CN116746038A

CN116746038A - 定子

Info

Publication number: CN116746038A
Application number: CN202280008231.XA
Authority: CN
Inventors: 伊藤敬一
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2023-09-12
Also published as: JP7216254B2; EP4290742A1; JPWO2022168538A1; US20240333068A1; WO2022168538A1

Abstract

获得不需要将向齿的前端侧卷绕的线圈的端部向磁轭的外周侧拉回的工序的定子。在定子(10)中，各线圈(18)的一端部(181)配置在各齿(16)的齿根侧，各线圈(18)的另一端部(182)配置在各齿(16)的前端侧。相对于定子铁芯(12)配置在轴线方向的一方侧的第一母线(22)具有向各齿(16)的齿根侧延伸出且接合有各线圈(18)的一端部(181)的多个第一接合部(22U1、22V1、22W1)。相对于定子铁芯(12)配置于轴线方向的一方侧或另一方侧的第二母线(24)具有向各齿(16)的前端侧延伸出且接合有各线圈(18)的另一端部(182)的多个第二接合部(24S2)。

Description

定子

技术领域

本公开涉及马达的定子。

背景技术

日本特开2014-11937号公报所记载的定子具有定子铁芯和在定子铁芯上装配有多个的线圈。线圈由平角导体构成，具有卷绕于定子铁芯的齿的绕线部、从绕线部的外侧端部引出的末端部和从绕线部的内侧端部引出的母线(Bass bar)部。绕线部的外侧端部配置在齿的齿根侧，从该外侧端部引出的末端部配置在定子铁芯的磁轭的外周侧。绕线部的内侧端部配置在齿的前端部侧，上述的母线部从该内侧端部向磁轭的外周侧被拉回。该母线部与其他的线圈的末端部接合。

日本特开2020-145916号公报所记载的马达具备多个定子部件和母线部件。多个定子部件分别卷绕有线圈，在马达的轴向上观察呈环状地排列。各线圈的两端部被引出至定子部件的外周侧，与母线部件接合。该母线部件具备环状的基座部和从该基座部向定子部件的外周侧延伸出的连接端子，线圈的两端部插通形成于连接端子的两个凹部。

发明内容

发明要解决的问题

在上述各公报所记载的现有技术中，各线圈的两端部向磁轭的外周侧引出。尤其是在粗线的线圈的情况下，在这种结构中，在向齿卷绕线圈的工序之后，需要将卷绕于齿的前端侧的线圈的端部向磁轭的外周侧拉回的工序。其结果，成为例如制造成本增加、作业性降低、线圈尺寸精度劣化等的主要原因。

本公开考虑上述事实，目的在于提供不需要将卷绕于齿的前端侧的线圈的端部向磁轭的外周侧拉回的工序的定子。

用于解决问题的手段

第一方式的定子具备：定子铁芯，具有磁轭以及多个齿；多个线圈，分别卷绕于所述多个齿，各一端部配置于各所述齿的齿根侧，各另一端部配置于各所述齿的前端侧；第一母线，具有相对于所述定子铁芯配置在轴线方向的一方侧且沿着所述磁轭在所述定子铁芯的周向上延伸的第一延伸部，并且具有从所述第一延伸部向各所述齿的齿根侧延伸出且接合有各所述线圈的所述一端部的多个第一接合部；以及第二母线，具有相对于所述定子铁芯沿轴线方向配置且沿着所述磁轭在所述定子铁芯的周向上延伸的第二延伸部，并且具有从所述第二延伸部向各所述齿的前端侧延伸出且接合有各所述线圈的所述另一端部的多个第二接合部。

