CN103782490A - 导体线以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导体线，能够使向铁芯的卷绕工序变得简洁，且不管结构部件的材质、插槽形状如何都能够提高线圈的槽满率。旋转电机的线圈用的导体线（4）具备：汇集多根导体线材（41）而成的导体线材束（42）；以及将导体线材束（42）的周围覆盖的挠性的绝缘包覆件（46）。导体线（4）在绝缘包覆件（46）的径向内侧具有使得导体线材（41）彼此能够进行相对移动的包覆内间隙（G），与导体线材束（42）的延伸方向正交的延伸正交平面上的绝缘包覆件（46）的截面形状能够变形。

Description

导体线以及旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机的线圈用的导体线以及具备该导体线的旋转电机。

背景技术

作为电动机或者发电机的旋转电机所具备的定子构成为在具有多个插槽的定子铁芯安装有线圈。旋转电机所具备的转子也一样，有时构成为在具有多个插槽的转子铁芯安装有线圈。例如在日本特开平09－009588号公报（专利文献1）中记载有如下定子：在沿定子铁芯的周向分散配置的多个插槽具备对截面为圆形的导体线材进行多次卷绕而成的线圈。即，专利文献1的旋转电机具备由截面为圆形的多根导体线材汇集而构成的导体线。

如上述那样，在使用截面为圆形的导体线材而构成的导体线中，当将该导体线安装于定子时，在插槽内容易在导体线材间产生间隙，从而难以提高线圈的槽满率。为了缩小导体线材间的间隙而提高槽满率，减小导体线材的直径的方式也较为有效。但是，在减小导体线材的直径的情况下，存在如下问题等：需要在将导体线材卷绕于铁芯（定子铁芯或者转子铁芯）时想方设法确保不发生断线，另外，因朝铁芯卷绕的次数增多而导致卷绕工序需要较长时间。另一方面，为了提高槽满率，使用截面为矩形形状的导体线材构成线圈的方式也较为有效。但是却存在如下问题：插槽的形状也被限定为与导体线材的截面形状对应的近似矩形形状，从而未必能够使插槽或者齿的形状成为最佳形状。

另外，在日本特开2011－091943号公报（专利文献2）中记载有如下方案：使用在捆扎多根导线而成的导线束的外周设置有能够变形的绝缘体的导体线来构成线圈。在专利文献2中列举有如下效果：能够使导体束的形状（导体线的截面形状）变化为任意的形状，能够通过减小导体线间的间隙而提高槽满率。但是，参照该专利文献2的图5～图9则能够断言，为了使导体线的截面形状能够自如地变形，需要利用具有较高的伸缩性的材料构成将导线束的外周覆盖的绝缘体。换句话说，存在如下问题：根据构成导体线的绝缘体的材质的不同，未必一定能够提高槽满率。

专利文献1:日本特开平09－009588号公报

专利文献2:日本特开2011－091943号公报

发明内容

因此，希望实现能够使朝向铁芯的卷绕工序简化、且无论构成部件的材质、插槽形状如何都能够提高线圈的槽满率的导体线。

本发明所涉及的旋转电机的线圈用的导体线的结构方面的特征点在于，具备：汇集多根导体线材而成的导体线材束；以及将所述导体线材束的周围覆盖的挠性的绝缘包覆件，并在所述绝缘包覆件的径向内侧具有使得所述导体线材彼此能够进行相对移动的包覆内间隙，与所述导体线材束的延伸方向正交的延伸正交平面上的所述绝缘包覆件的截面形状能够变形。

这里，导体线材束的周围是指该导体线材束的在延伸正交平面上的截面的周围。另外，包覆内间隙是形成于绝缘包覆件的内部、且使得导体线材彼此能够在绝缘包覆件的径向内侧进行相对移动的间隙，包覆内间隙中并不包括在彼此密接而无法进行相对移动的导体线材彼此之间所形成的间隙、在彼此密接而无法进行相对移动的导体线材与绝缘包覆件之间所形成的间隙。另外，“旋转电机”作为包括马达（电动机），发电机（Generator）、以及根据需要而能够实现马达以及发电机的双方的功能的马达·发电机中的任一个的概念而使用。

根据具有该特征的结构，由于绝缘包覆件具有挠性、且在绝缘包覆件的径向内侧存在包覆内间隙，因此，导体线材彼此能够在该包覆内间隙的部分进行相对移动。因此，即使在绝缘包覆件不具有较高的伸缩性的情况下，也能够使延伸正交平面上的导体线的截面形状比较自由地变形。因此，当将导体线用于旋转电机的线圈并将该线圈安装于铁芯时，无论插槽开口部的宽度如何都能够容易地进行朝向插槽内的导体线的插入。另外，因为是将多根导体线材捆扎而构成导体线，所以能够使用较细的导体线材而提高槽满率、且能够将朝向铁芯的卷绕次数抑制得较少，从而能够使导体线的卷绕工序实现高效化。进而，因为导体线材束被绝缘包覆件覆盖，所以在将导体线材朝插槽内插入时能够抑制导体线材受到损伤、且能够容易地确保绝缘性。而且，在将导体线材插入到插槽内以后，通过将相邻的导体线配置为彼此接触而能够将多根导体线彼此的间隙抑制得较小，进而，通过使导体线与插槽形状相应地变形而能够将导体线与插槽内壁面之间的间隙抑制得较小。因此，能够提高槽满率。因此，根据具有该特征的结构，能够使朝向铁芯的卷绕工序简化，并且能够实现不管结构部件（绝缘包覆件）的材质、插槽形状如何都能够提高线圈的槽满率的导体线。

