定子单元、包括定子单元的旋转电机以及定子单元的制造方法与流程

文档序号:11161831阅读:891来源:国知局
定子单元、包括定子单元的旋转电机以及定子单元的制造方法与制造工艺

本发明涉及卷绕有线圈的定子单元、包括该定子单元的旋转电机以及该定子单元的制造方法。



背景技术:

在日本JP2009-303420A中,公开了一种在卷绕有多个线圈的定子单元中将从各线圈拉出的线材的端部彼此之间适当结合而成的结构。



技术实现要素:

但是,如日本JP2009-303420A所公开的那样,在将从线圈拉出的线材的端部彼此之间结合的情况下,可能发生线材缠结,或者弄错要结合的线材的问题。因此,可能导致定子单元的制造效率下降。

本发明的目的在于提高定子单元的制造效率。

根据本发明的实施方式,提供一种具有多个线圈的定子单元,该定子单元包括:定子铁芯,其卷绕有各线圈;以及布设构件,其具有分别布设自各线圈延伸出的各线材的多个槽部。

根据本发明的其他的实施方式,提供一种定子单元的制造方法,该定子单元的制造方法包括:卷绕工序,在该工序中,向定子铁芯卷绕多个线材而形成多个线圈;拉出工序,在该工序中,将各线圈的线材的端部拉出;安装工序,在该工序中,安装用于布设从各线圈拉出的线材的布设构件;以及布设工序,在该工序中,将从各线圈拉出的各线材布设在形成于布设构件的槽部。

附图说明

图1是本发明的实施方式的定子单元的剖视图。

图2是表示从图1的箭头A方向观察到的定子单元的图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图。

图4是表示定子的等效电路的图。

图5是表示本发明的实施方式的定子单元的布设构件的图。

图6是沿着图5的VI-VI线的剖视图。

图7是沿着图5的VII-VII线的剖视图。

图8是沿着图5的VIII-VIII线的剖视图。

图9是沿着图5的IX-IX线的剖视图。

图10是用于说明本发明的实施方式的定子单元的制造方法的图。

图11是表示本发明的实施方式的变形例的定子单元的布设构件的图。

图12是沿着图11的XII-XII线的剖视图。

图13是用于说明本发明的实施方式的第1变形例的定子单元的制造方法的图。

图14是沿着图13的XIV-XIV线的剖视图。

图15是本发明的实施方式的第2变形例的定子单元的相当于图14的剖视图。

图16是本发明的实施方式的第3变形例的定子单元的相当于图14的剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明的实施方式。

如图1所示,旋转电机100是包括定子单元10和设于定子单元10的内侧的转子20的三相交流电动机。

转子20包括以旋转自由的方式支承于未图示的外壳的转子轴21和安装于转子轴21的永久磁铁22。

定子单元10包括具有齿部11a的定子铁芯11、设于定子铁芯11的齿部11a的线圈12、介于齿部11a与线圈12之间的绝缘性树脂制的绝缘体13以及在轴线方向上与线圈12并列设置的布设构件40。另外,“轴线方向”是指定子单元10的中心轴线O延伸的方向。

定子铁芯11由磁性材料构成,通过层叠多个钢板而形成。在定子铁芯11的径向内侧形成有多个沿中心轴线O延伸的齿部11a。

通过隔着绝缘体13在齿部11a卷绕铜等具有导电性的金属制的线材16从而形成线圈12。如图2所示,本实施方式的线圈12与三相的驱动电流相对应地设有U相线圈U1~U4、V相线圈V1~V4以及W相线圈W1~W4。

各相的线圈包括四个线圈,四个线圈中的两个线圈相邻地配置,剩余的两个线圈以与上述两个线圈相对并隔着中心轴线O的方式相邻地配置。具体而言,第3U相线圈U3和第4U相线圈U4以与图2中下方所示的第1U相线圈U1和第2U相线圈U2相对并隔着中心轴线O的方式配置。V相线圈V1~V4以及W相线圈W1~W4也同样地对称配置。在本实施方式中,各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4自图2中下方所示的第1U相线圈U1开始按照顺时针以第1V相线圈V1、第2V相线圈V2、第2W相线圈W2、第1W相线圈W1、第3U相线圈U3、第4U相线圈U4、第4V相线圈V4、第3V相线圈V3、第3W相线圈W3、第4W相线圈W4、第2U相线圈U2的顺序配置。

接着,使用图4的等效电路图来说明各线圈之间的接线连接。

为了形成相邻配置的两个线圈,例如第1U相线圈U1和第2U相线圈U2,使用一根线材16,并从各线圈U1、U2拉出线材16的卷绕开始部分和卷绕结束部分。将拉出的线材16和从其他的线圈拉出的线材16一起接线连接。如图4所示,形成第1U相线圈U1和第2U相线圈U2的线材16的卷绕开始部分作为第1U相动力线51a而被从第1U相线圈U1拉出。同样地,形成第3U相线圈U3和第4U相线圈U4的线材16的卷绕开始部分作为第2U相动力线51b而被从第3U相线圈U3中拉出。第1U相动力线51a和第2U相动力线51b利用U相端子50a进行接线连接并被自未图示的电源供给电力。

形成第1V相线圈V1以及第2V相线圈V2的线材16的卷绕开始部分作为第1V相动力线51c而被从第1V相线圈V1拉出。同样地,形成第3V相线圈V3以及第4V相线圈V4的线材16的卷绕开始部分作为第2V相动力线51d而被从第3V相线圈V3拉出。第1V相动力线51c和第2V相动力线51d利用V相端子50b进行接线连接并被自未图示的电源供给电力。

形成第1W相线圈W1以及第2W相线圈W2的线材16的卷绕开始部分作为第1W相动力线51e而被从第1W相线圈W1拉出。同样地,形成第3W相线圈W3以及第4W相线圈W4的线材16的卷绕开始部分作为第2W相动力线51f而被从第3W相线圈W3拉出。第1W相动力线51e和第2W相动力线51f利用W相端子50c进行接线连接并被自未图示的电源供给电力。

