旋转变压器定子的制作方法

本发明涉及一种旋转变压器定子。

背景技术：

日本未审查专利申请公开第2012-50194号尽管技术领域不同于本发明所属的技术领域，但是公开了用于将连接线绕定子铁芯的内周表面周围缠绕的技术的一个示例。日本未审查专利申请公开第2012-50194号不涉及旋转变压器，而是涉及电动机。具体而言，日本未审查专利申请公开第2012-50194号公开针对如本申请图11中所示的内转子型电动机的定子100的一种技术。更具体而言，定子100包括沿转子(未示出)的周向设置的轭部101、从轭部101朝向转子突出的多个齿状部102、以及设置在每个齿状部102的末端处的磁极部103。线圈(未示出)绕齿状部102缠绕。内表面101a是轭部101的与线圈相向的侧表面，内表面101a设置有用于引导连接线的肋104。

日本未审查专利申请公开第2012-50194号中所公开的定子100具有内转子型的结构。因此，如果将连接线钩挂到肋104，同时对连接线施加张力，那么连接线会在肋104附近从内侧表面101a在径向上向内浮动，使得无法从齿状部102的根部开始缠绕线圈。此外，由于连接线在肋104附近从内侧表面101a在径向上向内浮动，因而在绕线期间有可能会使绕线嘴钩挂到连接线并破坏连接线。

本发明的目的是提供一种从齿状部的根部开始缠绕线圈的技术。

技术实现要素：

本发明的第一个示例性方面为一种旋转变压器定子，其包括：定子铁芯，其包括具有环状形状的轭和从轭在径向上向内突出的多个齿状部；绝缘体，其覆盖轭的内周表面；多个线圈，其分别绕多个齿状部缠绕；连接线，其将多个线圈彼此电连接；以及引导钩，其引导连接线。所述多个线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈在周向上彼此相邻。连接线的至少一部分从与第一线圈相对应的齿状部朝向与第二线圈相对应的齿状物延伸并且钩挂到引导钩，以便以在径向上向外突出的凸起形状弯曲。该绝缘体包括：第一内表面，其在径向上位于第一线圈的外侧并且在径向上与第一线圈相向；第二内表面，其在径向上位于第二线圈的外侧并且在径向上与第二线圈相向；以及凹部，其相对于第一虚拟平面和第二虚拟平面在径向上向外凹陷，该第一虚拟平面和该第二虚拟平面通过虚拟地延伸第一内表面和第二内表面直到第一内表面和第二内表面彼此相交而限定。第一虚拟平面从第一内表面虚拟地延伸。第二虚拟平面从第二内表面虚拟地延伸。该引导钩设置在该凹部处。

不同于未形成凹部的情况，根据本发明，当所述连接线从与第一线圈相对应的齿状部朝向与第二线圈相对应的齿状部设置时，可以使已经穿过引导钩的连接线更靠近于第二内表面。这种结构使得能够从齿状部的根部开始缠绕第二线圈。

通过在下文给出的详细说明和仅以示例的方式给出的、因此不应被认为限制本发明的附图，会更充分地理解本发明的上述的和其他的目标、特征及优点。

附图说明

图1是旋转变压器定子的立体图，其中省略了线圈和连接线的图示(第一示例性实施例)；

图2是旋转变压器定子的平面图，其中省略了线圈和连接线的图示(第一示例性实施例)；

图3是示出图1中所示的部分“a”的放大图，其中图示了线圈和连接线(第一示例性实施例)；

图4是沿图2的iv-iv线截取的截面图，其中省略了线圈的图示而图示了连接线(第一示例性实施例)；

图5是图2中所示的部分“c”的放大图，其中图示了线圈而省略了连接线的图示(第一示例性实施例)；

图6是图2中所示的部分“c”的放大图，其中图示了线圈和连接线(第一示例性实施例)；

图7是图1中所示的部分“b”的放大图，其中省略了线圈、连接线和位于前侧的齿状部(第一示例性实施例)；

图8是用于解释连接线的接线的示意图(第一示例性实施例)；

图9是引导钩的截面放大图(第一改进示例)；

图10是旋转变压器定子的立体图，其中图示了线圈和连接线(第二示例性实施例)；以及

图11是对应于日本未审查发明申请公开第2012-50194号的图5的图。

具体实施方式

(第一示例性实施例)

以下参照图1至图8描述第一示例性实施例。如图1和图2所示，旋转变压器1包括旋转变压器定子2和旋转变压器转子3，旋转变压器转子3固定于例如电动机或内燃机(未图示)的轴。旋转变压器1用来测量上述轴的角度和转速。旋转变压器1是所谓的内转子型，其具有旋转变压器转子3在旋转变压器定子2的径向上设置在内侧的结构。旋转变压器定子2具有转动轴2c。

