CN101222155B

CN101222155B - 旋转电机

Info

Publication number: CN101222155B
Application number: CN200710305716.2A
Authority: CN
Inventors: 石上孝; 长绳尚; 中山健一; 后藤刚志
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: JP5040303B2; CN101222155A; JP2008167567A; EP1940006A3; US20080174199A1; US8294324B2; EP1940006A2

Abstract

本发明提供一种旋转电机，其可以尽可能减少连接部位，将线圈卷绕在定子铁心上。该旋转电机具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的旋转自如的转子，其中，定子由定子铁心和线圈构成，所述定子铁心在周方向上设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈以重叠卷绕方式卷绕在各个所述狭缝内，线圈中的至少重叠卷绕的环绕部分由连续线构成，并被卷绕成在线圈末端跨过狭缝的内周侧和外周侧。因此，即使增加环绕部分的环绕数也不会增加连接部位。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种电动机(motor)、发电机(generator)等的旋转电机。

背景技术

目前使用的旋转电机，在以开口方式设置于定子铁心(Stator Core)的内周侧的多个狭缝内以分布绕组的形式卷绕线圈，通过向所述定子的线圈供给交流电，使定子产生旋转磁场，由该旋转磁场使转子(Rotor)产生旋转转矩。这样的旋转电机例如是使用笼型转子(Cage Induction MotorRotor)的感应电动机或是转子具有永久磁铁的同步电动机。由于这种感应电动机(Induction Motor)或同步电动机(Synchronous Motor)也可以用作发电机，所以函盖两者以下记作旋转电机。

专利文献1表示所述旋转电机的一个例子。该旋转电机具有转子铁心，该转子铁心在内周侧具有开口的多个狭缝，在所述的各个狭缝中插入多个近似U字形的分段线圈(segment coil)。根据专利文献1的记载，专利文献1的旋转电机具有能够小型轻量化的优点。

专利文献1：日本特开2006-211810号公报

包括专利文献1中记载的旋转电机，在所述各个狭缝中插入近似U字形的分段导体的方式的旋转电机，因为必须将所述分段导体的各个端部通过焊接连接起来，所以在生产率提高方面有需要改善的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产率良好的旋转电机。

本发明的特征之一是旋转电机具有定子绕组连续卷绕的线圈，在定子的狭缝(slot)内插入有所述连续卷绕的线圈。由此可以减少定子上的线圈的连接部位，从而提高旋转电机的生产率。

本发明的其他的特征在以下记载的实施方式中详述。

另外，本发明的旋转电机的特征是，具有定子和在定子的内侧设置的可以旋转的转子，所述定子具有在全周等间隔地设有狭缝的定子铁芯和配置在所述狭缝内的定子绕组，所述定子绕组具有通过所述狭缝中的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝而卷绕多圈的线圈和连接所述线圈的过渡线，并且所述线圈配置在定子铁芯的全周，所述线圈在所述第一狭缝中被配置在其转子一侧，在所述第二狭缝中被配置在其内侧，并且所述线圈在所述狭缝的转子一侧和内侧的移动构成线圈末端的形状，所述配置在全周的线圈被配置成在其线圈末端前期移动的方向为大致相同的方向，所述线圈由配置在线圈末端的外侧的过渡线连接，至少所述线圈是由连续的导体成形为线圈状，一对卷绕线圈中一个卷绕线圈所通过的两个狭缝和另一个卷绕线圈所通过的另两个狭缝相邻，各个线圈通过的两个狭缝间的间隔相等，每个卷绕线圈形成一个环绕部分，由一对卷绕多周的线圈形成一对环绕部分，所述一对卷绕多周的线圈的内周侧的导体彼此由线圈间连接线连接，由所述定子绕组的所有卷绕多周的线圈形成多对环绕部分，各对卷绕多周的线圈间由过渡线连接，所述线圈间连接线在所述线圈末端的下方且在所述线圈的内侧彼此连续，所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，所述定子绕组具有连续形成的一对环绕部分，所述一对环绕部分中第一环绕部分的所述线圈向内周侧缠绕为漩涡状，第二环绕部分的所述线圈向外周侧缠绕为漩涡状，所述第一环绕部分的内周侧的导体和所述第二环绕部分的内周侧的导体连接。

根据本发明，可以提供生产率提高了的旋转电机。

图1是电动机的侧面截面图；

图2是转子的截面的立体图；

图3是电动机的各零件的立体图；

图4是第一实施例的定子的立体图；

图5是第一实施例的转子绕组的立体图；

图6是第一实施例的一个相部分的转子绕组的立体图；

图7是第一实施例的定子的主视图；

图8是第一实施例的定子的侧视图；

图9是在心轴上卷绕线圈的状态下的立体图；

图10是在对心轴上卷绕的线圈进一步进行加压成形的状态下的立体图；

图11是预备成形了的线圈的立体图；

图12是使预备成形了的线圈进一步变形后的侧视图；

图13是线圈成形夹具的立体图；

图14是将预备成形了的线圈安装在线圈成形夹具上的状态下的立体图；

图15是将线圈的环绕部分成形为龟甲形状的状态下的立体图；

图16是将成形了的线圈配置在定子铁心的内周的状态下的主视图；

图17是将成形了的线圈插入定子铁心的各狭缝内的状态下的主视图；

图18是将安装于狭缝之前的龟甲形状与插入狭缝后的龟甲形状进行比较的状态下的侧视图；

图19是定子绕组的结线图；

图20是第二实施例的线圈对的概要图；

图21是说明连接第三实施例的线圈对彼此的过渡线的说明图；

图22是第四实施例的定子的立体图；

图23是第五实施例的定子的立体图；

图24是定子绕组的连接图；

图25是表示由定子绕组产生的磁通的图；

图26是说明牵引运转状态下的磁通的图；

图27是说明配置于狭缝的线圈的状态的图；

图28是永久磁铁旋转电机的沿着旋转轴的截面图；

图29是在垂直于旋转轴的面上的定子及转子的截面图。

图中：

4—定子；5—转子；411—狭缝；412—定子铁心；413—定子线圈；416—保持部件；418—延出部；4131—环绕部分；4132—过渡线。

具体实施方式

以下的实施方式中说明的旋转电机适用于驱动汽车用的电动机，不仅比较小型、可得到较大输出，还可以提高生产率。作为定子线圈的导体，不仅可以使用圆形截面的导体，也可以使用近似矩形形状的截面的导体，可以提高狭缝内的占积率，因此旋转电机的效率提高。在现有的旋转电机中如果使用导体截面为近似矩形形状的导体，则在将导体插入定子的狭缝后需要电连接的部位多，在生产率的观点上存在问题。以下的实施方式，因为可以将连续卷绕的导体插入狭缝，所以可以减少电连接部位，提高生产率。

在以下的实施方式中，连续卷绕线圈(Continuous Coils)的重叠卷绕(Lap Winding)的部分由连续线构成，重叠卷绕的部分线圈以围绕一个狭缝与其他狭缝的方式配置，在一个狭缝中将径向的内侧配置为另一个狭缝的径向的外侧，在线圈末端以从所述狭缝的内侧向外侧，或者从外侧向内侧移动的方式卷绕。通过这样的配置，连续卷绕线圈被规则地配置，可以增加线圈的匝数，相对于线圈的匝数的增加可以抑制电连接点的增加。另外，即使增加线圈匝数也可以抑制旋转电机的形状的大型化。

在以下的实施方式中，在各狭缝的相对于旋转轴的径向上配置多个导体，在周向配置一个导体，并且在周方向上邻接的狭缝以同相配置连接的导体，使得流通同方向的电流。通过这样的定子绕组的配置，可以提供生产率提高的构造的旋转电机。另外，通过将在邻接的狭缝配置的同相的绕组串联连接，将此串联连接的同相串联绕组作为单位绕组，进行定子绕组的连接，由此具有定子绕组的电平衡变好的效果。

在以下实施方式中说明的定子绕组也可以用于永久磁铁型旋转电机或感应型旋转电机。作为在感应型旋转电机使用的情况下的一个例子，在以下的实施方式中，感应型旋转电机是8极。通过使感应型旋转电机的极数在6极以上，特别是8极或10极时，可以减小定子铁心的后轭的磁路的径向厚度。另外，关于转子同样在6极以上，特别是8极、10极时，可以减小转子磁轭的磁路的径向厚度。若极数变多，则由于与转子的笼型导体的关系，效率下降，作为汽车的驱动系统使用的旋转电机，6极至10极较好，其中8极至10极更好，8极特别好。汽车的驱动系统使用的旋转电机，使停止中的发动机起动，或者与发动机一起产生用于使车辆行驶的转矩，或者是通过单独的转矩使车辆行驶的旋转电机。

