定子及定子制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够减少线圈末端的高度的定子，定子(100)具行同芯绕组线圈(C)和分割型的定子铁心(110)，该同芯绕组线圈(C)通过将扁平导体(D)卷绕而形成，该定子铁心(110)具备槽(SL)和齿(112)，同芯绕组线圈(C)具行形成为同芯绕组且在卷绕的相邻的扁平导体(D)之间具行能够供扁平导体(D)插入的间隙(S)的第一同芯绕组线圈(C1)和第一同芯绕组线圈(C2)，在槽(SL)中，第一同芯绕组线圈(C1)的槽内部导线(Cl1)与第一同芯绕组线圈(C2)的槽内部导线(Cl1)交替配置，在线圈末端处形成的路线变换部以避开在第二同芯绕组线圈(C2)十使用的扁平导体(D)的一根的粗细的方式形成。
【专利说明】定子及定子制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定子及定子的制造方法，具体而言涉及通过研究线圈的卷绕方法来缩短使用于马达的定子的线圈末端的轴向的高度的技术。
【背景技术】
[0002]近年来，混合动力车、电动汽车等的需求不断升高，因此搭载马达作为汽车的动力的情况增多。并且，并用发动机和马达的混合动力车需要将发动机和马达这两者收纳在发动机室中，其结果是，对于马达，强烈地希望小型化及高输出化。
[0003]以往，车载高输出的马达的情况几乎没有，在车载这种高输出的马达时，也会发生很多的车载用马达特有的问题。因此，在混合动力车或电动汽车的开发中，当前正在研究各种技术。
[0004]在专利文献I中公开了一种关于旋转电机、弯曲形状的连续绕组线圈、分布绕组定子及它们的形成方法的技术。将扁平导体卷绕于六边形的线圈架而形成之后，使用模具形成弯曲部分并在定子铁心配置线圈，由此，能够以使配置于线圈末端的线圈的两端的头顶部错开重叠卷绕的线材的整个宽度且成为邻接的槽的间隔的范围内的长度的方式形成弯曲。其结果是，能够实现定子的线圈末端的缩短，能够有助于马达的小型化。
[0005]在专利文献2中公开了一种关于旋转电机及其制造方法的技术。一种旋转电机，具备定子铁心和多个线圈组件，该定子铁心具有多个齿和构成在齿间且卷绕线圈的定子槽，所述多个线圈组件跨过多个齿而卷绕于成对的定子槽并构成线圈，并且，线圈具有分布绕组结构，在所述旋转电机中，就线圈组件而言，线圈组件的槽内导线部的一侧插入槽的外层侧，槽内导线部的另一侧插入槽的内层侧。而且，使用的线圈组件为大致同一形状。根据这种结构，能简化旋转电机的制造作业。
[0006]在专利文献3中公开了一种关于旋转电机的定子的技术。具备固定铁心和定子绕组，该同定铁心沿着周向具有多个槽，该定子绕组通过将多个扇形导体连接而形成，该扇形导体具有设置在周向上位置不同的槽内的两个槽导体以及在槽的外部将槽导体彼此连接的U形部。当在各槽沿着半径方向设置成一列的槽导体的个数为Ne时,6 < Ne,在各槽沿着
半径方向设置成一列的槽导体从槽的半径方向内侧朝向半径方向外侧为I层，2层，......，
Ne层时，周向上位置不同的两个槽设置有槽导体的3个扇形导体分别将两个槽导体设置成k(l≤k≤Nc-5，若12 ( Ne，则能取得多个值)层和(k+2)层、(k+3)层和(k+5)层、(k+1)层和(k+4)层。由此，能实现定子的线圈末端的高度的减少。
