定子、旋轉電機、車輛以及定子的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種線圈端部小且結構簡單的定子、旋轉電機、車輛以及能夠簡單地制造的定子的制造方法。一種定子，具有分布卷繞地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈，其具有定子鐵芯模塊以及模塑端，其中定子鐵芯模塊具有將線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內的定子鐵芯，模塑端是將線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的，定子鐵芯模塊的直線導體部在從定子鐵芯向模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部，模塑端的線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部，并且定子具有接合第一接合部和第二接合部的結構。
【專利說明】
定子、旋轉電機、車輛以及定子的制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種定子、旋轉電機、車輛以及定子的制造方法。
【背景技術】
[0002]已知有一種旋轉電機的定子，其具有定子鐵芯以及安裝于該定子鐵芯的切槽的定子線圈(例如參照專利文獻I)。
[0003]該專利文獻I所述定子的定子線圈由層疊線圈片和第一以及第二鏈接線圈片構成，其中，層疊線圈片是由層疊的兩組直線狀的薄板狀導體通過絕緣樹脂一體模塑成形而形成的，且在所述導體的兩端部形成有連接端部，第一以及第二連接線圈片是由層疊的薄板狀導體通過絕緣樹脂一體模塑成形而形成的；將夾著上述定子鐵心的齒部分別插入上述定子鐵芯的多個槽內的上述層疊線圈片的薄板狀導體的一端部以夾著上述齒部的方式經由上述第一連接線圈片的薄板狀導體連接，并且將另一端部以夾著上述齒部的方式且以使沿定子鐵芯的徑向層疊的薄板狀導體向徑向錯開一個的方式經由上述第二連接線圈片的薄板狀導體連接，從而形成卷繞于上述齒部的定子線圈。
[0004]不過，作為定子的線圈的卷繞方式，已知有集中卷繞和分布卷繞。具有分布卷繞的定子的旋轉電機比具有集中卷繞的定子的旋轉電機有高輸出轉矩和高發電力。
[0005]專利文獻I:日本專利特開號公報

【發明內容】

[0006]發明所要解決的技術問題
[0007]不過，分布卷繞的定子需要較大的線圈端部。因此，期望將線圈端部變小(低矮化)。
[0008]此外，分布卷繞的定子呈復雜的繞組形態，很難簡單地制造。因此，期望一種能夠簡單地制造的分布卷繞的定子(stator)。
[0009]此外，專利文獻I所述定子線圈的制造方法不能制造重疊繞組或波繞組等復雜的分布卷繞的定子。
[0010]本發明將處理這類問題作為課題的一個例子。本發明的目的是:提供一種線圈端部的高度低且結構簡單的定子;提供一種具有所述定子的旋轉電機;提供一種具有所述旋轉電機的車輛;以及提供一種能夠簡單地制造的定子的制造方法。
[0011]解決技術問題所采用的技術方案
[0012]為了達成上述那樣的目的，本發明的定子(stator)至少具備以下結構。
[0013]—種定子，具有分布卷繞地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈，其特征在于，其包括:將所述線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內的定子鐵芯的定子鐵芯模塊，以及將所述線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的模塑端，所述定子鐵芯模塊的所述直線導體部在從所述定子鐵芯向所述模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部，所述模塑端的所述線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部，所述定子具有接合所述第一接合部和第二接合部的結構。
[0014]本發明的旋轉電機，其特征在于，具有上述發明的定子。
[0015]本發明的車輛，其特征在于，具有上述發明的旋轉電機。
[0016]本發明的定子的制造方法至少具備以下結構。
