阅读说明：本技术 构造体、定子以及马达 (Structure, stator, and motor ) 是由 村上俊辅 新子刚央 小山崇宣 于 2018-06-08 设计创作，主要内容包括：构造体具有：筒状的支承面,其沿线圈的磁芯方向延伸；以及线圈,其由卷绕于支承面的导线构成。在沿磁芯方向观察时,支承面呈长边与短边交替地排列的四边形状。支承面具有相当于短边的一对第一支承面和相当于长边的一对第二支承面。导线从卷绕开始部朝向卷绕结束部在支承面的周围沿卷绕方向卷绕,该卷绕开始部与支承面接触,该卷绕结束部比卷绕开始部远离支承面。一对第一支承面中的至少一方是与位于卷绕方向的下游侧的第二支承面呈钝角交叉的倾斜面。(The structure has: a cylindrical support surface extending in a magnetic core direction of the coil; and a coil formed of a wire wound around the support surface. The support surface has a rectangular shape in which long sides and short sides are alternately arranged when viewed in the core direction. The support surface has a pair of first support surfaces corresponding to the short sides and a pair of second support surfaces corresponding to the long sides. The conductive wire is wound around the support surface in the winding direction from a winding start portion that is in contact with the support surface toward a winding end portion that is farther from the support surface than the winding start portion. At least one of the pair of first support surfaces is an inclined surface that intersects the second support surface located on the downstream side in the winding direction at an obtuse angle.)

构造体、定子以及马达

技术领域

本发明涉及包含线圈的构造体、包含该构造体的定子以及具有该定子的马达。

背景技术

以往，马达的线圈通过绕作为磁芯的齿隔着绝缘体的绝缘件卷绕导线而形成。在马达的内部，绕中心轴线排列有多个这样的线圈。另外，为了绕中心轴线排列较多的线圈，齿的截面形状有时成为在轴向上较长且在周向上较短的长方形状。

例如，在日本特开2003-190951号公报以及日本特开2010-519471号公报中记载了以往的马达所包含的齿、绝缘件以及线圈的构造。

专利文献1：日本特开2003-190951号公报

专利文献2：日本特开2010-519471号公报

发明内容

发明要解决的课题

在绕齿隔着绝缘件卷绕导线时，有时导线沿周向***。尤其是，在齿的截面形状为上述的长方形状的情况下，导线相对于绝缘件的周向的两端面的***(鼓起)变大。越使用线径粗的导线，该导线的***产生得越明显。为了绕中心轴线排列更多的线圈，要求抑制该导线的***。

本发明的目的在于，在包含线圈的构造体中，提供能够抑制导线相对于支承面的***的构造。

用于解决课题的手段

本申请的例示的第一发明为包含线圈的构造体，其中，该构造体具有：筒状的支承面，其沿所述线圈的磁芯方向延伸；以及所述线圈，其由卷绕于所述支承面的导线构成，在沿所述磁芯方向观察时，所述支承面呈长边与短边交替地排列的四边形状，具有相当于所述短边的一对第一支承面和相当于所述长边的一对第二支承面，所述导线从卷绕开始部朝向卷绕结束部在所述支承面的周围沿卷绕方向卷绕，该卷绕开始部与所述支承面接触，该卷绕结束部比所述卷绕开始部远离所述支承面，所述一对第一支承面中的至少一方是与位于所述卷绕方向的下游侧的所述第二支承面呈钝角交叉的倾斜面。

发明效果

根据本申请的例示的第一发明，导线从第一支承面朝向第二支承面呈钝角弯曲。由此，与导线呈直角弯曲的情况相比，能够抑制导线在第二支承面处的***。

附图说明

图1是马达的纵剖视图。

图2是第一树脂部件的立体图。

图3是定子铁芯的一部分以及绝缘件的俯视图。

图4是从图3的A-A位置观察的定子铁芯以及绝缘件的剖视图。

图5是从图3的A-A位置观察的齿以及绝缘件的剖视图。

图6是示出没有突起部的情况的比较例的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的例示的实施方式进行说明。其中，在本申请中，将与马达的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与马达的中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿以马达的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。在本申请中，以轴向作为上下方向并相对于定子以汇流条组件侧为上，对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，并不意图通过该上下方向的定义来限定本发明的马达的制造时以及使用时的朝向。

上述“平行的方向”也包含大致平行的方向。上述“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。

＜1.马达的整体结构＞

图1是本发明的一个实施方式的马达1的纵剖视图。本实施方式的马达1例如搭载于汽车，作为产生电动助力转向装置的驱动力的驱动源来使用。但是，本发明的马达也可以用于助力转向以外的用途。例如，本发明的马达也可以作为汽车的其他部位、例如发动机冷却用风扇或油泵的驱动源来使用。另外，本发明的马达也可以搭载于家电产品、办公自动化(OA：Office Automation)设备、医疗设备等，产生各种驱动力。

