旋转电机定子的制作方法

专利名称：旋转电机定子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于旋转电机诸如电动机、发电机等的定子。特别地，本发明关于向定子线圈供电的供电部构造。
背景技术：
一般而言，旋转电机(诸如安装于混合动力车、电动车等的发电机等)构造成具有旋转磁场式内转子，使得具有线圈的定子布置于外周侧，而具有磁体的转子布置于定子的径向内侧。具有上述构造的旋转电机定子通常包括筒状定子铁芯，其具有多个磁极齿，各磁极齿在径向向内方向凸出；线圈，其以将导线卷绕在各磁极齿上的方式构成；以及，绝缘线圈架，其形成为筒状并且设置在各线圈与各磁极齿之间，以作为电气绝缘。此外，例如， JP2009-261094A披露了一种旋转电机的集电/配电结构，其构造成将集电环(其为环状导体)布置在定子铁芯的轴向外侧，从而经由集电环向各线圈供电。JP2009-261094A中所披露的旋转电机的集电/配电结构包括多个集电环，其数量与多相的数量相对应，用于连接对应相的线圈；以及，多个保持件，在集电环周向的预定部分，保持件保持并固定集电环。各保持件形成为相同(同一)形状。根据JP2009-261094A 中的披露，能减少有关集电/配电结构的构造部件的数量及成本，因而，可以避免制造过程中的复杂工作。结果，能提高旋转电机的生产率。不仅在JP2009-261094A所披露的旋转电机的集电/配电结构中，而且一般而言， 在旋转电机中都设置与相数相对应的多个集电环。此外，在旋转电机中设置多个保持部，以防止各集电环互相接触。此外，因为利用电力电缆向旋转电机供电，在旋转电机处需要设置用于输电的接线端子板。再者，为了连接接线端子板与集电环，在旋转电机处还需设置汇流条。汇流条也布置成互相不接触。另外，为了连接不同相线圈的线圈末端(卷绕末端)以形成中性点，旋转电机可以采用环状中性点集电环。利用焊接、栓接等，使各相线圈的卷绕起首(线圈起首)的端部和卷绕末端(线圈末端)的端部与对应集电环的预定部分相连接。尽管利用对应的集电环、汇流条等可向对应相的各线圈供电，但母线部件趋于昂贵。通常，集电环、汇流条等由相对昂贵的铜线、铜板等制成。此外，需要对集电环、汇流条等施加弯曲加工、冲压加工以及绝缘涂层加工。而且，为了保证电气绝缘而使支撑母线部件所使用的部件诸如保持件等的数量趋于增加，这会导致装配操作复杂。另外，在各线圈的各端部处进行连接的连接点数量趋于增加，这也会导致连接操作复杂。如上所述，除了集电环和汇流条之外，供电部还使用了相对大量的部件。所以，需要相对大量的工时来制造此旋转电机。此外，为了在各相之间以及在各接地之间保证电气绝缘性能，需要形成预定绝缘距离(间隔)和漏电绝缘距离。据此，各保持件等的大小形状无法挠性地改变，并且严格地确定了旋转电机的装配。所以，供电部在轴向的尺寸趋于增大，这会进一步导致定子尺寸的增大。因此，需要提供一种旋转电机的定子，其具有轴向尺寸减小的供电部，同时减少用于旋转电机的部件诸如集电环等的数量，减少用于部件的成本及工时，而且，同时保证电气绝缘性能。

发明内容
根据本发明的一方面，一种用于旋转电机的定子，包括定子铁芯，其形成为筒状并且具有多个磁极齿，磁极齿布置在定子的周向同时在相邻的磁极齿之间保持距离，以及， 各磁极齿在定子铁芯的径向凸出；线圈，其由导线卷绕各磁极齿构成；绝缘线圈架，其形成为筒状并且设置在线圈与对应的磁极齿之间；以及，供电部，其布置在定子铁芯的轴向外侧，供电部电连接线圈与定子外侧，并且包括出线和绝缘件，出线与卷绕线圈的导线的卷绕起首和卷绕末端中的至少一个以预定长度预先延伸的部分相对应，在绝缘件处形成用于容纳并引导对应出线的槽部。据此，出线的布线允许对应线圈与旋转电机的定子外部相连接。所以，已知旋转电机中通常使用并且相对昂贵的集电环，可以从根据本发明用于旋转电机的定子中省去。据此，能减少供电部所使用部件的数量，这会进一步大大降低与用于供电部的部件有关的成本。根据本发明的另一方面，在定子处设置多个线圈，以并联的方式连接形成多相。在绝缘件处形成与多相的数量相对应的多个槽部，以及，多个槽部各自容纳与多个槽部的每一个具有对应相的对应出线，以便对出线进行布线。据此，出线的布线允许通过对应出线向不同的多相的多个线圈中的每一个供电。 所以，根据本发明的旋转电机的定子中可以省去价格昂贵的集电环，而集电环在已知旋转电机中通常使用，并且设置于多相的每一个。据此，可以减少供电部所使用部件的数量，这会进一步大大降低与用于供电部的部件有关的成本。根据本发明的另一方面，绝缘线圈架形成为在定子铁芯的轴向外侧延伸，以及，各绝缘件与对应绝缘线圈架整体方式形成。据此，根据本发明的用于旋转电机的定子的绝缘件取代用于保持集电环的保持件，绝缘件不再需要设置为分开的独立部件。所以，旋转电机的定子所使用部件的数量、以及旋转电机的定子所使用部件的成本都可以大大减少。结果，可以简化装配操作，这会进一步减少与制造旋转电机的定子有关的工时。根据本发明的又一方面，多个绝缘件布置于定子铁芯的轴向外侧以形成环状，以及，各绝缘件在各绝缘件的径向外表面和轴向外表面之一处包括多个槽部，各槽部互相平行地延伸且在相邻槽部之间保持距离。据此，多个槽部布置成互相平行地延伸，保证了不同相的出线之间的绝缘距离和漏电绝缘距离。据此，可以保证旋转电机定子合适的电气绝缘性能。此外，可以减小供电部在轴向的尺寸，这会进一步减小定子在轴向的长度。根据本发明的又一方面，多个绝缘件中的至少一个包括引导槽部，引导槽部形成为相对于在定子铁芯径向延伸的直线倾斜，并且引导槽部用于引导出线。