定子及包括其的电机的制作方法

本发明涉及电机的设计和制造技术领域；具体地说，本发明涉及用于电机的定子，并进一步涉及包括这种定子的电机。

背景技术：

电机是电能-机械能转换的装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。

通常来说，电机包括定子和转子。定子包括定子芯和绕组，固定在定子壳上。电机的控制单元通过控制输入的电流，使定子产生交变磁场。转子在交变磁场中旋转输出扭矩。

以一种用于车辆的转向电机为例，如图1中示出了其定子结构。在图1中，附图标记1表示定子芯，2表示绕线盘，3表示端片，4表示插纸。在使用中，插纸4插设在定子芯1内的齿部之间；绕线盘2和端片3为塑料件，贴合地分别固定在定子芯1的两端。然后，绕线（未图示）绕在齿部上，插纸4、绕线盘2和端片3这三个单独的部件将绕线与定子芯绝缘开。

现有技术的该定子具有如下缺点：定子芯是由若干个单片叠置构成的，其叠置的周向斜角对电机的性能影响很大，但是，在绕线过程中，定子芯的叠置斜角易于变形，这非常不利于保证电机的性能；将插纸插到定子芯的齿部之间的工艺非常复杂，有时会产生插纸折叠或错位，易于产生废品；难以保证绕线质量；绝缘插纸的使用导致绕线的散热慢；转子磁体在旋转期间与定子芯的单片磁接触易于产生噪声；由绕线盘、定子芯和端片三者决定的定子长度容差范围大，难以控制最终产品的尺寸。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种克服了前述现有技术缺陷的定子。

进一步地，本发明的目的还在于提供包括前述定子的电机。

为了实现本发明的前述目的，本发明的第一方面提供了一种用于电机的定子，所述定子包括：

定子芯；

绝缘的绕线盘，所述绕线盘贴合在所述定子芯的第一端并且覆盖所述定子芯在所述第一端处的第一端面；

绝缘的端片，所述端片贴合在所述定子芯的第二端并且覆盖所述定子芯在所述第二端处的第二端面，并且

所述定子内具有沿纵向贯穿所述定子芯、所述绕线盘和所述端片的内腔，并且所述内腔的腔壁上均布有若干个用于绕线的齿部，所述齿部在所述定子的整个长度上沿径向向内延伸，所述定子还包括以包覆成型的方式覆盖所述齿部的周向侧面的绝缘层。

可选地，在如前所述的定子中，所述绕线盘与所述绝缘层一体包覆成型和/或所述端片与所述绝缘层一体包覆成型。

可选地，在如前所述的定子中，所述定子芯由若干个单片叠置组成。

可选地，在如前所述的定子中，所述单片沿所述定子芯的周向错位地叠置使得所述齿部具有期望的周向倾斜度。

可选地，在如前所述的定子中，所述包覆成型件为能够保持所述单片的相互位置的硬塑料件。

可选地，在如前所述的定子中，所述绕线盘和/或所述端片上具有用于绕线的凹槽。

可选地，在如前所述的定子中，所述绝缘层的表面上形成有用于绕线的凹槽。

可选地，在如前所述的定子中，所述定子的所述齿部上缠有绕线，所述绕线的最内层定位在所述绕线盘和/或所述端片上的凹槽内以及所述绝缘层上的凹槽内。

为了实现本发明的前述目的，本发明的第二方面提供了一种电机，所述电机具有转子以及如前述第一方面中任一项所述的定子，所述转子置于所述定子的所述内腔中。

可选地，如前所述的电机为用于车辆的转向系统中的转向电机。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1示出了现有技术中的定子的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施方式的定子中使用的定子芯的示意图；

图3示出了根据前述实施方式的定子的示意图，其中没有示出绕线；以及

图4示出了图3中所示定子的剖面示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的定子中使用的定子芯的示意图。如图中，附图标记10表示定子芯。

在图示的实施方式中，定子芯10是由若干个具有内齿的金属单片叠置构成的，各个金属单片沿定子芯的周向错开成一定角度，使得在定子芯10内部由这些内齿形成了有期望的倾斜度的齿部11。此处定子芯的周向是与定子芯的轴向相对而言的。可以想到，定子芯的单片也可以使用金属以外的适当导电材料制成。从图中可以看出，定子芯10内形成有贯通的内腔，各个齿部11自内腔的腔壁沿径向向内腔内延伸。在本示例中，定子芯10的外侧呈圆柱形；所属技术领域的技术人员可以根据需要设计与定子壳相匹配的形状。

