專利名稱：線圈齒組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于定子和/或轉(zhuǎn)子、特別是用于電動機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子中的線圈齒組件及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知定子為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的固定部分，轉(zhuǎn)子圍繞其旋轉(zhuǎn)。定子通常包括磁性組件及其它結(jié)構(gòu)組件。電動機(jī)的工作原理是帶電流的導(dǎo)線在存在磁場時會受力。通常，攜帯ー組永久磁鐵的轉(zhuǎn)子將被設(shè)置成圍繞被設(shè)置攜帶電流的ー組線圈旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子圍繞定子旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生運(yùn)動?？梢岳斫獾氖?，轉(zhuǎn)子可能帶有ー組線圈，定子可能帶有ー組永久磁鐵。生產(chǎn)用于定子的護(hù)鐵是已知的，如圖I中所示。圖I示出了定子的護(hù)鐵，定子由一體的材料形成或由多個相同的層壓結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成。從圓形支撐件150 (也稱作護(hù)鐵)伸出 的突出部100被稱為“齒”，并用來收容多個線圈繞組，以增加定子上的線圈的匝數(shù)，并由此來增加切割的通量率(the rate of flux cut)。為了避免所謂的“齒槽(cogging) ”或“轉(zhuǎn)矩波動”的現(xiàn)象，已知其可引起電動機(jī)中的急動，需要使用大數(shù)目的齒。還希望在各個齒上提供最大可能數(shù)目的線圈繞組。但是，通過諸如圖I中的設(shè)置，當(dāng)整個定子由單個固體件形成時，可以理解的是，存在有限的空間來圍繞所述齒實際纏繞線圈(圖I是概略圖，因此放大了相鄰的齒之間的距離)。因此，在這些設(shè)置中普遍在相鄰的齒的線圈之間存在間隙，由于該空間本來可以被填滿線圈來増加被定子線圈切割的通量率，因此這種設(shè)置效率很差。解決該問題的已知的方案是具有包括被設(shè)置成收容分離的各個齒的多個狹槽的護(hù)鐵支撐件。圖2中示出了這種實例。通過這種方式，齒100可使用特制機(jī)構(gòu)來單獨(dú)地纏繞，其用于圍繞定子支撐件150簡單地放入槽內(nèi)。這允許線圈在各個齒上的更高密度，以避免圖I中示例的浪費(fèi)空間的問題。但是，圖2中的裝置具有它的問題。由于所有的齒不是定子支撐件的實體部分，所以引起長期的結(jié)構(gòu)問題。典型地，使用過盈配合，這些齒通過狹槽160與定子接合，并由此不能牢固地連接。由于電動機(jī)在其使用壽命中經(jīng)歷的溫度變化，定子經(jīng)受多個膨脹和收縮周期，這可能導(dǎo)致過盈配合失效。并且，定子通常受到振動，引起過盈配合的進(jìn)ー步損壞。例如，使用膠水或銷可能將齒保持在合適位置上，但是由于上述問題，所有固定方式最終會損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由權(quán)利要求I限定，現(xiàn)在參考權(quán)利要求1，從屬權(quán)利要求中描述了優(yōu)選的有利特征。本發(fā)明的實施例提供電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的元件，例如用于收容線圈繞組的定子護(hù)鐵或轉(zhuǎn)子護(hù)鐵，其中結(jié)合了容易纏繞和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的第一個方面提供用于電動機(jī)的線圈齒組件，其包括支撐件或護(hù)鐵與圍繞所述支撐件徑向分布的多個齒。所述齒被設(shè)置成收容導(dǎo)線繞組并與所述支撐件一體地形成，優(yōu)選地，所述齒和所述支撐件被制造成単一結(jié)構(gòu)組件。所述支撐件和一體的齒可由層壓結(jié)構(gòu)形成。所述支撐件還包括形成在所述齒之間的多個接合裝置，每個接合裝置被設(shè)置成收容在其上安裝的具有導(dǎo)線繞組的附加齒。優(yōu)選地，所述接合裝置設(shè)置在相鄰的齒之間。所述接合裝置可設(shè)置成限制所述附加齒相對所述支撐件的徑向和圓周運(yùn)動。