CN103904803B - 发卡与具备发卡的发卡形绕组电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发卡与具备发卡的发卡形绕组电动机。根据本发明的一侧面，具备头部和从所述头部延长的一对腿部，且插进沿着多个定子铁芯的圆周方向形成的各个插槽被联结而形成绕圈绕组；所述一对腿部中，一侧腿部的端部具备接合凸起，另一侧腿部的端部具备形状与所述接合凸起对应的接合槽。

Description

发卡与具备发卡的发卡形绕组电动机

技术领域

本发明涉及发卡及具备发卡的发卡形绕组电动机，具体是多个发卡在定子铁芯插槽上联结及相接形成线圈绕组部的发卡形绕组电动机中形成线圈绕组部的各发卡以及具备该发卡的发卡形绕组电动机。

背景技术

目前，为提升混合动力车等性能，正积极开展旨在提升电动机功率的方案研发工作。一般，电动机的功率是绕组于定子铁芯的线圈的旋转数成比例，在不增加电动机的规格的前提下，为提升电动机的功率，可以考虑增加绕组于定子铁芯的线圈占有体积率的方案。以所述方案为一环，目前还研究一种不使用圆形剖面的环形线圈而是使用近似四角剖面形态的扁平线圈（flat Coil）绕组的方法。

但扁平线圈比环形线圈的线圈绕组工作相对难。因此作为使扁平线圈的线圈绕组容易进行的方案，曾经提出了一种将多个分离的发卡插入定子铁芯联结后，将各个发卡焊接在一起形成线圈绕组部的电动机（下称“发卡形绕组电动机”）。所述发卡形绕组电动机将大致形成U字或者V开字形态的发卡插入定子铁芯的各插槽以后，对各插槽的各层配置的发卡之间进行焊接接合而形成定子铁芯的线圈绕组，使发卡形绕组电动机克服因卷绕机造成的装置上的极限，使扁平线圈也易于进行线圈绕组作业。

但发卡形绕组电动机与利用卷线机的绕组方式不同，会伴随多个反复的焊接作业，而且所述反复进行的焊接作业是引发各发卡之间连接不良或生产性下降的主要原因。

发明内容

技术问题

本发明的实施例其目的在于提供一种既减少焊接作业又实现各发卡之间连接的发卡及具备该发卡的发卡形绕组电动机

技术方案

本发明一方面提供一种发卡，其特征在于，分别具备头部和从所述头部延长的一对腿部，且插进沿着多个定子铁芯的圆周方向形成的各个插槽被联结而形成绕圈绕组；所述一对腿部中，一侧腿部的端部具备接合凸起，另一侧腿部的端部具备形状与所述接合凸起对应的接合槽。

本发明另一方面提供一种发卡形绕组电动机，其特征在于，包括：定子铁芯，沿着圆周方向具备多个插槽，所述各插槽是沿着半径方向形成多个层；以及多个发卡，具备一对腿部，所述各腿部插进所述各插槽内各个层而形成线圈绕组；所述各个发卡是，在所述一对腿中，一侧腿部的端部具备接合凸起，另一侧腿部的端部形成形状与所述接合凸起对应的接合槽。

有益效果

根据本发明的实施例，发卡及发卡形绕组电动机是在各发卡的腿部末端具备接合凸起和接合槽而通过最少的焊接作业将各个发卡快速方便地连接起来。

附图说明

图1是显示发卡形绕组电动机的定子铁芯的透视图；

图2是显示发卡形绕组电动机的发卡的透视图；

图3是显示发卡插进定子铁芯被联结的状态的透视图；

图4是表示发卡的连接部端部焊接接合工艺的简图；

图5是显示焊接接合的发卡的连接端部的图片；

图6是本发明一个实施列的发卡的透视图；

图7是显示图6中图示的发卡的联结方法的简图；

图8是图6中图示的发卡被适用的发卡形绕组电动机的透视图。

附图标记说明

300: 发卡; 310: 腿部;

320: 头部; 311a: 接合凸起;

311b: 接合槽; 400: 定子铁芯;

410: 插槽部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为方便说明，首先说明普通发卡形绕组电动机的定子铁芯、发卡、各发卡的连接方法，然后说明本发明实施例的发卡以及发卡形绕组电动机。

图1是发卡形绕组电动机的定子铁芯透视图。

根据图1，定子铁芯100整体可以形成圆形环或者圈形。虽然未图示，但定子铁芯100内侧可以配置转子（rotor），所述转子具备旋转轴，并可放转地形成。

定子铁芯100上可以形成插槽110。插槽100可以在定子铁芯100内周向外周侧形成。或者插槽110向定子铁芯100的半径方向延长既定程度而形成。

根据图1的放大图，插槽110可以形成多层结构。重复地说就是插槽110上沿着定子铁芯100的半径方向可以形成多个层111。图1是一个插槽110上共形成四个层111时的状态。但，插槽110上形成的层111的个数可以根据电动机功率、绕组设计方法等出现变化。下面如图1所示，主要围绕一个插槽110上形成四个层111时的状态进行说明，按定子铁芯100的内周侧配置的顺序，将各层称为第一至第四层111a, 111b, 111c, 111d。

