CN115441620A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种简化了电机结构的电机，电机具备：磁轭，具有沿周向排列的多个磁极部；以及多个空心线圈，沿周向排列。所述多个磁极部在周向上配置于所述多个空心线圈中的任一个的内侧。从所述多个空心线圈中的邻接的两个空心线圈引出的连接端部彼此电连接。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

已知有一种在电机等旋转电动机中以横跨多个磁极部的方式配置线圈的分布卷绕技术。已知分布卷绕技术中例如会使用分段线圈。

就分段线圈而言，扁线的成型加工、焊接需要很多工时，电机的结构复杂化。此外，由于线圈端部向轴向突出，会妨碍电机小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－6082号公报

专利文献2：日本特开2015－223028号公报

专利文献3：日本特开2016－73120号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的一个方面的目的在于简化电机的结构。

用于解决问题的方案

在一个方案中，电机具备：磁轭，具有沿周向排列的多个磁极部；以及多个空心线圈，沿周向排列。所述多个磁极部在周向上配置于所述多个空心线圈中的任一个的内侧。从所述多个空心线圈中的邻接的两个空心线圈引出的连接端部彼此电连接。

发明效果

根据一个方案，能简化电机的结构。

附图说明

图1是表示实施方式中的电机的一例的俯视图。

图2是表示实施方式中的定子的一例的立体图。

图3是表示实施方式中的第一线圈的一例的立体图。

图4是表示实施方式中的第一线圈的接合的一例的立体图。

图5是表示实施方式中的定子的一例的剖视立体图。

图6是表示实施方式中的第一线圈的装配的一例的剖视立体图。

图7是表示实施方式中的第二线圈的装配的一例的剖视立体图。

图8是表示实施方式中的第三线圈的装配的一例的剖视立体图。

附图标记说明

1：电机；2：定子；10：磁轭；20：磁极部；40：第一线圈；50：第二线圈；60：第三线圈；49、59、69：接合部。

具体实施方式

以下，基于附图对本申请所公开的电机的实施方式进行详细说明。需要说明的是，附图中的各元件的尺寸关系、各元件的比例等有时会与实际不同。有时附图彼此之间也会包括彼此的尺寸关系、比例不同的部分。在各附图中，有时为了易于理解说明而图示出以稍后会进行说明的轴80所延伸的方向为轴向并以转子70旋转的方向为周向的坐标系。

图1是表示实施方式中的电机的一例的俯视图。图1所示的电机1例如包括定子2、转子70以及轴80。需要说明的是，在各实施方式中说明的电机1例如为内转子型的无刷电机。电机1中例如配置有具有多个磁铁71来作为构成部件的转子70，进而在该转子70固定有旋转轴(轴)80。此外，电机1例如容纳于未图示的框架。

图2是表示实施方式中的定子的一例的立体图。如图1和图2所示，实施方式中的定子2具备磁轭10、多个第一线圈40A～40H、多个第二线圈50A～50H以及多个第三线圈60A～60H。需要说明的是，以下，在不区分多个第一线圈40A～40H地进行表达的情况下，有时仅记为第一线圈40。多个第二线圈50A～50H和多个第三线圈60A～60H也同样如此。此外，以下，在不区分第一线圈40、第二线圈50以及第三线圈60地进行表达的情况下，有时仅记为空心线圈X0。

实施方式中的电机1例如为八极二十四槽的电机。即，如图1所示，实施方式中的电机1具备八个磁铁71和二十四个空心线圈X0。

定子2例如由不锈钢、磁性钢板等磁性体形成，并具备向旋转轴方向开口的圆筒状的磁轭10和磁极部20。在实施方式中的磁轭10的表面，例如通过实施电泳涂装而形成有绝缘子。此外，磁轭10具备沿轴向延伸的二十四个磁极部20a～20x。需要说明的是，以下，在不区分多个磁极部20a～20x地进行表达的情况下，有时仅记为磁极部20。

