旋转电机的定子的制作方法

本发明涉及一种电动机或发电机等旋转电机的定子。

背景技术：

作为本技术领域的背景技术，有国际公开第2015/083470号专利(专利文献1)。在该公报中，记载了“提供一种兼顾了生产率和绝缘性的旋转电机。”。(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/083470号专利

技术实现要素：

发明要解决的问题

通过使用专利文献1所记载的技术，能够解决在线圈插入时因绝缘纸脱落或破损而导致的绝缘可靠性的降低、线圈扭转成形后的线圈高度不稳定的问题。但是，由于对于确保沿面绝缘距离没有充分考虑，所以提高绝缘可靠性成为课题。

本发明提供一种能够确保沿面绝缘距离、提高绝缘可靠性的旋转电机的定子。

解决问题的技术手段

为了解决上述课题，本发明的特征在于，具备：定子铁心，其由筒体形成，在所述筒体的内周侧，沿着所述筒体的轴向形成有用于收纳多个分段线圈的收纳空间，并且所述收纳空间相互保持间隔地在所述筒体的内周侧形成有多个；以及多个线圈支承构件，其构成为环状的构件，支承所述多个分段线圈，所述各线圈支承构件具有用于插入所述分段线圈的多个贯通孔，该多个贯通孔是与所述各收纳空间相连的开口，并且所述各线圈支承构件在所述定子铁心的轴向两端部分开地配置，覆盖所述定子铁心的轴向端部的内周侧。

发明的效果

根据本发明，能够确保沿面绝缘距离，提高绝缘可靠性。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明而明确。

附图说明

图1是以单体表示本发明的实施例1中的旋转电机的定子的立体图。

图2是实施例1中的定子铁心的主要部分截面图。

图3是表示实施例1中在定子铁心上组装线圈支承构件之前的状态的立体图。

图4是表示实施例1中在定子铁心上组装了线圈支承构件后的状态的图，(a)是俯视图，(b)是沿(a)中的a-a线的截面图。

图5是用于说明实施例1中的定子铁心的槽区域的概念图。

图6是实施例1中的分割型线圈支承构件的主要部分立体图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。

图7是实施例2中的分割型线圈支承构件的立体图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。

图8是实施例3中的分割型线圈支承构件的分解立体图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施例进行说明。

在以下的说明中，作为旋转电机的一例，使用混合动力电动汽车用的旋转电机。另外，在以下的说明中，“轴向”是指沿着旋转电机的旋转轴的方向。周向是指沿着旋转电机的旋转方向的方向。“径向”是指以旋转电机的旋转轴为中心时的矢径方向(半径方向)。“内周侧”是指径向内侧(内径侧)，“外周侧”是指其反方向、即径向外侧(外径侧)。

首先，说明实施例的概要。

这里说明的实施例涉及旋转电机的定子的绝缘构件结构。旋转电机大致由呈圆筒状的定子和在该定子的内周侧隔开规定的间隙配置的转子构成。

定子具有在旋转方向上极性交替不同地配置的多个磁极，具有呈圆筒状的定子铁心和卷绕在该定子铁心上的多个定子线圈。为了容纳定子线圈，在上述定子铁心上形成有沿轴向贯通且沿周向排列的多个槽。各定子线圈在各槽内沿轴向延伸，并且通过从槽的轴向一端引出的引出线部，以与多个磁极对应的方式跨过以规定的周向间距分离的多个槽而延伸。

实施例1

以下，参照图1～图8对本发明的实施例1进行说明。

图1是以单体表示本发明的实施例1中的旋转电机的定子的立体图。图2是本发明的实施例1中的定子铁心的主要部分截面图(水平截面图)，是表示各槽103的内部的截面对应图。

如图1及图2所示，旋转电机的定子100具有：在内周侧形成有多个槽103的定子铁心(也称为定子铁芯)101、卷绕在该定子铁心101上的与u相、v相及w相对应的3根定子绕组(也称为分段线圈)102、支承各定子绕组102的线圈支承构件201。定子铁心101由圆筒状的筒体形成，在该筒体的内周侧形成有多个槽103。各槽103在定子铁心(筒体)101的内周侧沿着定子铁心101的轴向贯通形成，并且以规定的周向间距在周向上等间隔地排列(形成)，以作为用于收纳各定子绕组102的收纳空间。在各槽103的内周侧，开口形成有沿定子铁心101的轴向延伸的狭缝104。

本实施例中的各定子绕组102由具有绝缘被膜的线圈导体105构成，如下文所述，具有插入并保持在槽103中的多个线圈导体105。并且，在同一槽103内相邻的线圈导体105彼此通过设置于定子铁心101的轴向一端侧(图1的下端侧)的焊接部106相互焊接。由此，构成多个线圈导体105通过焊接部106电连接的长条状的定子绕组102。这些线圈导体105的被接合部侧(定子铁心101的轴向下方侧)的一部分向槽103的轴向外侧突出，其中，被配置在被接合部侧的线圈导体105的整周的绝缘被膜被剥离。