图3示出了根据前述实施方式的定子的示意图，其中没有示出绕线。

如图中所示，这种用于电机的定子包括定子芯10和包覆成型在其两个端面以及齿部11的周向侧面上的绝缘层20。在上下文中，齿部的周向具体指的是在齿部上的绕线方向，齿部的周向侧面则具体指的是绕线在齿部上经过的表面；成型工艺指的是利用塑性材料的可挤压性或可模塑性，首先将其熔融塑化成为粘流态熔体，然后以一定的压力和速度充入模具，最后经过保压、冷却后开启模具而获得一定形状和尺寸的制品的工艺；包覆成型特指使塑料材料包覆在特定部件的全部或局部表面上的成型方式。可见，经过包覆成型的塑性材料能够更贴合、更牢固地附着在被包覆部件上，同时能够对被包覆部件提供附加的刚度。

可以了解，包覆成型在定子芯10的两个端面上的绝缘层部分起到与现有技术中的绕线盘、端片相同的绝缘作用，相当于绕线盘、端片，即用于在定子芯10的两端处使定子芯10与绕线绝缘；包覆成型在定子芯10的各个齿部的周向侧面上的绝缘层则起到与现有技术中的插纸相同的绝缘作用，在齿部的侧周上使定子芯10与绕线绝缘。可以了解，这种包覆成型的方式不仅能够更可靠地实现绝缘，而且，相较于由现有技术中在两端设置绕线盘和端片的方式而言更易于控制成品的长度尺寸、减少尺寸误差。

图4示出了图3中所示定子的剖面示意图。从图中能够更清楚地看出，包覆成型的绝缘层20形成在定子芯的两端以及定子芯的齿部的周侧上，并且齿部设计有期望的倾斜度。

所属技术领域的技术人员可以了解，在一些可选的实施方式中，也可以保留现有技术中的绝缘的绕线盘和/或绝缘的端片，而仅在定子芯的齿部周向侧面上采用包覆成型的绝缘层，同样可以解决现有技术中的至少一个技术问题。例如，在这种情况下，定子包括定子芯、绕线盘和端片，并且其中绕线盘贴合在定子芯的第一端并且覆盖定子芯在第一端处的第一端面、端片贴合在定子芯的第二端并且覆盖定子芯在第二端处的第二端面。与图3中的实施方式相同，定子内可以具有沿纵向贯穿定子芯、绕线盘和/或端片的内腔，并且内腔的腔壁上可以均布有若干个用于绕线的齿部。齿部可以在定子的整个长度上沿径向向内延伸，绝缘层以包覆成型的方式覆盖齿部的周向侧面。经过使用这种绝缘层来替代现有技术中的插纸，避免了插纸的复杂工艺，并且避免了插纸折叠或错位产生废品等问题。

经过以上描述可以了解，在该示例中，绕线盘可以与绝缘层一体包覆成型，端片也可以与绝缘层一体包覆成型。在绕线盘、端片均与绝缘层一体包覆成型时就获得了如图3中所示的根据本发明的实施方式。

所属技术领域的技术人员可以了解，虽然在图示实施方式中示出齿部沿定子芯的周向具有期望的周向倾斜度，但是，包覆成型的绝缘层同样适用于具有非倾斜的齿部的定子中。

可以了解，为了使得包覆成型的绝缘层能够保持各个单片之间的相互位置并且在绕线过程中保持定子芯不变形，包覆成型件（即包覆成型的绝缘层）可以为由硬塑料材料制成的硬塑料件以增加定子芯的抗扭转刚度。需要指出的是，如果定子芯在绕线过程中产生变形会对电机的性能产生很大的不利影响，尤其是当电机作为车辆的转向电机使用时更是如此。定子芯的抗扭转刚度的提高有助于保证电机的性能，同时也有利于提高各单片之间的支撑力、减小工作中磁接触时的噪声。

从图3和4中可以看出，在包覆成型的一体的绝缘层的表面上可以形成有用于绕线的凹槽21。可以了解，当采用独立的绕线盘和/或端片时，其上也可以具有用于绕线的凹槽。当向定子的齿部上缠绕铜线时，绕线的最内层可以陷在绕线盘和/或端片上的凹槽内以及绝缘层上的凹槽内。凹槽的设计使得绕线中的第一层定位非常精确，改善了绕线质量；同时，由于凹槽与绕线的接触表面相对于无凹槽的平面而言增加了接触面积，所以改善了绕线的散热性能。在更优选的情况下可以使用导热性较高的塑料。

根据如前对于电机定子的详细描述，所属技术领域的技术人员易于想到将其应用于例如用于车辆的转向系统中的转向电机等电机中，在此不再赘述。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。