所述線圈齒組件可被設(shè)置成收容可以圍繞所述組件連接的多個獨(dú)立的齒?？商鎿Q地，所述線圈齒組件可被設(shè)置成收容相應(yīng)互補(bǔ)的線圈齒組件，還具有圍繞支撐件或護(hù)鐵的一體的齒，其接合第一線圈齒組件并用于形成例如完整的定子護(hù)鐵或轉(zhuǎn)子護(hù)鐵等完整的電動機(jī)元件。還提供構(gòu)造電動機(jī)元件的方法，其中所述線圈齒組件的齒被纏繞有導(dǎo)線，用于接合上述或下述的互補(bǔ)的線圈齒組件或多個附加齒。因此，由于齒之間的間隙所提供的附加空間，這種電動機(jī)元件可具有圍繞各個齒的高密度的線圈繞組，而且還相對于使用完全分離的齒的現(xiàn)有電動機(jī)元件具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)剛性和穩(wěn)固性。所述線圈齒組件還可以包括兩個或更多的支撐部件。所述支撐部件可包括主體 (91);至少ー個齒，其與所述主體一體形成，用于收容線圈繞組(92);—個或多個接合裝置，其被設(shè)置成收容在其上安裝的具有導(dǎo)線繞組的附加齒；以及耦接裝置(93、94)，其用于將所述支撐部件耦接到一個或多個附加的支撐部件來形成線圈齒組件。


現(xiàn)在將通過示例的方式結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施例，其中圖I是現(xiàn)有定子元件的實施例，其形成為具有一體的齒的單個部件；圖2是已知的定子裝置，其中各個齒分別與定子護(hù)鐵分離，并通過過盈配合與其接合；圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在安裝之前的線圈齒組件的定子元件和分離的各個齒；圖3B示出了在將圖3A中所示的各部分安裝在一起后的完整的定子護(hù)鐵；圖4示出了本發(fā)明的用于安裝齒的其它特征；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在安裝在一起之前的兩個定子元件；圖5B示出了在將圖5A中所示的部分安裝在一起后的完整的定子護(hù)鐵；圖6A示出了具有在其上設(shè)置的錐形部的單個定子齒；圖6B示出了在狹槽接合裝置上設(shè)有錐形部的定子線圈齒組件的側(cè)視圖；圖7A以截面示出了齒的一部分，顯示了與定子線圈齒組件相接合的可能裝置；圖7B以截面示出了齒的一部分，顯示了與定子線圈齒組件相接合的可替換裝置；圖8A示出了齒的一部分，顯示了與定子線圈齒組件相接合的另ー裝置；圖SB示出了在齒和定子線圈齒組件之間接合的另一可替換裝置；圖9示出了用來形成線圈齒組件的支撐部件；圖10示出了由多個例如圖9中所示的支撐部件構(gòu)成的線圈齒組件；圖11示出了支撐部件的可替換實施例；圖12示出了支撐部件的另ー實施例；以及圖13示出了由多個支撐部件構(gòu)成的線圈齒組件的一部分。
具體實施例方式盡管現(xiàn)在將結(jié)合用于電動機(jī)的定子元件來描述本發(fā)明的實施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明同樣應(yīng)用于電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子裝置，其中轉(zhuǎn)子帶有線圈。本發(fā)明還同樣應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。圖3A和3B中所示的本發(fā)明的第一實施例提供了用于電動機(jī)的線圈的組件，這里是定子線圈齒組件1，其由例如連續(xù)的環(huán)形護(hù)鐵2等定子支撐件和圍繞該支撐件周向設(shè)置的多個齒3形成。齒3和支撐件2被形成為單個一體的結(jié)構(gòu)組件，可能形成為模塑結(jié)構(gòu)。為了避免存疑，術(shù)語“齒” g在指圍繞定子支撐件的用于收容線圈繞組的突出部。這些齒除了可收容線圈繞組的事實以外，還具有不同的形狀，其可具有用作齒的合適的結(jié)構(gòu)和磁性。與完整的定子護(hù)鐵相比，較少數(shù)目的齒，優(yōu)選為一半數(shù)目的齒，可設(shè)置在結(jié)構(gòu)以外，留下減少數(shù)目的齒，并優(yōu)選是交替的齒，而不是圍繞定子支撐件設(shè)置全部數(shù)目的齒。盡管可使用任何數(shù)目的齒，但是齒的數(shù)目優(yōu)選在50到100之間。定子內(nèi)的齒的ー個特別優(yōu)選的數(shù)目是72，所以可圍繞定子支撐件設(shè)置36個齒。