线圈固定构件和旋转电机的制作方法
专利名称：线圈固定构件和旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够避免旋转电机中的定子铁心和定子线圏之间的移 动的线圈固定构件，和具有所述定子铁心、定子线圏以及组装在定子 铁心和定子线圏之间的一个或更多线圏固定构件的旋转电机。
背景技术：
近来，存在提供具有改进的质量、大功率和小尺寸的旋转电机的强 烈需要，如电动机和交流发电机。例如，具有大功率的旋转电才几组装 在车辆中面积减少的发动机舱中。因而，需要提高旋转电机的可靠性。
曰本专利特开平No. JP2000-166158已经公开了配备有绝缘垫片的 旋转电机的常规技术。这些绝缘垫片设置在旋转电机的定子铁心和定 子线圏之间。然而，这些绝缘垫片在旋转电机中仅放置于它们之间而 没有被定子铁心和定子线圏支撑。旋转电机的该常规结构使得绝缘垫 片在定子铁心和定子线圏之间移动。绝缘垫片最终由于在旋转电机旋 转时引起的振动、热应力、或机械应力而离开定子铁心。
绝缘垫片离开定子铁心或从定子铁心自动释放绝缘垫片会引起定 子铁心和定子线圈之间的电接触。这会使得缠绕在定子铁心上的定子 绕组的绝缘性能劣化。定子绕组的这种劣化和由振动引起的应力使得 定子绕组损坏。因此，这降低了旋转电机的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线圏固定构件和带有所述线圏固定构 件的旋转电机。具体而言，每个线圏固定构件将设置于旋转电机的定 子线圏和定子铁心之间，且难以滑动而离开定子铁心。
为了实现上述目的，本发明提供用于设置在旋转电机的定子线圈和 定子铁心的至少一个端表面之间的线圈固定构件。所述旋转电机具有 转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极。 一个或更多线圏固定构件，最优选为至少三个线圏固定构件，组装在 旋转电机的定子线圈和定子铁心之间。每个线圏固定构件抑制定子铁心和定子线圈之间的移动并将它们固定在一起。所述定子铁心具有沿 所述定子铁心圆周方向形成的多个槽。每个槽的深度方向等于所述定 子铁心的直径方向。所述槽一起面向内侧或外侧。所述定子线圈具有 定子绕组。每个定子绕组具有连接部分。每个连接部分在槽外侧处将 槽容纳部分中的所述定子绕组连接在一起。所述槽容纳部分在所述定 子铁心圆周方向上设置在不同槽中。每个线圏固定构件均具有主体部 分，所述主体部分设置在定子绕组的连接部分和定子铁心的端表面之 间，以抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。移动防止构件能够防止 设置在定子铁心和定子线圈之间的主体部分的移动。
根据本发明的线圈固定构件具有主体部分和移动防止构件。所述主 体部分插入并设置在定子铁心的端表面和定子线圈的定子绕组的连接 部分之间，以防止定子铁心和定子线圈之间的移动。所述移动防止构 件防止所述主体部分在定子铁心的端表面上滑动。即，线圏固定构件 的主体部分防止定子线圏和定子铁心一起滑动，且所述移动防止构件 防止所述主体部分在定子铁心的端表面上滑动或移动。该结构防止线 圏固定构件离开定子铁心，即使在振动、热能和机械应力施加到旋转 电机上也是如此。因此，将所述线圏固定构件组装到旋转电机中能够 抑制旋转电机的性能降低。
本发明的优选非限定性实施例将参考附图通过示例来描述，在附图
中
图l是示出了根据本发明第一实施例的、组装在旋转电机的定子线
圏和定子铁心之间的线圏固定构件的视图2是根据本发明第 一实施例的、组装在旋转电机的定子线圈和定 子铁心之间的线圏固定构件的放大图3是根据本发明第 一实施例的线圏固定构件中的垫片的放大透视
图4是图3所示的垫片的主体部分的截面图5是具有根据本发明第 一实施例的线圏固定构件的旋转电机的截 面图6A和图6B各示出了形成根据本发明第 一 实施例的旋转电机的定
5子线圈的每个相绕组的截面图7是示出了根据本发明第一实施例的旋转电机中的三个相(U、 V 和W相)绕组的星形连接(Y形连接)的视图8是示出了根据本发明第二实施例的、组装到旋转电机的定子铁 心和定子线圏之间的线圈固定构件的视图9是根据本发明第二实施例的线圏固定构件的放大透视图10是根据本发明第三实施例的、要组装在旋转电机的定子铁心和 定子线圈之间的线圏固定构件的透视图；和
图1 l是根据本发明第三实施例的、组装在旋转电机的定子铁心和定 子线圈之间的线圏固定构件的透视图。
具体实施例方式
下文将参考附图描述本发明的各个实施例。在各个实施例的以下描 述中，相同的附图标记贯穿几个附图指代相同或等价的组成部分。 第一实施例
参考图1到图7描述根据本发明第 一 实施例的、能够固定旋转电机中 的定子线圏和定子铁心的线圏固定构件。
图l是示出了根据第一实施例的、组装在旋转电机1的定子线圏4和 定子铁心30之间的线圈固定构件5的视图。图2是根据本发明第 一 实施 例的、组装在旋转电机1的定子线圏4和定子铁心3之间的线圏固定构件 5的放大图。
如图1和图2所示，线圈固定构件5组装在旋转电机1的定子铁心30 和定子线圏4之间。线圈固定构件5包括垫片50和螺栓6。垫片50包括主 体部分51和螺栓固定部分(移动防止构件)52。
图3是根据本发明第 一 实施例的线圈固定构件5中的垫片50的放大 透-见图。如图3所示，垫片50包括主体部分51和从主体部分51沿主体部 分50的直径方向延伸的螺栓固定部分(移动防止构件)52。主体部分 51和螺栓固定部分52组装在一起。根据第 一 实施例的旋转电机1具有定 子铁心30和定子线圈4，三个线圏固定构件5组装到旋定子铁心30和定 子线圈4上。
图4是图3所示的垫片50的主体部分51的截面图。如图4所示，主体 部分51包括金属板510和在金属板510的外表面上形成的树脂膜511。主体部分51插入并设置在定子线圈4和定子铁心30之间，使得主体部分51 的每个角部的表面(与定子铁心30相对的侧面)具有平滑地渐缩和圓 形的形状。
螺栓固定部分52具有在与主体部分51的金属板511组装在一起的金 属板上形成的螺栓孔520。螺栓固定部分52的螺栓孔520形成为使得在 垫片50的主体部分51插入并设置在定子铁心30和定子线圏4之间时，在 定子铁心30上形成的螺紋孔在位置上与螺栓孔520相对应。在定子铁心 30上形成的该螺紋孔也用于将定子铁心30固定到旋转电机1。
螺栓6通过螺栓孔520与在定子铁心30上形成的螺紋孔接合。螺紋孔 仅在定子铁心30的端表面上形成。可以使用预成型螺紋孔或在定子铁 心30上新近形成螺紋孔。第一实施例使用螺紋孔来将定子铁心30固定 到旋转电机I的壳体IO。
可以通过将垫片50朝着从定子铁心30的外侧到内侧的定子铁心30 直径方向插入到定子铁心30和已组装的定子线圏4之间而将根据第一 实施例的线圈固定构件5组装到定子铁心30。线圏固定构件5最终通过 螺栓6穿过螺栓固定部分52而固定到定子铁心30的端表面。
形成线圏固定构件5的垫片50能够有效地保持定子线圏4和定子铁 心30的组装状态，因为垫片50的主体部分51主要由金属板510制成，且 垫片50防止主体部分51变形，即使在电子线圏4在定子铁心30的端表面 上朝其轴向方向滑动时也是如此。