此时，在本实施例中，如下文所述，线圈支承构件201被配置(搭载)在定子铁心101的轴向端部，然后，定子绕组102(线圈导体105)经由线圈支承构件201卷绕在定子铁心101上，因此，即使被接合部侧(定子铁心101的轴向下方侧)的一部分向槽103的轴向外侧突出，也能够确保定子铁心101与定子绕组102(线圈导体105)之间的沿面绝缘距离。

图3是表示实施例1中的在定子铁心上组装线圈支承构件之前的状态的立体图。图3中示出定子铁心101和用于支承(保持)定子绕组102的线圈支承构件201的位置关系。在呈圆筒状的定子铁心101的轴向两端部分开配置有多个线圈支承构件201，该线圈支承构件201用于支承(保持)定子绕组102。各线圈支承构件201是整体形成为圆环状(环状)的构件，由覆盖定子铁心101的轴向端部中的至少内周侧的各槽103的大小的构件构成。在各线圈支承构件201中，在与定子铁心101的轴向端部相对的相对面的内周侧，为了与定子铁心101定位，沿周向以等间隔(空出一个槽的间隔)形成有多个插入到槽103内的突起部202。另外，在各线圈支承构件201上，沿周向等间隔地形成有多个贯通孔(孔)203，该贯通孔203是与各槽103相连的开口，用于插入定子绕组102(线圈导体105)。

另外，本实施例中的各线圈支承构件201将形成为圆环状(环状)的构件沿周向分割为多个例如4个，将分割后的各圆弧状的构件相互结合，作为整体，构成为圆环状(环状)的构件，但也可以使用一体成型为圆环状的构件。在使用分割后的各圆弧状的构件的情况下，与使用一体成型为圆环状的构件的情况相比，能够降低定子铁心101和线圈支承构件201的位置精度而进行设计。另一方面，在使用一体成型为圆环状的构件的情况下，需要将定位精度设计得较高，以使各线圈支承构件201的各贯通孔203与定子铁心101的各槽103重叠。另外，各线圈支承构件201所使用的材料由pps树脂构成，但也可以由pet或peek、非导电性的金属构成。

图4是表示实施例1中的在定子铁心上组装了线圈支承构件后的状态的图，(a)是俯视图，(b)是沿(a)中的a-a线的截面图。另外，(b)表示线圈导体105在轴向上切断的状态以容易理解线圈支承构件201的形状。在图4中，在各线圈支承构件201的上表面，在各贯通孔(孔)203的边缘，以仿照线圈弯曲方向x、y(周向)的方式形成有多个凹部203a、203b。通常，在扭转线圈导体105时，为了使在槽103内相邻的线圈导体105相互不同地向不同的方向弯曲，各凹部203a和各凹部203b在径向上相互不同地形成。例如，在贯通孔(孔)203的边缘中的、与线圈弯曲方向x的线圈导体105的插入区域对应的边缘形成凹部203a，在与线圈弯曲方向y的线圈导体105的插入区域对应的边缘形成凹部203b。

此时，各凹部203a、203b形成为用于保持线圈导体105的倒角形状，形成为从贯通孔(孔)203的边缘起其厚度沿周向逐渐变化的锥状的锥部，例如形成为从贯通孔(孔)203的边缘起其凹陷沿周向逐渐变浅的锥部或倒角形状部(槽部)。由此，在将线圈导体105向线圈弯曲方向x或线圈弯曲方向y弯曲时，能够不损伤线圈导体105地进行弯曲。另外，也可以在各贯通孔(孔)203的边缘配置锥状的构件(其厚度沿周向逐渐变厚的锥状的构件)，从而取代各凹部203a、203b。另外，也可以仅对各贯通孔(孔)203的边缘进行倒角加工。另外，也可以在各贯通孔(孔)203的边缘的两侧沿周向(与径向交叉的方向)形成各凹部203a、203b。

图5是用于说明实施例1中的定子铁心的槽区域的概念图，表示供线圈支承构件上构成的突起部配置的定子铁心的槽区域。在图5中，设置在定子铁心101上的槽103在定子铁心101的表面的大小(面积)形成为比线圈导体105的宽度w1大，能够分成可收纳指定数量的线圈导体105、例如4根线圈导体105的大小的第一空间s1、以及与第一空间s1连通的第二空间s2。此时，第二空间s2是4根线圈导体105被插入到槽103后的死区(间隙)，成为供线圈支承构件201的突起部202插入的空间。通过将线圈支承构件201的突起部202插入到第二空间s2中，能够进行定子铁心101中的线圈支承构件201的定位，并且能够防止线圈支承构件201从定子铁心101的表面移动。通过该结构，能够在不降低定子铁心101的槽103中的线圈导体105所占的比例即占空系数的情况下，确保定子铁心101和线圈支承构件201的定位精度。另外，由于槽103的第一空间s1形成为比线圈导体105的宽度w1大，所以作为线圈导体105，可以使用指定的粗细的线圈导体。