這在各個一體的齒之間提供了更大的空間，改進(jìn)了對 各個齒的接近，并容易圍繞齒纏繞線圈，并允許更大的空間來填充線圈。在纏繞好一體的齒3以后，分離的各個齒4可以接合定子支撐件，以使整個定子元件結(jié)合到例如散熱片等其它的結(jié)構(gòu)特征來形成完整的定子。由于這些齒與定子支撐件分離，所以可以在安裝之前對這些齒進(jìn)行預(yù)纏繞，具有比如果齒與定子支撐件一體形成更容易纏繞的優(yōu)點(diǎn)。為了使各個齒4接合定子元件I，在定子支撐件上設(shè)置接合裝置5，并在各個齒上設(shè)置互補(bǔ)的接合裝置6。優(yōu)選地，其可以是定子支撐件中的狹槽和在各個齒上對應(yīng)成形的突出部的形式，但是將理解的是突出部可形成在定子支撐件上，狹槽或凹槽可形成在各個齒上。將各個齒放入到各個狹槽內(nèi)可形成過盈配合。過盈配合，也稱作壓配合，是兩個部分之間的固定，其可在兩部分被推在一起后通過摩擦力來實現(xiàn)。當(dāng)然，將齒固定到護(hù)鐵的其它方式也是可能的，例如使用粘合劑或粘合劑和過盈配合的組合等。將理解的是，各個齒和定子支撐件之間的過盈配合將遇到如現(xiàn)有技術(shù)中所描述的相同問題，過盈配合隨著時間會變形和失效。本發(fā)明的另ー個優(yōu)點(diǎn)是，與各個定子齒被單獨(dú)安裝的現(xiàn)有技術(shù)相比，放置各個齒的狹槽可被延伸。如圖4中所示，在一體的齒的下面延伸成形孔。從圖中可以看出，分離的齒放入其內(nèi)的凹槽可圍繞定子支撐件周向延伸，并超過由相鄰的一體的定子齒和定子的中心所限定的最近的徑向線Ri，即超過相鄰的一體的定子齒的圓周位置。這樣，由于更大的接觸表面區(qū)域提供了更好的錨定力，所以各個齒和定子支撐件之間的過盈配合得到改進(jìn)。該特征還可以在本發(fā)明的所有其它實施例中實施?？梢允褂糜糜诙ㄗ拥臉?biāo)準(zhǔn)材料以外的材料來制造定子支撐件，這在本領(lǐng)域是眾所周知的。定子經(jīng)歷的改變磁場引起渦電流。這些電流的能量作為導(dǎo)體的電阻中的熱量而消散，引起能量損耗。渦電流還具有與其相關(guān)的各自的磁場，這與永久磁鐵的磁場相対抗。為了減少渦電流，定子支撐件可由堆疊的薄片材料或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)材料組成。盡管使用具有合適強(qiáng)度和剛性以及磁阻的任何材料都是合適的，但是優(yōu)選使用鋼片，更優(yōu)選使用電爐鋼。這些片還可在表面上具有絕緣涂層，以阻止渦電流在這些片之間流動。優(yōu)選地，定子線圈齒組件可由一系列堆成理想厚度的層壓結(jié)構(gòu)制成。該層壓結(jié)構(gòu)可通過將一片所需材料沖壓或切割成理想形狀來制成。由此獲得的組件是一體的整體組件，其具有與支撐件/護(hù)鐵一起形成的齒。作為示例，該層壓結(jié)構(gòu)的厚度在0. 3到0. 4mm之間，并優(yōu)選為大約0. 35mm。如上針對定子支撐件所述，各個齒也可包括一系列層壓結(jié)構(gòu)，以確保在支撐件和各個齒之間形成連續(xù)的磁場。但是，在一個優(yōu)選實施例中，各個齒可由軟磁復(fù)合材料(SMC)而不是層壓結(jié)構(gòu)制造。SMC具有良好的磁性，例如良好的相對磁導(dǎo)率和磁飽和，但是具有高的電阻率，由于渦電流，該電阻率減少了能量損耗。與常規(guī)的層壓材料不同，SMC具有3D各向同性的熱和磁性能(isotropic thermal and magnetic properties),包括電阻率。SMC通常包括高純度鐵粉，其中使用不同的絕緣物質(zhì)或電介質(zhì)使這些顆粒相互絕緣，這保持渦電流磁芯耗限于各個顆粒，引起低于層壓鋼的損耗。此外，有利地，SMC可被制成復(fù)雜形狀，同時保持良好的尺寸公差。形狀可通過壓制形成，例如，使用具有各個SMC齒的層壓支撐件的組合來制造定子的結(jié)構(gòu)，這比使用層壓結(jié)構(gòu)來制造各個齒更簡單。圖5A和圖5B示出了本發(fā)明的第二實施例，其中定子元件通過將兩個互補(bǔ)的線圈齒組件51、52連接在一起而完成。該線圈齒組件包括支撐件53或護(hù)鐵，其與多個齒54 —體形成。同前述實施例，齒圍繞支撐件徑向分布，并優(yōu)選包括完整的定子元件所需的一半數(shù) 目的齒，優(yōu)選提供交替的齒。此外，由于齒的交替布置，在相鄰的齒之間有更大的空間，所以更容易纏繞一體的齒。在纏繞好一體的齒以后，線圈齒組件與第二互補(bǔ)的線圈齒組件相接合。為了實現(xiàn)這ー目的，在支撐件和一體的齒上設(shè)有接合裝置55、56，使得齒和定子支撐件與互補(bǔ)的線圈齒組件的定子支撐件和齒相接合?