旋转电机以及定子制造方法
【专利摘要】为了提供实现旋转电机的小型化和焊接性的改善的旋转电机，在旋转电机(M)的定子(10)中具有弯曲加工扁平导体(D)而形成的分段线圈(SC)、以及具有插入分段线圈(SC)的槽(12)的定子铁心(20)，在从定子铁心(20)的端面突出而被扭转的分段线圈(SC)的引线部分(Sga)的顶端形成的焊接部中，沿定子(10)的径向排列的焊珠(Sgf)的至少一个为定子铁心(20)的径向长的长椭圆体，长椭圆体的长度方向和定子铁心(20)的轴向形成的角度在包含定子铁心(20)的中心轴的铁心切断面上小于90度。
【专利说明】旋转电机以及定子制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用分段线圈的定子的制造技术，详细地涉及向定子的槽内插入分段线圈之后焊接分段线圈的端部的技术。
【背景技术】
[0002]最近，鉴于环境问题，汽车里搭载驱动用的马达的情况逐渐增多。被车载的驱动用的马达因搭载空间的限制，要求能够节省空间。并且，为了提高汽车的驱动性能，要求高输出化。尤其是，混合动力车必须在发动机舱内搭载发动机和驱动用马达这两者，对空间的约束严格。
[0003]在实现马达以及旋转电机的小型化以及高输出化的情况下，可以考虑提高流经定子中具备的线圈的电流值。但是，需要为此确保用于定子的线圈的截面积，提出了使用采用了扁平导体的线圈。作为以扁平导体形成线圈的方法的一种，有使用分段线圈的方法。该方法是:通过将扁平导体弯曲加工成大致U形状而形成分段体，将分段体插入到定子铁心的槽之后，焊接定子的引线侧而形成线圈。
[0004]专利文献I中记载了与旋转电机的卷线接合方法相关的技术。在焊接配置于定子的线圈末端的引线部分时，将中间保持部件插入到从引线部分的径向内周侧起第二个开放端和第三个开放端之间。对此，将第一径向约束部件从径向内侧按压到最内周的开放端，且将第二径向约束部件从径向外侧按压到最外周的开放端。然后，向焊枪和部件之间供应电压，且将惰性气体供应到焊枪，从而在焊枪和开放端之间产生电弧放电，对径向邻接的开放端之间进行焊接。如此，能够实现焊接性的提闻。
[0005]专利文献2中记载了涉及旋转电机的分段体顺序接合定子线圈及其制造方法的技术。通过将比定子铁心的端面突出的引线部分构成为端面侧的径向的间隙缩小、顶端侧的径向的间隙扩大，能够防止相互接近的端部顶端部或端部倾斜部的不希望发生的相互接触、绝缘电阻的劣化，并且能够提高槽的填充系数。
_6] 在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利文献特开2003-219614号公报；
[0009]专利文献2:日本专利文献特开2004-32892号公报。
【发明内容】
[0010]发明所要解决的问题
[0011]但是，当使用专利文献I中公开的技术来制造用于旋转电机的定子时，可以考虑存在以下说明的问题。
[0012]在使用专利文献I中记载的技术来进行定子的引线部分的焊接的情况下，如果进入到槽内的扁平导体的数量增加，则可能发生无法应对的情况。并且，在使用专利文献2中记载的技术的情况下，在进入到槽内的扁平导体的数量增加时是有效的，但可能发生定子的尺寸变大的情况。这是因为，在定子的径向上扩大了引线端部。但是，定子如上述那样期望是小型化、高输出化的，因此不希望定子的线圈末端变大。
[0013]在使用分段线圈的定子中，随着插入到定子铁心具有的槽中的扁平导体的数量增力口，在引线侧中的焊接数也增加。因此，在实现使用分段线圈的定子的高输出化方面，焊接性的提高这样的课题成为了应该要解决的重要的课题。希望应被焊接的引线顶端部之间离定子铁心端面的距离相等，并彼此相邻。另一方面，从弯曲加工而形成这样的制造上的问题考虑，分段线圈的形状精度不能提高。如专利文献2所示，对于焊接性的改善，分离引线顶端部之间的距离是有效的，但会导致定子的尺寸变大的结果，并且没有谈及到改善因分段线圈的形状精度的影响而被焊接的引线顶端部之间的位置发生偏差的内容。
[0014]因此，为了解决这样的问题，本发明的目的是提供能够改善引线部分的焊接性并实现旋转电机的小型化的旋转电机及其制造方法。
[0015]用于解决问题的手段
[0016]为了达到所述目的，本发明的一个方式涉及的旋转电机具有以下的特征。
[0017](I) 一种旋转电机，在所述旋转电机的定子中具有:分段线圈，所述分段线圈具备多个对扁平导体进行弯曲加工而形成的分段体；以及定子铁心，所述定子铁心具有槽，所述分段线圈被插入到所述槽中，所述旋转电机的特征在于，
[0018]在从所述定子铁心的端面突出并被扭转的所述分段线圈的引线部分的顶端形成的焊接部中，沿定子的径向排列的焊珠的至少一个为在所述定子铁心的径向上长的长椭圆体，所述长椭圆体的长度方向和所述定子铁心的轴向形成的角度在包含所述定子铁心的中心轴的铁心切断面上小于90度。
