CN101405928A - 旋转电机的定子、定子所使用的部件、以及旋转电机的定子的制造方法 - Google Patents

Abstract

定子包括：定子铁心(102)，在与旋转电机的旋转轴平行的方向上具有多个槽(106)；以及线圈板层积体，通过至少在单面侧附着有绝缘膜的I字形状的多片线圈板在径向上层积而形成。线圈板层积体的多片线圈板按照绝缘膜介于各线圈板之间的方式插入到树脂绝缘体的内侧并被该树脂绝缘体一体地保持，所述树脂绝缘体被插入到槽(106)中。树脂绝缘体一体地保持同一个槽中的多相线圈板层积体。

Description

旋转电机的定子、定子所使用的部件、以及旋转电机的定子的制造方法

技术领域

本发明涉及旋转电机的定子、定子所使用的部件、以及旋转电机的定子的制造方法，特别涉及具有改善绝缘性和生产率的结构的定子、定子所使用的部件、以及定子的制造方法。

背景技术

以往，在由定子和转子构成的旋转电机的定子中，公开了将一体状的层积线圈插入到设置在定子铁心上的多个齿之间的槽中而形成的定子。例如，一体状的层积线圈是通过对层积了多个直线状的薄板状导体而形成的两组线圈层积体进行树脂模制成形而一体地形成的。通过按照接近于与旋转轴正交的方向上的槽的截面积的方式层积薄板状导体，可以提高线圈占有的截面积相对于槽的截面积的面积比(以下，称为填充系数)。关于这样的旋转电机的定子的结构，有以下公报所公开的技术。

例如，日本专利文献特开2001-178053号公报公开了通过缩短线圈末端(end)部的长度而实现了小型化并提高了作业性的旋转电机的定子。该旋转电机的定子包括定子铁心和安装在形成于该定子铁心的齿部与齿部之间的多个槽中的定子线圈。定子线圈通过用绝缘树脂对被层积了的两组直线状的薄板状导体进行一体模制成形而形成。定子线圈由层积线圈片和第一及第二连接线圈片构成，所述层积线圈片在导体的两个端部形成有连接端部，所述第一及第二连接线圈片通过用绝缘树脂对层积在一起的薄板状导体进行一体模制成形而形成。夹持齿部并分别插入到定子铁心的多个槽内的层积线圈片的薄板状导体的一侧的端部按照夹持齿部的方式通过第一连接线圈片的薄板状导体而连接。另一侧的端部按照夹持齿部并将在定子铁心的半径方向上层积了的薄板状导体在半径方向上逐个地错开的方式通过第二连接线圈的薄板状导体而连接。定子的特征在于定子线圈被如上地卷绕在齿部上。

根据该公报所公开的旋转电机的定子，能够缩短线圈末端部的长度而实现小型化，并且提高了作业性。

但是，在上述公报所公开的旋转电机的定子中，如果要进一步提高填充系数，则存在着无法充分地确保绝缘性能的问题。上述公报所公开的定子线圈是薄板状导体在具有间隙的情况下被层积在一起之后通过树脂的填充来进行一体模制成形而形成的。因此，如果为了提高填充系数而进一步减小间隙的话，则有可能无法使具有一定粘性的树脂填充到间隙中。

并且，在对层积在一起的线圈进行一体模制成形的情况下，如果减小薄板状导体的间隙，则有时需要切除在树脂成形时溢出的树脂等修正作业。这是因为：例如在对层积在一起的线圈进行一体模制成形的情况下，覆盖住线圈的端部并对端部以外的部分进行模制成形，但是间隙越小，树脂从覆盖部件溢出的可能性越高。因此，存在着作业性恶化的问题。

并且，薄板状导体之间通过焊接使母材熔化而接合。薄板状导体由铜等热传导率高的材质形成。因此，接合部需要被加热高温(约1000℃左右)来进行焊接。如果接合部成为高温，则树脂等绝缘部件有时会由于从薄板状导体传递过来的焊接时产生的热量而熔融、劣化。不存在能够进行模制成形并在高温下也不熔融的低价的有机材料，无法避免绝缘性能恶化的问题。

另外，如果为了防止绝缘部件的熔融而使用焊锡等接合时的加热温度(约350℃左右)低的接合材料，则有可能由于旋转电机工作时产生的热量(约200℃左右)而使接合材料的接合强度恶化。这是因为：一般低熔点材料与铜的相互扩散快，会生成脆的金属间化合物。

另外，在上述公报所公开的旋转电机的定子中，在一体模制成形后通过对线圈的端部进行切削加工来形成连接端子，因此有可能会由于在切削加工中产生的毛刺或加工粉屑而损坏绝缘性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘的旋转电机的定子、定子所使用的部件、以及定子的制造方法。本发明的另一目的在于提供一种抑制了作业性恶化的旋转电机的定子以及定子的制造方法。本发明的其他目的在于提供一种抑制了由于接合时产生的热量而引起的绝缘性能的恶化的旋转电机的定子以及定子的制造方法。

本发明的一个方面的定子所使用的部件包括至少在单面侧附着有第一绝缘部件的I字形状的线圈板。部件通过层积插入到定子铁心的同一个槽内的多片线圈板并用第二绝缘部件来保持该被层积了的多片线圈板而形成。

根据本发明，定子所使用的部件(例如，线圈子组件)通过层积插入到定子铁心的同一个槽内的多片线圈板并用第二绝缘部件来保持该被层积了的多片线圈板而形成。例如，如果使至少附着在线圈板的单面侧的第一绝缘部件的厚度大于等于能够确保线圈板之间的绝缘的距离，则通过第一绝缘部件介于各线圈板之间，能够可靠地确保线圈板之间的绝缘性能。因此，如果在确保了绝缘性的情况下尽可能地减小第一绝缘部件的厚度，则能够在绝缘性不恶化的情况下提高填充系数。因此，可以提供一种能够兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘的、旋转电机的定子所使用的部件。