；パa(bǔ)的線圈齒組件可以與第一線圈齒組件鏡像設(shè)置、相同或者基本相似。這樣，形成了如圖5B中所示的完整的定子元件。使用兩個相同的線圈齒組件的ー個優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置，這是因為可在兩者上使用相同的材料、工具、方法等。通過使用單次沖壓來由一系列相同的層壓結(jié)構(gòu)形成兩個線圈齒組件可以構(gòu)成完整的定子/轉(zhuǎn)子元件。此外，為了形成完整的定子/轉(zhuǎn)子元件，兩個組件被簡單地連接在一起，獲得例如均勻的重量分布等結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。該實施例具有優(yōu)點(diǎn)所有的齒與定子支撐件或護(hù)鐵一體地形成，圍繞定子的整個圓周延伸的過盈配合失效的可能性很小。從圖5A和5B中可以看出，由于定子支撐件的高度(尺寸y)小于完整的一體的定子的護(hù)鐵的高度(尺寸z)，如圖I中所示(且優(yōu)選為高度的一半，即y等于z的值的一半)，所以纏繞齒X的一部分平行于穿過環(huán)的中心且垂直于環(huán)的平面的軸線A延伸。這將允許齒接合互補(bǔ)的定子線圈齒組件的定子支撐件。這意味著各個齒的一部分沒有被定子支撐件支撐。在齒的纏繞過程中，可以理解的是，當(dāng)導(dǎo)線在齒的未支撐部分上且特別是在未支撐部分的末端通過時，將有彎曲力或變形カ施加到齒上。這可具有使齒相對定子支撐件微微變形或傾斜的效果。此外，需要確保緊密的過盈配合來將定子元件的尺寸設(shè)計成高精度。這可引起將一個線圈齒組件和互補(bǔ)的線圈齒組件對準(zhǔn)并安裝在一起的難題。如上所述，這在齒在纏繞過程中變形的情形下是更復(fù)雜的。處理該問題的一個選擇是組裝線圈齒組件來寬松地配合互補(bǔ)的線圈齒組件的接合裝置。這使得這兩個互補(bǔ)的線圈齒組件更簡單地配合在一起，但是需要例如圍繞定子的圓周設(shè)置一系列銷等第三部件來將這兩部分保持在一起。
確保緊密配合同時允許定子元件的簡便組裝的可替換方式是在齒的接合定子支撐件上的接合裝置的部分上設(shè)置錐形部。從圖6A中可以看出用于單個齒的圖示實施例。圖6A的齒60被設(shè)置成沿箭頭所示方向插入定子支撐件的接合裝置內(nèi)。錐形部61設(shè)置在齒的接合互補(bǔ)的接合裝置的部分上，并允許兩個線圈齒組件自對準(zhǔn)，倘若它們在錐形部允許的公差內(nèi)對準(zhǔn)。具有該錐形部特征可使得更容易將兩個線圈齒組件引導(dǎo)到一起，以形成完整的定子元件(或轉(zhuǎn)子元件)。作為ー個替換方案，也可以在定子支撐件的接合裝置上具有錐形部，其在ー些實施例中可以是用于收容第二線圈齒組件的定子齒的互補(bǔ)部分的狹槽。圖6B示出了位于定子的狹槽內(nèi)的這種錐形部的ー個示例。參見該圖，線圈齒組件62從ー側(cè)示出，具有齒63和凹槽或狹槽64形式的單個接合裝置。錐形部65設(shè)置在凹槽的頂部邊緣上，優(yōu)選設(shè)置在兩側(cè)上，以形成收容來自箭頭方向的相應(yīng)的齒的開ロ。當(dāng)然，還可以一起使用在定子齒或定子接合裝置上的錐形部。可以理解的是，該錐形部可用于所述第一實施例中，其中各個齒是錐形的，或者定子接合裝置是錐形的，以允許各個齒的簡單插入。

該錐形部可具有多種形式。圖7A和7B中示出了獲得錐形部效果的不同方式。例如，如圖7B所示，層壓結(jié)構(gòu)可以被制成朝向齒的接合端漸漸變小。使用這種形式的層壓結(jié)構(gòu)來確保對準(zhǔn)的ー種方式是具有延伸穿過齒的孔701。然后，一個桿可插入孔內(nèi)，隨后的層壓結(jié)構(gòu)可放置在桿上，以確保對準(zhǔn)并獲得平滑的錐形。可替換地，圖7A示出了一個實施例，其中層壓結(jié)構(gòu)的整體尺寸可保持恒定，但是可制造逐漸增加的彎曲，獲得比圖7B中的階梯設(shè)置更平滑的錐形部。使用齒的兩側(cè)上的可變形的突片可獲得與圖7A和圖7B中的錐形實施例相似的效果，突片遠(yuǎn)離與互補(bǔ)的線圈齒組件接合的方向彎曲。圖8A示出了這ー實施例?？勺冃蔚耐黄?03可形成在ー個或多個層壓結(jié)構(gòu)上，并提供平滑的彎曲表面，該彎曲表面有利于將齒引入另一定子支撐件上的相應(yīng)接合裝置。其中，當(dāng)SMC材料用于各個齒時，該結(jié)構(gòu)可簡單地形成有理想的錐形部?？蓱?yīng)用于本發(fā)明的任何實施例的另ー特征包括在齒或定子支撐件的接合裝置上的可變形的突出部。