旋转电机的制作方法

专利名称：旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机(motor)、发电机(generator)等的旋转电机。
技术背景目前使用的旋转电机，在以开口方式设置于定子铁心(Stator Core) 的内周侧的多个狭缝内以分布绕组的形式巻绕线圈，通过向所述定子的线 圈供给交流电，使定子产生旋转磁场，由该旋转磁场使转子(Rotor)产生 旋转转矩。这样的旋转电机例如是使用笼型转子(Cage Induction Motor Rotor)的感应电动机或是转子具有永久磁铁的同步电动机。由于这种感应 电动机(Induction Motor)或同步电动机(Synchronous Motor)也可以用 作发电机，所以函盖两者以下记作旋转电机。专利文献1表示所述旋转电机的一个例子。该旋转电机具有转子铁心， 该转子铁心在内周侧具有幵口的多个狭缝，在所述的各个狭缝中插入多个 近似U字形的分段线圈(segment coil)。根据专利文献1的记载，专利文 献1的旋转电机具有能够小型轻量化的优点。专利文献l:日本特开2006—211810号公报包括专利文献1中记载的旋转电机，在所述各个狭缝中插入近似U字 形的分段导体的方式的旋转电机，因为必须将所述分段导体的各个端部通 过焊接连接起来，所以在生产率提高方面有需要改善的课题。发明内容本发明的目的在于提供一种生产率良好的旋转电机。 本发明的特征之一是旋转电机具有定子绕组连续巻绕的线圈，在定子的狭缝(slot)内插入有所述连续巻绕的线圈。由此可以减少定子上的线圈的连接部位，从而提高旋转电机的生产率。本发明的其他的特征在以下记载的实施方式中详述。另外，本发明的旋转电机的特征是，至少环绕部分由连续的线圈构成， 并被巻绕成在线圈末端跨过狭缝的内周侧和外周侧，并且从定子铁心的狭 缝内向连续方向延伸的延出部向狭缝的轴向两端侧延伸出。发明效果根据本发明，可以提供生产率提高了的旋转电机。


图1是电动机的侧面截面图；图2是转子的截面的立体图；图3是电动机的各零件的立体图；图4是第一实施例的定子的立体图；图5是第一实施例的转子绕组的立体图；图6是第一实施例的一个相部分的转子绕组的立体图；图7是第一实施例的定子的主视图；图8是第一实施例的定子的侧视图；图9是在心轴上巻绕线圈的状态下的立体图；图10是在对心轴上巻绕的线圈进一步进行加压成形的状态下的立体图；图ll是预备成形了的线圈的立体图；图12是使预备成形了的线圈进一步变形后的侧视图；图B是线圈成形夹具的立体图；图14是将预备成形了的线圈安装在线圈成形夹具上的状态下的立体图；图15是将线圈的环绕部分成形为龟甲形状的状态下的立体图；图16是将成形了的线圈配置在定子铁心的内周的状态下的主视图；图17是将成形了的线圈插入定子铁心的各狭缝内的状态下的主视图；图18是将安装于狭缝之前的龟甲形状与插入狭缝后的龟甲形状进行 比较的状态下的侧视图；图19是定子绕组的结线图；图20是第二实施例的线圈对的概要图；图21是说明连接第三实施例的线圈对彼此的过渡线的说明图；图22是第四实施例的定子的立体图；图23是第五实施例的定子的立体图；图24是定子绕组的连接图；图25是表示由定子绕组产生的磁通的图；图26是说明牵引运转状态下的磁通的图；图27是说明配置于狭缝的线圈的状态的图；图28是永久磁铁旋转电机的沿着旋转轴的截面图；图29是在垂直于旋转轴的面上的定子及转子的截面图。图中4一定子；5 —转子；411一狭缝；412 —定子铁心；413 —定子线圈；416 —保持部件；418 —延出部；4131 —环绕部分；4132—过渡线。
具体实施方式
以下的实施方式中说明的旋转电机适用于驱动汽车用的电动机，不仅 比较小型、可得到较大输出，还可以提高生产率。作为定子线圈的导体， 不仅可以使用圆形截面的导体，也可以使用近似矩形形状的截面的导体， 可以提高狭缝内的占积率，因此旋转电机的效率提高。在现有的旋转电机 中如果使用导体截面为近似矩形形状的导体，则在将导体插入定子的狭缝 后需要电连接的部位多，在生产率的观点上存在问题。以下的实施方式， 因为可以将连续巻绕的导体插入狭缝，所以可以减少电连接部位，提高生 产率。在以下的实施方式中，连续巻绕线圈(Continuous Coils)的重叠巻绕 (Lap Winding)的部分由连续线构成，重叠巻绕的部分线圈以围绕一个狭 缝与其他狭缝的方式配置，在一个狭缝中将径向的内侧配置为另一个狭缝 的径向的外侧，在线圈末端以从所述狭缝的内侧向外侧，或者从外侧向内 侧移动的方式巻绕。通过这样的配置，连续巻绕线圈被规则地配置，可以 增加线圈的匝数，相对于线圈的匝数的增加可以抑制电连接点的增加。另外，即使增加线圈匝数也可以抑制旋转电机的形状的大型化。在以下的实施方式中，在各狭缝的相对于旋转轴的径向上配置多个导 体，在周向配置一个导体，并且在周方向上邻接的狭缝以同相配置连接的 导体，使得流通同方向的电流。通过这样的定子绕组的配置，可以提供生 产率提高的构造的旋转电机。另外，通过将在邻接的狭缝配置的同相的绕 组串联连接，将此串联连接的同相串联绕组作为单位绕组，进行定子绕组 的连接，由此具有定子绕组的电平衡变好的效果。在以下实施方式中说明的定子绕组也可以用于永久磁铁型旋转电机 或感应型旋转电机。作为在感应型旋转电机使用的情况下的一个例子，在 以下的实施方式中，感应型旋转电机是8极。通过使感应型旋转电机的极数在6极以上，特别是8极或10极时，可以减小定子铁心的后轭的磁路 的径向厚度。另外，关于转子同样在6极以上，特别是8极、IO极时，可 以减小转子磁轭的磁路的径向厚度。若极数变多，则由于与转子的笼型导 体的关系，效率下降，作为汽车的驱动系统使用的旋转电机，6极至10 极较好，其中8极至10极更好，8极特别好。汽车的驱动系统使用的旋转 电机，使停止中的发动机起动，或者与发动机一起产生用于使车辆行驶的 转矩，或者是通过单独的转矩使车辆行驶的旋转电机。作为本发明的旋转电机的一个例子，基于在混合动力汽车中使用的电 动机进行说明。本实施例的混合动力汽车用电动机，同时具有驱动车轮的 驱动用电动机的功能和进行发电的发电机的功能，根据汽车的行驶状态， 进行各功能的切换。作为实施例，结合附图对混合动力汽车用的旋转电机进行说明。图1 是感应型旋转电机的侧面截面图。图2是转子的截面的立体图。图3是关 于本实施例的感应型旋转电机的各零件的展开立体图。感应型旋转电机具有轴向的一端侧开口的有底筒状的机壳1、和封闭 该机壳1的开口端的罩2。在机壳1的内侧设置有水路形成部件22，水路 形成部件22的一端被机壳1和罩2夹持而固定，水路24和水路26形成 在定子4和机壳1间。冷却水的取入口 32将冷却水取入水路24，冷却水 从水路24流向水路26，从排出口 34排出，冷却旋转电机。所述机壳1 和罩2由多个如6个螺栓3紧固连结。在该机壳1的内周设置有所述水路形成部件22，在所述水路形成部件 22的内侧，用热套等方法固定定子4。该定子4由在周方向等间隔地设有 多个狭缝411的定子铁心412、和在各狭缝411内巻绕的3相的定子线圈 413构成。本实施例是8极48狭缝，所述定子线圈413由星形结线连接， 各相成为一对绕组部分并列连接的2Y结线。另外，在定子铁心412的内周设置有转子5，转子5与定子铁心412 相对，通过细小的间隙可以旋转。所述转子5固定在轴6上，与轴6—体 旋转。所述轴6旋转自如地被分别设置在所述机壳1及所述罩2上的作为 一对轴承作用的滚珠轴承7a、 7b支承。在这些轴承7a、 7b内，罩2—侧 的轴承7a通过图3所示的近似四边形的固定板8固定，机壳1的底部侧 的轴承7b被固定于在机壳1的底部设置的凹部上。由此，转子5相对于 定子4相对旋转，利用隔着套筒9及垫片10被螺母11安装在轴6的罩2 一侧的端部上的滑轮12，向外部输出轴6的旋转力，或者，将来自滑轮 12的旋转力输入给轴6。且，套筒9的外周及滑轮12的内周，因为稍微 呈圆锥形状，所以通过螺母11的扭转力将滑轮12和轴6牢固地形成一体， 从而可以一体旋转。转子5是笼型转子，在周方向上以等间隔且遍及全周地具有在旋转轴 方向延伸的导体杆511，为在旋转轴方向两端使各导体杆511短路而连结 一对短路环512。