另一方面,形成第1U相线圈U1以及第2U相线圈U2的线材16的卷绕结束部分作为第1U相中性线52a而被从第2U相线圈U2拉出。同样地,形成第3U相线圈U3以及第4U相线圈U4的线材16的卷绕结束部分作为第2U相中性线52b而被从第4U相线圈U4拉出,形成第1V相线圈V1以及第2V相线圈V2的线材16的卷绕结束部分作为第1V相中性线52c而被从第2V相线圈V2拉出,形成第3V相线圈V3以及第4V相线圈V4的线材16的卷绕结束部分作为第2V相中性线52d而被从第4V相线圈V4拉出,形成第1W相线圈W1以及第2W相线圈W2的线材16的卷绕结束部分作为第1W相中性线52e而被从第2W相线圈W2拉出,形成第3W相线圈W3以及第4W相线圈W4的线材16的卷绕结束部分作为第2W相中性线52f而被从第4W相线圈W4拉出。而且,第1U相中性线52a、第2V相中性线52d以及第2W相中性线52f在第1中性点50d接线连接,第2U相中性线52b、第1V相中性线52c以及第1W相中性线52e在第2中性点50e接线连接。从各线圈拉出的动力线51a~51f以及中性线52a~52f分别布设于布设构件40内。

如图1所示,绝缘体13形成为覆盖定子铁芯11的齿部11a。在绝缘体13的外周形成有多个用于固定布设构件40的卡合部15。后述的布设构件40的定位部45卡合于卡合部15。

如图5所示,布设构件40具有形成有多个作为用于嵌入线材16的槽部的槽71a~71f、72a~72f的主体部41和以覆盖主体部41的槽71a~71f、72a~72f的方式固定于主体部41的盖体42。

参照图5~图9来说明布设构件40的主体部41。图5为从图1的箭头A方向仅观察主体部41而得到的图。图6是沿着图5的VI-VI线的剖视图,图7是沿着图5的VII-VII线的剖视图,图8是沿着图5的VIII-VIII线的剖视图,图9是沿着图5的IX-IX线的剖视图。

主体部41为树脂制的圆环状构件,该主体部41具有:多个槽71a~71f、72a~72f,从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16嵌入该多个槽71a~71f、72a~72f;导向狭缝61a~61f、62a~62f,其用于将从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16导入到槽71a~71f、72a~72f;集结槽67a~67e,其作为将嵌入于槽71a~71f、72a~72f的线材16的端部集结的集结槽部;以及定位部45,其自主体部41的外周侧突出形成,并与绝缘体13卡合。

槽71a~71f、72a~72f用于将从线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16引导到使线材16彼此之间接线连接的位置,该槽71a~71f、72a~72f的一端连接导向狭缝61a~61f、62a~62f,另一端连接集结槽67a~67e。

槽71a~71f、72a~72f分为嵌入动力线51a~51f的动力线槽71a~71f、和嵌入中性线52a~52f的中性线槽72a~72f。

动力线槽71a~71f包括用于嵌入从第1U相线圈U1拉出的第1U相动力线51a的第1U相动力线槽71a、用于嵌入从第3U相线圈U3中拉出的第2U相动力线51b的第2U相动力线槽71b、用于嵌入从第1V相线圈V1拉出的第1V相动力线51c的第1V相动力线槽71c、用于嵌入从第3V相线圈V3拉出的第2V相动力线51d的第2V相动力线槽71d、用于嵌入从第1W相线圈W1拉出的第1W相动力线51e的第1W相动力线槽71e以及用于嵌入从第3W相线圈W3拉出的第2W相动力线51f的第2W相动力线槽71f。

中性线槽72a~72f包括用于嵌入从第2U相线圈U2拉出的第1U相中性线52a的第1U相中性线槽72a、用于嵌入从第4U相线圈U4拉出的第2U相中性线52b的第2U相中性线槽72b、用于嵌入从第2V相线圈V2拉出的第1V相中性线52c的第1V相中性线槽72c、用于嵌入从第4V相线圈V4拉出的第2V相中性线52d的第2V相中性线槽72d、用于嵌入从第2W相线圈W2拉出的第1W相中性线52e的第1W相中性线槽72e以及用于嵌入从第4W相线圈W4拉出的第2W相中性线52f的第2W相中性线槽72f。

另外,各槽71a~71f、72a~72f在主体部41的径向上分开设置,用于嵌入第1U相动力线51a的第1U相动力线槽71a、用于嵌入第2U相动力线51b的第2U相动力线槽71b以及用于嵌入第2W相动力线51f的第2W相动力线槽71f在主体部41的径向上配置于最靠外周侧的位置。用于嵌入第1W相动力线51e的第1W相动力线槽71e、用于嵌入第1U相中性线52a的第1U相中性线槽72a、用于嵌入第2V相中性线52d的第2V相中性线槽72d以及用于嵌入第2W相中性线52f的第2W相中性线槽72f配置在比槽71a、71b、71f靠内侧的位置。而且,用于嵌入第1V相动力线51c的第1V相动力线槽71c、用于嵌入第2V相动力线51d的第2V相动力线槽71d、用于嵌入第2U相中性线52b的第2U相中性线槽72b、用于嵌入第1V相中性线52c的第1V相中性线槽72c以及用于嵌入第1W相中性线52e的第1W相中性线槽72e配置在主体部41的径向上最靠内周侧的位置。特别是,为了防止动力线51a~51f与其他的线材16相接触,用于嵌入动力线51a~51f的动力线槽71a~71f与其他的槽在径向以及周向上分开设置。