定子铁芯100上可以形成多个插槽110。多个插槽110是沿着定子铁芯100的圆周方向配置成辐射状。定子铁芯100上形成的插槽110的个数是可以根据电动机功率、绕组设计方法等变化。例如，根据需求，沿定子铁芯100的圆周方向形成60个或者72个插槽110。

图2是发卡形绕组电动机的发卡的透视图。

图2的（a）是发卡200插进定子铁芯100的插槽100内被联结之前的形态示意图，图2的（b）是发卡200插入定子铁芯100的插槽内联结并弯曲（bending）后的形态示意图。

根据图2，发卡200整体上可以形成U字形或V字形。如下述内容，发卡200是多个接合形成线圈绕组部，为此可以用导电体形成。

发卡200可以具备一对腿部210和头部220。如下所述，一对腿部210被插入各个定子铁芯100的插槽110而被联结。各腿部210被定子铁芯100的插槽110收容，一部分向定子铁芯100的插槽100外露出。各腿部210的端部与其它发卡的腿部连接。为说明便利，在各腿部210被定子铁芯100的插槽110收容的部分称为收容部211，向定子铁芯100的插槽110外露出的部分称为露出部212，与其它发卡的腿部连接的部分称为连接端部213。

另外，发卡200可以由近似四角形态剖面的扁平线圈（flat Coil）形成。所述扁平线圈可以提升插槽110内线圈的占有体积率而提升电动机的功率。

图3是发卡被插进定子铁芯的状态的透视图。

图3中，发卡形绕组电动机是在所述图1中说明的定子铁芯100上插进多个所述图2中说明的发卡200而形成线圈绕组部。

具体地说就是发卡200是两侧腿部210插进各定子铁芯100上形成的插槽110而被联结。发卡200的两侧腿部210是可以按既定插槽相隔联结。例如，发卡200的一侧腿部210被一号插槽联结，则另一侧腿部210是被从所述一号插槽向定子铁芯100的圆周方向相隔六个插槽的七号插槽联结。但，发卡200的两侧腿部210相隔开的插槽个数是根据绕组设计方法可以进行多种变更。

发卡200的各腿部210填充各插槽100的一个层111。就是说，各个插槽110的各层111插进各个腿部210。根据图1所示的例示详细描述就是第一至第四层111a, 111b, 111c,111d插进各个发卡200的腿部210被联结，一个插槽110沿半径方向可以配置四个腿部210。

发卡200上具备的一对腿部210是在各个插槽110被插进相互不同层111联结。例如，一侧腿部门210被一号插槽的第一层111a联结，则另一侧腿部210是被七号插槽的第二层111b联结。一侧腿部210被一号插槽的第三层111c联结，则另一侧腿部210是被六号插槽的第四层111d联结。多个发卡200是根据绕组设计方法，可以按上述方式填满各插槽110的各层111。

另外，如上所述，定子铁芯100的各插槽110上联结多个发卡200，则各个发卡200是向插槽110露出的露出部212向定子铁芯100的圆周方向弯曲或扭转地加工。各个发卡200的腿部210或露出部212弯曲的方向或程度是可以根据绕组设计方法进行变更。例如各发卡200的露出部212可以向定子铁芯100的圆周方向弯曲成三个插槽程度。各发卡200上具备的一对腿部210是向相同的方向弯曲或向反方向弯曲。上述的图2的（b）中举例表示过发卡200的各腿部210向反方向弯曲的状态。

根据绕组设计方法等，各发卡200的弯曲结束，则最终形成如图3的形态。就是说定子铁芯100的一侧是发卡200的连接端部213沿着定子铁芯100的周围以圆形环或者圈形形态被连续配置。相反侧是发卡200的头部220沿着定子铁芯100的周围配置成圆形环或圈形形态。为方便说明，发卡200的连接端部213被配置的一侧称为“腿侧”，发卡200头部220被配置的一侧称为“头侧”。

在腿侧发卡200的连接端部213是根据插槽110上形成的层111并沿着定子铁芯100半径方向配置多个。重复说明就是，插槽110上形成的第一至第四层111分别插进发卡200的腿部210被联结而在腿侧是连接部213沿半径方向各自配置四个的形态。为说明上的便利，按照定子铁芯100的内周侧上配置的顺序，将各连接部213称为第一至第四连接端部213a,213b, 213c, 213d。

