專利名稱：電動(dòng)馬達(dá)中的定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)馬達(dá)中的定子，尤其在車輛中的伺服馬達(dá)或者驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中的定子。
背景技術(shù)：
在US 2006/0091759中描述了一種永久激勵(lì)的內(nèi)轉(zhuǎn)子直流馬達(dá)，其在殼體中的定子包括固定布置的定子組，該定子組由大量單個(gè)片組成。所述片沿軸向先后布置并且是定子繞組的載體，通過該定子繞組產(chǎn)生磁場，該磁場與轉(zhuǎn)子軸上的永磁體共同作用。所述片形成了連續(xù)的組并且通過合適的切削工具沿軸向集中在一起。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是說明一種在電動(dòng)馬達(dá)中的結(jié)構(gòu)簡單的并且以簡單的方式制造的定子，該定子允許恒定地不變地輸出扭矩。該任務(wù)按本發(fā)明用權(quán)利要求1的特征得到解決。從屬權(quán)利要求說明了有利的改進(jìn)方案。按本發(fā)明的定子用在電動(dòng)馬達(dá)中，例如用在車輛的伺服馬達(dá)或者驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中?？紤]用作起動(dòng)器馬達(dá)、轉(zhuǎn)向馬達(dá)或者用于操作輔助設(shè)備例如雨刷器、窗戶升降器或者座椅調(diào)節(jié)馬達(dá)。所述電動(dòng)馬達(dá)包括按本發(fā)明的定子以及轉(zhuǎn)子軸，該轉(zhuǎn)子軸可旋轉(zhuǎn)地支承在定子中。所述定子具有大量分布在圓周上的單個(gè)定子元件，所述單個(gè)定子元件分別形成載體齒，其中每個(gè)載體齒設(shè)有纏繞的線圈。位于載體齒上的不同的線圈至少部分地相互進(jìn)行電連接并且進(jìn)行通電從而產(chǎn)生磁場。所述載體齒關(guān)于同時(shí)形成轉(zhuǎn)子軸線的定子縱軸線成角度地布置，使得載體齒的齒縱軸線與定子縱軸線圍成一個(gè)角度。由于成角度的布置，所述載體齒形成了斜齒部，這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由此在電動(dòng)馬達(dá)的輸出的扭矩曲線中平順。因?yàn)樵诿總€(gè)單個(gè)線圈中產(chǎn)生磁場，所以相應(yīng)地也為每個(gè)線圈產(chǎn)生扭矩，由此原則上由于在圓周上分布的線圈的離散的數(shù)量而為轉(zhuǎn)子的每個(gè)循環(huán)調(diào)節(jié)波狀的扭矩曲線。通過所述載體齒的斜位置，沿圓周方向在直接相鄰的線圈之間產(chǎn)生部分的重疊，由此在扭矩曲線中實(shí)現(xiàn)所希望的平順以及均分。原則上，齒縱軸線與定子縱軸線之間最大30°的角度足夠了，其中在優(yōu)選實(shí)施方式中考慮不大于10°的角度。所述角度數(shù)據(jù)應(yīng)該包括所有高達(dá)30°的最大角度的單個(gè)角度或者必要時(shí)也包括其它單個(gè)角度，尤其以1°或者也小于1°的角度步進(jìn)。已經(jīng)在載體齒縱軸線與定子縱軸線之間例如5°或者8°的角度中實(shí)現(xiàn)扭矩曲線的平順。在角度較大時(shí)還增強(qiáng)了扭矩平順的效果?？梢砸约夹g(shù)或者說結(jié)構(gòu)上簡單的方式實(shí)現(xiàn)扭矩平順。所述斜齒部以較小的花費(fèi)進(jìn)行制造，相同的適用于由大量單個(gè)載體齒組成的定子的裝配。根據(jù)有利的實(shí)施方式，每個(gè)載體齒包括齒基體并且至少在端側(cè)上包括直接連接到齒基體上的并且尤其與齒基體一體構(gòu)造的端部段。所述端部段相對(duì)于齒基體成彎曲，尤其以端部段沿著定子縱軸線的方向定向的方式進(jìn)行彎曲。所述端部段以這種方式補(bǔ)償所述載體齒相對(duì)于定子縱軸線傾斜的角度。