根据本发明的又一方面，多个绝缘件中的至少一个包括引导孔，引导孔形成为在定子铁芯轴向延伸，以及，引导孔形成为允许出线从中穿过。根据本发明的又一方面，多个绝缘件布置成，使得在定子铁芯的周向上在相邻绝缘件之间形成间隙，以通过对应间隙引导出线。据此，在出线到达对应槽部之前，在出线与不同相的相邻出线或不同相的线圈之间可以保证绝缘距离。此外，可以便利出线的布线，这会进一步减少与旋转电机的定子制造有关的工时。根据本发明的又一方面，在槽部的开口部形成凸部，使得开口部在定子铁芯轴向的尺寸小于槽部的其余部分在轴向的尺寸。据此，用对应槽部可靠地容纳出线。所以，可以提高运行可靠性。此外，一旦出线容纳在对应槽部内，出线不易于从对应槽部脱离。所以，可以便利布线操作，这会进一步减少与旋转电机定子的制造有关的工时。根据本发明的又一方面，旋转电机的定子进一步包括接线端子，用于捆扎并接合各相的各出线的端部，以便能将出线与定子外部相连接。据此，不仅集电环，而且在已知旋转电机中使用的汇流条，也可以省去。结果，可以减少供电部所使用部件的数量，这会进一步大大减少与供电部的部件有关的成本。此外，一般而言，需要向各线圈的各端部施加接合操作。然而，根据本发明，接合操作施加于各相而不是各线圈的各端部。所以，减少了接合处的数量，这导致减少与旋转电机定子制造有关的工时。根据本发明的又一方面，绝缘线圈架包括槽形成基部，以从绝缘线圈架的端部开始在直交于定子铁芯轴向的方向延伸，并且在槽形成基部处形成孔，以便允许在定子铁芯周向布线的出线穿过该孔并弯曲。根据本发明的又一方面，绝缘线圈架包括槽形成基部，以从绝缘线圈架的端部开始在直交于定子铁芯轴向的方向延伸，以及，其中形成槽，使槽的一部分开口于槽形成基部与绝缘线圈架之间的部分。


根据下文结合附图进行的详细描述，本发明的上述以及另外的特点和特征将更为明了，其中图IA是图示根据第一实施例的旋转电机定子在轴向观察时的俯视图；图IB是图示根据第一实施例的旋转电机定子的侧视图；图2是用于说明根据第一实施例的一个分割铁芯和绝缘线圈架的轴测图；图3是图示根据第一实施例各组形成彼此不同相的三组各五个线圈的连接的图；图4是图示供电部在图IA中箭头C所表示方向观察时的轴测图；图5是图示定子沿图IA的线V-V的局部剖视图；图6是图示供电部在图4中箭头E所表示方向观察时的局部放大图；图7是图示供电部的变化例在图IA中箭头C表示方向观察时的轴测图；图8是图示供电部的另一变化例在图IA中箭头C表示方向观察时的轴测图；以及图9是图示根据第二实施例的旋转电机定子的剖视图。
具体实施例方式[第一实施例]
下面，参照附图中的图1至图6，说明根据第一实施例的旋转电机的定子1。图IA 和图IB所示的是用于说明根据第一实施例的旋转电机的定子1的图。具体而言，图IA所示的是根据第一实施例的旋转电机的定子1在其轴线AX延伸方向观察时的俯视图。图IB 所示的是根据第一实施例的旋转电机的定子1的侧视图。旋转电机构造成，使得定子1布置在旋转电机的外周部，而转子布置在定子1的径向内侧。此外，旋转电机构造成相对于轴线AX大体对称。如图1所示，定子1包括定子铁芯2和线圈3 (多个线圈3)。另外，定子1 包括布置于定子铁芯2轴向外侧的供电部6，换而言之，在图IB的侧视图中，供电部6位于定子铁芯2的左侧。定子铁芯2构造成，使分割铁芯21 (在本实施例中，将铁芯等分成十五个铁芯)布置在定子铁芯2的周向以形成筒状。图2所示的是用于说明分割铁芯21之一和绝缘线圈架5的轴测图。各分割铁芯21形成为，使得大体T形磁性钢板在图2中上下方向装配以在上下方向延伸。各分割铁芯21包括在径向向内方向凸出的磁极齿22。线圈3以将导线卷绕各分割铁芯21的磁极齿22的方式构造。三组各五个线圈， 每组的五个线圈形成与另外两组的五个线圈不同的相，换而言之，如图IA所示，共计十五个线圈在逆时针方向以下列次序布置第一 V相线圈3V1、第一 W相线圈3W1、第一 U相线圈 3U1、第二 V相线圈3V2、第二 W相线圈3W2、第二 U相线圈3U2、第三V相线圈3V3、第三W相线圈3W3、第三U相线圈3U3、第四V相线圈3V4、第四W相线圈3W4、第四U相线圈3U4、第五 V相线圈3V5、第五W相线圈3W5、第五U相线圈3U5。图3所示的是图示三组各五个线圈连接的图，每组五个线圈形成与另外两组五个线圈不同的相。如图3所示，U相的一组五个线圈也就是第一 U相线圈3U1、第二 U相线圈3U2、第三U相线圈3U3、第四U相线圈3U4和第五U相线圈3TO互相并联布置。V相的一组五个线圈也就是第一 V相线圈3V1、第二 V相线圈3V2、第三V相线圈3V3、第四V相线圈3V4和第五V相线圈3V5互相并联布置。类似地， W相的一组五个线圈也就是第一 W相线圈3W1、第二 W相线圈3W2、第三W相线圈3W3、第四 W相线圈3W4和第五W相线圈3W5互相并联布置。三相(U相、V相和W相)形成星形连接 (Y形连接)。将U相的五个线圈3U1、3U2、3U3、3U4和3TO各自的供电端捆扎并与U相接线端子4U相连接。将V相的五个线圈3V1、3V2、3V3、3V4和3V5各自的供电端捆扎并与V相接线端子4V相连接。类似地，将W相的五个线圈3W1、3W2、3W3、3W4和3W5各自的供电端捆扎并与W相接线端子4W相连接。另外，第一 U相线圈3U1、第一 V相线圈3V1和第一 W相线圈3W1各自的中性点接线端与作为中性点的第一连接件4m相连接。类似地，第二 U相线圈3U2、第二 V相线圈3V2和第二 W相线圈3W2各自的中性点接线端与作为中性点的第二连接件4N2相连接。此外，第三U相线圈3U3、第三V相线圈3V3和第三W相线圈3W3各自的中性点接线端与作为中性点的第三连接件4N3相连接。