CN113491052A

CN113491052A - 定子和马达

Info

Publication number: CN113491052A
Application number: CN202080017916.1A
Authority: CN
Inventors: 高山佳典; 大辻基史; 井上兴治; 冈部翔吾
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2040-03-04
Also published as: EP3937349A4; WO2020213279A1; JP2020178431A; ES2953924T3; CN113491052B; EP3937349B1; JP7211883B2; EP3937349A1; US20220216742A1

Abstract

定子具有定子铁芯，该定子铁芯具有呈环状配置的多个分割铁芯(40)。分割铁芯(40)具有径向内侧的轭部(41)和从轭部(41)向径向外侧突出的齿部(31)。在彼此相邻的分割铁芯(40)的轭部(41)彼此被连结的接合面(43)侧，从定子铁芯的上端面一直到下端面沿着定子铁芯的轴向设置有嵌合部(42)，在嵌合部(42)设置有压紧部(44C)。

Description

定子和马达

技术领域

本发明涉及定子和马达。

背景技术

以往，作为定子，存在内转子型的定子，其具有通过在接合面结合多个分割铁芯而构成的环状的定子铁芯(例如参照日本特开2002-95192号公报(专利文献1))。该定子的多个分割铁芯分别具有沿周向延伸的轭部、以及从该轭部向径向内侧延伸的齿部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-95192号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述现有的定子中，在分割铁芯的轭部的周向的一方设置凸部，并且在周向的另一方设置凹部，使相邻的分割铁芯彼此中的一个分割铁芯的凸部与另一个分割铁芯的凹部嵌合，由此将多个分割铁芯组装成环状。

但是，在上述定子中，为了确保对分割铁芯彼此进行紧固的力，存在必须在层叠方向上焊接分割铁芯的接合部分的外周端这样的问题。

在本发明中，提出不用焊接分割铁芯彼此就能够确保分割铁芯之间的紧固力的定子和具有该定子的马达。

用于解决课题的手段

本发明的定子的特征在于，上述定子具有定子铁芯，该定子铁芯具有呈环状配置的多个分割铁芯，上述分割铁芯具有轭部和从上述轭部向上述定子铁芯的径向突出的齿部，在彼此相邻的上述分割铁芯的上述轭部彼此被连结的接合面侧，从上述定子铁芯的上端面一直到下端面沿着上述定子铁芯的轴向设置有嵌合部，在上述嵌合部设置有压紧部。

根据本发明，在彼此相邻的分割铁芯的轭部彼此被连结的接合面侧，从定子铁芯的上端面一直到下端面沿着定子铁芯的轴向设置有嵌合部，在该嵌合部设置有压紧部，由此，嵌合部进行塑性变形，即使嵌合部产生加工上的尺寸偏差，也能够提高分割铁芯之间的紧固力。因此，不用焊接分割铁芯彼此，就能够确保分割铁芯之间的紧固力。此外，即使是嵌合部较小的形状，也能够确保分割铁芯之间的紧固力，因此，能够缩短嵌合部中的接触部分的长度而减少泄漏磁通，能够提高具有该定子的马达的效率。

此外，在本发明的1个方式的定子中，在上述定子铁芯的上端面或下端面中的至少一方，在上述嵌合部设置有上述压紧部。

根据本发明，在定子铁芯的上端面或下端面中的至少一方，在嵌合部设置有压紧部，由此，能够简单地提高分割铁芯之间的紧固力。此外，压紧部引起的变形限于定子铁芯的上端侧或下端侧中的至少一方，因此，压紧部的变形引起的铁损的影响较少。

此外，在本发明的1个方式的定子中，上述压紧部跨着彼此相邻的上述分割铁芯而设置。

根据本发明，跨着彼此相邻的分割铁芯而设置压紧部，由此，遍及构成彼此相邻的分割铁芯各自的嵌合部的部分进行塑性变形，因此，能够进一步提高分割铁芯之间的紧固力。

此外，在本发明的1个方式的定子中，上述压紧部在上述定子铁芯的径向上跨着彼此相邻的上述分割铁芯而设置。

根据本发明，在定子铁芯的径向上跨着彼此相邻的分割铁芯而设置压紧部，由此，在构成彼此相邻的分割铁芯各自的嵌合部的部分遍及径向进行塑性变形，因此，能够进一步提高分割铁芯之间的紧固力。

