定子的制作方法

本发明涉及旋转电机的定子，详细而言，涉及缠绕在定子铁芯的线圈线材的端部处理。

背景技术：

已知以往的定子具有定子铁芯以及缠绕在定子铁芯的线圈线材，是一种线圈线材的端部经由端子部件与供电用或者接地用的汇流排(bus bar)连接的部件(例如，请参照专利文献1)。

记载于专利文献1的定子是在将线圈线材的端部插入金属模具的孔的状态下，将定子铁芯与线圈线材镶嵌成形后形成的。专利文献中有下列记载：在这种情况下，在金属模具侧设置规定的密封结构，以防止注入的树脂从金属模具的孔与线圈线材的端部之间的空隙漏出(第[0079]段)。然后，通过使线圈线材的端部与固定在汇流排的端子部件接触，使汇流排与线圈线材实现电气连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-205875号公报

技术实现要素：

但是，以往的定子需要一边调节线圈线材端部的位置，一边插入金属模具的孔部内，所以安装过程非常复杂。而且，因为受到设置在金属模具的密封结构的影响，难以将线圈线材插入金属模具的孔内。另一方面，如果省略密封结构，则注入的树脂会泄漏到与线圈线材的端子部件连接的部位，可能导致形成毛刺，影响端子部件与线圈线材之间的电气连接。

另外，以往的定子经由端子部件连接线圈线材与汇流排，因此，增加了零件的数量，并且增加了上述零件之间的接触电阻，导致电气性能恶化。

因此，人们希望能够合理地形成电气性能优异的定子。

本发明涉及的定子的结构特征在于，其具有：定子铁芯、线圈线材、板以及树脂部。上述定子铁芯具有以转子的旋转轴心为中心的环状铁芯、和从上述铁芯部向径向突出的多个齿状部；上述线圈线材缠绕在于上述齿状部；上述板为树脂制，其沿上述旋转轴心贯穿形成有被上述线圈线材的端部插入的孔部，并沿上述旋转轴心重叠于上述定子铁芯；上述树脂部埋设有上述定子铁芯、上述线圈线材以及上述板。上述线圈线材的端部在从上述树脂部露出的状态下，与供电用或者接地用的汇流排直接连接。

如上所述，当将定子铁芯设置在金属模具时，需要一边修正线圈线材端部的形状姿势，一边使上述端部的位置对准上述金属模具的孔部，因此操作非常麻烦。另一方面，在本结构中，可以将线圈线材的端部插入并保持于沿旋转轴心重叠于定子铁芯的板的孔部。这样一来，当将该端部插入金属模具的孔部时，可以稳定线圈线材的形状姿势。因此，线圈线材可以顺利地插入金属模具的孔部，并且可以提高生产效率。

另外，根据本结构，在使线圈线材的端部从树脂部露出的状态下，使之与汇流排直接连接，所以，与经由端子部件连接线圈线材与汇流排时相比，可减少端子部件部分的零件数量，从而使产品的结构更加紧凑。而且，因为省略了端子部件与线圈线材的接触部以及端子部件与汇流排的接触部，所以可以减少接触电阻，提高电气性能。

如上所述，通过沿着旋转轴心依次配置定子铁芯、线圈、板，并将线圈线材的端部收纳在板的沿旋转轴心的孔部，可以合理地形成电气性能优异的定子。

另一结构特征如下：上述板具有第一板以及配置于上述第一板上的第二板。在上述第一板形成有与上述第一板的上述孔部连接的同时收纳上述线圈线材的第一槽部，上述第二板的上述孔部与上述第一槽部连通。

如本结构所示，板由2个部件构成，所以如果使第一板的第一槽部与第一板以及第二板的各个孔部连通，则可以使第一板的孔部与第二板的孔部从旋转轴心方向观察时偏移。因此，注入第一板的孔部的树脂难以经由第一槽部到达第二板的孔部。即，因为从第一板的孔部流出的树脂在第一槽部内降低了树脂压力，所以树脂难以从第二板的孔部喷出，所注入的树脂难以泄漏至被线圈线材的端部插入的金属模具的孔部。因此，可以消除在线圈线材的端部形成毛刺，电气性能降低等不良现象。