如图1所示，马达1具有静止部2和旋转部3。静止部2固定于作为驱动对象的设备的框体。旋转部3被支承为能够相对于静止部2旋转。

本实施方式的静止部2具有壳体21、定子22、汇流条组件23、下轴承部24以及上轴承部25。

壳体21具有筒状部211、底板部212以及盖部213。筒状部211在定子22以及汇流条组件23的径向外侧沿轴向呈大致圆筒状延伸。底板部212在比定子22以及后述的转子32靠下侧的位置相对于中心轴线9大致垂直地扩展。盖部213在比汇流条组件23靠上侧的位置相对于中心轴线9大致垂直地扩展。定子22、汇流条组件23以及后述的转子32收纳于壳体21的内部空间。

筒状部211、底板部212以及盖部213例如由铝或不锈钢等金属构成。在本实施方式中，筒状部211和底板部212由一个部件构成，盖部213由其他部件构成。但是，也可以是筒状部211和盖部213由一个部件构成，底板部212由其他部件构成。

定子22配置于后述的转子32的径向外侧。定子22具有定子铁芯41、多个绝缘件42以及多个线圈43。在本实施方式中，定子铁芯41是沿轴向层叠多张电磁钢板而成的层叠钢板。定子铁芯41具有圆环状的铁芯背部411以及从铁芯背部411朝向径向内侧突出的多个齿412。铁芯背部411与中心轴线9配置为大致同轴。另外，铁芯背部411的外周面固定于壳体21的筒状部211的内周面。多个齿412沿周向大致等间隔地排列。另外，定子铁芯41也可以是压粉磁芯等来代替层叠钢板。

在本实施方式中，绝缘件42的材料是作为绝缘体的树脂。本实施方式的定子22在每个齿具有绝缘件42。定子铁芯41的表面的至少一部分被绝缘件42覆盖。具体而言，定子铁芯41的表面中的至少各个齿412的上表面、下表面以及周向的两端面被绝缘件42覆盖。各个绝缘件42具有第一树脂部件421和第二树脂部件422。第二树脂部件422位于比第一树脂部件421靠下侧的位置。第一树脂部件421从定子铁芯41的上侧安装于定子铁芯41。第二树脂部件422从定子铁芯41的下表面侧安装于定子铁芯41。

关于绝缘件42的更详细的构造在后面说明。

线圈43由卷绕于绝缘件42的周围的导线430构成。即，在本实施方式中，在作为磁芯的齿412的周围隔着绝缘件42卷绕有导线430。绝缘件42夹在齿412与线圈43之间，由此能够防止齿412与线圈43发生电短路。

汇流条组件23具有由作为导体的铜等金属构成的汇流条51和保持汇流条51的树脂制的汇流条保持架52。汇流条51与构成线圈43的导线430电连接。在使用马达1时，从外部电源(省略图示)延伸的导线与汇流条51连接。即，线圈43与外部电源经由汇流条51而电连接。另外，也可以在壳体21内设置电路板来代替汇流条组件23。而且，线圈43与外部电源也可以经由电路板而电连接。

下轴承部24和上轴承部25配置于壳体21与旋转部3侧的轴31之间。本实施方式的下轴承部24和上轴承部25使用经由球体使外圈与内圈相对旋转的球轴承。下轴承部24的外圈固定于壳体21的底板部212。上轴承部25的外圈固定于壳体21的盖部213。另外，下轴承部24和上轴承部25各自的内圈固定于轴31。由此，轴31被支承为能够相对于壳体21旋转。但是，也可以使用滑动轴承或流体轴承等其他方式的轴承来代替球轴承。

本实施方式的旋转部3具有轴31和转子32。

轴31是沿中心轴线9延伸的柱状的部件。轴31的材料例如使用不锈钢等金属。轴31被上述的下轴承部24和上轴承部25支承，并且能够以中心轴线9为中心进行旋转。轴31的上端部311比盖部213向上方突出。轴31的该上端部311例如经由齿轮等动力传递机构与作为驱动对象的装置连结。另外，轴31并不一定要从盖部213向轴向上侧突出。即，也可以是在底部212设置有贯通孔，轴的下端部通过该贯通孔而比底部212向下方突出。而且，轴也可以是中空的部件。