如图6所示,槽71a~71f、72a~72f的剖面形状呈U字状,具有底面79a和自底面79a沿轴线方向立起的侧面79b。在侧面79b的任意的部位设有用于将线材16保持在槽内的保持突起78。特别优选的是,保持突起78设在与集结槽67a~67e相连接的部分的周围。在线材16的方向在自槽71a~71f、72a~72f到集结槽67a~67e的范围内从周向改变为径向时,能够利用保持突起78防止线材16自槽71a~71f、72a~72f脱离。

导向狭缝61a~61f、62a~62f为沿轴线方向贯通主体部41而形成的缺口,设于在各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4的轴线方向上相邻接的部分。在本实施方式中,导向狭缝61a~61f、62a~62f自主体部41的内周侧朝向各槽71a~71f、72a~72f沿径向延伸。

导向狭缝61a~61f、62a~62f分为供动力线51a~51f贯穿的动力线导向狭缝61a~61f和供中性线52a~52f贯穿的中性线导向狭缝62a~62f。

动力线导向狭缝61a~61f包括供第1U相动力线51a贯穿并与第1U相动力线槽71a相连接的第1U相动力线导向狭缝61a、供第2U相动力线51b贯穿并与第2U相动力线槽71b相连接的第2U相动力线导向狭缝61b、供第1V相动力线51c贯穿并与第1V相动力线槽71c相连接的第1V相动力线导向狭缝61c、供第2V相动力线51d贯穿并与第2V相动力线槽71d相连接的第2V相动力线导向狭缝61d、供第1W相动力线51e贯穿并与第1W相动力线槽71e相连接的第1W相动力线导向狭缝61e以及供第2W相动力线51f贯穿并与第2W相动力线51f相连接的第2W相动力线导向狭缝61f。

中性线导向狭缝62a~62f包括供第1U相中性线52a贯穿并与第1U相中性线槽72a相连接的第1U相中性线导向狭缝62a、供第2U相中性线52b贯穿并与第2U相中性线槽72b相连接的第2U相中性线导向狭缝62b、供第1V相中性线52c贯穿并与第1V相中性线槽72c相连接的第1V相中性线导向狭缝62c、供第2V相中性线52d贯穿并与第2V相中性线槽72d相连接的第2V相中性线导向狭缝62d、供第1W相中性线52e贯穿并与第1W相中性线槽72e相连接的第1W相中性线导向狭缝62e以及供第2W相中性线52f贯穿并与第2W相中性线槽72f相连接的第2W相中性线导向狭缝62f。

在导向狭缝61a~61f、62a~62f所连接的槽71a~71f、72a~72f的内周侧设有其他的槽的情况下,导向狭缝61a~61f、62a~62f横切其他的槽而形成。因此,与第1U相动力线槽71a相连接的第1U相动力线导向狭缝61a横切第2V相动力线槽71d和第1W相动力线槽71e而形成,与第2U相动力线槽71b相连接的第2U相动力线导向狭缝61b横切第2U相中性线槽72b而形成,与第2W相动力线槽71f相连接的第2W相动力线导向狭缝61f横切第2V相动力线槽71d和第2V相中性线槽72d而形成。同样地,与第1W相动力线槽71e相连接的第1W相动力线导向狭缝61e横切第1V相中性线槽72c和第1W相中性线槽72e而形成,与第1U相中性线槽72a相连接的第1U相中性线导向狭缝62a横切第2V相动力线槽71d而形成,与第2W相中性线槽72f相连接的第2W相中性线导向狭缝62f横切第2V相动力线槽71d而形成。在本实施方式中,导向狭缝61a~61f、62a~62f在主体部41的内周侧开口。代替于此,也可以使一部分或全部的导向狭缝61a~61f、62a~62f在主体部41的外周侧开口。

在导向狭缝61a~61f、62a~62f与槽71a~71f、72a~72f相连接的部分形成有沿着槽71a~71f、72a~72f在周向上去掉一块而成的卡合凹部77。卡合凹部77设为用于在将贯穿导向狭缝61a~61f、62a~62f的线材16嵌入于槽71a~71f、72a~72f时将线材16卡定。

集结槽67a~67e设为用于将接线连接的线材16的端部集结的槽。集结槽67a~67e自各槽71a~71f、72a~72f朝向主体部41的外周侧形成。因此,沿着各槽71a~71f、72a~72f在周向上嵌入的线材16的端部在集结槽67a~67e内被朝向主体部41的径向外侧拉出。

集结槽67a~67e分为用于集结动力线51a~51f的动力线集结槽67a~67c和集结中性线52a~52f的中性线集结槽67d、67e。动力线集结槽67a~67c包括与第1U相动力线槽71a以及第2U相动力线槽71b相连接并用于集结第1U相动力线51a和第2U相动力线51b的U相动力线集结槽67a、与第1V相动力线槽71c以及第2V相动力线槽71d相连接并用于集结第1V相动力线51c和第2V相动力线51d的V相动力线集结槽67b、与第1W相动力线槽71e以及第2W相动力线槽71f相连接并用于集结第1W相动力线51e和第2W相动力线51f的W相动力线集结槽67c。中性线集结槽67d、67e包括与第1U相中性线槽72a、第2V相中性线槽72d以及第2W相中性线槽72f相连接并用于集结第1U相中性线52a、第2V相中性线52d以及第2W相中性线52f的第1中性线集结槽67d、与第2U相中性线槽72b、第1V相中性线槽72c以及第1W相中性线槽72e相连接并用于集结第2U相中性线52b、第1V相中性线52c以及第1W相中性线52e的第2中性线集结槽67e。

