CN204334191U - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，使贯通于配电部(10)的贯通孔(10a)的定子侧线圈(7)和配电侧线圈(11)贯通于按压部件(14)的开口部(14a)。在用该开口部(14a)的内壁面按压定子侧线圈(7)和配电侧线圈(11)使它们接触的状态下，焊接两个线圈。

Description

电动机

技术领域

本实用新型涉及将平板状的配电侧线圈和平板状的定子侧线圈焊接而成的电动机。

背景技术

三相同步交流马达等电动机，通过定子侧的永久磁铁对转子产生磁极，通过配置在定子齿之间的定子侧线圈对定子齿产生磁极。而且，与外部电源连接的配电部切换对定子侧线圈的通电，通过切换定子齿的S极与N极，由此产生转矩。

对该电动机通电的电流为250Arms(最大500A)那样的大电流，所以在定子侧线圈以及配电侧线圈采用了平板状的铜板材(所谓的扁线)(例如，参照专利文献1、2)。扁线与编织线相比，具有部件制造成本低廉，组装也能够简化的优点。

在将平板状的定子侧线圈与配电侧线圈电连接时，采用一般的金属部件之间的结合方法即焊接(例如，Tungsten Inert Gas；TIG焊接)。

在此，参照图12(a)～图12(f)来说明TIG焊接的概要。如图12(a)所示，将平板状的定子侧线圈100与同样为平板状的配电侧线圈101并列配置，对两个线圈的端部进行TIG焊接。图12(b)、图12(c)是表示焊接成功时的D向视图，图12(d)～图12(f)是表示焊接失败时的D向视图。

如图12(b)所示，在定子侧线圈100与配电侧线圈101之间没有间隙的情况下，利用焊接机102进行焊接，由此如图12(c)所示，两个线圈的前端部整体熔化而形成焊接部103，从而能够充分地确保焊接量。因此线圈之间的电阻小，能够很好地通电。

另一方面，如图12(d)所示，在定子侧线圈100与配电侧线圈101之间产生间隙的情况下，则TIG焊接性变得不稳定，如图12(e)所示 会产生仅一方的线圈熔化的状态的单侧焊接，或如图12(f)所示产生焊透不良。在图12(e)的单侧焊接中，由于线圈之间没有连接因而无法通电。在图12(f)的焊透不良中，由于焊接量少，所以通电部分的截面积变小。因此线圈间的电阻增加而产生通电不良，或增加局部发热，马达效率降低或者产生焊接部103的熔断。

专利文献1：日本特开2008-79466号公报

专利文献2：日本特开2002-186234号公报

上述专利文献1的电动机在进行平板状的线圈彼此的焊接时，将第二线圈的一端部插通于配设有第一线圈的一端部的开口部，由此使两个线圈并列对置。在该结构的情况下存在由于各部件的差异情况不同，而在线圈间产生间隙，从而使得焊接性不稳定的课题。

上述专利文献2的电动机不是将平板状的线圈彼此焊接而电连接的结构，而是将一方的线圈按压于另一方的线圈来确保电连接的结构。具体而言，在密封第一线圈的树脂上形成供第一线圈的一端部露出的连接开口，并且在连接开口由第一线圈的一端部和与该一端部对置的连接开口的树脂面形成供第二线圈的一端部插入连接的凹部，在第二线圈的一端部插入的情况下，该第二线圈被第一线圈的一端部和连接开口的树脂面夹持。在该结构的情况下存在由于第一线圈相对于第二线圈倾斜地接触，因此接触面积小，从而使得焊接性不稳定这样的课题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述课题而完成的，目的在于提供一种提高平板状的线圈彼此的焊接性的电动机。

本实用新型的电动机具备：转子部，其与轴一体化；定子部，其固定在包围转子部的外周的位置，并将平板状的定子侧线圈配设为与轴的轴向平行；配电部，其具有：贯通孔，使定子侧线圈的端部贯通该贯通孔；以及平板状的配电侧线圈，该配电侧线圈与轴向平行地配设于贯通孔并从贯通孔的开口露出，且与贯通贯通孔后的定子侧线圈焊接在一起，所述配电部经由配电侧线圈而向定子部供电，以及按压部件，其对从贯通孔的开口露出的配电侧线圈和定子侧线圈进行按压以使它们接 触。

根据本实用新型，能够提供如下的电动机，即：由于按压部件对从贯通孔开口露出的配电侧线圈和定子侧线圈进行按压使它们接触，所以能够在两个线圈无间隙紧贴的状态下进行焊接，提高了焊接性。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1的电动机的结构的剖视图。

