專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子及一種使用該定子的旋轉(zhuǎn) 式電才幾。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1和2中披露了旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，其作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工 作或者僅僅用作電動(dòng)才幾或發(fā)電才幾。在專利文獻(xiàn)1和2中，以基本上U形 形式構(gòu)形的所謂的段導(dǎo)體(segment conductor, SC)布置在定子芯的槽 中，段導(dǎo)體的開口端被電聯(lián)接以形成定子繞組。
然而，在專利文獻(xiàn)l中，段導(dǎo)體在彎曲部的中心處扭曲以使其插入 到圓周上不同的槽中，從而引起下述問題如圖24中所示，定子繞組 310突出到定子芯300軸向相對(duì)端外部的部分(定子繞組沿軸向方向/人 定子芯突出的部分在下面將被稱為線圈端部)的高度h很大，以致于定 子繞組310從定子芯300外伸出很多。如圖25中所示，線圈端部的高 度h取決于段導(dǎo)體320布置在其中的槽302之間的間隔以及^:導(dǎo)體320 在線圏端部處的彎曲角。段導(dǎo)體320的彎曲角取決于其厚度和線圈間隔。 換句話說(shuō)，線圈端部的高度h取決于一個(gè)三角形的高度，所述三角形的 底邊是其中布置有段導(dǎo)體320的槽302之間的間隔，以及三角形的底角 是段導(dǎo)體320的彎曲角。
在專利文獻(xiàn)2中，如圖25中所示，不扭曲的曲柄形部分322在段 導(dǎo)體320的彎曲部的基本上中心處形成以使中心變平，從而降低線圈端 部的高度。
然而，如果革爻導(dǎo)體320布置在其中的槽302之間的間隔和l殳導(dǎo)體320 的厚度在專利文獻(xiàn)1和2之間是相同的，則在線圈端部上由段導(dǎo)體320 限定的三角形在專利文獻(xiàn)1和2之間在其底邊及底角的尺寸上將是相同 的，因而，即使在使用專利文獻(xiàn)2的段導(dǎo)體時(shí)，線圈端部高度的降低也 有限。
專利文獻(xiàn)l:首次爿>開號(hào)11-285216的日本專利 專利文獻(xiàn)2:首次公開號(hào)2003-18778的日本專利 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題
本發(fā)明是為了解決所述問題，其目標(biāo)是降低定子繞組的線圈端部從 定子芯突出的高度。 解決問題的手段
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求中所述，沿著定子芯的端面延伸的臺(tái)階 形成在從槽突出的彎曲部的多個(gè)節(jié)段處。這使得在彎曲部的突出節(jié)段之 間的間隔小于在其中布置有導(dǎo)線的槽之間的間隔，從而導(dǎo)致從定子芯外 伸的導(dǎo)線的形狀的降低，導(dǎo)線的形狀的降低引起線圖端部的高度的降 低。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求2中所述，沿著所述定子芯的端面延伸的 臺(tái)階形成在從槽突出的彎曲部的所有節(jié)段處。這導(dǎo)致從定子芯突出的線 圈端部的總構(gòu)形的降低。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求3中所述，彎曲部的突出節(jié)I5:沿定子芯的 端面的長(zhǎng)度小于或等于沿圓周方向相鄰的槽之間的間隔。這避免了彎曲 部的突出節(jié)段與從沿圓周相鄰的槽突出的彎曲部的干涉，從而消除為了 避免干涉而增大線圈端部的高度或線圏端部的徑向?qū)挾鹊男枨蟆?br> 在本發(fā)明中，如權(quán)利要求4中所述，彎曲部成形為階梯形以沿所述 定子芯的軸向方向具有平行于定子芯的端面的臺(tái)階。因而，多個(gè)臺(tái)階進(jìn) 一步降低了線圈端部的高度。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求5中所述，平行于定子芯的端面的所有臺(tái) 階的長(zhǎng)度小于或等于沿圓周方向相鄰的槽之間的間隔。這避免了彎曲部 的突出節(jié)段與從沿圓周相鄰的槽突出的彎曲部的干涉，從而消除為了避 免干涉而增大線圏端部的高度或線圈端部的徑向?qū)挾鹊男枨蟆?br> 在本發(fā)明中，如權(quán)利要求6中所述，如果定子繞組的相的數(shù)量是k, 且用于具有沿圓周方向交替地不同的多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子的每極的每個(gè)相 的槽的數(shù)量是n,則形成在彎曲部處的臺(tái)階的數(shù)量是kxn。如果定子繞 組的相的數(shù)量是k，且用于轉(zhuǎn)子的每極的每個(gè)相的槽的數(shù)量是n，則沿 圓周相鄰的k-相的定子繞組巻繞在其中的每極的槽的總數(shù)將是kxn。因 而，在沿圓周不同的槽上延伸的導(dǎo)線布置在位于彼此離開kxn個(gè)槽的 槽中。因而，在彎曲部處必須具有kxn個(gè)臺(tái)階以便避免>^人沿圓周相鄰
的槽延伸的導(dǎo)線之間的干涉。通過(guò)形成kxn個(gè)臺(tái)階來(lái)避免導(dǎo)線之間的 干涉并且降低線圈端部的高度。如權(quán)利要求7中所述，彎曲部可以具有形成在最遠(yuǎn)離定子芯的位置 處的曲柄形的曲柄部。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求8中所述，曲柄部形成為平行于定子芯的 端面。這與在彎曲部在其基本上中間處扭曲從而導(dǎo)致線圈端部的高度的 降低時(shí)相比，引起導(dǎo)線的彎曲部在定子芯外延伸的高度的降低。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求9中所述，使曲柄部沿定子芯的徑向方向 移位導(dǎo)線的寬度。這使得能通過(guò)使導(dǎo)線沿徑向方向移位其寬度并且沒有 任何間隙地巻繞它們來(lái)形成多相定子繞組。這允許減小多相定子繞組的 徑向?qū)挾?。將?dǎo)線移位所述寬度的結(jié)構(gòu)還包括將導(dǎo)線移位近似所述寬度 的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求10中所述，每個(gè)彎曲部都布置成沿軸向 方向與彎曲部中沿圓周相鄰的一個(gè)穹曲部交疊。這引起線圈端部的高度 的降低。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求11中所述，彎曲部成形為階梯形以在曲 柄部和最上面的臺(tái)階之間具有 一 軸向距離，該軸向距離比所述臺(tái)階之間 的軸向距離長(zhǎng)，該最上面的臺(tái)階限定出在軸向方向離定子芯最遠(yuǎn)的階梯 形形狀。這避免了彎曲部之一與另一個(gè)彎曲部交疊的干涉。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求12中所述，曲柄部布置成與彎曲部中沿 圓周相鄰的一個(gè)彎曲部的最上面的臺(tái)階軸向交疊。這引起在沒有任何干 涉的情況下線圈端部的高度的降低。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求13中所述，彎曲部的臺(tái)階之間的距離等 于導(dǎo)線的高度，從而避免了當(dāng)彎曲部之一沿軸向方向與另一個(gè)交疊時(shí)在 臺(tái)階處存在相繞組之間的間隙。臺(tái)階之間的距離等于導(dǎo)線高度的結(jié)構(gòu)包 括所述距離基本上等于導(dǎo)線高度的結(jié)構(gòu)。
如權(quán)利要求14中所述，導(dǎo)線可以具有矩形截面。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求15中所述，導(dǎo)線形成為在定子芯的整個(gè) 圓周上延伸，從而將導(dǎo)線之間的電連接點(diǎn)減到最少。這導(dǎo)致多相定子繞
