旋转电机的制作方法
【专利摘要】在本发明中，获得一种无需线圈连接用的导电构件和线圈末端的粘接作业、能实现低成本化及生产率提高的旋转电机。本发明的旋转电机包括：转子(7)；定子(11)，该定子(11)具有圆环状的定子铁心(12)和卷绕于定子铁心(12)的多个集中卷绕线圈(14a)，所述定子铁心(12)被配置成围绕转子(7)；保持件(20)，该保持件(20)具有环状的保持件部(21)，并以保持件部(21)的另一表面朝向定子(11)的方式配置于定子的轴向的一端，保持件部(21)的槽(21a)在保持件部(21)的一表面上沿周向延伸；以及多个连接端子(25)，所述多个连接端子(25)保持于保持件(20)，多个集中卷绕线圈(14a)的线圈末端(26)分别从集中卷绕线圈(14a)延伸出并在槽(21a)内沿周向拉绕，从而连接至连接对象的连接端子(25)。
【专利说明】
旋转电机
技术领域
[0001]本发明涉及例如搭载于汽车、卡车等的电动机、发电机等旋转电机，尤其涉及构成定子绕组的线圈的连接结构。
【背景技术】
[0002]在第一现有旋转电机中，包括:导电构件，该导电构件具有带状导电部，并且是通过将臂部沿带状导电部的板厚方向弯曲而成的，上述臂部是与该带状导电部一体且从该带状导电部的侧端部朝与长边方向大致平行的方向延伸出的；保持件，该保持件对该导电构件进行保持；以及卷绕的多个线圈，将线圈与臂部连接(例如参照专利文献I)。
[0003]另外，在第二现有旋转电机中，从定子绕组拉出的引出线具有:从定子绕组的线圈端部朝定子铁心的轴向拉出的轴向延伸部；从轴向延伸部沿着线圈端部爬过的周向延伸部；以及从周向延伸部朝径向外侧延伸的径向延伸部，利用树脂构件将周向延伸部粘接、固定于线圈端部(例如参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本专利特许第3613262号公报
[0007]专利文献2:日本专利特许第4581479号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术问题
[0009]在第一现有旋转电机中，存在需要重新设置线圈连接用的导电构件、无法实现低成本化这样的技术问题。
[0010]另一方面，在第二现有旋转电机中，无需导电构件等构件，但存在需要使用树脂构件将引出线的周向延伸部粘接、固定于线圈端部的作业、生产率降低这样的技术问题。
[0011]本发明为了解决上述技术问题而作，其目的在于获得一种无需线圈连接用的导电构件和线圈末端的粘接作业、能实现低成本化并能提高生产率的旋转电机。
[0012]解决技术问题所采用的技术方案
[0013]本发明的旋转电机包括:转子;定子，该定子具有圆环状的定子铁心和卷绕于所述定子铁心的多个线圈，其中，所述定子铁心被配置成围绕所述转子;绝缘构件，该绝缘构件具有环状的保持件部，并以所述保持件部的另一表面朝向所述定子的方式配置于所述定子的轴向的一端，其中，所述保持件部的槽在所述保持件部的一表面上沿周向延伸；以及多个连接端子，所述多个连接端子保持于所述绝缘构件。此外，所述多个线圈的线圈末端分别从所述线圈延伸出并在所述槽内沿周向拉绕，从而连接至所述多个连接端子中的连接对象的连接端子。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，线圈末端从线圈延伸出并在形成于保持件部的槽内沿周向拉绕，从而连接至连接对象的连接端子，因此，线圈末端的在周向上拉绕的部分保持于保持件部。因此，无需使线圈连接用的导电构件保持于保持件部的槽内，无需将线圈末端的在周向上拉绕的部分粘接、固定于线圈端的烦杂的作业，从而能实现低成本化，并提高了生产率。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的纵剖图。
[0017]图2是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的端面图。
[0018]图3是表示将本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的外壳拆下后的状态的端面图。
[0019]图4是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的线圈组装件的立体图。
[0020]图5是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的线圈组装件的端面图。
[0021]图6是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的立体图。
[0022]图7是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的俯视图。
