定子和旋轉電的制造方法
【專利摘要】一個線圈成形體的絕緣涂覆導線（21b）位于定位在位于線圈組件的最外周的彎曲部（C1）的兩側的導線露出區(qū)域（230B）之中的一個導線露出區(qū)域（230B）與形成該彎曲部（C1）的絕緣涂覆導線（21c）之間，所述一個線圈成形體不同于具有所述絕緣涂覆導線（21c）的另一個線圈成形體，并且所述一個線圈成形體的絕緣涂覆導線（21b）形成另一個彎曲部（C1）。
【專利說明】定子和旋轉電機
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及定子和旋轉電機。
【背景技術】
[0002]例如，日本專利申請公報N0.2003-018778 (JP2003-018778A)、日本專利申請公報 N0.2010-081771 (JP2010-081771A)和日本專利申請公報 N0.2001-238386(JP2001-238386A)中記載了 一種設置有定子的旋轉電機，所述定子具有三相分布式卷繞定子結構的線圈組件。用在該定子中的線圈組件是這樣的:絕緣涂覆導線在具有凸部的大致U形部交替地反轉的狀態(tài)下以凹凸形狀形成，并沿圓周方向以環(huán)狀形式卷繞，在所述絕緣涂覆導線中導線被涂覆有絕緣涂層。
[0003]這種線圈組件具有總體環(huán)狀(S卩，圓形)形式。另外，對于該線圈組件，沿線圈組件的在旋轉軸線的方向上的一端側的外周側設置有多個導線露出區(qū)域，在所述導線露出區(qū)域中絕緣涂覆導線的導線被露出，并且兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離(即，導電部之間沿絕緣物表面的最短距離)的設定對于穩(wěn)定定子的功能而言極為重要。該線圈組件由多個線圈成形體形成，每個線圈成形體具有在圓周方向上擴大直徑的狀態(tài)下卷繞的結構。
[0004]在導線露出區(qū)域中，被絕緣涂覆的絕緣涂覆導線的端部的導體被露出，并且這些端部通過焊接等接合在一起，使得形成U相、V相和W相線圈。然而，在該線圈組件中，當多個導線露出區(qū)域接近地配置時，兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離可能變短。

【發(fā)明內容】

[0005]因此，本發(fā)明提供了一種定子和一種設置有該定子的旋轉電機，所述定子具有能夠維持配置在線圈組件的外周面上的多個導線露出區(qū)域之間的爬電距離的結構。
[0006]本發(fā)明的第一方面涉及一種定子。所述定子包括圍繞所述定子的中心軸線的環(huán)形的線圈組件。所述線圈組件由多個線圈成形體形成。每個線圈成形體包括:i)線圈區(qū)域，所述線圈區(qū)域以凹凸形狀形成有交替地反轉的大致U形部，每個所述大致U形部具有突出部，所述線圈區(qū)域由絕緣涂覆導線形成，在所述絕緣涂覆導線中導線被涂覆有絕緣涂層，并且所述絕緣涂覆導線沿圓周方向以環(huán)狀形式卷繞；和ii)多個導線露出區(qū)域，所述導線露出區(qū)域設置在所述線圈區(qū)域的端部上，并且在所述導線露出區(qū)域中所述導線被露出，并且所述導線露出區(qū)域沿所述線圈組件的在所述中心軸線延伸的方向上的一端側的外周側以預定間隔配置。所述突出部具有彎曲部，當所述線圈區(qū)域沿圓周方向卷繞時，所述彎曲部在半徑方向上的外側擴大直徑。一個線圈成形體的絕緣涂覆導線位于定位在位于所述線圈組件的最外周的一個彎曲部的兩側的導線露出區(qū)域之中的一個導線露出區(qū)域與形成所述一個彎曲部的絕緣涂覆導線之間，所述一個線圈成形體不同于具有絕緣涂覆導線的另一個線圈成形體。所述一個線圈成形體的絕緣涂覆導線形成另一個彎曲部。
[0007]在該方面中，位于所述線圈組件的最外周的每個所述彎曲部可定位在沿圓周方向相鄰的所述導線露出區(qū)域之間的大致中央。[0008]在上述方面中，所述導線露出區(qū)域可設置成朝半徑方向上的外側延伸。
[0009]在上述方面中，所述導線露出區(qū)域可定位在位于所述線圈組件的半徑方向上的最外側的所述線圈區(qū)域的外表面的外側。
[0010]在上述方面中，所述線圈組件可由多個線圈成形體組形成，每個所述線圈成形體組由四個所述線圈成形體形成。
[0011]在該結構中，所述線圈成形體組可以是這樣的:所述線圈成形體在沿圓周方向偏離90°的狀態(tài)下彼此重疊地卷繞。
[0012]本發(fā)明的第二方面涉及一種旋轉電機。該旋轉電機包括根據(jù)上述第一方面的定子，和定位在所述定子的內周側的轉子。
