CN210629220U - 马达、车轮以及电动自行车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种马达、车轮以及电动自行车。马达包括沿中心轴延伸的轴、及安装于轴的定子,定子包括从轴向径向外侧扩展的圆盘状的定子支架、安装于定子支架的外侧面的定子芯、及覆盖定子芯的绝缘体,定子芯具有圆环状的芯背部、及从芯背部向径向外侧延伸且在周向上排列的多个齿部,绝缘体具有覆盖齿部的外侧面的筒状的绝缘体本体部、配置在绝缘体本体部的轴向其中一侧及另一侧的至少任一者的环状的绝缘体内侧壁部、及位于绝缘体本体部各自的径向外侧且至少配置在轴向其中一侧的端部的绝缘体外侧壁部,绝缘体内侧壁部、绝缘体本体部及绝缘体外侧壁部为单一的构件。本实用新型的马达能够牢固地保持定子芯及轴,能够抑制马达内部的断裂。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种马达(motor)、车轮(wheel)及电动自行车(electric Bike)。
背景技术
以前,在电动自行车的前轮及后轮安装有轮内马达(in wheel motor)的电动自行车已为人所知。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]实用新型登记第3166637号
实用新型内容
[实用新型所要解决的问题]
但是,当在电动自行车的前轮或后轮安装有轮内马达时,电动自行车总体的重量增加。另外,在电动自行车的行驶时对前轮或后轮施加大的振动及外力,因此需要抑制马达内部的布线的断裂,或使各零件的固定牢固。
因此,需求一种抑制马达内部的布线的断裂或使各零件的固定牢固的马达结构。
[解决问题的技术手段]
本实用新型的一实施方式的马达包括沿中心轴延伸的轴(shaft)、及安装于所述轴的定子,所述定子包括从所述轴向径向外侧扩展的圆盘状的定子支架、安装于所述定子支架的外侧面的定子芯、及覆盖所述定子芯的绝缘体,所述定子芯具有圆环状的芯背部、及从所述芯背部向径向外侧延伸且在周向上排列的多个齿部(teeth),所述绝缘体具有覆盖所述齿部的外侧面的筒状的绝缘体本体部、配置于所述绝缘体本体部的轴向其中一侧及另一侧的至少任一者的环状的绝缘体内侧壁部、及位于所述绝缘体本体部各自的径向外侧且至少配置在轴向其中一侧的端部的绝缘体外侧壁部,所述绝缘体内侧壁部、所述绝缘体本体部及所述绝缘体外侧壁部为单一的构件。
本实用新型的一实施方式的车轮具有所述马达。
本实用新型的一实施方式的电动自行车具有所述车轮、及与所述马达电连接的电池。
[实用新型的效果]
本实用新型的一实施方式的马达中,能够牢固地保持定子芯及轴。另外,能够抑制马达内部的断裂。另外,能够使各零件的固定更牢固。因此,马达的可靠性提高。
进而,车轮具有所述马达,因此车轮的可靠性提高。
进而,电动自行车具有所述车轮,因此电动自行车的可靠性提高。
附图说明
图1为本实施方式的电动自行车的概略图。
图2为从轮盖(wheel cover)侧观看本实施方式的马达时的立体图。
图3为从刹车鼓(brake drum)侧观看本实施方式的马达时的立体图。
图4为本实施方式的马达的截面图。
图5为本实施方式的定子支架的立体图。
图6为本实施方式的轴的局部放大截面图。
图7为本实施方式的定子芯的平面图。
图8为表示本实施方式的定子芯的一部分的正面图。
图9为本实施方式的绝缘体的立体图。
图10为本实施方式的定子支架的背面图。
图11为本实施方式的转子的正面图。
图12为本实施方式的马达的分解立体图。
[符号的说明]
EB:电动自行车
TH:油门
PDU:配电单元
BAT:电池
BMU:电池管理控制部
W:车轮
M:马达
R:轮辋
RM:轮辋槽
MG:磁铁
HOS:外壳
C:轮盖
C0:盖本体部
C1:第一盖筒部
C2:第二盖筒部
C3:盖凸缘部
C4:盖肋
C5:盖轴承
BD:刹车鼓
BD0:第一鼓本体部
BD1:第一鼓筒部
BD02:第二鼓本体部
BD2:第二鼓筒部
BD3:第三鼓筒部
BD4:鼓凸缘部
