专利名称:旋转电机、旋转电机的线圈骨架的制作方法
【专利摘要】通过将线圈骨架形成为薄壁能够提高旋转电机的绕线占空系数。旋转电机(1)具有安装于定子(2)的层叠铁芯体(5)的突起部(18)的线圈骨架(6)。线圈骨架(6)具备卷绕绕线(7)的方框状的主体部(21)。主体部(21)的4个侧面(21U、21D、21L、21R)中，在对置配置的一方的2个侧面(21L、21R)具有由绝缘材料形成的薄膜体(22a)，在对置配置的另一方的2个侧面(21U、21D)具有树脂部(23A、23B)。
【专利说明】旋转电机、旋转电机的线圈骨架
【技术领域】
[0001]公开的实施方式涉及旋转电机、旋转电机的线圈骨架。
【背景技术】
[0002]在旋转电机中，已知用于使定子的绕线和铁芯电绝缘的、由树脂材料一体成型的线圈骨架(例如，参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本特开2004-194458号公报实用新型内容
[0005]实用新型所要解决的课题
[0006]为了增大定子的绕线占空系数，要求使线圈骨架的壁厚变薄。然而，在上述现有技术中为使用模具进行的成型加工，因此线圈骨架变薄具有限度，从而存在绕线占空系数受到制约这样的问题。
[0007]本实用新型是鉴于这样的问题点而完成的，本实用新型的目的在于提供旋转电机、旋转电机的线圈骨架，能够通过将线圈骨架形成为薄壁来提高绕线占空系数。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]为解决上述课题，根据本实用新型的一个观点，提供一种旋转电机，其具有安装于定子铁芯的突起部的线圈骨架，其中，所述线圈骨架具备卷绕有绕线的方框状的主体部，所述主体部的4个侧面中，至少在对置配置的一方的2个侧面具有由绝缘材料形成的薄膜体，在对置配置的另一方的2个侧面中的至少一方具有树脂部，所述薄膜体和所述树脂部通过成型加工而接合成一体。
[0010]并且，在所述旋转电机中，所述线圈骨架还具备在所述主体部的开口侧两端部的至少一方设置的檐部，所述檐部由薄膜体构成。
[0011]并且，在所述旋转电机中，所述线圈骨架还具备在所述主体部的开口侧两端部的至少一方设置的檐部，所述檐部由薄膜体构成。
[0012]并且，在所述旋转电机中，所述主体部在所述另一方的2个侧面中的至少一方具有与在所述一方的2个侧面设置的所述薄膜体相连的薄膜体，所述树脂部设置于所述薄膜体。
[0013]并且，在所述旋转电机中，所述树脂部具有:载置基板的基板载置部；和设置于所述基板载置部的销端子用孔。
[0014]并且，在所述旋转电机中，所述树脂部具有:载置基板的基板载置部；和设置于所述基板载置部的销端子用孔。
[0015]此外，根据本实用新型的另一观点，应用一种旋转电机的线圈骨架，其安装于旋转电机的定子铁芯的突起部，其中，所述旋转电机的线圈骨架具备卷绕绕线的方框状的主体部，所述主体部的4个侧面中，至少在对置配置的一方的2个侧面具有绝缘体的薄膜体，在对置配置的另一方的2个侧面中的至少一方具有树脂部，所述薄膜体和所述树脂部通过成型加工而接合成一体。
[0016]实用新型效果
[0017]根据本实用新型，通过将线圈骨架形成为薄壁，能够提高旋转电机的绕线占空系数。
【附图说明】
[0018]图1是表示本实施方式的旋转电机的整体结构的纵剖视图。
[0019]图2是相当于图1中II 一 II剖面的横剖视图。
[0020]图3是放大示出旋转电机的定子的一部分的横剖视图。
[0021]图4是表示本实施方式的线圈骨架的详细结构的立体图。
[0022]图5是相当于图4中V — V剖面的线圈骨架的纵剖视图。
[0023]图6是用于对使用绝缘片来形成大致U字形的薄膜体的加工的一例进行说明的说明图。
[0024]图7是示出设置有大致U字形的薄膜体的模具的一例的剖视图。
[0025]图8是仅在主体部的一侧的对置的侧面配置薄膜体的变形例的线圈骨架的纵剖视图。
[0026]图9是仅在主体部的I个侧面配置树脂部的变形例的线圈骨架的纵剖视图。
