一种线圈组件、引线连接装置以及同步电机的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种线圈组件、引线连接装置以及同步电机。

背景技术：

现有技术有引线同步电机的方案中，采用引线先与电路板(pcb板)焊接，再将电路板(pcb板)焊接到对应的接线柱上以向同步电机定子绕组提供电流(如图1所示)；无引线同步电机则是电机上连接器插座与电路板(pcb板)连接到接线柱再向定子绕组提供电流连接方法。

不过，无论是前述的有引线同步电机方案还是无引线同步电机方案，中间过渡都采用pcb板方式连接。这种pcb板连接方式会造成一系列的问题：首先，在生产和安装过程中，引线常常会受到外力作用，引起pcb板晃动，由此导致缠绕在接线柱上的漆包线受力易断，导致电机失灵；其次，pcb板采用两道焊接工序，因而可能发生焊接虚焊、焊盘脱落、焊珠飞溅到齿轮等问题；再其次，因为不同的产品配备不同规格的连接引线，导致在生产过程中，引线装配前对电机性能的测试方法繁杂，不便；最后，pcb关键工序焊接人力成本高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中采用pcb板来过渡连接接线柱与引线直接电导通容易造成漆包线断裂、焊接虚焊等技术问题，本实用新型提供了一种线圈组件、引线连接装置以及同步电机来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种线圈组件，包括线圈骨架，所述线圈骨架包括上下固定连接的第一骨架和第二骨架，所述第一骨架和第二骨架上适于缠绕漆包线；接线柱支撑座，固定于所述第一骨架的上方外边缘；所述接线柱支撑座上阵列布置有三个接线柱；每个所述接线柱包括首尾顺序连接的绕线部、安装部和外部连接部，所述安装部与所述接线柱支撑座固定连接，且所述外部连接部与伸出所述接线柱支撑座外侧壁的所述安装部一端连接；位于每个所述接线柱两侧的所述接线柱支撑座上均设有过线槽，所述第一骨架和所述第二骨架的漆包线的端部穿过不同的过线槽后分别缠绕在三个所述绕线部上，且位于中间的所述绕线部共同缠绕所述第一骨架和所述第二骨架的漆包线一端，位于两边的所述绕线部则分别缠绕所述第一骨架和所述第二骨架的漆包线另一端。

所述第一骨架和第二骨架上各缠绕一根漆包线，所述外部连接部用于与外部引线直接连接，所述绕线部用于缠绕漆包线，通过设置三个所述接线柱和位于每个接线柱两侧的过线槽，将每根漆包线的端部分别绕设在两个不同的绕线部上，设置过线槽的目的为了对漆包线的起始端和结束端的过渡连接段起到分线作用，使相邻漆包线之间有足够的电气间隙和爬电距离，将漆包线的端部在相邻绕线部上顺序布置可以避免漆包线之间相互缠绕，影响电机的性能。

进一步的，所述接线柱支撑座上设有至少三个水平贯穿的安装孔，所述安装部穿设于所述安装孔内，此时绕线部位于所述接线柱支撑座的内侧，便于缠绕漆包线，所述外部连接部位于所述接线柱支撑座的外侧，便于与外部引线直接连接。

进一步的，所述安装部一端向上折弯形成所述绕线部，安装部的另一端向上或者向下折弯形成所述外部连接部。

优选的，所述绕线部与所述外部连接部的中心轴平行，且所述绕线部与所述安装部的夹角为90°。

优选的，所述第一骨架的漆包线和第二骨架的漆包线为同一根漆包线。

本实用新型还提供一种引线连接装置，包括：以上所述的线圈组件，所述线圈组件的接线柱支撑座两端设有凸筋；保护壳，包括罩于所述接线柱支撑座外侧的面板，所述面板上设有与所述凸筋匹配的卡扣，通过扣接或者过盈插接方式将所述接线柱支撑座和所述保护壳固定，面板的中部设有通孔，所述通孔将所述保护壳内外侧连通，所述外部连接部通过所述通孔伸出所述面板外侧与设置于所述面板的外侧的外部引线焊接连接；保护盖，固定于所述保护壳的外侧，并与所述保护壳形成容纳所述外部引线与外部连接部的焊接部位的密闭空间，避免所述焊接部位受损。

