本發(fā)明涉及具有定子線圈的馬達,該定子線圈包括多個單元線圈,單元線圈中每一個在極芯的高度方向上以兩層繞著多個極芯中的一個集中纏繞。
背景技術(shù):
為了實現(xiàn)馬達的尺寸減小和輸出增加,具有如下方法:有規(guī)律地纏繞馬達的定子線圈,由此改進定子線圈在極芯間空間(即在馬達的定子的周向相鄰的極芯間的空間)內(nèi)的空間系數(shù)。但是,在定子線圈是集中纏繞線圈的情況下,定子線圈的引出部可能成為對于有規(guī)律地纏繞定子線圈的過程的阻礙。
為了解決上述問題,日本專利申請公開號JP2012175741A公開了一種集中纏繞的定子線圈。定子線圈包括多個部分,每個部分通過螺旋纏繞矩形線而形成。螺旋纏繞的部分以多個層堆疊。此外,構(gòu)成定子線圈的線圈端的螺旋纏繞部分的那些部位彎曲成弧形。而且,定子線圈還包括多個連接部(或者層變化部),每個連接部連接定子線圈的一個相鄰對的螺旋纏繞部分。連接部布置于極芯間空間內(nèi),因而并未彎曲成弧形。
利用上述配置,能有規(guī)律地并且集中地纏繞定子線圈。但是同時,在極芯間空間內(nèi)的定子線圈的空間系數(shù)由于定子線圈的連接部布置于極芯間空間中而降低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)示例性實施例,提供一種馬達,包括:轉(zhuǎn)子;以及定子,定子與轉(zhuǎn)子相對,而在定子與轉(zhuǎn)子之間形成徑向間隙或軸向間隙。定子包括定子線圈和多個極芯,定子線圈包括多個單元線圈,多個單元線圈中每一個繞著極芯中的相對應(yīng)的極芯集中地纏繞。單元線圈中的每一個包括成對的第一子線圈和第二子線圈,第一子線圈和第二子線圈在堆疊方向上以兩層堆疊,堆疊方向與相對應(yīng)的極芯的高度方向重合。對第一子線圈和第二子線圈中的每一個進行螺旋纏繞,使得子線圈的線圈側(cè)在垂直于堆疊方向的重疊方向上彼此重疊。單元線圈中的每一個在單個位置處具有連接部,連接部連接單元線圈的第一子線圈和第二子線圈。連接部設(shè)置于單元線圈的線圈端。對于單元線圈的第一子線圈和第二子線圈中的每一個,連接部在子線圈的重疊方向上位于子線圈的最內(nèi)周緣處。
通過上述配置,由于連接部位于第一子線圈和第二子線圈的最內(nèi)周緣,能夠在第一子線圈和第二子線圈的最外周緣處設(shè)置單元線圈的引出部。因而,能使引出部延伸,而不與第一子線圈和第二子線圈的其它線圈側(cè)相交。其結(jié)果是,能有規(guī)律地將單元線圈中的每一個繞著相對應(yīng)的極芯纏繞。
此外,由于單元線圈的連接部設(shè)置于單元線圈的線圈端,連接部不會成為對在極芯間空間中有規(guī)律地纏繞單元線圈(或定子線圈)的阻礙。因此,能使單元線圈在極芯間空間中的空間系數(shù)最大,從而實現(xiàn)了馬達的尺寸減小和輸出增加。
附圖說明
現(xiàn)將從下文給出示例性實施例的詳細描述和附圖更全面地理解本發(fā)明,然而,下文的詳細描述和附圖不應(yīng)理解為限制本發(fā)明為這些具體實施例,而是僅為了解釋和理解的目的。
在附圖中:
圖1是根據(jù)第一實施例的馬達的剖視圖,其沿著圖2中的線I-I截取并且為了簡單起見從圖1省略了陰影線;
圖2是具有根據(jù)第一實施例的馬達的發(fā)動機起動器的局部剖視圖;
圖3是一對第一子線圈和第二子線圈的俯視圖,第一子線圈和第二子線圈一起構(gòu)成根據(jù)第一實施例的馬達的定子線圈的四個單元線圈中的一個;
圖4是根據(jù)第一實施例的定子線圈組件的立體圖;
圖5是根據(jù)第一實施例的定子組件的立體圖;
圖6是根據(jù)第二實施例的馬達的沿垂直于軸向方向的方向截取的剖視圖;
圖7是一對第一子線圈和第二子線圈的俯視圖,第一子線圈和第二子線圈一起構(gòu)成根據(jù)第二實施例的馬達的定子線圈的四個單元線圈中的一個;
圖8是根據(jù)第三實施例的定子線圈組件的立體圖;
圖9是根據(jù)第四實施例的馬達的沿垂直于軸向方向的方向截取的剖視圖;
圖10是一對第一子線圈和第二子線圈的俯視圖,第一子線圈和第二子線圈一起構(gòu)成根據(jù)第四實施例的馬達的定子線圈的四個單元線圈中的一個;
圖11是根據(jù)第四實施例的定子線圈組件的立體圖;
圖12是根據(jù)第五實施例的馬達的沿垂直于軸向方向的方向截取的剖視圖;
圖13是根據(jù)第六實施例的馬達的沿垂直于軸向方向的方向截取的剖視圖;以及
圖14是根據(jù)第七實施例的馬達的沿垂直于軸向方向的方向截取的剖視圖。
具體實施方式
將在下文中參考圖1至圖14來描述示例性實施例。應(yīng)當(dāng)指出的是為了清楚和理解起見,在可能的情況下,在附圖中的每個圖中使用相同附圖標記標注在所有說明中具有相同功能的相同部件,并且為了避免冗余,將不重復(fù)相同部件的描述。
