线圈的安装构造、定子和马达

文档序号:690293 发布日期:2021-04-30 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 线圈的安装构造、定子和马达 (Coil mounting structure, stator, and motor ) 是由 菱田光起 米田博 中野圭策 佐藤隆信 于 2019-09-20 设计创作,主要内容包括:一种安装构造,其使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于以剖面呈四边形形状在延伸方向上延伸的柱状芯,该线圈形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,柱状芯由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在与柱状芯的延伸方向正交的层叠方向上层叠而成的,毛刺沿着突出方向突出形成于柱状芯的层叠方向上的一端面的外周部。在线圈的第1~第n匝的内周端缘形成向外周侧凹陷的凹部。凹部从毛刺的突出方向与柱状芯的毛刺相对。(A mounting structure in which a coil including 1 st to nth turns (n is an integer of 2 or more) is mounted on a columnar core extending in an extending direction in a quadrangular shape in cross section, the coil being formed in a shape in which a plate-like member extending in a band shape is bent in a width direction and spirally wound a plurality of times in a quadrangular shape in plan view, wherein the columnar core is formed of a laminated body in which a plurality of core sheets including electromagnetic steel plates are laminated in a lamination direction orthogonal to the extending direction of the columnar core, and burrs are formed protruding in a protruding direction on an outer peripheral portion of one end face in the lamination direction of the columnar core. A recessed portion recessed toward the outer peripheral side is formed at the inner peripheral edge of the 1 st to nth turns of the coil. The protruding direction of the concave portion from the burr is opposite to the burr of the columnar core.)

线圈的安装构造、定子和马达

技术领域

本发明涉及一种线圈的安装构造,该线圈的安装构造使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于以剖面呈四边形形状进行延伸的柱状芯,该第1~第n匝是使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的。

背景技术

在专利文献1中公开了这样的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于以剖面呈四边形形状进行延伸的柱状芯,该第1~第n匝是使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的。在该安装构造中,在线圈的第1~第n匝的内周端缘的4个角部形成向外周侧凹陷的凹部,并且在该凹部容纳柱状芯的角部,由此,与不形成凹部的情况相比,缩小了柱状芯的各边和线圈的直部之间的间隙,增大了能够容纳于线圈内侧的柱状芯的体积。

然而,在专利文献1那样的线圈的安装构造中,在由层叠体构成了柱状芯的情况下,其中,该层叠体是使包括电磁钢板的多个芯片材在与该柱状芯的延伸方向正交的方向上层叠而成的,在柱状芯的层叠方向上的一端面的外周部,突出形成因压制成形而产生的毛刺。在该情况下,若使线圈的第1~第n匝的内周端缘的凹部非形成部位从上述毛刺的突出方向与该毛刺相对,则在柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的第1~第n匝的内周端缘之间,较宽地形成未卷绕线圈的空间即所谓的无用空间,从而有可能导致线圈的散热效率的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-228476号公报

发明内容

本发明是鉴于该方面而完成的,其目的在于提高线圈的散热效率。

为了实现上述的目的,对于本公开的第1技术而言,其是如下这样的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于以剖面呈四边形形状在延伸方向上延伸的柱状芯,该线圈形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,柱状芯由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在与柱状芯的延伸方向正交的方向上层叠而成的,毛刺沿着突出方向突出形成于柱状芯的层叠方向上的一端面的外周部,在线圈的第1~第n匝的内周端缘形成向外周侧凹陷的凹部,凹部从毛刺的突出方向与柱状芯的毛刺相对。

根据该结构,即使在毛刺的突出高度比柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔高的情况下,也能够将毛刺容纳于线圈的凹部。因此,与不设置凹部的情况相比,能够将柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘之间的无用空间在毛刺的突出方向上变窄,能够提高线圈的散热效率。另外,由于能够使无用空间在毛刺的突出方向上变窄,因此能够使线圈在毛刺的突出方向上变小。

