定子單元、包括定子單元的旋轉電機以及定子單元的製造方法與流程
2023-06-10 17:58:31
本發明涉及卷繞有線圈的定子單元、包括該定子單元的旋轉電機以及該定子單元的製造方法。
背景技術：
在日本JP2009-303420A中，公開了一種在卷繞有多個線圈的定子單元中將從各線圈拉出的線材的端部彼此之間適當結合而成的結構。
技術實現要素：
但是，如日本JP2009-303420A所公開的那樣，在將從線圈拉出的線材的端部彼此之間結合的情況下，可能發生線材纏結，或者弄錯要結合的線材的問題。因此，可能導致定子單元的製造效率下降。
本發明的目的在於提高定子單元的製造效率。
根據本發明的實施方式，提供一種具有多個線圈的定子單元，該定子單元包括：定子鐵芯，其卷繞有各線圈；以及布設構件，其具有分別布設自各線圈延伸出的各線材的多個槽部。
根據本發明的其他的實施方式，提供一種定子單元的製造方法，該定子單元的製造方法包括：卷繞工序，在該工序中，向定子鐵芯卷繞多個線材而形成多個線圈；拉出工序，在該工序中，將各線圈的線材的端部拉出；安裝工序，在該工序中，安裝用於布設從各線圈拉出的線材的布設構件；以及布設工序，在該工序中，將從各線圈拉出的各線材布設在形成於布設構件的槽部。
附圖說明
圖1是本發明的實施方式的定子單元的剖視圖。
圖2是表示從圖1的箭頭A方向觀察到的定子單元的圖。
圖3是沿著圖2的III-III線的剖視圖。
圖4是表示定子的等效電路的圖。
圖5是表示本發明的實施方式的定子單元的布設構件的圖。
圖6是沿著圖5的VI-VI線的剖視圖。
圖7是沿著圖5的VII-VII線的剖視圖。
圖8是沿著圖5的VIII-VIII線的剖視圖。
圖9是沿著圖5的IX-IX線的剖視圖。
圖10是用於說明本發明的實施方式的定子單元的製造方法的圖。
圖11是表示本發明的實施方式的變形例的定子單元的布設構件的圖。
圖12是沿著圖11的XII-XII線的剖視圖。
圖13是用於說明本發明的實施方式的第1變形例的定子單元的製造方法的圖。
圖14是沿著圖13的XIV-XIV線的剖視圖。
圖15是本發明的實施方式的第2變形例的定子單元的相當於圖14的剖視圖。
圖16是本發明的實施方式的第3變形例的定子單元的相當於圖14的剖視圖。
具體實施方式
以下，參照附圖來說明本發明的實施方式。
如圖1所示，旋轉電機100是包括定子單元10和設於定子單元10的內側的轉子20的三相交流電動機。
轉子20包括以旋轉自由的方式支承於未圖示的外殼的轉子軸21和安裝於轉子軸21的永久磁鐵22。
定子單元10包括具有齒部11a的定子鐵芯11、設於定子鐵芯11的齒部11a的線圈12、介於齒部11a與線圈12之間的絕緣性樹脂制的絕緣體13以及在軸線方向上與線圈12並列設置的布設構件40。另外，「軸線方向」是指定子單元10的中心軸線O延伸的方向。
定子鐵芯11由磁性材料構成，通過層疊多個鋼板而形成。在定子鐵芯11的徑向內側形成有多個沿中心軸線O延伸的齒部11a。
通過隔著絕緣體13在齒部11a卷繞銅等具有導電性的金屬制的線材16從而形成線圈12。如圖2所示，本實施方式的線圈12與三相的驅動電流相對應地設有U相線圈U1～U4、V相線圈V1～V4以及W相線圈W1～W4。
各相的線圈包括四個線圈，四個線圈中的兩個線圈相鄰地配置，剩餘的兩個線圈以與上述兩個線圈相對並隔著中心軸線O的方式相鄰地配置。具體而言，第3U相線圈U3和第4U相線圈U4以與圖2中下方所示的第1U相線圈U1和第2U相線圈U2相對並隔著中心軸線O的方式配置。V相線圈V1～V4以及W相線圈W1～W4也同樣地對稱配置。在本實施方式中，各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4自圖2中下方所示的第1U相線圈U1開始按照順時針以第1V相線圈V1、第2V相線圈V2、第2W相線圈W2、第1W相線圈W1、第3U相線圈U3、第4U相線圈U4、第4V相線圈V4、第3V相線圈V3、第3W相線圈W3、第4W相線圈W4、第2U相線圈U2的順序配置。
接著，使用圖4的等效電路圖來說明各線圈之間的接線連接。
為了形成相鄰配置的兩個線圈，例如第1U相線圈U1和第2U相線圈U2，使用一根線材16，並從各線圈U1、U2拉出線材16的卷繞開始部分和卷繞結束部分。將拉出的線材16和從其他的線圈拉出的線材16一起接線連接。如圖4所示，形成第1U相線圈U1和第2U相線圈U2的線材16的卷繞開始部分作為第1U相動力線51a而被從第1U相線圈U1拉出。同樣地，形成第3U相線圈U3和第4U相線圈U4的線材16的卷繞開始部分作為第2U相動力線51b而被從第3U相線圈U3中拉出。第1U相動力線51a和第2U相動力線51b利用U相端子50a進行接線連接並被自未圖示的電源供給電力。
形成第1V相線圈V1以及第2V相線圈V2的線材16的卷繞開始部分作為第1V相動力線51c而被從第1V相線圈V1拉出。同樣地，形成第3V相線圈V3以及第4V相線圈V4的線材16的卷繞開始部分作為第2V相動力線51d而被從第3V相線圈V3拉出。第1V相動力線51c和第2V相動力線51d利用V相端子50b進行接線連接並被自未圖示的電源供給電力。
形成第1W相線圈W1以及第2W相線圈W2的線材16的卷繞開始部分作為第1W相動力線51e而被從第1W相線圈W1拉出。同樣地，形成第3W相線圈W3以及第4W相線圈W4的線材16的卷繞開始部分作為第2W相動力線51f而被從第3W相線圈W3拉出。第1W相動力線51e和第2W相動力線51f利用W相端子50c進行接線連接並被自未圖示的電源供給電力。
