CN1901325A - 旋转电机以及电动轮椅车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机以及安装了该旋转电机的电动轮椅车。旋转电机包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的多个磁铁，在该旋转电机中，所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，在该插入部形成了填充所述成型树脂以防止所述齿脱落的止脱部、即树脂填充槽。

Description

旋转电机以及电动轮椅车

技术领域

本发明涉及对固定定子齿的结构进行了改进的旋转电机、以及安装了该旋转电机的电动轮椅车。

背景技术

以往，作为这种旋转电机有轴隙式旋转电机，如图16至图19所示，在这种旋转电机中，设有齿2的定子3与具有图中没有示出的磁铁(永磁铁)的转子在旋转轴心方向上间隔间隙而配置。

具体地说，如图18所示，为了减少铁损，所述齿2由多个钢板2a在径向上层叠而成，并且所述多个齿2间隔预定的距离排列并固定在圆盘形状(近似圆环形状)的定子轭铁心6的圆周方向上。如图19所示，线圈5通过绝缘材料(线圈架4)而缠绕在这些多个齿2上，这些齿2、定子轭铁心6、以及线圈5通过成型树脂(mold resin)7而被成型固定为一体，并且这些齿2的与转子相对的相对面2b露出。

该齿2的钢板2a在分离的状态下被组装到定子轭铁心6的配合孔中后被成型，并通过成型树脂7而被固定为一体。

虽然通过成型树脂7来固定该齿2，但由于被线圈架4包围的部分上没有成型树脂7，所以无法可靠地固定齿2。

然而，该齿2会受到相向的磁铁的吸引，从而受到图19中的箭头A方向上的磁铁吸引力，因此需要采取措施以使齿2不脱落。

因此，作为防止脱落的方法，可以考虑将齿2牢固地压入固定在定子轭铁心6中，或者通过焊接来进行固定。

另外，例如在专利文献1(日本专利文献特开平11-146617号公报)中记载了另一种方法。该方法通过冲头在齿上打孔来进行固定。

但是，对于上述传统的方法来说，存在着这样的问题：如果通过将齿2压入固定到定子轭铁心6的配合孔中或者进行焊接固定，而提高了两者的密合度的话，所述固定部分的电阻就会下降，从而在俯视情况下的配合孔周围形成闭合回路，由此导致产生大的感应电流，造成大的损耗。另外，在使用冲头的方法中，需要进行使用冲头的固定工序，与此同时，由于冲头造成的冲击而难以控制尺寸。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够以较少的工序数在不降低齿固定部分的电阻并还能够保证尺寸精度的状态下固定齿的旋转电机、以及安装了该旋转电机的电动轮椅车。

为了达到所述目的，本发明是一种旋转电机，其包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的磁铁，所述旋转电机的特征在于，所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，在该插入部形成了填充所述成型树脂以防止所述齿脱落的止脱部。

其他特征在于，所述止脱部设置在所述齿的插入部的、贯穿所述定子轭铁心的端部上。

另一发明是一种旋转电机，其包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的多个磁铁，所述旋转电机的特征在于，所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，在所述头部的所述转子一侧形成了相对面，使所述相对面的至少一部分被所述成型树脂的一部分覆盖，以防止所述齿的脱落。

其他特征在于，所述齿与所述磁铁在旋转轴心方向上间隔间隙而相对配置。

其他特征在于，所述齿由多个磁性钢板构成，在该磁性钢板上形成了均向同一个方向凸出并在与凸出方向相反的一侧具有凹陷部的配合部，通过所述各个配合部彼此凹凸配合来将所述各个磁性钢板层叠起来。

其他特征在于，所述齿通过层叠多个磁性钢板而形成为近似T字状，并具有：与所述磁铁相对的宽度宽的部分、即所述T字的所述头部；供所述线圈缠绕的大致恒定宽度的部分、即所述T字的脚部的所述缠绕部；以及插入所述定子轭铁心中的部分、即所述T字的脚部的所述插入部。

再一发明是一种电动轮椅车，其包括：作为车辆骨架的车架、供使用者乘坐的座椅部、具有两个车轮的一对驱动轮单元、安装在所述一对的各驱动轮单元上的旋转电机、以及操作部，通过操作所述操作部而经由所述电动马达驱动驱动轮，所述旋转电机具有上述的结构。

根据上述发明，当通过成型树脂而将齿与线圈、定子轭铁心等一起成型固定为一体时，通过在齿插入部的止脱部中填充成型树脂，齿不会在吸引力的作用下向转子(磁铁)一侧脱落，从而能够牢固地固定齿48，防止其脱落。

