CN117791906A - 定子、直线电机、电磁减振器、悬架总成以及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种定子、直线电机、电磁减振器、悬架总成以及车辆，定子包括在轴向上具有多层绕线槽的第一轴段，绕线槽的槽壁开设有至少一个第一过线通道，第一过线通道从绕线槽的槽底延伸至绕线槽的开口处。在将导线缠绕至绕线槽内以得到绕组线圈时，可以将导线的起始端的线头留在绕线槽的外侧，并将起始端通过第一过线通道伸入绕线槽的槽底处开始绕线。由于导线的起始端可以通过第一过线通道伸入至绕线槽的槽底位置并开始由内向外进行绕线，因此，导线从绕线槽的外侧伸入至槽底位置的部分无需占用绕线槽的轴向空间，进而使得绕线槽的全部空间均可以用来绕线，从而提升绕线槽的槽满率，在将其用于直线电机时，可以提升直线电机的性能。

Description

定子、直线电机、电磁减振器、悬架总成以及车辆

技术领域

本公开涉及车辆减振技术领域，具体地，涉及一种定子、直线电机、电磁减振器、悬架总成以及车辆。

背景技术

直线电机是一种电动机的类型，它可以将电能转化为机械能，用于推动物体在直线方向上运动。它与传统的旋转电机(如直流电机和交流电机)不同，直线电机产生的运动是直线运动而不是旋转运动。直线电机有诸多使用场景，例如目前市面上的电磁悬架，可以采用直线电机来实现主动减振。

在相关技术中，在将导线缠绕至铁芯轴的线槽中而得到绕组线圈时，通常先将导线的起始端的线头预留在线槽的外侧，然后将导线的起始端沿径向伸入至线槽的槽底位置并开始绕线，直至导线将线槽绕满。如此设计，由于导线的起始端从线槽的外侧伸入至槽底位置时会占据线槽的轴向空间，制约了电机的绕线满槽率的提升。

发明内容

本公开的目的是提供一种定子、直线电机、电磁减振器、悬架总成以及车辆，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种定子，所述定子包括在轴向上具有多层绕线槽的第一轴段，所述绕线槽的槽壁开设有至少一个第一过线通道，所述第一过线通道从所述绕线槽的槽底延伸至所述绕线槽的开口处。

可选地，还包括同轴设置在所述第一轴段的端面的第二轴段，所述第二轴段的外侧壁开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道。

可选地，所述第一轴段的直径大于所述第二轴段的直径，所述第一轴段和所述第二轴段之间的轴肩上形成至少一个第三过线通道，所述第三过线通道与相应的所述第二过线通道连通。

可选地，所述第一轴段包括轴向依次排布的多个齿盘，相邻两个齿盘之间形成有所述绕线槽，所述第一过线通道开设在所述齿盘的盘面上，其中，所述齿盘的外周开设有至少一个缺口，所述缺口形成在相应的所述第一过线通道的末端。

可选地，至少部分所述齿盘的缺口相对齐。

可选地，还包括同轴设置在所述第一轴段的端面的第二轴段，所述第一轴段的直径大于所述第二轴段的直径，其中，所述第二轴段的外侧壁开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道，所述第一轴段和所述第二轴段之间的轴肩上形成至少一个第三过线通道，所述第三过线通道连通在相应的所述第二过线通道和所述缺口之间。

