电枢以及旋转电机的制作方法

本发明涉及能够防止线圈的损伤的电枢以及旋转电机。

背景技术：

近年来，在电动机或者发电机等旋转电机中，要求低振动、高输出的旋转电机。作为用于实现低振动、高输出的马达的一种方法，有使设于铁芯的齿前端的凸缘部变长，缩短电枢的槽开口宽度的方法。在缩短槽的开口宽度时，由于减小电枢的凸极性来抑制振动，并使产生磁通的表面增加，所以能够等效地缩小电枢与转子之间的间隙来提高输出。但是，对于槽开口宽度而言，由于需要插入绕组，所以需要将槽开口打开为线圈的线材直径的至少两倍以上的值。

相对与此，在专利文献1、专利文献2以及专利文献3中，提出了如下的旋转电机，所述旋转电机使用内外分割芯，并构成为从外径侧插入线圈，所述内外分割芯连结铁芯的齿前端的凸缘部并将齿部和背轭部分割。通过做成这样的结构，从而能够去除开口部，并实现低振动。

另外，通过如专利文献4那样将凸缘部局部地接合，从而能够降低定子的漏磁通，并实现输出更高的马达。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－33925号公报

专利文献2：日本特开2007－288848号公报

专利文献3：日本特开2009－77534号公报

专利文献4：日本特表2002－526019号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在以往的电枢以及旋转电机中，由于将片状的绝缘材料用于线圈与芯的绝缘，所以在插入通过层叠冲裁材料而形成的外侧铁芯时，外侧铁芯的边缘与片状的绝缘材料接触，片状的绝缘材料会产生弯曲或破损，由此有可能会使线圈损伤。另外，在不存在绝缘材料的情况下，线圈露出，所以存在当插入外侧铁芯时有可能会使线圈损伤这样的问题点。

本发明是为了解决如上所述的课题而作出的，其目的在于提供一种防止线圈的损伤的电枢以及旋转电机。

用于解决课题的手段

本发明的电枢具备：

背轭部，所述背轭部形成为环状；

多个齿部，所述多个齿部在所述背轭部的内周被配置成环状，在周向隔开间隔地形成外周侧开口的多个槽，并与所述背轭部的内周面嵌合；

线圈，所述线圈被收纳于多个所述槽；以及

槽楔，所述槽楔在多个所述槽的开口侧被配设于所述线圈与所述背轭部之间。

另外，本发明的旋转电机具备上述示出的电枢和被配设在所述电枢的环状内的转子。

发明效果

根据本发明的电枢以及旋转电机，能够防止线圈的损伤。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电枢的结构的立体图。

图2是表示图1所示的电枢的结构的俯视剖视图。

图3是表示图1所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图4是表示图1所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图5是表示图1所示的电枢的槽楔的结构的立体图。

图6是用于说明图1所示的电枢的制造方法的立体图。

图7是用于说明图1所示的电枢的制造方法的立体图。

图8是用于说明图1所示的电枢的制造方法的立体图。

图9是用于说明图1所示的电枢的制造方法的侧视剖视图。

图10是用于说明图1所示的电枢的制造方法的侧视剖视图。

图11是表示使用图1所示的电枢的旋转电机的结构的侧视图。

图12是表示本发明的实施方式1的另一电枢的制造方法的立体图。

图13是用于说明图12所示的电枢的制造方法的立体图。

图14是表示本发明的实施方式1的另一电枢的制造方法的立体图。

图15是表示本发明的实施方式2的电枢的结构的立体图。

图16是表示图15所示的电枢的结构的俯视局部剖视图。

图17是表示图15所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图18是表示图17所示的齿部的结构的俯视图。

图19是表示图15所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图20是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图21是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图22是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图23是表示本发明的实施方式2的另一电枢的结构的俯视剖视图。

图24是表示本发明的实施方式2的另一电枢的结构的俯视剖视图。

图25是表示本发明的实施方式3的电枢的结构的立体图。

图26是表示图25所示的电枢的结构的俯视剖视图。

图27是表示图25所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图28是表示图25所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图29是表示图25所示的电枢的线圈的结构的立体图。

图30是表示图25所示的电枢的绝缘片以及线圈架的结构的立体图。

图31是用于说明图25所示的电枢的制造方法的立体图。

图32是用于说明图25所示的电枢的制造方法的立体图。

图33是用于说明图25所示的电枢的制造方法的立体图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的实施方式1的电枢的结构的立体图。

