旋轉電機及旋轉電機的製造方法與流程
2023-05-24 05:52:51 3

本發明涉及一種線圈的冷卻性優異的旋轉電機及旋轉電機的製造方法。
背景技術:
近年,在電動機、發電機等旋轉電機中,要求小型高輸出、高效率。為了使這種旋轉電機小型化、高輸出化,使用了具有線圈的佔空率較高的集中卷繞的定子的旋轉電機,但對具有使用了能夠實現更高輸出化的分布卷繞構造的線圈而成的定子的旋轉電機(例如,參照專利文獻1)的要求不斷增高。在這裡,相對於將導線卷繞於1個齒而構成的集中卷繞的線圈,分布卷繞的線圈是將導線卷繞於相距大於或等於2個槽的槽間而構成的線圈。
專利文獻1:日本特開平10-117452號公報
技術實現要素:
如果試圖使旋轉電機實現高輸出化,則需要將由在線圈流過的大電流產生的熱高效地進行散熱。但是,在專利文獻1所記載的現有的旋轉電機中,以佔空率的提高為目的而將線圈無間隙地進行卷繞,因此存在散熱性變差、不能提高輸出這樣的課題。
本發明就是為了解決上述的課題而提出的,其目的在於提供一種提高線圈的冷卻效率、小型且高輸出、高效率的旋轉電機及旋轉電機的製造方法。
本發明涉及的旋轉電機具有:
定子,其具有定子鐵芯和多個線圈,該定子鐵芯由作為圓環狀的後軛部的外側鐵芯及作為多個齒部的內側鐵芯構成,該線圈被絕緣包覆,跨越所述定子鐵芯的多個所述齒部而收容於在2個相鄰的所述齒部之間形成的2個槽內;以及
轉子,其可旋轉地支撐於所述定子鐵芯的內側,在該旋轉電機中,
將所述定子的軸向兩端的線圈端部構成的所述線圈的橋接部,構成為以所述定子的軸心為中心的同心狀,
在所述線圈的軸向兩端的所述橋接部內,至少一個所述橋接部配置於與所述定子的內周面相比的外側,
在所述定子鐵芯的軸向的端面與所述橋接部之間存在間隙。
另外,在本發明涉及的旋轉電機的製造方法中,該旋轉電機具有:
定子,其具有定子鐵芯和多個線圈,該定子鐵芯由作為圓環狀的後軛部的外側鐵芯及作為多個齒部的內側鐵芯構成,該線圈被絕緣包覆,跨越所述定子鐵芯的多個所述齒部而收容於在相鄰的2個所述齒部之間形成的2個槽內;以及
轉子,其可旋轉地支撐於所述定子鐵芯的內側,該旋轉電機的製造方法具有下述工序:
繞線工序,該工序使用卷繞框,將被絕緣包覆的導線連續地呈平板狀地構成中間態線圈,該中間態線圈具有在定子鐵芯的槽內進行收容的2個槽收容部和將所述槽收容部的兩端部連接的2個橋接部;
線圈成型工序,該工序將所述中間態線圈的2個所述槽收容部進行扭轉,使所述橋接部成型為圓弧狀;線圈臨時安裝工序,該工序將結束了所述線圈成型工序後的所述線圈傾斜地臨時安裝於2個所述槽;
線圈插入工序,該工序將結束了所述線圈臨時安裝工序後的所述線圈的所述槽收容部從外側按壓至徑向內側而插入至所述槽內;
鐵芯組裝工序,該工序將安裝了所述線圈後的所述內側鐵芯插入至所述外側鐵芯;以及
最終組裝工序,該工序將所述轉子插入至所述定子內,將所述定子和所述轉子收容於機架內。
發明的效果
在本發明涉及的旋轉電機中,
將所述定子的軸向兩端的線圈端部構成的所述線圈的橋接部,構成為以所述定子的軸心為中心的同心狀,
在所述線圈的軸向兩端的所述橋接部內,至少一個所述橋接部配置於與所述定子的內周面相比的外側,
在所述定子鐵芯的軸向的端面與所述橋接部之間存在間隙,
因此能夠一邊抑制與其他線圈之間的幹涉,一邊確保使空氣、冷卻油等冷媒流通的流路,提高冷卻性。
另外,本發明涉及的旋轉電機的製造方法具有下述工序:繞線工序,該工序使用卷繞框,將被絕緣包覆的導線連續地呈平板狀地構成中間態線圈,該中間態線圈具有在定子鐵芯的槽內進行收容的2個槽收容部和將所述槽收容部的兩端部連接的2個橋接部;
線圈成型工序,該工序將所述中間態線圈的2個所述槽收容部進行扭轉,使所述橋接部成型為圓弧狀;線圈臨時安裝工序,該工序將結束了所述線圈成型工序後的所述線圈傾斜地臨時安裝於2個所述槽;