圖8B示出了這些可變形的突出部的實施例，示出了相對齒的可能位置，但是沒有顯示這些突出部是如何變形的。當(dāng)齒705插入線圈齒組件706的凹槽內(nèi)時，突出部707變形。應(yīng)該注意的是，圖SB中齒和線圈齒組件之間的間隙被放大，以更清楚地顯示可變形的突出部是如何作用的?？勺冃蔚耐怀霾坎粌H幫助將齒引入接合裝置內(nèi)，并且由于其變形，這些突出部還幫助確保更緊密的過盈配合?？勺冃蔚耐怀霾靠裳刂ㄗ育X的整個高度延伸，并優(yōu)選使用與定子齒相同的材料形成。當(dāng)定子齒由一系列的層壓結(jié)構(gòu)形成吋，突出部可由相同的層壓結(jié)構(gòu)形成。可替換地，可以使用被設(shè)置用來精確對準(zhǔn)并接合獨(dú)立的齒或兩個互補(bǔ)的線圈齒組件的特定工具。本發(fā)明的所有實施例可特別用在用于機(jī)動車輛的電動機(jī)中。特別是，本發(fā)明很好地適用于輪轂電動機(jī)，其中電動機(jī)本身形成車輪的支撐結(jié)構(gòu)。已知在這種電動機(jī)中，可使用不同數(shù)目的電流相位來獲得最佳的驅(qū)動性能。特別是通常使用三相電動機(jī)。為了獲得所需數(shù)目的相位，需要沿正確的方向(順時針或逆時針)圍繞定子齒纏繞線圈。線圈的纏繞結(jié)合電流通過線圈的方向確定了定子齒是將用作磁鐵的北極還是南扱。理想的是，定子上的各個交替的齒具有交替的極性，為此，需要考慮的ー個方面是如何獲得所需的纏繞。 本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是定子元件上的每個齒可沿相同的方向纏繞，并且單個齒可沿相反的方向纏繞。本實施例中包括兩個互補(bǔ)的線圈齒組件，一個組件沿ー個方向纏繞，而另ー個沿相反的方向纏繞，確保在相互接合時正確纏繞。單個齒可以其理想的任何方式纏繞。根據(jù)用來引導(dǎo)電流穿過繞組的控制電路，另ー種纏繞方法也是可能的?？梢岳斫獾氖?，盡管附圖中所示和充分描述的本發(fā)明涉及其中轉(zhuǎn)子環(huán)繞定子并圍繞定子旋轉(zhuǎn)的裝置，但是定子環(huán)繞轉(zhuǎn)子，纏繞齒朝著定子的中心徑向向內(nèi)而不是徑向向外突出，這完全處于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管所述實施例涉及通過將齒附加到線圈齒組件來形成定子元件，但是可以理解的是本發(fā)明的所有特征可同樣應(yīng)用到轉(zhuǎn)子元件，其中線圈安裝在用于形成轉(zhuǎn)子護(hù)鐵的線圈齒組件上。并且，盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合用于電動機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子來描述，但是本發(fā)明同樣應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的元件?，F(xiàn)在將討論關(guān)于用于齒的支撐件的結(jié)構(gòu)(即，定子或轉(zhuǎn)子支撐件/護(hù)鐵)的其它 選擇。ー個選擇是使用互鎖或耦接的部分形式的一系列支撐部件。圖9示出了單個支撐部件，其包括主體91 ;與主體一體形成的用于收容導(dǎo)線繞組92的至少ー個齒；以及耦接裝置93、94。為了形成完整的支撐件，如圖10中平面圖所示，兩個或更多個支撐部件通過耦接裝置耦接在一起，優(yōu)選形成具有收容導(dǎo)線繞組的多個齒的圓形。耦接裝置93、94被設(shè)置成當(dāng)耦接在一起時阻止相鄰的支撐部件的相對運(yùn)動。ー個耦接裝置形成在主體的一端，互補(bǔ)的耦接裝置形成在另一端，從而在任一端都能實現(xiàn)耦接。圖9示出了包括互鎖部件93和凹槽94的互鎖耦接裝置?；ユi部件接合在相鄰的支撐部件的凹槽內(nèi)，以阻止完整的支撐件沿周向和徑向方向的相對運(yùn)動。此外，通過構(gòu)造耦接裝置以使用摩擦力來接合或通過形成過盈配合，也能夠阻止垂直于完整的支撐件的平面(如圖9中軸線“Z”所示)的相對運(yùn)動。優(yōu)選地，耦接裝置采用圖9中所示的互鎖部件的形式，其包括突出部93和凹槽94。在圖9的實施例中，互鎖部件通過接觸或過盈配合接合相鄰支撐部件上的互補(bǔ)的互鎖裝置。還可以使用非或除了圖9和圖10中所示的這些以外的任何適當(dāng)?shù)幕ユi裝置。這些互鎖裝置包括在定子部分的一端上的多個突出部和在另一端上的多個收容凹槽。還可以設(shè)置替換的耦接裝置，例如止動銷、粘合劑或兩者的組合。上述支撐部件具有優(yōu)點(diǎn)多個相同的部件可以連接在一起來形成完整的支撐件。