轴向间隙型旋转电机的制作方法

本发明涉及轴向间隙型旋转电机，特别涉及进行外壳内部的配线固定的部件。

背景技术：

轴向间隙型旋转电机与一般使用的径向间隙型旋转电机相比，更适合薄型扁平结构。本旋转电机中，绕组接近外壳(的内周)，因此从定子的绕组引出的连接线多配置在转子的外径侧。连接线为了不移动，优选与铁芯或绕组等一起由树脂等模塑固定。在该轴向间隙型旋转电机中为了提高转矩和效率，增加磁体面积即增加磁路的截面积是很重要的。具体地说，希望在有限的外壳的内径条件下增加转子磁体与定子的相对面积。

因此，从定子绕组引出的电线(引出线)和配置与引出线连接的连接线的空间受限，多配置在转子的外径侧。当连接线从该空间伸出时，会导致与转子的干涉引起的损伤和与外壳的接触等引起的绝缘不良等问题。由此，为了确保对于外壳和绕组的绝缘性能、避免与转子干涉，必须实施连接线的固定、保护。

作为解决该问题的方案，例如在专利文献1中公开了一种轴向气隙型电动机，在构成铁芯单元的绝缘体端面的外周侧，设置有在轴向延伸的连接线处理部，在该连接线处理部的外径侧，具有在旋转方向延伸而配置连接线的多个支承槽，将各铁芯单元的连接线经由相邻的连接线处理部支承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-118833号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

在专利文献1记载的旋转电机中，在绕线架凸缘部外周侧的轴向上部设置有用于支承连接线的槽(连接线处理部)。但是，在专利文献1中，支承槽是绕线架的周向长度的一半程度的长度，在绕线架间不存在支承槽的部分，产生连接线向内侧径突出的问题。

此外，专利文献1是连接线处理部在各单元配置有一个的结构。因此，具有相邻的连接线处理部之间的隔开距离较大的特性。采用该结构时，连接线在连接线处理部间直线配置，相应地连接线位于内径侧。当在相邻的各连接线处理部间直线地配置连接线时，连接线形成为多边形的区域。采用将连接线处理部和连接线与铁芯单元一起用树脂模塑成一体而形成的树脂模塑定子时，存在必须使用与该多边形的区域内切的大小的树脂模具的问题。即，相应地产生转子的径向尺寸受限的问题，在性能方面或小型化方面是不利因素。此外，为了解决这些问题，使用具有多边形的区域以上的径向尺寸的树脂模具时，在树脂模具的插拔时可能损伤连接线。

进而，专利文献1的连接线处理部是与连接线的配置距离相比径向尺寸的比例较小的柱体形状，因此连接线卡止的槽的面积也相应变小，容易由于操作或树脂模塑时的封入压而从槽脱落，担心导致可操作性降低、连接线等受损。

本发明提供能够确保上述连接线的可靠性和配置区域的小空间化的轴向间隙型旋转电机。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，例如采用权利要求范围中记载的结构。本发明包括多个解决上述课题的方案，举出其一例如下。一种轴向间隙型旋转电机，包括：多个铁芯单元以旋转轴为中心环状排列而构成的定子，其中所述铁芯单元具有铁芯、配置在该铁芯外周的绕组和配置在该铁芯与该绕组之间的绕线架；与铁芯的轴向端面隔着间隙面相对的至少一个转子；与转子一起旋转的旋转轴；和收纳定子和转子的壳体，在定子的轴向端面且为外形侧的位置具有配线固定部件，该配线固定部件具有沿定子的外形侧环形在周向上延伸的外壁和内壁，定子具有从铁芯单元引出绕组的连接线，配线固定部件在外壁与内壁之间配置连接线，内壁的定子侧的轴向端面的至少一部分与绕线架接触。

