专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备配电多相电流的多个集电环的电动机。
背景技术：
广泛使用具有备有多个电动机线圈的定子、和向这些电动机线圈配电 多相电流的多个集电环的电动机。电动机线圈分别巻绕有绕组的绝缘体。 在绝缘体的径向外侧设有作为定子的框架的电动机芯。
在这种电动机中，提出了具备圆环状的集电环支架的方案(参照专利 文献l)。具体地，在集电环支架上形成有保持集电环的多个保持槽。在专 利文献1记载的电动机中，集电环支架在电动机的轴向上与电动机线圈相 邻地配置。
专利文献l:特开2003-134726号公报(图l)
但是，在专利文献l记载的电动机中，具有如下的问题。具体来说， 在电动机的轴向上，将集电环支架与电动机线圈相邻的配设，因此，存在 由集电环引起的电动机的轴向的尺寸增大的问题。
为了将电动机轴向上尺寸小型化，考虑在电动机芯的径向外侧配设集 电环支架，但在该种结构中，由集电环导致电动机的径向的尺寸增大。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种电动机，包括具包括定子，其具 有多个电动机线圈；多个集电环，其向所述电动机线圈配电多相电流；圆
环状的集电环支架，其形成有保持所述集电环的多个保持槽，其中，各个 所述电动机线圈具备巻绕有绕组的绝缘体，所述绝缘体具有外侧突缘，该 外侧突缘形成在比所述绕组更靠所述电动机的径向外侧，且沿所述电动机 的轴向延伸，在比所述外侧突缘更靠所述电动机的径向外侧，所述集电环 支架与所述外侧突缘相邻地配置。根据上述电动机，所述集电环支架在绝缘体的外侧突缘的径向外侧与 外侧突缘相邻地配置。因此，与在电动机的轴向上将集电环支架和电动机 线圈相邻地配设的情况相比，能够降低电动机的轴向的尺寸。此外，与在 电动机芯的径向外侧配设集电环支架的情况相比，能够降低电动机的径向 尺寸。
因此，根据上述电动机，在设置有保持集电环的圆环状的集电环支架 的结构中，能够提供将轴向及径向的尺寸小型化的电动机。
另外，优选所述集电环包括环状部，其沿所述电动机的圆周方向形 成；供电端部，其位于比所述环状部更靠所述电动机的径向外侧，并供给 所述电流；以及弯曲部，其与所述供电端部及所述环状部相连，并沿在所 述电动机的轴向上延伸的弯折线而弯折。
根据上述电动机，在设置有保持集电环的圆环状的集电环支架的结构 中，能够将轴向及径向的尺寸小型化。
图1是实施方式的电动机的外观图。
图2是表示实施方式的外壳主体侧的内部结构的立体图。
图3是图2中从径向内侧观察的局部放大立体图。
图4是图2中从径向外侧观察的局部放大立体图。
图5是实施方式的外壳主体和定子等的示意截面图。
图6是实施方式的集电环支架及集电环的俯视图。
图7是实施方式的绝缘体的立体图。
图8是用于说明实施方式的齿和轭的组装方法的图(之1)。
图9是用于说明实施方式的齿和轭的组装方法的图(之2)。
图10是用于说明实施方式的齿和轭的组装方法的图(之3)。
图11是表示其他的实施方式的供电端部的结构的立体图。
图12是其他的实施方式的集电环支架及绝缘体的立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的电动机的实施方式。具体说明(1)电动机的整体示意结构、(2)定子和集电环支架的结构、(3)集电环支架和绝 缘体的详细结构、(4)齿和轭的组装方法、("作用效果、(6)其它实施方式。
在下面附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的符号。 其中，应留意附图是示意的，各尺寸的比率等与现实中的不同。 因此，具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外，不用说，附图相 互间包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分。