[0023]图8是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的剖视图。
[0024]图9是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的主要部分俯视图。
[0025]图10是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的连接端子的立体图。
[0026]图11是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的定子绕组的连线图。
【具体实施方式】
[0027]实施方式一
[0028]图1是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的纵剖图，图2是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的端面图，图3是表示将本发明实施方式一的控制装置一体型电动机的外壳拆下后的状态的端面图，图4是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的线圈组装件的立体图，图5是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的线圈组装件的端面图，图6是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的立体图，图7是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的俯视图，图8是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的剖视图，图9是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的保持件的主要部分俯视图，图10是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的连接端子的立体图，图11是表示本发明实施方式一的控制装置一体型电动机中的定子绕组的连线图。
[0029]在图1至图3中，作为旋转电机的控制装置一体型电动机I包括:外壳2，该外壳2例如由铝制作而成;框架3，该框架3例如通过对铁板进行拉深加工而制作成有底圆筒状；以及树脂制的间壁4，该间壁4配置于外壳2与框架3之间。此外，控制装置收纳空间形成于外壳2与间壁4之间，电动机部收纳空间形成于框架3与间壁4之间。
[0030]控制装置一体型电动机I还包括:转子7，该转子7固接于轴8，并以能旋转的方式配置于电动机收纳空间内；定子11，该定子11保持于框架3并围绕转子7，且与转子7同轴地配置于电动机收纳空间内；控制基板17，该控制基板17配置于控制装置收纳空间内；分解器18，该分解器18对转子7的旋转角度进行检测；轴套部19，该轴套部19固接于轴8的从外壳2突出的突出部，并与电动动力转向装置(未图示)连接。在控制基板17上安装有控制电路，该控制电路对直流一交流电力转换部(未图示)进行驱动控制，并将来自外部的直流电转换为交流电以供给至定子绕组14。
[0031]转子7包括:轴8，该轴8贯穿间壁4并支承于外壳侧轴承5和框架侧轴承6，其中上述外壳侧轴承5保持于外壳2的轴心位置，上述框架侧轴承6保持于框架3的底部的轴心位置；转子铁心9，该转子铁心9固接于轴8，并以能旋转的方式配置于电动机收纳空间内；以及永磁体10，该永磁体10沿周向以等角间距排列在转子铁心9的外周面，并被粘接固定。永磁体10被配置成N极和S极在周向上交替排列。此外，保护管(未图示)盖在配置有永磁体10的转子铁心9的外周面上。
[0032]定子11包括圆环状的定子铁心12和安装于定子铁心12的定子绕组14。
[0033]如图4及图5所示，定子铁心12包括铁心块13，该铁心块13具有:圆弧形的铁心背部13a;以及从铁心背部13a的内周壁面朝径向内侧突出的极齿部13b。铁心块13是通过层叠被冲压成大致T字状的磁性钢板片并加以一体化而制作出的。
[0034]绝缘体15是使用例如聚苯硫醚(PPS)树脂等绝缘性树脂的树脂成型体。此外，作为卡定部的卡定孔15b形成于突出至绝缘体15的外周侧的凸缘部15a。
