CN1317804C - 旋转机 - Google Patents

Abstract

提供可以容易地绕线并且减少零件数量、降低成本的旋转机。定子(36)由烧结体构成，6个卷芯柱(24)以旋转轴为中心从兼作框架(12)的底座呈同心圆状地排列，并且沿着旋转轴突出，在各卷芯柱(24)的前端部竖立有磁通放射板(26)，在各卷芯柱(24)上分别缠绕着定子线圈(34)。

Description

旋转机

技术领域

本发明涉及直流机、感应机、同步机等的旋转机。

背景技术

现有的电动机的定子100的构造，如图12所示，成为如下的构造：由环状的轭铁部102和多个从该轭铁部102的内周侧突出T字型的齿部104形成的定子铁心106，将定子线圈108缠绕在该定子铁心106的各个齿部104上(专利文献1)。

【专利文献1】

特开平7-59287号公报

上述定子铁心106的构成是将钢板层叠或利用烧结体。并且将定子线圈108缠绕在各齿部104的情况下，在定子铁心106的中心部设置绕线装置，利用该绕线装置将定子线圈108缠绕在各齿部104上。

上述的绕线方法具有以下问题，即绕线装置的构造非常复杂，并且绕线所需的时间长，该绕线操作非常烦琐。

另外，定子100也是将定子线圈108缠绕在层叠钢板的定子铁心106上或由烧结体形成的定子铁心106上，因此具有零件数量多，增加成本的问题。

本发明鉴于以上问题，提供可以使绕线容易，并且零件数量少、可以降低成本的发电机或电动机的旋转机。

发明内容

第一项发明是一种旋转机，包括定子和转子，其特征在于，上述定子由导磁性的材料形成，多个卷芯柱以旋转轴为中心从底座排列成同心圆状，并且沿着旋转轴突出，上述卷芯柱的前端部竖立有磁通放射板，并且上述磁通放射板的正面部分向着旋转轴方向，上述各卷芯柱上分别缠绕着定子线圈，上述转子在上述多个磁通放射板的内周侧或外周侧旋转。

第二项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述导磁性的材料是以下材料中的任何一种，即第一种材料是烧结粉、第二种材料是含有磁性体的树脂、第三种材料是铁或以铁为主要成分的锻造材料。

第三项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述定子的底座与上述旋转机的框架或托架形成一体。

第四项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述磁通放射板的截面是近似圆弧状或近似直线状。

第五项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述卷芯柱的截面是圆、椭圆或扇面状。

第六项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，在上述卷芯柱上直接缠绕定子线圈，或将在绕线管上缠绕着上述定子线圈的线轴插入上述卷芯柱内。

第七项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述卷芯柱和上述磁通放射板是分别构成的。

第八项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述转子是在上述多个磁通放射板的内周侧旋转的内转子型。

第九项发明是在第一项所述的旋转机中，其特征在于，上述转子是在上述多个磁通放射板的外周侧旋转的外转子型。

第十项发明是在第一项至第九项中至少一项所述的旋转机中，其特征在于，上述旋转机是电动机。

第十一项发明是在第一项至第九项中至少一项所述的旋转机中，其特征在于，上述旋转机是发电机。

第十二项发明是在第一项至第十一项中至少一项所述的旋转机中，其特征在于，上述旋转机是直流机、感应机或同步机。

第一发明的旋转机，通过向定子线圈通电，磁通被从磁通放射板中放射出，位于其内周侧或外周侧的转子旋转。另外，制造该旋转机时，由于是将定子线圈直接缠绕在各个卷芯柱上的结构，因此该绕线操作简单。

另外，如第六发明的旋转机那样，由于将线圈先绕在绕线管上，然后将该绕线管插入卷芯柱内，可以更加缩短绕线操作的时间。

第二发明的旋转机，构成定子的导磁性的材料可以是以下材料中的任何一种，即第一种材料是烧结粉、第二种材料是含有磁性体的树脂、第三种材料是铁或以铁为主要成分的锻造材料。因此，以烧结粉为材料时，定子可以由烧结体构成。另外，以含有磁性体的树脂为材料时，定子通过树脂成形形成。另外，以铁或以铁为主要成分的锻造材料的情况下，定子由铁的铸造体形成。因此，由于定子铁心是通过烧结、树脂成形或锻造形成，因此容易制造。

