專利名稱：定子構(gòu)造以及定子制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在用于馬達的定子上卷繞線圈的技術(shù)，具體而言，涉及通過認(rèn)真思考在線圈上進行絕緣包覆的步驟來降低制造成本的技術(shù)。
背景技術(shù)：
要求車載用的馬達中的、用于車的驅(qū)動的馬達實現(xiàn)小型化和高輸出化。為了實現(xiàn)馬達的小型化和高輸出化，需要通過增大流過定子所包括的線圈的電流量等來增強磁力。但是，當(dāng)增大流過線圈的電流量時，放熱性的問題產(chǎn)生。因此，在追求馬達的小型化、高輸出化時，需要研究高效率地從定子放出在使用定子時產(chǎn)生的熱的方法。在專利文獻I中，公開了有關(guān)電動機定子和電動機的技術(shù)。在聚酰亞胺樹脂、酰亞胺樹脂等具有絕緣性的樹脂材料中混入氧化鋁、二氧化硅 等填充材料并且將混合后的材料以均勻的厚度涂布在定子芯的齒部側(cè)面作為包覆材料，并在該樹脂包覆材料完全硬化之前卷繞導(dǎo)線從而形成線圈。通過在具有絕緣性的樹脂中混入填充材料并且將混合后的材料涂布在齒部側(cè)面來形成，線圈與包覆材料和齒部的密接性提聞并且放熱性提聞。但是，即使實施了這樣的提高放熱性的方法，當(dāng)用于導(dǎo)線卷繞的導(dǎo)線是圓導(dǎo)線時，能夠流過導(dǎo)線的電流量存在極限。雖然也存在使用通過成對地卷繞圓導(dǎo)線來形成線圈的方法進行應(yīng)對的情況，為了實現(xiàn)定子的高輸出化，需要進一步提高線圈的占空系數(shù)。因此，將有利于占空系數(shù)的提高的扁平導(dǎo)體用于線圈的方法被研究。但是，當(dāng)使用扁平導(dǎo)體作為線圈時，因為扁平導(dǎo)體的截面積大，所以難以將其卷繞成線圈形狀。另外，雖然通過增大扁平導(dǎo)體的截面積能夠提高電流密度，但是渦電流的問題產(chǎn)生。因此，當(dāng)通過卷繞扁平導(dǎo)體來形成線圈時，進行了各種研究。在專利文獻2中，公開了有關(guān)分割定子制造方法的技術(shù)。在卷繞了扁平導(dǎo)體后，將線圈組裝至絕緣體。通過在該狀態(tài)下配置至模具進行樹脂模制，來形成線圈和絕緣體通過樹脂模制形成被一體化了的線圈盒單元。通過將所述線圈盒單元組裝至分割式的定子芯，形成定子。通過這樣形成定子，能夠提高絕緣體與線圈的密接度，高效率地傳遞在使用定子時產(chǎn)生的來自線圈的發(fā)熱，提高定子的放熱性。在專利文獻3中，公開了有關(guān)分割定子和分割定子制造方法的技術(shù)。當(dāng)將絕緣體插入成形于形成在定子芯上的齒時，事先在齒的側(cè)面涂布粘接劑。并且，在形成了絕緣體后組裝線圈并且對定子芯進行樹脂模制。通過事先在齒側(cè)面涂布粘接劑，能夠防止混入到形成絕緣體的樹脂的內(nèi)部的填充材料的對齊，提高絕緣體的熱傳遞性。在先技術(shù)文獻專利文獻I :日本專利文獻特開2007-215334號公報；專利文獻2 :日本專利文獻特開2009-171740號公報；
專利文獻3 :日本專利文獻特開2009-219235號公報。

發(fā)明內(nèi)容
但是，認(rèn)為在專利文獻2和專利文獻3中，存在以下說明的問題。當(dāng)通過卷繞扁平導(dǎo)體形成了線圈時，形成的線圈的彎曲部需要某種程度的彎曲半徑。這是因為扁平導(dǎo)體具有預(yù)定的截面積。尤其是，為了馬達的高輸出化，扁立彎曲線圈是有效的，但是，扁立彎曲線圈的彎曲部分的彎曲半徑相比不進行扁立彎曲加工的情況增大。其結(jié)果是，在定子芯的端面與線圈的內(nèi)周面之間產(chǎn)生間隙。尤其是當(dāng)為了增大流過線圈的電流而增大扁平截面的截面積時，線圈與定子芯的端面的間隙有擴大的傾向。