凹部也可以容纳毛刺的顶端部。

根据该结构,由于将毛刺容纳于线圈的凹部,因此,与不设置凹部的情况相比,能够将柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘之间的无用空间在毛刺的突出方向上变窄,能够提高线圈的散热效率。另外,由于能够使无用空间在毛刺的突出方向上变窄,因此能够使线圈在毛刺的突出方向上变小。

也可以设为,凹部形成于构成线圈的第1~第n匝的内周端缘的俯视呈四边形形状的4条边中的1条边的两端部或彼此相对的两条边的两端部,并且该凹部在形成有凹部的边的凹部非形成部分延伸的方向上不凹陷。

根据该结构,在线圈的第1~第n匝的沿着未形成有凹部的边进行延伸的部分未形成凹部,与形成有凹部的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈的沿着未形成有凹部的边进行延伸的部分的宽度在整体上设定得较短。因此,能够使线圈小型化。

也可以是,线圈具有板状构件、以及设于板状构件的表面的绝缘覆膜,凹部在整体上形成为曲线状。

根据该结构,与在线圈的凹部设置角部的情况相比,不会发生在组装时由于线圈的凹部的角部与柱状芯接触而对线圈表面施加较大的接触压力的情况。因此,能够抑制组装时的线圈的绝缘覆膜的损伤。

本公开的第2技术是如下这样的线圈的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于齿部,剖面呈四边形形状的齿部在使构成齿部的外周面的一对面朝向马达旋转轴向并且使另一对面朝向马达旋转周向的状态下突出设置于马达的定子的环状的磁轭部的内周面,线圈形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,在线圈的第1~第n匝的内周端缘的在马达旋转轴向上相对的两条边中的至少一者的两端部形成有凹部,该凹部向马达旋转轴向的外侧凹陷且未向马达旋转周向的外侧凹陷。

根据该结构,使线圈的圆弧部形成于凹部,在构成线圈的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转周向上相对的两条边的至少一端部不形成圆弧部。因此,即使在与线圈的在马达旋转周向上相对的两条边的间隔相匹配地将齿部的马达旋转周向上的宽度最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈的内侧空间的至少马达旋转轴向上的一端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部的情况相比,通过减少无用空间,能够提高线圈的散热效率,并且能够提高定子内的线圈的槽满率,能够提高马达的效率。另外,减少线圈的内侧空间的马达旋转轴向上的端部的无用空间。因此,通过使线圈在马达旋转轴向上变小,能够使马达在马达旋转轴向上小型化。

另外,在线圈的第1~第n匝的沿着马达旋转轴向延伸的部分未形成凹部,与形成有凹部的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈的沿着马达旋转轴向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,能够使马达在马达旋转周向上小型化。

也可以是,齿部由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在马达旋转轴向上层叠而成的,在齿部的马达旋转轴向上的一个端面的外周部突出形成有毛刺,并且凹部从毛刺的突出方向与齿部的毛刺相对。

根据该结构,即使在毛刺的突出高度比齿部的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔高的情况下,也能够将毛刺容纳于线圈的凹部。因此,与不设置凹部的情况相比,能够将齿部的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于齿部的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘之间的无用空间在毛刺的突出方向即马达旋转轴向上变窄,能够提高线圈的散热效率,并且能够提高定子内的线圈的槽满率,能够提高马达的效率。另外,能够使无用空间在马达旋转轴向上变窄。因此,通过使线圈在马达旋转轴向上变小,能够使马达在马达旋转轴向上小型化。

本公开的第3技术是如下这样的线圈的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈安装于齿部,剖面呈四边形形状的齿部在使构成齿部的剖面呈四边形形状的外周面的包括相对的两条边的一对面朝向马达旋转轴向并且使另一对面朝向马达旋转周向的状态下突出设置于马达的定子的环状的磁轭部的内周面,线圈形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,在线圈的第1~第n匝的内周端缘的在马达旋转周向上相对的两条边中的至少一者的两端部形成有凹部,该凹部向马达旋转周向的外侧凹陷且未向马达旋转轴向的外侧凹陷。