作为本发明的旋转电机的一个例子，基于在混合动力汽车中使用的电动机进行说明。本实施例的混合动力汽车用电动机，同时具有驱动车轮的驱动用电动机的功能和进行发电的发电机的功能，根据汽车的行驶状态，进行各功能的切换。

作为实施例，结合附图对混合动力汽车用的旋转电机进行说明。图1是感应型旋转电机的侧面截面图。图2是转子的截面的立体图。图3是关于本实施例的感应型旋转电机的各零件的展开立体图。

感应型旋转电机具有轴向的一端侧开口的有底筒状的机壳1、和封闭该机壳1的开口端的罩2。在机壳1的内侧设置有水路形成部件22，水路形成部件22的一端被机壳1和罩2夹持而固定，水路24和水路26形成在定子4和机壳1间。冷却水的取入口32将冷却水取入水路24，冷却水从水路24流向水路26，从排出口34排出，冷却旋转电机。所述机壳1和罩2由多个如6个螺栓3紧固连结。

在该机壳1的内周设置有所述水路形成部件22，在所述水路形成部件22的内侧，用热套等方法固定定子4。该定子4由在周方向等间隔地设有多个狭缝411的定子铁心412、和在各狭缝411内卷绕的3相的定子线圈413构成。本实施例是8极48狭缝，所述定子线圈413由星形结线连接，各相成为一对绕组部分并列连接的2Y结线。

另外，在定子铁心412的内周设置有转子5，转子5与定子铁心412相对，通过细小的间隙可以旋转。所述转子5固定在轴6上，与轴6一体旋转。所述轴6旋转自如地被分别设置在所述机壳1及所述罩2上的作为一对轴承作用的滚珠轴承7a、7b支承。在这些轴承7a、7b内，罩2一侧的轴承7a通过图3所示的近似四边形的固定板8固定，机壳1的底部侧的轴承7b被固定于在机壳1的底部设置的凹部上。由此，转子5相对于定子4相对旋转，利用隔着套筒9及垫片10被螺母11安装在轴6的罩2一侧的端部上的滑轮12，向外部输出轴6的旋转力，或者，将来自滑轮12的旋转力输入给轴6。且，套筒9的外周及滑轮12的内周，因为稍微呈圆锥形状，所以通过螺母11的扭转力将滑轮12和轴6牢固地形成一体，从而可以一体旋转。

转子5是笼型转子，在周方向上以等间隔且遍及全周地具有在旋转轴方向延伸的导体杆511，为在旋转轴方向两端使各导体杆511短路而连结一对短路环512。所述导体杆511埋置在由磁性体构成的转子铁心513中。且，图2为明确表示转子铁心513和导体杆511的关系，以在垂直于旋转轴的面处截面的截面构造来表示，看不到滑轮12一侧的短路环512和轴6。

所述转子铁心513通过冲裁加工或蚀刻加工来成形厚度为0.05～0.35mm的电磁钢板，对成形后的电磁钢板进行层叠构成层叠钢板，所述转子铁心513由该层叠钢板构成。如图2及图3所示，在内周侧，为减轻重量，在周方向等间隔地设有近似扇形的空洞部514。且，在外周侧，设有配置各个导体杆511的多个空间。所述转子铁心513在定子侧具有所述导体杆511，在所述导体杆511的内侧具有用于生成磁回路的定子磁轭530。在本实施方式中，定子具有8极的定子绕组，与极数为2极或4极的定子绕组的感应电动机相比，可以减小在所述定子磁轭530上形成的磁回路的径向的厚度。虽然若从8极开始增加极数的话可以减小所述厚度，但是若在12极以上则存在输出及效率下降的问题。因此，还含有发动机起动功能的车辆行驶用的旋转电机优选是6极至10极，特别优选是8极或者10极。

所述各导体杆511及短路环512由铝构成，通过压铸一体地成形在转子铁心513上。且，配置在转子铁心的两端的短路环512被设置成从转子铁心513向轴向两端突出。

另外，在机壳1的底部侧设有检测转子132，用于检测旋转速度或转子位置的旋转传感器13通过检测所述检测转子132的齿而输出用于检测转子5的位置或转子5的旋转速度的电信号。

下面结合图1至图3及图24至图26对本实施例的感应电动机的动作进行说明。

首先，对作为驱动车轮及发动机的驱动用的电动机而作用的旋转电机的牵引运转进行说明。图24是用于说明电连接的系统，例如对应于100V至600V的电压的高电压用二次电池612与逆变器装置620的直流端子电连接。另外，逆变器装置620的交流端子与定子线圈413电连接。从所述二次电池612向逆变器装置620供给直流电，向卷绕在定子铁心412上的3相的定子线圈413从所述逆变器装置供给交流电。通过该交流电，从定子铁心412产生基于交流电的频率的旋转速度的旋转磁场。图25表示了由定子线圈413产生的旋转磁场的状态。定子具有在以下实施方式中说明的8极分布绕组的定子线圈413，是为了除去转子的影响而假设设置了不具有导体杆的一般铁心的情况下的模拟结果。在定子铁心412的狭缝的外周侧设置后轭(core back)430，形成上述旋转磁场的磁回路。本模拟中定子绕组为8极，因为极数多，所以可减小后轭430的磁回路的径向的厚度。另外，也可减小转子5侧的磁回路的径向的厚度。图25所示的旋转磁场基于向定子线圈413供给的交流电频率而旋转。

图24中，所述逆变器装置根据产生所要求的转矩，产生需要的交流电，供给向所述定子线圈413。在转子5的旋转速度相对于所述旋转磁场的旋转速度慢的状态下，导体杆511与定子铁心412产生的旋转磁场交链，根据弗莱明右手法则，在导体杆511中流通电流。且，因为导体杆511中流有电流，所以根据弗莱明左手法则，在转子5产生旋转转矩，转子5旋转。且，因为转子5的旋转速度与定子4的旋转磁场的旋转速度的差对上述转矩的大小产生影响，所以需要适当控制所述速度差即打滑。因此，根据旋转传感器13的输出检测转子5的旋转位置或旋转速度，控制逆变器的切换频率，控制向定子的定子线圈413供给的交流电的频率。

图26表示的是在具有导体杆511的转子5的旋转速度比由定子铁心412产生的旋转磁场的旋转速度慢的情况下，表示磁通的样子的模拟结果。转子5的旋转方向为逆时针方向。设置在狭缝411上的定子绕组产生的磁通，通过包含后轭430及旋转铁心513的转子磁轭530的磁回路。转子铁心513的磁通相比于定子铁心412的磁通，在转子的旋转方向上向滞后侧偏移。因为定子绕组的极数有8极之多，所以转子的旋转磁轭530的磁通，在导体杆511侧密集，在旋转轴侧稀疏。

下面，对旋转电机作为进行发电用的发电机而发挥作用的情况进行说明。作为发电机作用的情况，是靠从滑轮12输入的旋转力旋转的转子5的旋转速度比定子铁心412产生的旋转磁场的旋转速度快的情况。若转子5的旋转速度超过旋转磁场的旋转速度，则导体杆511因为相对于旋转磁场交链，所以对转子5作用有制动力。通过该作用，在定子线圈413上感应出电力，进行发电。在图24中，降低逆变器装置620产生的交流电的频率，若使定子铁心412产生的旋转磁场的旋转速度慢于转子5的旋转速度，则从逆变器装置620向二次电池612供给直流电。因为旋转电机产生的电力基于上述旋转磁场的旋转速度与转子5的旋转侧的差，所以通过控制逆变器装置的动作可以控制发电电力。若忽略旋转电机的损失和无效电力等，使旋转电机的旋转磁场快于转子5的旋转速度，则通过逆变器装置620从二次电池612向旋转电机供给电力，旋转电机作为电动机作用，若旋转电机的旋转磁场与转子5的旋转速度相同，则二次电池612与旋转电机间没有电力的传递，若使旋转电机的旋转磁场慢于转子5的旋转速度，则通过逆变器装置620从旋转电机向二次电池612供给电力。但是，因为实际中不可以忽略旋转电机的损失和无效电力等，所以在旋转电机的旋转磁场稍微滞后于转子5的旋转速度的状态下，没有从二次电池612向旋转电机供电。

[第一实施例]

下面结合图4至图8及图19、图24、图27对第一实施例的定子进行详细的说明。图4是第一实施例的定子的立体图。图5是用于构成定子绕组而连接的一条部分的线圈的立体图。图6是一个相部分的线圈的立体图。图7是第一实施例的定子的主视图。图8是第一实施例的定子的侧视图。图19是结线图，图24是2Y连接的定子线圈413的连接图，图27是表示定子的狭缝编号与构成定子绕组的线圈的关系的图。

