旋转电机的电枢及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转电机的电枢及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，进行了大量以降低旋转电机的损失、提高旋转电机的效率为目的的研发。此处，作为降低旋转电机的损失的一个方法，可例举出通过提高卷绕于铁心的铜线(线圈)在其卷绕空间中占有的比例、即所谓占空系数来抑制铜发热、即铜损的方法。
[0003]另外，在将线圈通过绝缘构件直接卷绕于铁心的直接卷绕方式中，并不能将线圈以与铁心紧贴的方式进行卷绕，会导致卷绕隆起，因此，不能有效地将线圈卷绕于能卷绕的区域。特别地，线圈线越粗，该倾向就越是显著，从而成为阻碍线圈的占空系数提高的主要原因。
[0004]因此，在上述情况下，已知有以下方法:在将线圈暂时卷绕于其它线圈架之后，通过从外部对线圈的隆起部分进行成形来矫正隆起，然后，将线圈插入至铁心。通过采用上述组装工序，能提高线圈的占空系数。
[0005]另外，作为进一步提高线圈的占空系数的方法，提出了一种应用扁立绕法线圈的方案，该扁立绕法线圈是将导体截面为方形形状(长方形)的扁线朝使导体截面的短边成为线圈轴的内侧的方向弯曲而形成的。
[0006]与采用导体截面为圆形状的圆线的线圈相比，通过使用扁立绕法线圈，能消除不需要的间隙，从而能提高线圈的占空系数。另外，扁立绕法线圈相对于铁心具有一层结构，因此，与采用卷绕多层的圆线的线圈相比较，能将热量直接释放至铁心，能提高散热性。
[0007]此处，对于扁立绕法线圈也同样地提出了以下方案:在暂时形成扁立绕法线圈之后，将扁立绕法线圈隔着绝缘体插入至铁心，从而制造出定子(例如参照专利文献I)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利特开2011-254689号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的技术问题
[0012]然而，在现有技术中，存在以下技术问题。
[0013]在专利文献I中，示出了以下结构:当将扁立绕法线圈插入至铁心时，通过绝缘体将扁立绕法线圈与铁心的间隙确保为一定量。该绝缘体具有对扁立绕法线圈与铁心进行绝缘、并使扁立绕法线圈所产生的热量释放至铁心(散热)的功能。
[0014]在专利文献I的定子中，为了提高扁立绕法线圈的散热性，需要减小绝缘体的厚度，但从成形上的技术问题出发，需要确保一定程度的厚度，因此，存在不能提高散热性这样的技术问题。
[0015]本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种能提高扁立绕法线圈的散热性并能提高旋转电机的效率的旋转电机的电枢及其制造方法。
[0016]解决技术问题所采用的技术方案
[0017]本发明的旋转电机的电枢是旋转电机的电枢，包括:铁心，该铁心具有轭部和极齿部，该极齿部从轭部突出；扁立绕法线圈，该扁立绕法线圈是通过扁立弯曲绕法对导体截面为方形形状的扁线进行卷绕而形成的，该扁立绕法线圈隔着绝缘构件套设至极齿部；以及导热构件，该导热构件填充于极齿部与扁立绕法线圈的间隙，形成于极齿部与扁立绕法线圈的长边之间的两个部位的间隙彼此不同。
[0018]另外，本发明的旋转电机的电枢的制造方法是旋转电机的电枢的制造方法，包括:通过扁立弯曲绕法对导体截面为方形形状的扁线进行卷绕以形成扁立绕法线圈的步骤；将扁立绕法线圈隔着绝缘构件套设至铁心的极齿部的步骤，该铁心具有轭部和从轭部突出的极齿部；使扁立绕法线圈在扁立绕法线圈的短边方向上偏移的步骤；以及将导热构件填充于极齿部与扁立绕法线圈的间隙的步骤。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明的旋转电机的电枢及其制造方法，形成于极齿部与扁立绕法线圈的长边之间的两个部位的间隙彼此不同。
[0021]因此，能降低从扁立绕法线圈到铁心的导热部热阻，从而能提高扁立绕法线圈的散热性，并能提高旋转电机的效率。
【附图说明】
[0022]图1是表示由本发明实施方式一的旋转电机的电枢构成的定子的俯视图。
