专利名称：旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备在定子铁心的槽中配设多相线圈而成的定子和能旋转地配 置在定子的内周侧的转子的旋转电机。
背景技术：
例如，就旋转电机中使用的定子而言，当将U相、V相及W相的三相线圈配置到定 子铁心之时，一般使用一种对三相线圈进行保持并插入到定子铁心的内周侧的夹具。而且， 当在定子铁心的多个槽内配置三相线圈之后，使从定子铁心的轴向端面突出的线圈端导体 部朝向定子铁心的径向外方变形。在专利文献1的定子的制造方法中，首先，在定子铁心上卷装线圈之前，对下述的 线圈进行成形，其中该线圈具有相比定子铁心的内径位于内侧的山形形状的正面侧线圈 端部；配置于槽内的槽线圈部；山形形状的背面侧线圈端部。此外，在正面侧线圈端部与槽 线圈部之间，形成有沿内侧方向折曲的中继线圈部。而且，先将中继线圈部从定子铁心的端 面插入，并且在将线圈插入到定子铁心内后，使正面侧线圈端部向铁心内径的外侧变形。由此，能够将线圈预先成形成线圈插入后的形状，并将该线圈插入到定子铁心中， 能够抑制将线圈插入到定子铁心时线圈产生变形。专利文献1 日本专利第2523933号公报然而，在专利文献1中，在将线圈插入到定子铁心之后，使该线圈的正面侧线圈端 部向铁心的内径的外侧的变形。因此，在将线圈插入到定子铁心时，虽然线圈不产生变形， 但是由于在插入到定子铁心之后使其变形，所以存在变形的部分的导体部或绝缘覆膜劣化 的可能。此外，如果不使正面侧线圈端部向定子铁心的内径的外侧变形，而是将正面侧线 圈端部制成处于铁心内径的内侧的状态，虽然不存在正面侧线圈端部的导体部或绝缘覆膜 劣化的可能，但是会导致正面侧线圈端部靠近转子。而且，如果将用于检测转子的旋转位置 的旋转位置检测器(例如，解析器)配置在正面侧线圈端部的内周侧，由于在正面侧线圈端 部发生的杂波而存在旋转位置检测器的检测精度恶化的可能。针对于此，可以想到将旋转 位置检测器配置成从正面侧线圈端部分离，但是就因为使旋转位置检测器从正面侧线圈端 部分离而相应地导致旋转电机变大。
发明内容
本发明是鉴于上述的现有问题而作出的，其目的在于提供一种能够高精度地检测 出转子的旋转位置，并且能够实现小型化的旋转电机。本发明为一种旋转电机，是具备在沿定子铁心的轴向形成的多个槽内配设多相线 圈而成的定子和能旋转地配置在上述定子的内周侧的转子的旋转电机，其特征在于，上述 多相线圈构成为在同相的上述槽内，将同相的多个线圈导体配置成沿上述定子铁心的径 向排列，并且在从上述定子铁心的轴向一端面突出的一端侧线圈端部，将上述同相的多个线圈导体配置在比上述定子铁心的内周端面靠近径向外周侧，同时在从上述定子铁心的轴 向另一端面突出的另一端侧线圈端部，将上述同相的多个线圈导体配置在比上述定子铁心 的内周端面靠近径向内周侧，用于检测上述转子的旋转位置的旋转位置检测器，被配设在 上述定子铁心的轴向一端侧。本发明的旋转电机中的转子构成为，在定子铁心的轴向一端侧配设用于检测该转 子的旋转位置的旋转位置检测器。然而，在转子的轴向另一端侧配设旋转位置检测器的情 况下，由于另一端侧线圈端部靠近旋转位置检测器而在旋转位置检测器上重叠杂波而产生 检测精度恶化的问题。此外，在这种情况下，若想将旋转位置检测器配设成避开与另一端侧 线圈端部的干涉，则产生旋转电机的轴向尺寸变大的问题。针对于此，通过在转子的轴向一端侧配设旋转位置检测器，能够将一端侧线圈端 部与旋转位置检测器以分离的方式进行配设。因此，能够抑制由旋转位置检测器进行的旋 转位置的检测精度的恶化，同时防止旋转电机的轴向尺寸变大。所以，通过将旋转位置检测器配设在定子铁心的轴向一端侧，能够高精度地检测 出转子的旋转位置，且较小地维持旋转电机的轴向尺寸。