在第一方式的定子中，在定子铁芯所具有的多个齿分别卷绕有线圈。各线圈的一端部配置于各齿的齿根侧，各线圈的另一端部配置于各齿的前端侧。相对于定子铁芯在轴线方向的一方侧配置有第一母线。第一母线具有沿着定子铁芯的磁轭在定子铁芯的周向上延伸的第一延伸部。从该第一延伸部向各齿的齿根侧延伸出多个第一接合部。在多个第一接合部接合有各线圈的一端部。相对于定子铁芯在轴线方向的一方侧或另一方侧配置有第二母线。第二母线具有沿着磁轭在定子铁芯的周向上延伸的第二延伸部。从该第二延伸部向各齿的前端侧延伸出多个第二接合部。在多个第二接合部接合有各线圈的另一端部。这样，第二母线的第二接合部向齿的前端侧延伸出而与各线圈的另一端部接合，所以不需要将向齿的前端侧卷绕的各线圈的另一端部向磁轭的外周侧拉回的工序。

第二方式的定子在第一方式的基础上，所述第二母线相对于所述定子铁芯配置在轴线方向的另一方侧。

在第二方式的定子中，第一母线相对于定子铁芯配置在轴线方向的一方侧，第二母线相对于定子铁芯配置在轴线方向的另一方侧。这样，第一母线和第二母线相对于定子铁芯在轴线方向两侧分开配置，所以容易对各母线进行冷却。

第三方式的定子在第二方式的基础上，具备：第一绝缘体，具有绝缘性以及导热性，保持所述第一延伸部；以及第二绝缘体，具有绝缘性以及导热性，保持所述第二延伸部。

根据第三方式的定子，相对于定子铁芯配置在轴线方向的一方侧的第一母线的第一延伸部被具有绝缘性以及导热性的第一绝缘体保持。相对于定子铁芯配置在轴线方向的另一方侧的第二母线的第二延伸部被具有绝缘性以及导热性的第二绝缘体保持。能够经由第一绝缘体以及第二绝缘体对第一母线以及第二母线的热进行散热。

第四方式的定子在第一方式的基础上，所述第二母线相对于所述定子铁芯配置在轴线方向的一方侧。

在第四方式的定子中，第一母线以及第二母线相对于定子铁芯配置在轴线方向的一方侧。这样，第一母线以及第二母线双方相对于定子铁芯集中配置在轴线方向的一方侧，所以能够将第一母线以及第二母线的单元一体化从而降低制造成本。另外，因为仅在定子铁芯的轴线方向的一方侧进行各母线与各线圈的接合，所以能够简化定子的组装工序、步骤。

第五方式的定子在第四方式的基础上，具备绝缘体，所述绝缘体具有绝缘性以及导热性，保持所述第一延伸部以及所述第二延伸部。

在第五方式的定子中，相对于定子铁芯配置在轴线方向的一方侧的第一母线以及第二母线被具有绝缘性以及导热性的绝缘体集中保持。能够经由该绝缘体对第一母线以及第二母线的热进行散热。

第六方式的定子在第一方式至第五方式中任一方式的基础上，所述多个线圈包括U相线圈、V相线圈以及W相线圈，所述第一母线包括U相母线、V相母线以及W相母线，所述U相母线、所述V相母线以及所述W相母线分别具有与三相电源连接的U相端子部、V相端子部以及W相端子部。

在第六方式的定子中，在第一母线所包括的U相母线、V相母线以及W相母线接合U相线圈、V相线圈以及W相线圈的一端部，U相线圈、V相线圈以及W相线圈的另一端部与第二母线连接。U相母线、所述V相母线以及所述W相母线所具有的U相端子部、V相端子部以及W相端子部与三相电源连接。由此，能够使本定子起到三相马达的定子的功能。

发明效果

如以上所说明，在本公开的定子中，不需要将向齿的前端侧卷绕的线圈的端部向磁轭的外周侧拉回的工序。

附图说明

图1是示出第一实施方式的定子的立体图。

图2是示出第一实施方式的定子的俯视图。

图3是示出沿图2的F3-F3线的剖面的剖视图。

图4是示出第一实施方式的定子的分解立体图。

图5是示出第一实施方式的定子的局部结构的剖视图。

图6是示出第一实施方式的定子的母线单元的一部分的立体图。

图7是示出第二实施方式的定子的立体图。

图8是示出第二实施方式的定子的与图3同样的剖视图。

图9是示出第二实施方式的定子的分解立体图。

图10是示出第二实施方式的定子的第一母线单元的一部分的立体图。

图11是示出第二实施方式的定子的第二母线单元的一部分的立体图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