这里，优选地，在所述延伸正交平面上的截面中，在使得相互相邻的所述导体线材彼此接触的状态下与所述导体线材束外接的假想外接圆的最小直径，小于使得所述绝缘包覆件变形为正圆的状态下的内径、亦即正圆内径。

根据该结构，在使得相互相邻的导体线材彼此接触而在中央部密集的状态下的假想的外周面、与使得绝缘包覆件变形为正圆的状态下的内表面之间，形成有规定的间隙空间。因此，能够适当地形成包覆内间隙。

另外，优选地，所述假想外接圆的最小直径与所述绝缘包覆件的所述正圆内径之差为所述导体线材的直径以上。

根据该结构，至少能够确保一根导体线材大小的间隙，从而能够适当并可靠地形成具有有益的大小的包覆内间隙。

另外，优选地，所述绝缘包覆件的内表面的周长为与使得所有所述导体线材以彼此接触的方式配置为一列的状态下的所述导体线材束外接的长圆的周长以下。

其中，“长圆”是指将相互对置的两条平行的直线与相互对置的两个圆弧组合而形成的形状。

与导体线材束外接的外接曲线的周长在使得所有导体线材以相互接触的方式配置为一列的状态下最长。因此，若使绝缘包覆件的内表面的周长与这样的外接曲线的周长相同，则能够最大限度地确保导体线的变形自由度。另外，若使绝缘包覆件的内表面的周长比这样的导体线材束的外接曲线的周长长，则仅会使包覆内间隙变大而造成浪费，并未为适当的方式。因此，通过将绝缘包覆件的内表面的周长设定为处于这样的导体线材束的外接曲线的周长以下的范围内，能够适当地设定绝缘包覆件的周长。

另外，优选地，将具有准开放型的多个插槽的定子铁芯或者转子铁芯作为卷绕对象，通过从所述绝缘包覆件的径向上的规定的基准方向的两侧进行按压而使所述绝缘包覆件变形，由此消除所述包覆内间隙而使得所有所述导体线材与所述绝缘包覆件作为整体而形成为紧密汇集的密集状态，正圆状态下的所述绝缘包覆件的直径比相互邻接的齿间的插槽开口部的宽度、亦即插槽开口宽度大，所述密集状态下的所述绝缘包覆件的所述基准方向上的宽度为所述插槽开口宽度以下。

其中，“准开放型的插槽”是指在定子铁芯或者转子铁芯的径向上开口的插槽开口部的宽度与比该插槽开口部插槽靠里侧的部分相比缩窄的插槽。

根据该结构，在使得导体线材和绝缘包覆件作为整体而形成为紧密汇集的密集状态下，使插槽开口部的宽度方向与对绝缘包覆件进行按压的按压方向（基准方向）一致，由此能够使导体线通过插槽开口部。因此，即使是准开放型的插槽，也能够将导体线插入到该插槽内。

另外，优选地，所述密集状态下的所述绝缘包覆件的所述基准方向上的宽度与所述插槽开口宽度一致。

其中，“一致”是表示成为比较对象的情况实质上相同的概念，包括具有由制造时允许的误差所引起的差异的状态。

根据该结构，包覆内间隙的大小成为所需最小限度的大小。因此，能够将导体线插入到准开放型的插槽内，并且能够抑制包覆内间隙扩大到所需程度以上而导致槽满率降低。

另外，优选地，所述导体线材束与所述绝缘包覆件形成为非接合状态。

其中，“接合状态”是指相互接触的两个物体从力学的角度来看固定的状态。因此，“非接合状态”是指两个物体相互不接触的状态、或者从力学的角度来看并未固定而是接触的状态。

根据该结构，在导体线材束与绝缘包覆件之间也能够形成包覆内间隙。因此，不仅在导体线材彼此之间，即使在导体线材与绝缘包覆件之间也能够进行相对移动，从而能够使延伸正交平面上的导体线的截面形状更自由地变形。

另外，优选上述导体线材为裸线。

其中，“裸线”是指表面未被绝缘体覆盖而裸露的导体线材。因此，裸线中并不包括表面设置有树脂等电绝缘材料的包覆、覆盖膜的导体线材。另一方面，裸线中包括表面形成有氧化皮膜的导体线材。

根据该结构，与在导体线材的表面设置有绝缘体的覆盖膜、包覆等的情况相比，能够容易确保导体线材的导体部分的截面积的和在导体线整体的截面积中所占据的较大的比例。因此，能够提高插槽内的导体部分的密度，从而容易提高线圈的槽满率。