所述导体杆511埋置在由磁性体构成的转子铁心513中。 且，图2为明确表示转子铁心513和导体杆511的关系，以在垂直于旋转 轴的面处截面的截面构造来表示，看不到滑轮12 —侧的短路环512和轴6。所述转子铁心513通过冲裁加工或蚀刻加工来成形厚度为0.05 0.35mm的电磁钢板，对成形后的电磁钢板进行层叠构成层叠钢板，所述 转子铁心513由该层叠钢板构成。如图2及图3所示，在内周侧，为减轻 重量，在周方向等间隔地设有近似扇形的空洞部514。且，在外周侧，设 有配置各个导体杆511的多个空间。所述转子铁心513在定子侧具有所述 导体杆511，在所述导体杆511的内侧具有用于生成磁回路的定子磁轭 530。在本实施方式中，定子具有8极的定子绕组，与极数为2极或4极 的定子绕组的感应电动机相比，可以减小在所述定子磁轭530上形成的磁 回路的径向的厚度。虽然若从8极开始增加极数的话可以减小所述厚度，但是若在12极以上则存在输出及效率下降的问题。因此，还含有发动机起动功能的车辆行驶用的旋转电机优选是6极至10极，特别优选是8极 或者10极。所述各导体杆511及短路环512由铝构成，通过压铸一体地成形在转 子铁心513上。且，配置在转子铁心的两端的短路环512被设置成从转子 铁心513向轴向两端突出。另外，在机壳1的底部侧设有检测转子132，用于检测旋转速度或转 子位置的旋转传感器13通过检测所述检测转子132的齿而输出用于检测 转子5的位置或转子5的旋转速度的电信号。下面结合图1至图3及图24至图26对本实施例的感应电动机的动作 进行说明。首先，对作为驱动车轮及发动机的驱动用的电动机而作用的旋转电机 的牵引运转进行说明。图24是用于说明电连接的系统，例如对应于100V 至600V的电压的高电压用二次电池612与逆变器装置620的直流端子电 连接。另外，逆变器装置620的交流端子与定子线圈413电连接。从所述 二次电池612向逆变器装置620供给直流电，向巻绕在定子铁心412上的 3相的定子线圈413从所述逆变器装置供给交流电。通过该交流电，从定 子铁心412产生基于交流电的频率的旋转速度的旋转磁场。图25表示了 由定子线圈413产生的旋转磁场的状态。定子具有在以下实施方式中说明 的8极分布绕组的定子线圈413，是为了除去转子的影响而假设设置了不 具有导体杆的一般铁心的情况下的模拟结果。在定子铁心412的狭缝的外 周侧设置后轭(core back) 430，形成上述旋转磁场的磁回路。本模拟中 定子绕组为8极，因为极数多，所以可减小后轭430的磁回路的径向的厚 度。另外，也可减小转子5侧的磁回路的径向的厚度。屈25所示的旋转 磁场基于向定子线圈413供给的交流电频率而旋转。图24中，所述逆变器装置根据产生所要求的转矩，产生需要的交流 电，供给向所述定子线圈413。在转子5的旋转速度相对于所述旋转磁场 的旋转速度慢的状态下，导体杆511与定子铁心412产生的旋转磁场交链， 根据弗莱明右手法则，在导体杆511中流通电流。且，因为导体杆511中 流有电流，所以根据弗莱明左手法则，在转子5产生旋转转矩，转子5旋转。且，因为转子5的旋转速度与定子4的旋转磁场的旋转速度的差对上 述转矩的大小产生影响，所以需要适当控制所述速度差即打滑。因此，根据旋转传感器13的输出检测转子5的旋转位置或旋转速度，控制逆变器 的切换频率，控制向定子的定子线圈413供给的交流电的频率。图26表示的是在具有导体杆511的转子5的旋转速度比由定子铁心 412产生的旋转磁场的旋转速度慢的情况下，表示磁通的样子的模拟结果。 转子5的旋转方向为逆时针方向。设置在狭缝411上的定子绕组产生的磁 通，通过包含后轭430及旋转铁心513的转子磁轭530的磁回路。转子铁 心513的磁通相比于定子铁心412的磁通，在转子的旋转方向上向滞后侧 偏移。因为定子绕组的极数有8极之多，所以转子的旋转磁轭530的磁通， 在导体杆511侧密集，在旋转轴侧稀疏。下面，对旋转电机作为进行发电用的发电机而发挥作用的情况进行说 明。作为发电机作用的情况，是靠从滑轮12输入的旋转力旋转的转子5 的旋转速度比定子铁心412产生的旋转磁场的旋转速度快的情况。若转子 5的旋转速度超过旋转磁场的旋转速度，则导体杆511因为相对于旋转磁 场交链，所以对转子5作用有制动力。通过该作用，在定子线圈413上感 应出电力，进行发电。在图24中，降低逆变器装置620产生的交流电的 频率，若使定子铁心412产生的旋转磁场的旋转速度慢于转子5的旋转速 度，则从逆变器装置620向二次电池612供给直流电。因为旋转电机产生 的电力基于上述旋转磁场的旋转速度与转子5的旋转侧的差，所以通过控 制逆变器装置的动作可以控制发电电力。若忽略旋转电机的损失和无效电 力等，使旋转电机的旋转磁场快于转子5的旋转速度，则通过逆变器装置 620从二次电池612向旋转电机供给电力，旋转电机作为电动机作用，若 旋转电机的旋转磁场与转子5的旋转速度相同，则二次电池612与旋转电 机间没有电力的传递，若使旋转电机的旋转磁场慢于转子5的旋转速度， 则通过逆变器装置620从旋转电机向二次电池612供给电力。但是，因为 实际中不可以忽略旋转电机的损失和无效电力等，所以在旋转电机的旋转 磁场稍微滞后于转子5的旋转速度的状态下，没有从二次电池612向旋转 电机供电。[第一实施例]下面结合图4至图8及图19、图24、图27对第一实施例的定子进行 详细的说明。图4是第一实施例的定子的立体图。图5是用于构成定子绕 组而连接的一条部分的线圈的立体图。图6是一个相部分的线圈的立体图。 图7是第一实施例的定子的主视图。图8是第一实施例的定子的侧视图。 图19是结线图，图24是2Y连接的定子线圈413的连接图，图27是表示 定子的狭缝编号与构成定子绕组的线圈的关系的图。图4所示的定子4具有在周方向等间隔地形成有48个狭缝411的定 子铁心412、及在狭缝411巻绕的定子线圈413。定子铁心412通过冲裁 加工或蚀刻加工来成形例如厚度为0.05 0.35mm的电磁钢板，对成形后 的电磁钢板进行层叠构成层叠钢板，所述定子铁心412由该层叠钢板构成， 在周方向形成有呈等间隔的放射状配置的多个狭缝411。本实施例中狭缝 的数量是48个。在这些狭缝411间设有齿414，各个齿414与环状的后轭 430形成一体。即，各齿414与后轭430 —体成形。另外，在狭缝411的 内周侧有开口，从该开口部分插入构成定子线圈413的线圈。所述开口的 周方向的宽度，与安装线圈的核心狭缝的线圈安装部几乎相同，或者是比 线圈安装部稍微宽点的宽度，成形在幵口窄缝，但是为阻止线圈向内周侧 移动，在各齿414的前端侧安装保持部件416。且，该保持部件416由树 脂等非磁性体或者非磁性金属材料制成，从轴向安装在齿414的前端侧的 周方向两侧面上沿轴向延伸形成的保持槽417内。下面结合图5及图6对定子线圈413进行说明。在本实施例的情况下 具有3相的定子线圈413，但是首先对其中的1相进行说明。且，本实施 例的定子线圈413使用被称作扁线的断面形,是近似四边形的外周覆盖有 绝缘被膜的导体，巻绕状态下的所述导体的截面的四边形是在定子铁心 412的周方向上长、径方向上短。另外，如上所述，为使定子线圈413的 导体表面绝缘，而实施了覆盖。在说明图5之前，结合图24对定子线圈413的结线进行说明。在本 实施例中，定子线圈413具有2个星形结线。若将2个星形结线换为Y1 结线和Y2结线，则Yl结线具有U相绕组Y1U、 V相绕组Y1V、 W相绕 组Y1W。另外，Y2结线具有U相绕组Y2U、 V相绕组Y2V、 W相绕组 Y2W。 Yl结线和Y2结线并联连接，各自的中性点也相连接。绕组Y1U由串联连接的线圈Ull、线圈U12、线圈U13、线圈U14 构成。另外，绕组Y2U由串联连接的线圈U21、线圈U22、线圈U23、 线圈U24构成。绕组Y1V由串联连接的线圈Vll、线圈V12、线圈V13、 线圈V14构成。绕组Y2V由串联连接的线圈V21、线圈V22、线圈V23、 线圈V24构成。绕组Y1W由串联连接的线圈Wl 1、线圈W12、线圈W13、 线圈W14构成，绕组Y2W由串联连接的线圈W21、线圈W22、线圈W23、 线圈W24构成。