[0027]图10是将薄膜体形成为口字形的变形例的线圈骨架的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对实施方式进行说明。
[0029]<旋转电机的结构>
[0030]首先，使用图1至图3，对本实施方式的旋转电机I的结构进行说明。如图1及图2所示，旋转电机I具备定子2和转子3，旋转电机I是在定子2的内侧具备转子3的内转子型的马达。另外，旋转电机I也可以不是马达而是发电机。定子2以与转子3在径向上对置的方式隔着环状的层叠铁芯环20设置于框架4的内周面。该定子2具有:层叠铁芯体5 (定子铁芯)；安装于层叠铁芯体5的线圈骨架6;卷绕于线圈骨架6的螺旋线7 (绕线)；以及层叠铁芯环20。为了使层叠铁芯体5和螺旋线7电绝缘而由绝缘性材料构成线圈骨架6。在线圈骨架6的轴向一侧(图1中左侧)设置有基板8，设置于该基板8的电路和卷绕于线圈骨架6的螺旋线7经由2个销端子9电连接。螺旋线7的卷绕开始端和卷绕结束端的末端7a缠绕于对应的销端子9，并利用焊锡H进行固定。
[0031]转子3由永磁体构成，并设置于轴10的外周面。轴10被负载侧轴承12和负载相反侧轴承14支承成旋转自如，所述负载侧轴承12的外圈与设置于框架4的负载侧(图1中右侧)的负载侧托架11嵌合，所述负载相反侧轴承14的外圈与设置于框架4的负载相反侧(负载侧的相反侧。图1中左侧)的负载相反侧托架13嵌合。在轴10的负载相反侧端部设置有编码器15。编码器15被编码器罩16覆盖。
[0032]层叠铁芯体5具备多个(在本例中为9个)向半径方向外侧突出的放射状的突起部18，卷绕有螺旋线7的线圈骨架6从外侧安装于各突起部18。如图3所示，安装于各个突起部18的线圈骨架6的螺旋线7的卷绕层的相对的侧部以隔开间隙的方式配置于相邻的2个突起部18之间的凹部19。在将卷绕有螺旋线7的线圈骨架6安装于层叠铁芯体5之后，定子2固定并组装到环状的层叠铁芯环20的内周，并且安装于框架4的内周面。然后，向凹部19内压入树脂，线圈骨架6和螺旋线7等利用树脂模制。
[0033]<线圈骨架的结构>
[0034]接下来，使用图4及图5对线圈骨架6的详细结构进行说明。线圈骨架6具备卷绕螺旋线7的大致方框状的主体部21。主体部21具有:定子2的轴向(图5中上下方向)的2个侧面21U、21D、和与轴向垂直的方向(图5中左右方向)的2个侧面21L、21R。主体部21的4个侧面21U、21D、21L、21R中，在对置配置的一方的2个侧面21L、21R具有由绝缘材料形成的薄膜体22a，在对置配置的另一方的2个侧面21U、21D中的一个的侧面2IU具有由绝缘材料形成的薄膜体22b。薄膜体22b和2个薄膜体22a相连，利用所述薄膜体22b和2个薄膜体22a形成大致U字形的薄膜体22。
[0035]并且，主体部21的上述另一方的2个侧面21U、21D中，在一个侧面2IU具有树脂部23A，在另一侧面21D具有树脂部23B。薄膜体22和树脂部23通过成型加工(例如注塑成型等)而接合成一体。详细地说，薄膜体22b与树脂部23A的下表面23a接合，2个薄膜体22a分别与树脂部23B的侧面23b接合。其结果为，薄膜体22b和树脂部23A构成主体部21的侧面21U，树脂部23B构成侧面21D，2个薄膜体22a分别构成侧面21L、21R。2个薄膜体22a作为线圈骨架6的侧面21L、21R而在侧方露出。另外，树脂部23A、23B的外侧的表面形成为曲面状，以便能够降低对卷绕的螺旋线7作用的应力。
[0036]主体部21还在开口侧两端部、即开口 25的成为定子2的框架4侧的外周侧(图5中里侧)及开口 25的成为转子3侧的内周侧(图5中近前侧)的端部具备多个(在该例中为4个)檐部24。檐部24在该例中与薄膜体22a相连，并利用由绝缘材料形成的薄膜构成。檐部24以向开口部25的外侧突出的方式被设置在主体部21的薄膜体22a侧的端部两侧。各檐部24具有大致长方形形状，并且其长度方向(图5中上下方向)的长度形成为比薄膜体22a的长度方向的长度长。其结果为，檐部24的两端部比上述树脂部23A在长度方向(图4中上下方向)上进一步伸出。另外，也可以构成为仅使檐部24的长度方向一端部比树脂部23A进一步伸出。