图2是实施方式1的电动机中定子部和配电部的立体图。

图3(a)、图3(b)、图3(c)是说明实施方式1的电动机的旋转动作的图。

图4(a)、图4(b)是沿图2所示的CC线将实施方式1的配电部的贯通孔周边切断后的剖视图。

图5是表示本实用新型的实施方式2的电动机的结构的剖视图。

图6是表示实施方式2的电动机中按压部件的结构的图。

图7(a)、图7(b)是在相当于图2所示的CC线的位置将实施方式2的配电部的贯通孔周边切断后的剖视图。

图8是表示本实用新型的实施方式3的电动机的结构的剖视图。

图9(a)、图9(b)是在相当于图2所示的CC线的位置将实施方式3的配电部的贯通孔周边切断后的剖视图。

图10是将实施方式3的电动机中配电侧线圈前端放大后的立体图。

图11(a)、图11(b)表示实施方式3的电动机的变形例，是将配电侧线圈前端放大后的俯视图。

图12(a)是说明TIG焊接的概要的图，图12(b)、图12(c)是焊接成功时的例子，图12(d)～图12(f)是焊接失败时的例子。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本实用新型，按照附图来说明用于实施本实用新型的方式。

实施方式1.

图1以及图2所示的电动机1构成三相交流同步马达，具备：圆筒状的外壳2、固定于外壳2的内部的定子部3和配电部10、使未图示的轴旋转的转子部9、以及按压部件14。

转子部9在间隔180度的两个位置形成有朝周向外侧突出的突部，成为在旋转轴方向X的中途使突部错开90度的状态(突部9a、9b)。转子部9可以由永久磁铁构成，但电动机1在高温下暴晒的情况下，磁特性降低，所以例如将电磁钢板冲裁成突状而成为在旋转轴方向X的中途使突部错开90度的状态(突部9a、9b)。

将轴固定于该转子部9，使轴与转子部9一体旋转，由此将在转子部9产生的旋转力向外部输出。在将电动机1应用于汽车用涡轮增压器以及电动压缩机等的情况下，将固定于转子部9的轴与涡轮(所谓的叶轮)的旋转轴连结，通过电动机1旋转驱动涡轮。

定子部3由两个定子铁芯4、5、配置于该定子铁芯4、5之间的磁铁6、六个U字状的定子侧线圈7、以及使上述部件一体化的绕线模部8构成。定子铁芯4、5是分别将电磁钢板在旋转轴方向X上层叠而构成的。如图2所示，该定子铁芯5由环状体5a、和从该环状体5a的内周部向中心突出的六个突部(以下称为齿5b)构成。另外，虽然在图1以及图2中隐藏而看不出，但定子铁芯4也由环状体4a和六个齿4b构成。另外，磁铁6与环状体4a、5a是大致相同的形状。

定子侧线圈7是将铜板折弯成U字的卷绕一圈的线圈。一个定子侧线圈7相对于在旋转轴方向X上对置的一组齿4b、5b安装。绕线模部8由将定子铁芯4、5、磁铁6以及定子侧线圈7一体成形的树脂部件构成。安装于各齿4b、5b的模制的各定子侧线圈7，沿旋转轴方向X贯通绕线模部8，折弯部分向定子铁芯4侧突出，前端部分向定子铁芯5侧突出。在将定子部3一体成形时，使各定子侧线圈7的前端部分抵接 于金属模的内壁进行高度方向的对位，由此抑制定子侧线圈7彼此的前端部分在高度方向上的错位。

配电部10由将铜板的配电侧线圈11一体成形的树脂部件构成。该配电侧线圈11沿着轴的周向配置为环状，一个端部与定子侧线圈7连接，另一个端部与未图示的变换器基板连接。在配电部10形成有用于使定子侧线圈7的前端部分贯通的贯通孔10a，将贯通孔10a贯通的定子侧线圈7与从贯通孔10a的内部朝向开口配设的配电侧线圈11并列对置。

与配电侧线圈11连接的变换器基板，将外部电源变换为交流电流，并基于从位置检测传感器12输入的位置信号依次切换配电侧线圈11的U相、V相、W相这三相，使电流从配电侧线圈11流向定子侧线圈7。另外，在配电部10的中央设置有位置检测传感器12。该位置检测传感器12检测固定于轴的对电极的位置，并输出表示轴的旋转位置的位置信号。