(l)电动机的整体示意结构
图1是作为实施方式的电动机的三相无刷电动机10外观图。三相无 刷电动机10是配设在电动车辆车轮附近的三相式内转子型无刷电动机。
在这种三相无刷电动机10中，要求可发生驱动车轮的驱动力，且紧凑。 如图1所示，三相无刷电动机10具有外壳15、插通于外壳15的轴
14、与装配在外壳15上的端子部13。
外壳15大致为圆筒状，包含外壳主体12和盖体11。盖体ll利用省
略图示的螺栓等紧固在外壳主体12上。向端子部13输入相位彼此相差120
度的U相、V相和W相的各相电流和电压等。
图2是表示外壳主体12侧的内部结构的立体图。如图2所示，在外
壳主体12中配设转子20和定子100。外壳主体12具有向径向外侧膨出的
4个膨出部12a。膨出部12a中设置将定子100等紧固于外壳主体12上的
紧固机构。
定子100沿圆周方向D1配设，并包围转子20的径向外侧。定子IOO 具有多个电动机线圈IIOU、 IIOV、 IIOW。
电动机线圈110U是对应于U相的U相线圈，设置6个电动机线圈 IIOU。另外，电动机线圈IIOV是对应于V相的V相线圈，设置6个电动 机线圈110V。电动机线圈IIOW是对应于W相的W相线圈，设置6个电 动机线圈IIOW。
这样，在实施方式中，沿圆周方向Dl配设共计18个电动机线圈IIOU、 IIOV、 IIOW。具体而言，构成6组由1个电动机线圈IIOU、 l个电动机 线圈UOV、与1个电动机线圈IIOW组合而成的组。
在电动机线圈110U、 IIOV、 IIOW的径向内侧的端部，配设圆环状的 中性点集电环140。中性点集电环140由金属板形成。在电动机线圈iiou、 110V、 110W的径向外侧端部，配设圆环状的集 电环支架150。集电环支架150由树脂等绝缘性部件一体形成。
集电环支架150保持对应于三相的圆环状集电环160U、 160V、 160W。 集电环160U、 160V、 160W分别通过冲压金属板后沿厚度方向折曲来一 体形成。集电环160U、 160V、 160W沿径向排列配设。
集电环160U向电动机线圈IIOU配电U相电流。集电环160V向电 动机线圈IIOV配电V相电流。集电环160W向电动机线圈IIOW配电W 相电流。
(2)定子和集电环支架的结构
图3是图2中从径向内侧观察的定子100的局部放大立体图。 如图3所示，电动机线圈110U、 IIOV、 IIOW分别具有齿120、绝缘
体130和绕组170。
齿120由金属形成，沿径向延伸。齿120插通于绝缘体130上设置的
插通孔中。
绝缘体130由绝缘性部件形成。在绝缘体130上缠绕绕组170。 中性点集电环140被分割成多个集电环片141。集电环片141连接沿
圆周方向D1排列的3个电动机线圈IIOU、电动机线圈IIOV和电动机线
圈IIOW。
集电环片141由绝缘体130上形成的槽部132保持。具体而言，集电 环片141具有插入槽部132中的被插入部143、从被插入部143向径向外 侧延伸的3个绕组连接端子142U、 142V、 M2W。在绕组连接端子142U、 142V、 142W上形成有切口部142a及凹状部142b。
绕组连接端子142U、 142V、 142W对应于电动机线圈IIOU、 IIOV、 IIOW来设置。在绕组连接端子142U、 142V、 142W上利用焊接来连接电 动机线圈IIOU、 IIOV、 110W的绕组170。
集电环支架150位于绝缘体130的径向外侧。在集电环支架150上形 成多个保持槽151U、 151V、 151W。
在保持槽151U中插入集电环160U。在保持槽151V中插入集电环 160V。在保持槽151W中插入集电环160W。
并且，集电环支架150支撑向集电环160U、 160V、 160W供给电流的供电端部161U、 161V、 161W。