图2是表示图1所示的电枢的结构的一部分的平面截面的俯视局部剖视图。

图3是表示图1所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图4是表示图1所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图5是表示图1所示的电枢的槽楔的结构的立体图。

图6至图12是用于说明图1所示的电枢的制造方法的图。

图6是表示将槽楔插入于齿部之前的状态的立体图。

图7是表示将槽楔插入于齿部之后的状态的立体图。

图8是表示将背轭部插入于齿部之前的状态的立体图。

图9是表示将背轭部插入于齿部之前的状态的一部分的侧面的侧视剖视图。

图10是表示将背轭部插入于齿部之后的状态的一部分的侧面的侧视剖视图。

图11是表示使用图1所示的电枢的旋转电机的结构的侧视图。

图12至图14是表示本发明的实施方式1的另一电枢的制造方法的立体图。

在图1中，以环状形成的电枢101具备：背轭部1；多个齿部2，所述多个齿部2用于形成磁极；线圈4，所述线圈4被收纳在多个槽3内；以及槽楔5，所述槽楔5保护线圈4。线圈4通过将被绝缘包覆的导线以跨过两个不同的槽3的方式缠绕多次而形成。

在图3中，背轭部1是层叠以环状形成的多个磁性体的钢板11而形成的。背轭部1在周向x的不同的位置形成有多个铆接部12。并且，多个钢板11在层叠方向即轴向y上通过铆接该铆接部12而被固定。另外，背轭部1的内周面1e形成为供后述齿部2的突出面2e嵌合。

在图4中，多个齿部2被配置并形成为环状。与背轭部1同样地，各齿部2是层叠多个磁性体的钢板21而形成的。各齿部2形成有铆接部22，多个钢板21在该铆接部22沿轴向y被铆接并被固定。另外，多个齿部2形成为在中心侧m的周向x分别由连结部23连结。因此，如图4所示，多个齿部2被保持成环状。另外，在多个齿部2的周向x之间分别形成有槽3，将所述槽3的外周侧n开口而形成开口部31。

在图5中，槽楔5由板状构件形成。对于板状构件而言，例如可以考虑：由环氧玻璃等绝缘构件形成的情况、由带有磁性的磁性构件形成的情况等，所述带有磁性的磁性构件是在将金属磁性粉末和尼龙等树脂进行混合并成形之后使其硬化而得到的。并且，槽楔5的轴向y的长度h1形成得比齿部2的轴向y的长度h2长。另外，在槽楔5的轴向y的一端侧5a，在其两端侧5c、5d分别形成有沿周向x突出的突起部51。在构成为电枢101时，该突起部51与齿部2的轴向y的一端侧2a抵接。

在图2中，在线圈4与齿部2之间呈コ字状地配设有绝缘片6。该绝缘片6例如由聚苯硫醚或者聚对苯二甲酸等绝缘材料形成。槽楔5被配置在多个槽3的开口部31侧，该两端侧5c、5d被槽3的开口部31挟持，槽楔5被配设于线圈4与背轭部1之间。并且，背轭部1的内周面1e与齿部2的外周侧n的突出面2e抵接而嵌合。由此，背轭部1与齿部2机械地连接，并且还磁性地连接。

槽楔5的厚度t1形成得比绝缘片6的厚度t2厚。绝缘片6形成在槽3内。因此，对于绝缘片6的厚度t2而言，为了确保线圈4的有效面积，需要尽可能薄地形成。因此，将槽楔5的厚度t1形成得比绝缘片6的厚度t2厚，由此使槽楔5来防止线圈4以及绝缘片6的主要由来自外部的原因造成的损伤。此外，槽楔5的厚度t1与绝缘片6的厚度t2的关系在以下的实施方式中也是相同的，所以适当地省略其说明。

在图11中，旋转电机100具备：电枢101；以及转子105，所述转子105被配设在该电枢101的环状内。并且，旋转电机100被收纳在壳体110内，所述壳体110具有框架102以及端板103，所述框架102具有用于堵塞框架102的一端侧的底部102a和圆筒部102b，所述端板103将该框架102的另一端侧的开口封闭。电枢101以嵌合状态紧固于框架102的圆筒部102b的内部。