[0019](2)在(I)所述的旋转电机中，其特征在于，被形成于所述焊接部的长椭圆体焊珠被配置成其长度方向在所述定子铁心的弓I线侧以放射线状排列，
[0020]相邻配置的所述长椭圆体焊珠被对齐，以使其第一焊珠的长度方向轴线以及第二焊珠的长度方向轴线在所述铁心切断面中的所述第一焊珠以及所述第二焊珠排列的包含经过所述定子铁心的中心轴的直线的放射平面上朝向同一方向。
[0021](3)在(2)所述的旋转电机中，其特征在于，所述长椭圆体焊珠中的被配置于所述定子铁心的最外周的最外周焊珠或者被配置于所述定子铁心的最内周的最内周焊珠与其他焊珠相比，在所述放射平面上的长度方向的朝向不同。
[0022]并且，为了达到所述目的，本发明的一个实施例涉及的定子制造方法具有以下特征。
[0023](4) 一种定子制造方法，所述定子制造方法对扁平导体进行弯曲加工而形成分段体，配置多个所述分段体而形成分段线圈，向定子铁心具有的槽插入所述分段线圈，对从所述定子铁心端面突出的所述分段线圈的引线部分进行扭转，将所述引线部分的顶端焊接，来制造定子，所述定子制造方法的特征在于，在所述引线部分的顶端形成在所述定子铁心的径向上长的长椭圆体的焊珠，所述长椭圆体的长度方向和所述定子铁心的轴向形成的角度在包含所述定子铁心的中心轴的铁心切断面上被形成为小于90度。
[0024](5)在(4)所述的定子制造方法中，其特征在于，对所述引线部分进行扭转成形，使得从所述定子铁心的槽突出的所述分段体的所述引线部分具有的第一剥离部分与被邻接配置的第二剥离部分的高度不同，焊接所述第一剥离部分与所述第二剥离部分而形成焊接部。
[0025](6)在(4)所述的定子制造方法中，其特征在于，以在所述分段体的所述引线部分的顶端设置有倒角部的第一剥离部分以及与所述第一剥离部分邻接配置的第二剥离部分被交替地配置的方式形成所述分段线圈，向所述定子铁心具有的所述槽插入所述分段线圈，将所述第一剥离部分与跟所述第一剥离部分的所述倒角部朝向的方向相反地邻接配置的所述第二剥离部分焊接。
[0026](7)在(4)至(6)中任一项所述的定子制造方法中，其特征在于，所述第一剥离部分与所述第二剥离部分相比被配置于所述定子铁心的内周侧。
[0027]发明效果
[0028]通过具有这样特征的本发明的一个实施例涉及的旋转电机，能够得到以下的作用以及效果。
[0029]在上述(I)所述的方式中，旋转电机在所述旋转电机的定子中具有:分段线圈，所述分段线圈具备多个对扁平导体进行弯曲加工而形成的分段体；以及定子铁心，所述定子铁心具有槽，所述分段线圈被插入到所述槽中，在从定子铁心的端面突出并被扭转的分段线圈的引线部分的顶端形成的焊接部中，沿定子的径向排列的焊珠的至少一个为在定子铁心的径向上长的长椭圆体，长椭圆体的长度方向和定子铁心的轴向形成的角度在包含定子铁心的中心轴的铁心切断面上小于90度。即，被形成为跨越相邻的引线部分顶端的焊珠被形成为长椭圆体形状。
[0030]根据这样的方式，当相邻的引线部分顶端彼此被焊接而制作焊珠时，相邻的焊珠之间难以接触。随着旋转电机的小型化的要求，希望定子的线圈末端部分小型化。但是，弓丨线部分经过扭转工序被弯曲到引线顶端部彼此接近的位置，但当插入在该扭转工序中使用的被称为扭转圆环的夹具时，引线部分之间需要若干个间隙。并且，当引线部分之间的距离近时，焊珠之间有可能接触，因此有必要保持预定的距离。
[0031]因此，在定子的端部的设计中，有必要确保最低限度的焊珠之间的距离，同时将规格抑制到最小值。此时，前提是焊珠的大小为想要的范围的形状，但实际上制造定子时，弓丨线顶端部分的高度不齐。其结果为，焊珠的形状不稳定，有时相互之间会发生干涉。尤其是，在如后述的图18所示的那样在相邻形成的焊珠相互面对的状态下以相互接近的方式流动的情况下，有可能发生相互接触的现象，难以提供绝缘延面放电距离。并且，焊接后有必要对焊接部分进行绝缘，但如果不能确保预定间隙，则不便于粘附绝缘性物质而形成绝缘覆膜。
[0032]为了改善这点，有意图地改变焊接的相邻引线顶端部分的高度，使焊珠变成长椭圆体，从而能够防止不想要的焊珠的流动。结果，无需过度远离引线顶端部分的距离，能够有助于定子的小型化、以及旋转电机的小型化。
[0033]并且，在上述⑵所述的方式中，在⑴中所述的旋转电机中，被形成于焊接部的长椭圆体焊珠被配置成其长度方向在定子铁心的引线侧以放射线状排列，相邻配置的长椭圆体焊珠被对齐，以使其第一焊珠的长度方向轴线以及第二焊珠的长度方向轴线在铁心切断面中的第一焊珠以及第二焊珠排列的包含经过定子铁心的中心轴的直线的放射平面上朝向同一方向。
