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電機的定子.pdf

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電機 定子
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摘要
申請專利號:

CN201110391043.3

申請日:

2011.11.25

公開號:

CN102570641B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02K 1/12申請日:20111125|||公開
IPC分類號: H02K1/12; H02K15/02 主分類號: H02K1/12
申請人: 株式會社牧田
發明人: 丸川圭一; 河合康兒; 福原周
地址: 日本愛知縣
優先權: 2010.12.15 JP 2010-278957
專利代理機構: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017 代理人: 韓登營;栗濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110391043.3

授權公告號:

102570641B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.09.12|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種定子。在向定子鐵芯的磁極齒繞線時,現有技術中雖提供有展開定子鐵芯進行繞線的方法,但特別是對于兩極定子,因其繞線空間的曲率較大,所以依然難以很好地進行繞線,本發明中,即使對于曲率較大的繞線空間,也能大密度地卷繞足量的繞線,還能提高繞線后的定子的精度。以每個磁極齒(11)為單位將圓環形定子鐵芯分割成左右兩個鐵芯分體(13L、13R),還在將各磁極齒(11)進行平分的狀態下分割成兩個分割齒13LU、13LD(13RU、13RD),跨著所述兩個分割齒的兩處繞線空間(11b)之間繞線(M),繞線(M)后使兩個分割齒結合,再使鐵芯分體(13L、13R)相互結合而形成圓環形定子(1)。

權利要求書

1.一種定子,其特征在于,
圓環形定子鐵芯按每個磁極齒在圓周方向上被分割成多個鐵芯
分體,各鐵芯分體在圓周方向上被分割,而使上述磁極齒分割成為2
個分割齒,在所述2個分割齒的繞線空間之間進行繞線后使2個分割
齒結合,將上述鐵芯分體相互結合而形成上述定子。
2.根據權利要求1所述的定子,其特征在于:
上述2個分割齒相互直接結合。
3.根據權利要求1所述的定子,其特征在于:
上述2個分割齒經齒結合部件相互結合。
4.根據權利要求1~3的任意一項所述的定子中,其特征在于,
上述多個鐵芯分體的端部相互直接結合。
5.根據權利要求1~3的任意一項所述的定子中,其特征在于,
上述多個鐵芯分體的端部經鐵芯結合部件相互結合。
6.一種定子制造方法,其特征在于,
按每個磁極齒將圓環形定子鐵芯在圓周方向上分割成多個鐵芯
分體,將各鐵芯分體在圓周方向上分割,以使上述磁極齒分割為2個
分割齒,使所述2個分割齒的繞線空間保持相互沿同一條直線線狀排
列的狀態后在所述2個繞線空間之間進行繞線,之后使所述2個分割
齒相互結合,最后使上述多個鐵芯分體相互結合而形成圓環形的上述
定子。

說明書

電機的定子

技術領域

本發明涉及一種例如作為驅動源而內置于電動工具中的電機的
定子,特別是涉及其繞線結構。

背景技術

下述專利文獻中公開有如下技術,按每個磁極齒將采用層疊結構
的定子鐵芯分割成多個鐵芯分體,在薄壁鉸接部使各鐵芯分體處于展
開的狀態下向磁極齒進行繞線,之后再在薄壁鉸接部將完成繞線后的
鐵芯分體復原為圓弧形,最后將各鐵芯分體相互結合而獲得圓環形定
子。采用該展開繞線式定子或繞線方法時,并非在將磁極齒兩側的繞
線空間彎成圓弧形的狀態繞線,而是能在將其展開成直線狀態下進行
繞線,特別是對于像兩極定子等彎曲曲率較大的繞線空間,也可進行
大密度的繞線作業。

【專利文獻1】國際公開第2008/072443的說明書

但是采用上述現有技術中的繞線結構時,由于在薄壁鉸接部使鐵
芯分體處于展開的狀態下進行繞線,完成繞線后再在薄壁鉸接部將其
復原為彎曲形狀,所以在薄壁鉸接部有2次彎折的工序,這樣,復原
為彎曲形狀時,并不一定能準確地復原鐵芯分體的精度(鼓起部分的
不均勻),有時還會出現以下情況:在其后的相互結合鐵芯分體的工
序中,該鐵芯分體的端部相互錯位而無法準確結合。如將薄壁鉸接部
制得更薄時,雖在復原為彎曲形狀時能修正尺寸精度,但這時會降低
薄壁鉸接部的耐久性。

發明內容

有鑒于此,本發明的目的在于提供如下一種技術:不僅能采用在
使鐵芯分體的繞線空間展開成直線狀態下進行繞線的展開繞線方式,
還能在完成繞線后使鐵芯分體準確地相互結合。