[0017]—種定子的制造方法，定子具有分布卷繞地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈，其特征在于，所述定子包括:具有將所述線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內的定子鐵芯的定子鐵芯模塊，以及將所述線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的模塑端，所述定子鐵芯模塊的所述直線導體部在從所述定子鐵芯向所述模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部，所述模塑端的所述線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部，所述制造方法具有將所述第一接合部和所述第二接合部通過恪敷而接合在一起的工序。
[0018]發明效果
[0019]根據本發明，能夠提供一種線圈端部的高度小且結構簡單的定子。此外，根據本發明，能夠提供一種具有所述定子的旋轉電機。此外，根據本發明，能夠提供一種具有所述旋轉電機的車輛。此外，根據本發明，可以提供一種能夠簡單地制造的定子的制造方法。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發明實施方式的旋轉電機的定子(stator)的一個例子的分解立體圖。
[0021 ]圖2是表示定子的一個例子的圖，(a)是表示定子的一個例子的分解側視圖，(b)是表示定子的一個例子的側視圖。
[0022]圖3是表示定子鐵芯模塊的一個例子的立體圖。
[0023]圖4是表不定子鐵芯模塊的一個例子的俯視圖。
[0024]圖5是表示模塑端的導體部的一個例子的圖。
[0025]圖6是表示模塑端的一個例子的圖。
[0026]圖7是用于說明具有本發明實施方式的旋轉電機的車輛的一個例子的示意圖。
[0027](符號說明)
[0028]I旋轉電機
[0029]10定子(stator)
[0030]11定子鐵芯[0031 ] Ila 切槽
[0032]21直線導體部
[0033]23線圈端部
[0034]23a接合部
[0035]23c曲線導體部
[0036]24線圈端部
[0037]24a接合部
[0038]24c曲線導體部
[0039]30模塑端
[0040]31絕緣體
[0041 ]40模塑端
[0042]70、71、72 絕緣體
[0043]100車輛
[0044]HO定子線圈模塊
【具體實施方式】
[0045]本發明實施方式的旋轉電機的定子具有分布繞卷地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈。所述定子具有:定子鐵芯模塊，該定子鐵芯模塊包括將線圈的直線導體部的一部分配置于切槽的定子鐵芯；以及模塑端，該模塑端是將線圈的線圈端部(從定子鐵芯露出地配置的部分)進行絕緣體模塑成形而形成的。定子鐵芯模塊的直線導體部在從定子鐵芯向模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部。模塑端的線圈端部在從絕緣體向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部。定子具有將第一接合部和第二接合部接合在一起的結構。
[0046]也就是說，所述定子形成為如下結構:將分布卷繞式線圈的線圈端部的導線部分通過絕緣體模塑成形而模塊化后，將定子鐵芯模塊的第一接合部與模塑端的第二接合部通過焊接或釬焊等熔敷的方式接合在一起。
[0047]旋轉電機具有所述定子。車輛具有所述旋轉電機。
[0048]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。本發明的實施方式包含圖示的內容，但不僅限于此。并且，以后的各圖的說明中，與已說明過的部分相同的部分會使用相同的參照符號，并局部省略重復說明。
[0049 ]圖1是表示本發明實施方式的旋轉電機I的定子1 (s tator)的一個例子的分解立體圖。圖2是表示定子10的一個例子的圖。詳細而言，圖2(a)是表示定子10的一個例子的分解側視圖，圖2 (b)是表不定子1的一個例子的側視圖。
[0050]旋轉電機I的定子1(Stator)具有定子鐵芯模塊110以及一個或兩個模塑端，其中所述模塑端是由線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的。在本實施方式中，定子鐵芯11具有模塑端30和模塑端40，并且定子鐵芯11具有在模塑端30與模塑端40之間配置定子鐵芯模塊110的結構。
[0051 ]定子鐵芯模塊110具有定子鐵芯11。定子鐵芯11形成為在中央部沿軸向具有孔部Ilh的圓筒狀，且在內周部附近形成有多個切槽11a。在該切槽Ila中配置有線圈的直線導體部21的一部分21t。