发卡形绕组电动机是将所述连接端部213连接起来形成线圈绕组。例如，连接第一、二连接端部213a, 213b，连接第三、四连接端部213c, 213d将各个发卡200用电连接，形成一个线圈绕组部。一般，所述连接端部213之间是通过焊接连接。就是说，第一、二连接端部213a, 213b和第三、四连接端部213c, 213d之间放入绝缘纸，在第一、二连接端部213a,213b之间或第三、四连接端部213c, 213d之间进行焊接接合而在各个发卡200之间用电连接。

图4是表示焊接接合发卡的连接端部的工艺的简图，图5是显示焊接接合的发卡的连接端部的图片。

为说明上的便利，下面以图3中图示的定子铁芯100的腿部侧配置的各连接端部213中将第一连接端部213a和第二连接端部213b焊接接合的状态进行说明。

如图4（a）所示，发卡200的弯曲作业结束以后，第一连接端部213a和第二连接端部213b会被邻接配置。在此状态下，作业人员如图4的（b）所示，剥去拟焊接接合的部位的绝缘层。发卡200或第一、二连接端部213a，213b是为电绝缘，表面做出绝缘涂层，但剥去后可以使第一、二连接端部213a，213b之间用电连接。

剥去绝缘涂层后，如图4的（c）所示，对第一、二连接端部213a，213b进行切销加工，以便进行焊接作业，且焊接后形成良好形态的焊缝（weld bead）。剥去绝缘涂层并完成切削加工后，如图4的（d）所示进行焊接作业，焊接接合后为焊接部位的绝缘（如图4（e）），如图4的（f）进行绝缘涂层并完成接合。

图5是显示经过所述过程后各连接端部213全部被焊接接合后的状态。

但如如图3或图5中所示，发卡形绕组电动机是在腿侧非常稠密地配置多个连接端部213，根据插槽110的个数或者各插槽内层111的个数，形成数量众多的连接端部213。因此进行焊接的各连接端部213的接合需要进行高度精密的作业，因作业上的错误容易发生焊接缺陷或者不良的问题。

而且焊接接合方式是一些连接端部213之间一旦发生焊接缺陷或者不良则必须拆卸所有发卡200重新联结新的发卡200并进行焊接作业，因此作业效率非常低。再加上，多数焊接作业需反复进行（例如，四层的60个插槽最少需要进行120次焊接）而导致生产性下降的问题。

下面结合附图，对本发明实施例的发卡连接机构以及发卡形绕组电动机进行说明。

图6是本发明一个实施例的发卡的透视图。

根据图6，本实施例的发卡300可以具备头部320、从头部320分别延长形成的一对腿部310。头部320以及一对腿部310是整体上形成U字形或者V字形，而且可以与参照图2说明的传统的发卡200相似地形成。

本发明的发卡300是其特征在于，各腿部310的端部形成接合凸起3111a或接合槽311b。就是说，本实施例的发卡300在一侧的腿部310凸出形成接合凸起311a，与此对应的另一侧腿部310可以凸出形成接合槽311b。接合凸起311a和接合槽311b是形成相互对应的形状而可夹接地形成。

而且接合凸起311a和接合槽311b是夹接后为防止脱离和更加牢固，在其一侧可以具备倾斜面。就是说，根据图6的放大图，接合凸起311a在下部侧可以具备倾斜面，接合槽311b也可以与此对应地在下部侧具备倾斜面。所述倾斜面是接合凸起311a和接合槽311b接合后，可以固定和支承接合凸起311a和接合槽311b防止其向定子铁芯400的半径方向脱离（见图7）。

图7是图6中图示的发卡的联结方法的简图。

根据图6和所述图7，本实施例的发卡300是腿部310插进定子铁芯400上形成的插槽210被联结。所述发卡300具备有多个，将定子铁芯400内的各插槽410填充成多层结构。但，为说明上的便利，图7中只图示两个发卡的腿部310, 310’。而且各个插槽410上联结的多个发卡300是各腿部310按照已设定的插槽数量沿着定子铁芯400的圆周方向弯曲或者扭转加工，与上述的参照图1至图3进行的说明内容类似。但，本实施例的发卡300是利用夹入装配方式而非焊接接合方式实现用电连接。

为进一步详述，图7的定子铁芯400中一侧的插槽称为第一插槽，所述第一插槽中隔离既定插槽数量的其它插槽称为第二插槽。插进第一插槽联结的腿部310称为第一腿部310，插进第二插槽联结的腿部310’称为第二腿部310’。此时第一腿部310和第二腿部310’是构成相互不同发卡的一部分。就是说，第一腿部310是第一发卡的一侧腿部，第二腿部310’是与所述第一发卡不同的第二发卡的一侧腿部。

