阅读说明：本技术 旋转电机 (Rotating electrical machine ) 是由 户谷章人 细谷昌宏 于 2018-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明的目的在于提供一种一方面防止线圈的崩散另一方面达成小型化、高功率化的旋转电机。本发明的旋转电机具备：定子,其具有定子铁心、安装在所述定子铁心上的线圈架以及缠绕在所述线圈架的绕线部而产生磁通势的线圈；以及转子,其设置在所述定子的内周侧；该旋转电机的特征在于,所述绕线部在所述旋转电机的旋转轴的轴向上的端面具有限制该绕线部上缠绕的线圈的位置的限制部。(The invention aims to provide a rotating electric machine which prevents coil collapse and achieves miniaturization and high power. A rotating electric machine according to the present invention includes: a stator having a stator core, a bobbin attached to the stator core, and a coil wound around a winding portion of the bobbin to generate magnetomotive force; and a rotor provided on an inner peripheral side of the stator; the rotating electrical machine is characterized in that an end surface of the winding portion in an axial direction of a rotating shaft of the rotating electrical machine is provided with a limiting portion for limiting a position of a coil wound on the winding portion.)

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机，尤其涉及缠绕线圈的线圈架的结构。

背景技术

以往，作为旋转电机的结构，有在定子铁心上安装线圈架、在该线圈架上缠绕线圈而成的结构。在这种结构中，在线圈架上缠绕线圈时，为了确保旋转电机的可靠性，较理想以没有崩散的方式进行缠绕。

例如日本专利特开2008-148515号公报记载的发明是在线圈架上设置沿相对于旋转电机的旋转轴的周向突出的突起并沿该突起缠绕线圈、由此来防止线圈的崩散。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-148515号公报

发明内容

发明要解决的问题

不过，在日本专利特开2008-148515号公报记载的发明中，突起是沿周向突出也就是以在周向上缩窄槽的方式突出，因此减少了槽内的线圈占用空间。这样一来，旋转电机就会大型化以确保线圈占用空间，而如果放任线圈占用空间减少，旋转电机的功率就会降低。

本发明的目的在于提供一种一方面防止线圈的崩散另一方面达成小型化、高功率化的旋转电机。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的旋转电机具备：定子，其具有定子铁心、安装在所述定子铁心上的线圈架以及缠绕在所述线圈架的绕线部而产生磁通势的线圈；以及转子，其设置在所述定子的内周侧；该旋转电机的特征在于，所述绕线部在所述旋转电机的旋转轴的轴向上的端面具有限制该绕线部上缠绕的线圈的位置的限制部。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种一方面防止线圈的崩散另一方面达成小型化、高功率化的旋转电机。

上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。

附图说明

图1为本发明的实施例1的电动动力转向马达100的立体图。

图2为在收容在壳体1中的状态下以转轴5可见的方式切割展示图1所示的电动动力转向马达100的侧视图。

图3为从马达100的旋转轴的轴向观察图1所示的定子铁心2的俯视图。

图4为从马达100的旋转轴的轴向观察图1所示的定子101的俯视图。

图5为表示在图1所示的多个分割铁心2a当中邻接的两个铁心上缠绕有线圈4的状态的立体图。

图6为说明在图1所示的多个分割铁心2a中的一个铁心上缠绕线圈的情形的图。

图7为从图5所示的方向A观察线圈架组件73之一的俯视图。

图8为参考图7所示的线圈架组件73而进一步说明线圈4在线圈架3上的缠绕的图。

图9为针对图4所示的定子101而放大表示槽2e附近的图。

图10为表示突起部46为具有斜面的形状的情形的概略侧截面图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的实施例进行说明。再者，附图和以下的说明展示的是遵循本发明原理的具体实施例，而它们是用于本发明的理解，绝不用于对本发明作限定性解释。

