CN102891543B - 旋转电机的定子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在不使用专用设备的情况下容易地组装且量产性优越的旋转电机的定子及其制造方法。定子(10)包括：由定子铁心(21)和多个线圈杆(25)构成的定子铁心组装体(20)；由基体板(31L、31R)和多个连接线圈(40)构成且配置在定子铁心组装体(20)的两侧的一对基体板组装体(30L、30R)。

Description

旋转电机的定子及其制造方法
技术领域
本发明涉及搭载在电动机动车、混合动力机动车等中的旋转电机的定子及其制造方法。
背景技术
目前，已知有在定子铁心的齿上卷绕绕组来制作线圈的旋转电机的定子。并且，作为其它的旋转电机的定子，还已知有如下这样构成的定子：将由使用分段线圈而成形为U字状的电导体构成的多段(segment)向定子铁心的槽插入后，将腿部分弯曲，并将段的端部彼此接合而构成线圈(例如，参照专利文献1、2)。
【专利文献1】日本特开2003-158840号公报
【专利文件2】美国专利第6894417号说明书
然而，通过在定子铁心的齿上卷绕绕组来制作线圈的现有的旋转电机中，需要使用绕线机或插入器(inserter)等高价的专用装置。
并且，专利文献1、2所记载的旋转电机的定子通过电导体的U字成形加工、腿部的弯曲加工及端部彼此的接合(焊接)加工而形成线圈。因此，电导体需要与线圈的匝数及极对数对应的量，随着卷数、极对数的增加而成形加工、弯曲加工、接合加工所需要的工时也增多，且上述加工各在不同的场所进行，因此从生产效率上的观点出发，存在改善的余地。
另一方面，上述旋转电机因工作而发热，因此通常通过空冷、水冷、油冷等来进行冷却。
然而，空冷是从设置在旋转电机的壳体等上的散热片向空气中散热的方法，冷却性能没那么高。在搭载于车辆等中的高输出的旋转电机中，通过对线圈进行直接冷却而冷却性能高，因此多采用将ATF等绝缘油直接向旋转电机的定子或转子喷射来进行冷却的油冷。然而，在采用油冷的情况下，可能会因绝缘油中含有的水分而导致绝缘性降低，存在对铜的浸蚀性、绝缘油的粘性阻力所引起的转子的转矩损失等问题。
并且，在水冷采用经由定子铁心进行冷却这样通常的冷却方法的情况下，存在散热路径变长，无法抑制热阻而难以获得所期望的冷却性能的问题。并且，在将水冷套配置于线圈过渡部的冷却方法中，也同样存在与导体的接触面积小的问题。
另外，通过在定子铁心的齿上卷绕绕组来制作线圈的现有的旋转电机中，夹入绝缘纸的同时卷绕绕组，因此卷绕处理复杂，且可能啮入绝缘纸而无法确保适当的绝缘性能。
并且，专利文献1、2所记载的车辆用旋转电机的定子中，在将绝缘纸插入到槽内后插入U字状的电导体，因此在电导体插入时与绝缘纸接触，可能啮入绝缘纸而无法确保适当的绝缘性能。
并且，在现有的旋转电机中，存在利用局部覆盖于绕组的瓷漆(enamel)等绝缘覆盖材料来确保绝缘的部分，因此在绝缘性能方面存在提高的余地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在不使用专用设备的情况下进行组装且量产性优越的旋转电机的定子及其制造方法。
本发明的另一目的在于提供一种能够在对旋转电机不造成影响的情况下有效地冷却线圈的旋转电机的定子。
本发明的再一目的在于提供一种绝缘性优越的旋转电机的定子。
本发明的第一方面涉及一种旋转电机的定子(例如实施方式中的定子10)，其具备：
具有多个槽(例如实施方式中的槽23)的定子铁心(例如实施方式中的定子铁心21)；
分段化的多相线圈(例如实施方式中的线圈50)，所述旋转电机的定子(例如实施方式中的定子10)的特征在于，
在所述定子铁心的两侧设有一对基体板(例如实施方式中的基体板31L、31R)，
所述分段化的多相线圈具有：分别插入到所述定子铁心的多个槽中且呈大致直线状延伸的多个线圈杆(coil bar)(例如实施方式中的线圈杆25)；分别配置在各所述基体板上，将同相的所述线圈杆彼此连接而构成过渡部的多个连接线圈(connect coil)(例如实施方式中的连接线圈40)，
所述定子铁心和所述多个线圈杆构成定子铁心组装体(例如实施方式中的定子铁心组装体20)，
所述基体板和所述多个连接线圈构成基体板组装体(例如实施方式中的基体板组装体30L、30R)，
所述旋转电机的定子由所述定子铁心组装体和配置在所述定子铁心组装体的两侧的基体板组装体构成。
本发明的第二方面涉及的旋转电机的定子以第一方面的结构为基础，其特征在于，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入或铆接来连接。
本发明的第三方面涉及的旋转电机的定子以第一方面的结构为基础，其特征在于，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入及铆接来连接。
本发明的第四方面涉及的旋转电机的定子以第三方面的结构为基础，其特征在于，
在各所述线圈杆的两端部形成有锥部(例如实施方式中的锥部26b)，且在与所述线圈杆连接的连接线圈上形成有能够与锥部嵌合的锥孔(例如实施方式中的锥孔43a、44a)，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈在通过压入使各所述锥部与各所述锥孔嵌合后，将各所述锥部的前端压溃来进行铆接，由此同时各自接合。