发明效果

根据本发明的一个方面，能够实现连接线的配置区域的小空间化，能够达到轴向间隙型旋转电机的高输出化、高效率化和小型化。

本发明的其它课题、结构和效果根据以下的记载得以明确。

附图说明

图1是表示轴向间隙型旋转电机的结构例的分解立体图。

图2是表示轴向间隙型旋转电机的定子的例子的立体图。

图3是应用本发明实施例1的轴向间隙型旋转电机的轴向截面图。

图4是实施例1的轴向间隙型旋转电机的定子和配线固定部件的概念图。

图5是实施例1的配线固定部件的截面图。

图6是实施例1的变形例的轴向间隙型旋转电机的定子和配线固定部件的概念图。

图7是表示实施例1的轴向间隙型旋转电机的定子固定方法的示意图。

图8是应用本发明的实施例2的配线固定部件的立体图。

图9是从轴向看实施例2的外壳内部的图。

图10是表示实施例2的轴向间隙型旋转电机的绕线架的例子的立体图。

图11是表示实施例2的配线固定部件的俯视图和后视图。

图12是从轴向看应用本发明的实施例3的外壳内部的图。

具体实施方式

以下使用附图说明用于实施发明的方式。

实施例1

首先，使用图1和图2说明轴向间隙型旋转电机的结构。图1是轴向间隙型旋转电机的定子和转子的分解立体图，图2是放大定子部分的立体图。

定子100中，多个将作为芯体的铁芯110插入绕线架120、在绕线架120卷绕线圈130而成的铁芯单元排列成环状。转子200的结构是，磁体220安装于转子轭210，磁体220所露出的面与定子100的端面隔着规定的间隙相对，夹着定子100。

此时，卷绕于绕线架120的线圈130在定子100中的一个轴向端面被引出。从该线圈130引出的线(引出线140)与绕绕线架120的最外周围绕一周的连接线150电连接。连接线150从设置于外壳的孔(未图示)向外壳外引出，与向该线圈供电的外部电源电连接。连接线的数量一般在三相电机中为3的倍数。本实施例中加以省略仅图示1根。

在制造这样结构的电动机时，通过将连接线以接近圆的形状配线，能够使转子的直径较大。此外，在将定子插入外壳时，必须以不损伤该引出线140、连接线150的方式插入。此外，在进行树脂模塑时也要注意这些线不与模塑模具、转子接触。为了简单地固定这些线，使用图3、4说明应用本发明的轴向间隙型旋转电机的结构。

图3中表示应用本发明的实施例1的轴向间隙型旋转电机1(以下有时简称为“电动机1”)的截面图，图4中表示应用本发明的轴向间隙型旋转电机1的定子和配线固定部件的概念图。

如图3、图4所示，电动机1包括：大致环状的一个定子(stator)100；以在旋转轴方向上夹着定子100的方式配置的圆盘状的两个转子(rotor)200，它们在轴向上隔着规定的间隙(gap)相面对地配置。

转子200的中央部与主轴(旋转轴)500以一起旋转的方式固定，主轴500的负载侧和与负载相反一侧经由轴承410支承于支架400。支架400与大致筒状的外壳300的端部经由螺栓等固定。本实施例中作为电动机1的壳体的例子，举出电机外壳300为例进行了说明，但作为电动机1的壳体，当然也可以是与其它应用部件一体的壳体。

转子200具有转子基体210和磁体220。基体210用作转子200的基座，具有圆盘形状，在一个端面通过粘接剂或机械固定而固定多个磁体220。基体210可以是用作转子轭(衔铁)的材质。磁体220是永磁体，根据规格能够应用钕、铁氧体等各种磁体。作为磁体220的形状的一个例子，按一极单位形成扇形，使相邻的磁体彼此的轴向的一个面为不同极(S、N)地配置成环状。

定子100中，在铁芯110的外周侧隔着作为绝缘部件的绕线架120分别配置有多个(图4中为6个)绕组130的铁芯单元以主轴500为中心配置成环状。此外，为了进行由该环状体构成的定子100向外壳300内的固定和绝缘等，定子100具有覆盖相邻的铁芯单元间以及环状体的内外周侧和轴向端面的一部分或全部的模塑树脂(未图示)。

从各铁芯单元引出的连接线150，在定子100的与负载相反一侧(图3的侧，图4的上方侧)端面且在外壳300的内周侧，经由后述的配线固定部件600配置。绕组130、引出线140和连接线150均优选是被包覆的导线。