第四U相线圈3U4、第四V相线圈 3V4和第四W相线圈3W4各自的中性点接线端与作为中性点的第四连接件4N4相连接。此外，第五U相线圈3U5、第五V相线圈3V5和第五W相线圈3W5各自的中性点接线端与同样作为中性点的第五连接件4N5相连接。图3中示出由第一连接件4m和第五连接件4N5形成的连接，并且省略由第二连接件4N2、第三连接件4N3以及第四连接件4N4所形成的其余连接。绝缘线圈架5设置在各线圈3与各磁极齿22之间。如图2所示，各绝缘线圈架5 包括上线圈架51和下线圈架55。上线圈架51包括筒状部511，其形成为覆盖大约上半个对应磁极齿22;内凸缘部512，其形成为从筒状部511的径向内周端部开始并且在旋转电机周向延伸；以及，外凸缘部513，其形成为从筒状部511的径向外周端部开始并且在周向延伸。图2中筒状部511、内凸缘部512和外凸缘部513各自下部的厚度分别形成为筒状部511、内凸缘部512和外凸缘部513各自上部厚度的大约一半，使得筒状部511、内凸缘部 512和外凸缘部513各自的下部作为上配合部52。类似地，下线圈架55包括筒状部551， 其形成为覆盖大约下半个对应磁极齿22 ；内凸缘部552，其形成为从筒状部551的径向内侧表面开始在周向延伸；以及，外凸缘部阳3，其形成为从筒状部551的径向外侧表面开始在周向延伸。筒状部551、内凸缘部552和外凸缘部553各自上部的厚度分别形成为筒状部551、内凸缘部552和外凸缘部553各自下部厚度的大约一半，使得筒状部551、内凸缘部 552和外凸缘部553各自的上部形成下配合部56。当相对于下线圈架55在图2中箭头B所表示方向向下移动上线圈架51时，上线圈架51的上配合部52与下线圈架55的下配合部56重叠，从而，将上线圈架51配合方式安装于下线圈架阳。作为将上线圈架51安装于下线圈架55处的结果，绝缘线圈架5形成筒状部。绝缘线圈架5作为卷绕导线以形成线圈3时的卷绕模(winding form)，并且作为各线圈3与各磁极齿22之间的电气绝缘。供电部6布置在定子铁芯2轴向外侧的位置。供电部6将各线圈3与定子1的外部连接。此外，供电部6包括出线，各出线是构成对应线圈3的导线以预定长度从线圈3 伸出的部分；以及，供电绝缘部8，在供电绝缘部8处形成用于容纳并引导出线的槽部。另外，供电绝缘部8作为绝缘件。构成供电部6的各出线是金属线的一部分，其通过将构成各线圈3的导线的卷绕起首的供电端以预定长度延长而予以保证。如图IA所示，从第一 U相线圈3U1开始在径向向外方向引导第一 U相线圈3U1的第一 U相出线7U1，并进一步在径向向外方向引导第一 U 相出线7U1，以朝供电部6外侧伸出。从第二 U相线圈3U2开始在径向向外方向引导第二 U 相线圈3U2的第二 U相出线7U2。然后，将第二 U相出线7U2弯曲成U形，以在图IA中顺时针方向沿供电部6外周引导第二 U相出线7U2。此外，在第一 U相线圈3U1的外周处，第二 U相出线7U2与第一 U相出线7U1会合。然后，与第一 U相出线7U1相平行地在径向向外方向引导第二 U相出线7U2，以向供电部6外侧伸出。类似地，从第三U相线圈3U3开始在径向向外方向引导第三U相线圈3U3的第三U相出线7U3。然后，将第三U相出线7U3弯曲成U形，接着，在图IA中顺时针方向沿供电部6外周进一步引导第三U相出线7U3。此外， 在第一 U相线圈3U1的外周处，第三U相出线7U3与第二 U相出线7U2和第一 U相出线7U1 会合。然后，与第一 U相出线7U1和第二 U相出线7U2相平行地在径向向外方向引导第三 U相出线7U3，以延伸至供电部6外侧。另一方面，分别地，从第四U相线圈3U4和第五U相线圈3TO开始在径向向外方向引导第四U相线圈3U4的第四U相出线7U4和第五U相线圈3U5的第五U相出线7U5。然后，圆滑地弯曲第四U相出线7U4和第五U相出线7U5，并在相反方向也就是在图IA中逆时针方向沿供电部6的外周引导第四U相出线7U4和第五U相出线7U5。此外，在第一 U相线圈3U1的外周处，第四U相出线7U4和第五U相出线7TO与第一 U相出线7U1、第二 U相出线7U2和第三U相出线7U3会合。然后，与第一 U相出线7U1、第二 U相出线7U2和第三 U相出线7U3相平行地在径向向外方向引导第四U相出线7U4和第五U相出线7U5，以延伸至供电部6外侧。据此，第一 U相出线7U1、第二 U相出线7U2、第三U相出线7U3、第四U相出线7U4和第五U相出线7TO在第一 U相线圈3U1的外周处互相会合。然后，在径向向外方向互相平行地引导第一 U相出线7U1、第二 U相出线7U2、第三U相出线7U3、第四U相出线7U4和第五U相出线7U5，以延伸至供电部6外侧。此外，利用U相接线端子4U，将第一 U 相出线7U1、第二 U相出线7U2、第三U相出线7U3、第四U相出线7U4和第五U相出线7TO 各自的端部捆扎并压接方式接合。按照与U相中相类似的方式构造V相。具体而言，从第一 V相线圈3V1开始在径向向外方向引导第一 V相线圈3V1的第一 V相出线7V1。然后，在径向向外方向进一步引导第一 V相出线7V1以延伸至供电部6外侧。在顺时针方向引导第二 V相线圈3V2的第二 V相出线7V2和第三V相线圈3V3的第三V相出线7V3。另一方面，在相反方向也就是在图 IA中逆时针方向引导第四V相线圈3V4的第四V相出线7V4和第五V相线圈3V5的第五V 相出线7V5。在第一 V相线圈3V1的外周处，第一 V相出线7V1、第二 V相出线7V2、第三V 相出线7V3、第四V相出线7V4和第五V相出线7V5互相会合。