本发明的第五方面涉及的旋转电机的定子以第一方面的结构为基础，其特征在于，
所述多个连接线圈的至少一部分配置在将所述定子铁心向轴向投影而得到的区域内。
本发明的第六方面涉及一种旋转电机的定子(例如实施方式中的定子10)的制造方法，所述旋转电机的定子具备：
具有多个槽(例如实施方式中的槽23)的定子铁心(例如实施方式中的定子铁心21)；
分段化的多相线圈(例如实施方式中的线圈50)；
设置在所述定子铁心的两侧的一对基体板(例如实施方式中的基体板31L、31R)，
所述分段化的多相线圈具有：分别插入到所述定子铁心的多个槽中且呈大致直线状延伸的多个线圈杆(例如实施方式中的线圈杆25)；分别配置在各所述基体板上，将同相的所述线圈杆彼此连接而构成过渡部的多个连接线圈(例如实施方式中的连接线圈40)，所述旋转电机的定子的制造方法的特征在于，包括：
将所述线圈杆插入到所述定子铁心的各槽中来形成定子铁心组装体(例如实施方式中的定子铁心组装体20)的工序；
在所述基体板上配置所述连接线圈来形成基体板组装体(例如实施方式中的基体板组装体30L、30R)的工序；
在所述定子铁心组装体的轴向两侧组装所述基体板组装体的组装工序。
本发明的第七方面涉及的旋转电机的定子的制造方法以第六方面的方法为基础，其特征在于，
在所述组装工序中，所述定子铁心组装体的多个线圈杆与所述基体板组装体的多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入或铆接来连接。
本发明的第八方面涉及的旋转电机的定子的制造方法以第六方面的方法为基础，其特征在于，
在所述组装工序中，所述定子铁心组装体的多个线圈杆与所述基体板组装体的多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入及铆接来连接。
本发明的第九方面涉及的旋转电机的定子的制造方法以第八方面的方法为基础，其特征在于，
在各所述线圈杆的两端部形成锥部，且在与所述线圈杆连接的连接线圈上形成能够与锥部(例如实施方式中的锥部26b)嵌合的锥孔(例如实施方式中的锥孔43a、44a)，
在所述组装工序中，所述多个线圈杆与所述多个连接线圈在通过压入使各所述锥部与各所述锥孔嵌合后，将各所述锥部的前端压溃来进行铆接，由此同时各自接合。
根据本发明的第一方面，不需要像现有的定子那样在定子铁心上卷绕绕组，能够在不使用绕线机或插入器等高价的专用装置的情况下制造定子，从而能够抑制设备费用。并且，与在每一处进行U字成形加工、腿部分的弯曲加工及端部彼此的接合加工的现有的U字型段所实现的线圈成形相比，能够一并同时将多个线圈杆与连接线圈接合，能够容易制造定子。
根据本发明的第二及第三方面，能够在一次组装工序中将多个线圈杆与多个连接线圈连接，从而生产效率得以大幅提高。
根据本发明的第四方面，能够容易进行多个线圈杆与多个连接线圈的对心，且能够同时进行基于铆接的各连接，从而生产效率得以大幅提高。
根据本发明的第五方面，能够实现定子的径向的小型化。
根据本发明的第六方面，能够大幅地简化现有的定子的制造工序，从而能够容易且极其有效地制造定子。
根据本发明的第七及第八方面，能够在一次组装工序中将多个线圈杆与多个连接线圈连接，从而生产效率得以大幅提高。
根据本发明的第九方面，能够容易进行多个线圈杆与多个连接线圈的对心，且能够同时进行基于铆接的各连接，从而生产效率得以大幅提高。
本发明的第十方面涉及的旋转电机的定子以第一方面的结构为基础，其特征在于，
所述过渡部的至少一部分在所述基体板的轴向端面(例如实施方式中的外侧面35)露出且与该轴向端面形成为同一面，
至少在一方的所述基体板的外侧设置冷却板(例如实施方式中的冷却板60)，所述冷却板与露出的所述过渡部直接或间接地面接触。
本发明的第十一方面涉及的旋转电机的定子以第十方面的结构为基础，其特征在于，
插入到各所述槽中的线圈杆具备沿径向排列的外径侧线圈杆(例如实施方式中的外径侧线圈杆26)和内径侧线圈杆(例如实施方式中的内径侧线圈杆27)，
各连接线圈具备配置在轴向上不同的位置处的内侧连接线圈(例如实施方式中的内侧连接线圈42)及外侧连接线圈(例如实施方式中的外侧连接线圈41)，
在所述基体板的对置的外侧面(例如实施方式中的外侧面35)和内侧面(例如实施方式中的内侧面36)上分别形成有多个槽(例如实施方式中的外侧面槽37及内侧面槽38)，
在所述外侧面上形成的槽(例如实施方式中的外侧面槽37)中配置所述外侧连接线圈，
在所述内侧面上形成的槽(例如实施方式中的内侧面槽38)中配置所述内侧连接线圈，
所述外径侧线圈杆与所述内径侧线圈杆中的一方的一端侧与所述外侧连接线圈连接，另一端侧与所述内侧连接线圈连接，
所述外径侧线圈杆与所述内径侧线圈杆中的另一方的一端侧与所述内侧连接线圈连接，另一端侧与所述外侧连接线圈连接。
根据本发明的第十方面，能够增大过渡部(连接线圈)与冷却板的接触面积，从而有效地冷却定子而有助于提高旋转电机的效率。并且，通过利用冷却板来进行水冷，能够避免像油冷的情况那样的可能因绝缘油中含有的水分引起的绝缘性降低、对铜的浸蚀性、因绝缘油的粘性阻力引起的转子的转矩损失。
根据本发明的第十一方面，经由与外径侧线圈杆及内径侧线圈杆中任一方的端部连接的外侧连接线圈而通过冷却板来冷却外径侧线圈杆及内径侧线圈杆，由此能够对外径侧线圈杆及内径侧线圈杆均匀地冷却，从而能够抑制线圈的热分布的产生。