如图5所示,V相动力线集结槽67b沿着径向形成。U相动力线集结槽67a和W相动力线集结槽67c以隔着V相动力线集结槽67b的方式靠近配置,并形成为与V相动力线集结槽67b大致平行。U相动力线集结槽67a和W相动力线集结槽67c具有与用于嵌入线材16的槽71a~71f、72a~72f相同的深度,另一方面,如图7所示,V相动力线集结槽67b形成为比用于嵌入线材16的槽71a~71f、72a~72f浅。因此,能够防止集结于V相动力线集结槽67b的第1V相动力线51c以及第2V相动力线51d与嵌入在第1U相动力线槽71a以及第1W相动力线槽71e内的线材16相接触。同样地,如图8和图9所示,第1中性线集结槽67d和第2中性线集结槽67e也形成为比用于嵌入线材16的槽71a~71f、72a~72f浅。

如图1和图2所示,自主体部41的外周侧突出形成的定位部45利用卡扣装配与形成于绝缘体13的卡合部15卡合。定位部45的位置设定为:在定位部45与卡合部15相卡合时使形成于主体部41的导向狭缝61a~61f、62a~62f分别配置在同与之对应的线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4在轴线方向上相邻接的位置。定位部57和卡合部15并不限定于卡扣装配,只要可以相对于线圈12固定布设构件40,就可以是任何结合构造。另外,代替绝缘体13,卡合部15也可以设于定子铁芯11。

盖体42利用未图示的结合构造与主体部41相结合,并覆盖形成于主体部41的槽71a~71f、72a~72f。另外,如图2所示,盖体42具有用于使集结在形成于主体部41的集结槽67a~67e的线材16的末端部沿着轴线方向立起的开口部42a~42e。开口部42a~42e为沿轴线方向贯通盖体42的缺口,并自盖体42的外周侧与集结槽67a~67e对齐地延伸。具体而言,盖体42设有与U相动力线集结槽67a相对形成的U相动力线开口部42a、与V相动力线集结槽67b相对形成的V相动力线开口部42b、与W相动力线集结槽67c相对形成的W相动力线开口部42c、与第1中性线集结槽67d相对形成的第1中性线开口部42d以及与第2中性线集结槽67e相对形成的第2中性线开口部42e。

如图2和图3所示,在第1中性线开口部42d形成有对使中性线52a、52d、52f成束的套筒58进行定位的台阶孔42f。台阶孔42f为自盖体42的与接触于主体部41的面相反的那一面穿设成略大于套筒58的外形形状的大小的沉孔。在将中性线52a、52d、52f接线连接时,由于能够利用由台阶孔42f定位了的套筒58使中性线52a、52d、52f成束,因此,能够迅速地进行接线连接作业。在第2中性线开口部42e也同样地形成有台阶孔42f。

而且,盖体42具有用于按压被嵌入在形成于主体部41的槽71a~71f、72a~72f的线材16的按压突起42g。如图1或图3所示,按压突起42g为与槽71a~71f、72a~72f的位置对齐并自盖体42的靠主体部41侧的面突出形成的突起。由于嵌入在槽71a~71f、72a~72f的线材16被按压突起42g按压固定,因此,能够抑制线材16因振动等而在槽71a~71f、72a~72f内移动。

接着,说明如上所述地构成的定子单元10的制造方法。

首先,进行在安装于定子铁芯11的绝缘体13卷绕线材16而形成线圈12的卷绕工序。在卷绕工序中,利用一根线材16形成各相线圈中相邻配置的两个线圈。具体而言,利用一根线材16形成第1U相线圈U1和与其相邻配置的第2U相线圈U2。其他的线圈也同样地形成。

在卷绕工序后,进行将各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4的线材16的端部拉出的拉出工序。在拉出工序中,线材16的卷绕开始部分和卷绕结束部分被从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4朝向安装布设构件40的一侧拉出。具体而言,线材16的卷绕开始部分即第1U相动力线51a被从第1U相线圈U1向布设构件40侧拉出,线材16的卷绕结束部分即第1U相中性线52a被从第2U相线圈U2向布设构件40侧拉出。线材16也同样地被从其他的线圈向布设构件40侧拉出。

在拉出工序后,进行将布设构件40的主体部41安装于绝缘体13的安装工序。在安装工序中,通过主体部41的定位部45与绝缘体13的卡合部15卡合,而使主体部41相对于绝缘体13固定。另外,在安装工序中,使在拉出工序中拉出的线材16分别穿入主体部41的导向狭缝61a~61f、62a~62f。具体而言,使从第1U相线圈U1拉出的第1U相动力线51a穿入第1U相动力线导向狭缝61a,使从第2U相线圈U2拉出的第1U相中性线52a穿入第1U相中性线导向狭缝62a。使从其他的线圈拉出的线材16也同样地穿入相对应的导向狭缝61b~61f、62b~62f。

在安装工序后,进行通过将拉出的线材16嵌入在形成于布设构件40的主体部41的槽71a~71f、72a~72f从而进行布设的布设工序。在布设工序中,贯穿导向狭缝61a~61f、62a~62f的线材16在卡定于卡合凹部77之后嵌入在槽71a~71f、72a~72f内。线材16在到达相对应的集结槽67a~67e时被沿着集结槽67a~67e朝向径向外侧弯折,并被向主体部41的外周侧拉出。具体而言,贯穿第1U相动力线导向狭缝61a的第1U相动力线51a在与形成于第1U相动力线槽71a的卡合凹部77卡定之后,嵌入第1U相动力线槽71a。然后,第1U相动力线51a在到达U相动力线集结槽67a时被沿着U相动力线集结槽67a弯折,而被向主体部41的外周侧拉出。从其他的线圈拉出的线材16也同样地嵌入各槽71b~71f、2a~72f,并被引导至相对应的集结槽67a~67e。在槽71a~71f、72a~72f设有保持突起78的情况下,为了在保持突起78与底面79a之间配置线材16,而将线材16朝向底面79a压入。