然后，在径向向外方向互相平行地引导第一 V相出线7V1、第二 V相出线7V2、第三V相出线7V3、第四V相出线7V4和第五V相出线7V5，以延伸至供电部6外侧。利用V相接线端子4V，将第一 V相出线7V1、第二 V相出线7V2、第三V相出线7V3、第四V相出线7V4和第五V相出线7V5各自的端部捆扎并且压接方式接合。按照与U相中相类似的方式构造W相。具体而言，从第一 W相线圈3W1开始在径向向外方向引导第一 W相线圈3W1的第一 W相出线7W1。然后，在径向向外方向进一步引导第一 W相出线7W1以延伸至供电部6外侧。在顺时针方向布线第二 W相线圈3W2的第二 W相出线7W2和第三W相线圈3W3的第三W相出线7W3。另一方面，在相反方向也就是在图 IA中逆时针方向布线第四W相线圈3W4的第四W相出线7W4和第五W相线圈3W5的第五W 相出线7W5。在第一 W相线圈3W1的外周处，第一 W相出线7W1、第二 W相出线7W2、第三W 相出线7W3、第四W相出线7W4和第五W相出线7W5互相会合。然后，在径向向外方向互相平行地引导第一 W相出线7W1、第二 W相出线7W2、第三W相出线7W3、第四W相出线7W4和第五W相出线7W5以延伸至供电部6外侧。利用W相接线端子4W，将第一 W相出线7W1、第二 W相出线7W2、第三W相出线7W3、第四W相出线7W4和第五W相出线7W5各自的端部捆扎并且压接方式接合。将U相接线端子4U、V相接线端子4V和W相接线端子4W与接线端子板相连接，使得出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)经由对应接线端子4U、4V和4W再经由接线端子板可与定子1外部相连接。所以，在采用电动机作为旋转电机的情况下，经由电力电缆(其与接线端子板相连接，并且电力电缆构造成通过其供电)，可向各U相线圈(3肌、3似、3仍、3讽、3冊)、￥相线圈(3V1、3V2、3V3、3V4、3V5)和ff相线圈(3W1、3W2、3W3、3W4、3W5)供电。另一方面，在采用发电机作为旋转电机的情况下，经由电力电缆(其与接线端子板相连接，并且电力电缆构造成通过其引出电力)，可从各U相线圈(3U1、3U2、3U3、3U4、3U5)、V 相线圈(3V1、3V2、3V3、3V4、3V5)禾Π W 相线圈(3W1、3W2、3W3、 3W4.3W5)引出电力。如图IA所示，构成第一 U相线圈3U1的导线的卷绕末端作为第一 U相中性点接线端子部7UN1，将其布置成在第一 W相线圈3W1上延伸。构成第一 V相线圈3V1的导线的卷绕末端和构成第一 W相线圈3W1的导线的卷绕末端分别作为第一 V相中性点接线端子部 7Vm和第一 W相中性点接线端子部7WN 1。此外，第一 V相中性点接线端子部7Vm和第一 W相中性点接线端子部7WN1 二者都布置成在第一 W相线圈3W1上延伸。在第一连接件4N1 处，将第一 U相中性点接线端子部7UN1、第一 V相中性点接线端子部7VN1和第一 W相中性点接线端子部7WN1各自的端部捆扎并压接方式接合。如图2所示，构成供电部6的各供电绝缘部8与对应绝缘线圈架5整体方式形成。 具体而言，在对应上线圈架51的外凸缘部513中从对应分割铁芯21开始在轴向向外方向延伸的部分处，整体方式形成供电绝缘部8。所以，在定子1处设置十五个供电绝缘部8，以与设置在定子1处的分割铁芯21和线圈3的数量相对应。下面，参照图4和图5，具体说明供电部6。图4所示的是供电部6在由图IA中箭头C所表示方向观察时的轴测图。图5所示的是定子沿图IA的线V-V的局部剖视图。如图4所示，供电绝缘部8包括U相供电绝缘部8U3、V相供电绝缘部8V3和W相供电绝缘部 8W3，供电绝缘部8布置于对应分割铁芯21的轴向外侧，使得供电绝缘部8布置为形成环状。如图2所示，各供电绝缘部8包括形成为板状的线圈架延伸部81、板状铁芯接触部83、 第一槽形成基部84和第二槽形成基部85。线圈架延伸部81形成为从上线圈架51的外凸缘部513开始延伸，并且在轴线AX方向以及在周向延伸。铁芯接触部83形成为从线圈架延伸部81开始在径向向外方向延伸，从而接触对应分割铁芯21的轴向端面。第一槽形成基部84和第二槽形成基部85形成为与线圈架延伸部81和铁芯接触部83直交。如图4所示，在各供电绝缘部8U3、8V3和8W3的线圈架延伸部81周向的大约中间部分，形成在径向倾斜的引导槽部82。引导槽部82形成为具有足够宽度，用于引导对应出线。引导槽部82将线圈架延伸部81分成两部分(两片方式)。在线圈架延伸部81的各部分(片)处形成由此凸出的第一槽形成基部84和第二槽形成基部85(包括第一 U相槽形成基部84U3和第二 U相槽形成基部85U3、第一 V相槽形成基部84V3和第二 V相槽形成基部85V3、以及第一 W相槽形成基部84W3和第二 W相槽形成基部85W3)。另外，引导槽部82 可以形成为引导孔部，将对应出线穿过引导孔部并加以引导。可选择地，多个供电绝缘部8 可以布置成确保在周向相邻的供电绝缘部8之间具有间隙10(K200)，使得通过对应间隙引导出线(参见图7)。此外，取代形成将线圈架延伸部81分成两部分的槽，可以在各供电绝缘部8处形成引导孔200(100)(参见图8)。在第一槽形成基部84W3、84U3、84V3和第二槽形成基部85W3、85U3、85V3各自的径向外表面处形成V相槽部86V、W相槽部86W和U相槽部86U，同时保持相互间的距离，以在径向向内方向互相平行地延伸(参见图幻。