另外，转子105紧固于旋转轴106而能够旋转地配设于电枢101的内周侧，所述旋转轴106经由轴承104分别被框架102的底部102a以及端板103能够旋转地支承。转子105形成为永磁体式，其具备：转子铁芯107，所述转子铁芯107紧固于旋转轴106；以及多个永磁体108，所述多个永磁体108埋设于转子铁芯107的外周面侧而在周向以规定的间隔排列，并构成磁极。

接下来，对如上构成的实施方式1的旋转电机100的电枢101的制造方法进行说明。首先，如图6(a)所示，线圈4隔着绝缘片6地缠绕并收纳于被配置成环状的多个齿部2间的槽3。并且，如图6(b)所示，为了将槽楔5从轴向y的另一端侧5b分别插入于各槽3的开口部31，将槽楔5配设成使槽楔5的一端侧5a位于轴向y的下侧。

并且，在将槽楔5插入于各槽3的开口部31侧时，槽楔5如图7所示那样被配设在槽3的开口部31侧。并且，槽楔5的一端侧5a的突起部51与齿部2的一端侧2a抵接。并且，利用该突起部51对槽楔5进行定位。另外，槽楔5的长度h1形成得比齿部2的长度h2长，所以槽楔5的另一端侧5b被配设成从齿部2的另一端侧2b露出。

此外，此处示出了从槽3的轴向y的下方侧插入槽楔5的例子，但并非限定于此，也可以考虑从槽3的轴向y的上方侧插入槽楔5的情况。但是，在该情况下，将槽楔5的一端侧5a配置在轴向y的上方侧，且槽楔5的突起部51与齿部2的另一端侧2b抵接，对槽楔5进行定位。并且，这在以下的实施方式中也是相同的，所以适当地省略其说明。

接下来，如图8以及图9所示，从齿部2的一端侧2a的箭头p的方向插入背轭部1。然后，如图1以及图10所示，将各齿部2的突出面2e与背轭部1的内周面1e抵接而嵌合，从而形成电枢101。此时，在线圈4与背轭部1之间形成有槽楔5，所以能够防止线圈4因背轭部1而受到损伤。而且，利用槽楔5防止了绝缘片6在槽3的开口部31露出，所以能够防止背轭部1的内周面1e因绝缘片6而受到损伤。

在上述实施方式1中示出了分别单独地形成有多个槽楔5的例子，但并非限定于此，例如如图12(b)所示，也可以由分别连结多个槽楔5的轴向y的一端侧5a的连结部52进行连结。此外，图12(a)表示与在上述实施方式1中示出的图6(a)相同的状态。

并且，将具有图12(b)示出的连结部52的槽楔5插入于槽3的开口部31侧而进行配设，从而如图13所示那样形成。因此，该连结部52发挥与在上述实施方式1中示出的突起部51同样的功能，并与齿部2的轴向y的一端侧2a抵接，所以能够起到与突起部51相同的效果。而且，槽楔5由连结部52连结，所以能够减少零件数量。并且，能够容易地进行槽楔5向槽3的配设。

另外，作为其它例子，例如如图14所示，槽楔5具备连结部52以及连结部53，所述连结部52以及所述连结部53分别连结多个槽楔5的轴向y的一端侧5a以及另一端侧5b。并且，为了将具有图14示出的连结部52以及连结部53的槽楔5配设于槽3的开口部31侧，以一边使配设成环状的齿部2沿箭头q方向旋转一边对槽楔5进行卷绕的方式进行配设。因此，由于槽楔5由连结部52以及连结部53连结，所以当然能够减少零件数量，还能够更容易地进行向槽3的配设。

对于如上构成的实施方式1的电枢以及旋转电机而言，由于在线圈与背轭部之间的位置设置有槽楔，所以在压入背轭部时能够防止线圈以及绝缘片的损伤，并能够防止绝缘损坏，能够得到品质优良的电枢以及旋转电机。

另外，槽楔的厚度形成得比绝缘片的厚度厚，所以在压入背轭部时能够更有效地防止线圈以及绝缘片的损伤。

另外，槽楔在轴向上的长度形成得比齿部在轴向上的长度长，所以在将槽楔安装于齿部时，形成为槽楔的轴向的一端从齿部突出，所以在插入背轭部时，该突出的部分成为引导件，背轭部的插入变得容易，因此生产率提高。

另外，在槽楔的轴向的一端侧沿周向形成有进行抵接的突起部，该突起部与齿部的轴向的一端侧抵接，所以在将槽楔安装于齿部的槽时，突起部成为对槽楔进行定位的引导件，能够防止槽楔的偏离，因此生产率提高。

另外，在由绝缘构件形成槽楔时，能够得到更高的耐压特性。另外，在由磁性构件形成槽楔时，能够将槽楔用作磁路，能够抑制磁饱和。

此外，在上述实施方式1中示出了将转子形成为永磁体式的例子，但并非限定于此，也可以形成为笼形转子或者绕组形转子。另外，这在以下的实施方式中也是相同的，所示适当地省略其说明。

实施方式2.