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求16中所述，導(dǎo)^具^(guò)導(dǎo)體和:在-體周 圍的絕緣膜，絕緣膜具有100至200jLim的厚度。在這種情況下，導(dǎo)線的 導(dǎo)體的外周覆蓋有100至20(Him厚的絕緣膜，從而消除為了確保導(dǎo)線之 間絕緣而在導(dǎo)線之間交插絕緣片的需求。在本發(fā)明中，如權(quán)利要求17中所述，絕緣膜具有內(nèi)層和覆蓋內(nèi)層 的外層。外層在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上比內(nèi)層低。因而，在旋轉(zhuǎn)式電機(jī)中產(chǎn) 生的熱將使外層比內(nèi)層更早凝固，使得外層的表面的硬度增大，從而給 導(dǎo)線30提供抗劃傷性。這確保了遭受加工以在彎曲部形成臺(tái)階的導(dǎo)線 的絕緣。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求18中所述，導(dǎo)線具有覆蓋絕緣膜外周的 熔融材料。如這里所指的，熔融材料是在受熱時(shí)熔化且在冷卻時(shí)凝固的 材料。布置在同一槽中的導(dǎo)線通過(guò)熔融材料熱結(jié)合，從而使同一槽中的 導(dǎo)線成一整體以改進(jìn)槽中導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。
通常，在旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的導(dǎo)體中使用銅以便減小電阻。這是因?yàn)殂~的 使用導(dǎo)致電阻相對(duì)小。
與此形成對(duì)比，在本發(fā)明中，如權(quán)利要求19中所述，導(dǎo)線的導(dǎo)體 由鋁制成。如上所述，線圈端部的高度降低成以總體上降低導(dǎo)線的形狀， 從而允許確保在使用鋁時(shí)與使用銅時(shí)相同的電阻。使用鋁比使用銅使導(dǎo) 線更軟，從而便于導(dǎo)線的加工。
盡管描述了旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子發(fā)明，但如權(quán)利要求20中所述，它 可以被實(shí)施為配備有如上所述的定子的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)。在這種情況下，提 供了與上所述相同的效果。
在本發(fā)明中，如權(quán)利要求21中所述，所有彎曲部都具有與定子芯 的端面平行的臺(tái)階。這允許線圏端部的高度降低。


圖1 (A)是表示第一實(shí)施例中的導(dǎo)線的形狀的透視圖1 (B)是表示巻繞在定子芯周圍的定子繞組的透視圖2 (A)是導(dǎo)線的截面圖2 (B)是導(dǎo)線的截面圖3 (A)是表示定子的透^L圖3 (B)是從側(cè)面方向看到的定子的圖示；
圖4 (A)是表示定子繞組的輸入部分和中性點(diǎn)的透^f見圖4 (B)是從圖4 (A)中的B-方向看到的圖示；
圖5是表示導(dǎo)線的線圈端部的形狀的示意圖6是表示旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的磁極和槽的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖7是表示用于一個(gè)相的線圈端部的形狀的說(shuō)明圖；圖8是用于一個(gè)相的繞組的說(shuō)明圖； 圖9 (A)是表示第二實(shí)施例中的導(dǎo)線的形狀的透視圖； 圖9 (B)是表示巻繞在定子芯周圍的定子繞組的透視圖； 圖10是表示根據(jù)第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖； 圖U是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的透視圖； 圖12是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子的芯的視圖； 圖13是表示組成第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子的芯的芯節(jié)段的 視圖14是表示組成第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的每個(gè)相繞組的 結(jié)構(gòu)的截面圖15是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的連接的視圖； 圖16是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子的彎曲部的視圖； 圖17是表示彎曲部處的干涉的視圖； 圖18是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的連接的^L圖； 圖19是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的U-相連接的視圖； 圖20是表示形成第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圈的定子繞組的組 件的視圖21是表示第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的線圏的U-相連接的視圖； 圖22是表示在第四實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的繞組插入到槽中的位置 的視圖23是表示在第四實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的繞組插入到槽中的位置 的視圖24 (A)是表示常規(guī)的定子的透視圖； 圖24 (B)是從側(cè)面方向看到的定子的視圖；和 圖25是表示常規(guī)導(dǎo)線的線圈端部的形狀的示意圖。 附圖標(biāo)記的說(shuō)明 10:定子 14、 15:槽 32:導(dǎo)體 37:熔融材4牛 44:曲柄部 50:輸入部
12:定子芯 20:定子繞組 34:內(nèi)層 40:槽內(nèi)部々 46:臺(tái)階 52:中性點(diǎn)
13:端面 30:導(dǎo)線 36:外層 42:彎曲部 48:臺(tái)階 54:連接部72:槽內(nèi)部分78:臺(tái)階310:定子繞組330:彎曲部430:定子芯440:繞組
442a:內(nèi)層
60:轉(zhuǎn)子 70:導(dǎo)線
74:彎曲部 76:曲柄部
300:定子芯 302:槽320: l殳導(dǎo)體 322:曲柄形部分401:旋轉(zhuǎn)式電機(jī) 420:旋轉(zhuǎn)軸431:槽 432:芯節(jié)段
441:導(dǎo)體 442:絕緣覆層
442b:外層 443:槽內(nèi)部分 444:彎曲部
444A:曲柄 444B:最上面的臺(tái)階 444C:第二臺(tái)階
444D:第三臺(tái)階 448:熔融材料
具體實(shí)施例方式
下面將基于附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。第一實(shí)施例
在圖3中示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的定子。如圖3中所示，定子10用在例如工作為車輛的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)中。定子10在其內(nèi)周內(nèi)保持有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子60 (看圖6)。轉(zhuǎn)子60具有排列在其外圓周上的多個(gè)永磁體，轉(zhuǎn)子60的外圓周面對(duì)定子IO的內(nèi)圓周。定子芯12由具有指定厚度且^:沿軸向方向堆疊的環(huán)形/磁鋼板制成。如從圖1可看到的，定子芯12具有多個(gè)對(duì)，每對(duì)由沿軸向方向延伸且沿圓周方向相鄰定位的槽14和15構(gòu)成。多個(gè)對(duì)沿定子芯12的圓周方向排列在內(nèi)周側(cè)。定子繞組20是三相繞組，其每個(gè)都設(shè)置在沿圓周方向相鄰排列的一對(duì)槽14和15中。定子繞組20設(shè)置成每個(gè)相分別位于沿圓周方向相鄰定4立的三對(duì)槽14和15之一中。