集电环160U具有向径向内侧延伸的绕组连接端子162U。同样，集电 环160V具有绕组连接端子162V，集电环160W具有绕组连接端子162W。 在绕组连接端子162U、 162V、 162W上利用焊接来连接绕组170。
具体来说，绕组连接端子162U、 162V、 162W具有切口部162a及凹 状部162b。切口部162a及凹状部162b在圆周方向Dl上形成为直线状。
图4是图2中从径向外侧观察的定子100的局部放大立体图。如图4 所示，在绕组连接端子162U、 162V、 162W上通过焊接分别连接绕组170 的端部171。此外，在中性点侧的绕组连接端子142U、 142V、 142W上分 别通过焊接连接绕组170的端部172。
绕组170的端部172是将绕组170巻绕于绝缘体130时的巻绕开始侧， 绕组170的端部171是将绕组170巻绕于绝缘体130时的巻绕完成侧。此 外，绕组170在从径向外侧观察绝缘体130的情况下，顺时针巻绕。
从而，绕组170的端部171从绝缘体130沿图4的D5方向分别沿伸 到绕组连接端子162U、 162V、 162W。因此，切口部162a在绕组连接端 子162U、 162V、 162W上分别形成于D5方向侧的端部。
径向的切口部162a的间隔在绕组170的端部171的直径以上，且绕 组170的端部171由切口部162a夹持。
凹状部162b形成在从切口部162a到D5方向的相反侧的端部。图3 所示的凹状部162b与切口部162a夹持的绕组170的端部171相接。绕组 170的端部171在与凹状部162b相接的状态下而被焊接于凹状部162b。 具体来说，绕组170的端部171通过焊接部件600固定于绕组连接端子 162U、 162V、 162W。
图5是外壳主体12和定子100的示意截面图。如图5所示，齿120 的内侧端部120a沿径向内侧露出，外侧端部120b与轭180连结。轭180 被固定在外壳主体12上。齿120及轭180由金属形成，且构成作为定子 100的框架的电动机芯。
绝缘体130具有比绕组170还靠径向D3内侧形成的内侧突缘131、 和比绕组170还靠径向D3外侧形成的外侧突缘135。内侧突缘131和外 侧突缘135沿轴向D2延伸。在内侧突缘131中，外壳主体12的底部12b侧的端部131a位于比齿 120的内侧端部120a还靠径向D3外侧。gp，由齿120的内侧端部120a 与内侧突缘131的端部131a形成阶梯。
在内侧突缘131中，在端部131a的相反侧，形成沿轴向D2的槽部 132。槽部132在径向D3内侧具有开口部分132a。开口部分132a沿径向 D3形成。
在外侧突缘135的径向D3外侧，邻接外侧突缘135配设集电环支架 150。在图5中，集电环支架150与外侧突缘135抵接。
集电环支架150在轴向D2上与轭180相邻或隔着一定的间隔，并沿 轭180配设。但是，为了在轴向D2上更小型化，优选集电环支架150与 轭180紧贴。此外，集电环支架150的外侧端的位置在轴向D3上与轭180 的外侧端的位置大致一致。
集电环支架150配设在外侧突缘135与轭180之间的空间(死区)。 即，在轴向D2上，轭180比外侧突缘135短，所以在外侧突缘135和轭 180之间产生死区，但在本实施方式中，能够有效地灵活应用该死区。
(3)集电环支架和绝缘体的详细结构
接着参照图5对集电环支架150的详细结构进行说明。集电环支架150 的剖面形状为大致矩形，在与轭180相反侧的面上形成有保持槽151U、 151V、 151W。
保持槽151U、 151V、 151W的开口方向沿轴向D2，并在径向上隔着 一定间隔而形成。集电环160U、 160V、 160W具有被插入到保持槽151U、 151V、 151W的被插入部163U、 163V、 163W。被插入部163U、 163V、 163W的厚度方向沿径向D3。绕组连接端子162U、 162V、 162W从被插 入部163U、 163V、 163W向径向D3内侧延伸。
