旋轉電機和旋轉電機的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種旋轉電機，其包括：定子，其具有：形成有在周向排列的多個槽的定子鐵芯；和插入于該定子鐵芯的槽內的帶絕緣覆膜的定子線圈；和以相對于定子鐵芯隔著規(guī)定間隙能夠旋轉的方式配置的轉子，其中，定子線圈包括：連接有多個將矩形截面的導體預先成形為大致U字形狀的分段線圈的多相的主線圈；第一副線圈，其包括從槽引出的用于安裝交流端子的引線，與各主線圈的一個端部連接；和第二副線圈，其包括從槽引出的中性線，與各主線圈的另一個端部連接，引線和中性線，由包括多個直線部和彎曲部的彎折構造的導體構成。
【專利說明】旋轉電機和旋轉電機的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及旋轉電機和旋轉電機的制造方法。
【背景技術】
[0002]旋轉電機通過將交流電力供給到定子繞組來產生旋轉磁場，利用該旋轉磁場使轉子旋轉。另外，能夠將施加于轉子的機械能轉換為電能從線圈輸出交流電力。像這樣，旋轉電機作為電動機或發(fā)電機工作。作為這樣的旋轉電機的定子，已知使外部連接側引出部在定子鐵芯的上部在軸向上延長配置，在其兩側配置中性線的結構(例如參照專利文獻I)。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2011-015459號公報
【發(fā)明內容】
[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]在將這種旋轉電機裝載于汽車的情況下，由于要安裝在限制得很狹窄的空間中，因此要求小型化。線圈端部的上部為了確保與傳動部的間隙，優(yōu)選使中性線的引繞等的凸部區(qū)域較窄。但是，在這種旋轉電機中，存在鐵芯背部(core back)、線圈端部變大而在軸向或徑向上突出的問題。
[0008]用于解決課題的技術方案
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種旋轉電機，其包括:定子，該定子具有:形成有在周向排列的多個槽的定子鐵芯；和插入于該定子鐵芯的槽內的帶絕緣覆膜的定子線圈；和以相對于定子鐵芯隔著規(guī)定間隙能夠旋轉的方式配置的轉子，其中定子線圈包括:連接有多個將矩形截面的導體預先成形為大致U字形狀的分段線圈的多相的主線圈；第一副線圈，其包括從槽引出的用于安裝交流端子的引線，與各主線圈的一個端部連接；和第二副線圈，其包括從槽引出的中性線，與各主線圈的另一個端部連接，引線和中性線，由包括多個直線部和彎曲部的彎折構造的導體構成。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，旋轉電機的制造方法是制造上述方式的旋轉電機的方法，通過依次進行多次使成形銷與導體抵接并使該導體彎曲的成形加工，形成多個彎曲部。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)鐵芯背部和線圈端部的小型化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的旋轉電機的整體結構的示意圖。
[0014]圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的旋轉電機的定子的立體圖。
[0015]圖3是定子鐵芯132的立體圖。
[0016]圖4是表示電磁鋼板133的圖。[0017]圖5是表示轉子150和定子130的截面的圖。
[0018]圖6是表示定子線圈138的立體圖。
[0019]圖7是表示星形接線的圖。
[0020]圖8是表示定子線圈138U的立體圖。
[0021]圖9是表示定子線圈138U1的立體圖。
[0022]圖10是表示定子線圈138U2的立體圖。
[0023]圖11是說明分段線圈28的連接方法的圖。
[0024]圖12是圖9所示的引線500U1的部分的放大圖。
[0025]圖13是說明引線500U1的成形加工的圖，是從定子鐵芯132的中心側看引線500U1的圖。
[0026]圖14是說明引線500U1的成形加工的圖，是沿軸向看引線500U1的圖。