如图24所记，从线圈Ull到线圈W24分别还具有二组 线圈。例如线圈Ull由线圈2和线圈1串联连接构成。此处线圈l和线圈 2的数字表示插入线圈的转子侧的狭缝号。即线圈Ull是狭缝号为2的线 圈与狭缝号为1的线圈的串联连接。同样线圈U12是狭缝号为38的线圈 与狭缝号为37的线圈的串联连接。以下同样图24的线圈号表示插入的转 子侧的狭缝的编号。最后的线圈W24是狭缝号为11的线圈与狭缝号为12 的线圈的串联连接。这里需要注意的是各串联线圈插入到彼此相邻的狭缝 中。如以下说明，通过这样构造，制造更容易，且还可以得到降低转矩脉 动的效果。上述各线圈的巻绕状态后面详述。由于上述绕组Y1U、 Y1V、 Y1W、 Y2U、 Y2V、 Y2W各自的构造相 同，所以以绕组Y1U为代表结合图5进行说明。若以绕组Y1U为代表记载定子线圈413的构造，则绕组Y1U由线圈 Ull、线圈U12、线圈U13、线圈U14串联连接而构成。因为上述各线圈 等间隔配置，所以角线圈以机械角90。的间隔配置。线圈Ull具有线圈 4131a和4131b两个线圈，线圈4131a的构造是环绕狭缝2的转子侧和狭 缝7的底侧。以狭缝2和狭缝7为一对呈多圈、本实施例中为3圈环绕的 构造。因为该环绕用的是连续的导线，所以不需要对环绕的线圈U11进行 连接操作。构成所述线圈Ull的线圈4131b是在狭缝l的转子侧和狭缝6的底侧 环绕3周的构造。该等线圈4131a和4131b形成分别在两个狭缝间环绕的 构造，在各个线圈的之中一个线圈的狭缝中，该线圈配置在定子侧，在另 一个狭缝中配置在狭缝的底侧。线圈4131a和4131b通过线圈间连接线 4134串联连接。该串联连接的部分也由连续的导线构成，不需要另外的连 接操作。环绕两个狭缝的这些环绕部分即线圈4131在被安装于定子铁心412上的状态下呈近似龟甲形状，在线圈末端以跨过一个狭缝411的转子 侧即内周侧和另一个狭缝的底侧即外周侧的方式巻绕。 一个狭缝即狭缝2 或狭缝1与其他狭缝即狭缝7或狭缝6的间隔以根据定子的狭缝数和极数 确定的重叠巻绕方式巻绕。如上所述，形成环绕构造的线圈4Dla、 4131b由连续的导体构成， 且根据以下的方法，接合两个线圈4131a和4131b的线圈间连接线4134 也可以由连续的导体制作。因此，在本实施例中，虽然定子绕组的匝数增 加，但是抑制了连接部位的增加。如上所述，环绕部分即两个线圈4131a、 4131b组成一组，以该组为 单位等间隔配置在周方向上分开的多处，本实施例中是以90。的间隔分开 的四处，环绕部分的线圈4131a、 4131b组中的从漩涡部的内周侧延伸出 的线圈，与其他环绕部分的线圈4131a、 4131b组中的从外周侧延伸出的 线圈是连接线圈末端的各顶部彼此的构造，由过渡线4132连接。且，在 本实施例中，环绕部分的线圈的组4131a、 4131b中的从漩涡部的内周侧 延伸的线圈与其他环绕部分的线圈的组4131a、 4131b中的从漩涡部的外 周侧延伸的线圈被巻绕成相互连接，因此相邻成形的4对环绕部分的组通 过由一根连续的导体构成的线圈成形。另外，该过渡线4132部分只设置 在定子4的轴向一端侧，以从定子铁心412的外周侧向定子铁心412的内 周侧截断的方式收敛。图5所示的1条线圈是一个相部分的定子绕组的一半，构成一个相的 定子绕组，如图6所示，将构造与图5中说明的绕组Y1U相同的绕组Y2U 在周方向上相对于绕组Y1U以机械角45。错开设置。同样成形的线圈成形 体的环绕部分的线圈4131a、 4131b的组以机械角45。偏移设置。构成线圈 Ull的线圈4131a配置在狭缝2的转子侧，构成线圈Ull的线圈4131b配 置在狭缝1的转子侧。上述以机械角45。偏移配置的构成线圈U21的线圈 4131a，是环绕在狭缝44的转子侧和狭缝1的底侧的构造。另外，构成线 圈U21的线圈4131b是环绕在狭缝43的转子侧和狭缝48的底侧的构造。如图6所示成形的线圈成形体即定子绕组通过在周方向上以错开15° 和30。的方式配置，由此形成三个相部分的线圈成形体即定子线圈413。 如此，在本实施例中，可以以连接点数少的方式将三个相部分的定子线圈413巻绕在定子铁心412上。另外，如图7所示，各线圈成形体中的过渡 线4132的部分，由于以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式配置， 所以对于整体，过渡线4132构成为近似漩涡状。关于成为星形连接的中 性点的部位，不是过渡线4132连续的线圈，需要通过TIG焊接等对各线 圈的末端与另外设置的过渡线进行连接。且，该成为中性点的过渡线也是 以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式配置。通过形成这样的构造， 可以通过规则的构造配置定子绕组，有效地利用空间，结果可使旋转电机 小型化。图27表示狭缝与构成定子线圈413的线圈的配置关系。图中，狭缝 号的栏442表示狭缝的号，以预先规定了 48个狭缝的狭缝为基准，从该 狭缝开始顺序编号。图24中构成定子线圈413的从线圈U11到W24，由 配置在转子侧的狭缝号标注的线圈构成，该构成与狭缝的关系在栏442的 下侧表示。在栏442中线圈W13为狭缝号29和30。这表示线圈W13由 配置在狭缝号为29的转子侧的线圈和配置在狭缝号为30的转子侧的线圈 的串联连接构成。这也由图24的构成线圈W13的线圈号29和30表示。 图27的栏442中线圈U22是狭缝号31和32，表示线圈U22由配置在狭 缝号为31的转子侧的线圈和配置在狭缝号为32的转子侧的线圈的串联连 接构成。这也由图24的构成线圈U22的线圈号31和32表示。若看图5 中说明的线圈Ull则是狭缝号1和2。这表示线圈Ull由配置在狭缝号为 1的转子侧的线圈和配置在狭缝号为2的转子侧的线圈的串联连接构成， 这从图24的构成线圈Ull的线圈号1和2也可以看出。图27的栏444表示了定子绕组的相和该相的配置的顺序。栏442中 线圈U11为狭缝号1和2。这与上述一样，表示由在狭缝号l和2配置的 线圈的串联连接构成。该线圈Ull在栏444中同时也被记作"U1"。这表示 在定子绕组中的U相的第一个的配置即在U相的基准位置配置。线圈U21 在栏444中同时也被记作"U2"。这表示其配置在定子绕组的U相的第二个 即距离U相的基准位置有45。机械角的位置。同样，线圈U12在栏444中 同时也被记作"U3"。这表示其配置在定子绕组的U相的第三个即距离U 相的基准位置有90。机械角的位置。这与已经在图5中说明的完全相同。以线圈U11为基准，线圈V11偏移15。机械角。因此，栏444中表示的"V2"的线圈V21,以相对于线圈Ull的基准位置偏移了 15。机械角的位 置的线圈Vll为基准，处于从线圈Vll的位置偏移了 45。机械角的位置。 因为以下V相的线圈均以线圈Vll为基准，所以相对于U相的线圈偏移 了15°。同样，因为线圈Wll从线圈Ull的位置移动了30。机械角，所以 W相的线圈全部相对于U相线圈偏移了 30°。下面对栏446进行说明。本实施例中环绕的线圈4131为通过两个狭 缝环绕的构造。即图5所示的线圈4131a通过狭缝2和狭缝7环绕，线圈 4131a成为转子侧的配置的一个狭缝是2号，线圈4131a成为内侧的配置 的另一方狭缝是7号。栏442表示上述一个狭缝号，栏446表示上述另一 个狭缝号。即，栏442的狭缝号2在446栏中为"7"。这表示将2号狭缝 作为一方狭缝，将7号狭缝作为另一方狭缝环绕线圈。以下栏442和446 表示同样环绕的线圈的一方和另一个狭缝。栏448表示了栏442表示的狭缝号的内侧的线圈的相及该相中的线圈 的配置顺序号。另外，栏450表示了在栏448中记载的线圈环绕的狭缝。 例如表示了在栏442的2号狭缝的内侧配置的线圈是位于V相的第二个的 线圈。另外，栏450记载的"45"表示在2号狭缝的内侧配置的线圈通过 一个狭缝号为"45"、另一个狭缝号为"2"的两个狭缝而环绕。栏442中的狭 缝号45，在栏446中记作"2"。该记载是指与上述相同的线圈。