按压部件14使用绝缘性的树脂部件等形成为圆板状，形成有供配电侧线圈11以及定子侧线圈7的各前端部贯通的12个开口部14a。定子侧线圈7和配电侧线圈11分别贯通于一个开口部14a，利用该开口部14a的内壁面来按压定子侧线圈7和配电侧线圈11以使它们维持为紧贴状态。另外，从开口部14a突出的两个线圈的端部彼此被TIG焊接而电连接。在该电动机1中使用六个定子侧线圈7，因此每一个定子侧线圈有两处焊接部13，共计12个位置。

接下来，说明电动机1的动作概要。

由沿旋转轴方向X磁化的磁铁6产生的磁通，从配置于磁铁6的N极侧的定子铁芯4的齿4b向转子部9的突部9a流出，使转子部9沿旋转轴方向X前进并从位于S极侧的突部9b出来，成为流向配置于转子部9的S极侧的定子铁芯5的齿5b的励磁磁通。这样，磁铁6的励磁磁通势作用于转子部9，从而将与磁铁6的N极侧相对的转子部9的突部9a磁化为N极，将与磁铁6的S极侧相对的转子部9的突部9b磁化为S极。

图3(a)～图3(c)是从配电部10侧观察的定子部3和转子部9 的俯视图。其中，省略外壳2以及定子侧线圈7等的图示。若电流经由配电部10的配电侧线圈11而流向U字的定子侧线圈7，则根据流动的电流的方向，定子铁芯4、5的各齿4b、5b磁化而产生旋转磁场，从而产生扭矩。依次切换在定子侧线圈7中流动的电流的方向，由此如图3(a)～图3(c)所示，各齿4b、5b的NS各极性旋转移动，通过磁作用使转子部9旋转。

接下来，说明电动机1的组装顺序。

如图1所示，在外壳2形成有与定子部3的一端面抵接的抵接部2a、和与配电部10的一端面抵接的抵接部2b。将一体成形的定子部3从A方向压入外壳2，使其与抵接部2a抵接。另外，将一体成形的配电部10从B方向插入外壳2，使其与抵接部2b抵接并用螺钉等组装。此时，使定子侧线圈7的前端部分贯通于配电部10的贯通孔10a，将定子侧线圈7与配电侧线圈11并列配置。

图4(a)、图4(b)是沿图2的CC线将配电部10的贯通孔10a周边切断后的剖视图，图4(a)表示按压部件14安装前的状态，图4(b)表示安装后的状态。在贯通孔10a的壁面沿旋转轴方向X配设有配电侧线圈11的折弯为L字的前端侧，该前端侧从贯通孔10a突出。若定子侧线圈7插入于该贯通孔10a，则定子侧线圈7与配电侧线圈11的各前端部分对置而并列。接着，在配电部10的线圈突出侧安装按压部件14，使定子侧线圈7和配电侧线圈11的各前端部分贯通于开口部14a。

对于按压部件14的开口部14a而言，与定子侧线圈7和配电侧线圈11插入的入口侧开口14a-1的开口面积相比，缩小出口侧开口14a-2的开口面积，内壁面从入口侧开口14a-1朝向出口侧开口14a-2成为变窄的锥形。因此如图4(b)所示，开口部14a的内壁面借助按压力F对定子侧线圈7和配电侧线圈11进行按压以使它们接触，从而维持无间隙紧贴的状态。在该状态下对定子侧线圈7和配电侧线圈11的端部彼此进行TIG焊接而成为焊接部13。由此，焊接部13的TIG焊接性稳定，不产生单侧焊接以及焊透不良，能够很好地通电。

另外，在上述说明中，将定子侧线圈7模制而成的定子部3组装于 外壳2，但不限定于该组装顺序。例如，在将定子部3一体成形时，不对定子侧线圈7进行模制，而是在绕线模部8预先形成用于供该定子侧线圈7插通的插通孔(未图示)。然后，在将定子部3组装于外壳2之后，将定子侧线圈7外插于插通孔，来安装配电部10和按压部件14。

或者在外壳2没有抵接部2a、2b等阶梯差的情况下(未图示)，能够从同一方向组装定子部3和配电部10。在该情况下，首先将定子部3固定于配电部10，使定子侧线圈7的前端部分贯通于配电部10的贯通孔10a，安装按压部件14，使定子侧线圈7和配电侧线圈11的各前端部分贯通于开口部14a。然后，对贯通开口部14a后的两个线圈的端部彼此进行TIG焊接，将定子侧线圈7与配电侧线圈11电连接。之后，将定子部3、配电部10以及按压部件14从一个方向插入并固定于外壳2。