如圖2(A)中所示，定子繞組20的每個(gè)導(dǎo)線30由銅導(dǎo)體32和包在導(dǎo)體32周圍使導(dǎo)體32電絕緣的絕緣膜制成。絕緣膜包括內(nèi)層34和外層36。內(nèi)層34覆蓋導(dǎo)體32的外周。外層36完全覆蓋內(nèi)層34的外周。包括內(nèi)層34和外層36的厚度的絕緣膜的總厚度是lOOpm至200pm。即使當(dāng)用在高壓旋轉(zhuǎn)式電機(jī)如汽車驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中時(shí)，使用具有1 OOpm或更大厚度的絕緣膜也確保了導(dǎo)線30之間的絕緣。使用具有20(Him或更小厚度的絕緣膜確保了定子的空間系數(shù)。由內(nèi)層34和外層36組成的絕緣膜的這種大厚度消除了利用絕緣紙使導(dǎo)線30彼此電絕緣的需求。
外層36由絕緣材料制成。內(nèi)層34由絕緣材料制成，如在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上比外層36高的熱塑性樹脂、或聚酰胺。因而，當(dāng)經(jīng)受熱時(shí)，如經(jīng)受在旋轉(zhuǎn)式電機(jī)中產(chǎn)生的熱時(shí)，外層36比內(nèi)層34更早凝固，使得外層36的表面的硬度將增大，從而給導(dǎo)線30提供抗劃傷性。這確保導(dǎo)線30的絕緣。
此外，如圖2(B)中所示，定子繞組20的導(dǎo)線30具有絕緣膜，絕緣膜由內(nèi)層34和外層36組成并且在其外周覆蓋有熔融材料37，如環(huán)氧樹脂，從而當(dāng)經(jīng)受在旋轉(zhuǎn)式電機(jī)中產(chǎn)生的熱時(shí)使熔融材料37比絕緣膜更早熔化，使得設(shè)置在同一槽14中的導(dǎo)線30通過(guò)熔融材料37彼此熱結(jié)合。因而，同一槽14中的繞組30變成單件式繞組，從而引起槽14中的導(dǎo)線30的機(jī)械強(qiáng)度增大。導(dǎo)線30也可以替代地制造成不由熔融材料37覆蓋。
如圖1中所示，導(dǎo)線30包括設(shè)置在定子芯12的槽14和15內(nèi)的槽內(nèi)部分40、和彎曲部42,彎曲部42在定子芯12外部,人沖曹14和15延伸并且連接在各自設(shè)置于槽14和15中的槽內(nèi)部分40之間，槽14和15沿圓周方向排列。導(dǎo)線30巻繞在定子芯周圍形成定子繞組20。彎曲部42形成在定子芯12的軸向兩側(cè)上。彎曲部42在其大體中間形成未^皮41曲的曲柄部44。曲柄部44制造成在最遠(yuǎn)離定子芯的彎曲部42的節(jié)段處具有曲柄形狀并且平行于定子芯12的端面13延伸。通過(guò)曲柄形狀的形式提供的曲柄部44的偏移量基本上處于導(dǎo)線30的寬度內(nèi)，從而使徑向相鄰的導(dǎo)線30的彎曲部42能緊密巻繞。這使線圈端部的徑向?qū)挾鹊臏p小，/人而避免定子繞組20沿徑向方向外伸出。
從槽14和15突出到定子芯12外部的彎曲部42的突出節(jié)段具有沿著定子芯12軸向每一側(cè)上的端面13朝槽定向的臺(tái)階46，導(dǎo)線30延伸通過(guò)所述槽。這引起從槽14或15突出的導(dǎo)線30的彎曲部42的突出節(jié)段之間的間隔，如圖5中所示，換句話說(shuō)，由彎曲部42限定的三角形的底邊，小于導(dǎo)線30設(shè)置于其中的槽14或15中的兩個(gè)之間的間隔，從而導(dǎo)致線圈端部的高度h降低。沿著定子芯12的軸向端上的端面13延伸的臺(tái)階46形成在所有彎曲部42的突出節(jié)段處，從而導(dǎo)致導(dǎo)線30的整體形狀的減小。
如果將沿著定子芯12的端面13延伸的臺(tái)階46的長(zhǎng)度定義為dl，以及將沿圓周方向槽中的相鄰兩個(gè)之間的間隔定義為d2，則滿足dl^d2的關(guān)系。這避免了導(dǎo)線30之一的臺(tái)階46與從沿圓周相鄰的槽14或15突出的其他導(dǎo)線30的物理干涉，而不需要增大沿定子芯12的軸向方向的線圈端部的高度或沿定子芯12的徑向方向的線圈端部的寬度， >久而避免了線圈端部沿其寬度方向的寬度增大并導(dǎo)致線圏端部的高度降低。線圈端部沿寬度方向的寬度減小還避免了定子繞組20沿徑向方向外伸出。
導(dǎo)線30還具有兩個(gè)臺(tái)階48,其形成在彎曲部42的基本上中間處的曲柄部44和形成于彎曲部42的突出節(jié)段處的每個(gè)臺(tái)階46之間。具體地說(shuō)，在定子芯12的沿其軸向方向相反的端面13之一上的導(dǎo)線30的彎曲部42具有總共六個(gè)臺(tái)階和一個(gè)曲柄部。與沒有臺(tái)階和曲柄部的三角形彎曲部330相比，這導(dǎo)致彎曲部42的高度h降低。臺(tái)階48與臺(tái)階46構(gòu)形相同并且臺(tái)階48基本上平行于定子芯12的每個(gè)端面13延伸。具體地說(shuō)，導(dǎo)線30的彎曲部42成形為階梯形以沿定子芯的軸向方向在曲柄部44的兩側(cè)上具有多個(gè)臺(tái)階u與定子芯12的軸向相反兩端面13平行的每個(gè)臺(tái)階48的長(zhǎng)度小于或等于槽14和15中沿圓周相鄰的兩個(gè)之間的間隔。這避免了彎曲部42的突出節(jié)段與從沿圓周相鄰的槽14和15突出的彎曲部42的干涉，這避免了線圈端部的高度h的增大或線圈端部沿其徑向方向的寬度的增大。
在第一實(shí)施例的三相定子繞組20中，轉(zhuǎn)子的每極的每個(gè)相的繞組30設(shè)置在槽14和15中的其中二個(gè)中。換句話說(shuō)，沿圓周方向彼此連續(xù)相鄰定位的定子繞組20的轉(zhuǎn)子的每極的槽的總數(shù)是3x2-6。因此，線圈導(dǎo)線30設(shè)置在槽14或15中的沿圓周方向彼此遠(yuǎn)離六個(gè)槽的其中兩個(gè)中。因而，為了避免利用導(dǎo)線30的中間處的曲柄部44在沿圓周相鄰的槽之外延伸的導(dǎo)線30之間的干涉，彎曲部42優(yōu)選地設(shè)計(jì)成具有六個(gè)(3x2)臺(tái)階和一個(gè)曲柄部，如第一實(shí)施例中的那^^。
在第一實(shí)施例中，如上所述，導(dǎo)線30在定子芯12的每個(gè)沿軸向相反的線圈端部上形成有六個(gè)臺(tái)階和一個(gè)曲柄部，從而減小線圈端部的高度和徑向?qū)挾取?br> 接著，將在下面參考圖6至8描述怎樣巻繞定子繞組20。在圖6至8中，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)潔，減少了轉(zhuǎn)子60的極和定子芯12的槽的總數(shù)。假定槽14和15對(duì)于每個(gè)相都是成對(duì)的，如圖7中所示，四對(duì)槽14和15以90。間隔形成在定子芯12中。因而，不同相的多對(duì)槽14和15以30。間隔形成。在槽14和15中，設(shè)置了四個(gè)導(dǎo)線30的總共八個(gè)槽內(nèi)部分40。每對(duì)的槽14內(nèi)的設(shè)置有導(dǎo)線30的位置從槽14外側(cè)到內(nèi)側(cè)徑向地編號(hào)為從一 (1)至四(4)。每對(duì)的槽15內(nèi)的設(shè)置有導(dǎo)線30的位置從槽15外側(cè)到內(nèi)側(cè)徑向地編號(hào)為從五(5)至八(8)。
在圖8中，將描述一個(gè)相的定子繞組20的繞組規(guī)格。在圖8中，例如，"(1-4)，，代表設(shè)置在圖7中的# 1的位置4中的繞組30。如圖8中所示，設(shè)置在槽14和15的如下面所示的八個(gè)位置中的導(dǎo)線連續(xù)地連接以形成八個(gè)組。位置(1-1)和(1-5)中的導(dǎo)線連接到輸入部分50(看圖4)。 一個(gè)相的定子繞組20具有在位置(4-1 )和(4-5)中作為中性點(diǎn)52 (看圖4)的兩個(gè)繞組端部。三相定子繞組20的總共六個(gè)中性點(diǎn)52集中在一個(gè)位置，如圖4中所示。換句話說(shuō)，第一實(shí)施例的三相定子繞組20的六個(gè)中性點(diǎn)52是星形接法。
(組l)(卜l) -(2-2) -(3-1) -(4-2)