本发明的第十二方面涉及的旋转电机的定子以第一方面的结构为基础，其特征在于，
所述基体板由非磁性材料构成，
所述线圈杆在被绝缘材料(例如实施方式中的绝缘材料28)覆盖的状态下配置在所述定子铁心的槽内，
所述连接线圈配置于在所述基体板上形成的多个槽(例如实施方式中的外侧面槽37及内侧面槽38)内，将同相的连接线圈连接且将它们与其它相的连接线圈绝缘，
在所述定子铁心与所述基体板之间设有绝缘片(例如实施方式中的绝缘片65)。
本发明的第十三方面涉及的旋转电机的定子以第十二方面的结构为基础，其特征在于，
在所述槽中插入多个同一相的所述线圈杆，所述绝缘材料将所述槽内的所述多个线圈杆构成为一体。
本发明的第十四方面涉及的旋转电机的定子以第十二方面的结构为基础，其特征在于，
由所述绝缘材料覆盖的所述线圈杆被压入到所述定子铁心的槽内。
本发明的第十五方面涉及的旋转电机的定子以第十二方面的结构为基础，其特征在于，
各所述连接线圈具备配置在轴向上不同的位置处的内侧连接线圈(例如实施方式中的内侧连接线圈42)及外侧连接线圈(例如实施方式中的外侧连接线圈41)，
在所述基体板的对置的外侧面(例如实施方式中的外侧面35)和内侧面(例如实施方式中的内侧面36)上分别形成多个槽(例如实施方式中的外侧面槽37及内侧面槽38)，
在所述外侧面上形成的槽中配置所述外侧连接线圈，
在所述内侧面上形成的槽中配置所述内侧连接线圈。
根据本发明的第十二方面，线圈杆在被绝缘材料覆盖的状态下配置在定子铁心的槽内，连接线圈配置于在基体板上形成的多个槽中，将同相的连接线圈连接且将它们与其它相的连接线圈绝缘，在定子铁心与基体板之间设有绝缘片，因此确保其它相的线圈彼此的绝缘性及线圈与定子铁心的绝缘性。
根据本发明的第十三方面，处理性良好，能够容易地将多个线圈杆插入槽中。
根据本发明的第十四方面，能够容易且可靠地将由绝缘材料覆盖的线圈杆固定到定子铁心的槽中。
根据本发明的第十五方面，通过基体板来确保外侧连接线圈与内侧连接线圈的绝缘。
附图说明
图1是本发明涉及的旋转电机的定子的立体图。
图2是图1所示的定子的分解立体图。
图3A是图2所示的一方的基体板组装体的分解立体图，B是另一方的基体板组装体的分解立体图。
图4是线圈杆的立体图。
图5是图1所示的定子的纵剖视图，是图6的A-A线剖视图。
图6是图3A所示的一方的基体板组装体的主视图。
图7是图3A所示的一方的基体板组装体的后视图。
图8是双槽型的分段化的多相线圈的立体图。
图9是从图8所示的多相线圈中取出一相的量的线圈而示出的立体图。
图10是表示多相线圈的结构的示意图。
图11A是图6的局部放大图，B是A的B-B线剖视图。
图12A是表示线圈杆与连接线圈通过铆接加工而接合的状态的示意图，B是表示端部形成为半球状的线圈杆被压入连接线圈而进行接合的状态的示意图，C是表示端部形成为半圆状的截面矩形的线圈杆被压入连接线圈的孔中而进行接合的状态的示意图。
图13是在基体板组装体的侧面配设有冷却板的定子的立体图。
图14是具备图13所示的冷却板的定子的主要部分纵剖视图。
图15是表示单槽型线圈的一相的量的线圈的立体图。
图16是表示三槽型线圈的一相的量的线圈的立体图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿着符号的方向观察。
如图1、图2及图5所示，本实施方式的旋转电机的定子10具备定子铁心组装体20、一对基体板组装体30L、30R，基体板组装体30L、30R配置而组装在定子铁心组装体20的两侧。在定子铁心组装体20与基体板组装体30L、30R之间例如配置有硅片等绝缘片65，来将定子铁心组装体20与基体板组装体30L、30R绝缘。
定子铁心组装体20具备定子铁心21、多个(在图中所示的实施方式中为48个)线圈杆25。
定子铁心21例如通过将冲裁加工后的多张硅钢板层叠而构成，在定子铁心21的径向内侧具备48个齿22、形成在相邻的齿22、22之间的48个槽23。槽23沿定子铁心21的轴向贯通而形成，从轴向观察时形成为在定子铁心21的径向上长的大致长圆形状，开口部24向定子铁心21的内周面开口。
也参照图4，线圈杆25通过将具有同一形状及同一长度的外径侧线圈杆26与内径侧线圈杆27沿轴向错开后述的连接线圈40的厚度量而并列配置，且除两端以外的周围由注射模塑成形的树脂等绝缘材料28覆盖而一体地形成。具体而言，外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27的长度设定为与定子铁心21的轴向长度和三片连接线圈40的厚度的和大致相等的长度，在外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27各自的两端形成有与连接线圈40的厚度大致相等的长度的小径部26a、27a。
如图5所示，由外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27构成的多个(在图中所示的实施方式中为48个)线圈杆25以外径侧线圈杆26成为径向外方的方式沿定子铁心21的径向排列，且分别插入到定子铁心21的48个槽23中而沿定子铁心21的周向排列，来构成定子铁心组装体20。