[0034]通过将定子的线圈末端部分中形成的长椭圆体焊珠的长度方向的朝向对齐，能够防止相邻的长椭圆体焊珠之间的干涉。在由焊接形成焊珠的过程中，因焊珠的形成受到重力的影响，因此在位于下侧的那侧焊珠的重心存在偏移的倾向。其结果为，焊珠的下侧的一方更接近于其他引线部分的倾向变得强烈。因此，当焊珠沿着相互面对的方向接近时，有可能发生相邻的长椭圆体焊珠相互接触。为了避免此现象，以积极地制作长椭圆体焊珠的方式调整引线部分的高度，使椭圆体焊珠的长度方向朝向同一方向，能够更接近引线部分之间的距离。其结果为，能够有助于旋转电机的小型化。
[0035]并且，在上述(3)所述的方式中，在⑵所述的旋转电机中，长椭圆体焊珠中的被配置于定子铁心的最外周的最外周焊珠或者被配置于定子铁心的最内周的最内周焊珠与其他焊珠相比，在放射平面上的长度方向的朝向不同。具体而讲，例如在椭圆体焊珠的长度方向轴线从定子铁心轴线侧向定子铁心外周侧具有预定角度而被配置的情况下，即在以内周侧下降、外周侧上升的形状而形成了椭圆体焊珠的情况下，如果这些在放射平面上排列多个、并且只有最外周焊珠是内周侧上升、外周侧下降的形状，则能避免椭圆体焊珠变成相互面对的形状而相互干涉的情况。
[0036]S卩，配置在最外周的最外周焊珠向定子的外周侧流动、配置在最外周焊珠的内侧的椭圆体焊珠向定子的内周侧流动，因此难以发生干涉。相反，相应于最外周焊珠而排列内周侧上升、外周侧下降的形状的椭圆体焊珠，仅有最内周焊珠为内周侧下降、外周侧上升的构成的情况下，也能得到同样的效果。其结果为，无需过度空出定子的引线部分之间的距离，能够有助于旋转电机的小型化。
[0037]并且，通过具有这样特征的本发明的一个方式涉及的定子制造方法，能够得到以下的作用以及效果。
[0038]在上述(4)所述的方式中，在定子制造方法中，所述定子制造方法对扁平导体进行弯曲加工而形成分段体，配置多个所述分段体而形成分段线圈，向定子铁心具有的槽插入分段线圈，对从定子铁心端面突出的分段线圈的引线部分进行扭转，将引线部分的顶端焊接，来制造定子，在引线部分的顶端形成在定子铁心的径向上长的长椭圆体的焊珠，长椭圆体的长度方向和定子铁心的轴向形成的角度在包含定子铁心的中心轴的铁心切断面上被形成为小于90度。
[0039]通过有意图地使焊珠变成长椭圆体、即积极地在焊珠的形成过程中作出使焊珠沿一个方向流动的情况，无需过度远离引线顶端部分的距离，能够得到与(I)示出的旋转电机同等的效果，即能够有助于定子的小型化、以及旋转电机的小型化。
[0040]并且，在上述(5)所述的方式中，在(4)中所述的定子制造方法中，对引线部分进行扭转成形，使得从定子铁心的槽突出的分段体的引线部分具有的第一剥离部分与被邻接配置的第二剥离部分的高度不同，焊接第一剥离部分与第二剥离部分而形成焊接部。通过使相邻的引线部分之间的高度不同，例如使第一剥离部分高于第二剥离部分，此后在形成了焊接部时，能够使向想要的方向倾斜的焊珠成为长椭圆体形状。因此，无需过度远离定子的引线部分的间隔，结果能够有助于定子的小型化。
[0041]并且，在上述(6)所述的方式中，在(4)中所述的定子制造方法中，以在分段体的引线部分的顶端设置有倒角部的第一剥离部分以及与第一剥离部分邻接配置的第二剥离部分被交替地配置的方式形成分段线圈，向定子铁心具有的槽插入分段线圈，将第一剥离部分与跟第一剥离部分的倒角部朝向的方向相反地邻接配置的第二剥离部分焊接。在分段体的顶端部分设置倒角部，将具有倒角部分的第一剥离部分与不具备倒角部分的第二剥离部分邻接地配置并焊接。因此，焊珠积极地沿着倒角部分的斜面流动，因此能够在想要的方向形成长椭圆体焊珠。因此，无需过度远离定子引线部分的间隔，结果能够有助于定子的小型化。
[0042]并且，在上述(7)所述的方式中，在(4)至(6)中任一项所述的定子制造方法中，第一剥离部分与第二剥离部分相比被配置于定子铁心的内周侧。因此，对于相邻地配置的长椭圆体焊珠，以使第一焊珠和相邻配置的第二焊珠的长度方向轴线在第一焊珠和第二焊珠排列的放射平面上朝向同一方向的方式形成定子。因此，无需过度远离定子的引线部分的间隔，结果能够有助于定子的小型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是第一实施方式的旋转电机的平面图；
[0044]图2是第一实施方式的定子的线圈末端部分引线侧的放大立体图；
[0045]图3是第一实施方式的分段体的平面图；
[0046]图4是示出第一实施方式的定子的组装工序的概要的图，(a)是定子铁心的示意性立体图，(b)是示出定子铁心中具备绝缘体的情形的示意性立体图，(C)是分段体的示意性立体图，(d)是示出向定子铁心插入分段体的情形的示意性截面图，(e)是示出焊接分段体的情形的示意性截面图；
