旋转电机用定子、旋转电机以及旋转电机单元的制作方法

本发明涉及旋转电机用定子、旋转电机以及旋转电机单元。

背景技术：

在下列专利文献1、2中记载了应用发泡的绝缘体作为电线的绝缘覆膜的技术。此外，在下列专利文献3中记载了段导体(segmentconductor)型的旋转电机的定子及其制造方法。

专利文献1：日本特开平5-20928号公报

专利文献2：日本特开平8-77849号公报

专利文献3：日本特开2014-225974号公报

技术实现要素：

但是，上述专利文献1～3中，对于提高附着在绝缘覆膜的表面上的异物的可视性这一点，没有特别记载。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够提高附着于绝缘覆膜的表面上的异物的可视性的旋转电机用定子、旋转电机以及旋转电机单元。

为了解决上述课题，本发明的旋转电机用定子的特征在于，其具备：定子铁芯，其具有多个槽；以及定子线圈，其经由所述槽而卷绕于所述定子铁芯上，所述定子线圈具有相互结合的多个线圈段组，各个所述线圈段组具备多根扁线，所述扁线具备含孔隙皮膜作为绝缘材料，多根所述扁线中的至少2根所述扁线具有彼此平行的面，所述含孔隙皮膜是对绝缘材料实施了孔隙而成的，孔隙率为17％以上且35％以下。

发明效果

根据本发明，能够提高附着于绝缘覆膜的表面上的异物的可视性。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电动车辆的示意图。

图2是一个实施方式中的定子的主视图。

图3是一个实施方式中的线圈段组的立体图。

图4是一个实施方式中的线圈段组的侧视图。

图5是一个实施方式中的线圈段组的剖视图。

图6是一个实施方式中的含孔隙皮膜的相对于孔隙率的特性图。

图7是比较例的线圈段组的剖视图。

图8是变形例的线圈段组的剖视图。

图9是其他变形例的线圈段组的立体图。

标号说明

10：定子(旋转电机用定子)；

13：定子铁芯；

14：槽；

15：定子线圈；

20：线圈段组；

23：线圈段；

30：扁线；

30a：宽幅侧面；

30b：窄幅侧面；

44：含孔隙皮膜；

46：孔隙；

100：电动车辆；

101：旋转电机单元壳体(壳体)；

102、104：旋转电机；

106：变速器；

110：旋转电机单元；

120：发动机；

130：车轮。

具体实施方式

〈实施方式的结构〉

图1是本发明的一个实施方式的电动车辆100的示意图。

电动车辆100具备发动机120、旋转电机单元110和车轮130。此外，旋转电机单元110具备旋转电机102、104、变速器106、以及收纳它们的旋转电机单元壳体101。发动机120及车轮130的轴(无标号)与旋转电机单元110结合。并且，车轮130由旋转电机102、104或发动机120驱动旋转。

在旋转电机单元壳体101的内部，循环有atf(automatictransmissionfluid：自动变速箱油，省略图示)即润滑油。atf对变速器106的各部进行润滑，并且也用作旋转电机102、104的制冷剂。由于对变速器106进行润滑，在atf中容易混入金属屑等异物(也称作污染物)。若这种异物附着于旋转电机102、104的线圈等，还存在发生绝缘不良的情况。因此，当制造及维护电动车辆100时，期望适当地发现并去除附着于线圈等上的异物。

图2是旋转电机102、104中包含的定子10(旋转电机用定子)的主视图。

定子10具备形成为大致圆筒状的定子铁芯13。在定子铁芯13的内周壁上，在周向上以规定的间隔形成有沿轴向贯通的多个槽14。并且，在这些槽14中卷绕有多相(例如u相、v相、w相)的定子线圈15。各定子线圈15分别与供电部16连接，从而从外部电源对各定子线圈15供给电力。在定子10的内侧，旋转自如地配置有未图示的转子。此外，各定子线圈15通过焊接等结合多个线圈段组20而构成。

图3是本实施方式中的线圈段组20的立体图，图4是线圈段组20的侧视图。

在图3中，线圈段组20具备：一对脚部21a、21b，它们彼此平行地延伸设置；以及连结部22，其在一个端部连接脚部21a、21b，线圈段组20形成为大致u字状。此外，线圈段组20将多根(在图示的例子中为4根)线圈段23进行排列并结成束而构成。此处，线圈段23是将截面为大致矩形的扁线30弯曲为大致u字状而形成的。

扁线30的截面形状为大致矩形，因此扁线30具有：相对置的一对宽幅侧面30a和相对置并且比宽幅侧面30a窄的一对窄幅侧面30b。并且，各线圈段23排列成宽幅侧面30a成为重合面而对置。此外，脚部21a、21b处的重合面与连结部22处的重合面为同一面。在连结部22的中央部分形成有弯曲成大致s字状的弯曲部26。并且，弯曲部26具有交替着改变弯折方向地弯曲的至少2处弯曲部位26a、26b。