另一结构特征为，在上述第二板上形成与上述第一槽部相向并收纳上述线圈线材的第二槽部。

如本结构所示，如果在第二板上也形成第二槽部，则可以一边将从第一槽部露出的线圈线材嵌入第二槽部，一边将第二板配置在第一板上，所以容易安装。

另一结构特征为，上述第二板上具有用于插入上述第一槽部的凸部，在该凸部形成有收纳上述线圈线材的第二槽部。

如本结构所示，如果在第二板上形成凸部，并且插入第一板的第一槽部，则可以容易地固定第二板相对第一板的位置。而且，因为收纳线圈线材的第二槽部形成于作为位置固定部位的凸部，所以可以不必另行设置位置固定部位，结构非常合理。

附图说明

图1为水泵的截面图。

图2为定子铁芯的截面图。

图3为定子铁芯与板的分解立体图。

图4为显示定子的成形示例的截面图。

图5为定子的部分立体图。

图6为另一实施方式一中板的部分立体图。

图7为显示另一实施方式一中的定子的成形示例的截面图。

图8为另一实施方式二中板的部分立体图。

图9为另一实施方式三中板的部分立体图。

具体实施方式

下面将基于附图对与本实施方式有关的定子进行说明。在本实施方式中，将用于循环冷却水的车辆用的水泵P所使用的电动机M的定子4作为定子的一个示例进行说明。但是，并未限定于下列实施方式，在不偏离该要点的范围内可进行各种变形。

如图1所示，水泵P具有：树脂制外壳1、固定在外壳1的支承轴2、以及在外嵌于支承轴2的状态下旋转自如的筒状转子3、配置于转子3的外侧的筒状定子4、以及固定在转子3的一端的叶轮5。通过将上述叶轮5收纳在泵壳6，可以形成使冷却水循环至变换器(inverter)，或者使冷却水在发动机与散热器之间进行循环的水泵P。

用于该水泵P的电动机M，由具有围绕旋转轴心X旋转的转子3、以及对于转子3产生磁通量的定子4的三相无刷电机构成。应予说明，该电动机M还可以通过使转子3旋转来作为发电机发挥作用。

转子3具有由多个磁钢板层压而成的转子铁芯31以及埋设于转子铁芯31的多个永久磁铁31a，转子铁芯31与永久磁铁31a通过树脂镶嵌成形，并形成一体。永久磁铁31a为6极结构，从而形成6极三相9槽的电动机M。另外，永久磁铁31a并未限制在6极，还可以由2极以上的偶数极构成。

如图3所示，定子4具有筒状的定子铁芯S、覆盖定子铁芯S的树脂制绝缘体44、缠绕在绝缘体44的外表面的线圈C、以及保持定子铁芯S的筒状的铁芯盒7。

如图2所示，定子铁芯S由形成于以旋转轴心X为中心的环状区域的铁芯部41、与从铁芯部41向径向内侧突出的多个齿状部42、以及在多个齿状部42的突出端中以旋转轴心X为中心沿圆周方向配置的凸缘部43构成。该定子铁芯S是一种将磁钢板层压后形成铁芯部件，然后将多个铁芯部件组合成环形而形成的分割铁芯。上述分割铁芯在使各个分割面相抵接的状态下，通过外装铁芯盒7的方式来保持环形。

各个齿状部42以旋转轴心X为中心呈放射状(径向)延伸，并沿圆周方向等距地形成9个。在本实施方式中，铁芯部41的外周面构成9边形，沿该铁芯部41的外周嵌入的铁芯盒7的内周面也形成为9边形。应予说明，铁芯部41的外周面与铁芯盒7的内周面并未限定于多边形，例如也可形成为圆形。