[第一實施例]
圖1示出了根據(jù)第一實施例的馬達2的整體配置。
在本實施例中,馬達2設(shè)計為用于起動器1中以起動機動車輛的內(nèi)燃機。
參照圖2,起動器1配置成利用由電磁開關(guān)5產(chǎn)生的吸引力,使布置于輸出軸3上的小齒輪4與離合器6一起沿遠離馬達2的方向(即,在圖2中的向左方向)移位,由此使小齒輪4與發(fā)動機的齒圈(未圖示)嚙合。
起動器1的配置和操作類似于本領(lǐng)域中公知的發(fā)動機起動器的那些配置和操作。因此,將在下文中省略起動器1的配置和操作的詳細描述。
如圖1所示,馬達2包括定子7和轉(zhuǎn)子8,定子7構(gòu)成電磁型場,轉(zhuǎn)子8構(gòu)成電樞。在本實施例中,馬達2配置為徑向間隙型DC(直流)馬達,使得轉(zhuǎn)子8在徑向可旋轉(zhuǎn)地安置于定子7內(nèi)側(cè),且在轉(zhuǎn)子8與定子7之間形成徑向間隙。
轉(zhuǎn)子8包括:電樞軸(或轉(zhuǎn)子軸)9;電樞芯(或轉(zhuǎn)子芯)10,該電樞芯10固定地裝配到電樞軸9的外周圍上;電樞線圈11,該電樞線圈11安裝到電樞芯10上;以及整流器12,該整流器12設(shè)置在電樞軸9的后端部上(參見圖2)。
整流器12包括基座構(gòu)件12a和多個整流器區(qū)段12b?;鶚?gòu)件12a由電絕緣樹脂材料形成為中空圓柱形狀?;鶚?gòu)件12a固定地裝配在電樞軸9的后端部的外周圍上。整流器區(qū)段12b沿著其周向方向布置在基座構(gòu)件12a的徑向外表面上,以便以相等間距彼此間隔開。因此,整流器區(qū)段12b由基座構(gòu)件12a彼此電絕緣。此外,整流器區(qū)段12b經(jīng)由設(shè)置在電樞芯10側(cè)部上的豎立件而電連接到電樞線圈11。
在整流器12的徑向外側(cè)上,布置有四個電刷13,從而以相等間距在周向彼此間隔開。電刷13由相應(yīng)電刷彈簧14壓靠到整流器區(qū)段12b的外表面上。此外,在本實施例中,如圖2所示,電刷彈簧14中每一個由板彈簧實現(xiàn)。然而,應(yīng)當(dāng)指出的是電刷彈簧14中每一個可以替代地由螺旋彈簧實現(xiàn)。
回到圖1,定子7包括:用于形成磁路的中空圓柱形磁軛15;多個(例如在本實施例中為四個)極芯16,所述多個極芯16固定到磁軛15的徑向內(nèi)周圍上;以及定子線圈,所述定子線圈在供應(yīng)有電流時產(chǎn)生磁場,由此使磁芯16磁化。此外,磁軛15也用作馬達2的外殼體。
極芯16在磁軛15的周向方向上以等間距布置并且每個從磁軛15在徑向向內(nèi)延伸。極芯16中每一個由螺釘17固定到磁軛15的徑向內(nèi)周圍上。然后,對于極芯16中每一個,極芯16從磁軛15向內(nèi)延伸并且面向極芯16中的另一個的徑向方向被稱作極芯16的高度方向。
極芯16中每一個具有形成于其遠端(即,位于在極芯16的高度方向上與磁軛15相反一側(cè)的端部)的一對套環(huán)部16a,以便分別在磁軛15的周向方向上朝向相對側(cè)延伸。套環(huán)部16a中每一個也在極芯16的整個軸向長度上沿磁軛15的軸向方向延伸。此外,套環(huán)部16a中每一個具有垂直于磁軛15的軸向方向(或者馬達2的軸向方向)的弧形截面,并且在徑向上面向電樞芯10,且在套環(huán)部16a與電樞芯10之間形成較小徑向間隙。
定子線圈包括多個(例如,在本實施例中為四個)單元線圈18,這些單元線圈18中每一個繞著極芯16中對應(yīng)的極芯集中且有規(guī)律地纏繞。
結(jié)合圖1,并進一步參照圖3至圖5,單元線圈18中每一個包括一對第一子線圈20和第二子線圈21,第一子線圈20和第二子線圈21在相對應(yīng)極芯16的高度方向上以兩層堆疊。第一子線圈20位于第一層(即,在磁軛15一側(cè)的層),而第二子線圈21位于第二層(即,在轉(zhuǎn)子8一側(cè)的層)。
如圖3所示,第一子線圈20和第二子線圈21中每一個通過將具有基本上正方形截面的導(dǎo)電線繞著纏繞軸線進行螺旋纏繞而形成,使得子線圈的線圈側(cè)在垂直于子線圈的纏繞軸向方向(即,垂直于圖3的平面的方向)和延伸方向(或是縱向方向)的方向上彼此重疊。在下文中,子線圈的線圈側(cè)彼此重疊的方向被稱作子線圈的重疊方向。
此外,第一子線圈20和第二子線圈21堆疊成第一子線圈20和第二子線圈21的纏繞軸向方向與相對應(yīng)的極芯16的高度方向一致。即,第一子線圈20和第二子線圈21的堆疊方向與相對應(yīng)的極芯16的高度方向一致。