磁极部20与磁轭10形成为一体，是从磁轭10的内周面侧朝向径向上的内侧突出的突出部。在实施方式中，如图2所示，磁极部20具有在末端侧(径向上的内侧)不具备向周向突出的端部的形状。

在实施方式中，二十四个磁极部20被配置为在周向上等间隔地排列。例如，如图1和图2所示，在周向上邻接的磁极部20a和磁极部20x所成的角度Rxa约为15度。同样地，在周向上邻接的磁极部20w和磁极部20x所成的角度Rwx也约为15度。

在磁极部20配置有多个第一线圈40、多个第二线圈50以及多个第三线圈60。第一线圈40、第二线圈50以及第三线圈60例如为事先卷绕好的空心线圈。需要说明的是，第一线圈40是第一组空心线圈的一例，第二线圈50是第二组空心线圈的一例，第三线圈60是第三组空心线圈的一例。

空心线圈X0例如通过将由铜等导体形成的导线(例如，扁平线或圆线)折弯而形成。在实施方式中。形成空心线圈X0的导线的导体由包覆层覆盖，该包覆层例如由聚酰亚胺等耐热性树脂形成。此外，形成空心线圈X0的导线可以是用熔敷层覆盖了包覆层的自粘线。熔敷层由能被热、溶剂熔化而形成皮膜的树脂形成。

空心线圈X0具备在周向上弯曲的形状。例如，第一线圈40形成为在周向上以沿着磁轭10的内周面的方式弯曲的形状。此外，在径向上配置为比第一线圈40靠内侧(转子70侧)的第二线圈50形成为周向上的曲率比第一线圈40大且周向上的宽度比第一线圈40小。同样地，第三线圈60形成为周向上的曲率比第二线圈50大且周向上的宽度比第二线圈50小。需要说明的是，在实施方式中，第一线圈40、第二线圈50以及第三线圈60的轴向上的长度大致相同。

在实施方式中，例如，空心线圈X0的卷绕起点和卷绕终点双方向磁轭10的外侧突出而构成引出线。即，空心线圈XO的导线卷绕成所谓的阿尔法(α)形状。图3是表示实施方式中的第一线圈的一例的立体图。需要说明的是，图3中省略了磁极部20的图示。

如图3所示，第一线圈40A的卷绕起点41A和卷绕终点42A以及第一线圈40B的卷绕起点41B和卷绕终点42B均朝向轴向负方向侧(磁轭10的另一方的端部侧)突出。需要说明的是，卷绕起点41A和卷绕起点41B以及卷绕终点42A和卷绕终点42B是连接端部的一例。

在实施方式中，相互邻接的两个空心线圈X0的导线彼此向相反的方向卷绕。例如，如图3所示，在第一线圈40B的导线从卷绕起点41B朝向卷绕终点42B逆时针(CCW)卷绕的情况下，在周向上与第一线圈40B邻接的第一线圈40A的导线从卷绕起点41A朝向卷绕终点42A顺时针(CW)卷绕。

在实施方式中，八个第一线圈40中的第一线圈40A、40C、40E以及40G顺时针卷绕，其他第一线圈40B、40D、40F以及40H逆时针卷绕。由此，N极线圈和S极线圈在周向上相互邻接。

此外，如图3所示，逆时针卷绕的第一线圈40A和顺时针卷绕的第一线圈40B在周向上从相同方向开始卷绕并向相同方向结束卷绕。即，在周向上相互邻接的两个第一线圈40中，例如第一线圈40B的卷绕起点41B与第一线圈40A的卷绕终点42A接近，第一线圈40A的卷绕终点41A与第一线圈40B的卷绕起点42B远离。