即表示通 过一个狭缝号为"45"、另一个狭缝号为2而环绕的线圈是配置在V相的第 二个的线圈。图24和图27说明的构造，在各狭缝的径向上并列配置有多个导体， 形成这些导体通过两个狭缝巻绕的形状的线圈。因为该环绕的线圈由连续 的导体构成，所以在本实施例中，虽然匝数增加，但是抑制了连接点数的 增加。另外，因为在各狭缝的周方向只插入了一个导体，所以如以下说明 那样，该构造容易制造。另外，因为导体是在周方向宽在径向薄的形状， 所以可以抑制由漏磁通引起的在狭缝内的导体中产生的涡电流。因此，提 高了旋转电机的效率，抑制了热量的产生。另外，如图8所示，因为这些过渡线4132部分位于与定子4的轴向 一端侧几乎同一平面上，所以可以尽可能地縮短线圈末端。如上所述，在 本实施例中，在旋转方向上，在线圈末端的外侧配置有过渡线，整体上配置整齐，实现了旋转电机整体上的小型化。另外，也可以确保电绝缘等方 面的可靠性。特别是在最近用于汽车驱动的旋转电机使用电压高，超过100V的情况很多，有时施加400V或600V的电压，定子绕组的线间的可 靠性很重要。且在上述实施例中，巻绕多周的线圈4131a和同样巻绕多周的线圈 4131b由线圈间连接线4134连接。该线圈间连接线4134的外侧配置有过 渡线，整体上配置整齐。与上述一样，由此可使旋转电机的整体小型化。 另外可以确保电绝缘等方面的可靠性。下面结合图9 图19对线圈向狭缝内巻绕的巻绕方法进行说明。图9 中的(A)是在心轴上巻绕有线圈的状态下的立体图。另外，图9中的(B) 是(A)图中(B)处的放大图。图IO是对在心轴上巻绕的线圈进一步加 压成形的状态下的立体图。图11是预备成形的线圈的立体图。图12是 使预备成形后的线圈进一步变形后的侧视图。图13是线圈成形夹具的立 体图。图14是在将预备成形后的线圈安装在线圈成形夹具山的状态下的 立体图。图15是将线圈的环绕部分成形为龟甲形状的状态下的立体图。 图16是将成形后的线圈配置在定子铁心的内周的状态下的主视图。图17 是将成形后的线圈插入定子铁心的各狭缝内的状态下的主视图。图18是 将安装在狭缝中之前的龟甲形状与插入狭缝后的龟甲形状进行比较的状 态下的侧视图。图19是线圈的结线图。为了将定子线圈413如所述那样以重叠巻绕的方式插入定子铁心412 的狭缝411内，首先，在图9的(A)所示的角部形成圆角的薄平板形状 的心轴14上巻绕定子线圈413。在该心轴14的长边侧的薄壁面上，如图 9的B所示相邻设置的两个捆扎销15以近似等间隔设置有四对。在此，为了挂在心轴14的长边方向一端侧的捆扎销15的一侧面上， 使定子线圈413呈漩涡状地环绕多周(本实施例中是3周)。然后，为了 挂在相邻的捆扎销15的侧面上，还使定子线圈413巻绕多周(本实施例 中是3周)，从而成形一对的环绕部分的线圈4131a、 4131b。这样成形的 一对的环绕部分的线圈4131a、 4131b，两者都从内周侧向外周侧呈漩涡状 巻绕，所以两个环绕部分的线圈4131a、 4131b从漩涡部的外周侧连续到 相邻的环绕部分在漩涡部的内周侧。另外，在一对环绕部分的线圈4131a、 4131b的巻绕结束侧的线圈的 末端为环绕的漩涡部的外周侧，将在其外周侧的定子线圈413的末端部沿 着心轴14上的设置有捆扎销15的长边侧的薄壁面，分开环绕部分的对 4131a、 4131b在周方向上错开90。的长度即狭缝间距x5的长度，挂到下一 个捆扎销15上，同样使定子线圈413环绕。即，相邻设置的一对捆扎销 15，按照环绕部分的对4131a、 4131b在周方向上错开90。的每个长度设置 四对，为了成形四个这样的环绕部分的对，通过反复进行四次同样的操作， 如图9的(A)所示，在心轴上巻绕定子线圈413。下面如图IO所示，用两个形状与心轴14大致相同的加压用块16，从 心轴14的厚度方向的两侧对巻绕在心轴14上的定子线圈413进行夹持加 压，除去定子线圈413两侧的膨胀。且，为使后面的成形容易进行，定子 线圈413最好使用自熔融线，通过通电而形成一体来固定。另外，也可以 在定子线圈413的环绕部分的狭缝插入部的周围预先配置有绝缘纸，在定 子线圈413通电固定时将定子线圈413与绝缘纸固定为一体。通过这样使 定子线圈413与绝缘纸形成一体，使后面的定子线圈413的成形容易进行， 并且在向狭缝411插入时也可以避免对线圈表面的被覆膜的损伤。下面将巻绕在心轴14上的预备成形后的定子线圈413从心轴14上取 下。并且，为了从心轴14上取下定子线圈413，最好使捆扎销15为拆装 式，或在高度方向分割心轴14并在巻绕后使高度方向的间隔变窄，或使 捆扎销15可以退到心轴14内。这样从心轴14上取下的定子线圈413如 图11所示，具有四对以漩涡形状环绕有多周(本实施例是3周)的椭圆 形状的环绕部分的对4131a、 4131b，这些环绕部分的对通过过渡线4132 连续。接着如图12所示，从侧面按压预备成形了的各个椭圆形状的环绕部 分的线圈4131。按压时使用的装置， 一方侧是平坦的冲模(die) 17，另 一方侧是近似梯形的冲头18，所以定子线圈413的椭圆形状的环绕部分的 线圈413被冲模17和冲头18夹在中间，线圈末端侧的一端侧的侧面成形 为下凹的近似P字形。这样，将定子线圈413的椭圆形状的环绕部分的线 圈4131成形为近似P字形状，通过将下凹的一侧配置在定子铁心412的 外周侧，在插入于定子铁心412时，定子线圈413不会向内周侧突出，从而不会阻碍转子5的插入。下面图13表示将定子线圈413成形为近似龟甲形状的线圈成形夹具19。该线圈成形夹具19分割为内周侧部件19a和外周侧部件19b，两部件 在周方向上可以相对旋转。另外，在内周侧部件19a和外周侧部件19b上， 形成有狭缝数与定子铁心412相同的48个狭缝191，内周侧部件19a的狭 缝191在外周侧开口，外周侧部件19b的狭缝191在内周侧开口，各自相 对配置。且外周侧部件19b的各狭缝191的底部即狭缝191的最外周位置 比定子铁心412的内周径小，外周侧部件19b及内周侧部件19a的狭缝191 的轴向长度，比定子铁心412的狭缝411的轴向长度长。且，在内周侧部 件19a及外周侧部件19b的狭缝191间设置的各个齿192构成为退到狭缝 191的底部侧。作为使该齿192退出的方法，可以用凸轮机构等使其退出。在这样构成的图13的线圈成形夹具19的各狭缝191内，从轴向插入 图9 图12中预备成形了的定子线圈413的环绕部分。此时，图10中成 形后的近似P字形的突出的部分以朝向线圈成形夹具19的外周侧的方式 被插入。另外，预备成形的连续的定子线圈413，将相邻巻绕的环绕部分 的对4131a、 4131b插入相邻的狭缝191中，由过渡线4132连续的其他环 绕部分的对4131a、 4131b，分别插入到错开卯。的狭缝191中。且，在另 外其他的狭缝191内也从轴向插入预备成形了的连续的线圈成形体的环绕 部分的线圈4131，三个相部分的定子线圈413全部插入在狭缝191内。如上所述，如果将定子线圈413插入线圈成形夹具19的狭缝191，则 变成图14所示的那样。这里，定子线圈413的环绕部分的线圈4131的一 方侧的束位于外周侧部件1%的狭缝191，定子线圈413的环绕部分的线 圈4131的另一方侧的束位于内周侧部件19a的狭缝191。另外，连接定子 线圈413的环绕部分的对4131a、 4Dlb的过渡线4132的部分，如图7所 示，以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式呈近似漩涡状配置，但 是为给下面的工序做准备，需要预先沿轴向成形为近似V字形状或近似为 U字形状以形成突出形状。且，在图14中为容易理解，省略表示了过渡 线4132的部分。下面从图14的状态转换向图15所示那样，使内周侧部件19a和外周 侧部件19b沿周方向相对旋转。这样，连接线圈末端的顶部彼此的过渡线部分可以不改变位置，相对地搓捻定子线圈413中的被插入到外周侧部件19b的束与被插入到内周侧部件19a的束，可以将定子线圈413的环绕部 分的线圈4131成形为近似龟甲形状。另外，此时，因为可以使进入同一 狭缝191中的内周侧及外周侧的线圈的束在周方向上重叠在同一个位置， 所以在狭缝191内的各线圈的束排成一整列。