第三发明的旋转机，定子的底座与旋转机的框架或托架形成一体，因此可以减少零件数量。

附图说明

图1是第一实施方式的马达的纵剖视图。

图2是托架(定子)的俯视图。

图3是卷芯柱、磁通放射板的立体图。

图4是第三实施例的磁通放射板和卷芯柱的纵割视图。

图5是第四实施例的磁通放射板和卷芯柱的纵剖视图。

图6是第四实施例的托架(定子)的俯视图。

图7是第四实施例的卷芯柱、磁通放射板的立体图。

图8是第五实施例的卷芯柱、磁通放射板和定子线圈的纵剖视图。

图9是第六实施例之一的托架(定子)的俯视图。

图10是第六实施例的其他的托架(定子)的俯视图。

图11是第七实施例的外转子型的马达纵剖视图。

图12是现有的定子俯视图。

具体实施方式

第一实施例

以下根据图1至图3就本发明的第一实施例进行说明。

第一实施例的旋转机是感应电动机(以下简称马达)10。就该马达10的构造进行说明。

如图1及图2所示，在圆板状的托架12的中心上，开设有转子14的回转轴16贯通的轴孔18，在轴孔18的内侧周围设置有保持轴承20的轴承外壳22。如图2所示，在该轴承外壳22的外周，6个卷芯柱24以旋转轴为中心被同心圆状地、等间距地竖立设置。

另外，本说明书所说的「旋转轴」不是零件名称，而是指转子14旋转的轴的中心。并且，作为零件名称使用回转轴(回転シャフト)。这样区别使用的理由是由于在后面说明的外转子型的电动机中，虽然存在旋转轴，但在该位置上设置的是固定轴。

如图2所示，卷芯柱24的截面为圆形，圆弧形的磁通放射板26被从该卷芯柱24的前端部竖立设置。如图2所示，该磁通放射板26的正面部分向着旋转轴方向排列，6个磁通放射板26包围着转子14。

在托架12的外周部分上，设置有为了使杯状框架28的端部卡合的阶梯部30，即凹窝。并且，从该阶梯部30开始三个安装支架32每隔120°向外突出。

按照上述方法构成的托架12，是将含有磁性粉的烧结粉烧结，与6个卷芯柱24和磁通放射板26一起构成一体的烧结体。并且，该托架12也兼作卷芯柱24的底座，由该底座、卷芯柱24和磁通放射板26构成定子铁心。

定子线圈34被分别缠绕在卷芯柱24上。该绕线方法有以下两种。

第一种绕线方法是利用树脂等在卷芯柱24的表面设置绝缘层，将定子线圈34直接缠绕在具有该绝缘层的卷芯柱24上的方法。在该第一种方法中，由于是向圆形的卷芯柱24上缠绕线圈，因此，可以用圆周运动进行绕线，与图12所示的现有的绕线方法相比可以高速地进行绕线。

第二种绕线方法虽然没有图示，是事先将定子线圈34缠绕在绕线管上形成线轴，将该线轴插入卷芯柱24。根据第二种方法，可以非常简单地对卷芯柱24进行绕线。

如上所述，缠绕着定子线圈34状态的托架12成为定子36。

并且，如图1所示，将轴承20、38插入转子14的回转轴16后，将该转子14通过碟形弹簧与托架12的轴承外壳22结合。

然后，通过装上杯状的框架28用螺丝固定，马达10的组装结束。作为框架28的材料使用树脂、铜板、氧化铝压铸件或其他材料。

另外，该马达10由于设置有6个卷芯柱24，因此是6极马达，也可适用于例如2极、4极的马达，因此，8极的情况下，设置有8个卷芯柱24，卷芯柱24的数量不仅限于此。

上述构成的马达10，可以简单地对定子铁心进行定子线圈34的缠绕，提高生产率。

由于用烧结体构成兼作定子铁心的托架12，可以高精度地构成定子36的内径和轴承20的同心性。

由于卷芯柱24的截面是圆形的，因此缠绕定子线圈34时，可以缩短一圈的平均长度，减少作为定子线圈34材料的铜的损失，构成高效率的马达。

另外，由于托架12和定子铁心是一体构成，因此可以减少零件数量。

通过以上的方法，与现有的相比由于可以提高生产率并且减少零件数量，因此可以提供便宜的马达10。

第二实施例

上述实施例中，用烧结体形成构成定子铁心的托架12，取而代之，也可以用含有磁性体的模塑树脂进行模塑成型。

另外，也可以通过锻造，形成以铁或以铁为主要成分的材料，构成定子铁心的托架12。

第三实施例

根据图4就第三实施例进行说明。

第一实施例中，从圆板状的托架12上竖立6个卷芯柱24，托架12兼作卷芯柱24突出的底座，取而代之，也可以设置与托架12分开的圆板状的底座，从该底座44上竖立卷芯柱24。这种情况下，通过烧结体，一体构成底座44、卷芯柱24和磁通放射板26。

本实施例中，由于底座44和托架12是分别的，因此，可以用导磁性材料以外的便宜的或比重轻的材料形成托架12的材料。另外，由于是小型化，烧结容易，减少不合格率。

第四实施例

根据图5至图7就第四实施例进行说明。

第一实施例中，将磁通放射板26一体形成在卷芯柱24的前端部，本实施例中的构成是，如图5所示，分别设置卷芯柱24和磁通放射板26，磁通放射板26的底部46嵌合在卷芯柱24的前端部。