另一方面，形成第1U相線圈U1以及第2U相線圈U2的線材16的卷繞結束部分作為第1U相中性線52a而被從第2U相線圈U2拉出。同樣地，形成第3U相線圈U3以及第4U相線圈U4的線材16的卷繞結束部分作為第2U相中性線52b而被從第4U相線圈U4拉出，形成第1V相線圈V1以及第2V相線圈V2的線材16的卷繞結束部分作為第1V相中性線52c而被從第2V相線圈V2拉出，形成第3V相線圈V3以及第4V相線圈V4的線材16的卷繞結束部分作為第2V相中性線52d而被從第4V相線圈V4拉出，形成第1W相線圈W1以及第2W相線圈W2的線材16的卷繞結束部分作為第1W相中性線52e而被從第2W相線圈W2拉出，形成第3W相線圈W3以及第4W相線圈W4的線材16的卷繞結束部分作為第2W相中性線52f而被從第4W相線圈W4拉出。而且，第1U相中性線52a、第2V相中性線52d以及第2W相中性線52f在第1中性點50d接線連接，第2U相中性線52b、第1V相中性線52c以及第1W相中性線52e在第2中性點50e接線連接。從各線圈拉出的動力線51a～51f以及中性線52a～52f分別布設於布設構件40內。
如圖1所示，絕緣體13形成為覆蓋定子鐵芯11的齒部11a。在絕緣體13的外周形成有多個用於固定布設構件40的卡合部15。後述的布設構件40的定位部45卡合於卡合部15。
如圖5所示，布設構件40具有形成有多個作為用於嵌入線材16的槽部的槽71a～71f、72a～72f的主體部41和以覆蓋主體部41的槽71a～71f、72a～72f的方式固定於主體部41的蓋體42。
參照圖5～圖9來說明布設構件40的主體部41。圖5為從圖1的箭頭A方向僅觀察主體部41而得到的圖。圖6是沿著圖5的VI-VI線的剖視圖，圖7是沿著圖5的VII-VII線的剖視圖，圖8是沿著圖5的VIII-VIII線的剖視圖，圖9是沿著圖5的IX-IX線的剖視圖。
主體部41為樹脂制的圓環狀構件，該主體部41具有：多個槽71a～71f、72a～72f，從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16嵌入該多個槽71a～71f、72a～72f；導向狹縫61a～61f、62a～62f，其用於將從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16導入到槽71a～71f、72a～72f；集結槽67a～67e，其作為將嵌入於槽71a～71f、72a～72f的線材16的端部集結的集結槽部；以及定位部45，其自主體部41的外周側突出形成，並與絕緣體13卡合。
槽71a～71f、72a～72f用於將從線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16引導到使線材16彼此之間接線連接的位置，該槽71a～71f、72a～72f的一端連接導向狹縫61a～61f、62a～62f，另一端連接集結槽67a～67e。
槽71a～71f、72a～72f分為嵌入動力線51a～51f的動力線槽71a～71f、和嵌入中性線52a～52f的中性線槽72a～72f。
動力線槽71a～71f包括用於嵌入從第1U相線圈U1拉出的第1U相動力線51a的第1U相動力線槽71a、用於嵌入從第3U相線圈U3中拉出的第2U相動力線51b的第2U相動力線槽71b、用於嵌入從第1V相線圈V1拉出的第1V相動力線51c的第1V相動力線槽71c、用於嵌入從第3V相線圈V3拉出的第2V相動力線51d的第2V相動力線槽71d、用於嵌入從第1W相線圈W1拉出的第1W相動力線51e的第1W相動力線槽71e以及用於嵌入從第3W相線圈W3拉出的第2W相動力線51f的第2W相動力線槽71f。
中性線槽72a～72f包括用於嵌入從第2U相線圈U2拉出的第1U相中性線52a的第1U相中性線槽72a、用於嵌入從第4U相線圈U4拉出的第2U相中性線52b的第2U相中性線槽72b、用於嵌入從第2V相線圈V2拉出的第1V相中性線52c的第1V相中性線槽72c、用於嵌入從第4V相線圈V4拉出的第2V相中性線52d的第2V相中性線槽72d、用於嵌入從第2W相線圈W2拉出的第1W相中性線52e的第1W相中性線槽72e以及用於嵌入從第4W相線圈W4拉出的第2W相中性線52f的第2W相中性線槽72f。
另外，各槽71a～71f、72a～72f在主體部41的徑向上分開設置，用於嵌入第1U相動力線51a的第1U相動力線槽71a、用於嵌入第2U相動力線51b的第2U相動力線槽71b以及用於嵌入第2W相動力線51f的第2W相動力線槽71f在主體部41的徑向上配置於最靠外周側的位置。用於嵌入第1W相動力線51e的第1W相動力線槽71e、用於嵌入第1U相中性線52a的第1U相中性線槽72a、用於嵌入第2V相中性線52d的第2V相中性線槽72d以及用於嵌入第2W相中性線52f的第2W相中性線槽72f配置在比槽71a、71b、71f靠內側的位置。而且，用於嵌入第1V相動力線51c的第1V相動力線槽71c、用於嵌入第2V相動力線51d的第2V相動力線槽71d、用於嵌入第2U相中性線52b的第2U相中性線槽72b、用於嵌入第1V相中性線52c的第1V相中性線槽72c以及用於嵌入第1W相中性線52e的第1W相中性線槽72e配置在主體部41的徑向上最靠內周側的位置。特別是，為了防止動力線51a～51f與其他的線材16相接觸，用於嵌入動力線51a～51f的動力線槽71a～71f與其他的槽在徑向以及周向上分開設置。
如圖6所示，槽71a～71f、72a～72f的剖面形狀呈U字狀，具有底面79a和自底面79a沿軸線方向立起的側面79b。在側面79b的任意的部位設有用於將線材16保持在槽內的保持突起78。特別優選的是，保持突起78設在與集結槽67a～67e相連接的部分的周圍。在線材16的方向在自槽71a～71f、72a～72f到集結槽67a～67e的範圍內從周向改變為徑向時，能夠利用保持突起78防止線材16自槽71a～71f、72a～72f脫離。
導向狹縫61a～61f、62a～62f為沿軸線方向貫通主體部41而形成的缺口，設於在各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4的軸線方向上相鄰接的部分。在本實施方式中，導向狹縫61a～61f、62a～62f自主體部41的內周側朝向各槽71a～71f、72a～72f沿徑向延伸。