具有渐缩形状的主体部分51能够平滑地插入并组装在定子线圏4和 定子铁心30之间，而不干涉定子线圏4。
现在将描述具有定子线圏4和定子铁心30的旋转电机1,线圏固定构 件5组装到定子线圏4和定子铁心30上。
图5是具有定子线圏4和定子铁心30的旋转电机1的截面图，根据本 发明第 一实施例的线圏固定构件组装到定子线圏4和定子铁心30上。
如图5所示，旋转电机I包括壳体IO、转子2和定子3。壳体10具有带 有一个底部基底的一对圆柱形壳体构件100和101。壳体构件100和101 通过其开口部分接合在一起且彼此牢固地固定。转子2固定到旋转轴20 上，旋转轴20通过轴承110和111由壳体10支撑。定子3在转子2由壳体 IO接纳的位置处固定到壳体IO。
转子2具有多个永久磁体，所述永久磁体沿转子2的外周边在其圆周方向上交替设置，以形成不同的磁极，北(N)极和南(S)极。这些 磁极面向定子3的内部圆周侧。然而，转子2的磁极数量并不受限制， 因为旋转电机根据应用具有不同数量的磁极。在图1到图11所示根据本 发明的每个实施例的结构均具有八个磁极(四个N极和四个S极)的定子。
定子3具有定子铁心30、包括相绕组的三个相线圏4、和设置在定子 铁心30和定子线圏4之间的绝缘片材(未示出)。
定子铁心30具有圆环形，其中多个槽31 (参见图l)沿其内圆周形 成。每个槽31形成为使得其深度方向等于定子铁心30的直径方向。在 定子铁心30中形成的槽31的数量是相对于线圈4的每个相有两个。即， 槽31的总数为四十八(8极x3相x2 = 48)。
定子铁心30具有沿其圆周方向设置的预定数量的分开的铁心。在根 据第一实施例的旋转电机的结构中，分开的铁心的数量是二十四。每 个分开的铁心将一个槽31分开。也就是说，当沿定子铁心30的圆周方 向观察相邻分开的铁心时，它们形成一个槽31。每个分开的铁心包括 朝内径方向延伸的齿部分和在其中形成该齿部分的后铁心部分。
定子铁心30由叠层的四百一十个磁性钢片形成。每个磁性钢片厚为 0.3mm。在叠层的相邻磁性钢片之间形成绝缘薄膜。也可以使用可得到 的金属薄板和绝缘膜取代上述叠层磁性钢片来形成定子铁心30。
图6A和图6B各示出了根据本发明第 一 实施例的形成旋转电机l的 定子线圈4的每个相绕组的截面图。
通过在预定方向缠绕多个绕组40形成定子线圏4。如图6A所示，形 成定子线圈4的每个绕组40包括由铜制成的导体41和绝缘膜42。绝缘膜 42包括内层420和外层421。导体41的外周边被内层420覆盖。因而，内 层420使导体41与外层421绝缘。
包括内层420和外层421的绝缘膜42的总厚度是在1 OOjLim到200pm 的范围内的厚度。
由于包括内层420和外层421的绝缘膜42较厚，因此不一定要用绝缘 体(如相邻绕组40之间的绝缘纸)来^f吏绕组40与相邻绕组40绝缘。然 而，可以使用在相邻绕组40之间或在定子铁心30和绕组40之间的绝缘 纸。
外层421由绝缘体制成，如热塑性树脂或聚酰胺酰亚胺(具有比外层421更高的玻璃相变温度)。使用上述外层421使得外层421受到由旋 转电机1产生的热能比内层420更快地软化。来自于旋转电机1的热能使 得设置在相同槽31中的绕组40的外层421熔融，从而在相同槽31中的绕 组40的外层421热附着在一起。熔融外层421使得已组装的绕组40构成 单个刚性线。结果，由于这增加了设置在每个槽31中的绕组40的机械 强度，且由于在受到过大的振动时外层421首先从内层420分开而不是 内层420从导体41分开，因此可以保持每个绕组40中内层420和导体41 之间的附着力，从而保持导体41之间的电绝缘。
此外，如图6A和图6B所示，可以用熔融材冲+43 (如环氧^"脂)覆 盖包括内层420和外层421的绝缘膜42的外周边。
由于该结构使得熔融材料4 3受到旋转电机1中产生的热能而比绝缘 膜42更快地熔融，设置在相同槽31中的多个绕组40熔融且彼此附着。 这使得已组装的绕组40构成单个刚性线。结果，这增加了设置在每个 槽31中的绕组40的机械强度。
此外，可以使用用于形成定子线圏4的绕组40的绝缘膜42,该绝缘 膜42由聚苯硫醚(PPS)制成。
图7是示出了根据本发明第一实施例的旋转电机l中的三个相(U、 V和W相)绕组的星形连接(Y形连接)的视图。
如图4所示，定子线圈4包括三个相绕组。每个相绕组包括两个部件， 如U1和U2、 V1和V2、以及W1和W2。
定子线圈4包括以预定环形缠绕的多个绕组40。形成定子线圈4的绕 组40在定子铁心30的内周边处沿圆周方向缠绕。定子铁心4具有槽容納 部分44和连接部分45。每个槽容纳部分44具有平直形状且设置于在定 子铁心30中形成的槽31中。每个连接部分45将相邻的槽容纳部分44连 接在一起。
每个槽容纳部分44每隔预定的槽数量而容纳在槽31中。在第一实施 例的结构中，预定的槽数量是六(三相x2 = 6)
每个连接部分45从定子铁心30的端表面沿旋转电机1的轴向方向突起。
如图1所示，定子线圈4包括沿定子铁心30的圆周方向形成的多个绕 组40,使得每个绕组40的一端从定子铁心30的端表面突起且具有波形。 定子线圈4的绕组40从外侧朝定子铁心30的直径内侧方向缠绕。每个绕组40的端部在内圆周表面处从定子线圏4的端表面突起。 巻成定子线圏4的绕组40的缠绕方法是特别限制的。 可以^使用两个绕组40制成定子线圏4的一个相，这两个绕组40以不 同方向缠绕且沿定子铁心30的圆周方向具有波形，且在图l所示的返回 点46处连接在一起。
也就是说，绕组40包括电连接在一起的主绕组40和次绕组40是可接 受的。主和次绕组的槽容纳部分44二者都容纳在相同槽31中。主绕组 40的槽容纳部分44和次绕组40的槽容纳部分44在槽31的深度方向交替 设置。由于该结构避免绕组40的端部在定子线圈4的最内周边侧，且每 个绕组40的端部因而不在定子线圈4的端表面上，因此可以减少定子线 圏4的总尺寸。
主和次绕组40的端部在定子线圈4的最内周边侧电连接，从而主和 次绕组40两者形成一个相。六对主和次绕组40形成三个相(U， V和W) x两个槽的定子线圈4。即，定子线圏4使用两个绕组40 (主和次绕组 40) x三个相相(u, V和W) x2(槽)=12(总的绕组)。
在本发明的第一实施例中，绕组40缠绕四次以形成定子线圈4。即， 定子线圏4在圆周方向具有四层结构。换句话说，八个槽容纳部分44设 置在一个槽31中。
绕组40的连接部分45在轴向方向上设置在定子铁心30的两侧。它形 成为使得连接部分45的中心部分具有曲柄形状而没有扭曲。
连接部分45沿定子铁心30的圆周方向看具有曲柄形状。具有曲柄形 状的连接部分45的偏移量约等于绕组40的宽度。由于该结构避免了在 定子铁心3的直径方向上相邻绕组40的连接部分45之间的任何干涉，可 以在定子线圏4中紧密地巻绕连接部分45。
结果，由于从定子铁心30的端表面突起的线圏端部的宽度减少，可 以避免形成定子线圏4的绕组40在定子铁心30的直径方向上朝着外侧 延伸。
从槽31朝定子铁心30外侧突起的连接部分45具有从定子铁心30的 端表面朝着定子铁心30的轴向方向的阶梯形状。具有阶梯形状的连接 部分45避免干涉从槽突起的绕组40,该槽沿圆周方向靠近连接部分45。 该结构防止从定子铁心30的端表面突起的线圏端部的高度或在直径方 向的线圈端部宽度变大，以消除一起沿圆周方向从相邻槽突起的绕组