采用以下技術方案能實現上述目的。

在技術方案1所述的定子中,按每個磁極齒將圓環形定子鐵芯在
圓周方向上分割成多個鐵芯分體,將各鐵芯分體在圓周方向上分割,
而使上述磁極齒分割成2個分割齒,在所述2個分割齒的繞線空間之
間進行繞線后使2個分割齒結合,將鐵芯分體相互結合而形成上述定
子。

另外,在技術方案6所述的定子制造方法中,按每個磁極齒將圓
環形定子鐵芯在圓周方向上分割成多個鐵芯分體,將各鐵芯分體在圓
周方向上分割,而使上述磁極齒分割成2個分割齒,使所述2個分割
齒的繞線空間保持相互沿同一條直線線狀排列的狀態后在2個繞線空
間之間進行繞線,之后使2個分割齒相互結合,最后使多個鐵芯分體
相互結合而形成圓環形的上述定子。

采用技術方案1所述的定子和技術方案6所述的定子制造方法
時,為了使磁極齒兩側的繞線空間相互保持在同一條直線上,各鐵芯
分體進一步分割為2個磁極齒,完成繞線后再使其重新結合,這與現
有技術中的在薄壁鉸接部展開、完成繞線后復原為圓弧形狀的結構不
同,因此不存在鐵芯分體的精度無法復原的問題,能在完成繞線后邊
調整上述2個磁極齒的位置邊使其準確結合,因此能使多個鐵芯分體
準確結合而制成精度較高的定子。

在技術方案1的基礎上,技術方案2所述的定子中,2個分割齒
相互直接結合。采用技術方案2時,在完成繞線后使2個分割齒結合
而形成1個鐵芯分體時,不使用其他部件而是使該2個分割齒的端部
相互直接結合,所以與使用其他部件的情況相比,前者能簡化結合作
業,減少零件個數,從而有助于降低成本。

在技術方案1的基礎上,技術方案3所述的定子中,2個分割齒
經齒結合部件相互結合。采用技術方案3時,完成繞線后的2個分割
齒經另行準備的齒結合部件相互結合。由于設有齒結合部件,所以能
以能更準確地結合2個分割齒。

在技術方案1~3的任意一項的基礎上,技術方案4所述的定子中,
多個鐵芯分體的端部相互直接結合。采用技術方案4時,在完成繞
線后使多個鐵芯分體直接結合而制成圓環形狀的定子時,不使用其
他部件而是使該多個鐵芯分體的端部相互直接結合,所以與使用其
他部件的情況相比,前者能簡化結合作業,減少零件個數,從而有
助于降低成本。

在技術方案1~3的任意一項的基礎上,技術方案5所述的定子中,
多個鐵芯分體的端部經鐵芯結合部件相互結合。采用技術方案5時,
完成繞線后的多個鐵芯分體經另行準備的鐵芯結合部件相互結合。
由于設有鐵芯結合部件,所以能更準確地結合多個鐵芯分體。

附圖說明

圖1是表示本發明第1實施方式的定子的俯視圖。

圖2是表示第1實施方式的定子的定子鐵芯的俯視圖。

圖3是表示第1實施方式的定子鐵芯的分割狀態的俯視圖,該圖
中,上段表示結合成圓環形狀的狀態,中段表示分割成左右2個鐵
芯分體的狀態,下段表示2個鐵芯分體沿上下方向各分割成2個分
割齒的狀態。

圖4是表示向2個分割齒進行繞線工序的圖。

圖5是表示完成繞線后結合分割齒,將其結合成鐵芯分體而制成
1個定子的結合狀態的俯視圖,該圖中,上段表示向2個分割齒之間
完成繞線后的相互結合前的狀態,中段表示使2個分割齒相互結合
后的狀態,下段表示使左右2個鐵芯分體相互結合后的狀態,該狀
態與圖1所示的狀態相同。

圖6是表示用于第2實施方式的定子的鐵芯分體的俯視圖。

圖7是表示用于第3實施方式的定子的鐵芯分體的俯視圖。

【附圖標記說明】

1,定子;10,定子鐵芯;11,磁極齒;11a,半分割齒部11a;
11b,繞線空間;11c,分割端部;12,圓環部;13L,鐵芯分體(左
側);13LU,分割齒(上側);13LD,分割齒(下側);13R,鐵
芯分體(右側);13RU,分割齒(上側);13RD,分割齒(下側);
13a,結合凹部;13b,結合凸部;20,繞線裝置;21,繞線工夾具(左
側);22,繞線工夾具(右側);23,繞線槽;24,銅線;25,導向
滑輪;30,齒結合部件;31,鐵芯結合部件

