定子構造及定子製造方法
2023-05-27 15:37:51
專利名稱：定子構造及定子製造方法
技術領域：
本發明是涉及電動機所使用的定子的匯流條的構造及其製造方法的技術，其用於實現線圈末端的縮短。
背景技術：
近年來，提高了對安裝在混合動力車輛等中的驅動用的馬達的高輸出化、小型化的要求。因此，研究了通過對矩形導體進行沿邊彎曲而形成線圈的方法。如果使用矩形導體，則能夠增大導體截面積，提高填充係數。如果導體截面積增大，則通過減小阻抗能夠抑制馬達的發熱。然而，存在難以卷繞的缺點。並且，無論是使用了矩形導體的線圈，還是使用了圓形截面的導線的線圈，都需要在線圈末端與匯流條連接。因此，也研究了各種在線圈末端的導體與匯流條的連接方法。專利文獻1公開了匯流條的焊接構造及其焊接方法。在線圈末端被引出的圓形截面的電線末端設置在卷繞於鐵心構成體的線圈的端部上。與該電線末端配合的匯流條在頂端設置有狹縫，通過電線末端與狹縫的配合，從而線圈形成旋轉電機的電路。電線末端在被插入匯流條的狹縫之後通過焊接與匯流條配合。專利文獻2公開了與連接到端子的連接方法有關的技術。將多個U字線圈插入定子鐵心中，並將所切割的匯流條板與形成於U字線圈的線圈末端的圓筒狀的端子部接合，從而形成線圈的電路。通過TIG焊接等進行接合。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利文獻特開2004-064954號公報專利文獻2 日本專利文獻特開2008-148481號公報
發明內容
本發明所要解決的問題然而，認為專利文獻1和專利文獻2中存在以下說明的問題。在專利文獻1和專利文獻2中使用的導線都被進行了絕緣包覆，從而實現了與定子鐵心的絕緣。作為絕緣包覆材料，可考慮琺瑯包覆層或聚氨酯或聚醯亞胺醯胺 (polyimide amide)等絕緣樹脂材料。但是，當進行在線圈端子部的焊接時，存在由於焊接所產生的熱而導致這些絕緣包覆層的損害的情況。為了避免這種情況，現實中通過在線圈末端部上預先引出一定長度的導線來進行焊接。但是，由此產生線圈末端部變大的問題。安裝在車輛中的驅動用馬達等因配置於發動機艙內的關係，而被特別地要求小型化。特別地，由於在混合動力汽車中需要將發動機和驅動用馬達兩者容納在發動機艙內，因此要求驅動用馬達小型化。
並且，為了馬達的小型化，必須縮短線圈末端。因此，期望開發出用於縮短線圈末端的技術。因此，本發明是為了解決這樣的問題而作出的，其目的是提供能夠縮短線圈末端的定子構造或定子製造方法。用於解決問題的手段為了實現上述目的，根據本發明的一個方式的定子構造具有如下的特徵。(1) 一種定子構造，所述定子構造包括配置在定子鐵心上的線圈、以及至少覆蓋所述定子鐵心的端面及所述線圈並使用了絕緣性樹脂的模製部分，所述定子構造的特徵在於，所述定子構造包括與形成在所述線圈的端部上的線圈端子部接合的匯流條，所述匯流條被配置為使所述匯流條的寬面與所述模製部分的端面相對。(2)在(1)中記載的定子構造中，其特徵在於，所述模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，形成在所述匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面至少在與所述線圈端子部配合的配合部附近與所述模製部分的表面面接觸。(3)在(1)中記載的定子構造中，其特徵在於，所述模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，所述線圈端子部通過向所述線圈側彎折而形成，所述線圈端子部的表面與所述模製部分的表面面接觸。(4)在(1)或(2)中記載的定子構造中，其特徵在於，在所述匯流條的所述匯流條端子部上設置有與所述線圈的所述線圈端子部配合的狹長孔，所述線圈端子部被插入所述狹長孔中。(5)在(1)至(4)的任一項中記載的定子構造中，其特徵在於，連接形成在所述匯流條的兩端上的所述匯流條端子部的匯流條主體部的表面與所述模製部分的表面面接觸。另外，為了實現上述目的，根據本發明的另一方式的定子製造方法具有如下的特徵。(6) 一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於， 將形成在所述線圈的端部上的線圈端子部向所述模製部分側彎折，使用粘結劑將所述線圈端子部的表面和所述模製部分的表面進行面粘結，將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第一線圈的所述線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第二線圈的所述線圈端子部與所述匯流條的另一端接合，由此形成所述定子。(7) 一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於， 在作為所述模製部分的表面的一部分的、形成在線圈端子部的周圍的粘結面部上塗敷粘結劑，所述線圈端子部形成在所述線圈的端部上，通過將要與所述線圈端子部接合的匯流條配置在所述模製部分的端面上，來粘結形成在所述匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面與所述粘結面部，通過接合所述線圈端子部與所述匯流條端子部，來形成所述定子。(8) 一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於， 將形成在所述線圈的端部上的線圈端子部向所述線圈側彎折，通過將所述線圈與所述定子鐵心進行樹脂模製，來形成所述模製部分，使得所述線圈端子部的朝向所述線圈側的一個面被所述模製部分埋沒，而所述線圈端子部的另一個面從所述模製部分向外側突出，將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第一線圈的所述線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第二線圈的所述線圈端子部與所述匯流條的另一端接合，由此形成所述定子。發明效果根據具有這樣的特徵的本發明的一個方式的定子構造，獲得如下的作用、效果。