分段线圈、分段线圈的制造方法、使用分段线圈而成的定子的制作方法
【专利摘要】在排列配置于定子芯(11)的槽中的分段线圈(12)中，具备收容于槽的内部的线圈中央部(C)和向外部突出的两个线圈端部(E1、E2)，在两个线圈端部(E1、E2)中的线圈端部(E1)具备使线圈夹着顶点而朝着线圈中央部(C)以不同的角度倾斜所形成的一对线圈片(B1、B2)，并且在一对线圈片中的任一方的线圈片的顶点的附近区域设置凹陷台阶部(D)，该凹陷台阶部(D)由与定子芯(11)的端面(11d)不相平行而具有角度的两边构成。
【专利说明】分段线圈、分段线圈的制造方法、使用分段线圈而成的定子
【技术领域】
[0001]本申请主张基于2011年10月27日提出的日本申请第2011-235979号、2012年I月30日提出的日本申请第2012-016236号、2012年2月2日提出的日本申请第2012-020859号、2012年2月7日提出的日本申请第2012-023874号、2012年3月I日提出的日本申请第2012-045004号、2012年3月21日提出的日本申请第2012-063106号、2012年9月10日提出的日本申请第2012-198557号的优先权，并援引上述日本申请记载的全部的记载内容。
[0002]本发明涉及能够实现小型化并且能够有效地防止绝缘被膜的劣化的分段线圈、该分段线圈的制造方法、使用上述分段线圈而成的定子。
【背景技术】
[0003]伴随着近年来的电动机的小型化、高性能化、高输出化等，作为构成电动机的定子的线圈，对能够有效地提高槽内的占空因数的由扁线构成的线圈、尤其是将扁线形成为大致U字形而成的所谓分段线圈的需要提高。
[0004]作为表示这样的分段线圈的现有技术，例如有下述专利文献I。
[0005]专利文献1:日本专利第4688003号公报
【发明内容】
[0006]上述专利文献I是涉及旋转电机的定子及使用了该定子的旋转电机的发明，能够降低从定子芯突出的定子绕组的线圈端部的高度，由此具有能够实现分段线圈的小型化的优点。
[0007]另外，在此“线圈端部的高度”是指从定子芯的端面(上表面)到线圈端部的顶点为止的长度。而且，在此“顶点”是指在线圈端部中，在环状定子芯的轴向上的最外侧的部位。
[0008]然而，在上述专利文献I中，是在线圈端部设置多个台阶的结构，且是在线圈表面形成了绝缘被膜之后形成多个台阶的结构，因此存在线圈的加工工序变得复杂且绝缘被膜容易发生劣化这样的问题。
[0009]另外，即便假设是在形成了多个台阶之后在线圈表面形成绝缘被膜的结构的情况下，也存在对台阶部分的绝缘处理困难而生产率下降这样的问题。
[0010]另外，以往也有不在线圈端部设置台阶而具备将二根直线状线圈形成为大致山型的线圈端部的分段线圈。
[0011]在这样的分段线圈中，虽然绝缘处理容易，但是无法降低线圈端部的高度，存在无法实现分段线圈的小型化这样的问题。
[0012]在上述分段线圈上设有用于进行相邻的分段线圈之间、定子芯之间的绝缘的绝缘层。上述绝缘层需要以避免在上述各部件间发生局部放电的方式构成。上述局部放电容易发生在电压差变大的部分。例如，在三相交流电动机的定子采用分段线圈的情况下，属于不同相的分段线圈间的电压差变得最大。因此，在属于不同相的分段线圈接近或接触的部分容易发生局部放电。
[0013]在以往的分段线圈中构成为，将能够应对属于不同相的分段线圈间的电压差的绝缘层设于分段线圈的整个区域，由此来防止局部放电。
[0014]然而，属于同层的分段线圈对接的部位、定子芯与分段线圈对接的部位的电压差小，无需设置能够应对大电压差的厚度大的绝缘层。在以往的分段线圈中，能够应对属于不同相的线圈间的电压差的绝缘层设于线圈的整个区域，因此存在槽内的占空因数下降而导致电动机的大型化、发热量的增加这样的问题。
[0015]为了提高占空因数，也考虑到使用介电常数低且绝缘性能高的高价的绝缘材料并在分段线圈的整体上形成厚度小的绝缘层这一情况，但是会导致制造成本的增加。
[0016]另外，提出了如下构成的耐电涌电动机:与导体线材的绝缘被膜重叠而形成导电性皮膜，以缓和相邻绕组的绝缘层间的电位差。
[0017]然而，上述导电性皮膜由于向树脂混入碳等导电性的粉体材料而形成，因此伸缩度低，在线圈加工等中容易发生皮膜破裂。因此，难以适用于分段线圈中的弯曲加工等。
[0018]另外，若将导电性皮膜设于分段线圈的整个区域上，则在使导体线材在末端露出而连接时，容易与上述导电性皮膜接触而发生短路等，难以进行末端加工。
[0019]为了构成定子，准备具有多种形态的分段线圈，在将这些分段线圈以预定的顺序安装而组装到预定的槽之后，为了使这些分段线圈构成一体的线圈而必须将各分段线圈的端子部连接。
[0020]然而，上述分段线圈的安装作业及连接作业较为麻烦。而且，需要将多个分段线圈以密集的状态进行组装，因此难以识别各分段线圈及应连接的端子部。因此，容易产生组装错误、连接错误。
[0021 ] 而且，各分段线圈由于密集设置，因此在组装后、连接后，也难以检查组装错误、连接错误，非常耗费工时。
[0022]本发明用于解决上述以往的问题点，课题在于提供能够实现分段线圈的小型化并能够有效地防止绝缘被膜的劣化的分段线圈、该分段线圈的制造方法、使用上述分段线圈而成的定子。
[0023]另外，本申请发明的课题在于提供一种分段线圈，能够较大地设定线圈的截面积而使大电流流动并防止局部放电，而且能够提闻占空因数，提闻电动机的性能。
[0024]另外，本申请发明用于解决上述以往的问题，课题在于提供一种定子，能够较大地设定线圈的截面积而使大电流流动并有效地防止局部放电，而且能够提高占空因数，提高电动机的性能。
[0025]另外，本申请发明的课题在于提供一种能够容易地识别多个分段线圈而向应安装各分段线圈的预定的槽安装并且能够容易地识别应连接的端子部而进行连接的分段线圈
坐寸ο
[0026]本发明的分段线圈在由环状定子芯和多相线圈构成的旋转电机的定子中，沿径向排列配置于上述环状定子芯的槽，且相邻槽的线圈彼此沿周向排列配置，上述分段线圈的第一特征在于，在具备收容于上述槽的内部的直线部和向上述槽的外部突出的两个线圈端部的分段线圈中，上述两个线圈端部中的任一个线圈端部具备使线圈夹着顶点而朝着上述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片，在该一对线圈片中的、进入到相邻的分段线圈的径向内侧的线圈片中的上述顶点附近区域具备凹陷台阶部，该凹陷台阶部由相对于上述环状定子芯的端面上述顶点侧的倾斜较大、与上述环状定子芯的端面不相平行而是相对于上述环状定子芯的端面具有角度的两边构成。
[0027]根据上述本发明的第一特征，分段线圈在由环状定子芯和多相线圈构成的旋转电机的定子中，沿径向排列配置于上述环状定子芯的槽，且相邻槽的线圈彼此沿周向排列配置，在具备收容于上述槽的内部的直线部和向上述槽的外部突出的两个线圈端部的分段线圈中，上述两个线圈端部中的任一个线圈端部具备使线圈夹着顶点而朝着上述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片，在该一对线圈片中的、进入到相邻分段线圈的径向内侧的线圈片中的上述顶点附近区域具备凹陷台阶部，该凹陷台阶部由相对于上述环状定子芯的端面上述顶点侧的倾斜较大、与上述环状定子芯的端面不相平行而是相对于环状定子芯的端面具有角度的两边构成，因此，通过设置凹陷台阶部，能够降低线圈端部的高度。由此能够实现分段线圈的小型化。
[0028]另外，在使多个分段线圈排列配置的情况下，在设置凹陷台阶部的线圈一侧，能够在相邻的分段线圈间有效地形成间隙。
[0029]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第一特征的基础上，其第二特征在于，上述分段线圈在上述一对线圈片中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设有附加
绝缘层。
[0030]根据上述本发明的第二特征，在上述本发明的第一特征的作用效果的基础上，由于上述分段线圈在上述一对线圈片中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设有附加绝缘层，因此能够对未设置凹陷台阶部的线圈片的预定区域的绝缘被膜的厚度进行加强，由此能够有效地防止绝缘被膜发生劣化。
[0031]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第二特征的基础上，其第三特征在于，上述附加绝缘层设于属于不同相的分段线圈对接的部分。
[0032]根据上述本发明的第三特征，在上述本发明的第二特征的作用效果的基础上，由于上述附加绝缘层设于属于不同相的分段线圈对接的部分，因此根据相邻的线圈或定子芯之间的电压差，能够使绝缘层的厚度不同。由此，能够不使可靠性下降而有效地防止局部放电。而且，能够使绝缘层的平均厚度减小，因此也能够实现轻量化。而且，也能够降低制造成本。
[0033]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第二或第三特征的基础上，其第四特征在于，上述附加绝缘层形成于分段线圈的环状定子芯的径向内侧面及/或外侧面。
[0034]根据上述本发明的第四特征，在上述本发明的第二或第三特征的作用效果的基础上，由于上述附加绝缘层形成于分段线圈的环状定子芯的径向内侧面及/或外侧面，因此能够进一步削减设置附加绝缘层的区域。
[0035]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第二至第四特征中的任一特征的基础上，其第五特征在于，上述线圈端部形成为山形，并且上述附加绝缘层设于上述山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部或/及从上述槽延伸出的直线部分。
[0036]根据上述本发明的第五特征，在上述本发明的第二至第四特征中的任一特征的作用效果的基础上，由于上述线圈端部形成为山形，并且上述附加绝缘层设于上述山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部或/及从上述槽延伸出的直线部分，因此能够容易且可靠地形成附加绝缘层，并且能够有效地防止在附加绝缘层产生龟裂、剥离而使绝缘性下降。
[0037]S卩，为了防止在附加绝缘层产生龟裂、剥离，优选在不实施弯曲加工的部分或以大曲率半径进行了弯曲加工的部分的预定区域设置附加绝缘层。
[0038]例如，在将线圈端部形成为山形的情况下，在山形的顶部附近、从山形斜边向收容于槽部的直线部过渡的山形的山脚部附近，实施线圈的矩形截面的长边的0.5?3倍的曲率半径的弯曲加工。另一方面，对上述山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部实施线圈的矩形截面的长边的20?60倍的曲率半径的弯曲加工。而且，对于从槽延伸出的部位的直线部分不实施弯曲加工。
[0039]因此，构成为在山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部或/及直线部分设置附加绝缘层，由此能够容易且可靠地形成附加绝缘层，并且能够有效地防止在附加绝缘层产生龟裂、剥离而使绝缘性下降。
[0040]另外，可以对上述斜边部实施沿着定子的周向的预定的弯曲加工。作为沿着上述周向的弯曲加工，例如，可以实施将斜边部在I个或2个以上的部位弯曲而成为大致折线状的弯曲加工、使曲率半径的中心、曲率变化的弯曲加工。
[0041]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第一特征的基础上，其第六特征在于，上述分段线圈构成为，在上述一对线圈片中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设置半导电层，使接近配置且属于不同相的分段线圈的上述半导电层在至少一点进行接触。