根据该结构,使线圈的圆弧部形成于凹部,在构成线圈的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转轴向上相对的两条边的至少一端部不形成圆弧部。因此,即使在与线圈的在马达旋转轴向上相对的两条边的间隔相匹配地将齿部的马达旋转轴向上的宽度最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈的内侧空间的至少马达旋转周向上的一端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部的情况相比,通过减少无用空间,能够提高线圈的散热效率,并且能够提高定子内的线圈的槽满率,能够提高马达的效率。另外,减少线圈的内侧空间的马达旋转周向上的端部的无用空间。因此,通过使线圈在马达旋转周向上变小,能够使马达在马达旋转周向上小型化。

另外,在线圈的第1~第n匝的沿着马达旋转周向延伸的部分未形成凹部,与形成有凹部的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈的沿着马达旋转周向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,能够使马达在马达旋转轴向上小型化。

也可以是,线圈具有板状构件、以及设于板状构件的表面的绝缘覆膜,凹部在整体上形成为曲线状。

根据该结构,与在线圈的凹部设置角部的情况相比,不会发生在组装时由于线圈的凹部的角部与齿部接触而对线圈表面施加较大的接触压力的情况。因此,能够抑制组装时的线圈的绝缘覆膜的损伤。

根据本公开,能够提高线圈的散热效率。

附图说明

图1A是应用了实施方式1的线圈的安装构造的马达的俯视图。

图1B是应用了实施方式1的线圈的安装构造的马达的侧视图。

图1C是图1B的1C-1C线处的剖视图。

图2是实施方式1的线圈的立体图。

图3是从马达旋转周向一方观察到的实施方式1的线圈的侧视图。

图4是将实施方式1的线圈安装于齿部的立体图。

图5是图4的4Q-4Q线处的齿部的毛刺周围的放大剖视图。

图6是图4的4Q-4Q线处的齿部的塌边周围的放大剖视图。

图7是比较例的线圈的立体图。

图8是比较例的线圈的立体图。

图9是比较例的线圈的齿部的塌边周围的放大剖视图。

图10是将实施方式2的线圈安装于齿部时的塌边周围的放大剖视图。

图11是将实施方式3的线圈安装于齿部时的塌边周围的放大剖视图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1A是应用了实施方式1的线圈的安装构造的马达1的俯视图。图1B是应用了实施方式1的线圈的安装构造的马达1的侧视图。图1C是图1B的1C-1C线处的剖视图。不过,在任意附图中,均未图示出机壳等。马达1在机壳(未图示)的内部具有轴2、转子3、定子4、应用了实施方式1的安装构造的线圈U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41、以及汇流条51~54。

此外,在图1A和图1C中,与纸面垂直的方向是马达旋转轴向。

在此,“一体”或者“一体化”不仅是指多个零件以螺栓紧固或者铆接等机械的方式连接,也指通过共价键、离子键、金属键等材料结合将零件电连接而得到的1个物体的状态或者零件整体通过熔融等而进行材料结合并电连接而得到的1个物体的状态。

轴2在内部具有沿着马达旋转轴向延伸的中空部2a,并在侧面设有多个贯通孔2b。中空部2a是用于对马达1的内部进行冷却的制冷剂C的通路。制冷剂C在中空部2a内沿着马达旋转轴向(轴2的长度方向)流动,并且在马达1的内部循环并进行流动。流过中空部2a的制冷剂C的一部分从多个贯通孔2b流出,并且也从马达1的中心侧向外侧即也从转子3向定子4的方向流动,对转子3、定子4进行冷却。

转子3与轴2的外周相接触地设于该轴2的外周,该转子3包括磁体31,该磁体31与定子4相对且N极、S极沿着轴2的外周方向交替地配置。此外,在本实施方式中,作为转子3所使用的磁体31,使用了钕磁体,但其材料、形状或材质能够根据马达1的输出功率等而适当变更。

定子4具有定子芯40。定子芯40具有实质上呈圆环状的磁轭部41。作为柱状芯的多个齿部42以构成其外周面的1对面朝向马达旋转轴向并且剩余的1对面朝向马达旋转周向的状态等间隔地突出设置于磁轭部41的内周面,该多个齿部42的除了它们的顶端部以外的部分以剖面呈四边形形状延伸。齿部42的顶端部向马达旋转周向两侧突出。在相邻的齿部42之间设有槽43。从马达旋转轴向进行观察,定子4以与转子3之间保持有一定的间隔的方式配置于转子3的外侧。

