CN109937522A - 旋转电机的定子及该定子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于获得一种旋转电机的定子及该定子的制造方法，无论框架是否变形，均能高精度地确保定位构件相对于嵌合保持于框架的定子铁芯的位置关系，以将定位构件安装于框架。本发明的旋转电机的定子包括：框架，所述框架具有筒部和凸缘部，所述凸缘部从所述筒部的轴向的一端向径向外侧突出并与所述筒部设置成一体；定子铁芯，所述定子铁芯呈圆环状构成，并嵌合保持于所述筒部的内部；线圈，所述线圈安装于所述定子铁芯；以及多个定位构件，多个所述定位构件能以所述定子铁芯的轴心为中心沿径向和周向移动地安装于所述凸缘部。

Description

旋转电机的定子及该定子的制造方法
技术领域
本发明涉及电动机、发电机等旋转电机的定子及该定子的制造方法。
背景技术
现有的旋转电机的定子包括：多个分割铁心；外筒环，该外筒环将多个分割铁心配置成圆环状，并将多个分割铁心的外周侧固定；以及绕组线圈，该绕组线圈卷绕于各分割铁心，外筒环包括：薄壁的圆筒状的筒部；以及紧固凸缘，该紧固凸缘分别以朝筒部的外周侧伸出的方式设置，并将定子紧固并固定于外部的壳体及其他装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013－55725号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在这种旋转电机中，转子以与定子之间确保微小的间隙的方式配置于定子的内周侧，因此，需要提高定子与转子的同轴度。
在现有的旋转电机的定子中，呈圆环状排列的分割铁心被压入并固定到外筒环的筒部，因此，外筒环会发生歪曲。另外，若水套管等部件通过焊接等固定于筒部，则由此产生的歪曲会蓄积于外筒环。紧固凸缘与筒部制作成一体，并构成蓄积有歪曲的外筒环的一部分。由此，外筒环发生变形，使得紧固凸缘的紧固部相对于保持于外筒环的、呈圆环状排列的分割铁心的轴心的位置关系变差。因而，在将紧固凸缘紧固于外部的壳体而安装定子的情况下，无法高精度地将定子安装于外部的壳体。也就是说，无法使定子的轴心位置高精度地位于设定位置。由此，在将转子组装于外部的壳体制作而成的旋转电机中，使得转子与定子的同轴度会变差。
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种旋转电机的定子及该定子的制造方法，无论框架是否变形，均能高精度地确保定位构件相对于嵌合保持于框架的定子铁芯的位置关系，以将定位构件安装于框架。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的旋转电机的定子包括：框架，所述框架具有筒部和凸缘部，所述凸缘部从所述筒部的轴向的一端向径向外侧突出并与所述筒部设置成一体；定子铁芯，所述定子铁芯呈圆环状构成，并嵌合保持于所述筒部的内部；线圈，所述线圈安装于所述定子铁芯；以及多个定位构件，多个所述定位构件能以所述定子铁芯的轴心为中心沿径向和周向移动地安装于所述凸缘部。
发明效果
根据本发明，定位构件能以定子铁芯的轴心为中心沿径向和周向移动地安装于凸缘部。因而，在将定子铁芯嵌合保持于框架的内部之后，能使定位构件移动，并以定子铁芯的轴心为中心定位于被设定的周向和径向的位置。由此，无论框架是否发生变形，均能高精度地确保嵌合保持于框架的定子铁芯与定位构件之间的位置关系。因而，若使用如上所述构成的定子，则能构成转子与定子的同轴度得以提高的旋转电机。
附图说明
图1是对本发明实施方式1的旋转电机的定子的结构进行说明的立体图。
图2是表示本发明实施方式2的旋转电机的定子的剖视图。
图3是表示本发明实施方式3的旋转电机的定子的剖视图。
图4是表示本发明实施方式4的旋转电机的定子的剖视图。
具体实施方式
实施方式1
图1是对本发明实施方式1的旋转电机的定子的结构进行说明的立体图。
在图1中，旋转电机的定子1包括：定子铁芯2，该定子铁芯2以将分割铁心3呈圆环状排列的方式构成，其中，上述分割铁心3由圆弧状的铁心支撑件3a和从铁心支撑件3a的内周面向径向内侧突出的极齿3b构成；线圈4，该线圈4卷绕于各分割铁心3的极齿3b；以及圆筒状的框架5，该框架5通过压入将定子铁芯2嵌合并保持于内部，其中，上述定子铁芯2以将分割铁心3呈圆环状排列的方式构成。