可选地，所述第一轴段还包括芯轴，所述多个齿盘依次堆叠且套设在所述芯轴的外侧，所述齿盘的中心部分形成轴向凸出的支撑部，相邻的两个齿盘之间通过所述支撑部支撑。

可选地，所述芯轴和所述第二轴段一体成型。

可选地，所述多个齿盘一体成型，且与所述第二轴段一体成型。

根据本公开的第二个方面，提供一种直线电机，包括动子和上述的定子，所述动子可沿所述定子的轴向方向移动。

可选地，所述动子包括用于容纳所述定子的壳体和设置在所述壳体的内壁的磁钢。

可选地，所述动子还包括设置在所述壳体中的沿轴向延伸的导向柱，所述第一轴段开设有供所述导向柱伸入的导向槽。

根据本公开的第三个方面，提供一种电磁减振器，包括上述的直线电机。

根据本公开的第四个方面，提供一种悬架总成，包括悬架主体和上述的电磁减振器，其中，所述动子连接在所述悬架主体上，所述定子用于连接到车辆的车身。

根据本公开的第五个方面，提供一种车辆，包括上述的悬架总成。

通过上述技术方案，在将导线缠绕至绕线槽内以得到绕组线圈时，可以将导线的起始端的线头留在绕线槽的外侧，并将导线的起始端通过第一过线通道伸入绕线槽的槽底处开始绕线，直至绕满绕线槽。由于导线的起始端可以通过第一过线通道伸入至绕线槽的槽底位置并开始由内向外进行绕线，因此，导线从绕线槽的外侧伸入至槽底位置的部分无需占用绕线槽的轴向空间，进而使得绕线槽的全部空间均可以用来绕线，从而提升绕线槽的槽满率，在将其用于直线电机时，可以提升直线电机的性能。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开示例性示出的一种直线电机的主剖视图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1中示出的直线电机的定子的示意图；

图4是图3中示出的定子的主视图；

图5是图3中示出的定子的第一轴段的俯剖视图；

图6是图3中示出的定子的俯视图；

图7是根据本公开示例性示出的另一种直线电机的定子的示意图；

图8是图7中示出的每一层齿盘的俯视图，其中，齿盘的上侧设置有绕组线圈。

附图标记说明

100-定子；101-轴肩；110-第一轴段；111-绕组线圈；112-绕线槽；113-导向槽；120-第二轴段；121-第二过线通道；200-动子；210-壳体；220-磁钢；230-导向柱；300-缺口；400-第一过线通道；500-第三过线通道；610-芯轴；620-齿盘；630-支撑部；710-第一连接件；720-第二连接件。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”可以是基于相关零部件实际使用的方向定义的，或者，也可以是基于自身结构而言的，例如：第二轴段的“外”侧壁开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道指的是第二过线通道开设在第二轴段的外表面；齿盘的“外”周开设有至少一个缺口指的是缺口开设在齿盘的外边缘处；动子包括壳体和设置在壳体的“内壁”的磁钢指的是磁钢在壳体的内表面上。

除此之外，在本公开中，使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

参照图1-图8，根据本公开的第一个方面，提供一种定子，定子100包括在轴向上具有多层绕线槽112的第一轴段110，绕线槽112的槽壁开设有至少一个第一过线通道400，第一过线通道400从绕线槽112的槽底延伸至绕线槽112的开口处，例如可以沿径向延伸。本公开不对绕线槽112的槽壁上的第一过线通道400的数量作限制，其可以根据每个绕线槽112中的绕组线圈111的具体类型和数量适应性设计。这里的绕组线圈111由导线在绕线槽112内绕制得到，在通电时可以与动子200产生磁力，进而驱动电机作业，例如在图5示出的实施例中，绕线槽112的槽壁上的第一过线通道400的数量可以为一个。此外，在其他一些实施例中，绕线槽112的槽壁上的第一过线通道400的数量可以为两个、三个等。

需要解释的是，上述的“槽底”指的是绕线槽112的与槽口相对的底面，上述的“绕线槽112的开口处”指的是绕线槽112的槽口的位置。

本公开不对绕线槽112的形成方式作限制，例如图1-图4示出的实施例中，第一轴段110可以构造为圆柱体，绕线槽112可以通过切削工具(例如车刀、铣刀)直接在第一轴段110的外壁面加工形成，在这种情况下，第一过线通道400也可以直接通过切削工具在槽壁上切槽形成。此外，在图7示出的实施例中，绕线槽112也可以由相邻的两个齿盘620之间预留的容纳空间形成，在这种情况下，第一过线通道400可以与齿盘620一体成型，具体将在下文详细介绍。

本公开不对缠绕在绕线槽112内的绕组线圈111作限制，以三组相线为例，其可以包括A相、B相和C相，三组相线之间的接线方式可以星形连接，或者也可以是Y形连接等，由于绕组线圈111的接线方式为本领域技术人员所熟知，这里不作过多解释。在本公开的实施例中，每个绕线槽112内可以仅设置有一种绕组线圈111，例如A相或B相或C相。此外，在其他一些实施例中，每个绕线槽112内也可以设置有至少两种绕组线圈111，例如A相+B相、B相+C相、A相+B相+C相等。需要说明的是，属于同一相的多个绕组线圈111可以由一根导线绕制而成，即在一个绕线槽112内绕线完成后，其线头通过另一个绕线槽112的第一过线通道400伸入绕线槽112的槽底位置并继续由内向外绕线，以此往复，直至走线完毕。此外，在其他的一些实施例中，同一相的多个绕组线圈111也可以彼此独立，即分别由各自的导线绕制而成且位于各自对应的绕线槽112内，在这种情况下，相邻的两个绕组线圈111的一组线头需要彼此电连接，以形成串联关系。

