CN102326319A - 定子用配电部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

定子用配电部件(1)是用于将多个线圈(3)连接的部件，具有多个导体片(10)和多个绝缘保持部(11)，该多个线圈(3)的线圈两端部(3i、3o)分别位于定子径向的内周侧和外周侧。并且，导体片(10)具有与线圈(3)的内周侧端部(3i)连接的平板状的第一连接端部、以及与其他线圈(3)的外周侧端部(3o)连接的平板状的第二连接端部。另外，绝缘保持部(11)在各导体片(10)的两连接端部以外的部位处，将相邻的导体片以分离的状态一体保持。各绝缘保持部(11)彼此离散地配置。

Description

定子用配电部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于将旋转电机(电动机)的构成部件即定子的线圈进行连接的定子用配电部件、该配电部件的制造方法、该配电部件的安装构造、以及具有该安装构造的定子。特别涉及一种可以提高在定子上的安装作业性的定子用配电部件。

背景技术

近年来，混合动力汽车和电动汽车等的需求急速上升，估计今后需求会进一步扩大。在上述汽车中作为驱动源而使用电动机。构成该电动机的部件之一是定子，通常定子具有下述部分而构成：定子铁心，其由圆环状的磁轭和从该磁轭以向心状延伸出的多个齿部构成；线圈，其通过在该定子铁心的各齿部上卷绕绕线而构成；以及配电部件，其用于将各线圈连接。

如上所述的配电部件在日本特开2005-160143号公报、日本特开2004-96841号公报、日本特开2006-333684号公报、以及日本特开2007-104812号公报(专利文献1～4)中进行了记载。例如，在专利文献1中，线圈的一个端部位于定子径向的内周侧，另一个端部位于定子径向的外周侧，以将线圈的内周侧端部和其他线圈的外周侧端部连接的方式配置连接部件，在各线圈之间利用连接部件连接。

除此之外，在日本特开2005-304244号公报(专利文献5)中记载了下述技术，即，作为定子的线圈，采用的是绕线使用扁平线，将其扁立(edgewise)卷绕的方式。

专利文献1：日本特开2005-160143号公报

专利文献2：日本特开2004-96841号公报

专利文献3：日本特开2006-333684号公报

专利文献4：日本特开2007-104812号公报

专利文献5：日本特开2005-304244号公报

发明内容

但是，伴随着需求的扩大，要求提高生产性。

在上述利用现有的连接部件的定子线圈连接方法中，必须对于各个连接部件(在专利文献1中为18个)反复进行在线圈的内周侧端部和其他线圈的外周侧端部之间配置连接部件的作业。由此，将定子线圈进行连接的作业需要时间，期望能改善。

特别地，最近对定子的线圈采用专利文献5所述的扁立型线圈的技术进行了研究，需求适用于对上述定子进行量产的配电部件。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的之一在于，提供一种可以提高在定子上的安装作业性的定子用配电部件。

本发明的其他目的在于，提供一种上述定子用配电部件的制造方法、该配电部件的安装构造以及具有该安装构造的定子。

<配电部件>

本发明的定子用配电部件是用于将定子的多个线圈进行连接的部件，该线圈的两端部分别位于定子径向的内周侧和外周侧。并且，定子用配电部件具有：多个导体片，其具备与线圈的内周侧端部连接的平板状的第一连接端部、和与其他线圈的外周侧端部连接的平板状的第二连接端部；以及多个绝缘保持部，其在所述各导体片的两个连接端部以外的部位处，将多个导体片以彼此分离的状态一体地保持。另外，所述各绝缘保持部彼此离散地配置。

根据该结构，多个导体片利用绝缘保持部连结而一体化，因此易于一次性将各导体片的两个连接端部配置在各线圈的端部上，可以提高配电部件相对于定子的安装性。另外，相邻的导体片彼此利用绝缘保持部以分离的状态被保持，因此，即使在电动机驱动时产生振动，也可以抑制导体片彼此接触。