10之间的干涉。结果，由于定子线圏4的线圏端部的高度能够减少，定子
线圏4的线圈端部在定子铁心30的直径方向上的宽度变小，可以防止定 子线圏4朝着定子铁心30的直径方向突起。
连接部分45具有四阶梯形状，且连接部分45的一个阶梯的高度约等 于绕组40的宽度(或高度)。籍此可以在连接部分45沿定子铁心30的 轴向方向叠层时在没有任何间隙的情况下使连接部分45叠置。连接部 分45的该结构允许连接部分45紧密缠绕。
阶梯形连接部分45的顶部(或最高部)具有曲柄形部分。因而，绕 组40的连接部分45的两侧在从曲柄形部分看时都具有朝两侧的阶梯形 状。
在阶梯形连接部分4 5的底部和定子铁心3 0的端表面之间有间隙。连 接部分45的底部是沿定子铁心30的端表面大约平行地延伸的部分。该 间隙緩和了在绕组40被加工且定子线圈4和定子铁心30被组装时施加 到定子绕组40上的应力。间隙的存在也防止绝缘功能的退化，也防止 定子铁心30变形。
在定子线圈4中，连接部分45在从定子铁心30突起的线圈端部的高 度内突起，形成定子线圏4的每个绕组40的组装体的端部朝着定子铁心 30的直径方向外侧突起。
如图l所示，每个相绕组40的组装体的端部(即，定子线圏4的中性 节点的端部)在直径方向朝着外侧而不是朝着其它绕组的端部突起。
在第 一 实施例中，线圈固定构件5的垫片50的主体部分51插入并设 置在定子铁心30和阶梯形连接部分45的底部之间。主体部分51的存在 抑制了具有阶梯形状的连接部分45的最下部和定子铁心30两者在定子 4失心30的轴向方向滑移。
线圏固定构件5的垫片50通过如图1所示的螺栓6固定到定子铁心 30。结果，除了抑制定子线圈4和定子铁心30滑移之外，使用螺栓6还 抑制垫片50本身滑动。
如上文详细描述的那样，除了防止定子线圏4和定子铁心30相对于 彼此滑动之外，根据笫 一 实施例的旋转电机1的结构还防止垫片50滑 动。结果，该功能抑制垫片50离开定子铁心30。
在根据第一实施例的旋转电机l的结构中，三个垫片50在定子铁心 30的圆周方向上固定到定子铁心30。然而，线圏固定构件5的数量并不受限制。沿旋转电机1的定子铁心30的圆周方向在不小于一对的对称位 置处固定线圈固定构件5是可接受的。线圏固定构件最优选的数量是三个。
此外，将线圏固定构件5固定到定子铁心30的至少 一个端表面上就 足够了。更优选地，将线圈固定构件5固定到旋转电机1的定子铁心30 的两个端表面上。
第二实施例
参考图8和图9描述已组装到根据本发明第二实施例的旋转电机l的 定子铁心和定子线圏中的线圏固定构件5-l 。
图8是示出了根据本发明笫二实施例的、组装到旋转电机的定子铁 心和定子线圈之间的线圈固定构件5-l的视图。图9是图8所示的根据第 二实施的线圏固定构件5-l的放大透视图。
根据第二实施例的每个线圏固定构件5-1的垫片50-1具有与根据第 一实施例的线圈固定构件5的垫片50不同的形状。图9所示的根据第二 实施例的线圏固定构件5-l的其它部件具有与图3所示的根据第一实施 例的线圏固定构件5的其它部件相同的形状。根据第二实施例的线圏固 定构件5-1要组装到其中的旋转电机具有与根据第 一 实施例的旋转电机 相同的结构。因而，在此省去相同部件的阐述。
如图9所示，根据第二实施例的每个线圏固定构件5-l具有主体部分 51-1，主体部分51-1具有字母"U，，形的凹部。因而，主体部分51-1在 其中容纳一个槽31。
根据第二实施例的线圈固定构件5-l具有与根据第 一实施例的线圈 固定构件5相同的效果。在沿定子铁心30的圆周方向看时，根据第二实 施例的线圈固定构件5-l将定子线圈4和定子铁心30固定在绕组40的连 接部分45的两侧处。每个槽31在位置上与垫片50的主体部分51-1相对 应。该结构进一步防止定子线圈4滑动到定子铁心30上。
第三实施例
参考图IO和图1 l描述根据本发明第三实施例的、要组装在旋转电机 1的定子铁心和定子线圏之间的线圈固定构件5 - 2 。
图IO是根据第三实施例的、要组装在旋转电机l的定子铁心30和定 子线圏4之间的线圈固定构件5-2的透视图。图1 l是已组装在旋转电机l 的定子铁心30和定子线圈4之间的线圈固定构件5-2的透视图。
12如图IO和图11所示，根据笫三实施例的线圏固定构件5-2包括具有 字母"U"形的垫片53和环构件54。垫片53具有字母"U"形的板。与 图3所示的根据第一实施例的垫片50的主体部分51类似，由金属板制成 的垫片53的外周边被树脂膜覆盖。垫片53从定子铁心30的直径方向外 侧朝着其内侧插入到定子铁心30和定子线圏4之间。在从定子铁心30看 的相对侧处，垫片53的表面的角部具有平滑的渐缩形状。垫片53设置 在定子铁心30和定子线圏4之间。
根据第三实施例的线圈固定构件5-2的环构件54接触到定子铁心30 的外圆周表面，如图11所示。环构件54具有突起部分，在它组装到定 子铁心30时该突起部分从定子铁心30的端表面突起。
环构件54是接触到定子铁心30的整个外周边的环形构件就足够了。 例如，可以使用壳体作为环构件54容纳定子铁心30。环构件54防止垫 片53朝着定子铁心30直径方向的外侧滑动。
根据第三实施例的线圈固定构件5 - 2组装到其上的旋转电机具有与 根据第 一 实施例的旋转电机相同的结构。
在第三实施例的线圏固定构件5-2的结构中，垫片53设置在定子铁 心30和具有阶梯形状的连接部分45的最底部之间。垫片53防止连接部 分45的最底部和定子铁心30朝着定子铁心30的轴向方向滑移。此外， 环构件54防止垫片53朝着定子铁心30的径向方向滑动。即，垫片53防 止定子线圈4和定子铁心30朝着轴向方向彼此滑移，且环构件防止垫片 53朝着径向方向滑移。
如上文所述，本发明提供旋转电机l，其中垫片53防止定子线圈4 和定子铁心30朝着轴向方向滑移，且环构件54防止垫片53朝着直径方 向滑移。结果，可以提供具有避免由于垫片53离开定子铁心30而引起 退化的功能的旋转电机。
(本发明的其它特征和效果)
在根据本发明另 一方面的线圏固定构件中，每个线圏固定构件中的 移动防止构件均具有螺栓固定部分和螺栓。螺栓固定部分具有与主体 部分一起组装的螺栓孔，螺栓通过该螺栓孔插入。线圏固定构件通过 螺栓穿过螺栓固定部分的螺栓孔固定在定子铁心上形成的螺紋孔中。 具体而言，在主体部分上形成的螺栓固定部分由螺栓固定到定子铁心
的端表面。这能够抑制线圈固定构件在定子铁心上滑动。在根据本发明另 一 方面的线圈固定构件中，在定子铁心上形成的螺 紋孔和螺栓是将定子铁心固定到旋转电机的固定构件。每个线圏固定 构件重复使用螺栓和在旋转电机上事先形成的螺紋孔。即，螺紋孔和 螺栓之前被用于将定子铁心固定到旋转电机的壳体。籍此，可以在没 有形成任何附加的螺紋孔和螺栓的情况下将线圈固定构件固定在定子 铁心上。
在根据本发明另 一方面的线圈固定构件中，螺栓固定部分由金属制 成。该结构使得难以使定子铁心和螺栓之间的螺栓固定部分变形。因 而，该结构允许线圈固定构件牢固地固定到定子铁心上，从而防止线 圈固定构件在定子铁心的端表面上滑动。
在根据本发明另 一方面的线圈固定构件中，移动防止构件具有防止 部分和环形构件。防止部分从定子铁心的端表面突起且在定子铁心的 直径方向外侧处与主体部分接触。环形构件设置在定子铁心的外周边 处。该结构防止线圏固定构件的主体部分朝着定子铁心直径方向的外 侧滑动。