此外，为了进行由该环状体构成的定子100和配线固定部件600的固定和绝缘、以及它们与外壳300的固定和绝缘，定子100具有一体地覆盖相邻的铁芯单元间、环状体的内外周侧和轴向的端面的一部分或全部的模塑树脂。

接着说明配线固定部件600。在本实施例中说明将配线固定部件600设置于定子的轴向端面的一方的结构。

自定子的引出线140如图2所示从定子的绕线架的径向外侧引出至轴向端面，与连接线150连接。该连接线150插入沿着定子外周设置的配线固定部件600中。配线固定部件是由内径侧的第一壁(内壁)和外径侧的第二壁(外壁)夹着连接线150的形状，内壁和外壁在配线固定部件上部(旋转轴方向外径)连结。配线固定部件的内壁和外壁以与外壳大致相同的曲率弯曲。内壁的轴向端面中的至少一部分与绕线架120的凸缘部接触，由此支承配线固定部件600。

配线固定部件600的轴向截面如图4所示具有大致コ字形状的中空部，在中空部内配置连接线150。内壁和外壁的厚度(径向长度)可以如图4所示相同，也可以如图5(a)所示外壁较厚。此外，截面形状也可以如图5(b)所示为大致H状。此外，为了不容易与模塑模具接触，可以如图5(c)所示将内壁上部的角部去除，也可以进行圆角加工。内壁与外壁之间的连接线可以在轴向上排列成一排，也可以如图5(d)(e)所示为2排，也可以彼此错开重叠。

本实施例的配线固定部件600是除去将连接线150向外壳300外引出的引出部310附近，在周向上大致形成一周的形状。但是，本发明并不限定于此，可以形成为设置有多个在周向上分割为多个的配线固定部件600的形状。例如，在图6的例子中表示了在周向设置有4个配线固定部件和6个铁芯单元的例子。通过在周向配置多个配线固定部件600而能够提高在一个配线固定部件600中夹着连接线时的可操作性。另外，该配线固定部件600的数量可以分割为任意多个。配线固定部件600的数量小于铁芯单元的数量、配线固定部件的周向长度比铁芯单元的周向长度长的话，不增加部件个数不会导致复杂化，因此优选。例如，可以采用铁芯单元为12个、配线固定部件600为6个的结构。铁芯单元的数量和配线固定部件600的数量并非必须为约数的关系，例如可以由角度决定。具体地说，可以每120度地设置3个配线固定部件600，或以各90度的区域划分设置4个配线固定部件600。

配线固定部件600的材料只要是绝缘体则可以使用任何材料。从轻量化的观点出发，本实施例中说明使用树脂的例子。

另外，在本发明的实施中，转子和定子的数量和位置关系并非必须与图1和图2相同。例如，转子和定子的数量也可以各为一个，也可以在两个定子间夹着一个转子。

接着，使用图7进行说明，图7是本实施例的轴向间隙型旋转电机1中对外壳和定子进行模塑时的示意图。

首先在下模具500之上放置排列有铁芯单元的定子100和配线固定部件600，插入内径模具510。从其上覆盖外壳300，放置定子上模具520。之后从形成于定子上模具520的空隙(未图示)注入树脂，将定子100和配线固定部件600一体模塑。此时，连接线150收纳在配线固定部件内，因此不会与上模具520接触，能够将上模具520插入外壳300内。

如上所述，根据本实施例的电动机100，将连接线150夹在配线固定部件600的内壁与外壁之间，由此能够防止连接线150向内径、外径和轴向的配线的突出。因此，不用担心连接线150向内径侧偏移而与之后插入的转子接触，能够使转子直径大致非常接近配线固定部件600。此外，通过将该配线部件600与定子一起用树脂固定，能够进行更牢固的固定。

<变形例>

另外，在上述实施例1中，说明了对定子100和外壳300进行树脂模塑的例子，但定子100和外壳300也可以用模塑以外的方法固定。例如可以是下述结构：以成为相邻的铁芯单元彼此嵌合的构造等的方式、排列为环状的铁芯单元彼此被固定，用粘接剂等固定于外壳300。无论定子100和外壳300是否被模塑，都能够应用本发明。