所述第一腿部310和第二腿部310是分别按照既定插槽数量弯曲后如图7所示相互邻接。第一腿部310的末端具备的接合槽311b是邻接第二腿部310’的末端上具备的接合凸起311a’，作业人员可以将接合槽311b和接合凸起311a’夹接，使第一、二腿部310, 310’连接或者用电连接。

接合槽311b和接合凸起311a’夹接后，因接合槽311b和接合凸起311a’的一侧上具备的倾斜面而防止接合槽311b和接合凸起311a’之间向半径方向脱离。而且可以按需在接合槽311b和接合凸起311a’夹接后实施挤压加工等方法加强接合力，夹接前也可以先进行剥去绝缘涂层等作业。

图8是适用图6中图示的发卡的发卡形绕组电动机的透视图。

按照如图7所示的方式，多个发卡300与定子铁芯400联结，各发卡300之间利用接合槽311b和接合凸起311a连接后形成如图8形态的发卡形绕组电动机。

接合槽311b和接合凸起311a联结的连接部312是可以沿着定子铁芯400的圆周方向配置成圆形环或圆形圈的形态，根据定子铁芯400的插槽410各层的数量，可以沿着定子铁芯400的半径方向配置多个。例如，定子铁芯400的各插槽410由四个层形成时，如图8所示，连接部312是沿着定子铁芯400的半径方向各配置两个。

本实施例的发卡形绕组电动机中定子铁芯400是可以与参照所述图1说明的传统的定子铁芯100相似地形成。就是说，沿圆周方向多个插槽410配置成辐射状，各插槽410内是沿半径方向具备多个层。

如上所述，本发明实施例的发卡30以及发卡形绕组电动机是在各个发卡300的腿部310末端具备接合凸起311a和接合槽311b，使焊接作业减少到最少，且轻松快速地连接各个发卡300。就是说，本发明实施例的发卡300以及发卡绕组电动机是将邻接的接合凸起311a和接合槽311b夹接，使各个发卡300之间连接或用电连接，从而解决因多个焊接作业引起的生产性低下或焊接质量造成的连接不良等问题。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种发卡，分别具备头部和从所述头部延长的一对腿部，且插进沿着多个定子铁芯的圆周方向形成的各个插槽被联结而形成绕圈绕组；

所述一对腿部中，一侧腿部的端部具备接合凸起(311a)，另一侧腿部的端部具备形状与所述接合凸起(311a)对应的接合槽(311b)。

2.根据权利要求1所述的发卡，其特征在于，

所述一侧腿部是沿着所述定子铁芯的圆周方向按既定插槽个数弯曲，所述一侧腿部上形成的所述接合凸起(311a)是夹进其它发卡的接合槽被接合；

所述另一侧腿部是沿着所述定子铁芯的圆周方向按既定插槽数量弯曲，所述另一侧腿部上形成的所述接合槽(311b)是夹进另一发卡的接合凸起接合。

3.根据权利要求2所述的发卡，其特征在于，

所述一侧腿部和所述另一侧腿部是相互向反方向弯曲。

4.根据权利要求2所述的发卡，其特征在于，

所述一侧腿部和所述另一发卡是被夹接而用电连接；

所述另一侧腿部和其他所述另一发卡被夹接而用电连接。

5.根据权利要求1所述的发卡，其特征在于，

所述接合凸起(311a)的一侧面形成倾斜面；

所述接合槽(311b)是一侧面与所述接合凸起(311a)对应地形成倾斜面。

6.一种发卡形绕组电动机，其特征在于，包括：

定子铁芯，沿着圆周方向具备多个插槽，各所述插槽是沿着半径方向形成多个层；以及

多个发卡，具备一对腿部，各所述腿部插进各所述插槽内各个层而形成线圈绕组；

各个所述发卡是，在所述一对腿部中，一侧腿部的端部具备接合凸起(311a)，另一侧腿部的端部形成形状与所述接合凸起(311a)对应的接合槽(311b)。

7.根据权利要求6所述的发卡形绕组电动机，其特征在于，

所述一侧腿部是沿着所述定子铁芯圆周方向按既定插槽数量弯曲，所述一侧腿部上形成的所述接合凸起(311a)是夹进另一发卡的接合槽接合；

所述另一侧腿部是向与所述一侧腿部的反方向沿着所述定子铁芯的圆周方向按既定插槽数量弯曲，所述另一侧腿部上形成的所述接合槽(311b)是与其他所述另一发卡的接合凸起夹接。

8.根据权利要求7所述的发卡形绕组电动机，其特征在于，

所述一侧腿部和所述另一发卡是通过夹接方式用电连接；

所述另一侧腿部和其他所述另一发卡是通过夹接方式用电连接。