[0035]如图4及图5所示，线圈组装件16是通过将绝缘体15配置于铁心块13的极齿部13b的轴向两端面上、并将导体线绕着极齿13b和配置于极齿13b的轴向两端面的绝缘体15的周围卷绕多次而制作出的，其中，所述导体线由例如被瓷漆树脂覆盖、且没有连接部的连续的铜线构成。另外，将导体线绕着极齿部13b和配置于极齿部13b的轴向两端面的绝缘体15的周围卷绕多次，从而制作出集中卷绕线圈14a。在图4及图5中，为了方便而仅示出了一个线圈组装件16，但实际上，在将一根导体线卷绕于一个铁心块13而制作出集中卷绕线圈14a之后，继续将该跟导体卷绕于另一个铁心块13以制作出集中卷绕线圈14a。藉此，两个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a通过搭接线构成为连续。因此，虽未图示，但作为集中卷绕线圈14a的卷绕起始及卷绕结束的线圈末端26从各集中卷绕线圈14a—根一根地被拉出至极齿部13b的轴向的一侧。
[0036]如图6至图9所示，作为绝缘构件的保持件20是例如使用尼龙等绝缘性树脂的树脂成型体，其包括:环状的保持件部21;四个脚部22，这四个角部22分别从保持件部21朝径向外侧突出、然后朝径向一侧延伸，且以90°的角度间距配置在周向上；以及三个端子保持部23，这三个端子保持部23分别从保持件部21朝径向外侧突出，且以90°的角度间距配置在周向上。此外，线圈末端保持用的圆状的槽21a呈同心状地在保持件部21的一表面上形成有两个。线圈末端插通用的缺口 21b将两个槽21a间及外侧的槽21a与保持件部21的径向外侧之间在径向上连通。此外，固定用爪22a形成于脚部22各自的突出端。除此之外，端子保持孔23a形成于各个端子保持部23。
[0037]如图10所示，连接端子25是通过将铜等导电性良好的金属板弯曲成形而制作出的，其包括:第一端子部25a，该第一端子部25a与集中卷绕线圈14a的线圈末端26接合;第二端子部25b，该第二端子部25b与从直流一交流电力转换部突出的输出端子(未图示)接合；以及第三端子部25c，该第三端子部25c插入至端子保持部23的端子保持孔23a以使端子保持部23保持连接端子25。
[0038]为了对这样构成的控制装置一体型电动机进行组装，首先，将十二个线圈组装件16以铁心块13的铁心背部13a的周向的侧面彼此对接的方式沿周向排列成环状，并压入、固接于框架3的圆筒部，或者通过热压嵌合插入、固接于圆筒部内，从而将定子11安装于框架3。
[0039]另外，定子铁心12由十二个铁心块13构成，这十二个铁心块13以铁心背部13a的周向的侧面彼此对接的方式排列成圆环状。另外，定子绕组14由十二根集中卷绕线圈14a构成，这十二根集中卷绕线圈14a卷绕于铁心块13的极齿部13b。此外，集中卷绕线圈14a的从定子铁心12朝轴向外侧突出的部分构成定子线圈14的线圈端。
[0040]此处，在排列成环状的十二个线圈组装件16中，按照周向的排列顺序，连续地构成第一个和第二个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a，连续地构成第三个和第四个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a，连续地构成第五个和第六个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a，连续地构成第七个和第八个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a，连续地构成第九个和第十个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a，连续地构成第十一个和第十二个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a。
[0041 ]接着，如图3所示，使脚部22的固定用爪22a从框架3的开口侧与绝缘体15的卡定孔15b嵌接，以将保持件20安装于定子11，该定子11插入、固接于框架3。藉此，保持件20以保持件部21与定子绕组14的线圈端的内径侧的区域在轴向上重叠的方式配置于定子11的框架3的开口侧。
[0042]接着，将由集中卷绕线圈14a在轴向上被拉出的线圈末端26分别从缺口2 Ib拉入槽
2Ia内，并沿着槽2 Ia在周向上拉绕至连接对象的连接端子25的附近。因此，将线圈末端26从槽21a拉出并通过焊接等接合于连接对象的连接端子25的第一端子部25a。例如，安装于第一个、第六个、第八个及第十一个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a的线圈端子26与一个连接端子25连接。安装于第二个、第四个、第七个及第九个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a的线圈端子26与另一个连接端子25连接。安装于第三个、第五个、第十个及第十二个线圈组装件16的集中卷绕线圈14a的线圈端子26与剩余的一个连接端子25连接。藉此，如图11所示，能获得对U相线圈、V相线圈及W相线圈进行三角形连接而成的定子绕组14，该U相线圈、V相线圈及W相线圈是分别将四根集中卷绕线圈14a以两串联两并联的方式连接而构成的。