本发明的另一方面的定子是包括转子和定子的旋转电机的的定子。该定子包括：定子铁心，在与旋转电机的旋转轴平行的方向上具有多个槽；以及线圈板层积体，通过至少在单面侧附着有第一绝缘部件的I字形状的多片线圈板在径向上层积而形成。线圈板层积体的多片线圈板按照第一绝缘部件介于各线圈板之间的方式插入到第二绝缘部件的内侧并被该第二绝缘部件一体地保持，所述第二绝缘部件被插入到槽中。第二绝缘部件一体地保持同一个槽中的多相线圈板层积体。

根据本发明，至少在单面侧附着有第一绝缘部件(例如，绝缘膜)的I字形状的多片线圈板按照第一绝缘部件介于各线圈板之间的方式被层积。被层积了的多片线圈板被第二绝缘部件一体地保持。第二绝缘部件一体地保持同一个槽中的多相线圈板层积体。例如，如果使第一绝缘部件的厚度大于等于能够确保线圈板之间的绝缘的距离，则通过第一绝缘部件介于各线圈板之间，能够可靠地确保线圈板之间的绝缘性能。因此，如果在确保了绝缘性的情况下尽可能地减小第一绝缘部件的厚度，则能够在绝缘性不恶化的情况下提高填充系数。因此，可以提供一种能够兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘的旋转电机的定子。另外，通过将线圈板插入到第二绝缘部件的内侧，能够一体地保持被层积了的线圈板，并且能够使线圈板与定子铁心绝缘。因此，与通过树脂对被层积了的线圈板进行一体模制成形的情况相比，无需切除溢出的树脂等修正作业。因此，能够提供一种抑制了作业性的恶化的旋转电机的定子。另外，线圈板层积体被第二绝缘部件一体地保持。因此，能够在第二绝缘部件插入到槽中之前检查被层积了的线圈板之间的绝缘状态。由此，提高了匝间的绝缘的可靠性。并且，第二绝缘部件一体地保持同一个槽内的多相线圈板层积体。因此，能够在第二绝缘部件插入到槽中之前检查线圈板层积体之间的绝缘状态。由此，提高了相间的绝缘的可靠性。并且，能够在第二绝缘部件插入到槽中之前检查第二绝缘部件的绝缘性能。由此，提高了线圈板一定子铁心之间的绝缘的可靠性。另外，由于能够在组装到定子铁心上之前检查被第二绝缘部件保持的线圈板层积体的绝缘状态，因此提高了作业性。并且，线圈板例如通过剪切加工等形成为I字形状，因此提高了成品率。并且，在组装到定子铁心上之后不需要对线圈端部进行切削加工，因此能够抑制由毛刺或加工粉屑引起的绝缘的损伤。

优选的是：定子还包括连接插入到不同的槽中的线圈板层积体的连接部件。线圈板与连接部件之间使用浆状的接合材料来接合，所述接合材料包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂。

根据本发明，线圈板的端部与连接部件(例如，搭接部件和汇流条)之间的接合部分使用包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂的浆状的接合材料来接合。对于该接合材料来说，当作为保护层的有机物由于加热而分解后，金属纳米粒子在低温下开始烧结。因此，能够使烧结温度比绝缘材料的熔融温度低。另一方面，在烧结后，金属纳米粒子成为金属结合状态，在成为金属和线圈板的材质的共晶温度(例如，如果是银和铜的话则约为1000℃左右)附近之前不会熔融。当使用这样的接合材料来接合接合部分时，接合时的温度比绝缘材料的熔融温度低，因此能够抑制绝缘部件的绝缘性能的恶化。另外，在接合后，接合部分的熔融温度远远高于旋转电机工作时产生的热量，因此能够抑制接合强度的恶化。因而，能够提供一种抑制了由于接合时产生的热量而引起的绝缘性能的恶化的旋转电机的定子。

进一步优选的是：接合材料在比定子所使用的绝缘材料的熔融温度低的温度下烧结。

根据本发明，接合材料在比定子所使用的绝缘材料的熔融温度低的温度下烧结，因此在接合时定子不会被加热到绝缘材料熔融。因此，能够抑制由于接合时产生的热量而引起的绝缘性能的恶化。

进一步优选的是：金属纳米粒子是金、银、铜、以及铂中的某种金属的纳米粒子。

根据本发明，通过使用包含金、银、铜、以及铂中的某种金属的纳米粒子的浆状的接合部件，在接合时定子不会被加热到绝缘材料熔融。因此，能够抑制接合时的绝缘性能的恶化。

进一步优选的是：第一绝缘部件是绝缘膜或绝缘涂装的涂装膜。

根据本发明，当按照绝缘膜或绝缘涂装的涂装膜介于线圈板之间的方式层积时，能够通过绝缘膜或涂装膜而可靠地使线圈板之间绝缘。另外，通过尽可能地减小绝缘膜和涂装膜的厚度，从而能够兼顾绝缘性能和填充系数。

进一步优选的是：第二绝缘部件与槽的内壁面抵接，具有在与旋转轴平行的方向上贯穿的中空的形状，并且由树脂形成为预定的形状。

根据本发明，第二绝缘部件与槽的内壁面抵接，具有在与旋转轴平行的方向上贯穿的中空的形状。由于I字形状的线圈板插入到第二绝缘部件的内侧，因此能够通过第二绝缘部件而可靠地使线圈板与定子铁心之间绝缘。另外，当作为接合材料而使用金属纳米粒子浆料时，在接合时不需要加热到高温，因此能够使用成形性好的树脂等。

进一步优选的是：线圈板层积体包括在径向上层积的多片线圈板。

根据本发明，在高负荷时，有时会产生在周向上横穿槽内的漏磁通。通过在径向上层积线圈板，能够使线圈板的宽度方向与漏磁通的方向近似平行。因此，能够抑制涡电流的产生。因此，能够抑制由于涡电流的产生而导致的损失。

进一步优选的是：线圈板层积体包括按照线圈板的宽度方向与槽内的周向的壁面正交的方式层积的多片线圈板。

根据本发明，在高负荷时，有时会产生在周向上横穿槽内的漏磁通。通过按照线圈板的宽度方向与槽内的周向的壁面正交的方式层积线圈板，能够使线圈板的宽度方向与漏磁通的方向近似平行。因此，能够抑制涡电流的产生。因此，能够抑制由于涡电流的产生而导致的损失。

