旋转电机的定子以及具备该旋转电机的定子的旋转电机的制作方法

本发明涉及旋转电机的定子以及具备该旋转电机的定子的旋转电机。

背景技术：

作为本技术领域的背景技术，公知一种将线圈端部高度抑制为较低从而能够实现线圈端部的小型化的旋转电机。(例如，参照专利文献1)。专利文献1中公开了：“一种旋转电机，其具有如下线圈终端连接构造：定子绕组的相互连接的2个线圈由第1线圈和第2线圈构成，其中，第1线圈具有从插口的内周侧向定子绕组的线圈端部方向被拉出的内周侧线圈终端，第2线圈具有从插口的外周侧向定子绕组的线圈端部方向被拉出且与内周侧线圈终端连接的外周侧线圈终端，以横跨线圈端部的方式连接内周侧线圈终端和外周侧线圈终端，并以使其连接部分接近线圈端部的方式进行折弯”。

并且，公知一种能够实现中心轴方向上的小型化的定子。(例如，参照专利文献2)。专利文献2中记载如下：“一种定子，其特征在于，汇流部形成为扁平导体的矩形截面的长度方向与上述定子铁心的中心轴方向正交，并且终端部形成为扁平导体的矩形截面的长度方向与上述定子铁心的中心轴方向正交，汇流部接合于其它的上述线圈的上述终端部”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-219343号公报

专利文献2：日本特开2014-11937号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的技术中，能够将线圈端部高度抑制为较低，从而能够实现线圈端部的小型化。然而，专利文献1中，预先卷绕的线圈从内侧嵌入定子铁心的对应的插口，使外周侧的导体终端沿线圈端部而向内周侧的导体终端的方向漩涡状地匍匐爬行，在导体终端的连接结束后，将连接部向线圈端部的径向外周侧折弯，从而需要在线圈插入后进行成形作业，因此有作业变得复杂的悬念。

在专利文献2所公开的技术中，在定子铁心的中心轴方向上，能够将汇流部的高度尽量形成为定子铁心侧的高度从而较低。然而，在专利文献2中，定子通过分别连接U相线圈的内侧端部、V相线圈的内侧端部以及W相线圈的内侧端部来构成中性点，但并未公开具体的结构。例如，当参照专利文献2的图1时，为了构成中性点，假定在线圈端部上进行U相线圈的内侧端部、V相线圈的内侧端部以及W相线圈的内侧端部的连接作业，在该情况下需要保护线圈端部的同时进行连接作业，从而有作业变得复杂的悬念。

因此，本发明的目的在于提供定子线圈的组装作业性优异、且能够抑制轴向长度的旋转电机的定子以及具备该定子的旋转电机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，例如采用技术方案所记载的结构。

本申请包括多个解决上述课题的方案，但举出其一个例子，一种旋转电机的定子，其具备：具有多个齿的定子铁心；以及卷绕于上述齿部的定子线圈，上述旋转电机的定子的特征在于，上述定子线圈的一部分由具有与同相的定子线圈连接的搭接线、以及与同相的定子线圈以外连接的引出线的终端定子线圈构成，在上述定子铁心的轴向上，上述搭接线和上述引出线的端部形成为以定子铁心侧作为第1层的多层结构，上述终端定子线圈的上述引出线的至少一个在上述多层结构中空开1层以上地配置。

发明的效果如下。

在将定子线圈从定子铁心的中心轴侧插入于定子铁心的旋转电机中，仅将定子线圈从中心轴侧插入，就能够将定子线圈的引出线配置于定子铁心的外径侧(线圈端部外)，从而引出线彼此的连接、引出线与外部端子的连接变得容易。并且，能够尽量低地配置引出线的轴向高度，从而实现马达的轴向的小型化。