在此,说明布设工序中的线材16的布设顺序。

在本实施方式中,槽71a~71f、72a~72f在半径方向上分开设置,并且,用于将线材16引导至槽71a~71f、72a~72f的导向狭缝61a~61f、62a~62f在主体部41的内周侧开口,因此,例如,若将线材16嵌入在形成于外周侧的第1U相动力线槽71a之前先将线材16嵌入在形成于内周侧的第1W相动力线槽71e,则因嵌入的线材16导致与第1U相动力线槽71a相连接的第1U相动力线导向狭缝61a堵塞,而难以通过第1U相动力线导向狭缝61a将线材16引导至第1U相动力线槽71a。因此,在布设工序中,从形成在距离主体部41的开口有导向狭缝61a~61f、62a~62f的内周侧最远的位置的槽开始依次嵌入线材16。

具体而言,最开始,向在主体部41的径向上形成于最外周侧的位置的U相动力线槽71a、第2U相动力线槽71b以及第2W相动力线槽71f分别嵌入线材16。接着,向形成于比该槽71a、71b、71f靠内侧的位置的第1W相动力线槽71e、第1U相中性线槽72a、第2V相中性线槽72d以及第2W相中性线槽72f分别嵌入线材16。然后,最后向在主体部41的径向上形成于最靠内周侧的位置的第1V相动力线槽71c、第2V相动力线槽71d、第2U相中性线槽72b、第1V相中性线槽72c以及第1W相中性线槽72e内分别嵌入线材16。

在本实施方式中,全部的导向狭缝61a~61f、62a~62f在主体部41的内周侧开口,但在全部的导向狭缝61a~61f、62a~62f在主体部41的外周侧开口的情况下,从形成在距离主体部41的外周侧最远的位置的槽,即,形成于主体部41的最靠内侧的槽开始依次嵌入线材16。

另外,在导向狭缝61a~61f、62a~62f中的一部分在主体部41的外周侧开口,导向狭缝61a~61f、62a~62f中剩余的那部分在主体部41的内周侧开口的情况下,在导向狭缝61a~61f、62a~62f中的在外周侧开口的导向狭缝所连接的槽组中,从形成在距离主体部41的外周侧最远的位置的槽开始依次嵌入线材16,在导向狭缝61a~61f、62a~62f中的在内周侧开口的导向狭缝所连接的槽组中,从形成在距离主体部41的内周侧最远的位置的槽开始依次嵌入线材16。另外,在该情况下,可以从任一槽组开始嵌入线材16。

在图10中,表示了布设工序完成后的状态下的定子单元10。从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的12根线材16成为贯穿各导向狭缝61a~61f、62a~62f并嵌入各槽71a~71f、72a~72f且沿着各集结槽67a~67e被拉出到主体部41的外周侧的状态。

在布设工序后,进行利用设于盖体42的按压突起42g固定被嵌入槽71a~71f、72a~72f的线材16的固定工序。在固定工序中,盖体42利用未图示的结合构造与主体部41相结合,在此时的结合力的作用下,设于盖体42的按压突起42g对嵌入槽71a~71f、72a~72f的线材16进行按压固定。特别地,按压突起42g设于用于按压被嵌入在与V相动力线集结槽67b相交叉的第1U相动力线槽71a以及第1W相动力线槽71e、与第1中性线集结槽67d相交叉的第2W相动力线槽71f、与第2中性线集结槽67e相交叉的第2U相动力线槽71b内的线材16的位置较好。由此,能够避免在集结槽67b、67d、67e集结的线材16与嵌入在槽71a、71b、71e、71f内的线材16相接触。

固定工序后,进行分别对动力线51a~51f进行接线连接和对中性线52a~52f进行接线连接的接线连接工序。如图2所示,在对动力线51a~51f进行接线连接的接线连接工序中,集结于U相动力线集结槽67a的第1U相动力线51a和第2U相动力线51b通过U相动力线开口部42a沿轴线方向立起,并作为U相端子50a而利用焊接等接线连接。同样地,集结于V相动力线集结槽67b的第1V相动力线51c和第2V相动力线51d作为V相端子50b接线连接,集结于W相动力线集结槽67c的第1W相动力线51e和第2W相动力线51f作为W相端子50c接线连接。在将动力线51a~51f接线连接时,为了能够容易与外部的电源连接,可以安装金属端子。另外,还可以在接线连接之前,通过切断线材16的端部,从而使各动力线51a~51f的长度对齐。

在将中性线52a~52f接线连接的接线连接工序中,集结于第1中性线集结槽67d的第1U相中性线52a、第2V相中性线52d以及第2W相中性线52f通过第1中性线开口部42d沿轴线方向立起,并利用套筒58而成束。在套筒58被台阶孔42f定位的状态下,第1U相中性线52a、第2V相中性线52d以及第2W相中性线52f与套筒58一起作为第1中性点50d而利用焊接接线连接。同样地,集结于第2中性线集结槽67e的第2U相中性线52b、第1V相中性线52c以及第1W相中性线52e作为第2中性点50e接线连接。可以在接线连接之前,通过切断线材16的端部从而使各中性线52a~52f的长度对齐。

采用以上的实施方式,起到以下所示的效果。

具有多个槽71a~71f、72a~72f的布设构件40与多个线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4相邻配置,从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16分别嵌入于布设构件40内的相对应的槽71a~71f、72a~72f,由此制造定子单元10,因此,能够避免线材16缠结,或者弄错要结合的线材16。另外,能够不使用特殊的夹具地进行线材16的布设。因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,由于槽71a~71f、72a~72f以同心状形成在以圆环状形成的布设构件40内,因此,能够不浪费空间地配置用于布设线材16的槽71a~71f、72a~72f,而能够使定子单元10小型化。

另外,由于在与各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4相对应的位置分别设有用于引导被嵌入槽71a~71f、72a~72f的线材16的导向狭缝61a~61f、62a~62f,因此,能够顺畅地将从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16引导到各槽71a~71f、72a~72f。因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,在将贯穿导向狭缝61a~61f、62a~62f的线材16嵌入于槽71a~71f、72a~72f时,由于线材16利用形成于槽71a~71f、72a~72f的卡合凹部77卡定,因此,能够顺畅地将线材16嵌入各槽71a~71f、72a~72f。因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,利用保持突起78能够防止暂时嵌入在槽71a~71f、72a~72f内的线材16自槽71a~71f、72a~72f脱离,因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,由于嵌入在槽71a~71f、72a~72f内的线材16的一端侧在设于盖体42的开口部42a~42e集结从而接线连接,因此,能够迅速地进行接线连接作业。