图1为表示实施例中的旋转电机的剖视说明图。图2为表示实施例中的配设在外壳内的旋转电机的剖视说明图。图3为表示实施例中的定子的立体图。图4为实施例中的将定子以从轴向看到的状态表示的剖视说明图。图5为表示实施例中的U相线圈的立体图。图6为表示实施例中的将U相、V相及W相的线圈组合而形成的线圈组装体的立 体图。
具体实施例方式下面，对上述的本发明的优选实施方式进行说明。在本发明中，上述旋转电机能够作为电动机、发电机、电动发电机加以使用。此外，上述多相线圈可以使用分别具有截面呈大致四边形状的角线导体、具有截 面呈扁平形状的角线导体等构成。并且，多相线圈可以由在导体部的全周上形成绝缘覆膜 的角线导体构成，上述导体部由铜等构成，上述绝缘覆膜由绝缘树脂等构成。此外，优选地，上述旋转位置检测器在相对一端侧线圈端部的内周侧，配置成与该 一端侧线圈端部在轴向上交叠。在这种情况下，能够将旋转位置检测器配设成使其潜入一端侧线圈端部的内周 侧，还能缩小旋转电机的轴向尺寸。此外，优选地，上述旋转位置检测器由解析器转子和解析器定子构成的解析器，其 中，上述解析器转子与上述转子连结，上述解析器定子被配设成与该解析器转子的外周侧 相向。在这种情况下，能够将作为旋转位置检测器的解析器维持旋转电机的小型化的同 时容易进行配设。
实施例以下，参照附图对本发明所涉及的旋转电机进行说明。如图1所示，本例子的旋转电机1具备多个槽21，它们沿着定子铁心2的轴向形 成；定子10，其以分布绕组状态配设三相线圈3U、3V、3W而成；转子6，其能旋转地配置在定 子10的内周侧。如图3、图5所示，三相线圈3U、3V、3W被构成为，在同相槽21内，将同相的多个线 圈导体4配置成沿定子铁心2的径向R排列，并且在从定子铁心2的轴向一端面20IA突出 的一端侧线圈端部30A，将同相的多个线圈4配置在比定子铁心2的内周端面221靠近径向 外周侧R2，同时在从定子铁心2的轴向另一端面201B突出的另一端侧线圈端部30B，将同 相的多个线圈导体4向定子铁心2的径向R的内周侧弯曲而配置在比定子铁心2的内周端 面221靠近径向内周侧Rl。而且，将用于检测转子6的旋转位置的旋转位置检测器7，被配 置在定子铁心2的轴向一端侧。以下，参照图1 图6对本例子的旋转电机1进行详细说明。如图1所示，本例子的旋转电机1作为混合动力汽车或电动汽车等的三相交流电 动机加以使用，具有将U相、V相及W相这三相线圈3U、3V、3W装配到定子铁心2的定子10。此外，三相线圈3U、3V、3W分别使用在由铜等导体部(导体母材)的全周上形成绝 缘树脂等绝缘覆膜而成的角线导体301而构成，该角线导体301的截面具有大致四边形状。如图5所示，本例子的三相线圈3U、3V、3W从槽21内起交替地位于一端侧线圈端 部30A和另一端侧线圈端部30B而形成环绕定子铁心2的周向C的波状绕组形状。此外， 本例子的三相线圈3U、3V、3W是将配置在相同槽21内的两个线圈导体4为一组而形成波状 绕组形状的。并且，两个线圈导体4是将连续的一个角线导体301在定子铁心2的周向C 环绕两次而成形。如图3、图5所示，各相线圈3U、3V、3W由槽导体部31和线圈端导体部32构成，其 中槽导体部31被配置在槽21内，线圈端导体部32被配置成从定子铁心2的轴向端面201 突出(配置在槽21之外)。