[0027]圖15是表示Ul相線圈的引線500U1和U2相線圈的引線500U2的圖。
[0028]圖16是表示圖6的中性線連接部712的部分的圖。
[0029]圖17是表示連接于交流端子41U的Ul相和Ul相的引線的圖。
[0030]圖18是表示在中性線連接部712連接的中性線712U2、712V2、712W2的圖。
[0031]圖19是表示第二實施方式的定子線圈的繞線結構的圖。
[0032]圖20是表示橋接線400U的圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0034]第一實施方式
[0035](旋轉電機的整體結構)
[0036]本實施方式的旋轉電機，是適于在汽車行駛中使用的旋轉電機。在此，作為使用旋轉電機的所謂電動汽車，存在具有發(fā)動機和旋轉電機這兩者的混合型的電動汽車(HEV)和不具有發(fā)動機僅利用旋轉電機行駛的純粹的電動汽車(EV)，以下說明的旋轉電機能夠用于這兩種類型，這里作為代表基于用于混合型的汽車的旋轉電機進行說明。
[0037]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的旋轉電機100的整體結構的示意圖。圖1中使旋轉電機100的一部分為截面，來表示旋轉電機100的內部。如圖1所示，旋轉電機100配置于箱體10的內部，包括:外殼112 ;固定于外殼112且具有定子鐵芯132的定子130 ;和旋轉自如地配置于該定子內的轉子150。箱體10由發(fā)動機的箱體或變速機的箱體構成。
[0038]該旋轉電機100是永磁體內置型的三相同步電機。旋轉電機100作為通過對在定子鐵芯132上卷繞的定子線圈138供給三相交流電流，使轉子150旋轉的電動機工作。另夕卜，旋轉電機100當被發(fā)動機驅動時，作為發(fā)電機工作而輸出三相交流的發(fā)電電力。即，旋轉電機100具有作為基于電能產生旋轉轉矩的電動機的功能，和作為基于機械能進行發(fā)電的發(fā)電機的功能這兩個功能，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)能夠有選擇地使用上述功能。
[0039]定子130固定于外殼112。定子130通過用螺栓12將設置于外殼112的凸緣115固接于箱體10，從而被固定保持在箱體10內。固定于軸118的轉子150，被箱體10的軸承14A、14B支承，能夠旋轉地被保持在定子鐵芯132的內側。
[0040]圖2是表示安裝于外殼112的定子130的立體圖。外殼112通過對厚度2?5mm左右的鋼板(高張力(抗拉強度)鋼板等)進行深拉加工從而形成為圓筒形狀。在外殼112的軸向一端設置有凸緣115，如上所述用螺栓固定于箱體10 (參照圖1)。凸緣115通過深拉加工與外殼112形成為一體。另外，也可以不設置外殼112而將定子130直接固定于箱體10。
[0041]定子130固定于外殼112的內周側,具有圓筒狀的定子鐵芯132和安裝于該定子鐵芯132的定子線圈138。圖3是定子鐵芯132的立體圖。定子鐵芯132將圖4所示的電磁鋼板133層疊多個而形成。電磁鋼板133的厚度為0.05?1.0mm程度,通過沖壓加工或蝕刻加工而成形。層疊后的電磁鋼板133通過熔接而被固定。圖3所示的例子中，熔接部200表示這一情況。通過該熔接，層疊的各電磁鋼板133被連接，并且壓入到外殼112時的緊固力引起的電磁鋼板133的變形受到抑制。
[0042]在定子鐵芯132，在軸向延伸的多個槽420以在周向成為等間隔的方式形成。槽420的個數(shù)例如在本實施方式中為72個。如圖2所示，在槽420收納有定子線圈138。在圖3所示的例子中，槽420為開槽，在定子鐵芯內周側形成有開口。該開口的周向的寬度與安裝有定子線圈138的各槽420的線圈安裝部大致相等，或者比線圈安裝部略小。
[0043]另外，在各槽420內配置有絕緣紙300。絕緣紙300配置于槽420、線圈端部140a、140b。配置于槽420的絕緣紙300 (所謂的槽內襯)，配置在插通于槽420中的線圈的相互之間和線圈與槽420的內表面之間。由此，實現(xiàn)線圈間和線圈與槽420的內表面之間的絕緣耐壓的提聞。