图4所示的定子4具有在周方向等间隔地形成有48个狭缝411的定子铁心412、及在狭缝411卷绕的定子线圈413。定子铁心412通过冲裁加工或蚀刻加工来成形例如厚度为0.05～0.35mm的电磁钢板，对成形后的电磁钢板进行层叠构成层叠钢板，所述定子铁心412由该层叠钢板构成，在周方向形成有呈等间隔的放射状配置的多个狭缝411。本实施例中狭缝的数量是48个。在这些狭缝411间设有齿414，各个齿414与环状的后轭430形成一体。即，各齿414与后轭430一体成形。另外，在狭缝411的内周侧有开口，从该开口部分插入构成定子线圈413的线圈。所述开口的周方向的宽度，与安装线圈的核心狭缝的线圈安装部几乎相同，或者是比线圈安装部稍微宽点的宽度，成形在开口窄缝，但是为阻止线圈向内周侧移动，在各齿414的前端侧安装保持部件416。且，该保持部件416由树脂等非磁性体或者非磁性金属材料制成，从轴向安装在齿414的前端侧的周方向两侧面上沿轴向延伸形成的保持槽417内。

下面结合图5及图6对定子线圈413进行说明。在本实施例的情况下具有3相的定子线圈413，但是首先对其中的1相进行说明。且，本实施例的定子线圈413使用被称作扁线的断面形状是近似四边形的外周覆盖有绝缘被膜的导体，卷绕状态下的所述导体的截面的四边形是在定子铁心412的周方向上长、径方向上短。另外，如上所述，为使定子线圈413的导体表面绝缘，而实施了覆盖。

在说明图5之前，结合图24对定子线圈413的结线进行说明。在本实施例中，定子线圈413具有2个星形结线。若将2个星形结线换为Y1结线和Y2结线，则Y1结线具有U相绕组Y1U、V相绕组Y1V、W相绕组Y1W。另外，Y2结线具有U相绕组Y2U、V相绕组Y2V、W相绕组Y2W。Y1结线和Y2结线并联连接，各自的中性点也相连接。

绕组Y1U由串联连接的线圈U11、线圈U12、线圈U13、线圈U14构成。另外，绕组Y2U由串联连接的线圈U21、线圈U22、线圈U23、线圈U24构成。绕组Y1V由串联连接的线圈V11、线圈V12、线圈V13、线圈V14构成。绕组Y2V由串联连接的线圈V21、线圈V22、线圈V23、线圈V24构成。绕组Y1W由串联连接的线圈W11、线圈W12、线圈W13、线圈W14构成，绕组Y2W由串联连接的线圈W21、线圈W22、线圈W23、线圈W24构成。如图24所记，从线圈U11到线圈W24分别还具有二组线圈。例如线圈U11由线圈2和线圈1串联连接构成。此处线圈1和线圈2的数字表示插入线圈的转子侧的狭缝号。即线圈U11是狭缝号为2的线圈与狭缝号为1的线圈的串联连接。同样线圈U12是狭缝号为38的线圈与狭缝号为37的线圈的串联连接。以下同样图24的线圈号表示插入的转子侧的狭缝的编号。最后的线圈W24是狭缝号为11的线圈与狭缝号为12的线圈的串联连接。这里需要注意的是各串联线圈插入到彼此相邻的狭缝中。如以下说明，通过这样构造，制造更容易，且还可以得到降低转矩脉动的效果。上述各线圈的卷绕状态后面详述。

由于上述绕组Y1U、Y1V、Y1W、Y2U、Y2V、Y2W各自的构造相同，所以以绕组Y1U为代表结合图5进行说明。

若以绕组Y1U为代表记载定子线圈413的构造，则绕组Y1U由线圈U11、线圈U12、线圈U13、线圈U14串联连接而构成。因为上述各线圈等间隔配置，所以角线圈以机械角90°的间隔配置。线圈U11具有线圈4131a和4131b两个线圈，线圈4131a的构造是环绕狭缝2的转子侧和狭缝7的底侧。以狭缝2和狭缝7为一对呈多圈、本实施例中为3圈环绕的构造。因为该环绕用的是连续的导线，所以不需要对环绕的线圈U11进行连接操作。

构成所述线圈U11的线圈4131b是在狭缝1的转子侧和狭缝6的底侧环绕3周的构造。该等线圈4131a和4131b形成分别在两个狭缝间环绕的构造，在各个线圈的之中一个线圈的狭缝中，该线圈配置在定子侧，在另一个狭缝中配置在狭缝的底侧。线圈4131a和4131b通过线圈间连接线4134串联连接。该串联连接的部分也由连续的导线构成，不需要另外的连接操作。环绕两个狭缝的这些环绕部分即线圈4131在被安装于定子铁心 412上的状态下呈近似龟甲形状，在线圈末端以跨过一个狭缝411的转子侧即内周侧和另一个狭缝的底侧即外周侧的方式卷绕。一个狭缝即狭缝2或狭缝1与其他狭缝即狭缝7或狭缝6的间隔以根据定子的狭缝数和极数确定的重叠卷绕方式卷绕。

如上所述，形成环绕构造的线圈4131a、4131b由连续的导体构成，且根据以下的方法，接合两个线圈4131a和4131b的线圈间连接线4134也可以由连续的导体制作。因此，在本实施例中，虽然定子绕组的匝数增加，但是抑制了连接部位的增加。

如上所述，环绕部分即两个线圈4131a、4131b组成一组，以该组为单位等间隔配置在周方向上分开的多处，本实施例中是以90°的间隔分开的四处，环绕部分的线圈4131a、4131b组中的从漩涡部的内周侧延伸出的线圈，与其他环绕部分的线圈4131a、4131b组中的从外周侧延伸出的线圈是连接线圈末端的各顶部彼此的构造，由过渡线4132连接。且，在本实施例中，环绕部分的线圈的组4131a、4131b中的从漩涡部的内周侧延伸的线圈与其他环绕部分的线圈的组4131a、4131b中的从漩涡部的外周侧延伸的线圈被卷绕成相互连接，因此相邻成形的4对环绕部分的组通过由一根连续的导体构成的线圈成形。另外，该过渡线4132部分只设置在定子4的轴向一端侧，以从定子铁心412的外周侧向定子铁心412的内周侧截断的方式收敛。

图5所示的1条线圈是一个相部分的定子绕组的一半，构成一个相的定子绕组，如图6所示，将构造与图5中说明的绕组Y1U相同的绕组Y2U在周方向上相对于绕组Y1U以机械角45°错开设置。同样成形的线圈成形体的环绕部分的线圈4131a、4131b的组以机械角45°偏移设置。构成线圈U11的线圈4131a配置在狭缝2的转子侧，构成线圈U11的线圈4131b配置在狭缝1的转子侧。上述以机械角45°偏移配置的构成线圈U21的线圈4131a，是环绕在狭缝44的转子侧和狭缝1的底侧的构造。另外，构成线圈U21的线圈4131b是环绕在狭缝43的转子侧和狭缝48的底侧的构造。

如图6所示成形的线圈成形体即定子绕组通过在周方向上以错开15°和30°的方式配置，由此形成三个相部分的线圈成形体即定子线圈413。如此，在本实施例中，可以以连接点数少的方式将三个相部分的定子线圈 413卷绕在定子铁心412上。另外，如图7所示，各线圈成形体中的过渡线4132的部分，由于以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式配置，所以对于整体，过渡线4132构成为近似漩涡状。关于成为星形连接的中性点的部位，不是过渡线4132连续的线圈，需要通过TIG焊接等对各线圈的末端与另外设置的过渡线进行连接。且，该成为中性点的过渡线也是以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式配置。通过形成这样的构造，可以通过规则的构造配置定子绕组，有效地利用空间，结果可使旋转电机小型化。

图27表示狭缝与构成定子线圈413的线圈的配置关系。图中，狭缝号的栏442表示狭缝的号，以预先规定了48个狭缝的狭缝为基准，从该狭缝开始顺序编号。图24中构成定子线圈413的从线圈U11到W24，由配置在转子侧的狭缝号标注的线圈构成，该构成与狭缝的关系在栏442的下侧表示。在栏442中线圈W13为狭缝号29和30。这表示线圈W13由配置在狭缝号为29的转子侧的线圈和配置在狭缝号为30的转子侧的线圈的串联连接构成。这也由图24的构成线圈W13的线圈号29和30表示。图27的栏442中线圈U22是狭缝号31和32，表示线圈U22由配置在狭缝号为31的转子侧的线圈和配置在狭缝号为32的转子侧的线圈的串联连接构成。这也由图24的构成线圈U22的线圈号31和32表示。若看图5中说明的线圈U11则是狭缝号1和2。这表示线圈U11由配置在狭缝号为1的转子侧的线圈和配置在狭缝号为2的转子侧的线圈的串联连接构成，这从图24的构成线圈U11的线圈号1和2也可以看出。