进一步的，位于所述通孔下方的所述面板的外侧设有至少三个压线槽，每个所述压线槽内适于放置一根外部引线，将所述外部引线在所述保护壳上初步固定，便于焊接操作。

进一步的，所述通孔包含呈l型布置的适于所述外部连接部穿过的通孔一和适于所述安装部穿过的通孔二，与所述压线槽对应的所述面板的内侧设有适于放置所述外部连接部的让位导向槽，所述让位导向槽的顶部通过所述通孔一与所述面板外侧连通，所述通孔二位于所述让位导向槽上方的面板上。外部连接部沿所述让位导向槽安装并穿过所述通孔，实现所述外部连接部的初步定位，便于焊接操作。

进一步的，所述面板的内侧设置有阻隔相邻两个所述绕线部的隔片，避免绕线部残留漆包线线头或者搪锡拉尖导致的相邻两个接线柱之间距离减小，从而造成击穿或者短路等安全隐患。

本实用新型还提供一种同步电机，包括：电机壳，所述电机壳上设有适于卡设所述保护壳的缺口；转子组件，所述转子组件轴向装于所述电机壳内；引线连接装置，其中所述线圈组件套设于所述转子组件外侧，线圈组件用于给所述转子组件提供交变的旋转磁场，从而驱动所述转子组件转动，所述保护壳与所述电机壳共同组成所述同步电机的外壳；传动装置，所述传动装置与所述转子组件传动连接，适于将所述转子组件的旋转运动输出。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的线圈组件将接线柱分为绕线部、安装部和外部连接部，通过外部连接部将接线柱与外部引线直接连接，同时将两个骨架上的漆包线端头与集成在接线柱支撑座上的三个绕线部缠绕，与现有技术中在每个骨架上设置接线柱凸块相比，本实用新型中接线柱布置更紧凑，减少了接线柱占用空间，同时又能保证相邻漆包线之间有足够的电气间隙和爬电距离。

(2)本实用新型所述的引线连接装置，将外部连接部和外部引线分别布置在保护壳的内侧和外侧，并将保护壳与线圈组件卡接固定，实现外部连接部和外部引线的定位，通过所述通孔将外部连接部和外部引线直接电连接，整个装置结构紧凑、密封性较好、装配方便。

(3)本实用新型所述的同步电机通过线圈上的接线柱与外部引线直接电连接，去除了pcb板，其结构简单，装配方便，可实现自动化生产，在提高生产效率的同时还有效降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是现有技术中同步电机与外部引线接线结构示意图；

图2是本实用新型所述的同步电机的整体装配立体图；

图3是图2中a处放大图；

图4是本实用新型所述的线圈组件的立体图；

图5是图4中b处放大图；

图6是图4所示线圈组件的右视图；

图7是图6的a-a向剖视图；

图8是本实用新型所述的线圈组件中漆包线绕制完成松线后的结构示意图；

图9是本实用新型所述的同步电机未安装保护盖时的立体图；

图10是本实用新型所述的同步电机侧视图(含局部剖视)；

图11是本实用新型所述的保护壳从外侧观察时的立体图；

图12是本实用新型所述的保护壳从内侧观察时的立体图；

图13是本实用新型所述的线圈组件与保护壳安装完成后的立体图；

图14是本实用新型所述的线圈组件与保护壳装配至第一步时的内部状态示意图；

图15是本实用新型所述的线圈组件与保护壳装配至第二步时的内部状态示意图；

图16是本实用新型所述的线圈组件与保护壳装配至第三步时的内部状态示意图；

图17是本实用新型所述的同步电机分解示意图。

图中，1、线圈组件，101、第一骨架，102、第二骨架，103、接线柱支撑座，1031、安装孔，1032、凸筋，104、接线柱，104-1、第一接线柱，104-2、第二接线柱，104-3、第三接线柱，1041、绕线部，1042、安装部，1043、外部连接部，105、底线槽，106、第一过线槽，107、第二过线槽，108、第三过线槽，109、第四过线槽，1010、第五过线槽，1011、第六过线槽，2、传动装置，201、上盖，3、转子组件，4、保护壳，401、面板，402、卡扣，403、通孔，4031、通孔一，4032、通孔二，404、筋条，405、凸块，406、压线槽，407、让位导向槽，408、隔片，5、保护盖，6、电机壳，601、缺口，7、外部引线，8、漆包线，801、第一结束端，802、第一起始端，803、第二起始端，804、第二结束端，9、密闭空间，10、pcb板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1，如图4-图7所示，一种线圈组件，包括：