當(dāng)單個齒設(shè)置在各個支撐部件上時，由于齒容易接近，所以使用導(dǎo)線來纏繞齒將會更容易?？商鎿Q地，多個齒可布置在各個支撐部件上，支撐部件分別是完整的支撐件的整個圓周的特定部分。在最簡單的情形中，可使用兩個支撐部件，這兩個支撐部件優(yōu)選是相同大小，并因此占據(jù)了支撐件的整個圓周的一半?？商鎿Q地，任何數(shù)目的支撐部件可耦接在一起來形成完整的支撐件。圖11不出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,其中與圖9和圖10相同的標(biāo)記用來表不相同的部分。除了用于收容導(dǎo)線繞組的齒，也包括用于收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒的接合裝置95。接合裝置95具有與前面可替換的實施例中所述的相同特征，并可由任何所討論的替換方式所取代。當(dāng)多個例如圖11中所示的支撐部件被耦接在一起時，它們形成支撐件，該支撐件具有繞其周向分布的多個齒和形成在這些齒之間的多個接合裝置，每個接合裝置被設(shè)置成收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒并限制附加齒相對支撐件的徑向和周向運(yùn)動。換句話說，形成了例如結(jié)合圖3A、3B、5A和5B中所述的支撐件。圖11示出了單個齒92和單個齒接合裝置95，但是可以理解的是可設(shè)置多個齒和多個齒接合裝置。優(yōu)選地，在各個部件上使用相同數(shù)目的齒和接合裝置，使得相同的部件可以連接在一起來形成具有多個齒和在每對齒之間形成的多個接合裝置的完整的支撐件。但是，應(yīng)該注意的是這并不是ー個必要條件，因為可以使用兩個(或更多)不同的支撐部件，ー個具有比接合裝置更多數(shù)目的齒，而另ー個具有比齒更多數(shù)目的接合裝置。為了避免存疑，只要當(dāng)支撐件是完整的時候，在齒之間設(shè)置多個接合裝置來收容其它的齒，那么任何數(shù)目的齒和/或接合裝置對于各個部件都是可能的。優(yōu)選地，完整的支撐件將在每隔ー個齒之間具有未占用的接合裝置。圖12示出了另ー實施例，其具有單個一體的齒和在支撐部件的第一臺階上的單個接合裝置，以及在第二臺階上的兩個接合裝置。使用多個相同的支撐部件，例如圖12中所示的這些支撐部件，可形成完整的線圈齒組件，例如結(jié)合圖3A、3B或圖5A、5B所述的這些線圈齒組件?？梢岳斫獾氖?，只要當(dāng)定子支撐件是完整的時候，多個接合裝置保持在齒之間未被占用，以收容其它齒，那么可使用任何數(shù)目的齒和接合裝置。

當(dāng)用來形成接合另ー個線圈齒組件的線圈齒組件時，如結(jié)合圖5A和圖5B所示和所述，可以理解的是，支撐部件的一體的齒沿垂直于線圈齒組件的平面的方向延伸，以允許接合第二線圈齒組件。還優(yōu)選地，兩個互補(bǔ)的線圈齒組件相互對準(zhǔn)，使得各個支撐部件之間的結(jié)合部偏離相鄰的線圈齒組件中的支撐部件之間的結(jié)合部。如圖13中所示，其示出了第ー線圈齒組件(上環(huán))141的一部分與第二線圈齒組件(下環(huán))142的一部分相接合。支撐部件144形成上線圈齒組件141的一部分，并如上所述被耦接到相鄰的支撐部件(注意，圖中并未示出耦接裝置)。由干與支撐部件144 一體的線圈齒146與支撐部件143的接合裝置相接合，與支撐部件145 —體的線圈齒147與支撐部件144的接合裝置相接合，所以支撐部件144還耦接到下線圈齒組件的支撐部件143、145。從圖13中可以看出，上、下線圈齒組件相互偏離，使得相鄰的支撐部件之間的結(jié)合部沒有對準(zhǔn)。支撐部件用來構(gòu)造前面所述的電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的線圈齒組件。接合裝置可包括用來收容各個齒的多個狹槽，該狹槽可具有在支撐部件內(nèi)沿周向延伸的部分，該部分延伸穿過ー個或兩個相鄰的齒的圓周位置。支撐件和齒可包括一系列層壓結(jié)構(gòu)，其優(yōu)選由電爐鋼形成。接合裝置可具有在接合過程中引導(dǎo)附加齒的錐形部，該錐形部可選擇性地由具有不同面積的連續(xù)層壓結(jié)構(gòu)形成。耦接裝置可位于主體的任一端，并可包括互鎖裝置。該互鎖裝置可包括用于接合狹槽的突出部和用于收容突出部的狹槽。該主體可包括兩個或多個部分，這些部分沿垂直于由線圈齒組件的圓周所限定的平面的方向相互偏離，以形成階梯狀結(jié)構(gòu)。