專利名稱：帶有由軟磁粉末材料制成的齒的定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電機(jī)、尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，更加精確地說是涉及定子組件的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的背景技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)借助于磁通量和電流的相互作用來進(jìn)行工作。在工作范圍內(nèi)，磁通量由軟磁材料的磁性飽和來限制出，而電流由電阻加熱所產(chǎn)生的溫度來限制出。如果為導(dǎo)體設(shè)置更多的空間來減少電流強(qiáng)度并因此而減少電阻加熱，那么磁通量也減少了；反之亦然，如果具有更多的軟磁材料，那么磁通量增加了，但是導(dǎo)體面積減少了，而電阻加熱增加了。
在絕大部分的裝置中，導(dǎo)體容納在槽內(nèi)。有必要部分地關(guān)閉槽從而得到平穩(wěn)扭矩輸出，其結(jié)果是，把繞組放置在槽內(nèi)是一個(gè)很困難的工作，而這導(dǎo)致了導(dǎo)體面積與槽面積之比很小。在50％的范圍內(nèi)的比值被認(rèn)為是相當(dāng)好的了。這種小比值不好有兩個(gè)原因首先，浪費(fèi)了可以用于導(dǎo)體或者軟磁材料的空間，第二，槽內(nèi)的空間起著熱障的作用，而這種熱障增加了給定電阻損失的溫度。
概述本發(fā)明的目的是提供一種用于電機(jī)的定子芯，與現(xiàn)有技術(shù)的定子相比，該定子芯提供了較好的導(dǎo)體面積與槽面積之比。
本發(fā)明的定子可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，其特征在于附加的權(quán)利要求1所給定的特征。那種定子的優(yōu)選實(shí)施例限制在從屬權(quán)利要求中。
因此，本發(fā)明涉及借助于把馬達(dá)的鐵芯分成單獨(dú)的齒和芯座部分(core back sections)來發(fā)揮出較好的表面光潔度、較小的尺寸公差和軟磁成分的三維磁通量承載能力。這些單個(gè)部分使單獨(dú)形成的簡(jiǎn)單線軸纏繞型線圈與芯部分裝配起來，從而形成接合在一起并且裝配在馬達(dá)框架內(nèi)的元件。
在沒有幾何形狀困難地插入到槽內(nèi)的情況下所生產(chǎn)出的線圈具有更高的銅面積與槽面積的比值；使用電機(jī)繞組，容易實(shí)現(xiàn)70％。如果進(jìn)一步在模內(nèi)壓縮線圈，那么可以實(shí)現(xiàn)81％，而81％接近理論最大值(該最大值根據(jù)環(huán)繞導(dǎo)體的絕緣需要來確定)。
這種較高的導(dǎo)體與槽的面積比值的結(jié)果是，主要減少了線圈電阻，因此減少了電阻損失，并且大大地增加了導(dǎo)熱性。其結(jié)果是，在極限范圍內(nèi)，馬達(dá)產(chǎn)生更多的輸出、降低了資金費(fèi)用并且具有效率高、尺寸小及重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí)，借助于便宜的而且完全自動(dòng)化的過程容易生產(chǎn)出所提出的輔助元件，容易滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐電擊穿和尺寸公差的需要。這個(gè)與傳統(tǒng)裝置相反，因?yàn)閭鹘y(tǒng)電機(jī)的繞組既需要很多手工又需要較高的費(fèi)用并且難以形成繞組裝置。
附圖的簡(jiǎn)短說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的單獨(dú)齒和單獨(dú)芯座部分及單獨(dú)線圈的透視圖。
圖2是圖1所示的單獨(dú)芯座部分的平面圖。
圖3是圖1所示的單獨(dú)齒的側(cè)視圖。
圖4是圖1和3所示的單獨(dú)齒的端視圖。
圖5是與圖3相對(duì)應(yīng)的側(cè)視圖，它圖解了處于裝配狀態(tài)中的圖1的零件。
圖6是沿圖5的線Ⅵ-Ⅵ的橫截面圖。
圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的單獨(dú)齒和單獨(dú)芯座部分的透視圖。
圖8是表示處于裝配狀態(tài)中的圖7的元件的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述圖解在圖1和3-6中的定子齒1具有橫截面積恒定的心柱2和橫截面積比心柱2大的遠(yuǎn)端3。優(yōu)選地，借助于壓縮軟磁粉末材料如由瑞典的Hoganas AB制造的Somaloy500來制造出定子齒1。
定子齒1具有橫截面積與心柱2相同(或者橫截面積比心柱2小)的近端4。
除了徑向通孔6的橫截面積與圖1和3-6的定子齒1的近端4的相同之外，圖1、2、5和6所示出的定子芯座部分5是傳統(tǒng)形狀。芯座部分5由與定子齒1相同的材料制成，孔6的表面和尺寸大小設(shè)計(jì)成可以與定子齒1的近端4進(jìn)行緊密配合。