线圈骨架，所述线圈骨架包括上下固定连接的第一骨架101和第二骨架102，第一骨架101和第二骨架102上适于缠绕漆包线8，第一骨架101和第二骨架102均为中部具有内凹绕线槽的中空柱状结构，第一骨架101和第二骨架102的上端面均具有与上层结构贯通的底线槽105。

接线柱支撑座103，固定于第一骨架101的上方外边缘；接线柱支撑座103上阵列布置有三个接线柱104；每个接线柱104包括首尾顺序连接的绕线部1041、安装部1042和外部连接部1043，安装部1042与接线柱支撑座103固定连接，且外部连接部1043与伸出接线柱支撑座103外侧壁的安装部1042一端连接，所述“外侧”是指远离线圈组件1中心轴的一侧，将外部连接部1043向外部延伸，便于与外部引线7直接电连接；位于每个接线柱104两侧的接线柱支撑座103上均设有过线槽，过线槽设置在接线柱支撑座103的外侧(即外部连接部1043的两侧)，第一骨架101和第二骨架102的漆包线8的端部穿过不同的过线槽后分别缠绕在三个绕线部1041上，且位于中间的绕线部1041共同缠绕第一骨架101和第二骨架102的漆包线8一端。

如图5和图6所示，三个接线柱104依次为第一接线柱104-1、第二接线柱104-2和第三接线柱104-3，第二接线柱104-2为公共接线柱，用于缠绕第一骨架101的漆包线8的结束端(即第一结束端801)和第二骨架102的漆包线8的起始端(即第二起始端803)，第一接线柱104-1用于缠绕第一骨架101的漆包线8的起始端(即第一起始端802)，第三接线柱104-3用于缠绕第二骨架102的漆包线8的结束端(即第二结束端804)，漆包线8与绕线部1041绕制完成后采用焊接方式固定连接。

如图6所示，第一起始端802从第一接线柱104-1左侧穿过第一过线槽106，第一结束端801从第二接线柱104-2左侧穿过第二过线槽107，第二起始端803从第二接线柱104-2的右侧穿过第三过线槽108，第二结束端804从第三接线柱104-3的右侧穿过第六过线槽1011，设置过线槽的目的是为了对漆包线8的起始端和结束端的过渡连接段起到分线作用，使相邻的漆包线8之间有足够的电气间隙和爬电距离，来满足安规认证要求。

如图6所示，第一骨架101和第二骨架102上漆包线8的绕制方式如下：

第一线圈的缠绕：第一骨架101的漆包线8的第一起始端802在第一接线柱104-1的绕线部1041缠绕一定圈数，经第一过线槽106然后通过第一骨架101上的底线槽105后在第一骨架101的绕线槽上进行漆包线8缠绕，漆包线8缠绕完成后，经过第二过线槽107，第一骨架101的漆包线8的第一结束端801在第二接线柱104-2的绕线部1041缠绕一定圈数，此时第一线圈缠绕完成。

第二线圈的缠绕：第二骨架102的漆包线8的起始端在第二接线柱104-2的绕线部1041缠绕一定圈数，经第三过线槽108然后通过第一骨架101的绕线槽经第四过线槽109进入第二骨架102上的底线槽105后在第二骨架102的绕线槽上进行漆包线8缠绕，漆包线8缠绕完成后，经过第五过线槽1010并跨过第一骨架101的绕线槽经第六过线槽1011后第二骨架102的漆包线8的结束端缠绕在第三接线柱104-3上的绕线部1041缠绕一定圈数，此时第二线圈缠绕完成。第二骨架102的漆包线8结束端跨接连接到第三接线柱104-3，使其与相邻漆包线8的起始端或结束端有足够的电气间隙和爬电距离，来满足安规认证要求。每个过线槽由过线凸台来进行分线。