本发明的其他方面的定子的制造方法是包括转子和定子的旋转电机的定子的制造方法。定子包括在与旋转电机的旋转轴平行的方向上具有多个槽的定子铁心。该定子的制造方法包括以下步骤：加工步骤，将导体平板加工成至少单面侧附着有第一绝缘部件、两个端部的接合面附着有浆状的接合材料的I字形状的线圈板，接合材料包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂；将I字形状的线圈板插入到具有中空形状的第二绝缘部件的内侧，按照第一绝缘部件介于各线圈板之间的方式在径向上层积多片I字形状的线圈板；将一体地保持层积了多片线圈板的线圈板层积体的第二绝缘部件插入到槽中；组装连接插入到不同的槽中的线圈板层积体的连接部件；以及接合步骤，在预定的时间内对线圈板与连接部件的抵接部分进行加压、加热而使其接合。

根据本发明，在加工步骤中，导体平板被加工成至少单面侧附着有第一绝缘部件、两个端部的接合面附着有浆状的接合材料的I字形状的线圈板，该接合材料包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂。I字形状的线圈板按照第一绝缘部件介于各线圈板之间的方式被层积。被层积了的多片线圈板被第二绝缘部件保持。例如，如果使第一绝缘部件的厚度大于等于能够确保线圈板之间的绝缘的距离，则能够通过第一绝缘部件介于各线圈板之间而可靠地确保线圈板之间的绝缘性能。因此，如果在确保了绝缘性的情况下尽可能地减小第一绝缘部件的厚度，则能够在绝缘性能不恶化的情况下提高填充系数。因此，可以提供一种能够兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘的旋转电机的定子的制造方法。并且，通过将线圈板插入到第二绝缘部件的内侧，能够通过第二绝缘部件介于线圈板与定子铁心之间而使线圈板与定子铁心之间绝缘。另外，由于被层积了的线圈板被一体地保持，因此与通过树脂对被层积了的线圈板进行一体模制成形的情况相比，不需要切除溢出的树脂等修正作业。因此，能够提供一种抑制了作业性的恶化的旋转电机的定子的制造方法。并且，线圈板的端部与连接部件(例如，搭接部件和汇流条)之间的接合部分使用包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂的浆状的接合材料来接合。对于该接合材料来说，当作为保护层的有机物由于加热而分解后，金属纳米粒子在低温下开始烧结。因此，能够使烧结温度比绝缘材料的熔融温度低。另一方面，在烧结后，金属纳米粒子成为金属结合状态，在金属和线圈板的材质的共晶温度(例如，如果是银和铜的共晶温度的话则约为1000℃左右)附近之前不会熔融。当使用这样的接合材料来接合接合部分时，接合时的温度比绝缘材料的熔融温度低，因此能够抑制绝缘部件的绝缘性能的恶化。并且，在接合后，接合部分的熔融温度远远高于旋转电机工作时产生的热量，因此能够抑制接合强度的恶化。因而，能够提供一种抑制了由于接合时产生的热量而引起的绝缘性能的恶化的旋转电机的定子。并且，在组装到定子铁心上之后不需要对线圈端部进行切削加工，因此能够抑制由毛刺或加工粉屑引起的绝缘的损伤。

优选的是：加工步骤包括在接合材料附着后使接合材料硬化到成为无粘性状态的步骤。

根据本发明，在接合材料(例如，银纳米粒子浆料)附着到线圈板上后使接合材料硬化到成为无粘性的状态。因此，接合材料的表面成为干燥状态，因而能够抑制异物附着在线圈板的两个端部的接合材料上。特别是，通过接合材料的表面成为干燥状态，接合材料无法从附着位置流动。由此，即使在线圈板的加工工序的中间阶段，在部件连续地连接在一起的状态下附着了接合材料，在后面的工序中接合材料也不会流动而脱离预定的涂布范围，并且异物也不会附着到接合材料上。因此，与在组装到定子铁心上之后使接合材料附着到线圈板上的情况相比，能够减少作业时间。即，能够减少定子的生产时间。另外，由于接合材料能够在线圈板的加工工序的中间阶段就附着在线圈板上，因此容易管理所附着的接合材料的附着范围、量、膜厚等与接合相关的状态量。因此，能够抑制这些状态量的偏差。

进一步优选的是，接合步骤包括加热到比定子所使用的绝缘材料的熔融温度低的预定温度的步骤。

根据本发明，定子被加热到比定子所使用的绝缘材料的熔融温度低的预定温度。由此，绝缘材料不会由于接合时产生的热量而被加热到熔融，因此能够抑制绝缘性能的恶化。

进一步优选的是：通过本发明的定子的制造方法来制造旋转电机的定子。

根据本发明，通过定子的制造方法，可以制造一种能够兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘并在抑制了作业性的恶化的同时抑制了由于接合时产生的热量而引起的绝缘性能的恶化的旋转电机的定子。

附图说明

图1是本实施例的定子的立体图；

图2是表示本实施例的定子的制造方法的程序的流程图；

图3是线圈板(coil plate)的立体图；

图4是表示线圈板层积体的组装过程的图；

图5是线圈子组件(sub assembly)的立体图；

图6是以图5的箭头A为视点的线圈子组件的外观图；

图7是表示将线圈子组件组装到定子铁心上的过程的图；

图8是组装到定子铁心上之后的线圈子组件的立体图；

图9是表示将搭接部件层积体组装到线圈子组件上的过程的图；

图10A和图10B是搭接部件的立体图；

图11A和图11B是示意性地表示线圈板与搭接部件的接合部分的图；

图12是表示将汇流条组装到线圈子组件上的过程的图；

图13是表示将端子部件组装到线圈子组件上的过程的图；

图14是接合前的定子的立体图；

图15是表示向线圈子组件加压的加压方向的图；

图16是进行了树脂模制(molding)处理的定子的立体图；

图17是表示向旋转电机供应了交流电时产生的磁通线的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。在以下的说明中，对相同的部件标注相同的标号。这些部件的名称和功能也相同。因此，不重复对这些部件的详细的说明。