由此，所述端部段具有軸向平行于定子縱軸線的軸線， 這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即線圈上的接口在定子的所涉及的端側(cè)上處于垂直于定子縱軸線共同的平面內(nèi)。由此顯著簡化了線圈的相互間的電連接或者說與外部供電的電連接。根據(jù)其它有利的實(shí)施方式，將兩個(gè)相鄰的插口置入每個(gè)載體齒的端部段中，為所述插口分別配設(shè)了由載體齒保持的線圈的線圈電線的電線端部。有利地將線圈電線端部放到插口上，由此一方面至少可以部分地將夾子元件插入插口中，通過該夾子元件實(shí)現(xiàn)了與線圈電線的電連接，并且另一方面能夠在插口中容納可能在夾子元件與線圈電線之間的連接過程中通過剪切形成的切屑。優(yōu)選借助于接觸環(huán)實(shí)現(xiàn)線圈之間或者說與供電之間的電連接，該接觸環(huán)是電接觸元件或者說夾子元件的載體。由此也可以以簡單的方式在不同的線圈之間形成電接觸，尤其以僅僅機(jī)械的方式，從而能夠放棄借助于熔焊或者釬焊技術(shù)的電連接并且降低短路危險(xiǎn)。此外，能夠借助于接觸環(huán)以簡單的方式實(shí)現(xiàn)電接觸。每個(gè)載體齒優(yōu)選構(gòu)造成至少部分合成材料包殼的鐵心，其中所述合成材料包殼尤其用于相對(duì)于線圈進(jìn)行絕緣，該線圈圍繞載體齒進(jìn)行卷繞。此外有利的是，也可以與合成材料包殼一體地構(gòu)造連接元件，尤其用于相互機(jī)械連接載體齒的止動(dòng)元件。然而必要時(shí)也獨(dú)立于合成材料包殼構(gòu)造所述止動(dòng)元件。


其它優(yōu)點(diǎn)以及有利的實(shí)施方式從其它權(quán)利要求
以及附圖中獲得。附圖中
圖1是電動(dòng)馬達(dá)的部件的分解圖，其中定子由各個(gè)載體齒組成，所述載體齒分別具有線圈以及布置在端側(cè)的輸出側(cè)的軸承板，所述載體齒借助于接觸環(huán)以及布置在其上的切割?yuàn)A相互電連接，所述軸承板直接與電動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)殼體連接，
圖2是電子元件單元的詳細(xì)視圖，該電子元件單元位于其它軸承板上，該軸承板布置在電動(dòng)馬達(dá)的對(duì)置的端側(cè)上，
圖3是電動(dòng)馬達(dá)的定子的側(cè)視圖，該定子由大量分布在圓周上的載體齒組成，所述載體齒關(guān)于定子縱軸線呈角度地布置，
圖如是具有線圈的載體齒的透視細(xì)節(jié)圖， 圖4b是具有線圈的載體齒的側(cè)視圖， 圖5是具有線圈的載體齒的剖面，
圖6是具有線圈的載體齒的俯視圖，其中線圈繞組的電線端部分別通過置于載體齒的端側(cè)中的插口進(jìn)行引導(dǎo)，
圖7是相鄰的載體齒之間通過夾子實(shí)現(xiàn)的機(jī)械連接的透視圖， 圖8是兩個(gè)直接相鄰的載體齒之間通過夾子連接件實(shí)現(xiàn)的連接的放大圖， 圖9是接觸環(huán)的透視圖，該接觸環(huán)由多個(gè)單個(gè)環(huán)組成，所述單個(gè)環(huán)分別具有大量形成接觸元件的切割?yuàn)A，
圖10是具有單個(gè)環(huán)的接觸環(huán)的分解圖， 圖11是從上面看的裝配好的電動(dòng)馬達(dá)的透視圖，圖12是電動(dòng)馬達(dá)的剖面，其具有插入轉(zhuǎn)子軸的端側(cè)中的磁體作為轉(zhuǎn)子位置傳感機(jī)構(gòu)的組件。在附圖中相同的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式在圖1中以分解圖示出了電動(dòng)馬達(dá)1的部件。該電動(dòng)馬達(dá)1構(gòu)造成內(nèi)轉(zhuǎn)子馬達(dá)并且包圍轉(zhuǎn)子軸2，該轉(zhuǎn)子軸是轉(zhuǎn)子組3的載體。轉(zhuǎn)子軸2包括轉(zhuǎn)子組3在裝配好的狀態(tài)下位于定子4中，該定子是多個(gè)分布在圓周上的線圈的載體，所述線圈通過沿軸向布置在定子上的接觸環(huán)5以及布置在其上的切割?yuàn)A6進(jìn)行電接觸并且供給電流。