专利名称：定子、无刷电动机以及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于旋转电机的定子、无刷电动机、以及定子和无刷电动机的制
造方法。
背景技术：
JPH09-322441A公开了一种用于无刷电动机的定子。按照上述文件，包括由多个可以沿轴向方向分离的环形磁轭(yoke)构件制成的芯体构件的电枢。每个磁轭构件具有与其整体地形成的朝向径向外部突出的齿部分。但是，上述文件中公开的无刷电动机是外转子类型的电动机。该文件没有公开与内转子类型的电动机有关的任何内容，例如定子、无刷电动机及其制造方法。如果上述文件中公开的磁轭被修改为适合内转子类型的电动机，那么齿部分需要被布置为朝向径向内部突出。在上述情况下，很难将线圈缠绕在齿部分上，特别地从径向外部。采用锭翼缠绕机也是困难的，因为上面提到的芯体的布置需要从径向内部缠绕线圈。在上述情况下，仍然可以采用可以从径向内部将线圈缠绕在齿部分上的喷嘴缠绕机。在采用喷嘴缠绕机的情况下， 必需保持允许移动和通过齿部分之间的喷嘴的空间。此外，该空间降低作为线圈的横截面中的导电材料的比的线圈的空间系数。结果，增大空间系数是困难的，并且使得使旋转电机变小变得困难。此外，由于喷嘴缠绕机在缠绕速度方面与锭翼缠绕机相比较慢，因此增大线圈的缠绕速度是困难的。此外，由于减小缠绕机的数量是困难的，因此降低产品的成本是困难的。在上述讨论中，锭翼缠绕机包括锭翼和可变模型。锭翼缠绕机执行锭翼缠绕方法， 在其中，线圈通过从锭翼进给线圈同时驱动锭翼沿圆形路径在齿部分周围旋转，并且同时通过采用可变模型形成和成型线圈而被缠绕在齿部分上。喷嘴缠绕机包括喷嘴。喷嘴缠绕机执行喷嘴缠绕方法，在其中，线圈通过从喷嘴进给线圈同时交替地重复用于驱动喷嘴以在齿部分周围移动的旋转驱动过程和用于驱动喷嘴以滑动的方式沿轴向方向移动的轴向滑动过程而被缠绕在齿部分上。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种用于内转子类型的无刷(无电刷)电动机的容易制造的定子。本发明的一个目标是提供一种用于内转子类型的无刷电动机的具有低磁损的芯体构件和线圈部分的能够容易制造的定子。本发明的另一个目标是提供一种用于内转子类型的无刷电动机的能够较小并且低成本的定子。本发明的一个实施方式提供一种用于旋转电机的定子，其包括芯体、绕组和绝缘体。芯体具有环形磁轭和多个从磁轭向内突出的齿部分。芯体包括多个芯体构件。每个芯体构件包括提供磁轭的一部分的磁轭部分，和与磁轭部分整体地形成的齿部分。多个绕组具有多个缠绕在齿部分上的线圈部分。绕组提供多个相绕组。多个绝缘体被提供为分别用
4于旋转电机的多个相。每个绝缘体具有多个布置在齿部分和线圈部分之间的绝缘体部分， 和连接用于相同的相的绝缘体部分的连接部分。定子可以例如通过下面的方法制造。在一个步骤中，用于多个相的多个分组件可以通过组装或整体地形成芯体部分和绝缘体部分而形成。在一个下面的步骤中，多个定子区段为了多个相通过采用缠绕机从分组件的径向外部将绕组缠绕在被放置在分组件上的齿部分上而形成。然后，定子通过组装定子区段而形成。按照该定子，磁轭由多个通过沿周向方向分隔磁轭而提供的磁轭部分形成。因此， 即使定子是用于内转子类型的无刷电动机的在其中多个齿部分从磁轭向内突出的定子，也可以通过采用缠绕机从齿部分的径向外部将绕组缠绕在齿部分上。结果，可以增大绕组的空间系数。换句话说，可以使得定子10变小。磁轭沿周向方向被分隔成多个磁轭部分。因此，与在其中磁轭沿轴向方向被分隔的情况相比，可以使得定子沿轴向方向变小。按照分组件的布置，可以采用与喷嘴缠绕机相比缠绕速度更快的锭翼缠绕机。在采用锭翼缠绕机的情况下，可以使得缠绕步骤更快，并可以通过减小缠绕机的数量以低成本制造定子。多个相中的一个中的连接部分和绝缘体部分可以被形成为相对于连接部分以向外突出的方式固定齿部分。连接部分中的每一个可以形成为环形。连接部分可以被布置在磁轭的相同的轴线上。每个绕组还可以包括多个连接多个线圈部分并被布置在相同的相上的环形部分上的跨接线(jumper)部分。在这种情况下，环形部分可以彼此同轴地布置，并且除了布置在最里面的环形部分之外的环形部分具有凹槽部分。凹槽可以避免定子区段的各部分之间的干涉。例如，跨接线部分可以被布置为穿过凹槽部分，所述凹槽部分在布置于其外部的环形部分上形成。凹槽部分可以避免环形部分和跨接线部分之间的干涉。减小跨接线部分的长度是可能的。