下面，列举进行车辆的操舵辅助的电动动力转向马达为例对本发明的旋转电机进行说明，而本发明当然也能运用于其他旋转电机。

实施例1

图1为本发明的实施例1的电动动力转向马达100的立体图。图2为在收容在壳体1中的状态下以转轴5可见的方式切割展示图1所示的电动动力转向马达100的侧视图。图1中是以电动动力转向马达100(以下简称为“马达100”)的旋转轴即转轴5呈纵向的朝向进行展示的，图2中是以转轴5呈横向的朝向进行展示的。

在壳体1的内周侧以焊接或无焊接的方式保持环形状而压入或热压配合有沿周向装配多个分割铁心2a而成的定子铁心2。在本实施例中，定子铁心2由12个分割铁心2a构成。再者，虽然在本实施例中是对定子铁心2由多个分割铁心2a构成的情况进行说明，但本发明并不限于此，也能运用于定子铁心2未作分割的一体型的情况。

在该定子铁心2的分割铁心2a上安装线圈架3，在线圈架3的外周部(绕线部)卷绕线圈4而形成定子101。线圈4的引出线即线圈引出线4a连接于母线模塑体14上设置的母线接头15，母线接头15的端面通过焊接与另一母线模塑体16上设置的母线接头17的端面连接在一起。

在定子铁心2的内周侧设置有由转轴5、转子铁心6、磁铁7及磁铁罩8构成的转子102，转子102由F轴承(前侧轴承)9及R轴承(后侧轴承)10加以支承，F轴承9固定在壳体1上，R轴承10固定在盖体13上。盖体13设置有通孔而供母线接头15穿过，通过螺钉18与母线模塑体16连接在一起。进而，母线接头17以能进行三相输出的方式对各相的连接进行布线，呈UVW三相输出。从逆变器(未图示)对该三相输出端子19供电，由此使得马达100旋转。

挡圈12以绕转轴5与F轴承9相接的方式加以配备，施压弹簧11以绕转轴5与R轴承10相接的方式加以配备。

图3为从马达100的旋转轴的轴向观察图1所示的定子铁心2的俯视图。

图4为从马达100的旋转轴的轴向观察图1所示的定子101的俯视图。

图5为表示在图1所示的多个分割铁心2a当中邻接的两个铁心上缠绕有线圈4的状态的立体图。将线圈架3装配在分割铁心2a上且缠绕有线圈4的状态称为线圈架组件73。

如上所述，在壳体1内部的最外周配置有定子铁心2。定子铁心2由T形分割铁心2a构成(参考图3)。各分割铁心2a具有隔着线圈架3的绕线部3c(参考图4)来缠绕线圈4的铁心枢齿部2c，分割铁心2a彼此在铁心背部2b通过焊接相互连结在一起。某一分割铁心2a的铁心枢齿部2c与邻接的分割铁心2a的铁心枢齿部2c之间形成有槽2e。线圈架3的绕线部3c形成于线圈架3的内径侧凸缘73a与线圈架3的外径侧凸缘73b之间。在定子101的内周，邻接的线圈架组件73的分割铁心2a彼此、内径侧凸缘73a彼此没有接触，形成槽开口部2d。

如图3所示，分割铁心2a的铁心枢齿部2c是马达100的旋转轴的径向内侧的宽度C比径向外侧的宽度B大的逐渐扩展的形状。通过设为这种形状，可以进一步增大马达100的转矩。此外，如图3所示，从马达100的旋转轴的径向外侧的宽度B向径向内侧的宽度C以平滑的曲线增大分割铁心2a的铁心枢齿部2c的形状，由此，能做到不易引发磁饱和。

如图4所示，在线圈架3的绕线部3c的面中的马达100的旋转轴的轴向的端面(以下称为“旋转轴向端面”)48具有沿轴向突出的突起部46，详情将于后文叙述。该突起部46相当于限制绕线部3c上缠绕的线圈4的位置的限制部。再者，突起部46可设置在线圈架3的绕线部3c的面中的马达100的旋转轴的轴向的两侧端面，也可仅设置在单侧端面。突起部46的形状可为圆柱形状而沿轴向突出，也可为半球形状而沿轴向突出，也可为圆锥形状而沿轴向突出，除了圆形以外，也可为三角形或其他多角形等任何形状而沿轴向突出。