以下，使用图1～图5对本公开的第一实施方式的定子10进行说明。此外，在各图中，适当改变图像的比例尺。另外，在各图中，有时为了方便观察图片而省略了一部分的附图标记。

如图1～图4所示，本实施方式的定子10是具备定子铁芯12、多个(在此为24个)线圈18和母线单元20的电枢(定子)。定子铁芯12、多个线圈18以及母线单元20收纳在圆筒状的外壳28内。在该定子10的内侧配置有未图示的转子，构成内转子式马达(旋转电机)。这种马达的一例为三相马达。

定子铁芯12是多块由电磁钢板构成的铁芯片层叠而成的。该定子铁芯12形成为环状，具有磁轭14和多个(在此为24个)齿16。磁轭14成为圆筒状。多个齿16形成为从磁轭14的内周面朝向定子铁芯12的径向的内侧突出。多个齿16在定子铁芯12的周向上等间隔地排列形成，在多个齿16之间分别形成有槽(省略附图标记)。该定子10嵌合在外壳28的内侧。此外，图1～图4所示的定子10的极数、槽数只是单纯一例，并不限定于此。

多个线圈18分别绕多个齿16螺旋状地卷绕。在各线圈18与各齿16之间具有绝缘体、绝缘纸或绝缘涂料等绝缘物。各线圈18的结构为，例如由铜、铝、银或它们的合金线材构成的线材被珐琅等绝缘物覆盖。该线材在此为圆线，但也可以是平角线、六棱线等。从定子铁芯12的径向观察，该线圈18卷绕为以定子铁芯12的轴线方向作为长边的大致长矩形状。如图5所示，线圈18的作为起绕端部的一端部181配置在齿16的齿根侧，作为绕完的端部的另一端部182配置在齿16的前端侧。一端部181以及另一端部182都向定子铁芯12的轴线方向的一方侧延伸。此外，被绕线的线圈18可以是一根也可以是两根以上。

多个线圈18由多个(在此为8个)U相线圈18U、多个(在此为8个)V相线圈18V和多个(在此为8个)W相线圈18W构成。沿定子铁芯12的周向，按U相线圈18U、V相线圈18V、W相线圈18W的顺序依次排列。各U相线圈18U彼此、各V相线圈18V彼此、各W相线圈18W彼此分别在定子铁芯12的周向上隔开间隔地装配于定子铁芯12的齿16。而且，相邻的同相(U相、V相、W相中的相同相)的线圈18彼此被母线单元20电连接。

如图1～图4所示，母线单元20相对于定子铁芯12配置于轴线方向的一方侧。如图6所示，母线单元20具有第一母线22、第二母线24和绝缘体26。第一母线22由U相母线22U、V相母线22V和W相母线22W构成。第二母线24作为一例由多个(在此为8个)母线分割体24S构成。U相母线22U、V相母线22V、W相母线22W以及母线分割体24S作为一例是由金属板被冲压成形而制造的，但并不限于此。例如与线圈18一样，也可以是利用圆线制造U相母线22U、V相母线22V、W相母线22W以及母线分割体24S的结构。

U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W分别具有沿着磁轭14在定子铁芯12的周向上呈环状地延伸的第一延伸部22U1、22V1、22W1和从第一延伸部22U1、22V1、22W1向各齿16的齿根侧延伸出的多个第一接合部22U2、22V2、22W2。再有，U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W具有从第一延伸部22U1、22V1、22W1向定子铁芯12的径向外侧延伸出的U相端子部22U3、V相端子部22V3以及W相端子部22W3(参照图1、图2以及图4)。此外，也可以构成为U相端子部22U3、V相端子部22V3以及W相端子部22W3从第一延伸部22U1、22V1、22W1向定子铁芯12的轴线方向外侧延伸出。