接下来，如图4所示，在弯曲部26处形成有当使脚部21a、21b朝向铅直方向时相对于水平方向倾斜的一对倾斜部24。并且，在一对倾斜部24与脚部21a、21b的结合部分形成有弯折部34。如图所示，在弯折部34处，各线圈段23的窄幅侧面30b成为内侧及外侧的弯曲面。另外，图3及图4所示的线圈段组20的详细的形状、制造方法等与上述专利文献3所记载的内容相同。将如上所述构成的多个线圈段组20插入槽14(参照图2)中，之后，通过焊接等对线圈段组20的开放端进行结合时，形成了定子线圈15。

图5是沿图3中的v-v线的剖视图。

如图所示，线圈段23即扁线30具有：截面为大致矩形的导体42，其以铜为主要成分；以及含孔隙皮膜44，其是包围导体42的外周的截面为大致矩形框状的绝缘体。含孔隙皮膜44是对绝缘材料形成孔隙46而成的。另外，孔隙46可以是独立气泡也可以是连续气泡。此外，在图5中，图示出了附着于含孔隙皮膜44上的异物51、52和作业人员用于检测异物51、52的入射光54。

作为应用于含孔隙皮膜44的绝缘材料，能够应用例如聚酯酰亚胺、theic(tris-hydroxyethyl.isocyanurate)改性聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或者聚酰亚胺等。

此外，在孔隙46内填充有例如石油醚、异丁烷、庚烷、己烷等烃类、一氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯四氟乙烷等低沸点卤代烃、或者甲基硅烷等。此外，可以使用偶氮系发泡剂、氨基脲系发泡剂、亚硝基系发泡剂等化学发泡剂来形成孔隙46。

含孔隙皮膜44的厚度根据要求的耐压性能而不同，例如优选为20μm～120μm。孔隙46占含孔隙皮膜44的整个体积的比例称作“孔隙率”。

此处，图6中示出含孔隙皮膜44的相对于孔隙率的特性。另外，在图6中，假定含孔隙皮膜44的厚度为40μm～50μm左右。

若孔隙率不足5％，则含孔隙皮膜44肉眼观察几乎无色。若含孔隙皮膜44无色，则由于导体42(图5参照)的底色，用肉眼难以发现异物51、52。此外，当孔隙率为5％以上，则含孔隙皮膜44看起来稍显黄色。但是，在孔隙率5％～12％的范围内，透明度还算高，因此难以发现异物51、52。另一方面，若孔隙率为12％以上，则透明度充分下降，用肉眼容易发现异物51、52。这样，为了容易发现异物，含孔隙皮膜44的孔隙率优选为12％以上。

此外，当对含孔隙皮膜44施加弯折等的应力时，孔隙46成为使含孔隙皮膜44断裂的主要因素。因此，孔隙率越小，含孔隙皮膜44的挠性越好，越难以断裂。如上所述，在弯折部34(参照图4)处，各线圈段23的窄幅侧面30b成为内侧及外侧的弯曲面。在进行这样的弯折方式的前提下，为了得到良好的挠性，含孔隙皮膜44的孔隙率优选为35％以下。

此外，孔隙46的介电常数低，因此孔隙率越高，含孔隙皮膜44的绝缘性越高。将含孔隙皮膜44的厚度设为40μm～50μm左右，假设对导体42施加pwm(pulsewidthmodulation)调制后的300v左右的电压，若含孔隙皮膜44的孔隙率为17％以上，则能够获得良好的绝缘性。

如上所述，对于异物51、52的可视性、绝缘性及挠性，为了均成为优选的状态，优选将含孔隙皮膜44的孔隙率设为17％以上且35％以下。此外，特别是像图中的阴影所示的范围那样，将孔隙率设为26％～28％左右，则对于可视性、绝缘性及挠性的全部，都能够得到充分大的裕量。因此，当制造扁线30时，如果能够将含孔隙皮膜44的孔隙率的目标值设为27％左右，将误差抑制在±1％左右，则更为优选。

〈比较例〉

接下来，为了明确本实施方式的效果而说明比较例的结构。

图7是比较例的线圈段组的剖视图。本比较例应用圆线60来代替上述实施方式中的扁线30。

圆线60具有截面为圆状的导体62和覆盖导体62的含孔隙皮膜64。另外，导体62及含孔隙皮膜64的材质分别与上述实施方式(参照图5)中的导体42及含孔隙皮膜44相同。