由于上述的理由，當(dāng)使用專利文獻2和專利文獻3中公開的技術(shù)來制造定子時，其結(jié)果是在對定子的線圈末端進行樹脂模制時，樹脂大量地流入到所述線圈與定子芯的端面的間隙。根據(jù)扁平導(dǎo)體的扁平截面的截面積、線圈末端部分的彎曲半徑，當(dāng)使用馬達時，在所述樹脂模制部的內(nèi)部，熱的影響導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力積蓄并且裂紋產(chǎn)生，從而可能變得不能夠確保線圈與定子芯之間的絕緣。車載的馬達在使用馬達時發(fā)熱，而在不使用時冷卻至周圍的環(huán)境溫度。因此，在使用環(huán)境下，熱循環(huán)負載高頻率地施加在定子的樹脂模制部和絕緣體上。并且，因為樹脂與線圈和定子芯的膨脹率不同，所以當(dāng)樹脂模制部的樹脂多時，樹脂的收縮率也增大。其結(jié)果是，在馬達的使用環(huán)境下，存在應(yīng)力積蓄在定子的樹脂的內(nèi)部、產(chǎn)生裂紋等的可能性。因此，為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供能夠減小在定子的樹脂模制部或者絕緣體中產(chǎn)生的應(yīng)力的定子和定子制造方法。為了達到所述目的，本發(fā)明的方式涉及的定子構(gòu)造具有以下特征。(I) 一種定子構(gòu)造，具有通過卷繞導(dǎo)體形成的線圈和包括經(jīng)由絕緣體組裝有所述線圈的齒的定子芯，所述定子構(gòu)造優(yōu)選組裝至所述絕緣體的所述線圈被樹脂模制并一體化，在所述絕緣體與所述定子芯的軸向端面之間，具有在所述定子芯的直徑方向上連續(xù)的空間。(2)如(I)所述的定子構(gòu)造，優(yōu)選所述絕緣體與所述定子芯的所述齒側(cè)面被進行粘接或焊接。(3)如(2)所述的定子構(gòu)造，優(yōu)選所述定子芯的所述齒側(cè)面與所述絕緣體被超聲波焊接并固定。(4)如(2)所述的定子構(gòu)造，優(yōu)選所述定子芯的所述齒側(cè)面與所述絕緣體被熱焊接并固定另外，為了達到所述目的，本發(fā)明的其他方式涉及的定子制造方法具有以下特征。(5) 一種定子制造方法，經(jīng)由絕緣體將線圈組裝在形成于定子芯的齒上，從而形成定子，所述定子制造方法優(yōu)選將被形成為與所述齒側(cè)面接觸、并且具有在其自身與所述齒端面之間具有空間的形狀的所述絕緣體配置在模具內(nèi)，并且將所述線圈組裝到所述絕緣體上，在所述模具中注入樹脂，由此來以覆蓋所述線圈的表面的方式進行樹脂模制從而形成線圈單元，并且將所述線圈單元組裝至所述定子芯的所述齒從而形成所述定子。(6)如權(quán)利要求(5)所述的定子制造方法，優(yōu)選以使用與形成所述絕緣體的樹脂不同的樹脂覆蓋所述線圈的表面的方式進行了樹脂模制。(7)如(5)或(6)所述的定子制造方法，優(yōu)選利用具有好的熱傳遞性的粘接劑、熱焊接、或者超聲波焊接對在所述線圈單元的內(nèi)周面露出的絕緣體和所述定子芯的所述齒側(cè)面進行接合。(8)如(7)所述的定子制造方法，優(yōu)選一邊從所述定子芯的內(nèi)徑側(cè)向所述線圈單元施加均勻的壓力一邊進行接合。發(fā)明效果根據(jù)具有這樣的特征的本發(fā)明涉及的定子的一個方式，能夠獲得如下的作用、效
果O上述(I)所述的發(fā)明的方式涉及一種定子構(gòu)造，所述定子構(gòu)造具有通過卷繞導(dǎo)體 形成的線圈、以及包括經(jīng)由絕緣體組裝有線圈的齒的定子芯，在所述定子構(gòu)造中，組裝至絕緣體的線圈被樹脂模制并一體化，在絕緣體與定子芯的軸向端面之間，具有在定子芯的直徑方向上連續(xù)的空間。通過將線圈組裝在絕緣體上并且對線圈和絕緣體進行樹脂模制，絕緣體和線圈通過樹脂模制被一體化。此時，通過在絕緣體與定子芯的端面之間存在空間，能夠抑制如發(fā)明所要解決的問題所示的集中應(yīng)力的產(chǎn)生。如上所述，集中應(yīng)力產(chǎn)生在覆蓋線圈的樹脂模制部分，這是因為樹脂模制部、絕緣體與定子芯的熱膨脹率的差大，在馬達的使用環(huán)境下，應(yīng)力集中的部分產(chǎn)生。并且，根據(jù)申請人的調(diào)查，集中應(yīng)力產(chǎn)生在定子芯具有的齒的四角。這被認(rèn)為是由于在現(xiàn)有技術(shù)中，定子芯端面與線圈之間的空間需要大量的樹脂，推測由于所述空間的樹脂進行收縮，集中應(yīng)力產(chǎn)生在齒的四角。但是，在本發(fā)明中，在絕緣體與定子芯端面之間形成空間，抑制定子芯端面與絕緣體接觸的部分，并且削減定子芯端面與線圈之間的空間的樹脂的量。其結(jié)果是，即使在馬達的使用環(huán)境下，也能夠抑制受到樹脂模制部、絕緣體與定子芯的熱膨脹率的差的影響導(dǎo)致的應(yīng)力產(chǎn)生。