此外，在本发明的1个方式的定子中，上述嵌合部具有设置于上述轭部的靠上述定子铁芯的周向的一侧的凸部、以及设置于上述轭部的靠上述周向的另一侧的凹部，并且，上述凸部和上述凹部分别具有从上述接合面侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部、以及将这2个直线部的另一端之间连接的圆弧部。

根据本发明，通过具有从接合面侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部和将这2个直线部的另一端之间连接的圆弧部的凸部和凹部，能够容易地将彼此相邻的分割铁芯彼此结合。

此外，本发明的马达的特征在于，上述马达具有：上述任意一个定子；以及转子，其被配置成与上述定子的径向对置。

根据本发明，能够减少定子的泄漏磁通，能够提高效率。

根据本发明，能够制造不用焊接分割铁芯彼此就能够确保分割铁芯之间的紧固力的具有定子铁芯的定子。

附图说明

图1是具有本发明的第1实施方式的定子的马达的剖视图。

图2是从图1的II-II线观察的马达的剖视图。

图3是上述定子铁芯的俯视图。

图4是构成上述定子铁芯的分割铁芯的俯视图。

图5是示出使上述分割铁芯连结起来的状态的俯视图。

图6是第1例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图7是第2例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图8是第3例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图9是第4例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图10是第5例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图11是第6例的分割铁芯的包含嵌合部的主要部分的放大图。

图12是示出上述定子铁芯的磁通分布的图。

图13是构成本发明的第2实施方式的定子的定子铁芯的分割铁芯的俯视图。

具体实施方式

下面，对实施方式进行说明。另外，在附图中，相同的参照编号表示相同部分或相当部分。此外，长度、宽度、厚度、深度等附图上的尺寸为了附图的清晰化和简化而根据实际尺度适当变更，并不表示实际的相对尺寸。

〔第1实施方式〕

图1是具有本发明的第1实施方式的定子1的马达100的剖视图，示出从图2的I-I线观察的马达100的剖面。此外，图2是从图1的II-II线观察的马达100的剖视图。

如图1所示，该马达100是所谓的外转子型的马达100，具有环状的定子1、以及被配置成与定子1的径向外侧对置的转子2。该马达100经由轴3对未图示的风扇等部件进行旋转驱动。

如图1、图2所示，转子2具有模制树脂20、多个背轭21和多个磁体22。

模制树脂20形成为杯状，覆盖定子1的定子铁芯10。模制树脂20经由连结部件23固定于轴3。在该实施方式中，模制树脂20使用BMC(Bulk Molding Compound：整体模制塑料)。

背轭21和磁体22借助模制树脂20一体地模制而成。在该第1实施方式中，8个背轭21呈环状排列。在背轭21的径向内侧呈环状排列有8个磁体22。周向上相邻的磁体22、22的磁性不同。

定子1具有定子铁芯10、绝缘体11和线圈12。

定子铁芯10由被层叠起来的多个电磁钢板构成。定子铁芯10具有环状的定子轭30、以及从该定子轭30的外周面向径向外侧突出的多个齿部31。在该第1实施方式中，12个齿部31在周向上隔开间隔进行排列。

绝缘体11安装于定子铁芯10的各齿部31。绝缘体11由树脂等绝缘性材料构成。

线圈12隔着绝缘体11以集中绕组的方式卷绕于定子铁芯10的齿部31。在线圈12流过电流而使定子铁芯10产生电磁力，借助该电磁力使转子2与轴3一起旋转。

模制树脂部13将定子铁芯10、绝缘体11和线圈12模制成一体。模制树脂部13例如由BMC(Bulk Molding Compound)构成。

模制树脂部13借助轴承14支承轴3。在模制树脂部13设置有用于将马达100安装于未图示的其他部件的安装台15。此外，在安装台15安装有罩16。罩16覆盖转子2，防止尘土或水等侵入。罩16是通过模制树脂一体地模制轴承壳17而形成的。罩16借助轴承18支承轴3。

图3是定子铁芯10的俯视图。如图3所示，定子铁芯10具有呈环状配置的多个分割铁芯40。分割铁芯40具有径向内侧的轭部41、以及从该轭部41向径向外侧突出的齿部31。

将12个分割铁芯40排列成环状，连结相邻的分割铁芯40的轭部41彼此而形成定子铁芯10。

图4是构成定子铁芯10的分割铁芯40的俯视图，如图4所示，分割铁芯40的轭部41具有：凸部41a，其从分割铁芯40的上端面一直到下端面，沿着定子铁芯10的轴向设置于定子铁芯10的周向一方的接合面43侧；以及凹部41b，其从分割铁芯40的上端面一直到下端面，沿着定子铁芯10的轴向设置于上述周向另一方的接合面43侧。

