一種電機防雷設備定子的制作方法

本發明涉及一種電機防雷設備定子，特別涉及與外部設備連接的定子繞組的引出線部的改良。

背景技術：

專利文獻1記載有現有的一種電機防雷設備定子的一個例子。該定子中，在卷繞在定子鐵心的多個定子繞組的一端設置的與外部設備連接用的引出線部從排列在定子鐵心的槽的定子繞組的多個導體中的位于最靠徑向內側的導體被引出。另外，在引出線部形成有振動吸收用的折彎部，使得吸收作用于引出線部的張力或壓縮力。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-350381號公報。

技術實現要素：

發明想要解決的技術問題

例如電動車用電動機(旋轉電機)的定子的外部連接用的引出線部的前端為了與電纜連接而優選集中在一個部位。另外，定子的軸向一端側的端線圈(end coil)的上部，為了確保與變速器部等其它設備的間隙，優選使配置有引出線部的凸部區域狹窄。但是，將引出線部集中在一個部位時，在定子和外部連接用的引出線部之間，產生因發動機、旋轉電機的振動導致的相對的位置變動，產生過大的張力或壓縮應力，因此需要確保引出線部的可靠性、耐久性的結構。

本發明的目的在于提供一種新的一種電機防雷設備定子，其能夠將多個引出線部的前端集中配置在一個部位并且對于振動的耐久性、可靠性優良、且在多個定子繞組之間容易實現線間電阻的均勻化。

用于解決技術問題的技術方案

于是，本發明為一種電機防雷設備定子，其特征在于，包括：呈圓筒狀的定子鐵心；和卷繞在該定子鐵心上的多個定子繞組，在上述定子鐵心上形成有軸向貫通且周向排列的多個槽，各定子繞組在上述槽內軸向延伸，并且借助于從上述槽的軸向一端引出的引出線部，跨隔開規定的周向節距的多個槽延伸，各引出線部具有相對于軸向在規定方向上傾斜地從上述槽的軸向一端引出的傾斜線部，在構成上述各定子繞組的一端的引出線部設置有用于與外部設備連接的引線部，上述多個定子繞組的所有的引線部以其前端指向相同方向的姿態集中配置在一個部位，并且，在各引線部設置有從上述傾斜線部以90度以上的角度折返的折返部。

發明效果

根據本發明，能夠將多個引線部的前端集中配置在一個部位并且對于振動的耐久性、可靠性優良且在多個轉子繞組之間容易實現線間電阻的均勻化。

附圖說明

圖1是表示應用本發明的實施例1所涉及的一種電機防雷設備定子的混合動力電動汽車的框圖。

圖2是表示上述旋轉電機的局部截面圖。

圖3是表示上述一種電機防雷設備定子的立體圖。

圖4是表示進入上述定子的定子鐵心的各槽的定子繞組的導體的截面對應圖。

圖5是表示上述定子繞組的導出部的側面對應圖。

圖6同樣是表示上述定子繞組的導出部的立體圖。

圖7是表示上述導出部的配置的上表面圖。

圖8是表示U相引線部的立體圖。

圖9是說明引線部的線圈成形(coil forming)加工的說明圖。

圖10同樣是說明引線部的線圈成形加工的說明圖。

圖11是表示本發明的實施例2所涉及的一種電機防雷設備定子的定子繞組的說明圖。

具體實施方式

以下說明本發明的實施方式。旋轉電機大致包括：呈圓筒狀的定子；和在該定子的內周側隔著規定的間隙配置的轉子。定子具有以在旋轉方向上極性交替不同的方式配置的多個磁極，該定子包括呈圓筒狀的定子鐵心和卷繞在該定子鐵心上的多根定子繞組。在上述定子鐵心形成有軸向貫通且周向排列的多個槽。各定子繞組通過將收納配置在各槽內的多個導體電連接而構成，在槽內沿著軸向延伸并且借助于從槽的軸向一端引出的引出線部，以與多個磁極對應的方式跨隔開規定的周向節距的多個槽延伸。在各引出線部設置有相對于軸向在規定方向上傾斜地從上述槽的軸向一端引出的傾斜線部。

在各定子繞組的兩端設置有外部連接用的引線部和中性線部，在中性線部，多個相的定子繞組(線圈)例如通過Y形接線被連接。

而且，本實施方式中，上述多個定子繞組的所有的引線部以其前端指向相同方向的姿態集中配置在一個部位。例如，多個引線部設置在排列在槽中的多個導體中的位于最靠徑向外側的位置的導體的引出線部，在定子鐵心的外周部分、沿著大致徑向對齊配置。