图6是集电环支架150及集电环160U、 160V、 160W的俯视图。如 图6所示，在集电环支架150的外侧端形成有向径向外侧突出设置的多个 被紧固部152。被紧固部152上形成螺钉插通孔152a。被紧固部152通过 插通螺钉插通孔152a的螺钉(未图示)而紧固于外壳主体12。
此外，集电环支架150具有支撑部153，该支撑部153对从集电环 160U、 160V、 160W向径向外侧延伸的供电端部161U、 161V、 161W进行支撑。
图7是绝缘体130的立体图。如图7所示，绝缘体130具有连结内侧 突缘131和外侧突缘135的中空状筒体部138。此外，在绝缘体130上形 成插通齿120的插通孔136。
外侧突缘135具有与集电环支架150的内侧端对置的对置面部135a。 对置面部135a沿集电环支架150的圆环形状弯曲。S卩，对置面部135a沿 圆周方向D1。
(4)齿和轭的组装方法
图8-图10是用于说明齿120和轭180的组装方法的图。如图8所示， 在将齿120插通于绝缘体130的状态下，将轭180压入齿120中。在轭180 上形成有槽部180a。
如图9所示，齿120的一端压入轭180的槽部180a中。齿120的另
一端截面形成为梯形。
如图10所示，在由夹具200固定齿120的状态下，沿压入方向D4将 轭180压入齿120中。此时，由压入方向D4侧的绝缘体130 (内侧突缘 131)的端部131a与齿120的端部形成阶梯，由夹具200可确实地固定齿 120。
(5)作用和效果
如上所述，在三相无刷电动机10中，集电环支架150在比外侧突缘 135更靠径向外侧，并与外侧突缘135相邻地配设。因此，与在轴向D2 上将集电环支架150与电动机线圈IIOU、 IIOV、 IIOW相邻地配设的情况 相比，能够降低轴向D2上的三相无刷电动机10的尺寸。此外，与比电动 机芯更靠径向外侧配设集电环支架150的情况相比，能够降低径向D3上 的三相无刷电动机10的尺寸。
在本实施方式中，外侧突缘135中与集电环支架150相对的对置面部 135a沿集电环支架150的圆环形状弯曲。因此，避免集电环支架150与外 侧突缘135的干涉，能够在径向上将集电环支架150小型化。由此，能够 进一步降低径向D3上的三相无刷电动机10的尺寸。
在本实施方式中，集电环支架150在轴向上与轭180相邻地配设。由 此，能够避免轭180与集电环支架150的干涉，并能够进一步降低轴向D2上的三相无刷电动机10的尺寸。
在本实施方式中，内侧突缘131中、轭180向齿120压入方向D4侧 的端部131a位于比齿120的内侧端部120a更靠径向外侧。由此，通过压 入方向D4侧的绝缘体130的端部131a和齿120的端部形成阶梯，并能够 利用夹具200可靠地固定齿120。
在实施方式中，在绕组连接端子162U、 162V、 162W上形成夹持绕 组170的端部171的切口部162a。由此，由于当将绕组170连接于绕组连 接端子142U、 142V、 142W上时绕组170稳定，所以可使连接作业的容 易性提高。另外，可进一步使绕组170与绕组连接端子162U、 162V、 162W 的连接强度提高。
在实施方式中，在板状的绕组连接端子162U、 162V、 162W的表面 具有与绕组170的端部171相接的凹状部162b。由此，可增大绕组170 与绕组连接端子162U、 162V、 162W的接触面积而进行焊接，可进一步 提高绕组170与绕组连接端子162U、 162V、 162W的连接强度。另外， 可在由切口部162a和凹状部162b定位绕组170的状态下进行焊接，可提 高连接作业的容易性。
