CN112236925B - 旋转电机的定子以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

具备：铁芯(10)，具有在外周面(12)具有凹部(117)的磁轭部(111)和具有靴部(114)的多个齿部(112)；以及线圈部(11)，隔着第一绝缘体部(130)以及第二绝缘体部(120)卷绕于各齿部(112)，第二绝缘体部(120)设置于齿部(112)之间的槽(113)，呈片状，具有绝缘性，具有从铁芯(10)的轴向(Y)的两端突出的突出部(121)，第一绝缘体部(130)具备：设置于铁芯(10)的轴向(Y)的两端，具有绝缘性，且与突出部(121)接触并插入凹部(117)的第一突起部(132)；以及在与靴部(114)的径向(X)的外侧(X1)的侧面(41)之间夹着第二绝缘体部(120)的第二突起部(133)。

Description

旋转电机的定子以及旋转电机

技术领域

本申请涉及能够防止铁损的增加、性能提高的旋转电机的定子以及旋转电机。

背景技术

在以往的旋转电机中，提出了如下的方案，即，由具有收纳绕组的多个槽的铁芯、配置于上述铁芯的轴向两端面而使上述绕组与铁芯齿之间电绝缘的绝缘体、和插入上述槽而使上述绕组与铁芯的内周面之间电绝缘的槽绝缘纸构成，上述绝缘体一体地具有壁部，上述壁部将上述绕组与上述铁芯电绝缘，并朝向槽内延伸设置，且上述槽设为轴向两端部比中间部分大以收纳上述绝缘体壁部的尺寸，即在铁芯齿中设为上述轴向两端部比中间部分小的尺寸，而且通过将上述槽绝缘纸配置成在轴向的两端与上述绝缘体的壁部的绕组侧的面重叠，从而消除在槽内部使绕组空间减少的绝缘体壁部的空间，增大电线截面积(例如，参照专利文献1)。

另外，在其他的以往的旋转电机中，提出了将与上述专利文献1大致相同的结构作为分割铁芯的旋转电机。并且，提出了如下方案，即，在上述铁芯齿的轴向两端部比中间部分小的尺寸上设置一部分切口，通过加厚绝缘体相对于上述切口的部位，能够有助于强度提高、定位性提高(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-112205号公报

专利文献2：日本特开2017-103850号公报

发明内容

发明所要解决的课题

以往的旋转电机中的定子的铁芯为了收纳上述绝缘体壁部而将齿的轴向两端部的周向的宽度形成得比中间部的周向的宽度窄，因此同齿的轴向两端部的周向的宽度与中间部的周向的宽度相同的铁芯相比铁损增加，存在导致旋转电机的性能降低这样的问题点。这是因为铁芯的轴向长度越短越容易影响性能。另外，由于齿的轴向两端部和中间部的形状不同，因此用于制造铁芯的模具以及工序增加，存在铁芯的成本增加这样的问题点。

本申请公开了用于解决上述那样的课题的技术，其目的在于提供一种能够防止铁损的增加、性能提高的旋转电机的定子以及旋转电机。

用于解决课题的技术方案

本申请公开的旋转电机的定子，其中，

该旋转电机的定子具备铁芯、第一绝缘体部、第二绝缘体部和线圈部，

所述铁芯具有：磁轭，在周向上配置有至少1个磁轭部，且形成为环状；以及齿部，在所述磁轭部的径向的内侧的内周面向径向的内侧突出，所述齿部在径向的内侧的顶端的周向的两侧具有沿周向分别突出地形成的靴部；

所述第一绝缘体部，分别设置在沿着所述铁芯的中心轴的轴向的两端，具有绝缘性；

所述第二绝缘体部，在所述齿部，设置在所述齿部的周向的两端的侧面上、从该侧面延伸的所述磁轭部的内周面上、以及各所述靴部的径向的外侧的侧面上，呈片状，具有绝缘性；

所述线圈部，隔着所述第一绝缘体部和所述第二绝缘体部卷绕于所述齿部，

在所述磁轭部的轴向的两端，在径向的外侧的外周面分别具有凹部，

所述第二绝缘体部在所述铁芯的轴向的两端分别具有从该两端突出地形成的突出部，

所述第一绝缘体部具有：第一突起部，与所述第二绝缘体部的所述突出部接触，并且插入所述铁芯的所述凹部；以及第二突起部，在与各所述靴部的径向的外侧的侧面之间夹着所述第二绝缘体部。