第一軸承板7 (A軸承板)位于電動(dòng)馬達(dá)的輸出側(cè)上，該第一軸承板容納用于轉(zhuǎn)子軸2的軸承部件8。該A軸承板7固定地與馬達(dá)殼體10連接，該馬達(dá)殼體容納定子4包括轉(zhuǎn)子軸2。用于支承轉(zhuǎn)子軸2的另一軸承部件9位于沿軸向?qū)χ糜贏軸承板7的端側(cè)上。該軸承部件在裝配好的狀態(tài)下容納在另一軸承板11 (B軸承板，在圖2中示出)中。該軸承板 11同時(shí)是電子元件12的載體，通過所述電子元件控制或者說調(diào)節(jié)所述電動(dòng)馬達(dá)1。所述A軸承板7以及B軸承板11在對(duì)置的軸向的端側(cè)上包圍所述馬達(dá)殼體10并且直接與馬達(dá)殼體10連接。有利地涉及僅僅每個(gè)軸承板7、11與馬達(dá)殼體10的連接，從而通過該連接不需要其它連接措施例如軸承板或類似部件之間的拉桿。通過馬達(dá)殼體10的端側(cè)與軸承板7或者說11之間的焊接或者通過熱裝來實(shí)現(xiàn)連接。無論如何，實(shí)現(xiàn)密封的連接，從而能夠放棄在軸承板和馬達(dá)殼體之間的額外的密封元件的使用。另一優(yōu)點(diǎn)在于改善的剛性，由于軸承板和馬達(dá)殼體的直接連接使得該剛性得到提高。此外，改善的剛性對(duì)扭矩曲線產(chǎn)生正面的影響。此外改善了導(dǎo)熱效果。此外，以該方式實(shí)現(xiàn)了模塊化的系統(tǒng)，其中根據(jù)所要求的使用目的可以使用不同長度的定子或者說馬達(dá)殼體10，而不用在其它方面改變電動(dòng)馬達(dá)的部件。因?yàn)樵诿總€(gè)軸承板和馬達(dá)殼體之間的連接通過焊接或者熱裝或者其它方式實(shí)現(xiàn)并且不通過拉桿實(shí)現(xiàn)，所以在不同長度的馬達(dá)殼體中也不需要很大程度的調(diào)整措施。具有構(gòu)造成切割?yuàn)A6的接觸元件的接觸環(huán)5有利地與軸承部件9 一樣由B軸承板 11保持。如從圖3中獲知，所述定子4由大量分布在圓周上的各個(gè)載體齒13組成，所述載體齒分別是線圈17的載體。所述載體齒13與定子縱軸線14圍成角度α，所述定子縱軸線同時(shí)形成了電動(dòng)馬達(dá)的縱軸線(圖1)。在圖3中繪出了載體齒13的齒縱軸線15，其中每個(gè)載體齒13的側(cè)面邊緣平行于齒縱軸線15延伸。每個(gè)載體齒13相對(duì)于定子縱軸線14所定向的角度α在該實(shí)施例中處于10°以下的角度范圍內(nèi)，尤其大致為8°。該角度α也可以有利地占據(jù)大于10°的值域，例如高達(dá)30°，或者也顯著小于10°的值。原則上，值域應(yīng)該是大致1°和大致30°之間任意的分級(jí)，或者必要時(shí)也可以是其它分級(jí)。相對(duì)于定子縱軸線14成角度地布置所述載體齒13具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由此能夠平順或者說均分扭矩曲線。因?yàn)樵诿總€(gè)單個(gè)線圈中產(chǎn)生磁場，所以每個(gè)線圈為產(chǎn)生扭矩作出貢獻(xiàn)，其中由于在定子4的圓周上看所述線圈17的離散的數(shù)量以及定位，原則上在載體齒和線圈的直線定向中調(diào)節(jié)不均勻的扭矩曲線。通過所述載體齒的所提出的斜放來平順不均勻的扭矩曲線。
5