另外，上述(2)所述的發(fā)明的方式涉及如(I)所述的定子構(gòu)造，其中，絕緣體與定子芯的齒側(cè)面被進行粘接或焊接。防止當(dāng)在定子上施加了振動時、線圈相對于定子活動的功能通過在齒側(cè)面對定子芯和絕緣體進行粘接或焊接等實現(xiàn)。另外，在有關(guān)以往使用的盒式線圈的技術(shù)中，使用有在絕緣體或者樹脂模制部設(shè)置與定子芯卡合的突起，在定子芯設(shè)置孔部，并且進行機械結(jié)合的方法。但是，在這樣的方法中，在絕緣體與定子芯之間產(chǎn)生空隙等對來自線圈的放熱不利的狀態(tài)出現(xiàn)的情況較多。但是，通過在絕緣體與齒側(cè)面進行粘接或焊接，絕緣體與定子芯密接，從而能夠有助于放熱性的提高。另外，上述(3)所述的發(fā)明的方式涉及如(2)所述的定子構(gòu)造，其中，定子芯的齒側(cè)面與絕緣體被超聲波焊接并固定。絕緣體與齒側(cè)面被超聲波焊接并固定，因此在絕緣體與齒側(cè)面之間難以形成空氣層，從而能夠提聞放熱性能。另外，上述(4)所述的發(fā)明的方式涉及如(2)所述的定子構(gòu)造，其中，定子芯的齒側(cè)面與絕緣體被熱焊接并固定。絕緣體與齒側(cè)面被熱焊接并固定，因此與(3)相同地，在絕緣體與齒側(cè)面之間難以形成空氣層，從而能夠提高放熱性能。根據(jù)具有這樣的特征的本發(fā)明涉及的定子制造方法的一個方式，能夠獲得如下的作用、效果。上述(5)所述的發(fā)明的方式涉及一種經(jīng)由絕緣體將線圈組裝在形成于定子芯的齒上、從而形成定子的定子制造方法，在所述定子制造方法中，將被形成為與齒側(cè)面接觸、并且具有在其自身與齒端面之間具有空間的形狀的絕緣體配置在模具內(nèi)，并且將線圈組裝到絕緣體上，在模具中注入樹脂，由此來以覆蓋線圈的表面的方式進行樹脂模制從而形成線圈單元，并且將線圈單元組裝至定子芯的齒從而形成定子。在絕緣體與定子芯的端面設(shè)置形成間隙，將線圈組裝到絕緣體上進行插入成形從而形成線圈單元，因此，與(I)所述的定子構(gòu)造相同，能夠抑制發(fā)明所要解決的問題所示的·集中應(yīng)力的產(chǎn)生。S卩，通過形成具有在絕緣體與定子芯端面之間設(shè)置有空間的構(gòu)成的定子，能夠抑制發(fā)明所要解決的問題所示的應(yīng)力積蓄在與齒的四角對應(yīng)的絕緣體和樹脂模制部的部分。其結(jié)果是，有助于延長定子的壽命。另外，上述(6)所述的發(fā)明的方式涉及如(5)所述的定子制造方法，其中，也能夠以使用與形成絕緣體的樹脂不同的樹脂覆蓋線圈的表面的方式進行樹脂模制。因為能夠使用絕緣體和覆蓋線圈的進行了樹脂模制的部分這兩種不同的樹脂，所以絕緣體與進行了樹脂模制的部分具有不同的功能。例如，在驅(qū)動用馬達的情況下，線圈發(fā)出的熱量的大部分被經(jīng)由絕緣體向線圈放熱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在絕緣體中使用熱傳遞性好的樹脂，在與絕緣體相比使用樹脂的量多的模制部分中使用廉價的樹脂等。其結(jié)果是，能夠有助于定子的成本削減。另外，上述(7)所述的發(fā)明的方式涉及如(5)或(6)所述的定子制造方法，其中，利用具有好的熱傳遞性的粘接劑、熱焊接、或者超聲波焊接對在線圈單元的內(nèi)周面露出的絕緣體和定子芯的齒側(cè)面進行接合。通過利用粘接、熱焊接、或者超聲波焊接對定子芯包括的齒側(cè)面和絕緣體進行接合，線圈單元與定子芯密接，從而能夠高效率地向定子芯側(cè)傳遞來自線圈的發(fā)熱。另外，即使在定子上施加了振動時，也能夠抑制線圈單元由于振動而活動的情況，因此能夠抑制絕緣體與齒側(cè)面進行摩擦從而損害絕緣性。另外，上述(8)所述的發(fā)明的方式涉及如(7)所述的定子制造方法，在所述定子制造方法中，一邊從定子芯的內(nèi)徑側(cè)向線圈單元均勻地施加壓力一邊進行接合當(dāng)將線圈單元固定在定子芯上進行接合時，一邊從定子芯的內(nèi)徑側(cè)均勻地施加壓力一邊進行接合，因此在焊接線圈單元時，即使由于線圈單元的表面的樹脂在暫時軟化之后硬化而導(dǎo)致力產(chǎn)生在定子芯上，也能夠抑制定子芯發(fā)生變形。