这样，通过分别构成磁通放射板26和卷芯柱24，绕线操作更加简单。即上述说明的第一方法中，向卷芯柱24缠绕定子线圈34时，磁通放射板26不成为绕线操作的障碍，使绕线操作更加简单。

另外，如图6以及图7所示，可以扩大圆弧状的磁通放射板26的面积，增加磁通密度。即由于可以使磁通放射板26的圆弧状的长度比卷芯柱24的直径更长地形成，因此，磁通放射板26的尺寸增加。

另外，本实施例中，也可以使磁通放射板26和卷芯柱24用相同材料，例如两者都用烧结体构成，或者也可以是卷芯柱24和托架12用烧结体构成，磁通放射板26用其他导磁性材料构成。

第五实施例

根据图8就第五实施例进行说明。

第五实施例是第四实施例的变型例，第四实施例是将定子线圈34直接缠绕在卷芯柱24上的方法，本实施例是，如图8所示，将定子线圈34缠绕在绕线管48上形成线轴50，将该线轴50插入卷芯柱24内后，将分开的磁通放射板26与卷芯柱24嵌合。

本实施例由于只将线轴50插入卷芯柱24就可以缠绕定子线圈34，因此绕线操作非常简单，可以提高操作速度。

第六实施例

上述各个实施例中，卷芯柱24的截面是圆形的，但是不仅限于此，其他形状也可以。

例如，如图9所示，卷芯柱24的横断面可以是椭圆形的，如图10所示，可以是扇面形的。由于是这样的形状，可以高效率地使用作为底座的托架12的部分，不留没有用的空间。

上述实施例中用6极马达10进行了说明，8极或8极以上马达的情况下，卷芯柱24的数量增加，需要更高效率地将定子线圈34缠绕在卷芯柱24上。这种情况下，图8和图9所示的形状可以缩小邻接的卷芯柱24的间隔，可以实现上述多极马达。

另外，该构成也适用于2极和4极马达。

第七实施例

上述各实施例中，转子14是在多个磁通放射板26的内侧旋转的内转子型的马达，本实施例中，如图11所示，是外转子型的马达。

具体的构造是，如图11所示，在框架12的中心即旋转轴上竖立固定轴52，在该固定轴52上设置轴承54、56，将杯状的转子14旋转自如地安装，转子14在多个磁通放射板26的外侧旋转。

由于本实施例也可以与第一实施例同样用定子36构成，因此可以容易地进行定子线圈34的缠绕，另外可以减少零件数量，因此可以提供便宜的马达10。

变型例1

上述各实施例中，磁通放射板26的截面是近似圆弧状的，也可以是直线状即平直板状的，该板的正面部分向着旋转轴的方向即可。

变型例2

上述各实施例中，对感应电动机进行了说明，取而代之，即使是直流电动机(例如无电刷DC马达)或同步电动机，也可以通过上述那样构成的定子来实现。

变型例3

上述各实施例中，对感应电动机即电动机进行了说明，取而代之，即使是发电机也可以通过上述那样构成的定子来实现。

例如，可以通过直流发电机、感应发电机、同步发电机的定子来实现。

变型例4

上述实施例中，对将托架12和定子铁心为一体的构成进行了说明，取而代之，也可以使卷芯柱24向框架28突出，使框架28和定子铁心为一体地构成。

通过以上的说明，本发明的旋转机由于可以容易地缠绕定子线圈，因此可以提高工作效率。

另外，可以减少铜线的使用量。

并且，由于可以减少零件数量，因此可以提供便宜的旋转机。

Claims (10)

1.一种旋转机，包括定子和转子，其特征在于，上述定子由导磁性的材料形成，多个卷芯柱以旋转轴为中心从底座排列成同心圆状，并且沿着旋转轴突出，在上述各卷芯柱的前端部竖立有磁通放射板，并且上述磁通放射板的正面部分向着旋转轴方向，在上述各卷芯柱上分别缠绕着定子线圈，上述转子在上述多个磁通放射板的内周侧或外周侧旋转。

2.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述导磁性的材料是以下材料中的任何一种，即第一种材料是烧结粉、第二种材料是含有磁性体的树脂、第三种材料是铁或以铁为主要成分的锻造材料。

3.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述定子的底座与上述旋转机的框架或托架形成一体。

4.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述磁通放射板的截面是圆弧状或直线状。

5.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述卷芯柱的截面是圆、椭圆或扇面状。

6.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，在上述卷芯柱上直接缠绕定子线圈，或将在绕线管上缠绕着上述定子线圈的线轴插入上述卷芯柱内。

7.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述卷芯柱和上述磁通放射板是分别构成的。

8.如权利要求1至7中任一项所述的旋转机，其特征在于，上述旋转机是电动机。

9.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述旋转机是发电机。

10.如权利要求1所述的旋转机，其特征在于，上述旋转机是直流机、感应机或同步机。

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