上述第一骨架101的漆包线8与第二骨架102的漆包线8可以为同一根漆包线。

漆包线8在绕线部1041的缠绕圈数因漆包线8的线径不同而有变化，一般在3到10圈范围内，保证漆包线8缠绕接线柱104的绕线部1041时，漆包线8不会产生松动或滑落。通常对缠绕于绕线部1041上的漆包线8进行焊接或搪锡，以使漆包线8与绕线部1041结合成一体实现电导通。

接线柱104与接线柱支撑座103的固定结构可以为但不限于如下结构：如图5-图7所示，接线柱支撑座103上设有至少三个水平贯穿的安装孔1031，可以安装至少三个接线柱104，安装部1042穿设于安装孔1031内，接线柱104通过压入的方式插入安装孔1031内，接线柱104的最大外形尺寸大于安装孔1031的最大外形尺寸，形成过盈配合。此时绕线部1041位于接线柱支撑座103的内侧，即靠近线圈组件1中心轴的一侧，便于缠绕漆包线8，外部连接部1043位于接线柱支撑座103的外侧，即远离线圈组件1中心轴的一侧，便于与外部引线7直接连接。

实施例2，在实施例1的基础上，安装部1042一端向上折弯形成绕线部1041，绕线部1041端部朝上，可以避免漆包线8缠绕过程中从绕线部1041脱出，安装部1042的另一端向上或者向下折弯形成外部连接部1043，增加外部连接部1043与外部引线7的焊接接触面。作为优选的，如图7所示，绕线部1041与外部连接部1043的中心轴平行，且绕线部1041与安装部1042的夹角为90°。漆包线8缠绕为紧绷式缠绕，为避免漆包线8缠绕过紧在实际使用中因为震动、压制等原因导致漆包线8断裂，需要在焊接或搪锡完成后对绕线部1041朝向安装部1042方向折弯以实现松线，如图8所示，绕线部1041中心线相对于线圈组件1骨架中心轴线的折弯夹角为5°～30°，优选20°。当松线角度小于5°时，松线效果不明显，依然存在漆包线8容易断裂的情况，松线角度大于30°时，松线幅度过大，导致漆包线8起始端与结束端部位线形较松弛，存在挂线或者断线风险。

实施例3，如图3-图5，图9-图16所示，一种引线连接装置，包括：

以上所述的线圈组件1，线圈组件1的接线柱支撑座103两端设有凸筋1032。

保护壳4，包括罩于接线柱支撑座103外侧的面板401，面板401的两侧翼设有与凸筋1032匹配的卡扣402，具体的，卡扣402设置在面板401的外侧延伸壁上面，通过扣接方式或者过盈插接的方式将接线柱支撑座103和保护壳4固定，面板401的中部设有通孔403，外部连接部1043通过通孔403伸出面板401外侧与设置于面板401的外侧的外部引线7焊接连接，如图9中的放大区域示意出了外部引线7与外部连接部1043的连接部位。

保护盖5，封闭于保护壳4外侧的通孔403处，外部引线7与外部连接部1043的焊接部位位于保护盖5与保护壳4形成的密闭空间9内(如图10所示)，避免所述焊接部位受损。

保护壳4和保护盖5均采用绝缘材质制成，保护盖5与保护壳4安装在一起，安装固定方式可以选用卡接、螺栓连接、粘结、焊接等方式，由于同步电机一般使用电压为120v或220v，所以优选超声波焊接方式，这样可以减少用户使用触电风险。为了减少超声波焊接后溢胶影响外观，如图3和图11所示，可以选择在保护壳4外侧沿着超声波焊接位置设置相应的筋条404，对溢胶进行遮挡，美化外观。

实施例4，实施例3中仅通过保护壳4和接线柱支撑座103的扣接将外部连接部1043和外部引线7预先分离，并且对其焊接部位进行保护，但是由于外部连接部1043和外部引线7的结构较软，焊接操作时接头无法固定，且连接完成后外部引线7收到外力作用时容易造成连接部位断裂，为此，需要对外部连接部1043或者外部引线7的接头部位进行初步固定，如图11-图16所示本实施例中对外部引线7采用如下固定结构：位于通孔403下方的面板401的外侧设有至少三个压线槽406，每个压线槽406内适于放置一根外部引线7，压线槽406的作用是固定外部引线7的位置，便于外部引线7与接线柱104外部连接部1043焊接。压线槽406的数量可以与外部引线7数量对应，也可以采用冗余设计，以增加匹配范围。压线槽406的宽度与引线最大外径(包括绝缘层)进行匹配，采用过盈配合，保证引线在压线槽406中有一定的挤压变形，使外部引线7在压线槽406中固定。