另外,由于嵌入在槽71a~71f、72a~72f内的线材16被设于盖体42的按压突起42g按压固定,因此,线材16不会因振动等而移动,因此,能够抑制线材16与其他的线材16相接触,或者与侧面79b相碰撞而损伤。

另外,由于能够通过形成各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4的卷绕工序、将各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4的线材16的端部拉出的拉出工序、将布设构件40安装于绝缘体13或定子铁芯11的安装工序、将从各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4拉出的线材16嵌入在形成于布设构件40的槽71a~71f、72a~72f的布设工序而制造定子单元10,因此,能够避免线材16缠结,或者弄错要结合的线材16。另外,能够不使用特殊的夹具地进行线材16的布设。因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,在布设工序中,由于从形成在距离布设构件40的开口有导向狭缝61a~61f、62a~62f的外周侧或内周侧最远的位置的槽开始依次嵌入线材16,因此,能够避免线材16缠结,或者弄错要结合的线材16。因此,能够提高定子单元10的制造效率。

另外,由于在利用设于盖体42的按压突起42g按压固定嵌入在槽71a~71f、72a~72f的线材16之后分别进行动力线51a~51f的接线连接和中性线52a~52f的接线连接,因此,能够防止接线连接的线材16与其他的线材16相接触。

接着,参照图11~图14来说明本发明的实施方式的定子单元10的第1变形例。图11是在将图5的XI部放大后的附图上明示了第1变形例的特征部分的附图,图12是沿着图11的XII-XII线的剖视图。另外,图13是表示在图11所示的布设构件40的主体部41布设了线材16的状态的附图,图14是沿着图13的XIV-XIV线的剖视图。

在上述实施方式中,集结槽67e的底面平坦。在第1变形例中,代替于此,如图11和图12所示,在集结槽67e设有第1底面68a和与第1底面68a连续形成且比第1底面68a的深度深的第2底面68b这两个深度不同的底面。

而且,集结槽67e具有用于向集结槽67e内引导被布设在与集结槽67e连接的槽72b、72c、72e的线材16的引导壁81a~81c。在集结槽67e设有自第1底面68a沿轴线方向立起的第1引导壁81a、连接第1底面68a和第2底面68b的第2引导壁81b以及自第2底面68b沿轴线方向立起的第3引导壁81c。该引导壁81a~81c沿着集结槽67e所延伸的方向即径向形成,且沿着布设构件40的周向即集结槽67e的宽度方向空开预定间隔地配置。

另外,在各槽72b、72c、72e与各引导壁81a~81c之间的连接部设有圆弧面82a~82c。在第1引导壁81a与第1V相中性线槽72c之间的连接部形成有第1圆弧面82a,在第2引导壁81b与第1W相中性线槽72e之间的连接部形成有第2圆弧面82b,在第3引导壁81c与第2U相中性线槽72b之间的连接部形成有第3圆弧面82c。虽未图示,但是其他的集结槽67a~67d也同样地设有引导壁和圆弧面。另外,设于各集结槽67a~67d的引导壁的个数根据集结于各集结槽67a~67d的线材16的根数而设定。

由于具有上述结构,因此,在第1变形例中,在布设工序中,在集结槽67a~67e集结各线材16时,使布设于各槽71a~71f、72a~72f的各线材16分别沿着互不相同的引导壁延伸从而将其集结槽67a~67e内。

具体而言,如图13所示,嵌入于第1V相中性线槽72c的第1V相中性线52c沿着第1圆弧面82a弯曲并沿着第1引导壁81a被引导到集结槽67e内,嵌入于第1W相中性线槽72e的第1W相中性线52e沿着第2圆弧面82b弯曲并沿着第2引导壁81b被引导到集结槽67e内,嵌入于第2U相中性线槽72b的第2U相中性线52b沿着第3圆弧面82c弯曲并沿着第3引导壁81c被引导到集结槽67e内。在其他的集结槽67a~67d中也同样地将各线材16沿着圆弧面和引导壁引导到集结槽67a~67d内。

由此,集结于集结槽67a~67e的各线材16分别沿着互不相同的引导壁从各槽71a~71f、72a~72f被引导到集结槽67a~67e内。因此,如图14所示,集结于集结槽67a~67e的各线材16的一端在集结槽67a~67e内不会在轴线方向上重叠,而成为在布设构件40的周向即集结槽67a~67e的宽度方向上整齐排列的状态。

在布设工序以及固定工序之后进行的接线连接工序中,集结于集结槽67a~67e的各线材16通过盖体42的开口部42a~42e沿轴线方向立起,并分别被接线连接。

在此,在布设工序完成的状态下,如图14所示,集结于集结槽67e的三根线材52b、52c、52e在集结槽67e内分别配置在深度方向上稍微错开的位置,但不会成为在立起方向即轴线方向上重叠的状态。因此,在三根线材52b、52c、52e通过盖体42的开口部42e而在轴线方向上立起时,不会互相缠结而能够顺畅地立起。而且,在三根线材52b、52c、52e立起时对各自的一端进行整形使得它们排列成一条直线之后,如图2所示,嵌入套筒58,并利用焊接与套筒58一起接线连接。

由此,集结于集结槽67a~67e的各线材16能够不互相缠结而立起,因此,在接线连接工序中,不需要解开线材16彼此之间的缠结。另外,由于能够防止线材16彼此之间的缠结,因此,在将各线材16立起的过程中能够将各线材16的一端排列成横向一列。