在根据本发明另 一方面的线圏固定构件中，环形构件是用于容纳定 子铁心的壳体。该壳体作为环形构件重新使用。籍此可以在没有制备 和使用任何附加构件的情况下将线圈固定构件固定到定子铁心。
在根据本发明另一方面的线圏固定构件中，主体部分具有字母"u" 形的部分，其中容纳一个槽。线圏固定构件的该结构允许主体部分设 置在连接部分和定子铁心的端表面之间，即使在连接到字母"u"形部 分中的槽的连接部分的延伸方向是径向方向的向内和向外方向两者时
也是如此。因而，线圈固定构件的该结构能够抑制在定子线圏和定子 纟失心之间的任何移动。
在根据本发明另一方面的线圏固定构件中，主体部分由覆盖有绝缘 树脂的金属制成。在不同类型的应力(如机械应力、热应力和振动) 施加到线圈固定构件且这些应力使得设置在定子线圏和定子铁心的端 表面之间的线圏固定构件变形时，该结构能够抑制定子线圈的任何移 动。此外，由于主体部分的外周边表面覆盖有树脂，这能够保持定子 铁心和定子线圏之间的电绝缘。
根据本发明的另 一方面，提供一种旋转电机，该旋转电机包括转子、 具有定子铁心和定子线圈的定子、以及线圈固定构件。所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极。所述定子铁心具有沿
圆周方向在其至少一个端表面上形成的多个槽。所述定子线圈具有定 子绕组。每个定子绕组具有连接部分。每个连接部分将槽容纳部分在 槽外侧处连接在一起。所述槽容納部分在圆周方向上设置在不同槽中。 线圈固定构件设置在定子线圏和定子铁心的至少一个端表面之间，以 抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。每个线圏固定构件具有主体部 分和移动防止构件。所述主体部分设置在定子绕组的连接部分和定子 铁心的端表面之间，以抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。移动防 止构件能够防止主体部分移动到定子铁心和定子线圈。
所述线圈固定构件使得它难以离开定子铁心或释放定子铁心，即使 在各种应力(如积4成应力、热应力和振动)施加到线圈固定构件上且 这些应力使得设置在定子线圈和定子铁心的端表面之间的线圈固定构 件变形时也是如此。即，具有线圈固定构件的旋转电机具有改进的特 征，以避免由线圈固定构件离开定子铁心引起的性能降低。
虽然已经详细描述了本发明的特定实施例，本领域技术人员应当理 解的是，这些细节的不同变型和替代能够依照本公开的总体教导产生。 因而，所公开的特定设置仅仅是说明性的而不是限制本发明的范围， 本发明的范围由以下权利要求书及其所有等价物的全部宽度给出。
权利要求
1.一种线圈固定构件，该线圈固定构件用于设置在旋转电机的定子铁心的至少一个端表面和定子线圈之间，所述旋转电机具有转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极，每个所述线圈固定构件抑制所述定子铁心和所述定子线圈之间的移动并将它们固定在一起，所述定子铁心具有沿所述定子铁心圆周方向形成的多个槽，每个所述槽的深度方向等于所述定子铁心的直径方向，所述槽一起面向内侧或外侧，所述定子线圈具有定子绕组，每个所述定子绕组具有连接部分，每个所述连接部分将槽容纳部分中的所述定子绕组在所述槽外侧处连接在一起，所述槽容纳部分在所述定子铁心的圆周方向上设置在不同的槽中，每个所述线圈固定构件包括主体部分，所述主体部分用于设置在所述定子绕组的连接部分和所述定子铁心的端表面之间，以抑制所述定子线圈和所述定子铁心之间的移动；和移动防止构件，所述移动防止构件能够防止设置在所述定子铁心和所述定子线圈之间的所述主体部分的移动。
2. 根据权利要求l所述的线圈固定构件，其中，每个所述线圏固定 构件的移动防止构件包括螺栓固定部分，所述螺栓固定部分具有螺栓孔，所述螺栓固定部分 与所述主体部分组装在一起，螺栓通过所述螺栓孔插入；和螺栓，所述线圈固定构件通过所述螺栓穿过所述螺栓固定部分的螺 栓孔而螺栓连接在形成于所述定子铁心上的螺紋孔上。
3. 根据权利要求2所述的线圈固定构件，其中，在所述定子铁心上 形成的所述螺紋孔和所述螺栓是用于将所述定子铁心固定到所述旋转 电才几的固定构件。
4. 根据权利要求2所述的线圏固定构件，其中，所述螺栓固定部分 由金属制成。
5. 根据权利要求3所述的线圏固定构件，其中，所述螺栓固定部分 由金属制成。
6. 根据权利要求l所述的线圈固定构件，其中，所述移动防止构件包括防止部分，所述防止部分从所述定子铁心的端表面突起且在所述定 子铁心的直径方向的外侧处与所述主体部分接触；和环形构件，所述环形构件设置在所述定子铁心的外周边处。
7. 根据权利要求6所述的线圏固定构件，其中，所述环形构件是用 于容纳所述定子铁心的壳体。
8. 根据权利要求l所述的线圏固定构件，其中，所述主体部分具有 字母"U"形的部分，在该部分中容纳一个槽。
9. 根据权利要求7所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分具有 字母"U"形的部分，在该部分中容纳一个槽。
10. 根据权利要求l所述的线圏固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
11. 根据权利要求7所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
12. 根据权利要求8所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
13. —种旋转电才几，包括转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极； 定子铁心，所述定子铁心具有沿所述圆周方向在其至少一个端表面上 形成的多个槽；定子线圈，所述定子线圏具有定子绕组，每个所述定子绕组具有连接 部分，每个所述连接部分将槽容纳部分在所述槽的外侧处连接在一起，所 述槽容纳部分在所述圆周方向上设置在不同的所述槽中；和多个线圏固定构件，所述线圈固定构件设置在所述定子铁心的至少一 个端表面和所述定子线圏之间，以抑制所述定子线圈和所述定子铁心之间 的移动，每个所述线圈固定构件包括主体部分，所述主体部分设置在所述定子绕组的连接部分和所述 定子铁心的端表面之间，以抑制所述定子线圏和所述定子铁心之间的移 动5和移动防止构件，所述移动防止构件能够防止所述主体部分移动到 所述定子铁心和所述定子线圏。
全文摘要
本发明涉及线圈固定构件和旋转电机。每个线圈固定构件设置在旋转电机的定子线圈和定子铁心的至少一个端表面之间，以抑制定子铁心和定子线圈之间的移动。线圈固定构件包括垫片和螺栓。螺栓和在定子铁心的端表面上形成的相应螺纹孔用于固定旋转电机中的定子铁心。垫片包括主体部分和螺栓固定部分。螺栓固定部分具有螺栓孔。主体部分具有渐缩形状。主体部分设置在定子铁心的端表面和定子线圈的绕组的连接部分之间，且通过螺栓穿过螺栓固定部分的螺栓孔固定到定子铁心。
文档编号H02K3/50GK101557133SQ200910117980