[0047]图5是第一实施方式的示出定子的组装加工工序的流程图；
[0048]图6是第一实施方式的槽内导线部进入到定子铁心的槽中的状态的截面图；
[0049]图7是第一实施方式的槽内导线部进入到定子铁心的槽中的状态的槽部分的放大截面图；
[0050]图8是第一实施方式的放大了扭转加工前的线圈末端部分的截面图；
[0051]图9是第一实施方式的放大了扭转加工后的定子的线圈末端部分的立体图；
[0052]图10是第一实施方式的焊接夹具的立体图；
[0053]图11是第一实施方式的以焊接夹具夹紧剥离部分的状态的立体图；
[0054]图12是第一实施方式的扭转加工后的引线部分的顶端侧面图；
[0055]图13是第一实施方式的焊接后的引线部分的顶端侧面图；
[0056]图14是第一实施方式的示出部分示出的引线部分的状态的侧面图；
[0057]图15是第一实施方式的设置有高低差的引线部分的顶端侧面图；
[0058]图16是第一实施方式的示出焊接了设置有高低差的引线部分的顶端的情形的侧面图；
[0059]图17是作为与第一实施方式的比较例而示出的设置有高低差的引线部分的顶端侧面图；
[0060] 图18是作为与第一实施方式的比较例而示出的示出焊接了设置有高低差的引线部分的顶端的情形的侧面图；
[0061]图19是第二实施方式的设置有高低差的引线部分的顶端侧面图；
[0062]图20是第二实施方式的示出焊接了设置有高低差的引线部分的顶端的情形的侧面图；[0063]图21是第三实施方式的引线部分的顶端侧面图；
[0064]图22是第三实施方式的示出焊接了引线部分的顶端的情形的侧面图。
【具体实施方式】
[0065]首先，使用附图来说明本发明的第一实施方式。
[0066]图1是示出第一实施方式的旋转电机M的平面图。图2示出定子10的线圈末端部分引线侧的放大立体图。但是，在图2中为了说明而省略了转子40。定子10是由定子铁心20和分段线圈SC构成的。层叠大致圆筒形状的电磁钢板而形成的定子铁心20构成为具有齿11、以及位于相邻的齿11之间的槽12，所述齿被形成为向定子铁心20的内周侧突出。
[0067]设置于定子铁心20中的齿11的数量是48，槽12的数量也同样准备了 48。在定子铁心20的外缘部具有肋21以及螺栓孔22，所述肋被设置成相比定子20向外周侧凸出，所述螺栓孔22被设置在肋21的中央。构成为能够利用螺栓孔22将未图示的马达罩等安装到定子10中。
[0068]具有绝缘性的绝缘体25被插入到槽12中。绝缘体25确保了分段线圈SC和定子铁心20之间的绝缘。图3示出分段体Sg的平面图。分段体Sg是将扁平导体D沿边弯曲加工成大致U字形而形成的。准备多种类分段体Sg并以圆环形状配置，焊接引线部分Sga而成的线圈为分段线圈SC。另外，在说明书中，为了便于说明，将未焊接引线部分Sga的线圈也作为分段线圈SC。
[0069]分段体Sg由三个部分构成，具有:槽内导线部Sgb，所述槽内导线部Sgb被插入到定子铁心20的槽12中；引线部分Sga，所述引线部分Sga在定子10的引线侧比定子铁心20的端面突出；以及反引线部分Sgc。为方便起见，引线部分Sga分别被称为引线部分SgaA以及引线部SgaB。并且，槽内导线部Sgb分别被称为槽内导线部SgbA以及槽内导线部SgbB。并且,反引线部分Sgc是由曲柄部Sge、斜边部SgdA、以及斜边部SgdB构成。另外，虽然在图2以及图3中无图示，但在引线部分SgaA以及引线部SgaB的顶端设置了后述的被剥离加工的剥离部分Sgi。
[0070]在旋转电机M在定子10的内周侧设置有转子40。转子40是在无图示的电磁钢板层叠多个而成的层叠钢板41中配置了多个永久磁铁片42而得的部件，在转子40的中心设置了轴43并与层叠钢板41结合。在定子10和转子40之间设置了间隙，但是该间隙优选尽可能小。但是，考虑到设定了当使转子40旋转时不干涉定子10的内周侧的程度的公差的间隙。
[0071]图4是示出定子10的组装工序的概要。图4(a)是示出定子铁心20的立体图。图4(b)是示出在定子铁心20中具备绝缘体25的立体图。图4(c)示出分段体Sg的立体图。图4(d)示出在定子铁心20中插入分段体Sg的截面图。图4(e)是示出焊接分段体Sg的情形的截面图。另外，图4中示出的立体图是为了说明而简化了形状。在图4(a)中示出的定子铁心20内形成的槽12中，在如图4(b)所示那样插入绝缘体25的状态下，插入如图4(c)所示的分段体Sg。
[0072]其结果变为如图4(d)中示出的状态。即，变成了分段体Sg从定子铁心20的端部突出一部分、引线部分SgaA以及引线部SgaB突出的状态。而且，扭转引线部分SgaA以及引线部SgaB，如图4(e)所示那样焊接顶端而形成焊珠Sgf。以上，图4中概念性地说明了定子10的形成过程。但是，在实际的组装工序中，需要在图4(c)和图4(d)之间将分段体Sg配置成圆环状的排列工序。