需要说明的是，图1和图2中仅示出了一个绕线槽112和一个第一过线通道400，其只是示例性展示，而根据其他情况，第一轴段110上可以形成多个绕线槽112，每个绕线槽112内均可以缠绕有至少一个绕组线圈111，且每个绕线槽112的槽壁均开设有至少一个第一过线通道槽400。

通过使用上述技术方案，在将导线缠绕至绕线槽112内以得到绕组线圈111时，可以先将导线的起始端的线头预留在绕线槽112的外侧，并将导线从起始端开始通过第一过线通道400进入绕线槽112的槽底处并开始绕线，直至绕满绕线槽112后，再通过另一绕线槽112的第一过线通道400进入槽底处并开始绕线，如此往复。由于导线可以通过第一过线通道400从绕线槽112的外侧伸入至绕线槽112的槽底位置并开始由内向外进行绕线，即导线从绕线槽112的外侧伸入至槽底位置的部分无需占用绕线槽112的轴向空间，进而使得绕线槽112的全部空间均可以用来绕线，从而提升绕线槽112的槽满率，在将其用于直线电机时，可以提升直线电机的性能。此外，根据上述的绕线方式，导线的线头始终位于轴的径向外侧，便于走线以及不同导线的连接，当结构出现故障时，可以快速实现拆装和维护。

参照图1-图4、图7，在本公开的实施例中，定子还可以包括同轴设置在第一轴段110的端面的第二轴段120，第二轴段120的外侧壁可以开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道121。如此设计，可以把从第一轴段110引出的绕组线圈111的线头通过第二轴段120上的第二过线通道121进一步引出。一方面，将绕组线圈111的线头设置为在第二轴段120的外侧走线，可以方便在外侧对线头进行固定、打胶等，另一方面，通过在第二轴段120的外侧开设第二过线通道121可以避免绕组线圈111的线头占用第二轴段120的外周空间。第二过线通道121可以沿轴向延伸，也可以以螺旋等形式在第二轴段120的壁面延伸。此外，本公开不对第二过线通道121的数量作限制，其可以是根据绕组线圈111的具体类型和数量设计为一个、两个等。

参照图1-图3、图6，在本公开的实施例中，第一轴段110的直径可以大于第二轴段120的直径，第一轴段110和第二轴段120之间的轴肩101上可以形成至少一个第三过线通道500，第三过线通道500与相应的第二过线通道121连通。这里的轴肩101指的是第一轴段110的与第二轴段120邻接的端面，通过在轴肩101设置第三过线通道500可以将从第一轴段110引出的线头直接经由第三过线通道500引入第二过线通道121，线头无需占用轴肩101外部空间而是隐藏在第一轴段110内，可以对线头的走向起到限位和保护作用。

本公开不对第三过线通道500的数量和形状作限制，例如，在图3示出的实施例中，第三过线通道500的数量可以为三个，其中两个为曲线状，另一个为直线状，两个曲线状的第三过线通道500最终汇合至直线状的第三过线通道500，进而使三个第三过线通道500共同与一个第二过线通道121连通，在这种情况下，第一轴段110可以引出三个绕组线圈111的线头，每个线头分别进入对应的第三过线通道500内。此外，在其他一些实施例中，第三过线通道500的数量也可以为一个且为直线状，在这种情况下，第一轴段110可以仅引出一个绕组线圈111的线头。

参照图1-图8，在本公开的实施例中，第一轴段110可以包括轴向依次排布的多个齿盘620，相邻两个齿盘620之间形成有绕线槽112，第一过线通道400可以开设在齿盘620的盘面上。其中，齿盘620的外周可以开设有至少一个缺口300，缺口300可以形成在相应的第一过线通道400的末端，这里的“端部”指的是第一过线通道400的靠近齿盘620的外周的端部，换言之，其指的是缺口300与第一过线通道400对齐。如此设计，绕组线圈111的位于外侧的线头可以通过对应的缺口300走线进入相邻的绕线槽112，并通过第一过线通道400进入绕线槽112的槽底以开始下一次绕线。本公开不对每个齿盘620开设的缺口300的数量作限制，其可以是图8示出的三个，或者也可以是一个、两个等。

