专利名称：电动发电机的定子及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用在例如机动车辆中作为电动机和发电机的电动发电机的定子，以及 制造该定子的方法。
背景技术：
例如电动机和发电机的电动发电机通常包括转子、定子以及容纳转子和定子的壳 体。转子固定在由壳体可旋转地支撑的旋转轴上。定子固定在壳体中，从而围绕转子的径 向外圆周。此外，定子包括中空的圆柱形定子铁芯和安装在定子铁芯上的定子线圈。定子 铁芯具有在定子铁芯的径向内表面中形成的、并且沿定子铁芯的圆周方向以预定距离间隔 开的多个槽。定子线圈由安装在定子铁芯上的多根电线构成。每根电线包括多个容纳在定 子铁芯的槽中的槽内部分，和多个位于槽的外部以连接槽内部分的连接部。上述定子线圈可以形成为具有由例如在首次公开号为2004-104841的日本专利 中公开的传统方法制造的平带状电线组件。根据该传统方法，首先将多根电线形成为具 有三角波的形状。然后，将一根电线保持固定，并将其他电线依次地编织到该固定电线上， 从而形成平带状电线组件。更具体地，在编织步骤中，每根其他电线重复地沿它的轴旋转 90°，并且向固定电线移动其间距的一半。此外，可以将扁平的电线组件卷绕预定圈数，以形成中空的圆柱形电线组件。之 后，可以将多个定子铁芯片安装至中空的圆柱形电线组件。然后，可以将定子铁芯片连接在 一起以形成定子，其中中空的圆柱形电线组件构成定子线圈并且由定子铁芯片一起构成定 子铁芯。在以如上所述的方式获得的定子中，由电线的连接部构成的定子线圈的轴向端部 从定子铁芯的轴向端面突出。在下文中，将定子线圈的轴向端部称作定子线圈的线圈端。由 于电线的每个连接部延伸以形成三角形，所以线圈端的轴向端面沿连接部的延伸方向变得 不平坦。此外，电线的每个连接部具有在连接部中离定子铁芯轴向最远的顶点。对于电线 的每对径向相邻的连接部，连接部的顶点以定子铁芯的每对周向相邻的槽之间的距离在圆 周方向上彼此间隔开。因此，电线的所有连接部的顶点共同形成多个弯曲的脊状部，其中的 每一个脊状部从定子线圈的径向内侧倾斜地延伸至径向外侧，并且在脊状部之间形成多个 凹部。此外，在电动发电机的运行过程中，定子线圈的温度由于从中流过的电流而上升， 从而导致定子线圈的电阻增加。因此，为了抑制定子线圈的电阻增加，提供冷却剂(例如 ATF)使其沿着线圈端和定子铁芯的表面流动，从而冷却定子线圈和定子铁芯。另外，如图 18所示，随着电动发电机的转子的旋转，冷却剂从定子铁芯60A的径向内侧流动至径向外 侧，从而冷却定子线圈70A的线圈端的轴向端面。然而，对于形成为具有由传统方法制造的平带状电线组件的定子线圈，经过一个 线圈端的轴向端面的冷却剂的流动不同于经过其他线圈端的轴向端面的冷却剂的流动。更具体地，如图19A所示，对于定子线圈70A的一个线圈端，由电线的连接部的顶
4点构成的脊状部700A的延伸方向与转子40A的旋转方向b —致，并且因此也与冷却剂的流 动方向一致。应该注意到，为了简化的缘故，在图19A中仅用实线显示出一个脊状部700A。 因此，冷却剂可以沿着线圈端的轴向端面从定子铁芯60A的径向内侧平滑地流动至径向外 侧，从而有效地冷却线圈端。相比较而言，如图19B所示，对于其他线圈端，脊状部700A的延伸方向与转子40A 的旋转方向b相横切，并且因此也与冷却剂的流动方向相横切。应该注意到，为了简化的缘 故，在图19B中仅用实线显示出一个脊状部700A。因此，冷却剂不能沿着其他线圈端的轴向 端面平滑地流动，从而不能有效地冷却其他线圈端。
发明内容