需要说明的是，各空心线圈X0在从俯视视角(轴向侧)观察的情况下形成为大致圆弧形状。在该情况下，如图3所示，第一线圈40A的卷绕起点41A和卷绕终点42A以及第一线圈40B的卷绕起点41B和卷绕终点42B向轴向负方向侧突出。需要说明的是，根据需要，各空心线圈X0也可以在周向或轴向上突出。

此外，在实施方式中，在将空心线圈X0配置于磁极部20后，相互邻接的空心线圈X0的卷绕起点与卷绕终点电连接。图4是表示实施方式中的第一线圈的接合的一例的立体图。需要说明的是，图4中也省略了磁极部20的图示。

在实施方式中，在周向上邻接的空心线圈X0分别通过接合部49、接合部59或接合部69来接合。例如，如图4所示，第一线圈40A和与第一线圈40A邻接的第一线圈40B通过接合部49AB电连接。接合部49AB例如通过将第一线圈40A的卷绕终点42A与第一线圈40B的卷绕起点41B焊接或超声波接合来形成。需要说明的是，有时会在图1、图2以及图5中省略一部分接合部的图示。

此外，在实施方式中，如图4所示，在周向上相互邻接的第一线圈40A和第一线圈40B中，接合部49AB以外的部分是分开的。例如，在轴向正方向侧的圆弧部分(弯曲的部分)，在第一线圈40A与第一线圈40B之间形成有空隙G1。需要说明的是，也可以是，在周向上相互邻接的两个空心线圈X0中，连接端部以外的部分通过未图示的树脂等绝缘构件相互绝缘。空隙G1中也可以具有绝缘构件。

需要说明的是，在实施方式中，上述的图3和图4所示的第一线圈40的结构除了一部分例外，都与第二线圈50和第三线圈60相当。例如，在周向上邻接的第二线圈50A和第二线圈50B以及第三线圈60D和第三线圈60E也分别通过图1所示的接合部59AB和接合部69DE电连接。

其中，在实施方式中，在周向上位于第一线圈40与同向卷绕的第三线圈60之间的第二线圈50被反向卷绕。例如，与第一线圈40同样地，第三线圈60A、60C、以及60G顺时针卷绕，其他第三线圈60B、60D、60F以及60H逆时针卷绕。另一方面，在位于导线被顺时针(CW)卷绕的第一线圈40A与第三线圈60A之间的第二线圈50A中，导线被逆时针(CCW)卷绕。即，第二线圈50B、50D、50F以及50H顺时针卷绕，其他第二线圈50A、50C、50E以及50G逆时针卷绕。

此外，在实施方式中，第一线圈40、第二线圈50、第三线圈60分别在周向上配置于相互不同的位置。例如，如图1所示，第一线圈40E和第二线圈50E在周向上所成的角度R12约为15度。同样地，第二线圈50E和第三线圈60E所成的角度R23以及第一线圈40E和第三线圈60D所成的角度R31也约为15度。

在该情况下，在实施方式中，第一线圈40的一部分在径向上与两个第二线圈50的一部分和两个第三线圈60的一部分相互对置。例如，如图5所示，第一线圈40F的一部分在径向上与第二线圈50E的一部分和第二线圈50F的一部分对置，并且与第三线圈60E的一部分和第三线圈60F的一部分对置。同样地，第二线圈50E的一部分与第一线圈40E的一部分和第一线圈40F的一部分对置，并且与第三线圈60D的一部分和第三线圈60E的一部分对置，第三线圈60E的一部分与第一线圈40E的一部分和第一线圈40F的一部分对置，并且与第二线圈50E的一部分和第二线圈50F的一部分对置。

图5是表示实施方式中的定子的一例的剖视立体图。图5中示出了沿图2的A－A线剖切的剖面。如图5所示，第二线圈50H与第二线圈50A在周向上以不隔着其他空心线圈X0、磁极部20的方式邻接。同样地，第三线圈60H与第三线圈60A也在周向上以不隔着其他空心线圈X0、磁极部20的方式邻接。需要说明的是，图5中没有观察到第一线圈40A以及第三线圈60H的圆弧部(弯曲部)和第三线圈60A的圆弧部(弯曲部)。