[0073]图5示出定子10的组装加工工序的流程图。在SI中进行“扁平导体的直线化以及切断”。扁平导体D被卷绕在无图示的线轴上，因此进行放卷并矫直之后切断到需要的长度。在S2中进行“分段体形成”。对扁平导体D进行沿边弯曲加工，并且使用无图示的模具来制作曲柄部Sge，得到大致U字形的分段体Sg。在S3中进行“分段体排列”。对于分段体Sg，以向定子铁心20的槽12中收入10个槽内导线部SgbA或槽内导线部SgbB的方式，将分段体Sg的曲柄部Sge进行组合而配置成圆筒状，形成分段线圈SC。
[0074]在S4中进行“绝缘体插入”。在定子铁心20的槽12中，以实现定子铁心20和分段线圈SC之间的绝缘为目的，绝缘体25被配置于各槽12中。在此工序中，将绝缘体25插入到槽12中而进行定位。在S5中进行“分段线圈插入”。严格来讲是如下的工序:将分段线圈SC接近定子铁心20，将引线部分Sga插入到具备绝缘体25的槽12中。
[0075]在S6中进行“槽楔插入”。图6示出槽内导线部Sgb进入到定子铁心20的槽12中的状态的截面图。图7示出槽内导线部Sgb进入到定子铁心20的槽12中的状态的槽12部分的放大截面图。图7相当于图6中示出的X部分的放大图。在向槽12中插入10个分段体Sg的槽内导线部Sgb的状态下,在定子铁心20的最内周侧插入槽楔纸13。槽楔纸13通过以向槽12突出的方式被设置在齿11的顶端的凸部Ila支撑而被保持。
[0076]在S7中进行“扭转形成”。将插入到定子铁心20中的分段线圈SC的引线部分Sga沿定子铁心20的径向扭转，使其变形到在相邻的线圈之间连接的形状。对于引线部分Sga的扭转方向，如图2所示在径向上相邻的引线部分Sga彼此向不同的方向扭转。在S8中进行“Tig焊接”。如图4(e)中示出，通过焊接相邻的引线部分Sga，形成焊珠Sgf。这时，也焊接具备如图1所示的外部连接端子30的端子台31。在S9中进行“线圈末端部绝缘处理”。是在焊珠Sgf中实施绝缘覆盖的工序，通过粉末涂装使用树脂进行绝缘覆盖。并且，使组装到定子铁心20中的分段线圈SC浸溃清漆。
[0077]图8示出放大了扭转加工前的线圈末端部分的截面图。首先，通过向定子铁心20中插入分段线圈SC(以圆环状配置的分段体Sg的开端侧)，引线部分Sga从定子铁心20的端面突出，变成如图8中示出的状态。引线部分Sga从内周侧开始变为第一引线部分Sgal、第二引线部分Sga2、第三引线部分Sga3、第四引线部分Sga4、第五引线部分Sga5、第六引线部分Sga6、第七引线部分Sga7、第八引线部分Sga8、第九引线部分Sga9、以及第十引线部分SgalO。被设定为从第一引线部分Sgal依次到第十引线部分SgalO依次离定子铁心20的端面20a的长度变长。
[0078]图9示出放大了定子10的扭转加工后的线圈末端部分的立体图。在图2的立体图中，以基于定子10内周侧的视点示出，但是在图9的立体图中以基于定子10外周侧的视点示出。扭转加工引线部分Sga，以使得从图8的状态经由S7所示的扭转工序变成图2或图9的状态。在该状态下，进行S8所示的“Tig焊接”。图10示出焊接夹具100的立体图。图11示出以焊接夹具100夹紧剥离部分Sgi的状态的立体图。另外，省略了说明中不需要的剥离部分Sgi。焊接夹具100具备板110，所述板110具有对应于定子铁心20中形成的槽12的、以放射线形状配置的门110a，门IlOa中具备夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112。[0079]夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112以可进行Tig焊接的方式定位剥离部分Sgi，除了保持于预定位置的功能之外，还具有Tig焊接时连接到底面以免受定子的溅射、以及有助于剥离部分Sgi和焊珠Sgf的冷却的功能。如图10以及图11所示，通过夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112来夹紧引线部分Sga具有的剥离部分Sgi。具体而讲，在夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112之间以使剥离部分Sgi突出的方式配置焊接夹具100之后，移动夹紧移动侧112而夹紧引线部分Sga的顶端中设置的剥离部分Sgi。