在每一个供电绝缘部8的第一槽形成基部84 和第二槽形成基部85之间，U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W形成在相同位置，使得出线(各出线形成不同相，以及各出线容纳在对应槽部中)互相平行地布线。如图5所示，U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W各自形成为具有足够深度，以在其中容纳两根出线。此外，U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W各自包括凸部87，因而，与U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W各自的其余部分在轴向的尺寸相比，U相槽部86U、 V相槽部86V和W相槽部86W各自开口端(槽入口)在轴向变窄。而且，相邻的V相槽部 86V与W相槽部86W之间的距离DI、以及相邻的W相槽部86W与U相槽部86U之间的距离 DI形成为具有足够距离，用于保证电气绝缘性能。
在图4中，第二 U相槽形成基部85U3、第二 V相槽形成基部85V3和第二 W相槽形成基部85W3分别布置于第一 U相槽形成基部84U3、第一 V相槽形成基部84V3和第一 W相槽形成基部84W3的右边，在第二 U相槽形成基部85U3、第二 V相槽形成基部85V3和第二 W 相槽形成基部85W3各自处形成孔88和槽89 (参见图6)。图6所示的是供电部6在图4中箭头E所表示方向观察时的局部放大图。孔88是矩形孔，其形成在槽形成基部85接触线圈架延伸部81和铁芯接触部83的部分处。槽89形成在槽形成基部85接触线圈架延伸部 81的部分。孔88和槽89各自形成为具有足够宽度，用于出线穿过以便形成弯曲部。下面说明出线的布线。如图4所示，从第三U相线圈3U3开始在径向向外方向引导第三U相线圈3U3的第三U相出线7U3。然后，第三U相出线7U3穿过U相供电绝缘部 8U3的引导槽部82。在铁芯接触部83上方将第三U相出线7U3弯曲(弄弯)成大体U形。 然后，将第三U相出线7U3引导至第一 U相槽形成基部84U3的U相槽部86U。然后，将第三U相出线7U3顺序地容纳在各供电绝缘部8处所形成的U相槽部86U内，从而在周向引导(延伸)第三U相出线7U3。从第三W相线圈3W3开始在径向向外方向引导第三W相线圈3W3的第三W相出线 7W3。然后，第三W相出线7W3穿过W相供电绝缘部8W3的引导槽部82，接着，第三W相出线 7W3穿过形成在第二 W相槽形成基部85W3处的孔88以弯曲成大体U形。然后，将第三W相出线7W3引导至第一 W相槽形成基部84W3的W相槽部86W。据此，如图6中所示，将第三W 相出线7W3容纳在W相槽部86W内。然后，将第三W相出线7W3顺序地容纳在各供电绝缘部8处所形成的W相槽部86W内，因而，在周向引导(延伸)第三W相出线7W3。另外，图6 中还示出引导第三U相出线7U3以使其容纳在U相槽部86U内的状态。从第三V相线圈3V3开始在径向向外方向引导第三V相线圈3V3的第三V相出线 7V3。然后，第三V相出线7V3穿过W相供电绝缘部8W3(V相供电绝缘部8V;3)的引导槽部 82、形成在第二 V相槽形成基部85V3处的孔88、以及槽89以弯曲成大体U形。然后，将第三V相出线7V3引导至(第一 V相)槽形成基部的V相槽部86V。其后，将第三V相出线 7W3 (7V3)顺序地容纳在布置成环状的各供电绝缘部82 (8)处的V相槽部86V内，因而，在周向引导第三V相出线7W3 (7V3)。如上所述，利用引导槽部82、孔88和槽89，进行第三U相出线7U3、第三V相出线7V3和第三W相出线7W3布线，同时保证在第三U相出线7U3、第三 V相出线7V3、以及第三W相出线7W3之间、及其与不同线圈之间(即在一方面第三U相出线7U3与另一方面V相线圈和W相线圈之间、在一方面第三V相出线7V3与另一方面U相线圈和W相线圈之间、以及在一方面第三W相出线7W3与另一方面U相线圈和V相线圈之间)的绝缘距离(电气间隙)。将第二 U相线圈3U2的第二 U相出线7U2、第二 V相线圈3V2的第二 V相出线7V2、 以及第二 W相线圈3W2的第二 W相出线7W2各自按与上述类似的方式进行布线。从第一 U 相线圈3U1、第一 V相线圈3V1、以及第一 W相线圈3W1各自开始在径向向外方向引导第一 U相线圈3U 1的第一 U相出线7U1、第一 V相线圈3V1的第一 V相出线7V1、以及第一 W相线圈3W1的第一 W相出线7W1。然而，第一 U相出线7U1、第一 V相出线7V1、以及第一 W相出线7W1并没有分别容纳在U相槽部86U、V相槽部86V、以及W相槽部86W内。取而代之的是，将第一 U相出线7U1、第一 V相出线7V1、以及第一 W相出线7W1在径向向外方向分别朝U相线圈接线端子4U、V相线圈接线端子4V、以及W相线圈接线端子4W引导。另一方面，将第四U相线圈3U4的第四U相出线7U4、第四V相线圈3V4的第四V相出线7V4、以及第四W相线圈3W4的第四W相出线7W4在与图4布线方向相反的方向布线。类似地，将第五U 相线圈3U5的第五U相出线7U5、第五V相线圈3V5的第五V相出线7V5、以及第五W相线圈3W5的第五W相出线7W5在与图4布线方向相反的方向布线。所以，第四U相出线7U4、 第四V相出线7V4、第四W相出线7W4、第五U相出线7U5、第五V相出线7V5、以及第五W相出线7W5不需要弯曲(弄弯)成U形。