图6是实施例1中的分割型线圈支承构件的主要部分立体图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。分割型线圈支承构件201a构成为将形成为圆环状(环状)的线圈支承构件201沿周向分割成4份而得到的圆弧状的构件。通过沿周向组合4个分割型线圈支承构件201a而构成圆环状的线圈支承构件201。在分割型线圈支承构件201a上沿周向等间隔地形成有多个贯通孔(孔)203，该贯通孔203是与各槽103相连的开口，用于插入定子绕组102(线圈导体105)。另外，为了与定子铁心101的定位，在分割型线圈支承构件201a的下表面(与定子铁心101的轴向端部相对的相对面)，沿周向以等间隔(空出一个槽的间隔)形成有多个插入到槽103的第二空间s2内的突起部202。实施例1中的突起部202是空出一个槽的间隔而配置的结构，但也可以在与所有的槽103对应的部位设置突起部202。在分割型线圈支承构件201a的外周侧上表面，沿着周向形成有环状的肋204，该肋204用于缓和对线圈导体105进行扭转成形时所施加的应力。

根据本实施例，能够确保定子铁心101和定子绕组102(线圈导体105)之间的沿面绝缘距离，并且能够不损伤线圈导体105地折弯，能够提高绝缘可靠性。另外，能够提高定子铁心101和线圈支承构件201的定位精度。进一步地，由于多个突起部202沿着周向空出一个槽的间隔而形成，因此，在将突起部202插入槽103的第二空间s2内而组装线圈支承构件201和定子铁心101时，两者的定位比在所有的贯通孔(孔)203的边缘形成突起部202时的定位更容易。

实施例2

图7是实施例2中的分割型线圈支承构件的立体图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。在实施例2中，使用分割型线圈支承构件201b来代替分割型线圈支承构件201a，其他结构与实施例1相同，省略其说明。

分割型线圈支承构件201b构成为将形成为圆环状(环状)的线圈支承构件201沿周向分割成4份而得到的圆弧状的构件。通过沿周向组合4个分割型线圈支承构件201b，构成圆环状的线圈支承构件201。在分割型线圈支承构件201b上，沿周向等间隔地形成有多个贯通孔(孔)203，该贯通孔203是与各槽103相连的开口，用于插入定子绕组102(线圈导体105)。另外，为了与定子铁心101定位，在分割型线圈支承构件201b的下表面(与定子铁心101的轴向端部相对的相对面)，形成有一个插入到槽103的第二空间s2内的突起部202。即，仅在单一的贯通孔(孔)203的边缘形成有突起部202。

根据本实施例，由于仅在单一的贯通孔(孔)203的边缘形成有突起部202，所以在将突起部202插入到槽103的第二空间s2内而组装线圈支承构件201和定子铁心101时，两者的定位比实施例1更容易。

实施例3

图8是实施例3中的分割型线圈支承构件的分解立体图。在实施例3中，组合使用分割型线圈支承构件201c、d来代替分割型线圈支承构件201a，其他结构与实施例1相同，省略它们的说明。

分割型线圈支承构件201c、d构成为将圆弧状的构件在径向上分割成2份而得到的构件，该圆弧状的构件是将形成为圆环状(环状)的线圈支承构件201沿周向分割成4份而得到的。通过将分割型线圈支承构件201c和分割型线圈支承构件d组合，并将组合后的分割型线圈支承构件201c和分割型线圈支承构件d沿周向组合4个，从而构成圆环状的线圈支承构件201。

分割型线圈支承构件201c是配置在定子铁心101的外周侧(外径侧)的构件，在分割型线圈支承构件201c的内周侧(内径侧)，沿周向等间隔地形成有多个切口203c，该切口203c是与各槽103相连的开口，用于插入定子绕组102(线圈导体105)。在各切口203c的边缘形成有多个凹部203a、203b。分割型线圈支承构件201d是配置在定子铁心101的内周侧(内径侧)的构件，在分割型线圈支承构件201d的外周侧，沿着周向等间隔地形成有多个切口203d，该切口203d是与各槽103相连的开口，用于插入定子绕组102(线圈导体105)。为了与定子铁心101定位，在分割型线圈支承构件201d的下表面(与定子铁心101的轴向端部相对的相对面)，沿周向以等间隔(空出一个槽的间隔)形成有多个插入到槽103的第二空间s2内的突起部202。

此时，将槽103形成为不具有狭缝104的开口槽(槽宽度均匀的槽)，来代替将槽103形成为具有狭缝104的半闭口槽，由此，能够将线圈导体105从径向(横向)插入到开口槽中。另外，通过组合分割型线圈支承构件201c和分割型线圈支承构件d，各切口203c和各切口203d分别作为贯通孔(孔)203发挥作用。

根据本实施例，由于线圈支承构件201在其径向上被分割成配置在外径侧的分割型线圈支承构件201c和配置在内径侧的分割型线圈支承构件201d两部分，所以也能够应用于波状绕法、连续绕法这样的绕组方法。

另外，本发明不限于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而进行的详细说明，不一定限定于具备说明的全部结构。另外，对于实施例的结构的一部分，可以进行其他结构的追加、删除、置换。

符号说明

100定子

101定子铁心

102定子绕组

103槽

104狭缝

105线圈导体

106焊接部

201线圈支承构件

201a、201b、201c、201d分割型线圈支承构件

202突起部

203贯通孔

203a、203b凹部

203c、203d切口

204肋。