由此，可以使得定子更小， 并且以更低的成本制造定子。每个绕组还可以包括多个连接多个线圈部分并被布置在相同的相上的环形部分上的跨接线部分。在这种情况下，每个环形部分可以包括固定被布置在环形部分上的跨接线部分的固定器部分。因此，当通过组装多个定子区段而形成定子时，可以通过固定器部分将跨接线部分固定在环形部分上。因此，可以在组装多个定子区段时改进可使用性。此外，在将定子组装到无刷电动机中之后，跨接线部分通过固定器部分被固定在环形部分上。因此，可以防止跨接线部分自由地移动，并减小噪音和故障。环形部分可以彼此同轴地布置。在这种情况下，至少一个环形部分可以包括被布置在径向邻近的环形部分之间并以径向间隔开的方式保持环形部分的间隔部分。多个环形部分可以通过间隔部分以径向分离的方式固定，该间隔部分可以被形成为突出部分。由此，可以形成和提供用于将跨接线部分布置在环形部分之间的间隔，并防止环形部分振动。此外，与在其中环形部分在整个周向长度上彼此配合的情况相比，可以在组装环形部分时改进可使用性。定子可以被用作无刷电动机中的定子。在这种情况下，无刷电动机包括定子，和可通过由定子产生的旋转磁场旋转的转子。可以使得无刷电动机变小和低成本。定子可以通过包括下面的步骤的方法制造。该方法包括通过组装或整体地形成芯体构件和绝缘体部分而形成用于多个相的分组件的步骤。该方法包括通过采用缠绕机从分组件的径向外部将绕组缠绕在被放置在分组件上的齿部分上而形成用于多个相的定子区段的步骤。该方法包括通过组装定子区段而形成定子的步骤。可以增大齿部分之间的空间中的绕组的空间系数，并使得定子变小。按照分组件的布置，可以采用与喷嘴缠绕机相比缠绕速度更快的锭翼缠绕机。在采用锭翼缠绕机的情况下，可以使得缠绕步骤更快，并可以通过减小缠绕机的数量以低成本制造定子。
当结合附图时，本发明的附加的目标和优点将通过下面的优选实施方式的详细描述更加清楚。在其中图1是按照本发明的第一实施方式的定子的透视图；图2A是图1中所示的U-相-定子区段的透视图；图2B是图1中所示的V-相-定子区段的透视图；图2C是图1中所示的W-相-定子区段的透视图；图3A是在图1中所示的多个定子区段的组装过程的较早步骤的定子的透视图；图;3B是在图1中所示的多个定子区段的组装过程的较晚步骤的定子的透视图；图4是示出用于可以应用至本发明的绕组的多个接线的图表；图5是按照该实施方式的内转子类型的无刷电动机的剖视图；图6是按照该实施方式的锭翼缠绕机的透视图；以及图7是按照该实施方式的喷嘴缠绕机的透视图。
具体实施例方式在下文中，参照附图对本发明的实施方式进行描述。图1示出按照本发明的第一实施方式的定子10。定子10是用于例如内转子类型的无刷电动机的旋转电机的定子。定子10包括具有环形磁轭40和多个从磁轭40向内突出的齿部分M的芯体20。芯体20包括多个芯体构件14。每个芯体构件14包括磁轭部分22和齿部分M。磁轭部分22提供磁轭40的一部分。齿部分M与磁轭部分22整体地形成。定子10包括多个绕组16。每个绕组16包括多个缠绕在齿部分M上的线圈部分 26。绕组16提供多个相绕组16U、16V和16W。定子10包括多个被提供为分别用于旋转电机的多个相的绝缘体18。由于定子10具有三个相，因此定子10包括三个绝缘体18U、18V 和18W。每个绝缘体18具有多个绝缘体部分32和连接部分34。绝缘体部分32被布置在齿部分M和线圈部分沈之间，并且可以被称为绝缘体线轴。连接部分34连接用于相同的相的绝缘体部分32。由于连接部分34被形成为环形，因此连接部分34可以被称为环形部分34。在一个相中的连接部分34和绝缘体部分32可以被形成为相对于连接部分34以向外突出的方式固定齿部分对。定子10包括U-相-定子区段12U、V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W。图2A、2B和2C分别示出U-相-定子区段12U，V-相-定子区段12V 和W-相-定子区段12W。如图2A中所示，U-相-定子区段12U包括多个芯体构件14U、绕组16U和绝缘体 ISU0每个芯体构件14U包括磁轭部分22U和齿部分24U。结果，U-相-定子区段12U包括多个磁轭部分22U和多个齿部分MU。如图1中所示，多个芯体构件14U与后面描述的多个用于V相的芯体构件14V和多个用于W相的芯体构件14W共同形成图1中所示的芯体20。 芯体20是磁芯，以提供磁路。多个芯体构件14U沿圆周布置，以在周向邻近的两个芯体构件14U之间限定间隙。每个间隙提供能够容纳两个其它的芯体构件14V和14W的预定的距
