旋转电机的制作方法

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术：

目前，存在一种在一个电动机中设有两个三相绕线的双三相电动机(例如参照专利文献1)。在该双三相电动机中，在轴向的一侧进行绕线的连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013－236455号公报

在双三相电动机中，存在合计共六个相(U1、V1、W1、U2、V2、W2)的绕线。当通过焊接等进行电连接时，用于确保应连接的端子彼此的位置的夹具等容易与用于对绕线、各相进行电连接的导体构件干涉，因此，存在要求精密作业这样的问题。

技术实现要素：

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能容易地进行绕线的连接工序的旋转电机。

为了实现上述目的，本发明的旋转电机包括：转子，该转子被设成能旋转；以及定子，该定子配置于上述转子的径向外侧，上述定子具有定子铁心和卷绕安装于上述定子铁心的线圈部，上述定子铁心具有轭部和多个极齿部，这多个极齿部从上述轭部朝径向内侧突出，并被设成与上述转子保持一定的空隙，上述线圈部由第一三相绕线组和第二三相绕线组这两组三相绕线组构成，在上述线圈部中，属于上述两组三相绕线组的多个绕线被卷绕安装成在周向上交替地排列，属于一组上述三相绕线组的绕线和属于另一组上述三相绕线组的绕线是在周向上交替地排列的，各个绕线的相与相邻的绕线的相不同，上述第一三相绕线组与第一母线单元连接，上述第二三相绕线组与第二母线单元连接，上述第一母线单元和上述第二母线单元配置于上述定子铁心的轴向上的相反一侧。

根据本发明，能容易地进行绕线的连接工序。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的旋转电机的应用例的图。

图2是表示从转轴延伸的方向的一侧观察到的旋转电机的结构的图。

图3是表示从转轴延伸的方向的另一侧观察到的旋转电机的结构的图。

图4是表示从图2的IV－IV线观察到的旋转电机的结构的图。

图5是与本发明的实施方式二相关的、和图2相同形态的图。

图6是与本发明的实施方式二相关的、和图3相同形态的图。

符号说明

1 旋转电机

11 第一三相绕线组

13 第一母线单元

21 第二三相绕线组

23 第二母线单元

31 转子

33 定子

35 定子铁心

37 线圈部

39 轭部

41 极齿部

51 主体部

53 第一壁部

55 第二壁部

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，相同符号表示相同或相当的部分。

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的旋转电机的应用例的图。旋转电机1包括第一三相绕线组11和第二三相绕线组21。第一三相绕线组11经由电流传感器3与第一逆变器5a连接。第二三相绕线组21经由相同的电流传感器3与第二逆变器5b连接。电流传感器3与控制电路7连接。此外，对旋转电机1的旋转状态进行检测的旋转传感器9与控制电路7连接。

接着，根据图2～图4对本实施方式一的旋转电机的详细情况进行说明。图2是表示从转轴延伸的方向的一侧观察到的旋转电机的结构的图。图3是表示从转轴延伸的方向的另一侧观察到的旋转电机的结构的图。图4是表示从图2的IV－IV线观察到的旋转电机的结构的图。另外，图4是从使转轴指向纸面上下方向、且使转轴沿着纸面这样的朝向观察到的旋转电机的结构的图。

旋转电机1具有被设成能旋转的转子31和配置于转子31的径向外侧的定子33。转子31具有转子铁心31a和多个磁体31b。多个磁体31b等角度间隔地沿周向埋入。

定子33具有圆环状的定子铁心35和卷绕安装于定子铁心35的线圈部37。定子铁心35包括圆环状的轭部39和多个极齿部41。各极齿部41从轭部39朝径向内侧突出。极齿部41的前端与转子31保持一定的空隙。

转子的磁极数与极齿的数量的关系为2：3。在图示的一例中，转子的磁极数为八，定子的极齿数为十二。

线圈部37由第一三相绕线组及第二三相绕线组这两组三相绕线组构成，其中，上述第一三相绕线组及第二三相绕线组处于集中卷绕的形态、即集中地卷绕安装于各个极齿部，并分别由独立的三相交流电路进行供电。

在线圈部37中，属于两组三相绕线组的多个绕线被卷绕安装成在周向上交替排列。属于一组三相绕线组的绕线和属于另一组三相绕线组的绕线在周向上交替地排列。各个绕线的相与相邻的绕线的相不同。

旋转电机1具有由两组独立的三相交流电路进行供电的两组三相绕线组U1、V1、W1、U2、V2、W2。当将第一三相绕线组设为U1、V1、W1并将第二三相绕线组设为U2、V2、W2时，以使U1、V1、W1、U2、V2、W2按该顺序反复两次的方式卷绕安装第一三相绕线组和第二三相绕线组，属于一组的绕线彼此不相邻，且在相邻的极齿上分别卷绕安装有不同的相。