U相母线22U的第一延伸部22U1、V相母线22V的第一延伸部22V1和W相母线22W的第一延伸部221W1与定子铁芯12同心状地配置。第一延伸部22U1、第一延伸部22V1、第一延伸部22W1从定子铁芯12的径向外侧按第一延伸部22U1、第一延伸部22V1、第一延伸部22W1的顺序空开间隔地排列。从定子铁芯12的轴线方向观察，第一延伸部22U1、22V1、22W1配置于与磁轭14重叠的区域。此外，定子铁芯12的径向上的第一延伸部22U1、第一延伸部22V1以及第一延伸部22W1的上述位置关系单纯只是一例，能够适当改变。

第一接合部22U2、22V2、22W2在从第一延伸部22U1、22V1、22W1暂时向定子铁芯12的相反侧延伸后，朝向定子铁芯12的径向内侧弯曲，各前端部配置在各齿16的齿根附近。在第一接合部22U2、22V2、22W2的各前端部分别形成有第一插入部23。各第一插入部23从定子铁芯12的轴线方向观察为定子铁芯12的周向的一方侧开放的U字状。在各第一插入部23的内侧插入有各线圈18的一端部181，通过焊接等方法将各第一插入部23和各线圈18的一端部181接合。此外，也可以构成为在第一接合部22U2、22V2、22W2的各前端部未形成第一插入部23。

构成第二母线24的多个母线分割体24S分别具有沿着磁轭14在定子铁芯12的周向上呈圆弧状地延伸的第二延伸部24S1和从第二延伸部24S1向各齿16的前端侧延伸出的多个(在此为3个)第二接合部24S2。第二延伸部24S1在定子铁芯12的径向内侧相对于W相母线22W的第一延伸部22W1空开间隔地配置，并弯曲成与定子铁芯12同心的圆弧状。

多个第二接合部24S2在从第二延伸部24S1暂时向定子铁芯12的相反侧延伸后，朝向定子铁芯12的径向内侧弯曲，各前端部配置在各齿16的前端附近。在各第二接合部24S2的前端部分别形成有第二插入部25。各第二插入部25从定子铁芯12的轴线方向观察为定子铁芯12的周向的一方侧开放的U字状。在各第二插入部25的内侧插入有各线圈18的另一端部182，通过焊接等方法使各第二插入部25和各线圈18的另一端部182接合。此外，也可以构成为在各第二接合部24S2的前端部未形成第二插入部25。另外，也可以构成为第二母线24没有分成多个母线分割体24S而是一体形成的。

绝缘体26作为一例由模制树脂构成，形成为环状。该绝缘体26嵌合于外壳28的内侧。该绝缘体26例如在环氧树脂等热固化性树脂、热可塑性树脂等中作为填料混匀非磁性体的粉末，具有导热性以及绝缘性。在该绝缘体26中，埋设有U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W的第一延伸部22U1、22V1、22W1和多个母线分割体24S的第二延伸部24S1。由该绝缘体26保持U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W的第一延伸部22U1、22V1、22W1和多个母线分割体24S的第二延伸部24S1。

此外，绝缘体26的结构不限于上述而能够适当改变。例如也可以构成为，在由具有导热性以及绝缘性的树脂形成为环状的绝缘体26上，同心状地形成在定子铁芯12的轴线方向的一方侧开口的多个环状槽，并在这些环状槽内插入保持第一延伸部22U1、22V1、22W1以及第二延伸部24S1。另外例如也可以构成为，位于定子铁芯12与各线圈18之间的未图示的绝缘体与上述的绝缘体26一体化。

在上述结构的定子10中，U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W所具有的U相端子部22U3、V相端子部22V3以及W相端子部22W3与三相电源连接。由此，上述结构的定子10起到三相马达的定子的功能。

(作用以及效果)

接下来对本实施方式的作用以及效果进行说明。

在上述结构的定子10中，在定子铁芯12所具有的多个齿16上分别卷绕有线圈18。各线圈18的一端部181配置在各齿16的齿根侧，各线圈18的另一端部182配置在各齿16的前端侧。第一母线22以及第二母线24相对于定子铁芯12配置在轴线方向的一方侧。第一母线22由U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W构成。U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W具有沿定子铁芯12的磁轭14在定子铁芯12的周向上延伸的第一延伸部22U1、22V1、22W1。从这些第一延伸部22U1、22V1、22W1向各齿16的齿根侧延伸出多个第一接合部22U2、22V2、22W2。在多个第一接合部22U2、22V2、22W2的前端部接合有各线圈18的一端部181。