本发明更优选的方式构成为，具有连结部，其将各绝缘保持部以环状连结。

仅利用绝缘保持部是难以将多个导体片以环状保持的。因此，通过设置上述连结部，从而可以可靠地保持环状，可以进一步提高配电部件相对于定子的安装性。另外，连结部只要具有可以保持环状的程度的强度即可，由于可以使在与周向正交的方向上切断时的截面积比绝缘保持部小，所以也不会大幅度地增加材料的使用量。

在绝缘保持部中可以使用具有绝缘性及耐热性的树脂，例如，聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺6T(PA6T，商品名：“6Tナイロン”)、聚酰胺66(PA66，商品名：“66ナイロン”)、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等工程塑料。另外，在具有连结部的情况下，连结部可以由与绝缘保持部相同的材料构成，并且也可以将连结部和各绝缘保持部一体成型。

另外，优选绝缘保持部中的至少一个具有用于相对于定子进行定位的卡合部。在定子上安装配电部件时，通过使该卡合部与设置在定子上的卡止部卡合，从而可以将配电部件相对于定子的位置准确地定位。由此，可以将各导体片的两个连接端部准确地向与各线圈的端部对应的位置上配置，可以进一步提高配电部件相对于定子的安装性。另外，通过将该卡合部固定在定子上，从而可以抑制在将导体片与各线圈的端部连接的作业中其他导体片的位置发生偏移。从配电部件的定位以及固定的角度出发，优选该卡合部设置在多个(例如，大于或等于3个)绝缘保持部上。

导体片可以使用圆线或扁平线等。由于上述导体线不必对导电性的板材进行冲压就可以得到，所以材料的损失较少，可以提高成品率。但是，将导体片的两个连接端部形成为平板状。通过如上所述将两个连接端部形成为平板状，从而可以将与各线圈端部之间的接合面积增大，使得通过焊接或软钎焊进行的与各线圈端部之间的连接作业变得容易。如果导体片使用扁平线，则不必将两个连接端部加工成平板状等，因此，优选导体片使用扁平线。

另外，优选在导体片上形成绝缘外皮。通过如上所述使导体片具有绝缘外皮，从而即使万一在电动机驱动时导体片与其他导体片或线圈接触，也可以确保绝缘。

并且，优选绝缘保持部中的至少一个具有用于被机械手握持的握持部。在为了提高生产性，使向定子上安装配电部件的作业自动化的情况下，必须利用机械手将配电部件抬起，但如果握持导体片，则可能使该部分的绝缘外皮或防氧化膜等剥落，使导体片的电气特性恶化。因此，如果例如在定子径向的内外周侧形成凸起部或槽部，而在绝缘保持部上设置握持部，则绝缘保持部易于握持，不存在由于将配电部件抬起而导致的问题。

通过在绝缘保持部上设置上述卡合部及握持部，从而易于使向定子上安装配电部件的作业自动化。

<制造方法>

本发明的定子用配电部件可以通过以下的工序进行制造。

1)准备多个导体片的工序，该导体片具有与线圈的内周侧端部连接的平板状的第一连接端部、以及与其他线圈的外周侧端部连接的平板状的第二连接端部

2)导体片配置工序，在该工序中，将所述各导体片以环状配置在模具中

3)绝缘保持部形成工序，在该工序中，向所述模具中注入树脂而形成多个绝缘保持部，该多个绝缘保持部在所述各导体片的两端连接部之外的部位处，将多个导体片以分离的状态一体地保持

另外，在具有连结部的情况下，优选在绝缘保持部形成工序中，将各绝缘保持部和以环状连结这些绝缘保持部的连结部一体成型。

通过利用上述制造方法，从而可以一次制造出将环状配置的多个导体片利用绝缘保持部一体化而形成的配电部件。另外，即使在具有连结部的情况下，也不会增加工序，可以高效地进行生产。

<安装构造>

作为本发明的定子用配电部件的安装构造，可以举出下述构造，即，定子线圈的两端部为平板状，导体片的各连接端部与各线圈的端部通过焊接而连接。

如果线圈的两端部为平板状，则可以使与导体片的各连接端部之间的接触面积增大，易于进行导体片的各连接端部和各线圈端部之间的焊接。另外，通过在导体片的各连接端部和各线圈的端部之间的连接中使用焊接，从而与软钎焊相比，可以提高接合部的机械强度。在焊接中，例如可以优选利用TIG(Tungsten Inert Gas)焊接、电阻焊接、凸出焊接、熔焊等。

