阅读说明：本技术 用于电机定子的自固定跨接桥 () 是由 凯西·泰勒·邓恩 于 2020-02-25 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“用于电机定子的自固定跨接桥”。一种电机的定子具有第一和第二发卡绕组端子,所述第一和第二发卡绕组端子与第一电相连接并远离所述定子的端部绕组轴向延伸。第二电相的发卡绕组在周向上位于所述第一相端子之间并使其彼此间隔开。跨接器具有相对于彼此面对面取向并缠绕所述第一相发卡绕组端子的相应暴露端的间隔开的C形钩。所述跨接器形成了跨越在所述第一相发卡绕组端子之间并在所述第二相发卡绕组端子上方的桥。在所述定子的制造期间,所述C形钩轴向向下滑动到所述第一相定子发卡绕组端子的相应非绝缘端上。所述C形钩通过由覆盖所述第一相发卡绕组端子的部分的绝缘涂层限定的横档抵靠所述第一相端子并且相对于其轴向定位。()

用于电机定子的自固定跨接桥

技术领域

本公开涉及用于电机(诸如马达和发电机)中的定子总成，并且涉及具有能够实现简化的定子制造过程的跨接桥的这种定子总成。

背景技术

电机的定子总成的制造通常包括大量的结合点(通常包括焊接或钎焊接头)以实现发卡绕组的端子和/或组成定子总成的其他电路部件之间的电气连续性。在一个已知的制造过程中，分两个阶段或步骤执行必要的焊接：在第一步中，执行许多次(在一些情况下超过约200次)焊接，其各自将两个紧邻的(通常是接触的)发卡端子结合在一起。在第二步中，执行较少数量的焊接以将发卡端子中的某些与除了紧邻的发卡端子之外的电路部件结合在一起。步骤2中的这些焊接(有时称为“特殊焊接”以区别于步骤1中进行的较简单的焊接)可能涉及跨接桥、中性桥、端子凸耳和端子引线与发卡端子的结合。

跨接桥、中性桥和/或端子凸耳通常形成为金属冲压件并且先前已知的组装过程需要复杂而昂贵的固定件以在执行特殊焊接时将这些冲压部件相对于发卡端子保持在其适当位置中。这样的固定件可能会增加制造过程的循环时间和/或成本。由于需要固定件以适当地定位和焊接那些部件的以上所述的电路部件的数量和相对复杂的几何形状，需要简化这些部件的固定过程。

发明内容

在本文公开的一个实施例中，一种电机的定子包括第一发卡绕组端子和第二发卡绕组端子，其与所述电机的单个电相或公共电相连接(称为第一相发卡绕组端子)并且远离所述定子的端部绕组轴向延伸。与不同于所述第一相绕组的电相相关联的至少一个发卡绕组(称为第二相发卡绕组端子)位于所述第一相端子之间并且使其彼此周向间隔开。

一体式跨接器包括间隔开的C形钩，所述C形钩相对于彼此面对面取向，并且缠绕所述第一相发卡绕组端子的相应暴露端且与其相结合。所述C形钩通过由覆盖所述第一相发卡绕组端子的轴向下部的绝缘涂层限定的横档抵靠所述第一相端子并且相对于其轴向定位。所述跨接器形成了跨越在所述第一相发卡绕组端子之间并且在所述第二相发卡绕组端子上方的桥。

在另一个公开的实施例中，一种制造电机的定子的方法包括将一体式跨接器的一对面对面且间隔开的C形钩轴向(平行于所述定子的中心轴线)滑动到所述电机的公共电相或相同电相的相应定子发卡绕组端子的相应非绝缘端上。所述定子发卡绕组端子由所述电机的不同相位的一个或多个定子发卡绕组端子周向分离并且远离所述定子的端部绕组延伸。所述C形钩在其相应相同相位的端子上方滑动/滑动至其上，直到所述一体式跨接器接触并且抵靠由在所述相同相位的定子发卡绕组端子的轴向下部上的绝缘涂层限定的横档为止。当坐落在所述横档上时，所述跨接器形成了跨越在相同相位的定子发卡绕组端子之间以及所述不同相位的定子发卡绕组端子上方的桥。所述C形钩随后与所述相应端子的所述相应暴露端结合(例如，通过焊接进行)。