转子32位于定子22的径向内侧，与轴31一起旋转。转子32具有转子铁芯61、多个磁铁62以及磁铁保持架63。在本实施方式中，转子铁芯61是沿轴向层叠多张电磁钢板而成的层叠钢板。转子铁芯61在其中央具有沿轴向延伸的贯通孔60。轴31被压入转子铁芯61的该贯通孔60中。由此，转子铁芯61与轴31彼此固定。另外，也可以在构成贯通孔60的内侧面与轴31的外侧面之间配置衬套等部件。即，轴31与转子铁芯61可以直接固定，也可以间接固定。转子铁芯61也可以是压粉磁芯等来代替层叠钢板。

多个磁铁62例如通过粘接剂而固定于转子铁芯61的外周面。各个磁铁62的径向外侧的面成为与齿412的径向内侧的端面对置的磁极面。多个磁铁62以N极与S极交替地排列的方式沿周向排列。另外，也可以代替多个磁铁62，而使用N极与S极在周向上交替地被磁化的一个圆环状的磁铁。

磁铁保持架63是相对于转子铁芯61固定的树脂制的部件。磁铁保持架63例如通过以转子铁芯61作为嵌件部件的嵌件成型而得到。多个磁铁62的下表面以及周向的两端面与磁铁保持架63接触。由此，各个磁铁62在周向和轴向上被定位。另外，通过磁铁保持架63，提高了转子32整体的刚性。另外，多个磁铁62可以通过使用了树脂的模制而固定于转子铁芯61，也可以使用其他部件而间接地固定于转子铁芯61。

当从外部电源经由汇流条51向线圈43提供驱动电流时，在定子铁芯41的多个齿412产生磁通。然后，通过齿412与磁铁62之间的磁通的作用，产生周向的扭矩。其结果是，旋转部3相对于静止部2以中心轴线9为中心进行旋转。

＜2.关于绝缘件和线圈的构造＞

接着，对使构成线圈43的导线430卷绕于绝缘件42的构造进行更详细地说明。图2是第一树脂部件421的立体图。图3是定子铁芯41的一部分以及绝缘件42的俯视图。图4是从图3的A-A位置观察的定子铁芯41以及绝缘件42的剖视图。另外，在图4中，省略了表示绝缘件42的剖面的剖面线。以下，将作为线圈43的磁芯的齿412所延伸的方向称为“磁芯方向”。

如图2至图4所示，绝缘件42具有沿磁芯方向延伸的筒状的支承面70。支承面70具有一对第一支承面71和一对第二支承面72。在沿轴心方向观察时，支承面70成为短边与长边在齿412的周围交替地排列的四边形状。第一支承面71是相当于该短边的面。第二支承面72是相当于该长边的面。以下，将沿着短边的方向称为“短边方向”，将沿着长边的方向称为“长边方向”。

在本实施方式中，绝缘件42的上表面和下表面成为第一支承面71。绝缘件42的周向的两端面成为第二支承面72。第一树脂部件421包含作为一对第一支承面71中的一方的绝缘件42的上表面。第二树脂部件422包含作为一对第一支承面71中的另一方的绝缘件42的下表面。

构成线圈43的导线430卷绕于绝缘件42的支承面70。支承面70和线圈43构成本发明的“构造体”的一例。导线430相对于一个绝缘件42的卷绕开始部与该绝缘件42的支承面70接触。导线430相对于一个绝缘件42的卷绕结束部比卷绕开始部远离支承面70。导线430从卷绕开始部朝向卷绕结束部在支承面70的周围多次卷绕。

通过缩短第一支承面71的短边方向的长度，能够沿周向紧密地配置多个线圈43。另外，通过加长第二支承面72的长边方向的长度，能够扩大各个线圈43的内侧的磁路。第二支承面72的长边方向的长度例如优选为第一支承面71的短边方向的长度的5倍以上。

一对第一支承面71分别成为相对于轴向倾斜的倾斜面。第一支承面71与相对于该第一支承面71位于卷绕方向的下游侧的第二支承面72所成的角度θ是大于90°的钝角。即，第一支承面71与位于其卷绕方向的下游侧的第二支承面72呈钝角交叉。

图5是从图3的A-A位置观察的齿412以及绝缘件42的剖视图。图6是示出第一支承面71不是倾斜面而与轴向垂直的情况的比较例的图。在图5和图6中，用双点划线的箭头表示导线从卷绕开始部朝向卷绕结束部的卷绕方向。如图6所示，在第一支承面71X与轴向垂直的情况下，导线430X从第一支承面71X朝向第二支承面72X呈大致直角弯曲。在该情况下，第二支承面72X处的导线430X的***(鼓起)变大。由此，线圈的周向的宽度变大。

与此相对，在本实施方式中，如图5所示，导线430从第一支承面71朝向第二支承面72呈钝角弯曲。因此，与图6的情况相比，第二支承面72处的导线430的***(鼓起)得到抑制。因此，与图6的情况相比，能够减小线圈43的周向的宽度。其结果是，能够在防止相邻的线圈43的导线430彼此接触的同时沿周向紧密地配置多个线圈43。