参照图1-图3，在本公开的实施例中，至少部分齿盘620的缺口300相对齐，在这种情况下，不同层绕线槽112上的第一过线通道400也对齐。这里，“对齐”指的是沿着轴向观看其中一个缺口300时，另一个缺口300被该缺口300遮挡，二者的连线平行于第一轴段110的轴线。相互对齐的多个缺口300可以形成绕组线圈111的线头的沿轴向延伸的走线通道，该走线通道与前述第一过线通道400连通。如此设计，一方面，将绕组线圈111的线头在走线通道内进行走线可以避免其与外侧的动子200发生摩擦干涉，且在该走线通道内进行各个绕组线圈111之间的接线操作方便简单，在出现电路故障时检修方便，另一方面，多个缺口300对齐可以使导线直上直下，避免线路杂乱，降低安全隐患。

例如在图3示出的实施例中，可以有三组缺口300对齐，三组对齐的缺口300可以分别用于A相、B相和C相走线。此外，在其他一些实施例中，可以有一组缺口300对齐，在这种情况下，A相、B相和C相走线可以位于同一组缺口300内走线。

参照图1-图8，在本公开的实施例中，定子100还可以包括同轴设置在第一轴段110的端面的第二轴段120，第一轴段110的直径可以大于第二轴段120的直径。其中，第二轴段120的外侧壁可以开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道121，第一轴段110和第二轴段120之间的轴肩101上可以形成至少一个第三过线通道500，第三过线通道500可以连通在相应的第二过线通道121和缺口300之间，这里的缺口300指的是位于轴肩101位置的缺口。如此设计，从第一轴段110中引出的绕组线圈111的线头可以依次经过第三过线通道500和第二过线通道121引出，无需占用直线电机内部空间，且可以对绕组线圈111的导线起到保护作用。

在图7和图8示出的实施例中，第一轴段110可以包括芯轴610，多个齿盘620可以依次堆叠且套设在芯轴610的外侧，齿盘620的中心部分形成轴向凸出的支撑部630，相邻的两个齿盘620之间可以通过支撑部630支撑。将多个齿盘620设置为彼此独立且互相堆叠，一方面，在其中一个齿盘620损坏时，可以仅对该齿盘620进行更换，无需对整个定子100进行跟换，降低维护成本，另一方面，在将多个齿盘620进行堆叠之前，可以预先在每个齿盘620上分别绕设对应的绕组线圈111，然后将多个齿盘620分别依次堆叠，并逐层将对应的绕组线圈111进行接线，操作方便且不易出错。

需要说明的是，位于第一轴段110的上下两端的两个齿盘620的支撑部630可以仅朝向与其相邻的齿盘620的方向凸出，其余的齿盘620的支撑部630可以朝向齿盘620的两侧凸出。此外，在其他一些实施例中，位于上端的齿盘620可以不具有支撑部630，其余齿盘620的支撑部630可以均朝向上侧凸出。

参照图7-图8，在本公开的实施例中，芯轴610和第二轴段120可以一体成型。一体成型可以减少装配步骤，降低产品不良率。此外，在其他一些实施例中，芯轴610和第二轴段120也可以焊接或者通过其他机械方式进行组装。

除了上述的由多个齿盘620彼此堆叠的实施例外，参照图1-图4，在一些实施例中，多个齿盘620可以一体成型，且与第二轴段120一体成型。具体地，多个齿盘620可以通过注塑一体成型。此外，在其他一些实施例中，第一轴段110也可以构造为圆柱体，并通过车刀在其表面车削形成多个绕线槽112和第一过线通道400。一体化设计可以减少组装时的工艺步骤，仅需直接在绕线槽112内进行绕线即可，降低生产难度，以及电机工作时的故障率。