本实施例的定子是包括定子和由永久磁铁形成的转子的旋转电机的定子。在本实施例中，定子是极数为21的三相交流同步旋转电机的定子，但是本发明适用于卷绕有线圈的定子，并不特别限定于极数为21，并且也不限定于三相交流同步旋转电机的定子。

如图1所示，定子100包括定子铁心102，线圈子组件108，作为搭接部件的层积体110、112，以及汇流条114。

定子铁心102形成为中空的圆筒形状。在定子铁心102上，在与旋转轴平行的方向上贯穿的槽106沿定子铁心102的周向形成有预定的个数。并且，在定子铁心102的槽106之间，齿104以与旋转轴的轴中心相对的方式形成有预定的个数。预定的个数与极数相对应，在本实施例中，槽106和齿104分别形成有21个。另外，在本实施例中，定子铁心102是通过层积多个电磁钢板而形成的。

线圈子组件108插入到形成在定子铁心102上的槽106中。线圈子组件108是两组线圈板层积体(未图示)被树脂绝缘体(未图示)一体地保持而构成的。线圈板层积体通过多片I字形状的线圈板在径向上层积而形成。另外，线圈板层积体从定子铁心102的背轭(back yoke)侧向轴中心侧层积即可，并不特别限定于在径向上进行层积。例如，线圈板层积体也可以通过多片I字形状的线圈板按照线圈板的宽度方向与槽内的齿壁面正交的方式层积而构成。

另外，在本实施例中，线圈子组件108通过两组不同的相的线圈板层积体被树脂绝缘体一体地保持而构成，但是并不特别限定于两组，例如也可以通过一组线圈板层积体被树脂绝缘体一体地保持而构成。

在定子铁心102的圆筒形状的外周面上形成有向径向外侧突出的突出部128、130、132。在突出部128、130、132上分别形成有在旋转轴方向上贯穿的通孔。定子铁心102通过插入到通孔中的螺栓的紧固而被固定在旋转电机的框体上。

插入到齿104的两侧的槽中的两个线圈子组件108中的、与同一个齿相邻的线圈板层积体相互通过搭接部件的层积体110、112而连接。搭接部件的层积体110组装在齿104的图1的纸面的上方侧。搭接部件的层积体112组装在齿104的图1的纸面的下方侧。线圈末端由搭接部件的层积体110、112形成。

搭接部件的层积体110、112分别通过层积多片搭接部件而构成。搭接部件将构成位于齿104的两侧(即，插入到不同的槽中)的两个线圈板层积体的线圈板的端部连接起来。

通过将搭接部件的层积体110、112组装到位于齿104的两侧的两个线圈板层积体上，形成为预定匝数(在本实施例中为14匝)的线圈以螺旋状卷绕在齿104上的状态。另外，卷绕在各齿上的线圈的卷绕方向全部为相同的方向。

此时，卷绕在齿104上的14匝的线圈的端部是位于最靠近轴中心的一侧并且未与搭接部件连接的线圈板的端部、以及位于最远离轴中心的一侧并且未与搭接部件连接的线圈板的端部。

在这些端部上分别连接有汇流条114的一端。汇流条114的另一端与卷绕在其他齿上的同一相的线圈(即，插入到不同的槽中的线圈板层积体)的端部连接。这样一来，定子铁心102成为了与U相、V相、以及W相等各相相对应的14匝的线圈卷绕在各齿上的状态。

在各相的线圈的端部设置有端子部件116～126。这里，端子部件116和端子部件122与U相的线圈的端部对应，端子部件118和端子部件124与V相的线圈的端部对应，端子部件120和端子部件126与W相的线圈的端部对应。

以下，使用图2的流程图来详细地说明本实施例的定子100的制造方法的程序。

在步骤(以下，将步骤记为S)100中，通过冲压加工来形成I字形状的线圈板。

如图3所示，线圈板136通过在冲压工序中加工铜轧制材料的金属平板而形成为I字形状。线圈板136例如通过剪切加工而被加工成I字形状。由于线圈板136的材质使用铜，因此具有高的热传导率而能够提高线圈板136的散热性。另外，铜的内部电阻低，因而作为导体的传导率也高。因此，也可以减少提高了电流密度时的发热。

另外，在线圈板136的两个端部形成具有接合面的台阶。在本实施例中，具有接合面的台阶例如通过切削加工等而形成。另外，在线圈板136的接合面上，在预定的涂布范围134内涂布接合材料。在本实施例中，接合材料是包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂的浆状的接合材料(以下，称为金属纳米粒子浆料)。金属纳米粒子例如是金、银、铜、以及铂中的某种金属的纳米粒子，在本实施例中，例如使用包含被有机物包覆的银纳米粒子和有机溶剂的浆状的接合材料(以下，称为银纳米粒子浆料)。对于银纳米粒子浆料来说，当作为保护层的有机物由于加热而分解了时，银纳米粒子在低温下开始烧结。因此，烧结温度低至约260℃左右，比PPS(聚苯硫醚)等绝缘材料的熔融温度低。另一方面，在烧结后，银纳米粒子成为金属结合状态，在达到金属银和作为线圈板的材质的铜的共晶温度(约1000度左右)附近之前不会熔融。另外，关于包含金属纳米粒子的接合材料，由于是公知的技术，因此不进行详细的说明。

附着在接合面上的银纳米粒子浆料被干燥成无粘性(tack free)状态。由此，附着在接合面上的银纳米粒子浆料的表面硬化，流动受到抑制。

并且，在线圈板136的至少单面侧附着有绝缘膜。另外，也可以代替绝缘膜而附着有绝缘涂装的涂装膜。绝缘膜具有能够确保线圈板之间的绝缘的厚度即可，对其材质等无特殊的限定，例如为聚酰亚胺膜。绝缘膜贴附在线圈板136的厚度方向上的相对的两个面之中的至少一个面上。在本实施例中，绝缘膜按照完全覆盖未形成接合面的一侧的面的方式贴附在线圈板136上。