第二母线24由多个母线分割体24S构成。各母线分割体24S具有沿磁轭14在定子铁芯12的周向上延伸的第二延伸部24S1，从第二延伸部24S1向各齿16的前端侧延伸出多个第二接合部24S2。在多个第二接合部24S2接合有各线圈18的另一端部182。这样，第二母线24的第二接合部24S2向齿16的前端侧延伸出(延长)并与各线圈18的另一端部182接合，所以不需要将向齿16的前端侧卷绕的各线圈18的另一端部182向磁轭14的外周侧拉回的工序(对线圈末端的位置进行校正的工序)。

其结果，能够简化制造工序，能够降低制造成本。另外，因为不会产生将各线圈18的另一端部182向磁轭14的外周侧拉回而引起的另一端部182(线圈末端)的尺寸劣化，所以能够维持线圈18的卷绕精度地将线圈18组装于定子铁芯12。再有，不需要线圈18的另一端部182的拉回，能够使线圈18的另一端部182维持在绕线时的位置，所以另一端部182的位置稳定。由此，能够稳定地进行另一端部182与第二接合部24S2的接合(例如焊接)。另外，如果线圈18为粗线且匝数少或是空间受限，则具有不能在磁轭14的外周侧配置线圈18的一端部181以及另一端部182的情况，但在本实施方式中，无需将另一端部182配置在磁轭14的外周侧，因此优选。

另外，在本实施方式中，在第一母线22的第一接合部22U2、22V2、22W2形成有供线圈18的一端部181插入的第一插入部23，在第二母线24的第二接合部24S2形成有供线圈18的另一端部182插入的第二插入部25。通过该插入，线圈18的一端部181以及另一端部182与第一接合部22U2、22V2、22W2以及第二接合部24S2的位置关系稳定，所以一端部181以及另一端部182与第一接合部22U2、22V2、22W2以及第二接合部24S2的接合作业变得容易。

另外，在本实施方式中，第一母线22以及第二母线24双方相对于定子铁芯12集中配置在轴线方向的一方侧。由此，与第一母线22和第二母线24相对于定子铁芯12分开配置于轴线方向的两侧的情况相比，能够使第一母线22以及第二母线24的单元一体化从而能够降低制造成本。另外，仅在定子铁芯12的轴线方向一方侧进行各母线22、24与各线圈18的接合，所以能够简化定子10的组装工序和步骤。

另外，在本实施方式中，构成第一母线22的U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W和构成第二母线24的多个母线分割体24S被具有绝缘性以及导热性的绝缘体26集中保持。能够经由该绝缘体26对第一母线22以及第二母线24的热散热。

＜第二实施方式＞

接下来，对本公开的第二实施方式进行说明。此外，对于与第一实施方式基本相同的结构以及作用标记与第一实施方式相同的附图标记并省略其说明。

如图7～图9所示，在第二实施方式的定子30中，配置于各齿16的齿根侧的各线圈18的一端部181向定子铁芯12的轴线方向的一方侧延伸，配置于各齿16的前端侧的各线圈18的另一端部182向定子铁芯12的轴线方向的另一方侧延伸。在该定子30中，第一母线单元32配置在相对于定子铁芯12的轴线方向的一方侧，第二母线单元36配置在相对于定子铁芯12的轴线方向的另一方侧。

如图10所示，第一母线单元32由第一母线22和第一绝缘体34构成。第一母线22与第一实施方式一样由U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W构成，第一绝缘体34与第一实施方式的绝缘体26基本上是相同的结构。在该第一绝缘体34埋设保持有U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W的第一延伸部22U1、22V1、22W1。在U相母线22U、V相母线22V以及W相母线22W所具有的多个第一接合部22U2、22V2、22W2的前端部，分别形成有第一插入部23。在各第一插入部23插入并接合有各线圈18的一端部181。