(組2)(1-2) -(2-1) _(3-2)-(4-1)
(組3)(1-3)-(2-4)-(3-3)-(4畫4)
(組4)(1-4)-(2-3)-(3-4) -(4陽(yáng)3)
(組5)(1-5)-(2-6)-(3-5)-(4-6)
(組6)(1-6)-(2-5) -(3-6) -(4-5)
(組7)(1-7) -(2-8)-(3-7)-(4-8)
(組8)(1-8) -(2-7)-(3-8)—(4-7)
八個(gè)組的連續(xù)導(dǎo)線如下連接。導(dǎo)線(1-2)和(4-3)、導(dǎo)線(1-3)和(4-2 )、導(dǎo)線(1-4 )和(4-8 )、導(dǎo)線(1-6 )和(4-7 )、導(dǎo)線(1-7 )和(4-6)、導(dǎo)線(1-8)和(4-4)分別連接以形成通過(guò)連續(xù)的導(dǎo)線30并聯(lián)連接的一對(duì)定子繞組(#1)和(#2),如圖8中從輸入部分50延伸到中性點(diǎn)52的虛線和實(shí)線所示。相似地，其^也兩相繞組20各自形成通過(guò)從輸入部分50延伸到中性點(diǎn)52的導(dǎo)線30并聯(lián)連接的一對(duì)定子繞組。用于三個(gè)相的導(dǎo)線(1-4)和(4-8)以及導(dǎo)線(1-8)和(4-4)的接合處54在圖4中由附圖標(biāo)記54表示。
定子鍵逸#/
(輸入部分)-(組l)-(組3)-(組8)-(組6)-(中性
點(diǎn))
定子錄逾#2
(輸入部分)-(組5)-(組7)-(組4)-(組2)-(中性點(diǎn))
導(dǎo)線30在定子芯12的整個(gè)圓周上延伸以形成從輸入部分50至中 性點(diǎn)52的用于 一 個(gè)相的定子繞組，從而與將已知段導(dǎo)體 電焊接以形成從輸入部分50延伸到中性點(diǎn)52的定子繞組的情況相比， 將電接合處減到最少。這導(dǎo)致定子繞組20生產(chǎn)成本的降低并且還將定 子繞組20的不良電連接減到最少。
在第一實(shí)施例中，線圏端部的徑向?qū)挾葴p小，使得線圏端部沒有徑 向向外伸出，從而使得中性點(diǎn)52能徑向地設(shè)置在線圈端部之外。
第二實(shí)施例
在圖9中示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例中相同的附圖 標(biāo)記用來(lái)表示相同部件。
如同第一實(shí)施例中那樣，第二實(shí)施例的導(dǎo)線70在彎曲部74的大體 中間形成未被扭曲的曲柄部76。從槽14和15突出到定子芯12外部的 彎曲部74的突出節(jié)段沿著定子芯12的端面13具有朝槽定向的臺(tái)階78， 槽內(nèi)部分72延伸通過(guò)槽。然而，第二實(shí)施例的導(dǎo)線70具有筆直部，筆 直部^f立于彎曲部74的中間處的曲柄部76和在突出部上形成的每個(gè)臺(tái)階 78之間，且筆直部沒有任何臺(tái)階。
在導(dǎo)線70的結(jié)構(gòu)中，由從槽14和15突出的導(dǎo)線70所限定的三角 形底邊的長(zhǎng)度小于導(dǎo)線70設(shè)置于其中的槽14或15中的其中兩個(gè)之間 的間隔，從而導(dǎo)致線圈端部的高度h減小。
第三實(shí)施例
在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其中由銅制成的導(dǎo) 體32形成定子繞組20的導(dǎo)線30和70。相反，本實(shí)施例的導(dǎo)線30和 70由鋁制成。鋁是電阻比銅大的材料。然而，通過(guò)將穹曲部的突出節(jié)段 之間的間隔縮小進(jìn)一步總體上降低從定子芯突出的導(dǎo)線的形狀，從而導(dǎo) 致定子繞組整體電阻的減小。這允許定子繞組的整體電阻基本上等于傳 統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子的定子繞組的電阻，即^f吏導(dǎo)線30和70由鋁制成。 通過(guò)用鋁形成導(dǎo)體32可以有助于加工導(dǎo)線的容易性。
第四實(shí)施例
在圖10中示出了第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)401的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例 的^J走轉(zhuǎn)式電機(jī)401配備有外殼410、轉(zhuǎn)子402和定子403,通過(guò)將兩個(gè) 具有底部的圓柱形外殼410a和410b在其開口處連接形成外殼410,轉(zhuǎn)
13子402固定到旋轉(zhuǎn)軸420,外殼410通過(guò)軸承510和511可旋轉(zhuǎn)地支撐 旋轉(zhuǎn)軸420，定子403在包圍轉(zhuǎn)子402的位置在外殼410內(nèi)固定到外殼 410。
轉(zhuǎn)子402具有多個(gè)磁體，所述磁體設(shè)置在面對(duì)定子403的內(nèi)周的轉(zhuǎn) 子外周上以形成沿其圓周方向交替不同的磁極。轉(zhuǎn)子402的磁極的數(shù)量 取決于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的類型并且不應(yīng)局限于此。在本實(shí)施例中，使用八極 (4個(gè)N極和4個(gè)S才及)轉(zhuǎn)子402。
定子403的結(jié)構(gòu)配備有由多個(gè)相繞組構(gòu)成的三相線圈404,如圖11 中所示，和定子芯430,如圖12中所示。
如圖12中所示，定子芯430是環(huán)形的，其具有形成于其內(nèi)周中的 多個(gè)槽431。槽431形成為具有與定子芯430徑向方向一致的深度方向。 槽431形成在定子芯430中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)相的轉(zhuǎn)子402的每極有兩個(gè)槽。 具體地說(shuō)，形成8x3x2-48個(gè)槽431。
定子芯430由沿其圓周方向排列的24個(gè)芯段432組成，如圖13中 所示。芯段432限定槽431中的其中一個(gè)，并且如此形成以便其具有連 同左右相鄰的芯段432 —起限定兩個(gè)槽431的形狀(沿半徑方向延伸的 齒432a和支撐齒432a的芯背432b)。
芯段432由具有0.3mm厚的多個(gè)410磁鋼板堆疊制成。絕緣片置于 相鄰的兩個(gè)磁鋼板之間。定子芯430也可以替代地由典型已知的金屬板 和絕緣膜堆疊制成。
通過(guò)以指定巻繞方式巻繞多個(gè)定子繞組導(dǎo)線440來(lái)形成線圈404。 如圖14 (A)中所示，形成線圈404的定子繞組導(dǎo)線440每個(gè)都由銅導(dǎo) 體441和絕緣膜442制成，絕緣膜442包在導(dǎo)體441的外表面周圍并且 包括內(nèi)層442a和外層442b。絕緣膜442的總厚度(包括內(nèi)層442a和外 層442b的厚度)是100pm至200pm。由內(nèi)層442a和外層442b組成的 絕緣膜442的這種大厚度消除了利用置于定子繞組導(dǎo)線440之間的絕緣 片使定子繞組導(dǎo)線440彼此電絕緣的需求，但可以將絕緣片405置于導(dǎo) 線之間。
此外，如圖14 (B)中所示，線圈404的定子繞組導(dǎo)線440可以具 有由環(huán)氧樹脂制成的熔融材料448，用熔融材iH" 448覆蓋由內(nèi)層442a和 外層442b組成的絕緣膜442的外周。因而，當(dāng)經(jīng)受在旋轉(zhuǎn)式電4凡中產(chǎn) 生的熱時(shí)，熔融材料448比絕緣膜442更早熔化，以使得設(shè)置在同一槽431中的定子繞組導(dǎo)線440通過(guò)熔融材料448;f皮此熱結(jié)合。因而，同一 槽431中的定子繞組導(dǎo)線440將變成單件式繞組，從而導(dǎo)致槽431中的 定子繞組導(dǎo)線440的機(jī)械強(qiáng)度增大。
如圖15中所示，線圈404由三相繞組(U1,U2,V1，V2,W1，W2)制 造。更具體地，限定Ul-相的定子繞組440a和限定U2-相的定子繞組440b 串聯(lián)地連接。限定U2-相的定子繞組440c和限定Ul-相的定子繞組440d 串聯(lián)地連接。定子繞組440a和440b并聯(lián)地連接到定子繞組440c和440d 形成U相繞組。相似i也，V-相和W-相繞組以相同方式形成。