定子芯由積層鋼板形成，根據(jù)積層鋼板的形成方法，存在若干間隙形成在積層的鋼板之間的情況。在該狀態(tài)下，當(dāng)將線圈單元組裝到齒上并進行焊接時，由于樹脂硬化時產(chǎn)生的力，存在力施加到定子芯的可能性。線圈單元配置在定子芯的內(nèi)徑側(cè)，定子芯的外徑側(cè)處于自由狀態(tài)。因此，存在由于所述力而產(chǎn)生對配置在定子芯的內(nèi)側(cè)的齒進行緊固的變形的可能性。但是，通過一邊從定子芯內(nèi)徑側(cè)均勻地施加壓力一邊進行接合，能夠抑制所述力導(dǎo)致的變形。


圖I是第一實施方式的定子的立體圖；圖2是第一實施方式的分割型芯單元的立體圖；圖3是第一實施方式的分割型芯單元的截面圖；圖4是第一實施方式的線圈單元的立體圖；圖5是第一實施方式的絕緣體的立體圖；
圖6是示出了第一實施方式的利用模具形成絕緣體的情況的截面圖；圖7是示出了第一實施方式的形成樹脂模制部的情況的截面圖；圖8是第一實施方式的在絕緣體上組裝了線圈的狀態(tài)的立體圖；圖9是第一實施方式的第四模具的側(cè)面截面圖；圖10是第一實施方式的第五模具的側(cè)面截面圖；圖11是示出了第一實施方式的焊接線圈單元的情況的截面圖；圖12是第一實施方式的線圈的截面圖；圖13是為了進行比較而準(zhǔn)備的現(xiàn)有技術(shù)涉及的線圈的截面圖；圖14是第二實施方式的定子的截面圖。
具體實施例方式首先，針對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。(第一實施方式)圖I示出了第一實施方式的定子10的立體圖。圖2示出了分割型芯單元110的立體圖。圖3示出了分割型芯單元110的截面圖。定子10使用分割型的定子芯，18個圖2所示的分割型芯單元110被配置成圓環(huán)狀，形成定子10。分割型芯單元110包括定子芯片111、對扁平導(dǎo)體D進行扁立彎曲加工而卷繞成的線圈112、樹脂模制部113、以及絕緣體114。另外，在分割型芯單元110的外周嵌有外環(huán)102。定子芯片111通過多張地層疊通過沖壓等形成的電磁鋼板形成，并且包括向內(nèi)周側(cè)凸出的齒部111a。關(guān)于定子芯片111的端面，層疊的電磁鋼板的兩端的一個面被形成為定子芯端面111b。在齒部Illa的周方向的左右,形成有槽底部111c。在形成于定子芯片111的齒部111a，配置有線圈單元120。圖4示出了線圈單元120的立體圖。如圖3所示,線圈單元120包括線圈112、絕緣體114,并且具有以覆蓋線圈112的周圍的方式形成的樹脂模制部113。線圈112通過對扁平導(dǎo)體D進行扁立彎曲加工形成，并且在線圈末端側(cè)包括外側(cè)線圈端子部112a和內(nèi)側(cè)線圈端子部112b。扁平導(dǎo)體D通過在具有扁平截面的銅等導(dǎo)電性好的金屬的周圍施加釉等絕緣性樹脂形成。樹脂模制部113和絕緣體114通過使用PPS樹脂等具有熱可塑性的樹脂形成。但是，為了提高熱傳遞性，在絕緣體114中混入有大量的填充材料，并且樹脂模制部113的填充材料的混入率比絕緣體114的填充材料的混入率低。另外，為了形成用于后述的超聲波焊接的焊接余量，圖3所示的齒部Illa側(cè)面、以及與槽底部Illc接觸的部分的絕緣體114的厚度被設(shè)定得厚O 40%左右。圖5示出了絕緣體114的立體圖。絕緣體114由具有大致呈長方形的截面的筒狀部114a和由平板形成的板狀部114b形成，并且如下所述，通過使用模具被一體地成形。當(dāng)形成有定子芯片111時，筒狀部114a具有實現(xiàn)線圈112與齒部Illa側(cè)面的絕緣的功能。板狀部114b具有實現(xiàn)線圈112與槽底部Illc的絕緣的功能。接下來，針對線圈單元120的形成過程進行說明?！D6示出了示出利用模具形成絕緣體114的情況的截面圖。圖7示出了示出形成樹脂模制部113的情況的截面圖。圖6和圖7是配置在各模具上的線圈112和絕緣體114的在短邊側(cè)中央進行了切斷的截面圖。圖8是示出了將線圈112組裝到了絕緣體114的狀態(tài)的立體圖。將經(jīng)組裝至絕緣體114的線圈112配置在第一模具Dl上并且將第二模具D2和第三模具D3配置在預(yù)定位置。