[0037]定子2的螺旋线7自主体部21的轴向的一侧(图4及图5中上侧)开始卷绕，经由薄膜体22a、树脂部23B、薄膜体22a及树脂部23A绕主体部21 —周，并以将其重复规定次数的方式卷绕于主体部21，在主体部21的轴向的一侧结束卷绕。
[0038]树脂部23A具备载置基板8的树脂制的基板载置部26 (参照图1及图4)。基板载置部26由在树脂部23A的外周侧形成的长方体状的块构成，并与树脂部23A形成为一体。檐部24的伸出部分接合于基板载置部26的内周侧的面26a。在基板载置部26的轴向一侧的端面26b载置有基板8，进行基板8的轴向定位。并且在端面26b的2个部位设置有销端子用孔27，它们用于保持2个销端子9 (参照图1)。在钉入于一个销端子用孔27的销端子9卷绕有螺旋线7的卷绕开始的末端7a (参照图1)，在钉入于另一销端子用孔27的销端子9卷绕有螺旋线7的卷绕结束的末端7a，并且分别利用焊锡H进行固定。载置于基板载置部26的基板8的电路和螺旋线7经由销端子9电连接。
[0039]具有4个檐部24的大致U字形的薄膜体22例如可以通过如下方式进行制作:使用由聚酰亚胺等绝缘材料构成的绝缘片或绝缘带，实施类似于折纸加工的加工。使用图6，对使用绝缘片形成大致U字形的薄膜体22的加工的一例进行说明。
[0040]如图6所示，准备切割成规定的尺寸的长方形形状的绝缘片28。在该绝缘片28的宽度方向(图6中上下方向)上的中央区域划出用虚线表示的2条长度方向的折线hl，将绝缘片28的宽度方向两侧分成2个大致相同宽度的长方形的区域28a、和它们之间的宽度大的长方形的中央的区域28b。而且，在各区域28a的长度方向(图6中左右方向)上的大致中央位置划出用实线表示的宽度方向的切入线h2，将宽度方向两侧的各区域28a划分成2个大致相同长度的长方形的区域28al。并且，在中央的区域28b的长度方向上的中央区域以隔开规定间隔的方式划出用虚线表示的2条宽度方向的折线h3，将中央的区域28b划分成中央部的长方形的区域28bl和其两侧的2个大致相同长度的长方形的区域28b2，在中央部的区域28bl的宽度方向两端划出长度方向的切入线h4。并且，在中央的区域28b的长度方向上的两端部划出矩形状的切入线h5。
[0041]然后，沿着切入线h2、h4、h5切割绝缘片28，并且，沿折线h3进行峰折，沿折线hi进行谷折，这时，形成了由绝缘片28的宽度方向中央的2个区域28b2和它们之间的区域28bI形成的U字状体、以及由绝缘片28的宽度方向两侧的各2个区域28al形成的与U字状体的宽度方向两侧连续设置的向外侧弯折的弯折片。另外，被矩形形状的切入线h5包围的区域28b3被切除。U字状体的2个区域28b2成为主体部21的对置配置的2个薄膜体22a，U字状体的区域28bl成为2个薄膜体22a之间的薄膜体22b，被弯折的区域28al成为檐部24。
[0042]如上所述那样，将形成为大致U字形的绝缘片28和树脂部23A、23B (包括基板载置部26)利用例如注塑成型而接合成一体，由此形成线圈骨架6。图7中示出了注塑成型中使用的模具的剖面的一例。首先，在由2个模构成的模具30内设置有形成为大致U字形的绝缘片28。该步骤相当于第I步骤。另外，绝缘片28的相当于檐部24的部分中除了与基板载置部26接合的部分以外配置于模具30的外部。在设置有绝缘片28的模具30内，在一侧(图7中左侧)划分出形成树脂部23B的模腔31b，在另一侧(图7中右侧)划分出形成树脂部23A的模腔31a。另外，关于形成基板载置部26的模腔省略了图示。接下来，将模具30合模，从未图示的浇道将树脂压入到模具30内并使其硬化，进行树脂成型。由此，形成一体地具备在侧面具有薄膜体22a和树脂部23A、23B的主体部21、4个檐部24以及基板载置部26的线圈骨架6。该步骤相当于第2步骤。
[0043]<实施方式的效果>
[0044]根据以上说明的实施方式，得到如下效果。即，一般地在旋转电机I的线圈骨架6中，主体部21的位于轴向两侧的面(相当于本实施方式的侧面21U、21D)的壁厚对螺旋线7的匝数造成的影响比较小，但当主体部21的位于圆周方向两侧的面(相当于本实施方式的侧面21L、21R)的壁厚大时，螺旋线7的匝数减少，对匝数的影响比较大。