定子芯40的齿部42由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在马达旋转轴向(与齿部42的延伸方向正交的方向)上层叠而成的,该电磁钢板含有硅等。齿部42是在层叠芯片材之后进行冲切加工而形成的。由于冲切加工而在齿部42的马达旋转轴向一方的端面的外周部突出形成有毛刺42a(参照图5)。另一方面,由于冲切加工而在齿部42的马达旋转轴向另一方的端面的外周部形成有塌边42b(参照图6),该塌边42b朝向端面的外周侧而向马达旋转轴向一方(内侧)弯曲。

此外,在本实施方式中,转子3的磁极数是共计10极,其中,与定子4相对的N极为5个,S极为5个,槽43的数量为12个。但是,并不特别限定于此,也能够应用其他的磁极数和槽数的组合。

定子4具有12个线圈U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41。线圈U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41分别安装于齿部42,在从马达旋转轴向观察时,这些线圈分别配置于槽43内。即,线圈U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41相对于齿部42成为集中绕组。再者,线圈U11、U22、U32、U41与汇流条51一体化配置,线圈V12、V21、V31、V42与汇流条52一体化配置,线圈W11、W22、W32、W41与汇流条53一体化配置。

此处,表示线圈的符号UXY、VXY、WXY中的第1个字符表示马达1的各相(在本实施方式的情况下是U相、V相、W相)。第2个字符表示同相内的线圈的排列顺序。第3个字符表示线圈的卷绕方向,在本实施方式中,1是顺时针方向,2是逆时针方向。因而,线圈U11表示U相的排列顺序为第1个的线圈,且卷绕方向为顺时针方向。线圈V42表示V相的排列顺序为第4个的线圈,且卷绕方向为逆时针方向。此外,顺时针是指从马达1的中心观察为右旋,“逆时针”是指从马达1的中心观察为左旋。

另外,严格来说,线圈U11、U41是U相的线圈,线圈U22、U32为U-bar相(产生的磁场的朝向与U相的线圈相反)的线圈。但是,在以后的说明中,只要没有特别指出,则统称为U相的线圈。线圈V12~V42和线圈W11~W41也同样,分别统称为V相的线圈、W相的线圈。

[线圈构造]

图2是实施方式1的线圈5的立体图。图3是从马达旋转周向一方观察到的实施方式1的线圈5的侧视图。图4是将实施方式1的线圈5安装于齿部42的立体图。图5是图4的4Q-4Q线处的齿部42的毛刺42a周围的放大剖视图。图6是图4的4Q-4Q线处的齿部42的塌边42b周围的放大剖视图。图7是比较例的线圈5的立体图。图8是比较例的线圈5的立体图,图9是图8的8Q-8Q线处的比较例的线圈5的齿部42的塌边42b周围的放大剖视图。

另外,图2~图6所示的实施方式1的线圈5应用为被安装于图1C所示的马达1的齿部42的线圈U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41。

线圈5形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状。线圈5具有所卷绕的导线5a、设于导线5a的表面的绝缘覆膜5b、自线圈5的第1匝引出的引出部5c、以及自第10匝引出的引出部5d。

导线5a是由剖面为四边形形状的导电构件构成的线材。导线5a呈螺旋状地被单层卷绕10匝而形成了沿着上下方向层叠的匝列。导线5a例如由铜、铝、锌、镁、黄铜、铁、SUS(Steel Use Stainless不锈钢)等形成。例如,能够将导线5a每半匝地从金属板进行冲切并通过焊接等相互接合,从而制造导线5a。

此外,在以后的说明中,将从引出部5c的顶端卷绕至设有引出部5d的位置的下方的部分作为第1匝,将以后的每卷绕1周的部分按照顺序计数为第2~第10匝。各匝的起点的选取方法能够任意确定。