1 O磁轭部分22U被形成为圆弧形状。磁轭部分22U可以被形成为与圆柱形的剖面部分相对应的形状。如图1中所示，多个磁轭部分22U和后面描述的多个用于V相的磁轭部分22V和多个用于W相的磁轭部分22W共同形成图1中所示的磁轭40。磁轭40被形成为环形。齿部分24U与相应的磁轭部分22U整体地形成。如图1中所示，齿部分24U从磁轭 40向内突出。绕组16U提供无刷电动机的U相。绕组16U包括多个线圈部分26U和多个跨接线部分^U。每个线圈部分^U以集中的方式被缠绕在相对应的齿部分24U上。线圈部分 26U通过后面描述的绝缘体部分32U被缠绕在齿部分24U上。多个线圈部分26U通过多个跨接线部分28U彼此电连接。多个线圈部分26U被串联连接。跨接线部分28U沿在后面详细描述的绝缘体18U上形成的环形部分34U的外周表面布置。跨接线部分28U以缠绕的方式布置在环形部分34U上。绕组16U的两端的终端部分30U被布置在U-相-定子区段12U 上，以沿定子10的一个轴向方向从齿部分24U突出。终端部分30U沿箭头Zl示出的方向突出。绝缘体18U由树脂制成。绝缘体18U包括绝缘体部分32U和环形部分34U。多个绝缘体部分32U和环形部分34U被整体地形成为连续的形状。绝缘体部分32U分别沿径向向外的方向相对于环形部分34U突出。绝缘体部分32U被形成为与齿部分24U数量相同。 多个绝缘体部分32U分别以整体形成的方式或组装和配合的方式被整体地布置在芯体构件14U上。绝缘体部分32U在芯体构件14U，例如齿部分24U和线圈部分26U之间电绝缘。 换句话说，齿部分24U中的每一个覆盖有绝缘体部分32U中的相应一个，以便使齿部分24U 从绕组16U绝缘。环形部分34U与多个绝缘体部分32U连接。环形部分34U被布置在多个绝缘体部分32U的一个轴向侧端。环形部分34U沿箭头Zl示出的方向被布置在侧端。环形部分 34U还包括多个固定器部分36U。固定部分36U位于在绝缘体部分32U之间延伸的环形部分34U的一部分上。固定器部分36U沿径向向外的方向从环形部分34U的径向外表面向外突出。固定器部分36U从环形部分34U的另一个轴向侧端支撑跨接线部分^U。固定器部分36U在箭头Z2示出的一侧靠近跨接线部分28U设置。环形部分34U进一步具有多个在绝缘部分32U之间延伸的环形部分34U的一部分上形成的凹槽部分38U。凹槽部分38U被形成为朝向环形部分34U的另一个轴向侧端打开。换句话说，凹槽部分38被形成为朝向箭头Z2示出的方向打开。图2B示出的V-相-定子区段12V具有与上面描述的U-相-定子区段12U基本上相同的结构。也就是说，如图2B中所示，V-相-定子区段12V包括多个芯体构件14V、 绕组16V和绝缘体18V。芯体构件14V中的每一个包括磁轭部分22V和齿部分MV。结果， V-相-定子区段12V包括多个磁轭部分22V和多个齿部分MV。多个磁轭部分22V、多个齿部分MV、绕组16V和绝缘体18V与多个磁轭部分22U、多个齿部分MU、绕组16U和绝缘体 18U相对应并具有与其相似的布置。V-相-定子区段12V的环形部分34V具有比U-相-定子区段12U的环形部分34U小的直径。环形部分34V具有凹槽部分38V。固定器部分36V 从环形部分34U的一个轴向侧端支撑跨接线部分^V。固定器部分36V在箭头Zl示出的一侧靠近跨接线部分28V设置。图2C示出的W-相-定子区段12W具有与上面描述的U-相-定子区段12U基本上相同的结构。也就是说，如图2C中所示，W-相-定子区段12W包括多个芯体构件14W、 绕组16W和绝缘体18W。芯体构件14W中的每一个包括磁轭部分22W和齿部分24W。结果， W-相-定子区段12W包括多个磁轭部分22W和多个齿部分24W。多个磁轭部分22W、多个齿部分24W、绕组16W和绝缘体18W与多个磁轭部分22U、多个齿部分MU、绕组16U和绝缘体 18U相对应并具有与其相似的布置。W-相-定子区段12W的环形部分34W具有比V-相-定子区段12V的环形部分34V小的直径。环形部分34W不具有与凹槽部分38U和38V相对应的任何凹槽部分。结果，除了布置在最里面的环形部分之外的环形部分具有凹槽部分，但是布置在最里面的环形部分不具有任何凹槽部分。固定器部分36W从环形部分34W的一个轴向侧端支撑跨接线部分^W。