BD5:鼓轴承
BD6:鼓肋
S:轴
S1:第一轴贯穿部
S2:第二轴贯穿部
S3:第三轴贯穿部
S4:轴槽
ST:定子
SH:定子支架
SH0:支架本体部
SH01:第一支架贯穿部
SH02:第二支架贯穿部
SH1:第一支架筒部
SH2:第二支架筒部
SH3:第三支架筒部
BS:衬套
SC:定子芯
SCB:芯背部
SCT:齿部
SCU:伞部
SR0:传感器凹部
SR1:第一传感器凹部
SR2:第二传感器凹部
INS:绝缘体
INS0:绝缘体本体部
INS1:绝缘体外侧壁部
INS2:绝缘体内侧壁部
INS3:绝缘体突起部
CO:线圈
CO1:导线
CB:电路基板
CB1:基板孔
CL:线圈引线
CT:压接端子
PS:位置传感器
SL:传感器引线
J:中心轴
N:螺杆
RS:橡胶密封圈
具体实施方式
各图中适当示出的Z轴方向是以正侧为上侧且以负侧为下侧的上下方向。各图中适当示出的中心轴J与Z轴方向平行,为在上下方向上延伸的假想线。以下的说明中,将中心轴J的轴向、也就是与上下方向平行的方向简称为“轴向”,将以中心轴J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴J为中心的周向简称为“周向”。本实施方式中,上侧相当于轴向其中一侧,下侧相当于轴向另一侧。此外,所谓上下方向、上侧及下侧,仅为用于说明各部的相对位置关系的名称,实际的配置关系等也可为这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。
图1为本实施方式的电动自行车EB的概略图。电动自行车EB例如具有油门(throttle)TH、配电单元(Power Distribution Unit,PDU)、电池BAT、电池管理控制部BMU及车轮W。
油门TH、电池BAT及电池管理部BMU连接于PDU。电池管理控制部BMU连接于电池BAT,控制电池BAT的输出等。电池BAT能够蓄积从外部电源供给的电力。车轮W具有马达M。更详细而言,车轮W在内部具有马达M。也就是说,本实施方式中,马达M为轮内马达。马达M与车轮W一体地构成。马达M与PDU连接。PDU对照来自油门TH的输入指令等而控制马达M的驱动。
图2为从轮盖侧观看本实施方式的马达M时的立体图。图3为从刹车鼓侧观看本实施方式的马达M时的立体图。图4为马达M的截面图。图12为本实施方式的马达M的分解立体图。
如图2及图3所示,马达M具有轮辋(rim)R、轮盖C及刹车鼓BD。由轮辋R、轮盖C及刹车鼓BD在筒状的轮辋R的内部构成密闭空间。
<轮辋>
轮辋R为大致环状的构件。本实施方式中,轮辋R为以中心轴J为中心的大致圆筒状。轮辋R在外周面具有从径向外侧向径向内侧凹陷的轮辋槽RM。轮辋R的材料例如为铁或铝等金属。轮辋R例如可通过冲压加工或铸造等而形成。在轮辋R的内周面固定有后述的外壳HOS。在轮辋R的内部收容有定子ST。
<外壳>
马达M具有外壳HOS。外壳HOS为筒状的构件。本实施方式中,为以中心轴J为中心的圆筒状。外壳HOS的材料例如为铁等磁性材料。外壳HOS的轴向尺寸小于轮辋R的轴向尺寸。外壳HOS的轴向其中一侧的端部位于比轮辋R的轴向其中一侧的端部更靠轴向另一侧。外壳HOS的轴向另一侧的端部位于比轮辋R的轴向另一侧的端部更靠轴向其中一侧。外壳HOS收容在轮辋R的内部。如上文所述,外壳HOS的外周面例如通过压入或焊接而固定于轮辋R的内周面。更详细而言,外壳HOS的外周面与轮辋槽RM在径向重叠。也就是说,轮辋槽RM的径向内侧的底部位于外壳HOS的外周面的径向外侧。外壳HOS由后述的轮盖C与刹车鼓BD在轴向夹持。更详细而言,外壳HOS由盖凸缘部C3与鼓凸缘部BD4在轴向夹持。马达M成为由盖凸缘部C3及鼓凸缘部BD4将筒状的轮辋R的轴向两侧各自的开口堵塞的构成,因此容易装配。
<磁铁>