在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中,于在马达旋转轴向上相对的两条边的两端部在整体上呈曲线状形成有凹部5e,该凹部5e向马达旋转轴向外侧(外周侧)凹陷且未向马达旋转周向(形成有凹部5e的边的凹部非形成部分延伸的方向)外侧凹陷。

绝缘覆膜5b设于导线5a的除了引出部5c、5d以外的整个表面,以使线圈5和外部的构件(未图示)绝缘。例如,在图1A~图1C所示的马达1中,利用绝缘覆膜5b和未图示的绝缘构件例如树脂、绝缘纸等,来使线圈5与定子芯40之间绝缘。利用绝缘覆膜5b使线圈5的相邻的匝之间绝缘。绝缘覆膜5b例如由聚酰亚胺、尼龙、聚醚醚酮(Poly Ether Ether Ketone(PEEK))、丙烯酸、酰胺酰亚胺、酯酰亚胺、搪瓷、耐热树脂等形成。绝缘覆膜5b的厚度为数十μm左右,例如处于10μm至50μm之间。

引出部5c、5d均为导线5a的一部分。引出部5c、5d从线圈5的侧面换言之从与导线5a的匝列交叉的平面向外侧延伸,以便接收来自外部的电流供给、或者向外部供给电流。为了与外部的构件例如图1A~图1C所示的汇流条51~54中的任一者连接,在引出部5c、5d去除了绝缘覆膜5b。此外,不需要在引出部5c、5d的整个区域去除绝缘覆膜5b,例如,只要仅在与汇流条51~54进行连接所需的部分去除绝缘覆膜5b即可。

如图5所示,形成于线圈5的第1~第10匝的马达旋转轴向一方的边的1对凹部5e从毛刺42a的突出方向(马达旋转轴向外侧)与齿部42的毛刺42a相对,并且容纳毛刺42a的顶端部。另外,如图6所示,形成于线圈5的第1~第n匝的马达旋转轴向另一方的边的1对凹部5e从马达旋转轴向外侧与齿部42的塌边42b相对。形成于各凹部5e的马达周向外侧端部的圆弧部的曲率半径R1变得比齿部42的塌边42b的曲率半径R2大。形成于凹部5e的圆弧部的曲率半径R1基于如下内容来设定:线圈5的加工精度、加工作业的作业难易度、基于树脂的涂布的绝缘覆膜5b的形成作业的作业难易度等。例如,在齿部42的塌边42b的曲率半径R2为0.1mm左右的情况下,形成于凹部5e的圆弧部的曲率半径R1被设定为0.3mm以上。形成于凹部5e的圆弧部的曲率半径R1被设定为数mm以下,以不损害线圈5的刚度。齿部42的塌边42b的曲率半径R2不限于0.1mm左右。

在此,使用附图说明用于进行比较的线圈5的形状和本实施方式的线圈5的形状的区别。

如图7~图9所示,对于在线圈5不设置凹部5e的情况而言,难以使线圈5的第1~第10匝的内周端缘的角部形成为直角,在角部形成圆弧部5f。因此,若与构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转周向上相对的两条边的圆弧部5f非形成部分的间隔D1相匹配地将齿部42的马达旋转周向上的宽度WT最大限度宽地设定,则线圈5的内侧空间的马达旋转轴向两端部也就是在马达旋转周向上相对的两条边的圆弧部5f形成部分所夹持的空间成为无法配置齿部42的无用空间DS(空气层)。由此,线圈5的散热效率劣化,并且定子4内的线圈5的槽满率降低,马达1的效率变低。

与此相对,根据本实施方式,线圈5的圆弧部形成于凹部5e,在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转周向上相对的两条边不形成圆弧部。因此,即使在与线圈5的在马达旋转周向上相对的两条边的间隔D1相匹配地将齿部42的马达旋转周向上的宽度WT最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈5的内侧空间的马达旋转轴向两端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部5e的情况相比,能够减少无用空间。由此,能够提高线圈5的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,由于减少线圈5的内侧空间的马达旋转轴向两端部的无用空间,因此,通过使线圈5在马达旋转轴向上变小,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