公开日2009年10月14日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者金岩浩志 申请人:株式会社电装
技术领域：
本发明涉及能够避免旋转电机中的定子铁心和定子线圏之间的移 动的线圈固定构件，和具有所述定子铁心、定子线圏以及组装在定子 铁心和定子线圏之间的一个或更多线圏固定构件的旋转电机。
背景技术：
近来，存在提供具有改进的质量、大功率和小尺寸的旋转电机的强 烈需要，如电动机和交流发电机。例如，具有大功率的旋转电才几组装 在车辆中面积减少的发动机舱中。因而，需要提高旋转电机的可靠性。
曰本专利特开平No. JP2000-166158已经公开了配备有绝缘垫片的 旋转电机的常规技术。这些绝缘垫片设置在旋转电机的定子铁心和定 子线圏之间。然而，这些绝缘垫片在旋转电机中仅放置于它们之间而 没有被定子铁心和定子线圏支撑。旋转电机的该常规结构使得绝缘垫 片在定子铁心和定子线圏之间移动。绝缘垫片最终由于在旋转电机旋 转时引起的振动、热应力、或机械应力而离开定子铁心。
绝缘垫片离开定子铁心或从定子铁心自动释放绝缘垫片会引起定 子铁心和定子线圈之间的电接触。这会使得缠绕在定子铁心上的定子 绕组的绝缘性能劣化。定子绕组的这种劣化和由振动引起的应力使得 定子绕组损坏。因此，这降低了旋转电机的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线圏固定构件和带有所述线圏固定构 件的旋转电机。具体而言，每个线圏固定构件将设置于旋转电机的定 子线圏和定子铁心之间，且难以滑动而离开定子铁心。
为了实现上述目的，本发明提供用于设置在旋转电机的定子线圈和 定子铁心的至少一个端表面之间的线圈固定构件。所述旋转电机具有 转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极。 一个或更多线圏固定构件，最优选为至少三个线圏固定构件，组装在 旋转电机的定子线圈和定子铁心之间。每个线圏固定构件抑制定子铁心和定子线圈之间的移动并将它们固定在一起。所述定子铁心具有沿 所述定子铁心圆周方向形成的多个槽。每个槽的深度方向等于所述定 子铁心的直径方向。所述槽一起面向内侧或外侧。所述定子线圈具有 定子绕组。每个定子绕组具有连接部分。每个连接部分在槽外侧处将 槽容纳部分中的所述定子绕组连接在一起。所述槽容纳部分在所述定 子铁心圆周方向上设置在不同槽中。每个线圏固定构件均具有主体部 分，所述主体部分设置在定子绕组的连接部分和定子铁心的端表面之 间，以抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。移动防止构件能够防止 设置在定子铁心和定子线圈之间的主体部分的移动。
根据本发明的线圈固定构件具有主体部分和移动防止构件。所述主 体部分插入并设置在定子铁心的端表面和定子线圈的定子绕组的连接 部分之间，以防止定子铁心和定子线圈之间的移动。所述移动防止构 件防止所述主体部分在定子铁心的端表面上滑动。即，线圏固定构件 的主体部分防止定子线圏和定子铁心一起滑动，且所述移动防止构件 防止所述主体部分在定子铁心的端表面上滑动或移动。该结构防止线 圏固定构件离开定子铁心，即使在振动、热能和机械应力施加到旋转 电机上也是如此。因此，将所述线圏固定构件组装到旋转电机中能够 抑制旋转电机的性能降低。
本发明的优选非限定性实施例将参考附图通过示例来描述，在附图
中
图l是示出了根据本发明第一实施例的、组装在旋转电机的定子线
圏和定子铁心之间的线圏固定构件的视图2是根据本发明第 一实施例的、组装在旋转电机的定子线圈和定 子铁心之间的线圏固定构件的放大图3是根据本发明第 一实施例的线圏固定构件中的垫片的放大透视
图4是图3所示的垫片的主体部分的截面图5是具有根据本发明第 一实施例的线圏固定构件的旋转电机的截 面图6A和图6B各示出了形成根据本发明第 一 实施例的旋转电机的定
5子线圈的每个相绕组的截面图7是示出了根据本发明第一实施例的旋转电机中的三个相(U、 V 和W相)绕组的星形连接(Y形连接)的视图8是示出了根据本发明第二实施例的、组装到旋转电机的定子铁 心和定子线圏之间的线圈固定构件的视图9是根据本发明第二实施例的线圏固定构件的放大透视图10是根据本发明第三实施例的、要组装在旋转电机的定子铁心和 定子线圈之间的线圏固定构件的透视图；和
图1 l是根据本发明第三实施例的、组装在旋转电机的定子铁心和定 子线圈之间的线圏固定构件的透视图。
具体实施例方式
下文将参考附图描述本发明的各个实施例。在各个实施例的以下描 述中，相同的附图标记贯穿几个附图指代相同或等价的组成部分。 第一实施例
参考图1到图7描述根据本发明第 一 实施例的、能够固定旋转电机中 的定子线圏和定子铁心的线圏固定构件。
图l是示出了根据第一实施例的、组装在旋转电机1的定子线圏4和 定子铁心30之间的线圈固定构件5的视图。图2是根据本发明第 一 实施 例的、组装在旋转电机1的定子线圏4和定子铁心3之间的线圏固定构件 5的放大图。
如图1和图2所示，线圈固定构件5组装在旋转电机1的定子铁心30 和定子线圏4之间。线圈固定构件5包括垫片50和螺栓6。垫片50包括主 体部分51和螺栓固定部分(移动防止构件)52。
图3是根据本发明第 一 实施例的线圈固定构件5中的垫片50的放大 透-见图。如图3所示，垫片50包括主体部分51和从主体部分51沿主体部 分50的直径方向延伸的螺栓固定部分(移动防止构件)52。主体部分 51和螺栓固定部分52组装在一起。根据第 一 实施例的旋转电机1具有定 子铁心30和定子线圈4，三个线圏固定构件5组装到旋定子铁心30和定 子线圈4上。
图4是图3所示的垫片50的主体部分51的截面图。如图4所示，主体 部分51包括金属板510和在金属板510的外表面上形成的树脂膜511。主体部分51插入并设置在定子线圈4和定子铁心30之间，使得主体部分51 的每个角部的表面(与定子铁心30相对的侧面)具有平滑地渐缩和圓 形的形状。
螺栓固定部分52具有在与主体部分51的金属板511组装在一起的金 属板上形成的螺栓孔520。螺栓固定部分52的螺栓孔520形成为使得在 垫片50的主体部分51插入并设置在定子铁心30和定子线圏4之间时，在 定子铁心30上形成的螺紋孔在位置上与螺栓孔520相对应。在定子铁心 30上形成的该螺紋孔也用于将定子铁心30固定到旋转电机1。
螺栓6通过螺栓孔520与在定子铁心30上形成的螺紋孔接合。螺紋孔 仅在定子铁心30的端表面上形成。可以使用预成型螺紋孔或在定子铁 心30上新近形成螺紋孔。第一实施例使用螺紋孔来将定子铁心30固定 到旋转电机I的壳体IO。
可以通过将垫片50朝着从定子铁心30的外侧到内侧的定子铁心30 直径方向插入到定子铁心30和已组装的定子线圏4之间而将根据第一 实施例的线圈固定构件5组装到定子铁心30。线圏固定构件5最终通过 螺栓6穿过螺栓固定部分52而固定到定子铁心30的端表面。
形成线圏固定构件5的垫片50能够有效地保持定子线圏4和定子铁 心30的组装状态，因为垫片50的主体部分51主要由金属板510制成，且 垫片50防止主体部分51变形，即使在电子线圏4在定子铁心30的端表面 上朝其轴向方向滑动时也是如此。
具有渐缩形状的主体部分51能够平滑地插入并组装在定子线圏4和 定子铁心30之间，而不干涉定子线圏4。