形成線團(tuán)404的定子繞組導(dǎo)線440沿圓周方向如波浪般巻繞在定子 芯430的內(nèi)圓周側(cè)上。定子繞組導(dǎo)線440具有設(shè)置在定子芯430的槽431 中的筆直的槽內(nèi)部分443和彎曲部444,每個(gè)彎曲部444都連接在槽內(nèi) 部分443的其中相鄰的兩個(gè)之間。槽內(nèi)部分443容納在每隔預(yù)定數(shù)量的 槽431中(在本實(shí)施例中，每隔3相x 2 = 6個(gè)槽)。彎曲部444從定子 芯430的軸向相反端部突出。
在線圈404中，彎曲部444形成在定子芯430的軸向相反側(cè)上。彎 曲部444在其大體中間上形成未#1扭曲的曲柄部。
如圖16中所示，從槽431突出到定子芯430外部的彎曲部444的 所有突出節(jié)段都具有沿著定子芯430的端面延伸的臺(tái)階444D。在圖16 中，臺(tái)階444D設(shè)置成離開定子芯430,但是，也可以布置成與定子芯 430鄰接接觸。彎曲部444成形為階梯形，其具有平行于定子芯430的 端面的多個(gè)臺(tái)階，/人而避免了定子繞組導(dǎo)線440的階梯形彎曲部444與 從沿圓周相鄰的槽431突出的定子繞組導(dǎo)線440的干涉。這避免了為了 消除從沿圓周相鄰的槽4 31突出的定子繞組導(dǎo)線440之間的干涉而4吏線 圏端部的高度增大或線圏端部沿其徑向方向的寬度增大。這導(dǎo)致線圈端 部的高度和寬度減小，從而避免了線圈404徑向向外伸出。
階梯形的彎曲部444在其最遠(yuǎn)離定子芯430的節(jié)段處(即，最高部 分)具有曲柄部444A。曲柄部444A形成為平4亍于定子芯430的端面。 曲柄部444A沿定子芯徑向方向的偏移量基本上處于定子繞組導(dǎo)線440 的寬度內(nèi)。具體地，偏移量為定子芯440的寬度的1.0至1.3倍。定子 繞組導(dǎo)線440的彎曲部444具有一黃跨曲柄部444A纟皮此相對(duì)的階梯形側(cè) 部。曲柄部444A布置成與設(shè)置在相鄰槽431中的定子繞組導(dǎo)線440的 彎曲部444垂直;也交疊。
15彎曲部444形成為具有四個(gè)臺(tái)階的形狀。具體地，彎曲部444具有 三個(gè)臺(tái)階444B至444D,它們平行于定子芯430的端面延伸并且形成在 沿定子芯430的軸向方向不同的位置處。臺(tái)階444B至444D平行于定子 芯430的端面延伸，但是，不必精確地與其平行。臺(tái)階444B至444D在 被允許降低的線圏端部的高度的范圍內(nèi)可以是平行的。在本實(shí)施例中， 除了離定子芯430的端面最遠(yuǎn)的曲柄部444A之外，離它最遠(yuǎn)的臺(tái)階 444B將被稱為最上面的臺(tái)階444B。離它第二遠(yuǎn)的臺(tái)階444C將浮皮稱為 笫二臺(tái)階444C。離定子芯430的端面最近的臺(tái)階444D將被稱為第三臺(tái) 階444D。最上面的臺(tái)階444B、第二臺(tái)階444C和第三臺(tái)階444D中每一 個(gè)的平行于定子芯430端面延伸的部分的長(zhǎng)度小于或等于槽431中的沿 圓周相鄰的其中兩個(gè)之間的間隔。
在本實(shí)施例中，如果將曲柄部444A和最上面的臺(tái)階444B之間的距 離定義為/,,將最上面的臺(tái)階444B和第二臺(tái)階444C之間的距離定義為 /2,和將笫二臺(tái)階444C和第三臺(tái)階444D之間的距離定義為/3,則有關(guān) 系式/,〉/2=/3 例如，/，為/2的1.02至1.3 4咅。距離/。 /2和/3可以滿足關(guān) 系式/，2/2=/3。臺(tái)階444B至444D中每一個(gè)的高度基本上等于定子繞組 導(dǎo)線440的高度。具體地說(shuō)，這種高度為定子繞組導(dǎo)線440的高度的1.0 至1.3倍。在本實(shí)施例中，如圖16中示意性示出的，彎曲部444的曲柄 部444A和臺(tái)階444B至444D之間的距離是基于其在定子芯430后面的 后表面確定的。在本實(shí)施例中，彎曲部444的階梯形構(gòu)造允許彎曲部444 布置成在它們之間沒有任何間隙地彼此交疊，/人而緊密地巻繞彎曲部 444。
此外，在本實(shí)施例中，在彎曲部444的曲柄部444A和臺(tái)階444B至 444D之間的距離中，曲柄部444A和最上面的臺(tái)階444B之間的距離/,大 于臺(tái)階444B至444D之間的距離/,和/,,從而消除了當(dāng)彎曲部布置成彼 此交疊時(shí)彎曲部444之一的曲柄部444與具有其他彎曲部444的定子繞 組導(dǎo)線440的干涉。曲柄部444A的端部和最上面的臺(tái)階444B的端部之 間的接合處的傾度大于最上面的臺(tái)階444B的端部和第二臺(tái)階444C之間 的接合處的傾度。
當(dāng)曲柄部444A和最上面的臺(tái)階444B之間的距離/,小于臺(tái)階444B 至4440之間的距離/2和/3時(shí)(即，/,</2二/3),如圖17中所示，這將使 定子繞組導(dǎo)線440的彼此疊置延伸的彎曲部444的矩形截面的拐角之間產(chǎn)生接觸或干涉。
盡管未限制，j旦彎曲部444的第三臺(tái)階444D和定子芯430的端面 之間的距離優(yōu)選地大約等于定子繞組導(dǎo)線440的高度。
線圈404設(shè)計(jì)成以使得形成線圏404的每個(gè)定子繞組導(dǎo)線440的端 部都在由從定子芯430凸出的彎曲部444所限定的線圈端部的高度內(nèi)徑 向向外突出。各自定子繞組導(dǎo)線440的在中性點(diǎn)側(cè)的端部在比其他端部 高的位置處徑向向外突出。
接著，將在下面使用附圖18至23詳細(xì)描述形成本實(shí)施例中的線圈 404的定子芯440的繞組。
本實(shí)施例的線圏404由三相繞組(U1,U2,V1,V2，W1和W2 )組成， 每相兩對(duì)繞組。圖18示出了如何連接三相繞組。圖18中的槽數(shù)字如下。 槽數(shù)字1表示其中放置了在中性點(diǎn)側(cè)上最接近Ul-相定子繞組導(dǎo)線440 的端部之一的一個(gè)槽內(nèi)部分443的一個(gè)槽431。槽數(shù)字2、 3、 4……方 便地表示沿圓周方向排列的槽431,定子繞組導(dǎo)線440巻繞在所述槽431 中。圖19僅僅圖示形成如圖18中所示的U-相繞組(即，U-和U2-相 繞組)的定子繞組導(dǎo)線440。在圖18至19中，豎直筆直延伸的線表示 槽內(nèi)部分443。存+著向上或向下延伸的線表示彎曲部444。
圖20是本實(shí)施例的線圏404的展開圖。繞組440a和440c的端部的 接合處是中性點(diǎn)。繞組440b和440d的端部的接合處是相端子。
各個(gè)相繞組在其連接方面是相同的。下面將參考U-相繞組描述如何 巻繞線圈404的定子繞組導(dǎo)線440。圖21示出U-相的定子繞組導(dǎo)線440 的連接的線路圖。圖21 (a)示出導(dǎo)線440a和440b的連接的線路圖。 圖21 (b)示出導(dǎo)線440c和440d的連接的線路圖。圖22示出沿槽431 的深度方向?qū)Ь€440a和440b之間以及其彎曲部444之間的位置關(guān)系。 圖23示出沿槽431的深度方向?qū)Ь€440c和440d之間以及其彎曲部444 之間的位置關(guān)系。
下面將參考圖21 (a)和22描述定子繞組導(dǎo)線440a和440b之間的 連接。定子402具有八個(gè)極。U-相定子繞組導(dǎo)線440位于其中的槽431
被表示為十六(16)個(gè)槽440a-l、 440a-2........ 440a-8、 440b-l、
440b-2、……、和440b-8。在槽431內(nèi)，八(8 )個(gè)槽內(nèi)部分443布置成 沿深度方向彼此交疊。槽431中的沿其深度方向設(shè)置槽內(nèi)部分443的位 置分別^皮分配以標(biāo)號(hào)8、 7、 6.......和l。定子繞組導(dǎo)線440a和440b串聯(lián)地連接。定子繞組導(dǎo)線440a-l的端 部連接到中性點(diǎn)。定子繞組導(dǎo)線440b-l的端部連接到導(dǎo)線440d以形成 與U-相端子的連接。