此外，如图4所示，可以从槽开口部2d对槽2e内进行目视检查。由此，可以从槽开口部2d观察、确认某一分割铁心2a的铁心枢齿部2c上缠绕的线圈4与邻接的分割铁心2a的铁心枢齿部2c上缠绕的线圈4在槽2e内没有接触这一情况(例如没有崩散这一情况)。

再者，本实施例中采用集中绕法，如图5所示，是在两个分割铁心2a的铁心枢齿部2c上集中地卷绕一个线圈4的双连续绕组结构，而本发明也能运用于这以外的绕法例如分布绕法。

图6为说明在图1所示的多个分割铁心2a中的一个铁心上缠绕线圈的情形的图。

图6的线圈架3是以装配在分割铁心2a上的状态展示的。此时，线圈架3的绕线部3c覆盖分割铁心2a的铁心枢齿部2c。在该线圈架3上缠绕线圈4时，以线圈引出线4a在马达100的旋转轴的轴向上从槽2e突出的方式对其进行配置，以使线圈架3旋转的旋转轴即旋转轴27为中心一边使线圈架3旋转一边供给线圈4，将线圈4缠绕在线圈架3的绕线部3c上。图6中是以旋转轴27为中心使线圈架3逆时针旋转，但也可使线圈架3顺时针旋转来缠绕线圈4。旋转轴27例如可为线圈架3的重心。

线圈4当中接着线圈引出线4a的后续部分成为收容在该分割铁心2a的两侧中的一侧的槽2e1内的导体部31，从该一侧的槽2e1出来的线圈4来到旋转轴向端面48而成为搭接线33，后续的线圈4成为收容在该分割铁心2a的两侧中的另一侧的槽2e2内的导体部31。搭接线33是将槽2e1内收容的导体部31与槽2e2内收容的导体部31相连的线。

图7为从图5所示的方向A观察线圈架组件73之一的俯视图。

图7中，以虚线表示线圈架3内的分割铁心2a的轮廓。此外，图7中，为了易于观察设置在旋转轴向端面48的突起部46，是以透过搭接线33来观察的方式记载的。图7展示了在从图7上方观察时线圈4以右旋形式缠绕在线圈架3上的情况。

如上所述，将线圈架3的绕线部3c上缠绕的线圈4当中收容在槽2e内的部分称为导体部31，将槽2e外的部分称为搭接线33。导体部31具有通过流通电流来产生磁通势的功能，搭接线33几乎没有该产生磁通势的功能，具有将导体部31彼此电性连接的功能。在绕线部3c上缠绕线圈4时，在马达100的旋转轴的径向上从外径侧向内径侧缠绕。在绕线部3c上首先缠绕第一层线圈35，然后缠绕第二层线圈36。

再者，在本实施例中，通过将突起部46与线圈架3一体形成来削减了零件数量，但本发明并不限于此，也可将突起部46与线圈架3设为不同个体。

最近，业界对于马达100这样的旋转电机强烈要求小型-高功率化。要实现小型-高功率化，就需要降低线圈4的电阻，为了降低电阻，线圈4的导体部31的截面积日益增大，在固定的线圈占用空间内缠绕更多的导体部31便越来越重要。

在考虑了多相集中绕法线圈中的相邻铁心枢齿部2c之间产生的电位差时，若某一铁心枢齿部2c上缠绕的线圈4与邻接的铁心枢齿部2c上缠绕的线圈4的距离(也就是绝缘距离)不足，便会产生该线圈4彼此相接触之虞，难以确保充分的绝缘性。若将更多的导体部31收容在槽2e内(也就是增加线圈4的缠绕匝数)，则该线圈4彼此的距离变小，在某些情况下有因崩散现象导致线圈4彼此相接触之虞。

在绕线部3c上缠绕线圈4时，作用于搭接线33的缠绕时的张力(tension)的分压的平衡有时会变得不均等，结果便发生崩散现象。各导体部31在马达100的旋转轴的径向上于相同位置收容在槽2e内，因此导体部31不易发生崩散。