在本实施方式一中，两组三相绕线组分别通过星形连接而连接在一起，相同相的绕线彼此并联连接。定子具有用于对绕线进行电连接的导电构件。在本实施方式一的连接方法中，准备了导电构件CU1、导电构件CV1、导电构件CW1、导电构件N1、导电构件CU2、导电构件CV2、导电构件CW2、导电构件N2这八个导电构件，其中，上述导电构件CU1将U1相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件CV1将V1相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件CW1将W1相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件N1将第一三相绕线组的中性点连接，上述导电构件CU2将U2相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件CV2将V2相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件CW2将W2相彼此连接并与来自逆变器的供电端子连接，上述导电构件N2将第二三相绕线组的中性点连接。

上述导电构件分别需要与连接其它相的导电构件以及其它相的绕线、定子铁心等周边导体进行绝缘。

导电构件CU1、CV1、CW1和导电构件CU2、CV2、CW2分别具有母线部C4、连接端子部C5及供电端子部C6。母线部C4沿着与定子铁心同心的同心圆呈环状或弧状(C状)地进行延伸。连接端子部C5从母线部C4朝径向内侧延伸并与线圈末端线43连接。供电端子部C6从母线部C4朝径向外侧延伸并与逆变器侧的对象连接。

导电构件N1、N2分别具有：主体部，该主体部沿着与定子铁心同心的同心圆呈环状或弧状(C状)地进行延伸；以及连接端子部，该连接端子部从主体部朝径向内侧延伸并与线圈末端线43连接。

各个导电构件和绕线通过焊接、铆接等连接在一起。

在本实施方式中，各相的绕线经由第一母线单元13及第二母线单元23与相对应的逆变器连接，其中，上述第一母线单元13在由绝缘构件构成的第一树脂保持件45上保持有导电构件CU1、CV1、CW1及导电构件N1，上述第二母线单元23在由绝缘构件构成的第二树脂保持件47上保持有导电构件CU2、CV2、CW2及导电构件N2。

第一母线单元13配置于定子铁心35的轴向一侧，第二母线单元23设置于定子铁心35的轴向另一侧，即设置于与设置有第一母线单元13的一侧相反一侧的位置。换言之，在转轴方向上，在第一母线单元13和第二母线单元23之间夹着定子铁心35，换言之，第一母线单元13和第二母线单元23隔着定子铁心35配置于定子铁心35的彼此相反一侧。在图示例中，第一母线单元13配置于图4的纸面上侧、即定子铁心35的轴向一侧，第二母线单元23配置于图4的纸面下侧、即定子铁心35的轴向另一侧。

第一母线单元13和第二母线单元23分别设置于定子铁心35的两侧的端面附近。即，第一母线单元13和第二母线单元23分别被设成与定子铁心35的相对应的端面相向。第一母线单元13和第二母线单元23各自的径向位置位于比绕线靠外侧的位置。

定子33包括对线圈部37和定子铁心35进行绝缘的绝缘体49。第一母线单元13及第二母线单元23分别支承于相对应的绝缘体49。即，第一树脂保持件45及第二树脂保持件47固定于相对应的绝缘体49。绝缘体49设于定子铁心35的轴向端面的两侧。绝缘体49具有：主体部51，该主体部51沿着极齿部的轴向端面；第一壁部53，该第一壁部53位于主体部51的径向外径侧；以及第二壁部55，该第二壁部55位于主体部51的径向内径侧。

构成各个三相绕线组的各绕线通过由主体部51、第一壁部53及第二壁部55形成的凹部与定子铁心绝缘地卷绕安装于定子铁心。在该实施方式中，定子铁心侧面和线圈部是通过隔着绝缘纸57而被绝缘的。另外，绝缘体也能使用包括对定子铁心侧面和线圈部进行绝缘的部分在内一体化形成的结构即绕线管。

第一母线单元13及第二母线单元23的收容于树脂保持件的部分即母线部在轴向上位于与绕线大致相同的位置。即，母线部的轴向的位置位于绕线在轴向上所占的范围内。藉此，关于轴向的位置，与在超出线圈部所占范围的位置设置母线部的情形相比，能抑制轴向尺寸。另外，通过将母线单元一分为二，能利用位于定子的轴向两端的靠线圈部的外径侧的两个空间，因此，能抑制电动机体积。

如上所述，在本实施方式一中，采用了以下结构：利用导电构件(U1、V1、W1、U2、V2、W2)进行各个相与逆变器的连接，利用绝缘构件即树脂保持件对导电构件进行保持，并使其与其它相的导电构件、绕线、周边导体进行绝缘。定子具有母线单元，该母线单元是利用绝缘物将母线部与其它相的母线部、绕线及周围导体绝缘地组合而成的，该母线部对两组三相绕线组的同相的绕线进行电连接。母线单元在各组三相绕线组中分别设有一个，两个母线单元分别在定子铁心的轴向上设于相反朝向的端面侧。