在实施方式中，切口部162a形成在绕组连接端子162U、 162V、 162W 中、绕组170的端部171从绝缘体130侧延伸的方向(D5方向)侧的端 部。由此，在将绕组170与绕组连接端子162U、 162V、 162W焊接时， 降低绕组170松开的可能性。
(6)其它实施方式
如上所述，本发明由实施方式记载，但不应理解为构成本公开一部分 的论述和附图限定本发明。根据该公开，本领域技术人员可知各种代替实 施方式、实施例和运用技术。
在上述实施方式中，供电端部161U、 161V、 161W和被插入部163U、 163V、 163W的连结部分沿着在圆周方向D1上延伸的弯折线来弯折。在 此种结构中，需要将金属板冲裁为L字型来制作供电端部161U、 161V、 161W，产生浪费。因此，如图11所示，通过将供电端部161U、 161V、 161W和被插入部163U、 163V、 163W的连结部分165U、 165V、 165W 沿着在轴向D2上延伸的弯折线来弯折，能够消除上述的不良情况。而且，在图11中，在集电环支架150的支撑部153埋入有螺母155。
此外，在上述实施方式中，绝缘体130和集电环支架150分别单独设 置，但如图12所示，也可将绝缘体130A和集电环支架150A形成为一体。 在此种结构中，在绝缘体130的外侧突缘135的径向外侦U，集电环支架150A 与外侧突缘135相邻地配设。
在上述实施方式中，在绕组连接端子142U、 142V、 142W上利用焊 接来连接绕组170。另外，在绕组连接端子162U、 162V、 162W上利用焊 接来连接绕组170。但是，也可使用阡焊来代替焊接。
此外，在上述实施方式中，齿120和轭180分别单独形成，但齿120 和轭180也可形成为一体。
在上述实施方式中，说明将三相无刷电动机10搭载于电动车辆上， 但不限于电动车辆，也可搭载于家电制品等上。
如上所述，根据实施方式的电动机，在设有保持集电环的圆环状的集 电环支架的结构中，能够将轴向及径向的尺寸小型化。
本发明应理解为还包含在此未记载的各种实施方式。因此，本发明仅 由从本公开合适的专利保护范围来限定。
相关申请的交叉参考
2008年3月28日提出的日本专利申请P2008-088264号、在这里根据 35USC119主张优先权的利益的同时，对其全部内容进行合并参考。
权利要求
1、一种电动机，具备定子，其具有多个电动机线圈；多个集电环，其向所述电动机线圈配电多相电流；圆环状的集电环支架，其形成有保持所述集电环的多个保持槽，其中，各个所述电动机线圈具备卷绕有绕组的绝缘体，所述绝缘体具有外侧突缘，该外侧突缘形成在比所述绕组更靠所述电动机的径向外侧，且沿所述电动机的轴向延伸，在比所述外侧突缘更靠所述电动机的径向外侧，所述集电环支架与所述外侧突缘相邻地配置。
2、 根据权利要求l所述的电动机，其中， 所述外侧突缘具有与所述集电环支架对置的对置面部，并且 所述对置面部沿所述集电环支架的圆环形状而弯曲。
3、 根据权利要求l所述的电动机，其中，所述电动机还包括齿，其沿所述电动机的径向延伸，并插通于所述 绝缘体；以及轭，其配设于比所述绝缘体更靠所述电动机的径向外侧，并与所述齿 的一端部连结，并且在所述电动机的轴向上，所述集电环支架与所述轭相邻地配置。
4、 根据权利要求l所述的电动机，其中，所述绝缘体具有比所述绕组更靠所述电动机的径向内侧设置的内侧 突缘，所述轭压入到所述齿中，并且所述内侧突缘的、所述轭向所述齿压入的压入方向侧的端部位于比所 述齿的另一端部更靠所述电动机的径向外侧。
5、 根据权利要求l所述的电动机，其中， 所述集电环片包括被插入到所述保持槽的被插入部；和 从所述被插入部朝向所述电动机的径向内侧延伸，并连接所述绕组的一端部的绕组连接端子，并且所述绕组连接端子具有切口部，所述切口部夹持所述绕组的一端部。
6、 根据权利要求5所述的电动机，其中， 所述绕组连接端子为板状，在所述绕组连接端子的表面连接所述绕组的一端部，在所述绕组连接 端子的表面中、与所述绕组的一端部相接的部分具有凹部。