相对于此，搭接线33要从槽2e1的导体部31连到槽2e2的导体部31，因此一边从外径方向朝内径方向(在绕线部3c上缠绕线圈4时，在马达100的旋转轴的径向上从内径侧向外径侧缠绕的情况下，是从内径方向朝外径方向)沿绕线部3c倾斜地拉设一边绕转，所以缠绕时的张力的分压的平衡容易发生变化。也就是说，线圈4的缠绕时的绕线张力(线圈4的张力)难以保持固定。因此，崩散现象大多是以搭接线33为基点发生的。此外，最近有通过加粗线圈4来降低线圈4的电阻、谋求马达100的高效率化的情况，但是，线圈4越粗，便需要将绕线张力设定得越高，在该情况下，绕线张力更难保持固定，从而容易发生崩散。

在本实施例中，如图7所示，在绕线部3c的旋转轴向端面48设置有作为限制搭接线33的位置的限制部的突起部46。突起部46设置在马达100的旋转轴的周向上的旋转轴向端面48的宽度的中央。该突起部46位于搭接线33的长度方向的中央。搭接线33的一部分与突起部46抵接在一起，由此，能将线圈4的缠绕时的张力的分压的平衡保持固定，从而能抑制崩散现象。作为限制搭接线33的位置的限制部，不限于突起部46，只要限制搭接线33的位置即可，例如也可为槽、多个凹凸。

再者，在本实施例中，在线圈架3的绕线部3c的面中的马达100的旋转轴的周向的两侧的端面(也就是槽2e的壁部)设置有沿周向突出的突起部37，对槽2e内的导体部31的位置进行限制，进一步稳定导体部31的位置，使得崩散更不易发生。为了在槽2e内充分确保线圈占用空间，不设置突起部37比较好，但是，通过突起部46与突起部37的协作，能更可靠地限制线圈4的缠绕位置。突起部46与突起部37也可相连。导体部31的位置的限制不限于由突起部37来进行，也可由设置在线圈架3的绕线部3c的面中的周向的两侧或单侧的突起、槽、多个凹凸来进行。

图8为参考图7所示的线圈架组件73而进一步说明线圈4在线圈架3上的缠绕的图。图8中展示了与图7同样的线圈架组件73，进而展示了缠绕成线圈4的顺序。

崩散现象容易在第一层线圈35向第二层线圈36的折返也就是从第一层缠绕的最后缠绕的导体部31(绕线顺序(X))缠绕至接下来的第二层的开头的导体部31(绕线顺序(X+1))处发生，其原因在于将前一绕转的相当于绕线顺序(X－2)的导体部31与相当于绕线顺序(X－1)的导体部31相连的搭接线33a的位置偏差。搭接线33a的相当于绕线顺序(X－1)的导体部31那一侧容易在马达100的旋转轴的径向上朝图8中的上侧偏移，如此一来，相当于绕线顺序(X－1)的导体部31也朝上侧偏移，相当于绕线顺序(X+1)的导体部31在马达100的旋转轴的周向上便位于图8中的左侧，从而发生崩散现象。

在本实施例中，为了消除该崩散现象的发生，在线圈架3上设置有限制将相当于绕线顺序(X－2)的导体部31与相当于绕线顺序(X－1)的导体部31相连的搭接线33a在马达100的旋转轴的径向上的位置的突起部46。

通过搭接线33a抵接至突起部46，搭接线33a的相当于绕线顺序(X－1)的导体部31那一侧在马达100的旋转轴的径向上朝图8中的下侧受到位置限制。由此，相当于绕线顺序(X－1)的导体部31的位置也被限制在下侧，相当于绕线顺序(X+1)的导体部31在马达100的旋转轴的周向上能处于图8中的右侧，从而不会发生崩散。

此外，以与相当于绕线顺序(X－1)的导体部31的图8中的上侧相接的方式配置相当于绕线顺序(X+1)的导体部31(或者第二层线圈36中的任一方)并使搭接线33及导体部31彼此密接，由此，能够抑制线圈4的位置偏差。

