具有分布式繞組定子的發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有分布式繞組定子的發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種具有分布式繞組定子的發(fā)動機，包括：轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子系內(nèi)以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；定子，具備定子鐵芯、及以分布繞組方式繞組到所述定子鐵芯的線圈，所述線圈的一部分向所述定子鐵芯的軸方向外側(cè)露出并形成線圈末端；機殼，其內(nèi)側(cè)收容所述轉(zhuǎn)子及定子；及絕緣部，設置在所述機殼的內(nèi)周面與所述線圈末端之間。
【專利說明】具有分布式繞組定子的發(fā)動機

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有分布式繞組定子的發(fā)動機，更詳細地說，涉及能夠使用于混合動力車等的具有分布式繞組定子的發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，發(fā)動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能而獲得旋轉(zhuǎn)力的裝置，普遍適用于家庭用電子產(chǎn)品到各種產(chǎn)業(yè)機器等廣泛的領域。這種發(fā)動機固定到機殼(housing)或箱(case)內(nèi)，根據(jù)電源的施加而形成轉(zhuǎn)子系，因此主要構(gòu)成是繞組線圈的定子和根據(jù)定子內(nèi)部的軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，定子產(chǎn)生的磁束和轉(zhuǎn)子的相互作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0003]另外，最近從使用燃燒式引擎的汽車轉(zhuǎn)到環(huán)保并考慮燃料費的另外一種形式的汽車即混合動力車或電子汽車的研究開發(fā)。混合動力車連接現(xiàn)有的燃燒式引擎和電驅(qū)動式發(fā)動機，用兩種動力源驅(qū)動車輛，電子汽車因使用電驅(qū)動式發(fā)動機，成為能夠減少排放氣體導致的環(huán)境污染、提高燃料比的現(xiàn)實化的新一代汽車。所述的混合動力車或電子汽車中，發(fā)動機是足以左右整體車輛性能的核心部件，開發(fā)高輸出、小型發(fā)動機成為相關(guān)領域的熱點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](要解決的技術(shù)問題)
[0005]本發(fā)明的實施例提供一種采用能夠縮小軸方向長度的分布繞組方式的具有分布式繞組定子的發(fā)動機。
[0006](解決問題的手段)
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種具有分布式繞組定子的發(fā)動機，包括:轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子系內(nèi)以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；定子，具備定子鐵芯、及以分布繞組方式繞組到所述定子鐵芯的線圈，所述線圈的一部分向所述定子鐵芯的軸方向外側(cè)露出并形成線圈末端；機殼，其內(nèi)側(cè)收容所述轉(zhuǎn)子及定子；及絕緣部，設置在所述機殼的內(nèi)周面與所述線圈末端之間。
[0008](發(fā)明的效果)
[0009]本發(fā)明的實施例，把絕緣部設置在線圈末端與機殼內(nèi)周面之間，使絕緣間隔最小化，成型工藝中能夠充分降低線圈末端的高度，因此，能夠縮小發(fā)動機的軸方向長度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是呈現(xiàn)一般的發(fā)動機結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0011]圖2是呈現(xiàn)根據(jù)分布繞組及集中繞組方式繞組線圈的定子的概略圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的具有分布式繞組定子的發(fā)動機的概略圖。
[0013]圖4是呈現(xiàn)一般分布繞組方式的定子的概略圖。
[0014]符號的說明
[0015]100:發(fā)動機 110:定子
[0016]120:轉(zhuǎn)子 130:機殼
[0017]140:絕緣部

【具體實施方式】