上述(1)中記載的方式是如下所述的方式，一種定子構造，所述定子構造包括配置在定子鐵心上的線圈、以及至少覆蓋定子鐵心的端面及線圈並使用了絕緣性樹脂的模製部分，所述定子構造包括與形成在線圈的端部上的線圈端子部接合的匯流條，匯流條被配置為使匯流條的寬面與模製部分的端面相對。通過將用於連接線圈端子部的匯流條配置成使匯流條的寬面與形成在定子的線圈末端上的模製部分的表面相對，能夠縮短定子的線圈末端。如本發明的問題所示，在現有技術中，存在以在線圈末端部上引出一定長度的線圈端子部並且使匯流條的寬面相對於定子的端面豎立的方式進行接合使得線圈末端部變大的問題。在此，匯流條的寬面是指如果匯流條由例如矩形截面的導體構成，匯流條的截面中的長邊所構成的面。但是，在本發明中，匯流條的寬面被配置為與模製部分的端面即定子的端面相對。 如果匯流條的寬面被配置為置於定子的端面上並且使匯流條與線圈端子部接合，則至少能夠將定子的線圈末端縮短匯流條的寬度量。因此，能夠有利於定子的小型化。另外，上述(2)中記載的方式是如下所述的方式，在(1)中記載的定子構造中，模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，形成在匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面至少在與線圈端子部配合的配合部附近與模製部分的表面面接觸。通過在對定子鐵心和線圈進行樹脂模製時，使用高導熱性的樹脂材料並且構成為使匯流條端子部的外表面與模製部分的外表面面接觸，由此匯流條端子部和線圈端子部接合時產生的熱能夠散逸到模製部分中。雖然匯流條端子部和線圈端子部例如通過弧焊等被接合在一起，但存在如本發明的問題所示的因在焊接時產生熱使得覆蓋線圈的絕緣覆膜損壞的問題。但是，通過以使匯流條端子部與模製部分面接觸的方式接合匯流條端子部，從而焊接時產生的熱迅速地傳到模製部分側，並擴散到模製部內部。其結果是，能夠降低接合時的峰值溫度。通過降低焊接時的峰值溫度，能夠抑制用於覆蓋匯流條或線圈的絕緣覆膜的損壞。也就是說，能夠縮短為了防止設置在線圈上的絕緣包覆層由熱引起的損壞以及模製部分由熱引起的損壞而設置為預定的長度的線圈端子部的長度。因此，能夠使線圈端子部的長度最優化，並且能夠有利於定子的成本下降。另外，在上述(3)中記載的方式是如下的方式，在(1)中記載的定子構造中，模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，線圈端子部通過向線圈側彎折而形成，線圈端子部的表面與模製部分的表面面接觸。
方式(3)與方式(2)不同，在方式(3)中，線圈端子部與模製部分的表面面接觸， 而不是匯流條端子部與模製部分的表面面接觸。但是，方式(3)與方式(2)在以下的方面相同，匯流條端子部經由線圈端子部與模製部分接觸而與模製部分面接觸，並且可有利於接合時線圈端子部中產生的熱的散發的部分增加。由於匯流條端子部經由線圈端子部與模製部分面接觸，因此對匯流條端子部和線圈端子部進行接合例如焊接等時產生的熱能夠有效地散逸到模製部分中。由於線圈端子部在被彎折到模製部分側的狀態下與匯流條端子部進行接合，因此，能夠縮短線圈末端，並且有利於定子的小型化。另外，在上述(4)中記載的方式是如下的方式，在⑴或(2)中記載的定子構造中，在匯流條的匯流條端子部上設置有與線圈的線圈端子部配合的狹長孔，線圈端子部被插入狹長孔中。通過如上地設置在匯流條端子部上的狹長孔插入線圈端子部，從而匯流條的定位變得容易，因此，在接合線圈端子部和匯流條端子部時，即使不使用工具，也能夠實現接合。 因此，有利於成本下降。另外，還具有在通過焊接進行線圈端子部和匯流條端子部的接合時，匯流條端子部本身進行保護免受焊接時產生的火花等的優點。另外，在上述(5)中記載的方式是如下的方式，在⑴至⑷的任一項中記載的定子構造中，連接形成在匯流條的兩端上的匯流條端子部的匯流條主體部的表面與模製部分的表面面接觸。由於不僅匯流條端子部與模製部分的表面面接觸，而且匯流條主體部的表面也與模製部分的表面面接觸，因此能夠進一步提高焊接匯流條端子部和線圈端子部時產生的熱的散熱效率。由於匯流條主體部的表面也與模製部分的表面面接觸，因此加上匯流條端子部， 匯流條的單面基本上全體與模製部分的端面接觸。因此，能夠大幅增加散熱面積，並還提高了散熱效率。因此，有利於定子的散熱效率的提高。另外，根據具有這樣的特徵的本發明的另一方式涉及的定子製造方法，獲得了如下的作用、效果。在上述(6)中記載的方式是如下的方式，一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將定子鐵心與線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，在所述定子製造方法中，將形成在線圈的端部上的線圈端子部向模製部分側彎折，使用粘結劑將線圈端子部的表面和模製部分的表面進行面粘結，將配置在定子鐵心上的線圈中的第一線圈的線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在定子鐵心上的線圈中的第二線圈的線圈端子部與匯流條的另一端接合，由此形成定子。線圈端子部在被彎折後與模製部分的表面通過粘結劑進行面粘結，因此，在對線圈端子部和匯流條端子部進行接合時例如通過焊接所產生的熱能夠高效地散發到模製部分側。因此，能夠緩和焊接引起的熱的影響，並且能夠降低線圈端子部中焊接時產生的峰值溫度。