定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分443設(shè)置在槽440a-l中的第一位置 處并且最接近中性點(diǎn)。定子繞組導(dǎo)線440b的槽內(nèi)部分443設(shè)置在槽 440b-l中的第一位置處并且最接近導(dǎo)線440b的端部。
定子繞組導(dǎo)線440a的通過(guò)彎曲部444與設(shè)置在槽440a-l中的槽內(nèi) 部分相連的相鄰槽內(nèi)部分443與彎曲部444I相連并進(jìn)入槽440a-2中的 第二位置，彎曲部444I是位于定子芯430的端部側(cè)(下面也將被稱為下 端)上的一個(gè)彎曲部444,該定子芯430的端部側(cè)(下端)與端部突出 并與中性點(diǎn)相連的定子芯430的那個(gè)端部側(cè)(下面也將被稱為上端)相 反。換句話說(shuō)，下面的彎曲部4441在定子芯430的下端上連接在槽440a-1 中第 一位置處的槽內(nèi)部分443和槽440a-2中第二位置處的槽內(nèi)部分443 之間。
定子繞組導(dǎo)線440a的與設(shè)置于槽440a-2中的槽內(nèi)部分連接的相鄰 槽內(nèi)部分443與上面的彎曲部444II相連并進(jìn)入槽440a-3中的第 一位置。 換句話說(shuō)，上面的彎曲部444II在定子芯430的上端上連接在槽440a-2 中的第二位置和槽440a-3中的第一位置之間。
與設(shè)置在槽440a-3中的槽內(nèi)部分相連的定子繞組導(dǎo)線440a的相鄰 槽內(nèi)部分443與彎曲部444III相連并進(jìn)入槽440a-4中的第二位置。乂人上 面顯然可知，下面的彎曲部444III在定子芯430的下端上連接在槽 440a-3中的第一位置和槽440a-4中的笫二位置之間。
定子繞組導(dǎo)線440b的與設(shè)置在槽440b-l中的槽內(nèi)部分相連的相鄰 槽內(nèi)部分443與下面的彎曲部4411相連并進(jìn)入槽440b-2中的第二位置， 彎曲部441I是位于定子芯430的下端上的彎曲部444之一。換句諒4兌， 彎曲部444II在定子芯430的下端上連接在槽440b-l中的第一位置和槽 440b-2中的第二位置之間。
定子繞組導(dǎo)線440b的與設(shè)置在槽440b-2中的槽內(nèi)部分相連的相鄰 槽內(nèi)部分443與彎曲部44411I相連并進(jìn)入槽440b-3中的第一位置。換句 話說(shuō)，上面的彎曲部44411I在定子芯430的上端上連接在槽440b-2中的 第二位置和槽440b-3中的第一位置之間。
與設(shè)置在槽440b-3中的槽內(nèi)部分相連的定子繞組導(dǎo)線440b的相鄰
18槽內(nèi)部分443與彎曲部4441V相連并進(jìn)入槽440b-4中的第二位置。4灸句 話說(shuō)，下面的彎曲部444IV在定子芯430的下端上連接在槽440b-3中的 第一位置和槽440b-4中的第二位置之間。
從上面顯然可看出，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b是這樣的，即 位于定子芯430的上端之上的上面的彎曲部444II至444VII連4妻在槽內(nèi) 部分443的相鄰的第二和笫一位置之間，而位于定子芯430的下端之下 的下面的彎曲部4441至44VIII連接在槽內(nèi)部分443的相鄰的第一和第 二位置之間。以這種方式，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b的槽內(nèi)部分 443從槽440a-l至槽440a-8和從槽440b-l至槽440b-8沿著定子芯430 的圓周設(shè)置。在槽440a-8和440b-8中，定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分 443位于第二位置處。
緊接于槽440a-8和440b-8中第二位置處的槽內(nèi)部分的定子繞組導(dǎo) 線440a和440b的槽內(nèi)部分443分別設(shè)置在槽440a-l和440b-l中的第 三位置處。換句話i兌，在定子芯430的上端之上的上面的彎曲部444VIII 和4441在定子芯430的上端上連接在槽440a-8和440b-8中的笫二位置 處與槽440a-l和440b-l中的第三位置處之間。具體地i兌，在定子芯430 的圓周上巻繞一次之后，連接的導(dǎo)線被巻繞并徑向向內(nèi)移位一層。
定子繞組導(dǎo)線440a的與槽440a-l第三位置處的槽內(nèi)部分相連的槽 內(nèi)部分443與下面的彎曲部444I相連并進(jìn)入槽440a-2中的笫四位置。 換句話說(shuō)，下面的彎曲部4441在定子芯430的下端上連接在槽440a-l 中的第三位置和槽440a-2中的第四位置之間。
定子繞組導(dǎo)線440a的與設(shè)置于槽440a-2中的槽內(nèi)部分相連的相鄰 槽內(nèi)部分443與定子芯430的上端上的上面的彎曲部444II相連并進(jìn)入 槽440a-3中的第三位置。換句話說(shuō)，上面的彎曲部444II在定子芯430 的上端上連接在槽440a-2中的第四位置和槽440a-3中的第三位置之間。
與設(shè)置于槽440a-3中的槽內(nèi)部分相連的定子繞組導(dǎo)線440a的相鄰 槽內(nèi)部分443與定子芯430的下端上的彎曲部444III相連并進(jìn)入槽 440a-4中的第四位置。換句話-沈，彎曲部44411I在定子芯430的下端上 連接在槽440a-3中的第三位置和槽440a-4中的笫四位置之間。
與槽440b-l的第三位置相連的定子繞組導(dǎo)線440b與下面的彎曲部 444II相連并進(jìn)入槽440b-2中的第四位置。換句話說(shuō)，下面的彎曲部444II 在定子芯430的下端上連接在槽440b-l中的第三位置和槽440b-2中的第四位置之間。
定子繞組導(dǎo)線440b的與槽440b-2中的槽內(nèi)部分相連的相鄰槽內(nèi)部 分443與定子芯430的上端上的上面的彎曲部444III相連并進(jìn)入槽 440b-3中的第三位置。換句話說(shuō)，上面的彎曲部44411I在定子芯430的 上端上連接在槽440b-2中的第四位置和槽440b-3中的第三位置之間。
定子繞組導(dǎo)線440b的與槽440b-3中的槽內(nèi)部分相連的相鄰槽內(nèi)部 分443與下面的彎曲部444IV相連并進(jìn)入槽440b-4中的第四位置。4奐句 話說(shuō)，下面的彎曲部444IV在定子芯430的下端上連接在槽440b-3中的 第三位置和槽440b-4中的第二位置之間。
從上面顯然可看出，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b是這樣的，即 位于定子芯430的上端之上的上面的彎曲部4441I至444VII在第三和第 四位置中連接在相鄰的槽內(nèi)部分443之間，而位于定子芯430的下端之 下的彎曲部4441至444VIII在第三和第四位置連接在相鄰的槽內(nèi)部分 443之間。以這種方式，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b的槽內(nèi)部分443 從槽440a-l至槽440a-8和從槽440b-l至槽440b-8沿著定子芯430的圓 周設(shè)置。在槽440a-8和440b-8中，定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分443 位于第四位置處。
緊接于槽440a-8和440b-8中第四位置處的槽內(nèi)部分的定子繞組導(dǎo) 線440a和440b的槽內(nèi)部分443分別設(shè)置在槽440a-1和440b-1中的第 五位置處。換句話i兌，上面的彎曲部444VIII和4441在定子芯430的上 端之上連接在槽440a-8和440b-8中的第四位置與槽440a-l和440b-l中 的第五位置之間。具體地說(shuō)，在定子芯430的圓周上巻繞一次之后，連 接的導(dǎo)線被巻繞并徑向向內(nèi)移位 一 層。
與槽440a-l的笫五位置相連的定子繞組導(dǎo)線440a通過(guò)下面的彎曲 部4441連接并進(jìn)入槽440a-2中的第六位置。換句話說(shuō)，下面的彎曲部 4441在定子芯430的下端上連4妻在槽440a-l中的第五位置和槽440a-2 中的第六位置之間。