如图11所示，第二母线单元36由第二母线24和第二绝缘体38构成。第二母线24与第一实施方式一样由多个母线分割体24S构成，第二绝缘体38与第一实施方式的绝缘体26基本上是相同的结构。在该第二绝缘体38埋设保持有多个母线分割体24S的第二延伸部24S1。在多个母线分割体24S所具有的多个第二接合部24S2的前端部，分别形成有第二插入部25。在各第二插入部25接合有各线圈18的另一端部182。在该实施方式中，上述以外的结构与第一实施方式一样。

在该实施方式中，第二母线24的多个母线分割体24S也具有从第二延伸部24S1向各齿16的前端侧延伸出的多个第二接合部24S2，配置在各齿16的前端侧的各线圈18的另一端部182接合于各第二接合部24S2的前端部。这样，第二母线24的第二接合部24S2向齿16的前端侧延伸出(延长)并与各线圈18的另一端部182接合，所以不需要将向齿16的前端侧卷绕的各线圈18的另一端部182向磁轭14的外周侧拉回的工序。

另外，在该实施方式中，第一母线22相对于定子铁芯12配置在轴线方向的一方侧，第二母线24相对于定子铁芯12配置在轴线方向的另一方侧。这样，第一母线22与第二母线24相对于定子铁芯12分开配置在轴线方向两侧，所以容易对第一母线22以及第二母线24进行冷却。

另外，在该实施方式中，相对于定子铁芯12配置在轴线方向的一方侧的第一母线22的第一延伸部22U1、22V1、22W1被具有绝缘性以及导热性的第一绝缘体34保持。相对于定子铁芯12配置在轴线方向的另一方侧的第二母线24的第二延伸部24S1被具有绝缘性以及导热性的第二绝缘体38保持。能够经由这些第一绝缘体34以及第二绝缘体38对第一母线22以及第二母线24的热进行散热。

以上，虽然列举两个实施方式对本公开进行了说明，但本公开在不超出其主旨的范围内能够进行各种变更地实施。另外，本公开的权利范围当然不限于上述各实施方式。

另外，2021年2月5日申请的日本国特许出愿2021-017703号的公开的全部通过参照的方式引入本说明书。本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术规格与具体且单独记载了通过参照而引入的各个文献、专利申请及技术规格的情况相同，通过参照引入本说明书。

Claims

1.一种定子，其中，具备：

定子铁芯，具有磁轭以及多个齿；

多个线圈，分别卷绕于所述多个齿，各一端部配置于各所述齿的齿根侧，各另一端部配置于各所述齿的前端侧；

第一母线，具有相对于所述定子铁芯配置在轴线方向的一方侧且沿着所述磁轭在所述定子铁芯的周向上延伸的第一延伸部，并且具有从所述第一延伸部向各所述齿的齿根侧延伸出且接合有各所述线圈的所述一端部的多个第一接合部；以及

第二母线，具有相对于所述定子铁芯沿轴线方向配置且沿着所述磁轭在所述定子铁芯的周向上延伸的第二延伸部，并且具有从所述第二延伸部向各所述齿的前端侧延伸出且接合有各所述线圈的所述另一端部的多个第二接合部。

2.根据权利要求1所述的定子，其中，

所述第二母线相对于所述定子铁芯配置于轴线方向的另一方侧。

3.根据权利要求2所述的定子，其中，具备：

第一绝缘体，具有绝缘性以及导热性，保持所述第一延伸部；以及

第二绝缘体，具有绝缘性以及导热性，保持所述第二延伸部。

4.根据权利要求1所述的定子，其中，

所述第二母线相对于所述定子铁芯配置于轴线方向的一方侧。

5.根据权利要求4所述的定子，其中，

具备绝缘体，所述绝缘体具有绝缘性以及导热性，保持所述第一延伸部以及所述第二延伸部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定子，其中，

所述多个线圈包括U相线圈、V相线圈以及W相线圈，

所述第一母线包括U相母线、V相母线以及W相母线，

所述U相母线、所述V相母线以及所述W相母线分别具有与三相电源连接的U相端子部、V相端子部以及W相端子部。