專利名稱：定子及電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備分段繞組的定子和具備該定子的電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
日本特開平11-98788號公報(bào)的定子具備多個(gè)分段導(dǎo)體彼此電連接而成的分段繞組，即分段導(dǎo)體(SC)繞組。該定子的齒形成為在與徑向正交的方向的齒槽的尺寸、即齒槽寬度在徑向上恒定。多個(gè)分段導(dǎo)體的直線部沿著徑向排列設(shè)置在該齒槽上。各個(gè)直線部的截面是矩形。分段導(dǎo)體(直線部)在齒槽內(nèi)有序地排列設(shè)置，從而具有高占積率，所以這種定子能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電動(dòng)機(jī)。但是，在上述定子的與軸向垂直的截面中，與徑向正交的方向的齒的厚度、即齒寬度朝向徑向外側(cè)增大。因此，在如上所述的定子中，磁阻在齒的徑向上的依賴性增大。根據(jù)這種磁阻在齒上的徑向依賴性，在齒的徑向內(nèi)側(cè)部位，磁阻、即磁通密度過大。因此，轉(zhuǎn)子的順利旋轉(zhuǎn)受阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在具備分段繞組的定子及電動(dòng)機(jī)中，能夠減小在齒的徑向上的磁阻差。為了實(shí)現(xiàn)所述的目的，本發(fā)明的一個(gè)方式，所述電樞芯具備規(guī)定軸向、徑向及圓周方向的環(huán)狀部；從該環(huán)狀部在所述徑向上延伸的多個(gè)齒，在所述齒彼此之間區(qū)劃出齒槽，所述分段繞組由多個(gè)分段導(dǎo)體彼此電連接而構(gòu)成，所述多個(gè)分段導(dǎo)體被設(shè)置成在所述軸向上貫穿所述齒槽，將所述齒槽在與所述徑向正交的方向上的尺寸設(shè)為齒槽寬度，所述齒具有使所述齒槽寬度隨著朝向所述徑向的內(nèi)側(cè)而變窄的寬度調(diào)整部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，齒具有寬度調(diào)整部，通過該寬度調(diào)整部使齒槽在與齒徑向正交的方向上的寬度隨著朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)變窄。因此，例如與齒槽的寬度在齒徑向上恒定的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減少齒在齒徑向上的磁阻差。因此，能夠降低例如磁阻(磁通密度)在齒徑向的內(nèi)側(cè)過大而阻礙轉(zhuǎn)子順利旋轉(zhuǎn)這一現(xiàn)有技術(shù)的問題。作為一個(gè)方式，在所述定子中，各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形，分別形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、以及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部，所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同，所述第I直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置與所述第2直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置不同，各個(gè)所述第I直線部在保持所述第I直線部的截面積與所述線材的截面積相同的情況下成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀，各個(gè)所述第2直線部在保持所述第2直線部的截面積與所述線材的截面積相同的情況下成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，分段導(dǎo)體的第I及第2直線部具有與線材相同的截面積，且成形為沿著寬度調(diào)整部的形狀。繞組的截面積不同的方式會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)效率下降，然而在本結(jié)構(gòu)中，通過減小齒與繞組之間的縫隙，從而實(shí)現(xiàn)齒槽的高占積率，能夠提高旋轉(zhuǎn)效率。作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述線材是圓形線材。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，圓形線材與例如角形線材相比，容易向各方向變形。將第I及第2直線部彼此連接、且扭轉(zhuǎn)彎曲的連結(jié)部容易被成形。與角形線材相比，圓形線材價(jià)格便宜，所以能夠?qū)⒉牧腺M(fèi)抑制得較低。 作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述線材是角形線材。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，所述線材是角形線材。這樣的話，由于角形線材的截面接近沿著齒槽的形狀，所以與圓形線材相比，角形線材容易成形為沿著齒槽的形狀。由此，角形線材容易實(shí)現(xiàn)齒槽的聞?wù)挤e率。