線圈插入工序,該工序將結束了所述線圈臨時安裝工序後的所述線圈的所述槽收容部從外側按壓至徑向內側而插入至所述槽內;
鐵芯組裝工序,該工序將安裝了所述線圈後的所述內側鐵芯插入至所述外側鐵芯;以及
最終組裝工序,該工序將所述轉子插入至所述定子內,將所述定子和所述轉子收容於機架內,
因此在內側鐵芯的軸向的端面與橋接部之間能夠形成間隙,能夠一邊抑制與其他線圈之間的幹涉,一邊確保使空氣、冷卻油等冷媒流通的流路,提高冷卻性。
附圖說明
圖1是本發明的實施方式1涉及的旋轉電機的單側剖面正視示意圖。
圖2是本發明的實施方式1涉及的旋轉電機(僅定子和轉子)的斜視圖。
圖3是本發明的實施方式1涉及的定子的斜視圖。
圖4是本發明的實施方式1涉及的定子的內側鐵芯的斜視圖。
圖5是本發明的實施方式1涉及的定子的外側鐵芯的斜視圖。
圖6是在本發明的實施方式1涉及的定子所使用的線圈的斜視圖。
圖7是在本發明的實施方式1涉及的定子所使用的線圈的正視圖。
圖8是在本發明的實施方式1涉及的定子所使用的線圈的俯視圖。
圖9是表示本發明的實施方式1涉及的旋轉電機的製造工序的流程圖。
圖10是在本發明的實施方式1涉及的繞線工序中使用的卷繞框的斜視圖。
圖11是表示本發明的實施方式1涉及的繞線工序的圖。
圖12是在結束了本發明的實施方式1涉及的繞線工序後,從卷繞框取出的中間態線圈的正視圖。
圖13是圖12所示的A-A線處的剖面矢向視圖。
圖14是本發明的實施方式1涉及的扭轉中間態線圈的正視圖。
圖15是表示在本發明的實施方式1涉及的橋接部成型模具中安裝了扭轉中間態線圈後的狀態的斜視圖。
圖16是表示利用本發明的實施方式1涉及的橋接部成型模具而進行的、扭轉中間態線圈的橋接部的成型前後的圖。
圖17是本發明的實施方式1涉及的線圈臨時安裝工序中的內側鐵芯和U相的線圈的斜視圖。
圖18是本發明的實施方式1涉及的線圈臨時安裝工序中的內側鐵芯和U相的線圈的斜視圖。
圖19是表示結束了本發明的實施方式1涉及的U相的線圈插入工序後的內側鐵芯和U相的線圈的狀態的斜視圖。
圖20是表示使用了本發明的實施方式1涉及的夾具的線圈的插入方法的圖。
圖21是表示使用了本發明的實施方式1涉及的夾具的線圈的插入方法的圖。
圖22是表示使用了本發明的實施方式1涉及的夾具的線圈的插入方法的圖。
圖23是表示在本發明的實施方式1涉及的線圈插入工序的前後的、線圈的槽收容部的縮徑狀態的圖。
圖24是表示在本發明的實施方式1涉及的線圈插入工序的前後的、開口側的橋接部的升高狀態的圖。
圖25是表示對在橋接部具有頂部的線圈進行使用的情況下的R1、R2、T的關係的圖。
圖26是表示本發明的實施方式1涉及的V相的線圈臨時安裝工序的圖。
圖27是表示本發明的實施方式1涉及的V相的線圈臨時安裝工序的圖。
圖28是表示結束了本發明的實施方式1涉及的V相的線圈插入工序後的狀態的圖。
圖29是表示本發明的實施方式1涉及的W相的線圈臨時安裝工序的圖。
圖30是表示本發明的實施方式1涉及的W相的線圈臨時安裝工序的圖。
圖31是表示結束了本發明的實施方式1涉及的W相的線圈插入工序後的狀態的圖。
圖32是表示將本發明的實施方式1涉及的對應於3相的線圈全部安裝後的內側鐵芯即將嵌合於外側鐵芯之前的狀態的斜視圖。
圖33是完成的定子的斜視圖。
圖34是表示本發明的實施方式1涉及的最終組裝工序的圖。
圖35是表示本發明的實施方式1涉及的槽形狀的多樣化的圖。
圖36是本發明的實施方式2涉及的定子的斜視圖。
圖37是本發明的實施方式2涉及的齒部的斜視圖。
圖38是本發明的實施方式2涉及的定子鐵芯的外側鐵芯的斜視圖。
圖39是表示本發明的實施方式2涉及的旋轉電機的製造工序的流程圖。
圖40是表示本發明的實施方式2涉及的U相的線圈臨時安裝工序的圖。
圖41是表示結束了本發明的實施方式2涉及的U相的線圈插入工序後的線圈的狀態的圖。