[0080]在夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112的抵接到剥离部分Sgi的部分中，以引导剥离部分Sgi的目的而设置了锥体Illa以及锥体112a。因此，即使剥离部分Sgi稍微偏移也能定住中心，被夹紧固定侧111以及夹紧移动侧112夹住而被决定位置。此后，使用无图示的电极而对相邻的剥离部分Sgi之间进行Tig焊接而接合。
[0081]图12示出扭转加工后的引线部分Sga的顶端侧面图。图13示出焊接后的引线部分Sga的顶端侧面图。虽然在图12以及图13中省略描述了焊接夹具100，但实际上在卡紧状态下进行焊接。并且，在图12以及图13中假设了分段体Sg之间一致的理想状态。并且，虽然图12以及图13不是截面图，但是是示出经过定子铁心20的中心轴、相当于切断槽12的中心部分的铁心切断面以及放射平面的面的图。如此，通过焊接引线部分Sga的剥离部分Sgi，能够在剥离部分Sgi的顶端形成焊珠Sgf。由于在Tig焊接中溶解母材而进行焊接，因此相邻的剥离部分Sgi之间相互溶解而变成电连接的状态。另外，图13的状态是示意性示出的理想状态，实际上因后述的理由，引线部分Sga之间的高度不同。
[0082]图14不出表不部分不出的引线部分Sga的状态的侧面图。图15不出被设置闻低差的引线部分Sga的顶端侧面图。图16示出焊接了被设置高低差的引线部分Sga的顶端的侧面图。在前述的扭转工序中，如图14中示出，例如在第一引线部分Sgal以及第二引线部分Sga2的情况下，被扭转以使第一引线部分Sgal的第一剥离部分Sgil低于第二引线部分Sga2的第二剥离部分Sgi2。对此，希望设定成如图12以及图13示出的成对的引线部分Sga中内周侧低，希望被扭转以使第一引线部分Sgal、第三引线部分Sga3、第五引线部分Sga5、以及第七引线部分Sga7低于相邻的引线部分Sga。另外，仅对第九引线部分Sga9，设定成第十引线部分SgalO的一方低而被焊接。
[0083]如此，对剥离部分Sgi彼此进行焊接而形成焊珠Sgf。但是，在图16中为了分开称呼焊珠Sgf,分别称为第一椭圆体焊珠Sggl至第五椭圆体焊珠Sgg5。可知第一椭圆体焊珠Sggl至第四椭圆体焊珠Sgg4被排列成其长度方向为大致平行的情形。S卩，在图16的纸面形成的铁心切断面上，第一椭圆体焊珠Sggl至第四椭圆体焊珠Sgg4被排列成朝向同一方向。另外，椭圆体焊珠Sgg不是如通常焊接时形成的焊珠Sgf那样接近圆球形状，而是形成为椭圆体形状的焊珠Sgf。虽然也存在无意成为椭圆体形状的焊珠Sgf，但这里为了区分开来，称为椭圆体焊珠Sgg。进行了引线部分Sga的Tig焊接的结果，能够形成如图2以及图9中示出的线圈末端部分，此后通过具备无图示的转子40而形成旋转电机M。
[0084]第一实施方式的定子10具有上述构成，经由上述的形成过程而被形成，因此发挥以下示出的作用以及效果。
[0085]首先，作为效果可以举出改善定子10的线圈末端部分的焊接性，与此同时可以实现定子10的小型化。
[0086]对于第一实施方式的旋转电机M,在定子10中具有弯曲加工扁平导体D而形成的分段线圈SC以及具有插入分段线圈SC的槽12的定子铁心20的旋转电机M中，比定子铁心20的端面突出并被扭转的分段线圈SC的引线部分Sga的顶端中形成的焊接部中，沿定子10的径向排列的焊珠Sgf的至少一个为在定子铁心20的径向上长的长椭圆体，长椭圆体的径向和定子铁心20的轴向形成的角度小于90度。即，跨越相邻的引线部分顶端而形成的焊珠Sgf形成为长椭圆体形状。
[0087]在定子10的线圈末端中，如图16中示出，第一引线部分Sgal至第八引线部分Sga8的引线部分Sga中形成的焊珠是形成为向定子10的内周侧倾斜的椭圆体焊珠Sgg。并且，焊接第九引线部分Sga9以及第十引线部分SgalO而形成的第五椭圆体焊珠Sgg5是以外周侧低的方式倾斜。
[0088]或者,虽然无图示,但是第一椭圆体焊珠Sggl至第四椭圆体焊珠Sgg4、或第五椭圆体焊珠Sgg5中的任何一个是如图13中示出的焊珠Sgf那样形成为球状的状态的定子10。如前所述，在定子铁心20中插入分段线圈SC的情况下，因各种原因难以使引线部分Sga的顶端的位置一致。这是因为，分段体Sg是通过对扁平导体D进行沿边弯曲加工等弯曲加工而被形成的，因此从难以提高分段体Sg的形状精度的理由以及从分段体Sg的形状的特性考虑，难以定位。或者，可以举出由于定子10的组装工序引起的引线部分Sga的顶端位置的偏差等理由。根据这样的理由，将引线部分Sga的顶端的位置如图12所示那样高精度地向横向排列成一列是非常困难的。