并且，包括线圈板的厚度和宽度在内的截面形状形成为与层积在一起时的线圈板的位置相对应的尺寸。

更具体地说，越是靠近定子铁心102的背轭侧的线圈板，宽度越大，厚度越小。通过这样根据层积在一起时的线圈板的位置来改变截面形状，可以自由地设定插入到槽中的线圈板层积体的截面形状。即，通过使线圈板层积体的截面形状的面积接近于槽的截面形状的面积，可以提高填充系数。

返回到图2，在S102中，层积I字形状的线圈板，将线圈子组件108组装起来。

如图4所示，由多片线圈板构成的线圈板层积体138、144向树脂绝缘体140的长度方向插入到树脂绝缘体140的内侧，由此组装成图5所示的线圈子组件108。此时，在线圈板层积体138、144中，按照绝缘膜介于各线圈板之间的方式来层积线圈板。

当多片线圈板插入到了树脂绝缘体140的内侧时，其位置被树脂绝缘体140限制。树脂绝缘体140是按照与槽的内壁面抵接的方式而形成的中空的绝缘部件。另外，树脂绝缘体140能够至少限制线圈板层积体138、144的位置并一体地保持线圈板层积体138、144即可，并不特别限定为中空的形状。

树脂绝缘体140的材质例如为环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)、液晶(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)等，其成形为预定的形状。另外，树脂绝缘体140的材质只要是能够进行树脂成形的绝缘材料即可，并不特别限定于上述材质。

另外，在树脂绝缘体140的中央部形成有分开线圈板层积体138、144的绝缘板142。绝缘板142抑制同一槽内的两个不同的相的线圈板层积体之间的抵接。通过绝缘板142，可以使插入到同一个槽内的线圈板层积体之间(相之间)绝缘。

并且，在树脂绝缘体140的长度方向上的某一个端部处沿树脂绝缘体140的外周方向形成有突出部146。

图6表示了以图5的箭头A为视点的线圈子组件的外观。如图6所示，树脂绝缘体140的截面形状是按照其外周面与槽的内壁面抵接的方式而形成的近似扇形。绝缘板142按照二等分近似扇形的中心角的方式将树脂绝缘体140的内侧的空间分割成两个空间。

在图6的纸面上方的树脂绝缘体140的内壁面上，通过沿树脂绝缘体140的长度方向形成的多个突出部150而设置有槽。突出部150沿径向隔开预定的间隔而形成。各突出部150之间的槽的宽度与插入的线圈板的厚度对应。因此，突出部150按照沿径向越靠近近似扇形的中心侧、槽的宽度越大的方式形成。通过该槽来限制线圈板(斜线部)在厚度方向上的位置。

另外，在与图6的纸面上方的内壁面相对的位置处的绝缘板142的表面上形成有台阶状的突出部152。突出部152具有与槽的底面平行的面。突出部152沿树脂绝缘体140的长度方向形成。此时，从槽的底面到形成在绝缘板142上的突出部152的面的距离与插入的线圈板的宽度相对应。因此，沿径向越靠近近似扇形的中心侧，从槽的底面到突出部152的面的长度越短。通过形成在绝缘板142上的突出部152的面来限制线圈板在宽度方向上的位置。

在本实施例中，线圈板层积体138由14片线圈板构成。因此，在树脂绝缘体140上，通过突出部150而形成有14个槽。并且，在绝缘板142上还形成有14个突出部152。

另外，在绝缘板142的纸面下方的空间中也同样地形成有突出部154、156，对构成线圈板144的14片层积在一起的线圈板在厚度方向和宽度方向上的位置进行限制。对其详细情况不再重复说明。

另外，构成线圈板层积体138、144的多片线圈板滑动而插入到与各自的截面形状相对应的位置处的槽中。插入的多片线圈板在插入方向上的位置由树脂绝缘体140和绝缘板142的内壁面来限制。

即，对于树脂绝缘体140来说，当插入了线圈板层积体138时，通过突出部150、突出部150之间的槽和形成在绝缘板142上的突出部152来夹持线圈板层积体138。因此，通过摩擦力而限制了线圈板层积体138在插入方向上的位置。另外，也可以通过在构成线圈板层积体的线圈板的端部上分别形成弯曲成L字形状的部分或者突起部来限制在插入方向上的位置。

返回到图2，在S104中，将线圈子组件108插入到槽106中。如图7所示，将树脂绝缘体140的形成有突出部146的端部作为下侧，从定子铁心102的纸面下方侧插入到槽106中。

在定子铁心102上，按照向槽106的纸面下方侧敞开的方式形成有能够与突出部146配合的凹形状的部分(未图示)。即，当线圈子组件108插入到了定子铁心102中时，突出部146与凹形状的部分配合。由此，限制了线圈子组件108向纸面上方的移动。向形成在定子铁心102上的所有的槽(21处)中插入线圈子组件108。

如图8所示，当线圈子组件108插入到了定子铁心102中时，线圈板层积体138、144在径向、周向、轴向上的位置被树脂绝缘体140限制。并且，线圈板层积体138、144与定子铁心102的直接接触被树脂绝缘体140抑制。

返回到图2，在S106中，插入搭接部件，将构成线圈板层积体138、144的各线圈板的端部之间连接起来。

如图9所示，在齿104的上部组装搭接部件的层积体112，在齿104的下部组装搭接部件的层积体110，将与齿104的两侧相对而插入的线圈板层积体138、144连接起来。

在图9的纸面下方侧，具有夹持齿104而相对的位置关系的两个线圈板的端部之间通过构成搭接部件的层积体110的搭接部件而连接。

另一方面，在图9的纸面上方侧，具有夹持齿104而相对的位置关系的两个线圈板的端部中的某一个端部与在另一个端部的背轭侧与该另一个端部相邻的线圈板的端部之间通过构成搭接部件的层积体112的搭接部件而连接。