外径侧线圈杆26以如下方式插入到槽23中，即，小径部26a从定子铁心21的一方的端面21a(在图5中为左端面)突出大约两片连接线圈40的厚度，且小径部26a从另一方的端面21b(在图5中为右端面)突出大约一片连接线圈40的厚度。
并且，内径侧线圈杆27以如下方式插入到槽23中，即，小径部27a从定子铁心21的一方的端面21a突出大约一片连接线圈的厚度，且小径部27a从另一方的端面21b突出大约两片连接线圈的厚度。在外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27与定子铁心21的槽23之间夹有覆盖两线圈杆26、27的绝缘材料28，来确保外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27与定子铁心21的绝缘。从而，外径侧线圈杆26与内径侧线圈杆27在以各自的两端部的轴向位置不同的方式沿轴向错开的状态下由绝缘材料28覆盖。
覆盖外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27的绝缘材料28具有比槽23稍大且与槽23大致相同的形状，通过压入而能够容易向槽23固定。并且，外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27比现有的由卷绕的绕组构成的线圈粗，因此还具有提高向槽23的占空因数(日语：占積率)的效果。
如图1至图7所示，分别配置在定子铁心组装体20的两侧的基体板组装体30L、30R具备基体板31L、31R和多个连接线圈40。需要说明的是，基体板组装体30R除了不具备后述的连接端子部这一点以及槽和连接线圈的形状之外，其它结构与基体板组装体30L相同，因此以后主要对基体板组装体30L进行说明。
如图6及图7所示，基体板31L是由具有绝缘性的树脂(非磁性材料)成形，且具有与定子铁心21大致相等的内外径的大致圆环状构件，在图中上方部分设有向径向外方呈扇状延伸的展开部31a。在展开部31a上形成有用于与外部设备等连接的连接端子部。
在基体板31L的内径侧以贯通基体板31L的方式形成有与插入到定子铁心21的槽23中的各线圈杆25的外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27分别对应的48对外径侧贯通孔32及内径侧贯通孔33。
成对的外径侧贯通孔32和内径侧贯通孔33位于从基体板31L的中心O沿径向延伸的同一直线L上，并且，在该直线L上且基体板31L的外径侧还形成有外周侧孔34，来将基体板31L的外侧面35与内侧面36(参照图5)连通。并且，在形成有展开部31a的圆周方向位置处，在比外周侧孔34的位置更靠径向外方处形成有位于展开部31a的12个连接端子接合孔39。
如图5至图7所示，分别向外侧面35及内侧面36开口的截面大致コ型的多个(48个)外侧面槽37及内侧面槽38沿着渐开线曲线在圆周方向上接近地形成在基体板31L的外侧面35和内侧面36上。彼此相邻的各外侧面槽37之间及各内侧面槽38之间由从基体板31L竖立设置的壁31b隔离，并且，在轴向上对置的外侧面槽37与内侧面槽38由隔壁31c隔离，从而彼此电绝缘。
并且，基体板31L设定成如下这样的轴向宽度，该轴向宽度大致等于与后述的外侧连接线圈41的厚度对应的外侧面槽37的槽深度、与后述的内侧连接线圈42的厚度对应的内侧面槽38的槽深度及隔壁31c的厚度的总和。
如图6所示，在基体板组装体30L中，基体板31L的各外侧面槽37在主视观察下以连接外径侧贯通孔32与外周侧孔34的方式沿着渐开线曲线弯曲而形成，其中，所述外周侧孔34形成在通过从上述外径侧贯通孔32沿顺时针方向离开了三个间隔的外径侧贯通孔32的直线L上。其中，多个外侧面槽37中朝向展开部31a延伸的12个外侧面槽37a呈渐开线状地延伸至通过从外径侧贯通孔32沿顺时针方向离开了三个间隔的外径侧贯通孔32的直线L上为止，之后向径向弯曲而与连接端子接合孔39连接。
并且，如图7所示，基体板31L的各内侧面槽38在主视观察下以将内径侧贯通孔33与外周侧孔34避开外径侧贯通孔32而弯曲连接的方式形成，其中所述外周侧孔34形成在通过从上述内径侧贯通孔33沿顺时针方向(从图6侧观察为逆时针方向)离开了三个间隔通的内径侧贯孔33的直线L上。其中，多个内侧面槽38中朝向展开部31a延伸的12个内侧面槽38a同样地弯曲延伸至通过从内径侧贯通孔33沿顺时针方向(从图6侧观察为逆时针方向)离开了三个间隔的内径侧贯通孔33的直线L上为止，之后向径向弯曲而与连接端子接合孔39连接。
即，如图6所示，位于沿顺时针方向(或逆时针方向)离开了六个间隔的位置的外径侧贯通孔32与内径侧贯通孔33经由外侧面槽37及内侧面槽38共用连续的外周侧孔34而连接。并且，与共用的连接端子接合孔39连接的一对外侧面槽37a和内侧面槽38a将沿顺时针方向(或逆时针方向)离开了六个间隔的外径侧贯通孔32与内径侧贯通孔33连接。
需要说明的是，在基体板组装体30R中，基体板31R的各外侧面槽37具有与上述的基体板31L的各内侧面槽38同样的形状，基体板31R的各内侧面槽38具有与上述的基体板31L的各外侧面槽37同样的形状。