另外，本申请公开的旋转电机，其中，

该旋转电机具备：

如上所述的旋转电机的定子；

框架，将所述定子配置在径向的内侧；以及

转子，配置在所述定子的径向的内侧，并且以能够旋转的方式支承于所述框架。

发明效果

根据本申请公开的旋转电机的定子以及旋转电机，能够防止铁损的增加，性能提高。

附图说明

图1是表示实施方式1的旋转电机的定子的结构的俯视图。

图2是表示图1所示的定子的分割铁芯、第一绝缘体部以及第二绝缘体部的结构的立体图。

图3是表示图2所示的分割铁芯和第二绝缘体部的结构的立体图。

图4是表示设置于图2所示的分割铁芯的第一绝缘体部的结构的立体图。

图5是表示图4所示的第一绝缘体部的结构的俯视图。

图6是表示图2所示的分割铁芯、第一绝缘体部以及第二绝缘体部的结构的局部放大立体图。

图7表示图2所示的分割铁芯和第一绝缘体部的结构的局部放大立体图。

图8是表示使用图1所示的定子的旋转电机的结构的俯视图。

图9是表示图2所示的定子的制造方法的立体图。

图10是表示图2所示的定子的制造方法的立体图。

图11是表示实施方式1的旋转电机的定子的第一绝缘体部的其他的结构的立体图。

图12是表示实施方式1的旋转电机的定子的第一绝缘体部的其他的结构的立体图。

图13是表示实施方式2的旋转电机的定子的分割铁芯、第一绝缘体部以及第二绝缘体部的结构的局部放大立体图。

图14是表示设置于图13所示的分割铁芯的第一绝缘体部的结构的俯视图。

具体实施方式

在以下的说明中，将旋转电机中的各方向分别表示为周向Z、作为沿着旋转电机的旋转轴的方向的轴向Y、径向X、径向X的外侧X1、径向X的内侧X2。因此，在旋转电机的定子等其他的部分中，也以这些方向为基准表示各方向地进行说明。

实施方式1

图1是表示实施方式1的旋转电机1的定子100的结构的俯视图。图2是表示在图1所示的定子100的分割铁芯110上设置有第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的结构的立体图。图3是用于说明在图2所示的分割铁芯110上设置第二绝缘体部120的状态的立体图。图4是表示图2所示的第一绝缘体部130的结构的立体图。图5是表示从图4所示的第一绝缘体部130的箭头A的方向观察的结构的俯视图。

图6是表示在图2所示的分割铁芯110上设置有第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的结构的轴向Y的纸面上的上侧的结构的局部放大立体图。图7是表示在图2所示的分割铁芯110上设置有第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的结构的轴向Y的纸面上的下侧的结构的局部放大立体图。另外，在图7中，分割铁芯110在轴向Y上以层叠一部分的张数的状态示出。图8是表示使用图1所示的定子100的旋转电机1的结构的俯视图。另外，为了方便，图8以外的各图表示形成线圈部9之前的状态。

图9和图10是表示在图2所示的定子100的分割铁芯110上设置第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的制造方法的立体图。图11和图12是表示实施方式1的旋转电机1的定子100的第一绝缘体部130的其他的结构的立体图。

在图8中，旋转电机1具备形成有线圈部9的定子100、将定子100配置于径向X的外侧X1的框架2、以及配置于定子100的径向X的内侧X2并且能够旋转地将旋转轴3支承于框架2的转子4。