[0018]下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。但是，以下的實施例只是為了有助于理解本發(fā)明而提供，本發(fā)明的范圍并不限定于以下實施例。并且，以下實施例是為了向本行業(yè)從業(yè)者具有一般知識的人更加完整地說明本發(fā)明而提供，判斷為相關(guān)的公開構(gòu)成可能會不必要地混淆本發(fā)明的技術(shù)要旨時，省略其詳細的說明。
[0019]圖1是呈現(xiàn)一般的發(fā)動機結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0020]參考圖1，一般的發(fā)動機包括定子10、轉(zhuǎn)子20及機殼30。
[0021]定子10包括提供磁束的路徑的定子鐵芯11、繞組到定子鐵芯11的線圈12，并通過施加到線圈12的電流，產(chǎn)生用于形成轉(zhuǎn)子系的磁束。
[0022]轉(zhuǎn)子20具有旋轉(zhuǎn)軸，在機殼30內(nèi)被可旋轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)子20根據(jù)與定子10的電磁性相互作用而在轉(zhuǎn)子系內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，為此，可具備轉(zhuǎn)子鐵芯21和磁性體22等。
[0023]另外，機殼30可提供用于收容定子10及轉(zhuǎn)子20的安裝空間。機殼30的內(nèi)部除了被固定支撐的定子10以外，轉(zhuǎn)子20通過軸承等，以旋轉(zhuǎn)軸為中心被可旋轉(zhuǎn)地支撐。并且，根據(jù)所需，機殼30可具備用于冷卻的冷卻流路或用于連接線圈的接線端子(terminalblock)等。
[0024]所述的定子10、轉(zhuǎn)子20及機殼30曾通過傳統(tǒng)的一般發(fā)動機而公開過，因此省略詳細的說明，下面以與本發(fā)明相關(guān)的定子10為中心詳細說明。
[0025]參考圖1，定子10的構(gòu)成包括定子鐵芯11和線圈12。如前述，定子鐵芯11提供磁束的路徑，可由磁阻小的材質(zhì)形成，線圈12繞組(winding)到這種定子鐵芯11。
[0026]這時，線圈12以多種方式繞組到定子鐵芯11，代表性的方式為分布繞組(distributed winding)和集中繞組(concentrated winding)方式。
[0027]圖2是呈現(xiàn)根據(jù)分布繞組及集中繞組方式繞組線圈的定子的概略圖。圖2(a)圖示分布繞組的情況，圖2(b)圖示集中繞組的情況。
[0028]首先，參考圖2(a)，分布繞組方式是把各相(phase)的線圈分散到2個以上的槽(slot)進行繞組的繞組方法。分布繞組方式相比后述的集中繞組方式，減少了電動勢諧波而改善了波形，能夠減少線圈的漏電抗，均勻地分布線圈所產(chǎn)生的熱量，具有防止過熱的優(yōu)點。
[0029]參考圖2(b)，集中繞組方式是把各極(pole)各相(phase)的線圈集中到一個槽進行繞組的方法。這種集中繞組方式考慮到作業(yè)的便利，可使用分割式鐵芯，把各分割式鐵芯連續(xù)結(jié)合為環(huán)形，形成圖示的定子的形態(tài)。
[0030]尤其，集中繞組方式中線圈12b緊貼定子鐵芯Ilb而繞組，具有有利于小型發(fā)動機的制作的優(yōu)點。更具體地說，如圖2(b)所圖示，集中繞組方式中線圈12b能夠緊貼定子鐵芯Ilb而繞組，線圈12b的軸方向端部與定子鐵芯Ilb的端部之間，可形成較短的長度L2。換句話說，若線圈12b向定子鐵芯Ilb的槽外部露出的部分被稱為‘線圈末端13b’，線圈末端13b從定子鐵芯Ilb的端部向軸方向外側(cè)露出的長度被稱為‘線圈末端13b的高度L2’，集中繞組方式具有使線圈末端13b的高度L2形成得小的優(yōu)點。這導致發(fā)動機的軸方向長度的縮小。(另外，所述的‘軸方向’是指轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向。)
[0031]所述的集中繞組方式的優(yōu)點成為部分小型發(fā)動機上采用集中繞組方式的主要原因。尤其，混合動力車因設置空間的制約或?qū)盈B上需要發(fā)動機的軸方向長度的縮小等原因，多數(shù)混合動力車用發(fā)動機使用集中繞組方式的繞組方法。
[0032]另外，再次參考圖2(a)，分布繞組方式中線圈12a經(jīng)過設置在定子鐵芯Ila的周長方向的各槽的形式進行繞組，相比集中繞組方式，具有線圈末端13a的高度L2形成得較高的缺點。結(jié)果，增加了發(fā)動機的軸方向長度，使得在混合動力車等適用分布繞組方式變得困難。
[0033]但是，分布繞組方式在波形改善、漏電抗、熱分布等方面，比集中繞組方式更有利，如下所述，本發(fā)明的實施例意圖提供雖然使用分布繞組方式，但能縮小線圈末端的高度或發(fā)動機的軸方向長度的具有分布式繞組定子的發(fā)動機。