盡管本發(fā)明的轉(zhuǎn)子或定子可具有任何尺寸，但是優(yōu)選的尺寸取決于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的理想尺寸。例如，對于具有18"直徑的電動機(jī)，定子的外部半徑可以是大約191_(即，定子直徑為382mm)。對于20"直徑的電動機(jī)，定子的外部直徑可以是大約424mm，而對于14"直徑的電動機(jī)，外部直徑可以是大約339mm。因此，本發(fā)明提供的支撐件可具有在300mm和500mm之間的直徑。支撐件的優(yōu)選深度可以在40和60mm之間，并優(yōu)選為大約50mm。根據(jù)任ー上述實施例構(gòu)造的轉(zhuǎn)子或定子可特別應(yīng)用在用于電動車輛的電動機(jī)中。特別地，本發(fā)明的實施例可結(jié)合到路上行駛的電動車輛，特別是具有一個或多個輪轂電動機(jī)的電 動車輛。
權(quán)利要求
1.一種用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的線圈齒組件，包括支撐件和多個齒，所述支撐件由層壓材料形成，所述齒圍繞所述支撐件沿周向分布，用于收容導(dǎo)線繞組，所述齒與所述支撐件一體地形成，所述支撐件還包括形成在所述齒之間的接合裝置，所述接合裝置被設(shè)置用于收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線圈齒組件，其中，與所述支撐件一體形成的所述齒由層壓材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的線圈齒組件，其中，所述接合裝置被設(shè)置用于收容各個齒，并限制各個齒相對于所述支撐件的徑向和周向運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的線圈齒組件，其中，所述接合裝置位于相鄰的齒之 間。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述多個齒圍繞所述支撐件均勻地分布，所述接合裝置在各對相鄰的一體的齒之間基本上等距離形成。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述接合裝置包括狹槽，所述狹槽具有在所述支撐件內(nèi)沿周向延伸的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線圈齒組件，其中，所述部分延伸超過相鄰的一體的齒中一個或兩個齒的周向位置。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述接合裝置均包括在所述支撐件上的凹槽，所述凹槽具有第一部分和第二部分或狹槽，所述第一部分從所述支撐件的周邊徑向延伸到所述支撐件內(nèi)，所述第二部分或狹槽在所述支撐件內(nèi)沿周向延伸。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述支撐件和所述齒由電爐鋼形成。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述接合裝置具有錐形部，所述錐形部在接合過程中弓I導(dǎo)所述附加齒。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的線圈齒組件，其中，所述錐形部通過具有不同面積的連續(xù)的層壓結(jié)構(gòu)形成。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件，其中，所述支撐件包括多個支撐部件，所述支撐部件被設(shè)置成相互連接來形成支撐環(huán)，至少一個所述支撐部件包括一體的齒，并且至少一個所述支撐部件包括接合裝置。
13.一種用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子，其包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的線圈齒組件。
14.一種用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子，其包括兩個分別根據(jù)權(quán)利要求I到12中任一項所述的線圈齒組件，兩個所述線圈齒組件被安裝成使一個組件的齒裝入另一個組件的接合裝置內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)子或定子，其中，所述齒沿通過一個線圈齒組件的中心并垂直于所述組件的平面的軸線的延伸部大于所述支撐件沿相同軸線的延伸部，所述齒延伸超過所述支撐件的部分被設(shè)置成接合第二線圈齒組件的接合裝置。