在不使用引导壁而使多个线材16单纯地集结于集结槽67a~67e时,各线材16在集结槽67a~67e内成为互相重叠的状态。在该状态下,在将各线材16立起时,线材16彼此之间缠结而导致线材16的一端成为未整齐排列的状态。为了使各线材16接线连接,需要使各线材16的一端整齐排列成横向一列,因此,在接线连接之前需要额外进行解开线材16彼此之间的缠结并使各线材16的一端整齐排列成横向一列的整形作业。

在第1变形例中,如上所述,各线材16的一端在布设工序完成的阶段成为在集结槽67a~67e的宽度方向上整齐排列的状态。因此,在接线连接工序中使各线材16立起时,线材16彼此不会缠结,而能够使各线材16的一端容易地整齐排列成横向一列。其结果,不需要额外进行整形作业,能够提高接线连接作业的效率。特别是,在所接线连接的线材16的数量较多的中性线的接线连接作业中,由于不需要整形作业而能够大幅度缩短作业时间。

另外,各槽71a~71f、72a~72f与引导壁之间的连接部形成为圆弧面状,因此,能够更顺畅地将各线材引导到集结槽67a~67e内。

另外,若以各线材16在集结槽67a~67e内互相重叠的方式引导各线材16而导致线材16成为收不进集结槽67a~67e内的状态,则难以在主体部41上固定盖体42。在该第1变形例中,如上所述,各线材16不会在安装盖体42的方向即轴线方向上重叠,因此,能够容易地进行盖体42的组装。

另外,引导壁可以如上所述地包括集结槽67e的侧壁而成,也可以是自集结槽67e的底面突出形成的薄板状的分隔壁。另外,引导壁可以具有在集结槽67e的延伸方向上连续的形状,也可以具有断续的形状,只要能够在集结槽67e内分别独立引导各线材16,就可以是任何构造。

另外,在上述的第1变形例中,在集结槽67e设有深度不同的两个底面68a、68b。代替该结构,还可以如图15所示的第2变形例和图16所示的第3变形例那样,做成在集结槽67e分别设有深度不同的第1底面68a、第2底面68b以及第3底面68c的结构。该情况下,分别沿着自各底面68a、68b、68c沿轴线方向立起的引导壁81a、81b、81c引导被集结于集结槽67e的三根线材52b、52c、52e。由此,通过在集结槽67e设有与集结于集结槽67e的线材52b、52c、52e的数量相同数量的底面68a、68b、68c,从而能够可靠地防止各线材16在集结槽67e内互相重叠。另外,图15所示的第1底面68a的深度和第3底面68c的深度可以相同,只要分别形成有用于引导各线材52b、52c、52e的引导壁81a、81b、81c,各底面68a、68b、68c就可以以任意方式设置。

以下,总结说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

具有多个线圈12的定子单元10的特征在于,该定子单元10包括:定子铁芯11,其卷绕各线圈12;以及布设构件40,其具有分别用于布设自各线圈12延伸出的各线材16的多个槽71a~71f、72a~72f。

在该结构中,通过使自各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4延伸出的线材16分别嵌入于布设构件40内的对应的槽71a~71f、72a~72f从而制造定子单元10。因此,在将线材16接线连接时,能够避免线材16缠结,或者弄错要结合的线材16。另外,能够不使用特殊的夹具地仅通过将线材16嵌入对应的槽71a~71f、72a~72f从而进行线材16的布设。其结果,能够提高定子单元10的制造效率。

本发明的特征在于,布设构件40为环状,以同心状形成有多个槽71a~71f、72a~72f。

在该结构中,槽71a~71f、72a~72f以同心状形成在形成为圆环状的布设构件40内。因此,能够不浪费空间地配置用于布设线材16的槽71a~71f、72a~72f,能够使定子单元10小型化。

本发明的特征在于,布设构件40具有导向狭缝61a~61f、62a~62f,该导向狭缝61a~61f、62a~62f自布设构件40的外周侧或内周侧朝向槽71a~71f、72a~72f形成,用于引导布设于槽71a~71f、72a~72f的各线材16,导向狭缝61a~61f、62a~62f设于与各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4相对应的位置。

在该结构中,用于引导被嵌入于槽71a~71f、72a~72f的线材16的导向狭缝61a~61f、62a~62f分别设于与各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4相对应的位置。因此,能够顺畅地将自各线圈U1~U4、V1~V4、W1~W4延伸出的线材16引导至各槽71a~71f、72a~72f。其结果,能够提高定子单元10的制造效率。

槽71a~71f、72a~72f的特征在于,其具有卡合凹部77,该卡合凹部77在与导向狭缝61a~61f、62a~62f相连接的部位沿周向凹陷。

在该结构中,在将贯穿导向狭缝61a~61f、62a~62f的线材16嵌入于槽71a~71f、72a~72f时,线材16利用形成于槽71a~71f、72a~72f的卡合凹部77卡定。因此,能够顺畅地将线材16嵌入于各槽71a~71f、72a~72f。其结果,能够提高定子单元10的制造效率。

本发明的特征在于,布设构件40具有覆盖槽71a~71f、72a~72f的盖体42,为了将布设于槽71a~71f、72a~72f的各线材16彼此之间接线连接,在盖体42设有将各线材16的一端侧拉出的开口部42a~42e。

在该结构中,嵌入于槽71a~71f、72a~72f内的线材16的一端侧被从设于盖体42的开口部42a~42e拉出从而被接线连接。因此,能够迅速地进行接线连接作业。

本发明的特征在于,布设构件40具有覆盖槽71a~71f、72a~72f的盖体42,在盖体42上设有按压突起42g,该按压突起42g用于按压被布设于槽71a~71f、72a~72f内的各线材16。

在该结构中,嵌入于槽71a~71f、72a~72f内的线材16被设于盖体42的按压突起42g按压固定。因此,能够防止线材16因振动等而移动,能够抑制线材16与其他的线材16相接触,或者与侧面79b相碰撞而损伤。