圖42是表示結束了本發明的實施方式2涉及的全部3相的線圈插入工序後的齒部和線圈的剖視圖。
圖43是在本發明的實施方式2涉及的鐵芯組裝工序中組裝過程中的定子的剖視圖。
圖44是在本發明的實施方式2涉及的鐵芯組裝工序中組裝過程中的定子的剖視圖。
圖45是表示本發明的實施方式2涉及的最終組裝工序的圖。
具體實施方式
實施方式1.
下面,使用附圖對本發明的實施方式1涉及的旋轉電機及旋轉電機的製造方法進行說明。在本說明書中,記述為「周向」、「徑向」、「軸向」、「內」、「外」時是指旋轉電機的定子的「周向」、「徑向」、「軸向」、以及定子的「內側」、「外側」、「外周」、「內周」等。
圖1是本發明的實施方式1涉及的旋轉電機100的單側剖面正視示意圖。
圖2是旋轉電機100(僅定子40、轉子30)的斜視圖。
旋轉電機100具有:殼體1,其由有底圓筒狀的機架11以及將機架11的開口部進行封口的端板12構成;定子40,其以內嵌狀態而固接於機架11的圓筒部;以及轉子30,其經由軸承2而可旋轉地支撐於機架11的底部及端板12,該轉子30設置於定子40的內周側。
轉子30為永磁體型轉子,其具有:轉子鐵芯32,其固接於旋轉軸31;以及永磁體33,其沿周向隔開規定的間距而埋設於轉子鐵芯32的外周面側,構成磁極。
此外,轉子30不限定於永磁體式轉子,也可以使用下述轉子:籠型轉子,其將不絕緣的轉子導體收容於轉子鐵芯的槽,利用短路環而使兩側短路;以及繞線型轉子,其將絕緣的導線安裝於轉子鐵芯的槽。
下面,使用附圖對定子40的結構進行說明。
圖3是定子40的斜視圖。
圖4是定子40的內側鐵芯41a的斜視圖。
圖5是定子40的外側鐵芯41b的斜視圖。
如各圖所示,定子40具有:定子鐵芯41;線圈20,其安裝於定子鐵芯41;以及槽單元42a,其使線圈20與定子鐵芯41電絕緣。在這裡,為了便於說明,將轉子30的極數設為4極,將定子鐵芯41的槽46的數量設為24個,將線圈20設為3相繞組。即,槽46以每極每相2個的比例而形成於定子鐵芯41。
定子鐵芯41由內側鐵芯41a和外側鐵芯41b構成。如圖4所示,內側鐵芯41a通過薄壁部44將構成磁極的多個齒部43的內周側的前端部連接而配置為圓環狀。並且,在相鄰的齒部43之間形成被隔開的槽46。圖5所示的外側鐵芯41b是與內側鐵芯41a的各齒部43磁性連接的後軛部。通過將內側鐵芯41a嵌合於外側鐵芯41b的內側,從而內側鐵芯41a的外周面45a與外側鐵芯41b的內周面45b磁性連接。
圖6是在定子40所使用的線圈20的斜視圖。
圖7是線圈20的正視圖。
圖8是線圈20的俯視圖。
如圖6至圖8所示,線圈20具有:第1槽收容部20a、第2槽收容部20b(以下,簡稱為槽收容部20a、20b),它們之後要被插入至定子鐵芯41的槽46內;以及開口側的橋接部20c及閉口側的橋接部20d,它們將槽收容部20a及槽收容部20b的端部彼此連接,跨越多個齒部43。此外,「開口側」是指機架11開口的一側,「閉口側」是指其相反側。
線圈20例如由搪瓷樹脂(enamel resin)絕緣包覆,是將無連接部的連續的由銅、鋁等構成的導線卷繞多次而製造出的。關於橋接部20c、20d,為了在線圈端部處避免與形成其他相的線圈20之間的幹涉,使它們的徑向的厚度比槽收容部20a、20b的徑向的厚度薄。另外,如圖8所示,閉口側的橋接部20d處於與開口側的橋接部20c相比的徑向內側,在線圈20插入至槽46內時,該閉口側的橋接部20d位於與內側鐵芯41a的薄壁部44相比的內側。
下面,對旋轉電機100的製造方法進行說明。
圖9是表示旋轉電機100的製造工序的流程圖。
如圖所示,旋轉電機100經過繞線工序ST100、線圈成型工序ST110、線圈臨時安裝工序ST120、線圈插入工序ST130、鐵芯組裝工序ST140、最終組裝工序ST150而完成。