而且,第一子線圈20和第二子線圈21在單個位置處通過連接部(或?qū)幼兓?19彼此連接。如圖3所示,連接部19的一部分包括在第一子線圈20中,而連接部19的其余部分包括在第二子線圈21中。
在本實施例中,連接部19設(shè)置于單元線圈18的兩個線圈端中的一個(更特定而言,單元線圈18的后側(cè)線圈端)。此處,單元線圈18的兩個線圈端表示分別位于相對應(yīng)的極芯16的相反軸向側(cè)并且位于定子7的極芯間空間(即,在周向相鄰的極芯16之間的空間)外側(cè)的單元線圈18的那兩個部分。另外,對于第一子線圈20和第二子線圈21中的每一個,連接部19在子線圈的重疊方向上位于子線圈的最內(nèi)周緣處。
而且,通過在重疊方向上按壓線以使其在重疊方向上的尺寸(在下文中將被稱作厚度)減小且使其在堆疊方向上的尺寸(在下文中將被稱作寬度)增加,來使連接部19發(fā)生塑性變形。更特定而言,在本實施例中,連接部19在重疊方向上的厚度基本上為單元線圈18的其它部分在重疊方向上厚度的1/2,并且連接部19在堆疊方向上的寬度基本上為單元線圈18的其它部分在堆疊方向上寬度的兩倍。
此外,第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置為等于第二子線圈21的匝數(shù)。更特定而言,在本實施例中,第一子線圈20的匝數(shù)和第二子線圈21的匝數(shù)設(shè)置為3。其結(jié)果是,接納于相同極芯間空間中的第一子線圈20的線圈側(cè)數(shù)量和第二子線圈21的線圈側(cè)數(shù)量彼此相等。
第一子線圈20和第二子線圈21的纏繞結(jié)束端中每一個引出到后側(cè)(即,圖3中的上側(cè)),作為用于使單元線圈18與其它單元線圈18電連接的端子部18a。此外,在下文中,與第一子線圈20的端子部18a相連的第一子線圈20的最外線圈側(cè)被稱作第一引出部20a,而與第二子線圈21的端子部18a相連的第二子線圈21的最外線圈側(cè)將被稱作第二引出部21a。
單元線圈18中每一個繞相對應(yīng)的極芯16纏繞,使得單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a分別位于相對應(yīng)的極芯16的周向相反側(cè)。
此外,如圖4所示,單元線圈18中每一個的第一引出部20a被布置成在周向上鄰接另一單元線圈18的第一引出部20a,而第二引出部21a被布置成在周向上鄰接又一單元線圈18的第二引出部21a。換言之,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18來說,成對的單元線圈18的第一引出部20a或是成對單元線圈18的第二引出部21a被布置成在周向上彼此鄰接。
而且,所有四個單元線圈18組裝在一起以形成如圖4所示的定子線圈組件。在定子線圈組件中,單元線圈18的第一子線圈20的兩對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到連接桿22,單元線圈18的第二子線圈21的一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到一個正側(cè)電刷13的軟辮線23,而單元線圈18的第二子線圈21的另一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到另一正側(cè)電刷13的軟辮線23。
另外,馬達引線25聯(lián)結(jié)到連接桿22,馬達引線25隨后電連接到起動器1的電磁開關(guān)5的馬達側(cè)端子螺栓24(參見圖2)。然后,四個極芯16分別從徑向內(nèi)側(cè)插入四個單元線圈18內(nèi)。隨后,四個極芯16分別通過四個螺釘17固定到磁軛15的徑向內(nèi)周緣。最后,獲得如圖5所示的定子組件。
根據(jù)本實施例,能實現(xiàn)以下有利效果。
在本實施例中,馬達2包括轉(zhuǎn)子8和定子7,定子7與轉(zhuǎn)子8相對,且在定子7與轉(zhuǎn)子8之間形成徑向間隙。定子7包括四個極芯16和定子線圈,定子線圈包括四個單元線圈18,四個單元線圈18中每一個繞著極芯中相對應(yīng)的極芯集中地纏繞。單元線圈18中每一個包括成對的第一子線圈20和第二子線圈21,第一子線圈20和第二子線圈21在堆疊方向上以兩層堆疊,堆疊方向與相對應(yīng)的極芯16的高度方向重合。對第一子線圈20和第二子線圈21中每一個進行螺旋纏繞,使得子線圈的線圈側(cè)在垂直于所述堆疊方向的重疊方向上彼此重疊。單元線圈18中每一個在單個位置處具有連接部19,該連接部19連接單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21。連接部19設(shè)置于單元線圈18的后側(cè)線圈端。對于單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21中的每一個,連接部19在子線圈的重疊方向上位于子線圈的最內(nèi)周緣處。
