CN212588155U - 马达和马达单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供马达和马达单元。本实用新型的马达的一个方式具有转子和从径向外侧包围转子的定子。定子的齿部具有：齿主体，其沿着径向延伸；以及伞部，其位于齿主体的径向内侧端部。沿周向相邻的伞部彼此之间的间隙尺寸为线圈线的线径的2倍以上。楔塞部件具有：主体片，其沿着周向延伸；以及一对侧片，它们从主体片的周向两侧端沿着齿主体的侧面朝向径向外侧延伸。主体片封闭沿周向相邻的伞部彼此之间的间隙，主体片与侧片的角部锐利地弯折。

Description

马达和马达单元

技术领域

本实用新型涉及马达和马达单元。

背景技术

近年来，正在广泛地进行搭载于混合动力汽车和电动汽车的马达的开发。在专利文献1中记载了使预先卷绕的线圈沿径向移动而安装于齿的被称为盒(cassette)方式的施工方法。

专利文献1：国际公开第2018/092552号

有时在齿部的前端设置有伞部。伞部也发挥抑制线圈从插槽脱离的功能。在该观点中，优选相邻的伞部彼此之间的间隙窄。另一方面，在采用盒方式的情况下，在相邻的伞部彼此之间的间隙过窄的情况下，安装线圈的线圈安装工序的作业时间变长。

实用新型内容

鉴于上述问题点，本实用新型的一个方式的目的之一在于，提供能够缩短安装线圈的线圈安装工序的马达。

本实用新型的一个方式的目的之一在于，提供具有抑制线圈脱离的功能并且抑制线圈安装工序的时间延长的马达。

本实用新型的第一方式提供一种马达，该马达具有：转子，其能够以中心轴线为中心进行旋转；以及定子，其从径向外侧包围所述转子。所述定子具有：定子铁芯，其具有以中心轴线为中心的环状的铁芯背部和从所述铁芯背部向径向内侧延伸且沿周向排列的多个齿部；线圈，其由线圈线构成，安装于所述齿部；以及楔塞部件，其在沿周向相邻的所述齿部彼此之间的插槽内位于所述线圈的径向内侧。所述齿部具有：齿主体，其沿着径向延伸；以及伞部，其位于所述齿主体的径向内侧端部。沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的2倍以上。所述楔塞部件具有：主体片，其沿着周向延伸；以及一对侧片，它们从所述主体片的周向两侧端沿着所述齿主体的侧面朝向径向外侧延伸。所述主体片封闭沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙，所述主体片与所述侧片的角部锐利地弯折。

根据本实用新型的第二方式的马达，在第一方式的马达中，所述角部的从轴向观察的曲率半径为9mm以下。

根据本实用新型的第三方式的马达，在第一方式的马达中，沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的3倍以下。

根据本实用新型的第四方式的马达，在第二方式的马达中，沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的3倍以下。

根据本实用新型的第五方式的马达，在第一方式的马达中，所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

根据本实用新型的第六方式的马达，在第二方式的马达中，所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

根据本实用新型的第七方式的马达，在第三方式的马达中，所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

根据本实用新型的第八方式的马达，在第四方式的马达中，所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

根据本实用新型的第九方式的马达，在第一至第八方式中的任意一个方式的马达中，所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，所述突出部的朝向径向外侧的面与所述齿主体的所述侧面所成的角度为111°以下。

本实用新型的第十方式提供一种马达单元，该马达单元具有：第一至第九方式中的任意一个方式所述的马达；传递机构，其传递所述马达的动力；逆变器单元，其向所述马达提供电力；以及壳体，其收纳所述马达和所述传递机构。

根据本实用新型，提供能够缩短安装线圈的线圈安装工序的马达。

根据本实用新型，提供具有抑制线圈脱离的功能并且抑制线圈安装工序的时间延长的马达。

附图说明

图1是一个实施方式的马达单元的概念图。

图2是一个实施方式的马达的剖视图。

图3是一个实施方式的定子的局部剖视图。

图4是示出一个实施方式的线圈的绕线结构的示意图。

图5是示出一个实施方式的定子的制造方法的一个工序的示意图。

标号说明

9：马达；31：转子；32：定子；33：定子铁芯；33a：铁芯背部；33b：齿部；33c：齿主体；33ca：侧面；33d：伞部；33e：突出部；34：线圈；34a：线圈线；36：楔塞部件；36a：主体片；36b：侧片；36c：角部；39：插槽；d：尺寸；h：突出尺寸；J1：马达轴线(中心轴线)；p：线径；R：曲率半径；θ：角度。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的马达和马达单元进行说明。另外，本实用新型的范围不限定于以下的实施方式，能够在本实用新型的技术思想的范围内任意地进行变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的构造与各构造中的比例尺或数量等不同。

