旋转电机的定子以及旋转电机的定子的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在电动汽车、混合动力汽车等车辆用的驱动马达中使用的旋转电机的 定子，特别涉及考虑了定子芯的磁饱和缓和以及绕组之间的绝缘强度的旋转电机的定子以 及旋转电机的定子的制造方法。
【背景技术】
[0002] 以往，在旋转电机中，为了实现定子芯的磁饱和缓和构造，使齿部为锥形形状，将 齿的间距和锥形角设定为相同，并且为了提高绕组的占空系数来提高转矩，而使用将矩形 线（剖面长方形）向扁立方向弯曲了的轨道状的绕组（例如，参照专利文献1)。
[0003] 专利文献1:日本特开2006-166610号公报
【发明内容】
[0004] 以往的旋转电机的定子的齿的锥形角和间距是相同的，所以在实施了扁绕绕组的 情况下，无法确保绝缘距离这样的课题。
[0005] 另外，如果想要确保绝缘距离，则齿间的间隙被均匀地隔开，所以存在产生死角这 样的课题。
[0006] 进而，如果增大各绕组的相互间的间隙，则绕组变小，而且齿宽变窄，所以存在旋 转电机（马达）的损耗变大这样的课题。
[0007] 本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种旋转电机的定 子以及旋转电机的定子的制造方法，能够确保绝缘严格的部位的相间绝缘距离、且比以往 构造更宽地确保齿前端部，提高了旋转电机的输出转矩。
[0008] 本发明提供一种旋转电机的定子，是与具有磁阻根据旋转位置而不同的结构的转 子相对配置，并与转子一起构成旋转电机的定子，该定子具备：定子芯；齿以及槽，在定子 芯的与转子的相对部以等间距形成；以及绕组，以配设在槽内的方式卷绕在齿上，齿朝向转 子的外周表面突出设置，并且具有齿宽朝向前端部而减少的锥形形状，绕组由在齿上卷绕 成1列的扁绕绕组构成，并且以使齿的根部侧的端末比齿的前端部侧的端末为高电压的方 式被供电，齿的根部的齿宽T h被设定在通过使后述式￠)的值成为最大值的齿宽Tha、和容 许下限值Tmin规定的T min〈Th〈l. 251^的范围内，该式子是使用定子芯的外侧半径D以及芯背 宽T。、绕组宽h、齿与绕组之间的空隙a、齿以及槽的间距α、以及绕组的倾斜角度β来表 示绝缘性能、损耗性能以及磁饱和性能的指数F(T h)的式子。
[0009] 另外，本发明提供一种旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具备：第一步骤， 以使具有齿宽朝向前端部而减少的锥形形状的齿在内周部以等间距突出设置的方式，制作 定子芯；第二步骤，利用扁绕绕组，制作线圈；第三步骤，为了使在第二步骤中制作出的线 圈、和在第一步骤中制作出的定子芯绝缘，将线圈插入到第一绝缘部件中；第四步骤，将在 第三步骤中插入了线圈的第一绝缘部件插入到定子芯中；第五步骤，圆环状地配置在第四 步骤中插入了第一绝缘部件的定子芯；第六步骤，将在第五步骤中圆环状地配置的定子芯 嵌入到框架；以及第七步骤，向在第六步骤中嵌入到框架的定子芯内的线圈中的第一线圈、 和与第一线圈相邻的第二线圈之间的间隙中，插入第二绝缘部件。
[0010] 根据本发明，能够确保绝缘严格的部位的相间绝缘距离、且比以往构造更宽地确 保齿前端部，所以能够提高旋转电机的输出转矩。
【附图说明】
[0011] 图1是将本发明的实施方式1的旋转电机的定子与转子一起示出的剖面图。
[0012] 图2是将图1内的定子的三相的齿放大而示出的剖面图。
[0013] 图3是示出图1内的定子的各绕组的接线状态的说明图。
[0014] 图4是示出图1内的单一的齿上的绕组和逆变器的接线位置的剖面图。