马达M具有至少一个磁铁MG。磁铁MG为板状。从轴向观看时,磁铁MG为向径向外侧凸出的大致D字的形状。在外壳HOS的内周面固定有至少一个磁铁MG。磁铁MG与后述的齿部SCT在径向相向。本实施方式中,多个磁铁MG在外壳HOS的内周面在周向上排列配置。多个磁铁MG理想的是N极与S极在周向上交替排列。磁铁MG的径向外侧的外周面理想的是沿着外壳HOS的内周面。由此,能够减小磁铁MG与外壳HOS之间的径向间隙,将磁铁MG稳定地保持于外壳HOS。此外,磁铁MG也可为一个环状的磁铁。
磁铁MG例如通过粘接等而固定于外壳HOS的内周面。如上文所述,外壳HOS材料为磁性材料。因此,磁铁MG也通过磁力而保持在外壳HOS的内周面。磁铁MG与后述的伞部SCU在径向相向。当外壳HOS的材料为磁性材料时,外壳HOS能够发挥对磁铁MG的磁轭(yoke)的作用。由此,抑制磁铁MG的磁通向马达M的外部泄漏。
磁铁MG的轴向尺寸短于外壳HOS的轴向尺寸。磁铁MG的轴向其中一侧的端部位于比外壳HOS的轴向其中一侧的端部更靠轴向另一侧。磁铁MG的轴向另一侧的端部位于比外壳HOS的轴向另一侧的端部更靠轴向其中一侧。
<轮盖>
轮盖C为大致圆盘状的构件。轮盖C配置在轮辋R的轴向其中一侧的开口部。轮盖C覆盖轮辋R的轴向其中一侧的开口部。轮盖C具有盖本体部C0、第一盖筒部C1、第二盖筒部C2及盖凸缘部C3。
盖本体部C0为大致圆盘状。盖本体部C0覆盖轮辋R的轴向其中一侧的开口部。在盖本体部C0的轴向其中一侧的面,形成有多个盖肋C4。盖肋C4从轴S侧向径向外侧延伸,且在周向空开间隔而配置。
筒状的第一盖筒部C1位于盖本体部C0的轴向其中一侧的面的大致中央。第一盖筒部C1从轴向其中一侧向轴向另一侧分别延伸。本实施方式中,第一盖筒部C1为以中心轴J为中心的圆筒。
第二盖筒部C2为筒状,从第一盖筒部C1的上端部向轴向其中一侧延伸。本实施方式中,第二盖筒部C2为以中心轴J为中心的圆筒。第二盖筒部C2的内径小于第一盖筒部C1的内径。第二盖筒部C2的外径小于第一盖筒部C1的外径。
在第一盖筒部C1内保持有盖轴承C5。本实施方式中,盖轴承C5为球轴承。在第二盖筒部C2内保持有橡胶密封圈(rubber seal)RS。在第一盖筒部C1内及第二盖筒部C2内,穿插后述的轴S。盖轴承C5位于轴S与第一盖筒部C1的径向之间。由此,盖轴承C5能够相对于轴S可旋转地支撑轮盖C。
盖凸缘部C3从盖本体部C0的径向外侧的端部向径向外侧延伸。从轴向观看时,盖凸缘部C3为环状。盖凸缘部C3位于外壳HOS的轴向其中一侧。在径向上,盖凸缘部C3的径向外侧的端部位于与外壳HOS的外侧面相同的位置,或位于径向外侧。盖凸缘部C3与外壳HOS的轴向其中一侧的端部在轴向触碰。盖凸缘部C3例如通过螺固、粘接、焊接等而与外壳HOS的轴向其中一侧的端部固定。本实施方式中,盖凸缘部C3通过螺杆N而固定于外壳HOS。由此,轮盖C将轮辋R的轴向其中一侧的开口堵塞。当通过螺固来固定盖凸缘部C3及外壳HOS时,在盖凸缘部C3设有贯穿孔,且在外壳HOS的轴向其中一侧的端部形成有凹部。
此外,盖凸缘部C3也可不仅在径向而且还在轴向延伸。也就是说,盖本体部C0也可具有从盖本体部C0的径向外侧的端部向轴向另一侧延伸的部位。在此情况下,所述部位理想的是触碰外壳HOS的内侧面。由此,能够利用所述部位与轮辋在径向夹持外壳HOS,而能够对轮辋R更牢固地固定外壳HOS。
<刹车鼓>
刹车鼓BD为大致圆盘状的构件。刹车鼓BD配置在轮辋R的轴向另一侧的开口部。刹车鼓BD覆盖轮辋R的轴向另一侧的开口部。刹车鼓BD具有第一鼓本体部BD0、第二鼓本体部BD02、第一鼓筒部BD1、第二鼓筒部BD2及第三鼓筒部BD3。
第一鼓本体部BD0为板状。从轴向观看时,第一鼓本体部BD0为大致环状。在第一鼓本体部BD0的轴向另一侧的面,形成有多个鼓肋BD6。
第一鼓筒部BD1从第一鼓本体部BD0的径向内侧的端部向轴向另一侧延伸。
第二鼓本体部BD02为板状。从轴向观看时,第二鼓本体部BD02为大致环状。第二鼓本体部BD02从第一鼓本体部BD0的径向内侧的端部及第一鼓筒部BD1的轴向其中一侧的端部向径向内侧延伸。
向轴向另一侧延伸的筒状的第二鼓筒部BD2位于第二鼓本体部BD02的大致中央。本实施方式中,第二鼓筒部BD2为以中心轴J为中心的圆筒。