在以下的说明中，以各图所示的本实施方式的马达单元10搭载于位于水平的路面上的车辆的情况下的位置关系为基础来规定铅垂方向并进行说明。另外，在附图中，适当示出沿车辆的左右方向(车宽方向)延伸的Y轴。

图1是一个实施方式的马达单元10的概念图。另外，后述的马达轴线(中心轴线)J1、副轴线J3以及输出轴线J4是实际上不存在的虚拟的轴线。

马达单元10搭载于车辆，通过使车轮旋转来驱动车辆。马达单元10例如搭载于电动汽车(EV)。另外，马达单元10只要搭载于混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)等将马达作为动力源的车辆即可。

如图1所示，马达单元10具有马达9、传递机构5(驱动桥)、逆变器单元8以及壳体6。

逆变器单元8在逆变器外壳8b处固定于壳体6的外侧面。逆变器单元8具有逆变器8a和收纳逆变器8a的逆变器外壳8b。另外，虽然省略了图示，但逆变器单元8还具有电路板和电容器。

逆变器8a经由汇流条(省略图示)与马达9连接。逆变器8a经由汇流条向马达9提供交流电流。由此，逆变器单元8向马达9提供电力。

传递机构5传递马达9的动力并将其从输出轴55输出。传递机构5内置有负责驱动源与被驱动装置之间的动力传递的多个机构。

传递机构5具有马达驱动轴11、马达驱动齿轮21、副轴13、副齿轮(大齿轮部)23、驱动齿轮(小齿轮部)24、齿圈51、输出轴(车轴)55以及差动装置(差动齿轮)50。

马达驱动轴11沿着马达轴线J1延伸。马达9使马达驱动轴11旋转。在马达驱动轴11上固定有马达驱动齿轮21。马达驱动齿轮21与副齿轮23啮合。

副齿轮23沿着副轴线J3延伸并固定于副轴13。在副轴13上除了固定有副齿轮23之外，还固定有驱动齿轮24。驱动齿轮24与齿圈51啮合。

齿圈51固定于差动装置50。齿圈51绕输出轴线J4进行旋转。齿圈51将经由驱动齿轮24传递的马达9的动力向差动装置50传递。

差动装置50是用于将从马达9输出的扭矩向车辆的车轮传递的装置。差动装置50与一对输出轴55连接。在一对输出轴55上分别安装有车轮。差动装置50具有如下功能：在车辆转弯时吸收左右车轮的速度差，并且向一对输出轴55传递相同的扭矩。

壳体6收纳马达9和传递机构5。壳体6例如是铝合金制成的，是通过压铸而制造的。在壳体6的内部设置有收纳马达9的马达室A1和收纳传递机构5的齿轮室A2。在壳体的内部积存有油O。油O用于润滑传递机构5，并且用于冷却马达9。

马达9是兼具作为电动机的功能和作为发电机的功能的电动发电机。马达9主要作为电动机发挥功能来驱动车辆，在再生时作为发电机发挥功能。马达9是内转子型马达。

马达9具有转子31和从马达轴线(中心轴线)J1的径向外侧包围转子31的定子32。

另外，在以下的说明中，将以马达轴线J1为中心的径向简称为“径向”，将以马达轴线J1为中心的周向、即绕马达轴线J1的方向简称为“周向”。

转子31能够以沿水平方向延伸的马达轴线J1为中心进行旋转。通过从省略图示的电池向定子32提供电力而使转子31旋转。转子31与传递机构5的马达驱动轴11连接，并使马达驱动轴11旋转。由此，转子31的扭矩被传递到传递机构5。

图2是马达9的剖视图。另外，在图2中，简化示出构成线圈34的线圈线34a。

转子31具有转子铁芯31a和转子磁铁31b。

转子铁芯31a是通过层叠电磁钢板而构成的。转子铁芯31a是沿着轴向延伸的圆柱体。在转子铁芯31a上设置有供转子磁铁31b插入并固定的保持孔31aa。

转子磁铁31b在径向上与定子32对置。转子磁铁31b以埋入于转子铁芯31a的状态被保持。在本实施方式中，转子磁铁31b由8个段磁铁31ba构成。即，本实施方式的转子磁铁31b具有8个段磁铁31ba。另外，本实施方式的转子磁铁31b为8极。即，本实施方式的转子31为8极。另外，转子31的极数不限定于本实施方式。另外，转子磁铁31b也可以是圆环状的环形磁铁。