[0015] 图5是示出本发明的实施方式1的单一的齿的各种尺寸的剖面图。
[0016] 图6是示出本发明的实施方式1的定子的齿宽和耐压指数的关系的说明图。
[0017] 图7是示出本发明的实施方式1的齿宽和定子性能的关系的说明图。
[0018] 图8是示出本发明的实施方式2的绕组的接线状态的说明图。
[0019] 图9是将本发明的实施方式3的旋转电机的定子与转子一起示出的剖面图。
[0020] 图10是将本发明的实施方式4的旋转电机的定子的单一的齿的形状放大而示出 的剖面图。
[0021] 图11是将本发明的实施方式5的旋转电机的定子的单一的齿的形状放大而示出 的剖面图。
[0022] 图12是将本发明的实施方式6的旋转电机的定子与转子一起示出的剖面图。
[0023] 图13是示出本发明的实施方式6的定子中设置的右卷线圈的说明图。
[0024] 图14是示出本发明的实施方式6的定子中设置的左卷线圈的说明图。
[0025] 图15是示出本发明的实施方式6的定子的各绕组的接线状态的说明图。
[0026] 图16是示出本发明的实施方式6的在定子内相邻地设置的U相线圈以及U(_)相 线圈的各个中发生的感应电压的说明图。
[0027] 图17是示出本发明的实施方式6的在定子内相邻地设置的各线圈之间发生的电 位差（线圈间电压）的说明图。
[0028] 图18是示出本发明的实施方式7的在定子内相邻地设置的线圈的说明图。
[0029] 图19是示出本发明的实施方式7的在定子内相邻地设置的各线圈之间发生的电 位差（线圈间电压）的说明图。
[0030] 图20是示出本发明的实施方式1?7的旋转电机的定子的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 实施方式1.
[0032] 图1是将本发明的实施方式1的旋转电机的定子与转子一起示出的剖面图，示出 旋转电机30是三相马达的情况。
[0033] 在图1中，车辆用驱动马达等旋转电机30由剖面环形状的定子10、和被旋转自如 地配置在定子10内的转子20构成。
[0034] 定子10具备定子芯1、在定子芯1的内周部以等间距突出设置的齿2、在各齿2的 相互之间形成的槽3、以及在各槽3内分别配设的长方形形状的绕组4。
[0035] 转子20具备转子芯5、和在转子芯5的外周部以等间距埋设的长方形形状的磁铁 6,位于定子10的内侧，具有磁阻根据旋转位置而不同的结构。
[0036] 凸状的齿2如图所示与卷绕在各齿2上的绕组4 一起构成例如10个三相（U相、 V相、W相）线圈，30根齿2被配置成与转子芯5上的20个磁铁6相对。
[0037] 在该情况下，在逆时针方向上，按照U相、V相、W相的顺序，在各齿2上卷绕了绕组 4〇
[0038] 图2是将图1内的三相（3个）齿2放大而示出的剖面图。
[0039] 在图2中，在U相、V相、W相的各齿2上，使用了矩形线的扁绕绕组4被卷绕成1 列。
[0040] 另外，在槽3内，在定子芯1以及齿2与绕组4之间，介有绝缘纸等绝缘部件（未 图示）。
[0041] 关于各绕组4的相互间的间隙δ (槽3的相互间的间隙），齿2的根部（定子芯1 侦D的一方被设定得较宽，随着朝向齿2的前端部（转子20的磁铁6侧）被设定为变窄。
[0042] 另外，各齿2具有如与图4 一起后述那样朝向转子20的外周表面其宽度变窄那样 的锥形形状。
[0043] 图3是示出定子10的各绕组4的接线状态的说明图。
[0044] 在图3中，构成三相线圈的30个绕组4针对U相、V相、W相的每一相各并联地设 置了 10个，以中性点Q为中心而成为星形接线。
[0045] 即，绕组4的并联数被设定为磁铁6的极数（20极）和槽3的数量（30个）的最 大公约数Ρ( = 10)。
[0046] 图4是示出单一的齿