当具有上述位置关系的各线圈板的端部之间通过搭接部件而连接在一起时，成为预定匝数(在本实施例中为14匝)的线圈以螺旋状卷绕在齿104上的状态。

在搭接部件的层积体110、112中，多个搭接部件(以下，也称为线圈末端板)被层积并被由绝缘材料形成的保持部件158一体地保持。保持部件158既可以通过树脂模制等来一体成形层积在一起的多个搭接部件的中央部，也可以夹持层积在一起的多个搭接部件的中央部并一体地保持该多个搭接部件。

图10A所示的搭接部件160是构成搭接部件的层积体112的线圈末端板。搭接部件160是位于存在有与汇流条114的一端连接的线圈板的端部的一侧(引出(lead)侧)的线圈末端板。

在搭接部件160的两端形成具有接合面184、186的台阶。在搭接部件160的两个端部的接合面184、186上，银纳米粒子浆料附着在预定的涂布范围内。在搭接部件160的冲压加工工序中使银纳米粒子浆料附着。另外，银纳米粒子浆料也可以附着在搭接部件160的端部和线圈板的端部之中的某一个接合面上。

另一方面，图10B所示的搭接部件162是构成搭接部件的层积体110的线圈末端板。搭接部件162是位于不存在与汇流条114连接的线圈板的端部的一侧(反引出侧)的线圈末端板。

在搭接部件162的两端形成具有接合面188、190的台阶。在搭接部件162的两个端部的接合面188、190上，银纳米粒子浆料附着在预定的涂布范围内。在搭接部件162的冲压加工工序中使银纳米粒子浆料附着。另外，银纳米粒子浆料也可以附着在搭接部件162的端部和线圈板的端部之中的某一个接合面上。

如示意性地表示了线圈板与搭接部件的接合部分的图11A所示，搭接部件160的两个端部的接合面184、186具有某一个接合面从另一个接合面所处的平面平行地移动了预定距离的位置关系。因此，搭接部件160将线圈板194的端部和在线圈板196的背轭侧与线圈板196相邻的线圈板192的端部接合起来，所述线圈板196与线圈板194具有夹持齿104而相对的位置关系。

另外，被层积了的线圈末端板的厚度根据槽内的径向上的位置而不同。因此，搭接部件160的两个端部的接合面184、186之间的距离根据所连接的线圈板的厚度而不同。

搭接部件的层积体112通过层积13个搭接部件160而构成。13个搭接部件160被保持部件158定位成分别与各自对应的线圈板的端部抵接并被保持部件158一体地保持。

另一方面，如图11B所示，搭接部件162的两个端部的接合面188、190为同一平面。因此，搭接部件162将具有夹持齿104而相对的位置关系的两个线圈板194、196的端部连接起来。

搭接部件的层积体110通过层积14个搭接部件162而构成。14个搭接部件162被保持部件定位成分别与具有夹持齿104而相对的位置关系的两个线圈板的端部抵接并被保持部件一体地保持。

因此，当上下各21个搭接部件的层积体110、112被组装到了定子铁心102上时，在具有预定的位置关系的线圈板和搭接部件中，线圈板层积体138、144的线圈板的预定的接合面与搭接部件的两个端部的接合面抵接。另外，在本实施例中，线圈板的端部的接合面朝向定子铁心102的径向外侧，搭接部件的接合面朝向径向内侧。

返回到图2，在S108中，将汇流条114插入到线圈板的端部中。如图12所示，在将搭接部件的层积体110、112组装到所有的线圈子组件108之间(上下各21处)后，将汇流条114组装到线圈子组件108上。

更具体地说，汇流条114具有棒状的形状。在汇流条114的两端，分别具有接合面198、200的突出部形成为L字形状。汇流条114的两端的接合面198、200被弯曲成预定的形状以与线圈板层积体138、144的各自的线圈板的端部的接合面相抵接。

18个汇流条114将卷绕在间隔三齿的每两个齿上的线圈连接起来。汇流条114的一端被组装成与构成卷绕在齿104上的线圈的线圈板中的最靠近轴中心侧的线圈板的端部164抵接。即，汇流条114的一端被组装成与线圈板层积体144的最靠近轴中心侧的线圈板的端部164抵接。线圈端部160是未与搭接部件160连接的端部。

汇流条114的另一端被组装成与卷绕在从齿104离开3个齿的齿168上的线圈中的最远离轴中心侧的线圈板的端部166抵接。即，汇流条114的另一端被组装成与线圈板层积体138的最远离轴中心侧的线圈板的端部166抵接。端部166是未与搭接部件160连接的端部。

返回到图2，在S110中，端子部件116～126被组装到线圈端部。如图13所示，在插入到定子铁心102中的线圈子组件108之中的最靠近轴中心侧、并且未与汇流条114和搭接部件160连接的线圈板的端部170、172、174上分别组装端子部件116、118、120。另外，最靠近轴中心侧的线圈板的端部170、172、174的接合面朝向径向外侧。因此，端子部件116、118、120的接合面插入到端部170、172、174与在径向上相邻的线圈端部之间而被组装。

另外，在位于最远离轴中心的一侧、并且未与汇流条114和搭接部件160连接的线圈板的端部176、178、180上分别组装端子部件122、124、126。最远离轴中心的一侧的线圈板的端部的接合面朝向径向外侧。因此，端子部件122、124、126通过临时固定等被定位并被组装。

如上所述，当在定子铁心102的槽106中组装了线圈子组件108、在线圈子组件108之间组装了搭接部件的层积体110、112、并组装了汇流条114和端子部件116～126后，组装成图14所示的接合前的定子100。

返回到图2，在S112中进行多点同时接合处理。具体地说，在组装成的定子100中，进行使抵接的各接合面之间接合的处理。即，如图15所示，按照从径向挤压组装了汇流条114或者端子部件116～126和搭接部件的层积体110、112的所有线圈板层积体的线圈端部的方式(向图15的箭头的方向)进行加压并使温度上升，由此进行多点同时接合处理。