作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述第I直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀，所述第I直線部的所述徑向的兩端成形為沿著與所述徑向正 交的方向的形狀，所述第2直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀，所述第2直線部的所述徑向的兩端成形為沿著與所述徑向正交的方向的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第I及第2直線部的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部的形狀。此外，第I及第2直線部的徑向兩端部成形為沿著與齒徑向正交的方向的形狀。因此，第I及第2直線部的截面形狀為大致梯形形狀。本結(jié)構(gòu)中，例如，與形成為徑向兩端部不相互平行的形狀的情況等相比，能夠容易地成形為梯形形狀。作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述第I直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀，所述第I直線部的所述徑向的兩端之中的至少一個(gè)成形為相對于與所述徑向正交的方向傾斜的形狀，所述第2直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀，所述第2直線部的所述徑向的兩端之中的至少一個(gè)成形為相對于與所述徑向正交的方向傾斜的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第I及第2直線部的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部的形狀。此外，第I及第2直線部的徑向兩端部的至少一個(gè)成形為從與齒徑向正交的方向傾斜的形狀。這樣的話，與直線部的徑向兩端部未傾斜的情況相比，第I及第2直線部在與齒徑向正交的方向上的厚度大的部分減少。由此，突出到齒槽外部的第I及第2直線部的頂端部容易在與齒徑向正交的方向上變形。例如，容易進(jìn)行使突出到齒槽外部的所述頂端部變形后，將變形后的所述頂端部與其他頂端部等連接的作業(yè)。作為一個(gè)方式，在所述定子中，將與所述徑向正交的方向的所述齒的厚度設(shè)為齒寬度，所述寬度調(diào)整部形成為所述齒寬度沿著所述徑向恒定。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，寬度調(diào)整部形成為使得沿著與齒徑向正交的方向的齒厚度、即齒寬度在齒徑向上恒定。這種寬度調(diào)整部基本能夠消除齒在齒徑向上的磁阻差。作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述寬度調(diào)整部在所述徑向上沿著整個(gè)所述齒形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于寬度調(diào)整部形成在整個(gè)徑向上，所以能夠在整個(gè)徑向上減小齒在徑向上的磁阻差。作為一個(gè)方式，在所述定子中，所述齒具有從所述齒的頂端向圓周方向突出且與轉(zhuǎn)子對置的轉(zhuǎn)子對置部，所述寬度調(diào)整部形成在所述齒上除了所述轉(zhuǎn)子對置部之外的部分上。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于寬度調(diào)整部形成在整個(gè)徑向上，所以能夠在整個(gè)徑向上減小齒在徑向上的磁阻差。作為一個(gè)方式，在所述定子中，各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形，分別形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部，所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同，所述第I直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置與所述第2直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置不同，所述第I直線部和所述第2直線部之中的一個(gè)直線部具有與所述線材的截面積相同的截面積，成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在分段導(dǎo)體中，只有位于齒形方向內(nèi)側(cè)的直線部的截面積與線材的截面積相同且成形為沿著寬度調(diào)整部的形狀。雖然繞組的截面積不同的方式會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)效率下降，但在本結(jié)構(gòu)中，通過位于齒徑向內(nèi)側(cè)的第I及第2直線部帶來齒槽的高占積率。此 夕卜，例如，與成形位于齒徑向外側(cè)的直線部的方式相比，本結(jié)構(gòu)容易將線材成形。作為一個(gè)方式，在所述定子中，將與所述徑向正交的方向的所述齒的厚度設(shè)為齒寬度，所述齒的基端部具有拓寬部，越靠近所述環(huán)狀部，所述拓寬部上的所述齒寬度越大。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，拓寬部以作為沿著與徑向正交的方向的厚度的齒寬度隨著朝向所述基端而增大的方式形成在齒的基端部上。在本結(jié)構(gòu)中，例如，朝向環(huán)狀部、即磁軛的磁阻變小。在本結(jié)構(gòu)中，例如，齒的剛性變高，齒頂端的變形、例如傾倒得到抑制。