導向狹縫61a～61f、62a～62f分為供動力線51a～51f貫穿的動力線導向狹縫61a～61f和供中性線52a～52f貫穿的中性線導向狹縫62a～62f。
動力線導向狹縫61a～61f包括供第1U相動力線51a貫穿並與第1U相動力線槽71a相連接的第1U相動力線導向狹縫61a、供第2U相動力線51b貫穿並與第2U相動力線槽71b相連接的第2U相動力線導向狹縫61b、供第1V相動力線51c貫穿並與第1V相動力線槽71c相連接的第1V相動力線導向狹縫61c、供第2V相動力線51d貫穿並與第2V相動力線槽71d相連接的第2V相動力線導向狹縫61d、供第1W相動力線51e貫穿並與第1W相動力線槽71e相連接的第1W相動力線導向狹縫61e以及供第2W相動力線51f貫穿並與第2W相動力線51f相連接的第2W相動力線導向狹縫61f。
中性線導向狹縫62a～62f包括供第1U相中性線52a貫穿並與第1U相中性線槽72a相連接的第1U相中性線導向狹縫62a、供第2U相中性線52b貫穿並與第2U相中性線槽72b相連接的第2U相中性線導向狹縫62b、供第1V相中性線52c貫穿並與第1V相中性線槽72c相連接的第1V相中性線導向狹縫62c、供第2V相中性線52d貫穿並與第2V相中性線槽72d相連接的第2V相中性線導向狹縫62d、供第1W相中性線52e貫穿並與第1W相中性線槽72e相連接的第1W相中性線導向狹縫62e以及供第2W相中性線52f貫穿並與第2W相中性線槽72f相連接的第2W相中性線導向狹縫62f。
在導向狹縫61a～61f、62a～62f所連接的槽71a～71f、72a～72f的內周側設有其他的槽的情況下，導向狹縫61a～61f、62a～62f橫切其他的槽而形成。因此，與第1U相動力線槽71a相連接的第1U相動力線導向狹縫61a橫切第2V相動力線槽71d和第1W相動力線槽71e而形成，與第2U相動力線槽71b相連接的第2U相動力線導向狹縫61b橫切第2U相中性線槽72b而形成，與第2W相動力線槽71f相連接的第2W相動力線導向狹縫61f橫切第2V相動力線槽71d和第2V相中性線槽72d而形成。同樣地，與第1W相動力線槽71e相連接的第1W相動力線導向狹縫61e橫切第1V相中性線槽72c和第1W相中性線槽72e而形成，與第1U相中性線槽72a相連接的第1U相中性線導向狹縫62a橫切第2V相動力線槽71d而形成，與第2W相中性線槽72f相連接的第2W相中性線導向狹縫62f橫切第2V相動力線槽71d而形成。在本實施方式中，導向狹縫61a～61f、62a～62f在主體部41的內周側開口。代替於此，也可以使一部分或全部的導向狹縫61a～61f、62a～62f在主體部41的外周側開口。
在導向狹縫61a～61f、62a～62f與槽71a～71f、72a～72f相連接的部分形成有沿著槽71a～71f、72a～72f在周向上去掉一塊而成的卡合凹部77。卡合凹部77設為用於在將貫穿導向狹縫61a～61f、62a～62f的線材16嵌入於槽71a～71f、72a～72f時將線材16卡定。
集結槽67a～67e設為用於將接線連接的線材16的端部集結的槽。集結槽67a～67e自各槽71a～71f、72a～72f朝向主體部41的外周側形成。因此，沿著各槽71a～71f、72a～72f在周向上嵌入的線材16的端部在集結槽67a～67e內被朝向主體部41的徑向外側拉出。
集結槽67a～67e分為用於集結動力線51a～51f的動力線集結槽67a～67c和集結中性線52a～52f的中性線集結槽67d、67e。動力線集結槽67a～67c包括與第1U相動力線槽71a以及第2U相動力線槽71b相連接並用於集結第1U相動力線51a和第2U相動力線51b的U相動力線集結槽67a、與第1V相動力線槽71c以及第2V相動力線槽71d相連接並用於集結第1V相動力線51c和第2V相動力線51d的V相動力線集結槽67b、與第1W相動力線槽71e以及第2W相動力線槽71f相連接並用於集結第1W相動力線51e和第2W相動力線51f的W相動力線集結槽67c。中性線集結槽67d、67e包括與第1U相中性線槽72a、第2V相中性線槽72d以及第2W相中性線槽72f相連接並用於集結第1U相中性線52a、第2V相中性線52d以及第2W相中性線52f的第1中性線集結槽67d、與第2U相中性線槽72b、第1V相中性線槽72c以及第1W相中性線槽72e相連接並用於集結第2U相中性線52b、第1V相中性線52c以及第1W相中性線52e的第2中性線集結槽67e。
如圖5所示，V相動力線集結槽67b沿著徑向形成。U相動力線集結槽67a和W相動力線集結槽67c以隔著V相動力線集結槽67b的方式靠近配置，並形成為與V相動力線集結槽67b大致平行。U相動力線集結槽67a和W相動力線集結槽67c具有與用於嵌入線材16的槽71a～71f、72a～72f相同的深度，另一方面，如圖7所示，V相動力線集結槽67b形成為比用於嵌入線材16的槽71a～71f、72a～72f淺。因此，能夠防止集結於V相動力線集結槽67b的第1V相動力線51c以及第2V相動力線51d與嵌入在第1U相動力線槽71a以及第1W相動力線槽71e內的線材16相接觸。同樣地，如圖8和圖9所示，第1中性線集結槽67d和第2中性線集結槽67e也形成為比用於嵌入線材16的槽71a～71f、72a～72f淺。
如圖1和圖2所示，自主體部41的外周側突出形成的定位部45利用卡扣裝配與形成於絕緣體13的卡合部15卡合。定位部45的位置設定為：在定位部45與卡合部15相卡合時使形成於主體部41的導向狹縫61a～61f、62a～62f分別配置在同與之對應的線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4在軸線方向上相鄰接的位置。定位部57和卡合部15並不限定於卡扣裝配，只要可以相對於線圈12固定布設構件40，就可以是任何結合構造。另外，代替絕緣體13，卡合部15也可以設於定子鐵芯11。