位于一端侧线圈端部30A的线圈端导体部32，由弯曲角导体部 321和周向导体部322构成，其中弯曲角导体部321与槽导体部31连接且从定子铁心2的 轴向一端面201A立起并向周向C弯曲，周向导体部322将分别与各槽导体部31连接的弯曲 角导体部321彼此连接起来并被配置在定子铁心2的周向C。位于另一端侧线圈端部30B 的线圈端导体部32，由弯曲角导体部321和周向导体部322构成，其中弯曲角导体部321与 槽导体部31连接且从定子铁心2的轴向另一端面201B立起而向径向内周侧Rl弯曲，周向 导体部322将分别与各槽导体部31连接的弯曲角导体部321彼此连接起来并被配置在定 子铁心2的周向C。周向导体部322在一端侧线圈端部30A及另一端侧线圈端部30B，成形为沿着定子 铁心2的周向C的圆弧形状。此外，周向导体部322在另一端侧端部30B还可以成形为直 线形状。如图3、图4所示，在一端侧线圈端部30A中，各相周向导体部322形成有将U相 的周向导体部322与V相的周向导体部322沿定子铁心2的径向R重合配置的部位、将U 相的周向导体部322与W相的周向导体部322沿定子铁心2的径向R重合配置的部位、将 V相的周向导体部322与W相的周向导体部322沿定子铁心2的径向R重合配置的部位。
如图4所示，在定子铁心2上依次反复形成有彼此邻接的两个U相槽21U、彼此 邻接的两个V相槽21V和彼此邻接的两个W相槽21W。在本例子的定子铁心2中，彼此邻接 的两个各相槽21形成在定子铁心2的周向C的八个部位。而且，各相槽21形成有16个， 作为三相全部的槽21形成有48个。本例子的三相线圈3U、3V、3W，使用在相同的槽21内沿径向R排列配置的两个为一 组的线圈导体4，将该两个为一组的线圈导体4在两组相同的槽21内排列而配置在线圈铁 心2上。而且，在各槽21内，沿径向R排列配置同相的四个线圈导体4。此外，在彼此邻接 的同相的槽21中，同样地沿径向R排列配置四个线圈导体4。如图5所示，在一端侧线圈端部30A中，位于定子线圈2的轴向L的内方侧的两个 为一组的线圈导体4，在另一端侧线圈端部30B中，位于定子线圈2的径向内周侧Rl。另一 方面，在一端侧线圈端部30A中，位于定子线圈2的轴向L的外方侧的两个为一组的线圈导 体4，在另一端侧线圈端部30B中，位于定子线圈2的径向外周侧R2。三相线圈3U、3V、3W在彼此邻接的同相的槽21内，将同相的两个为一组的线圈导 体4分别沿定子线圈2的径向R排列配置。此外，在彼此邻接的同相的槽21内，在同相的 两个为一组的线圈导体4的径向内周侧R1，排列配置另外的同相的两个为一组的线圈导体 4。此夕卜，三相的线圈3U、3V、3W在一端侧线圈端部30A中，将配置在同相的槽21中的 同相的两个为一组的线圈导体4沿定子铁心2的轴向L排列配置。此外，将配置在彼此邻 接的同相的槽21中的同相的两个为一组的线圈导体4，沿定子铁心2的轴向L排列成四列 进行配置。另外，配置在彼此邻接的同相的槽21中的同相的两个为一组的线圈导体4还可以 使连续的一个角线导体301环绕定子铁心2的周向C而成形成一体。此外，如图4、图5所示，三相线圈3U、3V、3W在另一端侧线圈端部30B中，将配置在 彼此邻接的同相的槽21的一方中的同相的两个线圈导体4，与配置在彼此邻接的同相的槽 21的另一方中的同相的两个线圈导体4沿定子铁心2的径向R排列配置。此外，在另一端侧线圈端部30B中，在同相的槽21内沿定子线圈2的径向R排列 配置的同相的两个线圈导体4，使一方的线圈导体4A以相对线圈导体2的轴向L垂直的状 态向定子铁心2的径向内周侧Rl弯曲，同时使另一方的线圈导体4B向定子铁心2的径向 内周侧Rl弯曲并且相对定子铁心2的轴向L交叠，从而相对一方的线圈导体4A沿定子线 圈2的径向R排列配置。