在下文中，作为一般规则，术语“径向”指的是旋转变压器定子2的径向，而术语“周向”指的是旋转变压器定子2的周向。旋转变压器定子2具有平行于转动轴2c的上方向(第一轴方向)以及与该上方向相反的下方向(第二轴方向)。

如图1至图3所示，旋转变压器定子2包括定子铁芯4、绝缘体5、多个线圈6、多根连接线7、以及外部连接部8。

如图3所示，在第一示例性实施例中，定子铁芯4为电磁钢板的层叠体。定子铁芯4包括具有环状形状的轭9以及从轭9在径向上向内突出的多个齿状部10。齿状部10中的每一个都包括齿状部绕组部11和齿状部末端12。齿状部绕组部11从轭9向转动轴2c延伸。齿状部绕组部11沿径向细长地延伸。齿状部末端12设置在齿状部绕组部11的末端并且沿周向延伸。

每个线圈6绕每个齿状部10的齿状部绕组部11缠绕。线圈6可以仅包括用于励磁的线圈，也可以仅包括用于检测的线圈，或者可以包括用于励磁的线圈和用于检测的线圈。每个线圈6的匝数被适当调整，使得所产生的感应电压以正弦分布。在第一示例性实施例中，对每个线圈6的匝数没有特别限制。

连接线7将多个线圈6彼此电连接。具体地，一些连接线7将多个线圈6中所包括的多个励磁线圈彼此电连接，而其他的连接线7将多个线圈6中所包括的多个检测线圈彼此电连接。多个线圈6包括在周向上彼此相邻的第一线圈6p(第一线圈)和第二线圈6q(第二线圈)。每根连接线7例如从第一齿状部10p(第一齿状部)向第二齿状部10q(第二齿状部)延伸，第一齿状部10p为与第一线圈6p相对应的齿状部10，第二齿状部10q为与第二线圈6q相对应的齿状部10。换言之，每根连接线7例如从第一齿状部10p(第一齿状部)向第二齿状部10q(第二齿状部)延伸，第一齿状部10p为第一线圈6p设置在此处的齿状部10，第二齿状部10q为第二线圈6q设置在此处的齿状部10。

绝缘体5由绝缘树脂制成，并且通过例如嵌入成型固定于定子铁芯4。绝缘体5被设置为主要用于防止所述多个线圈6和多根连接线7直接接触定子铁芯4。如图2和图4所示，绝缘体5包括铁芯上表面覆盖部15、铁芯下表面覆盖部16、铁芯内周表面覆盖部17、多个引导钩18、以及周壁19。

如图4所示，定子铁芯4的轭9具有面向上方向的轭上表面9a、面向下方向的轭下表面9b以及内周表面9c。铁芯上表面覆盖部15设置在轭上表面9a上以覆盖轭上表面9a。铁芯下表面覆盖部16设置在轭下表面9b上以覆盖轭下表面9b。铁芯内周表面覆盖部17设置在内周表面9c上以覆盖内周表面9c。因而，铁芯上表面覆盖部15、铁芯下表面覆盖部16以及铁芯内周表面覆盖部17形成u形截面。

如图5所示，铁芯内周表面覆盖部17包括第一平表面17a(第一内表面)、第二平表面17b(第二内表面)和凹部17c。第一平表面17a是在径向上位于第一线圈6p的外侧并且在径向上与第一线圈6p相向的平坦表面。第二平表面17b是在径向上位于第二线圈6q的外侧并且在径向上与第二线圈6q相向的平坦表面。凹部17c设置在第一平表面17a和第二平表面17b之间。凹部17c在径向上向外凹陷。具体地，当第一平表面17a和第二平表面17b虚拟地延伸直到第一平表面17a和第二平表面17b彼此相交时，从第一平表面17a虚拟延伸出的平面被定义为第一虚拟平面20a(第一虚拟平面)。类似地，当第一平表面17a和第二平表面17b虚拟地延伸直到第一平表面17a和第二平表面17b彼此相交时，从第二平表面17b虚拟延伸出的平面被定义为第二虚拟平面20b(第二虚拟平面)。凹部17c相对于第一虚拟平面20a和第二虚拟平面20b在径向上向外凹陷。在第一示例性实施例中，凹部17c的内侧表面21包括平行于第一虚拟平面20a的平表面21a和平行于第二虚拟平面20b的平表面21b。凹部17c的内侧表面21在俯视图中具有v形形状。然而，凹部17c的内侧表面21可以替代地为弯曲以在径向上向外凸起的弯曲表面，或者可以具有其他形状。另外，术语“俯视图”意指沿转动轴2c的视图。