当所述C形钩滑动到所述相同相位的端子上时，在所述C形钩之间的所述跨接器的桥部分可以位于所述端子的径向内部。所述桥还可以跨接在端子引线的上方，所述端子引线与位于所述定子的电枢的径向外部的端子凸耳相连接。

所述跨接器可以通过使冲压金属带的相对端向所述冲压件的平面外弯曲以形成所述C形钩而形成。

附图说明

图1是根据本公开的定子总成的部件的简化视图；

图2是图1中所描绘的定子总成的一部分的放大透视图；

图3是所公开的跨接桥中的一种的轴向俯视图；

图4是图3所示的跨接桥的透视图(大致径向向内看)；

图5是图1和图2所示的跨接桥中的第二种的透视图(大致轴向向下看)；并且

图6是在以不同方式类似于图5的安装中的现有技术的跨接桥的视图。

具体实施方式

参考图1，电机的定子总成12(具体为3相电动马达)被示为通常包括大致为环形的电枢14和多个发卡绕组16，所述多个发卡绕组的端子端从电枢的大致平坦的端表面突出以包括定子端部绕组。以下将图1中可见的电枢的该端部绕组表面称为电枢的上表面。定子总成12被示为与完整且具功能性的电机的相关(但却与本公开无关)的部件隔离开。不相关且省略的部件为转子(其定位在电枢14的内部并且与定子总成的中心轴线A对齐)和壳体(其围封电枢14和绕组16)。

术语，诸如“轴向”、“轴向地”、“周向”、“周向地”、“径向”和“径向地”在本文中是参考定子总成12的中心轴线A以及电枢14的圆周而使用的。

如本领域所公知的，每个发卡绕组16是导电的，通常为U形的电线，其是从电枢14的底部(如图1所示)***的并且穿过其，使得每个绕组的两个远端从电枢的上表面突出，并且在一组中，包括定子的端部绕组。用于形成发卡绕组的电线可以具有矩形的横截面，如图所示，或可以具有任何其他适当的横截面，诸如圆形。每个绕组16的远离电枢上表面延伸的部分被径向和/或周向路由以将每个绕组的端子部分定位在适当位置，在该处，其可以结合到另一个绕组端子(和/或其他电路部件，如下面更详细描述的)以形成能够实现电机的期望功能性的电气电路。术语“结合”在此被定义为包括任何常规已知的实现在两个金属端子之间的物理安全电连接的方法，包括焊接和钎焊。

发卡绕组16除了需要进行结合的端部或尖端外均涂覆有一层薄薄的电绝缘涂层(诸如搪瓷或清漆)。这些暴露的(非绝缘)端部或尖端称为端子。如本领域所公知的，大多数发卡绕组端子设置成形成连接对18(见图2)，其包括接触(或非常紧邻)彼此的相同相位的两个绕组。每个连接对18的暴露端子的这种接触(或接近接触)使得两个端子能够结合在一起(通常是通过焊接进行的)以实现电气连续性。

在电机定子的常规配置中，连接对18是以多个径向延伸排设置的。在制造定子总成12的已知方法中，所有(或基本上所有)连接对18的端子都在第一结合步骤或阶段中结合在一起。

定子总成12还包括多个端子凸耳20a、22a、24a(在所公开的实施例中，一个用于三相马达的每一相)以及相关端子引线20b、20c、22b、22c、24b、24c。每对端子引线结合至其相应的端子凸耳20a、22a、24a以及特定的发卡绕组，以将凸耳置于与适当马达相位的电路的电气连接中。端子引线所结合至的特定发卡绕组端子可以位于距电枢上表面比包括端部绕组的大多数的连接对18更高处(在轴向上更远处)。待结合到端子引线的端子的轴向位置中的这种差异用于提高定子总成12的制造的容易度。

定子总成12还包括中性桥26，其根据需要结合到指定发卡绕组16的端子以提供电路连续性。端子凸耳20a、22a、24a和中性桥26可以通过冲压过程由金属板形成(如本领域中公知的)。与形成连接对18的端子相比，中性桥26结合到的指定发卡绕组端子可以位于离电枢端面更高(在轴向上更远)的位置，这种差异使得中性桥能够结合到指定端子。