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的具有分布式繞組定子的發(fā)動機的概略圖。
[0035]圖3是與圖1相同的形態(tài)下只擴大定子鐵芯及線圈部分的圖。
[0036]參考圖3，根據(jù)本實施例的具有分布式繞組定子的發(fā)動機(以下稱‘發(fā)動機100’ )可具備轉(zhuǎn)子120、定子110及機殼130。
[0037]轉(zhuǎn)子120以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子相同類似地形成，因此省略詳細的說明。
[0038]另外，定子110可包括定子鐵芯111及線圈112而構(gòu)成。
[0039]定子鐵芯111在整體上可形成為中空圓筒形，沿著周長方向，可具備多個槽(slot)。這與傳統(tǒng)的定子鐵芯相同類似，因此省略詳細的說明。
[0040]線圈112繞組到定子鐵芯111，尤其，根據(jù)本實施例的線圈112以分布繞組方式繞組到定子鐵芯111。這時，線圈112的一部分收容到槽內(nèi)，槽與線圈112之間可嵌入用于絕緣的絕緣紙113。
[0041]另外，線圈112的另外一部分向槽外露出而形成線圈末端112a。線圈末端112a是指線圈112經(jīng)過槽，向定子鐵芯111的外側(cè)露出的部分。這種線圈末端112a在定子鐵芯111的軸方向兩端側(cè)分別形成，分布繞組方式的情況是，線圈末端112a成為線圈112為了從一個槽轉(zhuǎn)向另一個槽而在定子鐵芯111的一側(cè)端面露出的部分(參考圖2(a))。
[0042]通常，如所述的線圈末端112a，在定子鐵芯111上以分布繞組方式繞組各相(phase)的線圈112后，通過夾具被一定程度壓縮成型。即，為了降低線圈末端112a的高度L，通過夾具等把線圈末端112a向軸方向加壓而降低一定高度的加工作業(yè)(成型工藝)。
[0043]另外，機殼130圍住內(nèi)部收容定子110而露出的線圈末端112a的周圍。(參考圖1)。以下為了說明的便利，把機殼130的內(nèi)周面中定子鐵芯111的一側(cè)端部Illa或設置成與線圈末端112a相對的面稱為‘對向面131’，把從對向面131延長而形成內(nèi)周面周長的面稱為‘側(cè)面部132’。
[0044]另外，根據(jù)本實施例的發(fā)動機100可包括如所述的機殼130的內(nèi)周面與線圈末端112a之間嵌入的絕緣部140。這種絕緣部140減少線圈末端112a的絕緣所需的絕緣間隔，能夠縮小發(fā)動機的整體軸方向長度，線圈末端112a的成型工藝中使線圈末端112a的高度L成型得更低。
[0045]更具體地說，絕緣部140可包括設在線圈末端112a與機殼130的對向面131之間的第I絕緣部141。第I絕緣部141被嵌入線圈末端112a與機殼130的對向面131之間，能夠減小線圈末端112a的絕緣所需的線圈末端112a與機殼130之間的絕緣間隔。
[0046]圖4是呈現(xiàn)一般分布繞組方式的定子的概略圖。
[0047]若參考圖4而附加說明，一般情況下，向定子鐵芯11的外部露出的線圈末端12a為了與機殼30的絕緣，與機殼30的內(nèi)周面維持絕緣間隔Q。這種絕緣間隔Q是指線圈末端12a與機殼30的內(nèi)周面之間的軸方向隔離距離，未確保充分的隔離距離時，絕緣性能會下降，稱為妨礙縮小發(fā)動機的軸方向長度的因素。
[0048]相反，再次參考圖3，根據(jù)本實施例的發(fā)動機100的情況是，第I絕緣部141設在線圈末端112a與機殼130的內(nèi)周面之間而絕緣線圈末端112a與機殼130之間。因此，本實施例中，不要求如前述的圖4的絕緣間隔，或只需最小的絕緣間隔就能實現(xiàn)線圈末端112a與機殼130之間的絕緣。結(jié)果，通過絕緣間隔的省略或最小化而縮小發(fā)動機的軸方向長度。
[0049]另外，根據(jù)本實施例的絕緣部140可包括設置在機殼130的側(cè)面部132的第2絕緣部142。第2絕緣部142可從第I絕緣部141延長而形成，位于對應線圈末端112a的高度L的機殼130的側(cè)面部132。第2絕緣部142與前述的第I絕緣部141類似，被嵌入線圈末端112a與機殼130之間，從而絕緣線圈末端112a與機殼130之間。
[0050]尤其，第2絕緣部142在線圈末端112a的成型工藝時，使線圈末端112a的高度L比傳統(tǒng)上更低。
[0051]S卩，參考圖4，一般情況下，把線圈末端12a向軸方向加壓而降低線圈末端12a的高度LI的成型工藝中，做到線圈末端12a不接觸機殼30的內(nèi)周面的程度。也就是說，成型工藝時可考慮向軸方向多加壓線圈末端12a而縮小線圈末端12a的高度LI或發(fā)動機的軸方向長度的方案，但這種情況下，線圈末端12a會過度彎曲變形,可能會使線圈末端12a和機殼30相接觸，因此，傳統(tǒng)的一般情況下，通過成型工藝縮小線圈末端12a的高度LI是具有限度的。