框架5包括：圆筒状的筒部5a；凸缘部5b，该凸缘部5b从筒部5a的轴向的一端向径向外侧突出并遍及整个周向地形成；以及多个紧固凸缘部5c，多个上述紧固凸缘部5c分别以从凸缘部5b向径向外侧突出的方式沿周向分散配设。此外，作为紧固部的紧固用孔6分别形成于紧固凸缘部5c。另外，安装用螺纹孔7形成于夹着筒部5a的轴心相对的凸缘部5b的两处。另外，筒部5a、凸缘部5b和紧固凸缘部5c例如由铁等金属成型为一体。
定位构件8例如由薄板钢板制作而成，形成有圆形的定位孔9和直径比定位螺钉16的轴部大的安装孔10。
外壳11由铝等金属制作成圆筒形。此外，一对定位部12以夹着外壳11的轴心相对的方式形成于外壳11的一端面。在定位部12的每一个形成有定位孔13。此外，安装部14以与紧固凸缘部5c的每一个对应的方式形成于外壳11的一端面。在安装部14的每一个形成有安装用的螺纹孔15。
为了组装如上所述构成的定子1，首先，分别将卷绕有线圈14的十八个分割铁心3以使铁心支撑件3a的周向的侧面彼此对接的方式排列成圆环状。接着，将呈圆环状排列的分割铁心3的组压入到框架5的筒部5a。由此，由分割铁心3构成为圆环状的定子铁芯2嵌合并保持于筒部5a。接着，使定位螺钉16穿过安装孔10以螺合到安装用螺纹孔7，并将定位构件8安装于凸缘部5b。此时，安装孔10形成为直径比定位螺钉16的轴部大，因此，定位构件8能以定子铁芯2的轴心为中心沿周向和径向移动。因而，以使定位孔9的孔中心以定子铁芯2的轴心为中心位于所设定的周向位置和径向位置的方式使定位构件8移动。接着，对定位螺钉16进行紧固，并将以如上方式定位后的定位构件8固定于框架5，从而组装有定子1。
在此，安装用螺纹孔7形成于凸缘部5b，以在将框架5安装于外壳11时使定子铁芯2与外壳同轴。也就是说，以定子铁芯2未被压入的状态下的筒部5a的轴心为中心的、安装于凸缘部5b的两个定位构件8的定位孔9的中心的周向位置及径向位置与以外壳11的轴心为中心的、形成于外壳11的两个定位孔13的中心的周向位置及径向位置一致。
然而，通过将定子铁芯2压入到筒部5a，从而在框架5上会发生歪曲，并使框架5发生变形。因上述框架5的变形，使两个定位孔9的中心位置相对于形成于外壳11的两个定位孔13的中心位置偏移。在实施方式1中，通过以使定位孔9的孔中心以嵌合保持于框架5的定子铁芯2的轴心为中心位于所设定的周向位置和径向位置的方式使定位构件8移动，从而对由框架5的变形引起的上述的位置偏移进行补正。
如上所述组装而成的定子1使定位孔9、13重合，并将定位销17压入到定位孔9、13，从而将定位构件8安装于外壳11。由此，定子1在高精度定位后的状态下收纳于外壳11内，并且使得定子铁芯2与外壳11同轴。接着，安装螺钉18穿过紧固用孔6而紧固于螺纹孔15，以将紧固凸缘部5c固定于外壳11。由此，定子1在高精度定位的状态下牢固地保持于外壳11。
根据实施方式1，定位构件8以能沿径向及周向移动的方式紧固固定于框架5的凸缘部5b，框架5的凸缘部5b以压入的方式嵌合保持有定子铁芯2。因而，即使因定子铁芯2的压入而在框架5上产生歪曲从而使框架5发生变形，也能松开定位构件8的紧固，并能将定位构件8的定位孔9的孔中心定位于以定子铁芯2的轴心为中心的所设定的周向位置和径向位置。这样，无论框架5是否发生变形，均能高精度地将定位构件8定位于定子铁芯2。
此外，如上所述构成的定子1将定位销17压入到定位构件8的定位孔9和外壳11的定位孔13，以安装于外壳11。此外，穿过紧固凸缘部5c的紧固用孔6的安装螺钉18紧固于外壳11的螺纹孔15，定子1同轴地收纳并保持在外壳11内。也就是说，定子1在高精度定位的状态下收纳并保持在外壳11内。因而，在使用了定子1的旋转电机中，能保证转子与定子1的同轴度，抑制驱动时的噪声的发生，并且能实现长寿命化。
定位构件8不包括将定子1固定于外壳11的功能，而仅包括定位的功能。因而，与框架5的凸缘部5b的、和定位构件8的安装位置对应的部位相比，能减小定位构件8的刚性，因此，能使用薄壁的钢板，并能廉价地制作定位构件8。
凸缘部5b从筒部5a的轴向的一端朝径向外侧突出并遍及整个周向地形成，因此，能提高框架5的刚性。
另外，在上述实施方式1中，凸缘部从筒部的轴向的一端向径向外侧突出并遍及整个周向形成，但凸缘部只要形成于定位构件的定位位置以及紧固凸缘部的形成位置即可。
实施方式2
图2是表示本发明实施方式2的旋转电机的定子的剖视图。
在图2中，形成于紧固凸缘部5c的紧固用孔6形成为直径比形成于定位构件8的定位孔9大。此外，定位构件8与紧固凸缘部5c重合，并通过定位螺钉16紧固固定于框架5的凸缘部5b。此时，定位孔9在从定子铁芯2的轴向观察时位于紧固用孔6内。