另外，由于在成型固定时还可以同时实施防止脱落的措施，所以不会增加工序数，能够简单地实施防止脱落的措施。

并且，与以往不同，由于不对齿进行压入固定或焊接固定，因而能够抑制该固定部分的电阻的下降，从而能够防止产生大的感应电流，进而能够防止产生大的损耗。另外，由于也没有冲头造成的冲击，所以还可以保证尺寸精度。

根据其他特征，通过在齿的贯穿定子轭铁心的端部设置止脱部，不会阻碍磁通的流过，从而不会导致性能下降，并能够更有效地防止齿向与插入定子轭铁心的方向相反的方向脱落。

根据其他发明，当通过成型树脂将齿与线圈、定子轭铁心等一起成型固定为一体时，通过用成型树脂的一部分覆盖齿头部的相对面的至少一部分，能够牢固地固定齿，而使其不会在磁铁吸引力的作用下向转子(磁铁)一侧脱落。

根据其他特征，通过做成轴隙式旋转电机，可以提供一种小型、扁平、轻量、且高效的旋转电机。

根据其他特征，在各个磁性钢板上形成的各个配合部呈均向相同的方向凸出的凸起形状，并通过各个配合部相互凹凸配合而使各个磁性钢板层叠在一起，因此仅通过使它们凹凸配合，就能够容易地将各个磁性钢板层叠起来。

根据其他特征，由于可以减小旋转电机的能量损耗，所以可以提供一种安装有小型且高输出的旋转电机的电动轮椅车。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的电动轮椅车的侧面图；

图2是示出上述第一实施方式的电动马达的截面图；

图3是示出上述第一实施方式的电动马达转子的立体图；

图4是示出上述第一实施方式的电动马达转子的正面图；

图5是示出上述第一实施方式的电动马达定子的立体图；

图6是示出上述第一实施方式的电动马达定子的背面图；

图7是示出上述第一实施方式的电动马达定子的成型前状态的立体图；

图8是示出上述第一实施方式的电动马达定子的一部分的分解立体图；

图9是示出上述第一实施方式的定子的齿的正面图；

图10是上述第一实施方式的沿图9的X-X线所取的截面图；

图11是示出上述第一实施方式的将定子轭铁心、齿以及线圈等成型固定了的状态的截面图；

图12是示出本发明第二实施方式的与图11相当的截面图；

图13是示出本发明第三实施方式的定子的立体图；

图14是示出上述第三实施方式的将定子轭铁心、齿以及线圈等成型固定了的状态的截面图；

图15是示出用上模具、下模具夹持上述第三实施方式的定子轭铁心、齿以及线圈等并进行成型固定了的状态的截面图；

图16是表示现有例的定子的立体图；

图17是表示上述现有例的定子的定子轭铁心以及齿的立体图；

图18是表示上述现有例的齿的立体图；

图19是表示上述现有例的与图11相当的截面图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。

[发明的第一实施方式]

在图1至图11中示出了本发明的第一实施方式。

首先说明结构，图1中的标号11是安装了作为根据本发明的“旋转电机”的电动马达12的电动轮椅车，其通过该电动马达12的驱动力而行驶。

在该电动轮椅车11中，在作为车辆骨架的车架13上设置有供使用者乘坐的座椅部14、以及内置有后述的电动马达12的一对驱动轮单元15，通过操作操作部17，该电动马达12以规定量驱动驱动轮16。所述两个驱动轮16构成为可被分别独立驱动，通过操作部17的操作，可以被任意地转向或调整速度。

该驱动轮单元15是将电动马达12、驱动系统、驱动轮16等进行单元化而构成的，并如图2所示，通过螺栓19和螺母19a而固定在车架13上。

所述电动马达12是轴隙式电动马达，具有定子21和转子22，所述定子21和转子22被容纳在由机壳23和盖24形成的空间内。上述螺栓19插在盖24中。

该定子21通过螺栓51而固定在机壳23上，另外，转子22与转子轴30锯齿配合并通过螺母31而固定，所述转子轴30通过轴承27、27旋转自如地设置在机壳23一侧。

如图3和图4所示，所述转子22具有近似圆盘形状的转子轭33，该转子轭33的中心部与所述转子轴30锯齿配合，另外，长方形的多个磁铁34以固定间隔沿圆周方向接合固定在所述转子轭33的一个单面的周边部分。于是，该磁铁34与定子21在旋转轴心方向上间隔间隙C(参见图2)而相对配置。

这些磁铁34按照N极和S极交替邻接的方式配置，并呈近似圆形地接合固定在转子轭33上。

另外，如图2和图3所示，该转子轭33的中心部被冲压加工成凹陷状，固定在盖24上的电磁制动器36容纳在凹陷部33a中。通过该电磁制动器36而停止旋转的环形旋转体36a与转子22通过销37而在旋转方向上被固定。并且，在该凹陷部33a的相反一侧接合固定有磁传感器38，与该磁传感器38相对的磁极位置传感器(霍尔IC)40固定在机壳23上，该磁极位置传感器40与控制器39电连接，从而通过该磁极位置传感器40来检测转子22的磁极位置。