并且，從澆口向由第一模具Dl與第二模具D2和第三模具D3包圍形成的型腔內(nèi)注入樹脂，由此來形成絕緣體114。其結(jié)果是，具有圖5所示的形狀的絕緣體114形成在第一模具Dl上。接下來，在絕緣體114搭載在第一模具Dl上的狀態(tài)下，如圖8所示，將線圈112配設(shè)在絕緣體114上。然后，將第四模具D4和第五模具D5移動至預(yù)定位置。圖9示出了第四模具D4的側(cè)面截面圖。所述側(cè)面截面圖示出了在線圈單元120的短邊側(cè)中央進行了切斷的第四模具的側(cè)面截面。圖10示出了第五模具D5的側(cè)面截面圖。所述側(cè)面截面圖示出了在線圈單元120的引導(dǎo)側(cè)線圈末端進行了切斷的第五模具的截面。第四模具D4在線圈112的長邊部分的每條邊上的四個位置、共計八個位置包括線圈推壓銷P1。另外，包括配置圖7所示的噴嘴N的引導(dǎo)側(cè)凹陷部D41和反引導(dǎo)側(cè)凹陷部D42。在第五模具D5上，設(shè)置有用于按壓作為線圈112的端部的外側(cè)線圈端子部112a和內(nèi)側(cè)線圈端子部112b的外側(cè)端部推壓銷P2和內(nèi)側(cè)端部推壓銷P3。在線圈推壓銷P1、外側(cè)端部推壓銷P2、以及內(nèi)側(cè)端部推壓銷P3上分別設(shè)置有用于對線圈112進行加壓從而將其向第一模具Dl側(cè)推壓的彈簧。線圈推壓銷Pl具有使得線圈112不脫離絕緣體114的按壓功能。外側(cè)端部推壓銷P2和內(nèi)側(cè)端部推壓銷P3具有使得外側(cè)線圈端子部112a和內(nèi)側(cè)線圈端子部112b的成形位置在預(yù)定的位置的按壓功能。并且，通過從噴嘴N向由第一模具Dl與第四模具D4和第五模具D5包圍形成的型腔中注入樹脂來形成樹脂模制部113。由此，線圈單元120形成。接下來，針對將線圈單元120焊接在定子芯片111上時的步驟進行說明。
圖11示出了示出焊接線圈單元120的情況的截面圖。在通過按照上述的步驟形成樹脂模制部113而在利用絕緣體114和樹脂模制部113覆蓋線圈112的狀態(tài)下形成了線圈單元120之后，為了形成圖2所示的狀態(tài)的分割型芯單元110，將線圈單元120組裝至定子芯片111所包括的齒部111a。并且，以與定子芯片111的外周面Illd側(cè)接觸的方式配置超聲波振動機130，以從分割型芯單元110的內(nèi)周側(cè)壓按線圈單元120的方式利用加壓單元131進行加壓。利用加壓單元131進行的向線圈單元120的加壓以向定子芯片111的槽底部Illc均勻地推壓線圈單元120的方式進行。通過使超聲波振動機130在該狀態(tài)下工作，在定子芯片111的齒部11 Ia側(cè)面和槽底部Illc對線圈單元120進行超聲波焊接。 此外，雖未圖示，線圈單元120以能夠使與定子芯端面Illb接觸的空間150在定子芯片111的兩個端面均等的方式被定位、焊接在定子芯片111的齒部111a。此外，所述空間150被形成為以從分割型芯單元110的內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)的方式徑向貫通。分割型芯單元110以上述方式形成，通過將分割型芯單元110排列成圓環(huán)狀并且將外環(huán)配置在外周進行熱壓配合，使分割型芯單元110保持圓環(huán)狀。通過焊接從分割型芯單元110的線圈末端突出的外側(cè)線圈端子部112a和內(nèi)側(cè)線圈端子部112b與未圖示的母線，來對線圈112進行電接合。在第一實施方式中，形成三相的定子10。因為第一實施方式的定子10具有上述構(gòu)成，所以能夠起到以下說明的作用、效