[0044]另外，配置于線圈端部140a、140b的絕緣紙300，為了實現(xiàn)線圈端部140a、140b的相間絕緣、導體間絕緣而環(huán)狀地配置于線圈間。像這樣，本實施方式的旋轉電機100，在槽420的內側、線圈端部140a、140b配設有絕緣紙300，因此即使線圈的絕緣覆膜受到損傷或者劣化，也能夠保持必要的絕緣耐壓。另外，絕緣紙300例如為耐熱聚酰胺紙的絕緣片，厚度為0.1?0.5mm程度。
[0045]在槽420間形成有齒430，各個齒430與環(huán)狀的鐵芯背部440形成一體。定子鐵芯132是各齒430和鐵芯背部440 —體成形的一體型鐵芯。齒430起到將由定子線圈138產生的旋轉磁場引導至轉子150，在轉子150產生旋轉轉矩的作用。
[0046]圖3所示的定子鐵芯132，通過燒嵌(熱套)于上述的圓筒狀的外殼112的內側而被嵌合固定。作為具體的組裝方法，例如首先配置定子鐵芯132，使預先加熱而利用熱膨脹使內徑擴大了的外殼112與該定子鐵芯132嵌合。接著，通過將外殼112冷卻而使內徑收縮，利用該熱收縮緊固定子鐵芯132的外周部。
[0047]將外殼112的內徑尺寸設定為比定子鐵芯132的外徑尺寸小規(guī)定值，使得定子鐵芯132不會因運轉時的轉子150的轉矩的反作用而相對于外殼112空轉。其結果是，通過燒嵌嵌合將定子鐵芯132牢固地固定在外殼112內。將常溫下的定子鐵芯132的外徑與外殼112的內徑之差稱為過盈量(interference),通過設想旋轉電機100的最大轉矩來設定該過盈量，從而外殼112能夠利用規(guī)定的緊固力保持定子鐵芯132。另外，并不限定于定子鐵芯132通過燒嵌而嵌合固定的情況,也也可以通過壓入來嵌入固定于外殼112。
[0048]圖5是說明轉子150的圖，是表示轉子150和定子130的截面的圖。另外，為了避免繁瑣，省略了軸118、收納于槽420的內部的定子線圈138、絕緣紙300。如圖5所示，轉子150具有轉子鐵芯152和在形成于該轉子鐵芯152的磁體插入孔被保持的永磁體154。[0049]在轉子鐵芯152，長方體形狀的磁體插入孔在外周部附近在周向上等間隔地形成。在各磁體插入孔中埋入永磁體154，用粘著劑等固定。磁體插入孔的圓周方向的寬度形成得比永磁體154的圓周方向的寬度大,在永磁體154的兩側形成有磁空隙156。該磁空隙156中也可以埋入粘著劑，用樹脂與永磁體154固定為一體。
[0050]永磁體154形成轉子150的場磁極。另外，本實施方式中，采用由一個永磁體154形成一個磁極的結構，但也可以采用由多個永磁體形成一個磁極的結構。通過將用于形成各磁極的永磁體增加為多個，永磁體發(fā)出的各磁極的磁通密度變大，能夠增大磁轉矩。
[0051]永磁體154的磁化方向為朝向徑向，按每個場磁極反轉磁化方向的朝向。S卩,用于形成某個磁極的永磁體154的定子側的面磁化為N極，軸側的面磁化為S極時，形成相鄰磁極的永磁體154的定子側的面磁化為S極，軸側的面磁化為N極。本實施方式中，12個永磁體154配置成以在圓周方向上等間隔地按每個磁極交替地改變磁化方向的方式進行磁化。其結果是，轉子150形成12個磁極。
[0052]另外，永磁體154也可以在磁化后埋入到轉子鐵芯152的磁體插入孔，也可以在磁化前插入到轉子鐵芯152的磁體插入孔，之后施加強磁場將其磁化。
[0053]但是，磁化后的永磁體154磁力強，在將永磁體154固定到轉子150前使磁體磁化時，在永磁體154的固定時在其與轉子鐵芯152之間產生強吸引力，該吸引力妨礙操作。另夕卜，有可能由于強吸引力導致鐵粉等廢物附著于永磁體154。因此，將永磁體154插入到轉子鐵芯152的磁體插入孔之后進行磁化的方式能夠提高旋轉電機100的生產性，因此優(yōu)選。在此，作為永磁體154能夠使用釹類、釤類的燒結磁體、鐵氧體磁體、釹類的粘結磁體等，但永磁體154的殘留磁通密度優(yōu)選0.4?1.3T左右，釹類的磁體更適合。
[0054]本實施方式中，在形成磁極的各永磁體154間形成有輔助磁極160。該輔助磁極160發(fā)揮作用使得定子線圈138所產生的q軸的磁通的磁阻變小。而且，利用該輔助磁極160，q軸的磁通的磁阻與d軸的磁通的磁阻相比變得非常小，因此產生大的磁阻轉矩。