并且，在转子轴30上形成有太阳齿轮30a，其与两级行星减速机42的行星齿轮42a啮合。该行星减速机42将转子22的旋转减速后传至轮毂44，并通过该轮毂44的旋转而使驱动轮16旋转。

另一方面，定子21具有：近似圆盘(环形)形状的定子轭铁心47、以预定的间隔配置在该定子轭铁心47的圆周方向上的多个齿48、以及通过线圈架49缠绕在该各个齿48的周围的线圈50，这些部件通过成型树脂52而被成型固定为一体。此时，在定子21的周围，通过插入多个轴环53而还同时成型了安装法兰52a。

这些多个安装法兰52a通过螺栓51而固定在机壳23上。

另外，线圈50按U、V、W相各自连结，并且各个连结线圈的一端电连接(中性点)，而另一端被引出到成型件外部以与驱动器连接。

更加详细地说，如图8所示，定子轭铁心47通过层叠多个近似圆盘(圆环)形状的磁性钢板54而形成，并形成有用于插入所述齿48的配合孔47a。

另外，齿48通过层叠多个磁性钢板57而形成为近似T字的形状，其具有：与磁铁34相对的宽度宽的部分、即T字的头部48a；供所述线圈50缠绕的大致恒定宽度的部分、即T字的脚部48b的缠绕部48c；以及插入所述定子轭铁心47的配合孔47a中的部分、即T字的脚部48b的插入部48d。

在该大致恒定宽度的部分的缠绕部48c处，相互叠合的磁性钢板57通过多个(两处)作为“配合部”的半穿通部(half pierce)57a而被相互固定。另外，如图10所示，这些半穿通部57a构成为近似矩形的配合凸起部57b与邻接的磁性钢板57的配合凹陷部57c配合的结构。

如图11等所示，在该齿48的插入部48d上形成了通过填充成型树脂52来防止齿48的脱落的作为“止脱部”的树脂填充槽48f。

该树脂填充槽48f设置在齿48的插入部48d的、贯穿定子轭铁心47的端部的端面一侧，呈入口狭小、内部宽的近似圆形。

另外，在齿48的头部48a上形成了与所述转子22的磁铁34相对的相对面48g，在该相对面48g上的定子圆周方向的大致中心部形成了沿径向延伸的凸起部48h。凸起部48h的高度和宽度在整个长度范围内相同。另外，如图11所示，该凸起部48h两侧的相对面48g被成型树脂52掩埋。

所述齿48的相对面48g与转子22的磁铁34在旋转轴心方向上间隔间隙C而相对配置。

图2中的标号59为轮辐，标号60为手轮圈。

接着，对作用进行说明。

当为了驱动电动马达12而向线圈50通电时，线圈的磁力与磁铁34的磁力合成，磁力作用在定子21与转子22之间，使该转子22旋转，并通过转子轴30、轮毂44等而驱动驱动轮16。

此时，磁通流经转子轭33、磁铁34、齿48以及定子轭铁心47，从而如图11所示，指向箭头A方向的磁铁吸引力作用于齿48。

在本实施方式中，当通过成型树脂52而将齿48与线圈50、定子轭铁心47等一起成型固定为一体时，由于在齿插入部48d的树脂填充槽48f中填充成型树脂52，并且用成型树脂52覆盖齿相对面48g的除凸起部48h以外的部分，因而能够牢固地固定齿48，从而能够防止脱落。

另外，与以往不同，由于不对齿48进行压入固定或焊接固定，因而能够抑制该固定部分的电阻的下降，从而能够防止产生大的感应电流，进而能够防止产生大的损耗。另外，由于也没有冲头造成的冲击，所以还可以保证尺寸精度。而且，由于通过利用成型树脂52的现有的填充工序，还能够同时实施防止脱落的措施，因此与以往不同，不会增加工序数。

另外，通过将树脂填充槽48f设置在齿48的贯穿定子轭铁心47的端部，不会阻碍磁通的流过，从而不会导致性能下降，并能够更有效地防止齿48向与插入定子轭铁心47的方向相反的方向脱落。

另外，由于齿48是通过将一种磁性钢板57层叠多个而形成的，因而能够抑制加工费和模具费，并且这些磁性钢板57由于通过半穿通部57a而被嵌合固定，因而能够简单地层叠起来。

此外，由于该电动马达12能够降低能量损耗，因而能够提供安装有小型且高输出的电动马达12的电动轮椅车11。

[第二实施方式]