圖1、5和6還圖解了線圈7，如圖5和6裝配好的一樣，線圈7與定子齒1和芯座部分5裝配在一起從而形成了定子部分。此外，九個(gè)這種定子部分裝配起來從而形成了完整的定子芯，但是可以借助于合適地改變每個(gè)定子齒1和芯座部分5的尺寸大小和角度來改變所使用的定子部分的數(shù)目。
在裝配單個(gè)定子部分時(shí)，首先使線圈7從近端4向著遠(yuǎn)端3滑動(dòng)到齒1的心柱2上。為了能夠在裝配好的狀態(tài)下使線圈7和齒1之間基本上不存在任何間隙的情況下實(shí)現(xiàn)上述操作，心柱2從近端4到遠(yuǎn)端3即沿著與纏繞槽相對(duì)應(yīng)的齒的長(zhǎng)度應(yīng)該具有不減少的橫截面尺寸大小，即具有基本上不變或者增大的橫截面尺寸大小。還有，線圈7的中心孔形狀應(yīng)該與心柱2的形狀相一致。
圖7和8所示的定子芯的第二實(shí)施例包括具有心柱12、齒遠(yuǎn)端13和近端14的齒11。此外，這種定子芯具有分成兩個(gè)對(duì)稱半部15′和15″的芯座部分15，在圖8所示的裝配好的情況下，芯座部分15具有與齒11的近端14一樣形狀的孔16′、16″。作為分開的芯座部分15的結(jié)果是，孔16′、16″和近端14具有這樣的形狀定子芯部分處于裝配好的狀態(tài)時(shí)，齒11固定在兩個(gè)半部15′和15″之間。
為了形成完整的定子芯，圖7和8所示的這些元件可以加倍并且與在兩個(gè)相對(duì)齒的每一個(gè)齒上的線圈裝配在一起。
在上面描述本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例的同時(shí)，在沒有脫離本發(fā)明的精神的情況下進(jìn)行許多變形對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講是顯而易見的。
因此，第一實(shí)施例的芯座部分5可以以與第二實(shí)施例的芯座部分15的相同方式分開。此外，這些半部分的每一個(gè)可以與鄰近芯座部分5的最近半部形成一個(gè)整體，因此每個(gè)芯座部分包括兩個(gè)開口中的每一個(gè)的一半。
權(quán)利要求
1．一種電機(jī)的定子芯，它包括環(huán)形軛和若干齒，這些齒在該環(huán)形軛上沿圓周方向間隔開并且沿徑向延伸，這些齒之間的空間限制出沿圓周方向間隔開的繞組槽，其特征在于這些齒作為單獨(dú)元件由軟磁粉末材料形成，每個(gè)齒(1；11)沿著與繞組槽相對(duì)應(yīng)的上述齒的長(zhǎng)度上向著遠(yuǎn)端(3；13)具有不減少的橫截面尺寸大小，并且沿著上述齒的近端(4,14)具有相同或者更小的橫截面尺寸大小，從而與環(huán)形軛的部分(5,15)裝配起來并且在與軛裝配起來之前可以安裝線圈(7)。
2．如權(quán)利要求1所述的電機(jī)的定子芯，其特征在于開口(6,16′,16″)設(shè)置在環(huán)形軛中，每個(gè)開口安裝一個(gè)齒(1,11)的近端(4,14)。
3．如權(quán)利要求2所述的電機(jī)的定子芯，其特征在于上述軛包括與齒(1,11)一樣多的芯座部分(5,15)。
4．如權(quán)利要求3所述的電機(jī)的定子芯，其特征在于每個(gè)芯座部分(5,15)包括一個(gè)開口(6,16′,16″)。
5．如權(quán)利要求4所述的電機(jī)的定子芯,其特征在于每個(gè)芯座部分(15)分成兩半(15′,15″)，每半包括半個(gè)開口(16′,16″)。
6．如權(quán)利要求3所述的電機(jī)的定子芯，其特征在于每個(gè)芯座部分包括兩個(gè)開口中的每個(gè)開口的一半。
7．如權(quán)利要求1-6任一所述的電機(jī)的定子芯，還包括在與上述軛裝配起來之前直接繞在上述齒上的線圈。
8．一種電機(jī)的定子組件，它包括權(quán)利要求1-6任一所述的定子芯，并且在與上述軛裝配起來之前分別纏繞插入在上述齒(1)上的線軸線圈(bobbin coil)(7)。
全文摘要
一種電機(jī)的定子芯包括環(huán)形軛和若干齒,這些齒在該環(huán)形軛上沿圓周方向間隔開并且沿徑向延伸,這些齒之間的空間限制出沿圓周方向間隔開的繞組槽。這些齒作為單獨(dú)元件由軟磁粉末材料形成。每個(gè)齒(1;11)沿著與繞組槽相對(duì)應(yīng)的齒的長(zhǎng)度上向著遠(yuǎn)端(3,13)具有不減少的橫截面尺寸大小,并且沿著齒的近端(4,14)具有相同或者更小的橫截面尺寸大小。因此,齒(1,11)可以與環(huán)形軛的部分(5,15)裝配起來并且在與軛裝配起來之前可以安裝線圈(7)。
文檔編號(hào)H02K1/02GK1304575SQ00800808
公開日2001年7月18日 申請(qǐng)日期2000年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月11日
發(fā)明者阿倫·G·杰克, 巴里·梅克羅, 約翰·特倫斯·埃文斯, 詹姆斯·斯托恩豪斯·伯德斯, 約翰·內(nèi)韋爾·福西特, 唐·斯蒂芬森, 菲利普·喬治·迪金森 申請(qǐng)人:赫加奈斯公司