第三鼓筒部BD3从第二鼓筒部BD2的轴向另一侧的端部向轴向另一侧延伸。本实施方式中,第三鼓筒部BD3为以中心轴J为中心的圆筒。第三鼓筒部BD3的内径小于第二鼓筒部BD2的内径。第三鼓筒部BD3的外径小于第二鼓筒部BD2的外径。
第二鼓筒部BD2及第三鼓筒部BD3收容在第一鼓筒部BD1的内部。第一鼓筒部BD1的轴向另一侧的端部位于比第二鼓筒部BD2的轴向另一侧的端部及第三鼓筒部BD3的轴向另一侧的端部更靠轴向另一侧。
在第二鼓筒部BD2内保持有鼓轴承BD5。本实施方式中,鼓轴承BD5为球轴承。在第三鼓筒部BD3内保持有橡胶密封圈RS。在第二鼓筒部BD2内及第三鼓筒部内,穿插后述的轴S。鼓轴承BD5位于轴S与第二鼓筒部BD2的径向之间。由此,鼓轴承BD5能够相对于轴S可旋转地支撑刹车鼓BD。
在第一鼓本体部BD0的径向外侧的端部,形成有向径向外侧延伸的鼓凸缘部BD4。从轴向观看时,鼓凸缘部BD4为大致环状。鼓凸缘部BD4位于外壳HOS的轴向另一侧。在径向上,鼓凸缘部BD4的径向外侧的端部位于与外壳HOS的外侧面相同的位置,或位于径向外侧。鼓凸缘部BD4与外壳HOS的轴向另一侧的端部在轴向触碰。鼓凸缘部BD4例如通过螺固、粘接、焊接等而与外壳HOS的轴向另一侧的端部固定。由此,刹车鼓BD将轮辋的轴向另一侧的开口堵塞。本实施方式中,鼓凸缘部BD4与外壳HOS通过螺杆N而固定。当通过螺固来固定鼓凸缘部BD4与外壳HOS时,在鼓凸缘部BD4形成有贯穿孔,且在外壳HOS的轴向另一侧的端部形成有凹部,将螺杆固定于所述贯穿孔及所述凹部内。
此外,鼓凸缘部BD4也可不仅在径向而且还在轴向延伸。也就是说,第一鼓本体部BD0也可具有从第一鼓本体部BD0的径向外侧的端部向轴向其中一侧延伸的部位。在此情况下,所述部位理想的是触碰外壳HOS的内侧面。由此,能够利用所述部位与轮辋R在径向夹持外壳HOS,而能够对轮辋R更牢固地固定外壳HOS。
另外,如上文所述,轮辋R的轴向其中一侧及另一侧的开口部分别由轮盖C及刹车鼓BD所堵塞。由此,在轮辋R的内部构成密闭空间。在轮辋R的内部的空间内,配置有后述的定子ST、定子支架SH、线圈CO等。
<轴>
图6为本实施方式的轴的局部放大截面图。如图4及图6所示,轴S沿中心轴J延伸。如上文所述,轴S贯穿轮盖C及刹车鼓BD。轴S具有轴贯穿部。更详细而言,轴S具有第一轴贯穿部S1、第二轴贯穿部S2及第三轴贯穿部S3。
第一轴贯穿部S1为从轴S的外周面向径向内侧凹陷的凹部。第一轴贯穿部S1向轴向其中一侧凹陷。
第二轴贯穿部S2为位于第一轴贯穿部S1的轴向其中一侧,从轴S的外周面向径向内侧凹陷的凹部。第二轴贯穿部S2的开口的轴向尺寸大于第一轴贯穿部S1的轴向尺寸。
第三轴贯穿部S3为轴S的内部的中空的部位,将第一轴贯穿部S1与第二轴贯穿部S2至少在轴向连通。也就是说,轴贯穿部从轴向另一侧向轴向其中一侧延伸,在轴S内在径向上贯穿。
如图4所示,在轴S的中空部分(第一轴贯穿部S1、第二轴贯穿部S2、第三轴贯穿部S3,也就是轴贯穿部)的内部,穿插后述的线圈引线CL及后述的传感器引线SL两者。由于在轴S的内部穿插多条引线,因而能够抑制引线的缠绕或零散。
在轴S的外周面,形成有通过滚花加工等而形成的多个轴槽S4。轴槽S4从轴S的外周面向径向内侧凹陷。轴槽S4在周向上排列配置。轴槽S4例如通过滚花加工而形成。
<定子>
本实施方式的马达M具有定子ST。定子ST安装于轴S。定子ST具有定子支架SH、定子芯SC及绝缘体INS。
<定子支架>
图5为本实施方式的定子支架SH的立体图。如图5所示,定子支架SH为大致圆盘状的构件。更详细而言,定子支架SH为从轴S向径向外侧扩展的圆盘状的构件。定子支架SH具有支架本体部SH0、第一支架筒部SH1、第二支架筒部SH2及第三支架筒部SH3。
支架本体部SH0为大致圆盘状。支架本体部SH0具有多个第一支架贯穿部SH01及第二支架贯穿部SH02。