在图1中，该旋转电机1的定子100具备铁芯10和线圈部9(参照图8)。铁芯10具有形成为环状的磁轭5、和在磁轭5的径向X的内侧X2的内周面11沿周向Z隔开规定的间隔向径向X的内侧X2突出地形成的多个齿部112。铁芯10通过将沿周向Z分割的多个分割铁芯110排列成环状而形成。铁芯10是对电磁钢板进行冲切，将该冲切后的电磁钢板沿轴向Y每次层叠多个而形成的。

如图3所示，一个分割铁芯110具有一个齿部112和一个磁轭部111。因此，铁芯10的磁轭5在周向Z上配置有多个分割铁芯110的磁轭部111，形成为环状。在磁轭部111的轴向Y的两端，在径向X的外侧X1的外周面12分别形成有凹部117。该凹部117针对每个分割铁芯110分别形成。另外，凹部117也可以从分割铁芯110的磁轭部111的外周面12的轴向Y的一端向另一端连续地形成。另外，凹部117并不限定于该形状，也可以考虑以具有与该凹部117相同的功能的孔部形状形成的情况。

齿部112在径向X的内侧X2的顶端的周向Z的两侧具有分别沿周向Z突出地形成的靴部114。在沿周向Z相邻的分割铁芯110之间形成有用于形成线圈部9的槽113(参照图1)。线圈部9隔着后述的第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120卷绕于各齿部112，并收纳于槽113而形成。

如图3所示，第二绝缘体部120具有绝缘性，形成为片状。第二绝缘体部120在齿部112中设置于齿部112的周向Z的两端的侧面21上、从该侧面21延伸的磁轭部111的内周面11上、以及各靴部114的径向X的外侧X1的侧面41上。第二绝缘体部120只要是片状即可，例如由绝缘纸、绝缘膜形成。因此，第二绝缘体部120设置于槽113，在槽113中使分割铁芯110与线圈部9绝缘。第二绝缘体部120形成为轴向Y的长度比分割铁芯110的轴向的长度长，在分割铁芯110的轴向Y的两端分别具有从该两端突出的突出部121。

如图2所示，第一绝缘体部130分别设置于分割铁芯110的轴向Y的两端，具有绝缘性。如图4所示，第一绝缘体部130具有插入分割铁芯110的凹部117的第一突起部132、以及在与各靴部114的径向X的外侧X1的侧面41之间夹着第二绝缘体部120的第二突起部133。

如图2所示，第一绝缘体部130形成为与第二绝缘体部120的突出部121接触。这样，通过第二绝缘体部120的突出部121与第一绝缘体部130接触并重合，该部位形成为确保电绝缘性能的部位。另外，第一绝缘体部130与第二绝缘体部120在轴向Y上接触的部分是第二绝缘体部120的突出部121的部分，分割铁芯110的形状不会受到影响。因此，如图3的纸面上的上图所示，分割铁芯110在从轴向Y的上侧到下侧能够全部以相同的形状形成。

并且，如图4所示，第一绝缘体部130在与第二绝缘体部120的突出部121接触的部位形成有与第二绝缘体部120的片状的厚度相当的槽部131。为了形成该槽部131，第一绝缘体部130的齿部112上的周向Z的宽度W1(参照图5)形成为比齿部112的周向Z的宽度W2(参照图3)大第二绝缘体部120的片状的厚度的两倍的量，即，槽部131的宽度量。

并且，如图6以及图7所示，该槽部131成为收纳第二绝缘体部120的突出部121的空间。这样，第二绝缘体部120的突出部121容纳于第一绝缘体部130的槽部131。并且，由于第一绝缘体部130的槽部131的轴向Y的两端部成为覆盖突出部121的轴向Y的两端的配置，因此能够防止第二绝缘体部120在轴向Y上偏移。

另外，如图7所示，第一绝缘体部130的第一突起部132插入分割铁芯110的凹部117，因此，相对于分割铁芯110，第一绝缘体部130的配置在径向X以及周向Z受到限制。

另外，第一绝缘体部130的第二突起部133在与各靴部114的径向X的外侧X1的侧面41之间夹着第二绝缘体部120，因此，相对于分割铁芯110，第二绝缘体部120的配置在周向Z上受到限制。