由于温度上升，包覆包含在银纳米粒子浆料中的银纳米粒子的保护层分解，银纳米粒子烧结。另外，通过加压，保护层分解时产生的浆料内的气体等被从接合部分中排除。接合部分在银纳米粒子浆料烧结后通过金属结合而接合。因此，在接合处理后，如果不加热到金属银的熔点、即约1000℃附近，则接合部分不会熔融。另外，包覆银纳米粒子的保护层在约260℃左右分解，因此金属纳米粒子在保护层于约260℃左右分解后在低温下烧结。因此，加热到成为比贴附在线圈板上的绝缘膜或树脂绝缘体140的熔融温度低的约260℃左右的预定的温度为止。因此，绝缘膜和树脂绝缘体140不会熔融。

返回到图2，在S114中进行树脂模制处理。如图16所示，通过树脂等的射出成形对接合面之间的接合完成后的定子100的线圈末端部进行模制处理。此时，定子铁心102的外周面和端子部件116～126的端子以外的部分被树脂182覆盖。

在由如上制成的定子100和转子(未图示)构成的旋转电机中，当向端子部件116～126分别供应了交流电时，产生与供应的电力相应的磁场。转子根据产生的磁场而得到旋转力并进行旋转。

如上所述，根据本实施例的旋转电机的定子，如果使绝缘膜的厚度大于等于能够确保线圈板之间的绝缘的距离，则在线圈子组件中通过绝缘膜位于线圈板之间而能够可靠地确保线圈板之间的绝缘性能。因此，如果在确保了绝缘性的情况下尽可能地减小了绝缘膜的厚度，则能够在绝缘性不恶化的情况下提高填充系数。因此，能够提供一种可以兼顾填充系数的提高和线圈匝间的绝缘的旋转电机的定子以及定子所使用的部件。通过提高填充系数，能够使定子铁心小型化。

另外，由于通过将线圈板插入到树脂绝缘体的内侧而一体地保持被层积了的线圈板，因此与通过树脂对被层积了的线圈板进行一体模制成形的情况相比，无需切除溢出的树脂等修正作业。因此，能够提供一种抑制了作业性恶化的旋转电机的定子。

另外，线圈板层积体被树脂绝缘体一体地保持。因此，能够在树脂绝缘体插入到槽中之前检查层积在一起的线圈板之间的绝缘状态。由此，提高了匝间的绝缘的可靠性。并且，由树脂绝缘体一体地保持同一槽内的多个相的线圈板层积体。因此，能够在树脂绝缘体插入到槽中之前检查线圈板层积体之间的绝缘状态。由此，提高了相间的绝缘的可靠性。并且，能够在树脂绝缘体插入到槽中之前检查树脂绝缘体的绝缘性能。由此，提高了线圈板一定子铁心之间的绝缘的可靠性。另外，由于能够在组装到定子铁心上之前检查被树脂绝缘体保持的线圈板层积体的绝缘状态，因此提高了作业性。另外，由于能够在组装到定子铁心上之前排除绝缘不良的线圈板子组件，因此组装成的定子不会出现绝缘不良的情况。

并且，由于线圈板通过剪切加工等形成为I字形状，因此能够提高成品率。并且，在组装到定子铁心上之后不需要对线圈端部进行切削加工，因此能够抑制由毛刺或加工粉屑引起的绝缘的损伤。

并且，线圈板的端部与搭接部件之间的接合部分和线圈板与汇流条之间的接合部分使用银纳米粒子浆料来接合。对于银纳米粒子浆料来说，当有机物由于加热而分解后，银纳米粒子在低温下烧结。此时的烧结温度约为260℃左右，比PPS等绝缘材料的熔融温度低。另一方面，在烧结后，银纳米粒子通过金属结合将线圈板与搭接部件或汇流条接合在一起。因此，在达到金属银和线圈板的共晶温度附近之前不会熔融。如果这样使用银纳米粒子浆料将接合部分接合在一起，则接合时的温度比定子所使用的绝缘材料的熔融温度低，因此能够抑制绝缘部件的绝缘性能的恶化。并且，在接合后，接合部分的熔融温度远远高于在旋转电机工作时的热循环中产生的热量，因此能够抑制接合强度的恶化。因而，能够提供一种抑制了由于接合产生时的热量而引起的绝缘性能的恶化的旋转电机的定子。

另外，由于I字形状的线圈板插入到树脂绝缘体的内侧，因此线圈板与定子铁心之间被树脂绝缘体可靠地绝缘。另外，由于使用银纳米粒子浆料将接合部分接合在一起，因此接合时不会加热到高温。因此，作为树脂绝缘体，能够使用成形性好的树脂(例如，PPS树脂等)。

并且，银纳米粒子浆料在附着到线圈板上后硬化到成为无粘性状态。因此，银纳米粒子浆料的表面成为干燥状态，从而能够抑制异物附着到线圈板的两个端部的银纳米粒子浆料上。特别是，由于银纳米粒子浆料的表面为干燥状态，因此银纳米粒子浆料不会从附着位置流动。另外，银纳米粒子浆料具有只要包覆银纳米粒子的保护层不分解就不会开始烧结(金属结合)的特性。因此，即使在线圈板的加工工序的中间阶段，在部件连续地连接在一起的状态下附着了银纳米粒子浆料，在后面的工序中银纳米粒子也不会流动，并且异物也不会附着到银纳米粒子浆料上。由此，与在组装到定子铁心上后使接合材料附着到线圈板上的情况相比，能够减少作业时间。即，能够减少定子的生产时间。另外，由于银纳米粒子浆料能够在线圈板的加工工序的中间阶段就附着在线圈板上，因此容易管理所附着的银纳米粒子浆料的附着范围、量、膜厚等与接合相关的状态量。因此，能够抑制这些状态量的偏差。

并且，按照从径向挤压的方式对线圈板与汇流条、端子部件、以及搭接部件的接合部分进行加压并进行加热，由此能够在线圈板不产生大的变形的情况下来接合两个端部。并且，通过在径向或齿的突出方向上加压并加热，能够同时接合多匝的接合部分。