取而代之的是，将第四U相出线7U4、第四V相出线 7V4、第四W相出线7W4、第五U相出线7U5、第五V相出线7V5、以及第五W相出线7W5宽松地(平顺地)弯曲并引导至对应相槽部(即槽部86U、86V和86W)。如图4所示，第三U相线圈3U3的第三U相中性点接线端子部7UN3在图4中第三 U相线圈3U3上方延伸。第三U相中性点接线端子部7UN3—度在径向内侧方向延伸，然后， 在第三W相线圈3W3上方引导第三U相中性点接线端子部7UN3。类似地，在图4中第三V 相线圈3V3上方引导第三V相线圈3V3的第三V相中性点接线端子部7VN3。第三V相中性点接线端子部7VN3 —度在径向内侧方向延伸，然后，在第三W相线圈3W3上方引导第三 V相中性点接线端子部7VN3。在图4中第三W相线圈3W3上方引导第三W相线圈3W3的第三W相中性点接线端子部7WN3。利用第三连接件4N3，将第三U相中性点接线端子部7UN3、 第三V相中性点接线端子部7VN3和第三W相中性点接线端子部7WN3各自的端部捆扎并压接方式接合。图5中是出线分别容纳在U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W内的状态。 另外，图5所示的是定子1沿图IA中线V-V的剖视图。具体而言，在V相槽部86V中容纳第三V相线圈3V3的第三V相出线7V3。在W相槽部86W中容纳第二 W相线圈3W2的第二 W相出线7W2和第三W相线圈3W3的第三W相出线7W3。此外，在U相槽部86U中容纳第二 U相线圈3U2的第二 U相出线7U2和第三U相线圈3U3的第三U相出线7U3。图5所示的是出线容纳状态的示例。根据其在周向的位置，可以使U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W各自所容纳出线的数量改变。根据第一实施例的旋转电机的定子1，构成各第一 U相线圈3U1、第二 U相线圈 3U2、第三U相线圈3U3、第四U相线圈3U4、第五U相线圈3U5、第一 V相线圈3V1、第二 V相线圈3V2、第三V相线圈3V3、第四V相线圈3V4、第五V相线圈3V5、第一 W相线圈3W1、第二 W相线圈3W2、第三W相线圈3W3、第四W相线圈3W4、以及第五W相线圈3W5的导线的供电端，形成为使其长出预定长度，以便形成各第一 U相出线7U1、第二 U相出线7U2、第三U相出线7U3、第四U相出线7U4、第五U相出线7U5、第一 V相出线7V1、第二 V相出线7V2、第三 V相出线7V3、第四V相出线7V4、第五V相出线7V5、第一 W相出线7W1、第二 W相出线7W2、 第三W相出线7W3、第四W相出线7W4、以及第五W相出线7W5。出线7U2至出线7U5、出线 7V2至出线7V5、以及出线7W2至出线7W5容纳在各供电绝缘部8 (8U3、8V3和8W3)的对应相槽部86U、86V和86W内，然后，将这些出线引导至对应接线端子4U、4V和4W。据此，在根据第一实施例的旋转电机中不需要设置相对昂贵并且在已知旋转电机中通常使用的集电环和汇流条。此外，U相接线端子4U捆扎五个U相出线7U1、7U2、7U3、7U4和7U5，并且压接方式接合U相出线7U1、7U2、7U3、7U4和7U5。V相接线端子4V捆扎五个V相出线7V1、7V2、 7V3、7V4和7V5，并且压接方式接合V相出线7V1、7V2、7V3、7V4和7V5。此外，W相接线端子 4W捆扎五个W相出线7W1、7W2、7W3、7W4和7W5，并且压接方式接合W相出线7W1、7W2、7W3、7W4和7W5。据此，接合处的数量从已知旋转电机中的十五个接合处减少至第一实施例中的三个接合处。而且，各绝缘线圈架5的上线圈架51形成为在轴向延伸，以整体方式形成供电绝缘部8 (U相供电绝缘部8U3、V相供电绝缘部8V3和W相供电绝缘部8W3)。所以，可以大大减少供电部6所使用部件的数量和供电部6所使用部件的成本。此外，可以简化装配操作，这会进一步减少与旋转电机制造有关的工时。在第一槽形成基部84和第二槽形成基部85处各自形成U相槽部86U、V相槽部 86V和W相槽部86W，以使其互相平行地延伸，同时保持U相槽部86U、V相槽部86V、以及W 相槽部86W之间的距离DI。据此，保证了不同相的出线(即U相出线、V相出线、以及W相出线)之间的绝缘距离和漏电绝缘距离。此外，U相供电绝缘部8U3、V相供电绝缘部8V3和 W相供电绝缘部8W3各自包括用于在径向向外方向引导对应出线的引导槽部82、以及用于将对应出线弯曲(弄弯)成U形的孔88和槽89。所以，U相出线7U1至7U5、V相出线7V1 至7V5、以及W相出线7W1至7W5之间的绝缘距离，分别地在一方面U相出线7U1至7TO与另一方面V相线圈3V1至3V5和W相线圈3W1至3W5之间、在一方面V相出线7V1至7V5与另一方面U相线圈3U1至3TO和W相线圈3W1至3W5之间、以及在一方面W相出线7W1至 7W5与另一方面U相线圈3U1至3TO和V相线圈3V1至3V5之间得到保证，这进一步确保旋转电机的定子1合适的电气绝缘性能。据此，可以减小供电部6在轴向的尺寸，这将进一步减小定子1在轴向的长度。而且，因为在各供电绝缘部8(即U相供电绝缘部8U3、V相供电绝缘部8V3、以及W相供电绝缘部8W3)处形成引导槽部82，以及，因为在U相槽部86U、V 相槽部86V、以及W相槽部86W各自的槽入口处形成凸部87，能容易地对出线7U1至7U5、 7V1至7V5、以及7W1至7W5进行布线(布置)，因而，能减少与旋转电机制造有关的工时。[第二实施例]下面，参照图9说明第二实施例的旋转电机的定子10。