[0042]根据上述本发明的第六特征，在上述本发明的第一特征的作用效果的基础上，由于上述分段线圈构成为，在上述一对线圈片中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设置半导电层，使接近配置且属于不同相的分段线圈的上述半导电层在至少一点进行接触，因此通过在线圈片的预定区域设置半导电层，使线圈表面的电荷分散而使电场强度下降。当电场强度下降时，即便产生超过未设置半导电层时的局部放电开始电压的电压，也能抑制局部放电的发生。即，即便属于不同相的分段线圈相邻配置，在这些分段线圈间，由电荷的蓄积引起的电位差也不会变大，能够有效地防止在上述部位发生局部放电。
[0043]S卩，在本申请发明中，通过以使设于属于不同相的分段线圈上的半导电层在至少一点进行接触的方式构成，能够有效地防止这些分段线圈间的局部放电。只要以在至少一点进行接触的方式构成即可，上述接触点的接触方式不受限定。例如，不仅是点接触，也可以是线接触或面接触。而且，半导电层即使将厚度设定得较薄也能够发挥效果。因此，与加厚绝缘层的以往的手法相比，能够减小定子的重量，并且能够降低制造成本。
[0044]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第一至第六特征中的任一特征的基础上，其第七特征在于，在上述分段线圈的预定区域的表面设有着色识别部。
[0045]根据上述本发明的第七特征，在上述本发明的第一至第六特征中的任一特征的作用效果的基础上，由于在上述分段线圈的预定区域的表面设有着色识别部，因此可以在定子的组装工序中使用着色识别作为识别标识，能够形成为制造效率良好的分段线圈。
[0046]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第七特征的基础上，其第八特征在于，在上述分段线圈的两个线圈端部中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈端部，具备用于将相邻分段线圈相互连接的端子部，在该端子部或其附近，具备能够识别相互连接的分段线圈的端子部的第一着色识别部。
[0047]根据上述本发明的第八特征，在上述本发明的第一至第七特征中的任一特征的作用效果的基础上，由于在上述分段线圈的两个线圈端部中的、不具备上述凹陷台阶部的线圈端部，具备用于将相邻分段线圈相互连接的端子部，在该端子部或其附近，具备能够识别相互连接的分段线圈的端子部的第一着色识别部，因此在将安装于环状定子芯的预定的槽内的各分段线圈的连接部连接的工序中，能够识别相互连接的连接部而有效地防止连接错误。
[0048]上述第一着色识别部的结构、形态没有特别限定。例如，可以在相互连接的分段线圈的连接部或其附近设置着色为同一色的着色识别部。而且，设置着色识别部的部位也没有特别限定，为了在连接作业时能够识别连接部而可以设于连接部或其附近。
[0049]另外，通过形成于在组装结束后从外部能够识别的部位，能够对上述第一着色识别部进行图像识别来检查有无连接错误。
[0050]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第七或第八特征的基础上，其第九特征在于，上述分段线圈具备第二着色识别部，该第二着色识别部设于上述端子部以外的表面上，并且以能够识别安装各分段线圈的槽或/及槽内的排列位置的方式形成。
[0051]根据上述本发明的第九特征，在上述本发明的第七或第八特征的作用效果的基础上，由于上述分段线圈具备第二着色识别部，该第二着色识别部设于上述端子部以外的表面上，并且以能够识别安装各分段线圈的槽或/及槽内的排列位置的方式形成，因此能够将预定的分段线圈容易地安装于预定的槽。而且，能够容易地确认各槽内的排列顺序。此夕卜，也可以形成为兼用为了将预定的分段线圈向预定的槽安装而设置的第二着色识别部和识别上述各槽内的排列顺序的第二着色识别部，还可以作为独立的着色识别部而设于其他部位。
[0052]为了将预定的分段线圈向预定的槽安装而设置的第二着色识别部例如可以形成为对应各槽具有同一色彩。而且，为了识别向各槽安装的分段线圈的排列位置，例如，可以设置实施了以同一色彩且深浅度按排列顺序而变化的着色的第二着色识别部。
[0053]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第九特征的基础上，其第十特征在于，上述第二着色识别部向分段线圈的预定区域涂敷着色涂料、粘贴着色带件或者安装着色管件而构成。
[0054]根据上述本发明的第十特征，在上述本发明的第九特征的作用效果的基础上，由于上述第二着色识别部向分段线圈的预定区域涂敷着色涂料、粘贴着色带件或者安装着色管件而构成，因此能够容易地形成第二着色识别部。
[0055]第二着色识别部可以通过对线圈端部的整个区域实施着色而设置，也可以通过对一部分的区域实施着色而设置。而且，上述第二着色识别部只要至少设于线圈端部即可。而且，还可以对各分段线圈的绝缘层的整体实施着色来形成为上述第二着色识别部。
[0056]另外，本发明的分段线圈在上述本发明的第九或第十特征的基础上，其第十一特征在于，上述第二着色识别部构成附加绝缘层。
[0057]根据上述本发明的第十一特征，在上述本发明的第九或第十特征的作用效果的基础上，由于上述第二着色识别部构成附加绝缘层，因此能够形成为如下分段线圈:不仅能够使定子的组装作业容易，而且能够有效地防止局部放电，且能够提高定子的可靠性。
[0058]第二着色识别部的结构、形态没有特别限定。为了有效地防止局部放电，例如，将由绝缘性的树脂构成的涂料涂敷成20?200 μ m的厚度，由此能够确保所需的局部放电电压。在厚度为20 μ m以下时，在接近的线圈间可能发生局部放电，且无法确保所需的被膜强度。另一方面，当厚度为200 μ m以上时，难以确保线圈的安装空间。
[0059]另外，通过采用绝缘性带件、绝缘性管件，能够形成兼用附加绝缘层的第二着色识别部。作为具有局部放电防止效果的上述着色带件，可以采用Permacel公司制的绝缘性树脂带件(商标名Kapton带)等。而且，作为着色管件，可以采用住友电气工业制的绝缘性树脂管(商标名sumitube)。
[0060]另外，本发明的定子的第十二特征在于，使第一至第十一方面中的任一方面记载的分段线圈在环状定子芯的槽排列配置多个而成。
[0061]根据上述本发明的第十二特征，由于定子使第一至第十一方面中的任一方面记载的分段线圈在环状定子芯的槽排列配置多个而成，因此能够实现分段线圈的小型化，并且能够有效地防止绝缘被膜发生劣化。
[0062]另外，本发明的定子在上述本发明的第十二特征的基础上，其第十三特征在于，使多个排列配置于上述环状定子芯的槽中的分段线圈中的、配置于同一槽内的至少一组相邻分段线圈在从上述槽出来直到朝向上述线圈端部的顶点沿周向弯曲为止的区域在径向上倾斜，由此使设于上述分段线圈的线圈端部的绝缘层在定子的径向上接触，且以上述接触部位的定子的径向上的线圈间距离大于上述槽内的线圈间距离的方式形成上述绝缘层。
[0063]根据上述本发明的第十三特征，在上述本发明的第十二特征的作用效果的基础上，由于使多个排列配置于上述环状定子芯的槽中的分段线圈中的、配置于同一槽内的至少一组相邻分段线圈在从上述槽出来直到朝向上述线圈端部的顶点沿周向弯曲为止的区域在径向上倾斜，由此使设于上述分段线圈的线圈端部的绝缘层在定子的径向上接触，且以上述接触部位的定子的径向上的线圈间距离大于上述槽内的线圈间距离的方式形成上述绝缘层，因此能够进一步实现槽内的高占空因数，并且能够有效地增加槽内的线圈的匝数。
[0064]另外，在配置于同一槽内的至少一组相邻的分段线圈中能够更有效地防止绝缘被膜发生劣化。
[0065]另外，本发明的分段线圈的制造方法是第一方面所记载的分段线圈的制造方法，该分段线圈的制造方法的第十四特征在于，具备使由扁线构成的线材弯曲而形成线圈体的线圈体形成工序，该线圈体形成工序具有:线圈片形成工序，在上述线圈体具备的两个线圈端部中的任一个线圈端部形成使线圈夹着顶点而朝着上述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片；及凹陷台阶部形成工序，在上述一对线圈片中的、进入到相邻分段线圈的径向内侧的一侧的线圈片中的上述顶点附近区域形成凹陷台阶部，该凹陷台阶部由与上述环状定子芯的端面不相平行而是相对于环状定子芯的端面具有角度的两边构成。
[0066]根据上述本发明的第十四特征，由于分段线圈的制造方法是第一方面所记载的分段线圈的制造方法，具备使由扁线构成的线材弯曲而形成线圈体的线圈体形成工序，该线圈体形成工序具有:线圈片形成工序，在上述线圈体具备的两个线圈端部中的任一个线圈端部形成使线圈夹着顶点而朝着上述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片；及凹陷台阶部形成工序，在上述一对线圈片中的、进入到相邻分段线圈的径向内侧的一侧的线圈片中的上述顶点附近区域形成凹陷台阶部，该凹陷台阶部由与上述环状定子芯的端面不相平行而是相对于上述环状定子芯的端面具有角度的两边构成，因此通过设置凹陷台阶部，能够降低线圈端部的高度。由此能够制造出能够实现小型化的分段线圈。
[0067]另外，在使多个分段线圈排列配置时，在设置台阶部的线圈片的一侧能够在相邻的分段线圈间有效地形成间隙。
[0068]另外，本发明的分段线圈的制造方法在上述本发明的第十四特征的基础上，其第十五特征在于，上述分段线圈的制造方法具备在上述线圈体的表面被覆绝缘物而形成绝缘层的绝缘层形成工序，该绝缘层形成工序具备:基础绝缘层形成工序，在上述线圈体一体地被覆绝缘物而形成基础绝缘层；及附加绝缘层形成工序，在该基础绝缘层形成工序之后，在上述一对线圈片中的、未形成上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域附加地被覆绝缘物而形成附加绝缘层。
[0069]根据上述本发明的第十五特征，在上述本发明的第十四特征的作用效果的基础上，由于上述分段线圈的制造方法具备在上述线圈体的表面被覆绝缘物而形成绝缘层的绝缘层形成工序，该绝缘层形成工序具备:基础绝缘层形成工序，在上述线圈体上一体地被覆绝缘物而形成基础绝缘层；及附加绝缘层形成工序，在该基础绝缘层形成工序之后，在上述一对线圈片中的、未形成上述凹陷台阶部的线圈片的预定区域附加地被覆绝缘物而形成附加绝缘层，因此能够在未设置台阶部的线圈片的一侧对线圈片的预定区域的绝缘被膜的厚度进行加强，由此能够制造出能够有效地防止绝缘被膜发生劣化的分段线圈。
[0070]另外，本发明的分段线圈的制造方法在上述本发明的第十五特征的基础上，其第十六特征在于，与上述附加绝缘层形成工序同时、或在上述附加绝缘层形成工序之后，具有向线圈体的表面的预定区域实施预定的着色的着色识别部形成工序。
[0071]根据上述本发明的第十六特征，在上述本发明的第十五特征的作用效果的基础上，由于与上述附加绝缘层形成工序同时、或在上述附加绝缘层形成工序之后，具有向线圈体的表面的预定区域实施预定的着色的着色识别部形成工序，因此能够有效地形成着色识别部。
[0072]发明效果
[0073]能够实现分段线圈的小型化。而且在使多个分段线圈排列配置于定子芯的槽时，能够在线圈端部有效地防止绝缘被膜发生劣化。
[0074]另外，能够实现定子的小型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0075]图1是使用本发明的实施方式的分段线圈而成的电动机的概略配线图。
[0076]图2是表示向电动机的配电系统的示意图。
[0077]图3是表示使用本发明的实施方式的分段线圈而成的定子的俯视图。
[0078]图4是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的立体图。
[0079]图5是简化表示从转子侧观察到本发明的第一实施方式的分段线圈向环状定子芯组装的状态的主要部分的图。
[0080]图6A是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的线圈端部的主要部分的主视图。
[0081]图6B是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的线圈端部的主要部分的主视图。
[0082]图7A是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的图，是简化表示排列配置于环状定子芯的多个分段线圈的立体图。