在已知的制造过程中，将端子引线20b、20c、22b、22c、24b、24c和中性桥26结合到适当的发卡绕组端子需要使用固定件(未示出)来在结合发生时将部件相对于彼此地保持在其期望位置中。

定子总成12还包括多个跨接桥30、32、34。所描绘的实施例包括用于三相马达的每一相的一个跨接桥，每个跨接桥将相同相位的两个发卡绕组串联地电连接起来。接合桥34的以下描述优选地(但不是必须地)也适用于其他接合桥30、32中的一个或多个。

现在参考图3，接合桥34是一体式部件，其包括位于中心的桥34c和在其任一端与桥成一体的两个C形钩34a、34b。C形钩34a、34b相对于彼此面对面地取向；也就是说，两个C形钩的开放侧或部分面向内并且朝向彼此。所描绘的配置可以在包括一个或多个冲压和/或弯曲步骤的过程中实现。

接合桥34电连接具有相同电相并且(由于定子总成的几何形状和针对马达的正常运作对定子电路的要求)由至少一个中间连接对18a的端子分离的两个端子116。即，接合桥34电连接位于不相邻径向延伸排的绕组端子中的单个公共电相或相同电相的两个端子116，使得接合桥在一个或多个中间连接对18a的上方/上面延伸或跨越。因此，与中间连接对18a的端子相比，接合桥34结合至的发卡绕组端子116从电枢上表面延伸得更高并且位于距其更远处(在轴向上)。中间连接对18a具有不同于端子116的第二相，并且因此在那些部件之间可能不存在电接触。

接合桥34也跨越在凸耳端子24b、24c的上面或上方。

在不需要由下列方法进行任何固定的情况下，实现了接合桥34与其相关联的相同相位端子116的结合。如图4所示，接合桥34定位成使得C形钩34a、34b在相应端子116的上面并且与其轴向对齐，然后接合桥相对于端子向下/轴向移动，因此C形钩在其相应的端口上方滑动(如虚线所示)每个C形钩由此环绕并且接触其相应端子的(四个)侧面中的三个，从而增强电气连续性。

当C形钩抵靠并且坐落在围绕端子***形成的横档36(图4)上时，停止C形钩34a、34b相对于端子116的向下的滑动移动。横档36是由覆盖紧接在端子116的暴露(非绝缘)部分的下方的发卡绕组的绝缘涂层的最上边缘限定的。这些横档36具有大约等于绝缘涂层的厚度的宽度，其可以是100微米的量级。暴露端子116的竖直/轴向尺寸优选为等于接合桥34相应尺寸，使得当C形钩34a、34b抵靠横档36时其最上表面彼此齐平(见图4)。

在C形钩34a、34b的最下表面和横档36之间这种邻接接触(结合在C形钩的内表面和端子116的外表面之间的任何静摩擦)使接合桥位于并保持在正确位置中以进行随后的结合操作。因此，不需要固定件(如现有技术中的)来正确地完成接合桥34至端子116的结合。这极大地简化了定子总成的整个制造过程，从而减少了其生产时间和成本。

在图5和图6的比较中可以看出所公开的接合桥配置和组装方法的额外的优点。图5是坐落在端子216上方的根据本公开的接合桥30的放大视图，而图6则示出了安装在具有以其他方式相同的配置的定子总成中相同位置中的已知现有技术的接合桥130。

现有技术的接合桥130(图6)由金属板(厚度为t)冲压而成，以形成桥130c和在其每一端径向向外延伸的一对突片130a、130b(在图6中仅示出了一对突片)以托住端子16b。该现有技术配置中的已知问题是用于形成现有技术的接合桥132的冲压过程中固有的尺寸公差问题可能难以确保内侧突片130a的宽度W始终足够小以在突片130a和端子引线20b之间提供期望的间隙距离C。例如，在通常使用的冲压过程中，宽度W必须不小于接合桥130的冲压厚度t的1.5倍。类似的公差/间隙问题也可能存在于和其他接合桥中的一个或多个相关的其他位置中。