上述的以外的课题、结构以及效果通过以下的实施例的说明会变得清楚。

附图说明

图1是示出定子ASSY的一部分的结构的立体图(实施例1)。

图2是示出终端A定子线圈的结构的图(实施例1)。

图3是示出中间定子线圈的结构的图(实施例1)。

图4是示出终端B定子线圈的结构的图(实施例1)。

图5是示出终端A定子线圈的卷绕开始侧终端的图(实施例1)。

图6是示出定子ASSY的一部分的结构的侧视图(实施例1)。

图7是示出定子ASSY的组装中途的状态的立体图(实施例1)。

图8是示出定子ASSY的组装中途的状态的立体图(实施例1)。

图9是示出定子ASSY的组装中途的状态的立体图(实施例1)。

图10是示出一部分的结构的立体图(实施例2)。

图11是示出一部分的结构的立体图(实施例2)。

图12是示出定子ASSY的一部分的结构的立体图(实施例的变形例)。

图13是示出定子ASSY的结构的图(实施例1)。

图14是示出旋转电机的结构的图。

具体实施方式

以下，使用附图，对本发明的实施例进行说明。此外，各图中，对同一部分标注同一符号。

实施例1

首先，使用图1～图6、图14，对旋转电机的定子ASSY1的结构进行说明。图1是示出本发明的实施例1的旋转电机的定子ASSY1的结构的立体图。

定子ASSY1由定子铁心10和定子线圈3构成。

定子铁心10通过将利用冲裁加工或者蚀刻加工而圆环状地成形出的厚度0.05～1.0mm左右的电磁钢板层叠多片来构成。定子铁心由外径侧的轭部、以及从轭部沿周向等间隔的放射状地配置的多个齿部构成，并大致形成为圆筒状的形状。定子铁心是由大致平直形状的齿构成的全开插口类型，是容易从定子铁心内径侧安装定子线圈的形状。

在定子铁心的齿部(或者插口部)安装绝缘部件2。绝缘部件2由例如以绝缘性树脂成形出的线轴、绝缘纸等构成。绝缘部件2是与定子铁心的形状相同地内径侧敞开的形状，是容易从定子铁心内径侧安装定子线圈的形状。

从定子铁心的中心侧在齿部安装卷绕成集中卷的定子线圈3。定子ASSY1是24极36插口的三相交流的旋转电机，从而齿存在36个位置，定子线圈分为U相、V相、W相的三相的定子线圈，安装于不同齿的同相的定子线圈(后述的终端A定子线圈40、中间定子线圈50、终端B定子线圈60)串联地连接。

如图14所示，在定子铁心的中心侧，配置经由空隙保持为能够旋转的转子600，利用定子铁心、转子以及空隙来构成旋转电机500的磁路。

此处，使用图2～图5，详细地对构成一个相(例如U相)的定子线圈进行说明。

图2是终端A定子线圈40。终端A定子线圈40由如下部分构成：与同相的定子线圈以外连接的卷绕开始终端部41；以沿定子铁心的齿部形状那样的形状卷绕的绕组部42；以及以横跨其它相(例如V相和W相)的定子线圈的方式与同相的定子线圈连接的卷绕结束终端部43。

终端A定子线圈的卷绕结束终端部43预先成形为在终端A定子线圈安装于定子铁心时在定子铁心的轴向上与其它定子线圈的卷绕开始终端部排列对齐。

终端A定子线圈的卷绕开始终端部41在定子铁心的轴向上配置于与绕组部42的定子线圈同一或者在定子铁心侧的相反侧稍微高的位置。另一方面，卷绕结束终端部43在定子铁心的轴向上配置于与卷绕开始终端部41以及绕组部42相比在定子铁心侧的相反侧较高的位置。

卷绕开始终端部41的前端例如形成为能够供螺栓插入的圆筒形状，以便与其它相的线圈、外部端子的连接变得容易。

图3是中间定子线圈50。中间定子线圈50由如下部分构成：与同相的定子线圈连接的卷绕开始终端部51；以定子线圈沿定子铁心的齿部形状那样的形状卷绕的绕组部52；以及以横跨其它相(例如V相和W相)的定子线圈的方式与同相的定子线圈连接的卷绕结束终端部53。