每個(gè)載體齒13具有端部段16，其中所述線圈電線端部17a和17b容納在切割處 18中。通過所述線圈電線端部17a和17b實(shí)現(xiàn)接觸環(huán)5上切割?yuàn)A6之間的電接觸(圖1)。每個(gè)載體齒13上的端部段16與定子縱軸線14同軸或者說軸向平行地定向，使得每個(gè)端部段16與每個(gè)載體齒13的成角度定向的齒基體19同樣圍成角度α。這簡化了保持在接觸環(huán)5上的切割?yuàn)A6沿軸向套裝或者說插到每個(gè)線圈17的線圈電線端部17a和17b 上。在圖^、4b、5和6中分別以詳細(xì)視圖示出了形成定子各個(gè)元件的載體齒13。從圖如和4b中獲知，所述線圈17圍繞載體齒13的基體19纏繞并且自由的線圈電線端部17a 和17b在與基體19 一體構(gòu)造的端部段16的范圍內(nèi)通過端部段16中的切割處18進(jìn)行引導(dǎo)。從圖5中可以看出，所述齒基體19在橫截面中構(gòu)造成雙T形的，從而形成了用于線圈17的側(cè)面的限制并且將線圈電線固定地保持在齒基體19上。在雙T形的槽的范圍內(nèi)， 構(gòu)造成板組的齒基體19的表面用合成材料包殼進(jìn)行擠壓包封，由此使得線圈17相對(duì)于基體19電絕緣。所述齒基體19的其余區(qū)域沒有合成材料包殼。有利的是，所述齒基體的壁在雙T槽的區(qū)域內(nèi)設(shè)有用于線圈17的電線的槽，電線放入該槽中并且由此可靠地進(jìn)行引導(dǎo)。如從圖6中獲知，將兩個(gè)平行的相互錯(cuò)開布置的插口 21置入所述端部段16的上面的端側(cè)中，通過所述插口引導(dǎo)所述線圈電線端部17a和17b。放入線圈電線端部17a和 17b的切割處18置入鄰接插口 21的壁中。所述插口 21 —方面用于容納在與切割?yuàn)A連接過程中會(huì)通過剪切在接觸環(huán)上形成的切屑。另一方面，該插口 21用于容納切割?yuàn)A的軸向突出的部分，由此沿軸向?qū)崿F(xiàn)緊湊的實(shí)施方式。在圖7和8中示出了直接相鄰的載體齒13之間的連接。該連接優(yōu)選以僅僅機(jī)械的方式借助于止動(dòng)元件實(shí)現(xiàn)，所述止動(dòng)元件在實(shí)施例中構(gòu)造成夾子連接件22。每個(gè)夾子連接件22包括兩個(gè)止動(dòng)元件，所述止動(dòng)元件布置在相應(yīng)的載體齒13上并且構(gòu)造成相互互補(bǔ)的。在此，在實(shí)施例中涉及在第一載體齒13上的夾子突出部分23以及在直接相鄰的載體齒13上的配屬的互補(bǔ)構(gòu)造的夾子凹槽24。所述夾子突出部分23構(gòu)造成球形的或者說部分球形的或者圓柱形的，所述夾子凹槽M相應(yīng)地同樣設(shè)有球形或者說部分球形的或者圓柱形的凹槽。為了實(shí)現(xiàn)所需大小的彈性用于實(shí)現(xiàn)其中相互定位所述夾子元件的夾子連接，所述夾子連接的元件由具有足夠彈性的材料制成并且/或者所述夾子元件構(gòu)造成相對(duì)薄壁的或者說通過薄壁的段與各個(gè)載體齒13連接。如此，例如可以由合成材料制成所述夾子連接件22的夾子元件，方法是所述夾子元件直接噴到每個(gè)載體齒上。然而由金屬制成的實(shí)施方式也是可以的。圖9和10涉及接觸環(huán)5，該接觸環(huán)是切割?yuàn)A6的載體，通過所述切割?yuàn)A，不同的載體齒的線圈相互電連接并且供給電流。所述接觸環(huán)5包括大量單個(gè)環(huán)25，所述單個(gè)環(huán)分別是切割?yuàn)A6的載體并且沿軸向相互堆積。分隔環(huán)27位于相應(yīng)兩個(gè)軸向相鄰的單個(gè)環(huán)25之間。基環(huán)沈作為所有單個(gè)環(huán)25和分隔環(huán)27的載體位于軸向最下面。通過不同的單個(gè)環(huán)25的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)定子的不同的線圈之間所希望的布線，在所述不同的單個(gè)環(huán)上分別布置切割?yuàn)A6。在圖11中示出了處于裝配位置中的電動(dòng)馬達(dá)11，其中僅僅示意性地說明了軸承板11，該軸承板是電子元件12的載體(圖2)。具有切割?yuàn)A6的接觸環(huán)5在端側(cè)套裝到定子
6上，用于與定子的每個(gè)載體齒上的線圈進(jìn)行電連接。在接觸環(huán)5上，沿軸向在對(duì)置于切割?yuàn)A 6的一側(cè)上布置伸出的接觸元件觀用于與電子元件進(jìn)行電連接或者說供給電流。