[0083]图7B是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的图，是图7A的线圈端部的局部放大图。
[0084]图7C是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的图，是图7A的俯视图。
[0085]图8是简化表示本发明的第一实施方式的多个分段线圈排列配置于同一槽部内的状态的图，是示意性地表示分段线圈的侧面的主要部分的图。
[0086]图9A是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的截面的图，是直线部的剖视图。
[0087]图9B是表示本发明的第一实施方式的分段线圈的截面的图，是线圈端部的预定区域的剖视图。
[0088]图1OA是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法的图。
[0089]图1OB是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法的图。
[0090]图1OC是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法的图。
[0091]图1OD是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法的图。
[0092]图1lA是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法中的线圈体形成工序的一部分的图。
[0093]图1lB是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法中的线圈体形成工序的一部分的图。
[0094]图1lC是简化表示本发明的第一实施方式的分段线圈的制造方法中的线圈体形成工序的一部分的图。
[0095]图12A是表示以往的分段线圈的主要部分的立体图。
[0096]图12B是表示以往的分段线圈的主要部分的立体图。
[0097]图13A是表示以往的分段线圈的图，是示意性地表示排列配置于同一槽部内的多个分段线圈中的侧面的主要部分的图。
[0098]图13B是表示以往的分段线圈的图，是直线部及线圈端部的剖视图。
[0099]图14是表示本发明的第二实施方式的分段线圈的主视图。
[0100]图15是表示一分段线圈和与之相邻配置的分段线圈间的对接状态的主要部分的主视图。
[0101]图16是沿着图15中的VII1-VIII线的剖视图。
[0102]图17是沿着图16中的X1-XI线的剖视图。
[0103]图18是表示附加绝缘层的第二实施例的图，是相当于图17的剖视图。
[0104]图19是表示本发明的第三实施方式的分段线圈的剖视图。
[0105]图20是表示局部放电开始电压与表面电阻率的关系的图。
[0106]图21是示意性地表示使设于线圈的半导电层接触的状态的剖视图。
[0107]图22是具备本发明的第四实施方式的分段线圈的定子的分段线圈的端子部的放大立体图。[0108]图23是图22所示的分段线圈的端子部的放大立体图。
[0109]图24是表示本发明的第四实施方式的分段线圈的变形例的主视图。
[0110]图25是沿着图24中的XIV-XIV线的右侧视图。
[0111]图26是沿着图25中的XV-XV线的剖视图。
[0112]图27A是简化表示本发明的第五实施方式的分段线圈排列配置于同一槽部内的状态的图，是表示分段线圈的立体图。
[0113]图27B是简化表示本发明的第五实施方式的分段线圈排列配置于同一槽部内的状态的图，是示意性地表示分段线圈的侧面的主要部分的图。
【具体实施方式】
[0114]以下，基于附图，具体说明本发明的实施方式。
[0115]首先，参照以下的附图，说明本发明的第一实施方式的分段线圈12、使用分段线圈12而成的定子10、使用定子10而成的电动机I及分段线圈12的制造方法，以供本发明的理解。然而，以下的说明是本发明的实施方式，没有限定权利要求所记载的内容。
[0116]首先，参照图1、图2，说明使用本发明的实施方式的分段线圈12而成的电动机1(旋转电机)。
[0117]使用本发明的实施方式的分段线圈12而成的电动机I由后述的定子10和未图示的转子构成。
[0118]而且，如图1、图2所示，该电动机I是供给通过逆变器控制转换所得的电力的PWM驱动(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)的三相式电动机。具体而言,如图2所示，来自蓄电池2的电力其电压通过继电器3及升压转换器4而上升，经由具备开关元件的逆变器控制部5，经由与高压线缆6连接的U相、V相、W相的输入端子而向电动机I供给。而且，如图1所示，U相、V相、W相是将一对串联连接的4根卷绕线圈12a?12d并联连接的结构。
[0119]另外，作为开关兀件，可以使用立式MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)、卧式装置、晶闸管、GTO (Gate Turn-Off Thyristor)、双极晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等任意的开关兀件。
[0120]接下来，参照图3?图9，更详细地说明本发明的实施方式的分段线圈12、使用分段线圈12而成的定子10、使用定子10而成的电动机I。
[0121]上述定子10是电动机I的定子，如图5所示，包括环状定子芯11和将由扁线构成的被覆电线的形状形成为大致U字形的分段线圈12。
[0122]如图3、图5所示，上述环状定子芯11由环状的芯主体IIa和呈环状地配置有多个的齿部Ilb构成。而且，在齿部Ilb的两侧形成多个槽部11c，向该槽部Ilc收容分段线圈12，由此向环状定子芯11组装分段线圈12。
[0123]上述分段线圈12是由向环状定子芯11组装的扁线构成的所谓被覆电线。如后述那样，该分段线圈12包括图9A及图9B所示的由导体构成的线材R和将线材R被覆的作为绝缘被膜的绝缘层Z。
[0124]另外，如图5所示，该分段线圈12主要具备:收容于槽部Ilc内的直线状的一对直线部C ;及向槽部Ilc的外部突出而形成分段线圈12的端部的两个(一对)线圈端部E1、E2。
[0125]另外，如图4所示，两个(一对)线圈端部E1、E2具备使线圈夹着顶点而朝着直线部C倾斜所形成的作为斜边部的线圈片BI?线圈片B4。更具体而言，如图4所示，上侧的线圈端部El具备使线圈夹着顶点而朝着直线部C以不同的角度倾斜所形成的一对线圈片B1、B2，下侧的线圈端部E2具备使线圈夹着顶点而朝着直线部C以相同角度倾斜所形成的一对线圈片B3、B4。
[0126]另外，在此，“顶点”表示在线圈端部E1、E2中环状定子芯11的轴向上的最外侧的部位。
[0127]而且，在本实施方式中，如图4?图7所示，在进入到相邻的分段线圈的径向内侧的线圈片BI，在顶点的附近区域，设有一个从正面观察时使线圈朝向分段线圈12的内侧弯曲而成的凹状的凹陷台阶部D。更具体而言，如图6A所示，在线圈片BI的顶点的附近区域设有一个凹陷台阶部D，该凹陷台阶部D由相对于环状定子芯11的端面Ild顶点侧的倾斜较大、与环状定子芯11的端面Ild不相平行而是相对于环状定子芯11的端面Ild具有角度的两边构成的。
[0128]此外，在本实施方式中，如后述那样，该凹陷台阶部D形成为，由顶点的附近区域的线圈片BI和通过线圈端部El的顶点的水平线形成的角度G(如图6A所示)大于由除了顶点的附近区域之外的线圈片BI和通过线圈端部El的顶点的切线形成的角度H(图6A所示)。而且在本实施方式中，如后述那样，使线圈以形成绝缘层Z之前的线材R的状态弯曲，由此形成凹陷台阶部D。
[0129]另外，“顶点的附近区域”表示在图6A所示的线圈片BI中距顶点的正面观察下的线圈的宽度方向的长度(宽度)的3倍以下的范围内。
[0130]而且，图6B所示的凹陷台阶部D的长度I至少小于正面观察下的线圈的宽度方向的长度(宽度)，优选为能够在相邻的分段线圈12间(线圈片BI间)形成间隙的最小的长度。这是因为，当凹陷台阶部D的长度I为正面观察下的线圈的宽度方向的长度(宽度)以上时，图6A所示的角度G变大，会导致线圈的大型化。
[0131]此外，在本实施方式中，如图4所示，将线圈片B3、B4的前端部分作为用于将同一相内的分段线圈12间连接的端子部T。
[0132]另外，图6A及图6B为了便于说明，而使凹陷台阶部D的弯曲角度与其他图相比变大地进行图示。
[0133]另外，在本实施方式中，如图4、图7A、图7B、图7C所示，在与端子部T相反的一侧的线圈端部E的顶点部分，形成有在俯视观察下使线圈朝向环状定子芯11的径向内侧弯曲而成的弯曲部K，以避免收容于相邻的槽部Ilc内的分段线圈12间的接触。
[0134]此外，在本实施方式中，如后述那样，该弯曲部K通过使线圈以形成绝缘层Z之前的线材R的状态弯曲而形成。
[0135]另外，在本实施方式中，如图4、图7A、图7B、图7C、图8所示，构成为，在两个(一对)线圈端部El、E2中的除了后述的厚壁区域A之外的区域，设有使线圈朝向环状定子芯11的径向外侧倾斜而成的倾斜部F。另外，在图8中，空心箭头所示的方向为径向外侧。
[0136]更具体而言，在向环状定子芯11组装分段线圈12时，构成为，在线圈端部El、E2中的、环状定子芯11的附近区域且环状定子芯11的周向的相向的位置，设有使线圈朝向环状定子芯11的径向外侧倾斜(弯曲)而成的倾斜部F。
[0137]另外，在此“线圈端部E1、E2中的、环状定子芯11的附近区域”如图8示出一部分那样，表示线圈端部El、E2中的、从环状定子芯11的端面Ild向环状定子芯11的轴向为500 μ m?5_左右的范围内。
[0138]另外，如图8简化所示，在配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中，将倾斜部F中的线圈的倾斜角度设为在环状定子芯11的外周侧配置的分段线圈12的倾斜角度大于在环状定子芯11的内周侧配置的分段线圈12的倾斜角度的结构。
[0139]此外，在配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中，将倾斜部F中的长度设为在环状定子芯11的外周侧配置的分段线圈12的长度大于在环状定子芯11的内周侧配置的分段线圈12的长度的结构。
[0140]另外，在此“倾斜部F中的线圈的倾斜角度”如图8示出一部分那样，表示由构成倾斜部F的分段线圈12和环状定子芯11的端面Ild形成的角度M。
[0141]另外，在此“倾斜部F中的线圈的长度”表示分段线圈12倾斜的部分的环状定子芯11的径向上的线圈的长度。
[0142]换言之，在配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中，与配置于环状定子芯11的内周侧的分段线圈12的倾斜部F的结构相比，配置于环状定子芯11的外周侧的分段线圈12的倾斜部F的结构构成为，增大使线圈朝向环状定子芯11的径向外侧弯曲的弯曲角度，且使线圈朝向环状定子芯11的径向外侧较长地伸长(扩张)。
[0143]另外，在本实施方式中，虽然未图示，但是在一个分段线圈12具备的一对线圈端部E中，将倾斜部F的线圈的倾斜角度设为具备端子部T的线圈端部E的倾斜角度大于不具备端子部T的线圈端部E的倾斜角度的结构。
[0144]另外，在本实施方式中，虽然未详细图示，但是在一个分段线圈12具备的一对线圈端部El、E2中，分别设为在环状定子芯11的周向的相向的位置上设置的倾斜部F的线圈的倾斜角度及倾斜部F的线圈的长度相同的结构。
[0145]另外，在本实施方式中，如后述那样，该倾斜部F通过使线圈以形成绝缘层Z之前的线材R的状态弯曲而形成。
[0146]另外，在本实施方式中，如图3、图7C所示，构成为，以沿着在环状定子芯11中呈环状配置的槽部Ilc的方式，使分段线圈12的形状在俯视观察下呈环状地弯曲。
[0147]另外，在本实施方式中，如后述那样，使线圈以形成绝缘层Z之前的线材R的状态呈环状地弯曲而形成。
[0148]另外，图9A所示的线材R的长度方向的长度P优选为2.5mm?5.0mm左右，更优选为3.0mm?4.0mm左右。而且图9A所示的线材R的宽度方向的长度Q优选为1.0mm?