[0045]在本实施方式中，线圈骨架6的主体部21的4个侧面21U、21D、21L、21R中，至少在对置配置的一方的2个侧面21L、21R具有由绝缘材料形成的薄膜体22a。由此，能够将线圈骨架6的对螺旋线7的匝数的影响大的部分形成为薄壁，因此能够增大螺旋线7的匝数，能够提高占空系数。因此，能够提高马达特性。并且，主体部21在对置配置的另一方的2个侧面21U、21D具有树脂部23A、23B，因此能够确保必要的强度，能够提高线圈骨架6的可靠性。
[0046]并且，在本实施方式中特别地，薄膜体22和树脂部23A、23B (包括基板载置部26)通过注塑成型而接合成一体。由此，在例如薄膜体22和树脂部23A、23B构成为分体的情况下，在将线圈骨架6安装于层叠铁芯体5的突起部18时需要组装薄膜体22和树脂部23A、23B的作业，但在本实施方式中由于是接合成一体，因此不需要这样的组装作业。因此，能够提高将线圈骨架6安装于突起部18时的作业性。
[0047]并且，在本实施方式中特别地，线圈骨架6具有在主体部21的开口侧两端部设置的檐部24，因此能够进一步提高层叠铁芯体5和螺旋线7的绝缘性。并且，由于利用薄膜体构成檐部24，因此能够减小檐部24的壁厚。由此，能够进一步增大螺旋线7的匝数，能够进一步提尚占空系数。
[0048]而且，还能够获得如下效果。即，如上所述，在卷绕有螺旋线7的线圈骨架6安装于层叠铁芯体5的突起部18的状态下，定子2被树脂材料模制。这时，在例如主体部6和檐部24由树脂材料一体成型的线圈骨架的情况下，由于模制时的压力而导致应力集中于檐部24的根部附近，从而有可能在檐部24产生裂痕。在本实施方式中，由于利用薄膜体构成檐部24，因此能够通过绝缘片28的弯折构成主体部21的薄膜体22a和檐部24。其结果为，成为檐部24相对于主体部21柔软地接合的状态，因此即使在模制时施加有压力，应力也不会集中在檐部24的根部附近。因此，能够防止在檐部24产生裂痕，能够提高可靠性。
[0049]并且，在本实施方式中特别地，将薄膜体22形成为大致U字形形状并设置于模具30。由此，与例如将多个板状的薄膜体单独设置于模具的情况相比，将薄膜体22设置于模具30的作业变得容易，能够提高作业性。并且，在侧面21U中，树脂部23A的整个下表面23a与薄膜体22接合，因此与只是将板状的薄膜体分别配置于树脂部23A的两侧而接合的情况相比，能够大幅增大接合面积，能够增大薄膜体22和树脂部23A的接合强度。因此，能够进一步提尚可靠性。
[0050]并且，在本实施方式中特别地，树脂部23A具有基板载置部26，由此能够进行基板18的定位。并且，通过将销端子用孔27设置于基板载置部26，能够对固定螺旋线7的卷绕开始和卷绕结束的末端7a的销端子9进行保持。因此，能够使线圈骨架6具有与由树脂材料一体成型的现有的线圈骨架相同的功能。
[0051]<变形例>
[0052]另外，本实用新型不限于上述实施方式，在不脱离其主旨及技术思想的范围内能够进行各种变形。以下，依次对这样的变形例进行说明。
[0053](I)仅在主体部21的侧面21L、21R配置薄膜体的情况
[0054]在上述实施方式中构成为，在线圈骨架6的主体部21的4个侧面中，在一方的对置配置的2个侧面21L、21R具有薄膜体22a，在另一方的对置配置的2个侧面21U、21D中的一个面2IU具有薄膜体22b，但也可以如图8所示地构成为，在侧面2IU没有薄膜体，仅在2个侧面21L、21R具有薄膜体22a。
[0055]根据本变形例，也能够将线圈骨架6的对螺旋线7的匝数的影响大的部分形成为薄壁，因此能够增大螺旋线7的匝数，能够提高占空系数。
[0056](2)仅在主体部21的侧面2ID配置树脂部的情况
[0057]在上述实施方式中构成为，线圈骨架6的主体部21在2个侧面21U、21D双方具有树脂部23A、23B，但如图9所示地也可以构成为仅在侧面21D具有树脂部23B。
[0058]根据本变形例，也能够将线圈骨架部6的主体部21形成为方框形状，而且能够简化主体部21的结构。并且，由于能够缩短主体部21的周长，所以能够节省必要的螺旋线长度。