图9为针对图4所示的定子101而放大表示槽2e附近的图。

在本实施例中，使搭接线33a以突起部46为基点而朝槽开口部2d侧凹陷的方式弯曲。即，搭接线33当中与突起部46抵接在一起的线即搭接线33a以抵接于突起部46的位置朝马达100的旋转轴的径向的内径侧凹陷的方式弯曲。

由此，与不弯曲的情况相比，搭接线33a与突起部46的接触面积增加，可以提高限制搭接线33a的位置的作用，从而能可靠地防止搭接线33a的位置偏差甚至崩散现象。

下面，对线圈架3上设置的突起部46进一步进行说明。

在本实施例中，如图7所示，将突起部46设置在马达100的旋转轴的周向上的旋转轴向端面48的宽度的中央。由此，在将线圈4的缠绕的朝向设为右旋和设为左旋这两种情况下，可以使用公共的线圈架3。例如存在如下情况，在将突起部46设置在马达100的旋转轴的周向上的旋转轴向端面48的宽度的偏左侧时，若线圈4的缠绕的朝向为右旋，则可以限制线圈4的位置，但是，若线圈4的缠绕的朝向为左旋，则无法限制线圈4的位置。但是，本发明并不限定于将突起部46设置在旋转轴向端面48的中央，突起部46也可设置在马达100的旋转轴的周向上的旋转轴向端面48的宽度的偏左侧，也可设置在马达100的旋转轴的周向上的旋转轴向端面48的宽度的偏右侧，只要根据线圈4的缠绕的朝向、缠绕的匝数将突起部46设置在恰当的位置也就是能限制线圈4的位置的位置即可。

实施例2

再者，突起部46的形状也可设为图10所示的样子。

图10涉及到本发明的实施例2，为表示突起部46为具有斜面的形状的情形的概略侧截面图。图10为表示内径侧凸缘73a与外径侧凸缘73b之间的旋转轴向端面48的图，对与实施例1相同的构成标注相同参考编号并省略详细说明。该图10中展示的是仅缠绕有一层线圈4的状态。

与实施例1的突起部46一样，本实施例的突起部46a为相当于限制线圈4的位置的限制部的构成，在与线圈4接触那一面具有斜面60。

施加至搭接线33a的绕线张力作用于与该搭接线33a抵接的突起部46a，而抵接的面积(接触面积)越大，越能更可靠地限制搭接线33a的位置。在本实施例中，通过在突起部46a的一部分也就是与搭接线33a抵接的部位设置斜面60，可以扩大接触面积，因此能更可靠地限制搭接线33a的位置。

再者，也可通过在突起部46a的一部分也就是与搭接线33a抵接的部位设置未图示的缺口代替斜面60而利用切出的部位和突起部46a来扩大接触面积、更可靠地限制搭接线33a的位置。

此外，通过使突起部46a当中与线圈4接触的部位像斜面60那样平滑，能够顺畅地限制线圈4的位置。

实施例3

再者，上述实施例1是在线圈架3上设置突起部46、利用该突起部46来限制线圈4的缠绕位置，但本发明并不限于此，例如也可在突起部46的位置设置治具、利用该治具推压线圈4而限制线圈4的缠绕位置。

＜附注1＞

再者，以上说明过的本发明表现为：

1.

一种旋转电机(例如马达100)，其具备：

定子(例如定子101)，其具有定子铁心(例如定子铁心2)、安装在所述定子铁心上的线圈架(例如线圈架3)以及缠绕在所述线圈架的绕线部(例如绕线部3c)而产生磁通势的线圈(例如线圈4)；以及

转子(例如转子102)，其设置在所述定子的内周侧；

该旋转电机的特征在于，

所述绕线部在所述旋转电机的旋转轴(例如转轴5)的轴向上的端面(例如旋转轴向端面48)具有限制该绕线部上缠绕的线圈的位置的限制部(例如突起部46)，因此，

·可以提供一种一方面防止线圈的崩散另一方面达成小型化、高功率化的旋转电机。

·此外，在旋转电机为马达的情况下，可以提供一种小型-高功率的马达。

·此外，由于小型-高功率，因此可以提高包含旋转电机的系统中的搭载时的搭载性。

·此外，由于能做到不易崩散，因此可以提高对线圈相间的电绝缘性的确保带来的可靠性。

此外，本发明表现为：

2.