根据本发明，提供一种电动发电机的定子，其包括中空的圆柱形定子铁芯和定子 线圈。该定子铁芯具有在定子铁芯的径向内表面中形成的并且沿着定子铁芯的圆周方向以 预定距离间隔开的多个槽。定子线圈由安装在定子铁芯上的多根波状电线构成。每根电线 具有多个槽内部分，其中的每一个槽内部分被容纳在定子铁芯的一个槽中，以及多个连接 部，其中的每一个连接部位于定子铁芯的槽的外部以连接电线的一对相邻的槽内部分。每 个连接部包括顶点部分，其位于连接部中距离定子铁芯轴向最远的位置，并且包括倾斜段； 该倾斜段相对于定子铁芯的径向倾斜地延伸。此外，在根据本发明的定子中，位于定子铁芯 的轴向一侧上的电线的连接部的顶点部分的倾斜段与位于定子铁芯的轴向另一侧上的电 线的连接部的顶点部分的倾斜段沿相同的方向倾斜。根据上述结构，当提供冷却剂以冷却定子时，在定子铁芯一侧上的定子线圈的轴 向端面上提供的冷却剂的流动路径与在定子铁芯另一侧上的定子线圈的轴向端面上提供 的冷却剂的流动路径相同。因此，能够在定子线圈的两个轴向端面上获得相同的冷却效果， 从而能够确保定子的高的冷却性能。在本发明的优选实施方式中，连接部的顶点部分的倾斜段的倾斜角度从定子铁芯 的径向内侧向径向外侧增加。落到同一个圆圈的电线的倾斜段的倾斜角度彼此相等。电线的每个连接部是阶梯状的，其包括平行于定子铁芯的轴向端面延伸的多个肩 部，其中连接部从定子铁芯的轴向端面突出。此外，多个肩部包括两个肩部，其中的每一个 肩部与由连接部连接的一对槽内部分中的一个相邻。规定下列尺寸关系dl < d2，其中dl 是与槽内部分相邻的两个肩部中的每一个的长度，d2是定子铁芯的每一对周向相邻的槽之 间的距离。对于每根电线，由电线的一个倾斜段导致的电线的径向位置的变化基本上等于电 线的厚度。每根电线由具有矩形截面的电导体和覆盖电导体表面的绝缘涂层构成。此外，绝 缘涂层是两层结构，构造成包括内层和外层。此外，内层具有比外层高的玻璃转化温度。根据本发明，还提供一种制造根据本发明的定子的方法。该方法包括下列步骤 (1)预备多根电线和多个定子铁芯片，该定子铁芯片共同构成定子铁芯；(2)使电线成形以 获得多根波状电线；(3)堆叠波状电线以形成平带状电线组件；(4)将平带状电线组件卷绕 预定圈数，以形成具有中空圆柱形的定子线圈；以及(5)将定子铁芯片组装至定子线圈以形成定子。根据本发明，还提供另一种制造根据本发明的定子的方法。该另一种方法包括下 列步骤；(1)预备多根电线和多个定子铁芯片，该定子铁芯片共同构成定子铁芯；(2)使电 线成形以获得多根波状电线，其中将多根波状电线分为多个组，使得在同一组里的波状电 线具有相同的长度，而在不同组里的波状电线具有不同的长度；(3)堆叠各组中的波状电 线以形成多个具有不同长度的平带状电线组件；(4)分别将平带状电线组件卷绕一圈，以 形成多个具有不同内径和外径的中空圆柱形电线组件；(5)组装中空圆柱形电线组件以形 成定子线圈；以及(6)将定子铁芯片组装至定子线圈以形成定子。在根据本发明的上述方法中，优选地对于通过成形步骤获得的每根波状电线，连 接部的顶点部分的所有倾斜段相对于波状电线的纵轴沿相同的方向倾斜。
根据下面给出的详细描述和本发明的优选实施方式的附图会更充分地理解本发 明，然而不应该将本发明限于具体实施方式
，而仅是用于解释和理解的目的。在附图中图1是显示包括根据本发明第一实施方式的定子的电动发电机的整体结构的示 意性横截面图；图2是定子的端视图；图3是定子的定子铁芯的端视图；图4是一个定子铁芯片的端视图，其中定子铁芯片共同构成定子铁芯；图5A-5C分别是一根电线的后端视图、顶视图和前端视图，其中电线共同构成定 子的定子线圈；图6是显示一根电线的连接部的透视图；图7A-7C分别是用于使用传统方法形成定子线圈的电线中的一根的后端视图、顶 视图和前端视图；图8是显示设置在用于形成根据第一实施方式的定子线圈的电线中的倾斜段的 示意图；图9A是说明用于形成根据第一实施方式的定子线圈的电线的结构的横截面图；图9B是说明在图9A中示出的电线的结构的改进的横截面图；图10是根据第一实施方式的定子的电路原理图；图11A-11C、12A-12C、13A-13C和14A-14C是说明在制造根据第一实施方式的定子 的过程中的电线组件形成步骤的示意图；图15A是说明在根据第一实施方式的定子铁芯的一侧上的定子线圈的轴向端面 上的冷却剂的流动路径的示意性端视图；图15B是说明在根据第一实施方式的定子铁芯的另一侧上的定子线圈的轴向端 面上的冷却剂的流动路径的示意性端视图；图16A-16D是显示用于形成根据本发明第二实施方式的定子线圈的中空圆柱形 电线组件的透视图；图17是显示根据第二实施方式的定子线圈的透视图18是说明经过传统定子的冷却剂的流动的示意性透视图；图19A是说明在传统定子的轴向一侧上的冷却剂的流动路径的示意性端视图；图19B是说明在传统定子的轴向另一侧上的冷却剂的流动路径的示意性端视图。