蓋體42利用未圖示的結合構造與主體部41相結合，並覆蓋形成於主體部41的槽71a～71f、72a～72f。另外，如圖2所示，蓋體42具有用於使集結在形成於主體部41的集結槽67a～67e的線材16的末端部沿著軸線方向立起的開口部42a～42e。開口部42a～42e為沿軸線方向貫通蓋體42的缺口，並自蓋體42的外周側與集結槽67a～67e對齊地延伸。具體而言，蓋體42設有與U相動力線集結槽67a相對形成的U相動力線開口部42a、與V相動力線集結槽67b相對形成的V相動力線開口部42b、與W相動力線集結槽67c相對形成的W相動力線開口部42c、與第1中性線集結槽67d相對形成的第1中性線開口部42d以及與第2中性線集結槽67e相對形成的第2中性線開口部42e。
如圖2和圖3所示，在第1中性線開口部42d形成有對使中性線52a、52d、52f成束的套筒58進行定位的臺階孔42f。臺階孔42f為自蓋體42的與接觸於主體部41的面相反的那一面穿設成略大於套筒58的外形形狀的大小的沉孔。在將中性線52a、52d、52f接線連接時，由於能夠利用由臺階孔42f定位了的套筒58使中性線52a、52d、52f成束，因此，能夠迅速地進行接線連接作業。在第2中性線開口部42e也同樣地形成有臺階孔42f。
而且，蓋體42具有用於按壓被嵌入在形成於主體部41的槽71a～71f、72a～72f的線材16的按壓突起42g。如圖1或圖3所示，按壓突起42g為與槽71a～71f、72a～72f的位置對齊並自蓋體42的靠主體部41側的面突出形成的突起。由於嵌入在槽71a～71f、72a～72f的線材16被按壓突起42g按壓固定，因此，能夠抑制線材16因振動等而在槽71a～71f、72a～72f內移動。
接著，說明如上所述地構成的定子單元10的製造方法。
首先，進行在安裝於定子鐵芯11的絕緣體13卷繞線材16而形成線圈12的卷繞工序。在卷繞工序中，利用一根線材16形成各相線圈中相鄰配置的兩個線圈。具體而言，利用一根線材16形成第1U相線圈U1和與其相鄰配置的第2U相線圈U2。其他的線圈也同樣地形成。
在卷繞工序後，進行將各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4的線材16的端部拉出的拉出工序。在拉出工序中，線材16的卷繞開始部分和卷繞結束部分被從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4朝向安裝布設構件40的一側拉出。具體而言，線材16的卷繞開始部分即第1U相動力線51a被從第1U相線圈U1向布設構件40側拉出，線材16的卷繞結束部分即第1U相中性線52a被從第2U相線圈U2向布設構件40側拉出。線材16也同樣地被從其他的線圈向布設構件40側拉出。
在拉出工序後，進行將布設構件40的主體部41安裝於絕緣體13的安裝工序。在安裝工序中，通過主體部41的定位部45與絕緣體13的卡合部15卡合，而使主體部41相對於絕緣體13固定。另外，在安裝工序中，使在拉出工序中拉出的線材16分別穿入主體部41的導向狹縫61a～61f、62a～62f。具體而言，使從第1U相線圈U1拉出的第1U相動力線51a穿入第1U相動力線導向狹縫61a，使從第2U相線圈U2拉出的第1U相中性線52a穿入第1U相中性線導向狹縫62a。使從其他的線圈拉出的線材16也同樣地穿入相對應的導向狹縫61b～61f、62b～62f。
在安裝工序後，進行通過將拉出的線材16嵌入在形成於布設構件40的主體部41的槽71a～71f、72a～72f從而進行布設的布設工序。在布設工序中，貫穿導向狹縫61a～61f、62a～62f的線材16在卡定於卡合凹部77之後嵌入在槽71a～71f、72a～72f內。線材16在到達相對應的集結槽67a～67e時被沿著集結槽67a～67e朝向徑向外側彎折，並被向主體部41的外周側拉出。具體而言，貫穿第1U相動力線導向狹縫61a的第1U相動力線51a在與形成於第1U相動力線槽71a的卡合凹部77卡定之後，嵌入第1U相動力線槽71a。然後，第1U相動力線51a在到達U相動力線集結槽67a時被沿著U相動力線集結槽67a彎折，而被向主體部41的外周側拉出。從其他的線圈拉出的線材16也同樣地嵌入各槽71b～71f、2a～72f，並被引導至相對應的集結槽67a～67e。在槽71a～71f、72a～72f設有保持突起78的情況下，為了在保持突起78與底面79a之間配置線材16，而將線材16朝向底面79a壓入。
在此，說明布設工序中的線材16的布設順序。
在本實施方式中，槽71a～71f、72a～72f在半徑方向上分開設置，並且，用於將線材16引導至槽71a～71f、72a～72f的導向狹縫61a～61f、62a～62f在主體部41的內周側開口，因此，例如，若將線材16嵌入在形成於外周側的第1U相動力線槽71a之前先將線材16嵌入在形成於內周側的第1W相動力線槽71e，則因嵌入的線材16導致與第1U相動力線槽71a相連接的第1U相動力線導向狹縫61a堵塞，而難以通過第1U相動力線導向狹縫61a將線材16引導至第1U相動力線槽71a。因此，在布設工序中，從形成在距離主體部41的開口有導向狹縫61a～61f、62a～62f的內周側最遠的位置的槽開始依次嵌入線材16。
具體而言，最開始，向在主體部41的徑向上形成於最外周側的位置的U相動力線槽71a、第2U相動力線槽71b以及第2W相動力線槽71f分別嵌入線材16。接著，向形成於比該槽71a、71b、71f靠內側的位置的第1W相動力線槽71e、第1U相中性線槽72a、第2V相中性線槽72d以及第2W相中性線槽72f分別嵌入線材16。然後，最後向在主體部41的徑向上形成於最靠內周側的位置的第1V相動力線槽71c、第2V相動力線槽71d、第2U相中性線槽72b、第1V相中性線槽72c以及第1W相中性線槽72e內分別嵌入線材16。