另外，其它结构与上述实施方式1同样地构成。
在如上所述构成的定子1A中，定位构件8以能沿径向和周向移动的方式紧固固定于框架5的凸缘部5b，因此，无论框架5是否发生变形，均能将定位构件8高精度地定位于定子铁芯2。
此外，定子1A取代定位销17而将尺寸精度高的螺栓19压入到定位孔9、13，从而安装于外壳11。此时，紧固用孔6形成为直径比定位孔9大，定位孔9在从定子铁芯2的轴向观察时位于紧固用孔6内，因此，能使螺栓19穿过定位孔9和紧固用孔6并压入到定位孔13。
因而，在实施方式2中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。
根据实施方式2，由定位构件8实现的定位和由紧固凸缘部5c实现的固定在相同位置处进行，因此，能实现空间节省化。此外，定子1A相对于外壳11的定位和固定是通过单一的螺栓19进行的，因此，能削减部件个数。
实施方式3
图3是表示本发明实施方式3的旋转电机的定子的剖视图。
在图3中，接线板单元20配设于定子铁芯2的轴向的一端侧，并将线圈4接线，以构成期望的交流绕组。接着，两个支架21从接线板单元20的周向的不同位置向径向外侧突出。此外，直径比定位螺钉16的轴部大的安装孔(未图示)形成于支架21。此外，定位孔9形成于支架21的安装孔的前端侧。
另外，其它结构与上述实施方式1同样地构成。
在实施方式3中，接线板单元20载置于通过压入而嵌合保持于框架5的筒部5a的定子铁芯2的轴向一端侧。此外，虽未图示，但将定位螺钉16穿过支架21的安装孔并紧固到形成于凸缘部5b的安装用螺纹孔7。接着，松开定位螺钉16的紧固，使接线板单元20移动且使支架21弯曲，以使支架21的定位孔9的孔中心位于以定子铁芯2的轴心为中心的所设定的周向位置和径向位置。接着，对定位螺钉16进行紧固，并将接线板单元20固定于框架5。由此，支架21高精度地定位于定子铁芯2。接着，使用接线板单元20将线圈4接线，并构成期望的交流绕组，从而组装成定子1B。
如上所述组装而成的定子1B使定位孔9、13重合，并将定位销17压入到定位孔9、13，从而将支架21安装于外壳11。由此，定子1B收纳于外壳11内，使定子铁芯2与外壳11同轴。接着，安装螺钉18穿过紧固用孔6而被紧固于螺纹孔15，以将紧固凸缘部5c固定于外壳11。由此，定子1B在高精度定位的状态下牢固地保持于外壳11。
在本实施方式3中，无论框架5是否发生变形，均能将支架21高精度地定位于定子铁芯2。
因而，在实施方式3中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。
根据实施方式3，用于将接线板单元20固定于框架5的支架21兼用作定位构件，因此，能削减部件个数。
另外，在实施方式3中，也可以与上述实施方式2同样地，由兼用作定位构件的支架21实现的定位和由紧固凸缘部5c实现的固定在相同位置处进行。
实施方式4
图4是表示本发明实施方式4的旋转电机的定子的剖视图。
在图4中，旋转变压器22对转子的转速进行检测，并配设于定子铁芯2的轴向的一端侧。另外，两个支架23从旋转变压器22的周向的不同位置向径向外侧突出。此外，直径比定位螺钉16的轴部大的安装孔(未图示)形成于支架23。此外，定位孔9形成于支架23的安装孔的前端侧。
另外，其它结构与上述实施方式1同样地构成。
在实施方式4中，旋转变压器22载置于通过压入而嵌合保持于框架5的筒部5a的定子铁芯2的轴向一端侧。此外，虽未图示，但将定位螺钉16穿过支架23的安装孔并紧固到形成于凸缘部5b的安装用螺纹孔7。接着，松开定位螺钉16的紧固，使旋转变压器22移动且使支架23弯曲，以使支架23的定位孔9的孔中心位于以定子铁芯2的轴心为中心的被设定的周向位置和径向位置。接着，对定位螺钉16进行紧固，并将旋转变压器22固定于框架5，从而组装有定子1C。
如上所述组装而成的定子1C使定位孔9、13重合，并将定位销17压入到定位孔9、13，从而将支架23固定于外壳11。由此，定子1C收纳在外壳11内，使得定子铁芯2与外壳11同轴。接着，安装螺钉18穿过紧固用孔6而紧固于螺纹孔15，以将紧固凸缘部5c固定于外壳11。由此，定子1C在高精度定位的状态下牢固地保持于外壳11。
在本实施方式4中，无论框架5是否发生变形，均能将支架23高精度地定位于定子铁芯2。
