定子
阅读：743发布：2020-05-12
专利汇可以提供定子专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 定子 包括定子芯、绝缘体、线圈和 树脂 成型物。所述定子芯包括周向侧表面和轴向上表面。所述绝缘体包括 侧壁 和上壁。所述侧壁 覆盖 所述定子芯的所述周向侧表面。所述上壁覆盖所述定子芯的所述轴向上表面。所述上壁的径向内侧端面比所述侧壁的径向内侧端面位于径向更外侧。所述树脂成型物覆盖所述线圈。，下面是定子专利的具体信息内容。
定子
技术领域
背景技术
[0002] 定子具有定子线圈(以下简称为线圈)卷绕在定子芯周围的结构。在定子芯与线圈之间可配置有绝缘体以使它们彼此绝缘。例如，熔融树脂可充填在线圈周围以将线圈的位置固定成使得线圈由在熔融树脂硬化时形成的树脂成型物覆盖。
[0003] 日本专利申请公报No.2010-246269(JP 2010-246269A)公开了用于将定子组装在预先形成的绝缘体上的技术。日本专利申请公报No.2012-60795(JP 2012-60795A)公开了用于在定子芯周围注射成型绝缘体的技术。线圈沿定子芯在周向上的侧表面以及在轴向上的上下表面绝缘。因此，对于这两种技术，绝缘体设置有覆盖定子芯在周向上的侧表面的侧壁和覆盖定子芯在轴向上的上表面的上壁。
[0004] 当线圈被覆盖以通过在沿绝缘体的周向侧壁和轴向上壁卷绕的线圈周围充填熔融树脂而形成的树脂成型物时，熔融树脂沿定子芯的周向侧壁流向上表面，穿过周向侧壁和轴向上表面之间的边界，此后熔融树脂充填绝缘体的上壁和定子芯的轴向上表面上方的空间。此时，空气倾向于混入熔融树脂中，因此树脂成型物中倾向于存在孔隙(气泡)。如果树脂成型物中存在孔隙，则倾向于从孔隙形成裂缝，并且树脂成型物的一部分倾向于由于裂纹而剥离。所产生的刮屑可能影响旋转电机的运转。
发明内容
[0005] 本发明的一个方面涉及一种定子，所述定子包括定子芯、绝缘体、线圈和树脂成型物。所述定子芯包括周向侧表面和轴向上表面。所述绝缘体包括侧壁和上壁。所述侧壁覆盖所述定子芯的所述周向侧表面。所述上壁覆盖所述定子芯的所述轴向上表面。所述上壁的径向内侧端面比所述侧壁的径向内侧端面位于径向更外侧。所述树脂成型物覆盖所述线圈。
[0008] 下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
[0009] 图1是根据本发明的示例性实施例的定子(一个齿)的分解透视图；
[0010] 图2是绝缘体的侧壁和上壁附近的区域的透视图；
[0011] 图3是绝缘体的上壁的俯视图；
[0012] 图4是相关的定子(一个齿)的分解透视图；以及
[0013] 图5是沿图1中的定子的线V-V截取的截面图。
具体实施方式
[0014] 利用具有下述结构的定子研究了树脂成型物中发生孔隙的原因。图4是JP 2010-246269A中记载的定子芯10、绝缘体50和定子线圈40(以下简称为“线圈”)的分解透视图。定子芯10是形状总体呈环形的定子芯的一部分。仅部分地示出了一个齿。此外，仅示出了线圈
40的左半部。绝缘体50包括覆盖定子芯10在周向上的侧表面的侧壁52，以及覆盖定子芯10在轴向上的上表面的上壁54和57。定子芯10的上表面与从侧壁52延伸的上壁54的下表面以及形成在一对纵壁56之间的上壁57的下表面接触。定子芯10的径向内侧表面未由绝缘体50覆盖。在侧壁52上形成有径向内侧端面52a，并且在上壁57上也形成有径向内侧端面57a。对于JP 2010-246269A中记载的技术，上壁57的径向内侧端面57a以距离a位于侧壁52的径向内侧端面52a的径向内侧。
40的左半部。绝缘体50包括覆盖定子芯10在周向上的侧表面的侧壁52，以及覆盖定子芯10在轴向上的上表面的上壁54和57。定子芯10的上表面与从侧壁52延伸的上壁54的下表面以及形成在一对纵壁56之间的上壁57的下表面接触。定子芯10的径向内侧表面未由绝缘体50覆盖。在侧壁52上形成有径向内侧端面52a，并且在上壁57上也形成有径向内侧端面57a。对于JP 2010-246269A中记载的技术，上壁57的径向内侧端面57a以距离a位于侧壁52的径向内侧端面52a的径向内侧。