定子32具有定子铁芯33、由线圈线34a(在图2中省略)构成的线圈34、多个绝缘纸35以及多个楔塞部件36。

定子铁芯33由沿着轴向层叠的多个电磁钢板构成。定子铁芯33具有：环状的铁芯背部33a，其以马达轴线J1为中心；以及多个齿部33b，它们从铁芯背部33a朝向径向内侧延伸。

多个齿部33b沿周向等间隔地排列。在齿部33b上安装有线圈34。在沿周向相邻的齿部33b彼此之间设置有插槽39。插槽39在开口端39a向径向内侧开口。线圈34的除了线圈端以外的部分被收纳于插槽39内。线圈线34a的沿轴向延伸的部分通过插槽39。另外，在插槽39内分别各配置有一个绝缘纸35和楔塞部件。

在本实施方式中，定子铁芯33具有48个齿部33b。即，本实施方式的定子32为48槽。另外，定子32的槽数是根据转子磁铁31b的极数和线圈34的卷绕方法而适当设定的。

图3是定子32的局部剖视图。

齿部33b具有：齿主体33c，其沿着径向延伸；以及伞部33d，其位于齿主体33c的径向内侧端部。

齿主体33c沿着径向以均匀的宽度延伸。齿主体33c具有朝向周向两侧的一对侧面33ca。伞部33d相对于齿主体33c在周向上宽度较宽。在从轴向观察时，伞部33d的朝向径向内侧的面呈以马达轴线J1为中心的圆弧状。

伞部33d具有位于周向两侧的一对突出部33e。突出部33e相对于齿主体33c的侧面33ca沿周向突出。沿周向相邻的一对齿部33b的突出部33e彼此隔着插槽39的开口端39a在周向上对置。因此，沿周向相邻的一对突出部33e使插槽39的开口端39a变窄。

突出部33e具有朝向径向外侧的保持面33ea。保持面33ea是与齿主体33c的侧面33ca相连的面。另外，保持面33ea是供插槽39内的楔塞部件36钩挂而进行保持的面。

在本实施方式中，插槽39的开口端39a的沿着周向的尺寸d为线圈线34a的线径p的2倍以上。通过使开口端39a的尺寸d为线径p的2倍以上，如后所述，能够缩短将线圈34安装于齿部33b的线圈安装工序所需的时间。另外，开口端39a的沿着周向的尺寸d是指沿周向相邻的伞部33d彼此之间的间隙尺寸d。

绝缘纸35是为了确保线圈线34a与定子铁芯33的绝缘而设置的。绝缘纸35在插槽39内配置于线圈34与定子铁芯33之间。在将线圈34安装于齿部33b的线圈安装工序中，在将线圈34插入于插槽39内之前预先将绝缘纸35配置在插槽39内。

绝缘纸35以均匀的截面形状沿着轴向延伸。绝缘纸35具有沿着周向延伸的第1片35a和从第1片35a的周向两端向径向内侧延伸的一对第2片35b。第1片35a和一对第2片35b被弯折，以使绝缘纸35沿着插槽39的内侧面。第1片35a在插槽39内沿着铁芯背部33a的朝向径向内侧的面延伸。第2片35b在插槽39内沿着齿主体33c的侧面33ca延伸。一对第2片35b在周向上相互对置。

楔塞部件36在插槽39内位于线圈34的径向内侧。楔塞部件36抑制线圈线34a从插槽39向径向内侧飞出。楔塞部件36通过钩挂于突出部33e而保持在插槽39内。在将线圈34安装于齿部33b的线圈安装工序中，在将线圈34插入于插槽39内之后沿着轴向插入楔塞部件36。

楔塞部件36以均匀的截面形状沿着轴向延伸。楔塞部件36具有沿着周向延伸的主体片36a和从主体片36a的周向两端向径向外侧延伸的一对侧片36b。

主体片36a封闭沿周向相邻的伞部33d彼此之间的间隙。即，主体片36a封闭插槽39的开口端39a。主体片36a的周向两端部分别在突出部33e的径向外侧沿着保持面33ea延伸。