连接线圈40由铜等导电材料形成为板状，可以分为分别插入到外侧面槽37、37a中的外侧连接线圈41(41a、41b)、分别插入到内侧面槽38、38a中的内侧连接线圈42(42a、42b)。需要说明的是，在这里所说的连接线圈41是指在组装好定子铁心组装体20与基体板组装体30时成为定子10的轴向外侧的连接线圈40，内侧连接线圈42是指成为定子10的轴向内侧的连接线圈40。
如图6所示，外侧连接线圈41a沿着与外侧面槽37相同形状的渐开线曲线而形成，在其两端部形成有结合孔43a、43b。结合孔43a具有与外径侧线圈杆26的小径部26a大致相等的直径，结合孔43b具有与后述的将外侧连接线圈41a与内侧连接线圈42a连接的连接销45大致相等的直径。并且，外侧连接线圈41b以与外侧面槽37a相同的形状弯曲形成，在其两端部形成有结合孔43a和连接端子孔43c。
如图7所示，内侧连接线圈42a沿着与内侧面槽38相同形状的渐开线曲线而形成，在其两端部形成有结合孔44a、44b。结合孔44a具有与内径侧线圈杆27的小径部27a大致相等的直径，结合孔44b具有与连接销45大致相等的直径。并且，内侧连接线圈42b以与内侧面槽38a相同的形状弯曲形成，在其两端部形成有结合孔44a和连接端子孔44c。
从而，除基体板31L的连接端子接合孔39的部分之外，与各外径侧线圈杆26分别连接的内侧连接线圈42a和外侧连接线圈41a、41b沿着渐开线曲线形成，与各内径侧线圈杆27分别连接的内侧连接线圈42a、42b和外侧连接线圈41a沿着渐开线曲线形成，且在该渐开线曲线的内径侧，从内径侧贯通孔33绕开外径侧贯通孔32而向径向外方延伸。
外侧连接线圈41a、41b分别插入到外侧面槽37、37a中，并且，内侧连接线圈42a、42b分别插入到内侧面槽38、38a中。并且，在各外周侧孔34中插入由铜、铝等构成的导电性的连接销45来将外侧连接线圈41a与内侧连接线圈42a电连接。
由此，在位于沿顺时针方向(或逆时针方向)离开了六个间隔的位置的外侧连接线圈41a的结合孔43a与内侧连接线圈42a的结合孔44a经由外侧连接线圈41a、连接销45及内侧连接线圈42a电连接的状态下构成基体板组装体30L、30R。
需要说明的是，也可以取代设置本实施方式那样的连接销45，而在外侧连接线圈41a和内侧连接线圈42a中的任一方上一体地形成与连接销45同等形状的突出部，并将该突出部插入到在外侧连接线圈41a和内侧连接线圈42a中的另一方上设置的结合孔43b、44b中，由此将外侧连接线圈41a与内侧连接线圈42a电连接。
这样构成的一对基体板组装体30L、30R定位配置到定子铁心组装体20的两侧的规定位置而进行组装。如图5所示，在定子铁心21的一方的端面21a侧(图中左侧)配置的基体板组装体30L中，在外径侧线圈杆26的小径部26a插入到外侧连接线圈41a、41b的结合孔43a中，且内径侧线圈杆27的小径部27a插入到内侧连接线圈42a、42b的结合孔44a中后，分别铆接固定。即，外侧连接线圈41a、41b及内侧连接线圈42a、42b将同相(例如U相)的线圈杆25彼此连接而构成线圈50的过渡部。
并且，在定子铁心21的另一方的端面21b侧(图中右侧)配置的基体板组装体30R中，在外径侧线圈杆26的小径部26a插入到内侧连接线圈42a的结合孔44a中，且内径侧线圈杆27的小径部27a插入到外侧连接线圈41a的结合孔43a中后，分别铆接固定。即，外侧连接线圈41a、41b及内侧连接线圈42a、42b将同相(例如U相)的线圈杆25彼此连接而构成线圈50的过渡部。
因此，对于配置在同一槽23中的外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27而言，在外径侧线圈杆26的一端侧(图中左侧)连接的外侧连接线圈41a朝向径向外方且沿顺时针方向延伸而与同相的内侧连接线圈42a连接，在外径侧线圈杆26的另一端侧(图中右侧)连接的内侧连接线圈42a朝向径向外方且沿逆时针方向延伸而与同相的外侧连接线圈41a连接。并且，在内径侧线圈杆27的一端侧(图中左侧)连接的内侧连接线圈朝向径向外方且沿逆时针方向延伸而与同相的外侧连接线圈41a连接，在内径侧线圈杆27的另一端侧(图中右侧)连接的外侧连接线圈41a朝向径向外方且沿顺时针方向延伸而与同相的内侧连接线圈42a连接。
这样，定子10通过在定子铁心组装体20的两侧组装一对基体板组装体30L、30R而构成，由此分段化的线圈50形成具有同一结构的各相四个的线圈环(U相线圈50U、V相线圈50V及W相线圈50W)。这各相四个的线圈环(U相线圈50U、V相线圈50V及W相线圈50W)以两个线圈环为一组，两组U相线圈50U、两组V相线圈50V及两组W相线圈50W沿逆时针方向依次波形卷绕(参照图8及图10)。需要说明的是，配置在一个槽23内且由绝缘材料28覆盖的外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27由构成一组的两个线圈环构成。图8是为了便于理解从定子取出分段化的多相(U、V、W相)线圈而示出的立体图，图9是进一步取出一相的量(例如U相)的线圈而示出的立体图，图10是表示多相线圈的结构的示意图，图11A是图6的局部放大图，图11B是A的B-B线剖视图。
并且，在这样构成的定子10中，外侧连接线圈41a、41b和内侧连接线圈42a、42b配置在将定子铁心21向轴向投影而得到的区域内，且配置在轴向上不同的位置处。