[0052]此外，定子鐵芯模塊110的直線導體部21在從定子鐵芯11的端部lit(上端部)向模塑端30側突出地配置的導體端部具有接合部21a，且在從定子鐵芯11的端部Ilb(下端部)向模塑端40側突出地配置的導體端部具有接合部21b。
[0053]模塑端30配置于定子鐵芯模塊110的上部(圖1的上部)。模塑端30是將線圈的線圈端部23的曲線導體部23c通過樹脂等的絕緣體31進行絕緣體模塑成形而形成的。所述模塑端30形成為圓筒狀，詳細而言，從端部31t(上端部)的中央部向端部31b(下端部)的中央部沿軸向具有孔部3 Ih。
[0054]模塑端30的線圈端部23在從模塑端30的絕緣體31的端部31b(下端部)向定子鐵芯模塊110側突出地配置的導體端部具有接合部23a。所述模塑端30的接合部23a與定子鐵芯模塊110的接合部21 a接合。
[0055]在本實施方式中，在接合部23a的附近設有紙等板狀的絕緣體71(70)。所述絕緣體71(70)作為各接合部熔敷在一起時的熱屏蔽件或與相鄰線圈之間的電切斷構件起作用。詳細而言，作為絕緣體模塑件的絕緣體71(70)的上端部71a埋設于樹脂等的絕緣體31的端部3 Ib (下端部)附近，且絕緣體71(70)的端部7 Ib (下端部)以比接合部23a向定子鐵芯模塊110側突出的方式設置。另外，絕緣體71(70)也可以由與絕緣體31(41)相同的材料一體成型。
[0056]模塑端40配置于定子鐵芯模塊110的下部(圖1的下部)。模塑端40是將線圈的線圈端部24的曲線導體部24c通過樹脂等的絕緣體41進行絕緣體模塑成形而形成的。所述模塑端40形成為圓筒狀，詳細而言，從端部41a(上端部)的中央部向端部41b(下端部)的中央部沿軸向具有孔部41h。
[OO57 ]模塑端40的線圈端部24在從模塑端40的絕緣體41的端部4 Ia (上端部)向定子鐵芯模塊110側突出地配置的導體端部具有接合部24a。所述模塑端40的接合部24a與定子鐵芯模塊110的接合部21 b接合。
[0058]在本實施方式中，在接合部24a的附近設有紙等板狀的絕緣體72(70)。所述絕緣體72(70)作為各接合部熔敷在一起時的熱屏蔽件或與相鄰線圈之間的電切斷構件起作用。詳細而言，作為絕緣體模塑件的絕緣體72(70)的下端部72a埋設于樹脂等的絕緣體41的端部41a(上端部)附近，且絕緣體72(70)的端部72b(上端部)以比接合部24a向定子鐵芯模塊110側突出的方式設置。另外，絕緣體72(70)也可以由與絕緣體41相同的材料一體成型。
[0059]此外，在本實施方式中，從模塑端40的絕緣體41的端部41b(下端部)向線圈突出地配置有多個端子9，這些端子9與線圈電連接。
[0060]在模塑端30的孔部31h、定子鐵芯模塊110的孔部Ilh以及模塑端40的孔部41h配置有旋轉電機的轉子(未圖示)。
[0061 ]說明定子10的制造方法的一個例子。
[0062]將分布繞卷式線圈的線圈端部的導線部分利用樹脂等的絕緣體通過絕緣體模塑成形進行模塊化來制作模塑端30和模塑端40 ο制作具有定子鐵芯11的定子鐵芯模塊110，所述定子鐵芯11將線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內。
[0063]接下來，將模塑端40的接合部24a與定子鐵芯模塊110的接合部21b通過熔敷而接合在一起。然后，將模塑端30的接合部23a與定子鐵芯模塊110的接合部21b通過熔敷而接合在一起。
[0064]當進行上述熔敷時，在紙等的絕緣體71配置于接合部23a、接合部21a的附近且紙等的絕緣體72配置于接合部24a、接合部21b的附近的狀態下熔敷各接合部。在各接合部接合在一起的情況下形成線圈組20。
[0065]其次，對定子鐵芯模塊110的結構的一個例子進行詳細說明。
[0066]圖3是表示定子鐵芯模塊110的一個例子的立體圖。圖4是表示定子鐵芯模塊110的一個例子的俯視圖。
[0067]定子鐵芯11形成為圓筒形狀，在中央部具有孔部llh，且在內周部附近具有沿軸向貫穿的多個切槽11a。該切槽Ila沿定子鐵芯11的內周的周向以規定間隔形成。此外，所述切槽11 a在徑向上以放射狀形成。
[0068]在所述切槽Ila內插通地保持有直線導體部21，所述直線導體部21是構成線圈的一部分且截面為長方形形狀的扁線(矩形形狀的截面)。詳細而言，在各切槽Ila內，在內周側和外周側分別設有直線導體部21。
[0069]內周側以及外周側的直線導體部21的端部的接合部2Ia從定子鐵芯11的端部突出地配置，且各接合部21a之間形成有間隙21g。
[0070]此外，在本實施方式中，在定子鐵芯11上形成有72個切槽Ila(槽)，且形成有8極繞組。在這種情況下，配置于規定切槽的外周側直線導體部的接合部21m和配置于跨過9個切槽的位置的切槽的內周側直線導體部的接合部21η通過模塑端30的導體電連接。