此外，如图5所示，磁极部20a在周向上配置于第二线圈50H的内侧且配置于第三线圈60H的内侧。同样地，如图2所示，磁极部20a在径向上配置于第一线圈40A的内侧。其他磁极部20b～20x也同样在周向上配置于任一个第一线圈40、第二线圈50以及第三线圈60中的至少任一个的内侧。

此外，如图5所示，沿周向排列成大致圆形的八个第一线圈40A～40H构成第一列C1。同样地，沿周向排列成大致圆形的八个第二线圈50A～50H构成第二列C2，沿周向排列成大致圆形的八个第三线圈60A～60H构成第三列C3。

第一列C1、第二列C2以及第三列C3形成以轴80为中心的大致同心圆。即，各第一线圈40A～40H配置为与轴80的径向上的距离大致相同。此外，第二线圈50A～50H配置为在径向上比第一列C1靠内侧，第三线圈60A～60H配置为在径向上比第一列C1和第二列C2靠内侧。

此外，在实施方式中，第一线圈40、第二线圈50以及第三线圈60分别与电机1的U相、V相以及W相对应。需要说明的是，U相、V相以及W相的排列只是一个例子，也可以与实施方式所示的例子顺序不同。

在实施方式中，空心线圈X0按第一线圈40、第二线圈50、第三线圈60的顺序配置于磁极部20。图6是表示实施方式中的第一线圈的装配的一例的剖视立体图。图7是表示实施方式中的第二线圈的装配的一例的剖视立体图。图8是表示实施方式中的第三线圈的装配的一例的剖视立体图。图6至图8中示出了沿图2的B－B线剖切的剖面。需要说明的是，在实施方式中，空心线圈X0例如在将环状的绝缘构件(不图示)包覆于磁极部20后进行配置。

如图6所示，第一线圈40F配置为与二十四个磁极部20中的磁极部20p和磁极部20r相接。此时，在周向上与磁极部20p和磁极部20r邻接的磁极部20q也配置于第一线圈40F的内侧。即，在第一线圈40F的内侧配置有三个磁极部20p、20q以及20r。其他第一线圈40A～40E以及第一线圈40G和第一线圈40H也以同样的方式配置。

此外，如图7所示，第二线圈50在径向上配置于已配置至磁极部20的第一线圈40的内侧。此时，如图7所示，第二线圈50F与在径向上邻接的第一线圈40F和第一线圈40G在周向上配置于不同的位置。

例如，在周向上配置于第二线圈50F的内侧的三个磁极部20q、20r以及20s中，仅磁极部20q和磁极部20r配置于第一线圈40F的内侧。磁极部20s配置于第一线圈40G的内侧而不配置于第一线圈40F的内侧。即，第二线圈50在周向上配置于横跨两个第一线圈40的位置。

同样地，如图8所示，第三线圈60在径向上配置于已配置至磁极部20的第二线圈50的内侧。此时，如图8所示，第三线圈60E与在径向上邻接的第二线圈50E和第二线圈50F在周向上配置于不同的位置。此外，第三线圈60E配置于在周向上与哪个第一线圈40都不同的位置。

例如，在周向上配置于第三线圈60E的内侧的三个磁极部20o、20p以及20q中，仅磁极部20o和磁极部20p配置于第二线圈50E的内侧，磁极部20r配置于第二线圈50F的内侧。此外，三个磁极部中，磁极部20o配置于第一线圈40E，与此相对，磁极部20p和磁极部20q配置于第一线圈40F。即，第三线圈60在周向上配置于横跨两个第一线圈40的位置且配置于横跨两个第二线圈50的位置。