因而，在实施方式4中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。
根据实施方式4，由于用于将旋转变压器22固定于框架的支架23兼用作定位构件，因此，能削减部件个数。
另外，在实施方式4中，也可以与上述实施方式2同样地，由兼用作定位构件的支架23实现的定位和由紧固凸缘部5c实现的固定在相同位置处进行。
另外，在上述各实施方式中，使用刚性小的定位构件，但也可以使用厚度增加且刚性增大的定位构件。在这种情况下，也可以在定位构件形成紧固用孔，或是将紧固用孔兼用作定位孔，并使该紧固用孔除了具有定位的功能之外还具备将定子固定于外壳的功能。由此，能省略紧固凸缘部，能实现框架的结构的简化。
此外，在上述各实施方式中，两个定位构件以夹着定子铁芯的轴心相对的方式配置于框架，但只要两个定位构件在周向上隔开地配置于框架即可。此外，定位构件的个数也可以为三个以上。在这种情况下，定位构件只要在周向上分散配置即可，尤其优选以等角度间距排列。
此外，在上述各实施方式中，线圈由卷绕于分割铁心而成的集中卷绕线圈构成，但线圈也可以是重合卷绕线圈、波纹卷绕线圈等分布卷绕线圈。
此外，在上述各实施方式中，定子铁芯由十八个分割铁心构成，但分割铁心的个数并不局限于十八个。
此外，在上述各实施方式中，定子铁芯以将分割铁心呈圆环状排列的方式构成，但定子铁芯也可以由圆环状的一体物构成。
此外，在上述各实施方式中，呈圆环状排列的分割铁心通过压入而嵌合保持于框架的筒部，但呈圆环状排列的分割铁心也可以通过烧嵌而嵌合保持于框架的筒部。
(符号说明)
2定子铁芯；4线圈；5框架；5a筒部；5b凸缘部；5c紧固凸缘部；6紧固用孔(紧固部)；8定位构件；20接线板单元；21支架；22旋转变压器；23支架。

Claims (9)

1.一种旋转电机的定子，其特征在于，包括：
框架，所述框架具有筒部和凸缘部，所述凸缘部从所述筒部的轴向的一端向径向外侧突出并与所述筒部设置成一体；
定子铁芯，所述定子铁芯呈圆环状构成，并嵌合保持于所述筒部的内部；
线圈，所述线圈安装于所述定子铁芯；以及
多个定位构件，多个所述定位构件能以所述定子铁芯的轴心为中心沿径向和周向移动地安装于所述凸缘部。
2.如权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定位构件紧固固定于所述凸缘部。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定位构件的刚性比所述凸缘部的刚性小。
4.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
还包括接线板单元，所述接线板单元配设于所述定子铁芯的轴向的一端侧，并将所述线圈接线，
用于将所述接线板单元固定于所述框架的支架兼用作所述定位构件。
5.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
还包括旋转变压器，所述旋转变压器配设于所述定子铁芯的轴向的一端侧，
用于将所述旋转变压器固定于所述框架的支架兼用作所述定位构件。
6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述框架包括具有紧固部的多个紧固凸缘部，多个所述紧固凸缘部从所述凸缘部朝径向突出，并与所述凸缘部设置成一体。
7.如权利要求6所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定位构件以与所述紧固凸缘部在轴向上重合的方式安装于所述凸缘部。
8.如权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定位构件具有紧固部。
9.一种旋转电机的定子的制造方法，其中，所述定子包括：
框架，所述框架具有筒部和凸缘部，所述凸缘部从所述筒部的轴向的一端向径向外侧突出并与所述筒部设置成一体；
定子铁芯，所述定子铁芯呈圆环状构成，并嵌合保持于所述筒部的内部；
线圈，所述线圈安装于所述定子铁芯；以及
多个定位构件，多个所述定位构件能以所述定子铁芯的轴心为中心沿径向和周向移动地安装于所述凸缘部，
所述旋转电机的定子的制造方法的特征在于，
在将安装有所述线圈并呈圆环状构成的所述定子铁芯嵌合保持于所述筒部的内部之后，将多个所述定位构件安装于所述凸缘部。
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