[0055]通過將三相交流電流供給到定子線圈138在定子130產生旋轉磁場時，該旋轉磁場作用于轉子150的永磁體154而產生磁轉矩。對轉子150施加該磁轉矩，產生上述的磁阻轉矩，因此上述的磁轉矩和磁阻轉矩兩者的轉矩作為旋轉轉矩作用于轉子150，能夠得到大的旋轉轉矩。
[0056](定子線圈的說明)
[0057]圖6是表示三相的定子線圈138的立體圖。定子線圈138用圖7所示的星形接線的結構連接。本實施方式中，采用并聯(lián)連接有2個星形接線的2星結構的定子線圈138。即，具有Ul相、Vl相和Wl相的星形接線，和U2相、V2相和W2相的星形接線，Ul和U2相的引線通過交流端子41U匯成I個，Vl和V2相的引線通過交流端子41V匯成I個，Wl和W2相的引線通過交流端子41W匯成I個。NI和N2為各自的星形接線的中性點。
[0058]另外，定子線圈138以分布繞組的方式卷繞的。所謂分布繞組，是以在跨多個槽420相互離開的兩個槽420中收納有相繞組線圈的方式，將相繞組線圈卷繞于定子鐵芯132的繞組方式。本實施方式中，采用分布繞組作為繞組方式，因此具有形成的磁通分布與集中繞組相比更接近正弦波，容易產生磁阻轉矩的特征。因此，該旋轉電機100能夠提高弱磁場控制和活用磁阻轉矩的控制的控制性，能夠在從低旋轉速度至高旋轉速度的廣旋轉速度范圍中使用，能夠得到適用于電動汽車的優(yōu)秀的電動機特性。[0059]定子線圈138的截面可以為圓形，也可以為四邊形。但是，通過采用盡可能有效地利用槽420的內部的截面、減小槽內的空間的結構，具有提聞效率的傾向，因此從提聞效率的方面考慮截面為四邊形的方式更為優(yōu)選。另外，定子線圈138的截面的四邊形，可以是定子鐵芯132的周向短、徑向長的形狀，也可以是相反地周向長、徑向短的形狀。本實施方式中，定子線圈138使用在各槽420內，定子線圈138的長方形截面是在定子鐵芯132的周向較長、在定子鐵芯132的徑向較短的形狀的平角線圈。另外，該平角線圈的外周由絕緣覆膜覆蓋。
[0060]圖6所示的定子線圈138，如圖2所示，整體上6系統(tǒng)(U1、U2、V1、V2、W1、W2)的線圈緊貼于定子鐵芯132地安裝。而且，構成定子線圈138的6系統(tǒng)的線圈，利用槽420相互保持適當?shù)拈g隔地排列。如圖6所示，在定子線圈138中的一方的線圈端部140a側，配置有作為UVW三相各自的輸入輸出用端子的交流端子41U、41V、41W和中性線連接部711、712。
[0061]另外，為了提高旋轉電機100的組裝的操作性，用于接受三相交流電力的交流端子41U、42V、43W配置成從線圈端部140a向定子鐵芯132的軸向外部突出。而且，定子130經由該交流端子41U、42V、43W與未圖示的電力轉換裝置連接，由此被供給交流電力。
[0062]如圖2和圖6所示，作為從定子鐵芯132向軸向外方伸出的部分的線圈端部140a、140b，整體上整齊地配置，具有實現(xiàn)旋轉電機整體的小型化的效果。另外，出于提高絕緣特性的可靠性的觀點也優(yōu)選線圈端部140a、140b整齊。
[0063]圖8是表示卷繞于定子鐵芯132的U相的定子線圈138U的立體圖。圖9、10是表示構成定子線圈138U的Ul相的定子線圈138U1和U2相的定子線圈138U2的立體圖。根據(jù)圖9、10可知，定子線圈138是通過U字形狀的多個分段線圈28彼此連接而形成的分段型線圈。分段線圈28中，頭頂部28c配置于一方的線圈端部140a。另外，分段線圈28的兩端部28E、28E，在另一方的線圈端部140b與其他的分段線圈28連接。
[0064]圖11是說明分段線圈28的連接方法的圖。安裝到定子鐵芯132的槽420之前的分段線圈28，如圖示上側所示，預先成形為由山形的頭頂部28c和直線部28b構成的U字形狀。各分段線圈28從定子鐵芯132的線圈端部140a側(參照圖2)插入到槽420內。插入到槽420內后，在定子鐵芯132的相反側(圖2的線圈端部140b側)突出的直線部28b，向要連接的相鄰的分段線圈方向彎折，進而將端部28E向圖示下方彎折。然后，通過熔接等將該端部28E和其相鄰的分段線圈28的端部28E連接。