根据第二实施例的旋转电机的定子10与根据第一实施例的旋转电机的定子1的不同在于形成在供电绝缘部80处的槽部，该槽部形成为与形成在供电绝缘部8处的槽部86U、86V和86W具有不同的形状。在第二实施例中，主要说明根据第一实施例的旋转电机的定子1与根据第二实施例的旋转电机的定子10之间的差异。图9所示的是根据第二实施例的旋转电机的定子10的剖视图。 根据第二实施例的定子10的基本构造与以上参照图1至图3说明的定子1的基本构造大体相同。然而，U相槽部96U、V相槽部96V和W相槽部96W各自的形状与根据第一实施例的U相槽部86U、V相槽部86V和W相槽部86W各自的形状不同。具体而言，如图9所示，U 相槽部96U、V相槽部96V和W相槽部96W各自形成为，从构成供电部60的各供电绝缘部 80的槽形成基部840的径向外侧表面开始在径向向内方向倾斜。根据第二实施例的旋转电机的定子10与根据第一实施例的旋转电机的定子1类似之处在于U相槽部96U、V相槽部 96V和W相槽部96W布置成互相平行地延伸，同时维持其间的距离U相槽部96U、V相槽部 96V和W相槽部96W各自形成为具有足够深度，以在其中容纳两根出线；在U相槽部96U、V 相槽部96V和W相槽部96W各自的槽入口处形成凸部87 ；以及，保证在U相槽部96U、V相槽部96V和W相槽部96W之间(即三相之间)的距离DI。另外，取代各供电绝缘部80的槽形成基部840的径向外侧表面，U相槽部96U、V 相槽部96V和W相槽部96W可以形成在轴向外侧表面841处。在这种情况下，形成在线圈架延伸部81处的引导槽部82、形成在第二槽形成基部52 (85)处的孔88和槽89可以改变成具有期望的形状。根据第二实施例的旋转电机的定子10的布线过程与根据第一实施例的旋转电机定子1的布线过程相类似。所以，根据第二实施例，可以达到与第一实施例类似的优点及长处。 根据第一实施例和第二实施例，各自与绝缘线圈架5整体方式形成的多个供电绝缘部8(绝缘件)布置成环状。然而，供电绝缘部8的构造并不局限于第一实施例和第二实施例中的披露。例如，绝缘线圈架5不需要整体方式形成在对应供电绝缘部8处。此外，供电绝缘部8可以形成为单个环状件，而不是将多个供电绝缘部8设置成环状。而且，根据第一实施例和第二实施例，只有位置靠近于对应线圈供电端的出线7U1至7TO、7V1至7V5和 7W1至7W5容纳在对应的U相槽部86U、V相槽部86V、以及W相槽部86W内。然而，根据第一实施例和第二实施例的旋转电机的定子(1、10)可以变化，使得在定子(1、10)处形成中性点槽部，因而将位置靠近于对应中性点的出线容纳在对应中线点槽部内。而且，形成三角形连接(Δ连接)的各线圈出线的两个供电端、或者单相线圈出线的两个供电端可以容纳在槽部内。此外，旋转电机的定子(1、10)的构造可以采用内定子，内定子布置成更靠近于旋转电机的轴线，并且内定子构造成磁极齿在旋转电机的径向向外方向凸出。多种变化和修改可以应用于根据第一实施例和第二实施例的旋转电机的定子(1、10)。
权利要求
1.一种旋转电机的定子(1、10)，包括定子铁芯O)，其形成为筒状并且具有多个磁极齿(22)，所述磁极齿0 布置在所述定子(1、10)的周向，同时在相邻的所述磁极齿0 之间保持距离，以及，各所述磁极齿 (22)在所述定子铁芯O)的径向凸出；线圈(3)，其由导线卷绕各所述磁极齿02)构成；绝缘线圈架(5)，其形成为筒状，并且设置在所述线圈(3)与对应的所述磁极齿02)之间；以及供电部(6、60)，其布置在所述定子铁芯(2)的轴向外侧，所述供电部(6、60)将所述线圈(3)与所述定子(UlO)的外侧电连接，并且包括出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、 7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)和绝缘件(8、80)，各所述出线与卷绕所述线圈(3)的导线的卷绕起首和卷绕末端中的至少一个以预定长度预先延伸的部分相对应，在所述绝缘件(8,80)处形成槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)，用于容纳并引导对应出线(7U1、7U2、 7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，在所述定子(1、10)处设置多个所述线圈(3U1、3U2、3U3、3U4、3U5、3V1、3V2、3V3、3V4、3V5、3W1、3W2、3W3、3W4、3W5)，多个线圈并联方式形成多相(U、V、W)，在所述绝缘件(8、80)处形成与所述多相(U、V、W)的数量相对应的多个所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)，以及，多个所述槽部(86U、86V、86W、 96U、96V、96W)各自容纳与该多个所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)的每一个具有对应相的对应出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)， 以便对所述出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5) 进行布线。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，所述绝缘线圈架( 形成为在所述定子铁芯O)的轴向外侧延伸，以及，各所述绝缘件(8、80)与对应的所述绝缘线圈架( 整体方式形成。