果O首先,作為第一實施方式的定子構(gòu)造以及定子制造方法的效果，舉出有能夠減小在定子10的線圈末端產(chǎn)生的集中應(yīng)力。第一實施方式的定子構(gòu)造具有通過卷繞扁平導(dǎo)體D形成的線圈112和包括齒的分割型芯單元110，線圈112經(jīng)由絕緣體114組裝至所述齒，經(jīng)組裝至絕緣體114的線圈112通過樹脂模制被一體化，在絕緣體114與定子芯端面Illb之間具有在分割型芯單元110的徑方向上連續(xù)的空間，絕緣體114和分割型芯單元110的齒部Illa側(cè)被粘接或者焊接。圖12示出了第一實施方式的線圈112的截面圖。是圖2的部分放大圖。圖13示出了為了進行比較而準(zhǔn)備的現(xiàn)有技術(shù)涉及的線圈的截面圖。當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)中的定子的線圈末端形成有樹脂模制部113時，如在發(fā)明所要解決的問題中也示出了的那樣，圖13所示的收縮力F產(chǎn)生在經(jīng)由絕緣體14與定子芯片111的定子芯端面Illb接觸的端面接觸部113a。在此，端面接觸部113a是指存在于由線圈112的內(nèi)周面和與齒部Illa接觸的絕緣體14包圍的部分的樹脂塊。此外，由樹脂形成的端面接觸部113a與絕緣體14密接。在使用了定子10的馬達的使用環(huán)境下，因為定子芯片111與端面接觸部113a和絕緣體14的熱收縮率不同，所以產(chǎn)生在樹脂模制部113和絕緣體114中產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的結(jié)
果O尤其是在形成于齒部Illa的周圍的四個角的角部P，因為端面接觸部113a的體積大，所以收縮量也大，其結(jié)果是，集中應(yīng)力產(chǎn)生在絕緣體114和樹脂模制部113的角部P附近。
但是，當(dāng)采用了第一實施方式的定子構(gòu)造時，如圖12所示，在齒部Illa的兩端部形成有空間150，因為不存在與定子芯端面Illb接觸的樹脂，所以作為現(xiàn)有技術(shù)的問題點產(chǎn)生的收縮力F不產(chǎn)生。因此，能夠抑制集中應(yīng)力產(chǎn)生在樹脂模制部113內(nèi)部和絕緣體114內(nèi)部的情況。因為能夠抑制集中應(yīng)力的產(chǎn)生，所以可以期待延長定子10的壽命。當(dāng)在定子10上形成有現(xiàn)有技術(shù)涉及的樹脂模制部113并且在馬達上使用了定子10時，在馬達的使用環(huán)境下，存在集中應(yīng)力產(chǎn)生在角部P從而損害絕緣體114或者樹脂模制部113的絕緣性的可能性。線圈112與定子芯片111的絕緣由絕緣體114保證，由于不能夠保證所述絕緣性，所以使用了定子10的馬達的壽命縮短。在第一實施方式的定子構(gòu)造中，通過抑制集中應(yīng)力的產(chǎn)生，能夠抑制角部P的絕緣性的下降，其結(jié)果是，能夠有助于使用了定子10的馬達的壽命的增長。另外，作為使用了第一實施方式的定子構(gòu)造的效果，舉例有能夠?qū)崿F(xiàn)定子10的輕 量化。通過在分割型芯單元110的兩個位置上設(shè)置空間150，能夠削減用于形成在分割型芯單元110中使用的樹脂模制部113的樹脂的量。其結(jié)果是，能夠有助于分割型芯單元110的輕量化。一個位置的空間150的重量自身與整個分割型芯單元110的重量相比微不足道，但是，因為在分割型芯單元Iio的兩個位置上設(shè)置有空間150并且所述分割型芯單元110以排列有多個的方式被使用，所以當(dāng)在定子10上使用18個分割型芯單元110時，36個位置的空間150形成在定子10上，因此能夠獲得相應(yīng)的重量減輕效果。另外，通過在定子10上形成空間150，能夠削減在簡單地形成樹脂模制部113時所需要的樹脂量，其結(jié)果是，能夠有助于定子10的成本削減。另外，空間150從分割型芯單元110的內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)地貫通的形狀，因此通過使冷卻液等在空間150內(nèi)流動，能夠提高定子10的冷卻效果。用于馬達的定子10的發(fā)熱分成兩種即，當(dāng)在線圈112中進行了通電時由于電阻發(fā)熱產(chǎn)生的熱導(dǎo)致的發(fā)熱、以及從外部傳遞來的發(fā)熱。例如，在驅(qū)動用馬達的情況下，關(guān)于來自線圈112的發(fā)熱，主要通過經(jīng)由絕緣體114傳遞至定子芯片111的齒部Illa來進行放熱。因此，通過使冷卻液與定子芯端面Illb直接接觸，能夠提高冷卻效率。另外，線圈112的向線圈末端側(cè)突出的部分也能夠經(jīng)由絕緣體114與冷卻液接觸，因此可以期待冷卻效率的提高。另外，空間150被相對于定子10呈放射狀地形成，因此有利于使用冷卻液。另外，作為使用了第一實施方式的定子構(gòu)造的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)從絕緣體114向齒部Illa的熱傳遞性的提聞。如上所述，絕緣體114和齒部Illa通過超聲波焊接被進行焊接。因為向定子芯片