首先,對繞線工序ST100進行說明。
圖10(a)是在繞線工序ST100中使用的卷繞框60的分解斜視圖。
圖10(b)是在繞線工序ST100中使用的卷繞框60的組裝後的斜視圖。
圖11是表示繞線工序ST100的圖。
圖12是在結束了繞線工序ST100後,從卷繞框60取出的中空的平板狀的中間態線圈21的正視圖。
圖13是圖12所示的A-A線處的剖面矢向視圖。
中間態線圈21是線圈20的槽收容部20a、20b、橋接部20c、20d的形狀成型之前的線圈。卷繞框60由卷芯61和側板62a、62b構成,在該卷芯61的外周卷繞,該側板62a、62b從卷芯61的兩側面側夾入,它們可以進行分解,以使得能夠取出繞線後的中間態線圈21。
與槽收容部20a、20b部相比,線圈20的橋接部20c、20d需要沿徑向形成得較薄,因此在側板62a的內面62a1設置有對繞線寬度進行限制的凸起部62at。在圖10中被遮蓋而觀察不到,但側板62b的下半部分也與側板62a為相同形狀。如圖11所示,從在側板62b的上部中央設置的導入部62b3,將導線7放入至卷繞框60內,沿圖11所示的箭頭方向卷繞導線7而進行中間態線圈21的繞線。如圖13所示,通過使用卷繞框60,從而能夠將構成中間態線圈21的導線7排列而進行卷繞。
下面,使用圖12至圖16對線圈成型工序ST110進行說明。
圖14是扭轉中間態線圈22的正視圖。
首先,將圖12所示的中間態線圈21的槽收容部21a、21b沿圖12的箭頭方向進行扭轉,得到圖14所示的扭轉中間態線圈22。
圖15是表示在橋接部成型模具80中安裝了扭轉中間態線圈22後的狀態的斜視圖。
圖16(a)是在橋接部成型模具80中安裝了扭轉中間態線圈22後的狀態的正視圖。
圖16(b)是利用橋接部成型模具80使扭轉中間態線圈22的橋接部22c成型後的狀態的正視圖。
橋接部成型模具80由凸形模具80a和凹形模具80b構成。利用凸形模具80a和凹形模具80b使扭轉中間態線圈22的橋接部22c、22d成型為曲率中心處於定子40的軸心之上的圓弧狀,得到線圈20。雖未圖示,但通過變更橋接部22c用和橋接部22d用的橋接部成型模具,從而如圖8所示,使扭轉中間態線圈22成型為,完成的線圈20的橋接部22d與橋接部20c相比存在於徑向內側。
下面,使用圖17至圖31對線圈臨時安裝工序ST120和線圈插入工序ST130進行說明。
圖17、圖18是線圈臨時安裝工序ST120中的內側鐵芯41a和線圈20U的斜視圖。
圖19是表示結束了U相的線圈插入工序ST130後的內側鐵芯41a和U相的線圈20U的狀態的斜視圖。
在線圈臨時安裝工序ST120中,沿內側鐵芯41a的槽46的內壁面,安裝使各齒部43和線圈20(線圈20U、20V、20W)絕緣的槽單元42a,首先如圖17所示,將形成U相的線圈20U從開口側的橋接部20Uc側傾斜地插入至各槽46內而臨時安裝於內側鐵芯41a,成為圖18的狀態。
然後,如圖19所示,在線圈插入工序ST130中以縮徑的方式而將開口側的橋接部20Uc關閉,使各線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub完全地插入至槽46內。
圖20(a)、圖20(b)是表示使用了旋轉板夾具71實現的線圈20U的插入方法的圖。
圖20(a)表示結束了線圈臨時安裝工序ST120後的線圈20U的狀態,圖20(b)表示結束了線圈插入工序ST130後的線圈20U的狀態。這些圖是以內側鐵芯41a的軸心為中心的剖面示意圖。旋轉板夾具71在槽收容部20Ua、20Ub的閉口側的端部的徑向外側具有旋轉中心71a。在線圈插入工序ST130中,旋轉板夾具71的按壓部71b一邊以旋轉中心71a為中心進行旋轉,一邊將槽收容部20Ua、20Ub從外周側壓入至槽46內,以使得在槽46內傾斜地臨時安裝的線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub逐漸與軸向成為平行。
