如图1所示，转子6具有：励磁绕组18，在上述励磁绕组18中流过电流并产生磁通；以及第一磁极铁芯19和第二磁极铁芯20，上述第一磁极铁芯19和上述第二磁极铁芯20分别设置成将励磁绕组18覆盖，并利用励磁绕组18的磁通产生磁极。

前支架1和后支架2分别具有圆筒部211，上述圆筒部211在轴向端部以遍及整周的方式形成有供定子铁心15的轴向端部嵌合的嵌合槽21。嵌合溝21形成为截面呈L字形。嵌合溝21形成于圆筒部211的内周侧。

在前支架1的圆筒部211的外周侧，形成有多个前侧凸缘部22。前侧凸缘部22从圆筒部211向径向外侧突出。在后支架2的圆筒部211的外周侧，形成有多个后侧凸缘部23。后侧凸缘部23从圆筒部211向径向外侧突出。前侧凸缘部22和后侧凸缘部23在轴向上彼此相对地配置。

在前侧凸缘部22形成有螺栓孔221。在后侧凸缘部23形成有螺纹孔231。

图3是表示图1的车用旋转电机100的主要部分的放大图。嵌合槽21具有：圆环状的轴向面212，上述轴向面212与定子铁心15的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面213，上述径向面213与轴向面212的径向外侧部分连续地设置，并且与定子铁心15的外周面相对。轴向面212形成为与轴4的轴线正交的平坦面。径向面213形成为以轴4的轴线为中心的圆筒面。

在径向面213的靠轴向面212一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部214。通过在径向面213形成凹部214，从而在利用夹具形成轴向面212和径向面213时，轴向面212与径向面213之间的角部会朝径向外侧移位。藉此，轴向面212配置成朝径向外侧扩展。

在外壳3的与从定子铁心15的轴向端部露出的定子线圈的部分即线圈边端162相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部25。大径部25形成于圆筒部211的内周面。

如图1所示，定子铁心15的轴向两端部从轴向外侧与前支架1的嵌合槽21和后支架2的嵌合槽21嵌合，将贯穿螺栓孔221的贯穿螺栓24紧固于螺纹孔231，使得定子8在轴向上被外壳3加压夹持。此时，通过贯穿螺栓24的紧固力的推力与该推力的反作用之间的限制力，定子铁心15的轴向两端部的外周缘部遍及整周地与嵌合槽21的轴向面212紧贴。此外，定子铁心15的外周面的轴向两端部与嵌合槽21的径向面213卡合，定子8在径向上的移动受到限制。

定子8实现了小径化、小型化，如图2所示，高密度地收容于切槽151内的定子线圈16在从定子铁心15的轴向两端部露出的线圈边端162处朝径向外侧伸出。由于在定子8的内周侧，转子6隔着微小间隙地配置，因此，线圈边端162不会朝向定子8的内周侧伸出。如图3所示，在与伸出的线圈边端162的外周侧面对的前支架1和后支架2的部分，配置有大径部25。

在前支架1和后支架2没有形成有大径部25，而是在减小前支架1和后支架2的径向尺寸的同时确保线圈边端162与前支架1及后支架2之间的所需间隙的情况下，前支架1和后支架2的整体壁厚会变薄。藉此，前支架1和后支架2的刚性会大幅下降。另一方面，在本发明中，由于在前支架1和后支架2形成有大径部25，因此，即使在减小前支架1和后支架2的径向尺寸的同时确保了线圈边端162与前支架1及后支架2之间的所需间隙，也能保持前支架1和后支架2中的大径部25以外部分的壁厚。藉此，能抑制前支架1和后支架2的刚性降低。

在不对前支架1和后支架2中的、与线圈边端162相对的内周面进行加工，而是保持铸造表皮面的情况下，通过在前支架1和后支架2形成大径部25，从而能使仅减少了拔模角度量的线圈边端162与前支架1及后支架2之间的绝缘距离增大，或者，能使仅减少了拔模角度量的前支架1及后支架2的轴向面212与定子铁心15的轴向端面之间的重叠容许量增大。