根据本实施方式的构造，能够在有限的周向的范围内增加导线430相对于一个齿412的卷绕次数。另外，也能够增大卷绕的导线430的直径，从而使更大的电流流动。由此，能够提高马达1的输出。

但是，若第一支承面71与第二支承面72之间的角度θ过大，则定子22的轴向的长度变长。因此，角度θ优选为大于90°并且将第二支承面72处的导线430的***抑制在容许范围内的最小的角度。例如，角度θ优选为小于135°。另外，角度θ更优选为小于120°。

如图4和图5所示，本实施方式的支承面70在第一支承面71与位于其卷绕方向的下游侧的第二支承面72之间具有在从轴心方向观察时呈大致圆弧状的曲面76。曲面76平缓地连接第一支承面71和位于其卷绕方向的下游侧的第二支承面72。从第一支承面71朝向第二支承面72的导线430沿曲面76平缓地弯曲。由此，第二支承面72处的导线430的***进一步得到抑制。

在本实施方式中，一对第一支承面71的双方成为上述的倾斜面。因此，导线430相对于一个第二支承面72的***与导线430相对于另一个第二支承面72的***均得到抑制。其结果是，能够进一步减小线圈43的周向的宽度。

在本实施方式中，一对第一支承面71彼此平行，并且，一对第二支承面72彼此平行。即，在沿轴心方向观察时，筒状的支承面70为平行四边形。这样，能够使第一树脂部件421的形状与第二树脂部件422的形状相同，从而使部件通用化。由此，能够降低马达1的制造成本。但是，一对第一支承面71的倾斜角度也可以是不同的角度。

另外，本实施方式的马达1是转子32位于定子22的径向内侧的所谓的内转子型的马达。在内转子型的情况下，在周向上相邻的线圈43彼此容易接近。但是，根据本实施方式的构造，能够防止导线430沿周向***。因此，能够抑制相邻的线圈43的导线430彼此接触。

＜3.变形例＞

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式。

在上述实施方式中，绝缘件42由如下两个部件构成：第一树脂部件421，其包含一对第一支承面71中的一方；以及第二树脂部件422，其包含一对第一支承面71中的另一方。但是，绝缘件42也可以具有包含一对第一支承面71的双方的一个筒状的树脂部件。

在上述实施方式中，导线430隔着绝缘件42卷绕于定子铁芯41的齿412上。因此，支承导线430的筒状的支承面70设置于绝缘件42。但是，也可以省略绝缘件42，将导线430直接卷绕于表面被绝缘涂装的定子铁芯41的齿412上。在该情况下，只要齿412自身具有与上述的绝缘件42的支承面70相同形状的支承面即可。

在上述实施方式中，一对第一支承面71的双方成为倾斜面。但是，也可以是仅一对第一支承面71中的一方成为倾斜面。即使在该情况下，一对第二支承面72中的至少一方处的导线430的***(鼓起)得到抑制。因此，能够减小线圈的周向的宽度。

在上述实施方式中，对转子32位于比定子22靠径向内侧的位置的所谓的内转子型的马达进行了说明。但是，本发明的构造体、定子以及马达也可以应用于转子位于比定子靠径向外侧的位置的所谓的外转子型的马达。

在上述实施方式和变形例中，对马达所包含的构造体进行了说明。但是，本发明的构造体也可以包含于发电机等马达以外的设备。

多个磁铁并不一定要位于转子铁芯的外周面。也可以是磁铁的至少一部分埋入转子铁芯。

并且，马达也可以具有控制向定子的通电的控制基板。在该情况下，控制基板与汇流条电连接。另外，马达也可以不具有汇流条组件。在该情况下，导线与连接于外部电源的连接器等电连接。另外，在马达具有控制基板的情况下，马达也可以不具有汇流条组件。在该情况下，导线不经由汇流条组件而与控制基板电连接。

关于各个部件的细部的形状，也可以与本申请的各图所示的形状不同。也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合在上述实施方式或者变形例中出现的各个要素。

产业上的可利用性

本发明能够利用于包含线圈的构造体、包含该构造体的定子以及具有该定子的马达。

标号说明

1：马达；2：静止部；3：旋转部；9：中心轴线；21：壳体；22：定子；23：汇流条组件；24：下轴承部；25：上轴承部；31：轴；32：转子；41：定子铁芯；42：绝缘件；43：线圈；70：支承面；71：第一支承面；72：第二支承面；76：曲面；411：铁芯背部；412：齿；421：第一树脂部件；422：第二树脂部件；430：导线。