在本實施方式中，全部的導向狹縫61a～61f、62a～62f在主體部41的內周側開口，但在全部的導向狹縫61a～61f、62a～62f在主體部41的外周側開口的情況下，從形成在距離主體部41的外周側最遠的位置的槽，即，形成於主體部41的最靠內側的槽開始依次嵌入線材16。
另外，在導向狹縫61a～61f、62a～62f中的一部分在主體部41的外周側開口，導向狹縫61a～61f、62a～62f中剩餘的那部分在主體部41的內周側開口的情況下，在導向狹縫61a～61f、62a～62f中的在外周側開口的導向狹縫所連接的槽組中，從形成在距離主體部41的外周側最遠的位置的槽開始依次嵌入線材16，在導向狹縫61a～61f、62a～62f中的在內周側開口的導向狹縫所連接的槽組中，從形成在距離主體部41的內周側最遠的位置的槽開始依次嵌入線材16。另外，在該情況下，可以從任一槽組開始嵌入線材16。
在圖10中，表示了布設工序完成後的狀態下的定子單元10。從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的12根線材16成為貫穿各導向狹縫61a～61f、62a～62f並嵌入各槽71a～71f、72a～72f且沿著各集結槽67a～67e被拉出到主體部41的外周側的狀態。
在布設工序後，進行利用設於蓋體42的按壓突起42g固定被嵌入槽71a～71f、72a～72f的線材16的固定工序。在固定工序中，蓋體42利用未圖示的結合構造與主體部41相結合，在此時的結合力的作用下，設於蓋體42的按壓突起42g對嵌入槽71a～71f、72a～72f的線材16進行按壓固定。特別地，按壓突起42g設於用於按壓被嵌入在與V相動力線集結槽67b相交叉的第1U相動力線槽71a以及第1W相動力線槽71e、與第1中性線集結槽67d相交叉的第2W相動力線槽71f、與第2中性線集結槽67e相交叉的第2U相動力線槽71b內的線材16的位置較好。由此，能夠避免在集結槽67b、67d、67e集結的線材16與嵌入在槽71a、71b、71e、71f內的線材16相接觸。
固定工序後，進行分別對動力線51a～51f進行接線連接和對中性線52a～52f進行接線連接的接線連接工序。如圖2所示，在對動力線51a～51f進行接線連接的接線連接工序中，集結於U相動力線集結槽67a的第1U相動力線51a和第2U相動力線51b通過U相動力線開口部42a沿軸線方向立起，並作為U相端子50a而利用焊接等接線連接。同樣地，集結於V相動力線集結槽67b的第1V相動力線51c和第2V相動力線51d作為V相端子50b接線連接，集結於W相動力線集結槽67c的第1W相動力線51e和第2W相動力線51f作為W相端子50c接線連接。在將動力線51a～51f接線連接時，為了能夠容易與外部的電源連接，可以安裝金屬端子。另外，還可以在接線連接之前，通過切斷線材16的端部，從而使各動力線51a～51f的長度對齊。
在將中性線52a～52f接線連接的接線連接工序中，集結於第1中性線集結槽67d的第1U相中性線52a、第2V相中性線52d以及第2W相中性線52f通過第1中性線開口部42d沿軸線方向立起，並利用套筒58而成束。在套筒58被臺階孔42f定位的狀態下，第1U相中性線52a、第2V相中性線52d以及第2W相中性線52f與套筒58一起作為第1中性點50d而利用焊接接線連接。同樣地，集結於第2中性線集結槽67e的第2U相中性線52b、第1V相中性線52c以及第1W相中性線52e作為第2中性點50e接線連接。可以在接線連接之前，通過切斷線材16的端部從而使各中性線52a～52f的長度對齊。
採用以上的實施方式，起到以下所示的效果。
具有多個槽71a～71f、72a～72f的布設構件40與多個線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4相鄰配置，從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16分別嵌入於布設構件40內的相對應的槽71a～71f、72a～72f，由此製造定子單元10，因此，能夠避免線材16纏結，或者弄錯要結合的線材16。另外，能夠不使用特殊的夾具地進行線材16的布設。因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，由於槽71a～71f、72a～72f以同心狀形成在以圓環狀形成的布設構件40內，因此，能夠不浪費空間地配置用於布設線材16的槽71a～71f、72a～72f，而能夠使定子單元10小型化。
另外，由於在與各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4相對應的位置分別設有用於引導被嵌入槽71a～71f、72a～72f的線材16的導向狹縫61a～61f、62a～62f，因此，能夠順暢地將從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16引導到各槽71a～71f、72a～72f。因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，在將貫穿導向狹縫61a～61f、62a～62f的線材16嵌入於槽71a～71f、72a～72f時，由於線材16利用形成於槽71a～71f、72a～72f的卡合凹部77卡定，因此，能夠順暢地將線材16嵌入各槽71a～71f、72a～72f。因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，利用保持突起78能夠防止暫時嵌入在槽71a～71f、72a～72f內的線材16自槽71a～71f、72a～72f脫離，因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，由於嵌入在槽71a～71f、72a～72f內的線材16的一端側在設於蓋體42的開口部42a～42e集結從而接線連接，因此，能夠迅速地進行接線連接作業。