[0015] 线圈40、绝缘体50和定子芯10在绝缘体50插入线圈40的内侧的状态下被组装在一起。然后，熔融树脂充填在线圈40周围。熔融树脂如图4中的箭头D所示沿定子芯10的侧表面从下向上流动。在本说明书中，沿定子芯的侧表面流动的熔融树脂的上游侧将被称为“下”，而下游侧将被称为“上”。将通过实施例的项目说明以上未说明的图4所示的特征。在图1至3和图4中，由同样的附图标记表示的部件意味着是同样的部件。
[0016] 显然，空气混入现象在上壁57的径向内侧端面57a位于侧壁52的径向内侧端面52a的径向内侧时加剧。相反地，显然，当径向内侧端面57a位于径向内侧端面52a的径向外侧时，熔融树脂的流动变得更平顺并且空气混入现象被抑制。本说明书中公开的定子包括定子芯、绝缘体、线圈和树脂成型物，其中线圈由树脂成型物覆盖。多个线圈呈圆环状配置，并且定子呈圆环状形状。绝缘体包括覆盖定子芯的周向侧表面的侧壁和覆盖定子芯的轴向上表面的上壁。上壁的径向内侧端面位于侧壁的径向内侧端面的径向外侧。对于该类型的结构，熔融树脂的流动更平顺，因此空气混入现象被抑制。能够最大限度地减少覆盖线圈的树脂成型物中出现的孔隙的数量。
[0017] 上述绝缘体可以是与定子芯分开制造的部件，或在定子芯周围注射成型的部件。在前者的情况下，一个绝缘体可对应于一个齿，或多个所述部件可组合以形成对应于一个齿的绝缘体。或者，一个绝缘部件可对应于多个线圈。此外，一个线圈40可由树脂成型物覆盖，或多个线圈40可由一个树脂成型物覆盖。即，每个线圈40都可在线圈40呈圆环状配置之前由树脂成型物覆盖，或多个线圈40可在它们呈圆环状配置之后由树脂成型物覆盖。
[0018] 现在将说明实施例的另一结构的概要。在绝缘体的与定子芯10的轴向上表面接触的上壁中形成有凹口。切口是稍后将说明的端面24e和24f包围的部分，并且其中绝缘体的上壁的一部分向径向外侧凹进。在凹口的上部上形成有通过与线圈40接合来防止线圈40朝径向内侧移动的钩部30。当钩部30与线圈40接合时，钩部30必须暂时向下移位。钩部30能够向下移位而不干涉上壁，因为凹口形成在绝缘体的上壁中。
[0019] 在图1中，附图标记10表示定子芯，其中多个电磁钢板12在上下方向上层叠。定子芯10包括近侧侧表面13(周向上的侧表面)、上表面14(图1中的轴线上的上方表面)、远侧侧表面16(周向上的侧表面)、下表面17(图1中的轴线上在向下方向上的面)、径向内侧端面15和径向外侧端面18。侧表面13与侧表面16之间的距离越朝向径向外侧变得越大。
[0020] 附图标记20表示在本实施例中与定子芯10分开形成的绝缘体。绝缘体20也可通过在定子芯10周围注射成型而形成。绝缘体20包括与定子芯的侧表面13接触并覆盖其的近侧侧壁22、与上表面14接触并覆盖其的上壁24、与侧表面16接触并覆盖其的远侧侧壁21、与下表面接触的下壁23、和后壁38。当在俯视图中从上方看去时，在上壁24中形成有凹口。其在图1至3中被示出且以下将说明细节。图2是仅绝缘体20的透视图，而图3是绝缘体20的上壁24的俯视图。上壁24的径向内侧端面24a与侧壁22的径向内侧端面22a位于同一平面上。上壁24的端面从端面24a朝径向外侧改变方向并与径向内侧端面24c连续。端面24b是在端面
24a与端面24c之间沿径向延伸的端面。在上壁24的上表面上形成有一对纵壁26。在该对纵壁26之间，上壁24的径向内侧端面24f位于比端面24c更朝向径向外侧处。端面24e是在端面
24c与端面24f之间沿径向延伸的端面。纵壁26的径向内侧端面24d与端面24c位于同一平面中。上壁24的一些径向内侧端面，即端面24c、24d和24f，位于比侧壁22的端面22a更朝径向外侧处。端面24c和24d以距离b位于比端面22a更朝径向外侧处，并且端面24f以距离c位于比端面22a更朝径向外侧处。