111焊接絕緣體114，所以在絕緣體114與定子芯片111之間難以形成空氣層，從而能夠減輕阻礙熱傳遞性的重要原因。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)在定子的構(gòu)造中采用線圈盒方式時，采用機械接合方法的情況較多，即，在定子芯端面的一部形成凹部，在線圈單元的絕緣體或者樹脂模制部的一部形成凸部，并且將所述凸部嵌入到所述凹部。
但是，在這樣的方法中，不能夠避免空氣層形成在第一實施例的定子10的齒部Illa側(cè)面與線圈單元120之間，即，齒部Illa側(cè)面與面向所述齒部Illa側(cè)面的絕緣體114的筒狀部114a之間的符合條件的部分。空氣層阻礙熱傳遞，并且妨礙來自定子10的放熱。第一實施方式的定子10的構(gòu)造在定子芯片111與線圈單元120的固定方法中采用焊接，由此來防止這樣的空氣層的形成。另外，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，采用將形成在線圈單元上的凸部嵌入到形成在定子芯片上的凹部的構(gòu)成，因此，存在裂紋產(chǎn)生在從線圈單元延長而形成的所述凸部的一部等問題。
但是，在第一實施方式的定子10中，在線圈單元120與定子芯片111的接合中采用超聲波焊接，由此這樣的問題也得到解決。另外，作為使用了第一實施方式的定子構(gòu)造的效果，能夠利用絕緣體114和樹脂模制部113改變樹脂的材質(zhì)，因此能夠有助于成本削減。例如，在驅(qū)動用馬達的情況下，需要絕緣體114具有保證線圈112與定子芯片111的絕緣性的功能和保證從線圈112向定子芯片111的熱傳遞性的功能，因此，增大填充材料的混入率，從而在保證絕緣性能的同時實現(xiàn)熱傳遞性能。另一方面，因為能夠利用單質(zhì)進行射出成形所以并非那么需要一定程度的樹脂的流動性，比較容易成形。另一方面，在樹脂模制部113中，需要樹脂進入線圈112的間隙，因此需要保證樹脂的流動性，另一方面，并非那么需要一定程度的熱傳遞性能，因此在絕緣性能方面，不需要達到絕緣體114程度的絕緣性。因此，通過如第一實施方式的定子制造方法所示的那樣進行二色成形，能夠改變絕緣體114與樹脂模制部113的材質(zhì)。具體而言，能夠相比于絕緣體114減少混入到用于樹脂模制部113的樹脂的填充材料的量，或者改變使用的樹脂本身。因此，能夠有助于定子10的成本削減。接下來，針對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。(第二實施方式)第二實施方式與第一實施方式具有大致相同的構(gòu)成，但是在分割型芯單元110的形成過程中，線圈單元120與定子芯片111的接合方法不同。第二實施方式的線圈單元120與定子芯片111的接合通過熱焊接進行。通過使用熱焊接而非超聲波焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的簡單化。但是，需要選擇具有熱可塑性并且粘結(jié)力強的材質(zhì)作為用于絕緣體114的樹脂。圖14示出了第二實施方式的定子10的截面圖。在形成了線圈單元120后，對絕緣體114的與定子芯片111接觸的部分進行再加熱使其軟化，并且與圖11所示的超聲波焊接的情況相同地一邊從分割型芯單元110的內(nèi)周側(cè)施加均勻的力一邊使其硬化，由此來對線圈單元120和定子芯片111進行焊接。此時，取代超聲波振動機130而準(zhǔn)備接受定子芯片111的外周面的簡單的夾具，來接受加壓單元131的力。由此，如圖12所示，焊接層W形成在定子芯片111與線圈單元120包括的絕緣體114之間，定子芯片111的齒部Illa側(cè)面與線圈單元120的與絕緣體114接觸的面被進行熱焊接。這樣形成的定子10能夠獲得與第一實施方式的定子10相同的效果。另外，作為其他實施方式，還考慮有取代進行熱焊接而使用粘接劑的方法。