作为前支架1和后支架2与线圈边端162之间的绝缘距离，例如，近似为1mm以上。此外，上述的利用夹具形成的轴向面212和径向面213之间的角部的R考虑将0.5mm作为最大值。由于凹部214的范围设定成能使上述角部的形状落在凹部214的区域，因此，所要嵌合的定子铁心15不会与轴向面212和径向面213之间的角部发生干涉。通过使轴向面212形成得更大，从而能提高车用旋转电机100的耐久性。

接着，对动作进行说明。在如上所述构成的车用旋转电机100中，电流从未图示的蓄电池经由电刷10、集电环9而被供给到励磁绕组18。藉此，产生磁通，从而第一磁极铁芯19被励磁成N极，第二磁极铁芯20被励磁成S极。

另一方面，在通过发动机驱动带轮5旋转时，转子6随着轴4一起旋转。藉此，旋转磁场作用于定子线圈16，从而产生电动势。上述交流的电动势通过整流器12而被整流成直流，并利用调节器14调节其电压的大小，以对蓄电池充电。

此外，风扇7与转子6的旋转同步地旋转。若风扇7旋转，则空气从形成于前支架1的轴向端部的吸气孔101和形成于后支架2的轴向端部的吸气孔201被吸入至外壳3的内侧。吸入至外壳3内侧的空气在沿轴向流至转子6并被风扇7朝离心方向弯曲后，从形成于前支架1的排气孔102和形成于后支架2的排气孔202朝外壳3的外侧排出。排气孔102配置于前支架1侧部的、与线圈边端162相邻的部分。排气孔202配置于后支架2侧部的、与线圈边端162相邻的部分。通过穿过外壳3内侧的空气流，从而使整流器12、调节器14及定子线圈16等发热零件得到冷却。

由于定子铁心15的轴向两端部通过贯穿螺栓24的紧固力而在轴向上被前支架1和后支架2各自的嵌合槽21的轴向面212加压并夹持，因此，即使在定子铁心15的轴向端面不具有完全的平面度的情况下，此外，在定子铁心15的轴向端面与轴向面212不是完全平行的情况下，也能使定子铁心15的轴向端面与轴向面212处于紧贴状态。由于轴向面212确保有恰好将定子8夹住的尺寸，因此，能避免装设于汽车时定子8从外壳3脱落等不良情况。此外，即使在盐水或泥水从排气孔102或排气孔202侵入的情况下，上述盐水或泥水也不会侵入定子铁心15的轴向端面与轴向面212之间。藉此，能抑制在产生有相电流的定子线圈16与作为地线的外壳3之间形成渗漏路径，能抑制发生绝缘不良。

定子铁心15的轴向端面与嵌合槽21的轴向面212通过金属面彼此接触。此外，定子铁心15的轴向端面与轴向面212通过贯穿螺栓24的紧固力而成为紧贴状态。藉此，定子铁心15的轴向端面与轴向面212之间的接触热阻明显减少。其结果是，能将定子线圈16产生的热经由定子铁心15有效地向外壳3传递，能从表面积大的外壳3的表面散热，从而能抑制定子8的温度上升。

图4是表示图3的定子铁心15的俯视图，图5是表示现有的定子铁心15的俯视图。现有的定子铁心15为了避免与外壳3的嵌合槽21的角部之间发生干涉，将定子铁心的倒角设为CO.5。在本发明中，通过在前支架1和后支架2的嵌合槽21设置凹部214，从而能避免嵌合槽21的角部与定子铁心15之间发生干涉。藉此，能尽可能地减小定子铁心15的倒角。例如，通过将定子铁心15的外周面处的轴向两端部的角部中的不需要的加工飞边去除，能将定子铁心15的倒角设为CO.2左右的轻倒角(日文：糸面取り)。其结果是，能使与轴向面212面接触的定子铁心15的轴向端面部分的径向尺寸增大，能使与轴向面212面接触的定子铁心15的轴向端面部分的面积增大。藉此，能使前支架1和后支架2的径向尺寸缩小，且不会减少定子铁心15与前支架1及后支架2之间的紧贴。