關(guān)于上述配置,由于連接部19位于第一子線圈20和第二子線圈21的最內(nèi)周緣,因此,能夠在第一子線圈20和第二子線圈21的最外周緣處分別設(shè)置第一引出部20和第二引出部21。最后,第一引出部20a和第二引出部21a能夠延伸,而不會與第一子線圈20和第二子線圈21的其它線圈側(cè)相交。其結(jié)果是,能夠?qū)卧€圈18中每一個繞著極芯16中相對應(yīng)的極芯有規(guī)律地進行纏繞。
此外,由于單元線圈18的連接部19設(shè)置于單元線圈的18的后側(cè)線圈端,連接部19不會成為對于在極芯間的空間中有規(guī)律地纏繞單元線圈18(或定子線圈)的阻礙。最后,能夠使單元線圈18在極芯間的空間中的空間系數(shù)最大,從而實現(xiàn)了馬達2的尺寸減小和輸出增加。
在本實施例中,對于單元線圈18中每一個,單元線圈18的連接部19在重疊方向上的厚度設(shè)置為小于單元線圈18的其它部分的厚度。
如上文所描述設(shè)置連接部19的厚度,能減小單元線圈18的軸向長度,進而能減小整個馬達2的軸向長度,從而實現(xiàn)馬達2的尺寸和重量減小。
另外,在本實施例中,對于單元線圈18中每一個,單元線圈18的連接部19在堆疊方向上的厚度設(shè)置為單元線圈18的其它部分的厚度的基本上1/2,并且其在堆疊方向上的寬度設(shè)置為單元線圈18的其它部分的寬度的基本上兩倍。
如上文所描述設(shè)置連接部19的厚度和寬度,能夠保持連接部19的截面積基本上等于單元線圈18的其它部分的截面積。最后,能夠保證單元線圈18高度地耐受向單元線圈18供應(yīng)電流時產(chǎn)生的熱。
在本實施例中,單元線圈18中每一個被配置成具有四邊形(更特定而言,正方形)截面形狀。
因此,與將單元線圈18中每一個配置成具有圓形截面形狀的情況相比,能夠改進單元線圈18在極芯間空間中的空間系數(shù)。
在本實施例中,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18,成對的單元線圈18的第一引出部20a或是成對單元線圈18的第二引出部21a被布置成在定子7的周向方向(或者在重疊方向上)彼此鄰接。此外,每個周向鄰接的成對的第一引出部20a或是第二引出部21a經(jīng)由成對單元線圈18的相對應(yīng)的端子部18a而彼此電連接。
利用單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a的上述布置,能夠使在每個周向相鄰成對的單元線圈18之間的電連接路徑最小化。
在本實施例中,馬達2在起動器1中用于起動內(nèi)燃機。
一般而言,起動器馬達在低電壓和高電流操作。因此,根據(jù)本實施例,每極具有小匝數(shù)和高空間系數(shù)的馬達2特別適合用于起動器1中。
[第二實施例]
在本實施例中,如圖6所示,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18,成對的單元線圈18均部分地接納于極芯間空間的同一極芯間空間內(nèi)。在同一的極芯間空間中,為成對的兩個單元線圈18中的一個所設(shè)置的第一線圈20的重疊線圈側(cè)數(shù)量(或者匝數(shù))和第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量分別不同于為兩個單元線圈18中的另一個所設(shè)置的第一線圈20的重疊線圈側(cè)數(shù)量和第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量。