[0007]在专利文献4中公开了一种关于旋转电机的定子的技术。旋转电机的定子具备定子铁心和定子绕组，该定子铁心沿着周向具有多个槽，该定子绕组由线材形成且设置在槽内，所述旋转电机的定子中，定子绕组具有在周向的不同的槽中设置的槽收容部和在槽的外部将槽收容部彼此连接的U形部，在从槽突出的U形部形成有与定子铁心的端面平行的台阶部，定子铁心由沿着径向能够插入到定子绕组的多个分割铁心部构成，定子绕组是将多个分割定子绕组组合而连接成的绕组。其结果是，能减少定子的线圈末端的高度。[0008]在专利文献5中公开了一种关于具备定子和定子绕组的交流发电机以及本发明的定子的制造方法的技术，该定子绕组由绕组元件构成且向定子槽插入。涉及交流发电机。具有转子和定子，该转子具有N极和S极，该定子具有磁心及线圈，该磁心具备槽，该线圈配置在磁心的槽内，线圈具有绕组头，该绕组头通过由安装于转子的风扇带来的半径方向的空气的流动而分别被冷却。定子与转子对置，定子及转子按照规定那样相互定位，多层线圈由线圈构成，至少I个线圈具有向槽插入的2个以上的区间，至少I个线圈具有I个以上的使半径方向位置变化的反转区间，由此，容易制造线圈。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2008-104293号公报
[0012]专利文献2:日本特开2008-125212号公报
[0013]专利文献3:日本特开2008-245489号公报
[0014]专利文献4:日本特开2009-011152号公报
[0015]专利文献5:日本特开2010-531127号公报
【发明内容】
[0016]发明的概要
[0017]发明所要解决的课题
[0018]然而，在专利文献I至专利文献5公开的技术中，在形成马达或马达的定子时，认为存在以下说明的课题。
[0019]专利文献I采用波形绕组线圈,每当线圈的路线变换(lane change)时,通过将线圈的线圈端部形成为台阶状而避开其他的扁平导体。专利文献2中，认为线圈端部将线圈形成为山形，通过扭转扁平导体而进行路线变换。专利文献3至专利文献5均采用将扁平导体相对于定子铁心的轴向进行堆积的形状。因此，所有的方法都存在当增加扁平导体的匝数时，定子的线圈末端的高度升高的问题。
[0020]为了提高马达的输出，增加在定子中使用的线圈的匝数是应研究的课题，即便是在增加扁平导体的截面积的情况下，也认为对线圈末端的高度的影响大。这种情况成为马达的小型化的妨碍，对于要求小型化、高输出化的车载用的马达而言不优选。
[0021]因此，本发明为了解决这种课题，其目的在于提供一种能够减少线圈末端的高度的定子及定子制造方法。
[0022]用于解决课题的于段
[0023]为了实现所述目的，本发明的一个方式涉及的定子具有以下那样的特征。
[0024](I) 一种定子，具有线圈和分割型的定子铁心，该线圈通过将导体卷绕而形成且具备槽内部导线和线圈端部导线，该分割型的定子铁心具有收纳所述槽内部导线的槽和与所述槽邻接而形成的齿，所述定子的特征在于，所述线圈具有:第一同芯绕组线圈，所述第一同芯绕组线圈形成为同芯绕组，且在卷绕的相邻的所述导体之间具有能够供所述导体插入的间隙；以及第二同芯绕组线圈，所述第二同芯绕组线圈与所述第一同芯绕组线圈同样地卷绕，在所述槽中，所述第一同芯绕组线圈的所述槽内部导线与所述第二同芯绕组线圈的所述槽内部导线交替配置，在所述第一同芯绕组线圈的所述线圈端部导线处形成的路线变换部被形成为避开在所述第二同芯绕组线圈的所述线圈端部导线中使用的所述导体的一根的宽度。
[0025]另外，为了实现所述目的，本发明的另一方式涉及的定子制造方法具有以下那样的特征。
[0026](2) 一种定子制造方法，所述定子制造方法将导体卷绕而形成具备槽内部导线和线圈端部导线的线圈，将所述线圈呈笼状配置而形成线圈笼，将具备齿和槽的分割型的定子铁心插入到所述线圈笼中，从而形成大致圆环状的定子，所述定子制造方法的特征在于，将所述线圈以在相邻的所述导体之间具有能够供其他所述导体插入的间隙的方式形成为同芯绕组，在所述线圈端部导线上以避开所述导体的一根的宽度的方式形成路线变换部，使用所述线圈形成线圈笼，所述线圈笼以将第一同芯绕组线圈的槽内部导线和与所述第一同芯绕组线圈相邻配置的第二同芯绕组线圈的槽内部导线插入到彼此的所述间隙中并交替排列的方式配置成圆环状，将所述定子铁心的所述齿从所述线圈笼的外周侧插入到所述线圈笼中，由此形成所述定子。