作為一個(gè)方式，在所述定子中，將所述齒在與所述徑向正交的方向上的厚度設(shè)為齒寬度，所述齒的基端部具有拓寬部，越靠近所述環(huán)狀部，所述拓寬部上的所述齒寬度越大，各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形，各個(gè)形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部，所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同，在所述齒槽內(nèi)，所述第I直線部被配置在徑向內(nèi)側(cè)，在所述齒槽內(nèi)，所述第2直線部被配置在徑向外側(cè)，在I個(gè)所述齒槽內(nèi)，在所述徑向上排列共計(jì)4個(gè)所述第I直線部和所述第2直線部中的任意直線部，所述拓寬部形成在與從徑向內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)和第四個(gè)的所述直線部對應(yīng)的位置，在所述拓寬部中，所述齒槽寬度成形為沿著所述徑向恒定。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，齒的拓寬部形成在與從徑向的內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)和第四個(gè)的第2直線部對應(yīng)的位置上。此外，拓寬部形成為齒槽的寬度在徑向上恒定。分段導(dǎo)體成形為只有從徑向的內(nèi)側(cè)起位于第一個(gè)和第二個(gè)的直線部形成為沿著寬度調(diào)整部的形狀。由此，分段導(dǎo)體與齒之間的縫隙減小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽的高占積率。因此，能夠得到上述的效果，實(shí)現(xiàn)高效化的同時(shí)，分段導(dǎo)體容易被成形。作為一個(gè)方式，提供一種具備所述定子和換向極型的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，具備磁極彼此、即N極與S極之間的磁力不平衡的換向極型轉(zhuǎn)子。在因該不平衡而導(dǎo)致磁通的流動(dòng)絮亂且轉(zhuǎn)子的順利旋轉(zhuǎn)受到阻礙的電動(dòng)機(jī)中，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠解決轉(zhuǎn)子的順利旋轉(zhuǎn)受阻的問題。作為一個(gè)方式，具有電樞芯和分段繞組，所述電樞芯具有規(guī)定軸向、徑向、圓周方向的環(huán)狀部；和從該環(huán)狀部在所述徑向上延伸的多個(gè)齒，在所述齒彼此之間區(qū)劃出齒槽，所述分段繞組由多個(gè)分段導(dǎo)體彼此電連接而構(gòu)成，所述多個(gè)分段導(dǎo)體被設(shè)置成在所述軸向上貫穿所述齒槽，將所述齒在與所述徑向正交的方向上的尺寸設(shè)為齒寬度，各個(gè)所述齒形成為所述齒寬度在所述徑向上恒定或所述齒寬度隨著朝向所述徑向的外側(cè)而變大。根據(jù)本發(fā)明，在具備分段繞組的定子及電動(dòng)機(jī)中，能夠減小在齒的徑向上的磁阻差。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下的詳細(xì)說明及其附圖加以明確。


本發(fā)明的具有新穎性的特征通過權(quán)利要求書來明確。本發(fā)明的目的和效果可通過參照下面所示的有限實(shí)施例的說明和附圖來理解。圖I是第I實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖2是第I實(shí)施方式的定子和轉(zhuǎn)子的局部剖視圖。圖3是第I實(shí)施方式的定子的局部立體圖。圖4是第I實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)子的立體圖。圖5是第2實(shí)施方式中的定子的局部放大圖。圖6是第3實(shí)施方式中的定子的局部放大圖。圖7是第4實(shí)施方式中的定子的局部放大圖。 圖8是第5實(shí)施方式在的定子的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式依照圖I 圖4來說明將被本發(fā)明具體化的第I實(shí)施方式。如圖I所示，內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)I的電動(dòng)機(jī)殼體2具有有底筒狀殼體(bottomcylindrical housing) 3 ;和正面端板4,將該筒狀殼體3的正面?zhèn)鹊拈_口部封閉。該筒狀殼體3的正面?zhèn)仁菆DI中的左側(cè)。另外，在筒狀殼體3的背面?zhèn)鹊亩瞬俊⒓吹撞可希瑥耐鈧?cè)安裝有電路收納箱5，該電路收納箱5將電路板等電源電路收納。該筒狀殼體3的背面?zhèn)仁菆DI中的右側(cè)。在筒狀殼體3的內(nèi)周面固定有定子6。如圖2所示，定子6具備作為定子芯的電樞芯7。電樞芯7具有環(huán)狀部8和多個(gè)齒9，多個(gè)齒9從該環(huán)狀部8向徑向內(nèi)側(cè)延伸且在圓周方向上排列。在第I實(shí)施方式中，形成有60個(gè)齒9。因此，形成在齒9之間的齒槽S是60個(gè)。在此,如圖2所示,本實(shí)施方式的齒9具有調(diào)整齒槽S寬度的寬度調(diào)整部11。齒槽S在與齒徑向正交的方向上的寬度朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)變窄。