第一支架贯穿部SH01为将支架本体部SH0在轴向上贯穿的贯穿孔。第一支架贯穿部SH01在周向空开间隔而配置。本实施方式中,第一支架贯穿部SH01在周向等间隔地配置。从轴向观看时,第一支架贯穿部SH01的开口部的外形为大致扇型。第一支架贯穿部SH01的开口部从轴向另一侧向轴向其中一侧凸出。
第二支架贯穿部SH02为将支架本体部SH0在轴向上贯穿的贯穿孔。第二支架贯穿部SH02位于在周向相邻的一对第一支架贯穿部SH01之间。在第二支架贯穿部SH02嵌入有筒状的衬套(bush)BS。衬套BS例如为树脂制。
第一支架筒部SH1为大致筒状的部位。第一支架筒部SH1从支架本体部SH0的径向外侧的端部向轴向其中一侧延伸。在第一支架筒部SH1的轴向其中一侧的端部,形成有向径向外侧延伸的第一支架凸缘部。第一支架凸缘部为大致环状。
第二支架筒部SH2为大致筒状的部位。第二支架筒部SH2从支架本体部SH0的径向内侧的端部向轴向其中一侧延伸。换句话说,第二支架筒部SH2从支架本体部SH0的大致中央向轴向其中一侧延伸。
第三支架筒部SH3为大致筒状的部位。第三支架筒部SH3位于第二支架筒部SH2的径向内侧。第三支架筒部SH3在轴向上延伸。第三支架筒部SH3与第二支架筒部SH2在轴向其中一侧相连。更详细而言,第三支架筒部SH3的轴向其中一侧的端部与第二支架筒部SH2的轴向其中一侧的端部连接。第三支架筒部SH3的轴向另一侧的端部与支架本体部SH0及第二支架筒部SH2并未连接。在轴向上,第三支架筒部SH3的位置与轴槽S4的位置相同。第三支架筒部SH3固定于形成有轴槽S4的部位。第三支架筒部SH3例如通过压入而固定于轴S。另外,由于形成有轴槽S4,因此与未形成轴槽S4的情况相比,第三支架筒部SH3与轴S更牢固地固定。
本实施方式中,定子支架SH为单一的构件。也就是说,支架本体部SH0、第一支架筒部SH1、第二支架筒部SH2及第三支架筒部SH3为一个构件。定子支架SH例如为铁或铝等金属材料。支架本体部SH0、第一支架筒部SH1、第二支架筒部SH2及第三支架筒部SH3例如能够通过对铁或铝等一个金属材料进行冲压加工等而形成。由此,与通过切削加工等来形成定子支架SH的情况相比较,能够容易地形成定子支架SH,能够进行定子支架SH的制造所需要的成本的削减或工序等的省略。另外,当通过冲压加工来成形定子支架SH时,也就是说将定子支架SH设为冲压品时,定子支架SH具有由回弹(spring back)所致的弹性。因此,能够将轴S及定子芯SC在径向分别更强烈地按压,而能够使定子支架SH与轴S的固定及定子支架SH与定子芯SC的固定更牢固。
<定子芯>
图7为本实施方式的定子芯CS的平面图。如图7所示,定子芯SC为大致环状的构件。本实施方式中,定子芯SC为以中心轴J为中心的大致圆环状。定子芯SC例如通过压入而安装于定子支架SH。更详细而言,定子芯SC安装在定子支架SH的外侧面。定子芯SC具有芯背部SCB及多个齿部SCT。
芯背部SCB为圆环状,安装在第一支架筒部SH1的外侧面。芯背部SCB例如通过压入而固定于第一支架筒部SH1。
齿部SCT从芯背部SCB向径向外侧延伸。更详细而言,齿部SCT从芯背部SCB的外周面向径向外侧延伸。各齿部SCT在芯背部的外周面在周向空开间隔而配置。本实施方式中,齿部SCT在周向等间隔地配置。换句话说,多个齿部SCT在周向上排列。
定子芯SC还具有伞部SCU及传感器凹部SR0。各齿部SCT具有配置在前端且向周向两侧延伸的伞部SCU。换句话说,伞部SCU形成在齿部SCT的径向外侧的端部,向所述端部的周向两侧延伸。伞部SCU的周向宽度大于比伞部SCU更靠径向内侧的齿部SCT的周向宽度。伞部SCU与磁铁MG在径向相向。
<传感器凹部>
图8为本实施方式的伞部SCU的局部放大图。如图8所示,在伞部SCU的轴向上侧的端部形成有传感器凹部SR0。传感器凹部SR0为凹部和/或缺口的至少任一者。本实施方式中,在周向上连续地相邻的四个齿部SCT的各伞部SCU形成有传感器凹部SR0。在传感器凹部SR0内收容有后述的位置传感器PS。传感器凹部SR0包含第一传感器凹部SR1及第二传感器凹部SR2。