圖21(a)、圖21(b)是表示使用了與旋轉板夾具71不同的輥夾具72實現的線圈20U的插入方法的圖。
圖21(a)表示結束了線圈臨時安裝工序ST120後的線圈20U的狀態,圖21(b)表示結束了線圈插入工序ST130後的線圈20U的狀態。這些圖是以內側鐵芯41a的軸心為中心的剖面示意圖。
如圖21所示,在線圈插入工序ST130中,也可以使用輥夾具72的輥72b,將在槽46內臨時安裝的線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub從閉口側的端部向開口側的端部進行壓入。
圖22(a)、圖22(b)是表示使用了與旋轉板夾具71、輥夾具72不同的滑動夾具73實現的線圈20U的插入方法的圖。
圖22(a)表示結束了線圈臨時安裝工序ST120後的線圈20U的狀態,圖22(b)表示結束了線圈插入工序ST130後的線圈20U的狀態。這些圖是以內側鐵芯41a的軸心為中心的剖面示意圖。
滑動夾具73是其內徑與內側鐵芯41a的外徑大致相等的圓筒。使結束了線圈臨時安裝工序ST120後的內側鐵芯41a一邊從閉口側端部側起進行滑動,一邊完全地插入至滑動夾具73的內側。在滑動夾具73的內周面上緣,設置有用於使內側鐵芯41a的插入變得容易的倒角部73a。
圖23是表示在線圈插入工序ST130的前後的、線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub的縮徑狀態的圖。
圖24是表示在線圈插入工序ST130的前後的、開口側的橋接部20Uc的升高狀態的圖。橋接部20Uc的從定子的軸心觀察時的形狀為大致矩形狀。如果使用上述任意夾具而將線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub完全地收容於槽46內,則如圖23所示,2個槽收容部20a、20b的位置移動至箭頭B1、B2所示的內周側,將槽收容部20Ua、20Ub的內周側端部20Uai、20Ubi連結的以軸心O為中心的圓弧的長度從R1向R2縮徑而變小。在這裡,圓弧的長度R1也是以定子40的軸心O為中心,將供線圈20U插入的2個槽46的中心穿過的直線間的、將半徑設在齒部43的最外側的位置所得到的圓弧的長度。另外,R2也是以定子40的軸心O為中心,將供線圈20U插入的2個槽46的中心穿過的直線間的、將半徑設在齒部43的最內側的位置所得到的圓弧的長度。此外,在圖24及下面進行說明的圖25中,R1、R2也表示圓弧的長度。
如果將線圈20U的槽收容部20Ua、20Ub完全地插入至槽46內,則與此同時,如圖24所示,開口側的橋接部20Uc衝突而升高,在內側鐵芯41a的軸向的端面41T與橋接部20Uc之間能夠形成間隙S。該間隙S確保用於避免與其他線圈的橋接部之間的幹涉的空間,且成為冷媒的流路,有助於旋轉電機100的冷卻性提高。
此時的間隙S的高度T的尺寸為(R1-R2)/2。由於產生該間隙S,因此能夠順利地實施線圈插入工序ST130。然而,實際上為了在內側鐵芯41a的周圍配置線圈20U,而將該線圈20U配置於與圖23的R1的位置相比的略微外側,因此T≥(R1-R2)/2。但是,如果使T的值變得過大,則線圈20U的周長伸長,導致電阻值的增加、電動機整體的大型化,因此設為5%左右的範圍為止,優選T<((R1-R2)/2)×1.05。