在图11A所示的基体板组装体30L的B-B线剖面处，如图11B所示，在基体板31L的外侧面上，在U相的外径侧线圈杆26的小径部26a的径向外方，两个V相的外侧连接线圈41b和一个W相的外侧连接线圈41b从径向内侧依次排列，在基体板31L的内侧面上，一个U相的内侧连接线圈42b和两个W相的内侧连接线圈42b从径向内侧依次排列。从而，从图11A明确可知，各内侧连接线圈42a、42b与其它相的外侧连接线圈41a、41b在轴向上对置，且各外侧连接线圈41a、41b与其它相的内侧连接线圈42a、42b在轴向上对置。
并且，配置在定子10的轴向外侧的多个外侧连接线圈41a、41b的外侧面与基体板31L、31R的端面成为同一面。
并且，如图5所示，线圈50以在定子铁心21的一方的端面21a侧，与外径侧线圈杆26连接的外侧连接线圈41a、41b位于轴向外侧，而在定子铁心21的另一方的端面21b侧，与内径侧线圈杆27连接的外侧连接线圈41a位于轴向外侧的方式来组装定子10。
图12是表示线圈杆与连接线圈的连接结构的概念图，以下以外径侧线圈杆26为例进行说明，但对于内径侧线圈杆27也同样能够适用。图12A所示的外径侧线圈杆26在其两端部形成有朝向前端的尖头锥状的锥部26b，且外侧连接线圈41a、41b的结合孔43a和内侧连接线圈42a的结合孔44a为具有与外径侧线圈杆26大致相等的斜度的锥孔。外径侧线圈杆26与连接线圈40通过如下方式连接：在定子铁心21上组装基体板31L、31R，并在弹簧64的弹力的作用下由夹具的按压构件61将连接线圈40相对于外径侧线圈杆26沿轴向按压，由此使连接线圈40的结合孔43a、44a与外径侧线圈杆26的两锥部26嵌合。然后，利用冲头62将外径侧线圈杆26的两端部压溃而进行铆接，由此将线圈杆26与连接线圈40固定。
此时，外径侧线圈杆26与连接线圈40的嵌合部形成为锥状，因此即使在外径侧线圈杆26与连接线圈40之间稍微存在偏芯，通过按压构件61的按压也能使外径侧线圈杆26与连接线圈40对心，从而在锥部26b可靠地接合并导通。并且，能够利用一次冲压工序进行多处(在本实施方式中为96处)的接合，能够有效地进行接合加工，使生产效率大幅地提高。需要说明的是，线圈杆25与连接线圈40未必一定要通过压入及铆接来连接，也可以通过压入或铆接来连接。以下，说明通过压入进行的连接。
图12B所示的外径侧线圈杆26的两端部形成为半球状，且连接线圈40的结合孔43a、44a为半球状凹部，将外径侧线圈杆26的半球状两端部压入到连接线圈40的结合孔43a、44a中而将外径侧线圈杆26与连接线圈40接合。在该结构中，外径侧线圈杆26与连接线圈40也能够通过对心来进行对芯。并且，能够利用一次冲压工序进行多处的接合，能够极其有效地进行接合。
图12C所示的外径侧线圈杆26形成为截面矩形形状，其两端部形成为半圆状。并且，连接线圈40的结合孔43a、44a也为同样的半圆状凹部，在该半圆状凹部的结合孔43a、44a压入外径侧线圈杆26的端部而进行接合。需要说明的是，本实施方式的外径侧线圈杆26形成为截面矩形形状，为近似于槽23的方型形状，因此还能够提高槽23的占空因数。
图13是在基体板组装体的侧面配设有冷却板的定子的立体图，图14是定子的主要部分纵剖视图。图13及图14所示的定子10中，一对冷却板60与设置在定子10的两侧面上的基体板组装体30接触配置。在冷却板60的内部形成有用于使制冷剂循环的制冷剂通路63，通过使从未图示的制冷剂供给装置压力输送来的制冷剂例如沿箭头C方向(参照图13)循环，由此能够经由与一对冷却板60接触的定子10的外侧连接线圈41a、41b(过渡部)而积极地冷却定子10。
并且，由于外侧连接线圈41a、41b的侧面为平面，因此外侧连接线圈41a、41b与冷却板60面接触。因此，与现有的卷绕有绕组的线圈相比，与冷却板60的接触面积即传热面积大，能够有效地冷却。
并且，线圈50中，在定子铁心21的一方的端面21a侧，与外径侧线圈杆26连接的外侧连接线圈41a、41b位于轴向外侧，而在定子铁心21的另一方的端面21b侧，与内径侧线圈杆27连接的外侧连接线圈41a位于轴向外侧，因此经由外侧连接线圈41a、41b将外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27均匀地冷却，从而抑制线圈的热分布。并且，不存在将ATF油等向线圈喷射来进行冷却的油冷却的情况下所担心的油对线圈或绝缘材料造成的影响，可靠性、耐久性得以提高。
如以上所说明的那样，本实施方式涉及的定子10包括：由定子铁心21和多个线圈杆25构成的定子铁心组装体20；由基体板31L、31R和多个连接线圈40构成且配置在定子铁心组装体20的两侧的一对基体板组装体30L、30R，因此不需要像现有的定子那样在定子铁心上卷绕绕组，能够在不使用卷线机或插入器等高价的专用装置的情况下制造定子10，从而能够抑制设备费用。并且，与在每一处进行U字成形加工、腿部分的弯曲加工及端部彼此的接合加工的现有的U字型段所实现的线圈成形相比，能够一并同时将多个线圈杆25与连接线圈40接合，从而能够容易制造定子10。
并且，多个线圈杆25与多个连接线圈40通过压入或铆接、或者压入及铆接来连接，因此能够在一次组装工序中将多个线圈杆25与连接线圈40连接，生产效率得以大幅提高。