另外，第一绝缘体部130将第一突起部132插入设置于分割铁芯110的磁轭部111的凹部117，并以覆盖靴部114的两端的方式嵌合第二突起部133，由此进行第一绝缘体部130相对于分割铁芯110的定位。

结合图9以及图10对在如上述那样构成的实施方式1的旋转电机1的定子100的分割铁芯110上设置第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的制造方法进行说明。首先，如图9所示，在分割铁芯110的周向Z的两侧设置吸附或把持第二绝缘体部120的夹具125(图9的纸面上左侧的状态)。并且，以在分割铁芯110的规定的部位设置第二绝缘体部120的方式，在分割铁芯110的周向Z上以靠近的方式按压夹具125(图9的纸面上右侧的状态)。

此时，如图3的纸面上的下图所示，第二绝缘体部120的折弯部由从靴部114的径向X的外侧X1的侧面41到齿部112的周向Z的两端的侧面21的第一曲部127和从齿部112的周向Z的两端的侧面21到向该侧面21延伸的磁轭部111的内周面11的第二曲部128形成。第一弯曲部127与第二弯曲部128的折弯角度被设定为，在将第二绝缘体部120安装于分割铁芯110时，沿着分割铁芯110的上述所示的各面成为相同的角度。

另外，为了防止因第二绝缘体部120的浮起而引起的与在后工序中设置的第一绝缘体部130的干涉，夹具125的沿着分割铁芯110的齿部112、磁轭部111和靴部114的部位相对于分割铁芯110的齿部112与磁轭部111、及齿部112与靴部114所成的角度，以张开(大)1度～2度的角度的方式形成。

接着，如图10所示，将第一绝缘体部130的第二突起部133从轴向Y插入夹具125的切口部126，夹入并按压第二绝缘体部120。在插入第一绝缘体部130之后，打开第二绝缘体部120的夹具125，完成第二绝缘体部120以及第一绝缘体部130向分割铁芯110的设置。

之后，在齿部112卷绕导线而形成线圈部9。然后，将形成有线圈部9的多个分割铁芯110组装成环状而形成定子100。然后，将转子4及定子100设置在框架2内而形成旋转电机1(图8)。

也能够是上述图4所示的第一绝缘体部130的例子以外的其他的结构，对其例子进行说明。如图11所示，也可以在第一绝缘体部130的第一突起部132形成朝向远离第一绝缘体部130侧的方向变细的第一锥部136。若这样形成，则第一突起部132的磁轭部111向凹部117的插入性提高。

另外，如图12所示，也可以在第一绝缘体部130的第二突起部133形成朝向远离第一绝缘体部130侧的方向变细的第二锥部138。若这样形成，则能够抑制因第二绝缘体部120的翘曲或翻起等引起的第二绝缘体部120与第二突起部133的干涉，提高插入性。

由于实施方式1如以上所示那样地形成，因此不需要像以往那样将分割铁芯的形状形成为轴向的两端的周向的宽度比轴向的中间的周向的宽度窄。因此，根据本实施方式1，分割铁芯的体积不会减少，能够防止铁损的增加。

另外，根据本实施方式1，由于能够在轴向上以相同的形状形成分割铁芯的形状，因此不会如以往那样分割铁芯成为多个形状，因此能够防止模具成本以及制造成本的增加。另外，由于不会如以往那样与第一绝缘体部相当的部位在轴向上向槽内延伸地形成，因此根据本实施方式1，能够可靠地确保槽内的空间，能够防止线圈部的占空系数的降低。

根据如上述那样构成的实施方式1的旋转电机的定子，

由于该旋转电机的定子具备铁芯、第一绝缘体部、第二绝缘体部和线圈部，

上述铁芯具有：磁轭，在周向上配置有至少1个磁轭部，且形成为环状；以及齿部，在上述磁轭部的径向的内侧的内周面向径向的内侧突出，上述齿部在径向的内侧的顶端的周向的两侧具有沿周向分别突出地形成的靴部；