在各引線部設置有從上述傾斜線部以90度以上的角度折返的折返部。如上述所述，在各引線部設置從傾斜線部以90度以上的角度折返的折返部，由此，能夠使多個引線部的前端集中在一個部位，并且提高引線部的剛性，抑制振動的發生。另外，在各引線部設置適當的折彎部，通過適當地調整其長度，能夠將多個引線部的前端集中配置在一個部位，并且在多個轉子繞組之間容易實現線間電阻的均勻化，并且通過使作為設置引線部的空間的凸部區域狹窄，能夠確保變速(transmission)部等的其它的設備的間隙。

實施例1

以下，參照圖1～10說明本發明的實施例1。圖1是表示搭載有本發明的實施例1的旋轉電機的混合動力電動汽車的框圖。車輛1搭載有作為車輛動力源的發動機2和旋轉電機3。此外，可以兼做作用不停的2個旋轉電機，在該情況下，一方的旋轉電機進行發電和車輛的驅動兩者，另一方的旋轉電機負責車輛的驅動。

發動機2和旋轉電機3的旋轉扭矩經由無級變速器、有級自動變 速器等變速器4和差速齒輪5傳遞至車輪(驅動輪)6。旋轉電機3搭載于發動機2和變速器4之間、或者變速器4中。所以，旋轉電機3為了使對車輛1的空間的影響為最小限度，因此要求小型高輸出。

圖2是簡略表示上述的旋轉電機3的局部截面圖，隔著軸201，用截面表示右側的區域，用側視圖表示左側的區域。旋轉電機3收納配置在殼體7的內部。在此，在如圖1所示旋轉電機3配置在發動機2和變速器4之間的結構的情況下，殼體7利用發動機2的殼體、變速器4的殼體構成。另外，旋轉電機3搭載于變速器4中的情況下，殼體7利用變速器4的殼體構成。

旋轉電機3如公知的那樣，包括定子100和轉子200。轉子200在定子100的內周側隔著間隙11配置。轉子200固定在軸201，與該軸201一體地旋轉。軸201的兩端由軸承202A、202B可旋轉地支承于殼體7。定子100其外周側使用螺栓12等固定在殼體7的內周側。該旋轉電機3為在轉子200具有永磁鐵的3相同步型的電動機，定子100被供給大電流(例如300A左右)的3相交流而作為電動機工作。另外，在本實施例中使用的旋轉電機3為旋轉軸方向的厚度比外徑(徑向尺寸)小的偏平型的旋轉電機。

圖3是用單體表示旋轉電機1的定子100的立體圖，圖4是表示各槽105的內部的截面對應圖。此外，定子100的基本的結構為本申請人在先申請的日本特開2011-15459號公報中也記載那樣是公知的，因此，在此僅作簡單的說明。

如圖3和圖4所示，該定子100包括：在內周側形成有多個槽105的定子鐵心(也稱為定子鐵心)101；和卷繞在該定子鐵心101上的與V相、W相、和U相對應的3個定子繞組102。槽105形成為軸向貫通且以規定的周向節距在周向上等間隔地配置，在內周側開口形成有軸向延伸的狹縫109。

如后文所述，各定子繞組102具有插入并保持于槽105的多個導體106。而且，在相同的槽105內相鄰的導體106彼此通過在設置于定子鐵心101的軸向一端側(圖3的下端側)的焊接部104彼此焊接，構成多個導體106通過焊接部104電連接的長條的定子繞組102。在各槽105內插入絕緣紙103，通過該絕緣紙103，將插入到導體106的槽 105內的直線部112和定子鐵心101之間絕緣。如圖4所示，絕緣紙103設置成將排列在各槽105內的4個導體106中的相鄰的2個導體106捆扎，即在各槽105設置有2個絕緣紙103。

各定子繞組102借助于從槽105的軸向一端引出的呈大致U字狀或者大致V字狀的引出線部107，跨隔開規定的周向節距的多個槽105延伸。而且，通過多個定子繞組102，生成以極性在旋轉方向上交替不同的方式配置的多個磁極。