更具體而言,在本實施例中,如圖7所示,對于單元線圈18中的每一個,在第一子線圈20的中心線左側(cè),單元線圈18的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于四個,在第一子線圈20的中心線右側(cè),單元線圈18的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于三個。即,在第一子線圈20的中心線左側(cè)的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比在中心線右側(cè)的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量多一個。此外,在中心線左側(cè)的第一子線圈20的最外線圈側(cè)構(gòu)成單元線圈18的第一引出部20a。另一方面,在第二子線圈21的中心線左側(cè),單元線圈18中的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于三個,在第二子線圈21的中心線右側(cè),單元線圈18中的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于四個。即,在第二子線圈21的中心線左側(cè)的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比在第二子線圈21的中心線右側(cè)的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量少一個。此外,在中心線右側(cè)的第二子線圈21的最外線圈側(cè)構(gòu)成單元線圈18的第二引出部21a。此外,在圖7中,第一子線圈20和第二子線圈21的中心線以單點劃線示出。
關(guān)于單元線圈18的上述配置,回到圖6,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18,在其中部分地接納成對的兩個單元線圈18的極芯間空間內(nèi),成對的兩個單元線圈18中一個線圈的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)數(shù)量被設(shè)置成比該一個線圈的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)數(shù)量多一個,而成對的兩個單元線圈18中另一個線圈的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量被設(shè)置成比該另一個線圈的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)數(shù)量多一個。
此外,在本實施例中,如圖6所示,對于每個周向相鄰的成對的單元線圈18,成對的兩個單元線圈18中一個單元線圈的第一引出部20a和成對的兩個單元線圈18中另一個單元線圈的第二引出部21a被布置成在徑向彼此重疊(或者布置于相同的周向位置)。
利用單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a的上述布置,能夠在極芯間空間內(nèi)有規(guī)律地纏繞具有圖7所示結(jié)構(gòu)的單元線圈18,而不會在其中留下不必要的間隙。最終,能夠保證單元線圈18在極芯間的空間內(nèi)的高空間系數(shù),從而實現(xiàn)了馬達2的尺寸減小和輸出增加。
[第三實施例]
本實施例示出了將在第二實施例中所描述的每個周向相鄰的成對單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a電連接的方法。
如先前所描述,在第一實施例中,對于每個周向相鄰的成對的單元線圈18,成對的單元線圈18的第一引出部20a或是成對的單元線圈18的第二引出部21a被布置成在周向彼此鄰接(參見圖4)。作為對比,在第二實施例中,對于每個周向相鄰的成對的單元線圈18,成對的兩個單元線圈18中一個單元線圈的第一引出部20a和成對的兩個單元線圈中另一個單元線圈的第二引出部21a被布置成在徑向彼此重疊(參見圖6)。
在本實施例中,在第二實施例中描述的每個周向相鄰成對的單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a以下述方式進行電連接。
如圖8所示,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18,成對的兩個單元線圈18中一個單元線圈的第一子線圈20的端子部18a抵靠兩個單元線圈8中一個單元線圈的第一引出部20a,徑向向內(nèi)地彎曲并且被布置成在周向鄰接兩個單元線圈18中另一個單元線圈的第二子線圈21的端子部18a。最終,存在單元線圈18的總共四對周向鄰接的端子部18a。在四對周向領(lǐng)接的端子部18中,單元線圈18的兩對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到連接桿22,單元線圈18的一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到一個正側(cè)電刷13的軟辮線23,而單元線圈18的剩余一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到另一正側(cè)電刷13的軟辮線23。而且,馬達引線25聯(lián)結(jié)到連接桿22,馬達引線25隨后電連接到起動器1的電磁開關(guān)5的馬達側(cè)端子螺栓24(參見圖2)。