將所述齒9在與齒徑向正交的方向上的厚度設(shè)為齒寬度時(shí)，詳細(xì)地說，第I實(shí)施方式的寬度調(diào)整部11形成為使得齒寬度在齒徑向上恒定。在此所說的齒徑向是指，在與電動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸垂直的定子截面中，從軸線朝向環(huán)狀部8的方向。本實(shí)施方式的寬度調(diào)整部11沿著整個(gè)齒徑向形成。在此所說的整個(gè)齒徑向是指將所述齒9的轉(zhuǎn)子對置部9a除外的、齒的剩下的部分，轉(zhuǎn)子對置部9a從作為齒徑向內(nèi)端的齒9的頂端向齒圓周方向上稍微突出地形成且與轉(zhuǎn)子21對置。在此所說的齒圓周方向是指，在與電動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸垂直的定子截面上，與定子6的外周平行的方向。在本實(shí)施方式中，除了轉(zhuǎn)子對置部9a之外，在轉(zhuǎn)子的與軸向垂直的截面上，齒寬度在齒徑向上恒定。也就是說，寬度調(diào)整部11在與齒徑向正交的方向上的寬度越往齒徑向的內(nèi)側(cè)越窄。在該齒槽S的內(nèi)表面設(shè)置有未予圖示的絕緣體。如圖I 圖3所示，在電樞芯7上纏繞有U相、V相、W相這3相星形連接的分段繞組13，分段繞組13由相互電連接的多個(gè)分段導(dǎo)體12構(gòu)成。所述分段導(dǎo)體12通過將同一截面形狀的線材成形來形成。如圖3所示，所述分段導(dǎo)體12形成為大致U字狀。所述分段導(dǎo)體12具有多個(gè)第I直線部12a、多個(gè)第2直線部12b、以及多個(gè)連結(jié)部12c，各個(gè)連結(jié)部12c分別將各個(gè)第I直線部12a和各個(gè)第2直線部12b連結(jié)。多個(gè)第I直線部12a所貫穿的齒槽S在齒圓周方向上的位置與多個(gè)第2直線部12b所貫穿的齒槽S在齒圓周方向上的位置不同。多個(gè)第I直線部12a分別在齒槽S內(nèi)被配置于徑向內(nèi)側(cè)。也就是說，在多個(gè)第I直線部12a所貫穿的齒槽S內(nèi)，多個(gè)第I直線部12a被配置在互不相同的沿著齒徑向的位置上。多個(gè)直線部12b分別在齒槽S內(nèi)配置于徑向外側(cè)。也就是說，在多個(gè)第2直線部12b所貫通的齒槽S內(nèi)，多個(gè)第2直線部12b被配置在互不相同的沿著齒徑向的位置上。從徑向內(nèi)側(cè)起位于第一個(gè)的第I直線部12a與在不同的齒槽中從徑向內(nèi)側(cè)起位于第四個(gè)的第2直線部12b連接。另一方面，從徑向內(nèi)側(cè)起位于第二個(gè)的第I直線部12a與在不同的齒槽中從徑向內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)的第2直線部12b連接。
也就是說，在某個(gè)齒槽中，位于齒徑向內(nèi)側(cè)的2個(gè)第I直線部12a之中的位于齒徑向內(nèi)端的第I直線部12a通過連結(jié)部12c與在沿著齒圓周方向的位置與所述齒槽不同的齒槽中位于齒徑向外側(cè)的2個(gè)第2直線部12b之中的位于齒徑向外端的第2直線部12b連接。位于齒徑向內(nèi)側(cè)的2個(gè)第I直線部12a之中的位于齒徑向外側(cè)的第I直線部12a通過連結(jié)部12c與在沿著齒圓周方向的位置與所述齒槽不同的齒槽中位于齒徑向外側(cè)的2個(gè)第2直線部12b之中的位于齒徑向內(nèi)側(cè)的第2直線部12b連接。詳細(xì)地說，本實(shí)施方式的所述線材是對截面為圓形的導(dǎo)體的外表面實(shí)施了絕緣包覆的圓形線材。所述連結(jié)部12c并未被特別進(jìn)行成形加工，處于圓形線材本身的狀態(tài)。如圖2所示，所述第I直線部12a及第2直線部12b具有與所述線材相同的截面積，被配置在齒槽S內(nèi)。此外，第I及第2直線部各自的齒圓周方向的兩端部、即圓周方向兩端部成形為沿著所述寬度調(diào)整部11的形狀。此外，所述第I直線部12a及第2直線部12b的齒徑向的兩端部、即徑向兩端部成形為沿著與齒徑向正交的方向的形狀。因此，所述第I直線部12a及第2直線部12b的截面形狀為大致梯形形狀。也就是說，該截面的徑向內(nèi)端為梯形的短邊，該截面的徑向外端為梯形的長邊。在本實(shí)施方式的定子6的齒槽S內(nèi)，所述第I直線部12a及第2直線部12b在齒徑向上共配置有4個(gè)。所述分段導(dǎo)體12由第I種導(dǎo)體和第2種導(dǎo)體構(gòu)成。如圖3所示，第I種導(dǎo)體所具有的2個(gè)直線部12a、12b分別位于從齒徑向的內(nèi)側(cè)起第一個(gè)和第四個(gè)，第2種導(dǎo)體所具有的2個(gè)直線部12a、12b分別位于從齒徑向的內(nèi)側(cè)起第二個(gè)和第三個(gè)。分段繞組13主要由上述的大致U字狀的2種所述分段導(dǎo)體12構(gòu)成。一部分分段繞組13、例如作為繞組端部的電源連接端子、中性點(diǎn)連接端子等使用特殊種類的、例如只有I個(gè)直線部的分段導(dǎo)體。第I直線部12a及第2直線部12b各自的截面積保持與所述線材相同，即均勻。此外，齒槽S的寬度、即寬度調(diào)整部11彼此之間的間隔朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)變窄。因此，隨著位于齒徑向內(nèi)側(cè)，各直線部12a、12b在齒徑向上變長。第I直線部12a及第2直線部12b各自的頂端部將齒槽S貫穿而突出到外部。所突出的頂端部在被變形而折彎了之后通過焊接與其他的頂端部、所述特殊種類的分段導(dǎo)體等電連接。這樣來構(gòu)成分段繞組13。