固定器部分36W在箭头Zl示出的一侧靠近跨接线部分28W设置。再参照图1，多个定子区段12U、12V和12W如后面描述的组装，并提供定子10。在定子10中，磁轭40有多个磁轭部分22U、22V和22W形成。换句话说，磁轭40相对于周向方向被分成多个磁轭部分22U、22V和22W。多个磁轭部分22U、22V和22W沿周向方向以预定的顺序布置，并彼此接触，以允许磁通流。多个磁轭部分22U、22V和22W中的每一个被装配在位于其周向两侧的一对其它的磁轭部分之间。定子10包括多个环形部分34U、34V和34W。多个环形部分34U、34V和34W在磁轭40的径向内部彼此同轴布置，并被布置在磁轭40的轴线上。环形部分34V被布置在环形部分34U的径向内部，以沿径向方向彼此重叠。环形部分34W被布置在环形部分34V的径向内部，以沿径向方向彼此重叠。结果，环形部分34W被布置在环形部分34U、34V和34W 的最里面。环形部分34U具有与由齿部分24U限定的径向内部的直径相似或稍微小于该直径的直径。所有的齿部分MU、24V和24W提供限定具有能够容纳内转子的径向内部的直径的内转子空间的径向内部磁极。此外，环形部分34V和34W的直径比环形部分34U小。因此，由环形部分34U、34V和34W提供的连接环被布置为向内突出进入径向内部的直径，但是位于内转子空间的轴向外部。固定器部分36V被装配在环形部分34U的内表面上。固定器部分36W被装配在环形部分34V的内表面上。结果，多个环形部分34U、34V和34W以径向分离的方式彼此支撑。也就是说，固定器部分36V和36W位于环形部分34U、34V和34W的径向邻近的两个之间，并作为用于使环形部分34U、34V和34W以径向分离的方式彼此支撑的突出的间隔工作。在多个环形部分34U、34V和34W以同轴的方式的组装形式中，凹槽部分38U和38V 避免环形部分34U和34V以及绕组16V和16W之间的碰撞。跨接线部分28V被布置和设置页
为穿过在环形部分34U上形成的凹槽部分38U。跨接线部分28W被布置和设置为穿过在环形部分34U上形成的凹槽部分38U和在环形部分34V上形成的凹槽部分38V。因此，跨接线部分28V和28W被布置为穿过在布置于其外部的环形部分34U和34V上形成的凹槽部分 38U 和 38V。定子10和转子提供内转子类型的无刷电动机。在该类型的无刷电动机中，定子10 产生旋转磁场。然后，转子根据旋转磁场旋转。定子10提供8个磁极和2个狭槽。在下文中，描述了一种制造定子10和无刷电动机的方法。该方法包括U-相-分组件42U的形成步骤，所述U-相-分组件42U包括如图2A 中所示的多个芯体构件14U和绝缘体18U。在该形成步骤中，芯体构件14U和绝缘体18U的绝缘体部分32U以整体的形式被组装或形成。相似地，该方法包括V-相-分组件42V的形成步骤，所述V-相-分组件42V包括如图2B中所示的多个芯体构件14V和绝缘体18V。在该形成步骤中，芯体构件14V和绝缘体18V的绝缘体部分32V以整体的形式被组装或形成。 此外，该方法包括W-相-分组件42W的形成步骤，所述W-相-分组件42W包括如图2C中所示的多个芯体构件14W和绝缘体18W。在该形成步骤中，芯体构件14W和绝缘体18W的绝缘体部分32W以整体的形式被组装或形成。如上面描述的，该方法包括提供所有相的分组件42U、42V和42W的分组件形成步骤。该方法还包括在其中每个绕组16U、16V和16W被缠绕在相应的分组件42U、42V和 42W上的缠绕步骤。缠绕步骤包括多个在其中导线通过绝缘体部分32U、32V和32W被缠绕在齿部分24U、24V和24W上以形成线圈部分26U、26V和^W的线圈形成步骤。缠绕步骤还包括多个在线圈形成步骤之间执行的跨接线形成步骤。在跨接线形成步骤中，跨接线28U、 28V和28W被缠绕在环形部分;34U、34V和34W上。线圈形成步骤包括用于形成在其中线圈部分26U在图2A中所示的U-相分组件 42U上形成的U-相-定子区段12U的U-相-线圈形成步骤。U-相-线圈形成步骤通过采用锭翼缠绕机从齿部分24U的径向外部将绕组16U，也就是说，导线缠绕在U-相分组件 42U上的齿部分24U上而执行。相似地，线圈形成步骤包括用于形成在其中线圈部分26V在图2B中所示的V-相分组件42V上形成的V-相-定子区段12V的V-相-线圈形成步骤。 V-相-线圈形成步骤通过采用锭翼缠绕机从齿部分24V的径向外部将绕组16V，也就是说， 导线缠绕在V-相分组件42V上的齿部分24V上而执行。