[0023]图2是表示本发明实施方式一的旋转电机的电枢的立体图。
[0024]图3是表示本发明实施方式一的旋转电机的铁心的立体图。
[0025]图4是表示本发明实施方式一的旋转电机的扁立绕法线圈的立体图。
[0026]图5(a)和图5(b)分别是表示本发明实施方式一的旋转电机的扁立绕法线圈的侧视图及俯视图。
[0027]图6是表示本发明实施方式一的旋转电机的绝缘体的立体图。
[0028]图7是表示本发明实施方式一的旋转电机的绝缘纸的立体图。
[0029]图8是表示本发明实施方式一的旋转电机的电枢的组装步骤的立体图。
[0030]图9是表示本发明实施方式一的旋转电机的电枢的组装步骤的立体图。
[0031]图10(a)和图10(b)是分别表示本发明实施方式一的旋转电机的铁心及扁立绕法线圈的剖视图。
[0032]图11是本发明实施方式一的旋转电机的电枢的剖视图。
【具体实施方式】
[0033]以下，使用附图对本发明的旋转电机的电枢及其制造方法的优选实施方式进行说明，对于各图中相同或相当的部分标注相同的符号来进行说明。
[0034]另外，在以下的实施方式中，有时将扁立绕法线圈简单地表述为线圈。另外，在以下的实施方式中，对本发明的旋转电机的电枢应用于定子的情况进行说明，但并不限定于此，本发明的旋转电机的电枢也可应用于转子。
[0035]实施方式一
[0036]图1是表示由本发明实施方式一的旋转电机的电枢10构成的定子100的俯视图。在图1中，定子100由配置成圆环状的电枢10和配置于电枢10外周的框架20构成。框架20具有过盈量，并通过压入或热压配合而对电枢10进行保持固定。
[0037]图2是表示本发明实施方式一的旋转电机的电枢10的立体图。在图2中，电枢10由铁心11、绝缘体(绝缘构件)12、绝缘纸(绝缘构件)13及线圈14构成。
[0038]图3是表示本发明实施方式一的旋转电机的铁心11的立体图。在图3中，铁心11由轭部Ila和极齿部Ilb构成，其中，上述极齿部Ilb从轭部Ila朝定子100的中心方向突出。
[0039]另外，铁心11是将薄板钢板Ilc层叠而构成的。此处，通过使用硅钢板以作为薄板钢板11c，能抑制铁损。另外，层叠的薄板钢板Ilc被冲压成型的榫lld、lie、Ilf铆接而一体固定。
[0040]另外，作为层叠的薄板钢板Ilc的固定方法，除了上述方法之外，还存在通过粘接进行固定的方法、通过焊接进行固定的方法等。另外，将极齿部Ilb的与线圈14相对的面称为极齿部侧面Hg，并将轭部Ila的与线圈14相对的面称为轭部侧面llh。
[0041]图4是表示本发明实施方式一的旋转电机的扁立绕法线圈(edgewise coil)14的立体图。在图4中，线圈14是将导体截面呈方形形状(长方形)的扁线通过所谓扁立弯曲绕法加以卷绕而构成的，所谓扁立弯曲绕法是使扁线朝使导体截面的短边成为线圈轴的内侧的方向弯曲的方法。另外，线圈14被套设至铁心11的极齿部lib。
[0042]线圈14具有:线圈端部14a、14b，该线圈端部14a、14b是定子100的轴向两端侧的线圈短边；槽部14c、14d，该槽部14c、14d是线圈长边；以及两根线圈末端14e、14f，这两根线圈末端14e、14f是末端。此处，线圈14由表面被聚酰胺亚胺等的绝缘皮膜覆盖的导体构成。
[0043]另外，将槽部14c、14d的与铁心11的极齿部Ilb (极齿部侧面Ilg)相对的面称为槽内周面14g，并将槽部14c、14d的与铁心11的轭部IIa (轭部侧面Ilh)相对的面称为槽轭面14h。
[0044]另外，线圈末端14e、14f在组装成定子100的状态之后进行三相的连接。另外，在本发明的实施方式一中，线圈末端14e、14f朝同一方向延伸，但并不限定于此，也可在彼此相反的方向上延伸。在该情况下，线圈末端14e、14f分别在定子100的轴向两端进行接线。
[0045]图5(a)和图5(b)分别是表示本发明实施方式一的旋转电机的扁立绕法线圈14的侧视图及俯视图。在图5中，线圈14的扁线从线圈末端14e按照槽部14w、线圈端部14x、槽部14y、线圈端部14z、……、线圈末端14f的顺序卷绕成螺旋状。
[0046]此处，槽部14w是与线圈末端14e连续且最靠槽轭面14h —侧的