第一传感器凹部SR1分别形成于在周向上排列的四个伞部SCU中位于最靠周向其中一侧及周向另一侧的伞部SCU。第一传感器凹部SR1在轴向其中一侧的端部的外周端,从轴向其中一侧向另一侧凹陷,且从径向外侧向径向内侧凹陷。
第二传感器凹部SR2利用位于具有第一传感器凹部SR1的伞部SCU之间的两个齿部SCT(以下称为一对齿部SCT)而构成。一对齿部SCT中位于周向其中一侧的齿部SCT中,轴向其中一侧且周向另一侧的端部被切去。同样地,一对齿部SCT中位于周向另一侧的齿部SCT中,轴向其中一侧且周向其中一侧的端部被切去。一对齿部SCT的被切去的部分在周向上相向。利用一对齿部SCT的被切去的部分及一对齿部SCT的相邻的伞部SCU彼此之间的空隙而构成第二传感器凹部SR2。
本实施方式中,定子芯SC为将多个电磁钢板在轴向上层叠的构件。定子芯SC例如为卷铁芯、或具有多个芯片的分割芯。当定子芯SC为卷铁芯时,能够通过冲压加工来形成芯背部SCB与齿部SCT连成一体的短条状的电磁钢板,一边使短条状的所述电磁钢板螺旋状地旋转一边在轴向上层叠,由此形成定子芯SC。当定子芯SC为分割芯时,能够使多个具有经分割的芯背部SCB及一个齿部SCT的芯片在周向上连结,由此形成一个定子芯SC。
<绝缘体>
图9为本实施方式的绝缘体的立体图。绝缘体INS覆盖定子芯SC的侧面。更详细而言,绝缘体INS覆盖定子芯SC的侧面。绝缘体INS例如为具有绝缘性的树脂。如图9所示,绝缘体INS具有绝缘体本体部INS0、多个绝缘体外侧壁部INS1、绝缘体内侧壁部INS2及多个绝缘体突起部INS3。
绝缘体本体部INS0为筒状。绝缘体本体部INS0将除伞部SCU以外的各齿部SCT的外侧面覆盖。
绝缘体外侧壁部INS1配置在各绝缘体本体部INS0的径向外侧的端部,分别位于所述端部的轴向上侧及下侧。绝缘体外侧壁部INS1只要配置在各绝缘体本体部INS0的端部的至少轴向其中一侧的端部即可。绝缘体外侧壁部INS1从绝缘体本体部INS0的径向外侧的端部向轴向其中一侧及轴向另一侧分别延伸。
绝缘体内侧壁部INS2为环状的部位。绝缘体内侧壁部INS2位于绝缘体本体部INS0的径向内侧的端部。绝缘体内侧壁部INS2位于所述端部的轴向上侧及轴向下侧,从所述端部向轴向其中一侧及另一侧分别延伸。一对绝缘体内侧壁部INS2与各绝缘体本体部INS0相连。
至少一个绝缘体突起部INS3从绝缘体内侧壁部INS2的轴向其中一侧的端部向轴向其中一侧延伸。绝缘体突起部INS3在周向空开间隔而配置。本实施方式中,绝缘体突起部INS3的个数为三个。绝缘体突起部INS3的轴向其中一侧的端部相较于轴向另一侧,至少周向的宽度更大。
本实施方式中,绝缘体INS为仅包含一个构件的单一的构件。换句话说,绝缘体本体部INS0、多个绝缘体外侧壁部INS1、绝缘体内侧壁部INS2及多个绝缘体突起部INS3为单一的构件,且一体地形成。绝缘体INS例如通过在定子芯SC的周围将树脂材料射出成形而形成。因此,与在各齿部SCT逐一嵌入不与其他绝缘体INS连接的独立的绝缘体INS的情况相比较,能够容易地在定子芯SC设置绝缘体INS,而能够缩短制造时间及制造工序。
<线圈>
马达M具有线圈CO。线圈CO隔着绝缘体INS而配置于定子芯SC。线圈CO配置于各齿部SCT。更详细而言,线圈CO隔着绝缘体本体部INS0而配置于每个齿部SCT。
各线圈CO的轴向其中一侧的端部位于比绝缘体外侧壁部INS1及绝缘体内侧壁部INS2的轴向其中一侧的端部更靠轴向另一侧。同样地,线圈CO的轴向另一侧的端部位于比绝缘体外侧壁部INS1及绝缘体内侧壁部INS2的轴向另一侧的端部更靠轴向其中一侧。
线圈CO例如通过将导线隔着绝缘体本体部INS0在齿部SCT的周围(沿着外侧面)卷绕而构成。本实施方式中,马达M为具有U相、V相及W相的三相马达。因此,线圈CO具有构成U相的U相导线、构成V相的V相导线及构成W相的W相导线。各导线的端部向线圈CO的轴向另一侧引出。也就是说,U相导线的卷绕开始部分及卷绕结束部分、V相导线的卷绕开始部分及卷绕结束部分、W相导线的卷绕开始部分及卷绕结束部分合计六个端部从定子的轴向另一侧引出。
<线圈引线>