根据1.所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子铁心具有多个铁心枢齿部(例如铁心枢齿部2c)和在所述旋转轴的周向上连结所述多个铁心枢齿部彼此的铁心背部(例如铁心背部2b)，

所述绕线部以覆盖所述铁心枢齿部的方式加以配置，

所述定子具有多个槽(例如槽2e)，

所述线圈是在所述绕线部上至少缠绕两层以上的集中绕法线圈，

所述线圈由配置在所述槽内的导体部(例如导体部31)和将所述导体部相连的搭接线(例如搭接线33)构成，

所述限制部是沿所述轴向突出的突起部，

所述突起部与第一层的绕组即第一层绕组(例如第一层线圈35)的所述搭接线的一部分(例如搭接线33a)抵接来限制该搭接线在所述旋转轴的径向上的位置，因此，

·可以防止搭接线的位置偏差造成的崩散。

此外，本发明表现为：

3.

根据2.所述的旋转电机，其特征在于，

在将所述第一层绕组当中最后缠绕至所述铁心枢齿部的所述导体部的缠绕的顺序设为(x)时，将缠绕的顺序为(x－2)的所述导体部与缠绕的顺序为(x－1)的所述导体部相连的所述搭接线的一部分与所述突起部接触，由此来限制该搭接线在所述径向上的位置，

具有与缠绕的顺序为(x－1)的所述导体部相邻配置的、相当于缠绕顺序(x+1)的所述导体部或者第二层的绕组即第二层绕组(例如第二层线圈36)，因此，

·通过限制多个搭接线当中容易发生位置偏差的搭接线的位置，可以防止搭接线的位置偏差造成的崩散。

此外，本发明表现为：

4.

根据2.所述的旋转电机，其特征在于，

所述搭接线当中与所述突起部抵接在一起的线(例如搭接线33a)以抵接于所述突起部的位置朝所述径向的内径侧凹陷的方式弯曲，因此，

·搭接线与突起部的接触面积增加，可以提高限制搭接线的位置的作用。

此外，本发明表现为：

5.

根据2.所述的旋转电机，其特征在于，

所述突起部设置在所述铁心枢齿部的所述周向上的中央位置，因此，

·在线圈以右旋形式缠绕的情况和以左旋形式缠绕的情况下都能共用同一线圈架，从而能降低生产成本。

此外，本发明表现为：

6.

根据2.所述的旋转电机，其特征在于，

在所述突起部的外周面中与所述搭接线抵接那一面设置有斜面(例如斜面60)或缺口，因此，

·搭接线与突起部的接触面积增加，可以提高限制搭接线的位置的作用。

再者，本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施例。例如，上述实施例是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。

此外，可以将某一实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，此外，也可以对某一实施例的构成加入其他实施例的构成。

此外，可以对各实施例的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

此外，上述各实施例的各要素的任何组合都包含在本发明中。

产业上的可利用性

本发明能以用于电动动力转向马达的无刷马达、各种发电机等车载用旋转电机以及马达系统的线圈架结构及线圈绕组的结构的形式加以利用。

符号说明

100 电动动力转向马达

101 定子

102 转子

1 壳体

2 定子铁心

2a 分割铁心

2b 铁心背部

2c 铁心枢齿部

2d 槽开口部

2e 槽

2e1 槽

2e2 槽

3 线圈架

3c 绕线部

4 线圈

5 转轴

6 转子铁心

7 磁铁

8 磁铁罩

9 F轴承

10 R轴承

11 施压弹簧

12 挡圈

13 盖体

14 母线模塑体

15 母线接头

16 母线模塑体

17 母线接头

18 螺钉

19 三相输出端子

31 导体部

33 搭接线

33a 搭接线

35 第一层线圈

36 第二层线圈

37 突起部

46 突起部

48 旋转轴向端面

60 斜面

73 线圈架组件

73a 内径侧凸缘

73b 外径侧凸缘。