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旋转电机的制作专利

来源:未知 编辑:晚一步 时间:2018-05-11

本发明涉及一种旋转电机。



背景技术:

与普通旋转电机相比,作为车辆驱动用的旋转电机尤其要求小型化、高输出化。在旋转电机的定子中,通过对线圈使用截面积较粗的分段线圈导体,能够提高定子铁心的槽缝内的导体填充系数而谋求小型化、高输出化。在定子铁心的槽缝内,在内周侧及外周侧插入有多个分段线圈导体,此外,在内外周方向上相邻的分段线圈导体之间以及各分段线圈导体与定子铁心之间插入有槽缝绝缘纸。槽缝绝缘纸必须具有足够确保绝缘性的形状及面积。此外,为了增大导体填充系数,优选尽可能减薄槽缝绝缘纸的厚度。

作为插入至定子铁心的槽缝内的槽缝绝缘纸,已知有覆盖各分段线圈导体的外周、在相邻的分段线圈导体间设置有重叠部的、形成为大致B字形的槽缝绝缘纸(例如,参考专利文献1)。在该结构中,事先在定子铁心的各槽缝内插入已设为大致B字形的槽缝绝缘纸。在槽缝绝缘纸中插入分段线圈导体(例如,参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2012-147674号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

专利文献1记载的旋转电机是通过槽缝绝缘纸来保持分段线圈导体的位置的结构。在像这样仅通过槽缝绝缘纸来保持分段线圈导体的结构中,必须将槽缝绝缘纸设为刚性较大也就是厚度较厚、难以处理的构件。因此,装配作业较为耗时,导致装配效率降低。

解决问题的技术手段

本发明的旋转电机具备:转子,其被轴支承在转轴上;以及定子,其相对于所述转子的周面隔着微小间隙地配置,所述定子具有:定子铁心,其形成有多个槽缝,所述多个槽缝沿周向隔开排列,在半径方向上形成为规定深度;以及定子绕组,其具有插入在各所述槽缝内的线圈导体;在所述定子铁心的各所述槽缝内,朝向供所述线圈导体插入的空间而形成有多个突起。

发明的效果

根据本发明,能够通过槽缝内设置的多个突起来保持线圈导体,从而使得装配作业的效率提高。

附图说明

图1为表示本发明的旋转电机的一实施方式的内部结构的剖视图。

图2为在轴向上的中间位置以垂直于轴向的面切割图1中图示的旋转电机的定子铁心而得的、将1个槽缝的内部放大后的剖视图。

图3表示本发明的实施方式2,是在轴向上的中间位置以垂直于轴向的面切割定子铁心而得的、将1个槽缝的内部放大后的剖视图。

图4表示本发明的实施方式3,是从定子铁心的一端面侧观察定子铁心的一部分的放大立体图。

具体实施方式

-实施方式1-

下面,参考附图,对本发明的旋转电机进行说明。图1为表示本发明的旋转电机的一实施方式的内部结构的剖视图。旋转电机100用作混合动力汽车、电动汽车等车辆用的电动机或电动机/发电机。旋转电机100具有:壳体41,其轴向的两端开口,为圆筒状;盖构件42,其塞住壳体41的一开口;以及底构件43,其塞住壳体41的另一开口。通过热套配合等在壳体41的内表面固定有定子30。虽未图示,但在壳体41与定子30之间形成有冷却水的流路。定子30具备沿周向排列有多个槽缝1(参考图2)的定子铁心32、以及具有线圈导体5(参考图2)的定子绕组36。各槽缝1是从定子铁心32的轴向的一端面32a贯通至另一端面32b而形成。定子铁心32由层叠钢板构成,所述层叠钢板是将电磁钢板层叠而构成。例如U相、V相、W相三相交流电流流至定子绕组36,使得旋转电机100作为电动机或发电机而运行。

在定子铁心32的内周,以与定子铁心32隔着微小间隙的方式配置有转子50。转子50可为永磁式也可为感应式。转子50被轴支承在配置在壳体41的中心的轴33上,与轴33一体旋转。