[0071]然而，定子不限于這種形態。例如，也可以是如下形態:在定子鐵芯11上形成有X個切槽11 a (槽)，且形成有N極繞組，并且跨過M個切槽11 a連接。
[0072]定子鐵芯11的下端側也同樣，內周側以及外周側的直線導體部21的端部的接合部從定子鐵芯的端部突出地設置，且各接合部之間形成有間隙。
[0073]其次，對模塑端的結構的一個例子進行詳細說明。圖5是表示模塑端的導體部的一個例子的圖。圖6是表示模塑端的一個例子的圖。
[0074]模塑端30(40)是將線圈的線圈端部23(24)的多個導體部通過樹脂等的絕緣體31
(41)進行絕緣體模塑成形而成的。樹脂等的絕緣體31(41)形成為圓筒狀且內部形成有孔部31h(41h)0
[0075]如圖5所示，線圈的線圈端部具有曲線導體部23c(24c)，且在所述曲線導體部23c(24c)的導體端部形成有接合部23a(24a)。
[0076]在本實施方式中，曲線導體部23c(24c)形成為截面呈圓形，但也可以形成為截面呈長方形。接合部23a(24a)形成為截面呈長方形。各接合部23a(24a)分別配置于對應定子鐵芯模塊110的接合部的位置。詳細而言，接合部23a(24a)沿圓筒狀的絕緣體31(41)的內周的周向按規定的間隔在內周側以及外周側配置為兩列。
[0077]詳細而言，線圈端部23(24)的一個接合部M配置于外周側，另一個接合部N配置于內周側，且由曲線導體部23c(24c)電連接。在本實施方式中，曲線導體部23c(24c)的接合部N以配置于外周側規定位置的接合部M為基準位于沿周向偏移9步的相鄰位置的內周側。另夕卜，接合部N和接合部M的位置對應線圈的繞組形態規定。
[0078]沿周向配置的內周側的接合部與外周側的接合部之間設有圓筒狀的紙等的絕緣體70(71、72)。當進行熔敷接合時，所述圓筒狀的絕緣體70(71,72)配置于定子鐵芯模塊110的內周側以及外周側的直線導體部21的接合部21a之間的間隙21g處。像這樣，在配置于定子鐵芯模塊110以及模塑端30(40)的內周側的各接合部與配置于定子鐵芯模塊110以及模塑端30 (40)的外周側的各接合部之間配置有圓筒狀的絕緣體70 (71、72)。
[0079]圖7是用于說明具有本發明實施方式的旋轉電機的車輛的一個例子的示意圖。旋轉電機I(IA)具有將上述線圈分布卷繞地配置于定子鐵芯的定子(stator)和轉子(未圖示)等。車輛100具有旋轉電機I。詳細而言，圖7所示的車輛100具有發動機51、鉛電池等第一電池52、應所需來安裝的鋰電池等第二電池53以及旋轉電機I (IA)等。發動機51與旋轉電機I(IA)的轉子是經由傳動帶等動力傳遞單元使動力能夠傳遞地連接的。第一電池52、第二電池53電連接于旋轉電機I (IA)。
[0080]本實施方式中，旋轉電機I(IA)是作為帶電動機功能的發電機來使用的。因為定子小型，所以旋轉電機I(IA)也小型。旋轉電機I(IA)通過發動機的動力使轉子旋轉來發電，且使電池在短時間內充電。此外，使發動機51啟動(再啟動)時，旋轉電機I (IA)作為高輸出的起動機發揮作用。此外，車輛加速時，旋轉電機I (1A)通過電動機功能輔助驅動發動機51。
[0081]另外，車輛100或旋轉電機I(IA)不限于上述實施方式。
[0082]綜上所述，本發明實施方式的定子10具有分布繞卷地配線于旋轉電機I的定子鐵芯11的線圈。在本實施方式中，定子10具有由多個線圈構成的線圈組20。定子10具有定子鐵芯模塊110以及模塑端30(40)，所述定子鐵芯模塊110具有將線圈的直線導體部21的一部分配置于切槽Ila的定子鐵芯11，所述模塑端30(40)是將線圈的端部通過絕緣體模塑成形而形成的。
[0083]定子鐵芯模塊110的直線導體部21在從定子鐵芯11向模塑端30(40)側突出地配置的導體端部具有作為第一連接部的接合部21a(21b)。模塑端30(40)的線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊110側突出地配置的導體端部具有作為第二接合部的接合部23a(24a)。定子10具有將作為第一接合部的接合部21a(21b)與作為第二接合部的接合部23a(24a)接合的結構。
[0084]因此，能夠提供結構簡單的定子。此外，因為模塑端30(40)的線圈端部具有簡單的結構，所以能夠使線圈端部形成得小型，由此定子為小型。
[0085]此外，本發明實施方式的定子的制造方法具有通過熔敷的方式接合定子鐵芯模塊的第一接合部和模塑端30(40)的線圈端部的第二接合部的工序。所述接合也可以通過釬焊、TIG焊接等規定的熔敷方式接合在一起。TIG焊接是非熔化極惰性氣體保護焊，電極使用鎢或鎢合金，保護氣體使用氬氣等，一邊利用空氣對電弧以及熔融金屬進行隔離保護，一邊進行焊接。此外，熔敷的熱源也可以是激光等。