且，图15也为了容易理解， 省略表示了过渡线4132及定子线圈413的一半部分。接着，利用凸轮机构等使线圈成形夹具19中的在狭缝191间设置的 全部的齿192退出。由此，可将成形了的定子线圈413从线圈成形夹具19 的轴向取出。这样取出的线圈成形体虽然没有图示，但是例如被固定在具 有齿轮状的外周面的保持夹具的外周上，如图16所示，配置在定子铁心 412的内周侧。该保持夹具虽然具有配置定子线圈413的全部部位呈放射 状突出的按压片，但在安装线圈成形体时按压片退出。另外，各线圈束配 置在与定子铁心412的狭缝411的开口对应的位置。且，图16也为了容 易理解，省略表示了过渡线4132。下面，虽没有图示，放射状地压出保持夹具的按压片，将线圈成形体 的各个束从定子铁心412的狭缝411的内周侧插入各狭缝411内。此时， 从轴向按压以近似V字形状，或者以近似U字形状突出成形在轴向上的 各过渡线4132，使其变形而排列在大致相同的面上。图17表示了在定子 铁心412的狭缝411内压出线圈成形体的状态。且，图17也为了容易理 解而省略表示了过渡线4132。另外，因为在成形为近似龟甲形状时使用的线圈成形夹具19的在狭 缝191的轴向长度，比定子铁心412的在狭缝411的轴向长度长，所以在 成形为近似龟甲形状的定子线圈413的环绕部分的线圈4131的直线的狭 缝插入部，比定子铁心412的在狭缝411的轴向长度长，可以容易地插入 到定子铁心412的狭缝411内。g卩，在将定子线圈413插入定子铁心412 的狭缝411内时，定子线圈413的弯曲成形的部分不会挂到定子铁心412 的狭缝411的轴向两端开口。因此，在向定子铁心412的狭缝411内插入 定子线圈413的状态下，如图15及图18所示，在从定子铁心412的狭缝 411内连续的方向上延伸的延出部418向狭缝411的轴向两端侧延伸出。如此在将线圈成形体向定子铁心412的狭缝411内插入时，因为狭缝411呈放射状设置，所以成形为近似龟甲形状的环绕部分的线圈4131，如 图18所示需要变形使得在周方向上变宽。此时，成形为近似V字形状的 线圈末端变形，使得轴向的高度降低。下面，将另外准备的作为中性点的过渡线4132与各线圈的末端通过 TIG焊接等连接，同时将同相的线圈彼此连接，完成定子线圈413向定子 铁心412的巻绕。且，因为该成为中性点的过渡线4132也以跨过定子铁 心412的外周侧和内周侧的方式收敛，所以整体上过渡线4132呈近似漩 涡状配置。最后，在定子铁心412上的在各齿414的前端侧的周方向两侧面设置 的各保持槽417内，从定子铁心412的轴向分别安装保持部件416。图19表示这样结线了的最终的定子线圈413的结线状态。且，图19 中虽然用1周部分表示环绕部分的线圈4131，但是实际如上所述，环绕了 3周部分。另外，图19中环绕部分的线圈4131的中心表示的编号是狭缝 号，线圈为虚线的地方，是位于狭缝4U的内周侧、即狭缝开口侧的线圈， 线圈为实线的地方，是位于狭缝411的外侧、即狭缝底部侧的线圈。且， 线彼此的交点用圆表示的部位是需要用焊接连接的部位。从图19可以清 楚的看出需要通过焊接连接的部位只有9处。以上对第一实施例进行了说明，第一实施例的作用效果如下所示。第一实施例的旋转电机是在呈环状形成的定子的内周侧具有旋转自 如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括定子铁心，该 定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部；线圈， 该线圈通过重叠巻绕被巻绕在各个所述狭缝内，该线圈上的至少重叠巻绕 的环绕部分由连续线构成，在线圈末端以跨过所述狭缝的内周侧和外周侧 的方式巻绕。这样，因为线圈的环绕部分无论巻绕多少周连接部位也不会 增大，所以可以尽可能地减少连接部位。因此，可以实现连接工时数的降 低、绝缘处理的减轻、强度可靠性的提高。另外，由于在线圈末端以跨过 狭缝的内周侧和外周侧的方式巻绕，所以从不同的狭缝延伸的线圈末端彼 此不是沿定子铁心的轴向排列，而是在周方向上不发生干涉地排列，所以 可以减小线圈末端，进而减小旋转电机的轴长。并且还可以提高线圈的冷 却性。另外，通过进行这样的重叠巻绕，可以将预先成形为环状的状态的线圈成形体按压入各狭缝内，因此可以容易地向定子铁心巻绕线圈。另外， 因为线圈连续环绕，所以可以增大在狭缝内的线圈的条数，所以可以降低 由高频率引起的损失。另外，因为第一实施例的旋转电机使用截面为近似矩形的线圈，所以 可以提高定子铁心在狭缝内的占积率。特别是通过采用重叠巻绕，可以在 截面为近似矩形的线圈层叠了的状态下巻绕。因此，可以具有高输出和良 好的旋转特性。另外，第一实施例的旋转电机，将线圈的截面形成为在定子铁心的法 线方向长、径向短的近似长方形。因此，可以使在狭缝内的线圈的条数尽 可能的多，且，可以进一步增大高频率引起的损失的降低效果。另外，由 于空间上向线圈末端侧突出的一侧的长度变短，所以可以使线圈末端的突 出量进一步减少。且，虽然使薄壁的线圈逐个变形来成形很困难，但本实 施例因为是重叠巻绕捆束，所以容易成形。另外，第一实施例的旋转电机，线圈由多个相构成，同相的环绕部分 遍及多处地安装在周方向上分离的狭缝上，它们通过过渡线连结。因此， 可以高效率地配置各相的环绕部分。另外，第一实施例的旋转电机的过渡线与同相的各线圈连续。所以可 以进一步减少连接部位。另外，第一实施例的旋转电机的过渡线只设置在定子的轴向一端侧， 所以相比于将过渡线设置在定子的轴向两端的情况，可以縮短定子的轴向 长度。另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线以跨过定子铁心的外周侧 和内周侧的方式设置为近似漩涡状，所以可以尽可能地减少过渡线在定子 的轴向上重叠的部位。因此，可以縮短定子的轴向长度。另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线被设置成位于与定子的轴 向基本相同的面上，所以可以进一步缩短定子的轴向长度。另外，第一实施例的旋转电机由于在线圈上的狭缝插入部分固定有绝 缘部件，所以在线圈的成形或向狭缝插入时，可以避免损伤线圈表面的被 覆膜。另外，第一实施例的旋转电机由于将线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状，所以可以从以椭圆形环绕成形的线圈成形为在周方向上分开的两个 以上的狭缝内环绕的形状。另外，第一实施例的旋转电机，是在呈环状形成的定子的内周侧具有 旋转自如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括定子铁 心，该定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部； 多个相的线圈，该线圈以环绕方式巻绕在周方向上分开的两个以上的所述 狭缝内，该线圈由截面近似为四边形的扁线构成，所述线圈上的所述环绕 部分通过连续的同相的线圈邻接并设置有多个，这些所述环绕部分分别被 安装在相邻的所述狭缝内，在线圈末端以跨过所述狭缝的内周侧和外周侧 的方式巻绕。根据这样的结构，由于相邻的环绕部分被插入到相邻的狭缝 内，所以与将相邻的环绕部分插入到相同的狭缝内相比，可以增加狭缝数。 因此，可以使各相的磁动势的合成波形形成为平滑的波形，因此能够降低 转矩脉动及噪音。另外，由于可以使狭缝数增加，所以还可以降低由高频 率引起的涡电流损失。且，由于线圈上的环绕部分彼此在周方向上分开， 所以可以提高冷却性。另外，第一实施例的旋转电机，同相的两个环绕部分遍及多处设置于 在周方向上分开的狭缝，它们通过过渡线连结，因此可以高效率地配置各 相中的环绕部分。另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线将被拉出到环绕部分外周 侧的末端彼此连接起来，所以过渡线不会与环绕部分交叉。因此，可以縮 短定子的轴向长度。