由於線圈端子部和模製部分通過粘結劑進行面粘結，因此難以形成空氣層等，熱的傳遞迅速地進行。如果模製部分中使用高導熱性的樹脂，則線圈端子部和匯流條端子部接合時產生的熱的峰值溫度可更高效地下降。由於能夠降低峰值溫度，因此能夠防止覆蓋線圈的絕緣覆膜由熱引起的損壞。另外，由於線圈端子部在被彎折之後與匯流條進行接合，因此能夠實現定子的線圈末端的縮短，並且有利於定子的小型化。另外，在(7)中記載的方式是如下的方式，一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將定子鐵心與線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，在所述定子製造方法中，在作為模製部分的表面的一部分的、形成在線圈端子部的周圍的粘結面部上塗敷粘結劑，所述線圈端子部形成在線圈的端部上，通過將要與線圈端子部接合的匯流條配置在模製部分的端面上，來粘結形成在匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面與粘結面部，通過接合線圈端子部與匯流條端子部，來形成定子。通過匯流條端子部和粘結面部的粘結，匯流條端子部和模製部分面接合。因此，能夠降低在匯流條端子部和線圈端子部接合時產生的熱的峰值溫度。通過峰值溫度降低，能夠縮短線圈端子部的長度，其結果是，能夠縮短定子的線圈末端。另外，在(8)中記載的方式是如下的方式，一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將定子鐵心與線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，在所述定子製造方法中，將形成在線圈的端部上的線圈端子部向線圈側彎折，通過將線圈與定子鐵心進行樹脂模製，來形成模製部分，使得線圈端子部的朝向線圈側的一個面被模製部分埋沒，而線圈端子部的另一個面從模製部分向外側突出，將配置在定子鐵心上的線圈中的第一線圈的線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在定子鐵心上的線圈中的第二線圈的線圈端子部與匯流條的另一端接合，由此形成定子。在線圈端子部被彎折方面，方式(8)與方式(6)相同，但在(8)中記載的方式中， 形成模製部分的步驟是在線圈端子部被彎折之後進行，因此不需要對線圈端子部和模製部分的表面進行粘結的工序。因此，與方式(6)中形成的定子相比，能夠更進一步消減成本。另外，由於模製部分在線圈端子部被彎折之後形成，因此線圈端子部被彎折的部分與模製部分之間難以產生間隙。其結果是，散熱效率提高，並且線圈端子部和匯流條接合時產生的熱的峰值溫度可降低。
圖1是第一實施方式的定子的立體圖；圖2(a)是第一實施方式的分割式定子鐵心的立體圖，圖2(b)是第一實施方式的在分割式定子鐵心上配置了絕緣體的狀態的立體圖，圖2(c)是第一實施方式的在分割式定子鐵心上配置了線圈的狀態的立體圖，圖2(d)是第一實施方式的、分割式定子鐵心的線圈部分被樹脂模製後的狀態的立體圖；圖3是第一實施方式的通過連接線連接線圈的端子的情況的立體圖；圖4是對第一實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的側視8
圖5是對第一實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖；圖6是對第一實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的焊接的情況進行說明的側視圖；圖7是關於第一實施方式的、匯流條端子部焊接後的處理的側視圖；圖8是關於第一實施方式的、匯流條端子部焊接後的處理的另一實施例的側視圖；圖9是示出第一實施方式的、接合時的端子部的溫度與經過時間的關係的圖；圖10是示出第二實施方式的、接合時的端子部的溫度與經過時間的關係的圖；圖11是對第三實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的側視圖；圖12是對第三實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖；圖13是對第三實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的焊接後的狀態進行說明的側視圖；圖14是對第四實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的側視圖；圖15是對第四實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的焊接的情況進行說明的側視圖；圖16是對第四實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖；圖17是說明關於第四實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分的另一實例的俯視圖；圖18是關於第四實施方式的、匯流條端子部焊接後的處理的側視圖；圖19是關於第四實施方式的、匯流條端子部焊接後的處理的另一實施例的側視圖；圖20是第五實施方式的、線圈所具有的線圈端子部彎曲的情況的側視圖；圖21是第五實施方式的、線圈端子部彎曲結束的狀態的側視圖；圖22是第五實施方式的、線圈被樹脂模製後的狀態的定子的局部剖面圖。
具體實施例方式首先，對本發明的第一實施方式進行說明。(第一實施方式)圖1中示出了定子的立體圖。此外，為了便於說明，分割式定子單元的形狀被簡化，並示出連接線被連接之前的狀態。定子10是分割式的定子，並包括分割式定子單元18、設置在其外周的外環15、以及匯流條保持器16。圖2(a)中示出了分割式定子鐵心的立體圖。圖2(b)中示出了在分割式定子鐵心上配置了絕緣體的狀態的立體圖。圖2(c)中示出了在分割式定子鐵心上配置了線圈的狀態的立體圖。另外，圖2(d)中示出了分割式定子鐵心的線圈部分被樹脂模製後的狀態的立體圖。分割式的定子鐵心11通過加壓後的電磁鋼板的層積而形成。在定子鐵心11上形成有齒部11a，絕緣體12插入定子鐵心11中。絕緣體12包括平板狀的基部12a、形成為沿齒部Ila的外周的形狀的外周部12b、以及支承線圈13的內周面的支承柱12c。在絕緣體12被插入、配置到定子鐵心11中之後將線圈13插入定子鐵心11中，並如圖2(c)所示配置線圈13。線圈13是矩形導體被沿邊彎曲而成的線圈，並包括用於與後述的匯流條25連接的第一線圈端子部13a及第二線圈端子部13b。在絕緣體12及線圈13被配置在定子鐵心11上的狀態下，對線圈13的外周部分進行樹脂模製。該情況示於圖2(d)中。樹脂模製部14被形成在線圈13的外周面。