如图3所示，在定子4中，在定子铁芯S上外装有树脂制绝缘体44的状态下，在齿状部42上缠绕线圈线材45来形成线圈C。详情后述，处于缠绕有线圈C的状态的定子4通过树脂镶嵌成形。设置绝缘体44的目的在于使定子铁芯S与线圈C绝缘，并且至少覆盖了齿状部42的外表面与铁芯部41以及凸缘部43的内表面。另外，线圈线材45为在截面形状为圆形的铜线表面覆盖聚氨酯等树脂而形成。应予说明，在定子铁芯S与线圈C之间正确实现绝缘时，可以将线圈线材45直接缠绕于齿状部42。

在本实施方式中，如图4所示，注入口E位于与旋转轴心X方向上的线圈线材45的端部45A的相反侧，定子4具有在定子铁芯S中，从注入口E注入树脂后形成的树脂部46。在用于形成上述树脂部46的金属模具K上，设置有插入线圈线材45的端部45A的孔部Ka。因为需要一边使线圈线材45的端部45A的位置对准上述孔部Ka一边插入，所以安装过程非常复杂。

因此，如图3所示，本实施方式中的定子4具有树脂制的板8，上述板8沿旋转轴心X贯穿形成有供线圈线材45的端部45A插入的孔部81，并且上述板8沿旋转轴心X重叠于定子铁芯S。该板8形成为在沿旋转轴心X方向的视图中为多边形的一体环状或者半环状，其与铁芯盒7的内周面以及覆盖凸缘部43的绝缘体44的外周面抵接并确定位置。应予说明，板8的定位形式无特别限制，例如，可以使覆盖铁芯部41的绝缘体44向旋转轴心X方向突出形成，并使板8与上述绝缘体44的内周面抵接，以此来代替铁芯盒7的内周面。另外，板8的形状并无特殊限制，可以根据绝缘体44与铁芯盒7的形状适当设定。

如上上述，在板8沿旋转轴心X贯穿形成有供线圈线材45的端部45A插入的孔部81。因此，如图4所示，可以在稳定保持线圈线材45的端部45A的形状姿势的状态下，将端部45A顺利插入金属模具K的孔部Ka。然后，只要从注入口E注入树脂，则可以在于树脂部46埋设定子铁芯S、线圈线材45以及板8的状态下镶嵌成形。

如图5所示，镶嵌成形的定子4在线圈线材45的端部45A从树脂部46露出的状态下，与内置于基板(未图示)的供电用或者接地用汇流排B直接连接。另外，线圈线材45的端部45A与汇流排B可以通过熔断(热铆)与点焊等方式进行电气连接。

也就是说，本实施方式中的定子4省略了用于将线圈线材45与汇流排B进行电气连接的端子部件。另一方面，如果省略端子部件，则将线圈线材45的端部45A插入金属模具K的孔部Ka的操作会变复杂，但如上所述，通过设置板8，可以使安装简便化。而且，因为省略了端子部件与线圈线材45的接触部以及端子部件与汇流排B的接触部，所以可以减少接触电阻，提高电气性能。

下面，将对另一实施方式进行说明。因为基本结构与上述的实施方式相同，所以仅对于不同的结构使用附图进行说明。另外，为了便于理解附图，将使用与上述实施方式相同的部件名称与符号进行说明。

[另一实施方式一]

如图6所示，本实施方式中的板8由第一板8a与配置在第一板8a上的第二板8b等2个部件构成。第一板8a具有：供线圈线材45的端部45A插入的孔部81a，以及与上述孔部81a连接、收纳线圈线材45的第一槽部82a。另外，在第二板8b中，供线圈线材45的端部45A插入的孔部81b与第一槽部82a连通。即，在沿旋转轴心X方向的视图中，第一板8a的孔部81a与第二板8b的孔部81b偏移配置。

如图7所示，从定子铁芯S的旋转轴心X方向上位于线圈线材45的端部45A的相反侧的注入口E注入的部分树脂会流入第一板8a的孔部81a。从上述孔部81a流出的树脂虽然会流入第一板8a的第一槽部82a，但是树脂的流动方向会从沿着旋转轴心X的方向变为与旋转轴心X垂直的方向。因此，会降低树脂压力，使树脂难以到达第二板8b的孔部81b。