在不设置凹部5e的情况下,需要将齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘之间的间隔D2设定得比毛刺42a的突出高度长。与此相对,根据本实施方式,由于将毛刺42a容纳于线圈5的凹部5e,因此,与不设置凹部5e的情况相比,能够将齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘的凹部5e非形成部位之间的间隔D2(参照图5)设定得较短。因此,能够使形成于齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘之间的无用空间在毛刺42a的突出方向即马达旋转轴向上变窄,能够提高线圈5的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,由于能够使无用空间在马达旋转轴向上变窄,因此,通过使线圈5在马达旋转轴向上变小,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

在线圈5的第1~第n匝的沿着马达旋转轴向延伸的部分未形成凹部5e,与形成有凹部5e的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈5的沿着马达旋转轴向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,从而能够使马达1在马达旋转周向上小型化。

与在线圈5的凹部5e设置角部的情况相比,不会发生在组装时由于线圈5的凹部5e的角部与齿部42接触而对线圈5表面施加较大的接触压力的情况。因此,能够抑制组装时的线圈5的绝缘覆膜5b的损伤。

如上所述,本实施方式的线圈5的安装构造是使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈5安装于以剖面呈四边形形状在延伸方向上延伸的柱状芯的安装构造,该线圈形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,柱状芯由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在与柱状芯的延伸方向正交的层叠方向上层叠而成的,毛刺42a沿着突出方向突出形成于柱状芯的层叠方向上的一端面的外周部,在线圈5的第1~第n匝的内周端缘形成有向外周侧凹陷的凹部5e,凹部5e从毛刺42a的突出方向与柱状芯的毛刺42a相对。

根据该结构,即使在毛刺42a的突出高度比柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔高的情况下,也能够将毛刺42a容纳于线圈5的凹部5e。因此,与不设置凹部5e的情况相比,能够将柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域和线圈5的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于柱状芯的毛刺形成面的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘之间的无用空间在毛刺42a的突出方向上变窄,能够提高线圈5的散热效率。另外,由于能够使无用空间在毛刺42a的突出方向上变窄,因此能够使线圈5在毛刺42a的突出方向上变小。

凹部5e也可以容纳毛刺42a的顶端部。

根据该结构,由于将毛刺42a容纳于线圈5的凹部5e,因此,与不设置凹部的情况相比,能够将柱状芯的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于柱状芯的毛刺形成面的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘之间的无用空间在毛刺42a的突出方向上变窄,能够提高线圈5的散热效率。另外,由于能够使无用空间在毛刺42a的突出方向上变窄,因此能够使线圈5在毛刺42a的突出方向上变小。

也可以设为,凹部5e形成于构成线圈5的第1~第n匝的内周端缘的俯视呈四边形形状的4条边中的1条边或彼此相对的两条边的两端部,并且在形成有凹部5e的边的凹部非形成部分延伸的方向上不凹陷。

根据该结构,在线圈5的第1~第n匝的沿着未形成有凹部5e的边延伸的部分未形成凹部5e,与形成有凹部5e的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈的沿着未形成有凹部5e的边延伸的部分的宽度在整体上设定得较短。因此,能够使线圈5小型化。

也可以是,线圈5具有相当于板状构件的导线5a、以及设于导线5a的表面的绝缘覆膜5b,凹部在整体上形成为曲线状。

根据该结构,与在线圈5的凹部5e设置角部的情况相比,不会发生在组装时由于线圈5的凹部5e的角部和柱状芯接触而对线圈表面施加较大的接触压力的情况。因此,能够抑制组装时的线圈5的绝缘覆膜5b的损伤。

另外,本实施方式的线圈5的安装构造是这样的线圈的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈5安装于齿部42,剖面呈四边形形状的齿部42在使构成齿部42的外周面的一对面朝向马达旋转轴向并且使另一对面朝向马达旋转周向的状态下突出设置于马达1的定子4的环状的磁轭部41的内周面,线圈5形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,在线圈5的第1~第n匝的内周端缘中的、在马达旋转轴向上相对的两条边中的至少一者的两端部形成有凹部5e,该凹部5e向马达旋转轴向的外侧凹陷且未向马达旋转周向的外侧凹陷。