另外，由於嵌入在槽71a～71f、72a～72f內的線材16被設於蓋體42的按壓突起42g按壓固定，因此，線材16不會因振動等而移動，因此，能夠抑制線材16與其他的線材16相接觸，或者與側面79b相碰撞而損傷。
另外，由於能夠通過形成各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4的卷繞工序、將各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4的線材16的端部拉出的拉出工序、將布設構件40安裝於絕緣體13或定子鐵芯11的安裝工序、將從各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4拉出的線材16嵌入在形成於布設構件40的槽71a～71f、72a～72f的布設工序而製造定子單元10，因此，能夠避免線材16纏結，或者弄錯要結合的線材16。另外，能夠不使用特殊的夾具地進行線材16的布設。因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，在布設工序中，由於從形成在距離布設構件40的開口有導向狹縫61a～61f、62a～62f的外周側或內周側最遠的位置的槽開始依次嵌入線材16，因此，能夠避免線材16纏結，或者弄錯要結合的線材16。因此，能夠提高定子單元10的製造效率。
另外，由於在利用設於蓋體42的按壓突起42g按壓固定嵌入在槽71a～71f、72a～72f的線材16之後分別進行動力線51a～51f的接線連接和中性線52a～52f的接線連接，因此，能夠防止接線連接的線材16與其他的線材16相接觸。
接著，參照圖11～圖14來說明本發明的實施方式的定子單元10的第1變形例。圖11是在將圖5的XI部放大後的附圖上明示了第1變形例的特徵部分的附圖，圖12是沿著圖11的XII-XII線的剖視圖。另外，圖13是表示在圖11所示的布設構件40的主體部41布設了線材16的狀態的附圖，圖14是沿著圖13的XIV-XIV線的剖視圖。
在上述實施方式中，集結槽67e的底面平坦。在第1變形例中，代替於此，如圖11和圖12所示，在集結槽67e設有第1底面68a和與第1底面68a連續形成且比第1底面68a的深度深的第2底面68b這兩個深度不同的底面。
而且，集結槽67e具有用於向集結槽67e內引導被布設在與集結槽67e連接的槽72b、72c、72e的線材16的引導壁81a～81c。在集結槽67e設有自第1底面68a沿軸線方向立起的第1引導壁81a、連接第1底面68a和第2底面68b的第2引導壁81b以及自第2底面68b沿軸線方向立起的第3引導壁81c。該引導壁81a～81c沿著集結槽67e所延伸的方向即徑向形成，且沿著布設構件40的周向即集結槽67e的寬度方向空開預定間隔地配置。
另外，在各槽72b、72c、72e與各引導壁81a～81c之間的連接部設有圓弧面82a～82c。在第1引導壁81a與第1V相中性線槽72c之間的連接部形成有第1圓弧面82a，在第2引導壁81b與第1W相中性線槽72e之間的連接部形成有第2圓弧面82b，在第3引導壁81c與第2U相中性線槽72b之間的連接部形成有第3圓弧面82c。雖未圖示，但是其他的集結槽67a～67d也同樣地設有引導壁和圓弧面。另外，設於各集結槽67a～67d的引導壁的個數根據集結於各集結槽67a～67d的線材16的根數而設定。
由於具有上述結構，因此，在第1變形例中，在布設工序中，在集結槽67a～67e集結各線材16時，使布設於各槽71a～71f、72a～72f的各線材16分別沿著互不相同的引導壁延伸從而將其集結槽67a～67e內。
具體而言，如圖13所示，嵌入於第1V相中性線槽72c的第1V相中性線52c沿著第1圓弧面82a彎曲並沿著第1引導壁81a被引導到集結槽67e內，嵌入於第1W相中性線槽72e的第1W相中性線52e沿著第2圓弧面82b彎曲並沿著第2引導壁81b被引導到集結槽67e內，嵌入於第2U相中性線槽72b的第2U相中性線52b沿著第3圓弧面82c彎曲並沿著第3引導壁81c被引導到集結槽67e內。在其他的集結槽67a～67d中也同樣地將各線材16沿著圓弧面和引導壁引導到集結槽67a～67d內。
由此，集結於集結槽67a～67e的各線材16分別沿著互不相同的引導壁從各槽71a～71f、72a～72f被引導到集結槽67a～67e內。因此，如圖14所示，集結於集結槽67a～67e的各線材16的一端在集結槽67a～67e內不會在軸線方向上重疊，而成為在布設構件40的周向即集結槽67a～67e的寬度方向上整齊排列的狀態。
在布設工序以及固定工序之後進行的接線連接工序中，集結於集結槽67a～67e的各線材16通過蓋體42的開口部42a～42e沿軸線方向立起，並分別被接線連接。
在此，在布設工序完成的狀態下，如圖14所示，集結於集結槽67e的三根線材52b、52c、52e在集結槽67e內分別配置在深度方向上稍微錯開的位置，但不會成為在立起方向即軸線方向上重疊的狀態。因此，在三根線材52b、52c、52e通過蓋體42的開口部42e而在軸線方向上立起時，不會互相纏結而能夠順暢地立起。而且，在三根線材52b、52c、52e立起時對各自的一端進行整形使得它們排列成一條直線之後，如圖2所示，嵌入套筒58，並利用焊接與套筒58一起接線連接。
由此，集結於集結槽67a～67e的各線材16能夠不互相纏結而立起，因此，在接線連接工序中，不需要解開線材16彼此之間的纏結。另外，由於能夠防止線材16彼此之間的纏結，因此，在將各線材16立起的過程中能夠將各線材16的一端排列成橫向一列。