如圖I所示，轉(zhuǎn)子21被固定在旋轉(zhuǎn)軸22上。在第I實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)軸22是非磁體的金屬軸。旋轉(zhuǎn)軸22被軸承24、25可旋轉(zhuǎn)地支承，軸承24、25分別被筒狀殼體3的底部3a及正面端板4支承。轉(zhuǎn)子21被配置在所述定子6 (轉(zhuǎn)子對置部9a)的內(nèi)側(cè)。被緊固在旋轉(zhuǎn)軸22上的轉(zhuǎn)子21是換向極型的轉(zhuǎn)子。如圖4所示，轉(zhuǎn)子21具有轉(zhuǎn)子芯26，轉(zhuǎn)子芯26通過多個(gè)由鋼板構(gòu)成的芯片26a積層而形成。該轉(zhuǎn)子芯26被外嵌緊固在旋轉(zhuǎn)軸22 (參見圖I)上。如圖2及圖4所示，轉(zhuǎn)子芯26具有被固定在旋轉(zhuǎn)軸22上的軸固定筒部31 ;比軸固定筒部31靠外側(cè)的磁石固定筒部32 ;以及橋梁部33。軸固定筒部31形成為圓筒狀且外嵌到旋轉(zhuǎn)軸22上。磁石固定筒部32隔著預(yù)定的間隔將軸固定筒部31的外周面內(nèi)包。橋梁部33將軸固定筒部31和磁石固定筒部32隔著預(yù)定的間隔連結(jié)保持。在磁石固定筒部32的外周面上，在轉(zhuǎn)子圓周方向上以等角度間隔且沿著整個(gè)軸向凹設(shè)著5個(gè)扇狀的凹部32a。而且,通過形成扇狀的凹部32a,在磁石固定筒部32的外周 面上的凹部32a彼此之間形成5個(gè)突極34。轉(zhuǎn)子徑向是指，在與電動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)子截面中，從旋轉(zhuǎn)軸朝向環(huán)狀部8的方向。轉(zhuǎn)子圓周方向是指，在與電動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)子截面中，與轉(zhuǎn)子21的外周平行的方向。在轉(zhuǎn)子圓周方向上形成的5個(gè)凹部32a上緊固配置有磁石35。5個(gè)磁石35以在轉(zhuǎn)子徑向上內(nèi)側(cè)的面為N極、且外側(cè)的面、即定子6側(cè)的面為S極的方式配置于轉(zhuǎn)子芯26上。其結(jié)果，沿著轉(zhuǎn)子圓周方向與磁石35相鄰的突極34的外側(cè)面，即定子6側(cè)的面是與磁石35的外側(cè)面不同的磁極、即N極。第I實(shí)施方式的定子6上的齒9的數(shù)量“Z”如下設(shè)定。在轉(zhuǎn)子21的磁石35的數(shù)量，即極數(shù)對為“p”，P為2以上的整數(shù)，分段繞組13的相數(shù)為“m”的情況下，齒9的數(shù)量“Z”為“Z = 2XpXmXn”?！唉恰睘樽匀粩?shù)。而且，在第I實(shí)施方式中，根據(jù)該數(shù)學(xué)式，齒9的數(shù)量1”為Ζ = 2Χ5Χ3Χ2 = 60個(gè)，5是磁石35的數(shù)量，3是相數(shù)。將軸固定筒部31連結(jié)保持到磁石固定筒部32上的橋梁部33設(shè)置有5個(gè)。各橋梁部33從軸固定筒部31的外周面延伸出而連結(jié)到磁石固定筒部32的內(nèi)周面上。各橋梁部33被連結(jié)到磁石固定筒部32的內(nèi)周面上，橋梁部33在磁石固定筒部32上的連結(jié)位置與緊固有磁石35的凹部32a對應(yīng)。而且，各橋梁部33被設(shè)置成，其轉(zhuǎn)子圓周方向的中心位置與磁石35的轉(zhuǎn)子圓周方向的中心位置沿著同一轉(zhuǎn)子徑向排列，即各橋梁部33在轉(zhuǎn)子圓周方向上的中心位置的角度與磁石35在轉(zhuǎn)子圓周方向上的中心位置的角度一致。因此，形成在軸固定筒部31的外側(cè)面與磁石固定筒部32的內(nèi)側(cè)面之間的空間被沿著轉(zhuǎn)子圓周方向配置的5個(gè)橋梁部33分割而形成5個(gè)在軸向上貫穿的空隙36。該空隙36的比重及磁性比由積層鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯材小。轉(zhuǎn)子芯26因形成該空隙36而變輕，能夠減輕電動(dòng)機(jī)I整體的重量。下面說明如上所述構(gòu)成的第I實(shí)施方式的作用。在上述電動(dòng)機(jī)I中，當(dāng)從電路收納箱5內(nèi)的電源電路向分段繞組13供給驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，在定子6上產(chǎn)生用于使轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)的磁場，在齒9與轉(zhuǎn)子21之間受收磁通，轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)。
此時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)、即齒槽寬度在齒徑向上恒定的情況相比，在第I實(shí)施方式中，能夠抑制磁阻(磁通密度)在齒9的徑向內(nèi)側(cè)變得過大。以下記載上述實(shí)施方式的特征性效果。(I)齒9具有寬度調(diào)整部11，通過該寬度調(diào)整部11使齒槽在與齒徑向正交的方向上的寬度隨著朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)變窄。因此，例如與齒槽的寬度在齒徑向上恒定的現(xiàn)有技術(shù)相比，第I實(shí)施方式能夠減少齒9在齒徑向上的磁阻差。也就是說，第I實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減小磁阻的徑向依賴性。第I實(shí)施方式能夠降低例如磁阻(磁通密度)在齒徑向的內(nèi)側(cè)過大而阻礙轉(zhuǎn)子21順利旋轉(zhuǎn)這一現(xiàn)有技術(shù)的問題。