[0043]接着，将轴8的一端嵌入框架侧轴承6，并将转子7组装于定子11内，该定子11固定于框架3。另外，将控制基板17、直流一交流电力转换部等安装于外壳2。此外，将直流一交流电力转换部的输出端子(未图示)与连接端子25的第二端子部25b连接，将轴8的另一端以贯穿间壁4的方式嵌入外壳侧轴承5，并将框架3紧固固定于外壳2。藉此，间壁4被配置成由外壳2和框架3夹持。此外，轴套部19固接于轴8的从外壳2突出的突出端，以结束控制装置一体型旋转电机I的组装。
[0044]在这样构成的控制装置一体型电动机I中，直流电从外部电源供给至直流一交流电力转换部。安装于控制基板17的控制电路控制直流一交流电力转换部，直流电被转换为交流电，并经由连接端子25供给至定子绕组14。此外，通过转子7与永磁体10的电磁作用，转子7旋转。该旋转力经由轴8及轴套部19而传递至未图示的电动动力转向装置，以驱动电动动力转向装置。
[0045]根据该实施方式一，集中卷绕线圈14a的线圈末端26从集中卷绕线圈14a延伸出并在槽21a内沿周向拉绕，从而连接至连接对象的连接端子25的第一端子部25a。该线圈末端26是导体线、即集中卷绕线圈14a的一部分，该导体线由被瓷漆树脂覆盖、且没有连接部的连续的铜线构成。因此，无需如专利文献I那样将与集中卷绕线圈14a分体的构件即导电构件配置于保持件部21的槽21a内，从而能实现低成本化。另外，线圈末端26的在周向上被拉绕的部分收纳、保持于槽21a内。因此，无需如专利文献2那样将线圈末端26的在周向上被拉绕的部分粘接、固定于线圈端，从而提高了生产率。
[0046]缺口21b以在径向上连通槽21a和保持件部21的外部的方式形成于保持件部21，从集中卷绕线圈14a延伸出的线圈末端26穿过缺口21b而被拉入槽21a内。因此，线圈末端26容易拉入槽21a内，从而提高了线圈末端26的周向上的拉绕作业性。
[0047]在突出端包括固定用爪22a的脚部22形成于保持件部21，卡定孔15b形成于绝缘体15，并通过固定用爪22a和卡定孔15b的卡合将保持件20安装于定子11。因此，仅通过将脚部22压入卡定孔15b，就能将保持件20安装于定子11，因此，提高了组装性。
[0048]另外，在上述实施方式一中，对将本发明应用于电动机的情况进行了说明，但即便将本发明应用于发电机、发电电动机等旋转电机，也可起到相同的效果。
[0049]另外，在上述实施方式一中，定子绕组是对集中卷绕线圈进行三角形连接而构成的，但定子绕组也可以是对集中卷绕线圈进行星形连接而构成的。
[0050]另外，在上述实施方式一中，将固定用爪与形成于绝缘体的卡定孔嵌接，但卡定部并不限定于卡定孔，也可以是卡定槽。
【主权项】
1.一种旋转电机，其特征在于，包括: 转子； 定子，该定子具有圆环状的定子铁心和卷绕于所述定子铁心的多个线圈，其中，所述定子铁心被配置成围绕所述转子； 绝缘构件，该绝缘构件具有环状的保持件部，并以所述保持件部的另一表面朝向所述定子的方式配置于所述定子的轴向的一端，其中，所述保持件部的槽在所述保持件部的一表面上沿周向延伸；以及 多个连接端子，所述多个连接端子保持于所述绝缘构件， 所述多个线圈的线圈末端分别从所述线圈延伸出并在所述槽内沿周向拉绕，从而连接至所述多个连接端子中的连接对象的连接端子。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于， 缺口以在径向上连通所述槽和所述保持件部的外部的方式形成于所述保持件部，从所述线圈延伸出的所述线圈末端穿过所述缺口而被拉入所述槽内。3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于， 所述定子铁心是将铁心块以圆弧状的铁心背部的周向的侧面彼此对接的方式排列成圆环状而构成的，该铁心块的极齿部从所述铁心背部的内周壁面朝径向内侧突出， 所述线圈是将导体线绕着所述极齿部和配置于所述铁心块的轴向的两端面的绝缘体的周围卷绕而构成的， 卡定部形成于所述绝缘体，所述绝缘体配置于所述铁心块的轴向一端面， 所述绝缘构件具有脚部，所述脚部从所述保持件部朝轴向另一侧突出并在突出端包括固定用爪，所述绝缘构件使所述固定用爪与所述卡定部嵌接而配置于所述定子的轴向的一端。
【文档编号】H02K3/38GK105850011SQ201380081874
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年12月24日
【发明人】崎亮二, 横田安宏
【申请人】三菱电机株式会社