在不使用引導壁而使多個線材16單純地集結於集結槽67a～67e時，各線材16在集結槽67a～67e內成為互相重疊的狀態。在該狀態下，在將各線材16立起時，線材16彼此之間纏結而導致線材16的一端成為未整齊排列的狀態。為了使各線材16接線連接，需要使各線材16的一端整齊排列成橫向一列，因此，在接線連接之前需要額外進行解開線材16彼此之間的纏結並使各線材16的一端整齊排列成橫向一列的整形作業。
在第1變形例中，如上所述，各線材16的一端在布設工序完成的階段成為在集結槽67a～67e的寬度方向上整齊排列的狀態。因此，在接線連接工序中使各線材16立起時，線材16彼此不會纏結，而能夠使各線材16的一端容易地整齊排列成橫向一列。其結果，不需要額外進行整形作業，能夠提高接線連接作業的效率。特別是，在所接線連接的線材16的數量較多的中性線的接線連接作業中，由於不需要整形作業而能夠大幅度縮短作業時間。
另外，各槽71a～71f、72a～72f與引導壁之間的連接部形成為圓弧面狀，因此，能夠更順暢地將各線材引導到集結槽67a～67e內。
另外，若以各線材16在集結槽67a～67e內互相重疊的方式引導各線材16而導致線材16成為收不進集結槽67a～67e內的狀態，則難以在主體部41上固定蓋體42。在該第1變形例中，如上所述，各線材16不會在安裝蓋體42的方向即軸線方向上重疊，因此，能夠容易地進行蓋體42的組裝。
另外，引導壁可以如上所述地包括集結槽67e的側壁而成，也可以是自集結槽67e的底面突出形成的薄板狀的分隔壁。另外，引導壁可以具有在集結槽67e的延伸方向上連續的形狀，也可以具有斷續的形狀，只要能夠在集結槽67e內分別獨立引導各線材16，就可以是任何構造。
另外，在上述的第1變形例中，在集結槽67e設有深度不同的兩個底面68a、68b。代替該結構，還可以如圖15所示的第2變形例和圖16所示的第3變形例那樣，做成在集結槽67e分別設有深度不同的第1底面68a、第2底面68b以及第3底面68c的結構。該情況下，分別沿著自各底面68a、68b、68c沿軸線方向立起的引導壁81a、81b、81c引導被集結於集結槽67e的三根線材52b、52c、52e。由此，通過在集結槽67e設有與集結於集結槽67e的線材52b、52c、52e的數量相同數量的底面68a、68b、68c，從而能夠可靠地防止各線材16在集結槽67e內互相重疊。另外，圖15所示的第1底面68a的深度和第3底面68c的深度可以相同，只要分別形成有用於引導各線材52b、52c、52e的引導壁81a、81b、81c，各底面68a、68b、68c就可以以任意方式設置。
以下，總結說明本發明的實施方式的結構、作用以及效果。
具有多個線圈12的定子單元10的特徵在於，該定子單元10包括：定子鐵芯11，其卷繞各線圈12；以及布設構件40，其具有分別用於布設自各線圈12延伸出的各線材16的多個槽71a～71f、72a～72f。
在該結構中，通過使自各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4延伸出的線材16分別嵌入於布設構件40內的對應的槽71a～71f、72a～72f從而製造定子單元10。因此，在將線材16接線連接時，能夠避免線材16纏結，或者弄錯要結合的線材16。另外，能夠不使用特殊的夾具地僅通過將線材16嵌入對應的槽71a～71f、72a～72f從而進行線材16的布設。其結果，能夠提高定子單元10的製造效率。
本發明的特徵在於，布設構件40為環狀，以同心狀形成有多個槽71a～71f、72a～72f。
在該結構中，槽71a～71f、72a～72f以同心狀形成在形成為圓環狀的布設構件40內。因此，能夠不浪費空間地配置用於布設線材16的槽71a～71f、72a～72f，能夠使定子單元10小型化。
本發明的特徵在於，布設構件40具有導向狹縫61a～61f、62a～62f，該導向狹縫61a～61f、62a～62f自布設構件40的外周側或內周側朝向槽71a～71f、72a～72f形成，用於引導布設於槽71a～71f、72a～72f的各線材16，導向狹縫61a～61f、62a～62f設於與各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4相對應的位置。
在該結構中，用於引導被嵌入於槽71a～71f、72a～72f的線材16的導向狹縫61a～61f、62a～62f分別設於與各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4相對應的位置。因此，能夠順暢地將自各線圈U1～U4、V1～V4、W1～W4延伸出的線材16引導至各槽71a～71f、72a～72f。其結果，能夠提高定子單元10的製造效率。
槽71a～71f、72a～72f的特徵在於，其具有卡合凹部77，該卡合凹部77在與導向狹縫61a～61f、62a～62f相連接的部位沿周向凹陷。
在該結構中，在將貫穿導向狹縫61a～61f、62a～62f的線材16嵌入於槽71a～71f、72a～72f時，線材16利用形成於槽71a～71f、72a～72f的卡合凹部77卡定。因此，能夠順暢地將線材16嵌入於各槽71a～71f、72a～72f。其結果，能夠提高定子單元10的製造效率。
本發明的特徵在於，布設構件40具有覆蓋槽71a～71f、72a～72f的蓋體42，為了將布設於槽71a～71f、72a～72f的各線材16彼此之間接線連接，在蓋體42設有將各線材16的一端側拉出的開口部42a～42e。
在該結構中，嵌入於槽71a～71f、72a～72f內的線材16的一端側被從設於蓋體42的開口部42a～42e拉出從而被接線連接。因此，能夠迅速地進行接線連接作業。
本發明的特徵在於，布設構件40具有覆蓋槽71a～71f、72a～72f的蓋體42，在蓋體42上設有按壓突起42g，該按壓突起42g用於按壓被布設於槽71a～71f、72a～72f內的各線材16。