需要说明的是，各磁极部20在周向上配置于至少一个空心线圈X0的内侧。此外，在实施方式中，各空心线圈X0以在周向上横跨多个磁极部20的方式配置。例如，磁极部20b在周向上配置于第一线圈40A的内侧且配置于第二线圈50A的内侧，并且配置于第三线圈60H的内侧。

如以上所说明的，在第一列C1配置有八个第一线圈40，并且在第二列C2配置有八个第二线圈50，在第三列C3配置有八个第三线圈60。需要说明的是，也可以是，在配置有全部空心线圈X0的定子2，从轴向的两侧还装接有未图示的防脱件。

如以上所说明的，实施方式中的电机1具备：磁轭10，具有沿周向排列的多个磁极部20；以及多个空心线圈40、50、60，沿周向排列。多个磁极部20配置于多个空心线圈40、50、60中的任一个的内侧。从多个空心线圈40、50、60中的邻接的两个空心线圈引出的连接端部彼此电连接。根据该结构，能简化电机的结构，并且能减少制造上的工时。

此外，根据该结构，能减小在轴向上从磁轭10突出的线圈端部的高度。此外，在该结构中，由于能将邻接的两个空心线圈X0连接起来，因此能减少部件数，并且能降低整个电机的电阻值，能降低功耗。

以上，对各实施方式的结构进行了说明，但实施方式不限于此。例如，也可以是，各实施方式中的电机也可以改变线圈的数量和磁铁的数量而不限于八极二十四槽的电机。此外，虽然对空心线圈X0以横跨三个磁极部20的方式配置的例子进行了说明，但实施方式不限于此。例如，空心线圈X0也可以以横跨两个磁极部20的方式配置，还可以以横跨四个以上的磁极部20的方式配置。此外，空心线圈X0的列的数量也为任意数量，可以是不形成第三列C3的结构、进一步形成第四列的结构。

进而，虽然对在周向上邻接的空心线圈X0以不经由其他磁极部20的方式直接邻接的结构进行了说明，但不限于此，也可以是空心线圈X0以在周向上隔开规定的间隔的方式邻接的结构。

此外，各实施方式中的电机为例如内转子型的无刷电机，但不限于此，也可以在外转子型的电机中采用实施方式中的空心线圈X0。此外，具备空心线圈X0的定子2也可以用于例如发电机等电机以外的旋转电动机。

此外，磁极部20在不妨碍空心线圈X0的配置的情况下，例如也可以是在末端侧(径向上的内侧)具备向周向突出的两个端部的形状。

此外，虽然对使用自粘线来形成空心线圈X0的结构进行了说明，但不限于此，例如也可以是用清漆等树脂材料来对使用绕线管卷绕而成的线圈进行覆盖的结构。

以上，基于实施方式和各变形例对本发明进行了说明，但本发明不限于实施方式和各变形例，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。本领域技术人员根据技术方案的记载可知，像这样进行了不脱离主旨的范围内的各种变更的方案也包含在本发明的技术范围内。

Claims (6)

1.一种电机，其特征在于，具备：

磁轭，具有沿周向排列的多个磁极部；以及

多个空心线圈，沿周向排列，

所述多个磁极部在周向上配置于所述多个空心线圈中的任一个的内侧，

从所述多个空心线圈中的邻接的两个空心线圈引出的连接端部彼此电连接。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述邻接的两个空心线圈的卷绕方向为彼此相反的方向。

3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，

所述多个空心线圈中，

在径向上形成第一列的第一组空心线圈形成了U相，

在径向上形成第二列的第二组空心线圈形成了V相，

在径向上形成第三列的第三组空心线圈形成了W相。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，

在周向上，所述第一组空心线圈、所述第二组空心线圈、所述第三组空心线圈排列于彼此不同的位置。

5.根据权利要求3或4所述的电机，其特征在于，

所述第一组空心线圈在周向上不与所述第二组空心线圈和所述第三组空心线圈邻接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，

所述空心线圈以横跨所述多个磁极部中的两个以上磁极部的方式配置。

Images