[0013]根據(jù)基于上述方面的定子和旋轉電機，能夠充分地維持配置在線圈組件的外周面上的多個導線露出區(qū)域之間的爬電距離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，附圖中同樣的標號表示同樣的元件，并且其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的旋轉電機的結構的截面圖；
[0016]圖2是從圖1中的箭頭II的方向看時的定子的側視圖；
[0017]圖3是從圖1的箭頭III的方向看時的線圈組件的透視圖；
[0018]圖4是示例性實施例中的線圈形成體的投影圖；
[0019]圖5示例性實施例中的線圈成形體的透視圖；
[0020]圖6是示例性實施例中嵌合在一起的四個線圈成形體的透視圖；
[0021]圖7是示例性實施例中的兩個線圈形成體的導線露出區(qū)域中的焊接部位的部分擴大圖；
[0022]圖8是圖3中由VIII圈出的區(qū)域的部分擴大俯視圖；
[0023]圖9是圖3中由VIII圈出的區(qū)域的部分擴大透視圖；
[0024]圖10是從圖9中的箭頭X的方向看時的正視圖；
[0025]圖11是沿圖9和10中的線XI截取的截面圖；
[0026]圖12是沿圖9和10中的線XII截取的截面圖；
[0027]圖13是沿圖9和10中的線XIII截取的截面圖；
[0028]圖14是用箭頭示出了圖3中由VIII圈出的區(qū)域中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大俯視圖；
[0029]圖15是用箭頭示出了圖3中由VIII圈出的區(qū)域中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大透視圖；
[0030]圖16是現(xiàn)有技術中導線露出區(qū)域和彎曲部之間的位置關系的部分擴大俯視圖；
[0031]圖17是現(xiàn)有技術中導線露出區(qū)域和彎曲部之間的位置關系的部分擴大透視圖；
[0032]圖18是從圖17中的箭頭XVIII看時的正視圖；
[0033]圖19是沿圖17和18中的線XIX截取的截面圖；
[0034]圖20是沿圖17和18中的線XX截取的截面圖；
[0035]圖21是沿圖17和18中的線XXI截取的截面圖；[0036]圖22是用箭頭示出了現(xiàn)有技術中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大俯視圖；以及
[0037]圖23是用箭頭示出了現(xiàn)有技術中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大透視圖。
【具體實施方式】
[0038]現(xiàn)將參照【專利附圖】

【附圖說明】根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的定子和旋轉電機。本發(fā)明不必局限于以下說明中提到的個數(shù)和量等，除非特別聲明。此外，同樣的部件和對應的部件將用同樣的附圖標記表示并且可能不會重復進行多余的說明。另外，從一開始就預期以適當?shù)慕M合使用示例性實施例中的結構。
[0039](示例性實施例)
[0040]將參照圖1和2說明旋轉電機1的大致結構。圖1是根據(jù)該示例性實施例的旋轉電機1的結構的截面圖，且圖2是從圖1中的箭頭II的方向看的定子的側視圖。旋轉電機1包括轉子140和設置在轉子140的外周上的定子30。轉子140能夠圍繞軸130(8卩，旋轉軸線CL)旋轉。
[0041]定子30包括定子芯10。定子芯10的外周面12與圓筒形外環(huán)40嵌合在一起。定子芯10具有定子芯推力面11，并且在該定子芯推力面11上設置有線圈端部20。
[0042]線圈端部20由線圈組件230形成，絕緣涂覆導線21卷繞在線圈組件230周圍。后文將說明該線圈組件230的細節(jié)。線圈端部20設置成在旋轉軸線(CL)從定子芯推力面11延伸的方向(即，推力方向)上向外突出，并且包括線圈端部推力面101和線圈端部外周面102。線圈端部推力面101設置在定子芯推力面11側，而線圈端部外周面102設置在定子芯外周面12側。
[0043]現(xiàn)將參照圖3至7說明線圈組件230的結構。圖3是從圖1中的箭頭III的方向看的線圈組件230的透視圖，圖4是線圈成形體230a的投影圖，圖5是線圈成形體230a的透視圖，圖6是嵌合在一起的四個線圈成形體230al至230a4的透視圖，以及圖7是線圈成形體230al和線圈成形體230a4的導線露出區(qū)域中的焊接部位的部分擴大圖。