如此形成的分割式定子單元18以圓筒狀排列。在第一實施方式中，分割數為18， 因此排列有18個分割式定子單元18。在這種狀態下，預先加熱的外環15的內周與分割式定子單元18的外周對應地配置，並對外環15進行冷卻。對外環15進行加熱使得外環15的內徑擴大，對外環15進行冷卻使得外環15的內徑縮小，因此與分割式定子單元18的外周保持緊密配合。如此，通過外環15保持分割式定子單元18為圓形。之後，匯流條保持器16被配置在定子10的端部。隨後，通過連接線圈13所具有的第一線圈端子部13a和第二線圈端子部13b，形成定子10的U相、V相、W相。如此，圖1所示的狀態的定子10被形成。圖3中示出了通過連接線連接線圈的端子的情況的立體圖。另外，在圖3中，為了方便，將分割式定子單元18設為第一單元18a、第二單元18b、第三單元18c、以及第四單元 ISd0另外，由於定子10被部分地抽出，所以省略外環15。匯流條25是電連接從分割式定子單元18突出的第一線圈端子部13a及第二線圈端子部13b的線，並且是在銅等導電性良好的金屬制匯流條的周圍實施了絕緣包覆的線。 匯流條25的兩端設置有第一匯流條端子部2 及第二匯流條端子部25b，該第一匯流條端子部2 及第二匯流條端子部2 上未實施絕緣包覆。此外，為了方便，將第一匯流條端子部25a與第二匯流條端子部2 之間的部分設為匯流條主體部25c。圖4中示出了對匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的側視圖。圖5中示出了對匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖。當匯流條25被配置在作為定子10的上表面的端面1 上時，如圖4所示，在位於第一線圈端子部13a周圍的、第一匯流條端子部25a與端面1 接觸的部分上塗覆有粘結劑19。在粘結劑19被塗覆的狀態下，將匯流條25配置成圖3所示的狀態。此時，需要通過未圖示的工具定位匯流條25。然後，接合第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部2 以及第二線圈端子部13b 與第二匯流條端子部25b。圖6中示出了對匯流條端子部與線圈端子部接合的情況進行說明的側視圖。匯流條25與線圈13的第一線圈端子部13a或第二線圈端子部13b的接合通過焊接電連接。
如圖4所示，第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部25a的接合被配置為使寬面25A側與端面1 接觸，因此側面25B與第一線圈端子部13a的表面被接合在一起。為了進行焊接，使用焊槍30。並且，在焊接時使用焊接工具35進行焊接。焊接工具35雖未圖示，但焊接工具35在圓盤狀板的與第一匯流條端子部2 及第二匯流條端子部2 所在的位置的上部對應的位置上設置有開孔35a，第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部25a穿過開孔3 通過焊槍30被焊接在一起。此外，第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部2 的焊接如上所述，第二線圈端子部13b與第二匯流條端子部25b的焊接也同樣地進行。此外，雖然省略了說明，但在焊接時通過未圖示的工具保持匯流條25。然後，如圖3所示，從第一單元18a突出的第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部2 接合，從第四單元18d突出的第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 接合。如圖6所示，通過使用焊槍30進行焊接，實施接合。如此，匯流條25連接各個分割式定子單元18。此外，在圖3中省略了圖示，但配置在定子10上的分割式定子單元18全部通過匯流條25被電連接。圖7中示出了對匯流條端子部焊接後的處理進行說明的側視圖。在第一匯流條端子部2 和第一線圈端子部13a被焊接後，如圖7所示，通過使用未圖示的澆注機澆注絕緣材料40，來確保絕緣。絕緣材料40是絕緣性的樹脂材料，並且使用澆注機將溶融狀態的絕緣材料40滴在第一匯流條端子部2 上。之後，通過加熱絕緣材料40，使絕緣材料以覆蓋端子部全體的方式擴散來完成保護。其結果是，如圖7所示，能夠保護第一匯流條端子部2 與第一線圈端子部13a之間的焊接部分。此外，優選地，如果在澆注絕緣材料40時使用與焊接工具35相同形狀的遮擋工具，則無需擔心絕緣材料40滴落在不需要的部分上。另外，對於第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 的接合部分，也同樣地通過絕緣材料40實施絕緣。另外，也可考慮除使用絕緣材料40的方法以外而使用絕緣片45實施絕緣的方法。圖8中示出了對匯流條端子部焊接後的處理進行說明的其它的實施例的側視圖。也可考慮使用絕緣材料40的方法以外的、如圖8所示使用絕緣片45實施絕緣的方法。絕緣片45是在內側塗覆有熱硬化性的絕緣性樹脂的片，並且以覆蓋第一線圈端子部 13a和第一匯流條端子部25a的方式配置絕緣片45，並對絕緣片45進行加熱處理。絕緣片 45通過加熱發生硬化，從而使第一線圈端子部13a及第一匯流條端子部25a的接合部分絕緣。此外，對第二線圈端子部1 和第二匯流條端子部2 的接合部分，也同樣地通過絕緣片45實施絕緣。第一實施方式的定子10具有上述構成，並起到以下說明的作用和效果。首先，具有能夠縮短定子10的線圈末端的優點。第一實施方式的定子10在包括配置在定子鐵心11上的線圈13以及至少覆蓋定子鐵心11的端面和線圈13並使用了絕緣性樹脂的樹脂模製部14的定子構造中，包括與線圈13的端部上形成的第一線圈端子部13a (第二線圈端子部13b)接合的匯流條25，匯流條25被配置為使匯流條25的寬面25A與樹脂模製部14的端面1 相對。通過配置用於連接第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)的匯流條25，使得匯流條25的寬面25A與定子10的線圈末端上形成的樹脂模製部14的端面1 相對，能夠縮短定子10的線圈末端。