CN109802499B - 旋转电机的定子以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机的定子以及旋转电机，即使沿着绕组端配置动力线，也能够谋求在轴线方向上的小型化。旋转电机的定子(1)具有：定子芯(2)，其在周向上隔开间隔地具有多个沿轴线方向延伸的狭缝(21)；多个绕组(3)，其由穿过狭缝地分布卷绕的线圈(30)形成；以及多条动力线(5)，其连接于绕组，绕组具有自定子芯的端面(23)向轴线方向的外侧突出的绕组端(4)，多个绕组在周向上相邻，绕组和动力线之间的连接部(6)与绕组端的外周侧的根部(42)相邻地配置，动力线自连接部与绕组端的外周侧的根部相邻地沿着绕组端的外周延伸，并且从在周向上相邻的绕组之间朝向轴线方向的外侧延伸。

Description

旋转电机的定子以及旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机的定子以及旋转电机。

背景技术

使用于电动机、发电机等旋转电机的定子具有由卷绕于定子芯的狭缝的线圈构成的多个绕组。绕组通过分布卷绕线圈而形成，绕组具有自定子芯的端面向轴线方向的外侧突出的绕组端。而且，各绕组在绕组端的外部连接于动力线。

设有这样的定子的旋转电机例如在为如使用于可动部的装入式电动机等那样可动的旋转电机的情况下，由于旋转电机的移动而使动力线被拉拽，存在在各绕组和动力线之间的连接部施加有载荷的可能性。因此，对于以往的定子，为了在动力线被拉拽时不会在连接部施加有载荷，将动力线沿着周向配置于绕组端的上部，使用绳状构件将动力线和绕组端一体地紧固。

不过，以往的定子将动力线沿着周向配置于绕组端的上部，因此，存在在轴线方向上大型化的问题。即，动力线具有能够承受高电压的较大的直径，而且，与绕组的相数相对应地设置多个。将所有的动力线沿着绕组端的上部配置，从而成为绕组端向轴线方向的外侧较大地突出的形状，阻碍定子的小型化。

另外，在专利文献1中公开了如下技术，对绕组端部的引绕方法进行了研究，从而在轴线方向上使定子小型化。但是，该技术无法解决因动力线使得绕组端朝向轴线方向的外侧较大地突出的上述问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－111975号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种旋转电机的定子以及旋转电机，即使沿着绕组端配置动力线，也能够谋求在轴线方向上的小型化。

用于解决问题的方案

(1)本发明的旋转电机(例如，后述的电动机10)的定子(例如，后述的定子1)具有：定子芯(例如，后述的定子芯2)，其在周向(例如，后述的周向D2)上隔开间隔地具有多个沿轴线方向延伸的狭缝(例如，后述的狭缝21)；多个绕组(例如，后述的绕组3)，其由穿过所述狭缝地分布卷绕的线圈(例如，后述的线圈30)形成；以及多条动力线(例如，后述的动力线5)，其连接于所述绕组，所述绕组具有自所述定子芯的端面(例如，后述的端面23)向轴线方向(例如，后述的轴线方向D1)的外侧突出的绕组端(例如，后述的绕组端4)，多个所述绕组在周向上相邻，所述绕组和所述动力线之间的连接部(例如，后述的连接部6)与所述绕组端的外周侧的根部(例如，后述的根部42)相邻地配置，所述动力线自所述连接部与所述绕组端的外周侧的根部相邻地沿着所述绕组端的外周延伸，并且从在周向上相邻的所述绕组之间朝向轴线方向的外侧延伸。

(2)在技术方案(1)所述的旋转电机的定子中，也可以是，所述绕组端和所述动力线被绳状构件(例如，后述的绳状构件7)一体地紧固。

(3)在技术方案(1)或(2)所述的旋转电机的定子中，也可以是，所述定子为两极或者四极。

(4)在技术方案(1)～(3)中任一项所述的旋转电机的定子中，也可以是，所述旋转电机是使用于可动部的旋转电机。

(5)本发明的旋转电机具有：技术方案(1)～(4)中任一项所述的旋转电机的定子；以及以能够旋转的方式设置于所述定子的内侧的转子(例如，后述的转子12)。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种旋转电机的定子以及旋转电机，即使沿着绕组端配置动力线，也能够谋求在轴线方向上的小型化。

附图说明

图1是表示本发明的旋转电机的定子的一实施方式的一部分的立体图。

图2是示意性地表示沿与轴线方向垂直的方向剖切图1所示的定子的绕组端的根部附近的状态的剖视图。

图3是表示图1所示的旋转电机的定子中的定子芯的俯视图。

图4是示意性地表示图1所示的旋转电机的定子的一部分的剖视图。

图5是示意性地表示图1所示的旋转电机的定子的一部分的剖视图。

图6是示意性地表示沿与轴线方向垂直的方向剖切本发明的其他实施方式的定子的绕组端的根部附近的状态的剖视图。

图7是表示作为本发明的旋转电机的一实施方式的电动机的概略结构的剖视图。

附图标记说明

1、定子；2、定子芯；21、狭缝；23、定子芯的端面；3、绕组；30、线圈；4、绕组端；42、根部；5、动力线；6、连接部；7、绳状构件；10、电动机(旋转电机)；12、转子。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的旋转电机的定子的一实施方式的一部分的立体图。