通過在絕緣體114的與定子芯片111接觸的部分涂布粘接劑，并且利用加壓單元131加壓以進行粘接，能夠獲得與超聲波焊接、熱焊接相同的效果。以上，依據(jù)本實施方式對發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不僅限于所述實施方式，而是能夠在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)通過適當(dāng)?shù)馗淖儤?gòu)成的一部分來實施。例如，在第一實施方式和第二實施方式中，使用有定子芯片111并且采用了分割式的定子10，但是，也可以使用一體型的定子芯。因為能夠代替線圈單元120的組裝性地、抑制渦電流的產(chǎn)生，所以能夠有助于使用了定子10的馬達的性能的提高。另外，關(guān)于在第一實施方式和第二實施方式中具體地示出了材料的部分，可以與·具有相同功能的其他材料進行置換。另外，可以進行設(shè)計改變的范圍內(nèi)的定子10的構(gòu)造的改變。符號說明10 :定子；102:外環(huán);110:分割型芯單元；111 :定子芯片；Illa:齒部；Illb :定子芯端面；Illc:槽底部；Illd :外周面；112:線圈;112a :外側(cè)線圈端子部；112b :內(nèi)側(cè)線圈端子部；113:樹脂模制部；113a:端面接觸部；114:絕緣體；114a:筒狀部；114b:板狀部；120 :線圈單元；130:超聲波振動機；131 :加壓單元；150:空間；D :扁平導(dǎo)體；F :收縮力。
權(quán)利要求
1.一種定子構(gòu)造，具有通過卷繞導(dǎo)體形成的線圈和包括齒的定子芯，所述線圈經(jīng)由絕緣體被組裝到所述齒上，所述定子構(gòu)造的特征在于， 組裝至所述絕緣體的所述線圈被樹脂模制并被一體化， 在所述絕緣體與所述定子芯的軸向端面之間，具有在所述定子芯的徑向上連續(xù)的空間。
2.如權(quán)利要求I所述的定子構(gòu)造，其特征在于， 所述定子芯的所述齒側(cè)面與所述絕緣體被粘接或焊接在一起。
3.如權(quán)利要求2所述的定子構(gòu)造，其特征在于， 所述定子芯的所述齒側(cè)面與所述絕緣體被超聲波焊接而被固定在一起。
4.如權(quán)利要求2所述的定子構(gòu)造，其特征在于， 所述定子芯的所述齒側(cè)面與所述絕緣體被熱焊接而被固定在一起。
5.一種定子制造方法，經(jīng)由絕緣體將線圈組裝在形成于定子芯的齒上，從而形成定子，所述定子制造方法的特征在于， 將所述絕緣體配置在模具內(nèi)，并且將所述線圈組裝到所述絕緣體上，所述絕緣體被形成為與所述齒側(cè)面接觸、并且在所述絕緣體自身與所述齒端面之間具有空間的形狀，在所述模具中注入樹脂，由此以覆蓋所述線圈的表面的方式進行樹脂模制從而形成線圈單元，將所述線圈單元組裝至所述定子芯的所述齒上，從而形成所述定子。
6.如權(quán)利要求5所述的定子制造方法，其特征在于， 使用與形成所述絕緣體的樹脂不同的樹脂，以覆蓋所述線圈的表面的方式進行樹脂模制。
7.如權(quán)利要求5或6所述的定子制造方法，其特征在于， 利用具有好的熱傳遞性的粘接劑、熱焊接、或者超聲波焊接，對露出到所述線圈單元的內(nèi)周面的絕緣體和所述定子芯的所述齒側(cè)面進行接合。
8.如權(quán)利要求7所述的定子制造方法，其特征在于， 一邊從所述定子芯的內(nèi)徑側(cè)向所述線圈單元施加均勻的壓力一邊進行接合。
全文摘要
當(dāng)提供能夠減小產(chǎn)生于定子的樹脂模制部或者絕緣體的應(yīng)力的定子構(gòu)造以及定子制造方法時，在具有包括通過卷繞導(dǎo)體形成的線圈和經(jīng)由絕緣體組裝有線圈的齒的定子芯的定子構(gòu)造中，經(jīng)組裝至絕緣體的線圈被樹脂模制并一體化，在絕緣體與定子芯的軸向端面之間，具有在定子芯的直徑方向上連續(xù)的空間，絕緣體與定子芯的齒側(cè)面被進行粘接或焊接。
文檔編號H02K3/44GK102918749SQ201080067048
公開日2013年2月6日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者上野泰弘, 吉村常治, 中西浩二, 千葉尚文, 吉田直希 申請人:豐田自動車株式會社