[0027]发明效果
[0028]通过具有这样的特征的定子的方式，能得到以下的作用、效果。
[0029]上述(I)记载的方式涉及一种定子，具有线圈和分割型的定子铁心，该线圈通过将导体卷绕而形成且具备槽内部导线和线圈端部导线，该分割型的定子铁心具有收纳槽内部导线的槽和与槽邻接而形成的齿，所述线圈具有:第一同芯绕组线圈，所述第一同芯绕组线圈形成为同芯绕组，且在卷绕的相邻的导体之间具有能够供导体插入的间隙；以及第二同芯绕组线圈，所述第二同芯绕组线圈与第一同芯绕组线圈同样地卷绕，在槽中，第一同芯绕组线圈的槽内部导线与第二同芯绕组线圈的槽内部导线交替配置，在第一同芯绕组线圈的线圈端部导线处形成的路线变换部被形成为避开在第二同芯绕组线圈的所述线圈端部导线中使用的导体的一根的宽度。
[0030]因此，在定子的线圈端部导线处设置的路线变换部以避开导线的一根的宽度的方式形成，第一同芯绕组线圈和第二同芯绕组线圈在定子铁心的槽内以槽内部导线交替配置的方式设计，第一同芯绕组线圈和第二同芯绕组线圈卷绕成同样的形状，因此在路线变换部分无需以避开多个导体的方式形成路线变换部分。而且，由于定子的径向的空间具有富余度，因此即使增加线圈的匝数也能够紧凑地形成线圈端部导线。即，能够实现组装性高且线圈末端的轴向的高度能够缩短的定子。
[0031]另外，根据具有这样的特征的定子制造方法的方式，能得到以下的作用、效果。
[0032]上述(2)记载的方式涉及一种定子制造方法，所述定子制造方法将导体卷绕而形成具备槽内部导线和线圈端部导线的线圈，将线圈呈笼状配置而形成线圈笼，将具备齿和槽的分割型的定子铁心插入到线圈笼中，从而形成大致圆环状的定子，所述定子制造方法的特征在于，将线圈以在相邻的导体之间具有能够供其他导体插入的间隙的方式形成为同芯绕组，在线圈端部导线上以避开导体的一根的宽度的方式形成路线变换部，使用线圈形成线圈笼，线圈笼以将第一同芯绕组线圈的槽内部导线和与第一同芯绕组线圈相邻配置的第二同芯绕组线圈的槽内部导线插入到彼此的间隙中并交替排列的方式配置成圆环状，将定子铁心的齿从线圈笼的外周侧插入到线圈笼中，由此形成所述定子。
[0033]因此，与(I)记载的定子同样地，在马达中使用的定子的线圈末端，在线圈端部导线处设置的路线变换部以避开导线的一根的粗细的方式形成，第一同芯绕组线圈和第二同芯绕组线圈在定子铁心的槽内以槽内部导线交替配置的方式设计。因此，在路线变换部分无需以避开多个导体的方式形成路线变换部分，结果是，能够提供一种将定子的线圈端部导线紧凑地形成的定子的制造方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本实施方式的定子的立体图。
[0035]图2是本实施方式的定子的俯视图。
[0036]图3是本实施方式的定子的侧视图。
[0037]图4是本实施方式的线圈笼的立体图。
[0038]图5是本实施方式的线圈笼的侧视图。
[0039]图6是本实施方式的线圈笼的俯视图。
[0040]图7是本实施方式的同芯绕组线圈的主视图。
[0041]图8是本实施方式的同芯绕组线圈的侧视图。
[0042]图9是本实施方式的同芯绕组线圈的俯视图。
[0043]图10是本实施方式的向定子铁心插入了同芯绕组线圈时的剖视图。
[0044]图11是本实施方式的将第一同芯绕组线圈与第二同芯绕组线圈重叠的状态的主视图。
[0045]图12是本实施方式的将第一同芯绕组线圈与第二同芯绕组线圈重叠的状态的侧视图。
[0046]图13是本实施方式的将第一同芯绕组线圈与第二同芯绕组线圈重叠的状态的俯视图。