侧片36b沿着齿主体33c的侧面33ca延伸。一对侧片36b在周向上相互对置。侧片36b与绝缘纸35的第2片35b重叠。即，绝缘纸35的第2片35b的径向内侧端部被夹在侧片36b与齿主体33c之间。

在主体片36a与侧片36b的边界部设置有角部36c。即，在楔塞部件36上设置有一对角部36c。角部36c沿着轴向呈直线状延伸。角部36c位于突出部33e的径向外侧。本实施方式的角部36c锐利地弯折。本实施方式的楔塞部件不是将成型为平坦形状的片材弯折，而是通过模具成型为弯折的形状。

接下来，根据图4对本实施方式的线圈34的绕线结构进行说明。

如图4所示，多个线圈34被分类为与U相、V相以及W相对应的线圈。各相的线圈34分别各设置有4个。各个线圈34具有内线圈34A和卷绕于内线圈34A的外侧的外线圈34B。一个线圈34由一根线圈线34a构成。即，内线圈34A和外线圈34B通过一根线圈线34a彼此相连。

内线圈34A横跨5个齿部33b。即，内线圈34A是分布式绕组。另外，外线圈34B横跨包含卷绕有内线圈34A的5个齿部33b在内的7个齿部33b。即，外线圈34B是分布式绕组。外线圈34B所通过的插槽39与内线圈34A所通过的插槽39相邻。在沿周向相邻的线圈34的外线圈34B彼此之间配置有5个齿。

根据本实施方式，线圈34形成为内线圈34A和外线圈34B的双重绕组。内线圈34A作为包围5个齿部33b的一个线圈而发挥功能。另一方面，外线圈34B作为位于两个内线圈34A彼此之间的一个可塑线圈(虚拟线圈34V)而发挥功能。虚拟线圈34V由一个外线圈34B的周向一侧的线圈线34a和位于该外线圈34B的周向一侧的另一外线圈34B的周向另一侧的线圈线34a构成。

另外，在图4中，仅在U相的结构中用虚线示出相邻的两个外线圈34B所构成的虚拟线圈34V。

在盒方式的线圈安装工序中，内线圈34A和外线圈34B能够同时插入。因此，根据本实施方式，在各相中，通过4次线圈插入而完成线圈34的安装。

另一方面，在分别具有相当于内线圈34A的线圈和相当于虚拟线圈34V的线圈的情况下，需要分别插入这些线圈。因此，在该情况下，需要8次线圈插入。

即，根据本实施方式，能够减少将线圈34插入于插槽39内的次数，从而能够缩短线圈安装工序。

图5是示出在本实施方式的定子32的制造方法中将线圈34安装于齿部33b的线圈安装工序的示意图。本实施方式的线圈安装工序是将预先卷绕的线圈34从插槽39的开口端39a沿径向插入的被称为盒方式的施工方法。使用线圈安装装置4进行本实施方式的线圈安装工序。

线圈安装装置4以对通过绕线工序预先卷绕的线圈线34a进行保持的状态配置于定子铁芯33的径向内侧。在绕线工序中，线圈线34a在1个卷筒上卷绕2周。因此，在形成有线圈34的状态下，线圈线34a排列成两列。另外，在线圈线34a沿周向排列成两列且沿径向排列成多列的状态下，线圈34被线圈安装装置4保持。在线圈线34a沿周向排列成两列的状态下，通过线圈安装装置4将线圈34从开口端39a插入于插槽39内。在将线圈34插入于插槽39之后，将楔塞部件36从轴向插入于插槽39。

根据本实施方式，线圈安装装置4将线圈线34a集中为两列而插入于插槽39内。因此，在线圈安装工序中，能够抑制线圈线34a彼此在插槽39内交叉，从而能够提高插槽39内的线圈线34a的占积率。

接下来，根据图3对本实施方式的定子32的作用效果进行说明。

根据本实施方式，沿周向相邻的伞部33d彼此之间的间隙尺寸d为线圈线34a的线径p的2倍以上。能够将排列成2列的线圈线34a从沿周向相邻的伞部33d彼此之间的间隙插入于插槽39内，从而能够缩短线圈安装工序。

根据本实施方式，楔塞部件36的角部36c锐利地弯折。现有的楔塞部件呈平坦的片状，通过插入于插槽而仿照插槽的形状进行弯曲。与此相对，本实施方式的楔塞部件36预先具有角部36c，因此在角部36c处钩挂于伞部33d。因此，如本实施方式那样，即使在以缩短线圈安装工序为目的而确保间隙尺寸d较大的情况下，楔塞部件36也容易停留在插槽39内，能够抑制线圈34从插槽39向径向内侧飞出。