[0065]通過這樣的方式形成連接有多個分段線圈28的主線圈。然后，在由分段線圈28構成的主線圈的兩端連接包含引線的副線圈和包含中性線的副線圈，形成I個相線圈。像這樣，在主線圈中，通過使用作為預先成形的導體的分段線圈28，確保導體間的絕緣，成為不對絕緣覆膜造成負擔的結構。
[0066]在圖9所示的Ul相的定子線圈138U1中，連接交流端子41U的副線圈701U1，具有收于定子鐵芯132的槽的部分和從槽引出的引線500U1。本實施方式的定子線圈138中，副線圈701U1收于槽的最外周側的層。引線500U1具有以彎曲的方式彎折的彎折部501U1和連接交流端子41U的端子部502U1。副線圈701U1在線圈端部140b側，與設置于Ul相的主線圈的一端的分段線圈28的端部28E連接。另外，在設置于主線圈的另一端的分段線圈28連接有具有中性線71 IUl的副線圈702U1。
[0067]另一方面，在圖10所示的U2相的定子線圈138U2的情況下，連接交流端子41U的副線圈701U2，也具有收于定子鐵芯132的槽的部分和從槽引出的引線500U2。副線圈701U2收于槽的最內周側的層。引線500U2具有以彎曲的方式彎折的彎折部501U2和連接交流端子41U的端子部502U2。彎折部501U2向與Ul相的彎折部501U1相反的方向引出。副線圈701U2在線圈端部140b側，與設置于U2相的主線圈的一端的分段線圈28的端部28E連接。另外，在設置于主線圈的另一端的分段線圈28，連接有具有中性線712U2的副線圈702U2。
[0068]端子部502U1、502U2,從線圈端部140a向定子鐵芯132的外周方向，以與線圈端部140a大致垂直的方式彎折。雖然省略了說明，但U相、V相和W相的定子線圈也具有與U相線圈相同的結構，U相、V相和W相的定子線圈在周向上分別隔開規(guī)定槽間距而配置。如圖6所示，交流端子41U、41V、41W，為了與線纜連接而集中配置于I個部位，以全部朝向同一方向(與線圈端部140a大致垂直的方向)的方式相互平行地配置。
[0069]交流端子41U、41V、41W集中于定子鐵芯132的規(guī)定槽數(shù)以內的周向范圍。例如，在為了確保彼此的絕緣而每一相確保有3個槽的量的情況下，整體上能夠集中在9個槽左右的范圍，但不限定于9個槽。如圖6所示，交流端子41U、41V、41W以各相彼此大致平行的方式使各端子部彎曲。U、V、W各相配置成端子部平行地聚齊，因此能夠提高端子部的剛性。此時，被施加過大的張力或壓縮力的端子部彼此鄰接從而吸收張力、壓縮力，能夠抑制端子部發(fā)生疲勞破壞。
[0070]如圖6所示，為了將設置有交流端子41U、41V、41W的部分與線纜連接而集中于一個部位，使線圈端部140a的上部的中性線圈引繞等的凸部區(qū)域變窄，從而能夠確保與傳動部的間隙。另外，成為使它們集中于一個部位并且考慮了導體間的絕緣確保和制作上的操作性的簡單的結構。
[0071]進一步，如圖2所示，通過使線圈端部140a上的中性線711的引繞的凸部區(qū)域變窄，線圈端部140a變低。因此，Ul相、Vl相和Wl相的中性線711UU711VU711W1在線圈端部140a上在交流端子41U、41V、41W的圖示左側引繞連接，另一方面，U2相、V2相和W2相的中性線712U2、711V2、711W2在線圈端部140a上在交流端子41U、41V、41W的圖示右側引繞連接。
[0072]本實施方式中，從線圈端部140a引出的引線500U1、500U2和中性線711U1、712U2以線圈端部140a上的鋪設成為更短的路徑的方式彎折，由此使線圈端部140a和鐵芯背部440變小，減小繞組電阻。以下對引線500U1、500U2的彎曲形狀和中性線711U1、712U2的彎曲形狀進行說明。
[0073]圖12是圖9所示的引線500U1的部分的放大圖。另外，交流端子41U省略圖示。圖12所示的引線500U1由第一導體部51 IUl、第二導體部512U1和上述的端子部502U1構成。第一導體部511U1是從副線圈701U1的直線部(插入到槽420內的部分)向斜上方立起，直到分段線圈28的頭頂部28c的上方的部分，沿頭頂部28c描繪弧線。