[0044]線圈組件230由多個線圈成形體形成。在此示例性實施例中，線圈組件230通過將四個線圈成形體230al至230a4各準備12組并將它們彼此重疊地卷繞而形成。參照圖4至6，一個線圈成形體230a包括線圈區(qū)域230A和導線露出區(qū)域230B。線圈區(qū)域230A利用絕緣涂覆導線21以凹凸形狀形成有交替地反轉的大致U形部232，每個大致U形部具有突出部P，在絕緣涂覆導線21中導線211被涂覆有絕緣涂層12 (參看圖8)，并且線圈區(qū)域230A沿圓周方向以環(huán)狀形式卷繞。導線露出區(qū)域230B是設置于該線圈區(qū)域230A的兩端部的區(qū)域，在該區(qū)域中導線211被露出，并且導線露出區(qū)域230沿線圈組件230的在旋轉軸線(CL)延伸的方向上的一端側的外周面以預定間隔配置。另外，當線圈成形體230a沿圓周方向卷繞時，在各突出部P上設置有在半徑方向上的外側擴大直徑的彎曲部C1 (圖8中的距離 D2)。
[0045]圖5是沿圓周方向卷繞的線圈成形體230a的透視圖。圖6是正如圖5中的線圈成形體230a那樣形成的四個線圈成形體230al、230a2、230a3和230a4在沿圓周方向偏離90°的狀態(tài)下彼此重疊地卷繞的線圈成形體組230Y的視圖。[0046]各線圈成形體230al、230a2、230a3和230a4的導線露出區(qū)域230B設置成除各線圈成形體230a2和線圈成形體230a3的一端側的導線露出區(qū)域230B外朝沿半徑方向的外側延伸。各線圈成形體230a2和線圈成形體230a3的一端側的導線露出區(qū)域230B設置成沿旋轉軸線CL延伸的方向(即，圖6中向上)延伸。
[0047]在圖6中，線圈成形體230al的一端側的導線露出區(qū)域230B在圖6中由W1圈出的區(qū)域中連接到線圈成形體230a4的另一端側的導線露出區(qū)域230B，并形成焊接部位I
[0048]線圈成形體230a2的一端側的導線露出區(qū)域230B在圖6中由W2圈出的區(qū)域中連接到線圈成形體230al的另一端側的導線露出區(qū)域230B，并形成焊接部位W。
[0049]線圈成形體230a4的一端側的導線露出區(qū)域230B在圖6中由W3圈出的區(qū)域中連接到線圈成形體230a3的另一端側的導線露出區(qū)域230B，并形成焊接部位W。
[0050]如圖7所示，在圖6中由W1圈出的區(qū)域內，在線圈成形體230a4的導線露出區(qū)域230B安置在線圈成形體230al的導線露出區(qū)域230B的頂部上的狀態(tài)下所述導線露出區(qū)域230B焊接在一起。
[0051]另外，導線露出區(qū)域230B的焊接部位W定位在位于線圈形成體230al的半徑方向上的最外側的線圈區(qū)域230A的外表面M0的外側(距離D1)。圖6中由W2和W3圈出的區(qū)域在這方面相同。
[0052]圖3所示的線圈組件230通過準備12組圖6所示的線圈成形體組230Y并將它們彼此重疊地卷繞而形成。該線圈組件230形成包括V相線圈23V、U相線圈23U和W相線圈23W的具有三相分布式卷繞定子結構的線圈組件。
[0053]接下來，將參照圖8至15說明配置在線圈組件230中的多個導線露出區(qū)域230B之中兩個相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離。
[0054]圖8是圖3中由VIII圈出的區(qū)域的部分擴大俯視圖，圖9是圖3中由VIII圈出的區(qū)域的部分擴大透視圖，圖10是從圖9中的箭頭X的方向看時的正視圖，圖11是沿圖9和10中的線XI截取的截面圖，圖12是沿圖9和10中的線XII截取的截面圖，圖13是沿圖9和10中的線XIII截取的截面圖，圖14是用箭頭示出了圖3中由VIII圈出的區(qū)域中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大俯視圖，以及圖15是用箭頭示出了圖3中由VIII圈出的區(qū)域中兩個相鄰的導線露出區(qū)域之間的爬電距離的部分擴大透視圖。
[0055]參照圖8至10，在此示例性實施例的線圈組件230中，導線露出區(qū)域230B設置在圓周上的共計48個位置，并且相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的距離被設定為L。
[0056]另外，在定位在位于線圈組件230的最外周的彎曲部C1的兩側的導線露出區(qū)域230B之中的一個導線露出區(qū)域230B (S卩，圖8中在右側的一個導線露出區(qū)域)與形成該彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c之間，是另一個絕緣涂覆導線21b。