另外，第一实施例的旋转电机，是在呈环状形成的定子的内周侧具有 旋转自如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括定子铁 心，该定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部； 线圈，该线圈以环绕方式巻绕在周方向上分开的两个以上的所述狭缝内， 该线圈中的至少所述环绕部分由连续线构成，在线圈末端以跨过所述狭缝 的内周侧和外周侧的方式巻绕，并且从所述定子铁心的狭缝内向连续方向 延伸的延出部向所述狭缝的轴向两端侧延伸出。因此，在从内周侧插入预 先成形的线圈成形体时，线圈上的弯曲成形的部分不会挂在定子铁心的狭 缝中的轴向两端开口。因此，可以容易且在不损坏绝缘部分的状态下将线圈插入狭缝内。另外，第一实施例的旋转电机，将狭缝的线圈插入部设置成周方向的 宽度与狭缝的安装线圈的部分的周方向的宽度基本相同、或者在安装线圈 的部分的周方向的宽度以上的开口狭缝，从而线圈容易从狭缝插入部插 入，且可以使在狭缝内的线圈的占积率下降。另外，第一实施例的旋转电机，由于在狭缝的线圈插入部的内周侧安 装有阻止线圈向内周侧移动的保持部件，所以可以防止线圈从狭缝的线圈 插入部脱落。另外，第一实施例的旋转电机，由于将线圈的至少环绕部分与各个线 材彼此固定为一体，所以线圈的线彼此不会分离，可以容易地插入到狭缝 内。另外，在将预备成形的线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状时，可以 使层叠了的线圈一体变形，因此成形性变好。[第二实施例]下面结合图20对第二实施例进行说明。图20简略表示了线圈的环绕 部分的对的巻绕方法。且，与第一实施例共同的部位用同一称呼、同一符 号表示。第二实施例与第一实施例相比，只是在定子线圈413中的以漩涡状环 绕的一对环绕部分的线圈4131a、 4131b怎样连续成形这方面不同，其他 部位与第一实施例相同，所以省略说明。在第一实施例中，开始巻绕的线 圈的末端在内周侧，以在外周侧呈漩涡状的方式巻绕第一环绕部分的线圈 4131a，然后将向外周侧延伸的线圈拉伸至第二环绕部分的线圈4131b的 内周侧，再以在外周侧呈漩涡状的方式巻绕第二环绕部分的线圈4131b。 即，用于连接第一环绕部分的线圈4131a和第二环绕部分的线圈4131b的 线圈间连接线4134由于从外周侧朝向内周侧，所以产生线圈线彼此交叉 的部分。相对于此，在第二实施例中，如图20所示，开始巻绕是第一环绕部 分的线圈4131a的外周侧，以在内周侧呈漩涡状的方式巻绕第一环绕部分 的线圈4131a，然后将向内周侧延伸的线圈拉伸至第二环绕部分的线圈 4131b的内周侧，再以在外周侧呈漩涡状的方式巻绕第二环绕部分的线圈 4131b。即，用于连接第一环绕部分的线圈4131a和第二环绕部分的线圈4131b的线圈间连接线4134由于在内周侧彼此相连，所以不会产生线圈线 彼此交叉的部分。通过采用上述巻绕方法，可以进一步简化线圈末端，能够縮短定子4 的轴向长度。且，在图20中只表示出一对环绕部分的线圈4131a、 4131b， 但也可以如第一实施例那样，由连续的线成形四对环绕部分。[第三实施例]下面结合图21对第三实施例进行说明。图21是表示对使环绕部分的 线圈4131a、 4131b所构成的线圈组、即线圈对彼此相连的过渡线进行连 接的图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。第一实施例及第二实施例的定子线圈413，如图24所示，是用连续的 线对四组即四对环绕部分的线圈对4131a、 4131b进行成形，第三实施例 是对每一对环绕部分都不同的定子线圈413进行成形，最后通过焊接等方 法连接各个环绕部分的对4131a、 4131b。具体地说，将一对环绕部分的线 圈4131a、 4131b中线圈末端的一端侧延长过渡线4132的长度，在插入定 子铁心412的狭缝411内后，使过渡线4132变形，通过TIG焊接等方法 与其他的环绕部分的对进行连接。这样，以后若可以连接过渡线4132，则在线圈成形体一边直径扩大一 边插入到定子铁心412的狭缝411内时，不必考虑过渡线4132的变形。 因此，虽然连接部位多少有些增加，但是可以提高过渡线4132的配置自 由度。另外，因为过渡线4132是环绕部分的线圈4131的一方侧的线圈末 端，所以与用其他的线只构成过渡线的情况相比，可以减少部件个数及连 接部位。且，图21中的一对环绕部分的线圈通过图20中说明的巻绕方法 进行巻绕。[第四实施例]下面结合图22对第四实施例进行说明。图22是第四实施例的定子的 立体图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。第四实施例相对于第一实施例，过渡线4132的连接方法不同，虽然 与第二实施例一样以a巻绕方式来巻绕一对环绕部分的线圈4131a、4131b， 其他的结构相同。第一实施例中的过渡线4132构成为从各环绕部分的线 圈4131中的线圈末端的顶部延伸，第四实施例的过渡线4132设置成从各环绕部分的线圈4131中的从狭缝411的底部侧跨过线圈插入部侧。具体 说，使位于各环绕部分的线圈4131的外周侧的线圈末端之中位于狭缝411 的底部侧的线圈末端从环绕部分的线圈4131朝向定子铁心412的外周侧 呈台阶状变形并延伸至线圈末端的顶部侧。且与第一实施例一样从线圈末 端的外周侧向内周侧以近似漩涡形状延伸，与其他环绕部分的线圈4131 中的线圈插入部侧连接。该线圈插入部侧也与狭缝的底部侧一样，朝向定 子铁心412的内周侧呈台阶状地变形，并连续于线圈末端的顶部侧。且， 图22省略表示了成为中性点的过渡线及连续的线构成的各线圈成形体彼 此的连接部分。这样，第四实施例因为过渡线4132不从线圈末端的顶部延伸，所以 可以进一步减小定子4的轴向长度。另外，因为以扁线的长边方向朝定子 4的轴向的方式构成过渡线，所以即使是直径小的定子铁心412也可以充 分配置过渡线。且，因为第四实施例的过渡线4132不从线圈末端的顶部延伸，而从 狭缝插入部分延伸，所以在将线圈的环绕部分的线圈4131形成为近似龟 甲形状时长度变化大。因此，如第一实施例说明的那样，在将环绕部分的 线圈4131成形为近似龟甲形状之前，预先将过渡线4132沿轴向，或者沿 径向等折叠成近似V字形状或近似U字形状，在成形为近似龟甲形状或 插入到定子铁心412的狭缝411内时，只要使折叠好的过渡线4132延长 即可。另外， 一对环绕部分的线圈4131a、 4131b不仅可按图20说明的巻 绕方法巻绕，也可按上述第一实施例的巻绕方法巻绕。[第五实施例]下面结合图23对第五实施例进行说明。图23是第五实施例的定子的 立体图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。第五实施例相对于第四实施例，过渡线4132的形状及配置不同，其 他与第四实施例相同。对于第五实施例的过渡线4132，虽然在第四实施例 中在线圈末端的顶部的前端侧形成为漩涡状，但是第五实施例的过渡线 4132不是漩涡状，而是在狭缝411的底部侧、即定子铁心412的外周侧成 形为螺旋状，与其他的环绕部分的线圈4131连接。该第五实施例的构成 为，过渡线4132在定子铁心412的外周侧成形为螺旋状，在线圈末端的部分与环绕部分的线圈4131的线圈末端连接，图23表示了线圈彼此在焊 接之前的状态。但是，实际上由于从图23的状态用TIG焊接等将向定子 4的轴向突出的线彼此进行熔化接合，所以向轴向突出的部分熔化至大概 线圈末端的位置而退出。这样，第五实施例虽然多少增加了连接部位，但是由于可以几乎不从 线圈末端顶部向定子4的轴向突出而配置过渡线4132，所以与第四实施例 相比可以进一步缩短定子4的轴向长度。且，若改进成形方法，则过渡线 4132也可由与环绕部分的线圈4131相连续的线构成。且，成形为螺旋状 的部分可以在线圈插入部一侧、即定子铁心412的内周侧形成为螺旋状， 也可以在定子铁心412的内周侧及外周侧的双方形成为螺旋状。以上，对各实施例的作用效果进行了说明，在本发明中也可以采用其 他的各种结构。