图15是表示本发明的实施方式2的电枢的结构的立体图。

图16是表示图15所示的电枢的结构的俯视局部剖视图。

图17是表示图15所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图18是表示图17所示的齿部的结构的俯视图。

图19是表示图15所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图20是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图21是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图22是用于说明图15所示的电枢的制造方法的立体图。

图23以及图24是表示本发明的实施方式2的另一电枢的结构的俯视剖视图。

在图16中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。在本实施方式2中，在如下方面与上述实施方式1不同：在齿部2配备有槽部24，所述槽部24用于将槽楔5的周向x的两端侧5c、5d插入并对其进行保持。并且，槽楔5是通过将该两端侧5c、5d插入到槽部24内而被保持的。因此，在直到嵌合背轭部1为止的期间，槽楔5成为防止线圈4从槽3飞出的临时保持机构，所以能够顺利地进行背轭部1的插入。

而且，槽部24的周向截面以锥形形状形成。即，为了能够将槽楔5的两端侧5c、5d插入于该槽部24，槽楔5的两端侧5c、5d的周向截面以锥形形状形成。因此，槽楔5向槽部24的插入变得简便，并且能够通过中心侧m或者外周侧n的间隙来吸收周向x的制造偏差。

另外，也可以考虑如下的情况：如图16所示，以在槽3的开口部31侧交叠的方式形成绝缘片6。如果这样形成，则会减少槽3中的线圈4的空间，但绝缘性能提高。

另外，在上述实施方式1中示出了配设成环状的齿部2在周向x分别被连结部23连结的情况。在本实施方式2中示出了如下的情况：配设成环状的齿部2由在周向x被连结部23连结的层(参照图18)和在周向x不具有连结部23而分离地形成的层(参照图16以及图18的虚线部分)形成。像这样，即使存在在周向x未被连结的齿部2的层，由于与上述实施方式1同样地在轴向y通过铆接部22而被铆接，所以能够由具有连结部23的齿部2的层来保持环状。

而且，在本实施方式2中，由于将槽楔5插入于槽部24，所以与铆接部22同样地，槽楔5在轴向y发挥阻挡件的作用，能够在不具有连结部23的齿部2的层抑制该层向背轭部1侧飞出。因此，能够构成品质更优良的电枢101。像这样，之所以将多个齿部2构成为由具备连结部23的层和不具备连结部23的层形成，并由连结部23局部地连结，是为了降低漏磁通，得到高输出的旋转电机。

在图17中，与上述实施方式1同样地，多个齿部2是层叠多个磁性体的钢板21而成的，多个磁性体的钢板21在铆接部22沿轴向y被铆接并被固定。另外，在图19中，与上述实施方式1同样地，背轭部1是层叠多个磁性体的钢板11而成的，其铆接部12在轴向y将多个磁性体的钢板11铆接并将其固定。但是，背轭部1的内周面1e形成为供之前示出的齿部2的突出面2e嵌合。

接下来，如上构成的实施方式2的旋转电机100的电枢101的制造方法如下所述：与上述实施方式1同样地，如图20(a)所示，线圈4隔着绝缘片6地缠绕并收纳于被配置成环状的多个齿部2间的槽3。然后，如图20(b)所示，配设槽楔5。

并且，在将槽楔5的两端侧5c、5d插入到各槽3的开口部31的槽部24内时，如图21所示，将槽楔5配设在槽3的开口部31侧。此时，由于槽楔5的两端侧5c、5d被插入到槽部24内并被保持，所以即便槽楔5未配备有由上述实施方式1示出的突起部51，也能够进行定位。

接下来，如图22所示，从齿部2的一端侧2a的箭头p的方向插入背轭部1。并且，如图15以及图16所示，将各齿部2的突出面2e与背轭部1的内周面1e抵接而嵌合，从而形成电枢101。