图2是示意性地表示沿与轴线方向垂直的方向剖切图1所示的定子的绕组端的根部附近的状态的剖视图。图3是表示图1所示的旋转电机的定子中的定子芯的俯视图。

定子1在电动机、发电机等旋转电机中与转子12(参照图7。在图1、图2中不图示)一起被使用。如图1以及图2所示，定子1具有定子芯2和多个绕组3。

定子芯2通过沿轴线方向D1层叠多个电磁钢板而构成。如图3所示，在定子芯2的内表面侧，沿着轴线方向D1延伸的狭缝21在周向D2上隔开间隔地形成多个。在相邻的狭缝21之间，形成向径向D3的内侧(图4中的内径方向D32)突出的齿部22。在本实施方式中，示出了具有36个狭缝21的定子芯2，但定子芯2的狭缝数不限于36个。

本实施方式的定子1例示了三相两极的定子。绕组3通过穿过狭缝21地分布卷绕线圈30而形成。如图2所示，绕组3包括两个U相小绕组3U、两个V相小绕组3V、两个W相大绕组3W，两个U相小绕组3U配置在最靠内周侧(径向D3的内侧)的位置，两个V相小绕组3V配置在两个U相小绕组3U的径向D3的外侧，两个W相大绕组3W配置在最外周侧。两个U相小绕组3U在最内周侧在周向D2上相邻。而且，两个V相小绕组3V在U相小绕组3U的径向D3的外侧在周向D2上相邻。此外，两个W相大绕组3W在最外周侧在周向D2上相邻。

U相、V相、W相的各绕组3分别具有绕组端4，各自的绕组端4在定子芯2的轴线方向D1的外侧折回，从而自定子芯2的端面23向轴线方向D1的外侧突出。另外，分布卷绕的绕组3的绕组端4是遍及多个狭缝21地卷绕的线圈30的集合体，但在图1以及图2中，为了容易地理解本发明，简略地图示绕组端4。

如图4所示，绕组端4被施加力，使得其自轴线方向D1的外侧压溃，从而朝向径向D3的外侧(也称作“外径方向D31”)扩展。因此，绕组端4的顶端部41(相对于定子芯2在轴线方向D1的外侧)与绕组端4的根部42(定子芯2侧。轴线方向D1的内侧)相比，向径向D3的外侧鼓起。对于该绕组端4，在配置于最外周侧的两个W相大绕组3W、3W之间，分别形成有相当于一个齿部22的宽度的周向D2上的间隙S。即，两个W相大绕组3W、3W以空开180度的周向角度配置的两个间隙S、S为分界，以在周向D2上被分开的方式卷绕于狭缝21。

各绕组3的一侧端部和另一侧端部，即，各绕组3的一侧的引线31的端部和另一侧的引线31的端部分别连接于动力线5。详细地说，U相小绕组3U的一侧的引线31u被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5u。U相小绕组3U的另一侧的引线31x被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5x。

而且，V相小绕组3V的一侧的引线31v被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5v。V相小绕组3V的另一侧的引线31y被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5y。

此外，W相大绕组3W的一侧的引线31w被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5w。而且，W相大绕组3W的另一侧的引线31z被拉出到绕组端4之外，利用连接部6连接于动力线5z。

连接部6例如由压接端子构成。各个连接部6与绕组端4的外周侧的根部42相邻地配置。在此，连接部6与绕组端4的外周侧的根部42“相邻”是指，连接部6在绕组端4的外周侧的根部42中收纳在定子芯2的端面23的径向D3上的宽度范围内。即，连接部6没有突出到比定子芯2靠径向D3的外侧的位置。只要连接部6收纳在定子芯2的端面23的径向D3上的宽度范围内即可，既可以与绕组端4的外周侧的根部42接触，也可以不与绕组端4的外周侧的根部42接触。连接部6尽可能地接近定子芯2的端面23配置。

动力线5u、5v、5w、5x、5y、5z自各个连接部6与绕组端4的外周侧的根部42相邻地沿着绕组端4的外周延伸，并且自形成于配置在最外周侧的两个W相大绕组3W之间的间隙S朝向轴线方向D1的外侧延伸。在本实施方式中，3根动力线5u、5v、5z在一侧的间隙S(图2中的右侧的间隙S)处弯曲，朝向轴线方向的外侧立起，剩下的3根动力线5w、5x、5y在另一侧的间隙S(图2中的左侧的间隙S)处弯曲，朝向轴线方向的外侧立起。

像这样，所有的动力线5与绕组端4的外周侧的根部42相邻地配置，不配置在绕组端4的上表面。因此，如图4所示，与像以往那样将动力线配置在绕组端4的上表面的情况(在图4中利用动力线50表示)的定子1的绕组端长度H2相比，该定子1的绕组端长度H1(自定子芯2的端面23的向轴线方向D1的外侧突出的高度)缩短绕组端4的上表面的动力线50的高度H0的量。其结果，定子1的轴线方向D1的长度变短，定子1实现小型化。