图6是表示图4的定子铁心15的变形例的俯视图。由于定子铁心15的倒角变小，因此，可以在确保圆环状的轴向面212与定子铁心15的轴向端面之间的接触面的径向尺寸、即径向紧贴距离为所需最小限度的前提下，使切槽151的槽底位置朝径向外侧扩展。藉此，能使切槽151的切槽面积增大。其结果是，能将线径更大的线圈插入切槽151，从而能提高车用旋转电机100的输出特性。

图7是表示图4的定子铁心15的变形例的俯视图。由于定子铁心15的倒角变小，因此，可以在确保圆环状的轴向面212与定子铁心15的轴向端面之间的接触面的径向尺寸、即径向紧贴距离为所需最小限度的前提下，使定子铁心15的径向尺寸缩小。其结果是，能使前支架1和后支架2的径向尺寸进一步缩小，能使车用旋转电机100进一步小型化。

如以上说明所说明的，根据本发明实施方式一的车用旋转电机100，包括：定子8，上述定子8具有圆筒状的定子铁心15和设于定子铁心15的定子线圈16；以及一对框架，上述一对框架各自具有圆筒部211，上述圆筒部211在轴向端部遍及整周地形成有供定子铁心15的轴向端部嵌合的嵌合槽21，并且上述一对框架在定子铁心15的轴向两端部嵌合于各自的圆筒部211的嵌合槽21的状态下，将定子铁心15沿轴向夹住，各嵌合槽21具有：圆环状的轴向面212，上述轴向面212与定子铁心15的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面213，上述径向面213与轴向面212的径向外侧部分连续地设置，并且与定子铁心15的外周面相对，在径向面213的靠轴向面212一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部214，在框架的、与从定子铁心15的轴向端部露出的定子线圈16的部分即线圈边端162相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部25，因此，能在实现小型化的同时，使定子铁心15与框架之间的紧贴更加可靠。

此外，由于大径部25形成于圆筒部211，因此，能容易地形成大径部25。

此外，由于大径部25与轴向面212连续地设置，因此，能容易地形成大径部25。

另外，虽然在上述实施方式一中，对集电环9、电刷10、刷握11、整流器12、散热器13及调节器14配置于后支架2的内侧的结构进行了说明，但是也可以是用树脂罩将上述零件覆盖而配置于后支架2外侧的结构。

此外，在上述实施方式一中，以车用旋转电机100为例进行了说明，但也可以是车用发电机或车用交流电动机。

此外，虽然在上述实施方式一中，对定子线圈16由三相交流绕组构成、对定子线圈16进行收容的切槽151以每极每相两个的方式沿周向等角间距地配置的结构进行了说明，但并不限定于此，例如也可以是定子线圈由一个交流绕组构成、切槽为每极每相一个的结构。

Claims (3)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子具有圆筒形状的定子铁心和设于所述定子铁心的定子线圈；以及一对框架，所述一对框架各自具有圆筒部，所述圆筒部在轴向端部遍及整周地形成有供所述定子铁心的轴向端部嵌合的嵌合槽，并且所述一对框架在所述定子铁心的轴向两端部嵌合于各自的所述圆筒部的所述嵌合槽的状态下，将所述定子铁心沿轴向夹住，

各所述嵌合槽具有：圆环状的轴向面，所述轴向面与所述定子铁心的轴向端面相对；以及圆筒状的径向面，所述径向面与所述轴向端面的径向外侧部分连续地设置，并且与所述定子铁心的外周面相对，在所述径向面的靠所述轴向面一侧的部分，遍及整周地形成有朝径向外侧凹陷的凹部，

在所述框架的、与从所述定子铁心的轴向端部露出的所述定子线圈的部分即线圈边端相对的内周面，形成有朝径向外侧凹陷的大径部。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述大径部形成于所述圆筒部的内周面。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述大径部与所述轴向面连续地设置。