上述第一绝缘体部，分别设置在沿着上述铁芯的中心轴的轴向的两端，具有绝缘性；

上述第二绝缘体部，在上述齿部，设置在上述齿部的周向的两端的侧面上、从该侧面延伸的上述磁轭部的内周面上、以及各上述靴部的径向的外侧的侧面上，呈片状，具有绝缘性；

上述线圈部，隔着上述第一绝缘体部和上述第二绝缘体部卷绕于上述齿部，

在上述磁轭部的轴向的两端，在径向的外侧的外周面分别具有凹部，

上述第二绝缘体部在上述铁芯的轴向的两端分别具有从该两端突出地形成的突出部，

上述第一绝缘体部具有：第一突起部，与上述第二绝缘体部的上述突出部接触，并且插入上述铁芯的上述凹部；以及第二突起部，在与各上述靴部的径向的外侧的侧面之间夹着上述第二绝缘体部，

因此，能够得到能够防止铁损的增加，性能提高的定子。

这样，能够构成为，在铁芯的槽中不存在使用于收纳线圈部的空间减少的第一绝缘体部的壁面等的侵入。因此，能够从轴向的上侧到下侧的全部区域，以相同的大小形成铁芯。其结果是，不存在铁芯的体积下降，能够防止铁损的增加，实现旋转电机的性能的提高。这特别是在铁芯的轴向的长度较短的机型方面是有效的。另外，由于不需要侵入第一绝缘体部的槽的壁面所使用的树脂材料，因此还具有降低材料费的效果。

另外，由于上述第一绝缘体部的上述第一突起部形成有朝向远离上述第一绝缘体部侧的方向变细的第一锥部，因此能够提高第一突起部的磁轭部向凹部的插入性，能够得到位置精度及组装精度优异、作业性优异的定子。

另外，由于上述第一绝缘体部的上述第二突起部形成有朝向远离上述第一绝缘体部侧的方向变细的第二锥部，因此能够抑制第二绝缘体部与第二突起部的干涉，防止第二绝缘体部的翘曲或翻起，从而能够得到提高插入性、作业性优异的定子。

另外，上述第一绝缘体部在与上述第二绝缘体部的上述突出部相接的部位形成有上述第二绝缘体部的片状的厚度量的槽部，因此能够得到能够防止第二绝缘体部向轴向偏移的定子。

另外，上述铁芯由在周向上分割成多个的分割铁芯形成，

在各上述分割铁芯上分别形成有上述凹部，

在上述第一绝缘体部分别形成有插入各上述凹部的上述第一突起部，因此能够得到能够针对每个分割铁芯保持第一绝缘体部的定子。

另外，由于具备上述记载的旋转电机的定子、将上述定子配置在径向的内侧的框架、以及配置在上述定子的径向的内侧并且以能够旋转的方式支承于上述框架的转子，因此能够得到性能优异的定子，进而能够得到性能优异的旋转电机。

实施方式2

图13是表示在实施方式2的旋转电机1的定子100的分割铁芯110上设置有第一绝缘体部130以及第二绝缘体部120的结构的轴向Y的上侧的结构的局部放大立体图。图14是表示设置于图13所示的分割铁芯110的第一绝缘体部130的结构的俯视图。在图中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。

在上述实施方式1中，示出了在收纳第二绝缘体部120的突出部121的第一绝缘体部130形成槽部131的例子，但在本实施方式2中，对不形成槽部131的例子进行说明。第一绝缘体部130的齿部112上的周向Z的宽度W3(参照图14)以与齿部112的周向Z的宽度W2(参照图3)相同的宽度形成。但是，在第二突起部133的径向X的内侧X2形成有用于夹着第二绝缘体部120的槽部131。

根据本实施方式2，第二绝缘体部120与第一绝缘体部130以及分割铁芯110通过粘接剂、双面带等固定。其他的形状以及制造方法与上述实施方式1相同，因此省略其说明。

根据如上述那样构成的实施方式2的旋转电机的定子，当然能够起到与上述实施方式1相同的效果，由于上述第一绝缘体部的上述齿部上的周向的宽度以与上述齿部的周向的宽度相同的宽度形成，所以在第一绝缘体部不形成槽部，因此，能够简化第一绝缘体部的形状，能够降低模具成本。