2.0mm左右,更优选为1.5mm?2.0mm左右。
[0149]另外，在本实施方式中，如图9A、图9B、图9C所示，形成分段线圈12的绝缘层Z的结构设为在直线部C和线圈端部E1、E2中不同的结构。
[0150]更具体而言，在直线部C中如图9A所示，构成为，通过在线材R的表面仅被覆基础绝缘层Zl而形成绝缘层Z。
[0151]相对于此，在线圈端部E中，在未设置凹陷台阶部D而由直线状的线圈构成的线圈片B2?B4的预定区域中，如图9B所示，使基础绝缘层Zl被覆于线材R的表面，并且进一步使附加绝缘层Z2被覆于基础绝缘层Zl的表面，由此形成绝缘层Z。
[0152]S卩，构成为，在未实施弯曲加工的斜边部的预定区域设置附加绝缘层Z2。
[0153]由此，在作为斜边部的线圈片B2?B4中，如图8所示，构成为，设置将绝缘层Z的厚度形成为厚壁而成的厚壁区域A。
[0154]另外，在此“预定区域”表示“在线圈端部E中，不同相的相邻分段线圈12接近的区域，更具体而言是在线材R的状态下不同相的相邻的线材R间的距离为几μπι?几百μπι左右的区域”。
[0155]另外，在本实施方式中，如后述那样，构成为，在使线材R弯曲而形成了线圈体B之后形成绝缘层Ζ。
[0156]另外，图8为了便于说明，将厚壁区域A夸张地图示。
[0157]另外，线材R只要是铜等作为形成线圈的线材而通常使用的结构即可，可以使用任意的结构。
[0158]另外，作为基础绝缘层Zl的材质，可以使用聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。而且，基础绝缘层Zi的厚度只要是与线圈匝间的设计电压对应的厚度即可，例如在设计电压为500V时，优选设为15 μ m?30 μ m左右，更优选设为15 μπι?25 μπι左右。这是因为，若小于15 μ m，则由局部放电的发生引起的皮膜劣化、制造时的针孔产生概率增加，若超过30 μ m，则会产生由槽部Ilc内的占空因数的下降引起的发热增加、由外径增大引起的组装性的下降。而且其形成方法可以使用拉模、电沉积等。另外，直线部C及线圈端部E1、E2的基础绝缘层Zl可以通过同一工序一体地形成。
[0159]另外，作为附加绝缘层Z2的材质，可以使用向以聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺为代表的超级工程塑料材料或工程塑料中混合了无机添料的材料等。而且，作为其形成方法，可以使用拉模、电沉积、粉体涂装、带粘贴、浸溃、喷涂、插入式注塑成形、挤压成形等。
[0160]而且，电动机相间的电压由于逆变器电涌等的影响，而被施加输入电压的约2倍的峰值电压，因此例如在设计电压为1000V的情况下，附加绝缘层Z2的厚度优选设为40 μ m?200 μ m左右，更优选设为80 μ m?120 μ m左右。这是因为，若小于40 μ m，则会产生由局部放电引起的皮膜劣化，若超过200 μ m，则会导致由线圈端的线间距离增加引起的尺寸增大。
[0161]另外，虽然未图示，但是对上述斜边部实施沿着定子的周向的预定的弯曲加工。上述沿着定子的周向的预定的弯曲加工的方式没有特别限定。可以实施例如斜边部在I个或2个以上的部位弯曲而成为大致折线状的弯曲加工、曲率半径的中心、曲率变化的弯曲加工。
[0162]在本实施方式中，由这样的结构构成的分段线圈12通过以下所述的结构而组装于环状定子芯11。
[0163]S卩，如图1简化所示，收容于同一槽部Ilc内的预定数量(在本实施方式中为4根)的分段线圈12在各自的端子部T使用焊接等来连接，由此形成由4根分段线圈12构成的第一卷绕线圈12a。而且，如图1所示，由4根分段线圈12构成的第一卷绕线圈12a?第四卷绕线圈12d在各自的端子部T被串联连接，并且将一对串联连接的第一卷绕线圈12a?第四卷绕线圈12d并联连接，由此形成U相。而且，虽然未详细图示，但是通过与U相的结构同样的结构来形成V相、W相。[0164]形成由这样的结构构成的U相、V相、W相的分段线圈12以预组装的状态收容于预定的槽部11c，由此将分段线圈12以排列配置的状态组装于环状定子芯11。
[0165]通过以上的结构，形成图3和图5示出一部分的定子10。而且通过将该定子10与未图示的转子组合而形成电动机I。
[0166]另外，如图1所示，构成U相、V相、W相的各相的分段线圈12的一端(在本实施方式中为第一卷绕线圈12a)成为与高压线缆6连接的输入端子12U、12V、12W，另一端(在本实施方式中为第四卷绕线圈12d)成为中性点12UN、12VN、12WN。
[0167]由这样的结构构成的本发明的实施方式的分段线圈12、使用分段线圈12而成的定子10、使用定子10而成的电动机I起到以下的效果。
[0168]构成为，使用由扁线构成的分段线圈12作为线圈，并且使分段线圈12的形状在俯视观察下呈环状地弯曲，由此能够形成能够在环状定子芯11的槽部IlC内容易地进行排列配置的线圈。由此，能够实现定子10的组装作业的效率化。因此，能够形成制造效率良好的定子10及电动机I。
[0169]另外，在直线部C中，在线材R的表面仅形成基础绝缘层Z1，并且在设计电压为500V的情况下绝缘层Zl的厚度为15 μ m?30 μ m左右，由此能够形成能够有效地提高槽部Ilc内的占空因数的分段线圈12。由此，能够形成高效率的定子10及电动机I。
[0170]另外，构成为，在进入到相邻的分段线圈的径向内侧的线圈片即线圈片BI的上述顶点的附近区域，将凹状的凹陷台阶部D设于顶点的附近区域，该凹状的凹陷台阶部D由相对于环状定子芯11的端面Ild顶点侧的倾斜较大、与环状定子芯11的端面Ild不相平行而是相对于环状定子芯11的端面Ild具有角度的两边构成，由此能够有效地降低与端子部T相反的一侧的线圈端部E的高度。由此，能够实现分段线圈12的小型化，能够实现定子10及电动机I的小型化。而且，将设置凹陷台阶部D的顶点的附近区域设为距顶点的正面观察下的线圈的宽度方向的长度(宽度)的3倍以下的范围内的区域，由此能够更有效地降低线圈端部El的高度。
[0171]另外，通过在线圈片BI设置一个凹陷台阶部D，如图6B所示，在配置于相邻的槽部Ilc的相邻的分段线圈12中，能够使设置凹陷台阶部D的线圈片BI间的间隙L大于未设置凹陷台阶部D的线圈片B2间的间隙J。由此，在线圈片BU则，能够有效地防止相邻的分段线圈12接近。因此，在线圈片BI侧，即便是仅为基础绝缘层Zl的绝缘被膜，也能够有效地防止与相邻的线材R间的距离接近相伴的电晕放电的发生，能够有效地防止伴随着电晕放电的发生而使绝缘层Z (绝缘被膜)劣化。
[0172]而且，在未设置凹陷台阶部D的线圈片B2?线圈片B4中，在其预定区域，在设计电压为500V的情况下，在线材R的表面形成厚度为15 μ m?30 μ m左右的基础绝缘层Z1，并且在基础绝缘层Zl的表面进一步形成厚度为40 μ m?200 μ m左右的附加绝缘层Z2，由此相邻的分段线圈12接近的区域、更具体而言相邻的线材R间的距离为几ym?几百μπι左右，从而能够形成能够在容易发生电晕放电、容易发生绝缘层Z的劣化的区域有效地防止绝缘层Z发生劣化的分段线圈12。因此，能够形成能够维持良好的绝缘性的分段线圈12、定子10、电动机I。
[0173]另外，构成为通过基础绝缘层Zl和附加绝缘层Ζ2形成绝缘层Ζ，由此能够使绝缘层Z的厚度可变。更具体而言，能够在想要提高占空因数的直线部C减薄绝缘层Z的厚度，并且能够在线圈端部E中的想要防止与电晕放电相伴的绝缘劣化的区域加厚绝缘层Z的厚度。通过形成为这样的结构，与对应于需要将厚度形成为厚壁的线圈端部E的预定区域的厚度而在线材R的表面一体地形成绝缘层Z的情况相比，能够有效地抑制制造成本。
[0174]另外，构成为仅在由未实施弯曲加工的直线状的线圈构成的线圈片B2?B4形成附加绝缘层Z2，由此能够容易且可靠地形成附加绝缘层Z2，能够形成制造效率良好的分段线圈12。而且，即便是在进行线圈的弯曲加工之前设置附加绝缘层Z2的结构的情况下，也能够有效地防止在附加绝缘层Z2产生龟裂、剥离而使绝缘性下降。
[0175]另外，构成为在未设置端子部T的一侧的线圈端部El的顶点部分设置弯曲部K，由此如图7A、图7B、图7C所示，在环状定子芯11的槽部Ilc排列配置有多个分段线圈12的情况下，能够有效地防止在相邻的槽部Ilc配置的相邻的分段线圈12的接触。
[0176]另外，构成为，在线圈端部E中的除了厚壁区域A之外的区域设置倾斜部F，且在配置于同一槽内的相邻的分段线圈12中，配置于定子芯的外周侧的分段线圈12的倾斜部F的线圈的倾斜角度大于配置于定子芯的内周侧的分段线圈12的的倾斜部F的线圈的倾斜角度，并且配置于环状定子芯11的外周侧的分段线圈12的倾斜部F的线圈的长度大于配置于环状定子芯11的内周侧的分段线圈12的倾斜部F的线圈的长度，由此，即使是线圈端部E的厚度比直线部C的厚度厚的结构，也能够在槽部Ilc的内部使配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中的直线部C之间更有效地接近。
[0177]S卩，能够防止图8中简化表示的环状定子芯11内(未图示的同一槽部内)的相邻的直线部C间的距离受到线圈端部E的厚壁区域A的厚度的制约。由此，无论厚壁区域A的厚度如何，都能够使同一槽部Ilc内的相邻的直线部C之间接近，能够更有效地实现槽部Ilc内的闻占空因数。
[0178]另外，在槽部Ilc的外部，如图8所示，在配置于同一槽部的相邻的分段线圈12中，能够在线圈端部E间有效地设置间隙N。由此，在槽部Ilc的外部，导体间距离增大，或易于电解集中的微小间隔部减小而能够有效地降低介电常数，能够有效地抑制线圈端部E的电晕放电的发生。由此，能够有效地防止因电晕放电而使线圈端部E的绝缘层Z发生劣化，能够形成能够维持更加良好的绝缘性的分段线圈12及定子10。因此，能够形成能够同时实现槽部He内的占空因数的提高和尤其是线圈端部E的绝缘层Z的劣化的防止的分段线圈12、定子10、电动机I。
[0179]另外，在一个分段线圈12具备的一对线圈端部El、E2中，将倾斜部F的线圈的倾斜角度设为具备端子部T的线圈端部E2的倾斜角度大于不具备端子部T的线圈端部El的倾斜角度的结构，由此能够扩宽端子部T的接合空间，能够提高接合的作业性。
[0180]S卩，如图12A所示，以往有在线圈端部E设置多个台阶部Dl的分段线圈32。
[0181]这样的分段线圈32具有能够降低线圈端部E的高度从而能够实现分段线圈32的小型化的优点。
[0182]然而，这样的分段线圈32存在形成多个台阶部Dl的工序变得复杂而无法实现制造工序的效率化这样的问题。而且，通常是在线圈表面形成了绝缘被膜之后形成多个台阶部D1，因此存在绝缘被膜容易发生劣化这样的问题。而且即便是假设在形成了多个台阶部Dl之后在线圈表面形成绝缘被膜的结构的情况下，也存在对台阶部分的绝缘处理困难而使生产率下降这样的问题。[0183]另外，如图12B所示，以往有在线圈端部El未设置台阶而将两根直线状线圈形成为大致山型而成的分段线圈42。
[0184]在这样的分段线圈42中，虽然绝缘处理容易，但是存在以下问题:在线圈端部E，闲置空间变多，无法降低线圈端部El的高度，无法实现分段线圈42的小型化。
[0185]另外，如图13A、图13B所示，已述的以往的分段线圈32、42通常在直线部C及线圈端部El、E2 (未图示)，在线材R的表面整体形成均匀厚度的绝缘层Z，由此形成厚度没有厚薄的分段线圈。
[0186]S卩，为了防止与电晕放电相伴的绝缘层Z的劣化，构成为，对应于需要将绝缘层Z的厚度形成为厚壁的线圈端部El、E2 (未图示)的厚度而在线材R的表面一体地形成厚度均匀的绝缘层Z。