如图5所示，在本例子的另一端侧线圈端部30B中，在从定子线圈2的轴向L的一 端侧看时，将任意一个的彼此邻接的两个同相的槽21设为第一槽组Si，将相对第一槽组Sl 的两个同相的槽21在周向C的一方侧邻接的彼此邻接的两个同相的槽21设为第二槽组 S2。此外，在第一槽组Sl和第二槽组S2沿周向C排列的范围内，将位于周向C的内侧的槽 21设为内侧槽21A，将位于周向C的外侧槽21设为外侧槽21B。在弯曲角导体部321与周向导体部322之间的径向导体部323中，线圈导体4从 在弯曲角导体部321中沿定子铁心2的轴向L排列两个的状态变化为沿径向R排列两个的 状态。构成三相线圈3U、3V、3W的线圈导体4被配置成，从彼此邻接的两个同相的槽21 (第一槽组Si)跨越到与在两个同相的槽21的周向C邻接的两个同相的槽21 (第二槽组 S2)。如图4所示，在另一端侧线圈端部30B中，V相的线圈3V中的各线圈导体4，在定 子铁心2的周向C的中心部分，向定子铁心2的轴向L交叠，从而具有内方侧部分325和外 方侧部分326，其中内方侧部分321位于定子铁心2的周向一方侧Cl且轴向内方侧，外方侧 部分3 位于定子铁心2的周向另一方侧C2且轴向外方侧。此外，U相的线圈3U中的各 线圈导体4被配置成，相对V相的线圈3V中的各线圈导体4的内方侧部分325在定子线圈 2的轴向外方重合。W相的线圈3W中的各线圈导体4被配置成，相对V相的线圈3V中的各 线圈导体4的外方侧部分3 在定子铁心2的轴向内方重合。此外，如图5所示，配置在各相的槽21内的径向R的外侧(外侧槽21B)的各相线 圈3U、3V、3W的两个为一组的线圈导体4，在另一端侧线圈端部30B中，被配置成在两相程 度的轴向L的宽度的范围内沿周向C大致均勻地分散。此外，配置在各相的槽21内的径向 R的内侧(内侧槽21A)的各相线圈3U、3V、3W的两个为一组的线圈导体4，在另一端侧线圈 端部30B中，被配置成以相对配置在径向R的外侧的两个为一组的线圈导体4在轴向L的 内方重合的状态，在两相程度的轴向L的宽度的范围内沿周向C大致均勻分散。本例子的三相线圈3U、3V、3W，能够在被装配到定子铁心2之前，另一端侧线圈端 部30B也与一端侧线圈端部30A—样形成为与轴向L平行，在成形成环绕周向C的波状绕 组形状之后，使另一端侧线圈端部30B向径向R的内周侧弯曲而成形。此外，如图6所示，对于本例子的三相线圈3U、3V、3W，将配置到定子铁心2的整个 线圈进行组合而制成线圈组装体5，并将该线圈装配体5 —并配置到定子铁心2上。另外， 虽然省略了图示，但是在形成线圈组装体5时，可以使用决定三相线圈3U、3V、3W的位置的 装配用夹具。此外，在将线圈组装体5配置到定子铁心2时，可以使用插入配置用夹具，使 其插入配置变得容易。如图1、图2所示，本例子的转子6是在转子轴61的外周侧配设转子铁心62而成 的，其中转子铁心62是将多个永久磁铁621沿周向排列而成的。旋转位置检测器7被配设 在相对一端侧线圈端部30A的内周侧，且与一端侧线圈端部30A在轴向L交叠的位置。艮口， 其被配设成，旋转位置检测器7的至少一部分与相对一端侧线圈端部30A的内周侧位置相 向。如图1、图2所示，本例子的旋转位置检测器7为由解析器转子71和解析器定子 72构成的解析器(两相同步)，其中解析器转子71被配设在转子轴61的外周侧，解析器定 子72被配设成与解析器转子71的外周侧相向。在解析器转子71和解析器定子72上，以 绕线方向彼此正交的状态，分别卷绕有解析器线圈。