利用上述方法,能夠使在第二實施例中所描述的每個周向相鄰成對的單元線圈18之間的電連接路徑最小化。
在替代方法中,對于每個周向相鄰成對的單元線圈18,成對的兩個單元線圈18中一個單元線圈的第一子線圈20的端子部18a可以從兩個單元線圈18中一個單元線圈的第一引出部20a筆直地引出而不徑向向內(nèi)彎曲,并且被布置成在徑向鄰接兩個單元線圈18中另一個單元線圈的第二子線圈21的端子部18a。
[第四實施例]
在本實施例中,單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部20b中每一個在重疊方向上的厚度減小,而在堆疊方向上的寬度增加。
具體而言,在本實施例中,如圖10所示,對于單元線圈18中的每一個,在第一子線圈20的中心線左側(cè),單元線圈18的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量(或匝數(shù))設(shè)置為等于四個,在第一子線圈20的中心線右側(cè),單元線圈18的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量(或匝數(shù))設(shè)置為等于三個。即,在第一子線圈20的中心線的左側(cè)的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比在第一子線圈20的中心線的右側(cè)的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量多一個。此外,在中心線左側(cè)的第一子線圈20的最外線圈側(cè)構(gòu)成單元線圈18的第一引出部20a。另一方面,在第二子線圈21的中心線左側(cè),單元線圈18中的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于三個,在第二子線圈21的中心線右側(cè),單元線圈18中的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為等于四個。即,在第二子線圈21的中心線左側(cè)的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比在中心線右側(cè)的第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量少一個。此外,在中心線右側(cè)的第二子線圈21的最外線圈側(cè)構(gòu)成單元線圈18的第二引出部21a。此外,在圖10中,第一子線圈20和第二子線圈21的中心線以單點劃線示出。
此外,在本實施例中,通過在重疊方向上按壓線以使其在重疊方向上的厚度減小且使其在堆疊方向上的寬度增加,來使單元線圈18的第一引出部分20a和第二引出部分20b中每一個發(fā)生塑性變形。
更具體而言,在本實施例中,如圖9所示,第一引出部20a和第二引出部21a在重疊方向上的厚度為單元線圈18的其它線圈側(cè)在重疊方向上的厚度的1/2,而第一引出部20a和第二引出部21a在堆疊方向上的寬度為單元線圈18的其它線圈側(cè)在堆疊方向上的寬度的兩倍。
而且,在本實施例中,單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a中的每一個在堆疊方向上布置于單元線圈8的第一層和第二層上方。此外,單元線圈18的第一引出部20a中每一個被布置成在周向鄰接單元線圈18的第二引出部21a的相對應(yīng)的第二引出部。
此外,在本實施例中,如圖9所示,在其間插置有相對應(yīng)的極芯16的兩個極芯間空間中的一個內(nèi),單元線圈18中每一個的第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量多一個,而在上述兩個極芯間空間中的另一個內(nèi),第二子線圈21的重疊線圈側(cè)的數(shù)量設(shè)置為比第一子線圈20的重疊線圈側(cè)的數(shù)量多一個。