现在将描述具有定子线圏4和定子铁心30的旋转电机1,线圏固定构 件5组装到定子线圏4和定子铁心30上。
图5是具有定子线圏4和定子铁心30的旋转电机1的截面图，根据本 发明第 一实施例的线圏固定构件组装到定子线圏4和定子铁心30上。
如图5所示，旋转电机I包括壳体IO、转子2和定子3。壳体10具有带 有一个底部基底的一对圆柱形壳体构件100和101。壳体构件100和101 通过其开口部分接合在一起且彼此牢固地固定。转子2固定到旋转轴20 上，旋转轴20通过轴承110和111由壳体10支撑。定子3在转子2由壳体 IO接纳的位置处固定到壳体IO。
转子2具有多个永久磁体，所述永久磁体沿转子2的外周边在其圆周方向上交替设置，以形成不同的磁极，北(N)极和南(S)极。这些 磁极面向定子3的内部圆周侧。然而，转子2的磁极数量并不受限制， 因为旋转电机根据应用具有不同数量的磁极。在图1到图11所示根据本 发明的每个实施例的结构均具有八个磁极(四个N极和四个S极)的定子。
定子3具有定子铁心30、包括相绕组的三个相线圏4、和设置在定子 铁心30和定子线圏4之间的绝缘片材(未示出)。
定子铁心30具有圆环形，其中多个槽31 (参见图l)沿其内圆周形 成。每个槽31形成为使得其深度方向等于定子铁心30的直径方向。在 定子铁心30中形成的槽31的数量是相对于线圈4的每个相有两个。即， 槽31的总数为四十八(8极x3相x2 = 48)。
定子铁心30具有沿其圆周方向设置的预定数量的分开的铁心。在根 据第一实施例的旋转电机的结构中，分开的铁心的数量是二十四。每 个分开的铁心将一个槽31分开。也就是说，当沿定子铁心30的圆周方 向观察相邻分开的铁心时，它们形成一个槽31。每个分开的铁心包括 朝内径方向延伸的齿部分和在其中形成该齿部分的后铁心部分。
定子铁心30由叠层的四百一十个磁性钢片形成。每个磁性钢片厚为 0.3mm。在叠层的相邻磁性钢片之间形成绝缘薄膜。也可以使用可得到 的金属薄板和绝缘膜取代上述叠层磁性钢片来形成定子铁心30。
图6A和图6B各示出了根据本发明第 一 实施例的形成旋转电机l的 定子线圈4的每个相绕组的截面图。
通过在预定方向缠绕多个绕组40形成定子线圏4。如图6A所示，形 成定子线圈4的每个绕组40包括由铜制成的导体41和绝缘膜42。绝缘膜 42包括内层420和外层421。导体41的外周边被内层420覆盖。因而，内 层420使导体41与外层421绝缘。
包括内层420和外层421的绝缘膜42的总厚度是在1 OOjLim到200pm 的范围内的厚度。
由于包括内层420和外层421的绝缘膜42较厚，因此不一定要用绝缘 体(如相邻绕组40之间的绝缘纸)来^f吏绕组40与相邻绕组40绝缘。然 而，可以使用在相邻绕组40之间或在定子铁心30和绕组40之间的绝缘 纸。
外层421由绝缘体制成，如热塑性树脂或聚酰胺酰亚胺(具有比外层421更高的玻璃相变温度)。使用上述外层421使得外层421受到由旋 转电机1产生的热能比内层420更快地软化。来自于旋转电机1的热能使 得设置在相同槽31中的绕组40的外层421熔融，从而在相同槽31中的绕 组40的外层421热附着在一起。熔融外层421使得已组装的绕组40构成 单个刚性线。结果，由于这增加了设置在每个槽31中的绕组40的机械 强度，且由于在受到过大的振动时外层421首先从内层420分开而不是 内层420从导体41分开，因此可以保持每个绕组40中内层420和导体41 之间的附着力，从而保持导体41之间的电绝缘。
此外，如图6A和图6B所示，可以用熔融材冲+43 (如环氧^"脂)覆 盖包括内层420和外层421的绝缘膜42的外周边。
由于该结构使得熔融材料4 3受到旋转电机1中产生的热能而比绝缘 膜42更快地熔融，设置在相同槽31中的多个绕组40熔融且彼此附着。 这使得已组装的绕组40构成单个刚性线。结果，这增加了设置在每个 槽31中的绕组40的机械强度。
此外，可以使用用于形成定子线圏4的绕组40的绝缘膜42,该绝缘 膜42由聚苯硫醚(PPS)制成。
图7是示出了根据本发明第一实施例的旋转电机l中的三个相(U、 V和W相)绕组的星形连接(Y形连接)的视图。
如图4所示，定子线圈4包括三个相绕组。每个相绕组包括两个部件， 如U1和U2、 V1和V2、以及W1和W2。
定子线圈4包括以预定环形缠绕的多个绕组40。形成定子线圈4的绕 组40在定子铁心30的内周边处沿圆周方向缠绕。定子铁心4具有槽容納 部分44和连接部分45。每个槽容纳部分44具有平直形状且设置于在定 子铁心30中形成的槽31中。每个连接部分45将相邻的槽容纳部分44连 接在一起。
每个槽容纳部分44每隔预定的槽数量而容纳在槽31中。在第一实施 例的结构中，预定的槽数量是六(三相x2 = 6)
每个连接部分45从定子铁心30的端表面沿旋转电机1的轴向方向突起。
如图1所示，定子线圈4包括沿定子铁心30的圆周方向形成的多个绕 组40,使得每个绕组40的一端从定子铁心30的端表面突起且具有波形。 定子线圈4的绕组40从外侧朝定子铁心30的直径内侧方向缠绕。每个绕组40的端部在内圆周表面处从定子线圏4的端表面突起。 巻成定子线圏4的绕组40的缠绕方法是特别限制的。 可以^使用两个绕组40制成定子线圏4的一个相，这两个绕组40以不 同方向缠绕且沿定子铁心30的圆周方向具有波形，且在图l所示的返回 点46处连接在一起。
也就是说，绕组40包括电连接在一起的主绕组40和次绕组40是可接 受的。主和次绕组的槽容纳部分44二者都容纳在相同槽31中。主绕组 40的槽容纳部分44和次绕组40的槽容纳部分44在槽31的深度方向交替 设置。由于该结构避免绕组40的端部在定子线圈4的最内周边侧，且每 个绕组40的端部因而不在定子线圈4的端表面上，因此可以减少定子线 圏4的总尺寸。
主和次绕组40的端部在定子线圈4的最内周边侧电连接，从而主和 次绕组40两者形成一个相。六对主和次绕组40形成三个相(U， V和W) x两个槽的定子线圈4。即，定子线圏4使用两个绕组40 (主和次绕组 40) x三个相相(u, V和W) x2(槽)=12(总的绕组)。
在本发明的第一实施例中，绕组40缠绕四次以形成定子线圈4。即， 定子线圏4在圆周方向具有四层结构。换句话说，八个槽容纳部分44设 置在一个槽31中。
绕组40的连接部分45在轴向方向上设置在定子铁心30的两侧。它形 成为使得连接部分45的中心部分具有曲柄形状而没有扭曲。
连接部分45沿定子铁心30的圆周方向看具有曲柄形状。具有曲柄形 状的连接部分45的偏移量约等于绕组40的宽度。由于该结构避免了在 定子铁心3的直径方向上相邻绕组40的连接部分45之间的任何干涉，可 以在定子线圏4中紧密地巻绕连接部分45。
结果，由于从定子铁心30的端表面突起的线圏端部的宽度减少，可 以避免形成定子线圏4的绕组40在定子铁心30的直径方向上朝着外侧 延伸。
从槽31朝定子铁心30外侧突起的连接部分45具有从定子铁心30的 端表面朝着定子铁心30的轴向方向的阶梯形状。具有阶梯形状的连接 部分45避免干涉从槽突起的绕组40,该槽沿圆周方向靠近连接部分45。 该结构防止从定子铁心30的端表面突起的线圏端部的高度或在直径方 向的线圈端部宽度变大，以消除一起沿圆周方向从相邻槽突起的绕组