而且，在解析器定子72的解析器线圈 上施加交流电压，并利用伴随转子6的旋转而从解析器转子71的解析器线圈输出的交流电 压的相位发生变化这一原理检测出转子6的旋转位置。利用旋转位置检测器7，检测出相对 三相线圈3U、3V、3W的周向C的配设位置的转子6的多个永久磁铁621的周向C的旋转位 置，从而能够控制在三相线圈3U、3V、3W上施加电压的时刻。定子铁心2及转子铁心62是将多枚电磁钢板沿轴向层叠而形成的。而且，在转子 铁心62的轴向两端面，配置有用于维持多枚电磁钢板的层叠状态的端板63。此外，位于轴 向另一端侧的端板63的周向的外周侧部分具有切口形状，该切口形状用于避开与构成另一端侧线圈端部30B的线圈导体4之间的干涉。此外，如图1、图2所示，定子10及转子6被配设在旋转电机1的外壳11内，解析 器定子72被固定在外壳11上。在转子轴6中，在相对转子铁心62的配设位置的轴向两侧 的外方位置，配设有对转子6的旋转进行支承的轴承64。转子6是在向转子轴61的径向 外周侧突出的凸缘部611和紧固螺母612之间，经由一对端板63夹持转子铁心62而构成。 此外，旋转位置检测器7被配设在凸缘部611和轴承64之间的位置。下面，对本例子的旋转电机1带来的作用效果进行说明。本例子的旋转电机1，通过对另一端侧线圈端部30B的形状进行改进，使三相线圈 3U.3V.3ff相对定子铁心2的配置变得容易，并且不需要在配置到定子铁心2之后对三相线 圈3U、3V、3W进行进一步的成形。具体来讲，在本例子的定子10中，对于一端侧线圈端部30A的形状与现有技术一 样，在配置到定子铁心2之前预先向定子铁心2的径向外周侧R2进行弯曲，从而能够制成 使其整体相比齿状物22 (位于槽21之间的部分)中的内周端面221位于径向外周侧R2的 形状。另外，位于一端侧线圈端部30A的线圈端导体部32可形成为，向径向外周侧R2弯曲。 由此，如图1所示，对在定子铁心2上配置三相线圈3U、3V、3W而形成的定子10，插入配置转 子6时，能够从一端侧线圈端部30A所处的定子铁心2的轴向一端面201A侧插入配置。因 此，能够容易进行转子6相对定子10的配置。此外，对于另一端侧线圈端部30B的形状，在配置到定子铁心2之前预先向定子铁 心2的径向内周侧Rl进行弯曲，从其能够制成使其整体相比槽21中的外周端面211位于径 向内周侧Rl的形状。由此，如图1所示，在对定子铁心2插入配置三相线圈3U、3V、3W时， 能够先将构成另一端侧线圈端部30B的侧，向定子铁心2的轴向一端面201A侧进行插入配 置。因此，能够容易进行三相线圈3U、3V、3W相对定子铁心2的配置。此外，三相线圈3U、3V、3W在另一端侧线圈端部30B中被配置成，同相的多个线圈 导体4沿定子铁心2的径向R排列。由此，能够在定子10的轴向L的另一端侧，缩小另一 端侧线圈端部30B从定子铁心2的轴向另一端面201B突出的量。因此，能够将在定子10中位于轴向另一端面201B侧的线圈端部30B在轴向L上 进行小型化。此外，在本例子的定子10中，一端侧线圈端部30A及另一端侧线圈端部30B，能够 在配置到定子铁心2之前预先成形成组装后的形状。而且，组装到定子铁心2之后的两侧 的线圈端部30A、30B，能够以几乎接近于被配置到定子铁心2的形状制成产品，而不用进行 折曲成形、压缩成形等成形加工。由此，设在构成线圈3的线圈导体4的表面上的绝缘覆膜 几乎不会产生破坏或劣化。因此，按照本例子的定子10，能够提高其质量。