图6图示每个引导钩18都引导连接线7的状态。应注意的是，在图6中，为方便说明，仅图示了从第一齿状部10p朝向第二齿状部10q延伸的一根连接线7并且省略了其他连接线7的图示。如图6所示，每个引导钩18设置在周向上彼此相邻的两个线圈6(第一线圈6p和第二线圈6q)之间。换言之，每个引导钩18设置在周向上彼此相邻的两个齿状部10(第一齿状部10p和第二齿状部10q)之间。每个引导钩18都设置在铁芯内周表面覆盖部17的对应凹部17c处。在第一示例性实施例中，在铁芯内周表面覆盖部17的每个凹部17c处仅设置一个引导钩18。每个引导钩18以如此方式设置，使得引导钩18从旋转变压器定子2的转动轴2c可见。当从旋转变压器定子2的转动轴2c观察每个引导钩18时，引导钩18被设置为在周向上与在周向上彼此相邻的两个齿状部10(第一齿状部10p和第二齿状部10q)的齿状部末端12相距一段距离。每个引导钩18引导从第一齿状部10p朝向第二齿状部10q延伸的对应连接线7。如图7中所示，每个引导钩18包括向内突起部18a、第一突起部18b和第二突起部18c。向内突起部18a在径向上从铁芯内周表面覆盖部17的凹部17c的内侧表面21向内突出。第一突起部18b从向内突起部18a的末端向上方向突出。第二突起部18c从向内突起部18a的末端向下方向突出。第一突起部18b和第二突起部18c设置为在径向上与铁芯内周表面覆盖部17的凹部17c的内侧表面21相距一段距离。向内突起部18a具有薄板形状，并且向内突起部18a的厚度方向平行于转动轴2c。第一突起部18b和第二突起部18c每个都具有薄板形状，并且第一突起部18b和第二突起部18c的厚度方向平行于径向。每个引导钩18还包括第一凸起18d和第二凸起(未示出)。第一凸起18d在径向上从第一突起部18b的周向上的中心向外突出。第二凸起在径向上从第二突起部18c的周向上的中心向外突出。如图5中所示，每个引导钩18的第一凸起18d可以在径向上相对于第一虚拟平面20a位于内侧，或者可以在径向上向外突出穿过第一虚拟平面20a和第二虚拟平面20b。相同的情况也适用于每个引导钩18的第二凸起。

如图4中所示，周壁19从铁芯内周表面覆盖部17向上方向和下方向突出。如图2中所示，周壁19形成为具有环状形状。周壁19的存在防止每个线圈6在径向上向外变形。

外部连接部8是保持多根连接线7中每一根的端部以接收从外部装置提供的励磁信号并向外部装置输出由旋转变压器定子2所产生的检测信号的部分。外部连接部8包括多个端子以及端子保持部。多根连接线7中每一根的端部电连接到该多个端子中每个端子的相应的一个端子。端子保持部通过嵌入成型来保持所述多个端子。端子保持部与绝缘体5一体地形成。端子保持部可以替代地与绝缘体5分离地形成。

接下来，参照图6和图8详细描述连接线7的布置。在图8中，第一齿状部10p上面所形成的空间定义为第一上部空间25a，而第一齿状部10p下面所形成的空间定义为第一下部空间25b。类似地，第二齿状部10q上面所形成的空间定义为第二上部空间26a，而第二齿状部10q下面所形成的空间定义为第二下部空间26b。在图8中，(a)图示了连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸的情况；(b)图示了连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸的情况；(c)图示了连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸的情况；并且(d)图示了连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸的情况。在连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸的情况(a)中，连接线7被引导到引导钩18，使得连接线7在引导钩18的向内突起部18a之下穿过，导致连接线7弯曲为向下方向的凸起。类似地，在连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸的情况(b)中，连接线7被引导到引导钩18，使得连接线7在引导钩18的向内突起部18a之上穿过，导致连接线7弯曲为向上方向的凸起。类似地，在连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸的情况(c)中，连接线7被引导到引导钩18，使得连接线7在引导钩18的向内突起部18a之下穿过，导致连接线7弯曲为向下方向的凸起。类似地，在连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸的情况(d)中，连接线7被引导到引导钩18，使得连接线7在引导钩18的向内突起部18a之上穿过(同样参见图6)，导致连接线7弯曲为向上方向的凸起。在任何一种以上情况中，当连接线7在引导钩18的向内突起部18a之上穿过时，连接线7在凹部17c的内侧表面21和图7所示的引导钩18的第一突起部18b之间穿过。此时，连接线7在径向上与引导钩18的第一突起部18b相向(同样参见图4)。类似地，在任何一种以上情况中，当连接线7在引导钩18的向内突起部18a之下穿过时，连接线7在凹部17c的内侧表面21和引导钩18的第二突起部18c之间穿过。此时，连接线7在径向上与引导钩18的第二突起部18c相向(同样参见图4)。此外，由于引导钩18设置在图6所示的凹部17c处，因此当连接线7从第一齿状部10p朝向第二齿状部10q设置时，已经穿过引导钩18的连接线7可以变得更靠近第二平表面17b。这种结构使得能够从第二齿状部10q的根部开始缠绕第二线圈6q。