另外，图4(a)、图4(b)所示的按压部件14形成为：将开口部14a的与定子侧线圈7接触的内壁面、以及开口部14a的与配电侧线圈11接触的内壁面分别形成为锥形状，并分别按压定子侧线圈7和配电侧线圈11的结构，但也可以形成为仅将任一方的内壁面形成为锥形，并将一方的线圈向另一方的线圈侧按压的结构。

由上所述，根据实施方式1，电动机1具备：转子部9，其与轴一体化；定子部3，其固定于包围转子部9的外周的位置，并将平板状的定子侧线圈7配设为与轴的旋转轴方向X平行；配电部10，其具有供定子侧线圈7的端部贯通的贯通孔10a、和与旋转轴方向X平行地配设于贯通孔10a并从贯通孔10a的开口露出且与将贯通孔10a贯通后的定子侧线圈7焊接的平板状的配电侧线圈11，该配电部10经由该配电侧线圈11而向定子部3供电；以及按压部件14，其按压从贯通孔10a的开口露出的配电侧线圈11和定子侧线圈7以使它们接触，按压部件14具有供从贯通孔10a的开口露出的配电侧线圈11和定子侧线圈7贯通的开口部14a，该开口部14a的出口侧开口14a-2比配电侧线圈11和定子侧线圈7的入口侧开口14a-1窄，形成为按压配电侧线圈11和定子侧线圈7以使它们接触的形状。因此定子侧线圈7与配电侧线圈11能够在无间隙紧贴的状态下焊接，从而能够提供提高焊接性的电动机1。

实施方式2.

图5是表示本实施方式2的电动机1的结构的剖视图，该电动机1所使用的按压部件15如图6所示。图7(a)、图7(b)是在相当于图2所示的CC线的位置将配电部10的贯通孔10a周边切断后的剖视图，图7(a)表示安装按压部件15前的状态，图7(b)表示安装后的状态。另外，在图5～图7(a)、图7(b)中，对与图1～图4(a)、图4(b)相同或相当的部分标注相同的附图标记并省略说明。

在本实施方式2中，代替上述实施方式1的按压部件14而使用将弹性体形成为夹子状的按压部件15。以便将从配电部10的贯通孔10a突出的定子侧线圈7和配电侧线圈11的各前端部分夹在中间来安装按压部件15，由此定子侧线圈7和配电侧线圈11被按压力F按压，并维持无间隙地紧贴的状态。在该按压部件15形成有使定子侧线圈7和配电侧线圈11的前端露出的开口部15a，因此在安装有按压部件15的状态下，对从开口部15a露出的两个线圈的端部彼此进行TIG焊接而成为焊接部13。由此焊接部13的TIG焊接性稳定，不产生单侧焊接以及焊透不良，能够很好地通电。

该按压部件15由树脂部件、金属部件等具有弹性的部件构成。另外，在构成部件绝缘的情况下，相邻的按压部件15彼此可以接触，但在构成部件导电的情况下，需要使相邻的按压部件15彼此不接触。

另外，在图示例中形成为：将按压部件15从旋转轴方向X相对于定子侧线圈7和配电侧线圈11的各端部安装的结构，但不限定于此，也可以从与旋转轴方向X正交的方向安装按压部件15。在从正交方向安装的情况下，按压部件15不覆盖焊接部13，因此不需要开口部15a。

由上所述，根据实施方式2，电动机1形成为：使用将从配电部10的贯通孔10a的开口露出的配电侧线圈11和定子侧线圈7夹住的弹性体作为按压部件15的结构。因此定子侧线圈7和配电侧线圈11能够以无间隙紧贴的状态焊接，从而能够提供提高焊接性的电动机1。

实施方式3.