具体实施例方式下面将参照图1-17描述本发明的优选实施方式。应该注意到，为了清楚和理解， 在本发明的不同实施方式中，尽可能在每个附图中使用相同的参考数字标记具有相同功能 的相同组件。[第一实施方式]图1显示了包括根据本发明第一实施方式的定子50的电动发电机100的整体结 构。电动发电机100配置为作为例如电动车辆或混合动力车辆的机动车辆中的发电 机或电动机而运行。如图1所示，电动发电机100除了定子50以外，进一步包括壳体20和转子40。壳 体20由在其开口端处接合在一起的一对杯状的壳体件21和22构成。壳体20具有安装在 其中的一对轴承31和32，旋转轴30通过该对轴承被壳体20可旋转地支撑。转子40被容 纳在壳体20中并且固定在旋转轴30上。定子50固定在壳体20中，从而包围转子40的径 向外圆周。转子40包括设置在面对定子50的径向内圆周的转子40的径向外圆周上的永久 磁铁。永久磁铁具有在其中形成的、沿着旋转轴30的圆周方向以预定的间隔设置的多个磁 极。将磁极磁化，以使得磁极的极性沿着旋转轴30的圆周方向在N(North)和S(Sorth)之 间交替变化。磁极的数量取决于电动发电机100的类型。在本实施方式中，磁极的数量设 置为八个(即，四个N极和四个S极)。如图1-3所示，定子50包括中空圆柱形定子铁芯60和安装在定子铁芯60上的三 相定子线圈70。定子铁芯60具有在定子铁芯60的径向内表面中形成的并且沿着定子铁芯 60的圆周方向以预定距离间隔开的多个槽61。定子线圈70具有被容纳在定子铁芯60的 槽61中的槽内部分，和分别从定子铁芯60的轴向端面突出的一对相对的轴向端部。在下 文中，将定子线圈70的轴向端部称作定子线圈70的线圈端。另外，定子50还包括插在定 子铁芯60和定子线圈70之间的绝缘纸。稍后将描述定子50的详细结构。电动发电机100还包括冷却剂供应器(未示出)、冷却剂集流器(未示出)和冷却 剂循环器(未示出)。冷却剂供应器通过冷却剂管道23将用于冷却转子40和定子50的冷 却剂从壳体20的外部供应至内部。应该注意到，尽管在图1中仅示出一个冷却剂管道23， 但是电动发电机100实际上包括至少两个冷却剂管道23，其分别轴向地位于定子50的相对 侧上。如图1所示，每个冷却剂管道23延伸经过壳体20的轴向端壁，从而使该冷却剂管道 的开口端位于定子线圈70的对应的一个线圈端的竖直向上的位置上。在每个冷却剂管道 23的开口端处形成冷却剂流出口 23a，冷却剂通过该冷却剂流出口 23a而流入壳体20的内 部。冷却剂集流器将流入壳体20内部的冷却剂集中。冷却剂循环器将由冷却剂集流器集 中的冷却剂循环返回冷却剂供应器。另外，在本实施方式中，将ATF(自动传输流体)用作 用于冷却转子40和定子50的冷却剂。应该注意到，也可以使用例如冷却油等其他传统冷