图27的栏444表示了定子绕组的相和该相的配置的顺序。栏442中线圈U11为狭缝号1和2。这与上述一样，表示由在狭缝号1和2配置的线圈的串联连接构成。该线圈U11在栏444中同时也被记作“U1”。这表示在定子绕组中的U相的第一个的配置即在U相的基准位置配置。线圈U21在栏444中同时也被记作“U2”。这表示其配置在定子绕组的U相的第二个即距离U相的基准位置有45°机械角的位置。同样，线圈U12在栏444中同时也被记作“U3”。这表示其配置在定子绕组的U相的第三个即距离U相的基准位置有90°机械角的位置。这与已经在图5中说明的完全相同。

以线圈U11为基准，线圈V11偏移15°机械角。因此，栏444中表示的“V2”的线圈V21，以相对于线圈U11的基准位置偏移了15°机械角的位置的线圈V11为基准，处于从线圈V11的位置偏移了45°机械角的位置。因为以下V相的线圈均以线圈V11为基准，所以相对于U相的线圈偏移了15°。同样，因为线圈W11从线圈U11的位置移动了30°机械角，所以W相的线圈全部相对于U相线圈偏移了30°。

下面对栏446进行说明。本实施例中环绕的线圈4131为通过两个狭缝环绕的构造。即图5所示的线圈4131a通过狭缝2和狭缝7环绕，线圈4131a成为转子侧的配置的一个狭缝是2号，线圈4131a成为内侧的配置的另一方狭缝是7号。栏442表示上述一个狭缝号，栏446表示上述另一个狭缝号。即，栏442的狭缝号2在446栏中为“7”。这表示将2号狭缝作为一方狭缝，将7号狭缝作为另一方狭缝环绕线圈。以下栏442和446表示同样环绕的线圈的一方和另一个狭缝。

栏448表示了栏442表示的狭缝号的内侧的线圈的相及该相中的线圈的配置顺序号。另外，栏450表示了在栏448中记载的线圈环绕的狭缝。例如表示了在栏442的2号狭缝的内侧配置的线圈是位于V相的第二个的线圈。另外，栏450记载的“45”表示在2号狭缝的内侧配置的线圈通过一个狭缝号为“45”、另一个狭缝号为“2”的两个狭缝而环绕。栏442中的狭缝号45，在栏446中记作“2”。该记载是指与上述相同的线圈。即表示通过一个狭缝号为“45”、另一个狭缝号为2而环绕的线圈是配置在V相的第二个的线圈。

图24和图27说明的构造，在各狭缝的径向上并列配置有多个导体，形成这些导体通过两个狭缝卷绕的形状的线圈。因为该环绕的线圈由连续的导体构成，所以在本实施例中，虽然匝数增加，但是抑制了连接点数的增加。另外，因为在各狭缝的周方向只插入了一个导体，所以如以下说明那样，该构造容易制造。另外，因为导体是在周方向宽在径向薄的形状，所以可以抑制由漏磁通引起的在狭缝内的导体中产生的涡电流。因此，提高了旋转电机的效率，抑制了热量的产生。

另外，如图8所示，因为这些过渡线4132部分位于与定子4的轴向一端侧几乎同一平面上，所以可以尽可能地缩短线圈末端。如上所述，在本实施例中，在旋转方向上，在线圈末端的外侧配置有过渡线，整体上配置整齐，实现了旋转电机整体上的小型化。另外，也可以确保电绝缘等方面的可靠性。特别是在最近用于汽车驱动的旋转电机使用电压高，超过100V的情况很多，有时施加400V或600V的电压，定子绕组的线间的可靠性很重要。

且在上述实施例中，卷绕多周的线圈4131a和同样卷绕多周的线圈4131b由线圈间连接线4134连接。该线圈间连接线4134的外侧配置有过渡线，整体上配置整齐。与上述一样，由此可使旋转电机的整体小型化。另外可以确保电绝缘等方面的可靠性。

下面结合图9～图19对线圈向狭缝内卷绕的卷绕方法进行说明。图9中的(A)是在心轴上卷绕有线圈的状态下的立体图。另外，图9中的(B)是(A)图中(B)处的放大图。图10是对在心轴上卷绕的线圈进一步加压成形的状态下的立体图。图11是预备成形的线圈的立体图。图12是使预备成形后的线圈进一步变形后的侧视图。图13是线圈成形夹具的立体图。图14是在将预备成形后的线圈安装在线圈成形夹具山的状态下的立体图。图15是将线圈的环绕部分成形为龟甲形状的状态下的立体图。图16是将成形后的线圈配置在定子铁心的内周的状态下的主视图。图17是将成形后的线圈插入定子铁心的各狭缝内的状态下的主视图。图18是将安装在狭缝中之前的龟甲形状与插入狭缝后的龟甲形状进行比较的状态下的侧视图。图19是线圈的结线图。

为了将定子线圈413如所述那样以重叠卷绕的方式插入定子铁心412的狭缝411内，首先，在图9的(A)所示的角部形成圆角的薄平板形状的心轴14上卷绕定子线圈413。在该心轴14的长边侧的薄壁面上，如图9的B所示相邻设置的两个捆扎销15以近似等间隔设置有四对。

在此，为了挂在心轴14的长边方向一端侧的捆扎销15的一侧面上，使定子线圈413呈漩涡状地环绕多周(本实施例中是3周)。然后，为了挂在相邻的捆扎销15的侧面上，还使定子线圈413卷绕多周(本实施例中是3周)，从而成形一对的环绕部分的线圈4131a、4131b。这样成形的一对的环绕部分的线圈4131a、4131b，两者都从内周侧向外周侧呈漩涡状卷绕，所以两个环绕部分的线圈4131a、4131b从漩涡部的外周侧连续到相邻的环绕部分在漩涡部的内周侧。

另外，在一对环绕部分的线圈4131a、4131b的卷绕结束侧的线圈的末端为环绕的漩涡部的外周侧，将在其外周侧的定子线圈413的末端部沿着心轴14上的设置有捆扎销15的长边侧的薄壁面，分开环绕部分的对4131a、4131b在周方向上错开90°的长度即狭缝间距×5的长度，挂到下一个捆扎销15上，同样使定子线圈413环绕。即，相邻设置的一对捆扎销15，按照环绕部分的对4131a、4131b在周方向上错开90°的每个长度设置四对，为了成形四个这样的环绕部分的对，通过反复进行四次同样的操作，如图9的(A)所示，在心轴上卷绕定子线圈413。

下面如图10所示，用两个形状与心轴14大致相同的加压用块16，从心轴14的厚度方向的两侧对卷绕在心轴14上的定子线圈413进行夹持加压，除去定子线圈413两侧的膨胀。且，为使后面的成形容易进行，定子线圈413最好使用自熔融线，通过通电而形成一体来固定。另外，也可以在定子线圈413的环绕部分的狭缝插入部的周围预先配置有绝缘纸，在定子线圈413通电固定时将定子线圈413与绝缘纸固定为一体。通过这样使定子线圈413与绝缘纸形成一体，使后面的定子线圈413的成形容易进行，并且在向狭缝411插入时也可以避免对线圈表面的被覆膜的损伤。

下面将卷绕在心轴14上的预备成形后的定子线圈413从心轴14上取下。并且，为了从心轴14上取下定子线圈413，最好使捆扎销15为拆装式，或在高度方向分割心轴14并在卷绕后使高度方向的间隔变窄，或使捆扎销15可以退到心轴14内。这样从心轴14上取下的定子线圈413如图11所示，具有四对以漩涡形状环绕有多周(本实施例是3周)的椭圆形状的环绕部分的对4131a、4131b，这些环绕部分的对通过过渡线4132连续。

接着如图12所示，从侧面按压预备成形了的各个椭圆形状的环绕部分的线圈4131。按压时使用的装置，一方侧是平坦的冲模(die)17，另一方侧是近似梯形的冲头18，所以定子线圈413的椭圆形状的环绕部分的线圈413被冲模17和冲头18夹在中间，线圈末端侧的一端侧的侧面成形为下凹的近似P字形。这样，将定子线圈413的椭圆形状的环绕部分的线圈4131成形为近似P字形状，通过将下凹的一侧配置在定子铁心412的外周侧，在插入于定子铁心412时，定子线圈413不会向内周侧突出，从而不会阻碍转子5的插入。