在图12中示出了本发明的第二实施方式。

该第二实施方式的“止脱部”的结构与第一实施方式的不同。在第一实施方式中，作为“止脱部”的树脂填充槽48f被设置在齿48的插入部48d的、贯穿定子轭铁心47的端部的端面一侧，而在本第二实施方式中，作为“止脱部”的缺口槽48i则被设置在齿48的插入部48d的、贯穿定子轭铁心47的端部的侧面一侧。

此时，通过利用成型树脂52来进行成型固定，成型树脂52被填入该缺口槽48i中，因此也能够防止齿48的脱落。

由于其他的结构和作用与第一实施方式的相同，因此省略说明。

[第三实施方式]

在图13至图15中示出了本发明的第三实施方式。

在上述第一实施方式中，齿相对面48a的除凸起部48h以外的部分全部被成型树脂52所覆盖，而在本第三实施方式中，使用成型树脂52覆盖凸起部48h以外的部分中的一部分。

此时，如图15所示，为了对定子21进行成型，用上模具63的按压部63a压住齿相对面48a的凸起部48h，用上模具63的其他按压部63b压住齿相对面48a的除凸起部48h以外的部分的一部分。另外，在下模具64上形成定位销64a，并使该定位销64a与定子轭铁心47抵接来进行定位。

这样，即使使用成型树脂52覆盖齿相对面48a的除凸起部48h以外的部分的一部分，也能够防止脱落。

由于其他的结构和作用与第一实施方式的相同，因此省略说明。

另外，本发明的旋转电机不限于上述实施方式的轴隙式旋转电机，也可适用于通过成型树脂来固定齿的其他类型的旋转电机。

Claims (11)

1.一种旋转电机，包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的磁铁，所述旋转电机的特征在于，

所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，

在该插入部形成了填充所述成型树脂以防止所述齿脱落的止脱部。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述止脱部设置在所述齿的插入部的、贯穿所述定子轭铁心的端部。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述齿和所述磁铁在旋转轴心方向上间隔间隙而相对配置。

4.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述齿由多个磁性钢板构成，在该磁性钢板上形成了均向同一方向凸出并在与凸出方向相反的一侧具有凹陷部的配合部，通过所述各个配合部彼此凹凸配合来将所述各个磁性钢板层叠起来。

5.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述齿通过层叠多个磁性钢板而形成为近似T字形状，并具有：与所述磁铁相对的宽度宽的部分、即所述T字的所述头部；供所述线圈缠绕的大致恒定宽度的部分、即所述T字的脚部的所述缠绕部；以及插入所述定子轭铁心中的部分、即所述T字的脚部的所述插入部。

6.一种电动轮椅车，包括：作为车辆骨架的车架、供使用者乘坐的座椅部、具有两个车轮的一对驱动轮单元、安装在所述一对的各驱动轮单元上的旋转电机、以及操作部，通过操作所述操作部而经由所述电动马达驱动驱动轮，

所述旋转电机包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的磁铁，

所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，

在该插入部形成了填充所述成型树脂以防止所述齿脱落的止脱部。

7.一种旋转电机，包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的多个磁铁，所述旋转电机的特征在于，

所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，

在所述头部的所述转子一侧形成了相对面，使所述相对面的至少一部分被所述成型树脂的一部分覆盖，以防止所述齿的脱落。

8.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，所述齿和所述磁铁在旋转轴心方向上间隔间隙而相对配置。

9.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，所述齿由多个磁性钢板构成，在该磁性钢板上形成了均向同一方向凸出并在与凸出方向相反的一侧具有凹陷部的配合部，通过所述各个配合部彼此凹凸配合来将所述各个磁性钢板层叠起来。

10.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，所述齿通过层叠多个磁性钢板而形成为近似T字形状，并具有：与所述磁铁相对的宽度宽的部分、即所述T字的所述头部；供所述线圈缠绕的大致恒定宽度的部分、即所述T字的脚部的所述缠绕部；以及插入所述定子轭铁心中的部分、即所述T字的脚部的所述插入部。

11.一种电动轮椅车，包括：作为车辆骨架的车架、供使用者乘坐的座椅部、具有两个车轮的一对驱动轮单元、安装在所述一对的各驱动轮单元上的旋转电机、以及操作部，通过操作所述操作部而经由所述电动马达驱动驱动轮，

所述旋转电机包括：定子，具有缠绕有线圈的多个齿和将所述各个齿连接起来的定子轭铁心，并且这些部件通过成型树脂而被成型固定为一体；以及转子，具有与所述齿间隔间隙而相对配置的磁铁，

所述齿具有与所述磁铁相对的头部、供所述线圈缠绕的缠绕部、以及插入所述定子轭铁心中的插入部，

在所述头部的所述转子一侧形成了相对面，使所述相对面的至少一部分被所述成型树脂的一部分覆盖，以防止所述齿的脱落。

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