7却剂代替ATF。现在参考图3，在定子铁芯60中，每个槽61沿定子铁芯60的径向具有深度。在本 实施方式中，对于转子40的八个磁极中的每一个并且对于三相定子线圈70中的每一个， 提供两个槽61。因此，在定子铁芯60中提供的槽61的总数量等于48 (即8 X 3 X 2)。此外，在本实施方式中，定子铁芯60例如由24个如图4所示的定子铁芯片62构 成。每个定子铁芯片62在其中限定一个槽61。此外，每对周向相邻的定子铁芯片62在其 间共同限定一个槽61。更具体地，每个定子铁芯片62具有一对齿部63，其中的每一个齿 部径向向内延伸，以及后芯部64，其设置在齿部63的径向向外的位置上以将它们连接在一 起。在组装定子铁芯60之后，定子铁芯片62的所有后芯部64设置为沿着定子铁芯60的 圆周方向相互邻接。另外，在本实施方式中，每个定子铁芯片62通过层压多个在其间插有多个绝缘薄 膜的磁性钢板而形成。应该注意到，也可以使用其他的传统金属板代替磁性钢板。通过堆叠多根如图5A-5C所示的波状电线80以形成如图14C所示的平带状电线 组件71，并且将平带状电线组件71卷绕预定圈数以形成中空圆柱形而制造定子线圈70。稍 后将详细描述根据本实施方式的定子线圈70的制造方法。如图9A所示，用于形成定子线圈70的每根波状电线80配置为具有电导体87和 覆盖电导体87表面的绝缘涂层88。在本实施方式中，电导体87由铜制成，并且具有矩形截 面。由于该矩形截面，能够以高密度将电线80安装在定子铁芯60上。此外，在本实施方式中，绝缘涂层88是两层结构，其包括内层88a和外层88b。绝 缘涂层88的厚度(即内层和外层88a和88b的厚度的总和)设置在100 μ π!至200 μ m的 范围内。由于上述两层结构的绝缘涂层88，能够可靠地使电线80相互绝缘，而不用在电线 80之间插入绝缘纸板。然而，也可以在电线80之间插入绝缘纸板，从而增强其间的电绝缘。此外，外层88b由例如尼龙的绝缘材料制成。内层88a由具有比外层88b高的玻 璃转化温度的绝缘材料制成，例如热塑树脂或聚酰胺_酰亚胺树脂。因此，外层88b将比内 层88a更早地被由电动发电机100的操作而产生的热量软化，从而将插入定子铁芯60的同 一个槽61中的电线80的那些部分粘结在一起。因此，电线80的那些部分将整合成为刚性 体，从而增强其机械强度。另外，当发生过度的振动时，外层88b将从内层88a分离，从而使 内层88a保持覆盖电导体87的表面。因此，可以确保电线80之间的电绝缘。此外，如图9B所示，对于每根电线80还可以包括可熔涂层89以覆盖绝缘涂层88 的外表面；可熔涂层89可以由例如环氧树脂制成。在这种情况下，电线80的可熔涂层89 将比绝缘涂层88更早地被由电动发电机100的操作而产生的热量熔化，从而将插入定子铁 芯60的同一个槽61中的电线80的那些部分粘结在一起。因此，电线80的那些部分整合 成为刚性体，从而增强其机械强度。另外，在这种情况下，绝缘涂层88也可以由PPS (聚苯 硫醚)制成以具有单层结构。图5A-5C显示被安装至定子铁芯60以构成定子线圈70之前的电线80中的一根。 应该注意到，在本实施方式中的所有电线80彼此相同。因此，为了避免冗余，在下文中将仅 描述一根电线80的结构。如图5A-5C所示，电线80是波状的，其包括多个槽内部分81，其中的每一个槽内部，以及多个连接部82，其中的每一个连接部连接一对 相邻的槽内部分81并且位于定子铁芯60的槽61的外部。槽内部分81沿着电线80的纵 向以预定间隔设置，并且相互平行地直着延伸。每个连接部82包括顶点部分84，其位于连接部82中距离定子铁芯60的对应的 轴向端面轴向最远的位置，并且平行于对应的轴向端面地延伸。如图5A和5C所示，顶点部 分84是曲柄形的，其包括相对于在垂直于电线80的槽内部分81的平面上的连接部82的 其他部分倾斜地延伸的倾斜段84a。此外，如图8所示，在将电线80安装至定子铁芯60之后，倾斜段84a相对于参考 线Ll倾斜地延伸，并且在倾斜段84a和参考线Ll之间具有倾斜角θ ；倾斜角θ大于0° 且小于90°。这里，将参考线Ll限定为从定子铁芯60的轴P径向地延伸经过顶点部分84 的中心。因此，换句话说，倾斜段84a相对于定子铁芯60的径向倾斜地延伸。此外，在本实施方式中，对于每根电线80，倾斜段84a的倾斜角θ从定子铁芯60 的径向内侧至径向外侧逐渐增加。因此，电线80的连接部82的所有顶点部分84共同形成 多个脊状部700，其中的每一个脊状部700沿着缓慢的曲线从定子铁芯60的径向内侧倾斜 地延伸至径向外侧。