這是因為如圖4等所示匯流條25的寬面25A被配置為與端面1 相對。如現有技術所示，如果側面25B被配置為與端面1 相對，則線圈末端的高度需要為寬面25A的寬度。然而，在第一實施方式中，寬面25A被配置為與端面1 相對，從而能夠縮短線圈末端。由於定子10的線圈末端縮短，因此，如圖7、圖8所示，也能夠節約在第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部2 或者第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 接合後實施絕緣的絕緣材料40或絕緣片45。另外，由於第一線圈端子部13a的長度也能夠縮短，因此能夠節約線圈13中使用的導體。因此，有利於定子10的成本降低。另外，具有能夠有效地擴散在焊接定子10的第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)與第一匯流條端子部25a(第二匯流條端子部25b)時產生的熱的優點。第一實施方式的定子10的樹脂模製部14使用高導熱性樹脂材料形成，並且形成在匯流條25的兩端部的第一匯流條端子部25a (第二匯流條端子部25b)的表面至少在與第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)配合的配合部附近與樹脂模製部14的端面1 面接觸。在焊接第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)與第一匯流條端子部25a(第二匯流條端子部25b)時產生的熱如圖6所示，由於第一匯流條端子部2 與端面1 相接， 所以焊接熱H迅速地向樹脂模製部14擴散。對於第二匯流條端子部25b，也是同樣的。圖9中以圖表方式示出了接合時的端子部的溫度與經過時間的關係。縱軸表示端子部中的溫度。並且，橫軸表示經過時間t。此外，還一併示出了從經過時間0開始第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部25a的焊接以及焊接後的情況。以往端子溫度Tl示出了現有技術中的第一線圈端子部13a的溫度。本第一實施例端子溫度T2表示第一實施方式的第一線圈端子部13a的溫度。由於以往端子溫度Tl的第一線圈端子部13a不像第一實施例端子溫度T2的第一線圈端子部13a那樣彎曲而與第一匯流條端子部2 焊接，所以接合時的峰值溫度如圖9 所示變高。這是因為，第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部2 沿定子10的軸向突出， 使得熱的排放取決於向第一線圈端子部13a及第一匯流條端子部2 的基部側的熱傳遞以及向周圍向空氣的熱傳遞。然而，第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部25各自的截面積不足以傳遞焊接時的熱，向空氣的熱傳遞與固體之間的熱傳遞相比效率低下。另一方面，在第一實施例端子溫度T2中，由於第一線圈端子部13a與端面1 進行面接觸，所以焊接時產生的熱能夠迅速地向端面Ha散逸。樹脂模製部14具有較大的熱容量並且使用導熱性高的樹脂，因此能夠如圖9所示地實現焊接時產生的峰值溫度的降
12低。根據申請人的調查，可知在以往端子溫度Tl和第一實施例端子溫度T2中峰值溫度具有兩倍程度的差距。其結果是，能夠期待峰值溫度下降至絕緣材料40的耐熱溫度，並且難以發生焊接時絕緣材料40由熱引起的損壞。另外，對於第一線圈端子部13a的絕緣包覆層，也難以發生由熱引起的損壞。另外，第一線圈端子部13a從樹脂模製部14的端面1 突出能夠與第一匯流條端子部2 焊接的量即可。即，如果第一線圈端子部13a突出與側面25B的寬度大致相同的高度，則第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部25a能夠被焊接。對於第二線圈端子部 13b，情況也是相同的。其結果是，能夠縮短第一線圈端子部13a的長度。這是因為不需要為了避免本課題所示的熱對焊接時的線圈13的絕緣包覆層的損壞來延長第一線圈端子部13a。S卩，能夠縮短第一線圈端子部13a，因此能夠削減材料費。另外，由於能夠減少焊接後的包覆部分，因此，在使用絕緣材料40或絕緣片45進行包覆的情況下，也能夠削減絕緣材料或絕緣片的材料。S卩，能夠有利於定子10的成本下降。接下來，對本發明的第二實施方式進行說明。(第二實施方式)第二實施方式具有與第一實施方式大致相同的構成，但是在匯流條25的匯流條主體部25c與端面1 粘結的方面具有不同的構成。以下，對其效果進行說明。對於第二實施方式的構成，在匯流條25的匯流條主體部25c的與端面1 相接的面及端面Ha之間也使用粘結劑19。S卩，匯流條25的一個面與樹脂模製部14的端面1 幾乎整面粘結。並且，在圖2所示的狀態下，使用粘結劑19將匯流條25與樹脂模製部14的端面 Ha粘結。此時，優選地，在匯流條主體部25c的表面與端面1 之間沒有空隙。由於第二實施方式具有上述構成，所以起到以下所示的作用和效果。首先，具有在焊接第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部25a時產生的熱的散逸到匯流條25的量也能夠向樹脂模製部14側散熱的優點。圖10中示出了第二實施方式的、接合時的端子部的溫度與經過時間t之間的關係的圖。縱軸、橫軸與圖9相同，以往端子溫度Tl示出了現有技術中的第一線圈端子部13a 的溫度。另外，本第一實施例端子溫度T2示出了第一實施方式的第一線圈端子部13a的溫度。並且，本第二實施例端子溫度T3示出了第二實施方式的第一線圈端子部13a的溫度。在第二實施例端子溫度T3中，與第一實施例端子溫度T2相比，峰值溫度下降到第一實施例端子溫度T2的一半程度。這是因為，不僅匯流條25的第一匯流條端子部2 及第二匯流條端子部25b與端面1 面接合、匯流條主體部25c也與端面1 面接合使得散熱性比第一實施方式的定子10得以改善。