具體實施方式

下面,根據附圖1~7說明本發明的實施方式。在以下將要說明的
實施方式中,作為電機的定子的一個例子,例舉具有相互面對著的兩
個磁極齒的兩極定子。圖1表示第1實施方式的定子1。圖2表示該
定子1在繞線前的狀態,即表示定子鐵芯10。從電機的軸線方向觀察
(俯視)時,該定子鐵芯10呈圓環形狀或大致呈圓環形狀,磁極齒
上完成繞線后,在其內周側設置轉子R。該定子鐵芯10是對沖壓加
工而制成的多個薄鋼板進行層疊,再使其成為一個整體而制成的,其
內周側具有相互面對的兩個磁極齒11。

如圖2以及圖3的上段所示,制成(沖壓加工)第1實施方式的
定子鐵芯10時,可以在圖3的中段所示的、從兩個磁極齒11的兩側
向圓周方向延伸的兩個圓環部12的大致中央部位,分割成兩個鐵芯
分體13L和13R。

兩個鐵芯分體13L、13R各自的兩端部的其中之一上分別形成有
V字形結合凹部13a,另外之一上分別形成有人字形結合凸部13b。
如圖3的中段所示,在左側鐵芯分體13L的上端部和右側鐵芯分體
13R的下端部上分別形成有結合凸部13b,在左側鐵芯分體13L的下
端部和右側鐵芯分體13R的上端部上分別形成有結合凸部13a。因此,
在某個鐵芯分體13R(13L)的結合凹部13b嵌入另一個鐵芯分體13L
(13R)的結合凸部13a的狀態下,使兩個鐵芯分體13L、13R相互
抵靠時,能使該兩個鐵芯分體13L、13R相互在徑向方向(圖2、3
中的上下方向)得以定位的狀態下相互結合。

磁極齒11分別位于兩個鐵芯分體13L、13R的圓周方向的中央的
內表面一側。在磁極齒11的基部兩側設有彎曲成圓弧形的兩處繞線
空間11b。相對于轉子R的轉動中心,圖中左側鐵芯分體13L和右側
鐵芯分體13R呈點對稱形狀。

如圖3的下段所示,制成(沖壓加工)已分割為2個的左側鐵芯
分體13L和右側鐵芯分體13R定子鐵芯10時,在各磁極齒11的圓周
方向的中央設定有分割端部11c,這樣能在上下方向上進一步分別將
它們分割成分割齒13LU、13LD,13RU、13RD。

已左右分開的左側鐵芯分體13L和右側鐵芯分體13R分別被分割
端部11c在上下方向進一步分割成分割齒13LU、13LD,13RU、13RD。
這樣,一個圓環形定子鐵芯10在其圓周方向上被分割成四個,此時,
兩個磁極齒11在上下方向上分別被分割成兩個半分割齒部11a。被分
割成四個的半分割齒部11a呈各設有一處繞線空間11b的狀態。

一個定子鐵芯10在其圓周方向上被分割成兩個鐵芯分體13L、
13R,能夠單獨向各鐵芯分體13L、13R進行繞線。圖4表示用繞線
裝置20向圖3的右側鐵芯分體13R繞線的狀態。如圖4所示,被分
割成兩個分割齒13RU、13RD的右側鐵芯分體13R,已被繞線裝置
20的繞線工夾具21、22夾持的狀態設在其間。兩個分割齒13RU、
13RD以使各自的繞線空間11b沿著形成在繞線工夾具21、22之間的
間隙(繞線槽23)串聯的狀態,被夾持在繞線工夾具21、22之間。

銅線24被卷繞在設成上述狀態的鐵芯分體13R的兩處繞線空間
11b之間。由于位于磁極齒11兩側的兩處繞線空間11b具有平緩的圓
弧形狀,其長度方向大致位于同一條直線上而成線狀排列狀態,因此,
銅線24能夠經繞線槽23卷繞在從兩處繞線空間11b的開口側至深部
的大致整個范圍內。銅線24經繞線裝置20的導向滑輪23上而供給。
在供給銅線24的同時,導向滑輪25沿其軸線方向作較小距離(繞線
槽23的寬度)的往復運動(擺動),這樣,就可向兩處繞線空間11b
的整個寬度上大密度地卷繞足量的銅線24。

當完成向磁極齒11兩處繞線空間11b卷繞規定量的銅線24時,
在處理好其末端之后,從兩個繞線工夾具21、22之間取出鐵芯分體
13R。在圖5的上段表示有這樣完成繞線的左右鐵芯分體13L、13R。
如圖所示,對于左右鐵芯分體13L、13R雙方,在大致沿同一條直線
呈線狀排列狀態的兩處繞線空間11b的整個空間內卷繞了足量的銅線
24。在圖5中,在已經卷繞了銅線24的繞線部標有網格狀剖面線并
標有符號M。圖5的上段所示的狀態中,俯視時,左右鐵芯分體13L、
13R的兩個繞線部M均呈直線形。