24a与端面24c之间沿径向延伸的端面。在上壁24的上表面上形成有一对纵壁26。在该对纵壁26之间，上壁24的径向内侧端面24f位于比端面24c更朝向径向外侧处。端面24e是在端面
24c与端面24f之间沿径向延伸的端面。纵壁26的径向内侧端面24d与端面24c位于同一平面中。上壁24的一些径向内侧端面，即端面24c、24d和24f，位于比侧壁22的端面22a更朝径向外侧处。端面24c和24d以距离b位于比端面22a更朝径向外侧处，并且端面24f以距离c位于比端面22a更朝径向外侧处。
[0021] 接合壁28在一对纵壁26之间延伸，并且钩部30形成在该接合壁28的末端上。在接合壁28的下表面和上壁24的上表面之间设置有间隔，因此接合壁28能向下弯曲。线圈40能够在接合壁28向下弯曲的同时被组装在绝缘体20上。当线圈40被组装在比钩部30更朝径向外侧处时，钩部30与线圈40接合。钩部30防止了线圈40朝绝缘体20的径向内侧移位。钩部30能够向下移位而不干涉上壁24，因为在绝缘体20的上壁24中形成有由端面24e和24f包围的凹口。
[0022] 此外，一对腿部32从绝缘体20的下壁延伸，并且接合脊部34沿这些腿部32的峰部延伸。在该接合脊部34的末端上也形成有钩部36。在后壁38中形成有供定子芯10穿过的开口。
[0023] 定子芯10(齿)从后壁38的径向外侧插入到绝缘体20中。因此，定子芯10的周向侧表面与绝缘体20的侧壁22紧密接触，并且定子芯10的轴向上表面与绝缘体20的上壁24紧密接触。接下来，线圈40从径向内侧向外侧移动。线圈40的内侧表面通过绝缘体20的侧壁22定位，线圈40的内下表面通过绝缘体20的接合脊部34定位，而线圈40的内上表面通过绝缘体20的接合壁28定位。线圈40在径向上的位置由后壁38以及钩部30和36约束。
[0024] 当定子芯10、绝缘体20和线圈40被组装时，该组件被置于模具中并且熔融树脂充填在线圈40周围，使得线圈40由树脂成型物覆盖。结果，线圈40的形状被固定，并且线圈40与绝缘体20之间的位置关系被固定。熔融树脂如箭头D所示沿定子芯10的侧表面13从下向上流动。已到达定子芯10的上表面14的熔融树脂充填上表面14上方的剩余空间，而已到达绝缘体20的上壁24的上表面的熔融树脂充填上壁24上方的剩余空间。图5是沿图1中的线V-V截取的定子的截面图。熔融树脂由附图标记60表示。此时，当上壁24的径向内端面24c、24d和24f如图1所示位于侧壁22的径向内侧端面22a的径向外侧时，能够抑制空气混入流入上表面14和上壁24上方剩余的空气内并与其混合的熔融树脂中。因此，抑制了在通过熔融树脂硬化而形成的树脂成型物中形成孔隙。
[0025] 如上所述，当熔融树脂被充填到线圈40周围并且线圈40由树脂成型物覆盖时，侧壁22的径向内侧端面22a与上壁的径向内侧端面之间的位置关系极为重要。如图4所示，如果上壁的端面57a位于比侧壁的端面52a更朝径向内侧处，则树脂成型物将具有大量孔隙。相比而言，如果上壁的端面24c、24d和24f如图1所示位于比侧壁的端面22a更朝径向外侧处，也形成了具有少量孔隙的树脂成型物。根据本说明书中记载的技术，能够防止树脂成型物的一部分剥离的实际状况发生，因此能够提高旋转电机的耐久性和可靠性。当使用设置有钩部30和使钩部30能够弯曲的凹口(由端面24e和24f包围的部分)的绝缘体20时特别有效果。
[0026] 以上已详细说明了本说明书中公开的技术的具体例子，但这些仅仅是例子，并且本发明不限于这些例子。本发明还包括上述具体例子的各种改型。此外，说明书和附图中说明的技术要素既单独又以各种组合发挥了技术实用性。此外，说明书和附图中说明的技术同时实现了多个目的，并且通过仅实现这些目的中一个目的而具有技术实用性。
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