本实施例中对外部连接部1043采用如下固定结构：通孔403包含呈l型布置的适于外部连接部1043穿过的通孔一4031和适于安装部1042穿过的通孔二4032，即通孔一4031和通孔二4032位于两个相互垂直的平面内，与压线槽406对应的面板401的内侧设有适于放置外部连接部1043的让位导向槽407，让位导向槽407的顶部通过通孔一4031与面板401外侧连通，通孔二4032位于让位导向槽407上方的面板401上，通孔一4031为竖直通孔403，通孔二4032为竖直通孔403，两者相互连通。

如图11所示，在面板401外侧设置凸块405，在凸块405上设置压线槽406，如图12所示，让位导向槽407则从面板401内侧向凸块405方向凹陷，让位导向槽407向上延伸贯穿凸块405上表面形成通孔一4031，位于相邻让位导向槽407之间的面板401内侧也可以设置凹槽，用于降低凸块405厚度，减少保护壳4重量，同时减小壁厚过厚造成的注塑收缩问题。

本实施例中线圈组件1与保护壳4安装步骤如下：

第一步：如图14所示，将保护壳4向线圈组件1靠近，使外部连接部1043与保护壳4的让位导向槽407平行，并将外部连接部1043完全置于让位导向槽407中使外部连接部1043与让位导向槽407的侧面贴合。

第二步：如图15所示，使保护壳4相对于线圈组件1向下运动一段距离，当外部连接部1043通过通孔一4031完全置于保护壳4的外侧时，停止向下运动。

第三步：如图16所示，保护壳4相对于线圈组件1朝向线圈组件1中心运动，此时安装部1042沿通孔二4032伸出保护壳4外部，如图4和图11所示，最后将保护壳4的卡扣402与第一骨架101的凸筋1032配合，保护壳4与线圈组件1的装配完成。

实施例5，绕线部1041残留的漆包线8线头或者搪锡拉尖会导致相邻两个接线柱104之间距离减小，容易造成击穿或者短路等现象，为此，本实施例在实施例3或者实施例4的基础上，如图7、图11和图12所示，在面板401的内侧设置有阻隔相邻两个绕线部1041的隔片408，本实施例中共设置有两个隔片408，由于隔片408与保护壳4为一体的绝缘体，因此可以避免相邻两个接线柱104之间的直接导通，安全系数得到提高。

实施例6，如图2和图17所示，一种同步电机，包括：

电机壳6，电机壳6上设有适于卡设保护壳4的缺口601，保护壳4从缺口601上方插入电机壳6。

转子组件3，转子组件3轴向装于电机壳6内，转子组件3为同步电机中的通用部件，本实用新型未对其结构和功能进行改进，故本实用新型中不对其具体结构进行赘述。

引线连接装置，用于与外部引线7实现电连接，其中线圈组件1套设于转子组件3外侧，线圈组件1用于给转子组件3提供交变的旋转磁场，从而驱动转子组件3转动，保护壳4与电机壳6共同组成同步电机的外壳。

传动装置2，传动装置2与转子组件3传动连接，适于将转子组件3的旋转运动输出。传动装置2上设置有封闭所述电机壳6的上盖201，传动装置2通过齿轮传动的方式将电机的动力传递给工作机构等中间设备，齿轮传动为本领域技术人员惯用的技术手段，此处不再具体阐述传动装置2的结构。

本实施例的具体实施方式为：转子组件3轴向装入电机壳6内部，然后将保护壳4与线圈组件1装配在一起，接着装入电机壳6内部，依次再装入传动装置2，并对装配后的整机进行压铆连接，压铆连接完成后将外部引线7压入压线槽406，然后进行外部连接部1043与外部引线7焊接，最后将保护盖5与保护壳4进行焊接。电机通电后转子组件3旋转，从而驱动传动装置2对外提供输出动力。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。