16.根據(jù)引用權(quán)利要求12時的權(quán)利要求14或15所述的轉(zhuǎn)子或定子，其中，兩個所述線圈齒組件相對彼此偏離，使得第一線圈齒組件的各個支撐部件之間的結(jié)合部與第二線圈齒組件的各個支撐部件之間的結(jié)合部不對準(zhǔn)。
17.—種制造用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子的元件的方法，包括以下步驟 提供線圈齒組件，所述線圈齒組件包括支撐件和多個齒，所述支撐件由層壓材料形成，所述齒圍繞所述支撐件沿周向分布，用于收容導(dǎo)線繞組，所述齒與所述支撐件一體地形成，所述支撐件還包括形成在所述齒之間的接合裝置，所述接合裝置被設(shè)置用于收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒； 圍繞所述線圈齒組件的齒纏繞導(dǎo)線； 將所述定子元件接合上面纏繞有導(dǎo)線的多個獨(dú)立的齒或第二線圈齒組件。
18.一種用于構(gòu)造根據(jù)權(quán)利要求I到12中任一項所述的電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的線圈齒組件的支撐部件，包括主體(91)、至少一個齒、一個或多個接合裝置以及耦接裝置(93，94)，所述至少一個齒與所述主體一體地形成，用于收容導(dǎo)線繞組(92)，所述接合裝置被設(shè)置用于收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒，所述耦接裝置(93，94)用于將所述支撐部件耦接到一個或多個附加的支撐部件，以形成線圈齒組件。
19.一種用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的線圈齒組件、或者電動機(jī)或發(fā)電機(jī)，包括兩個或更多個根據(jù)權(quán)利要求18所述的支撐部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求I到12、19中任一項所述的線圈齒組件，或根據(jù)權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)子或定子，其具有收容在所述接合裝置內(nèi)的獨(dú)立的齒，所述獨(dú)立的齒由軟磁復(fù)合材料(SMC)形成。
21.一種用于收容導(dǎo)線繞組的齒，由軟磁復(fù)合材料形成，所述齒具有接合裝置，用于接合根據(jù)權(quán)利要求20所述的線圈齒組件、或轉(zhuǎn)子或定子、或電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。
22.一種用于收容導(dǎo)線繞組的齒，用于接合根據(jù)權(quán)利要求I到12和19中任一項所述的線圈齒組件的接合裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的齒，其上具有錐形部，所述錐形部幫助與接合裝置相接合。
24.—種電動機(jī)或發(fā)電機(jī)或電動車輛,特別是具有一個或多個輪轂電動機(jī)的路上行駛的電動車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求I到12、19、20中任一項所述的線圈齒組件，或根據(jù)權(quán)利要求13到16、19、20中任一項所述的轉(zhuǎn)子或定子，或根據(jù)權(quán)利要求21到23中任一項所述的齒。
全文摘要
用于收容線圈繞組的電動機(jī)的定子護(hù)鐵或轉(zhuǎn)子護(hù)鐵，其包括支撐件(2)與圍繞所述支撐件徑向分布的多個齒(3)。所述齒被設(shè)置成收容導(dǎo)線繞組并與所述支撐件一體地形成。所述齒和所述支撐件由層壓結(jié)構(gòu)形成。所述支撐件還包括多個形成在所述齒之間的接合裝置(5)，其被設(shè)置成收容上面安裝有導(dǎo)線繞組的附加齒(6)。優(yōu)選地，所述接合裝置設(shè)置在相鄰的齒之間。所述支撐件和一體的齒提供剛性結(jié)構(gòu)，同時使用附加齒提供的間隔使其更容易纏繞線圈。
文檔編號H02K1/14GK102792557SQ201080061056
公開日2012年11月21日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者J·P·弗爾珊姆, R·P·基爾比 申請人:普羅蒂恩電子有限公司