[0074]另外，第二導體部512U1是在多個頭頂部28c上鋪設的導體部分(參照圖6)。另夕卜，圖12中分段線圈僅圖示了 2個，因此頭頂部28c也是2個，但實際上如圖6所示，在線圈端部140a圓弧狀地排列有多個頭頂部28c。進一步，端子部502U1以從第二導體部512U1向線圈端部140a的外周方向大致直角地彎曲的方式折彎。另外，在圖12所示的例子中，端子部502U1中平角線的寬幅的面配置在上下方向上的方式，從第二導體部512U1 —度向上方立起再向外周方向彎折。[0075]本實施方式中，如圖12所示具有復雜形狀的引線500U1的成形，使用成形加工(自動成形加工)?，F(xiàn)有技術中，具有絕緣覆膜的平角線的成形不使用成形加工，而使用模壓成形以成形為更加簡略的形狀。另外，關于分段線圈28的成形，與現(xiàn)有技術同樣地使用利用模壓的成形。
[0076]圖13、14是說明引線500U1的成形加工的圖。圖13是從定子鐵芯132的中心側看的圖，圖14是從線圈端部140a的上方沿軸向看的圖。根據(jù)圖13、14可知，引線500U1立體地(三維地)彎折，這樣的形狀非常難以使用模壓來成形。
[0077]圖13、14所示的例子中，基于成形加工的彎曲加工，以圖13、圖14 (a)、圖14 (b)的順序進行。另外，Pl?P12表示進行成形加工時的成形銷的位置，以Pl?P12的順序進行彎曲加工。圖13中，使銷接觸平角線的窄幅的面進行彎曲加工。以銷位置P1、P2、P3的順序將副線圈701U1彎曲，形成成為第一導體部511U1、第二導體部512U1和端子部502U1的部分。
[0078]接著，圖14中，使銷接觸平角線的寬幅的面進行彎曲加工。通過以銷位置P4、P5、P6、P7、P8的順序彎曲，形成第一導體部511U1的最終形狀。第一導體部511U1在線圈端部徑向上彎曲。接著，通過以銷位置P9、P10、P11的順序彎曲，形成第二導體部512U1的最終形狀。最后，在銷位置P12彎折90度，形成端子部502U1的部分。
[0079]像這樣，引線500U1通過成形加工被彎折，因此如圖12所示，包括成形銷所抵接的多個彎曲部B和在彎曲部B與相鄰的彎曲部B之間的直線部S。在彎曲部B的銷抵接部分形成有成形銷的壓痕。像這樣進行多次彎折，由此即使彎折部501U1為復雜的曲線形狀，也能夠用折線精度良好地進行近似。另外，在線圈端部140a的頂部附近以彎曲的方式鋪設的第二導體部512U1，形成有至少2個以上的彎曲部B，使得與理想的形狀更近似。
[0080]圖15是表示Ul相線圈的引線500U1和U2相線圈的引線500U2的圖。引線500U1的端子部502U1和引線500U2的端子部502U2，與共用的交流端子41U連接。由于交流端子41U的配置的關系，引線500U1、500U2的長度不同。另外，彎折部501U1和彎折部501U2中鋪設的位置不同，因此彎折形狀也不同。如圖15所示，將Ul相線圈的引線500U1和U2相線圈的引線500U2在交流端子41U連接時的形狀為梯形，因此能夠提高剛性。由此，與懸臂結構相比能夠降低線圈自身的固有振動頻率。
[0081]圖16是表示圖6的中性線連接部712的部分的圖。中性線連接部712是U2相的中性線712U2、V2相的中性線712V2和W2相的中性線712W2連接的部分，是與圖7的中性點N2對應的部分。U2、V2、W2相的副線圈702U2、702V2、702W2所插入的槽分別隔開規(guī)定槽間隔，因此與之相應地中性線712U2、712V2、712W2的長度不同，形狀也彼此不同。
[0082]如果如圖15所示連接交流端子41U，則如圖17所示，在作為副線圈701U1、701U2的從槽引出的部分的彎折部501U1、501U2形成絕緣膜600，由此在這些部分保證充分的絕緣耐壓。作為絕緣膜600，適合使用例如絕緣粉體涂裝膜。絕緣粉體涂裝所用的涂裝材料(粉體)能夠使用電絕緣用環(huán)氧樹脂等。同樣地，如果如圖16所示連接3根中性線712U2、712V2、712W2，則如圖18所示在這些引出的部分形成絕緣膜600。
[0083]第二實施方式