图11为从轴向另一侧观看定子支架SH时的图。马达M具有线圈引线CL。线圈引线CL经由压接端子CT而与导线的端部连接。压接端子CT位于定子支架SH的轴向另一侧。更详细而言,如图4及图11所示,线圈引线CL连接于各导线的端部。各导线的卷绕开始部分及卷绕结束部分经由压接端子CT而与一根线圈引线CL连接。也就是说,对于一根线圈引线CL,连接导线的两个端部。本实施方式中,三根线圈引线CL经由压接端子CT而与各导线的卷绕开始部分及卷绕结束部分连接。由此,与进行焊接的情况相比较,能够将线圈引线CL与导线的端部容易地连接,而能够削减连接所需要的成本或工序等,并且能够使线圈引线CL与导线的连接牢固。其结果为,线圈引线CL与导线的连接部不易断裂。此外,也可代替压接端子而使用母排(bus bar)通过铆接或焊接等将线圈引线CL与线圈(也就是导线的端部)连接。
线圈引线CL沿着定子支架SH的轴向另一侧的面,并且经由轴贯穿部而被导向定子支架SH的轴向另一侧,穿过轴贯穿部的内部。更详细而言,各线圈引线CL从各导线的端部沿着支架本体部SH0的轴向另一侧的面而被引导,穿过嵌入有衬套BS的第二支架贯穿部SH02。各线圈引线CL还从第二支架贯穿部SH02向支架本体部SH0的轴向其中一侧被引导。被引导至轴向其中一侧的线圈引线CL穿过第一轴贯穿部S1、第三轴贯穿部S3及第二轴贯穿部S2的内部,被导向轴S的轴向其中一侧的端部侧。被导向轴向其中一侧的线圈引线CL电连接于电池BAT等外部电源。
<电路基板>
图10为表示本实施方式的定子ST的一部分的立体图。定子ST具有电路基板CB及位置传感器PS。如图4及图10所示,电路基板CB为大致板状的构件。电路基板CB配置在绝缘体的轴向其中一侧。电路基板CB隔着间隙而与线圈CO的轴向其中一侧的端部相向。电路基板CB与绝缘体外侧壁部INS1的轴向其中一侧的端部在轴向接触。通过这样构成,电路基板CB与绝缘体外侧壁部INS1的轴向其中一侧的端部及绝缘体内侧壁部INS2的轴向其中一侧的端部在轴向触碰。由此,进行电路基板CB的轴向的定位。
电路基板CB具有多个基板孔。基板孔为将电路基板CB在轴向上贯穿的贯穿孔。绝缘体突起部INS3穿过基板孔。绝缘体突起部INS3与电路基板例如通过热焊接而彼此固定。由此,能够对绝缘体INS牢固地固定电路基板。
<位置传感器>
至少一个位置传感器PS安装于电路基板CB。本实施方式中,位置传感器PS为霍尔集成电路(Integrated Circuit,IC)。本实施方式中,三个位置传感器PS安装于电路基板。位置传感器PS检测后述的磁铁MG的磁场。
位置传感器PS从电路基板CB向轴向另一侧延伸。位置传感器PS位于比绝缘体本体部INS0更靠径向外侧。位置传感器PS中的至少一个与绝缘体本体部INS0的径向外侧的开口部在径向相向。位置传感器PS分别收容在所述第一传感器凹部SR1及第二传感器凹部SR2。通过这样构成,能够缩短电路基板CB与定子芯SC的轴向距离。因此,能够在整个马达M的轴向小型化。
<传感器引线>
对于电路基板CB,还连接多根传感器引线SL。传感器引线SL的一端连接于电路基板CB。传感器引线SL的根数与位置传感器PS的个数相等。也就是说,本实施方式中,传感器引线SL的根数为三根。传感器引线SL从电路基板CB被导向径向内侧,穿过第一轴贯穿部S1、第三轴贯穿部S3、及第二轴贯穿部S2的内部,被导向轴S的轴向其中一侧。也就是说,在轴S的中空部分(第一轴贯穿部S1、第二轴贯穿部S2、第三轴贯穿部S3)的内部,穿插线圈引线CL与传感器引线SL两者。
所述实施方式的马达的用途并无特别限定。另外,本说明书中说明的各构成能够在不相互矛盾的范围内适当组合。
Claims (11)
1.一种马达,包括:
轴,沿中心轴延伸;以及
定子,安装于所述轴,
所述定子包括:
圆盘状的定子支架,从所述轴向径向外侧扩展;
定子芯,安装于所述定子支架的外侧面;以及
绝缘体,覆盖所述定子芯,
所述定子芯具有:
圆环状的芯背部;以及
多个齿部,从所述芯背部向径向外侧延伸,且在周向上排列,