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的旋转电机的定子(1、10)， 其中，多个所述绝缘件(8U3、8V3、8W3)布置于所述定子铁芯(2)的轴向外侧以形成环状，以及，各所述绝缘件(8U3、8V3、8W3)在各所述绝缘件(8U3、8V3、8W3)的径向外表面和轴向外表面之一处包括多个所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)，各所述槽部互相平行地延伸、 同时在相邻的所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)之间保持距离。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，多个所述绝缘件(8U3、8V3、 8W3)中的至少一个包括引导槽部(82)，所述引导槽部(82)形成为相对于在所述定子铁芯O)的径向延伸的直线倾斜，并且所述引导槽部(82)用于引导所述出线(7U1、7U2、7U3、 7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)。
6.根据权利要求4所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，多个所述绝缘件(8U3、8V3、 8W3)中的至少一个包括引导孔(100)，所述引导孔(100)形成为在所述定子铁芯(2)的轴向延伸，以及，所述引导孔(100)形成为允许所述出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、 7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)从中穿过。
7.根据权利要求4所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，多个所述绝缘件(8U3、8V3、 8W3)布置成，使得在所述定子铁芯(2)的周向上在相邻所述绝缘件(8U3、8V3、8W3)之间形成间隙(200)，以引导所述出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、 7W3,7W4,7W5)通过对应间隙。
8.根据权利要求1至权利要求5中任一项权利要求所述的旋转电机的定子(1、10)，其中，在所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)的开口部形成凸部(87)，使得所述开口部在所述定子铁芯⑵的轴向的尺寸小于所述槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)的其余部分在轴向的尺寸。
9.根据权利要求2至权利要求6中任一项权利要求所述的旋转电机的定子(1、10)， 进一步包括接线端子(4U、4V、4W =U相接线端子4U、V相接线端子4V、W相接线端子4W)，用于捆扎并接合各相的各出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、 7W4.7W5)的端部，以便能将所述出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、 7W2、7W3、7W4、7W5)与所述定子(1、10)的外部相连接。
10.根据权利要求1至权利要求9中任一项权利要求所述的旋转电机的定子(1、10)， 其中，所述绝缘线圈架(5)包括槽形成基部(84、85)，以从所述绝缘线圈架(5)的端部开始在直交于所述定子铁芯O)的轴向的方向延伸，以及，其中，在所述槽形成基部(84、85) 处形成孔(88)，以便允许在所述定子铁芯O)的周向布线的所述出线(7U1、7U2、7U3、7U4、 7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)穿过所述孔(88)并弯曲。
11.根据权利要求1至权利要求10中任一项权利要求所述的旋转电机的定子(1、10)， 其中，所述绝缘线圈架(5)包括槽形成基部(84、85)，以从所述绝缘线圈架(5)的端部开始在直交于所述定子铁芯O)的轴向的方向延伸，以及，其中，形成槽(89)，使所述槽(89)的一部分开口于所述槽形成基部(84、85)与所述绝缘线圈架(5)之间的部分。
全文摘要
本发明公开了一种用于旋转电机的定子(1、10)，其包括定子铁芯(2)，其呈筒状并且具有多个磁极齿(22)，磁极齿(22)布置在定子的周向同时在磁极齿之间保持距离，以及，各磁极齿在定子铁芯的径向凸出；线圈(3)，其由导线卷绕各磁极齿构成；绝缘线圈架(5)，其设置在线圈与对应磁极齿之间；以及，供电部(6、60)，其布置于定子铁芯的轴向外侧，电连接线圈与定子的外侧，并且包括出线(7U1、7U2、7U3、7U4、7U5、7V1、7V2、7V3、7V4、7V5、7W1、7W2、7W3、7W4、7W5)和绝缘件(8、80)，各出线与导线的卷绕起首和卷绕末端中的至少一个以预定长度延伸的部分相对应，绝缘件具有槽部(86U、86V、86W、96U、96V、96W)，用于容纳并引导对应出线。
文档编号H02K3/38GK102201708SQ201110071010
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月26日
发明者加藤功 申请人:爱信精机株式会社