图8是表示本实施方式3的电动机1的结构的剖视图。图9(a)、图9(b)是在相当于图2所示的CC线的位置将配电部10的贯通孔10a周边切断后的剖视图，图9(a)表示插入定子侧线圈7前的状态，图9 (b)表示插入后的状态。另外，图10是将配电侧线圈11的前端侧放大后的立体图。另外，在图8～图10中，对与图1～图4(a)、图4(b)相同或相当的部分标注相同的附图标记并省略说明。

在本实施方式3中，在从贯通孔10a的开口露出的配电侧线圈11的前端部分，形成有握持定子侧线圈7的两个臂部(按压部件)16。如图9(a)所示，贯通于贯通孔10a的定子侧线圈7，其前端部分被插入到配电侧线圈11与臂部16的间隙。然后，通过将臂部16锚固，从而如图9(b)所示，臂部16通过按压力F而将定子侧线圈7向配电侧线圈11的方向按压，使定子侧线圈7与配电侧线圈11维持无间隙紧贴的状态。在该状态下对定子侧线圈7和配电侧线圈11的端部彼此进行TIG焊接而成为焊接部13。由此焊接部13的TIG焊接性稳定，不产生单侧焊接以及焊透不良，从而能够很好地通电。

另外，也可以采用除了将臂部16锚固以外的方法来产生按压力F。作为一个例子，说明能够弹性变形的臂部16。图11(a)、图11(b)表示本实施方式3的变形例，是将配电侧线圈11的前端侧放大后的俯视图。图11(a)表示插入定子侧线圈7前的状态，图11(b)表示插入后的状态。

如图11(a)所示，使配电侧线圈11与臂部16的前端部之间的距离L1小于定子侧线圈7的厚度L2。该臂部16是将构成配电侧线圈11的一张铜板加工而形成的，所以能够弹性变形。因此定子侧线圈7一边使臂部16在其前端部分弹性变形，一边被插入到配电侧线圈11与臂部16的间隙。而且，如图11(b)所示，臂部16弹性变形，从而利用按压力F将定子侧线圈7向配电侧线圈11的方向按压，使定子侧线圈7和配电侧线圈11维持无间隙紧贴的状态。

另外，在图8～图11(a)、图11(b)的例子中，在配电侧线圈11的两侧分别形成有臂部16，但不限定于此，也可以是形成任一方等，只要是能够握持定子侧线圈7的形状即可。

由上所述，根据实施方式3，电动机1构成为：具有在从配电侧线圈11的10a开口露出的部分形成且握持定子侧线圈7的臂部16，作为按压部件。因此能够在使定子侧线圈7和配电侧线圈11无间隙紧贴的 状态下焊接，从而能够提供提高焊接性的电动机1。

另外，本申请实用新型在本实用新型的范围内，能够将各实施方式自由组合，或将各实施方式的任意的构成要素变形，或在各实施方式中省略选择性的部件。

工业上的可利用性

如上所述，本实用新型的电动机提高了平板状的线圈彼此的焊接性，因此适合用于在汽车用涡轮增压器以及电动压缩机等中应用的需要较大的电力的电动机。

附图标记说明：1…电动机，2…外壳，2a、2b…抵接部，3…定子部，4、5…定子铁芯，4a、5a…环状体，4b、5b…齿，6…磁铁，7…定子侧线圈，8…绕线模部，9…转子部，9a、9b…突极，10…配电部，10a…贯通孔，11…配电侧线圈，12…位置检测传感器，13…焊接部，14、15…按压部件，14a、15a…开口部，14a-1…入口侧开口，14a-2…出口侧开口，16…臂部(按压部件)，100…定子侧线圈，101…配电侧线圈，102…焊接机，103…焊接部。

Claims (4)

1.一种电动机，其特征在于，具备：

转子部，其与轴一体化；

定子部，其固定在包围所述转子部的外周的位置，并将平板状的定子侧线圈配设为与所述轴的轴向平行；

配电部，其具有：贯通孔，使所述定子侧线圈的端部贯通该贯通孔；以及平板状的配电侧线圈，该配电侧线圈与所述轴向平行地配设于所述贯通孔并从所述贯通孔的开口露出，且与贯通所述贯通孔后的所述定子侧线圈焊接在一起，所述配电部经由所述配电侧线圈而向所述定子部供电，以及

按压部件，其对从所述贯通孔的开口露出的所述配电侧线圈和所述定子侧线圈进行按压以使它们接触。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述按压部件具有开口部，使从所述配电部的所述贯通孔的开口露出的所述配电侧线圈和所述定子侧线圈贯通该开口部，该开口部为如下形状，即：所述配电侧线圈和所述定子侧线圈的出口侧的开口面积比入口侧的开口面积窄，对所述配电侧线圈和所述定子侧线圈进行按压从而使它们接触。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述按压部件是夹住从所述配电部的所述贯通孔开口露出的所述配电侧线圈和所述定子侧线圈的弹性体。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述按压部件是形成在从所述配电侧线圈的所述贯通孔的开口露出的部分并握持所述定子侧线圈的臂部。