此外，线圈形成步骤包括用于形成在其中线圈部分26W在图2C中所示的W-相分组件42W上形成的W-相-定子区段12W的 W-相-线圈形成步骤。W-相-线圈形成步骤通过采用锭翼缠绕机从齿部分24W的径向外部将绕组16W，也就是说，导线缠绕在W-相分组件42W上的齿部分24W上而执行。在执行缠绕步骤时，多个跨接线形成步骤在线圈形成步骤中执行以将跨接线部分 28U布置在图2A中所示的环形部分34U的径向外表面上。在跨接线形成步骤中，跨接线部分28U被放置在固定器部分36U上，以便从环形部分34U的另一个轴向侧支撑跨接线部分 28U。相似地，在执行缠绕步骤时，多个跨接线形成步骤在线圈形成步骤之间执行以将跨接线部分28V布置在图2B中所示的环形部分34V的径向外表面上。在跨接线形成步骤中，跨接线部分28V被放置在固定器部分36V上，以便从环形部分34V的一个轴向侧支撑跨接线部分^V。此外，在执行缠绕步骤时，多个跨接线形成步骤在线圈形成步骤之间执行以将跨接线部分28W布置在图2C中所示的环形部分34W的径向外表面上。在跨接线形成步骤中，跨接线部分28W被放置在固定器部分36W上，以便从环形部分34W的一个轴向侧支撑跨接线部分^W。在执行缠绕步骤时，终端部分30U被形成为从一对齿部分MU向定子10的轴向一侧方向，也就是说，箭头Zl所示的方向延伸。相似地，在执行缠绕步骤时，终端部分30V被形成为从一对齿部分MV向定子10的轴向一侧方向延伸。此外，在执行缠绕步骤时，终端部分30W被形成为从一对齿部分24W向定子10的轴向一侧方向延伸。如上面描述的，该方法包括提供一组定子区段的定子区段形成步骤，例如用于三个相，例如U-相-定子区段12U， V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W的定子区段。该方法还包括在其中U-相-定子区段12U，V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W被组装以形成定子10的组装步骤。定子区段12U、12V和12W通过轴向使定子区段12U、12V和12W堆叠，同时使磁轭部分22U、22V和22W啮合，并相对地将齿部分MUJ4V 和24W定位在预定的周向位置而被组装。在组装步骤中，定子区段12U、12V和12W可以通过首先使两个定子区段啮合，然后通过将剩余的一个定子区段啮合到已组装的两个定子区段上而被组装。定子区段12U、12V和12W可以被同时组装。在组装步骤中，定子区段12U、12V和12W如图3A和中所示的被组装。V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W可以被轴向堆叠，同时V-相-定子区段12V沿周向方向相对于W-相-定子区段12W移动预定的角度。例如，V-相-定子区段12V被放置在环形部分34W在该处形成的W-相-定子区段12W的一个轴向侧，箭头Zl在该侧被示出。V-相-定子区段12V沿一个周向方向移动，以将磁轭部分22V紧靠磁轭部分22W放置，以便沿周向方向彼此接触。然后，V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W轴向堆叠和啮合，以使磁轭部分22V和22W彼此靠近地放置。例如，V-相-定子区段12V沿箭头Z2示出的方向被组装到W-相-定子区段12W上。当U-相-定子区段12U沿周向方向相对于V-相-定子区段 12V移动预定的角度时，U-相-定子区段12U和V-相-定子区段12V被轴向堆叠。例如， U-相-定子区段12U被放置在环形部分34V在该处形成的V-相-定子区段12V的一个轴向侧，箭头Zl在该侧被示出。U-相-定子区段12U沿一个周向方向移动，以将磁轭部分22U 紧靠磁轭部分22V放置，以便沿周向方向彼此接触。在V-相-定子区段12V和W-相-定子区段12W已经组装的情况下，U-相-定子区段12U被移动，以将磁轭部分22U分别放置在磁轭部分22V和磁轭部分22W之间。然后，U-相-定子区段12U和V-相-定子区段12V 被轴向堆叠和啮合，以使磁轭部分22U和22V彼此靠近地放置。例如，U-相-定子区段12U 沿箭头Z2示出的方向被组装到V-相-定子区段12V上。在组装步骤中，定子区段12U、12V和12W通过将磁轭部分22U、22V和22W中的每一个啮合和装配在位于其两侧的一对其它的磁轭部分之间而被组装，以彼此接触。