另外，上述示出的槽部24并非限定于这样的结构，例如可以考虑如下情况等各种各样的例子：如图23的槽部25所示，沿与上述示出的情况不同的方向形成为锥形形状的情况；另外，如图24的槽部26所示，不以锥形形状形成而以矩形形状形成的情况。并且，槽楔5的两端侧5c、5d的形状分别形成为能够插入于各槽部25、26。因此，在以矩形形状形成槽部26的情况下，槽楔5的两端侧的形状成为简单的形状，能够降低槽楔5的制造成本。

另外，也可以考虑如下情况：如图23以及图24所示，以在槽3的开口部31侧对接的方式形成绝缘片6。如果这样形成，则能够增加槽3中的线圈4的空间，从而能够提高组装性，或者能够增加导线而实现输出更高的旋转电机。

根据如上构成的实施方式2，不仅能够发挥与上述实施方式1相同的效果，而且由于对槽楔进行保持的槽部形成于齿部，所以槽楔的组装性得到改善，生产率提高。

另外，由于槽部以锥形形状构成，所以能够在槽部内将槽楔相对于周向的公差转变成相对于径向的公差，从而进行吸收，能够进行精度优良的设计。

实施方式3.

图25是表示本发明的实施方式3的电枢的结构的立体图。

图26是表示图25所示的电枢的结构的一部分的平面截面的俯视局部剖视图。

图27是表示图25所示的电枢的背轭部的结构的立体图。

图28是表示图25所示的电枢的齿部的结构的立体图。

图29是表示图25所示的电枢的线圈的结构的立体图。

图30是表示图25所示的电枢的绝缘片以及线圈架的结构的分解立体图。

图31至图33是用于说明图25示出的电枢的制造方法的图。

图31是表示将线圈插入于齿部之前的状态的立体图。

图32是表示将槽楔插入于齿部之后的状态的立体图。

图33是表示将背轭部插入于齿部之前的状态的立体图。

在图中，对与上述各实施方式相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。在上述各实施方式中，示出了线圈4为跨过多个齿部2进行配置的分布卷绕的例子，但在本实施方式3中，对将一个线圈4集中地配置于一个齿部2的集中卷绕的例子进行说明。

如图29所示，线圈4是将扁平线材在沿边方向上缠绕而形成的。在这样的线圈4的情况下，在转子105使用磁铁时，需要抑制在构成线圈4的扁平线产生的涡电流。为此，要求如本实施方式3所示的将齿部2和背轭部1分割的构造，使得在齿部2的外周侧n的突出面2e易于构成用于抑制涡电流的凸缘部。

如图30所示，在绝缘片6的轴向y的上下分别设置有线圈架61。因此，该线圈架61分别被设置在齿部2的轴向y的一端侧2a以及另一端侧2b。在齿部2的轴向y的一端侧2a以及另一端侧2b隔着线圈架61地设置线圈4。因此，线圈架61抑制线圈4在齿部2的轴向y位移，即防止线圈4在齿部2的轴向y的一端侧2a以及另一端侧2b摇晃。

接下来，对如上构成的实施方式3的旋转电机100的电枢101的制造方法进行说明。首先，在如图29所示那样缠绕的线圈4，将如图30所示的绝缘片6设置在缠绕线圈4而成的缠绕孔40的左右。然后，将线圈架61设置于线圈4的缠绕孔40的轴向y的上下。接下来，将线圈4设置于如图28所示那样形成并配置成环状的多个齿部2间的槽3。具体而言，如图31所示，相对于齿部2，从径向的外侧将设置有绝缘片6以及线圈架61的线圈4的缠绕孔40插入。然后，如图32所示，将设置有绝缘片6以及线圈架61的线圈4设置于槽3。

接下来，如图32所示，在将槽楔5插入于各槽3的开口部31侧时，在槽3的开口部31侧配设槽楔5。接下来，如图33所示，从齿部2的一端侧2a的箭头p的方向插入背轭部1。然后，如图25以及图26所示，将各齿部2的突出面2e与背轭部1的内周面1e抵接而嵌合，从而形成电枢101。

此时，与上述各实施方式同样地，由于在线圈4与背轭部1之间形成有槽楔5，所以能够防止线圈4因背轭部1而受到损伤。而且，利用槽楔5防止了绝缘片6在槽3的开口部31露出，所以能够防止背轭部1的内周面1e因绝缘片6而受到损伤。

根据如上构成的实施方式3，即使在集中卷绕的线圈的情况下，也能够起到与上述各实施方式相同的效果。

此外，本发明能够在其发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。