[0089]图17作为比较例示出表示引线部分的顶端不齐的情形的侧面图。图18作为比较例示出表示以引线顶端不齐的状态进行焊接的情形的侧面图。图17以及图18示出引线部分Sga被配置成不齐的情况。具体而讲，第一引线部分Sgal以及第四引线部分Sga4突出于第二引线部分Sga2以及第三引线部分Sga3。在此状态下进行Sga彼此的焊接时，如图18中示出，在第一椭圆体焊珠Sggl以及第二椭圆体焊珠Sgg2相互面对的情况下,第一椭圆体焊珠Sggl以及第二椭圆体焊珠Sgg2在相互接近的方向上接近。其结果为，也能够想到根据第二引线部分Sga2以及第三引线部分Sga3的距离而导致发生接触并导通的现象。
[0090]为了避免发生这样的情况,在第一实施方式的定子10的制造中，在引线部分Sga的扭转工序中，以成为如图15中示出的布置的方式进行引线部分Sga的扭转。或者，也可以在扭转工序之后设置顶端位置的调整工序。无论如何，均使得引线部分Sga的第一引线部分Sgal低于第二引线部分Sga2、第三引线部分Sga3低于第四引线部分Sga4、第五引线部分Sga5低于第六引线部分Sga6、第七引线部分Sga7低于第八引线部分Sga8、以及第九引线部分Sga9高于第十引线部分SgalO来进行引线部分Sga的形成。并且，通过此后进行焊接，形成为如图16中示出的情况、或者一部分作为焊珠Sgf而形成为球状，而不会如图18中示出的椭圆体焊珠Sgg相互接近那样形成焊珠Sgf，因此能够抑制引线部分Sga焊接时的不良的发生。
[0091]并且，通过如此形成焊珠Sgf，无需过度分离引线部分Sga之间的距离，因此能够将引线部分Sga之间的距离保持为最小限度，能够紧凑地形成定子10的线圈末端部分。其结果为可以有助于定子10的小型化。
[0092]接着，使用附图来说明本发明的第二实施方式。第二实施方式是与第一实施方式的定子10几乎相同的构成，但是引线部分Sga的高度的设定不同。以下，关于这一点，以图面进行说明。[0093]图19示出第二实施方式的被设置高低差的引线部分Sga的顶端侧面图。图20示出焊接了被设置高低差的引线部分Sga的顶端的侧面图。与第一实施方式不同的一点是:朝向定子10的外周方向，偶数位的引线部分Sga、即第二引线部分Sga2、第四引线部分Sga4、第六引线部分Sga6、第八引线部分Sga8、以及第十引线部分SgalO被设定成高于相邻的引线部分Sga。
[0094]该引线部分Sga高度的不同是通过调整分段体Sg的长度来实现的。即，以第二引线部分Sga2的从定子铁心20端面突出的长度长于第一引线部分Sgal的方式，将分段体Sg的长度设定得较长。分段体Sg根据插入定子铁心20中的位置而长度不同，因此即使改变了长度，制造成本也几乎不会变化。另外，也可以如在第一实施方式中进行的那样，设置扭转工序中调整高度的方法、或扭转后调整高度的工序。
[0095]第二实施方式的定子10为上述构成，能得到与第一实施方式的定子10同等的效果。即，能够实现Tig焊接后的不良率的降低，与此同时可以缩小定子10的线圈末端的规格，因此能够有助于减小定子10本身的大小。
[0096]接着，使用附图来说明本发明的第三实施方式。第三实施方式与第一实施方式的定子10的构成几乎相同，但是引线部分Sga的顶端的形状不同。以下，使用图面对该点进行说明。
[0097]图21示出第三实施方式的引线部分Sga的顶端侧面图。图22示出焊接了引线部分Sga的顶端的侧面图。另外，对于图21以及图22中示出的引线部分Sga，仅示出了定子10的内周侧的4个并省略了其他。在第三实施方式中，不同于第一实施方式，使分段体Sg的引线部分Sga的形状成为不同于相邻的引线部分Sga的形状。如图21中示出，在第一引线部分Sgal的第一剥离部分Sgil以及第三引线部分Sga3的第三剥离部分Sgi3的顶端部分设置了斜面C。
[0098]该斜面C被分别设置在插入到定子铁心20的槽12的分段体Sg中的奇数位的引线部分Sga、即第一引线部分Sgal、第三引线部分Sga3、第五引线部分Sga5、第七引线部分Sga7、以及第九引线部分Sga9。另外，关于第九引线部分Sga9，也可以不设置斜面C而在第十引线部分SgalO中设置斜面C，并使斜面C朝向于定子10的外周方向。
[0099]这样一来，对剥离部分Sgi进行Tig焊接时，如图22中示出，能够形成第一椭圆体焊珠Sggl以及第二椭圆体焊珠Sgg2。通过设置斜面C,由Tig焊接而形成的焊珠Sgf积极地沿着斜面C的方向、即定子10的内周方向流动，结果如椭圆体焊珠Sgg那样在椭圆体上形成焊珠Sgf。这样一来,能够抑制焊珠Sgf之间的干涉。