应该注意到，为了简化，在图8中仅用实线显示出一个脊状部700。因 此，当脊状部700的延伸方向与转子40的旋转方向一致时，冷却剂可以沿着在脊状部700 之间形成的凹部从定子铁芯60的径向内侧平滑地流动至径向外侧，从而有效地冷却定子 线圈70和定子铁芯60。此外，在本实施方式中，落到同一个圆圈(换句话说，具有相同的径向位置)的电 线80的倾斜段84a的倾斜角θ彼此相等。因此，可以使得在定子线圈70的两个轴向端面 上沿定子铁芯60的圆周方向的冷却效果均勻化。返回参考图5A-5C，在本实施方式中，电线80的形状使得相对于电线80的纵轴 L2，连接部82的顶点部分84的所有倾斜段84a沿相同的方向倾斜(或歪斜)。更具体地， 相对于纵轴L2，在前侧(即图5B中的下侧)上的连接部82的顶点部分84的倾斜段84a与 在后侧(即图5B中的上侧)上的连接部82的顶点部分84的倾斜段84a沿相同的方向倾 斜。相比较而言，在使用在首次公开号为2004-104841的日本专利中公开的传统方法 的情况下，通过使用例如图7A-7C所示的电线90制造平带状电线组件。每根电线90的形状 使得相对于电线90的纵轴L3，在前侧(即图7B中的下侧)上的连接部92的顶点部分94 的倾斜段94a与在后侧(即图7B中的上侧)上的连接部92的顶点部分94的倾斜段94a 沿相对的方向倾斜。再次参考图8，在本实施方式中，对于每根电线80，由连接部82的顶点部分84的 一个倾斜段84a导致的电线80的径向位置的变化基本上等于电线80的厚度。因此，可以 使电线80的每对径向相邻的连接部82彼此接触。因此，可以使定子线圈70的线圈端的径 向宽度最小化，从而防止定子线圈70从定子铁芯60径向地突出。此外，在本实施方式中，如图6所示，每个连接部82包括一对肩部85，它们分别与 由连接部82连接的一对槽内部分81相邻，并且都垂直于槽内部分81 (或平行于定子铁芯 70的对应的轴向端面)地延伸。因此，由于该肩部85，可以减少每个连接部82的高度(即， 定子线圈70的线圈端的轴向长度)。
此外，在本实施方式中，规定下列尺寸关系dl <d2，其中dl是如图6所示的电线 80的连接部82的每个肩部85的长度，并且d2是如图3所示的定子铁芯60的每一对周向 相邻的槽61之间的距离。通过规定上述关系，可以防止电线80的分别从定子铁芯60的一 对周向相邻的槽61突出的每一对连接部82之间的干涉。因此，可以防止定子线圈70的线 圈端的轴向长度和径向宽度增加，以用于防止上述干涉。再次参考图6，电线80的每个连接部82还包括在顶点部分84和每个肩部85之 间的两个肩部86。因此，电线80的每个连接部82总共包括七个部分，即，一个顶点部分84 和六个肩部85和86。与肩部85相同地，每个肩部86垂直于槽内部分81 (或平行于定子 铁芯70的对应的轴向端面)地延伸。因此，由于该肩部86，可以进一步减少每个连接部82 的高度(即，定子线圈70的线圈端的轴向长度)。另外，每个连接部82可以看作在顶点部 分84的两侧上呈阶梯状，以减少其高度。在本实施方式中，如图10所示，定子线圈70由六个相绕组U1、U2、V1、V2、W1和W2 构成。相绕组Ul和U2彼此平行地连接以构成定子线圈70的U相绕组。同样地，相绕组Vl 和V2彼此平行地连接以构成定子线圈70的V相绕组。相绕组Wl和W2彼此平行地连接以 构成定子线圈70的W相绕组。此外，将U相、V相和W相绕组Y型连接，从而在其间具有中 性点0。此外，在本实施方式中，定子线圈70的六个相绕组U1、U2、V1、V2、W1和W2中的每 一个通过例如焊接而接合一对电线80而形成。因此，用于形成定子线圈70的电线80的数 量等于12。将每根电线80波状地缠绕在定子铁芯60周围以沿着定子铁芯60的圆周方向延 伸。在本实施方式中，将定子铁芯60的槽61划分为八组，其中的每一组包括六个周向相邻 的槽61。