在本實施例中,如圖11所示,對于單元線圈18的每個周向鄰接成對的第一引出部20a和第二引出部20b,分別與成對的第一引出部20a和第二引出部20b相連的單元線圈18的成對的端子部18a也被布置成在周向彼此鄰接。最后,存在單元線圈18的總共四對周向鄰接的端子部18a。在上述四對周向鄰接的端子部18a中,單元線圈18的兩對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到連接桿22,單元線圈18的一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到一個正側(cè)電刷13的軟辮線23,而單元線圈18的剩余一對周向鄰接的端子部18a聯(lián)結(jié)到另一正側(cè)電刷13的軟辮線23。而且,馬達引線25聯(lián)結(jié)到連接桿22,馬達引線25隨后電連接到起動器1的電磁開關(guān)5的馬達側(cè)端子螺栓24(參見圖2)。
利用根據(jù)本實施例的單元線圈18的第一引出部20a和第二引出部21a的上述布置,能夠在極芯間空間中有規(guī)律地纏繞單元線圈18,而不會留下不必要的間隙。因而,能夠保證單元線圈18在極芯間的空間中的高空間系數(shù),從而實現(xiàn)了馬達2的尺寸減小和輸出增加。
[第五實施例]
在本實施例中,如圖12所示,極芯16中的每一個具有反向成對的周向側(cè)表面,周向側(cè)表面中的每一個在極芯16的高度方向上的、位于在堆疊方向上與相對應(yīng)的單元線圈18的第一子線圈20與第二子線圈21間的邊界相應(yīng)的位置處呈臺階狀。因而,凹部16b形成于周向側(cè)表面,以便在周向上朝向極芯16的中心凹進。凹部16b在極芯16的高度方向上定位于相對應(yīng)的單元線圈18的第一子線圈20的側(cè)部上。
此外,如圖12所示,對于單元線圈18中的每一個,單元線圈18的第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置成大于單元線圈18的第二子線圈21的匝數(shù)。更特定而言,在本實施例中,第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置為四,而第二子線圈21的匝數(shù)設(shè)置為三。
而且,在本實施例中,如圖12所示,在形成于極芯16的周向側(cè)表面的凹部16b中每一個內(nèi),接納有相對應(yīng)的單元線圈18的第一子線圈20的最內(nèi)線圈側(cè)的至少一部分。
利用上述布置,能夠利用極芯16的周向側(cè)表面的臺階形狀來吸收在單元線圈18的第一子線圈20與第二子線圈21間的匝數(shù)差(或者外徑差)。因此,并無臺階在堆疊方向上形成在第一子線圈20與第二子線圈21的最外線圈側(cè)之間。因而,能夠在極芯間空間中有規(guī)律地纏繞單元線圈18,而不會在其中留有不必要的間隙。因此,能夠保證單元線圈18在極芯間的空間中的高空間系數(shù),從而實現(xiàn)了馬達2的尺寸減小和輸出增加。
[第六實施例]
在本實施例中,如圖13所示,極芯16中的每一個具有反向成對的周向側(cè)表面,周向側(cè)表面中的每一個在極芯16的高度方向上的、位于在堆疊方向上與相對應(yīng)的單元線圈18的第一子線圈20與第二子線圈21間的邊界相應(yīng)的位置處呈臺階狀。因此,凹部16b形成于周向側(cè)表面,以便在周向上朝向極芯16的中心凹進。凹部16b在徑向上定位于相對應(yīng)的單元線圈18的第二子線圈21的側(cè)部上(或是在徑向內(nèi)側(cè)上)。
此外,如圖13所示,對于單元線圈18中的每一個,單元線圈18的第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置成等于單元線圈18的第二子線圈21的匝數(shù)。
而且,在本實施例中,如圖13所示,在形成于極芯16的周向側(cè)表面的凹部16b中每一個內(nèi),接納有相對應(yīng)的單元線圈18的第二子線圈21的最內(nèi)線圈側(cè)的至少一部分。
在徑向間隙型馬達2的定子7中,當(dāng)像本實施例這樣將第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置為等于第二子線圈21的匝數(shù)時,位于徑向內(nèi)側(cè)上的第二子線圈21的環(huán)形范圍比位于徑向外側(cè)上的第一子線圈20的角度范圍更寬。
然而,利用根據(jù)本實施例的定子7的上述配置,能夠通過極芯16的周向側(cè)表面的臺階形狀吸收單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈20之間的角度范圍差異。因而,能夠在極芯間空間中有規(guī)律地纏繞單元線圈18,而不會在其中留有不必要的間隙。其結(jié)果是,能夠保證單元線圈18在極芯間的空間中的高空間系數(shù),從而實現(xiàn)了馬達2的尺寸減小和輸出增加。