并且，在上述连接构造中，优选导体片的第一连接端部配置在线圈的内周侧端部的内周侧，第二连接端部配置在其他线圈的外周侧端部的外周侧，导体片的各连接端部与各线圈的端部连接。

通过如上所述将导体片的各连接端部的配置，在各线圈的端部处分别进行定位，从而可以使导体片的各连接端部与相邻的导体片之间的距离变宽。因此，在将导体片和各线圈的端部例如利用焊接进行连接时，易于在与焊接嘴相对的位置处插入用于将导体片的连接端部和线圈的端部从两侧夹入并固定的固定夹具，易于进行将导体片与各线圈的端部连接的作业。

并且，如果利用该安装构造，则可以实现生产性高的定子。

发明的效果

对于本发明的定子用配电部件，由于多个导体片利用绝缘保持部连结并一体化，所以在定子上的安装作业性良好。

附图说明

图1是表示在定子上安装有本发明的定子用配电部件的状态的斜视图。

图2是表示在定子上安装有本发明的定子用配电部件的状态的俯视图。

图3是本发明的定子用配电部件的斜视图。

图4是本发明的定子用配电部件的俯视图。

图5A是导体片的正视图。

图5B是导体片的俯视图。

图6A是中性点用导体片的正视图。

图6B是中性点用导体片的俯视图。

图7A用于说明本发明的定子用配电部件的安装构造，是图4的ⅦA部放大图。

图7B是沿图7A的ⅦB-ⅦB线的剖面图。

图8A是图4的ⅧA部的放大图。

图8B是沿图8A的ⅧB-ⅧB线的剖面图。

图9A是表示中性点用导体片的其他例子的正视图。

图9B是用于说明定子用配电部件的其他例子的局部放大图。

符号的说明

1配电部件、

10导体片、101第一连接端部、102第二连接端部、

11、11a绝缘保持部、11e卡合部、11g V字槽、

12环状连结部、12c切口部、121凸部、

15中性点用导体片、15c切口部、

151第一连接部、152第二连接部、153第三连接部、

2定子铁心、

3、30U～35U、30V～35V、30W～35W线圈、3i内周侧端部、

3o外周侧端部、

4绝缘体、4c切口槽、

R转子、S轴。

具体实施方式

参照附图，说明本发明的实施方式。另外，在本实施方式中，以在3相交流电动机中利用的定子为例进行说明。

图1是表示在定子上安装有本发明的定子用配电部件的状态的斜视图。定子具有定子铁心2、以及线圈3，线圈3通过在定子铁心2的各齿部上卷绕绕线而形成，各线圈3利用配电部件1进行连接。通过在该定子的中心可旋转地配置固定有轴S的转子R，从而构成电动机。

定子铁心2由圆环状的磁轭和从该磁轭以向心状延伸出的多个齿部构成，具有将磁轭和多个齿部一体形成的一体型及将多个分瓣铁心组合的分瓣型。该定子铁心2可以使用将硅钢板层叠而成的层叠体、或在铁粉等磁性粉末的表面上形成绝缘外皮并将该粉末加压成型而成的压粉成型体。齿部的数量没有特别限定，但在这里形成为18个，线圈3的数量也与齿部的数量相对应。

线圈3通过将绕线卷绕而形成，在这里，采用的是作为绕线使用在除了两端部之外的表面上具有绝缘外皮的扁平线，并将其扁立卷绕的方式。各线圈3的一个端部3i位于定子径向的内周侧，另一个端部3o位于定子径向的外周侧。并且，线圈3的各端部3i、3o分别利用配电部件1的导体片10与其他线圈3的端部连接。

另外，为了保持线圈3和定子铁心2之间的绝缘，而在线圈3和定子铁心2之间配置绝缘体4。绝缘体4具有：筒部，其配置在齿部的外周面上；以及凸缘部，其形成在筒部的定子径向的外周侧。