本发明的特征在于,布设构件40具有集结槽67a~67e,该集结槽67a~67e与槽71a~71f、72a~72f相连接,用于集结被布设于槽71a~71f、72a~72f的各线材16的一端,集结槽67a~67e具有沿着集结槽67a~67e的延伸方向设置的多个引导壁81a~81c,各线材16分别被沿着互不相同的引导壁81a~81c自槽71a~71f、72a~72f引导到集结槽67a~67e内。

另外,本发明的特征在于,引导壁81a~81c以使各线材16的一端沿着集结槽67a~67e的宽度方向排列的方式设置。

在这些结构中,集结于集结槽67a~67e的各线材16分别被沿着互不相同的引导壁自各槽71a~71f、72a~72f引导到集结槽67a~67e内。因此,集结于集结槽67a~67e的各线材16的一端在集结槽67a~67e内不会在轴线方向上重叠,而成为在集结槽67a~67e的宽度方向上整齐排列的状态。其结果,在将各线材16接线连接时,不需要进行使各线材16的一端排列成横向一列的作业,而能够提高接线连接作业的效率。

本发明的特征在于,引导壁81a~81c与槽71a~71f、72a~72f之间的连接部形成为圆弧面状。

在该结构中,各槽71a~71f、72a~72f与引导壁81a~81c之间的连接部形成为圆弧面状。因此,能够更顺畅地将各线材16自各槽71a~71f、72a~72f引导到集结槽67a~67e内。

旋转电机100的特征在于,该旋转电机100包括转子20和具有上述结构的定子单元10。

在该结构中,旋转电机100包括具有制造效率提高的结构的定子单元10。因此,能够提高旋转电机100的制造效率。

定子单元10的制造方法的特征在于,该定子单元10的制造方法包括:卷绕工序,在该工序中,在定子铁芯11卷绕多个线材16并形成多个线圈12;拉出工序,在该工序中,将各线圈12的线材16的端部拉出;安装工序,在该工序中,安装用于布设从各线圈12拉出的线材16的布设构件40;以及布设工序,在该工序中,将从各线圈12拉出的各线材16布设在形成于布设构件40的槽71a~71f、72a~72f。

在该方法中,通过卷绕工序、拉出工序、安装工序以及布设工序来制造定子单元10。因此,在将线材16接线连接时,能够防止线材16缠结,或者弄错要结合的线材16。另外,能够不使用特殊的夹具地仅通过将线材16嵌入于对应的槽71a~71f、72a~72f从而进行线材16的布设。其结果,能够提高定子单元10的制造效率。

该方法的特征在于,在布设工序中,各线材16中最开始布设的线材为布设于形成在距离布设构件40的开口有用于引导被布设于槽71a~71f、72a~72f的线材16的导向狭缝61a~61f、62a~62f的外周侧或内周侧最远的位置的槽的线材,各线材16中最后布设的线材为布设于形成在距离布设构件40的开口有用于引导被布设于槽71a~71f、72a~72f的线材16的导向狭缝61a~61f、62a~62f的外周侧或内周侧最近的位置的槽的线材。

在该方法中,在布设工序中,从形成在距离布设构件40的开口有导向狭缝61a~61f、62a~62f的外周侧或内周侧最远的位置的槽开始依次嵌入线材16。因此,在将线材16嵌入于槽时,能够防止线材16缠结。其结果,能够提高定子单元10的制造效率。

该方法的特征在于,布设工序包括以下这样的工序:将布设于槽71a~71f、72a~72f的各线材16分别沿着互不相同的引导壁81a~81c引导到与槽71a~71f、72a~72f相连接的集结槽67a~67e内。

在该方法中,集结于集结槽67a~67e的各线材16分别被沿着互不相同的引导壁自各槽71a~71f、72a~72f引导到集结槽67a~67e内。其结果,集结于集结槽67a~67e的各线材16的一端在集结槽67a~67e内不会在深度方向上重叠,而成为在集结槽67a~67e的宽度方向上整齐排列的状态。其结果,在将各线材16接线连接时,不需要进行使各线材16的一端排列成横向一列的作业,而能够提高接线连接作业的效率。

以上,说明了本发明的实施方式,但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一例子,其宗旨并不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如,在本实施方式中,旋转电机100为三相交流电动机,但也可以是两相交流电动机。另外,线圈的个数为12个,但只要是通常电动机所采用的个数,就可以是任意个数。

另外,线圈的接线连接并不限定于Y接线连接,还可以是Δ接线连接。在该情况下,可以是,在布设构件40不设有用于布设中性线的槽。

另外,在本实施方式中,为了将定子铁芯11和线材16绝缘,在定子铁芯11安装有绝缘体13,但若绝缘性不存在问题,则可以通过使用包覆有膜的线材16从而去除绝缘体13。

另外,在本实施方式中,线材16经由导向狭缝61a~61f、62a~62f被导入到槽71a~71f、72a~72f。代替该结构,还可以采用如下结构:通过在槽71a~71f、72a~72f的底面形成通孔,并向该通孔贯穿线材16,从而将线材16引导到槽71a~71f、72a~72f。

另外,在本实施方式中,形成于布设构件40的各槽71a~71f、72a~72f形成在主体部41的上表面,并分别沿径向或周向配设。代替该结构,可以是,将各槽71a~71f、72a~72f形成于主体部41的侧面。该情况下,各槽71a~71f、72a~72f分别沿轴线方向或周向配设。

另外,在本实施方式中,布设构件40为圆环状,但也可以采用六边形、八边形等多边形形状,还可以是将多边形的角部R倒角而成的环形形状。

本申请基于2014年7月8日向日本国特许厅申请的日本特愿2014-140720以及2015年4月23日向日本国特许厅申请的日本特愿2015-88604主张优先权,该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

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