中间定子线圈的卷绕结束终端部预先成形为在中间定子线圈安装于定子铁心时在定子铁心的轴向上与其它定子线圈的卷绕开始终端部重叠。

中间定子线圈的卷绕开始终端部51在定子铁心的轴向上配置于与绕组部52的定子绕组同一或者在定子铁心侧的相反侧稍微高的位置。另一方面，卷绕结束终端部53在定子铁心的轴向上配置于与卷绕开始终端部51以及绕组部52相比在定子铁心侧的相反侧较高的位置。

图4是终端B定子线圈60。终端B定子线圈60由如下部分构成：与同相的定子线圈连接的卷绕开始终端部61；以定子线圈沿定子铁心的齿部形状那样的形状卷绕的绕组部62；以及以横跨其它相(例如V相和W相)的定子线圈的方式与同相的定子线圈以外连接的卷绕结束终端部63。

终端B定子线圈的卷绕开始终端部61在定子铁心的轴向上配置于与绕组部62的定子绕组同一或者在定子铁心侧的相反侧稍微高的位置。另一方面，卷绕结束终端部63在定子铁心的轴向上配置于与终端A定子线圈的卷绕结束终端部43相比在定子铁心侧的相反侧较高的位置。

终端A定子线圈40的卷绕开始终端部41具有用于在定子铁心的外周方向上配置的长度，以便容易进行与同相以外的定子线圈连接的作业、与外部电源连接的作业。在本实施例中，具有与定子铁心的外径相比进一步延伸至外周侧的长度。

终端B定子线圈60的卷绕结束终端部63具有用于在定子铁心的外周方向上配置于比线圈端部靠外周侧的长度，以便容易进行与同相以外的定子线圈连接的作业、与外部电源连接的作业。在本实施例中，具有与定子铁心的外径相比进一步延伸至外周侧的长度。

卷绕开始终端部41的前端与卷绕结束终端部63的前端例如形成为能够供螺栓插入的圆筒形状，以便与其它相的线圈、外部端子的连接变得容易。

并且，如图5所示，终端A定子线圈的卷绕开始终端部41配置于在以相邻的定子线圈的侧面与底面的交点为基准地将终端A定子线圈40安装于齿的方向上引出的假想线70之间。

图5所示的图像是终端A定子线圈的卷绕开始终端部41，但中间定子线圈的卷绕开始终端部51以及终端B定子线圈的卷绕开始终端部61也相同，配置于在以相邻的定子线圈的侧面与底面的交点为基准地配置终端A定子线圈40的方向上引出的假想线70之间。由此，即使将定子线圈的卷绕开始终端部41、51、61配置于与定子线圈的绕组部42、52、62相同的高度，定子线圈的卷绕开始终端部41、51、61也不会干涉相邻的定子线圈，而能够将定子线圈安装于定子铁心的齿部，从而能够带来旋转电机的小型化。

使用图6，对定子ASSY中的上述的定子线圈的结构进行说明。

终端A定子线圈的卷绕开始终端部41、中间定子线圈的卷绕开始终端部51、以及终端B定子线圈的卷绕开始终端部61在定子铁心的轴向上配置于第1层的高度71。

终端A定子线圈的卷绕结束终端部43、以及中间定子线圈的卷绕结束终端部53在定子铁心的轴向上配置于第2层的高度72。第2层的高度72相对于上述的第1层的高度71在定子铁心的轴向上不重叠，并且在定子铁心侧的相反侧较高地配置。