例如，上述实施例采用了线圈的截面形状为近似矩形的扁 线，但是即使不是完全的矩形也可以，例如，在最后压入狭缝内时，各边 不是直线而是变形的曲线也可以。另外，线圈的截面形状也可以采用近似 圆形、近似椭圆形、除四边以外的近似多边形，在采用矩形的情况下，可 以采用截面为近似正方形的，也可以采用在定子铁心的法线方向短、径向 长的近似长方形。另外，上述实施例虽然以旋转电机为例，对感应电动机进行了说明， 但是也适用于在转子的周方向具有永久磁铁的磁铁式同步电动机。在采用 这种磁铁式同步电动机的情况下，考虑采用在转子表面配置有多个磁铁， 用非磁性体的环等固定的表面磁铁式转子，或者考虑釆用在转子的内周侧 的周方向多处形成沿轴向延伸的孔，在该孔内内置磁铁的内置磁铁式转 子。进而，在作为车辆用交流发电机使用的情况下，也可以使用在内部巻 绕有励磁线圈的朗德尔型转子。另外，上述实施例中虽然用层叠钢板构成定子铁心及转子中的磁性体 部，但也可以采用对在表面实施了绝缘被覆的铁粉进行压縮而加固的压粉 铁心。另外，定子铁心也可以采用固定多个部件构成的分割式定子铁心。另外，在上述实施例中，虽然用铝制作导体杆及短路环，但也可以用 铜。如果用铜制作导体杆及短路环，与用铝制作相比，可以降低电阻，因 此可以提高电动机的效率。另外，在上述实施例中，定子铁心的狭缝数是48，但也可以根据规格改变狭缝数。在这种改变狭缝数的情况下，也必须改变线圈的环绕部分的 配置。另外，在上述实施例中，虽然由一对一对的连续线相邻地构成线圈的 环绕部分，但如果即使连接部位增加也没关系，在插入到定子铁心后可以通过焊接等进行连接。且线圈的相邻的环绕部分也可以不是各2个，呈漩 涡状环绕的周数也可以对应于规格而自由设定。另外，在上述实施例中，因为线圈使用自熔融线来固定，但也可以采 用粘接剂、胶带等其他的部件进行固定。且根据不同的成形方法，也可以 在不固定的状态下进行成形。另外，在上述实施例中，在将线圈与绝缘纸一体固定后插入定子铁心 的狭缝内，但是也可以在各狭缝内已配置了绝缘纸之后插入线圈。在这种 情况下，若使绝缘纸从狭缝的内周侧开口以扩展的方式突出，则可以使线 圈容易插入。另外，在上述实施例中，狭缝设置成开口狭缝，但是也可以构成为使 各齿的内周端沿周方向延伸。且，在开口狭缝的情况下，虽然设置有保持 部件，但也可以用树脂等对齿的内周端进行模制来构成保持部件。另外，在上述实施例中，虽然将线圈的环绕部分以近似龟甲形状插入 到定子铁心中，但是不形成为龟甲形状也可，例如构成为大的椭圆形状也 可以。上述定子绕组不仅适用于感应电动机，也适用于永久磁铁旋转电机， 结合图28至图32，对使用上述定子绕组的永久磁铁旋转电机进行说明。 图28是永久磁铁旋转电机200的截面图。图29是图28表示的定子230 及转子250的A—A截面。该图中省略了机壳212及轴218。机壳212的内部保持有定子230，定子230具有定子铁心232及上述 的定子绕组238。相对于定子铁心232，隔着空隙222配置具有永久磁铁 254的转子250。机壳212在轴218的旋转轴方向的两侧分别具有尾端托 座214，具有所述转子铁心252的轴218旋转自如地被轴承216保持于各 尾端托座214。在轴218上设置有检测转子的极的位置的转子位置传感器224、及检测转子的旋转速度的旋转速度传感器226。根据这些传感器的输出来控制向定子绕组供给的三相交流电。结合图29对图28中表示的定子230及转子250的具体构造进行说明。 定子230具有定子铁心232，定子铁心232与上述构造一样在周方向均匀 地设置有多个狭缝234和齿236，狭缝234具有上述构造的定子绕组238。 如图29所示，本实施例中定子铁心的狭缝数是48，但是并不限于此。在转子铁心252上设置有插入永久磁铁254及256的永久磁铁插入孔， 在上述永久磁铁插入孔中插入永久磁铁254及256。永久磁铁254及256 的磁化方向为，磁铁的定子侧面为成为N极或者S极的方向，转子的每极 磁化方向反转。图29所示的实施方式中，永久磁铁254及256作为转子250的一个 极起作用。具备永久磁铁254及256的转子250的极在转子250的周方向 上等间隔配置，该实施方式中是8极。但是不是固定在8极，从10极到 30极，可根据不同情况也可以是更多极，根据旋转电机要求的输出等条件 来确定极数。另外，如果极数变多，则磁铁数增大，作业性下降。根据不 同情况也可以是8极以下。作为转子250的各极而作用的永久磁铁254及 256的定子侧存在的转子铁心的部分，作为磁极片280起作用，出入永久 磁铁254及256的磁力线通过该磁极片280，出入定子铁心232。如上所述，作为转子250的极而作用的永久磁铁254及256，每极被 磁化成相反方向，若某极的磁铁254及256以在定子侧是N极、在轴侧是 S极的方式被磁化，则作为在该极两侧相邻的极起作用的永久磁铁254和 256以定子侧是S极、轴侧是N极的方式被磁化。在转子250的极与极间 设置有分别作为辅助磁极290起作用的部分，由于通过该等辅助磁极290 的q轴磁通和通过磁铁的d轴磁通的磁回路的磁阻的差，产生磁阻转矩。 在各辅助磁极290和各磁极片280间分别设置有桥部282和284，在该桥 部282和284通过磁空隙262和264减小磁回路的截面面积。由此，在各 桥部282和284产生磁饱和现象，从而将通过磁极片280和辅助磁极290 间的、即通过桥部282和284的磁通量控制在规定值以下。在图28及图29的旋转电机中，根据转子的上述旋转速度传感器226 及上述转子位置传感器224的输出，控制图24中记载的逆变器装置的转换动作，控制将从二次电池612供给的直流电转换为三相交流电的动作。该三相交流电被供给到如图28及图29所示的定子绕组238，根据上述旋 转速度传感器226的检测值控制三相交流电的频率，根据上述转子位置传 感器224的检测值控制上述三相交流电相对于转子的相位。通过上述三相交流电在定子230产生基于上述相位和频率的旋转磁 场。定子230的旋转磁场作用于转子250的永久磁铁254和256，在转子 250产生基于永久磁铁254和256的磁铁转矩。另外，上述旋转磁场作用 于转子250的辅助磁极290，根据通过上述旋转磁场的磁铁254及256的 磁回路和通过辅助磁极290的磁回路的磁阻的差，在转子250产生磁阻转 矩。转子250的旋转转矩，根据基于上述永久磁铁的磁转矩和基于上述辅 助磁极的磁阻转矩这两个转矩来确定。上述磁阻转矩，由定子绕组产生的旋转磁场通过磁铁的磁阻与通过上 述辅助磁极290的磁阻的差产生，所以如图24所示的逆变器装置620，将 由定子绕组238产生的电枢磁动势的合成矢量控制在相比于辅助磁极的中 心位置更靠向旋转方向的前进方向的一侧，由转子相对于辅助磁极290的 旋转磁通的前进一侧的相位产生磁阻转矩。该磁阻转矩在旋转电机的起动状态或低速运转状态下，因为在转子 250产生与永久磁铁254和256引起的磁铁转矩合成的方向上的旋转转矩， 所以在磁铁转矩和磁阻转矩的合成转矩的作用下，可以产生旋转电机必须 产生的必要的转矩。因此，可以减小与磁阻转矩相当的转矩部分、磁铁转 矩的产生，可以降低永久磁铁的磁动势。通过降低永久磁铁的磁动势，可 以控制在旋转电机高速运转时由永久磁铁产生的感应电压，使容易向高速 运转时的旋转电机供给电力。进而通过增大磁阻转矩具有可以减少磁铁量 的效果。由于希土类永久磁铁价格昂贵，所以能够减少磁铁的使用量在经 济的观点上也令人满意。上述定子绕组可适用于感应型旋转电机或永久磁铁型旋转电机，使用 这样的旋转电机，可使生产容易进行，且可提高旋转电机的可靠性。另外, 通过在狭缝的周方向设置一个导体，由此在可以降低转矩脉动的同时也可 以使旋转电机的生产率提高。上述实施例可以用连续的导体生产多周环绕 的线圈，可以得到连接点少，生产效率高的旋转电机。
权利要求
1.一种车载用旋转电机，其特征在于具有定子和在定子的内侧设置的可以旋转的转子，所述定子具有在全周等间隔地设有狭缝的定子铁心和配置在所述狭缝内的定子绕组，所述定子绕组具有通过所述狭缝中的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝而卷绕多圈的线圈和连接所述线圈的过渡线，并且所述线圈配置在定子铁心的全周，所述线圈在所述第一狭缝中被配置在其转子一侧，在所述第二狭缝中被配置在其内侧，并且所述线圈在所述狭缝的转子一侧和内侧的移动构成线圈末端的形状，所述配置在全周的线圈被配置成在其线圈末端前期移动的方向为大致相同的方向，所述线圈由配置在线圈末端的外侧的过渡线连接，至少所述线圈是由连续的导体成形为线圈状。