实施例2

说明应用本发明的实施例2的配线固定部件。

图8表示实施例2的配线固定部件601。配线固定部件601为了与连接线、定子一起进行树脂模塑，为了使树脂容易进入，而在内壁、外壁和上壁设置有多个贯通孔。此外，在内壁的周向内侧的面、上表面也形成有成为模塑树脂的流路的在轴向或径向延伸的凸部。该凸部与模塑模具接触，因此在没有与模塑模具接触的平面部与模塑模具之间形成流路，成为模塑树脂容易流动的构造。

进而，在外壁端面具有在轴向延伸的突起部610。该突起610具有：从外壁侧根部延伸的突起轴部611；和与突起轴部611垂直地延伸的突起卡止部612。突起卡止部612的周向长度比突起轴部611的周向长度大。图8所示的配线固定部件的例子中，卡止部612以相对于多个轴部611共用的方式设置。

图9中表示从轴向看排列有配线固定部件601的状态的外壳内部的图。如图所示，配线固定部件排列一整周。

在图10中表示绕线架120的立体图。作为实施例2的定子中使用的绕线架120，如图所示，使用在凸缘部设置有几个缺口的结构。配线固定部件601的轴部611从径向外侧与该切口嵌合，由此配线固定部件601固定于定子。在突起610具有卡止部612，由此能够减少配线固定部件601在轴向脱落的问题。为了在后述的图11的说明中使用，图10中将绕线架的外周方向长度表示为B。

应用本发明的配线固定部件601的突起610并非必须为图8的形状。

图11表示突起610的变形例。图11(a)表示配线固定部件601的俯视图和后视图(从径向外侧看的图)。图11(b)(c)的上面图与(a)同样因此省略。此外，在图中为了进行比较表示绕线架120的宽度B。实施例2的配线固定部件601设置有从外壁下侧在方向延伸的突起部610。突起部610的径向厚度与配线固定部件601的外壁的厚度相同，由此容易制作。

该突起部610的形状可以是，如图11(a)所示设置有2个T字状的结构，对一个绕线架在2个部位卡止。或者，也可以是如图11(b)所示的一个突起卡止部612与2个轴部611连接的形状。或者，可以是如图11(c)所示的对一个绕线架设置一个突起部610，配线固定部件601跨多个绕线架的缺口。

如图11(d)所示没有卡止部612而仅有轴部611时，也能够得到防止配线固定部件601在周向偏移的效果。

突起部610的位置并非必须在配线固定部件601的中央，可以根据与绕线架凸缘部的位置关系自由决定。例如可以如图11(d)所示从配线固定部件601的中央偏移，也可以从绕线架的凸缘部的中央偏移。

此外，此时配线固定部件601的截面如实施例1所示的图5(a)(c)(e)所示，通过使外壁侧比内壁侧厚，与不这样做的情况相比，能够确保突起部610的强度。

如本实施例所述，通过在配线固定部件601设置突起部，能够防止配线固定部件偏移。

实施例3

实施例1、2中，表示了将周向长度相同的配线固定部件无间隙地排列的例子，但在一个电机中使用的配线固定部件601的长度并非必须相同。应用本发明的实施例3说明改变配线固定部件的长度的例子。

图12中表示从轴向看外壳300内部的图。仅图中左上的配线固定部件602与其它配线固定部件601相比周向长度较短。但是最短的配线固定部件602的周向长度比铁芯单元的周向长度长这一点，在任一实施例中都是同样的。

使配线固定部件602的周向长度较短，是为了确保进行将连接线150从引出部310向外壳外部引出的操作的空间。

这样，通过使用周向长度不同的多个配线固定部件，能够进一步提高可操作性。

另外，本发明的旋转电机能够应用于电动机(马达)和发电机(引擎)。

附图标记说明

100…定子，110…铁芯，120…绕线架，130…线圈，140…引出线，150…连接线，200…转子，210…转子基体，220…磁体，300…外壳，301…连接线引出孔，400…端部支架，410…轴承，500…下模具，510…内径模具，520…上模具，600、601、602…配线固定部件。