(2)分段導(dǎo)體12的第I直線部12a及第2直線部12b具有與線材相同的截面積，且成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。繞組的截面積不同的方式會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)效率下降，然而在第I實(shí)施方式中，通過減小齒9與繞組之間的縫隙，從而實(shí)現(xiàn)齒槽的高占積率，能夠提高旋轉(zhuǎn)效率。(3)通過成形而形成分段導(dǎo)體12的線材是圓形線材。圓形線材與例如角形線材相t匕，容易向各方向變形。將第I直線部12a及第2直線部12b彼此連接、且如圖3所示扭轉(zhuǎn)彎曲的連結(jié)部12c容易被成形。與角形線材相比，圓形線材價(jià)格便宜，所以能夠?qū)⒉牧腺M(fèi)抑制得較低。(4)第I直線部12a及第2直線部12b各自的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。此外，第I直線部12a及第2直線部12b各自的徑向兩端部成形為沿著與齒徑向正交的方向的形狀。因此，第I直線部12a及第2直線部12b的截面形狀為大致梯形形狀。例如，與形成為徑向兩端部不相互平行的形狀的情況等相比，能夠容易地成形為梯形形狀。(5)第I實(shí)施方式的寬度調(diào)整部11形成為使得沿著與齒徑向正交的方向的齒厚度、即齒寬度在齒徑向上恒定。也就是說，位于齒彼此之間的齒槽S的寬度朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)減小。這種寬度調(diào)整部11基本能夠消除齒9在齒徑向上的磁阻差。(6)寬度調(diào)整部11沿著齒徑向形成在整個(gè)齒9的除了轉(zhuǎn)子對置部9a之外的部分上。因此,第I實(shí)施方式能夠在整個(gè)齒徑向上減少齒9在齒徑向上的磁阻差。上述實(shí)施方式也可以按照如下方式變更。 在上述第I實(shí)施方式中，第I直線部12a及第2直線部12b的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。此外，第I直線部12a及第2直線部12b的徑向兩端部成形為沿著與齒徑向正交的方向的形狀。但是，實(shí)施方式不限于此，可以變更而形成為其他形狀。例如，可以變更為如圖5所示的第2實(shí)施方式。在圖5所示的第2實(shí)施方式中，直線部41的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。此外，直線部41的徑向兩端部的至少一個(gè)成形為從與齒徑向正交的方向傾斜的形狀。這樣的話，與直線部的徑向兩端部未傾斜的上述第I實(shí)施方式相比，直線部41在與齒徑向正交的方向上的厚度大的部分減少。也就是說，由于直線部41的截面為菱形，所以在菱形的中央部分，直線部41的導(dǎo)體厚度增大，在菱形的齒徑向的內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分，導(dǎo)體厚度分別減小。因此，突出到齒槽S外部的直線部41的頂端部容易在與齒徑向正交的方向上變形。例如，容易進(jìn)行使突出到齒槽S外部的所述頂端部變形后，將變形后的所述頂端部與其他頂端部等連接的作業(yè)。 在上述實(shí)施方式中，用于成形分段導(dǎo)體12的線材是圓形線材。但是，不限于圓形線材，也可以是例如角形線材。這樣的話，由于角形線材的截面接近沿著齒槽S的形狀，所以與圓形線材相比，角形線材容易成形為沿著齒槽S的形狀。由此，角形線材容易實(shí)現(xiàn)齒槽的聞?wù)挤e率。 在上述實(shí)施方式中，所有的第I直線部12a及第2直線部12b的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。但是，作為第3實(shí)施方式，如圖6所示，也可以在分段導(dǎo)體42、43中，只有從齒徑向的內(nèi)側(cè)起位于第一個(gè)和第二個(gè)的直線部42a、43a具有與線材的截面積相同的截面積，并成形為沿著寬度調(diào)整部11的形狀。在第3實(shí)施方式中，作為線材，使用所述角形線材。即，在第3實(shí)施方式中，在分段導(dǎo)體42、43中，位于齒徑向外側(cè)的直線部42b、43b，即從徑向內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)和第四個(gè)的直線部42b、43b保持未被成形加工的角形線材原有的狀態(tài)。 雖然繞組的截面積不同的方式會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)效率下降，但在第3實(shí)施方式中，通過位于齒徑向內(nèi)側(cè)的直線部42a、43a帶來齒槽的高占積率。此外，例如，與成形位于齒徑向外側(cè)的直線部的方式相比，第3實(shí)施方式容易將線材成形?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中，寬度調(diào)整部11沿著齒徑向形成在整個(gè)齒9的除了轉(zhuǎn)子對置部9a之外的部分上。