本公开记载了各种例示性的实施方式以及实施例，但1个或者多个实施方式所记载的各种特征、方式以及功能并不限定于特定的实施方式的应用，能够单独或者以各种组合应用于实施方式。

因此，能够在本申请说明书所公开的技术的范围内设想未例示的无数个变形例。例如，在对至少1个构成要素进行变形的情况下、追加的情况下或省略的情况下，进一步包含提取至少1个构成要素并与其他的实施方式的构成要素组合的情况。

附图标记说明

1旋转电机、2框架、3旋转轴、4转子、5磁轭、9线圈部、10铁芯、11内周面、12外周面、21侧面、41侧面、100定子、110分割铁芯、111磁轭部、112齿部、113槽、114靴部、117凹部、120第二绝缘体部、121突出部、125夹具、126切口部、130第一绝缘体部、131槽部、132第一突起部、133第二突起部、136第一锥部、138第二锥部、W1宽度、W2宽度、W3宽度、X径向、X1外侧、X2内侧、Y轴向、Z周向。

Claims (6)

1.一种旋转电机的定子，其中，

该旋转电机的定子具备铁芯、第一绝缘体部、第二绝缘体部和线圈部，

所述铁芯具有：磁轭，在周向上配置有至少1个磁轭部，且形成为环状；以及齿部，在所述磁轭部的径向的内侧的内周面向径向的内侧突出，所述齿部在径向的内侧的顶端的周向的两侧具有沿周向分别突出地形成的靴部；

所述第一绝缘体部，分别设置在沿着所述铁芯的中心轴的轴向的两端，具有绝缘性；

所述第二绝缘体部，在所述齿部，设置在所述齿部的周向的两端的侧面上、从该侧面延伸的所述磁轭部的内周面上、以及各所述靴部的径向的外侧的侧面上，呈片状，具有绝缘性；

所述线圈部，隔着所述第一绝缘体部和所述第二绝缘体部卷绕于所述齿部，

在沿周向相邻的所述齿部之间形成有用于形成所述线圈部的槽，

在所述磁轭部的轴向的两端，在径向的外侧的外周面分别具有凹部，

所述第二绝缘体部在所述铁芯的轴向的两端分别具有从该两端突出地形成的突出部，

所述突出部由设置在所述齿部的周向的两端的侧面上、从该侧面延伸的所述磁轭部的内周面上、以及各所述靴部的径向的外侧的侧面上的所述第二绝缘体部从所述铁芯的轴向的两端突出地形成，

所述第一绝缘体部与所述第二绝缘体部的所述突出部接触并重合，并且具有：第一突起部，插入所述铁芯的所述凹部；以及第二突起部，在与各所述靴部的径向的外侧的侧面之间夹着所述第二绝缘体部，

所述第一绝缘体部在与所述第二绝缘体部的所述突出部接触的部位形成有槽部，该槽部的轴向的两端部覆盖所述第二绝缘体部的所述突出部的轴向的两端，

在所述槽中在所述磁轭部的内周面侧不存在使得用于收纳所述线圈部的空间减少的所述第一绝缘体部的侵入。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其中，

在所述第一绝缘体部与第二突起部的径向的内侧之间，形成有夹着所述第二绝缘体部的所述突出部的槽部。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其中，

所述第一绝缘体部的所述第一突起部形成有朝向远离所述第一绝缘体部的方向变细的第一锥部。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其中，

所述第一绝缘体部的所述第二突起部形成有朝向远离所述第一绝缘体部的方向变细的第二锥部。

5.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其中，

所述第一绝缘体部在与所述第二绝缘体部的所述突出部接触的部位，形成有所述第二绝缘体部的片状的厚度量的槽部。

6.一种旋转电机，其中，

该旋转电机具备：

权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的定子；

框架，将所述定子配置在径向的内侧；以及

转子，配置在所述定子的径向的内侧，并且以能够旋转的方式支承于所述框架。