圖25是表示對如在橋接部20Uc具有頂部20Uct這樣的線圈20U進行使用的情況下的R1、R2、T的關係的圖。橋接部20Uc的從定子的軸心觀察時的形狀為大致三角形狀。在如橋接部20Uc的周向的中央部分沿軸向凸出這樣的線圈20U的情況下,將T設為虛擬的等腰三角形的「高度」,根據該等腰三角形的一半的直角三角形,能夠通過勾股定理而求出T。即,R1的1/2的橋接部20Uc直接衝突而升高,成為斜邊,底邊為R2的1/2,高度為T,因此根據T2=(R1/2)2-(R2/2)2,成為並且,如果考慮上述的富餘量,則且這樣的線圈也能夠順利地進行線圈插入工序ST130。
圖26、圖27是表示V相的線圈臨時安裝工序ST120的圖。
圖28是表示結束了V相的線圈插入工序ST130後的狀態的圖。
然後,如圖26~圖28所示,與上述的線圈20U相同地,在安裝了線圈20U後的內側鐵芯41a安裝構成V相的全部的線圈20V。
圖29、圖30是表示W相的線圈臨時安裝工序ST120的圖。
圖31是表示結束了W相的線圈插入工序ST130後的狀態的圖。
然後,如圖29~圖31所示,與上述的線圈20U、20V相同地,在安裝了線圈20V後的內側鐵芯41a安裝構成W相的全部的線圈20W。這樣,通過反覆進行這一系列的動作,從而完成線圈臨時安裝工序ST120、線圈插入工序ST130。橋接部20Uc、20Vc、20Wc構成開口側的線圈端部Kc,橋接部20Ud、20Vd、20Wd構成閉口側的線圈端部Kd。
圖32是表示將對應於3相的線圈20(20U、20V、20W)全部安裝後的內側鐵芯41a即將嵌合於外側鐵芯41b之前的狀態的斜視圖。
圖33是完成的定子40的斜視圖。
圖34是表示將轉子30插入至定子40的最終組裝工序的圖。
在將全部的線圈20完全地安裝於內側鐵芯41a之後,將使外側鐵芯41b與各線圈20之間絕緣的槽單元42b安裝於線圈20的槽收容部20a、20b的外周面側,將外側鐵芯41b從閉口側的橋接部20d側安裝於內側鐵芯41a內,完成鐵芯組裝工序ST140,得到定子40。
最後,將轉子30從由開口側的橋接部20c所形成的線圈端部側插入至定子40內,將它們收容於如這裡圖1所示的殼體1內,完成最終組裝工序ST150,能夠得到旋轉電機100。
圖35是表示槽形狀的多樣化的圖,為各個內側鐵芯的要部俯視圖。
在至此為止的說明中,如圖35(a)那樣,槽46的與其軸向垂直的剖面除去最內周部以外呈長方形的形狀,但也可以如圖35(b)那樣,是槽46b裡側部的周向寬度的尺寸w1與齒部43b的外周側端部43bx間的槽開口部的寬度的尺寸w2的關係為w2>w1的向外側變寬的錐形狀,或者如圖35(c)那樣,是如具有錐形狀的斜度發生變化的變化點46c1那樣的形狀。此外,如果槽46、46b、46c裡側部的周向寬度的尺寸w1與齒部43、43b、43c的外周側端部43x、43bx、43cx間的槽開口部的寬度的尺寸w2的關係為w2≥w1,則能夠將排列後的線圈20順利地插入至槽46內,定子40的組裝性變好。此外,在上述實施方式中,示出了在各線圈的軸向的兩端的橋接部內將至少一個橋接部配置於與定子的內周面相比的外側的例子,但並不限定於此,也可以將全部橋接部均配置於與定子的內周面相比的外側。
根據本發明的實施方式1涉及的旋轉電機及旋轉電機的製造方法,能夠在線圈的橋接部與定子鐵芯的軸向的端面之間設置間隙,因此一邊抑制構成各相的線圈與構成其他相的線圈發生幹涉,一邊確保使空氣、冷卻油等冷媒流通的流路,提高線圈的冷卻效率,能夠提供小型且高輸出、高效率的旋轉電機及旋轉電機的製造方法。
另外,將定子鐵芯分割為內側鐵芯(齒部)和外側鐵芯(後軛部),各齒部前端通過薄壁部而沿周向連接,因此能夠將排列後的線圈插入至槽內,能夠實現線圈的佔空率的提高。另外,通過將構成各相的線圈的線圈端部重疊配置為以定子的軸心為中心的同心狀,從而能夠實現從一個方向(外側)的定子的組裝。
並且,在各線圈的軸向的兩端的橋接部內將至少一個橋接部配置於與定子的內周面相比的外側,從而能夠將轉子插入至線圈安裝後的定子,因此旋轉電機的生產性提高。
實施方式2.