进而，多个连接线圈40配置在将定子铁心21向轴向投影而得到的区域内，因此能够实现定子10的径向的小型化。
并且，通过将线圈杆25插入到定子铁心21的各槽23中来形成定子铁心组装体20的工序、在基体板31L、31R上配置连接线圈40来形成基体板组装体30L、30R的工序、在定子铁心组装体20的轴向两侧组装基体板组装体30L、30R的组装工序来制造定子10，因此能够大幅简化现有的定子10的制造工序，能够容易且极其有效地制造定子10。
并且，在组装工序中，定子铁心组装体20的多个线圈杆25与基体板组装体30L、30R的多个连接线圈40通过将互相的端部彼此压入或铆接、或者压入及铆接来连接，因此能够在一次组装工序中将多个线圈杆与连接线圈连接，生产效率得以大幅提高。
根据本实施方式涉及的定子10，在设置于定子铁心21的两侧的一对基体板组装体31上配置有多个连接线圈40，这多个连接线圈40将分别插入到定子铁心21的多个槽23中且大致呈直线状延伸的同相的线圈杆25彼此连接而构成过渡部。设置在基体板31的外侧的冷却板60与过渡部(外侧连接线圈41)直接面接触，其中，该过渡部与基体板31的轴向端面35为同一面且在轴向端面露出，因此能够增大过渡部与冷却板60的接触面积，从而有效地冷却定子10而有助于提高旋转电机的效率。
需要说明的是，在轴向端面露出的过渡部(外侧连接线圈41)并不局限于与冷却板60直接面接触的情况，也可以与冷却板60间接地面接触。可以在一对基体板组装体30L、30R的轴向外侧配置绝缘性的罩等，或利用树脂等进行覆盖。在轴向端面露出的过渡部(外侧连接线圈41)与冷却板60间接地面接触是指冷却板60与罩等或覆盖的树脂等接触，且过渡部与罩等或覆盖的树脂等接触。由此，也能够增大过渡部与冷却板60的接触面积，从而有效地冷却定子10而有助于提高旋转电机的效率。
并且，通过利用冷却板60来进行水冷，能够避免像油冷的情况那样的可能因绝缘油中含有的水分引起的绝缘性降低、对铜的浸蚀性、因绝缘油的粘性阻力引起的转子的转矩损失。
并且，在基体板31的外侧面35上形成的外侧面槽37中配置外侧连接线圈41，且在内侧面36上形成的内侧面槽38中配置内侧连接线圈42，外径侧线圈杆26的一端侧与外侧连接线圈41连接，且另一端侧与内侧连接线圈42连接，内径侧线圈杆27的一端侧与内侧连接线圈42连接，且另一端侧与外侧连接线圈41连接，因此经由与外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27中任一方的端部连接的外侧连接线圈41而通过冷却板60来冷却外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27，由此能够对外径侧线圈杆26及内径侧线圈杆27均匀地冷却，能够抑制线圈50的热分布的产生。
本实施方式涉及的定子10中，线圈杆25在被绝缘材料28覆盖的状态下配置在定子铁心21的槽23内，连接线圈40配置于在基体板上形成的多个槽中，将同相的连接线圈连接且使它们与其他相的连接线圈绝缘，在定子铁心与基体板之间设置绝缘片，因此确保多个线圈杆、连接线圈及定子铁心的绝缘性。
并且，同一相的多个线圈杆25通过绝缘材料28构成为一体且插入到定子铁心21的槽23中，因此处理性良好，能够容易地将多个线圈杆25插入槽23中。
并且，被绝缘材料28覆盖的线圈杆25被压入到定子铁心21的槽23内，因此能够容易且可靠地将线圈杆25固定在定子铁心21的槽23内。
并且，各连接线圈40具备配置在轴向上不同的位置处的内侧连接线圈42及外侧连接线圈41，在基体板31L、31R的对置的外侧面35和内侧面36上分别形成有多个槽37、38。在外侧面35上形成的外侧面槽37中配置有外侧连接线圈41，在内侧面36上形成的内侧面槽38中配置有内侧连接线圈42，因此通过基体板31L、31R来确保外侧连接线圈41与内侧连接线圈42的绝缘。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，可以适当变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，形成有12个连接端子接合孔39，但并不局限于此，也可以形成六个连接端子接合孔39，来将相邻的同相的连接线圈彼此连接。
并且，可以在一对基体板组装体30L、30R的轴向外侧配置绝缘性的罩，也可以用树脂等覆盖。
需要说明的是，本发明的定子10并不局限于上述的双槽型，也可以是图15中示出一相的量的线圈形状的单槽型的定子，或者还可以是图16中示出一相的量的线圈形状的三槽型的定子。在三相八极波形绕组定子中，在单槽型的定子的情况下，定子铁心21的槽数为24个，在三槽型的定子的情况下，定子铁心21的槽数为72个。任一种定子都具有与双槽型的定子10同样的结构，因此省略说明。

Claims (14)

1.一种旋转电机的定子，其具备：具有多个槽的定子铁心；分段化的多相线圈，所述旋转电机的定子的特征在于，
在所述定子铁心的两侧设有一对基体板，
所述分段化的多相线圈具有：分别插入到所述定子铁心的多个槽中且呈大致直线状延伸的多个线圈杆；分别配置在各所述基体板上，将同相的所述线圈杆彼此连接而构成过渡部的多个连接线圈，
所述定子铁心和所述多个线圈杆构成定子铁心组装体，