根据该结构,线圈5的圆弧部5f形成于凹部5e,在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转周向上相对的两条边的至少一端部不形成圆弧部5f。因此,即使在与线圈5的在马达旋转周向上相对的两条边的间隔相匹配地使齿部42的马达旋转周向上的宽度最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈5的内侧空间的至少马达旋转轴向上的一端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部5e的情况相比,通过减少无用空间,能够提高线圈的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,使线圈5的内侧空间的马达旋转轴向端部的无用空间减少。因此,通过使线圈5在马达旋转轴向上变小,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

另外,在线圈5的第1~第n匝的沿着马达旋转轴向延伸的部分未形成凹部5e,与形成有凹部5e的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈5的沿着马达旋转轴向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,能够使马达1在马达旋转周向上小型化。

也可以是,齿部42由层叠体构成,该层叠体是将包括电磁钢板的多个芯片材在马达旋转轴向上层叠而成的,在齿部42的马达旋转轴向上的一个端面的外周部突出形成有毛刺42a,凹部5e从毛刺42a的突出方向与齿部42的毛刺42a相对。

根据该结构,即使在毛刺42a的突出高度比齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔高的情况下,也能够将毛刺42a容纳于线圈5的凹部5e。因此,与不设置凹部5e的情况相比,能够将齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘的凹部非形成部位之间的间隔设定得较短。因此,能够使形成于齿部42的毛刺形成面中的毛刺非形成区域与线圈5的内周端缘之间的无用空间在毛刺42a的突出方向即马达1旋转轴向上变窄,能够提高线圈5的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,能够使无用空间在马达旋转轴向上变窄。因此,通过使线圈5在马达旋转轴向上变小,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

也可以是,线圈5具有相当于板状构件的导线5a、以及设于导线5a的表面的绝缘覆膜5b,凹部5e在整体上形成为曲线状。

根据该结构,与在线圈5的凹部5e设置角部的情况相比,不会发生在组装时由于线圈5的凹部5e的角部和齿部42接触而对线圈表面施加较大的接触压力的情况。因此,能够抑制组装时的线圈5的绝缘覆膜5b的损伤。

(实施方式2)

图10是将实施方式2的线圈安装于齿部时的塌边周围的放大剖视图。在本实施方式中,凹部5e形成于构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的在马达旋转周向上相对的两条边的两端部,该凹部5e向马达旋转周向外侧凹陷且未向马达旋转轴向外侧凹陷。马达1的其他结构与实施方式1的结构相同,因此对相同的结构标注相同的附图标记,并且省略其详细的说明。

根据本实施方式,线圈5的圆弧部形成于凹部5e,在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转轴向上相对的两条边不形成圆弧部。因此,即使在与线圈5的在马达旋转轴向上相对的两条边的间隔相匹配地将齿部42的马达旋转轴向上的宽度最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈5的内侧空间的马达旋转周向两端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部5e的情况相比,通过减少无用空间,能够提高线圈5的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,由于使线圈5的内侧空间的马达旋转周向两端部的无用空间减少,因此,通过使线圈5在马达旋转周向上变小,能够使马达1在马达旋转周向上小型化。

另外,在线圈5的第1~第n匝的沿着马达旋转周向延伸的部分未形成凹部5e,与形成有凹部5e的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈5的沿着马达旋转周向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

如上所述,本实施方式的线圈5的安装构造是如下这样的线圈5的安装构造:使包括第1~第n匝(n为2以上的整数)的线圈5安装于齿部42,剖面呈四边形形状的齿部42在使构成齿部42的剖面四边形形状的外周面的包括相对的两条边的一对面朝向马达旋转轴向并且使另一对面朝向马达旋转周向的状态下突出设置于马达1的定子4的环状的磁轭部41的内周面,线圈5形成为使呈带状延伸的板状构件在宽度方向上弯曲并且以俯视呈四边形形状的方式呈螺旋状卷绕了多次而成的形状,其中,在线圈5的第1~第n匝的内周端缘的在马达旋转周向上相对的两条边中的至少一者的两端部形成有凹部5e,该凹部5e向马达旋转周向的外侧凹陷且未向马达旋转轴向的外侧凹陷。