2. —种车载用旋转电机，其特征在于 具有定子和在定子的内侧设置的可以旋转的转子，所述定子具有在全周等间隔地设有狭缝的定子铁心和配置在所述狭 缝内的定子绕组，所述定子绕组具有通过所述狭缝中的一个狭缝和另一个狭缝这两个 狭缝而巻绕多圈的第一线圈；通过与所述一个狭缝和所述另一个狭缝分别相邻的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝巻绕多圈的第二线圈；将所述第 一线圈和所述第二线圈串联连接的线圈间连接线；以及用于连接所述串联 连接的线圈的过渡线，并且所述线圈设置在定子铁心的全周，所述线圈在所述第一狭缝中被配置在其转子一侧，在所述第二狭缝中 被配置在其内侧，并且所述线圈在所述狭缝的转子一侧和内侧的移动构成 线圈末端的形状，所述配置在全周的线圈被配置成在其线圈末端前期移动的方向为大致相同的方向，所述线圈由配置在线圈末端的外侧的过渡线连接，至少所述第一线圈和所述第二线圈是由连续的导体成形为线圈状。
3. 如权利要求1所述的车载用旋转电机，其特征在于 在所述狭缝中，在径向的转子一侧和内侧分别配置构成线圈的多个导体，同时所述导体在狭缝的周方向排成一列。
4. 一种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的 旋转自如的转子，其特征在于所述定子由定子铁心和线圈构成，所述定子铁心在周方向设有多个狭 缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈通过重叠巻绕的方式巻 绕在各个所述狭缝内，该线圈中的至少重叠巻绕的环绕部分由连续线构成，并被巻绕成在线 圈末端跨过所述狭缝的内周侧和外周侧。
5. 如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于 所述线圈的截面呈近似矩形形状。
6. 如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于所述线圈的截面是在所述定子铁心的法线方向长、径向短的近似长方形。
7. 如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于； 所述线圈由多个相构成，同相的所述环绕部分遍及多处地安装于周方向上分开的所述狭缝，并 由过渡线连结。
8. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于； 所述过渡线与同相的各个所述线圈连续。
9. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于；所述过渡线构成为在各个所述环绕部分的一端加长，该加长了的所述 环绕部分的一端与其他的所述环绕部分的另一端连接。
10. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于； 所述过渡线只设置在定子的轴向一端侧。
11. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于；所述过渡线以跨过所述定子铁心的外周侧和内周侧的方式设置成近 似漩涡状。
12. 如权利要求ll所述的旋转电机，其特征在于； 所述过渡线被设置成位于定子的轴向大致同一面上。
13. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于；所述过渡线从所述环绕部分的所述狭缝的底部一侧跨过所述线圈插 入部一侧设置。
14. 如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于；所述过渡线在所述环绕部分的所述狭缝的底部一侧，以及/或者，在所 述线圈插入部侧形成为螺旋状。
15. 如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于； 所述线圈的狭缝插入部分固定有绝缘部件。
16. 如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于； 所述线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状。
17. —种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置 的旋转自如的转子，其特征在于；所述定子由定子铁心和多个相的线圈构成，所述定子铁心在周方向设 有多个狭缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述多个相的线圈以环 绕方式巻绕在周方向上分开两个以上的所述狭缝内，该线圈由截面为近似四边形的扁线构成，所述线圈中的所述环绕部分 通过连续的同相的线圈邻接且设有多个，这些所述环绕部分分别被安装于 相邻的所述狭缝，并被巻绕成在线圈末端跨过所述狭缝的内周侧和外周
18. 如权利要求17所述的旋转电机，其特征在于； 同相的线圈中的多个所述环绕部分由在外周和内周呈漩涡状巻绕的两个环绕部分构成，各个环绕部分在内周侧的末端连续。
19. 如权利要求18所述的旋转电机，其特征在于；同相的两个所述环绕部分遍及多处地设置于在周方向上分开的所述 狭缝，它们通过过渡线连结，所述过渡线通过将被引出向所述环绕部分外 周侧的末端彼此连接而构成。
20. —种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置 的旋转自如的转子，其特征在于；所述定子由定子铁心和线圈构成，所述定子铁心在周方向设有多个狭 缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈以环绕方式巻绕在周方 向上分开两个以上的所述狭缝内，该线圈中的至少所述环绕部分由连续线构成，并被巻绕成在线圈末端 跨过所述狭缝的内周侧和外周侧，并且从所述定子铁心的狭缝内向连续方 向延伸的延出部，向所述狭缝的轴向两端侧延伸出。
21. 如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于； 所述狭缝中的所述线圈插入部是开口狭缝，其周方向宽度与所述狭缝中的安装所述线圈的部分的周方向宽度大致相同，或者在安装所述线圈的 部分的周方向宽度以上。
22. 如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于； 在所述狭缝中的所述线圈插入部的内周侧，安装有阻止所述线圈向内周侧移动的保持部件。
23. 如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于； 所述线圈的至少环绕部分将各个线材彼此一体固定。
全文摘要
本发明提供一种旋转电机，其可以尽可能减少连接部位，将线圈卷绕在定子铁心上。该旋转电机具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的旋转自如的转子，其中，定子由定子铁心和线圈构成，所述定子铁心在周方向上设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈以重叠卷绕方式卷绕在各个所述狭缝内，线圈中的至少重叠卷绕的环绕部分由连续线构成，并被卷绕成在线圈末端跨过狭缝的内周侧和外周侧。因此，即使增加环绕部分的环绕数也不会增加连接部位。
文档编号H02K3/04GK101222155SQ20071030571
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者中山健一, 后藤刚志, 石上孝, 长绳尚 申请人:株式会社日立制作所