與槽440a-2中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部 分443與上面的彎曲部444II相連并進(jìn)入槽440a-3中的第五位置。換句 話說(shuō)，上面的彎曲部444II在定子芯430的上端上連接在槽440a-2中的 第六位置和槽440a-3中的第五位置之間。
與槽440a-3中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分443與下面的彎曲部444III相連并進(jìn)入槽440a-4中的第六位置。換句 話說(shuō)，下面的彎曲部44411I在定子芯430的下端上連接在槽440a-3中的 第五位置和槽440a-4中的第六位置之間。
與槽440b-l的第五位置相連的定子繞組導(dǎo)線440b與下面的彎曲部 444II相連并進(jìn)入槽440b-2中的第六位置。換句話說(shuō)，下面的彎曲部444II 在定子芯430的下端上連接在槽440b-l中的第五位置和槽440b-2中的 第六位置之間。
與槽440b-2中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440b的槽內(nèi)部 分443與上面的彎曲部444III相連并進(jìn)入槽440b-3中的第五位置。換句 話說(shuō)，上面的彎曲部44411I在定子芯430的上端上連接在槽440b-2中的 第六位置和槽440b-3中的第五位置之間。
與槽440b-3中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440b的槽內(nèi)部 分443與下面的彎曲部4441V相連并進(jìn)入槽440b-4中的第六位置。換句 話說(shuō)，彎曲部444IV在定子芯430的下端上連接在槽440b-3中的第五位 置和槽440b-4中的第六位置之間。
從上面顯然可看出，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b是這樣的，即 位于定子芯430的上端之上的上面的彎曲部4441I至444VII在第五和第 六位置連接在相鄰的槽內(nèi)部分443之間，而位于定子芯430的下端之下 的下面的彎曲部4441至444VIII在第五和第六位置連接在相鄰的槽內(nèi)部 分443之間。以這種方式，定子繞組導(dǎo)線440a和440b從槽440a-l至槽 440a-8和從槽440b-l至槽440b-8沿著定子芯430的圓周延伸。在槽 440a-8和440b-8中，定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分443位于第六位置 處。
緊接于槽440a-8和440b-8中的笫六位置處的槽內(nèi)部分的定子繞組 導(dǎo)線440a和440b的槽內(nèi)部分443分別設(shè)置在槽440a-l和440b-l中的 笫七位置處。才灸句話i兌，上面的彎曲部444VIII和4441在定子芯430的 上端上連接在槽440a-8和440b-8中的第六位置與槽440a-l和440b-l中 的第七位置之間。具體地說(shuō)，在定子芯430的圓周上巻繞一次之后，連 接的導(dǎo)線被巻繞并徑向向內(nèi)移位一層。
與槽440a-l的第七位置相連的定子繞組導(dǎo)線440a與下面的彎曲部 444I相連并進(jìn)入槽440a-2中的第八位置。換句話說(shuō)，下面的彎曲部4441 在定子芯430的下端上連接在槽440a-l中的第七位置和槽440a-2中的第八位置之間。
與槽440a-2中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部 分443與上面的彎曲部444II相連并進(jìn)入槽440a-3中的笫七位置。換句 話說(shuō)，上面的彎曲部4441I在定子芯430的上端上連接在槽440a-2中的 第八位置和槽440a-3中的第七位置之間。
與槽440a-3中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部 分443與下面的彎曲部44411I相連并進(jìn)入槽440a-4中的第八位置。換句 話說(shuō)，下面的彎曲部44411I在定子芯430的下端上連接在槽440a-3中的 第七位置和槽440a-4中的第八位置之間。
與槽440b-l的第七位置處的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線 440b的槽內(nèi)部分443與下面的彎曲部444II相連并進(jìn)入槽440b-2中的第 八位置。換句話說(shuō)，下面的彎曲部444II在定子芯430的下端上連接在 槽440b-l中的第七位置和槽440b-2中的第八位置之間。
與槽440b-2中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440b的槽內(nèi)部 分443與上面的彎曲部444III相連并進(jìn)入槽440b-3中的第七位置。換句 話說(shuō)，上面的彎曲部44411I在定子芯430的上端上連接在槽440b-2中的 第八位置和槽440b-3中的第七位置之間。
與槽440b-3中的槽內(nèi)部分相鄰布置的定子繞組導(dǎo)線440b的槽內(nèi)部 分443與下面的彎曲部444IV相連并進(jìn)入槽440b-4中的第八位置。換句 話i兌，下面的彎曲部444IV在定子芯430的下端上連接在槽440b-3中的 第七位置和槽440b-4中的第八位置之間。
從上面顯然可看出，兩個(gè)定子繞組導(dǎo)線440a和440b是這樣的，即 位于定子芯30的上端之上的上面的彎曲部444II至444VII在第七和第 八位置連接在相鄰的槽內(nèi)部分443之間，而位于定子芯430的下端之下 的下面的彎曲部44I至44VIII在笫七和第八位置連接在相鄰的槽內(nèi)部分 443之間。以這種方式，定子繞組導(dǎo)線440a和440b從槽440a-l至槽 440a-8和乂人槽440b-l至槽440b-8沿著定子芯430的圓周延伸。在槽 440a-8和440b-8中，定子繞組導(dǎo)線440a的槽內(nèi)部分443位于第八位置 處。
設(shè)置于槽440a-8和440b-8中的槽內(nèi)部分443 ^皮連接起來(lái)。以這種 方式，定子繞組導(dǎo)線440a和440b繞定子芯430巻繞。
接著，在圖21 (b)和23中示出了定子繞組導(dǎo)線440c和440d的連接，其基本上與定子繞組導(dǎo)線440a和440b的連接相同，在此將省略其 -洋細(xì)i兌明。
在本實(shí)施例中，彎曲部444的曲柄部444A和臺(tái)階444B至444D之 間的距離滿足關(guān)系式/,〉/^/3 (或/^/2二/3),從而避免具有不同彎曲部 444的定子繞組導(dǎo)線440之間的干涉，并因而使得彎曲部444能在沒有 由干涉引起的任何間隙的情況下彼此交疊。這使得彎曲部444能4支緊密 地巻繞。
在本實(shí)施例中，曲柄部444A和最上面的臺(tái)階444B之間的距離長(zhǎng)， 從而避免了彼此交疊的彎曲部之間的干涉。 其他實(shí)施例
在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了工作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的 定子。上面實(shí)施例的定子可以用作工作為電動(dòng)才幾和發(fā)電才幾中任一種的旋 轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子。
在上面的實(shí)施例中，在定子芯12的整個(gè)圓周上延伸的導(dǎo)線限定用 于每個(gè)相的定子繞組，但是，也可以替代地通過(guò)將U-型段導(dǎo)體彼此焊接 起來(lái)并形成曲柄部和臺(tái)階來(lái)制造定子繞組，如第一和第二實(shí)施例中所 述。
定子繞組不^U義局限于三相的應(yīng)用，而且也可以用于多相。如果定 子繞組的數(shù)量是k，以及用于定子的每極的每個(gè)相的槽數(shù)量是n,則導(dǎo) 線的彎曲部的臺(tái)階數(shù)量?jī)?yōu)選地是k x n。