根据该结构,线圈5的圆弧部5f形成于凹部5e,在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转轴向上相对的两条边的至少一端部不形成圆弧部f5。因此,即使在与线圈5的在马达旋转轴向上相对的两条边的间隔相匹配地将齿部42的马达旋转轴向上的宽度最大限度宽地设定的情况下,也可以在线圈5的内侧空间的至少马达旋转周向上的一端部不设置无用空间。因此,与不设置凹部5e的情况相比,通过减少无用空间,能够提高线圈5的散热效率,并且能够提高定子4内的线圈5的槽满率,能够提高马达1的效率。另外,使线圈5的内侧空间的马达旋转周向上的端部的无用空间减少。因此,通过使线圈5在马达旋转周向上变小,能够使马达1在马达旋转周向上小型化。

另外,在线圈5的第1~第n匝的沿着马达旋转周向延伸的部分未形成凹部,与形成有凹部5e的情况相比,电阻值变低。因此,能够将线圈5的沿着马达旋转周向延伸的部分的宽度在整体上设定得较短,能够使马达1在马达旋转轴向上小型化。

(实施方式3)

图11是将实施方式3的线圈安装于齿部时的塌边周围的放大剖视图。在本实施方式中,凹部5e在构成线圈5的第1~第10匝的内周端缘的4条边中的、在马达旋转轴向上相对的两条边的两端部以及在马达旋转周向上相对的两条边的两端部连续地形成,该凹部5e朝向马达旋转轴向外侧且向朝向马达旋转周向外侧倾斜的方向凹陷。即,凹部5e向马达轴向外侧和马达旋转周向外侧凹陷。

马达1的其他结构与实施方式1的结构相同,因此对相同的结构标注相同的附图标记,并且省略其详细的说明。

在实施方式1~3中,使凹部5e(线圈5的内周端缘的凹部5e对应部位)在整体上形成为曲线状,但只要能够在凹部5e(线圈5的内周端缘的凹部5e对应部位)的局部形成圆弧部即可,也可以使凹部5e的剩余的一部分形成为直线状。

在实施方式1中,线圈5的凹部5e仅容纳毛刺42a的顶端部,但也可以设为容纳整个毛刺42a。另外,也可以设为,线圈5的凹部5e不容纳毛刺42a,而仅在由于制造的偏差导致毛刺42a的突出高度变得更高的情况下,将毛刺42a容纳于线圈5的凹部5e。

在实施方式1中,将凹部5e形成于线圈5的第1~第n匝的内周端缘的在马达旋转轴向上相对的两条边的两端部,但也可以将该凹部5e仅形成于两条边中的任一者。

在实施方式2中,将凹部5e形成于线圈5的第1~第n匝的内周端缘的在马达旋转周向上相对的两条边的两端部,但也可以将该凹部5e仅形成于两条边中的任一者。

在实施方式1~3中,将线圈5的匝数(n)设为了10,但只要是2以上即可,也可以设为10以外的匝数(整数)。

在实施方式1~3中,利用剖面为四边形形状的线材构成了线圈5的导线5a,但也可以利用剖面为梯形或菱形形状的线材来构成该线圈5的导线5a。

产业上的可利用性

对于本公开的线圈的安装构造而言,能够提高线圈的散热效率,并且在应用于线圈装置、马达、电力设备等方面是有用的。

附图标记说明

1、马达;2、轴;2a、中空部;2b、贯通孔;3、转子;4、定子;5、线圈;5a、导线;5b、绝缘覆膜;5c、引出部;5d、引出部;5e、凹部;5f、圆弧部;31、磁体;40、定子芯;41、磁轭部;42、齿部;42a、毛刺;42b、塌边;43、槽;51、52、53、54、汇流条;C、制冷剂;U11、U22、U32、U41、V12、V21、V31、V42、W11、W22、W32、W41、线圈。

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