在俯视观察时，轭部41的凸部41a具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L11、L12、以及将这2个直线部L11、L12的另一端之间连接的圆弧部C11。圆弧部C11被设置成凸部41a的末端侧(与接合面43相反的一侧)鼓出。

直线部L11、L12相对于轭部41的周向一侧的接合面43分别呈90度的角度。

此外，轭部41的凹部41b具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L21、L22、以及将这2个直线部L21、L22的另一端之间连接的圆弧部C21。圆弧部C21被设置成凹部41b的与接合面43相反的一侧鼓出。

直线部L21、L22相对于轭部41的周向另一侧的接合面43分别呈90度的角度。

此外，在分割铁芯40的轭部41侧设置有压紧部47，并且在齿部31的径向外侧设置有压紧部48。利用该压紧部47、48一体地固定构成分割铁芯40的多个电磁钢板。

图5是示出使2个分割铁芯40连结起来的状态的俯视图，在图5中，L1是各分割铁芯40的径向上的中心线。如图5所示，在相邻的分割铁芯40的轭部41、41，一个分割铁芯40的轭部41的凸部41a和另一个分割铁芯40的轭部41的凹部41b嵌合，相邻的轭部41彼此被结合。利用轭部41的凸部41a和凹部41b构成嵌合部42。

这里，嵌合部42包含一个分割铁芯40的轭部41的凸部41a和在另一个分割铁芯40的轭部41中形成凹部41b的凹部41b的周缘部分。

在分割铁芯40的轭部41的接合面43处，嵌合部42的端部位于比定子铁芯10的径向外侧的端部与径向内侧的端部之间的中心P1(图5所示的假想圆VC与接合面43的交点)靠径向内侧的位置。假想圆VC是将定子铁芯10的中心O1设为中心的圆，并且是穿过各分割铁芯40的轭部41的接合面43的中心P1的圆。轭部41的沿着接合面43的平面穿过定子铁芯10的中心O1。

另一方面，在全部分割铁芯40的齿部31，相邻的齿部31、31的外周部彼此分离。

这样，连结相邻的轭部41彼此，利用被连结的12个轭部41构成定子轭30。

另外，各分割铁芯40在连结相邻的轭部41彼此之前，利用绝缘体11(图1、图2所示)覆盖齿部31，将线圈12(图1所示)卷绕于被绝缘体11覆盖的齿部31。

在上述第1实施方式的定子1中，设置于分割铁芯40的轭部41的嵌合部42沿与接合面43正交的方向延伸。

这里，如图6～图11的第1例～第6例所示，在定子铁芯10的上端面和下端面的嵌合部42设置有压紧部44A～44G中的任意一方。由此，嵌合部42进行塑性变形，由此能够提高分割铁芯40之间的紧固力。此外，即使是嵌合部42较小的形状，也能够利用压紧部44A～44G确保分割铁芯40之间的紧固力，因此，能够缩短嵌合部42中的接触部分的长度，减小泄漏磁通。此外，压紧部44A～44G引起的变形限于定子铁芯10的上端侧和下端侧，因此，压紧部44A～44G的变形引起的铁损的影响较少。

图6示出第1例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图6所示，在轭部41的嵌合部42的凸部41a，以长度方向沿着定子铁芯10的周向的方式设置有粗线状的压紧部44A。

图7示出第2例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图7所示，在轭部41的嵌合部42的凸部41a设置有圆形状的压紧部44B。

图8示出第3例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图8所示，跨着相邻的一个轭部41的凸部41a的末端部分和相邻的另一个轭部41，以长度方向沿着定子铁芯10的周向的方式设置有粗线状的压紧部44C。

图9示出第4例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图9所示，跨着相邻的一个轭部41的凸部41a和该凸部41a的径向两侧且相邻的另一个轭部41，以长度方向沿着径向的方式设置有粗线状的压紧部44D。

图10示出第5例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图10所示，在相邻的一个轭部41的凸部41a，以长度方向沿着径向的方式设置有粗线状的压紧部44E。

图11示出第6例的分割铁芯40的包含嵌合部42的主要部分的放大图，如图11所示，在相邻的一个轭部41的凹部41b的径向两侧，以长度方向沿着定子铁芯10的周向的方式设置有粗线状的压紧部44F、44G。

图12示出通过模拟而求出的定子铁芯10的磁通分布。另外，在图12中，转子2与图2的结构不同，采用模拟用的结构。

如图12所示，分割铁芯40的嵌合部42处的磁通密度低于分割铁芯40的接合面43处的比嵌合部42靠径向外侧的区域的磁通密度。因此，能够减少嵌合部42引起的泄漏磁通。