[0187]由此，即使在无需将绝缘层Z的厚度形成为厚壁的直线部C中，绝缘层Z的厚度也成为厚壁，由此存在无法提高槽部内的占空因数且无法抑制制造成本这样的问题。
[0188]由此，通过形成为本发明的实施方式的分段线圈12、使用分段线圈12而成的定子
10、使用定子10而成的电动机I的结构，能够形成为能够实现分段线圈12的小型化并且能够有效地防止绝缘层Z的劣化的分段线圈12、定子10、电动机I。而且，能够形成为能够有效地提高槽部Ilc内的占空因数的分段线圈12、定子10、电动机I。
[0189]接下来，参照图1OA?图10D、图1lA?图11C，说明本发明的实施方式的分段线圈12的制造方法及使用分段线圈12而成的定子10的制造方法。
[0190]首先，参照图10A，准备由未形成绝缘层的状态的扁线构成的线材R。
[0191]接着，参照图10B，通过线圈体形成工序，使用未图示的工具将由扁线构成的线材R弯曲成大致U字形，由此将线材R加工成呈所谓分段线圈的形状的线圈体B。
[0192]更具体而言，如图11A、图11B、图1lC所示，通过线圈体形成工序中的线圈片形成工序及台阶部形成工序，在作为固定单元21的一对由圆形构成的第一固定销21a载置有线材R的状态下，在线材R的上方配置作为按压单元22的一对由圆形构成的第一按压工具22a。
[0193]另外，此时，如图11A所示，在一对第一固定销21a中，在后方形成凹状的凹陷台阶部D的一侧(附图上的左侧)的第一固定销21a的直径需要小于另一方(附图上的右侧)的第一固定销21a的直径。S卩，在线圈片BI中，需要使用如下一对固定销21a，该一对固定销21a具备由顶点的附近区域的线圈片BI和通过线圈端部El的顶点的水平线形成的角度G(图6A所示)大于由除了顶点的附近区域之外的线圈片BI和通过线圈端部E的顶点的水平线形成的角度H(图6A所示)这样的结构(销的直径)。而且，如图6A所示，需要使用如下一对固定销21a,该一对固定销21a具备能够形成由与环状定子芯11的端面Ild不相平行而是具有角度的两边构成的凹陷台阶部D这样的结构(销的直径)。
[0194]并且，如图1lB所示，使第一按压工具22a向下方移动，沿着第一固定销21a按压线材R，使其弯曲。
[0195]并且，如图11B、图1lC所示，使用一对由圆形构成的第二固定销21b及一对由圆形构成的第二按压工具22b，再次按压线材R，使其弯曲。
[0196]由此，如图1lC所示，形成具备使线圈夹着顶点而朝着直线部C以不同的角度倾斜所形成的一对线圈片B1、B2的线圈端部E3。而且，在线圈片BI的顶点的附近区域，形成使线圈从正面观察时朝向线圈体B的内侧弯曲且由与环状定子芯11的端面Ild不相平行而是具有角度的两边构成的凹状的凹陷台阶部D。即形成夹着顶点的左右非对称的线圈片B1、B2。
[0197]并且，然后，虽然未图示，但是使用按压工具及固定销而形成具备线圈片B3、B4的线圈端部E4。
[0198]接着，虽然未图示，但是通过线圈体形成工序中的弯曲部形成工序，在线圈体B的线圈端部E中的、未设置端子部T的一侧的线圈端部E3的顶点部分，使用弯曲工具而形成使线圈在俯视观察下朝向定子芯的径向内侧弯曲而成的弯曲部K。
[0199]接着，虽然未图示，但是通过线圈体形成工序中的倾斜区域形成工序，在线圈体B的线圈端部E3、E4中的预定区域，使用弯曲工具而形成使线圈朝向环状定子芯11的径向外侧倾斜而成的倾斜部F。
[0200]另外，在该倾斜区域形成工序中，如下形成倾斜部F:在后方配置于同一槽内的相邻的分段线圈12中，与配置于环状定子芯11的内周侧的分段线圈12相比，配置于环状定子芯11的外周侧的分段线圈12的倾斜部F的线圈的倾斜角度大，且倾斜部F的线圈的长度变长。
[0201]而且，如下形成倾斜部F:在一个线圈体B具备的两个(一对)线圈端部E3、E4中，倾斜部F的线圈的倾斜角度被设为具备端子部T的线圈端部E4的倾斜角度大于不具备端子部T的线圈端部E3的倾斜角度。
[0202]接着，虽然未图示，但是以沿着在定子10中呈环状配置的槽部Ilc的形状，使用工具而使线圈体B在俯视观察下呈环状弯曲。
[0203]通过以上所述,形成图1OB所示的线圈体B。
[0204]接着，虽然未图示，但是通过绝缘层形成工序中的基础绝缘层形成工序，在线圈体B中，使绝缘物以均匀的厚度被覆于除了成为端子部T的区域之外的表面整体，由此在线圈体B的表面一体地形成由均匀的厚度构成的基础绝缘层Z1。另外，此时，在设计电压为500V的情况下，基础绝缘层Zl的厚度优选为15 μ m?30 μ m左右，更优选为15 μ m?25 μ m左右。
[0205]接着，虽然未图示，但是通过绝缘层形成工序中的附加绝缘层形成工序，使与基础绝缘层Zl相同的绝缘物以均匀的厚度被覆于线圈体B的线圈端部El中的线圈片B2?线圈片B4的预定区域，由此形成附加绝缘层Z2。由此在线圈片B2?线圈片B4的预定区域形成厚壁区域A(未图示)。
[0206]另外，此时，在设计电压为1000V的情况下，附加绝缘层Z2的厚度优选为40 μπι?200 μ m左右，更优选为80μπι?120 μπι左右。
[0207]通过以上的工序，在线圈体B的表面形成绝缘层Ζ。由此形成本发明的实施方式的分段线圈12。
[0208]接着，如图1OC简化所示，进行构成U相、V相、W相的分段线圈12的预组装。
[0209]接着，如图1OD简化所示，将预组装的状态的分段线圈12向环状定子芯11的槽部Ilc组装。
[0210]接着，虽然未图示，但是向同一槽部Ilc内组装的构成U相、V相、W相的各分段线圈12的端子部T通过焊接来接合，由此形成各相的第一卷绕线圈12a?第四卷绕线圈12d。[0211]接着，虽然未图示，但是各相的第一卷绕线圈12a?第四卷绕线圈12d通过连接线而串联连接，并将一对第一卷绕线圈12a?第四卷绕线圈12d并联连接。
[0212]通过以上的工序，形成本发明的实施方式的定子10。
[0213]由这样的结构构成的本发明的实施方式的分段线圈12的制造方法及使用分段线圈12而成的定子10的制造方法起到以下的效果。
[0214]通过形成为使用由扁线构成的分段线圈12的结构作为线圈，能够形成为能够有效地提闻环状定子芯11的槽部Ilc内的占空因数的定子10的制造方法。
[0215]另外，在直线部C中，在线材R的表面仅形成基础绝缘层Z1，并且在设计电压为500V的情况下绝缘层Zl的厚度为15 μ m?30 μ m左右，由此能够形成为能够有效地提高槽部Ilc内的占空因数的分段线圈12。由此能够形成为高效率的定子10及电动机I。
[0216]另外，构成为在进行了线圈体形成工序之后进行绝缘层形成工序，由此，不会向绝缘层Z施加弯曲加工等的加工压力。由此，特别是在分段线圈12的制造阶段能够有效地防止绝缘层Z发生劣化。因此能够形成为能够维持良好的绝缘性且成品率良好的分段线圈12的制造方法。而且，能够形成为能够维持良好的绝缘性的定子10的制造方法。此外，由于线圈端部E的加工变得容易，因此能够形成为能够容易地增加同一槽部Ilc内的线圈的匝数的分段线圈12及定子10的制造方法。
[0217]另外，构成为，在进入到相邻的分段线圈的径向内侧的线圈片即线圈片BI的顶点的附近区域，将由相对于环状定子芯11的端面Iid顶点侧的倾斜较大、与环状定子芯11的端面Ild不相平行而是具有角度的两边构成的凹状的凹陷台阶部D设于顶点的附近区域，由此能够有效地降低与端子部T相反的一侧的线圈端部El的高度。由此能够形成为能够实现小型化的分段线圈12及定子10的制造方法。
[0218]另外，通过构成为在线圈片BI设置凹陷台阶部D，如图6B所示，在相邻的槽部Ilc配置的相邻的分段线圈12中，能够使设置凹陷台阶部D的线圈片BI间的间隙L大于未设置凹陷台阶部D的线圈片B2间的间隙J。由此，在线圈片BU则，能够有效地防止相邻的分段线圈12接近。因此，在线圈片BI侧，即便仅是基础绝缘层Zl的绝缘被膜，也能够有效地防止与相邻的线材R间的距离接近相伴的电晕放电的发生，能够有效地防止伴随着电晕放电的发生而使绝缘层Z发生劣化。
[0219]而且，在未设置凹陷台阶部D的线圈片B2?B4中，在其预定区域，在设计电压为1000V的情况下，在线材R的表面形成厚度为15 μ m?30 μ m左右的基础绝缘层Zl，并且在基础绝缘层Zl的表面进一步形成厚度为80 μ m?120 μ m左右的附加绝缘层Z2，由此相邻的分段线圈12接近的区域、更具体而言相邻的线材R间的距离为几ym?几百μπι左右，由此能够形成为能够在容易发生电晕放电、容易发生绝缘层Z的劣化的区域有效地防止绝缘层Z发生劣化的分段线圈12。因此，能够形成为能够维持良好的绝缘性的分段线圈12及定子10的制造方法。
[0220]另外，构成为通过基础绝缘层Zl和附加绝缘层Ζ2形成绝缘层Ζ，由此能够使绝缘层Z的厚度可变。更具体而言，能够在想要提高占空因数的直线部C减薄绝缘层Z的厚度，并且能够在线圈端部E中的想要防止与电晕放电相伴的绝缘劣化的区域加厚绝缘层Z的厚度。通过形成为这样的结构，与对应于需要将厚度形成为厚壁的线圈端部E的预定区域的厚度而在线材R的表面一体地形成绝缘层Z的情况相比，能够有效地抑制制造成本。[0221]另外，构成为仅在由未设置凹陷台阶部D的直线状的线圈构成的线圈片B2?B4形成附加绝缘层Z2，由此能够形成为能够使附加绝缘层Z2的形成容易且制造效率良好的分段线圈12及定子10的制造方法。
[0222]另外，构成为在未设置端子部T的一侧的线圈端部El的顶点部分设置弯曲部K，由此，如图7A、图7B、图7C所示，在环状定子芯11的槽部Ilc排列配置有多个分段线圈12的情况下，能够有效地防止在相邻的槽部Ilc配置的相邻的分段线圈12的接触。
[0223]而且，构成为，在线圈端部E中的除了厚壁区域A之外的区域设置倾斜部F，且在配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中，配置于环状定子芯11的外周侧的倾斜部F的线圈的倾斜角度大于配置于环状定子芯11的内周侧的倾斜部F的线圈的倾斜角度，并且配置于环状定子芯11的外周侧的倾斜部F的线圈的长度大于配置于环状定子芯11的内周侧的倾斜部F的线圈的长度，由此，即便是线圈端部E的厚度比直线部C的厚度厚的结构，在槽部Ilc的内部，也能够使配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12的直线部C之间更有效地接近。
[0224]S卩，能够防止图8中简化表示的定子10内(未图示的槽部内)的相邻的直线部C间的距离受到线圈端部El、E2的厚壁区域A的厚度的制约。由此，无论厚壁区域A的厚度如何，都能够使同一槽部Ilc内的相邻的直线部C之间接近，能够更有效地实现槽部Ilc内的闻占空因数。
[0225]另外，在槽部Ilc的外部，如图8所示，在配置于同一槽部Ilc的相邻的分段线圈12中，能够在线圈端部E1、E2(未图示)间有效地设置间隙N。由此，在槽部Ilc的外部，导体间距离增大或易于电解集中的微小间隔部减小而能够有效地降低介电常数，能够有效地抑制线圈端部E1、E2(未图示)的电晕放电的发生。由此，能够形成为能够有效地防止因电晕放电而使线圈端部E的绝缘层Z发生劣化且能够维持更良好的绝缘性的分段线圈12及定子10的制造方法。因此，能够形成为能够同时实现槽部Ilc内的占空因数的提高和尤其是线圈端部E的绝缘层Z的劣化的防止的分段线圈12及定子10的制造方法。