[0052]相反，參考圖3，本實施例中，到機殼130的內(nèi)周面的側(cè)面部132為止，第2絕緣部142延長而形成，即使通過成型工藝而線圈末端112a有點過度彎曲變形，也能實現(xiàn)線圈末端112a與機殼130之間的絕緣。因此成型工藝時，能夠充分降低線圈末端112a的高度L，結(jié)果，能夠縮小發(fā)動機的軸方向長度。
[0053]并且，根據(jù)所需，絕緣部140可包括設置在定子鐵芯111的端部Illa的第3絕緣部143。第3絕緣部143從第2絕緣部142延長，能夠覆蓋定子鐵芯111的端部Illa的一部分。這種第3絕緣部143在成型工藝時，因線圈末端112a彎曲變形而線圈末端112a與定子鐵芯111相鄰時，也能絕緣線圈末端112a與定子鐵芯111之間。因此，成型工藝中能夠充分降低線圈末端112a的高度L，結(jié)果能夠縮小發(fā)動機的軸方向長度。
[0054]另外，所述的第I至3絕緣部141、142、143可由絕緣紙、電熱板、絕緣樹脂等材質(zhì)形成，第I至3絕緣部141、142、143各自分別形成，或部分或全部形成為一體。并且，第I至3絕緣部141、142、143通過注塑成型等，在機殼130或定子鐵芯111形成為一體或具備另外的部件，可與機殼130或定子鐵芯111等組裝。
[0055]以上說明了本發(fā)明的實施例，在本發(fā)明所屬【技術(shù)領域】具有一般知識的人，能夠在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可通過構(gòu)成要素的附加、變更、刪除或追加等，對本發(fā)明進行多種修正及變更，并且這也屬于本發(fā)明的權(quán)力范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有分布式繞組定子的發(fā)動機，包括: 轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子系內(nèi)以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動； 定子，具備定子鐵芯、及以分布繞組方式繞組到所述定子鐵芯的線圈，所述線圈的一部分向所述定子鐵芯的軸方向外側(cè)露出并形成線圈末端； 機殼，其內(nèi)側(cè)收容所述轉(zhuǎn)子及定子 '及 絕緣部，設置在所述機殼的內(nèi)周面與所述線圈末端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述線圈末端， 繞組到所述線圈后，向所述定子鐵芯以軸方向加壓成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部， 至少一部分接觸所述線圈末端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部，包括: 對向面，在所述機殼的內(nèi)周面中與所述線圈末端相對； 第I絕緣部，設置在所述線圈末端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部，包括: 側(cè)面部，形成所述機殼的內(nèi)周面周長； 第2絕緣部，設置在所述線圈末端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部，包括: 第3絕緣部，設置在所述定子鐵芯的軸方向端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部，包括: 絕緣紙，絕緣板及絕緣樹脂中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部， 在所述機殼的內(nèi)周面嵌入成型而與所述機殼形成為一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部， 以另外的部件可組裝地形成于所述機殼。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分布式繞組定子的發(fā)動機， 所述絕緣部，包括: 第I絕緣部，設置在所述機殼的內(nèi)周面中與所述線圈末端相對的對向面、所述線圈末端之間； 第2絕緣部，設置在形成所述機殼的內(nèi)周面周長的側(cè)面部、所述線圈末端之間；及 第3絕緣部，設置在所述定子鐵芯的軸方向端部； 并且所述線圈末端， 繞組到所述線圈后向所述定子鐵芯以軸方向加壓成型，至少一部分接觸所述第I至3絕緣部中的一個以上。
【文檔編號】H02K3/38GK104184224SQ201410112613
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】權(quán)正基 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社