对于每根电线80，电线80的所有槽内部分81被容纳在分别属于八个组并且沿着 定子铁芯60的圆周方向间隔五个槽61的八个槽61中。此外，对于每根电线80，电线80的 每个连接部82从定子铁芯60的一个轴向端面突出，以连接电线80的一对周向相邻的槽内 部分81。因此，电线80的所有连接部82共同构成定子线圈70的线圈端。此外，对于每根电线80，电线80的一端从定子铁芯60的一个槽61的径向最外部 的部分突出；电线80的另一端从定子铁芯60的另一个槽61的径向最内部的部分突出。此 外，电线80的两端从定子铁芯60的相同轴向端面突出。定子铁芯60的每个槽61仅接收 两根电线80的槽内部分81。此外，在每个槽61中，两根电线80中的一根的槽内部分81与 另一根电线80的槽内部分81沿着定子铁芯60的径向交替设置。在定子线圈70中，例如通过焊接将相绕组Ul的末端分别接合至相绕组U2的末 端，形成接合部75。同样地，例如通过焊接将相绕组Vl的末端分别接合至相绕组V2的末 端，形成接合部75。例如通过焊接将相绕组Wl的末端分别接合至相绕组W2的末端，形成接 合部75。如图1所示，所有的接合部75形成为从定子线圈70的一个线圈端突出。在已经描述了电动发电机100的整体结构和定子50的详细结构之后，在下文中将 描述制造根据本实施方式的定子50的方法。在本实施方式中，制造定子50的方法包括电线成形步骤、电线组件形成步骤、定 子线圈形成步骤和定子组装步骤。1.电线成形步骤
10
在该步骤中，使用成形机(未示出)将12根直的电线成形，以形成12根如图5A-5C 所示的波状电线80。2.电线组件形成步骤在该步骤中，如图11A-14C所示，将12根波状电线80连续地堆叠，以形成平带状 电线组件71。在这种情况下，最好从图IlB看，将电线80堆叠为沿电线组件71的纵向以定 子铁芯60的每对周向相邻的槽61之间的距离d2相互偏离。应该注意到，在图11-14中， 参考数字1至12表示电线80在其连续的堆叠中的编号。3.定子线圈形成步骤在该步骤中，将平带状电线组件71围绕具有预定外径的圆柱形芯件(未示出)卷 绕预定圈数(例如，在本实施方式中为五圈)，以形成中空圆柱形。此外，在该步骤中，例如 通过焊接将电线80的对应末端接合在一起。因此，获得具有可以从图2看出的中空圆柱形 的定子线圈70。4.定子组装步骤在该步骤中，将定子铁芯60组装至定子线圈70，从而形成定子50。更具体地，在 本实施方式中，定子铁芯60由24个如图4所示的定子铁芯片62构成。在该步骤中，将定 子铁芯片62安装至定子线圈70，使得定子铁芯片62的齿部63分别插入在电线80的各对 周向相邻的槽内部分81之间形成的间隙中。然后，例如通过焊接将定子铁芯片62的所有 后芯部64相互接合。因此获得如图2所示的定子50。关于根据本实施方式的上述方法，由于定子线圈70形成为具有单个平带状电线 组件71，所以可以使接合电线80的末端的接合部75的数量最小化，从而使定子线圈70的 尺寸最小化。再次参考图1，在电动发电机100的操作过程中，由冷却剂供应器通过冷却剂流出 口 23a流出冷却剂。然后，已经流至定子线圈70的线圈端(即电线80的连接部82)的冷 却剂进一步沿着线圈端的径向外表面流动，从而在整个定子线圈70上蔓延。另一方面，已 经流至转子40的轴向端面的冷却剂随着转子40的旋转进一步径向向外地流动，经过定子 线圈70的线圈端。如上所述，在本实施方式中，对于每根电线80，连接部82的顶点部分84的所有倾 斜段84a沿相同的方向倾斜(或歪斜)。因此，位于定子铁芯60的轴向一侧上的电线80的 连接部82的顶点部分84的倾斜段84a与位于定子铁芯60的轴向另一侧上的电线80的连 接部82的顶点部分84的倾斜段84a沿相同的方向倾斜。因此，在定子铁芯60 —侧上的线圈端的轴向端面上提供的冷却剂的流动路径与 在定子铁芯60另一侧上的线圈端的轴向端面上提供的冷却剂的流动路径相同；流动路径 分别如图15A和15B所示。因此，能够在定子线圈70的两个线圈端的轴向端面上实现相同 的冷却效果。换句话说，可以由冷却剂同样地冷却定子线圈70的两个线圈端。此外，如图15A和15B所示，在定子线圈70的两个线圈端的轴向端面上，可以使转 子40的旋转方向和由此导致的冷却剂的流动方向与由电线80的连接部82的顶点84构成 的脊状部700的延伸方向一致。应该注意到，为了简化，在图15A和15B的每一个中仅用实 线显示出一个脊状部700。因此，冷却剂可以沿着定子线圈70的两个线圈端的轴向端面平 滑地流动，从而有效地冷却两个线圈端。