下面图13表示将定子线圈413成形为近似龟甲形状的线圈成形夹具19。该线圈成形夹具19分割为内周侧部件19a和外周侧部件19b，两部件在周方向上可以相对旋转。另外，在内周侧部件19a和外周侧部件19b上，形成有狭缝数与定子铁心412相同的48个狭缝191，内周侧部件19a的狭缝191在外周侧开口，外周侧部件19b的狭缝191在内周侧开口，各自相对配置。且外周侧部件19b的各狭缝191的底部即狭缝191的最外周位置比定子铁心412的内周径小，外周侧部件19b及内周侧部件19a的狭缝191的轴向长度，比定子铁心412的狭缝411的轴向长度长。且，在内周侧部件19a及外周侧部件19b的狭缝191间设置的各个齿192构成为退到狭缝191的底部侧。作为使该齿192退出的方法，可以用凸轮机构等使其退出。

在这样构成的图13的线圈成形夹具19的各狭缝191内，从轴向插入图9～图12中预备成形了的定子线圈413的环绕部分。此时，图10中成形后的近似P字形的突出的部分以朝向线圈成形夹具19的外周侧的方式被插入。另外，预备成形的连续的定子线圈413，将相邻卷绕的环绕部分的对4131a、4131b插入相邻的狭缝191中，由过渡线4132连续的其他环绕部分的对4131a、4131b，分别插入到错开90°的狭缝191中。且，在另外其他的狭缝191内也从轴向插入预备成形了的连续的线圈成形体的环绕部分的线圈4131，三个相部分的定子线圈413全部插入在狭缝191内。

如上所述，如果将定子线圈413插入线圈成形夹具19的狭缝191，则变成图14所示的那样。这里，定子线圈413的环绕部分的线圈4131的一方侧的束位于外周侧部件19b的狭缝191，定子线圈413的环绕部分的线圈4131的另一方侧的束位于内周侧部件19a的狭缝191。另外，连接定子线圈413的环绕部分的对4131a、4131b的过渡线4132的部分，如图7所示，以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式呈近似漩涡状配置，但是为给下面的工序做准备，需要预先沿轴向成形为近似V字形状或近似为U字形状以形成突出形状。且，在图14中为容易理解，省略表示了过渡线4132的部分。

下面从图14的状态转换向图15所示那样，使内周侧部件19a和外周侧部件19b沿周方向相对旋转。这样，连接线圈末端的顶部彼此的过渡线部分可以不改变位置，相对地搓捻定子线圈413中的被插入到外周侧部件19b的束与被插入到内周侧部件19a的束，可以将定子线圈413的环绕部分的线圈4131成形为近似龟甲形状。另外，此时，因为可以使进入同一狭缝191中的内周侧及外周侧的线圈的束在周方向上重叠在同一个位置，所以在狭缝191内的各线圈的束排成一整列。且，图15也为了容易理解，省略表示了过渡线4132及定子线圈413的一半部分。

接着，利用凸轮机构等使线圈成形夹具19中的在狭缝191间设置的全部的齿192退出。由此，可将成形了的定子线圈413从线圈成形夹具19的轴向取出。这样取出的线圈成形体虽然没有图示，但是例如被固定在具有齿轮状的外周面的保持夹具的外周上，如图16所示，配置在定子铁心412的内周侧。该保持夹具虽然具有配置定子线圈413的全部部位呈放射状突出的按压片，但在安装线圈成形体时按压片退出。另外，各线圈束配置在与定子铁心412的狭缝411的开口对应的位置。且，图16也为了容易理解，省略表示了过渡线4132。

下面，虽没有图示，放射状地压出保持夹具的按压片，将线圈成形体的各个束从定子铁心412的狭缝411的内周侧插入各狭缝411内。此时，从轴向按压以近似V字形状，或者以近似U字形状突出成形在轴向上的各过渡线4132，使其变形而排列在大致相同的面上。图17表示了在定子铁心412的狭缝411内压出线圈成形体的状态。且，图17也为了容易理解而省略表示了过渡线4132。

另外，因为在成形为近似龟甲形状时使用的线圈成形夹具19的在狭缝191的轴向长度，比定子铁心412的在狭缝411的轴向长度长，所以在成形为近似龟甲形状的定子线圈413的环绕部分的线圈4131的直线的狭缝插入部，比定子铁心412的在狭缝411的轴向长度长，可以容易地插入到定子铁心412的狭缝411内。即，在将定子线圈413插入定子铁心412的狭缝411内时，定子线圈413的弯曲成形的部分不会挂到定子铁心412的狭缝411的轴向两端开口。因此，在向定子铁心412的狭缝411内插入定子线圈413的状态下，如图15及图18所示，在从定子铁心412的狭缝411内连续的方向上延伸的延出部418向狭缝411的轴向两端侧延伸出。

如此在将线圈成形体向定子铁心412的狭缝411内插入时，因为狭缝 411呈放射状设置，所以成形为近似龟甲形状的环绕部分的线圈4131，如图18所示需要变形使得在周方向上变宽。此时，成形为近似V字形状的线圈末端变形，使得轴向的高度降低。

下面，将另外准备的作为中性点的过渡线4132与各线圈的末端通过TIG焊接等连接，同时将同相的线圈彼此连接，完成定子线圈413向定子铁心412的卷绕。且，因为该成为中性点的过渡线4132也以跨过定子铁心412的外周侧和内周侧的方式收敛，所以整体上过渡线4132呈近似漩涡状配置。

最后，在定子铁心412上的在各齿414的前端侧的周方向两侧面设置的各保持槽417内，从定子铁心412的轴向分别安装保持部件416。

图19表示这样结线了的最终的定子线圈413的结线状态。且，图19中虽然用1周部分表示环绕部分的线圈4131，但是实际如上所述，环绕了3周部分。另外，图19中环绕部分的线圈4131的中心表示的编号是狭缝号，线圈为虚线的地方，是位于狭缝411的内周侧、即狭缝开口侧的线圈，线圈为实线的地方，是位于狭缝411的外侧、即狭缝底部侧的线圈。且，线彼此的交点用圆表示的部位是需要用焊接连接的部位。从图19可以清楚的看出需要通过焊接连接的部位只有9处。

以上对第一实施例进行了说明，第一实施例的作用效果如下所示。

第一实施例的旋转电机是在呈环状形成的定子的内周侧具有旋转自如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括：定子铁心，该定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部；线圈，该线圈通过重叠卷绕被卷绕在各个所述狭缝内，该线圈上的至少重叠卷绕的环绕部分由连续线构成，在线圈末端以跨过所述狭缝的内周侧和外周侧的方式卷绕。这样，因为线圈的环绕部分无论卷绕多少周连接部位也不会增大，所以可以尽可能地减少连接部位。因此，可以实现连接工时数的降低、绝缘处理的减轻、强度可靠性的提高。另外，由于在线圈末端以跨过狭缝的内周侧和外周侧的方式卷绕，所以从不同的狭缝延伸的线圈末端彼此不是沿定子铁心的轴向排列，而是在周方向上不发生干涉地排列，所以可以减小线圈末端，进而减小旋转电机的轴长。并且还可以提高线圈的冷却性。另外，通过进行这样的重叠卷绕，可以将预先成形为环状的状态的线圈成形体按压入各狭缝内，因此可以容易地向定子铁心卷绕线圈。另外，因为线圈连续环绕，所以可以增大在狭缝内的线圈的条数，所以可以降低由高频率引起的损失。

另外，因为第一实施例的旋转电机使用截面为近似矩形的线圈，所以可以提高定子铁心在狭缝内的占积率。特别是通过采用重叠卷绕，可以在截面为近似矩形的线圈层叠了的状态下卷绕。因此，可以具有高输出和良好的旋转特性。

另外，第一实施例的旋转电机，将线圈的截面形成为在定子铁心的法线方向长、径向短的近似长方形。因此，可以使在狭缝内的线圈的条数尽可能的多，且，可以进一步增大高频率引起的损失的降低效果。另外，由于空间上向线圈末端侧突出的一侧的长度变短，所以可以使线圈末端的突出量进一步减少。且，虽然使薄壁的线圈逐个变形来成形很困难，但本实施例因为是重叠卷绕捆束，所以容易成形。

另外，第一实施例的旋转电机，线圈由多个相构成，同相的环绕部分遍及多处地安装在周方向上分离的狭缝上，它们通过过渡线连结。因此，可以高效率地配置各相的环绕部分。

另外，第一实施例的旋转电机的过渡线与同相的各线圈连续。所以可以进一步减少连接部位。

另外，第一实施例的旋转电机的过渡线只设置在定子的轴向一端侧，所以相比于将过渡线设置在定子的轴向两端的情况，可以缩短定子的轴向长度。

另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线以跨过定子铁心的外周侧和内周侧的方式设置为近似漩涡状，所以可以尽可能地减少过渡线在定子的轴向上重叠的部位。因此，可以缩短定子的轴向长度。