[0226]另外，构成为，在一个分段线圈12具备的两个(一对)线圈端部E1、E2中，倾斜部F的线圈的倾斜角度被设为，具备端子部T的线圈端部E2的倾斜角度大于不具备端子部T的线圈端部El的倾斜角度，由此能够扩大端子部T的接合空间，能够提高接合的作业性。
[0227]另外，在本实施方式中，构成为基础绝缘层Zl和附加绝缘层Z2由同一绝缘物形成，但未必局限于这样的结构，基础绝缘层Zl和附加绝缘层Z2也可以由不同的绝缘物形成。例如，可以通过比附加绝缘层Z2廉价的绝缘物来形成基础绝缘层Z1。通过形成为这样的结构，能够形成为能够进一步抑制制造成本的分段线圈12。
[0228]另外，在本实施方式中，构成为，如图9B所示，在分段线圈12的预定区域中，在分段线圈12的整周设置附加绝缘层Z2，但未必局限于这样的结构，只要构成为在一对线圈端部E1、E2中，在相邻的线圈12接近的区域、更具体而言在以线材R的状态相邻的线材R间的距离为几μπι?几百μ m左右的部分设置附加绝缘层Ζ2即可，也可以构成为在分段线圈12的外周中的仅一部分设置附加绝缘层Z2。
[0229]另外，在本实施方式中，构成为，除了设置凹陷台阶部D的线圈片BI之外，仅在由直线状的线圈构成的线圈片B2?B4设置附加绝缘层Z2，但未必局限于这样的结构，设置附加绝缘层Z2的位置能够根据不同相的相邻分段线圈12接近的区域而适当变更。[0230]但是，优选在上述山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部或/及从上述槽延伸出的直线部分设置附加绝缘层Z2。具体而言，优选设于除了形成山形的弯曲部分、山形的顶部附近、山形的两山脚部(从直线部向作为斜边部的线圈片BI?B4过渡的倾斜部F的下方的弯曲部分)之外的、作为斜边部的线圈片B2?B4或/及从槽部Ilc延伸出的直线部分。
[0231]S卩，为了防止附加绝缘层Z2产生龟裂、剥离，优选在未实施弯曲加工的部分或以大的曲率半径进行了弯曲加工的部分的预定区域设置附加绝缘层Z2。
[0232]例如在将线圈端部El、E2形成为山形的情况下，在形成山形的三处的沿边弯曲部分、形成设于山形的顶部附近的台阶部D的沿边弯曲部分、从山形的斜边部(线圈片BI?B4)向收容于槽部Ilc的直线部C过渡的山形的山脚部附近(倾斜部F的下方的弯曲部分)的平面弯曲部分，实施各线圈的矩形截面的长边的0.5?3倍的曲率半径的弯曲加工。另一方面，在除了上述弯曲部分之外的斜边部(线圈片BI?B4部分)实施各线圈的矩形截面的长边的20?60倍的曲率半径的平面弯曲加工。因此，优选在山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的作为斜边部的线圈片B2?B4或/及从槽部Ilc延伸出的直线部分形成附加绝缘层Z2。
[0233]通过形成为这样的结构，能够容易且可靠地形成附加绝缘层Z2，并且能够有效地防止在附加绝缘层Z2产生龟裂、剥离而使绝缘性下降。
[0234]另外，在此“沿边弯曲”表示使线圈的矩形截面的短边弯曲的弯曲方式，“平面弯曲”表示使线圈的矩形截面的长边弯曲的弯曲方式。
[0235]另外，在本实施方式中，构成为在两个(一对)线圈端部E1、E2中分别在环状定子芯11的周向的相向的位置设置倾斜部F，但未必局限于这样的结构。
[0236]另外，在本实施方式中，将在一个分段线圈12形成的4个倾斜部F的结构设为分段线圈12的倾斜角度及分段线圈12的长度相同的结构，但未必局限于这样的结构，可以使分段线圈12的倾斜角度、分段线圈12的长度分别不同。
[0237]但是，在形成了定子10时，在配置于同一槽部Ilc内的相邻的分段线圈12中，倾斜部F的线圈的倾斜角度需要构成为使配置于环状定子芯11的外周侧的分段线圈12的倾斜角度大于配置于环状定子芯11的内周侧的分段线圈12的倾斜角度，且倾斜部F的长度需要构成为使配置于环状定子芯11的外周侧的分段线圈12的长度大于配置于环状定子芯11的内周侧的分段线圈12的长度。
[0238]另外，可以构成为在线圈端部E不设置倾斜部F。
[0239]另外，构成U相、V相、W相的分段线圈12的个数、分段线圈12的形状、厚壁区域A的形成位置、环状定子芯11的形状、电动机I的结构等也不局限于本实施方式，可以适当变更。
[0240]另外，在本实施方式中，构成为仅在未设置端子部T的一侧的线圈端部El形成凹陷台阶部D，但未必局限于这样的结构，可以构成为在设置端子部T的一侧的线圈端部E2也形成凹陷台阶部D。
[0241]另外，在本发明的实施方式中，在线圈体形成工序之后进行绝缘层形成工序，但未必局限于这样的结构。例如，可以构成为，准备线材R，首先进行基础绝缘层形成工序，然后进行线圈体形成工序，进而，然后进行附加绝缘层形成工序。通过形成为这样的结构，能够选择获得了绝缘性能和成本的平衡的绝缘材料。
[0242]接下来，参照图14?图18，说明本发明的第二实施方式的分段线圈。
[0243]另外，本发明的第二实施方式的分段线圈是除了以下叙述的附加绝缘层的结构以外与已述的分段线圈同样的结构，因此省略与分段线圈的基本的结构相关的详细的说明。
[0244]在图3所示那样的定子10的各槽部Ilc安装的代表性的形态的分段线圈201如图14所示，形成为具备收容于上述槽部Ilc的一对直线部C和从上述槽部Ilc的轴向两端部延伸出且具备山形形状的一对线圈端部El、E2的大致六边形状。在线圈端部E2中将安装于同一槽部Ilc的相邻的分段线圈进行连接，并进行与在其他槽内安装的分段线圈的连接。由于进行与在其他槽内安装的分段线圈的连接，因此在安装于定子的径向最内侧及最外侧的分段线圈中，设有对应于连接图案而具备多个形态的线圈端部。为了便于理解，以下的说明对于图14所示的形态的分段线圈201来进行。
[0245]一方的线圈端部El形成为将收容于预定的槽部Ilc内的一对直线部C呈架设状地连接的山形。另一方面，在另一方的线圈端部E2设有用于进行相邻地收容于槽部Ilc内的分段线圈的连接的端子部205a、205b，与连接的分段线圈的线圈端部相互作用而构成山形形状。
[0246]如图15及图17所示，分段线圈201A?201E在具备矩形截面的导电性的线材206的除了上述端子部205a、205b之外的外周的整个区域形成有基础绝缘层207。上述基础绝缘层207使用聚酰亚胺等耐受弯曲加工的材料，以5?25 μ m的厚度在线圈材料206的外周整个区域以均匀的厚度形成。
[0247]如图14所示，在本实施方式的分段线圈201中的形成为山形形状的线圈端部EU E2 的一方的斜边部 210a,211a,形成有附加绝缘层 212a、212b、212c、212d、214a、214b、214c、214d。另外，设置上述附加绝缘层的斜边部可以是相反侧的斜边部210b、211b。而且，在上下的线圈端部E1、E2，能够在不同的斜边部设置上述附加绝缘层。另外，在一个线圈端部，在各分段线圈的同一侧的斜边部设置上述附加绝缘层。
[0248]如图17所示，本实施方式的上述附加绝缘层212a、212b、212c、212d、214a、214b、214c、214d在上述基础绝缘层207之上，将具有绝缘性的聚酰胺酰亚胺树脂涂敷材料以预定厚度层叠涂敷于预定宽度的整周而形成。上述附加绝缘层212a、212b、212c、212d、214a、214b、214c、214d的厚度没有特别限定，但是例如可以根据对接的分段线圈间的电压差等而以50?200 μπι的厚度形成。
[0249]在本实施方式中，构成三相交流电动机的各相的线圈中，在图3所示的定子10的包含配置于径向最内周侧和径向最外周侧的分段线圈在内的各分段线圈201Α?201Ε的线圈端部El的山形形状的斜边部210a、210b，4个线圈以抵接或接近的状态进行排列。
[0250]图15是将一分段线圈201A和与该分段线圈201A的一方的斜边部210a对接的分段线圈201B、201C、201D、201E标注出而示意性地表示的主视图。
[0251]如该图所示，相邻的4个分段线圈201B、201C、201D、201E的各右侧斜边部210b以预定的间隔交叉地与一分段线圈201A的附图的左侧斜边部210a对接。
[0252]在本实施方式中，在上述一分段线圈20IA的左侧斜边部210a中，在与其他分段线圈201B、201C、201D、201E对接的部分形成有上述附加绝缘层212a?212d。
[0253]图16是沿着图15的VII1-VIII线的剖视图。如图16所示，在本实施方式中，在各分段线圈的呈山形形状的线圈端部E1、E2的左侧斜边部210a设有附加绝缘层212a、212b、212c、212d。通过上述附加绝缘层212a、212b、212c、212d，扩大与对接的分段线圈201B、201C、201D、201E之间的间隙，能够防止在线圈端部El相互对接的分段线圈间的局部放电。
[0254]而且，仅在对接的一侧的分段线圈201A设置附加绝缘层212a?212d。因此，作为构成定子的线圈整体，能够将设置附加绝缘层212a?212d的区域较小地设定。而且，能够有效地防止局部放电，并且也能够削减为了设置附加绝缘层212a?212d所需的材料而降低制造成本，而且，能够削减电动机的重量。
[0255]在收容于槽部Ilc的部分未形成附加绝缘层，因此能够较大地设定槽部Ilc内的导体的截面积。因此，能够提高上述槽部Ilc内的占空因数，能够提高电动机的效率。
[0256]另一方面，在定子的径向最外侧及径向最内侧配置的分段线圈201B、201E仅在上述径向的一侧配置相邻的分段线圈，并且与安装于其他槽内的同相的分段线圈连接，因此与相邻的分段线圈对接的部分根据设计而不同。因此，根据定子10的分段线圈的结构等，只要在与其他分段线圈对接的部分设置附加绝缘层即可。
[0257]另外，在本实施方式中，将上述附加绝缘层设于线圈端部El、E2中对接的全部分段线圈间，但是也可以仅在属于电压差大的不同相的分段线圈对接的部分设置上述附加绝缘层。由此，能够进一步削减设置附加绝缘层的区域。而且，由于在容易发生局部放电的属于不同相的分段线圈间设置附加绝缘层，因此能够更有效地防止局部放电。
[0258]另外，在图17所示的实施方式中，将附加绝缘层212a?212d设成以预定宽度包围一分段线圈201A的周围，但是可以仅设于与其他分段线圈201B?201E对接的面上。例如如图18所示，在一分段线圈20IA中，可以仅在与其他分段线圈20IB?20IE对接的定子10的径向内侧面及外侧面形成附加绝缘层112a。通过采用该结构，能够进一步削减设置附加绝缘层的区域。
[0259]另外，在本实施方式中，由具有绝缘性的树脂涂敷材料形成了附加绝缘层212a?212d，但并未限定于此。例如，可以由绝缘性树脂管件形成上述附加绝缘层212a?212d。作为上述绝缘性管件，例如，可以采用住友电气工业制的绝缘性树脂管件(商标名sumitube)等具有热收缩性的管件。
[0260]另外，可以由绝缘性树脂带件形成上述附加绝缘层212a?212d。例如，可以采用Permacel公司制的绝缘性树脂带件(商标名Kapton带)。
[0261]设置上述附加绝缘层的范围也没有特别限定。在本实施方式中，在一分段线圈201A的一方的斜边部210a中，将上述附加绝缘层212a?212d仅形成于与其他分段线圈201B?201D对接的部分，但是也可以形成于上述一方的斜边部210a的整个区域。
[0262]上述各分段线圈201A?201E通过对截面积大的导体预先进行弯曲加工而形成。当在进行弯曲加工之前在进行上述弯曲加工的部位设置附加绝缘层时，可能会在附加绝缘层产生龟裂、剥离而使绝缘性下降。而且，即使在进行了弯曲加工之后，有时也难以在进行了弯曲加工的部位设置上述附加绝缘层。例如，难以在使用上述带件、管件而实施了弯曲加工的部分形成附加绝缘层。因此，在由膜件、管件来形成附加绝缘层时，优选构成为在未进行弯曲加工的部分设置附加绝缘层。