如果利用图2说明具体的线圈的连接构造，则如下所示：将线圈30U的内周侧端部和沿逆时针方向隔着2个线圈的线圈31U的外周侧端部连接，以下相同地，将线圈31U、32U、33U、34U的各内周侧端部和线圈32U、33U、34U、35U的各外周侧端部连接。对于线圈30V～35V以及线圈30W～35W也相同地，分别将内周侧端部和外周侧端部连接。即，将线圈30U～35U、线圈30V～35V以及线圈30W～35W分别串联连接。另外，线圈35U、35V、35W的内周侧端部之间利用中性点用导体片15连接，形成中性点。并且，通过向线圈30U、30V、30W的外周侧端部分别供给相位不同的交流电流，从而产生旋转磁场。

配电部件1如图3、4所示，具有多个导体片10、与各导体片10一体成型的多个绝缘保持部11、以及将上述绝缘保持部11以环状连结的多个连结部12。

导体片10具有：第一连接端部101，其与线圈的内周侧端部连接；以及第二连接端部102，其与其他线圈的外周侧端部连接。各导体片10以一部分重合的方式在周向上错开并环状地配置，在两端连接部以外的部位处，通过利用绝缘保持部11连结而形成为一体。

该导体片10如图5A及5B所示，由具有绝缘外皮的扁平铜线构成，两个连接端部101、102从绝缘外皮露出。另外，导体片10以易于与各线圈的端部接合的方式，在长度方向上的2个部位弯曲。

中性点用导体片15如图6A及6B所示，具有与线圈的端部连接的连接部151～153。对于各连接部151～153，第一连接部151与线圈35U的内周侧端部连接，第二连接部152与线圈35V的内周侧端部连接，第三连接部153与线圈35W的内周侧端部连接(参照图2)。中性点用导体片15是通过对铜板进行冲压而制成的，各连接部151～153是沿宽度方向凸出的平板状。另外，中性点用导体片15以易于与各线圈的端部接合的方式，在长度方向上的2个部位弯曲。

在定子上安装配电部件时，导体片10如图7A所示，将第一连接端部101配置在线圈的内周侧端部3i的内周侧，第二连接端部102配置在线圈的外周侧端部3o的外周侧。其结果，与将第一连接端部101配置在线圈的内周侧端部3i的外周侧，或者将第二连接端部102配置在线圈的外周侧端部3o的内周侧的情况相比，可以将导体片的各连接端部101、102和相邻的导体片10之间的距离变宽。因此，在将导体片10与各线圈的端部3i、3o连接时，使得将导体片的连接端部101(102)和线圈的端部3i(3o)从两侧夹入并固定的固定夹具(未图示)易于插入，易于进行连接作业。导体片的各连接端部和各线圈端部之间的连接使用TIG焊接。

另外，中性点用导体片的各连接部和各线圈端部之间的连接也相同地使用TIG焊接。中性点用导体片15的各连接部151～153沿宽度方向凸出，通过将各线圈的端部与该凸出部位对齐，从而易于进行焊接作业。

各绝缘保持部11如图3、4、7A及7B所示，以覆盖相邻一对导体片10的外周的方式，在两端连接部101、102之间一体成型，将各导体片10以分离的状态保持。在这里，在定子上安装有配电部件时，绝缘保持部11配置在各线圈的中心线上，易于使导体片的各连接端部101、102弯曲而与各线圈的端部3i、3o接触。另外，多个绝缘保持部11中的绝缘保持部11a如图8A及8B所示，以在定子径向的内周侧保持中性点用导体片15的方式，成型为大致T字状。

在多个绝缘保持部11中的3个上设置有用于在定子上进行定位的卡合部11e。卡合部11e配置为，位于绝缘保持部11的高度方向中间位置的下侧，不会对利用机械手握持后述的握持部11g时造成妨碍(参照图7B)。该卡合部11e具有缩颈部，以向定子径向的外周侧凸出的方式与绝缘保持部11一体成型。另外，在绝缘体4的凸缘部上设置有切口槽(卡止部)4c(参照图1)。并且，在定子上安装配电部件时，通过将卡合部11e的缩颈部与切口槽4c卡合，从而可以对配电部件相对于定子的位置进行定位·固定。