另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线被设置成位于与定子的轴向基本相同的面上，所以可以进一步缩短定子的轴向长度。

另外，第一实施例的旋转电机由于在线圈上的狭缝插入部分固定有绝缘部件，所以在线圈的成形或向狭缝插入时，可以避免损伤线圈表面的被覆膜。

另外，第一实施例的旋转电机由于将线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状，所以可以从以椭圆形环绕成形的线圈成形为在周方向上分开的两个以上的狭缝内环绕的形状。

另外，第一实施例的旋转电机，是在呈环状形成的定子的内周侧具有旋转自如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括：定子铁心，该定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部；多个相的线圈，该线圈以环绕方式卷绕在周方向上分开的两个以上的所述狭缝内，该线圈由截面近似为四边形的扁线构成，所述线圈上的所述环绕部分通过连续的同相的线圈邻接并设置有多个，这些所述环绕部分分别被安装在相邻的所述狭缝内，在线圈末端以跨过所述狭缝的内周侧和外周侧的方式卷绕。根据这样的结构，由于相邻的环绕部分被插入到相邻的狭缝内，所以与将相邻的环绕部分插入到相同的狭缝内相比，可以增加狭缝数。因此，可以使各相的磁动势的合成波形形成为平滑的波形，因此能够降低转矩脉动及噪音。另外，由于可以使狭缝数增加，所以还可以降低由高频率引起的涡电流损失。且，由于线圈上的环绕部分彼此在周方向上分开，所以可以提高冷却性。

另外，第一实施例的旋转电机，同相的两个环绕部分遍及多处设置于在周方向上分开的狭缝，它们通过过渡线连结，因此可以高效率地配置各相中的环绕部分。

另外，第一实施例的旋转电机，由于过渡线将被拉出到环绕部分外周侧的末端彼此连接起来，所以过渡线不会与环绕部分交叉。因此，可以缩短定子的轴向长度。

另外，第一实施例的旋转电机，是在呈环状形成的定子的内周侧具有旋转自如地设置的转子的旋转电机，其特征在于，所述定子包括：定子铁心，该定子铁心在周方向设有多个狭缝，该狭缝在内周侧具有线圈插入部；线圈，该线圈以环绕方式卷绕在周方向上分开的两个以上的所述狭缝内，该线圈中的至少所述环绕部分由连续线构成，在线圈末端以跨过所述狭缝的内周侧和外周侧的方式卷绕，并且从所述定子铁心的狭缝内向连续方向延伸的延出部向所述狭缝的轴向两端侧延伸出。因此，在从内周侧插入预先成形的线圈成形体时，线圈上的弯曲成形的部分不会挂在定子铁心的狭缝中的轴向两端开口。因此，可以容易且在不损坏绝缘部分的状态下将线圈插入狭缝内。

另外，第一实施例的旋转电机，将狭缝的线圈插入部设置成周方向的宽度与狭缝的安装线圈的部分的周方向的宽度基本相同、或者在安装线圈的部分的周方向的宽度以上的开口狭缝，从而线圈容易从狭缝插入部插入，且可以使在狭缝内的线圈的占积率下降。

另外，第一实施例的旋转电机，由于在狭缝的线圈插入部的内周侧安装有阻止线圈向内周侧移动的保持部件，所以可以防止线圈从狭缝的线圈插入部脱落。

另外，第一实施例的旋转电机，由于将线圈的至少环绕部分与各个线材彼此固定为一体，所以线圈的线彼此不会分离，可以容易地插入到狭缝内。另外，在将预备成形的线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状时，可以使层叠了的线圈一体变形，因此成形性变好。

[第二实施例]

下面结合图20对第二实施例进行说明。图20简略表示了线圈的环绕部分的对的卷绕方法。且，与第一实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。

第二实施例与第一实施例相比，只是在定子线圈413中的以漩涡状环绕的一对环绕部分的线圈4131a、4131b怎样连续成形这方面不同，其他部位与第一实施例相同，所以省略说明。在第一实施例中，开始卷绕的线圈的末端在内周侧，以在外周侧呈漩涡状的方式卷绕第一环绕部分的线圈4131a，然后将向外周侧延伸的线圈拉伸至第二环绕部分的线圈4131b的内周侧，再以在外周侧呈漩涡状的方式卷绕第二环绕部分的线圈4131b。即，用于连接第一环绕部分的线圈4131a和第二环绕部分的线圈4131b的线圈间连接线4134由于从外周侧朝向内周侧，所以产生线圈线彼此交叉的部分。

相对于此，在第二实施例中，如图20所示，开始卷绕是第一环绕部分的线圈4131a的外周侧，以在内周侧呈漩涡状的方式卷绕第一环绕部分的线圈4131a，然后将向内周侧延伸的线圈拉伸至第二环绕部分的线圈4131b的内周侧，再以在外周侧呈漩涡状的方式卷绕第二环绕部分的线圈4131b。即，用于连接第一环绕部分的线圈4131a和第二环绕部分的线圈 4131b的线圈间连接线4134由于在内周侧彼此相连，所以不会产生线圈线彼此交叉的部分。

通过采用上述卷绕方法，可以进一步简化线圈末端，能够缩短定子4的轴向长度。且，在图20中只表示出一对环绕部分的线圈4131a、4131b，但也可以如第一实施例那样，由连续的线成形四对环绕部分。

[第三实施例]

下面结合图21对第三实施例进行说明。图21是表示对使环绕部分的线圈4131a、4131b所构成的线圈组、即线圈对彼此相连的过渡线进行连接的图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。

第一实施例及第二实施例的定子线圈413，如图24所示，是用连续的线对四组即四对环绕部分的线圈对4131a、4131b进行成形，第三实施例是对每一对环绕部分都不同的定子线圈413进行成形，最后通过焊接等方法连接各个环绕部分的对4131a、4131b。具体地说，将一对环绕部分的线圈4131a、4131b中线圈末端的一端侧延长过渡线4132的长度，在插入定子铁心412的狭缝411内后，使过渡线4132变形，通过TIG焊接等方法与其他的环绕部分的对进行连接。

这样，以后若可以连接过渡线4132，则在线圈成形体一边直径扩大一边插入到定子铁心412的狭缝411内时，不必考虑过渡线4132的变形。因此，虽然连接部位多少有些增加，但是可以提高过渡线4132的配置自由度。另外，因为过渡线4132是环绕部分的线圈4131的一方侧的线圈末端，所以与用其他的线只构成过渡线的情况相比，可以减少部件个数及连接部位。且，图21中的一对环绕部分的线圈通过图20中说明的卷绕方法进行卷绕。

[第四实施例]

下面结合图22对第四实施例进行说明。图22是第四实施例的定子的立体图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。

第四实施例相对于第一实施例，过渡线4132的连接方法不同，虽然与第二实施例一样以α卷绕方式来卷绕一对环绕部分的线圈4131a、4131b，其他的结构相同。第一实施例中的过渡线4132构成为从各环绕部分的线圈4131中的线圈末端的顶部延伸，第四实施例的过渡线4132设置成从各环绕部分的线圈4131中的从狭缝411的底部侧跨过线圈插入部侧。具体说，使位于各环绕部分的线圈4131的外周侧的线圈末端之中位于狭缝411的底部侧的线圈末端从环绕部分的线圈4131朝向定子铁心412的外周侧呈台阶状变形并延伸至线圈末端的顶部侧。且与第一实施例一样从线圈末端的外周侧向内周侧以近似漩涡形状延伸，与其他环绕部分的线圈4131中的线圈插入部侧连接。该线圈插入部侧也与狭缝的底部侧一样，朝向定子铁心412的内周侧呈台阶状地变形，并连续于线圈末端的顶部侧。且，图22省略表示了成为中性点的过渡线及连续的线构成的各线圈成形体彼此的连接部分。

这样，第四实施例因为过渡线4132不从线圈末端的顶部延伸，所以可以进一步减小定子4的轴向长度。另外，因为以扁线的长边方向朝定子4的轴向的方式构成过渡线，所以即使是直径小的定子铁心412也可以充分配置过渡线。

且，因为第四实施例的过渡线4132不从线圈末端的顶部延伸，而从狭缝插入部分延伸，所以在将线圈的环绕部分的线圈4131形成为近似龟甲形状时长度变化大。因此，如第一实施例说明的那样，在将环绕部分的线圈4131成形为近似龟甲形状之前，预先将过渡线4132沿轴向，或者沿径向等折叠成近似V字形状或近似U字形状，在成形为近似龟甲形状或插入到定子铁心412的狭缝411内时，只要使折叠好的过渡线4132延长即可。另外，一对环绕部分的线圈4131a、4131b不仅可按图20说明的卷绕方法卷绕，也可按上述第一实施例的卷绕方法卷绕。