[第二实施方式]本实施方式说明了一种制造电动发电机100的定子的方法，其不同于根据前述实 施方式的方法。与在前述实施方式中相同，根据本实施方式的方法也包括电线成形步骤、电线组 件形成步骤、定子线圈形成步骤和定子组装步骤。1.电线成形步骤在该步骤中，使用成形机(未示出)将总共48根直的电线成形，以形成四组如图 5A-5C所示的波状电线80。四个组中的每一组包括12根电线80。在同一组中的所有电线 80具有相同的长度。然而，在不同组中的电线80具有不同的长度。2.电线组件形成步骤在该步骤中，如图11A-14C所示，将四个组中的每一组的12根波状电线80连续地 堆叠，以形成平带状电线组件。因此，获得具有不同长度的四个平带状电线组件71a、71b、 71c和71d(未示出)。3.定子线圈形成步骤在该步骤中，将四个平带状电线组件71a_71d中的每一个围绕具有预定外径的圆 柱形芯件(未示出)卷绕一圈。因此，获得如图16A-16D所示的具有不同内径和外径的四 个中空圆柱形电线组件77a、77b、77c和77d。另外，组件77a的外径基本等于组件77b的内 径；组件77b的外径基本等于组件77c的内径；组件77c的外径基本等于组件77d的内径；然后，将四个中空圆柱形电线组件77a_77d组装在一起，更具体地径向堆叠在一 起，形成如图17所示的定子线圈76。另外，在该步骤中，例如通过焊接将电线80的对应末 端接合在一起。4.定子组装步骤在该步骤中，以与前述实施方式相同的方式将定子铁芯60组装至定子线圈76，从 而形成根据本实施方式的定子50。如上所述，在本实施方式中，定子线圈76通过径向地堆叠具有不同内径和外径的 中空圆柱形电线组件77a-77d而形成。此外，中空圆柱形电线组件77a-77d分别通过卷绕 具有不同长度的平带状电线组件71a-71d而形成。此外，四个平带状电线组件71a-71d分 别通过使用具有不同长度的四组电线80而形成。因此，与在前述实施方式中的所有电线80的长度和单个平带状电线组件71的长 度相比，所有电线80的长度和所有平带状电线组件71a-71d的长度显著缩短。因此，变得 更容易执行电线成形步骤和电线组件形成步骤，从而改善定子50的生产率。尽管已经显示并描述了本发明的上述具体实施方式
，但是本领域技术人员应该理 解，可以进行各种变形、改变和改进，而不会背离本发明的精神。
权利要求
一种电动发电机的定子，其包括中空的圆柱形定子铁芯，其具有在定子铁芯的径向内表面中形成的并且沿着定子铁芯的圆周方向以预定距离间隔开的多个槽；以及定子线圈，其由安装在定子铁芯上的多根波状电线构成，每根电线具有多个槽内部分，其中的每一个槽内部分被容纳在定子铁芯的一个槽中，以及多个连接部，其中的每一个连接部位于定子铁芯的槽的外部以连接电线的一对相邻的槽内部分，每个连接部包括顶点部分，该顶点部分位于连接部中距离定子铁芯轴向最远的位置，并且包括倾斜段，该倾斜段相对于定子铁芯的径向倾斜地延伸，其中位于定子铁芯的轴向一侧上的电线的连接部的顶点部分的倾斜段与位于定子铁芯的轴向另一侧上的电线的连接部的顶点部分的倾斜段沿相同的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，对于每根电线，连接部的顶点部分的倾斜 段的倾斜角度从定子铁芯的径向内侧向径向外侧增加。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，落到同一个圆圈的电线的倾斜段的倾斜 角度彼此相等。