终端B定子线圈的卷绕结束终端部63在定子铁心的轴向上配置于与第2层的高度72相比在定子铁心侧的相反侧较高的第3层的高度73。

因此，在定子ASSY1中，定子线圈的终端分为终端A定子线圈的卷绕开始终端部41、中间定子线圈的卷绕开始终端部51以及终端B定子线圈的卷绕开始终端部61所处的上述的第1层的高度71、终端A定子线圈的卷绕结束终端部43以及中间定子线圈的卷绕结束终端部53所处的上述的第2层的高度72、配置终端B定子线圈的卷绕结束终端部63的第3层的高度73的这多层(3层)。

以下，有将与同相的定子线圈连接的终端线43、51、53、61统称为搭接线31、将与同相的定子线圈以外连接的终端线41、63统称为引出线32进行说明的情况。

通过将定子线圈的终端部设为上述的结构，仅将定子线圈从定子铁心的内径侧安装于定子铁心，就能够使搭接线在相当于定子铁心的外周方向的定子铁心的轭上沿轴向排列对齐。因此，不需要进行追加成形等，能够将连接定子线圈的终端部的例如焊接机配置于定子铁心的外周侧来进行接合作业，从而作业性良好。

并且，仅将定子线圈从定子铁心的内径侧安装于定子铁心，就在定子铁心的外周方向上将定子线圈的引出线32配置于比线圈端部靠外周侧，从而在进行引出线的连接的情况下，与在线圈端部上进行连接作业相比，也能够减少使线圈端部损伤的风险。并且，在与外部端子的连接中，能够在定子铁心的轭上或者定子铁心外的空间内进行连接作业，从而作业性良好，且作为旋转电机整体，也能够抑制轴向高度。

以下，具体地对上述的结构中的定子ASSY1的组装进行说明。定子线圈的安装有顺序，使具有引出线的定子线圈中的在定子ASSY的轴向上引出线比搭接线更靠定子铁心侧存在的定子线圈第一个安装，使仅具有搭接线的定子线圈第二个安装，并使具有引出线的定子线圈中的在定子ASSY的轴向上引出线比搭接线更靠定子铁心侧的相反侧存在的定子线圈第三个安装。具体而言，按照终端A定子线圈、中间定子线圈、终端B定子线圈的顺序使定子线圈安装于定子铁心。

图7示出组装中途的定子ASSY1的构造。定子ASSY1中，与终端B定子线圈相邻的终端A定子线圈是第1个安装于定子铁心的定子线圈301。定子线圈301的卷绕开始侧终端部41配置于上述的第1层的高度71，卷绕结束侧终端43配置于上述的第2层的高度72。

第2个安装于定子铁心10的定子线圈302是与定子线圈301相邻的定子线圈。对于定子线圈302而言，由于该定子线圈302的卷绕开始侧终端部41配置于第1层的高度71，所以以在已经配置于第2层的高度72的定子线圈301的卷绕结束侧终端部43与定子铁心10之间穿过的方式安装于定子铁心的齿部。并且，定子线圈302的卷绕结束侧终端部43以与定子线圈301的卷绕结束侧终端部43相同的第2层的高度72配置。

第3个安装于定子铁心的定子线圈303是与定子线圈302相邻的定子线圈。以下，以相同的顺序依次安装与最后安装的定子线圈相邻的定子线圈。若安装至第3个定子线圈，则3个终端A定子线圈的引出线配置于定子铁心的外周侧的第1层的高度71。

此外，由于本实施例的旋转电机是三相交流的旋转电机，所以若将第1个安装的定子线圈设定为U相，将第2个安装的定子线圈设定为V相，并将第3个安装的定子线圈设定为W相，则第3个之后的定子线圈的相成为U相、V相、W相重复的形式。

图8示出第4个定子线圈安装于定子铁心的状态下的定子ASSY1的构造。由于第4个安装的定子线圈304的搭接线和定子线圈301的搭接线预先成形为在定子铁心的轴向上相互排列对齐，所以仅将定子线圈装配于定子铁心，搭接线就在相当于定子铁心的外周方向的定子铁心的轭上沿轴向排列对齐。