[第五实施例]

下面结合图23对第五实施例进行说明。图23是第五实施例的定子的立体图。且，与其他实施例共同的部位用同一称呼、同一符号表示。

第五实施例相对于第四实施例，过渡线4132的形状及配置不同，其他与第四实施例相同。对于第五实施例的过渡线4132，虽然在第四实施例中在线圈末端的顶部的前端侧形成为漩涡状，但是第五实施例的过渡线4132不是漩涡状，而是在狭缝411的底部侧、即定子铁心412的外周侧成形为螺旋状，与其他的环绕部分的线圈4131连接。该第五实施例的构成为，过渡线4132在定子铁心412的外周侧成形为螺旋状，在线圈末端的部分与环绕部分的线圈4131的线圈末端连接，图23表示了线圈彼此在焊接之前的状态。但是，实际上由于从图23的状态用TIG焊接等将向定子4的轴向突出的线彼此进行熔化接合，所以向轴向突出的部分熔化至大概线圈末端的位置而退出。

这样，第五实施例虽然多少增加了连接部位，但是由于可以几乎不从线圈末端顶部向定子4的轴向突出而配置过渡线4132，所以与第四实施例相比可以进一步缩短定子4的轴向长度。且，若改进成形方法，则过渡线4132也可由与环绕部分的线圈4131相连续的线构成。且，成形为螺旋状的部分可以在线圈插入部一侧、即定子铁心412的内周侧形成为螺旋状，也可以在定子铁心412的内周侧及外周侧的双方形成为螺旋状。

以上，对各实施例的作用效果进行了说明，在本发明中也可以采用其他的各种结构。例如，上述实施例采用了线圈的截面形状为近似矩形的扁线，但是即使不是完全的矩形也可以，例如，在最后压入狭缝内时，各边不是直线而是变形的曲线也可以。另外，线圈的截面形状也可以采用近似圆形、近似椭圆形、除四边以外的近似多边形，在采用矩形的情况下，可以采用截面为近似正方形的，也可以采用在定子铁心的法线方向短、径向长的近似长方形。

另外，上述实施例虽然以旋转电机为例，对感应电动机进行了说明，但是也适用于在转子的周方向具有永久磁铁的磁铁式同步电动机。在采用这种磁铁式同步电动机的情况下，考虑采用在转子表面配置有多个磁铁，用非磁性体的环等固定的表面磁铁式转子，或者考虑采用在转子的内周侧的周方向多处形成沿轴向延伸的孔，在该孔内内置磁铁的内置磁铁式转子。进而，在作为车辆用交流发电机使用的情况下，也可以使用在内部卷绕有励磁线圈的朗德尔型转子。

另外，上述实施例中虽然用层叠钢板构成定子铁心及转子中的磁性体部，但也可以采用对在表面实施了绝缘被覆的铁粉进行压缩而加固的压粉铁心。另外，定子铁心也可以采用固定多个部件构成的分割式定子铁心。

另外，在上述实施例中，虽然用铝制作导体杆及短路环，但也可以用铜。如果用铜制作导体杆及短路环，与用铝制作相比，可以降低电阻，因此可以提高电动机的效率。

另外，在上述实施例中，定子铁心的狭缝数是48，但也可以根据规格改变狭缝数。在这种改变狭缝数的情况下，也必须改变线圈的环绕部分的配置。

另外，在上述实施例中，虽然由一对一对的连续线相邻地构成线圈的环绕部分，但如果即使连接部位增加也没关系，在插入到定子铁心后可以通过焊接等进行连接。且线圈的相邻的环绕部分也可以不是各2个，呈漩涡状环绕的周数也可以对应于规格而自由设定。

另外，在上述实施例中，因为线圈使用自熔融线来固定，但也可以采用粘接剂、胶带等其他的部件进行固定。且根据不同的成形方法，也可以在不固定的状态下进行成形。

另外，在上述实施例中，在将线圈与绝缘纸一体固定后插入定子铁心的狭缝内，但是也可以在各狭缝内已配置了绝缘纸之后插入线圈。在这种情况下，若使绝缘纸从狭缝的内周侧开口以扩展的方式突出，则可以使线圈容易插入。

另外，在上述实施例中，狭缝设置成开口狭缝，但是也可以构成为使各齿的内周端沿周方向延伸。且，在开口狭缝的情况下，虽然设置有保持部件，但也可以用树脂等对齿的内周端进行模制来构成保持部件。

另外，在上述实施例中，虽然将线圈的环绕部分以近似龟甲形状插入到定子铁心中，但是不形成为龟甲形状也可，例如构成为大的椭圆形状也可以。

上述定子绕组不仅适用于感应电动机，也适用于永久磁铁旋转电机，结合图28至图32，对使用上述定子绕组的永久磁铁旋转电机进行说明。图28是永久磁铁旋转电机200的截面图。图29是图28表示的定子230及转子250的A—A截面。该图中省略了机壳212及轴218。

机壳212的内部保持有定子230，定子230具有定子铁心232及上述的定子绕组238。相对于定子铁心232，隔着空隙222配置具有永久磁铁254的转子250。机壳212在轴218的旋转轴方向的两侧分别具有尾端托座214，具有所述转子铁心252的轴218旋转自如地被轴承216保持于各尾端托座214。

在轴218上设置有检测转子的极的位置的转子位置传感器224、及检测转子的旋转速度的旋转速度传感器226。根据这些传感器的输出来控制向定子绕组供给的三相交流电。

结合图29对图28中表示的定子230及转子250的具体构造进行说明。定子230具有定子铁心232，定子铁心232与上述构造一样在周方向均匀地设置有多个狭缝234和齿236，狭缝234具有上述构造的定子绕组238。如图29所示，本实施例中定子铁心的狭缝数是48，但是并不限于此。

在转子铁心252上设置有插入永久磁铁254及256的永久磁铁插入孔，在上述永久磁铁插入孔中插入永久磁铁254及256。永久磁铁254及256的磁化方向为，磁铁的定子侧面为成为N极或者S极的方向，转子的每极磁化方向反转。

图29所示的实施方式中，永久磁铁254及256作为转子250的一个极起作用。具备永久磁铁254及256的转子250的极在转子250的周方向上等间隔配置，该实施方式中是8极。但是不是固定在8极，从10极到30极，可根据不同情况也可以是更多极，根据旋转电机要求的输出等条件来确定极数。另外，如果极数变多，则磁铁数增大，作业性下降。根据不同情况也可以是8极以下。作为转子250的各极而作用的永久磁铁254及256的定子侧存在的转子铁心的部分，作为磁极片280起作用，出入永久磁铁254及256的磁力线通过该磁极片280，出入定子铁心232。

如上所述，作为转子250的极而作用的永久磁铁254及256，每极被磁化成相反方向，若某极的磁铁254及256以在定子侧是N极、在轴侧是S极的方式被磁化，则作为在该极两侧相邻的极起作用的永久磁铁254和256以定子侧是S极、轴侧是N极的方式被磁化。在转子250的极与极间设置有分别作为辅助磁极290起作用的部分，由于通过该等辅助磁极290的q轴磁通和通过磁铁的d轴磁通的磁回路的磁阻的差，产生磁阻转矩。在各辅助磁极290和各磁极片280间分别设置有桥部282和284，在该桥部282和284通过磁空隙262和264减小磁回路的截面面积。由此，在各桥部282和284产生磁饱和现象，从而将通过磁极片280和辅助磁极290间的、即通过桥部282和284的磁通量控制在规定值以下。

在图28及图29的旋转电机中，根据转子的上述旋转速度传感器226及上述转子位置传感器224的输出，控制图24中记载的逆变器装置的转换动作，控制将从二次电池612供给的直流电转换为三相交流电的动作。该三相交流电被供给到如图28及图29所示的定子绕组238，根据上述旋转速度传感器226的检测值控制三相交流电的频率，根据上述转子位置传感器224的检测值控制上述三相交流电相对于转子的相位。

通过上述三相交流电在定子230产生基于上述相位和频率的旋转磁场。定子230的旋转磁场作用于转子250的永久磁铁254和256，在转子250产生基于永久磁铁254和256的磁铁转矩。另外，上述旋转磁场作用于转子250的辅助磁极290，根据通过上述旋转磁场的磁铁254及256的磁回路和通过辅助磁极290的磁回路的磁阻的差，在转子250产生磁阻转矩。转子250的旋转转矩，根据基于上述永久磁铁的磁转矩和基于上述辅助磁极的磁阻转矩这两个转矩来确定。