[0047]图14是本实施方式的表示将六个同芯绕组线圈重叠的情况的主视图。
[0048]图15是本实施方式的表示将六个同芯绕组线圈重叠的情况的侧视图。
[0049]图16是本实施方式的表示将六个同芯绕组线圈重叠的情况的俯视图。
[0050]图17是本实施方式的表示将同相的同芯绕组线圈排列的情况的主视图。
[0051]图18是本实施方式的表示将同相的同芯绕组线圈排列的情况的侧视图。
[0052]图19是本实施方式的表示将同相的同芯绕组线圈排列的情况的俯视图。
[0053]图20是本实施方式的表示向线圈笼插入铁心片的情况的立体图。
[0054]图21是本实施方式的表示向定子铁心的外周嵌入外环的情况的立体图。
[0055]图22是本实施方式的定子的立体图。
[0056]图23是本实施方式的表示向马达插入转子的情况的侧视图。
【具体实施方式】
[0057]首先，使用附图，说明本发明的实施方式。
[0058]图1示出本实施方式的定子100的立体图。图2示出定子100的俯视图。图3示出定子100的侧视图。定子100具有定子铁心110、线圈笼120、外环130。定子铁心110为分割型，将铁心片111呈圆环状配置而形成。铁心片111通过大致扇形的电磁钢板层叠而形成。如图10所示，在铁心片111的内周侧具备一个槽SL和两个齿112。外环130是将金属制的原料形成为圆筒形状而成的部件，在外环130的外周侧具备肋131和螺栓孔131a。螺栓孔131a在将马达M向未图示的发动机安装或向马达M设置罩等的目的下使用。
[0059]图4示出线圈笼120的立体图。图5示出线圈笼120的侧视图。图6示出线圈笼120的俯视图。线圈笼120使用48个同芯绕组线圈C而形成。在线圈笼120的引线侧LS形成有将后述的图17至图19所示的第一接合部C13e及第二接合部C13f接合的接合部JV。该接合部JV是在线圈笼120的引线侧LS呈放射线状地配置的部分。但是，在形成作为定子100时，由于需要将连接器接合的部分，因此准备了第一引线部C13d排列而成的连接器接合部120a。
[0060]图7示出同芯绕组线圈C的主视图。图8示出同芯绕组线圈C的侧视图。图9示出同芯绕组线圈C的俯视图。同芯绕组线圈C是使用扁平导体D沿边(edgewise)弯曲加工而卷绕成大致六边形的线圈。通过准备48个同芯绕组线圈C，而能够形成线圈笼120。扁平导体D是将导电性高的铜或铝等金属形成为矩形截面的金属线的部件，其周围由珐琅等绝缘覆盖材料覆盖。对该扁平导体D进行沿边弯曲加工，并卷绕5周，由此形成同芯绕组线圈C。因此，同芯绕组线圈C的槽内部导线Cll与以扁平导体D的矩形截面中的短边方向的厚度层叠5个的厚度相等。
[0061]同芯绕组线圈C由槽内部导线CU、在引线相反侧RLS形成的引线相反侧线圈端部导线C12、及在引线侧LS形成的引线侧线圈端部导线C13这三个部分如图7所示构成。在引线相反侧线圈端部导线C12形成有路线变换部C12a以及将路线变换部C12a与槽内部导线Cll连接的第一缘部C12b和第二缘部C12c。在引线侧线圈端部导线C13具有路线变换部C13a以及将路线变换部C13a与槽内部导线Cll连接的第一缘部C13b和第二缘部C13c，在同芯绕组线圈C的卷绕始端和卷绕终端分别形成第一引线部C13d及第一接合部C13e。此外，根据同芯绕组线圈C，取代第一引线部C13d或第一接合部C13e而形成后述的第二接合部C13f。
[0062]为了便于理解，在槽内部导线Cll的左右分称为第一槽内部导线Cl Ia和第二槽内部导线Cllb时，第一槽内部导线Clla与第一缘部C12b及第一缘部C13b连接，第二槽内部导线Cllb与第二缘部C12c及第二缘部C13c连接。