10之间的干涉。结果，由于定子线圏4的线圏端部的高度能够减少，定子
线圏4的线圈端部在定子铁心30的直径方向上的宽度变小，可以防止定 子线圏4朝着定子铁心30的直径方向突起。
连接部分45具有四阶梯形状，且连接部分45的一个阶梯的高度约等 于绕组40的宽度(或高度)。籍此可以在连接部分45沿定子铁心30的 轴向方向叠层时在没有任何间隙的情况下使连接部分45叠置。连接部 分45的该结构允许连接部分45紧密缠绕。
阶梯形连接部分45的顶部(或最高部)具有曲柄形部分。因而，绕 组40的连接部分45的两侧在从曲柄形部分看时都具有朝两侧的阶梯形 状。
在阶梯形连接部分4 5的底部和定子铁心3 0的端表面之间有间隙。连 接部分45的底部是沿定子铁心30的端表面大约平行地延伸的部分。该 间隙緩和了在绕组40被加工且定子线圈4和定子铁心30被组装时施加 到定子绕组40上的应力。间隙的存在也防止绝缘功能的退化，也防止 定子铁心30变形。
在定子线圈4中，连接部分45在从定子铁心30突起的线圈端部的高 度内突起，形成定子线圏4的每个绕组40的组装体的端部朝着定子铁心 30的直径方向外侧突起。
如图l所示，每个相绕组40的组装体的端部(即，定子线圏4的中性 节点的端部)在直径方向朝着外侧而不是朝着其它绕组的端部突起。
在第 一 实施例中，线圈固定构件5的垫片50的主体部分51插入并设 置在定子铁心30和阶梯形连接部分45的底部之间。主体部分51的存在 抑制了具有阶梯形状的连接部分45的最下部和定子铁心30两者在定子 4失心30的轴向方向滑移。
线圏固定构件5的垫片50通过如图1所示的螺栓6固定到定子铁心 30。结果，除了抑制定子线圈4和定子铁心30滑移之外，使用螺栓6还 抑制垫片50本身滑动。
如上文详细描述的那样，除了防止定子线圏4和定子铁心30相对于 彼此滑动之外，根据笫 一 实施例的旋转电机1的结构还防止垫片50滑 动。结果，该功能抑制垫片50离开定子铁心30。
在根据第一实施例的旋转电机l的结构中，三个垫片50在定子铁心 30的圆周方向上固定到定子铁心30。然而，线圏固定构件5的数量并不受限制。沿旋转电机1的定子铁心30的圆周方向在不小于一对的对称位 置处固定线圈固定构件5是可接受的。线圏固定构件最优选的数量是三个。
此外，将线圏固定构件5固定到定子铁心30的至少 一个端表面上就 足够了。更优选地，将线圈固定构件5固定到旋转电机1的定子铁心30 的两个端表面上。
第二实施例
参考图8和图9描述已组装到根据本发明第二实施例的旋转电机l的 定子铁心和定子线圏中的线圏固定构件5-l 。
图8是示出了根据本发明笫二实施例的、组装到旋转电机的定子铁 心和定子线圈之间的线圈固定构件5-l的视图。图9是图8所示的根据第 二实施的线圏固定构件5-l的放大透视图。
根据第二实施例的每个线圏固定构件5-1的垫片50-1具有与根据第 一实施例的线圈固定构件5的垫片50不同的形状。图9所示的根据第二 实施例的线圏固定构件5-l的其它部件具有与图3所示的根据第一实施 例的线圏固定构件5的其它部件相同的形状。根据第二实施例的线圏固 定构件5-1要组装到其中的旋转电机具有与根据第 一 实施例的旋转电机 相同的结构。因而，在此省去相同部件的阐述。
如图9所示，根据第二实施例的每个线圏固定构件5-l具有主体部分 51-1，主体部分51-1具有字母"U，，形的凹部。因而，主体部分51-1在 其中容纳一个槽31。
根据第二实施例的线圈固定构件5-l具有与根据第 一实施例的线圈 固定构件5相同的效果。在沿定子铁心30的圆周方向看时，根据第二实 施例的线圈固定构件5-l将定子线圈4和定子铁心30固定在绕组40的连 接部分45的两侧处。每个槽31在位置上与垫片50的主体部分51-1相对 应。该结构进一步防止定子线圈4滑动到定子铁心30上。
第三实施例
参考图IO和图1 l描述根据本发明第三实施例的、要组装在旋转电机 1的定子铁心和定子线圏之间的线圈固定构件5 - 2 。
图IO是根据第三实施例的、要组装在旋转电机l的定子铁心30和定 子线圏4之间的线圈固定构件5-2的透视图。图1 l是已组装在旋转电机l 的定子铁心30和定子线圈4之间的线圈固定构件5-2的透视图。
12如图IO和图11所示，根据笫三实施例的线圏固定构件5-2包括具有 字母"U"形的垫片53和环构件54。垫片53具有字母"U"形的板。与 图3所示的根据第一实施例的垫片50的主体部分51类似，由金属板制成 的垫片53的外周边被树脂膜覆盖。垫片53从定子铁心30的直径方向外 侧朝着其内侧插入到定子铁心30和定子线圏4之间。在从定子铁心30看 的相对侧处，垫片53的表面的角部具有平滑的渐缩形状。垫片53设置 在定子铁心30和定子线圏4之间。
根据第三实施例的线圈固定构件5-2的环构件54接触到定子铁心30 的外圆周表面，如图11所示。环构件54具有突起部分，在它组装到定 子铁心30时该突起部分从定子铁心30的端表面突起。
环构件54是接触到定子铁心30的整个外周边的环形构件就足够了。 例如，可以使用壳体作为环构件54容纳定子铁心30。环构件54防止垫 片53朝着定子铁心30直径方向的外侧滑动。
根据第三实施例的线圈固定构件5 - 2组装到其上的旋转电机具有与 根据第 一 实施例的旋转电机相同的结构。
在第三实施例的线圏固定构件5-2的结构中，垫片53设置在定子铁 心30和具有阶梯形状的连接部分45的最底部之间。垫片53防止连接部 分45的最底部和定子铁心30朝着定子铁心30的轴向方向滑移。此外， 环构件54防止垫片53朝着定子铁心30的径向方向滑动。即，垫片53防 止定子线圈4和定子铁心30朝着轴向方向彼此滑移，且环构件防止垫片 53朝着径向方向滑移。
如上文所述，本发明提供旋转电机l，其中垫片53防止定子线圈4 和定子铁心30朝着轴向方向滑移，且环构件54防止垫片53朝着直径方 向滑移。结果，可以提供具有避免由于垫片53离开定子铁心30而引起 退化的功能的旋转电机。
(本发明的其它特征和效果)
在根据本发明另 一方面的线圏固定构件中，每个线圏固定构件中的 移动防止构件均具有螺栓固定部分和螺栓。螺栓固定部分具有与主体 部分一起组装的螺栓孔，螺栓通过该螺栓孔插入。线圏固定构件通过 螺栓穿过螺栓固定部分的螺栓孔固定在定子铁心上形成的螺紋孔中。 具体而言，在主体部分上形成的螺栓固定部分由螺栓固定到定子铁心
的端表面。这能够抑制线圈固定构件在定子铁心上滑动。在根据本发明另 一 方面的线圈固定构件中，在定子铁心上形成的螺 紋孔和螺栓是将定子铁心固定到旋转电机的固定构件。每个线圏固定 构件重复使用螺栓和在旋转电机上事先形成的螺紋孔。即，螺紋孔和 螺栓之前被用于将定子铁心固定到旋转电机的壳体。籍此，可以在没 有形成任何附加的螺紋孔和螺栓的情况下将线圈固定构件固定在定子 铁心上。
在根据本发明另 一方面的线圈固定构件中，螺栓固定部分由金属制 成。该结构使得难以使定子铁心和螺栓之间的螺栓固定部分变形。因 而，该结构允许线圈固定构件牢固地固定到定子铁心上，从而防止线 圈固定构件在定子铁心的端表面上滑动。
在根据本发明另 一方面的线圈固定构件中，移动防止构件具有防止 部分和环形构件。防止部分从定子铁心的端表面突起且在定子铁心的 直径方向外侧处与主体部分接触。环形构件设置在定子铁心的外周边 处。该结构防止线圏固定构件的主体部分朝着定子铁心直径方向的外 侧滑动。