另外，在绝缘保持部11中，在定子径向的内外周侧设置有V字槽(握持部)11g。因此，绝缘保持部11易于被机械手握持，在定子上安装配电部件时，易于将配电部件抬起。

各连结部12如图3、4所示，是将多个绝缘保持部11连结的棒状部件，与各绝缘保持部11一体成型。上述连结部12具有通过将多个绝缘保持部11以环状连结，从而将导体片10以环状保持的功能。另外，连结部12如图7A及7B所示，定子径向上的宽度比绝缘保持部11短，且高度比绝缘保持部11小，因此，在与周向正交的方向上切断时的截面积比绝缘保持部11小。连结部12的形状除了形成为直线棒状以外，也可以形成为弯曲棒状。

另外，在各连结部12上设置有切口部12c，其是在与导体片的第二连接端部102相对的面上切开而形成的。因此，在插入上述的固定夹具并将第二连接端部102和线圈的外周侧端部3o连接时，固定夹具和连结部12不发生干涉，易于进行连接作业。在这里，示出了在与导体片的第二连接端部102相对的面上设置有切口部12c的例子，但也可以在与第一连接端部101相对的面上设置切口部，另外，也可以在与两个连接端部101、102相对的两个面上设置切口部。

多个连结部12中的从没有保持导体片10的绝缘保持部11向两个方向延伸的连结部，如图3、8A及8B所示，在与线圈相对的相反侧的面上设置有沿周向连续的凸部121，成型为剖面T字状。因此，可以对没有配置导体片10而强度下降的部分进行加强，可以可靠地保持环状。另外，也可以在各连结部12上设置上述凸部，如果设置在全部的连结部12上，则可以期待强度的提高。

另外，由于绝缘保持部11在周向上局部地设置，所以与在周向整体上对多个导体片进行模塑成型的情况相比，可以抑制材料的使用量。另外，由于连结部12如上所述在与周向正交的方向上切断时的截面积比绝缘保持部11小，所以也不会大幅度地增加材料的使用量。

上述配电部件1可以如下所述制作。首先，准备具有下述部分的模具，即：多个导体片配置槽，其将各导体片以分离的状态配置为环状；多个树脂填充部，其在各导体片的两端连接部以外的部位处，在周向上离散地设置；以及连结槽部，其将各树脂填充部连结。并且，在将导体片向导体片配置槽中配置后，向模具中注入树脂，使各导体片的一部分固定，利用基体上注塑成型(outsert moulding)使得将相邻的导体片彼此一体地保持的绝缘保持部与各导体片一体成型。此时，将上述绝缘保持部连结的连结部与各绝缘保持部一起一体成型。

(变形例)

图9A是表示中性点用导体片15的变形例的正视图，形状与上述的中性点用导体片不同，与线圈的端部连接的各连接部151～153不沿宽度方向凸出。上述的中性点用导体片15例如可以通过将扁平铜线进行弯曲加工而制作，因此不必对铜板进行冲压就可以得到，可以减少材料的损失，提高成品率。并且，在各连接部中的位于中央的连接部152的两侧设置有切口部15c。通过在连接部152的两侧设置切口部15c，从而可以抑制在利用焊接将连接部152和线圈端部接合时的焊接热量向中性点用导体片15的两端部侧传导，可以局部地施加焊接热量，因此易于进行焊接作业。另外，切口部15c只要通过将扁平铜线的外缘部切削或切除而形成即可。

图9B是用于说明定子用配电部件的变形例的局部放大图，与图7A相同地，是在定子上安装配电部件之前的状态。具体地说，绝缘保持部11的平面形状与上述不同，形成为从绝缘保持部11所保持的导体片10的第一连接端部101侧朝向第二连接端部102侧倾斜的平面形状。通过例如将绝缘保持部11形成为图9B所示的平行四边形状，从而可以将绝缘保持部11的内周侧和导体片的第一连接端部101之间的空间距离di、以及绝缘保持部11的外周侧和导体片的第二连接端部102之间的空间距离do变宽。因此，在将导体片的连接端部101(102)和线圈端部3i(3o)连接时，易于插入固定夹具，易于进行连接作业。