上述磁阻转矩，由定子绕组产生的旋转磁场通过磁铁的磁阻与通过上述辅助磁极290的磁阻的差产生，所以如图24所示的逆变器装置620，将由定子绕组238产生的电枢磁动势的合成矢量控制在相比于辅助磁极的中心位置更靠向旋转方向的前进方向的一侧，由转子相对于辅助磁极290的旋转磁通的前进一侧的相位产生磁阻转矩。

该磁阻转矩在旋转电机的起动状态或低速运转状态下，因为在转子250产生与永久磁铁254和256引起的磁铁转矩合成的方向上的旋转转矩，所以在磁铁转矩和磁阻转矩的合成转矩的作用下，可以产生旋转电机必须产生的必要的转矩。因此，可以减小与磁阻转矩相当的转矩部分、磁铁转矩的产生，可以降低永久磁铁的磁动势。通过降低永久磁铁的磁动势，可以控制在旋转电机高速运转时由永久磁铁产生的感应电压，使容易向高速运转时的旋转电机供给电力。进而通过增大磁阻转矩具有可以减少磁铁量的效果。由于希土类永久磁铁价格昂贵，所以能够减少磁铁的使用量在经济的观点上也令人满意。

上述定子绕组可适用于感应型旋转电机或永久磁铁型旋转电机，使用这样的旋转电机，可使生产容易进行，且可提高旋转电机的可靠性。另外，通过在狭缝的周方向设置一个导体，由此在可以降低转矩脉动的同时也可以使旋转电机的生产率提高。上述实施例可以用连续的导体生产多周环绕的线圈，可以得到连接点少，生产效率高的旋转电机。

Claims

1.一种车载用旋转电机，其特征在于：

具有定子和在定子的内侧设置的可以旋转的转子，

所述定子具有在全周等间隔地设有狭缝的定子铁芯和配置在所述狭缝内的定子绕组，

所述定子绕组具有通过所述狭缝中的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝而卷绕多圈的线圈和连接所述线圈的过渡线，并且所述线圈配置在定子铁芯的全周，

所述线圈在所述第一狭缝中被配置在其转子一侧，在所述第二狭缝中被配置在其内侧，并且所述线圈在所述狭缝的转子一侧和内侧的移动构成线圈末端的形状，

所述配置在全周的线圈被配置成在其线圈末端前期移动的方向为大致相同的方向，

所述线圈由配置在线圈末端的外侧的过渡线连接，

至少所述线圈是由连续的导体成形为线圈状，

一对卷绕线圈中一个卷绕线圈所通过的两个狭缝和另一个卷绕线圈所通过的另两个狭缝相邻，各个线圈通过的两个狭缝间的间隔相等，每个卷绕线圈形成一个环绕部分，由一对卷绕多周的线圈形成一对环绕部分，所述一对卷绕多周的线圈的内周侧的导体彼此由线圈间连接线连接，由所述定子绕组的所有卷绕多周的线圈形成多对环绕部分，各对卷绕多周的线圈间由过渡线连接，

所述线圈间连接线在所述线圈末端的下方且在所述线圈的内侧彼此连续，

所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，

所述定子绕组具有连续形成的一对环绕部分，所述一对环绕部分中第一环绕部分的所述线圈向内周侧缠绕为漩涡状，第二环绕部分的所述线圈向外周侧缠绕为漩涡状，所述第一环绕部分的内周侧的导体和所述第二环绕部分的内周侧的导体连接。

2.如权利要求1所述的车载用旋转电机，其特征在于：

所述线圈是扁线。

3.如权利要求1所述的车载用旋转电机，其特征在于：

在所述狭缝中，在径向的转子一侧和内侧分别配置构成线圈的多个导体，同时所述导体在狭缝的周方向排成一列。

4.一种车载用旋转电机，其特征在于：

具有定子和在定子的内侧设置的可以旋转的转子，

所述定子绕组具有：通过所述狭缝中的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝而卷绕多圈的第一线圈；通过与所述一个狭缝和所述另一个狭缝分别相邻的一个狭缝和另一个狭缝这两个狭缝卷绕多圈的第二线圈；将所述第一线圈和所述第二线圈串联连接的线圈间连接线；以及用于连接所述串联连接的线圈的过渡线，并且所述线圈设置在定子铁芯的全周，

所述线圈由配置在线圈末端的外侧的过渡线连接，

至少所述第一线圈和所述第二线圈是由连续的导体成形为线圈状，

所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，

5.如权利要求4所述的车载用旋转电机，其特征在于：

所述线圈是扁线。

6.一种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的旋转自如的转子，其特征在于：

所述定子由定子铁芯和线圈构成，所述定子铁芯在周方向设有多个狭缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈通过重叠卷绕的方式卷绕在各个所述狭缝内，

该线圈中的至少重叠卷绕的环绕部分由连续线构成，并被卷绕成在线圈末端跨过所述狭缝的内周侧和外周侧，

所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，所述定子绕组具有连续形成的一对环绕部分，所述一对环绕部分中第一环绕部分的所述线圈向内周侧缠绕为漩涡状，第二环绕部分的所述线圈向外周侧缠绕为漩涡状，所述第一环绕部分的内周侧的导体和所述第二环绕部分的内周侧的导体连接。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈是扁线。

8.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈的截面呈近似矩形形状。

9.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈的截面是在所述定子铁芯的法线方向长、径向短的近似长方形。

10.如权利要求9所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈由多个相构成，

同相的所述环绕部分遍及多处地安装于周方向上分开的所述狭缝，并由过渡线连结。

11.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线与同相的各个所述线圈连续。

12.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线构成为在各个所述环绕部分的一端加长，该加长了的所述环绕部分的一端与其他的所述环绕部分的另一端连接。

13.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线只设置在定子的轴向一端侧。

14.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线以跨过所述定子铁芯的外周侧和内周侧的方式设置成近似漩涡状。

15.如权利要求14所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线被设置成位于定子的轴向大致同一面上。

16.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线从所述环绕部分的所述狭缝的底部一侧跨过所述线圈插入部一侧设置。

17.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于：

所述过渡线在所述环绕部分的所述狭缝的底部一侧，以及/或者，在所述线圈插入部侧形成为螺旋状。

18.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈的狭缝插入部分固定有绝缘部件。

19.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈的环绕部分成形为近似龟甲形状。

20.一种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的旋转自如的转子，其特征在于；

所述定子由定子铁芯和多个相的线圈构成，所述定子铁芯在周方向设有多个狭缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述多个相的线圈以环绕方式卷绕在周方向上分开两个以上的所述狭缝内，

该线圈由截面为近似四边形的扁线构成，所述线圈中的所述环绕部分通过连续的同相的线圈邻接且设有多个，这些所述环绕部分分别被安装于相邻的所述狭缝，并被卷绕成在线圈末端跨过所述狭缝的内周侧和外周侧，

所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，

21.如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于：

同相的线圈中的多个所述环绕部分由在外周和内周呈漩涡状卷绕的两个环绕部分构成，各个环绕部分在内周侧的末端连续。

22.如权利要求21所述的旋转电机，其特征在于：

同相的两个所述环绕部分遍及多处地设置于在周方向上分开的所述狭缝，它们通过过渡线连结，所述过渡线通过将被引出向所述环绕部分外周侧的末端彼此连接而构成。

23.一种旋转电机，具有形成为环状的定子和在该定子的内周侧设置的旋转自如的转子，其特征在于：

所述定子由定子铁芯和线圈构成，所述定子铁芯在周方向设有多个狭缝，所述狭缝在内周侧具有线圈插入部，所述线圈以环绕方式卷绕在周方向上分开两个以上的所述狭缝内，

该线圈中的至少所述环绕部分由连续线构成，并被卷绕成在线圈末端跨过所述狭缝的内周侧和外周侧，并且从所述定子铁芯的狭缝内向连续方向延伸的延出部，向所述狭缝的轴向两端侧延伸出，

所述过渡线在所述线圈的外侧彼此连续，

24.如权利要求23所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈是扁线。

25.如权利要求23所述的旋转电机，其特征在于：

所述狭缝中的所述线圈插入部是开口狭缝，其周方向宽度与所述狭缝中的安装所述线圈的部分的周方向宽度大致相同，或者在安装所述线圈的部分的周方向宽度以上。

26.如权利要求23所述的旋转电机，其特征在于：

在所述狭缝中的所述线圈插入部的内周侧，安装有阻止所述线圈向内周侧移动的保持部件。

27.如权利要求23所述的旋转电机，其特征在于：

所述线圈的至少环绕部分将各个线材彼此一体固定。