根据本公开的第二个方面，提供一种直线电机，包括动子200和上述的定子100，动子200可沿定子100的轴向方向移动。

参照图2，在本公开的实施例中，动子200可以包括用于容纳定子100的壳体210和设置在壳体210的内壁的磁钢220。其中，第一轴段110可以设置在壳体210的内部，第二轴段120的一端可以伸出壳体210。如此设计，在绕组线圈111通电时可以产生磁场，进而可以与壳体210内壁的磁钢220产生磁力，进而驱动直线电机运动。

为了使动子200能够相对定子100沿直线运动，参照图2，在本公开的实施例中，动子200还可以包括设置在壳体210中的沿轴向延伸的导向柱230，第一轴段110可以开设有供导向柱230伸入的导向槽113。通过导向槽113和导向柱230相互配合，可以确保动子200相对定子100沿直线运动。

根据本公开的第三个方面，提供一种电磁减振器，包括上述的直线电机，由于该电磁减振器具有上述直线电机的所有有益效果，这里不再赘述。

根据本公开的第四个方面，提供一种悬架总成，包括悬架主体和上述的电磁减振器，其中，动子200连接在悬架主体上，定子100用于连接到车辆的车身，例如，在图1示出的实施例中，动子200的下侧可以设置有第一连接件710，该第一连接件710用于连接悬架主体，定子100的上侧可以设置有第二连接件720，该第二连接件720用于连接车身，本公开不对第一连接件710和第二连接件720的具体结构作限制，其可以是根据具体情况适用性设计。该悬架总成为电磁式悬架，可以为车辆提供主动避震。由于该悬架总成具有上述电磁减振器的所有有益效果，这里不再赘述。

根据本公开的第五个方面，提供一种车辆，包括上述的悬架总成，由于该车辆具有上述悬架总成的所有有益效果，这里不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种定子，其特征在于，所述定子包括在轴向上具有多层绕线槽的第一轴段，所述绕线槽的槽壁开设有至少一个第一过线通道，所述第一过线通道从所述绕线槽的槽底延伸至所述绕线槽的开口处。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，还包括同轴设置在所述第一轴段的端面的第二轴段，所述第二轴段的外侧壁开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，所述第一轴段的直径大于所述第二轴段的直径，所述第一轴段和所述第二轴段之间的轴肩上形成至少一个第三过线通道，所述第三过线通道与相应的所述第二过线通道连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的定子，其特征在于，所述第一轴段包括轴向依次排布的多个齿盘，相邻两个齿盘之间形成有所述绕线槽，所述第一过线通道开设在所述齿盘的盘面上，

其中，所述齿盘的外周开设有至少一个缺口，所述缺口形成在相应的所述第一过线通道的末端。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，至少部分所述齿盘的缺口相对齐。

6.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，还包括同轴设置在所述第一轴段的端面的第二轴段，所述第一轴段的直径大于所述第二轴段的直径，

其中，所述第二轴段的外侧壁开设有至少一个沿壁面延伸的第二过线通道，所述第一轴段和所述第二轴段之间的轴肩上形成至少一个第三过线通道，所述第三过线通道连通在相应的所述第二过线通道和所述缺口之间。

7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，所述第一轴段还包括芯轴，所述多个齿盘依次堆叠且套设在所述芯轴的外侧，所述齿盘的中心部分形成轴向凸出的支撑部，相邻的两个齿盘之间通过所述支撑部支撑。

8.根据权利要求7所述的定子，其特征在于，所述芯轴和所述第二轴段一体成型。

9.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，所述多个齿盘一体成型，且与所述第二轴段一体成型。

10.一种直线电机，其特征在于，包括动子和权利要求1-9中任一项所述的定子，所述动子可沿所述定子的轴向方向移动。

11.根据权利要求10所述的直线电机，其特征在于，所述动子包括用于容纳所述定子的壳体和设置在所述壳体的内壁的磁钢。

12.根据权利要求11所述的直线电机，其特征在于，所述动子还包括设置在所述壳体中的沿轴向延伸的导向柱，所述第一轴段开设有供所述导向柱伸入的导向槽。

13.一种电磁减振器，其特征在于，包括权利要求10-12中任一项所述的直线电机。

14.一种悬架总成，其特征在于，包括悬架主体和权利要求13所述的电磁减振器，其中，所述动子连接在所述悬架主体上，所述定子用于连接到车辆的车身。

15.一种车辆，其特征在于，包括权利要求14所述的悬架总成。