轴33的一端侧由轴承52以可旋转的方式支承。轴承52由作为轴承座的盖构件42支承。轴33的另一端侧由轴承53以可旋转的方式支承。轴承53由作为轴承座的底构件43支承。

图2为在轴向上的中间位置以垂直于轴向的面切割图1中图示的旋转电机的定子铁心而得的、将1个槽缝的内部放大后的剖视图。在定子铁心32的内周侧沿周向隔开排列有多个槽缝1。各槽缝1从定子铁心32的内周面朝外周侧形成为规定深度。槽缝1具有剖面矩形形状,所述剖面矩形形状具有一对侧面1a,所述一对侧面1a沿垂直于定子铁心32的内周面的方向延伸,在定子铁心32的周向上隔开配置。在槽缝1的内周侧形成有朝外部开放的开口部1b。在槽缝1的开口部1b的相反侧设置有底面1c。槽缝1的剖面形状如下:从定子铁心32的内周侧去往外周侧的长度也就是从开口部1b到底面1c的长度比定子铁心32的周向上的长度也就是一对侧面1a间的长度大。再者,从开口部1b连至一对侧面1a的面是倾斜的,将该倾斜面作为区分面1d。

在槽缝1内插入有多个(图2中为6个)线圈导体5。线圈导体5是称为扁平线的、剖面形状为大致矩形的构件。线圈导体5的矩形形状是定子铁心32的周向上的长度比径向上的长度大的矩形形状。虽未图示,但各线圈导体5是从定子铁心32的一端面32a的外侧插入至槽缝1内而沿轴向贯通槽缝1内、并导出至定子铁心32的另一端面32b的外侧。在同一槽缝1内插入异相的线圈导体5。在槽缝1的侧面1a分别以朝槽缝1的内侧突出的方式形成有多个(图2中为5个)突起7。突起7大致具有剖面等腰三角形或等边三角形状。该剖面形状不限定于图示的形状。突起7相对于槽缝1的一对侧面1a间的中心面c-c而对称配置。也就是说,在槽缝1内形成有在定子铁心32的周向上隔开对峙的5对突起7,槽缝1的内部的从开口部1b到底面1c的空间被这5对突起7大致6等分。由此,在槽缝1内形成6个分隔区域8。

线圈导体5分别逐一插入在槽缝1内形成的6个分隔区域8内。在周向上相对的一对突起7的顶部7a间的距离设定成比线圈导体5在定子铁心32的周向上的长度小。

在各线圈导体5与槽缝1的内表面也就是一对侧面1a、底面1c、开口部1b与各侧面1a之间的区分面1d之间介存有槽缝绝缘纸3。槽缝绝缘纸3被覆包括突起7在内的各侧面1a、底面1c以及区分面1d。因而,各线圈导体5通过槽缝绝缘纸3而与定子铁心32绝缘。此外,在各槽缝1内插入的线圈导体5间形成空隙9。由此,在槽缝1内,在线圈导体5间确保了空间绝缘距离。也就是说,突起7朝线圈导体5间的空隙9突出,使得在定子铁心32的半径方向上线圈导体5之间保持规定距离,并进行在槽缝1内相邻的线圈导体5的定位。

槽缝绝缘纸3是由绝缘片构件形成的板材也就是槽缝绝缘片。厚度例如为0.1mm~0.5mm。如图2所示,槽缝绝缘纸3没有用以将在槽缝1内相邻的线圈导体5之间绝缘的分隔部或重叠部。因此,槽缝绝缘纸3的结构较为简单。各线圈导体5通过被槽缝绝缘纸3被覆的突起7加以定位,在相邻的线圈导体5之间确保绝缘空间9。由此,不再需要使槽缝绝缘纸3具有用以确保在内外周方向上相邻插入的线圈导体5间的绝缘空间距离的刚性,从而能够设为仅考虑了绝缘性的厚度。因此,能够减薄槽缝绝缘纸3的厚度。如此,槽缝绝缘纸3没有分隔部或重叠部,此外,能够减薄其厚度,因此能够降低成本。此外,通过减薄槽缝绝缘纸3,使得线圈导体5的填充系数提高。