上述第一示例性实施例具有如下特征。

旋转变压器定子2包括：定子铁芯4，其包括具有环状形状的轭9和从轭9在径向上向内突出的多个齿状部10；绝缘体5，其覆盖轭9的内周表面；多个线圈6，其分别绕多个齿状部10缠绕；连接线7，其将多个线圈6彼此电连接；以及引导钩18，其引导连接线7。多个线圈6包括在周向上彼此相邻的第一线圈6p和第二线圈6q。每根连接线7的至少一部分从与第一线圈6p相对应的第一齿状部10p朝向与第二线圈6q相对应的第二齿状物10q延伸并且钩挂到对应的引导钩18，以便以在径向上向外突出的凸起形状弯曲。绝缘体5包括：第一平表面17a(第一内表面)，其在径向上位于第一线圈6p的外侧并且在径向上与第一线圈6p相向；第二平表面17b(第二内表面)，其在径向上位于第二线圈6q的外侧并且在径向上与第二线圈6q相向；以及凹部17c，其相对于第一虚拟平面20a(第一虚拟平面)和第二虚拟平面20b(第二虚拟平面)在径向上向外凹陷，第一虚拟平面20a和第二虚拟平面20b通过虚拟地延伸第一平表面17a和第二平表面17b直到第一平表面17a和第二平表面17b彼此相交而限定。第一虚拟平面20a从第一平表面17a虚拟地延伸，第二虚拟平面20b从第二平表面17b虚拟地延伸。引导钩18设置在对应的凹部17c处。不同于不设置凹部17c的情况，根据以上结构，当从与第一线圈6p相对应的第一齿状部10p朝向与第二线圈6q相对应的第二齿状部10q缠绕每根连接线7时，可以使已经穿过引导钩18的连接线7更靠近于第二平表面17b。这种结构使得能够从第二齿状部10q的根部开始缠绕第二线圈6q。

该旋转变压器定子2具有平行于旋转变压器定子2的转动轴2c的上方向(第一轴方向)以及与上方向相反的下方向(第二轴方向)。每个引导钩18包括：向内突起部18a，其从凹部17c的内侧表面21在径向上向内突出；第一突起部18b，其从向内突起部18a向上方向突出；以及第二突起部18c，其从向内突起部18a向下方向突出。根据以上结构，引导钩18可以在以下任意一种情况下毫无问题地引导每根连接线7。即，(1)连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸的情况；(2)连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸的情况；(3)连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸的情况；以及(4)连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸的情况。

每个引导钩18被设置为从旋转变压器定子2的转动轴2c可见。根据以上结构，与将每个引导钩18设置在从旋转变压器定子2的转动轴2c看不见引导钩18的位置的情况不同，当每根连接线7钩挂到相应引导钩18时能够抑制绕线嘴的姿势的变化量。因此，可以缩短绕线所需的时间。

如图9中所示，向内突起部18a可以在径向上向外逐渐变细。具体地，向内突起部18a可以以如此的方式形成，使得向内突起部18a的厚度在径向上朝向外逐渐减小。根据以上结构，当对钩挂到引导钩18的连接线7施加张力时，连接线7自动地沿向内突起部18a的斜度在径向上向外移动。这种结构使得能够更可靠地从第二齿状部10q的根部开始缠绕第二线圈6q。向内突起部18a的厚度指的是向内突起部18a在旋转变压器定子2的轴向上的尺寸。

注意，在以上所描述的第一示例性实施例中，引导钩18的数量可以是一个，并且连接线7的数量可以是一根。

(第二示例性实施例)