[0263]接下来，参照图19?图21，说明本发明的第三实施方式的分段线圈。
[0264]另外，本发明的第三实施方式的分段线圈是除了以下叙述的绝缘层及半导电层的结构以外与已述的分段线圈同样的结构，因此省略与分段线圈的基本的结构相关的详细说明。
[0265]如图19所示，本实施方式的分段线圈304、305在具备矩形截面的导电性的线材308的外周表面设置绝缘层309而构成。
[0266]而且，在本实施方式中，在从设有绝缘层309的各分段线圈304、305的上述槽部Ilc延伸出的线圈端部El、E2的预定区域设置半导电层306，并且，将接近配置且属于不同相的分段线圈304、305的上述半导电层306、306以在至少I点P进行接触的方式构成。
[0267]如图21所示，上述半导电层306以上述接触点为中心，沿着分段线圈的轴线在两方向上，至少在分段线圈的最大截面宽度以上的区域设置。例如，在采用具有矩形截面的线圈时，优选以上述接触点为中心，在矩形截面的对角线长度以上的区域设置上述半导电层306。而且，在本实施方式中，在分段线圈的最大截面宽度以上且IOOmm以下的范围内，设置上述半导电层306。上述半导电层306的厚度没有特别限定，例如，可以以5~100 μ m的厚度形成。
[0268]另外，如图20所示，半导电层306通过将热收缩管安装于以上述接触点V为中心200mm的范围而构成，该热收缩管是将表面电阻率设定为I X IO3~I X IO9 ? /sq且向PFA、FEP等氟系树脂混合导电材料的热收缩管。而且，可以采用具有半导电性的Kapton粘接带(美国杜邦公司的注册商标)、芳香族聚酰胺无纺布(Nikkan工业株式会社，#5183,65 μ m)等带件。
[0269]如图20所示，上述半导电层306具备IX IO3~IXlO9 ? /sq的表面电阻，因此能够将局部放电开始电 压提高为1000V以上。在本实施方式中，在上述接触点V的前后IOOmm的范围内，使各分段线圈304、305的半导电层306、306相向，并且将这些半导电层306、306间的局部放电开始电压设定为1000V以上。因此，构成为能够得到接触点V的附近的局部放电防止效果。
[0270]另外，在将半导电层设于200mm以上的区域时，为了得到可靠的效果，优选每200mm设定接触点V。通过如上述那样设定半导电层306，能够将在上述区域中接近的分段线圈304、305间的局部放电开始电压提升为1000V以上。
[0271]上述半导电层306与以往的为了防止局部放电而设置的绝缘层相比可以设定得非常薄。因此，不会使定子的重量、成本增加，而能够有效地防止局部放电。
[0272]接下来，参照图22~图26，说明本发明的第四实施方式的分段线圈。
[0273]另外，本发明的第四实施方式的分段线圈是除了以下叙述的着色识别部的结构以外与已述的分段线圈同样的结构，因此与分段线圈的基本的结构相关的详细说明省略。
[0274]如图22所示，设有能够识别一连串地连接的分段线圈AlO~A50的各端子部505a,505b 的第一着色识别部 451b、452a、452b、453a、453b、454a、454b、455a。基本上，位于中间部的分段线圈A20~A40的图24所示的直线部C安装于同一槽内。另一方面，配置于定子的径向最内侧的分段线圈AlO和配置于定子的径向最外侧的分段线圈A50中的至少一方与从安装于其他槽内的直线部延伸出的线圈端部连接。
[0275]本实施方式的上述第一着色识别部451b、452a、452b、453a、453b、454a、454b、455a平坦地形成各分段线圈AlO~A50的各端子部505a、505b的线圈端面，并向该平坦面涂敷着色涂料而形成。[0276]上述着色识别部451b、452a、452b、453a、453b、454a、454b、455a 向相互连接的端子部涂敷相同色彩的涂料而构成。另外，在实施方式中，作为相同花样具备相同色彩的结构而进行描绘。即，如图22所示，在形成于分段线圈A20的着色识别部452b和形成于分段线圈A30的着色识别部453a具备相同色彩而构成。同样地，如图22所示，在着色识别部451b及着色识别部452a、着色识别部453b及着色识别部454a以及着色识别部454b及着色识别部455a分别设置不同的色彩而构成。因此，将形成有实施了相同色彩的着色识别部的端子部通过焊接或超声波进行连接，由此将属于同相的多个分段线圈AlO?A50连接，从而构成一连串的线圈。
[0277]各分段线圈的端子部505a、505b的端面是能够从定子的外侧可靠地目视的部位，通过将上述第一着色识别部设于线圈端面，能够可靠地识别应相互连接的分段线圈的端子部505a、505b而进行连接作业。
[0278]而且，相互连接的分段线圈的着色识别部被实施相同的着色，因此在连接后，通过图像识别装置来观察上述端子部的端面，由此能够自动地判断实施了相同着色的分段线圈是否被连接。因此，不仅能够进行定子的组装作业，而且能够极有效地进行检查作业。
[0279]形成上述着色识别部的手法没有特别限定。例如，可以通过涂敷着色涂料来形成上述第一着色识别部 451b、452a、452b、453a、453b、454a、454b、455a。
[0280]另外，在本实施方式中，用于识别组装于各槽部Ilc的分段线圈的第二着色识别部465A1、465B1、465C1、465D1设于各分段线圈AlO?A50的线圈端部E2的一方的斜边部。上述第二着色识别部465A1、465B1、465C1、465D1在收容于同一槽的分段线圈AlO?A40设置具有相同色彩的着色的着色层而构成。
[0281]通过设置上述第二着色识别部465A1、465B1、465C1、46?1，能够容易地将预定的
分段线圈向预定的槽安装。
[0282]而且，在本实施方式中，如图24所示，设有能够识别收容于同一槽内的分段线圈的排列顺序的排列识别用的第二着色识别部570。
[0283]上述排列识别用的第二着色识别部570独立地设于设有上述槽识别用的第二着色识别部465A1、465B1、465C1、46?1的线圈端部E2的相反侧的线圈端部E1。上述排列识别用的第二着色识别570例如能够通过实施具有同一色彩且具有与排列顺序对应的深浅的差的着色而形成。而且，在组装后，具有不同着色的着色识别部能够以在安装于同一槽内的分段线圈上交替出现的方式构成。
[0284]通过设置上述排列识别用的第二着色识别部570，能够容易地识别组装于各槽内的分段线圈的组装顺序(排列)而进行组装作业。
[0285]上述第二着色识别部465A1、465B1、465C1、465D1的结构及形态没有特别限定。例如如图26所示，可以与上述第一着色识别部同样地，将具有对应的色彩的涂料涂敷在设于线材407的绝缘层408上的预定区域，由此能够形成上述第二着色识别部465A1。
[0286]另外，可以在分段线圈的预定区域粘贴着色带件或安装着色管件而构成上述第二着色识别部。作为上述着色带件，可以采用例如Permacel公司制的绝缘性树脂带件(商标名Kapton带)等。而且，作为上述着色管件，可以采用住友电气工业制的绝缘性树脂管(商标名sumitube)等热收缩的管件。通过采用具有绝缘性的上述涂料、上述带件、上述管件，能够使上述第二着色识别部作为附加绝缘层发挥功能。由此，不仅能够容易地进行分段线圈的组装作业、连接作业，而且能够有效地防止相邻的分段线圈间的局部放电。
[0287]图24表示第一着色识别部的第二变形例。在第二变形例中，在上述端子部505a、505b设置着色帽而构成上述第一着色识别部。
[0288]上述端子部505a、505b通过将绝缘层除去而形成，因此在处理时或保存时，导体表面发生氧化或油脂等附着的情况较多。通过设置上述着色帽，能够对露出的导体表面进行保护。
[0289]如图25所示，本实施方式的着色帽由将除了连接面506c之外的表面覆盖的形态的树脂成形品形成。通过采用上述结构，能够在附带有着色帽562a、562b的状态下进行连接。
[0290]形成上述着色帽的材料没有特别限定，可以采用由着色的树脂材料成形的着色帽，或者向由金属材料形成的着色帽实施了着色的着色帽。
[0291]另外，已述的着色识别部可以与上述附加绝缘层形成工序同时或在上述附加绝缘层形成工序之后通过进行向线圈体的表面的预定区域实施预定的着色的着色识别部形成工序来形成。
[0292]接下来，参照图27A及图27B，说明本发明的第五实施方式的分段线圈。
[0293]另外，本发明的第五实施方式的分段线圈是除了以下叙述的倾斜区域K的结构以外与已述的分段线圈同样的结构，因此省略与分段线圈的基本的结构相关的详细说明。
[0294]如图27A所示，在一对线圈端部E1、E2中的除了后述的厚壁区域A之外的区域，设置朝向环状定子芯711的径向外侧倾斜而成的倾斜区域K。另外，在图27A、图27B中，空心箭头所示的方向表示径向外侧。
[0295]具体而言，使在定子的同一槽内相邻配置的分段线圈在从上述槽出来直到朝向上述线圈端部的顶部沿周向弯曲为止的区域在径向上倾斜，由此使在上述分段线圈的线圈端部设置的绝缘层在定子的径向上接触。而且，以上述接触部位的定子的径向上的线圈间距离大于上述槽内的线圈间距离的方式形成上述绝缘层。
[0296]另外，在此“线圈间距离”表示相邻的分段线圈712中的环状定子芯的径向上的线圈的中心间的距离。
[0297]如图27B示出一部分那样，上述倾斜区域K设定于线圈端部El、E2中的距环状定子芯711的端面711d沿环状定子芯711的轴向为500μπι?5mm左右的范围内。
[0298]如图27B所示，上述倾斜角度表示由构成倾斜区域K的分段线圈712和环状定子芯711的端面711d形成的角度H。
[0299]另外，在本实施方式中，使分段线圈712的绝缘层的厚度在直线部C和线圈端部E1、E2不同。
[0300]更具体而言，构成为，在直线部C中，通过在线材R的表面仅被覆基础绝缘层Zl而形成绝缘层。相对于此，构成为，在线圈端部E1、E2的除了倾斜区域K之外的区域中的预定区域，在线材R的表面被覆基础绝缘层Zl，并且在上述基础绝缘层Zl的表面进一步被覆附加绝缘层Z2，由此形成上述厚壁区域A。
[0301]另外，在此“预定区域”表示线圈端部E1、E2中包括使相邻的分段线圈712的绝缘层接触的部位的区域。
[0302]而且，图27B为了便于说明而将厚壁区域A夸张地图示。[0303]另外，线材R只要是铜等作为形成线圈的线材而通常使用的材料即可，可以使用任意的材料。
[0304]作为基础绝缘层Zl的材质，可以使用聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。而且，基础绝缘层Zl的厚度只要是与线圈匝间的设计电压对应的厚度即可。例如在设计电压为500V的情况下，优选设为15μπι?30μπι左右，更优选设为15μπι?25μπι左右。这是因为，若小于15 μ m,则由局部放电的发生引起的皮膜劣化、制造时的针孔发生概率增加，若超过25 μ m,则会发生由槽部Ilc内的占空因数的下降引起的发热增加、由外径增大引起的组装性的下降。而且，其形成方法可以使用拉模、电沉积等。另外，直线部C及线圈端部El、E2的基础绝缘层Zl可以通过同一工序一体地形成。
[0305]作为附加绝缘层Z2的材质，可以使用向以聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺为代表的超级工程塑料材料或工程塑料中混合了无机添料的材料等。而且，作为其形成方法，可以使用拉模、电沉积、粉体涂装、带粘贴、浸溃、喷涂、插入式注塑成形、挤压成形等。