在位于各定子繞組102的一端的導體106的引出線部107設置有用于與外部設備(電線)連接的引線部300(301、302、303)。在各引線部300的前端例如如圖6所示固定有連接用的端子110。而且，多個定子繞組102的所有的引線部300被引出至作為定子100的軸向一端的線圈端的上部，以其前端指向相同方向的姿態集中配置在一個部位。該實施例中，與V相、W相、和U相的3個定子繞組102對應地各自設置有V相引線部301、W相引線部302、和U相引線部303。引線部300與在槽105內徑向排列成一列的多個定子繞組102的導體106中的在徑向上位于最外側的導體106形成為一體，即從槽105的最靠徑向外側的導體106引出。因此，如本實施例所示為了避免與其它的設備的干渉而將引線部300配置在比定子鐵心101靠徑向外側的情況下，與如上述的現有例那樣從徑向內側引出引線部的情況相比，能夠縮短引線部300的長度。也如圖5所示，UVW的3相的引線部300(301、302、303)在周向上以固定的間隔401(4槽)引出。

另一方面，設置在3個定子繞組102的另一端的中性線部雖然未圖示，但是例如以Y形接線或者Δ形接線等被接線。

如圖4所示，插入到槽105的導體106a、106b、106c、106d這4個導體以呈同心圓狀的層的方式在定子鐵心101的徑向上配置成一列。令插入到各槽105的導體106a、106b、106c、106d從內徑方向依次為第1層、第2層、第3層、第4層。即，導體部106a配置、插入到第1層，導體部106b配置、插入到第2層，導體部106c配置、插入到第3層，導體部106d配置、插入到第4層。

構成定子繞組102的各導體106，如圖4～圖6所示，截面呈長方形狀的平角分段(segment)線圈，除了設置有引線部300和中性線部 的定子繞組102的兩端的導體106之外，形成為大致同樣的形狀。各導體106由這樣的銅線構成：其具有在軸向上貫通槽105內的直線部112(參照圖5)，并且從槽105的軸向一端(圖3的上端)引出的一方的引出線部107形成為U字狀或者V字狀，連接隔開規定的周向節距的2個直線部112，且在兩端具有接合部104。

此外，也能夠使用分段線圈，在該情況下，在將分段線圈插入到槽104前，能夠預先成形位于比定子鐵心101的端部靠軸向兩端的位置的線圈端(coil end)，能夠在異相間或者同相間容易設置適當的絕緣距離。

如圖3～圖7所示，3個引線部300(301、302、303)，為了使作為外部連接設備的電線(圖示省略)與電動汽車用電動機的定子100容易連接，以其前端指向相同方向的姿態集中配置在一個部位。換言之，如圖6所示，3個引線部300均以固定端子110的面成為同一側(圖6的下側)的方式，各引線部300的前端的截面形狀也對齊為相同的姿態。另外，如圖7所示，3個引線部300排列在比定子鐵心101靠外周側的位置并且以大致沿徑向的直線狀排列配置。并且，在車輛用電動機中，因為需要將外部連接用的電纜和引線部300的位置盡可能配置在附近，所以，3個引線部300集中配置在從來自槽105的引出部分107A起60度以內的角度范圍108。

在所有的導體106的引出線部107，在從槽105的軸向一端引出的部分，形成有相對于插入到槽105內的直線部112向規定方向傾斜且沿著周向延伸的傾斜線部113。而且，未設置引線部300的通常的導體106的引出線部107形成設置有相對于該傾斜線部113呈鈍角地傾斜的其它的傾斜線部的U字狀或V字狀，如上所述，成為連接隔開規定的周向節距的2個直線部112的結構。

與此不同，在設置有引線部300的引出線部107，折彎形成有相對于傾斜線部113的引出方向反轉90度以上的折返部400。即，設置有通過折返部400從傾斜線部113關于周向向大致相反方向折返的折返線部402。

尤其在本實施例中，折返線部402平行于與定子100的軸向正交的面且與線圈端組同樣沿周向形成，使得配置從端線圈(end coil)組突出 的引線部300的凸部區域縮小。

另外，在各引線部300，除了上述的折返部400之外，還包括具有后述的曲柄部403a、403b、403c的多個折彎部。通過如上所述那樣設置多個折彎部，能夠形成將多個引線部300的前端以相同的姿態集中配置在一個部位的結構，并且能夠通過設置折彎部來提高其剛性并抑制振動，提高耐久性、可靠性。并且，通過適當設置折彎部，能夠調整引線部300的長度，因此，通過使各引線部300的長度優化，能夠在多個引線部300之間使電阻值均勻化。

尤其是，在車輛用交流電動機中，U、V、W各相的電阻值不同時，電流波形、電壓波形不同，對扭矩、感應電壓、輸出等諸特性產生不良影響。本實施例中，各引線部300中設置適當的折彎部來調整線圈長度，由此能夠在各相的定子繞組之間使電阻值相等。