在焊接第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部25a時，在如圖6所示的施加到第一匯流條端子部25a的熱中，因寬面25A與端面1 通過粘結劑19面接合，不僅熱直接傳遞到樹脂模製部14，而且對於從第一匯流條端子部2 向匯流條25熱傳遞的量也熱傳遞到樹脂模製部14。當然，在焊接第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 時，情況也是同樣的。因此，由於焊接時產生的熱的散熱面積增大並且樹脂模製部14的熱容量充足，所以能夠減小焊接時的峰值溫度。接下來，對本發明的第三實施方式進行說明。(第三實施方式)第三實施方式與第一實施方式的構成大致相同，但在第一線圈端子部13a的長度和第一匯流條端子部25a的形狀方面不同。以下進行說明。圖11中示出了對第三實施方式的、匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的側視圖。圖12中示出了對匯流條端子部與線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖。第三實施方式與第一實施方式的不同之處在於，匯流條25的第一匯流條端子部 25a中設置有狹長孔25d。狹長孔25d是貫穿第一匯流條端子部25a的孔，並被開設成第一線圈端子部13a 可嵌合於其中的尺寸。關於第一線圈端子部13a和狹長孔25d的尺寸，如果要求定位精度，希望嚴格地確定它們的尺寸，但由於在最後進行焊接，也可以較寬鬆地設定它們的尺寸。它們的尺寸應該由設計規格確定。通過將第一線圈端子部13a和第二線圈端子部1 插入狹長孔25d中，匯流條25 被配置在定子10上。在此，如圖11所示，第一線圈端子部13a和第二線圈端子部1 被設定為比匯流條25的側面25B的寬度突出了突出尺寸A。突出尺寸A被設定為2mm程度。並且，當如圖11、圖12所示地進行配置後通過未圖示的焊槍30進行焊接時，如圖 13所示，第一線圈端子部13a的頂端熔化而形成熔化部13aa。在圖13中視圖被省略地繪製，但是實際上，由於第一線圈端子部13a的頂端被進行焊接，所以熔化部13aa處於與第一匯流條端子部25a的表面熔合的狀態。第三實施方式的定子10具有上述構成，因此起到以下所說明的作用、效果。首先，具有匯流條25的定位變得容易的優點。第三實施方式的定子10是在匯流條25的第一匯流條端子部25a(第二匯流條端子部25b)上設置有與線圈13的第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)配合的狹長孔 25d並且第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)被插入狹長孔25d中的定子。通過將第一線圈端子部13a和第二線圈端子部1 插入狹長孔25d中，匯流條25 在端面Ha上被定位。因此，具有在焊接時不需要定位並且不需要定位工具等優點。如果以定位作為目的，則狹長孔25d的形狀也可以不形成為如圖12所示的在四角貫穿匯流條25的構成。例如，狹長孔25d的形狀可以形成為二字狀缺口、在匯流條25的兩端部側有開口部的形狀、在定子10的內周側或外周側有開口部的形狀、或者第一匯流條端子部25a的開口部朝向定子10的外周側、第二匯流條端子部25b的開口部朝向定子10的內周側的形狀。另外，具有以下優點由於形成為在匯流條25中設置有狹長孔25d的形狀，因此能夠保護端面14a免受在焊接時產生的火花或熱。在進行焊接時，由於對第一線圈端子部13a或第二線圈端子部13b的突出部進行焊接，並且由於匯流條25具有覆蓋第一線圈端子部13a或第二線圈端子部13b的周圍的形狀，即使以圖6所示的形式通過焊槍30進行焊接時端面1 也不向焊槍30側露出，因此能夠保護端面Ha免受直接產生的火花或熱。樹脂模製部14由樹脂製成，因此，不希望樹脂模製部14直接暴露於火花或熱。另外，第一匯流條端子部2 通過粘結劑19與端面1 粘結，因此焊接時的熱與第一實施方式同樣地在樹脂模製部14的內部迅速地擴散，因此如圖9所示，能夠降低焊接時第一線圈端子部13a或第二線圈端子部1 產生的熱的峰值溫度。另外，焊接後在第一線圈端子部13a的頂端形成熔化部13aa。因此，難以從第一線圈端子部13a取出匯流條25。關於第二線圈端子部13b，也是同樣的。以這種方式能夠增大使匯流條25保持於定子10中的力。接下來，對本發明的第四實施方式進行說明。(第四實施方式)第四實施方式的定子10與第一實施方式的不同之處在於，第一線圈端子部13a或第二線圈端子部13b的形狀、以及焊接第一線圈端子部13a或第二線圈端子部1 和匯流條25的焊接方法。下面進行說明。圖14中示出了對第四實施方式的、匯流條端子部和線圈端子部的接合部分進行說明的側視圖。圖15中示出了對焊接匯流條端子部和線圈端子部的情況進行說明的側視圖。圖16中示出了對匯流條端子部和線圈端子部的接合部分進行說明的俯視圖。在第四實施方式的線圈13的第一線圈端子部13a和第二線圈端子部13b中，在線圈13被插入定子鐵心11並且樹脂模製部14被形成後，第一線圈端子部13a和第二線圈端子部1 被彎折成與樹脂模製部14的端面接觸。如圖14所示，第一線圈端子部13a被彎折成與樹脂模製部14的端面1 相接。此時，樹脂模製部14的端面1 的與第一線圈端子部13a相接的部分上塗覆有粘結劑19。因此，當第一線圈端子部13a發生彎折時，通過粘結劑19，第一線圈端子部13a與樹脂模製部14的端面Ha被無間隙地粘結在一起。希望在端面Ha與第一線圈端子部13a 的表面之間沒有空隙，並且優選地粘結劑19使用導熱性高的粘結劑。如圖16所示，第一匯流條端子部2 在中央部設置有焊接孔25aa。當進行端面 14a與第一線圈端子部13a的焊接時，使用焊槍30使得焊接孔25aa的周圍和第一線圈端子部13a的表面被焊接在一起。焊接時，使用焊接工具35進行焊接。焊接工具35在圓盤狀板的與配置有第一匯流條端子部2 和第二匯流條端子部2 的位置的上部對應的位置上設置有開孔35a，第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部25a穿過開孔3 通過焊槍30 被焊接在一起。此外，第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部2 的焊接如上所述，第二線圈端子部1 和第二匯流條端子部25b的焊接也同樣地進行。