这样一来，可以防止注入的树脂从第二板8b的孔部81b喷出，所以可以消除树脂从金属模具K的孔部Ka泄漏，使线圈线材45的端部45A产生毛刺等不良情况。因此，即使将从定子4的树脂部46露出的线圈线材45的端部45A直接连接在汇流排B，也不会降低电气性能。

另外，因为从偏移开的第二板8b的孔部81b中抽出线圈线材45的端部45A，所以根据与汇流排B的连接位置来确定第一槽部82a的配置即可。即，因为板8由2个部件构成，所以提高了设定线圈线材45的端部45A的抽出位置的自由度。

[另一实施方式二]

与另一实施方式一相比，在本实施方式中，第二板8b的形状不同。如图8所示，在第二板8b中，形成了与第一板8a的第一槽部82a相对的收纳线圈线材45的第二槽部82b。即，将线圈线材45夹在第一槽部82a与第二槽部82b之间进行收纳，第一板8a的孔部81a与第二板8b的孔部81b与第一槽部82a以及第二槽部82b连通。

这样一来，除了另一实施方式一的作用效果以外，通过将从第一槽部82a露出的线圈线材45嵌入第二槽部82b，来确定第二板8b对于第一板8a的位置，所以容易安装。

[另一实施方式三]

与另一实施方式一、二相比，在本实施方式中，第二板8b的形状不同。如图9所示，第二板8b具有插入第一板8a的第一槽部82a的凸部83，并且在凸部83形成了收纳线圈线材45的第二槽部83a。即，在凸部83形成了夹住线圈线材45的一对侧壁83b，在上述两个侧壁83b之间设置第二槽部83a。

在本实施方式中，除了另一实施方式一、二的作用效果以外，仅通过将具有第一槽部82a的凸部83插入作为线圈线材45的收纳空间的第一槽部82a，便可以完成固定双方位置的操作。因此，不需要在第一板8a、第二板8b中另行设置用于位置固定的突起等部位，所以具有很高的效率。

[其他实施方式]

(1)在上述实施方式中，虽然使板8形成一体环状或者半环状，但是也可以在每个分开的定子铁芯S上独立形成板8。这时，可以根据线圈线材45的端部45A的抽出范围确定板8的大小，所以可以节约板8的材料。

(2)在上述实施方式中，虽然将定子铁芯S作为分割铁芯进行说明，但是也可以使铁芯部41形成为经一体化的一体式铁芯。这时，可以省略铁芯盒7，使覆盖铁芯部41的绝缘体44向旋转轴心X方向突出形成，并使板8与该绝缘体44的内周面抵接。

(3)上述实施方式中的电动机M，采用了将转子3配置于定子4的内侧的内转子形式，但是也可以采用将转子3配置于定子4的外侧的外转子形式。采用外转子形式时，定子4具有以旋转轴心X为中心的环状铁芯部41，以及从铁芯部41向径向外侧突出的多个齿状部42。即使是上述外转子形式的电动机M，通过设置沿旋转轴心X重叠于定子铁芯S的板8，可以期待实现上述作用效果。

(4)使用上述实施方式中的电动机M的机器并未限定为循环发动机冷却水的水泵，也可为循环发动机油的油泵，或也可为用于车辆以外的用途的机器。另外，电动机M的驱动方式并未限定为产生交变磁场的三相无刷电机，也可以使用有刷电机。

产业上的可利用性

本发明的定子可以用于在车辆用水泵等各种机器中使用的电动机。

符号说明

3 转子

4 定子

41 铁芯部

42 齿状部

43 凸缘部

45 线圈线材

45A 端部

46 树脂部

8 板

81 孔部

8a 第一板

81a 孔部

82a 第一槽部

8b 第二板

81b 孔部

82b 第二槽部

83 凸部

83a 第二槽部

B 汇流排

S 定子铁芯

X 旋转轴心