[0057]此外，在此示例性實施例中，為了將該另一個絕緣涂覆導線21b定位在導線露出區(qū)域230B與形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c之間，彎曲部C1配置在沿圓周方向相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的大致中央位置。
[0058]以此方式將彎曲部C1配置在沿圓周方向相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的大致中央位置使另一個絕緣涂覆導線21b和形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c在沿圖9和10中的線XI截取的截面中看時在軸向方向上能夠配置在導線露出區(qū)域230B的下表面的下方距離hi的位置(參看圖11)。[0059]另外，當在沿圖9和10中的線XII截取的截面中看時，形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c能夠配置在與另一個絕緣涂覆導線21b不接觸的位置(參看圖12)。此外，當在沿圖9和10中的線XIII截取的截面中看時，形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c能夠配置在導線露出區(qū)域230B的下表面的下方距離h2的位置(參看圖13)。
[0060]相應地，參照圖14和15，能夠將相鄰地配置的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離如這兩個圖中的箭頭CR1所示維持在順循從右側的導線露出區(qū)域230B —另一個絕緣涂覆導線21b —絕緣涂覆導線21c —左側的導線露出區(qū)域230B的路徑的距離。
[0061](現(xiàn)有技術)
[0062]這里，現(xiàn)將參照圖16至23說明根據(jù)現(xiàn)有技術的線圈組件230的兩個相鄰地配置的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離。
[0063]圖16是現(xiàn)有技術中導線露出區(qū)域230B與彎曲部C1之間的位置關系的部分擴大俯視圖，圖17是現(xiàn)有技術中導線露出區(qū)域230B與彎曲部C1之間的位置關系的部分擴大透視圖，圖18是從圖17中的箭頭XVIII的方向看時的正視圖，圖19是沿圖17和18中的線XIX截取的截面圖，圖20是沿圖17和18中的線XX截取的截面圖，圖21是沿圖17和18中的線XXI截取的截面圖，圖22是用箭頭示出了現(xiàn)有技術中兩個相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離的部分擴大俯視圖，以及圖23是用箭頭示出了現(xiàn)有技術中兩個相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離的部分擴大透視圖。
[0064]參照圖16至18，在現(xiàn)有技術的線圈組件中，導線露出區(qū)域230B設置在圓周上的共計48個位置，并且相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的距離被設定為L。這與示例性實施例的線圈組件230的情況相同。
[0065]定位在線圈組件的最外周的彎曲部C1在從半徑方向看時位于導線露出區(qū)域230B的徑向內側。當以此方式在現(xiàn)有技術中彎曲部C1不是配置在沿圓周方向相鄰的導線露出區(qū)域230B之間的大致中央位置而是代之以配置在導線露出區(qū)域230B的徑向內側時，當在沿圖17和18中的線XIX截取的截面中看時，形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21b在軸線方向上配置在與導線露出區(qū)域230B的下表面的位置處于大致相同高度的位置。
[0066]另外，當在沿圖17和18中的線XX截取的截面中看時，形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21b配置在比另一個絕緣涂覆導線21a高的位置(參看圖20)。當在沿圖17和18中線XXI截取的截面中看時，形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21b與形成導線露出區(qū)域230B的絕緣涂覆導線21a接觸(參看圖21)。
[0067]相應地，參照圖22和23，相鄰地配置的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離是如這兩個圖中的箭頭CR2所示順循從右側的導線露出區(qū)域230B —另一個絕緣涂覆導線21a —左側的導線露出區(qū)域230B的路徑的距離。