而且，如图4所示，沿着绕组端4的外周延伸的动力线5被收纳在形成于绕组端4的外周侧的根部42和定子芯2的端面23之间的无用空间DS内。通常，在定子芯2的径向D3的外侧配置有旋转电机的壳体(未图示)，但动力线5收纳于无用空间DS内，不会向绕组端4的径向D3的外侧较大地突出，能够抑制沿着绕组端4的外周延伸的动力线5和壳体之间的干扰。

此外，也不必担心朝向轴线方向D1的外侧立起的动力线5向定子芯2的径向D3的外侧较大地突出。即，绕组端4的顶端部41与根部42相比向径向D3的外侧鼓起，因此，在动力线5自绕组端4的外周侧的根部42立起的情况下，为了在绕组端4的顶端部41迂回，需要使动力线5一边向绕组端4的径向D3的外侧倾倒一边使其立起。但是，动力线5的立起位置是与配置于最外周侧的两个W相大绕组3W之间的间隙S相对应的位置，因此，如图5所示，动力线5能够自与绕组端4的外周侧的根部42相邻的位置以被该间隙S夹持的形态立起。因此，立起的动力线5的突出被抑制，从而还能够抑制其与壳体之间的干扰。

在该定子1中，如图1所示，绕组端4和动力线5利用例如绑绳等绳状构件7一体地被紧固。因此，在组装有该定子1的旋转电机为例如使用于可动部的旋转电机的情况下，即使因旋转电机的移动而在动力线5作用有拉拽力，也不必担心在动力线5和引线31之间的连接部6施加有载荷，能够与以往同样地确保耐拉伸性。

在以上说明的实施方式中，例示了三相两极的定子1，但定子1不限于两极，也可以为四极以上。但是，若极数变多，则动力线5的根数增加等，由于难以使所有的动力线5沿着绕组端的外周侧的根部42配置，因此，期望的是，定子1的极数为两极或者四极。

图6表示具有36个狭缝的四极的定子1的一例，与图2同样地，是示意性地表示沿与轴线方向垂直的方向剖切定子1的绕组端4的根部42附近的状态的剖视图。与图2附图标记相同的部位是表示相同结构的部位。在该四极用的定子1中，在最外周侧，在周向D2上相邻的4个W相大绕组3W之间形成有4个周向D2的间隙S。因此，通过将动力线5(在图6中未图示)以自上述4个间隙S中的任意一个以上的间隙立起的方式配置，能够达到与上述相同的效果。

另外，在图1、图2所示的定子1中，动力线5以在绕组端4的外周侧绕大约1/4周并在间隙S处立起的方式形成，但并不限定于此。也可以是，动力线5以在绕组端4的外周侧绕1/4周以上并在间隙S处立起的方式形成。

接着，针对本发明的旋转电机进行说明。图7是表示作为本发明的旋转电机的一实施方式的电动机的概略结构的剖视图。

在该电动机10中，在壳体11的内侧组装有上述定子1。定子1的动力线5自一侧的绕组端4(图7中的右侧的绕组端4)朝向轴线方向D1的外侧延伸。在定子1的内侧配置有转子12。转子12支承在沿轴线方向D1延伸的旋转轴13，并设为能够以该旋转轴13为中心旋转。定子1的动力线5与设置于电动机10的外部的电源(未图示)连接。由此，自电源向定子1的各绕组3供给工作用电力，驱动转子12使转子12以旋转轴13为中心旋转。

对于定子1，如上所述，由于缩短了轴线方向D1上的长度，实现小型化，因此，电动机10的轴线方向D1上的长度也能够小型化。而且，如图1、图2所示，定子1的动力线5和绕组端4被绳状构件7一体地紧固，因此，在该电动机10使用于可动部时，即使因电动机10的移动而在动力线5作用有拉拽力，也不必担心在动力线5和引线之间的连接部6(在图7中未图示)施加有载荷。

Claims (5)

1.一种旋转电机的定子，该定子具有：

定子芯，其在周向上隔开间隔地具有多个沿轴线方向延伸的狭缝；

多个绕组，其由穿过所述狭缝地分布卷绕的线圈形成；以及

多条动力线，其连接于所述绕组，

所述绕组具有自所述定子芯的端面向轴线方向的外侧突出的绕组端，

多个所述绕组在周向上相邻，

所述绕组和所述动力线之间的连接部与所述绕组端的外周侧的根部相邻地配置，

所述动力线自所述连接部与所述绕组端的外周侧的根部相邻地沿着所述绕组端的外周延伸，并且在所述绕组端的最外周侧从与配置于在周向上相邻的相绕组和相绕组之间的间隙相对应的位置沿轴线方向立起，以被夹持于所述间隙的形态朝向轴线方向的外侧延伸。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其中，

所述绕组端和所述动力线被绳状构件一体地紧固。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其中，

所述定子为两极或者四极。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其中，

所述旋转电机是使用于可动部的旋转电机。

5.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具有：

权利要求1～4中任一项所述的旋转电机的定子；以及

以能够旋转的方式设置于所述定子的内侧的转子。

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