另外，雖然省略了說明，但在焊接時匯流條25由未圖示的工具保持。圖17中示出了用於說明關於匯流條端子部和線圈端子部的接合部分的另一實例的俯視圖。此外，也可考慮如圖17所示的使第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部2 錯開地配置而不在第一匯流條端子部25a中設置焊接孔25aa的方法。由於需要配置用於防止焊接時產生的熱或火花直接飛濺到樹脂模製部14或定子鐵心11的焊接工具35，因此需要使焊槍30從定子10的軸方向接近。因此，只要第一匯流條端子部25a的形狀被確定為從定子10的軸向上方觀察能夠看到第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部2 兩者的面即可。當然，第一匯流條端子部25a的形狀也可以是圖16和圖17以外的形狀。並且，從第一單元l&i突出的第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部2 接合在一起，從第四單元18d突出的第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 接合在一起。 接合狀態與第一實施方式的圖3大致相同。如圖15所示，通過使用焊槍30進行焊接實施接合。如此，匯流條25連接各個分割式定子單元18。此外，儘管圖中未示出，但配置在定子10中的分割式定子單元18全部通過匯流條25電連接在一起。圖18中示出了關於匯流條端子部焊接後的處理的側視圖。如圖18所示，通過使用未圖示的澆注機澆注絕緣材料40，來確保第一匯流條端子部2 被焊接在其上的第一線圈端子部13a絕緣。絕緣材料40是絕緣性的樹脂材料，並且使用澆注機將溶融狀態的絕緣材料40滴在第一匯流條端子部2 上。之後，通過加熱絕緣材料40，使絕緣材料以覆蓋端子部全體的方式擴散來完成保護。其結果是，如圖18所示，能夠保護第一匯流條端子部％3與第一線圈端子部13a之間的焊接部分。此外，優選地，如果在澆注絕緣材料40時使用與焊接工具35相同形狀的遮擋工具，則無需擔心絕緣材料40滴落在不需要的部分上。另外，對於第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 的接合部分，也同樣地通過絕緣材料40實施絕緣。另外，也可考慮除使用絕緣材料40的方法以外而使用絕緣片45實施絕緣的方法。圖19中示出了關於匯流條端子部焊接後的處理的另一實施例的側視圖。也可考慮除使用絕緣材料40的方法以外的、如圖19所示使用絕緣片45實施絕緣的方法。絕緣片45是在內側塗覆有熱硬化性的絕緣性樹脂的片，並且以覆蓋第一匯流條端子部25a的方式配置絕緣片45，並對絕緣片45進行加熱處理。絕緣片45通過加熱發生硬化，從而使第一線圈端子部13a及第一匯流條端子部25a的接合部分絕緣。此外，對第二線圈端子部1 和第二匯流條端子部2 的接合部分，也同樣地通過絕緣片45實施絕緣。第四實施方式的定子10具有上述構成，並起到以下說明的作用和效果。首先，具有能夠有效地擴散焊接線圈端子部和匯流條端子部時產生的熱的優點。在第四實施方式的定子10的構造中，樹脂模製部14使用高導熱性樹脂材料形成， 第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)形成為向線圈13側彎折，並且第一線圈端子部 13a(第二線圈端子部13b)的表面與樹脂模製部14的端面1 進行面接觸。
由於在接合第一線圈端子部13a和第一匯流條端子部25a時第一線圈端子部13a 與樹脂模製部14的端面1 相接，因此，如圖15所示，在焊接時焊接熱H迅速地擴散。第一線圈端子部13a與端面1 進行面接觸，並且使用粘結劑19，從而在第一線圈端子部13a與端面1 之間幾乎不存在空隙。因此，可處於導熱性優越的狀態。因此，能夠使圖9所示的峰值溫度下降。其結果是，能夠期待峰值溫度下降至絕緣材料40的耐熱溫度，並且焊接時絕緣材料40的由熱引起的損壞難以發生。另外，對於第一線圈端子部13a的絕緣包覆層，也難以發生由熱引起的損壞。另外，第一線圈端子部13a被彎折，所以定子10的線圈末端的長度能夠比現有技術縮短。其結果是，能夠縮短第一線圈端子部13a的長度。這是因為不需要為了避免本課題所示的焊接時熱對線圈13的絕緣包覆層的損壞而延長第一線圈端子部13a。S卩，能夠縮短第一線圈端子部13a，因此能夠削減材料費。另外，由於能夠減少焊接後的包覆部分，因此，在使用絕緣材料40或絕緣片45進行包覆的情況下，也能夠削減絕緣材料或絕緣片的材料。S卩，能夠有利於定子10的成本下降。 接下來，對本發明的第五實施方式進行說明。(第五實施方式)第五實施方式具有與第一實施方式大致相同的構成，不同之處在於，不使用粘結劑19以及第一線圈端子部13a的彎折步驟。以下進行說明。圖20中示出了第五實施方式的線圈所具有的線圈端子部被彎折的情況的側視圖。圖21中示出了線圈端子部彎折結束的狀態的側視圖。圖22中示出了線圈被樹脂模製後的狀態的定子的局部剖面圖。第三實施方式的線圈13被插入形成於定子鐵心11上的未圖示的齒部中後，如圖 20所示對第一線圈端子部13a進行彎折。同樣地，對第二線圈端子部13b也進行彎折。然後，如圖21所示使第一線圈端子部13a成形後，如圖22所示，使用絕緣性樹脂材料形成樹脂模製部14。此時，形成樹脂模製部14，使得第一線圈端子部13a的一部分在端面14a的表面上突出，即，第一線圈端子部13a的朝向線圈13側的面被埋沒在樹脂模製部14的內部。因此，第一線圈端子部13a的位於線圈13側的面與樹脂模製部14進行面接觸。第五實施方式的定子10具有上述構成，從而起到以下所說明的作用、效果。首先，具有不需要使用粘結劑19的優點。第五實施方式的定子10是如下所述的定子，在通過將線圈13插入定子鐵心11中並且將定子鐵心11與線圈13 —起樹脂模製而形成樹脂模製部14從而形成定子10的定子製造方法中，通過將線圈13的端部所具有的第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b) 向線圈13側彎折並且將線圈13和定子鐵心11 一起樹脂模製，形成樹脂模製部14，使得第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)的朝向線圈13側的一個面被樹脂模製部14埋沒而第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)的另一個面比樹脂模製部14向外側突出，並
