定子、定子制造方法和旋转电机的制作方法_2

文档序号:9204467阅读:来源:国知局
过被供给三相交流电来运行。
[0033]定子10包括定子芯12、经定子芯12的槽14卷绕的定子线圈16和从定子线圈16引出的各相端子18。
[0034]在图1中,Z方向表示定子芯12的轴向,Θ方向表示定子的周向,且R方向表示定子芯12的半径方向。
[0035]定子线圈16是三相定子线圈。各相的定子线圈16通过多个分段线圈20连接在一起而构成。分段线圈20是导线,其中每一个都形成为呈U形以便具有插入槽14内的两个插入部22和在这两个插入部22之间延伸的搭接部24。该示例性实施例中的定子线圈16形成有以分布方式卷绕在定子芯12周围的分段线圈20。分布式卷绕是这样一种卷绕方法:其中分段线圈20以使得一相的分段线圈20插入两个槽14内的方式卷绕在定子芯12周围,另一相的分段线圈20插入其内的槽14介于所述两个槽之间。本发明并不局限于该卷绕方法。亦即,也可使用集中式卷绕,即导线经由绝缘体直接卷绕在定子芯12周围的卷绕方法,只要插入一个槽14内的分段线圈20全都是同相的。
[0036]在图1中,搭接部24在沿定子芯12的轴向Z位于一侧的端部(即,第一端部)出来,且位于搭接部24两侧的插入部22插入槽14内。各插入部22的从沿定子芯12的轴向Z位于另一侧的端部(即,第二端部)突出的末端部26通过焊接等与另一个分段线圈20的末端部26连接。在图1中,示出了焊接部28。焊接部28是分段线圈20的末端部26的最末端的端部。在该示例性实施例的定子10中,各相的分段线圈20的焊接部28全部聚集在定子芯12的所述另一侧(即,第二端部侧)。
[0037]这样,分段线圈20的搭接部24配置成在位于定子芯12的一侧的端部(即,第一端部)上突出,且分段线圈20的末端部26配置成在位于另一侧的端部(即,第二端部)上突出。分段线圈20在定子芯12的端部处突出的部分将被称为“线圈端头”。分段线圈20的末端部26和搭接部24均位于从定子芯12的端部突出的部分上,因此这些部分在下文中将被称为线圈端部30。相邻相的线圈端头在周向上偏离预定量,并且在半径方向上交替地配置。
[0038]图2是在平行于R-Θ平面的平面上切出的图1中的“Α”部中的槽14的截面图。在每个槽14内都配置有10个分段线圈20。本发明不限于配置在一个槽14内的分段线圈20的数目为10,即配置在一个槽14内的分段线圈20的数目也可以是另一数目。槽14内的分段线圈20是插入部22的部分。图2还示出了一个分段线圈20的插入部22的扩大视图。收纳在一个槽14内的分段线圈20形成同相的定子线圈16。
[0039]作为插入部22示出的每个分段线圈20都由所谓的扁线36构成,所述扁线是其中具有矩形截面的导体32包覆有绝缘层34的导线。导体32是具有高导电率的金属线材。可使用铜、铝、银、金或这些金属的合金作为该材料。对于绝缘层34,例如,可使用树脂包覆。对于该树脂可使用聚酰胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂等。该示例性实施例中的每个分段线圈20都由一个导体32构成,但本发明并不局限于该结构。多个导体32也可沿周向平行配置。
[0040]对于该示例性实施例中的每个分段线圈20,在线圈端部30处与不同相的分段线圈20邻接的邻接部38的绝缘层比其他区域中的薄绝缘层厚。如上所述,邻接部38的绝缘层比另一个其他区域中的绝缘层厚,因此在下文中该绝缘层将被称为“厚绝缘层34a” (参看图4和5)。另一方面,其他区域中的绝缘层比厚绝缘层34a薄,因此在下文中该绝缘层将被称为“薄绝缘层34b”,以将它与厚绝缘层34a相区分(参看图4和5)。在线圈端部30处邻接的不同相的分段线圈20包括彼此接触且彼此接近的不同相的分段线圈20。