接下來,如圖5的中段所示,對于完成向繞線空間11b進行繞線
的兩個鐵芯分體13L、13R,分別使其上下對應的分割齒13LU、13LD
(13RU、13RD)向其兩個分割端部11c相互接近的方向轉動,同時
使用工夾具使俯視時呈直線形的繞線部M變形為半圓弧形,在該狀
態下使兩個分割端部11c相互抵靠而直接結合時,能結合成一個半圓
弧形的鐵芯分體13L、13R。上下對應的兩個分割端部11c經焊接而
相互結合。

如圖5的下段所示,由上下對應的兩個分割齒13LU、13LD(13RU、
13RD)結合而制成的左右一對鐵芯分體13L、13R,相互結合而制成
一個圓環形定子1。左右鐵芯分體13L、13R在經形成在各自的兩個
圓環部12的頂端部的結合凹部13a和結合凸部13b的相互凹凸卡合
的狀態下,經焊接而結合。對于圓環部12的頂端部,由于結合凹部
13a和結合凸部13b的相互抵靠而以凹凸卡合的狀態結合,所以左右
鐵芯分體13L、13R在徑向方向(圖5中的上下方向)得以準確定位
的狀態下相互結合。此時,在該定子鐵芯10的兩個磁極齒11上分別
形成有足量的高密度的兩個繞線部M。

采用上述結構的本實施方式的定子1或其繞線方法時,呈圓環形
狀的定子鐵芯10被左右分割成兩個鐵芯分體13L、13R,而對于兩個
鐵芯分體13L、13R,又分別被分割成兩個分割齒13LU、13LD,13RU、
13RD。向對應于每個鐵芯分體13L(13R)的分割齒13LU、13LD
(13RU、13RD)進行繞線。

由于兩個分割齒13LU、13LD(13RU、13RD)以使其兩個繞線
空間11b相互位于同一條直線的狀態設在繞線裝置20的繞線工夾具
21、22中,所以能將足量的銅線大密度地卷繞在兩個繞線空間11b
之間。

而且,采用本實施方式的定子1時,完成兩個繞線空間11b之間
的繞線后,由于被分開的兩個分割齒13LU、13LD(13RU、13RD)
的各自的分割端部11c結合而形成半圓弧形狀的鐵芯分體13L(13R),
所以與現有技術中的在薄壁鉸接部展開、完成繞線后復原為圓弧形狀
的結構結構相比,前者易于使該兩個分割齒13LU、13LD(13RU、
13RD)在完成繞線后準確結合而制成精度較高的鐵芯分體13L(13R),
這有助于提高定子1的制造精度。

另外,由于采用使分割齒13LU、13LD(13RU、13RD)的兩個
分割端部11c相互直接結合的結構,所以與使用其他部件的情況相比,
前者能簡化結合作業,減少零件個數,從而有助于降低成本。

可對上面說明的實施方式進行各種各樣的變更。例如上面例舉了
使被分開的兩個分割齒13LU、13LD(13RU、13RD)的兩個分割端
部11c相互直接結合而制成一個鐵芯分體13L(13R)的結構,但是
也可以采用圖6所示的、完成繞線后兩個分割齒13LU、13LD(13RU、
13RD)經另行準備的齒結合部件30而相互結合的結構。由于設有齒
結合部件30,所以在完成繞線后通過調整兩個分割齒13LU、13LD
(13RU、13RD)的相互位置而能進一步提高其結合精度。

另外,如圖7所示,也可在使用齒結合部件30的基礎上,采用
經兩個鐵芯結合部件31使左右鐵芯分體13L、13R相互接合的結構。
采用該結構時能去掉前面例示的結合凹部13a和結合凸部13b。采用
設有兩個鐵芯結合部件31的結構時,易于調整兩個鐵芯分體13L、
13R的相對位置而使其相互結合,這有助于進一步提高定子1的制造
精度。

如上所述,使用兩個鐵芯結合部件31而使得鐵芯分體13L、13R
相互接合時,也可采用去掉兩個齒結合部件30而像前面例示般地使
分割齒13LU、13LD(13RU、13RD)經兩個分割端部11c之間直接
相互結合的結構。

還有,上面例示了具有兩個磁極齒11的兩極定子1,并且例舉了
將其定子10分割成四個分割齒13LU、13LD、13RU、13RD的結構,
但本發明同樣適用于具有三個以上磁極齒的3極以上的定子。若是3
極以上的定子,按每個磁極齒分割成3個以上的鐵芯分體,還在將磁
極齒進行分割的狀態下將各鐵芯分體分割為兩個分割齒,使該兩個分
割齒的繞線空間相互位于同一條直線上而足量大密度地繞線,完成繞
線后使分割齒相互結合,再使3個以上的鐵芯分體相互結合而制成一
個定子。

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