[0306]另外，电动机相间的电压由于逆变器电涌等的影响，而施加输入电压的约2倍的峰值电压，因此在例如设计电压为1000V的情况下，附加绝缘层Z2的厚度优选设为40 μ m?200 μ m左右，更优选设为80 μ m?120 μ m左右。这是因为，若小于40 μ m，则会产生由局部放电引起的皮膜劣化，若超过200 μ m，则会导致由线圈端的线间距离增加引起的尺寸增大。
[0307]通过采用上述结构，能够使在同一槽内相邻配置的分段线圈712在直线部C间及线圈端部E1、E2间有效地接近而接触。
[0308]尤其是在本实施方式中，在配置于同一槽内的相邻的分段线圈712中，使直线部C的基础绝缘层Zl及线圈端部E1、E2的构成厚壁区域A的附加绝缘层Z2无间隙地紧贴。由此，能够实现槽内的高占空因数,并且能够增加槽内的线圈的匝数。
[0309]另外，已述的电晕放电容易发生在相邻的分段线圈的间隙接近的区域。在本实施方式中，能够有效地防止特别是同一相内的相邻的分段线圈712间的电晕放电的发生。
[0310]由此，能够形成为能够在同一相内的相邻的分段线圈712间有效地防止伴随着电晕放电而使基础绝缘层Z1、附加绝缘层Z2发生劣化且能够维持良好的绝缘性的定子。
[0311]可以使分段线圈712的倾斜角度H、分段线圈712的长度各不相同。但是，在形成了定子的情况下，在配置于同一槽711c内的相邻的分段线圈712中，上述区域K的线圈的倾斜角度H需要构成为使配置于环状定子芯711的外周侧的分段线圈712的倾斜角度大于配置于环状定子芯711的内周侧的分段线圈712的倾斜角度，且区域K的长度需要构成为使配置于环状定子芯711的外周侧的分段线圈712的长度大于配置于环状定子芯711的内周侧的分段线圈712的长度。
[0312]另外，在本变形例中，形成为同一槽内的全部相邻的分段线圈712在直线部C及线圈端部E1、E2的厚壁区域A中沿环状定子芯的径向接触的结构，但未必局限于这样的结构，只要是配置于同一槽内的至少I组相邻的分段线圈712在直线部C及线圈端部E1、E2的厚壁区域A中沿环状定子芯的径向接触的结构即可，可以适当变更。
[0313]本发明的范围没有限定为上述的实施方式。应当认为本次公开的实施方式是对所有要点进行的例示而非限定。本申请发明的范围并不是由上述的意思而是由权利要求表示，目的在于包括与权利要求等同的意思及范围内的所有变更。[0314]工业实用性
[0315]本发明能够利用于将通过逆变器控制转换所得的电力向线圈供给的电动机。
[0316]附图标记说明
[0317]I电动机
[0318]2蓄电池
[0319]3继电器
[0320]4升压转换器
[0321]5逆变器控制部
[0322]6高压线缆
[0323]10定子
[0324]11环状定子芯
[0325]Ila芯主体
[0326]Ilb齿部
[0327]Ilc槽部
[0328]Ild端面
[0329]12分段线圈
[0330]12a第一卷绕线圈
[0331]12b第二卷绕线圈
[0332]12c第三卷绕线圈
[0333]12d第四卷绕线圈
[0334]12UU 相端子
[0335]12UNU相中性点
[0336]12VV 相端子
[0337]12VNV相中性点
[0338]12WW 相端子
[0339]12WNW相中性点
[0340]21固定单元
[0341]21a第一固定销
[0342]21b第二固定销
[0343]22按压单元
[0344]22a第一按压工具
[0345]22b第二按压工具
[0346] 31环状定子芯
[0347]32分段线圈
[0348]41环状定子芯
[0349]42分段线圈
[0350]201分段线圈
[0351]20IA分段线圈
[0352]20IB分段线圈[0353]20IC分段线圈
[0354]20ID分段线圈
[0355]20IE分段线圈
[0356]205a接合用前端部
[0357]205b接合用前端部
[0358]206线材
[0359]207基础绝缘层
[0360]210a斜边部
[0361]211a斜边部
[0362]212a附加绝缘层[0363]212b附加绝缘层
[0364]212c附加绝缘层
[0365]212d附加绝缘层
[0366]214a附加绝缘层
[0367]214b附加绝缘层
[0368]214c附加绝缘层
[0369]214d附加绝缘层
[0370]212a附加绝缘层
[0371]304分段线圈
[0372]305分段线圈
[0373]306半导电层
[0374]308线材
[0375]309绝缘层
[0376]407线材
[0377]408绝缘层
[0378]451b第一着色识别部
[0379]452a第一着色识别部
[0380]452b第一着色识别部
[0381]453a第一着色识别部
[0382]453b第一着色识别部
[0383]454a第一着色识别部
[0384]454b第一着色识别部
[0385]455a第一着色识别部
[0386]465A1第一着色识别部
[0387]465B1第一着色识别部
[0388]465C1第一着色识别部
[0389]465D1第一着色识别部
[0390]505a接合用前端部
[0391]505b接合用前端部[0392]562a着色帽
[0393]562b着色帽
[0394]570第二着色识别部
[0395]711环状定子芯
[0396]711c槽部
[0397]71 Id端面
[0398]712分段线圈
[0399]A厚壁区域
[0400]AlO分段线圈
[0401]A20分段线圈
[0402]A30分段线圈
[0403]A40分段线圈
[0404]A50分段线圈
[0405]B线圈体
[0406]BI线圈片
[0407]B2线圈片
[0408]B3线圈片
[0409]B4线圈片
[0410]C直线部
[0411]D凹陷台阶部
[0412]Dl台阶部
[0413]El线圈端部
[0414]E2线圈端部
[0415]E3线圈端部
[0416]E4线圈端部
[0417]F倾斜部
[0418]G角度
[0419]H角度
[0420]I长度
[0421]J间隙
[0422]K弯曲部
[0423]L间隙
[0424]M角度
[0425]N间隙
[0426]P长度
[0427]Q长度
[0428]R线材
[0429]T端子部
[0430]V接触点[0431]Z绝缘层
[0432]Zl 基础绝缘层[0433]Z2 附加绝缘层
【权利要求】
1.一种分段线圈，在由环状定子芯和多相线圈构成的旋转电机的定子中，沿径向排列配置于所述环状定子芯的槽，且相邻槽的线圈彼此沿周向排列配置，所述分段线圈具备收容于所述槽的内部的直线部和向所述槽的外部突出的两个线圈端部，所述分段线圈的特征在于， 所述两个线圈端部中的任一个线圈端部具备使线圈夹着顶点而朝着所述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片，在所述一对线圈片中的、进入到相邻分段线圈的径向内侧的线圈片中的所述顶点附近区域具备凹陷台阶部，该凹陷台阶部由相对于所述环状定子芯的端面所述顶点侧的倾斜较大、与所述环状定子芯的端面不相平行而是相对于所述环状定子芯的端面具有角度的两边构成。
2.根据权利要求1所述的分段线圈，其特征在于， 所述分段线圈在所述一对线圈片中的、不具备所述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设有附加绝缘层。
3.根据权利要求2所述的分段线圈，其特征在于， 所述附加绝缘层设于属于不同相的分段线圈对接的部分。
4.根据权利要求2或3所述的分段线圈，其特征在于， 所述附加绝缘层形成于分段线圈的环状定子芯的径向内侧面及/或外侧面。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的分段线圈，其特征在于， 所述线圈端部形成为山形，并且所述附加绝缘层设于所述山形的除了顶部附近和两山脚部附近之外的斜边部或/及从上述槽延伸出的直线部分。
6.根据权利要求1所述的分段线圈，其特征在于， 所述分段线圈构成为，在所述一对线圈片中的、不具备所述凹陷台阶部的线圈片的预定区域设置半导电层，使接近配置且属于不同相的分段线圈的所述半导电层在至少一点进行接触。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的分段线圈，其特征在于， 在所述分段线圈的预定区域的表面设有着色识别部。
8.根据权利要求7所述的分段线圈，其特征在于， 在所述分段线圈的两个线圈端部中的、不具备所述凹陷台阶部的线圈端部，具备用于将相邻分段线圈相互连接的端子部，在该端子部或其附近，具备能够识别相互连接的分段线圈的端子部的第一着色识别部。
9.根据权利要求7或8所述的分段线圈，其特征在于， 所述分段线圈具备第二着色识别部，该第二着色识别部设于所述端子部以外的表面上，并且以能够识别安装各分段线圈的槽或/及槽内的排列位置的方式形成。
10.根据权利要求9所述的分段线圈，其特征在于， 所述第二着色识别部向分段线圈的预定区域涂敷着色涂料、粘贴着色带件或者安装着色管件而构成。
11.根据权利要求9或10所述的分段线圈，其特征在于， 所述第二着色识别部构成附加绝缘层。
12.一种定子，其特征在于，使权利要求1~11中任一项所述的分段线圈在环状定子芯的槽排列配置多个而成。
13.根据权利要求12所述的定子，其特征在于， 使多个排列配置于所述环状定子芯的槽中的分段线圈中的、配置于同一槽内的至少一组相邻分段线圈在从所述槽出来直到朝向所述线圈端部的顶点沿周向弯曲为止的区域在径向上倾斜，由此使设于上述分段线圈的线圈端部的绝缘层在定子的径向上接触，且以所述接触部位的定子的径向上的线圈间距离大于所述槽内的线圈间距离的方式形成所述绝缘层。
14.一种分段线圈的制造方法，是权利要求1所述的分段线圈的制造方法，所述分段线圈的制造方法的特征在于， 具备使由扁线构成的线材弯曲而形成线圈体的线圈体形成工序， 该线圈体形成工序具有: 线圈片形成工序，在所述线圈体具备的两个线圈端部中的任一个线圈端部，形成使线圈夹着顶点而朝着所述直线部以不同的角度倾斜所成的一对线圈片；及 凹陷台阶部形成工序，在所述一对线圈片中的、进入到相邻分段线圈的径向内侧的一侧的线圈片中的所述顶点附近区域形成凹陷台阶部，该凹陷台阶部由与所述环状定子芯的端面不相平行而是相对于所述环状定子芯的端面具有角度的两边构成。
15.根据权利要求14所述的分段线圈的制造方法，其特征在于， 所述分段线圈的制造方法具备在所述线圈体的表面被覆绝缘物而形成绝缘层的绝缘层形成工序， 该绝缘层形成工序具备: 基础绝缘层形成工序，在所述线圈体上一体地被覆绝缘物而形成基础绝缘层；及附加绝缘层形成工序，在该基础绝缘层形成工序之后，在所述一对线圈片中的、未形成所述凹陷台阶部的线圈片的预定区域附加地被覆绝缘物而形成附加绝缘层。
16.根据权利要求15所述的分段线圈的制造方法，其特征在于， 与所述附加绝缘层形成工序同时、或在所述附加绝缘层形成工序之后，具有向线圈体的表面的预定区域实施预定的着色的着色识别部形成工序。
【文档编号】H02K3/04GK103931084SQ201280053161
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月22日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】泷泽敬次, 越野尚人, 饭塚慎一, 坂宽延, 有吉刚, 平栉贵志 申请人:丰田自动车株式会社