如图5所示，当前公开的接合桥30的任何部分都没有直接位于端子216和端子引线20b之间，使得上面讨论的制造公差问题是无关紧要的。

通过比较图5和图6的比较也显而易见的是，本接合桥30、32、34使得在接合桥和连接端子16之间具有大得多的接触区域成为可能。由现有技术的接合桥130提供的接触区域受到托住端子的其冲压厚度t的限制，这是因为突片130a、130b位于冲压件的冲压平面中并且因此不厚于用于冲压的金属板。相比之下，当前公开的接合桥30可以容易地进行设计和制造，使得宽度尺寸D(见图4)显著大于其冲压厚度t。这是由于以下事实：本接合桥30、32、34的C形钩是从冲压该零件的金属板的冲压平面向外弯曲的。

本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用不同和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节不应解释为限制性，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实现方式来说可能是期望的。

在本说明书中使用的措词是描述而非限制的措词，并且应理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种改变。如前所描述的，各个实施例的特征可以被组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。尽管各个实施例可能已经被描述为就一个或多个所期望特性而言相较其他实施例或现有技术实施方式来说提供优点或是优选的，但是本领域的普通技术人员将认识到，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于：成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可服务性、重量、可制造性，易组装性等。这样，描述为相对于一个或多个特性较其他实施例或现有技术实施方式不太可取的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是可取的。

根据本发明，一种制造电机的定子的方法包括：将一体式跨接器的面对面且间隔开的C形钩轴向滑动到由不同相位的定子发卡绕组端子周向分离并且远离所述定子的端部绕组延伸的相同相位的定子发卡绕组端子的相应暴露端上，直到所述一体式跨接器接触到由在所述相同相位的所述定子发卡绕组端子的部分上的绝缘涂层限定的横档以形成跨接在所述相同相位的所述定子发卡绕组端子之间并且在所述不同相位的所述定子发卡绕组端子上方的桥为止；以及结合所述C形钩与所述相应的暴露端。

根据一个实施例，所述跨接器是通过使冲压金属带的相对端向所述带的冲压平面外弯曲以形成所述C形钩而形成的。

根据一个实施例，所述C形钩滑动至所述相同相位端子上，使得在所述C形钩之间的所述跨接器的桥部分位于所述端子的径向内部。

根据一个实施例，所述桥还跨接在端子引线的上方，所述端子引线与位于所述定子的电枢的径向外部的端子凸耳相连接。

根据一个实施例，所述端子的横截面是矩形的。

根据本发明，一种制造电机定子的方法包括：将跨接器的面对面的C形钩轴向滑动到由第二相绕组端子周向分离并且从所述定子的端部绕组轴向延伸的两个第一相绕组端子的相应暴露端上，直到所述C形钩接触到由在所述相应第一相绕组端子的部分上的绝缘涂层限定的横档为止，所述跨接器形成了跨接在所述第一相绕组端子之间并且在所述第二相绕组端子上方的导电桥。

根据一个实施例，所述端子的横截面是矩形的。

根据一个实施例，所述桥位于所述端子的相应的径向面向内的表面上并且与其接触。

根据一个实施例，所述桥还跨接在端子引线的上方，所述端子引线与位于所述定子的电枢的径向外部的端子凸耳相连接。

根据本发明，提供一种电机的定子，其具有：远离所述定子的端部绕组轴向延伸的第一和第二第一相发卡绕组端子；至少一个第二相发卡绕组端子，所述至少一个第二相发卡绕组端子位于所述第一相发卡绕组端子之间并且使所述第一相发卡绕组端子彼此周向间隔；以及一体式跨接器，所述一体式跨接器具有缠绕所述第一相发卡绕组端子的相应暴露端并且与其相结合的面对面且间隔开的C形钩，所述一体式跨接器接触到由在所述第一相发卡绕组端子的部分上的绝缘涂层限定的横档，并且所述跨接器形成了跨越在所述第一相发卡绕组端子之间并且在所述第二相发卡绕组端子上方的桥。

根据一个实施例，本发明的特征还在于在所述第一发卡绕组端子和第二发卡绕组端子之间穿过的端子引线，所述桥还跨接在所述端子引线的上方。

根据一个实施例，所述跨接器是通过使冲压金属带的相对端向冲压平面外弯曲以形成；所述C形钩而形成的。

根据一个实施例，在所述C形钩之间的所述跨接器的桥部分位于所述第一相发卡绕组端子的径向内部。