[0063]并且，如图9所示，同芯绕组线圈C以成为圆弧状的方式卷绕形成。而且，槽内部导线Cll以在相邻的扁平导体D之间产生间隙S的方式形成。在图9中，对于该间隙S，为了便于说明而标注编号进行称呼。从内周侧开始在附图右侧形成第一间隙S1、第三间隙S3、第五间隙S5、第七间隙S7、第九间隙S9，在附图左侧形成第二间隙S2、第四间隙S4、第六间隙S6、第八间隙S8、第十间隙S10。需要说明的是，第一间隙SI向内周侧敞开，第十间隙SlO向外周侧敞开。第二间隙S2至第九间隙S9以与扁平导体D的宽度大致相同的间隔形成。
[0064]另外，如图9所示，路线变换部Cl2a朝向外周侧而从附图左向附图右弯曲形成，相对于此，路线变换部C13a朝向外周侧而从附图右向附图左弯曲形成。
[0065]图10示出向定子铁心110插入同芯绕组线圈C时的剖视图。图10为在定子铁心110仅配置有一个同芯绕组线圈C时的剖视图。同芯绕组线圈C跨过定子铁心110具备的齿112，并在槽SL配置同芯绕组线圈C的槽内部导线CU。在槽SL配置有绝缘体115。绝缘体115由绝缘性高的树脂原料形成，为了确保定子铁心110与同芯绕组线圈C的绝缘而设置。[0066]需要说明的是，为了便于说明，附图左侧的槽SL为第一槽SLl。而且，附图右侧的槽SL为第七槽SL7。因此，在向定子铁心110仅插入I个同芯绕组线圈C时，左侧的第二槽内部导线Cllb插入第一槽SL1，右侧的第一槽内部导线Clla插入第七槽SL7，成为将左右的槽内部导线Cll隔开5个槽SL而插入的状态。
[0067]当如此将同芯绕组线圈C配置于定子铁心110时，槽内部导线Cll呈锯齿状地插入槽SL。即，间隙S在槽SL中分别形成5处，成为插入5根槽内部导线Cll的状态。实际上，在以线圈笼120的状态向定子铁心110插入时，同相的同芯绕组线圈C配置于间隙S，从而成为在I个槽SL插入有10根槽内部导线Cll的结果。
[0068]将该同芯绕组线圈C重叠24对而形成的是图4至图6所示的线圈笼120。下面，说明该线圈笼120的形成过程。
[0069]图11示出将第一同芯绕组线圈Cl与第二同芯绕组线圈C2重叠的状态的主视图。图12示出将第一同芯绕组线圈Cl与第二同芯绕组线圈C2重叠的状态的侧视图。图13示出将第一同芯绕组线圈Cl与第二同芯绕组线圈C2重叠的状态的俯视图。
[0070]同芯绕组线圈C由于在图11中使用2个，因此为了便于说明而称为第一同芯绕组线圈Cl和第二同芯绕组线圈C2。其中，两个均是同样卷绕的同芯绕组线圈C。其中，引线侧线圈端部导线C13的第一引线部C13d、第一接合部C13e、第二接合部C13f等引线部分由于配置的位置的不同而形成为不同的形状。第一同芯绕组线圈Cl与第二同芯绕组线圈C2错开I个槽SL的量而重叠，该槽SL是定子铁心110具备的槽。因此，在第一同芯绕组线圈Cl的槽内部导线Cll与第二同芯绕组线圈C2的槽内部导线Cll之间形成供绝缘体115及齿112插入的间隙。
[0071]其结果是，在引线相反侧RLS，在第一同芯绕组线圈Cl的第一缘部C12bl与第二同芯绕组线圈C2的第一缘部C12b2的关系上，形成沿着线圈笼120的轴向层叠的部分、以及在线圈笼120的轴向上在路线变换部C12al与路线变换部C12a2之间从定子100的内周侧观察下交叉的部分。而且，在引线侧LS，在第一同芯绕组线圈Cl的第一缘部C13bl与第二同芯绕组线圈C2的第一缘部C13b2的关系上，形成沿着线圈笼120的轴向重叠的部分、以及在线圈笼120的轴向上在路线变换部C13al与路线变换部C13a2之间从定子100的内周侧观察下交叉的部分。在该交叉的部分附近，相邻的同芯绕组线圈C彼此具有的扁平导体D在引线相反侧线圈端部导线C12及引线侧线圈端部导线C13处避开。
[0072]第一同芯绕组线圈Cl的路线变换部C13al与第二同芯绕组线圈C2的路线变换部C13a2相邻配置。而且，第一同芯绕组线圈Cl的路线变换部C12al与第二同芯绕组线圈C2的路线变换部C12a2相邻配置。通过如此使第一同芯绕组线圈Cl与第二同芯绕组线圈C2重叠，而形成线圈笼120。