[0100]通过使用这样的分段体Sg，即使在例如图17中示出的那样引线部分Sga的顶端的位置不齐的情况下，椭圆体焊珠Sgg也容易沿着斜面C的方向移动，结果能期待避免形成如图18中示出的焊珠Sgf之间相互接近的焊珠Sgf。其结果为，与第一实施方式以及第二实施方式的定子10同样地，降低焊珠Sgf形成后的不良率，能够有助于定子10的小型化。在第一实施方式以及第二实施方式中，方针是积极地变更引线部分Sga的高度，但在第三实施方式中，对引线部分Sga的顶端的形状下功夫，可获得同等的效果。
[0101]以上，根据本实施方式而说明了发明，但这发明并不限于所述实施方式，在不超出发明的主旨的范围内，能够通过适当变更构成的一部分而实施。例如，除了第一实施方式以及第二实施方式中示出的模式之外，通过使引线部分Sga的顶端的高度不同，能得到避免如图18所示焊珠Sgf相互接近的情况的组合。例如，使奇数位的引线部分Sga的长度一致使其高于偶数位的引线部分Sga的高度，或者相反也成立。并且，也可以组合相邻引线部分Sga彼此为相同高度的模式。
[0102]并且，关于第三实施方式的引线部分Sga的顶端形状，即使不是如斜面C的简单形状，而是倒角或挖出一部分的加工，只要以引导焊珠Sgf的流动方向为目的，均不妨采用。
[0103]符号说明
[0104]10 定子
[0105]11 齿
[0106]12 槽
[0107]13槽楔纸
[0108]20定子铁心
[0109]25绝缘体
[0110]40 转子
[0111]D扁平导体
[0112]M旋转电机
[0113]SC分段线圈
[0114]Sg分段体
[0115]Sga引线部分
[0116]Sgb槽内导线部
[0117]Sgc反引线部分
[0118]Sge曲柄部
[0119]Sgf 焊珠
[0120]Sgg椭圆体焊珠
[0121]Sgi剥离部分
【权利要求】
1.一种旋转电机，在所述旋转电机的定子中具有:分段线圈，所述分段线圈具备多个对扁平导体进行弯曲加工而形成的分段体；以及定子铁心，所述定子铁心具有槽，所述分段线圈被插入到所述槽中，所述旋转电机的特征在于， 在从所述定子铁心的端面突出并被扭转的所述分段线圈的引线部分的顶端形成的焊接部中，沿定子的径向排列的焊珠的至少一个为在所述定子铁心的径向上长的长椭圆体， 所述长椭圆体的长度方向和所述定子铁心的轴向形成的角度在包含所述定子铁心的中心轴的铁心切断面上小于90度。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于， 被形成于所述焊接部的长椭圆体焊珠被配置成其长度方向在所述定子铁心的引线侧以放射线状排列， 相邻配置的所述长椭圆体焊珠被对齐，以使其第一焊珠的长度方向轴线以及第二焊珠的长度方向轴线在所述铁心切断面中的所述第一焊珠以及所述第二焊珠排列的包含经过所述定子铁心的中心轴的直线的放射平面上朝向同一方向。
3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于， 所述长椭圆体焊珠中的被配置于所述定子铁心的最外周的最外周焊珠或者被配置于所述定子铁心的最内周的最内周焊珠与其他焊珠相比，在所述放射平面上的长度方向的朝向不同。
4.一种定子制造方法，所述定子制造方法对扁平导体进行弯曲加工而形成分段体，配置多个所述分段体而形成分段线圈，向定子铁心具有的槽插入所述分段线圈，对从所述定子铁心端面突出的所述分段线圈的引线部分进行扭转，将所述引线部分的顶端焊接，来制造定子，所述定子制造方法的特征在于， 在所述引线部分的顶端形成在所述定子铁心的径向上长的长椭圆体的焊珠， 所述长椭圆体的长度方向和所述定子铁心的轴向形成的角度在包含所述定子铁心的中心轴的铁心切断面上被形成为小于90度。
5.如权利要求4所述的定子制造方法，其特征在于， 对所述引线部分进行扭转成形，使得从所述定子铁心的槽突出的所述分段体的所述引线部分具有的第一剥离部分与被邻接配置的第二剥离部分的高度不同， 焊接所述第一剥离部分与所述第二剥离部分而形成焊接部。
6.如权利要求4所述的定子制造方法，其特征在于， 以在所述分段体的所述引线部分的顶端设置有倒角部的第一剥离部分以及与所述第一剥离部分邻接配置的第二剥离部分被交替地配置的方式形成所述分段线圈， 向所述定子铁心具有的所述槽插入所述分段线圈， 将所述第一剥离部分与跟所述第一剥离部分的所述倒角部朝向的方向相反地邻接配置的所述第二剥离部分焊接。
7.如权利要求4至6中任一项所述的定子制造方法，其特征在于， 所述第一剥离部分与所述第二剥离部分相比被配置于所述定子铁心的内周侧。
【文档编号】B23K9/00GK103947082SQ201180075004
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2011年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】后藤一裕 申请人:丰田自动车株式会社