在上面的實(shí)施例中，曲柄部基本上形成在彎曲部的中間，^旦其不必 形成在彎曲部的中間，只要臺(tái)階形成在從槽突出的彎曲部的節(jié)段處即 可。
在上面的實(shí)施例中，描述了轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的內(nèi)圓周之內(nèi)以便在內(nèi) 圓周側(cè)上面對(duì)定子的結(jié)構(gòu)，但是，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的外圓周之外以便在 外圓周側(cè)上面對(duì)定子的結(jié)構(gòu)也是可以的。
在上面的實(shí)施例中，三相定子繞組20是星形接法的，但是，其可 以是呈環(huán)形形式的三角形連接。
如上所述，本發(fā)明不局限于上面的實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明精 神的情況下，可以以各種方式實(shí)施。
2權(quán)利要求
1.一種用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其配備有定子芯和定子繞組，所述定子芯沿圓周方向具有多個(gè)槽，所述定子繞組由導(dǎo)線構(gòu)成并且設(shè)置在所述槽中，其特征在于，所述定子繞組包括設(shè)置在沿圓周方向不同的所述槽中的槽內(nèi)部分和在所述槽外部連接所述槽內(nèi)部分的彎曲部，并且沿著所述定子芯的端面延伸的臺(tái)階形成在從所述槽突出的所述彎曲部的多個(gè)節(jié)段處。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于，沿著 所述定子芯的端面延伸的臺(tái)階形成在從所述槽突出的所述彎曲部的所 有節(jié)段處。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于， 所述彎曲部的突出節(jié)段沿所述定子芯端面的長(zhǎng)度小于或等于沿圓周方 向相鄰的所述槽之間的間隔。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特 征在于，所述彎曲部成形為階梯形以沿所述定子芯的軸向方向具有平行 于所述定子芯的端面的臺(tái)階。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于，平行 于所述定子芯的端面的所有所述臺(tái)階的長(zhǎng)度小于或等于沿圓周方向相 鄰的所述槽之間的間隔。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于， 如果所述定子繞組的相的數(shù)量是k,且對(duì)于具有沿圓周方向交替地不同 的多個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子的每極的每個(gè)相的所述槽的數(shù)量是n,則形成在所述 彎曲部處的所述臺(tái)階的數(shù)量是kxn。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特 征在于，所述彎曲部具有形成在最遠(yuǎn)離所述定子芯的位置處的曲柄形的 曲柄部。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于，所述 曲柄部形成為平行于所述定子芯的端面。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于， 所述曲柄部沿所述定子芯的徑向方向移位所述導(dǎo)線的寬度。
10. 如權(quán)利要求7至9中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其 特征在于，每個(gè)所述彎曲部都布置成沿軸向方向與所述彎曲部中沿圓周相鄰的一個(gè)交疊。
11. 如權(quán)利要求7至10中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特 征在于，所述彎曲部成形為階梯形以沿所述定子芯的軸向方向具有與所述 定子芯的端面平行的多個(gè)臺(tái)階，并且在所述曲柄部和最上面的臺(tái)階之間的 軸向距離比所述臺(tái)階之間的軸向距離長(zhǎng)，所述最上面的臺(tái)階是所述臺(tái)階中 限定出沿軸向方向離所述定子芯最遠(yuǎn)的階梯形形狀的那個(gè)臺(tái)階。
12. 如權(quán)利要求11所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于，所 述曲柄部布置成與所述彎曲部中沿圓周相鄰的一個(gè)彎曲部的所述最上 面的臺(tái)階軸向交疊。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在 于，所述彎曲部的所述臺(tái)階之間的距離等于所迷導(dǎo)線的高度。
14. 如權(quán)利要求1至13中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其 特征在于，所述導(dǎo)線具有矩形截面。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其 特征在于，所述導(dǎo)線形成為在所述定子芯的整個(gè)圓周上延伸。
16. 如權(quán)利要求1至15中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其 特征在于，所述導(dǎo)線具有導(dǎo)體和包在所述導(dǎo)體周圍的絕緣膜，所述絕緣 膜具有100至200pm的厚度。
17. 如權(quán)利要求16所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在于，所 述絕緣膜具有內(nèi)層和覆蓋所述內(nèi)層的外層，所述外層在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 上比所述內(nèi)層低。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其特征在 于，所述導(dǎo)線具有覆蓋所述絕緣膜的外周的熔融材料。
19. 如4又利要求1至18中任一個(gè)所述的用于旋轉(zhuǎn)式電才幾的定子，其 特征在于，所述導(dǎo)線具有由鋁制成的導(dǎo)體。
20. —種旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，其特征在于，它包括如權(quán)利要求1至19中任 一個(gè)所述的定子和形成沿圓周方向交替地不同的磁極的轉(zhuǎn)子。
21. —種用于旋轉(zhuǎn)式電機(jī)的定子，其配備有定子芯和定子繞組，所 述定子芯沿圓周方向具有多個(gè)槽，所述定子繞組由導(dǎo)線構(gòu)成并且設(shè)置在 所述槽中，其特征在于，所述定子繞組包括設(shè)置在沿圓周方向不同的所 述槽中的槽內(nèi)部分和在所述槽外部連接所述槽內(nèi)部分的彎曲部，并且所
全文摘要
一種用于形成定子繞組(20)的線材(30)包括設(shè)置在定子芯(12)的槽(14和15)內(nèi)的槽收容部(40)，以及彎曲部(42)，彎曲部(42)從槽(14和15)突出到定子芯(12)的外部并且連接設(shè)置于沿圓周不同的槽(14和15)內(nèi)的槽收容部(40)。彎曲部(42)單獨(dú)地形成在定子芯(12)的軸向兩側(cè)上。沒有扭轉(zhuǎn)的曲柄部(44)形成在彎曲部(42)的基本上中心部分。臺(tái)階部(46)形成在彎曲部(42)的突出部，該突出部從槽(14和15)突出到定子芯(12)的外部。此外，線材(30)的臺(tái)階部(42)各自具有在形成于基本上中心部分的曲柄部(44)和臺(tái)階部(46)之間的兩個(gè)臺(tái)階部(48)，臺(tái)階部(46)形成在彎曲部(42)的突出部處。
文檔編號(hào)H02K3/04GK101689777SQ200880014909
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者梶浦裕章, 香田請(qǐng)司, 高田雅廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