以下展示像图2所示那样在槽缝1内插入槽缝绝缘纸3及多个线圈导体5的步骤。

槽缝绝缘纸3在插入至槽缝1内之前,形成为具有图2所示那样的环状的剖面的筒状。也就是说,槽缝绝缘纸3以沿着槽缝1的内表面的方式大致形成为剖面U字形,还,在最内周侧的线圈导体5与槽缝1的开口部1b之间具有一端部3a和另一端部3b。槽缝绝缘纸3的一端部3a与另一端部3b的顶端重叠,其剖面形状大致为环状。槽缝绝缘纸3是将该环状剖面从定子铁心32的一端面32a延伸至另一端面32b而成的筒状的构件。将形成为该筒状的槽缝绝缘纸3像图2所示那样插入至槽缝1内。继而,在槽缝1内形成的各分隔区域8内插入线圈导体5。能以这种简单的步骤完成像图2所示那样在槽缝1内插入槽缝绝缘纸3及多个线圈导体5的作业。

根据上述实施方式1,取得下述效果。

(1)在定子铁心32的各槽缝1内,在槽缝1的长度方向上相互隔开而形成朝供线圈导体5插入的空间突出的多个突起7,利用槽缝绝缘纸3将形成有突起7的槽缝1的内表面被覆。被在周向上相对的一对突起7分隔而成的各个分隔区域8也被槽缝绝缘纸3覆盖。在该分隔区域8内插入各线圈导体5。由此,在线圈导体5间形成空隙9,通过空隙9使线圈导体5彼此绝缘。因而,与为了使线圈导体5彼此绝缘而将槽缝绝缘纸设为具有分隔部或重叠部的B字形的以往的结构相比,槽缝绝缘纸3及线圈导体5朝槽缝1内的插入变得容易,从而使得作业性提高。此外,槽缝绝缘纸3的形状变得简单,从而能够减小面积,因此能够降低成本。

(2)在定子铁心32的各槽缝1内,朝向供线圈导体5插入的空间而形成有多个突起7。因此,能够利用突起7来进行各线圈导体5的定位。由此,与不具备突起7而仅利用槽缝绝缘纸来进行定位的以往的结构相比,作业性提高,而且线圈导体5的定位的精度提高。此外,在不具备突起7而仅利用槽缝绝缘纸来进行定位的以往的结构中,为了能够抑制因负荷而发生变形这一情况,必须将槽缝绝缘纸设为具有规定以上的刚性即厚度的构件。相对于此,在上述实施方式1的结构中,仅考虑绝缘性即可,因此,能够减薄槽缝绝缘纸3的厚度,由此,还能降低成本。

(3)设为如下结构,即,在定子铁心32的各槽缝1内朝向供线圈导体5插入的空间而形成多个突起7、并利用槽缝绝缘纸3将突起7被覆,因此,如上所述,能够减薄槽缝绝缘纸3的厚度。伴随于此,能够提高线圈导体5的填充系数,从而能够实现小型化。

(4)在实施方式1的槽缝绝缘纸3上未形成有分隔部或重叠部。由于分隔部或重叠部会形成较大的弯折角度,因此槽缝绝缘纸容易裂开。与以往相比,实施方式1的槽缝绝缘纸3能够提高强度、从而提高品质。

再者,上述实施方式1例示的是在槽缝1内插入有线圈导体5及槽缝绝缘纸3的结构。但是,也可不使用槽缝绝缘纸3而是在线圈导体5的表面形成瓷漆膜等绝缘覆膜。在这种结构中,一方面也能利用槽缝1内的突起7来确保线圈导体5间的绝缘距离,另一方面能够削减在槽缝1内插入槽缝绝缘纸3的作业,从而使得在槽缝1内插入线圈导体5的装配作业更加高效。