但是，實(shí)施方式不限于此，只要是沿著齒徑向在除了轉(zhuǎn)子對置部9a之外的齒9的至少一部分上形成寬度調(diào)整部11即可，實(shí)施方式也可以進(jìn)行其他變更。例如，作為第4實(shí)施方式，如圖7所示，沿著與齒徑向正交的方向的作為齒厚度的齒寬度越朝向所述基端越大，拓寬部52也可以形成在齒51的基端部上。也就是說，拓寬部52也可以以齒寬度隨著朝向所述環(huán)狀部8越大的方式形成在齒51上。在第4實(shí)施方式中，齒的除了拓寬部52和轉(zhuǎn)子對置部9a之外的部分為寬度調(diào)整部53。在第4實(shí)施方式中，在從齒徑向的內(nèi)側(cè)起位于第四個(gè)的第2直線部12b上，從齒9的徑向外側(cè)到齒徑向的長度的1/3左右的位置形成拓寬部52。在第4實(shí)施方式中，與寬度調(diào)整部53的位置對應(yīng)的第I直線部12a及第2直線部12b的圓周方向兩端部成形為沿著寬度調(diào)整部53的形狀。與拓寬部52的位置對應(yīng)的第2直線部12b的徑向的外側(cè)部分之中的、圓周方向兩端部被倒角成形為沿著拓寬部52的形狀。在第4實(shí)施方式中，磁阻從齒朝向環(huán)狀部8、即磁軛減小。在第4實(shí)施方式中，齒51的剛性變高，齒51頂端的變形、例如傾倒得到抑制。圖7所示的第4實(shí)施方式可以變更為圖8所示的第5實(shí)施方式。在圖8所示的第5實(shí)施方式中，齒61的拓寬部62形成在與從齒徑向的內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)和第四個(gè)的直線部42b、43b對應(yīng)的位置上。此外，拓寬部62形成為齒槽S的寬度在齒徑向上恒定。也就是說，所述分段導(dǎo)體42、43成形為只有從齒徑向的內(nèi)側(cè)起位于第一個(gè)和第二個(gè)的直線部42a、43a形成為沿著寬度調(diào)整部63的形狀。由此，分段導(dǎo)體42、43與齒61之間的縫隙減小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽的高占積率。直線部42b、43b的截面是矩形截面。由此，得到圖7所示的第5實(shí)施方式的效果，實(shí)現(xiàn)高效化，分段導(dǎo)體42、43容易成形?！ぴ诘?實(shí)施方式中，寬度調(diào)整部11形成為齒9在與齒徑向正交的方向上的厚度在齒徑向上恒定。但是，不僅限于此，實(shí)施方式只要使得齒槽在與齒徑向正交的方向上的寬度朝向齒徑向的內(nèi)側(cè)變窄即可，也可以將寬度調(diào)整部變更成齒9的厚度在徑向上不恒定。例如，寬度調(diào)整部形成為齒9的厚度朝向齒徑向的外側(cè)逐漸變大。
在上述實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子21是換向極型的轉(zhuǎn)子。但是，不限于此，實(shí)施方式也可以變更為例如在每個(gè)磁極上埋設(shè)了磁石的整磁石(full Magnet)型的轉(zhuǎn)子等。
權(quán)利要求
1.一種定子，具備電樞芯和分段繞組， 所述電樞芯具備規(guī)定軸向、徑向及圓周方向的環(huán)狀部；從該環(huán)狀部在所述徑向上延伸的多個(gè)齒，在所述齒彼此之間區(qū)劃出齒槽， 所述分段繞組由多個(gè)分段導(dǎo)體彼此電連接而構(gòu)成，所述多個(gè)分段導(dǎo)體被設(shè)置成在所述軸向上貫穿所述齒槽， 將所述齒槽在與所述徑向正交的方向上的尺寸設(shè)為齒槽寬度，所述齒具有使所述齒槽寬度隨著朝向所述徑向的內(nèi)側(cè)而變窄的寬度調(diào)整部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子， 各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形， 分別形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、以及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部， 所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同， 所述第I直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置與所述第2直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置不同， 各個(gè)所述第I直線部在保持所述第I直線部的截面積與所述線材的截面積相同的情況下成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀， 各個(gè)所述第2直線部在保持所述第2直線部的截面積與所述線材的截面積相同的情況下成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子， 所述線材是圓形線材。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子， 所述線材是角形線材。