在本实施方式中，优选角部36c的从轴向观察的曲率半径R为9mm以下。通过使角部36c的曲率半径R为9mm以下，角部36c容易钩挂于伞部33d，从而楔塞部件36更容易停留在插槽39内。

另外，在本说明书中，角部36c的曲率半径R是指角部36c的外侧的曲率半径。即，角部36c的曲率半径R是指主体片36a的与伞部33d对置的面和侧片36b的与齿主体33c对置的面相连的部分的曲率半径。

在本实施方式中，优选沿周向相邻的伞部33d彼此之间的间隙尺寸d为线圈线34a的线径p的3倍以下。如果间隙尺寸d超过线径p的3倍，则插槽39的开口端39a变得过宽，线圈线34a容易与楔塞部件36一起从插槽39内飞出。通过使间隙尺寸d为线径p的3倍以下，容易使楔塞部件36和线圈线34a停留在插槽39内。

在本实施方式中，优选突出部33e的突出尺寸h比线圈线34a的线径p的一半大。通过使突出尺寸h比线径p的一半大，在插槽39内的线圈线34a接近开口端39a的情况下，将楔塞部件36夹在线圈线34a与突出部33e的保持面33ea之间。由此，楔塞部件36被保持在插槽39内，楔塞部件36容易停留在插槽39内。

另外，突出部33e的突出尺寸h是指，在齿主体33c的侧面33ca的法线方向上从侧面33ca至突出部33e的前端位置的距离尺寸。

在本实施方式中，优选突出部33e的保持面33ea与齿主体33c的侧面33ca所成的角度θ为111°以下。通过使角度θ为111°以下，能够提高楔塞部件36在保持面33ea上的保持的可靠性。

另外，优选角度θ为100°以上。通过使角度θ接近90°，容易在保持面33ea上保持楔塞部件36。但是，如果使角度θ过于接近90°，则构成定子铁芯33的电磁钢板的冲裁变得困难。通过使角度θ为100°以上，定子铁芯33的制造变得容易。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但实施方式中的各结构的组合等是一例，能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外，本实用新型不受实施方式限定。

Claims (10)

1.一种马达，其特征在于，

该马达具有：

转子，其能够以中心轴线为中心进行旋转；以及

定子，其从径向外侧包围所述转子，

所述定子具有：

定子铁芯，其具有以中心轴线为中心的环状的铁芯背部和从所述铁芯背部向径向内侧延伸且沿周向排列的多个齿部；

线圈，其由线圈线构成，安装于所述齿部；以及

楔塞部件，其在沿周向相邻的所述齿部彼此之间的插槽内位于所述线圈的径向内侧，

所述齿部具有：

齿主体，其沿着径向延伸；以及

伞部，其位于所述齿主体的径向内侧端部，

沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的2倍以上，

所述楔塞部件具有：

主体片，其沿着周向延伸；以及

一对侧片，它们从所述主体片的周向两侧端沿着所述齿主体的侧面朝向径向外侧延伸，

所述主体片封闭沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙，

所述主体片与所述侧片的角部锐利地弯折。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述角部的从轴向观察的曲率半径为9mm以下。

3.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的3倍以下。

4.根据权利要求2所述的马达，其特征在于，

沿周向相邻的所述伞部彼此之间的间隙尺寸为所述线圈线的线径的3倍以下。

5.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，

所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

6.根据权利要求2所述的马达，其特征在于，

所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，

所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

7.根据权利要求3所述的马达，其特征在于，

所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，

所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

8.根据权利要求4所述的马达，其特征在于，

所述伞部具有突出部，该突出部相对于所述齿主体的朝向周向的侧面沿周向突出，

所述突出部的突出尺寸比所述线圈线的线径的一半大。

9.根据权利要求5至8中的任意一项所述的马达，其特征在于，

所述突出部的朝向径向外侧的面与所述齿主体的所述侧面所成的角度为111°以下。

10.一种马达单元，其特征在于，

该马达单元具有：

权利要求1至9中的任意一项所述的马达；

传递机构，其传递所述马达的动力；

逆变器单元，其向所述马达提供电力；以及

壳体，其收纳所述马达和所述传递机构。

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