[0073]图14示出表示将六个同芯绕组线圈C重叠的情况的主视图。图15示出表示将六个同芯绕组线圈C重叠的情况的侧视图。图16示出表示将六个同芯绕组线圈C重叠的情况的俯视图。通过将多个同芯绕组线圈C如图11至图13所示那样依次重叠六个同芯绕组线圈C,而形成图14至图16所示的单元。
[0074]定子100由U相、V相、W相这3相形成，并按照Ul相、U2相、Vl相、V2相、Wl相、W2相的顺序排列。为了便于说明，称为U相第一线圈UC1、U相第二线圈UC2、V相第一线圈VC1、V相第二线圈VC2、W相第一线圈WC1、及W相第二线圈WC2。并且，通过图14至图16所示的单元形成I个极，将其作为第一极Pl。通过准备8组而能够形成线圈笼120。
[0075]图17示出表示将同相的同芯绕组线圈C排列的情况的主视图。图18示出表示将同相的同芯绕组线圈C排列的情况的侧视图。图19示出表示将同相的同芯绕组线圈C排列的情况的俯视图。将同芯绕组线圈C同相彼此连接的情况如图17至图19所示。在图中示出将第一极Pl的U相第一线圈UCl与第三极P3的U相第一线圈UCl连接的情况。具体而言，将从第一极U相第一线圈PlUCl的第二缘部C13c延伸设置的第二接合部C13f与从第三极U相第一线圈P3UC1的第一缘部C13b延伸设置的第一接合部C13e连接而形成U相第一接合部JVl。
[0076]如前述的图10所示，例如如果将第一极Pl的U相第一线圈UCl的第二槽内部导线Cl Ib插入第一槽SLl，则第一极U相第一线圈PlUCl的第一槽内部导线Cl Ia和第二极U相第一线圈P2UC1的第二槽内部导线Cllb就会配置到第七槽SL7。另一方面，第三极U相第一线圈P3UC1中，第二槽内部导线Cllb插入到未图示的第十三槽SL13内，第一槽内部导线Clla插入到未图示的第十九槽SL19内。由此，通过与插入到第七槽SL7的第一极U相第一线圈PlUCl的第一槽内部导线Clla连接的第二接合部C13f、以及与插入到第十三槽SL13的第三极U相第一线圈P3UC1的第二槽内部导线Cllb连接的第一接合部C13e，形成U相第一接合部JVl。
[0077]图20示出向线圈笼120插入铁心片111的立体图。图21示出表示向定子铁心110的外周嵌入外环的情况的立体图。在线圈笼120中存在设置多个的槽插入口 121，槽插入口 121形成在相邻的槽内部导线Cll之间。通过向该槽插入口 121如图20所示那样插入铁心片111的齿112，由此铁心片111以线圈笼120为中心呈圆环状地配置。在此状态下如图21所示将外环130向铁心片111形成的定子铁心110的外周嵌入。通过事先对外环130进行加热而利用金属膨胀来扩展内径，通过向定子铁心110的外周嵌入并冷却，由此能够将铁心片111保持为圆环状。
[0078]图22示出定子100的立体图。图22的定子100的立体图与图1的定子100的立体图不同，在线圈端部分形成有外部连接端子部140。定子100的引线侧的线圈末端为了将线圈彼此连接而利用焊接等于法将汇流条接合，也将外部连接端子部140接合。通过该外部连接端子部140，与未图示的车载的二次电池等电连接。
[0079]图23示出表示向马达M插入转子150的情况的侧视图。需要说明的是，在图23中省略了外部连接端子部140。如上述那样通过将同芯绕组线圈C依次重叠而形成图4所示的线圈笼120。将形成为圆环状的线圈笼120向定子铁心110插入，对接合部JV进行焊接并接合，在连接器接合部120a上接合通过未图示的汇流条而与外部连接的连接器，由此形成定子100。然后，将转子150如图20所示那样插入，由此配置在定子100的内周部，从而形成马达M。需要说明的是，虽然未图示，但实际上设有马达M的罩，开利用轴承来保持转子 150。