在本比较例中，根据入射光54的角度的不同，难以看见异物51、52。此外，即使能够发现这些中的一个，也存在不能发现另一个的情况。因此，为了发现附着于含孔隙皮膜64上的异物，必须一边使入射光54的角度各种变化一边观察含孔隙皮膜64，因此作业变复杂。

〈实施方式的效果〉

如上所述，本实施方式的旋转电机单元110具备：壳体101，润滑油在该壳体101的内部循环；旋转电机102、104，其收纳于壳体101中，具有定子10和转子，定子10具备：定子铁芯13，其形成为大致圆筒状，在内周壁上具有多个槽14；以及定子线圈15，其经由槽14而卷绕于定子铁芯13，所述转子以能够相对于定子10旋转的方式设置在定子铁芯13的内周侧；以及变速器106，其收纳于壳体101中，由旋转电机102、104驱动并且驱动车轮130，定子线圈15具有相互结合的多个线圈段组20，各个线圈段组20是对齐并弯折至少2根扁线30而构成的，扁线30具备含孔隙皮膜44作为绝缘材料，含孔隙皮膜44是对绝缘材料实施了孔隙46而成的，孔隙率为17％以上且35％以下。

通过将绝缘材料的孔隙率设定为17％以上且35％以下，根据本实施方式，能够提高绝缘性、挠性及附着于含孔隙皮膜44上的异物的可视性，能够提高制造及维护等时的作业性。

特别是在共通的壳体101内收纳旋转电机102、104和变速器106的旋转电机单元110中，能够可靠地发现由变速器106等产生的异物。

并且，在本实施方式中，扁线30具有相对置的一对宽幅侧面30a和比宽幅侧面窄且相对置的一对窄幅侧面30b，线圈段组20是使4根扁线30的宽幅侧面重合，并以窄幅侧面成为内侧及外侧的弯曲面的方式弯折扁线30而形成的。

由此，能够一次性观察4根扁线30的宽幅侧面30a及窄幅侧面30b，因此能够进一步提高附着于含孔隙皮膜44上的异物的可视性。并且，通过采用扁线30，能够提高布置扁线30的空间中的导体42的体积率，从而能够使旋转电机102、104小型化。

[变形例]

本发明并不限于上述实施方式，能够进行各种变形。上述的实施方式为了容易理解地说明本发明而例示的，并不限定于具备所说明的全部结构。此外，可以在上述实施方式的结构中增加其他结构，对于结构的一部分，还可以替换为其他的结构。对于上述实施方式能够进行的变形例如如下所述。

(1)在上述实施方式中可以是应用多层结构的绝缘体来代替含孔隙皮膜44。图8中示出一例。另外，图8是本变形例中的线圈段组的剖视图。

在本变形例中，应用扁线70来代替上述实施方式(图5)中的扁线30。扁线70具有：导体72；包围导体72的外周的含孔隙皮膜74；以及进一步包围含孔隙皮膜74的外周的皮膜78。

导体72构成为与上述实施方式(图5)中的导体42相同。此外，含孔隙皮膜74是在与上述实施方式的含孔隙皮膜44同样的绝缘材料中形成孔隙76而成的。此外，皮膜78由通常的绝缘覆膜构成，可以没有孔隙46。

这样，本变形例的扁线70采用双重绝缘结构，因此即使含孔隙皮膜74因某种原因而破损，也能够减小向外部泄漏的电流。

(2)在上述实施方式中，线圈段组20是重合4根线圈段23即扁线30而形成的，但一个线圈段组20中包含的线圈段23的数量不限于“4”，在“2”以上即可。

(3)如图5所示，在上述实施方式中，沿着同一面对齐了构成线圈段组20的4根线圈段23的窄幅侧面30b。但是，这些窄幅侧面30b不需要全部沿着同一面对齐。即，各个线圈段组可以是这样的结构：“具备多根扁线，该扁线具备含孔隙皮膜作为绝缘材料，这些多根扁线中的至少2根扁线具有彼此平行的面”。

图9是其中一例、即变形例的线圈段组的立体图。

在图9中，线圈段组80具备扁线81、82、83、84，扁线81、83的窄幅侧面81a、83a彼此平行。此外，扁线82、84的窄幅侧面82a、84a也彼此平行。同样地，线圈段组90具备扁线91、92、93、94，扁线91、93的窄幅侧面91a、93a彼此平行。此外，扁线92、94的窄幅侧面92a、94a也彼此平行。

这些扁线81～84、91～94的结构与上述实施方式的扁线30(参照图5)相同。此外，扁线81～84与扁线91～94交替交叉。在本变形例的结构中，例如附着于窄幅侧面81a、83a上的异物(未图示)在入射光的共通的入射角度下能够被发现。

当然，线圈段组中的3个特定侧面彼此平行也能够得到同样的效果。