根据上述结构的定子1，在彼此相邻的分割铁芯40的轭部41彼此被连结的接合面43设置有嵌合部42，在该嵌合部42设置有压紧部44A～44G，由此，嵌合部42进行塑性变形，即使嵌合部42产生加工上的尺寸偏差，也能够提高分割铁芯40之间的紧固力。因此，不用焊接分割铁芯40彼此，就能够确保分割铁芯40之间的紧固力。此外，即使是嵌合部42较小的形状，也能够确保分割铁芯40之间的紧固力，因此，能够缩短嵌合部42中的接触部分的长度而减少泄漏磁通，能够提高马达100的效率。

此外，如图6～图11所示，在定子铁芯10的上端面和下端面，在嵌合部42设置有压紧部44A～44G，由此，能够简单地提高分割铁芯40之间的紧固力。

此外，如图8、图9所示，跨着彼此相邻的分割铁芯40来设置压紧部44C、44D，由此，遍及构成彼此相邻的分割铁芯40各自的嵌合部42的部分进行塑性变形，因此，能够进一步提高分割铁芯40之间的紧固力。

此外，如图9所示，在定子铁芯10的径向上跨着彼此相邻的分割铁芯40来设置压紧部44D，由此，在构成彼此相邻的分割铁芯40各自的嵌合部42的部分遍及径向进行塑性变形，因此，能够进一步提高分割铁芯40之间的紧固力。

此外，嵌合部42的凸部41a呈具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L11、L12和将这2个直线部L11、L12的另一端之间连接的圆弧部C11的形状，嵌合部42的凹部41b呈具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L21、L22和将这2个直线部L21、L22的另一端之间连接的圆弧部C21的形状，由此，能够将彼此相邻的分割铁芯40的一个分割铁芯40的凸部41a从定子铁芯10的周向插入到另一个分割铁芯40的凹部41b，能够容易地结合分割铁芯40彼此。

此外，根据上述结构的马达100，能够减少定子1的泄漏磁通，能够提高效率。

在上述第1实施方式中，在俯视观察时，将嵌合部42的凸部41a和凹部41b的部分设置于比假想圆VC更靠定子铁芯10的径向内侧的位置，该假想圆VC将定子铁芯10的中心O1设为中心且穿过轭部41的接合面43的中心P1，但是，与轭部的接合面上的位置无关，只要在接合面设置有嵌合部即可。

此外，在上述第1实施方式中，嵌合部42的凸部41a呈具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L11、L12和将这2个直线部L11、L12的另一端之间连接的圆弧部C11的形状，嵌合部42的凹部41b呈具有从接合面43侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L21、L22和将这2个直线部L21、L22的另一端之间连接的圆弧部C21的形状，但是，嵌合部42的凸部和凹部的形状不限于此。例如，也可以将嵌合部的凸部和凹部的彼此平行的2个直线部中的一方设为曲线部，也可以代替2个直线部而将双方设为曲线部，此外，还可以代替圆弧部而设为多边形部。

〔第2实施方式〕

图13是构成本发明的第2实施方式的定子的定子铁芯的分割铁芯140的俯视图。除了由轭部141的凸部141a和凹部141b构成的嵌合部142以外，该第2实施方式的定子的分割铁芯140采用与第1实施方式的定子1的分割铁芯40相同的结构，引用图1、图2。

如图13所示，分割铁芯140的轭部141具有设置于定子铁芯10的周向的一侧的凸部141a、以及设置于上述周向的另一侧的凹部141b。

在俯视观察时，轭部141的凸部141a具有从接合面143侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L31、L32和将这2个直线部L31、L32的另一端之间连接的圆弧部C31。圆弧部C31被设置成凸部141a的末端侧(与接合面143相反的一侧)鼓出。

直线部L31相对于轭部141的上述周向的一侧的接合面143呈85度的角度。此外，直线部L32相对于轭部141的上述周向的一侧的接合面143呈95度的角度。

此外，轭部141的凹部141b具有从接合面143侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部L41、L42和将这2个直线部L41、L42的另一端之间连接的圆弧部C41。圆弧部C41被设置成凹部141b的与接合面143相反的一侧鼓出。