所述马达的特征在于,所述绝缘体具有:
筒状的绝缘体本体部,覆盖所述齿部的外侧面;
环状的绝缘体内侧壁部,配置在所述绝缘体本体部的轴向其中一侧及另一侧的至少任一者;以及
绝缘体外侧壁部,位于所述绝缘体本体部各自的径向外侧,且至少配置在轴向其中一侧的端部,
所述绝缘体内侧壁部、所述绝缘体本体部及所述绝缘体外侧壁部为单一的构件。
2.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,所述定子支架具有:
圆盘状的支架本体部;
第一支架筒部,从所述支架本体部的径向外侧的端部向轴向其中一侧延伸;
第二支架筒部,从所述支架本体部的大致中央向轴向其中一侧延伸;以及
第三支架筒部,配置在所述支架筒部的径向内侧,且在轴向上延伸,
所述芯背部固定于所述第一支架筒部的外侧面,
所述第二支架筒部的轴向其中一侧的端部与所述第三支架筒部的轴向其中一侧的端部连接,
所述支架本体部、所述第一支架筒部、所述第二支架筒部及所述第三支架筒部为单一的构件。
3.根据权利要求2所述的马达,其特征在于,所述定子支架为冲压品。
4.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,所述定子还包括:
电路基板,配置在所述绝缘体的轴向其中一侧,具有作为在轴向上贯穿的贯穿孔的基板孔;以及
位置传感器,连接于所述电路基板,
所述定子芯还具有:
伞部,形成在所述齿部的径向外侧的端部,且在所述端部的周向两侧延伸;以及
传感器凹部,为形成在所述伞部的轴向上侧的端部的凹部和/或缺口的至少任一者,
所述绝缘体还具有:
绝缘体突起部,从所述绝缘体内侧壁部的轴向其中一侧的端部向轴向其中一侧延伸,
所述电路基板与所述绝缘体外侧壁部在轴向接触,
所述绝缘体突起部穿过所述基板孔,
所述位置传感器收容在所述传感器凹部内。
5.根据权利要求4所述的马达,其特征在于,所述电路基板还包括:
传感器引线,一端连接于所述电路基板,
所述轴具有:
轴贯穿部,从轴向另一侧向轴向其中一侧延伸,且在所述轴内在径向上贯穿,
所述传感器引线穿过所述轴贯穿部的内部。
6.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,包括:
线圈引线;以及
线圈,隔着所述绝缘体本体部而配置在每个所述齿部,
所述线圈为经卷绕的导线,
所述导线的端部经由压接端子而与所述线圈引线连接。
7.根据权利要求6所述的马达,其特征在于,所述轴具有:
轴贯穿部,从轴向另一侧向轴向其中一侧延伸,且在所述轴内在径向上贯穿,
所述定子支架具有:第二支架贯穿部,为在轴向上贯穿的贯穿孔,且嵌入有筒状的衬套,
所述压接端子位于所述定子支架的轴向另一侧,
所述线圈引线沿着所述定子支架的轴向另一侧的面,并且经由所述轴贯穿部而被导向所述定子支架的轴向另一侧,穿过所述轴贯穿部的内部。
8.根据权利要求1所述的马达,其特征在于,包括:
筒状的轮辋,在内部收容有所述定子;
筒状的外壳,外周面固定于所述轮辋的内周面;
至少一个磁铁,固定于所述外壳的内周面,且与所述齿部在径向上相向;
轮盖,供所述轴贯穿,将所述轮辋的轴向其中一侧的开口堵塞;以及
刹车鼓,供所述轴贯穿,将所述轮辋的轴向另一侧的开口堵塞,
所述轮盖具有:圆盘状的盖本体部、及从所述盖本体部的径向外侧的端部向径向外侧延伸的盖凸缘部,
所述刹车鼓具有:圆盘状的鼓本体部、及从所述鼓本体部的径向外侧的端部向径向外侧延伸的鼓凸缘部,
所述外壳由所述盖凸缘部与所述鼓凸缘部在轴向夹持。
9.根据权利要求8所述的马达,其特征在于,所述外壳与所述盖凸缘部通过螺固而固定,
所述外壳与所述鼓凸缘部通过螺固而固定。
10.一种车轮,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的马达。
11.一种电动自行车,其特征在于,包括:
如权利要求10所述的所述车轮;以及
电池,与所述马达电连接。
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