即，第一三相绕线组和第二三相绕线组在定子的轴向的相反一侧的面上进行朝各个导电构件的连接，因此，在定子的轴向一侧的面上，绕线和导电构件的连接是在隔开一个的极齿上进行的。这样，在隔开一个的极齿上进行连接端子和线圈末端线的连接，因此，容易确保连接端子彼此的距离，当对连接端子和线圈末端线进行连接时，容易确保供连接用的夹具、用于确保位置的夹具配置的空间，从而能容易地进行绕线的连接工序。特别地，在双三相电动机中，存在合计共六个相(U1、V1、W1、U2、V2、W2)的绕线，因此，在定子铁心的极齿数较多的情况下，存在以下问题：设置连接部的空间变得狭小，用于保持相间的绝缘的布局变得复杂。此外，在为了进行绕线彼此的电连接而使用用于确保应连接的端子彼此的位置的夹具和用于进行焊接、铆接等连接的夹具来进行作业的情况下，当该夹具碰到其它端子时，端子的位置关系发生变化，从而存在每个相的绝缘性变差的问题。针对上述问题，若是本实施方式一的旋转电机，则能获得避免布局的复杂化且容易使用夹具这样的优点。

另外，在该实施方式中，为了对母线单元进行保持及绝缘而利用了树脂保持件。在对上述树脂保持件进行成形加工的情况下，与对所有导电构件进行保持的情况相比较，减小了树脂保持件的大小，因此，也存在以下效果：能抑制母线单元的尺寸，树脂的成形容易进行，即容易进行该成形加工。

另外，如图2及图3所示，能将第一母线单元13和第二母线单元23在定子33的轴向两侧设置于类似的位置，并设置成类似的形态。因此，能共用构成树脂保持件这样的绝缘构件的零件以及构成导体零件的零件，并能抑制零件价格而价格便宜地制作出电动机。

另外，能以使树脂构件位于导电构件的外侧的方式通过嵌件成形高效地制作出母线单元，在该情况下，与将全部的导电构件设为一个母线单元的情况相比较，能获得以下优点：能抑制嵌件的零件个数，从而能更加容易地进行制作。

另外，母线单元在其内径侧固定于绝缘体，因此，还能抑制旋转电机的径向尺寸。

实施方式二

接着，参照图5及图6对本发明的实施方式二进行说明。另外，除了以下说明的部分之外，本实施方式二与上述实施方式一相同。图5及图6分别是与本实施方式二相关的、和图2及图3相同形态的图。

在本实施方式二中，简而言之，两组三相绕线组的母线单元中的一组三相绕线组的母线单元固定于以下绝缘体，该绝缘体配置于卷绕安装有另一组三相绕线组的绕线的极齿部，上述另一组三相绕线组的母线单元固定于以下绝缘体，该绝缘体配置于卷绕安装有上述一组三相绕线组的绕线的极齿部。即，两个母线单元分别固定于以下绝缘体，该绝缘体配置于卷绕安装有未与该母线单元的母线连接的线圈的极齿部。

下面对图5的例子进行说明，在U1相的母线单元的树脂保持件设有固定部59，该固定部59固定于以下绝缘体，该绝缘体配置于卷绕安装有未与U1相导电构件连接的V2相绕线的极齿部。

固定部59是在树脂保持件上朝内径侧突出的凸部，该凸部连接、固定于绝缘体。对于固定方法，可考虑销焊接、热铆接、粘接等。

在该实施方式中，母线单元的固定是在比定子铁心外径靠内侧的位置进行的，因此，与固定于对定子进行固定的框体等的情况相比，能抑制定子的径向尺寸。

另外，即便对定子进行固定的框体等的形状在定子轴向的两侧不同，也能利用相同的方法固定于第一母线单元和第二母线单元，容易进行固定作业，并能抑制零件的种类数量而价格便宜地制作出电动机。

另外，在该实施方式中，例如，对第一母线单元进行固定的绝缘体设置于卷绕安装有第二三相绕线组的极齿。同样地，对第二母线单元进行固定的绝缘体设置于卷绕安装有第一三相绕线组的极齿。因此，母线单元的固定和与线圈末端线的连接是针对交替的极齿进行的，因此，母线单元的固定部分与连接部的距离变远，存在以下效果：进行连接作业、固定作业时所需的夹具与各零件不易干涉，容易进行各个作业。

以上，参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体说明，但在本领域技术人员看来，根据本发明的基本的技术思想及启示能采用各种变形方式也是显而易见的。

例如，本发明可考虑利用三角形连接加以实施。另外，本发明也可考虑将同相的绕线串联连接来加以实施。