并且，线圈板和搭接部件近似直角地接合。因此，能够抑制线圈末端部向轴向突出。因此，能够实现线圈末端部的小型化。由此，能够实现旋转电机的小型化。

另外，通过在线圈板层积体中层积多片线圈板，能够降低涡流损耗。涡流损耗We可以通过We＝K(比例常数)×t2(板厚)来表示。即，具有随着电流流经的线圈板的板厚变厚而增大的倾向。因此，通过制成层积了多片线圈板的层积体，电流在每个板厚小的线圈板中流动。结果，能够降低涡流损耗。通过涡流损耗的降低，能够减少由于漏磁通而引起的电力损失。另外，通过层积线圈板以降低涡流，能够减小施加给各匝间的线圈板的电压。这样一来，能够提供一种填充系数高并降低了由漏磁通引起的电力损失的旋转电机的定子。

并且，如图17所示，当向本实施例的旋转电机供应了交流电时会产生磁通。在高负荷时，在旋转电机的槽内，会从存在于齿和槽的外周方向上的背轭泄漏大量的磁力。根据该漏磁通，在线圈中会产生涡电流。通过以层积了多片线圈板的线圈板层积体来构成线圈，能够大幅度地减小该涡电流。但是，在与齿和线圈的接触面正交的方向上也会产生漏磁通。因此，通过沿径向层积线圈板或者按照线圈板的宽度方向上的面与槽内的齿壁面正交的方式来层积线圈板，能够使线圈板的宽度方向与漏磁通的方向近似平行。因此，漏磁通会在构成线圈板层积体的各线圈板中流动。由此，能够减小涡电流。

并且，在极数大于等于某个极数的情况下，对于线圈与形成定子铁心的电磁钢板的接触面积来说，齿侧远远大于背轭侧。另外，在卷绕一般的铜线的马达中，从槽中央附近的导体散发的热量数次通过珐琅层而传递给齿和背轭。该珐琅层会使热传递率大幅地降低。但是，在本实施例中，槽中央附近的热量也能够通过具有高热传导率的铜的内部而传递到电磁钢板附近，结果能够提高电流密度。并且，如前所述，齿侧的面积比比背轭侧大，因此容易从线圈向电磁钢板散热。

应认为此次公开的实施例在所有方面均仅为例示而不具有限制作用。本发明的范围通过权利要求书而非上述说明来表示，与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更均包括在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种定子所使用的部件，包括至少在单面侧附着有第一绝缘部件的I字形状的线圈板(136)，

所述部件通过层积插入到定子铁心(102)的同一个槽(106)内的多片所述线圈板(136)并用第二绝缘部件(140)来保持该被层积了的多片线圈板(136)而形成。

2.一种旋转电机的定子，所述旋转电机包括转子和定子(100)，所述定子包括：

定子铁心(102)，在与所述旋转电机的旋转轴平行的方向上具有多个槽(106)；以及

线圈板层积体(138、144)，通过至少在单面侧附着有第一绝缘部件的I字形状的多片线圈板(136)在径向上层积而形成；

所述线圈板层积体(138、144)的多片线圈板(136)按照所述第一绝缘部件介于各线圈板(136)之间的方式插入到第二绝缘部件(140)的内侧并被该第二绝缘部件(140)一体地保持，所述第二绝缘部件(140)被插入到所述槽(106)中，

所述第二绝缘部件(140)一体地保持同一个槽(106)中的多相线圈板层积体(138、144)。

3.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

所述定子(100)还包括连接插入到不同的槽(106)中的线圈板层积体(138、144)的连接部件(160、162)，

所述线圈板(136)与所述连接部件(160、162)之间使用浆状的接合材料来接合，所述接合材料包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂。

4.如权利要求3所述的旋转电机的定子，其中，

所述接合材料在比所述定子(100)所使用的绝缘材料的熔融温度低的温度下烧结。

5.如权利要求3所述的旋转电机的定子，其中，

所述金属纳米粒子是金、银、铜、以及铂中的某种金属的纳米粒子。

6.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

所述第一绝缘部件是绝缘膜或绝缘涂装的涂装膜。

7.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

所述第二绝缘部件(140)与所述槽(106)的内壁面抵接，具有在与所述旋转轴平行的方向上贯穿的中空的形状，并且由树脂形成为预定的形状。

8.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

所述线圈板层积体(138、144)包括在径向上层积的多片线圈板(136)。

9.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

所述线圈板层积体(138、144)包括按照线圈板(136)的宽度方向与所述槽(106)内的周向的壁面正交的方式层积的多片线圈板(136)。

10.一种旋转电机的定子的制造方法，所述旋转电机包括转子和定子(100)，所述定子(100)包括在与所述旋转电机的旋转轴平行的方向上具有多个槽(106)的定子铁心(102)，所述制造方法包括以下步骤：

加工步骤，将导体平板加工成至少单面侧附着有第一绝缘部件、两个端部的接合面附着有浆状的接合材料的I字形状的线圈板(136)，所述接合材料包含被有机物包覆的金属纳米粒子和有机溶剂；

将所述I字形状的线圈板(136)插入到具有中空形状的第二绝缘部件(140)的内侧，按照第一绝缘部件介于各线圈板(136)之间的方式在径向上层积多片所述I字形状的线圈板(136)；

将一体地保持层积了所述多片线圈板(136)的线圈板层积体(138、144)的所述第二绝缘部件(140)插入到所述槽(106)中；

组装连接插入到不同的槽(106)中的线圈板层积体(138、144)的连接部件(160、162)；以及

接合步骤，在预定的时间内对所述线圈板(136)与所述连接部件(160、162)的抵接部分进行加压、加热而使其接合。

11.如权利要求10所述的定子的制造方法，其中，

所述加工步骤包括在所述接合材料附着后使所述接合材料硬化到成为无粘性状态的步骤。

12.如权利要求10所述的定子的制造方法，其中，

所述接合步骤包括加热到比所述定子(100)所使用的绝缘材料的熔融温度低的预定温度的步骤。

13.一种旋转电机的定子，通过权利要求10至12中任一项所述的定子的制造方法而制造。

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