此外，如图6所示，在本例子的定子10中，尤其在插入配置到定子铁心2之前预先 组装三相线圈3U、3V、3W，从而能够将三相线圈3U、3V、3W整体同时插入配置到定子铁心2。 由此，能够极其容易地进行三相线圈3U、3V、3W相对定子铁心2的插入配置。另外，线圈3 相对定子铁心2的插入配置可以按照规定的单位(个数)进行，并通过焊接等而接合处于 配置在定子铁心2上的状态的线圈。进一步，如上所述，本例子的旋转电机1中的转子6，在其转子轴61中，在相对一端 侧线圈端部30A的内周侧位置，配设用于检测该转子6的旋转位置的旋转位置检测器7而构成。在转子轴61的轴向另一端侧配设旋转位置检测器7的情况下，由于另一端侧线圈 端部30B靠近旋转位置检测器7而在旋转维持检测器7中重叠杂波而产生检测精度恶化的 问题。此外，在这种情况下，若想将旋转位置检测器7配设成避开与另一端侧线圈端部30B 的干涉，则产生旋转电机1的轴向尺寸变大的问题。相对于此，通过在转子轴61的轴向一端侧配设旋转位置检测器7，能够将一端侧 线圈端部30A和旋转位置检测器7以分离的方式进行配设。因此，能够抑制由旋转位置检 测器7进行的旋转位置的检测精度的恶化，同时能够防止旋转电机1的轴向尺寸变大。所以，通过将旋转位置检测器7配设到定子铁心2的轴向一端侧，能够高精度地检 测转子6的旋转位置，且较小地维持旋转电机1的轴向尺寸。所以，按照本发明，能够相对定子铁心2容易配置三相线圈3U、3V、3W，同时较高地 维持三相线圈3U、3V、3W的质量，并且，能够高精度地检测转子6的旋转位置，实现旋转电机 1的小型化。9
权利要求
1.一种旋转电机，是具备在沿定子铁心的轴向形成的多个槽内配设多相线圈而成的定 子和能旋转地配置在所述定子的内周侧的转子的旋转电机，其特征在于，所述多相线圈构成为在同相的所述槽内，将同相的多个线圈导体配置成沿所述定子 铁心的径向排列，并且在从所述定子铁心的轴向一端面突出的一端侧线圈端部，将所述同 相的多个线圈导体配置在比所述定子铁心的内周端面靠近径向外周侧，同时在从所述定子 铁心的轴向另一端面突出的另一端侧线圈端部，将所述同相的多个线圈导体配置在比所述 定子铁心的内周端面靠近径向内周侧，用于检测所述转子的旋转位置的旋转位置检测器，被配设在所述定子铁心的轴向一端侧。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转位置检测器在相对于所述一端侧线圈端部的内周侧，被配设成与该一端侧线 圈端部在轴向上交叠。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转位置检测器是由解析器转子和解析器定子构成的解析器， 所述解析器转子与所述转子连结，所述解析器定子配设成与所述解析器转子的外周侧 相向。
全文摘要
本发明的旋转电机1具备在定子铁心2上配设三相线圈3U、3V、3W而成的定子10和能旋转地配置在定子10的内周侧的转子6。三相线圈3U、3V、3W构成为，在一端侧线圈端部30A，将同相的两个线圈导体4配置在比定子铁心2的内周端面221靠近径向外周侧R2，同时在另一端侧线圈端部30B，将同相的两个线圈导体4配置在比定子铁心2的内周端面221靠近径向内周侧R1。用于检测转子6的旋转位置的旋转位置检测器7被配设在定子铁心2的轴向一端侧。
文档编号H02K24/00GK102047538SQ200980119679
公开日2011年5月4日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年10月23日
发明者古贺清隆, 山本义久 申请人:爱信艾达株式会社