[第七實施例]
在本實施例中,如圖14所示,對于單元線圈18中的每一個,單元線圈18的第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置成大于單元線圈18的第二子線圈21的匝數(shù)。更具體而言,第一子線圈20的匝數(shù)設(shè)置為四,而第二子線圈21的匝數(shù)設(shè)置為三。
此外,每個周向相鄰成對的單元線圈18被布置成在成對的單元線圈18的第二子線圈21的最外線圈側(cè)之間形成線圈間的間隙18。此外,在極芯16的每個周向面對的成對的套環(huán)部16a之間形成套環(huán)部間的間隙。
定子7還包括多個(例如,在本實施例中為四個)磁體26,這些磁體26中的每一個布置于套環(huán)部間的間隙中的相對應(yīng)的一個間隙和線圈間的間隙中的相對應(yīng)的一個間隙內(nèi)。即,在每個周向相鄰成對的極芯16之間布置磁體26中的相對應(yīng)的一個磁體。
此外,磁體26中每一個被配置成(或者磁化為)產(chǎn)生與由相對應(yīng)的單元線圈18產(chǎn)生的磁通量相反方向的磁通量,并且在極芯16的相對應(yīng)成對的套環(huán)部16a之間通過形成在它們間的相對應(yīng)的套環(huán)部間的間隙流動。此外,在圖14中,由磁體26中的一個產(chǎn)生的磁通量的方向由箭頭虛線B表示,由相對應(yīng)的單元線圈18產(chǎn)生的磁通量的方向由箭頭虛線A表示。
利用上述配置,能夠減小在極芯16的每個周向面對的成對的套環(huán)部16a間的泄漏磁通量。即,能夠有效地利用在周向相鄰的單元線圈18之間形成的線圈間的間隙。最終,能夠?qū)崿F(xiàn)馬達2的大小減小和輸出增加。
雖然示出和描述了上述特定實施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解本發(fā)明也可以以各種其它方式修改而不偏離本發(fā)明的精神。
例如,在第一實施例中,通過纏繞具有基本上正方形截面的導(dǎo)電線,來形成單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21中每一個。
然而,單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21中每一個也可以通過扁繞(edge-wise-winding)具有基本上矩形截面的導(dǎo)電線來形成。此處,術(shù)語扁繞表示纏繞導(dǎo)電線的方式,其中,線的矩形截面的較長側(cè)平行于重疊方向,而矩形截面的較短側(cè)平行于堆疊方向。在此情況下,能將單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21中每一個形成為比第一實施例具有更小匝數(shù)。因而,也能減小用于使單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21的重疊線圈側(cè)彼此電絕緣的絕緣涂層或絕緣構(gòu)件的數(shù)量。最終,能進一步提高單元線圈18在極芯之間的空間內(nèi)的空間系數(shù)。
替代地,單元線圈18的第一子線圈20和第二子線圈21中每一個也可以通過纏繞具有基本上梯形截面的導(dǎo)電線而形成,梯形截面在徑向外側(cè)具有比徑向內(nèi)側(cè)更大的寬度。在此情況下,能減小重疊方向上彼此相鄰的線圈側(cè)之間不必要的間隙,從而進一步提高在單元線圈18極芯之間的空間內(nèi)的空間系數(shù)。
在第一至第七實施例中,極芯16中每一個上僅纏繞一個單元線圈18。然而,極芯16中每一個上也可以纏繞兩個或更多個單元線圈18,兩個或更多個單元線圈18在極芯16的高度方向上布置。在此情況下,每個周向相鄰成對的單元線圈18位于相對應(yīng)極芯16的高度方向上的相同位置。此外,在所有單元線圈18中,最靠近轉(zhuǎn)子8定位的那些單元線圈18可以具有與第七實施例中的單元線圈18相同配置和布置。
第一實施例至第七實施例針對于徑向間隙型馬達2,其中,轉(zhuǎn)子8在徑向可旋轉(zhuǎn)地安置于定子7內(nèi)側(cè),而在轉(zhuǎn)子8與定子7之間形成徑向間隙。
然而,第一實施例至第七實施例也可以適用于外轉(zhuǎn)子型馬達,其中,轉(zhuǎn)子在定子徑向外側(cè)可旋轉(zhuǎn)地安置,在轉(zhuǎn)子與定子之間形成徑向間隙。此外,第一實施例至第五實施例以及第七實施例還可以適用于軸向間隙型馬達,其中,定子與轉(zhuǎn)子彼此相對,而在定子與轉(zhuǎn)子之間形成軸向間隙。