并且，雖然未圖示，但是，各引線部300被環氧樹脂等絕緣性的環氧樹脂類的覆膜覆蓋。這樣，通過利用絕緣性的覆膜覆蓋引線部300的周圍，能夠不損失導體的冷卻性地容易地確保絕緣性。

圖8是以單體表示U相的引線部303的立體圖。此外，基本的結構也與V相引線部301、W相引線部304相同，因此，在此省略說明。U相引線303具有在定子鐵心周向上緩慢彎曲的彎曲部404、405并且具有較大地折彎的折彎部406、407，通過該折彎部406、407構成在軸向和徑向的各自的方向上在一個部位以上彎曲的曲柄部。通過如上述方式設置曲柄部406、407，能夠使引線部300的形成范圍構成得緊湊，并且確保用于使電阻值固定的適當的長度，且，能夠提高剛性而提高耐久性、可靠性。此外，在該實施例1中，在徑向和軸向各自設置曲柄部，但是，也可以為僅在徑向或者軸向的任一方設置折彎的一處以上的曲柄部的結構。

圖9和圖10是說明引線部300的線圈成形加工的圖。圖9是從定子鐵心101的中心側看到的圖，圖10是從線圈端的上方沿著軸向看到的圖。也如圖6所示，引線303的形狀成形為立體，因此，為了實現這樣的形狀，需要利用成形加工(forming process)進行的成形。

在這些圖9和圖10中，利用成形加工進行的折彎加工，以圖中的P1～P10的順序進行。此外，P1～P9也表示進行成形加工時的成形銷的 位置。圖9的P1～P3中，使銷抵接平角線的寬度狹窄的面進行折彎加工。按銷位置P1、P2、P3的順序將導體的線圈501折彎，形成第1導體部502、第2導體部503和端子部504。

在圖10的P4～P9中，使銷抵接平角線的寬度寬的面進行折彎加工。利用銷位置P4、P5折彎，由此形成第1導體部502的最終形狀。第1導體部502向線圈端徑向彎曲。在下一工序中在銷位置P7、P8折彎，由此形成第2導體部503的最終形狀。最后，在銷位置P9折彎90度，成形端子部504的部分。

如這些的圖9、圖10所示，通過成形加工將導體的線圈501折彎，由此如圖10所示，能夠容易形成成形銷抵接的多個曲柄部C和與曲柄部C相鄰的曲柄部C之間的直線部S。在曲柄部C的銷抵接部分形成成形銷的壓痕。通過如上述方式進行多次折彎加工，即使為折彎部分多的復雜的曲線形狀，也能夠精度良好地容易對引線部進行加工。

實施例2

圖11表示實施例2所涉及的定子繞組的引線部的附近。從定子鐵心的槽105引出的引線部300與上述實施例1同樣，配置成從槽105的最外徑部引出，相對于初始的引出線部的引出方向、在折返部400反轉90度以上的方向上折返配置。

而且，在實施例2中，如圖11所示，在引線部300設置有在上述反轉90度的方向上折返的折返線部402，并且，設置有在定子鐵心軸向上折彎的2個曲柄部406、407，并且，設置有軸向延伸的軸向線圈長度調整部408a、408b和徑向延伸的徑向線圈長度調整部409。像這樣，通過采用設置多個軸向線圈長度調整部408a、408b和徑向線圈長度調整部409的結構，能夠使線圈長度在U相、V相、W相的3相各自容易地調整。所以，與上述的實施例1同樣，將3相的引線部300的前端以相同的姿態集中配置在一個部位并且設置折彎部，由此能夠提高剛性而抑制振動，且通過在各引線部300調整線圈長度，能夠在多個定子繞組之間使全長均勻、能夠使電阻值均勻化。

如上所述基于具體的實施例說明了本發明，但是本發明不限于上述實施例，包含各種變形、變更。例如，在上述實施例中，定子繞組為3個，但也可以為其它的個數。另外，在本實施例中，僅從槽的徑 向最外側的層將引出線部引出，但是可以從徑向外側的層和徑向內側的層兩者將引出線部引出。

附圖標記說明

3…旋轉電機

100…定子

101…定子鐵心

102…定子繞組

105…槽

106…導體

107…引出線部

113…傾斜線部

200…轉子

300(301、302、303)…引線部

400…折返部

402…折返線部

406、407…折彎部(曲柄部)。