所述基体板和所述多个连接线圈构成基体板组装体，
所述旋转电机的定子由所述定子铁心组装体和配置在所述定子铁心组装体的两侧的基体板组装体构成，
所述基体板由非磁性材料形成，
所述线圈杆在被绝缘材料覆盖的状态下配置在所述定子铁心的槽内，
所述连接线圈配置于在所述基体板上形成的多个槽内，将同相的连接线圈连接且使它们与其它相的连接线圈绝缘，
在所述定子铁心与所述基体板之间设有绝缘片。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入或铆接来连接。
3.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入及铆接来连接。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在各所述线圈杆的两端部形成有锥部，且在与所述线圈杆连接的连接线圈上形成有能够与锥部嵌合的锥孔，
所述多个线圈杆与所述多个连接线圈在通过压入使各所述锥部与各所述锥孔嵌合后，将各所述锥部的前端压溃来进行铆接，由此同时各自接合。
5.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述多个连接线圈的至少一部分配置在将所述定子铁心向轴向投影而得到的区域内。
6.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述过渡部的至少一部分在所述基体板的轴向端面露出且与该轴向端面形成为同一面，
至少在一方的所述基体板的外侧设有冷却板，所述冷却板与露出的所述过渡部直接或间接地面接触。
7.根据权利要求6所述的旋转电机的定子，其特征在于，
插入到各所述槽中的线圈杆具备沿径向排列的外径侧线圈杆和内径侧线圈杆，
各连接线圈具备配置在轴向上不同的位置处的内侧连接线圈及外侧连接线圈，
在所述基体板的对置的外侧面和内侧面上分别形成有多个槽，
在所述外侧面上形成的槽中配置所述外侧连接线圈，
在所述内侧面上形成的槽中配置所述内侧连接线圈，
所述外径侧线圈杆与所述内径侧线圈杆中的一方的一端侧与所述外侧连接线圈连接，另一端侧与所述内侧连接线圈连接，
所述外径侧线圈杆与所述内径侧线圈杆中的另一方的一端侧与所述内侧连接线圈连接，另一端侧与所述外侧连接线圈连接。
8.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在所述槽中插入多个同一相的所述线圈杆，所述绝缘材料将所述槽内的所述多个线圈杆构成为一体。
9.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
由所述绝缘材料覆盖的所述线圈杆被压入到所述定子铁心的槽内。
10.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
各所述连接线圈具备配置在轴向上不同的位置处的内侧连接线圈及外侧连接线圈，
在所述基体板的对置的外侧面和内侧面上分别形成有多个槽，
在所述外侧面上形成的槽中配置所述外侧连接线圈，
在所述内侧面上形成的槽中配置所述内侧连接线圈。
11.一种旋转电机的定子的制造方法，所述旋转电机的定子具备：
具有多个槽的定子铁心；
分段化的多相线圈；
设置在所述定子铁心的两侧的一对基体板，
所述分段化的多相线圈具有：
分别插入到所述定子铁心的多个槽中且呈大致直线状延伸的多个线圈杆；
分别配置在各所述基体板上，将同相的所述线圈杆彼此连接而构成过渡部的多个连接线圈，
所述基体板由非磁性材料形成，
所述线圈杆在被绝缘材料覆盖的状态下配置在所述定子铁心的槽内，
所述连接线圈配置于在所述基体板上形成的多个槽内，将同相的连接线圈连接且使它们与其它相的连接线圈绝缘，
在所述定子铁心与所述基体板之间设有绝缘片，
所述旋转电机的定子的制造方法的特征在于，包括：
将所述线圈杆插入到所述定子铁心的各槽中来形成定子铁心组装体的工序；
在所述基体板上配置所述连接线圈来形成基体板组装体的工序；
在所述定子铁心组装体的轴向两侧组装所述基体板组装体的组装工序。
12.根据权利要求11所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
在所述组装工序中，所述定子铁心组装体的多个线圈杆与所述基体板组装体的多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入或铆接来连接。
13.根据权利要求11所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
在所述组装工序中，所述定子铁心组装体的多个线圈杆与所述基体板组装体的多个连接线圈通过将互相的端部彼此压入及铆接来连接。
14.根据权利要求13所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
在各所述线圈杆的两端部形成锥部，且在与所述线圈杆连接的连接线圈上形成能够与锥部嵌合的锥孔，
在所述组装工序中，所述多个线圈杆与所述多个连接线圈在通过压入使各所述锥部与各所述锥孔嵌合后，将各所述锥部的前端压溃来进行铆接，由此同时各自接合。
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