[0068](作用和效果)
[0069]以此方式，根據(jù)使用示例性實施例的線圈組件230的定子30，兩個相鄰地配置的導線露出區(qū)域230B之間的爬電距離能夠通過使另一個絕緣涂覆導線21b位于定位在位于最外周的彎曲部C1的兩側的導線露出區(qū)域230B之中的一個導線露出區(qū)域230B (S卩，圖8中在右側的一個導線露出區(qū)域)與形成彎曲部C1的絕緣涂覆導線21c之間而增加。作為結果，能夠提高使用該定子30的旋轉電機的性能可靠性。
[0070]盡管已說明了本發(fā)明的示例性實施例，但本文中公開的示例性實施例在所有方面僅為示例且不應該以任何方式被解釋為限制的。本發(fā)明的范圍并非由前面的說明而是由權利要求的范圍來表示，并且意圖包括處在與權利要求的范圍相當?shù)姆秶秃x內的所有變型。
【權利要求】
1.一種定子(30)，所述定子包括圍繞所述定子(30)的中心軸線(CL)的環(huán)形的線圈組件(230)，其中所述線圈組件(230)由多個線圈成形體(230al至230a4)形成，所述定子(30)的特征在于:每個所述線圈成形體(230al至230a4)包括:i )線圈區(qū)域(230A),所述線圈區(qū)域以凹凸形狀形成有交替地反轉的大致U形部(232)，每個所述大致U形部具有突出部(P)，所述線圈區(qū)域由絕緣涂覆導線(21，21a，21b，21c)形成，在所述絕緣涂覆導線中導線(211)被涂覆有絕緣涂層(212)，并且所述線圈區(qū)域沿圓周方向以環(huán)狀形式卷繞；和ii)多個導線露出區(qū)域(230B)，所述導線露出區(qū)域設置在所述線圈區(qū)域(230A)的端部上，并且在所述導線露出區(qū)域中所述導線(211)被露出，并且所述導線露出區(qū)域沿所述線圈組件(230)的在所述中心軸線(CL)延伸的方向上的一端側的外周側以預定間隔配置；所述突出部(P)具有彎曲部(C1)，當所述線圈區(qū)域(230A)沿圓周方向卷繞時，所述彎曲部在半徑方向上的外側擴大直徑；一個所述線圈成形體(230a2)的所述絕緣涂覆導線(21b)位于定位在位于所述線圈組件(230)的最外周的一個所述彎曲部(C1)的兩側的所述導線露出區(qū)域(230B)之中的一個所述導線露出區(qū)域(230B)與形成所述一個彎曲部(C1)的所述絕緣涂覆導線(21c)之間，所述一個線圈成形體不同于具有所述絕緣涂覆導線(21c)的另一個所述線圈成形體(230al);以及所述一個線圈成形體(230a2)的所述絕緣涂覆導線(21b)形成另一個所述彎曲部(C1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的定子(30)，其中，位于所述線圈組件(230)的最外周的每個所述彎曲部(C1)定位在沿圓周方向相鄰的所述導線露出區(qū)域(230B)之間的大致中央。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的定子(30)，其中，所述導線露出區(qū)域(230B)設置成朝半徑方向上的外側延伸。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的定子(30)，其中，所述導線露出區(qū)域(230B)定位在位于所述線圈組件(230)的半徑方向上的最外側的所述線圈區(qū)域(230A)的外表面(MO)的外側。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的定子(30)，其中，所述線圈組件(230)由多個線圈成形體組(230Y)形成，每個所述線圈成形體組由四個所述線圈成形體(230al至230a4)形成。
6.根據(jù)權利要求5所述的定子(30)，其中，所述線圈成形體組(230Y)是這樣的:所述線圈成形體(230al至230a4)在沿圓周方向偏離90°的狀態(tài)下彼此重疊地卷繞。
7.—種旋轉電機，其特征在于包括:根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的定子(30);以及定位在所述定子(30)的內周側的轉子(140)。
【文檔編號】H02K15/04GK103703657SQ201280028838
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年6月6日 優(yōu)先權日:2011年6月14日
【發(fā)明者】高崎哲, 金巖浩志 申請人:豐田自動車株式會社