下面,以與實施方式1不同的部分為中心,對本發明的實施方式2涉及的旋轉電機及旋轉電機的製造方法進行說明。
圖36是實施方式2涉及的定子240的斜視圖。
如圖所示,定子240具有定子鐵芯241和安裝在定子鐵芯241的線圈20U、20V、20W。
圖37是定子鐵芯241的齒部243的斜視圖。
圖38是定子鐵芯241的外側鐵芯241b的斜視圖。
定子鐵芯241由圖37所示的構成磁極的齒部243和圖38所示的圓環狀的後軛部即外側鐵芯241b構成。在齒部243的前端具有凸出至周向兩側的凸緣部243a。
在齒部243的周向的兩面的根部部分的規定的範圍設置的嵌合部243b、243c與在外側鐵芯241b的內周面沿軸向而等間隔地設置的槽5的壁面5b、5c嵌合。
使用圖39至圖45對本實施方式涉及的旋轉電機的製造方法進行說明。此外,繞線工序ST100、線圈成型工序ST110與實施方式1相同,因此省略說明。
圖39是表示本實施方式中的旋轉電機的製造工序的流程圖。
圖40是表示線圈臨時安裝工序ST120的圖。示出了在由齒保持具9固定的齒部243間的槽246內臨時安裝了線圈20U後的狀態。
圖41是表示結束了線圈插入工序ST130後的線圈20U的狀態的圖。
圖40、圖41是以齒保持具9的軸心為中心的剖面示意圖。
本實施方式涉及的齒部243全部各自獨立,未如實施方式1的齒部43那樣地內周側前端通過薄壁部而連接。但是,全部齒部整體相當於實施方式1的內側鐵芯。
因此,在線圈臨時安裝工序ST120之前,需要進行如下齒固定工序ST115,即,預先將全部齒部243排列呈放射狀,如圖40所示,利用齒保持具9進行固定。然後,在線圈臨時安裝工序ST120中,與實施方式1相同地將U相的線圈20U臨時安裝於在固定後的相鄰的齒部243之間所構成的槽246內。接下來,與實施方式1相同地,進行圖41所示的線圈插入工序ST130。
圖42是表示結束了全部3相的線圈插入工序後的齒部243和線圈20的剖視圖。橋接部20Uc、20Vc、20Wc構成開口側的線圈端部Kc,橋接部20Ud、20Vd、20Wd構成閉口側的線圈端部Kd。
圖43、圖44是在鐵芯組裝工序ST140中的組裝過程中的定子240的剖視圖。
如圖42所示,在將全部的線圈20U、20V、20W插入結束之後,如圖43、圖44所示,將全部的齒部243的嵌合部243b、243c嵌合於外側鐵芯241b的槽5內而得到定子240。在使外側鐵芯241b與全部的齒部243嵌合而固定之後,將齒保持具9卸下。
圖45是表示將轉子30插入至定子240的最終組裝工序的圖。
最後,將轉子30從開口側的橋接部20c所形成的線圈端部Kc側插入至定子240內,將它們收容於這裡未圖示的殼體內,完成最終組裝工序ST150,能夠得到旋轉電機。
根據本發明的實施方式2涉及的旋轉電機及旋轉電機的製造方法,具有與實施方式1相同的效果。另外,通過設為如下結構,即,構成凸出至周向兩側的凸緣部243a,而未通過薄壁部而連接齒部243的內周側端部,將磁性連接切斷,從而能夠降低定子240的漏磁通,能夠提高旋轉電機的扭矩。另外,由於無需使線圈20經過相鄰的凸緣部243a間的窄的開口寬度,因此針對凸緣部間的開口寬度的制約減少,定子的設計自由度提高。由此,能夠提供一種線圈的佔空率高、扭矩脈動少的旋轉電機。
此外,在本發明的範圍內,能夠對本發明的各實施方式進行自由組合,或者對各實施方式適當進行變形、省略。