在該結構中，嵌入於槽71a～71f、72a～72f內的線材16被設於蓋體42的按壓突起42g按壓固定。因此，能夠防止線材16因振動等而移動，能夠抑制線材16與其他的線材16相接觸，或者與側面79b相碰撞而損傷。
本發明的特徵在於，布設構件40具有集結槽67a～67e，該集結槽67a～67e與槽71a～71f、72a～72f相連接，用於集結被布設於槽71a～71f、72a～72f的各線材16的一端，集結槽67a～67e具有沿著集結槽67a～67e的延伸方向設置的多個引導壁81a～81c，各線材16分別被沿著互不相同的引導壁81a～81c自槽71a～71f、72a～72f引導到集結槽67a～67e內。
另外，本發明的特徵在於，引導壁81a～81c以使各線材16的一端沿著集結槽67a～67e的寬度方向排列的方式設置。
在這些結構中，集結於集結槽67a～67e的各線材16分別被沿著互不相同的引導壁自各槽71a～71f、72a～72f引導到集結槽67a～67e內。因此，集結於集結槽67a～67e的各線材16的一端在集結槽67a～67e內不會在軸線方向上重疊，而成為在集結槽67a～67e的寬度方向上整齊排列的狀態。其結果，在將各線材16接線連接時，不需要進行使各線材16的一端排列成橫向一列的作業，而能夠提高接線連接作業的效率。
本發明的特徵在於，引導壁81a～81c與槽71a～71f、72a～72f之間的連接部形成為圓弧面狀。
在該結構中，各槽71a～71f、72a～72f與引導壁81a～81c之間的連接部形成為圓弧面狀。因此，能夠更順暢地將各線材16自各槽71a～71f、72a～72f引導到集結槽67a～67e內。
旋轉電機100的特徵在於，該旋轉電機100包括轉子20和具有上述結構的定子單元10。
在該結構中，旋轉電機100包括具有製造效率提高的結構的定子單元10。因此，能夠提高旋轉電機100的製造效率。
定子單元10的製造方法的特徵在於，該定子單元10的製造方法包括：卷繞工序，在該工序中，在定子鐵芯11卷繞多個線材16並形成多個線圈12；拉出工序，在該工序中，將各線圈12的線材16的端部拉出；安裝工序，在該工序中，安裝用於布設從各線圈12拉出的線材16的布設構件40；以及布設工序，在該工序中，將從各線圈12拉出的各線材16布設在形成於布設構件40的槽71a～71f、72a～72f。
在該方法中，通過卷繞工序、拉出工序、安裝工序以及布設工序來製造定子單元10。因此，在將線材16接線連接時，能夠防止線材16纏結，或者弄錯要結合的線材16。另外，能夠不使用特殊的夾具地僅通過將線材16嵌入於對應的槽71a～71f、72a～72f從而進行線材16的布設。其結果，能夠提高定子單元10的製造效率。
該方法的特徵在於，在布設工序中，各線材16中最開始布設的線材為布設於形成在距離布設構件40的開口有用於引導被布設於槽71a～71f、72a～72f的線材16的導向狹縫61a～61f、62a～62f的外周側或內周側最遠的位置的槽的線材，各線材16中最後布設的線材為布設於形成在距離布設構件40的開口有用於引導被布設於槽71a～71f、72a～72f的線材16的導向狹縫61a～61f、62a～62f的外周側或內周側最近的位置的槽的線材。
在該方法中，在布設工序中，從形成在距離布設構件40的開口有導向狹縫61a～61f、62a～62f的外周側或內周側最遠的位置的槽開始依次嵌入線材16。因此，在將線材16嵌入於槽時，能夠防止線材16纏結。其結果，能夠提高定子單元10的製造效率。
該方法的特徵在於，布設工序包括以下這樣的工序：將布設於槽71a～71f、72a～72f的各線材16分別沿著互不相同的引導壁81a～81c引導到與槽71a～71f、72a～72f相連接的集結槽67a～67e內。
在該方法中，集結於集結槽67a～67e的各線材16分別被沿著互不相同的引導壁自各槽71a～71f、72a～72f引導到集結槽67a～67e內。其結果，集結於集結槽67a～67e的各線材16的一端在集結槽67a～67e內不會在深度方向上重疊，而成為在集結槽67a～67e的寬度方向上整齊排列的狀態。其結果，在將各線材16接線連接時，不需要進行使各線材16的一端排列成橫向一列的作業，而能夠提高接線連接作業的效率。
以上，說明了本發明的實施方式，但上述實施方式僅示出了本發明的應用例的一例子，其宗旨並不在於將本發明的保護範圍限定於上述實施方式的具體結構。
例如，在本實施方式中，旋轉電機100為三相交流電動機，但也可以是兩相交流電動機。另外，線圈的個數為12個，但只要是通常電動機所採用的個數，就可以是任意個數。
另外，線圈的接線連接並不限定於Y接線連接，還可以是Δ接線連接。在該情況下，可以是，在布設構件40不設有用於布設中性線的槽。
另外，在本實施方式中，為了將定子鐵芯11和線材16絕緣，在定子鐵芯11安裝有絕緣體13，但若絕緣性不存在問題，則可以通過使用包覆有膜的線材16從而去除絕緣體13。
另外，在本實施方式中，線材16經由導向狹縫61a～61f、62a～62f被導入到槽71a～71f、72a～72f。代替該結構，還可以採用如下結構：通過在槽71a～71f、72a～72f的底面形成通孔，並向該通孔貫穿線材16，從而將線材16引導到槽71a～71f、72a～72f。
另外，在本實施方式中，形成於布設構件40的各槽71a～71f、72a～72f形成在主體部41的上表面，並分別沿徑向或周向配設。代替該結構，可以是，將各槽71a～71f、72a～72f形成於主體部41的側面。該情況下，各槽71a～71f、72a～72f分別沿軸線方向或周向配設。
另外，在本實施方式中，布設構件40為圓環狀，但也可以採用六邊形、八邊形等多邊形形狀，還可以是將多邊形的角部R倒角而成的環形形狀。
本申請基於2014年7月8日向日本國特許廳申請的日本特願2014-140720以及2015年4月23日向日本國特許廳申請的日本特願2015-88604主張優先權，該申請的全部內容通過參照編入到本說明書中。