7. 根据权利要求5所述的电动机，其中，所述绕组的一端部从所述绝缘体侧朝向所述绕组连接端子延伸，并且 所述切口部形成在所述绕组连接端子中、所述绕组的一端部延伸的方 向侧的端部。
8. 根据权利要求l所述的电动机，其中， 所述集电环包括环状部，其沿所述电动机的圆周方向形成； 供电端部，其位于比所述环状部更靠所述电动机的径向外侧，并供给所述电流；弯曲部，其与所述供电端部及所述环状部相连，并沿在所述电动机的 轴向上延伸的弯折线而弯折。
9. 根据权利要求l所述的电动机，其中， 所述集电环支架与所述绝缘体一体地形成。
10、 一种电动机，包括电动机线圈，其包括被供给U相电流的多个U相线圈、被供给V 相电流的多个V相线圈、被供给W相电流的多个W相线圈； 多个集电环，其向所述电动机线圈配电多相的电流； 圆环状的集电环支架，其形成有保持所述集电环的多个保持槽， 其中，所述多个U相线圈、V相线圈及W相线圈分别具备巻绕有绕 组的绝缘体，所述绝缘体具有外侧突缘，该外侧突缘设置在比所述绕组更靠所述电 动机的径向外侧，且沿所述电动机的轴向延伸，在比所述外侧突缘更靠所述电动机的径向外侧，所述集电环支架与所 述外侧突缘相邻地配置。
11、 根据权利要求10所述的电动机，其中， 所述外侧突缘具有与所述集电环支架对置的对置面部，并且所述对置面部沿所述集电环支架的圆环形状而弯曲。
12、 根据权利要求IO所述的电动机，其中，所述电动机还包括齿，其沿所述电动机的径向延伸，并插通于所述 绝缘体；以及轭，其配设于比所述绝缘体更靠所述电动机的径向外侧，并与所述齿 的一端部连结，并且在所述电动机的轴向上，所述集电环支架与所述轭相邻地配置。
13、 根据权利要求IO所述的电动机，其中，所述绝缘体具有比所述绕组更靠所述电动机的径向内侧设置的内侧 突缘，所述轭压入到所述齿中，并且所述内侧突缘的、所述轭向所述齿压入的压入方向侧的端部位于比所 述齿的另一端部更靠所述电动机的径向外侧。
14、 根据权利要求10所述的电动机，其中， 所述集电环片包括被插入到所述保持槽的被插入部；和 从所述被插入部朝向所述电动机的径向内侧延伸，并连接所述绕组的一端部的绕组连接端子，并且所述绕组连接端子具有切口部，所述切口部夹持所述绕组的一端部。
15、 根据权利要求14所述的电动机，其中， 所述绕组连接端子为板状，在所述绕组连接端子的表面连接所述绕组的一端部，在所述绕组连接 端子的表面中、与所述绕组的一端部相接的部分具有凹部。
16、 根据权利要求14所述的电动机，其中，所述绕组的一端部从所述绝缘体侧朝向所述绕组连接端子延伸，并且 所述切口部形成在所述绕组连接端子中、所述绕组的一端部延伸的方 向侧的端部。
17、 根据权利要求IO所述的电动机，其中， 所述集电环包括环状部，其沿所述电动机的圆周方向形成； 供电端部，其位于比所述环状部更靠所述电动机的径向外侧，并供给所述电流；弯曲部，其与所述供电端部及所述环状部相连，并沿在所述电动机的 轴向上延伸的弯折线而弯折。
18.根据权利要求10所述的电动机，其中，所述集电环支架与所述绝缘体一体地形成。
全文摘要
本发明提供一种电动机。具备定子，其具有多个电动机线圈；多个集电环，其向所述电动机线圈配电多相电流；圆环状的集电环支架，其形成有保持所述集电环的多个保持槽，其中，各个所述电动机线圈具备卷绕有绕组的绝缘体，所述绝缘体具有外侧突缘，该外侧突缘形成在比所述绕组更靠所述电动机的径向外侧，且沿所述电动机的轴向延伸，在比所述外侧突缘更靠所述电动机的径向外侧，所述集电环支架与所述外侧突缘相邻地配置。
文档编号H02K15/02GK101546933SQ20091013026
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年3月28日
发明者内野乔志, 山口征史, 植田哲司, 田口贤治, 相良弘明 申请人:三洋电机株式会社