[0080]本实施方式的定子100由于为上述结构，因此起到以下说明的作用及效果。
[0081]首先，作为效果，可列举出能够减小在马达M中使用的定子100的线圈末端的效果。本实施方式的马达M中，定子100具有同芯绕组线圈C和分割型的作为铁心片111的集合体的定子铁心110，该同芯绕组线圈C通过将扁平导体D卷绕而形成且具备槽内部导线C11、引线相反侧线圈端部导线C12及引线侧线圈端部导线C13，该定子铁心110具有收纳槽内部导线Cll的槽SL和与槽SL邻接形的齿112，在定子100中，同芯绕组线圈C具有:形成为同芯绕组，且在卷绕的相邻的扁平导体D之间具有能够供扁平导体D插入的间隙S的第一同芯绕组线圈Cl ;与第一同芯绕组线圈Cl同样地卷绕的第二同芯绕组线圈C2，在槽SL内，第一同芯绕组线圈Cl的槽内部导线Cll与第二同芯绕组线圈C2的槽内部导线Cll交替配置，在第一同芯绕组线圈Cl的引线相反侧线圈端部导线C12及引线侧线圈端部导线C13处形成的路线变换部C12a及路线变换部C13a被形成为避开在第二同芯绕组线圈C2的引线相反侧线圈端部导线C12或引线侧线圈端部导线C13中使用的扁平导体D的一根的粗细。
[0082]在马达M中使用的定子100的引线相反侧线圈端部导线C12处形成路线变换部C12a，在引线侧线圈端部导线C13处形成路线变换部C13a。该路线变换部C12a及路线变换部C13a以避开一根扁平导体D的厚度的量的方式形成。S卩，以路线变换了扁平导体D的矩形截面中的短边侧的宽度量的方式弯曲。
[0083]同芯绕组线圈C通过将扁平导体D卷绕5圈而形成，因此若为现有技术，则需要使扁平导体D的矩形截面中的短边侧的宽度量的约5倍的厚度沿着扁平(flatwise)弯曲方向变形来形成路线变换部。因此，需要沿着定子100的周向形成的路线变换部的量的宽度。但是，在扁平导体D中，最小弯曲半径由扁平导体D的宽度决定，因此越向路线变换部的外侧行进则条件越差，并不是简单地只要扁平导体D的5倍宽度即可。实际上需要沿着定子100的周向再多一些的宽度。
[0084]然而，在本实施方式的同芯绕组线圈C中，通过使路线变换部C12a及路线变换部C13a构成为避开这种扁平导体D的一根的宽度，而能够抑制相邻的同芯绕组线圈C彼此的形成路线变换部C12a及路线变换部C13a的部分的宽度。这是因为，只要形成避开扁平导体D的一根的宽度的路线变换部C12a及路线变换部C13a即可，在相同的同芯绕组线圈C具有的路线变换部C12a及路线变换部C13a，在相邻的扁平导体D之间存在间隙，因此能够产生用于形成路线变换部的富余度。
[0085]其结果是，路线变换部C12a及路线变换部C13a的宽度方向的制约缓解。定子100的周向的宽度的制约受到同芯绕组线圈C的匝数、扁平导体的短边方向的宽度等的影响。因此，为了提高马达M的输出，而研究增加同芯绕组线圈C的匝数或增大扁平导体的短边方向的宽度等来增加扁平导体的截面积时，需要根据设计要件来研究以沿着定子100的轴向累加的方式设置路线变换部的空间。在本实施方式的同芯绕组线圈C中，这种条件得到缓解，结果是，能够紧凑地形成引线相反侧线圈端部导线C12及引线侧线圈端部导线C13。由此，能够有助于缩短定子100的线圈末端的轴向的高度。
[0086]另外，作为效果，也可列举出马达M的组装性能够提高的效果。本实施方式的马达M使用相同形状的同芯绕组线圈C，通过将同芯绕组线圈C依次重叠而能够形成线圈笼120。因此，与专利文献3及专利文献4所示那样使用需要将多个线圈组合而形成的波形绕组线圈的情况相比，能够容易地形成定子100，能够提高马达M的组装性。因此如前述那样能够缩短线圈末端的轴向的高度。