[0041]厚绝缘层34a在邻接部38处的厚度是能够确保在旋转电机运转时即使在相间电压的峰值电压下也不会发生绝缘破坏的绝缘性能的厚度,即确保相间绝缘的厚度。该邻接部38要求的绝缘性能在分段线圈20的所有区域之中最大。换言之,其他区域要求的绝缘性能低于邻接部38的绝缘性能。通过仅在邻接部38处形成上述厚度,能够使其他区域中的薄绝缘层34b的厚度更薄。例如,其他区域中的薄绝缘层34b的厚度是具有考虑了同一相的分段线圈20之间的电位差的绝缘性能的厚度,即确保相间绝缘的厚度。通过根据该类型的要求绝缘性能来设定绝缘层的厚度,能够使分段线圈20的全部绝缘层更薄,因此能够提高定子线圈16的槽内占空系数。
[0042]在该示例性实施例中,仅在分段线圈20的与另一相线圈邻接的位置使绝缘层的厚度更厚。特别地,比在其他部分厚的绝缘层在多个短分段线圈20被连接(焊接)在一起之前形成在分段线圈20的预定部分中。亦即,在单个绝缘层形成工序中,形成了在该部分处改变厚度的绝缘层。因此,该形成工序的效率极高。此外,分段线圈20通过弯曲直扁线36而形成。因此,通过在弯曲之前使绝缘层在直扁线36的预定部分处厚,能够形成更好的绝缘层。
[0043]接下来,将参考图3至5说明该示例性实施例中的分段线圈20的结构。图3是根据该示例性实施例的分段线圈20的结构的视图。图4是弯曲之前的分段线圈20的结构的视图,且图5是沿图4中的线V-V截取的截面图。
[0044]如上所述,分段线圈20是由末端部26、插入部22和搭接部24构成的U形导线,所述末端部均具有位于最末端的焊接部28。同相的分段线圈20沿周向Θ以分布方式卷绕而形成定子线圈16。图3是示出了处于以分布方式卷绕的状态的特定相(例如,U相)的分段线圈20a和另一相(例如,V相)的分段线圈20b的视图。
[0045]通常,在通过分布式卷绕而形成的三相定子线圈中,从一相的槽露出的线圈端部与从邻接的槽露出的不同相的分段线圈交替地布置,并且这些是邻接的,如JP 2011-72071A中所述。在图3中,不同相分段线圈邻接的位置用斜线区域表示。分段线圈20a具有在线圈端部30处与分段线圈20b邻接的四个邻接部38。类似地,分段线圈20b例如在分段线圈20b处于U2相时也具有与Wl相的分段线圈(未示出)邻接的四个邻接部38。这样,通过用分段线圈20形成定子线圈16而唯一地确定了线圈端部30的形状,因此每个分段线圈20的邻接部38的位置都是固定的。由于邻接部38的位置被事先指定,所以在用于给导体32包覆上树脂层的工序中易于仅在邻接部38上形成厚的厚绝缘层34a。
[0046]图4是示出了弯曲成U形之前的直分段线圈20的视图。如上所述,邻接部38的位置在分段线圈20被组装在定子芯12上之前、且甚至在分段线圈20被弯曲成U形之前被指定。在该示例性实施例中在分段线圈20的一个面上的两个位置设有邻接部38,且在与该面连接的两个侧面中的每一个上的一个位置设有邻接部38。
[0047]邻接部38的厚绝缘层34a的厚度比其他区域中的薄绝缘层34b的厚度厚,如图5所示。在该示例性实施例中,首先,为导体32的外周包覆上薄绝缘层34b。然后,具有比薄绝缘层34b更高的绝缘性能的绝缘材料仅被涂布或滴浸在邻接部38上以形成强化绝缘层40,从而形成厚绝缘层34a。通过这样在绝缘层包覆工序中在形成薄绝缘层34b之后形成厚绝缘层34a,能够高效地形成绝缘层。特别地,在该示例性实施例中,分段线圈20是具有矩形截面的扁线36,并且
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