[0084]圖19、20是說明本發(fā)明的第二實施方式的圖。在上述的第一實施方式中定子線圈138采用二星形接線結構，但在第二實施方式中，使用同樣的分段線圈28如圖19所示采用一星形接線結構。在看U相線圈的情況下，用符號U1、U2表示的線圈為與圖7所示的Ul相線圈和U2相線圈相同的結構，因此用橋接線400U將線圈Ul和線圈U2連接。關于V相和W相也同樣。用橋接線400U、400V、400W連接的U相、V相和W相線圈，在中性點N連接。 [0085]圖20表示橋接線400U，橋接線400U和400W也是同樣的結構。在此作為代表以橋接線400U為例進行說明。橋接線400U包括插入到槽內的直線導體部703a、703b和連接直線導體部703a、703b的連結部500。另外，連結部500是引出至槽外的部分，包括作為來自槽的引出部分的斜行部500a、500b和在線圈端部上鋪設的鋪設部500c。斜行部500a、500b配置于分段線圈28組的間隙。
[0086]從直線導體部703b以斜行部500b的方式引出的導體，向相反方向彎折之后，與斜行部500a連接。本實施方式中，除了第一實施方式中記載的引線和中性線之外，橋接線400U的連結部500的成形應用成形加工。這樣復雜形狀的橋接線400U，通過由成形加工來成形，能夠容易的得到由接近理想曲線的彎折線形成的連結部500。即，連結部500包括直線部和彎曲部。
[0087]在上述的實施方式中，發(fā)揮如下所述的作用效果。
[0088](I)如圖6、8、9、10所示，定子線圈138U1包括:連接有多個將矩形截面的導體預先成形為大致U字形狀的分段線圈28的主線圈；副線圈701U1，其包括從槽420引出并用于安裝交流端子41U的引線500U1，與主線圈的一個端部連接；和副線圈702U1，其包括從槽引出的中性線711U1，與主線圈的另一個端部連接。圖6所示的定子線圈138設置有6組這樣的相線圈譏、似、￥1、￥2、11、評2。而且，例如，副線圈701U1的引線500U1和第二副線圈702U1的中性線711U1，由包括多個直線部S和彎曲部B的彎折結構的導體構成。
[0089]通過使引線500U1和中性線711U1為彎折結構的導體，容易使引線500U1和中性線711U1的形狀更接近理想形狀。由此，能夠抑制不必要的鋪設，能夠實現(xiàn)線圈使用量的降低和繞組電阻的降低。另外，能夠實現(xiàn)線圈端部140a上的鋪設的小型化，能夠使線圈端部140a和鐵芯背部440變小。
[0090](2)進一步，引線500U1具有:從槽引出直至分段線圈28的頭頂部28c的第一導體區(qū)域即第一導體部511U1 ;設置于引線前端部的端子連接區(qū)域即端子部502U1 ;和在該端子部502U1與第一導體部511U1之間的線圈端部鋪設區(qū)域即第二導體部512U1。而且，以形成2個以上的彎曲部B的方式將第二導體部512U1立體地彎折，由此能夠使在線圈端部140a上鋪設的第二導體部512U1的形狀接近理想的形狀。其結果是，能夠抑制由于鋪設引線500U1而導致的線圈端部整體的高度增加。
[0091](3)此外，在使用圖19所示的橋接線400U~400W的繞組結構的情況下，如圖20所示，通過使連結部500由包括多個直線部和彎曲部的彎折結構的導體構成，能夠使鋪設在線圈端部上的導體的形狀更接近理想的形狀，能夠抑制線圈端部整體大型化。
[0092](4)彎曲部通過使成形銷與導體抵接并使該導體彎曲的成形加工而形成。而且，通過使用自動成形加工機能夠容易地形成彎折結構。進行成形加工時，在導體表面，成形銷引起的壓痕形成于彎曲部。分段線圈28的總數(shù)多，能夠被分為多種形狀。另外，因為形狀是比較簡單的形狀，所以分段線圈28的成形從成本方面考慮也適用現(xiàn)有技術那樣使用模具的成形。另一方面，引線、中性線的個數(shù)在二星形接線的定子線圈中也有12根，且形狀各自不同，形狀復雜。因此，分別用模具成形的成本非常高。[0093]另一方面，在通過成形加工對引線和中性線進行彎曲加工時，不論是哪種形狀都容易應對，能夠自如地成形為任意的形狀。進一步，通過分為使用NC成形來成形引線和中性線的工序和使用模具來成形多個分段線圈的工序，能夠提高生產性。另外，能夠減少模具并制作穩(wěn)定形狀的線圈。
[0094](5)通過使彎曲部的彎曲半徑全部為相同尺寸，能夠用相同的成形銷連續(xù)地進行彎曲加工，能夠省掉更換銷的頻率，因此能夠提高生產性。另外，彎折部通過為相同彎折能夠使對線圈的絕緣覆膜造成的損傷均勻，成為絕緣性優(yōu)異的線圈。