以下参照图10描述第二示例性实施例。以下主要描述第二示例性实施例和第一示例性实施例之间的差别，并且省略重复的说明。

在第一示例性实施例中，如图3所示，在周向上彼此相邻的两个线圈6(第一线圈6p和第二线圈6q)之间仅设置了一个引导钩18。另一方面，在第二示例性实施例中，如图10所示，在周向上彼此相邻的两个线圈6(第一线圈6p和第二线圈6q)之间设置了四个引导钩18。这四个引导钩18包括两个上部引导钩30(第一引导钩)和两个下部引导钩31(第二引导钩)。两个上部引导钩30设置在两个下部引导钩31之上。每个上部引导钩30从凹部17c的内侧表面21在径向上向内突出并且然后向下方向突出。两个上部引导钩30在周向上以彼此稍微间隔开的方式设置。每个下部引导钩31从凹部17c的内侧表面21在径向上向内突出并且然后向上方向突出。两个下部引导钩31在周向上以彼此稍微间隔开的方式设置。考虑到注入成型期间的脱模，两个上部引导钩30和两个下部引导钩31以在旋转变压器定子2的轴向上彼此不重叠的方式设置。

图10图示从第一齿状部10p朝向第二齿状部10q延伸的三根连接线7。如图10所示，每根连接线7在两个上部引导钩30之下穿过并且在两个下部引导钩31之上穿过。

根据四个引导钩18的布置、齿状部10的高度尺寸等等来确定使用哪个引导钩18引导连接线7。以下示出其具体的实施例。

(1)连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸的情况

在这种情况下，连接线7由两个上部引导钩30引导。

(2)连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸的情况

在这种情况下，连接线7由一个上部引导钩30和一个下部引导钩31中的至少一个或两个来引导，其中，这个上部引导钩30比两个上部引导钩30中的另一个更靠近第一齿状部10p，并且这个下部引导钩31比两个下部引导钩31中的另一个更靠近第二齿状部10q。

(3)连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸的情况

在这种情况下，连接线7由一个下部引导钩31和一个上部引导钩30中的至少一个或两个来引导，其中，这个下部引导钩31比两个下部引导钩31中的另一个更靠近第一齿状部10p，并且这个上部引导钩30比两个上部引导钩30中的另一个更靠近第二齿状部10q。

(4)连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸的情况

在这种情况下，连接线7由两个下部引导钩31引导。

上述第二示例性实施例具有如下特征。

旋转变压器定子2包括多个引导钩18。多个引导钩18包括上部引导钩30(第一引导钩)和下部引导钩31(第二引导钩)。每个上部引导钩30设置在第一线圈6p和第二线圈6q之间并且从凹部17c的内侧表面21在径向上向内突出并且向下方向突出。每个下部引导钩31设置在第一线圈6p和第二线圈6q之间并且从凹部17c的内侧表面21在径向上向内突出并且向上方向突出。根据以上结构，可以在以下任意一种情况中毫无问题地引导连接线7。即，情况(1)连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸；情况(2)连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸；情况(3)连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸；以及情况(4)连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸。

多个引导钩18包括两个上部引导钩30。两个上部引导钩30设置为在周向上彼此相距一段距离。多个引导钩18包括两个下部引导钩31。两个下部引导钩31设置为在周向上彼此相距一段距离。根据以上结构，在以下任意一种情况中，引导钩18可以更可靠地引导对应的连接线7。即，情况(1)连接线7从第一上部空间25a向第二上部空间26a延伸；情况(2)连接线7从第一上部空间25a向第二下部空间26b延伸；情况(3)连接线7从第一下部空间25b向第二上部空间26a延伸；以及情况(4)连接线7从第一下部空间25b向第二下部空间26b延伸。

注意，在以上所描述的第二示例性实施例中，引导钩18的数量为四个，但可以替之以五个或更多。上部引导钩30的数量为两个，但可以替之以一个或三个或更多。下部引导钩31的数量为两个，但可以替之以一个或三个或更多。

在以上所描述的每一个示例性实施例中，绝缘体5包括铁芯上表面覆盖部15、铁芯下表面覆盖部16以及铁芯内周表面覆盖部17。可替代地，铁芯上表面覆盖部15和铁芯下表面覆盖部16可以省略。

此外，每根连接线7可以使在周向上彼此相邻的两个线圈6电连接，也可以使在周向上彼此不相邻的两个线圈电连接。依据如何将励磁线圈和检测线圈绕各齿状部10缠绕或者旋转变压器定子2采用单相励磁/双相检测、双相励磁/单相检测和双相励磁/双相检测中的哪一种，来确定每根连接线7将哪两个线圈6电连接。

第一平表面17a和第二平表面17b为平坦表面，但是也可以为弯曲表面。

从上述的发明中，显而易见的是本发明的实施例可以在许多方面变化。这样的变化不应被视为脱离本发明的主旨和范围，并且如同对本领域技术人员显而易见的，所有这样的修改都旨在包含在所附权利要求书的范围之内。