[0086]因此，能夠簡單地制造分布卷繞的定子。
[0087]此外，在本發明的實施方式中，模塑端的多個第二接合部沿周向以規定間隔配置成內周側以及外周側的兩列。模塑端在內周側的第二接合部和外周側的第二接合部之間具有圓筒狀的絕緣體，該圓筒狀的絕緣體從絕緣模塑件的端部比第二接合部向定子鐵芯模塊側突出地豎立設置。
[0088]當進行熔敷接合時，所述圓筒狀的絕緣體70(71、72)配置于定子鐵芯模塊110的內周側以及外周側的直線導體部21的接合部21a之間的間隙21g處。像這樣，在配置于定子鐵芯模塊110以及模塑端30(40)的內周側的各接合部與配置于定子鐵芯模塊110以及模塑端30(40)的外周側的各接合部之間配置有圓筒狀的絕緣體70(71、72)，因此能夠對內周側的接合部和外周側的接合部進行電絕緣和熱絕緣。
[0089]此外，本發明實施方式的旋轉電機具有上述定子。因此，作為旋轉電機的電動機小型且具有高輸出。此外，作為旋轉電機的發電機小型且具有高的發電力。此外，作為旋轉電機，帶電動機功能的發電機小型，且具有高的輸出和高的發電力。
[0090]此外，本發明實施方式的車輛具有上述旋轉電機。將所述旋轉電機作為發電機使用的情況下，能夠將車輛上的安裝空間抑制得較小，且能夠使安裝在車輛上的電池進行短時間充電。此外，將旋轉電機作為電動機使用的情況下，能夠將車輛上的安裝空間抑制得較小，且能夠作為啟動(再啟動)發動機的高輸出的起動機來使用。此外，在車輛加速時，通過電動機輔助驅動發動機，能夠實現加速性能的提升和節約燃料等。此外，將旋轉電機作為帶電動機功能的發電機使用的情況下，能夠將車輛上的安裝空間抑制得較小，能夠實現上述的短時間電池充電、發動機的啟動(再啟動)、車輛加速時利用電動機進行輔助使加速性能提升、節省燃料等。
[0091]上面，參照附圖對本發明的實施方式進行了詳細描述，但具體結構不限于上述實施方式，即使有不超出本發明主旨的范圍內的設計變更等，也屬于本發明。
[0092]此外，上述的各圖所示的實施方式中，只要其目的以及結構等不發生特別的矛盾或問題，也能夠將記載的內容互相組合。
[0093]此外，各圖的記載內容可以分別構成獨立的實施方式，本發明的實施方式并不限于將各圖組合而成的一個實施方式。
【主權項】
1.一種定子，具有分布卷繞地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈，其特征在于，包括:具有將所述線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內的定子鐵芯的定子鐵芯模塊，以及 將所述線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的模塑端， 所述定子鐵芯模塊的所述直線導體部在從所述定子鐵芯向所述模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部， 所述模塑端的所述線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部， 所述定子具有接合所述第一接合部和所述第二接合部的結構。2.如權利要求1所述的定子，其特征在于，所述模塑端的多個第二接合部沿周向以規定間隔配置成內周側以及外周側的兩列， 所述模塑端在內周側的第二接合部與外周側的第二接合部之間具有圓筒狀絕緣體，所述圓筒狀絕緣體從絕緣體模塑件的端部比第二接合部向所述定子鐵芯模塊側突出地豎立設置。3.—種旋轉電機，其具有權利要求1或2所述的定子。4.一種車輛，其具有權利要求3所述的旋轉電機。5.—種定子的制造方法，該定子具有分布卷繞地配線于旋轉電機的定子鐵芯上的線圈，其特征在于， 所述定子包括:具有將所述線圈的直線導體部的一部分配置于切槽內的定子鐵芯的定子鐵芯模塊，以及將所述線圈的線圈端部進行絕緣體模塑成形而形成的模塑端， 所述定子鐵芯模塊的所述直線導體部在從所述定子鐵芯向所述模塑端側突出地配置的導體端部具有第一接合部， 所述模塑端的所述線圈端部在從絕緣體模塑件的端部向定子鐵芯模塊側突出地配置的導體端部具有第二接合部，所述制造方法具有將所述第一接合部和所述第二接合部通過熔敷而接合在一起的工序。
【文檔編號】H02K1/16GK105990917SQ201610127297
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月7日
【發明人】渡邊正和, 深作良范, 巖瀨將人, 國井弘毅, 長澤博文
【申請人】日本電產科寶株式會社