在组装步骤中，定子区段12U、12V和12W通过将固定器部分36V装配在环形部分34U的径向内表面上和通过将固定器部分36W装配在环形部分34V的径向内表面上而被组装。结果，多个环形部分34U、34V和34W以轴向分离的方式由固定器部分36V和36W固定，其被形成为在向内放置的环形部分34V和34W上的突起部分。在组装步骤中，跨接线部分28V被放置为穿过在环形部分34U上形成的凹槽部分 38U的内部。跨接线部分28W被放置为穿过在环形部分34U上形成的凹槽部分38U的内部和在环形部分34V上形成的凹槽部分38V的内部。如上面描述的，该方法包括通过如上面
10描述的组装定子区段12U、12V和12W形成定子10的组装步骤。组装步骤也可以被称为定子形成步骤。终端部分30U、30V和30W被连接至例如母线的连接构件，以将绕组16U、16V 和16W连接到已知的三相连接装置中。定子10通过上面描述的方法制造。然后，内转子类型的无刷电动机1通过将内转子2和定子10组装到图5中示出的圆柱形壳体3中而制造。 定子10被固定在圆柱形壳体2中。内转子2也以可旋转的方式被组装到由齿部分MUJ4V 和24W的径向内部末端限定的径向内部空间中。在下文中，对该实施方式的功能和优点进行详细地描述。在下面的描述中，如果不必需识别多个相，例如U相、V相和W相，那么将符号U、V 和W从附图标记中去除。按照定子10，磁轭40由多个通过沿周向方向分隔磁轭40而提供的磁轭部分22形成。这允许定子10被分隔成多个例如用于各自的相U、V和W的分组件42。每个分组件42 仅具有定子10的齿部分M的1/3。结果，可以在每个分组件42上的齿部分M的两侧提供足够的空间。因此，即使定子10是被用于在其中多个齿部分M从磁轭40向内突出的内转子类型的无刷电动机的定子，也可以通过采用缠绕机从齿部分M的径向外部将绕组16缠绕在齿部分M上。例如，在U-相分组件42U的情况下，一个齿部分24U足够远离其它的齿部分MU。在齿部分24U的两侧，有足够的空间。每个侧部空间与两个齿部分24V和24W相对应。按照每个分组件42的结构，可以采用锭翼缠绕机。例如，用于绕组16的导线5可以通过采用图6中示出的锭翼缠绕机从分组件的径向外部，也就是说，从磁轭部分22被放置的径向外部缠绕在齿部分M的一个上。锭翼(flyer)缠绕机6从锭翼6a的末端进给导线5。锭翼6a被驱动以通过驱动机构6a沿圆形路径在齿部分24周围旋转。锭翼缠绕机6 还包括形成缠绕在齿部分M上的导线5的形状的可变形成装置6c。可变形成装置6c也以往复的方式沿齿部分M的轴向方向由驱动机构6b驱动。选择性地，也可以采用图7中示出的喷嘴缠绕机7。喷嘴缠绕机7从喷嘴7a的末端进给导线5。喷嘴7a的末端在缠绕线圈部分沈的过程中总是与齿部分的径向外表面保持非常紧密。喷嘴部分7a由驱动机构7b驱动以沿与齿部分M的剖面相对应的矩形路径在齿部分M周围旋转。喷嘴部分7a也以往复的方式由驱动机构7b驱动。在将绕组16缠绕在各自的分组件42上之后，分组件42被组装以形成定子10。因此，可以采用其它的齿部分充满齿部分M两侧的空间。例如，齿部分MU之间的空间被齿部分24V和24W充满。结果，可以增大绕组16的空间系数，也就是说，在齿部分M之间形成的空间中的绕组16的比。换句话说，可以使得定子10变小。如果磁轭40未被分隔，那么必需在齿部分之间保持足够的空间，以允许喷嘴缠绕机的喷嘴进入，并在齿部分周围旋转， 并且降低空间系数是不可避免的。磁轭40沿周向方向被分隔成多个磁轭部分22。因此，与在其中磁轭40沿轴向方向被分隔的情况相比，可以使得定子10沿轴向方向变小。此外，由于每个分组件42仅具有定子10上的齿部分M的1/3，因此每个齿部分 M沿径向向外的方向从环形部分；34中的各自一个独立地突出。例如，在所示的分组件42 中，齿部分M彼此距离90度的间隔。因此，所有的齿部分M沿其所有的径向方向被完全打开。在每个分组件42的形式中，每个齿部分M足够远离在相同的分组件42上的其它的齿部分24，并在其两侧具有足够大的打开空间。此外，特别地在所示的实施方式中，没有在相同的分组件42上形成的其它的齿部分24位于齿部分24中的一个的径向外部区域上。按照分组件42的布置，可以采用与喷嘴缠绕机相比缠绕速度更快的锭翼缠绕机。在采用锭翼缠绕机的情况下，可以使得缠绕步骤更快，并且可以通过减少缠绕机的数量而以低成本制造定子10。环形部分34U和34V限定跨接线部分28U和28V位于其中的凹槽部分38U和38V。 