图9示出第35个定子线圈安装于定子铁心的状态下的定子ASSY1的构造。第34个至第36个安装的是终端B定子线圈60。

对于第35个安装于定子铁心的定子线圈335而言，由于该定子线圈335的卷绕开始侧终端部61配置于第1层的高度71，所以以在已经配置于第2层以上的高度的第33～34个安装的定子线圈333～334的搭接线及引出线、与定子铁心10之间穿过的方式安装于定子铁心。

另一方面，由于与配置于第2层的高度72的定子线圈301的卷绕结束侧终端部43相比，定子线圈335的卷绕结束侧引出线63配置于在定子铁心的轴向上更靠定子铁心侧的相反侧的第3层的高度73，所以以在定子线圈301的卷绕结束侧终端部43上穿过的方式配置于定子铁心的外周方向的线圈端部外。

若安装直至第36个定子线圈，则3个终端B定子线圈的引出线以第3层的高度73配置于定子铁心的外周侧的线圈端部外。

如上所述，根据本实施例，定子ASSY1中，定子线圈的终端部分为3层，终端A定子线圈的引出线和终端B定子线圈的引出线空开第2层的高度72而配置于第1层的高度71和第3层的高度73，从而即使仅所有的定子线圈安装于齿而不进行之后的成形作业等，也能够在定子外周方向上配置定子线圈的引出线。

并且，由于定子线圈的搭接线仅配置于定子铁心侧的第1层的高度71和第2层的高度72，所以能够将定子ASSY1的轴向上的搭接线部的高度抑制为比引出线部低。除此之外，在定子ASSY1的轴向上处于较高的位置的引出线也在定子ASSY1中集中配置于1个部位，从而有助于旋转电机的小型化。

对于本实施例所示的定子ASSY而言，从图13可明确，定子线圈的卷绕结束侧搭接线相对于前1个安装的定子线圈的卷绕结束侧搭接线而配置于定子铁心的中心轴侧，从而在作为定子ASSY整体来看的情况下，成为从定子铁心的内周侧朝向外周侧描绘螺旋的结构。因此。在冷却介质(例如空气、润滑油)对定子线圈进行冷却的情况下，利用转子(未图示)的旋转力使冷却介质从定子铁心的内周侧朝向外周侧有效果地流动。

实施例2

图10示出将本实施例的定子ASSY1设置于旋转电机的壳体100的例子。定子线圈的所有的引出线配置为延伸直至壳体。终端A定子线圈的引出线与3个定子线圈的U相V相W相的排列相同，以U相的引出线、V相的引出线、W相的引出线的顺序配置。另一方面，终端B定子线圈的引出线与定子线圈的U相V相W相的排列不同，以V相、W相、U相的顺序配置。

U相的定子线圈334的引出线在上述的定子线圈的终端的多层结构中配置于第3层，V相的定子线圈335以及W相的定子线圈336的引出线配置于第4层，从而定子线圈335以及336的引出线与定子线圈334的引出线交叉，进而能够在定子铁心的轴向上的定子铁心侧的相反侧穿过而配置于定子铁心的外周侧。因此，终端B定子线圈的引出线成为与定子线圈的相的排列不同的相的排列。

此处，定子线圈的引出线中，U相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41与V相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41与W相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41通过接线板连接来构成中性点，从而构成Y接线的旋转电机。

另一方面，如图11所示，定子线圈的引出线中，通过连接U相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41与V相的终端B定子线圈的卷绕结束终端部63、V相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41与V相的终端B定子线圈的卷绕结束终端部63、W相的终端A定子线圈的卷绕开始终端部41与U相的终端B定子线圈的卷绕结束部63，来构成Δ接线的旋转电机。