[0087]并且，由于在定子100中使用分割型的定子铁心110，因I此不会向线圈笼120施加不合理的变形，而是将铁心片111从线圈笼120的外周侧组装，通过利用外环130保持铁心片111来形成定子100，因此能够容易地进行定子100的组装。也考虑了在定子100中使用一体型的定子铁心110的情况，但需要将同芯绕组线圈C如线圈笼120那样组装成圆筒状之后再与定子铁心110组装，因此难以简单地组装而需要复杂的组装工序。由此，与使用一体型的定子铁心110的情况相比，虽然铁损增大，但通过使用分割型的定子铁心110，定子100的组装变得容易，能够有助于提高马达M的生产率。
[0088]以上，通过本实施方式说明了发明，但本发明并未限定为所述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内可以通过适当变更结构的一部分来实施。
[0089]例如，在本实施方式中使用48槽的定子铁心110而构成为8极的马达M，但槽数为设计事项，在设计的范围内可以进行变更。而且，关于同芯绕组线圈C的详细的形状，也可以进行不脱离发明的主旨的范围内的变更。
[0090]符号说明
[0091]100 定子
[0092]110定子铁心
[0093]111铁心片
[0094]Illa 螺栓孔
[0095]112 齿
[0096]115绝缘体
[0097]120线圈笼
[0098]120a连接器接合部
[0099]150 转子
[0100]C同芯绕组线圈
[0101]Cl第一同芯绕组线圈
[0102]C2第二同芯绕组线圈
[0103]Cll槽内部导线
[0104]C12引线相反侧线圈端部导线
[0105]C13引线侧线圈端部导线
[0106]D扁平导体
[0107]JV接合部
[0108]JVl U相第一接合部
[0109]LS引线侧
[0110]M 马达
[0111]RLS引线相反侧
[0112]S 间隙
[0113]SL 槽。
【权利要求】
1.一种定子，具有线圈和分割型的定子铁心，该线圈通过将导体卷绕而形成且具备槽内部导线和线圈端部导线，该分割型的定子铁心具有收纳所述槽内部导线的槽和与所述槽邻接而形成的齿，所述定子的特征在于， 所述线圈具有: 第一同芯绕组线圈，所述第一同芯绕组线圈形成为同芯绕组，且在卷绕的相邻的所述导体之间具有能够供所述导体插入的间隙；以及 第二同芯绕组线圈，所述第二同芯绕组线圈与所述第一同芯绕组线圈同样地卷绕， 在所述槽中， 所述第一同芯绕组线圈的所述槽内部导线与所述第二同芯绕组线圈的所述槽内部导线交替配置， 在所述第一同芯绕组线圈的所述线圈端部导线处形成的路线变换部被形成为避开在所述第二同芯绕组线圈的所述线圈端部导线中使用的所述导体的一根的宽度。
2.一种定子制造方法，所述定子制造方法将导体卷绕而形成具备槽内部导线和线圈端部导线的线圈，将所述线圈呈笼状配置而形成线圈笼，将具备齿和槽的分割型的定子铁心插入到所述线圈笼中，从而形成大致圆环状的定子，所述定子制造方法的特征在于， 将所述线圈以在相邻的所述导体之间具有能够供其他所述导体插入的间隙的方式形成为同芯绕组，在所述线圈端部导线上以避开所述导体的一根的宽度的方式形成路线变换部， 使用所述线圈形成线圈笼，所述线圈笼以将第一同芯绕组线圈的槽内部导线和与所述第一同芯绕组线圈相邻配置的第二同芯绕组线圈的槽内部导线插入到彼此的所述间隙中并交替排列的方式配置成圆环状， 将所述定子铁心的所述齿从所述线圈笼的外周侧插入到所述线圈笼中，由此形成所述定子。
【文档编号】H02K3/28GK103503278SQ201180069887
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年4月5日 优先权日:2011年4月5日
【发明者】北村学, 渡边敦 申请人:丰田自动车株式会社