因此，由于环形部分34U和34V以及跨接线部分28V和28W的干涉是可避免的，因此可以减小跨接线部分28V和28W的长度。由此，可以使得定子10更小，并以更低的成本制造定子 10。每个环形部分34具有固定器部分36，以固定布置在其上的跨接线部分28。因此， 当通过组装多个定子区段12而形成定子10时，可以通过固定器部分36将跨接线部分28固定在环形部分34上。因此，可以改进组装多个定子区段12时的可使用性。此外，在将定子 10组装到无刷电动机中之后，跨接线部分28通过固定器部分36被固定在环形部分34上。 因此，可以防止跨接线部分28振动，并减小噪音和故障。多个环形部分34可以由被形成为突起部分的固定器部分36以径向分离的方式固定。由此，可以在环形部分34之间形成和提供用于布置跨接线部分28的空间，并防止环形部分34振动。此外，与在其中环形部分34在整个周向长度上彼此装配的情况下相比可以改进在组装环形部分34时的可使用性。磁轭部分22与齿部分24整体地形成。芯体可以被形成为包括多个在末端通过薄板形桥接部分连接的齿部分和被放置为连接齿部分的基端的磁轭部分的两块结构形成。按照该实施方式，可以在上面提到的两块结构中的磁轭与齿部分之间的接合处减小磁损。也就是说，两块结构可以在磁路中的三个位置具有磁损。磁损可以在邻近的一对齿部分的末端之间的桥接部分处产生。磁损可以在该对齿部分的一个齿部分的基端和磁轭之间的连接部分处产生。磁损也可以在该对齿部分的另一个齿部分的基端和磁轭之间的连接部分处产生。相反，在该实施方式的定子10中，由于磁损可以仅在一对邻近的两个磁轭部分22之间的连接部的一个位置产生，因此可以减小磁损。由此，可以使得定子10更小，并且重量更轻。由于线圈部分26通过跨接线部分28连接，因此可以消除或减小例如母线的数量的连接构件的数量。因此，可以减小部件的数量或部件数。这可以有助于减小成本。由于跨接线部分28可以被缠绕在环形部分34上，因此可以增大绕组16的缠绕速度。同时，可以去除用于在缠绕绕组16之后将跨接线部分28形成为期望的形状的形成步骤。因此，可以低成本地制造定子10。此外，由于该实施方式的无刷电动机包括定子10，因此可以提供小的和低成本的无刷电动机。按照该实施方式中的定子10的制造方法，分组件42被形成为用于U、V和W相， 然后，缠绕机被用于分别将绕组16缠绕在分组件42上的齿部分24上。因此，可以减小齿部分24之间的空间。因此，可以增大定子10上的绕组16的空间系数，并减小定子10的尺寸。特别地，在该实施方式中，可以消除齿部分24之间的空间。在该实施方式中，绕组16通过采用锭翼缠绕机被缠绕在齿部分24上。
在下文中，对实施方式的修改进行描述。在所示的实施方式中，无刷电动机被形成为8个磁极和12个狭槽的构造。选择性地，磁极的数量和狭槽的数量可以改变。无刷电动机可以具有磁极的数量和狭槽的数量的其它组合。绕组16U、16V和16W可以多相连接的任意连接形式连接。例如，绕组16U、16V和 16W可以图4中示出的星形连接形式或三角形连接形式连接。在一个绕组16中，线圈部分 26可以串联连接。选择性地，在一个绕组16中，一对线圈部分26可以串联连接，多对可以并联连接。在该实施方式中，固定器部分36起用于固定跨接线部分28的电线固定器的作用， 并起用于以径向分离的方式保持环形部分34的突出的间隔的作用。选择性地，固定器部分 36可以独立地包括电线固定器和间隔。例如，除了双重目的的固定器部分36，环形部分34V 可以具有能够被装配到环形部分34U的内表面上的向外突出的间隔，和能够被装配到环形部分34W的外表面上的向内突出的间隔。选择性地，固定器部分36可以仅仅被形成为间隔。选择性地，固定器部分36可以仅仅被形成为电线固定器。在所示的实施方式中，固定器部分36被形成在所有的环形部分 34上。代替上述结构，可以从环形部分34W去除固定器部分36W，并在环形部分34V上形成能够被装配在环形部分34W的外表面上的向内突出的固定器部分。选择性地，固定器部分 36的一部分可以被去除。例如，固定器部分36U可以从环形部分34U去除。在所示的实施方式中，环形部分34仅位于多个绝缘体部分32的一侧。选择性地， 环形部分可以位于多个绝缘体部分32的另一侧。选择性地，环形部分可以位于多个绝缘体部分32的两侧。环形部分34可以被形成为除了附图中示出的圆环之外的形状。例如，环形部分34可以被形成为多边形，例如矩形圆柱形。