直线部L41相对于轭部141的上述周向的另一侧的接合面143呈95度的角度。此外，直线部L42相对于轭部141的上述周向的一侧的接合面143呈85度的角度。

在分割铁芯140的轭部141侧设置有压紧部147，并且在齿部131的径向外侧设置有压紧部148。利用该压紧部147、148一体地固定构成分割铁芯40的多个电磁钢板。

上述第2实施方式的定子具有与第1实施方式的定子1相同的效果。

此外，在上述第2实施方式的定子中，设置于分割铁芯140的轭部141的嵌合部142相对于与接合面143正交的方向倾斜地向外延伸。由此，针对在与接合面143正交的方向上作用于分割铁芯140的力，嵌合部142的嵌合不容易脱离，因此，能够确保分割铁芯140之间的结合力。

在上述第1、第2实施方式中，说明了外转子型的定子1和具有该定子1的马达100，但是，本发明也可以应用于内转子型的定子和具有该定子的马达。

在上述第1、第2实施方式中，利用嵌合部42、142连结呈环状排列的分割铁芯40、140的轭部41、141，但是，嵌合部的形状不限于此，只要是在彼此相邻的分割铁芯的轭部彼此被连结的接合面侧从定子铁芯的上端面一直到下端面沿着定子铁芯的轴向设置的嵌合构造即可。

进而，在分割铁芯的轭部的接合面，优选嵌合部的端部位于比定子铁芯的径向外侧的端部与径向内侧的端部之间的中心靠径向内侧的位置。该情况下，嵌合部的与接合面相反一侧的一部分也可以位于比假想圆靠径向外侧的位置，该假想圆将定子铁芯的中心设为中心，并且，该假想圆穿过接合面上的径向外侧的端部与径向内侧的端部之间的中心。

说明了本发明的具体实施方式，但是，本发明不限于上述第1、第2实施方式，能够在本发明的范围内进行各种变更来实施。

标号说明

1：定子

2：转子

3：轴

10：定子铁芯

11：绝缘体

12：线圈

13：模制树脂部

14：轴承

15：安装台

16：罩

17：轴承壳

18：轴承

20：模制树脂

21：背轭

22：磁体

23：连结部件

30：定子轭

31、131：齿部

40、140：分割铁芯

41、141：轭部

41a、141a：凸部

41b、141b：凹部

42、142：嵌合部

43、143：接合面

44A～44G：压紧部

47、48、147、148：压紧部

50：上绝缘体部

60：下绝缘体部

100：马达

L11、L12、L21、L22、L31、L32、L41、L42：直线部

C11、C21、C31、C41：圆弧部

Claims

1.一种定子(1)，其特征在于，

上述定子(1)具有定子铁芯(10)，该定子铁芯(10)具有呈环状配置的多个分割铁芯(40、140)，

上述分割铁芯(40、140)具有轭部(41、141)和从上述轭部(41、141)向上述定子铁芯(10)的径向突出的齿部(31、131)，

在彼此相邻的上述分割铁芯(40、140)的上述轭部(41、141)彼此被连结的接合面(43、143)侧，从上述定子铁芯(10)的上端面一直到下端面沿着上述定子铁芯(10)的轴向设置有嵌合部(42、142)，

在上述嵌合部(42、142)设置有压紧部(44A～44G)。

2.根据权利要求1所述的定子(1)，其特征在于，

在上述定子铁芯(10)的上端面或下端面中的至少一方，在上述嵌合部(42、142)设置有上述压紧部(44A～44G)。

3.根据权利要求1或2所述的定子(1)，其特征在于，

上述压紧部(44A～44G)跨着彼此相邻的上述分割铁芯(40、140)而设置。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的定子(1)，其特征在于，

上述压紧部(44A～44G)在上述定子铁芯(10)的径向上跨着彼此相邻的上述分割铁芯(40、140)而设置。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的定子(1)，其特征在于，

上述嵌合部(42、142)具有设置于上述轭部(41、141)的靠上述定子铁芯(10)的周向的一侧的凸部(41a)、以及设置于上述轭部(41、141)的靠上述周向的另一侧的凹部(41b)，并且，

上述凸部(41a)和上述凹部(41b)分别具有从上述接合面(43、143)侧的一端起分别延伸的彼此平行的2个直线部(L11、L12、L21、L22、L31、L32、L41、L42)、以及将这2个直线部(L11、L12、L21、L22、L31、L32、L41、L42)的另一端之间连接的圆弧部(C11、C21、C31、C41)。

6.一种马达(100)，其特征在于，上述马达(100)具有：

权利要求1～5中的任意一项所述的定子(1)；以及

转子(2)，其被配置成与上述定子(1)的径向对置。