[0095](6)進一步，通過在形成直線部和彎曲部的導體區(qū)域形成絕緣膜600，與導體的絕緣覆膜共同作用得到充分的絕緣耐壓。
[0096](7)另外，定子線圈138成為引線和中性線從槽的最內周側或最外周側引出的繞組結構，由此能夠使引線和中性線的鋪設容易進行并且抑制長度，能夠使線圈端部140a和鐵芯背部440變小。本實施方式中，采用如下的繞組結構:將引線41U、41V1、41W與軸向垂直地、相互平行地排列配置，使中性線711、712配置在引線41U、41V1、41W的周向外側相反方向上(參照圖6)。通過采用這樣的方式，成為引線和中性線從槽的最內周側或最外周側引出的結構。另外，成為使引繞的凸部區(qū)域變窄而確保與傳動部的間隙，并且使引線集中于一個部位且考慮了導體間的絕緣確保和制作上的操作性的簡單的結構。
[0097]另外，以上的說明僅是一例，在解釋發(fā)明時，上述實施方式的記載事項與權利要求的范圍的記載事項的對應關系沒有任何限定。在本發(fā)明的技術思想的范圍內考慮的其他的方式也包含在本發(fā)明的范圍內。例如，在上述的實施方式中以在轉子具有永磁體的旋轉電機為例進行了說明，但本發(fā)明也同樣能夠適用于感應電動機等旋轉電機的定子。另外，也能夠應用于車輛驅動用旋轉電機以外的部件。
[0098]作為引文引入下面的優(yōu)先權基礎申請的公開內容。
[0099]日本專利申請2011年第207403號(2011年9月22日申請)。
【權利要求】
1.一種旋轉電機，其特征在于，包括: 定子，其具有:形成有在周向排列的多個槽的定子鐵芯；和插入于該定子鐵芯的所述槽內的帶絕緣覆膜的定子線圈；和 以相對于所述定子鐵芯隔著規(guī)定間隙能夠旋轉的方式配置的轉子，其中 所述定子線圈包括: 連接有多個將矩形截面的導體預先成形為大致U字形狀的分段線圈的多相的主線圈；第一副線圈，其包括從所述槽引出的用于安裝交流端子的引線，與所述各主線圈的一個端部連接；和 第二副線圈，其包括從所述槽引出的中性線，與所述各主線圈的另一個端部連接， 所述引線和所述中性線，由包括多個直線部和彎曲部的彎折構造的導體構成。
2.如權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于: 所述引線具有:從所述槽引出直至所述分段線圈的頭頂部的第一導體區(qū)域；用于安裝設置于引線前端部的所述交流端子的端子連接區(qū)域；和在該端子連接區(qū)域與所述第一導體區(qū)域之間的線圈端部鋪設區(qū)域， 在所述線圈端部鋪設區(qū)域的導體形成有2個以上所述彎曲部。
3.如權利要求1或2所述的旋轉電機，其特征在于: 所述各相的主線圈是由橋接線圈連接2個分割主線圈的結構， 所述橋接線圈具有以跨2個所述槽的方式引出到槽外的連結區(qū)域， 所述連結區(qū)域由包括多個直線部和彎曲部的彎折構造的導體構成。
4.如權利要求1?3中任一項所述的旋轉電機,其特征在于: 所述彎曲部是通過使成形銷與導體抵接并使該導體彎曲的成形加工而形成的彎曲部，成形銷的壓痕形成于所述彎曲部。
5.如權利要求4所述的旋轉電機，其特征在于: 所述彎曲部的彎曲半徑全部為相同尺寸。
6.如權利要求1?5中任一項所述的旋轉電機,其特征在于: 在形成所述直線部和彎曲部的導體區(qū)域形成有絕緣涂膜。
7.如權利要求1?6中任一項所述的旋轉電機,其特征在于: 所述定子鐵芯具有所述引線和所述中性線從所述槽的最內周側或最外周側引出的繞組結構。
8.一種旋轉電機的制造方法，其特征在于: 制造權利要求1所述的旋轉電機，其中， 通過依次進行多次使成形銷與導體抵接并使該導體彎曲的成形加工，形成所述多個彎曲部。
【文檔編號】H02K15/06GK103733481SQ201280039795
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權日:2011年9月22日
【發(fā)明者】中山健一, 森嘉己, 大森高廣, 貝森友彰, 后藤剛志, 岡本博光, 西川直希, 玄元孝 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社