环形部分34可以被组装为不同于附图中示出的同轴布置的布置。例如，环形部分34可以相对于由芯体构件14限定的中心偏心方法组装。固定器部分36可以沿环形部分34的周向方向延伸的圆弧形状或法兰形状形成。在上述实施方式中，连接部分由环形部分34提供。但是，连接部分可以不沿周向方向以完全连续的形状形成。例如，连接部分可以由C-形构件提供，其沿环形部分延伸，但是具有凹槽的间断。虽然本发明参照附图结合其优选实施方式进行了完全地描述，应当注意到，多个改变和修改将对于本领域的技术人员变得清楚。这样的改变和修改将被理解为在由所附的权利要求书限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于旋转电机(10)的定子(10)，其包括具有环形磁轭GO)和多个从所述磁轭向内突出的齿部分04)的芯体(20)，所述芯体包括多个芯体构件(14)，每个芯体构件包括提供磁轭的一部分的磁轭部分(22)，以及与磁轭部分整体地形成的齿部分04)；具有多个缠绕在所述齿部分上的线圈部分06)的多个绕组(16)，所述绕组提供多个相绕组；和被提供为分别用于旋转电机的多个相的多个绝缘体(18)，每个绝缘体具有多个布置在齿部分和线圈部分之间的绝缘体部分(3 ，以及连接用于相同的相的绝缘体部分的连接部分(34)。
2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，一个相中的连接部分(34)和绝缘体部分(3 被形成为相对于连接部分以向外突出的方式固定齿部分04)。
3.如权利要求1所述的定子，其特征在于， 每个连接部分(34)被形成为环形。
4.如权利要求3所述的定子，其特征在于，连接部分(34)被布置在磁轭的相同的轴线上。
5.如权利要求3所述的定子，其特征在于，每个绕组(16)还包括多个跨接线部分( )，所述跨接线部分08)连接多个线圈部分并被布置在相同的相上的环形部分上，并且其中， 所述环形部分彼此同轴地布置，并且其中，除了布置在最里面的环形部分之外的环形部分具有凹槽部分(38)。
6.如权利要求5所述的定子，其特征在于，所述跨接线部分08)被布置为穿过凹槽部分(38)，所述凹槽部分(38)形成于布置在其外部的环形部分上。
7.如权利要求3所述的定子，其特征在于，每个绕组(16)还包括多个跨接线部分( )，所述跨接线部分08)连接多个线圈部分并被布置在相同的相上的环形部分上，并且其中，每个环形部分包括固定器部分(36)，所述固定器部分(36)固定被布置在环形部分上的所述跨接线部分。
8.如权利要求3所述的定子，其特征在于， 所述环形部分(34)彼此同轴地布置，并且其中，至少一个环形部分包括间隔部分(36)，所述间隔部分(36)被布置在径向邻近的环形部分之间并以径向间隔开的方式保持环形部分。
9.一种无刷电动机，其包括如权利要求1-8中的一项所述的定子(10)，以及可通过由所述定子产生的旋转磁场旋转的转子O)。
10.一种制造如权利要求1-8中的一项所述的定子的方法，所述方法包括以下步骤 通过组装或整体地形成芯体构件(14)和绝缘体部分(32)来形成用于多个相的分组件(42)；通过采用缠绕机(6，7)从所述分组件的径向外部将绕组(16)缠绕在被放置于分组件上的齿部分04)上来形成用于多个相的定子区段(12)；以及通过组装定子区段(1 而形成定子(10)。
全文摘要
本发明涉及定子、无刷电动机以及它们的制造方法，更特别地涉及一种内转子类型的无刷电动机(1)，其包括定子(10)。定子(10)由多个定子区段(12)组成。定子区段(12)中的每一个具有多个芯体构件(42)、绝缘体(18)和通过绝缘体(18)缠绕在芯体构件上的绕组(16)。芯体构件(42)包括磁轭部分(22)和齿部分(24)。绝缘体(18)包括环形部分(34)，以连接芯体构件(42)。由于每个定子区段(12)可以在相同的定子区段上在两个芯体构件(42)之间提供足够的距离和空间，因此容易将绕组(16)缠绕到齿部分(24)上。定子区段(12)可以沿轴向方向组装，以形成定子(10)。磁轭部分(22)沿周向布置，以彼此连接，以形成磁路。
文档编号H02K3/34GK102457149SQ20111030922
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月10日 优先权日2010年10月20日
发明者关明彦, 吉川哲资, 神村正人 申请人:阿斯莫株式会社