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4的任意一項(xiàng)所述的定子， 所述第I直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀， 所述第I直線部的所述徑向的兩端成形為沿著與所述徑向正交的方向的形狀， 所述第2直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀， 所述第2直線部的所述徑向的兩端成形為沿著與所述徑向正交的方向的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4的任意一項(xiàng)所述的定子， 所述第I直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀， 所述第I直線部的所述徑向的兩端之中的至少一個(gè)成形為相對于與所述徑向正交的方向傾斜的形狀， 所述第2直線部的所述圓周方向的兩端成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀， 所述第2直線部的所述徑向的兩端之中的至少一個(gè)成形為相對于與所述徑向正交的方向傾斜的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的定子， 將與所述徑向正交的方向的所述齒的厚度設(shè)為齒寬度， 所述寬度調(diào)整部形成為所述齒寬度沿著所述徑向恒定。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的定子，所述寬度調(diào)整部在所述徑向上沿著整個(gè)所述齒形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定子， 所述齒具有從所述齒的頂端向圓周方向突出且與轉(zhuǎn)子對置的轉(zhuǎn)子對置部， 所述寬度調(diào)整部形成在所述齒上除了所述轉(zhuǎn)子對置部之外的部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子， 各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形， 分別形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部， 所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同， 所述第I直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置與所述第2直線部在所述齒槽內(nèi)的徑向位置不同， 所述第I直線部和所述第2直線部之中的一個(gè)直線部具有與所述線材的截面積相同的截面積，成形為沿著所述寬度調(diào)整部的形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的定子， 將與所述徑向正交的方向的所述齒的厚度設(shè)為齒寬度， 所述齒的基端部具有拓寬部， 越靠近所述環(huán)狀部，所述拓寬部上的所述齒寬度越大。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定子， 將所述齒在與所述徑向正交的方向上的厚度設(shè)為齒寬度， 所述齒的基端部具有拓寬部， 越靠近所述環(huán)狀部，所述拓寬部上的所述齒寬度越大， 各個(gè)所述分段導(dǎo)體由同一截面形狀的線材成形， 各個(gè)形成為U字狀的所述分段導(dǎo)體具有第I直線部、第2直線部、及將所述第I直線部連結(jié)到所述第2直線部上的連結(jié)部， 所述第I直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置與所述第2直線部所貫穿的所述齒槽的圓周方向位置不同， 在所述齒槽內(nèi)，所述第I直線部被配置在徑向內(nèi)側(cè)， 在所述齒槽內(nèi)，所述第2直線部被配置在徑向外側(cè)， 在I個(gè)所述齒槽內(nèi)，在所述徑向上排列共計(jì)4個(gè)所述第I直線部和所述第2直線部中的任意直線部， 所述拓寬部形成在與從徑向內(nèi)側(cè)起位于第三個(gè)和第四個(gè)的所述直線部對應(yīng)的位置， 在所述拓寬部中，所述齒槽寬度成形為沿著所述徑向恒定。
13.—種電動(dòng)機(jī),具備 權(quán)利要求I至12的任意一項(xiàng)所述的定子；以及 換向極型的轉(zhuǎn)子。
14.一種定子， 具有電樞芯和分段繞組， 所述電樞芯具有規(guī)定軸向、徑向、圓周方向的環(huán)狀部；和從該環(huán)狀部在所述徑向上延伸的多個(gè)齒，在所述齒彼此之間區(qū)劃出齒槽， 所述分段繞組由多個(gè)分段導(dǎo)體彼此電連接而構(gòu)成，所述多個(gè)分段導(dǎo)體被設(shè)置成在所述軸向上貫穿所述齒槽， 將所述齒在 與所述徑向正交的方向上的尺寸設(shè)為齒寬度， 各個(gè)所述齒形成為所述齒寬度在所述徑向上恒定或所述齒寬度隨著朝向所述徑向的外側(cè)而變大。
全文摘要
一種定子及電動(dòng)機(jī)。一種定子(6)，具備電樞芯(7)和分段繞組(13)，電樞芯(7)具有環(huán)狀部(8)和從該環(huán)狀部(8)在徑向上延伸的多個(gè)齒(9)。分段繞組(13)通過將多個(gè)分段導(dǎo)體(12)彼此電連接而構(gòu)成。多個(gè)分段導(dǎo)體(12)在軸向上貫穿齒(9)之間的齒槽(S)。齒(9)具有寬度調(diào)整部(11)，使與徑向正交的方向的齒槽寬度朝向徑向的內(nèi)側(cè)變窄。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠減小在齒的徑向上的磁阻差。
文檔編號H02K1/16GK102842970SQ20121022197
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者金原良將, 西尾昇泰, 山本貴宏 申請人:阿斯莫有限公司