在根据本发明另 一方面的线圏固定构件中，环形构件是用于容纳定 子铁心的壳体。该壳体作为环形构件重新使用。籍此可以在没有制备 和使用任何附加构件的情况下将线圈固定构件固定到定子铁心。
在根据本发明另一方面的线圏固定构件中，主体部分具有字母"u" 形的部分，其中容纳一个槽。线圏固定构件的该结构允许主体部分设 置在连接部分和定子铁心的端表面之间，即使在连接到字母"u"形部 分中的槽的连接部分的延伸方向是径向方向的向内和向外方向两者时
也是如此。因而，线圈固定构件的该结构能够抑制在定子线圏和定子 纟失心之间的任何移动。
在根据本发明另一方面的线圏固定构件中，主体部分由覆盖有绝缘 树脂的金属制成。在不同类型的应力(如机械应力、热应力和振动) 施加到线圈固定构件且这些应力使得设置在定子线圏和定子铁心的端 表面之间的线圏固定构件变形时，该结构能够抑制定子线圈的任何移 动。此外，由于主体部分的外周边表面覆盖有树脂，这能够保持定子 铁心和定子线圏之间的电绝缘。
根据本发明的另 一方面，提供一种旋转电机，该旋转电机包括转子、 具有定子铁心和定子线圈的定子、以及线圈固定构件。所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极。所述定子铁心具有沿
圆周方向在其至少一个端表面上形成的多个槽。所述定子线圈具有定 子绕组。每个定子绕组具有连接部分。每个连接部分将槽容纳部分在 槽外侧处连接在一起。所述槽容納部分在圆周方向上设置在不同槽中。 线圈固定构件设置在定子线圏和定子铁心的至少一个端表面之间，以 抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。每个线圏固定构件具有主体部 分和移动防止构件。所述主体部分设置在定子绕组的连接部分和定子 铁心的端表面之间，以抑制定子线圈和定子铁心之间的移动。移动防 止构件能够防止主体部分移动到定子铁心和定子线圈。
所述线圈固定构件使得它难以离开定子铁心或释放定子铁心，即使 在各种应力(如积4成应力、热应力和振动)施加到线圈固定构件上且 这些应力使得设置在定子线圈和定子铁心的端表面之间的线圈固定构 件变形时也是如此。即，具有线圈固定构件的旋转电机具有改进的特 征，以避免由线圈固定构件离开定子铁心引起的性能降低。
虽然已经详细描述了本发明的特定实施例，本领域技术人员应当理 解的是，这些细节的不同变型和替代能够依照本公开的总体教导产生。 因而，所公开的特定设置仅仅是说明性的而不是限制本发明的范围， 本发明的范围由以下权利要求书及其所有等价物的全部宽度给出。
权利要求
1.一种线圈固定构件，该线圈固定构件用于设置在旋转电机的定子铁心的至少一个端表面和定子线圈之间，所述旋转电机具有转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极，每个所述线圈固定构件抑制所述定子铁心和所述定子线圈之间的移动并将它们固定在一起，所述定子铁心具有沿所述定子铁心圆周方向形成的多个槽，每个所述槽的深度方向等于所述定子铁心的直径方向，所述槽一起面向内侧或外侧，所述定子线圈具有定子绕组，每个所述定子绕组具有连接部分，每个所述连接部分将槽容纳部分中的所述定子绕组在所述槽外侧处连接在一起，所述槽容纳部分在所述定子铁心的圆周方向上设置在不同的槽中，每个所述线圈固定构件包括主体部分，所述主体部分用于设置在所述定子绕组的连接部分和所述定子铁心的端表面之间，以抑制所述定子线圈和所述定子铁心之间的移动；和移动防止构件，所述移动防止构件能够防止设置在所述定子铁心和所述定子线圈之间的所述主体部分的移动。
2. 根据权利要求l所述的线圈固定构件，其中，每个所述线圏固定 构件的移动防止构件包括螺栓固定部分，所述螺栓固定部分具有螺栓孔，所述螺栓固定部分 与所述主体部分组装在一起，螺栓通过所述螺栓孔插入；和螺栓，所述线圈固定构件通过所述螺栓穿过所述螺栓固定部分的螺 栓孔而螺栓连接在形成于所述定子铁心上的螺紋孔上。
3. 根据权利要求2所述的线圈固定构件，其中，在所述定子铁心上 形成的所述螺紋孔和所述螺栓是用于将所述定子铁心固定到所述旋转 电才几的固定构件。
4. 根据权利要求2所述的线圏固定构件，其中，所述螺栓固定部分 由金属制成。
5. 根据权利要求3所述的线圏固定构件，其中，所述螺栓固定部分 由金属制成。
6. 根据权利要求l所述的线圈固定构件，其中，所述移动防止构件包括防止部分，所述防止部分从所述定子铁心的端表面突起且在所述定 子铁心的直径方向的外侧处与所述主体部分接触；和环形构件，所述环形构件设置在所述定子铁心的外周边处。
7. 根据权利要求6所述的线圏固定构件，其中，所述环形构件是用 于容纳所述定子铁心的壳体。
8. 根据权利要求l所述的线圏固定构件，其中，所述主体部分具有 字母"U"形的部分，在该部分中容纳一个槽。
9. 根据权利要求7所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分具有 字母"U"形的部分，在该部分中容纳一个槽。
10. 根据权利要求l所述的线圏固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
11. 根据权利要求7所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
12. 根据权利要求8所述的线圈固定构件，其中，所述主体部分由 覆盖有绝缘树脂的金属制成。
13. —种旋转电才几，包括转子，所述转子具有沿其圆周方向交替设置的多个磁性北极和南极； 定子铁心，所述定子铁心具有沿所述圆周方向在其至少一个端表面上 形成的多个槽；定子线圈，所述定子线圏具有定子绕组，每个所述定子绕组具有连接 部分，每个所述连接部分将槽容纳部分在所述槽的外侧处连接在一起，所 述槽容纳部分在所述圆周方向上设置在不同的所述槽中；和多个线圏固定构件，所述线圈固定构件设置在所述定子铁心的至少一 个端表面和所述定子线圏之间，以抑制所述定子线圈和所述定子铁心之间 的移动，每个所述线圈固定构件包括主体部分，所述主体部分设置在所述定子绕组的连接部分和所述 定子铁心的端表面之间，以抑制所述定子线圏和所述定子铁心之间的移 动5和移动防止构件，所述移动防止构件能够防止所述主体部分移动到 所述定子铁心和所述定子线圏。
全文摘要
本发明涉及线圈固定构件和旋转电机。每个线圈固定构件设置在旋转电机的定子线圈和定子铁心的至少一个端表面之间，以抑制定子铁心和定子线圈之间的移动。线圈固定构件包括垫片和螺栓。螺栓和在定子铁心的端表面上形成的相应螺纹孔用于固定旋转电机中的定子铁心。垫片包括主体部分和螺栓固定部分。螺栓固定部分具有螺栓孔。主体部分具有渐缩形状。主体部分设置在定子铁心的端表面和定子线圈的绕组的连接部分之间，且通过螺栓穿过螺栓固定部分的螺栓孔固定到定子铁心。
文档编号H02K3/50GK101557133SQ200910117980
公开日2009年10月14日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者金岩浩志 申请人:株式会社电装
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