[0059](3)分体地设置线圈骨架的树脂部和薄膜体的情况
[0060]在上述实施方式中，通过树脂成型将树脂部23A、23B和薄膜体22a、22b形成为一体，但也可以将树脂部23A、23B和薄膜体22a、22b分体形成，来组装主体部21。
[0061](4)仅在一侧形成檐部、或者没有檐部的情况
[0062]在上述实施方式中构成为，线圈骨架6的主体部21在开口 25的外周侧和内周侧的两端部具有檐部24，但也可以将檐部24仅设置在开口部25的外周侧和内周侧中的一侧。而且，也可以是不设置檐部24的结构。在该情况下，以在与突起部18和层叠铁芯环20之间具有间隙的方式卷绕螺旋线7，并利用之后的树脂模制进行绝缘即可。
[0063](5)将薄膜体形成为口字形的情况
[0064]在上述实施方式中，将在线圈骨架6的主体部21使用的薄膜体22形成为大致U字形，但也可以如图10所示，通过在主体部21的侧面21D也配置薄膜体22c，而将薄膜体22形成为口字形。即使是这样的形状，也能够使将薄膜体22设置于模具30的作业变得容易，提尚作业性。
[0065]另外，除以上已经说明的以外，也可以将上述实施方式和各变形例的技术适当组合来使用。
[0066]此外，虽未——举例示出，但本实施方式在不脱离其主旨的范围内可以施加各种变更来实施。
[0067]标号说明
[0068]1:旋转电机；
[0069]2:定子；
[0070]3:转子；
[0071]5:层置铁芯体(定子铁芯);
[0072]6:线圈骨架；
[0073]7:螺旋线(绕线)；
[0074]18:突起部；
[0075]21:主体部；
[0076]22a、22b:薄膜体；
[0077]22:薄膜体；
[0078]23A、23B:树脂部；
[0079]24:檐部；
[0080]25:开口部；
[0081]26:基板载置部；
[0082]27:销端子用孔；
[0083]28:绝缘片；
[0084]30:模具。
【权利要求】
1.一种旋转电机，其具有安装于定子铁芯的突起部的线圈骨架，所述旋转电机的特征在于， 所述线圈骨架具备卷绕绕线的方框状的主体部， 所述主体部的4个侧面中，至少在对置配置的一方的2个侧面具有由绝缘材料形成的薄膜体，在对置配置的另一方的2个侧面中的至少一方具有树脂部， 所述薄膜体和所述树脂部通过成型加工而接合成一体。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于， 所述线圈骨架还具备在所述主体部的开口侧两端部的至少一方设置的檐部， 所述檐部由薄膜体构成。3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于， 所述线圈骨架还具备在所述主体部的开口侧两端部的至少一方设置的檐部， 所述檐部由薄膜体构成。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的旋转电机，其特征在于， 所述主体部在所述另一方的2个侧面中的至少一方具有与在所述一方的2个侧面设置的所述薄膜体相连的薄膜体， 所述树脂部设置于所述薄膜体。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的旋转电机，其特征在于， 所述树脂部具有: 载置基板的基板载置部；和 设置于所述基板载置部的销端子用孔。6.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于， 所述树脂部具有: 载置基板的基板载置部；和 设置于所述基板载置部的销端子用孔。7.—种旋转电机的线圈骨架，其安装于旋转电机的定子铁芯的突起部，所述旋转电机的线圈骨架的特征在于， 所述旋转电机的线圈骨架具备卷绕绕线的方框状的主体部， 所述主体部的4个侧面中，至少在对置配置的一方的2个侧面具有绝缘体的薄膜体，在对置配置的另一方的2个侧面中的至少一方具有树脂部， 所述薄膜体和所述树脂部通过成型加工而接合成一体。
【文档编号】H02K15-10GK204304653SQ201290001226
【发明者】山岸俊幸, 青木健一, 冈威宪 [申请人]株式会社安川电机