此次公开的实施方式应被认为是从全部的方面进行例示，不具有限制性。本发明的范围不是通过上述的说明而示出的，而是由权利要求书示出的，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的全部变更。

工业实用性

本发明的定子用配电部件可以在定子以及利用该定子的电动机中应用。特别地，适用于要求提高生产性的汽车用电动机的领域中。

Claims (12)

1.一种定子用配电部件(1)，其用于将多个线圈(3)进行连接，所述多个线圈(3)各自具有分别位于定子径向的内周侧及外周侧的内周侧端部(3i)及外周侧端部(3o)，

其特征在于，

所述定子用配电部件具有分别具备平板状的第一及第二连接端部(101、102)的多个导体片(10)，所述多个导体片(10)分别用于将所述多个线圈(3)中的彼此不同的线圈在所述第一及第二连接端部之间进行连接，所述第一连接端部用于与所述内周侧端部(3i)连接，所述第二连接端部用于与所述外周侧端部(3o)连接，

并且所述定子用配电部件具有多个绝缘保持部(11)，其在所述多个导体片(10)各自的两个连接端部之外的部分处，将所述多个导体片(10)以彼此分离的状态一体地保持，所述多个绝缘保持部(11)彼此离散地配置。

2.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

还具有连结部(12)，其将所述多个绝缘保持部(11)以环状连结。

3.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

所述多个绝缘保持部(11)中的至少一个具有用于相对于定子进行定位的卡合部(11e)。

4.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

所述多个导体片(10)分别由扁平线构成。

5.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

所述多个导体片(10)分别具有绝缘外皮。

6.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

所述多个绝缘保持部(11)中的至少一个具有用于被机械手握持的握持部(11g)。

7.根据权利要求1所述的定子用配电部件，其特征在于，

所述多个绝缘保持部(11)包含下述绝缘保持部，即，其具有在相对于所述定子的径向倾斜的方向上延伸的平面形状，所述倾斜的方向是指从所述多个导体片(10)中由所述绝缘保持部保持的导体片的所述第一连接端部(101)侧朝向所述第二连接端部(102)侧。

8.一种定子用配电部件(1)的安装构造，其将定子用配电部件与定子的线圈(3)连接，

其特征在于，

所述定子用配电部件为权利要求1所述的定子用配电部件，

所述线圈(3)的两端部为平板状，

所述导体片(10)的各连接端部利用焊接与各线圈(3)的端部连接。

9.根据权利要求8所述的定子用配电部件的安装构造，其特征在于，

所述第一连接端部(101)配置在所述内周侧端部(3i)的内周侧，所述第二连接端部(102)配置在所述外周侧端部(3o)的外周侧。

10.一种定子，其特征在于，

具有权利要求8所述的定子用配电部件(1)的安装构造。

11.一种定子用配电部件的制造方法，该定子用配电部件(1)用于将多个线圈(3)进行连接，所述多个线圈各自具有分别位于定子径向的内周侧及外周侧的内周侧端部(3i)及外周侧端部(3o)，

该定子用配电部件的制造方法的特征在于，

具有准备分别具备平板状的第一及第二连接端部(101、102)的多个导体片(10)的工序，所述多个导体片(10)分别用于将所述多个线圈(3)中的彼此不同的线圈在所述第一及第二连接端部(101、102)之间连接，所述第一连接端部(101)用于与所述内周侧端部(3i)连接，所述第二连接端部(102)用于与所述外周侧端部(3o)连接，

该制造方法还具有：将所述多个导体片(10)环状配置在模具中的工序；以及

向所述模具中注入树脂而形成多个绝缘保持部(11)的工序，该多个绝缘保持部(11)在所述多个导体片(10)各自的两端连接部之外的部位处，将所述多个导体片(10)以彼此分离的状态一体地保持。

12.根据权利要求11所述的定子用配电部件的制造方法，其特征在于，

在形成所述多个绝缘保持部(11)的工序中，将所述多个绝缘保持部(11)和连结部(12)一体成型，其中，所述连结部(12)用于将所述多个绝缘保持部(11)以环状连结。

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