如從圖12中獲知，在面對(duì)接觸環(huán)5的一側(cè)上將磁性元件四插入轉(zhuǎn)子軸2的軸向的端側(cè)中。該磁性元件優(yōu)選處于轉(zhuǎn)子軸2的端側(cè)中的凹處中。所述磁性元件四是轉(zhuǎn)子位置傳感機(jī)構(gòu)的一部分，通過該轉(zhuǎn)子位置傳感機(jī)構(gòu)能夠確定轉(zhuǎn)子軸2的當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)馬達(dá)(1)中的定子，尤其車輛的伺服馬達(dá)或者驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中的定子，其中所述定子(4)具有大量布置在圓周上的單個(gè)定子元件，所述單個(gè)定子元件形成了載體齒(13)，其中每個(gè)載體齒(13)設(shè)有纏繞的線圈(17)并且所述線圈(17)在載體齒(13)上相互電連接， 其中所述載體齒(13)關(guān)于定子縱軸線(14)成角度地布置，使得載體齒(13)的齒縱軸線 (15)與定子縱軸線(14)圍成角度(α )。
2.按權(quán)利要求1所述的定子，其特征在于，所述角度(α)最大為30°，尤其最大為 10°。
3.按權(quán)利要求1或2所述的定子，其特征在于，所述載體齒(13)包括齒基體(19)并且至少在端側(cè)上包括連接到齒基體(19)上的端部段(16)，其中所述端部段(16)相對(duì)于齒基體(19)彎曲。
4.按權(quán)利要求3所述的定子，其特征在于，所述端部段(16)沿著定子縱軸線(14)的方向定向。
5.按權(quán)利要求3或4所述的定子，其特征在于，在彎曲的端部段(16)上固定線圈電線的電線端部(17a、17b)。
6.按權(quán)利要求5所述的定子，其特征在于，兩個(gè)相鄰的插口(21)置入端部段(16)中， 為所述插口分別分配線圈電線的電線端部(17a、17b)。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的定子，其特征在于，所述載體齒(13)具有雙T形的橫截面。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的定子，其特征在于，所述載體齒(13)具有合成材料包殼的鐵心。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的定子，其特征在于，所述載體齒(13)僅僅以機(jī)械方式相互連接。
10.按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的定子，其特征在于，在所述載體齒(13)上相互布置用于機(jī)械連接載體齒(13)的止動(dòng)元件(23、對(duì))。
11.按權(quán)利要求10所述的定子，其特征在于，所述止動(dòng)元件(23、24)構(gòu)造成夾子。
12.按權(quán)利要求10或11所述的定子，其特征在于，所述止動(dòng)元件(23J4)與載體齒 (13)的徑向外側(cè)相鄰地布置。
13.按權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的定子，其特征在于，圍繞所述載體齒(13)纏繞的線圈電線在槽中引導(dǎo)，所述槽置入載體齒壁中。
14.具有按權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的定子(4)的電動(dòng)馬達(dá)。
全文摘要
電動(dòng)馬達(dá)中的定子具有大量布置在圓周上的單個(gè)定子元件，所述單個(gè)定子元件形成了載體齒，其中每個(gè)載體齒設(shè)有纏繞的線圈并且所述線圈在載體齒上相互電連接。所述載體齒關(guān)于定子縱軸線成角度地布置，使得載體齒的齒縱軸線與定子縱軸線圍成角度。
文檔編號(hào)H02K3/52GK102246390SQ200980149653
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者迪爾曼 A., 迪爾 J., 凱爾 S., 希爾格斯 W. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司