4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，落到同一个圆圈的电线的倾斜段的倾斜 角度彼此相等。
5.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，电线的每个连接部是阶梯状以包括平行 于定子铁芯的轴向端面延伸的多个肩部，其中连接部从定子铁芯的轴向端面突出。
6.根据权利要求5所述的定子，其特征在于，多个肩部包括两个肩部，其中的每一个肩 部与由连接部连接的一对槽内部分中的一个相邻，并且规定下列尺寸关系dl < d2，其中dl是与槽内部分相邻的两个肩部中的每一个肩部的 长度，以及d2是定子铁芯的每一对周向相邻的槽之间的距离。
7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，对于每根电线，由电线的一个倾斜段导致 的电线的径向位置的变化基本上等于电线的厚度。
8.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，每根电线由具有矩形截面的电导体和覆 盖电导体表面的绝缘涂层构成。
9.根据权利要求8所述的定子，其特征在于，绝缘涂层是构造成包括内层和外层的两 层结构。
10.根据权利要求9所述的定子，其特征在于，内层具有比外层高的玻璃转化温度。
11.一种制造根据权利要求1所述的定子的方法，该方法包括下列步骤预备多根电线和多个定子铁芯片，该定子铁芯片共同构成根据权利要求1所述的定子 铁芯；使电线成形以获得多根根据权利要求1所述的波状电线；堆叠波状电线以形成平带状电线组件；将平带状电线组件卷绕预定圈数，以形成具有中空圆柱形的定子线圈；以及将定子铁芯片组装至定子线圈以形成定子。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对于通过成形步骤获得的每根波状电 线，连接部的顶点部分的所有倾斜段相对于波状电线的纵轴沿相同的方向倾斜。
13.—种制造根据权利要求1所述的定子的方法，该方法包括下列步骤预备多根电线和多个定子铁芯片，该定子铁芯片共同构成根据权利要求1所述的定子 铁芯；使电线成形以获得多根根据权利要求1所述的波状电线，其中将多根波状电线分为多 个组，使得在同一组里的波状电线具有相同的长度，而在不同组里的波状电线具有不同的 长度；堆叠在各组中的波状电线以形成多个具有不同长度的平带状电线组件； 将平带状电线组件分别卷绕一圈，以形成多个具有不同内径和外径的中空圆柱形电线 组件；组装中空圆柱形电线组件以形成定子线圈；以及 将定子铁芯片组装至定子线圈以形成定子。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，对于通过成形步骤获得的每根波状电 线，连接部的顶点部分的所有倾斜段相对于波状电线的纵轴沿相同的方向倾斜。
全文摘要
本发明公开了电动发电机的定子及其制造方法。一种电动发电机的定子，其包括定子铁芯和定子线圈。定子线圈由安装在定子铁芯上的波状电线构成。每根电线具有槽内部分，其中的每一个槽内部分被容纳在定子铁芯的一个槽中，以及连接部，其中的每一个连接部位于槽的外部以连接一对相邻的槽内部分。每个连接部包括顶点部分，其位于连接部中距离定子铁芯轴向最远的位置，并且包括倾斜段，其相对于定子铁芯的径向倾斜地延伸。此外，在沿定子铁芯轴向的定子铁芯一侧上的电线的倾斜段与在定子铁芯另一侧上的电线的倾斜段沿相同的方向倾斜。
文档编号H02K15/04GK101902084SQ20091024683
公开日2010年12月1日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月7日
发明者五郎畑哲也, 石塚敦朗 申请人:株式会社电装