17且，通過將配置在定子鐵心11上的線圈13的、第一單元18a的第一線圈端子部13a與匯流條25的一端配合併且使第四單元18d的第二線圈端子部13b與匯流條25的另一端配合， 來形成定子10。因此，第五實施方式與第四實施方式不同，對於第一線圈端子部13a與第一匯流條端子部25a、第二線圈端子部1 與第二匯流條端子部2 的接合，不使用粘結劑19也可確保密接性。另外，能夠稍微增大第一線圈端子部13a和樹脂模製部14的接觸面積，因此散熱效率也能夠比第一實施方式提高。以上，通過本實施方式對本發明進行了說明，但本發明不限於上述實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內，可通過適當地改變構成的一部分實施本發明。例如，第一實施方式至第五實施方式所示的線圈13被描述為通過卷繞矩形導體而形成，但也可以是圓形截面的線圈。另外，雖然使用了分割式的定子鐵心11，但本發明也可應用於非分割式的定子鐵心。另外，關於線圈13的第一線圈端子部13a和第二線圈端子部13b與匯流條25的接合方式，通過焊接進行接合，但也可以使用釺焊或電子束焊接等其他的接合方法。符號說明10 定子11 定子鐵心Ila:齒部12 絕緣體13 線圈13a:第一線圈端子部13b 第二線圈端子部14 樹脂模製部15 外環16 匯流條保持器18 分割式定子單元25 匯流條25a:第一匯流條端子部25b 第二匯流條端子部25c 匯流條主體部
權利要求
1.一種定子構造，所述定子構造包括配置在定子鐵心上的線圈、以及至少覆蓋所述定子鐵心的端面及所述線圈並使用了絕緣性樹脂的模製部分，所述定子構造的特徵在於，所述定子構造包括與形成在所述線圈的端部上的線圈端子部接合的匯流條， 所述匯流條被配置為使所述匯流條的寬面與所述模製部分的端面相對。
2.如權利要求1所述的定子構造，其特徵在於， 所述模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，形成在所述匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面至少在與所述線圈端子部配合的配合部附近與所述模製部分的表面面接觸。
3.如權利要求1所述的定子構造，其特徵在於， 所述模製部分使用高導熱性樹脂材料形成，所述線圈端子部通過向所述線圈側彎折而形成，所述線圈端子部的表面與所述模製部分的表面面接觸。
4.如權利要求1或2所述的定子構造，其特徵在於，在所述匯流條的所述匯流條端子部上設置有與所述線圈的所述線圈端子部配合的狹長孔，所述線圈端子部被插入所述狹長孔中。
5.如權利要求1至4中任一項所述的定子構造，其特徵在於，連接形成在所述匯流條的兩端上的所述匯流條端子部的匯流條主體部的表面與所述模製部分的表面面接觸。
6.一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於，將形成在所述線圈的端部上的線圈端子部向所述模製部分側彎折， 使用粘結劑將所述線圈端子部的表面和所述模製部分的表面進行面粘結， 將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第一線圈的所述線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第二線圈的所述線圈端子部與所述匯流條的另一端接合，由此形成所述定子。
7.一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於，在作為所述模製部分的表面的一部分的、形成在線圈端子部的周圍的粘結面部上塗敷粘結劑，所述線圈端子部形成在所述線圈的端部上，通過將要與所述線圈端子部接合的匯流條配置在所述模製部分的端面上，來粘結形成在所述匯流條的兩端部上的匯流條端子部的表面與所述粘結面部， 通過接合所述線圈端子部與所述匯流條端子部，來形成所述定子。
8.一種定子製造方法，其通過將線圈插入定子鐵心中並且將所述定子鐵心與所述線圈一起進行樹脂模製而形成模製部分，由此形成定子，所述定子製造方法的特徵在於，將形成在所述線圈的端部上的線圈端子部向所述線圈側彎折， 通過將所述線圈與所述定子鐵心進行樹脂模製，來形成所述模製部分，使得所述線圈端子部的朝向所述線圈側的一個面被所述模製部分埋沒，而所述線圈端子部的另一個面從所述模製部分向外側突出，將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第一線圈的所述線圈端子部與匯流條的一端接合，並且將配置在所述定子鐵心上的所述線圈中的第二線圈的所述線圈端子部與所述匯流條的另一端接合，由此形成所述定子。
全文摘要
為了提供能夠縮短線圈末端的定子構造及定子製造方法，在包括配置在定子鐵心11上的線圈13、以及至少覆蓋定子鐵心11的端面及線圈13並使用了絕緣性樹脂的模製部分14的定子構造中，包括與形成在線圈13的端部上的第一線圈端子部13a(第二線圈端子部13b)接合的匯流條25，匯流條25被配置為使匯流條25的寬面25A與模製部分14的端面14a相對。
文檔編號H02K3/50GK102449888SQ20098015963
公開日2012年5月9日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者中西浩二, 吉田直希, 高橋秀昭 申請人:豐田自動車株式會社