-实施方式2-

图3表示本发明的实施方式2,是在轴向上的中间位置以垂直于轴向的面切割定子铁心而得的、将1个槽缝的内部放大后的剖视图。

在实施方式2中,在内外周方向上相邻插入的线圈导体5之间未设置有用以确保空间绝缘距离的空隙9。

各线圈导体5在其表面形成有绝缘覆膜。可以通过对线圈导体5的表面施以绝缘覆膜来确保线圈导体5彼此的绝缘性。因此,实施方式2的结构如下:将在内外周方向上相邻插入的线圈导体5彼此隔着绝缘覆膜地层叠,且在线圈导体5之间不形成空隙9。与实施方式1一样,各线圈导体5与定子铁心32是通过槽缝绝缘纸3来加以绝缘。

在实施方式2中也取得与实施方式1同样的效果。

尤其是在实施方式2中,由于在相邻插入在槽缝1内的线圈导体5之间未设置有用以确保空间绝缘距离的空隙9,因此能够进一步增大线圈导体5的填充系数。因此,对于旋转电机100的小型化较为有利。

-实施方式3-

图4表示本发明的实施方式3,是从定子铁心的一端面侧观察定子铁心的一部分的放大立体图。

在实施方式3中,使槽缝绝缘纸3从定子铁心32的一端面32a突出,在该突出部分15的端部16形成有朝配置有定子铁心32那一侧的相反侧弯折而成的回折部11。

在实施方式1中,整个槽缝绝缘纸3收容在槽缝1内,在将线圈导体5插入至槽缝1内时,槽缝绝缘纸3容易被线圈导体5拉拽而在定子铁心32的轴向上发生错位。

相对于此,在实施方式3中,使槽缝绝缘纸3从定子铁心32的一端面32a突出,在该突出部分15的端部16形成有朝配置有定子铁心32那一侧的相反侧弯折而成的回折部11。因此,在将线圈导体5插入至槽缝1内时,能够抑制槽缝绝缘纸3在定子铁心32的轴向上发生错位。

再者,在具有分隔部或重叠部的B字形的以往的槽缝绝缘纸中,难以弯折槽缝绝缘纸的端部。在本发明的实施方式中,可以通过槽缝1内设置的突起7而以相互隔开的状态保持线圈导体5。由此,可以将槽缝绝缘纸3设为沿着槽缝1的周面的大致矩形的简单形状,从而能够在槽缝绝缘纸3的突出部分15的端部16形成回折部11。

实施方式3的其他结构与实施方式1相同。因此,在实施方式3中也取得与实施方式1同样的效果。

作为上述实施方式1~3中的线圈导体5,可以使用分段线圈导体。分段线圈导体是设为一对直线状导体的一端侧连结、另一端侧不连结的U字形或V字形的构件。分段线圈导体的各直线状导体从定子铁心32的一端面32a侧隔着规定数量的槽缝1而分别插入,从定子铁心32的另一端面32b侧突出至外侧的另一端部与另一分段线圈导体接合。由此,形成各相定子绕组36。

在上述实施方式中,线圈导体5例示的是称为扁平线的、剖面形状为大致矩形的构件。但线圈导体5也可设为圆线型。

在上述实施方式中,例示了在槽缝1内插入6个线圈导体5的结构,但本发明可以运用于槽缝1内插入的线圈导体5的数量为2个以上的旋转电机100。

突起7的形状不限于剖面三角形状。可以设为矩形剖面、圆弧状剖面等任意形状。

此外,也能将本发明运用于外转子。

上文中,对各种实施方式及变形例进行了说明,但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本发明的范围内。

符号说明

1 槽缝

1a 侧面

3 槽缝绝缘纸(绝缘构件、槽缝绝缘片)

3a 一端部

3b 另一端部(端部)

5 线圈导体(分段线圈导体)

7 突起

9 空隙

11 回折部

15 突出部分

30 定子

32 定子铁心

32a 一端面

32b 另一端面

33 轴(转轴)

36 定子绕组

50 转子

100 旋转电机。

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