也就是说，若使用本实施例的定子ASSY，则仅利用接线板的结构就能够构成Y接线和Δ接线的样式不同的旋转电机。

从图10可明确，由于定子线圈的卷绕开始侧终端部的定子线圈全部配置于相同的高度，所以Y接线的情况下的连接板能够使用廉价的平板，并且也容易进行连接作业。

并且，如图11所示，在构成Δ接线的旋转电机的情况下，终端A定子线圈的引出线的U相、V相、W相的排列与终端B定子线圈的引出线的U相、V相、W相的排列不同，终端A定子线圈的引出线和终端B定子线圈的引出线在从定子铁心的轴向观察时交替地配置，从而构成Δ接线的旋转电机的壳体侧的接线板能够使用同一形状的接线板。

[变形例]

图12中，对本发明的实施例的变形例的旋转电机的定子ASSY1的结构进行说明。图12中，定子线圈334的终端B定子线圈中，即使不将卷绕结束终端63配置于第3层也能够不与已经安装的定子线圈干涉地安装于定子铁心的齿部，因此卷绕结束终端63配置于与中间定子线圈333的卷绕结束终端部相同的第2层。并且，定子线圈336的终端B定子线圈的卷绕结束终端63配置于比定子线圈334以及335的终端B定子线圈的卷绕结束终端部更靠定子铁心侧的相反侧1层的第4层。

本变形例中，定子线圈的终端部形成为4层结构，定子线圈335的卷绕结束终端部配置于与定子线圈301的引出线空开1层的第3层，接着定子线圈335安装的定子线圈336配置于比第3层更高的第4层，从而能够从定子铁心的中心侧安装所有的定子线圈。

在由终端A定子线圈的卷绕开始终端构成中性点的Y接线的旋转电机的情况下，由于终端B定子线圈的卷绕结束终端部63成为与外部端子连接，所以根据外部端子的形状如何而卷绕结束终端高度不同，或者也有卷绕结束终端的前端朝向定子铁心的轴向的情况。因此，本发明的第一实施例中，举出终端B定子线圈的卷绕结束终端部63配置于同一高度(第3层的高度73)的构造的例子，但卷绕结束终端部63的高度并不一定相同。

上述实施例中，举出三相交流的旋转电机的例子，但并不限定于三相交流的旋转电机。

上述实施例中，举出终端A定子线圈的卷绕开始终端部41、中间定子线圈的卷绕开始终端部51、以及终端B定子线圈的卷绕开始终端部61配置于在以相邻的线圈的侧面和底面的交点为基准地将终端A定子线圈40安装于齿的方向上引出的假想线70之间的例子，但若卷绕开始终端部配置于与绕组部相比在定子铁心侧的相反侧较高，则也可以不配置于假想线之间。

上述实施例中，定子线圈举出偏平线圈的例子，但并不限定于偏平线圈，例如也可以使用圆线线圈。

上述实施例中，定子线圈的引出线的前端成形为圆筒形状以便与其它相的定子线圈、外部端子的连接变得容易，但也可以不形成圆筒形状而平直，并且也可以在定子线圈的前端预先安装有连接用的其它部件。

此外，本发明并不限定于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述的实施例是容易理解本发明而说明的，并不限定于必需具备所说明的所有的结构。

符号的说明

1—定子ASSY，10—定子铁心，2—绝缘部件，3—定子线圈，31—搭接线，32—引出线，301—第1个安装于齿部的定子线圈，302—第2个安装于齿部的定子线圈，336—第36个安装于齿部的定子线圈，40—终端A定子线圈，41—终端A定子线圈的卷绕开始终端部，42—终端A定子线圈的绕组部，43—终端A定子线圈的卷绕结束终端部，50—中间定子线圈，51—中间定子线圈的卷绕开始终端部，52—中间定子线圈的绕组部，53—中间定子线圈的卷绕结束终端部，60—终端B定子线圈，61—终端B定子线圈的卷绕开始终端部，62—终端B定子线圈的绕组部，63—终端B定子线圈的卷绕结束终端部，70—假想线，81—Y接线用接线板，82—Δ接线用接线板。