本发明所涉及的旋转电机的结构方面的特征在于，在插槽内具备利用此前说明的各种结构的导体线构成的线圈。

根据具有该特征的结构，利用此前说明的各种结构的导体线，能够实现如下旋转电机：使向铁芯的导体线的卷绕工序实现简化，并且不管导体线的结构部件（绝缘包覆件）的材质、插槽形状如何都能够提高线圈的槽满率。

附图说明

图1是实施方式所涉及的旋转电机的立体图。

图2是定子的局部放大剖视图。

图3是示出导体线的构造的立体图。

图4是示出导体线的构造的剖视图。

图5是用于对包覆内间隙进行说明的导体线的假想剖视图。

图6是用于对包覆内间隙进行说明的导体线的假想剖视图。

图7是说明导体线的制造工序的图。

图8是说明定子的制造工序的图。

具体实施方式

参照附图对本发明所涉及的导体线以及具备该导体线的旋转电机的实施方式进行说明。这里以将本发明所涉及的导体线用于内转子（inner rotor）型的旋转电机100的线圈3的情况为例进行说明。如图3所示，线圈3用的导体线4具有汇集多根导体线材41而成的导体线材束42、以及将导体线材束42的周围覆盖的挠性的绝缘包覆件46。即，导体线4具有如下构造：利用具有挠性的绝缘包覆件46而将由多根导体线材41汇集而成的导体线材束42的周围覆盖的构造。本实施方式所涉及的导体线4的特征在于其内部构造，旋转电机100的特征在于使用了上述这样的导体线4。以下，按照旋转电机100的整体结构、导体线4的结构、导体线4相对于定子铁芯2的配置结构、旋转电机100的制造方法的顺序进行详细说明。

此外，在以下的说明中，只要未特别声明，那么便以后述的定子铁芯2的圆筒状的铁芯基准面21（例如定子铁芯2的内周面）的轴心为基准而对“轴向L”、“周向C”、“径向R”进行定义。

1.旋转电机的整体结构

参照附图对本实施方式所涉及的旋转电机100的整体结构进行说明。如图1所示，旋转电机100具备定子1、以及以能够旋转的方式设置于该定子1的径向R的内侧的转子6。定子1具备定子铁芯2、以及安装于该定子铁芯2的线圈3，线圈3通过将导体线4卷绕于定子铁芯2而构成。此外，在图1中，为了避免繁琐，针对从定子铁芯2沿轴向L突出的线圈3的局部、亦即线圈端部，仅示出了从一对插槽22突出的部分，省略了其他部分的图示。在图1中，在剩余的插槽22的轴向L上的端部示出了构成线圈3的多根导体线4的截面。另外，在图1中以透视的手法描绘出转子6的局部。

定子铁芯2采用磁性材料形成。定子铁芯2例如能够形成为层叠有多个圆环板状的电磁钢板的层叠构造体、或者能够形成为以通过对磁性材料的粉状体进行加压成形而成的压粉件为主要结构单元。定子铁芯2为了能够供线圈3卷绕而具有多个插槽22。这里，插槽22沿定子铁芯2的圆筒状的铁芯基准面21的轴向L延伸，并且在该铁芯基准面21的周向C上分散配置有多个插槽22。另外，多个插槽22形成为从定子铁芯2的轴心以放射状沿径向R延伸。此外，“圆筒状的铁芯基准面21”是指述及插槽22的配置、结构时成为基准的假想的面。在本实施方式中，如图1所示，将包括形成于相邻的两个插槽22之间的多个齿23的径向R的内侧的端面在内的假想的圆筒状的面、亦即铁芯内周面设为铁芯基准面21。此外，与圆筒状的铁芯内周面同心、且在轴向L上观察（沿轴向L观察的情况）时的截面形状与该铁芯内周面的轴向L上观察时的截面形状相似的圆筒状的面（包括假想面）也能够设为本发明中的“圆筒状的铁芯基准面21”。在本实施方式中，如图1所示，由于定子铁芯2形成为圆筒状，因此，例如还能够将定子铁芯2的外周面设为“圆筒状的铁芯基准面21”。

定子铁芯2具有沿周向C以恒定间隔分散配置的多个插槽22。而且，该多个插槽22形成为彼此相同的形状。另外，定子铁芯2具有形成于相邻的两个插槽22之间的多个齿23。在本实施方式中，插槽22形成为沿轴向L以及径向R延伸、且在周向C上具有规定的宽度的槽状。在本实施方式中，如图2所示，由于形成为各齿23的朝向周向C的两个侧面23a彼此平行的平行齿，因此，各插槽22形成为越趋向径向R的外侧则其周向C上的宽度越逐渐拓宽。因此，各插槽22的内壁面22a具有：形成为在周向C上相互对置、且越趋向径向R的外侧则彼此间的间隔越拓宽的两个平面；以及形成为比上述两个平面靠径向R的外侧、且沿轴向L延伸的截面呈圆弧状的面。另外，各插槽22形成为具有在径向R的内侧开口（在定子铁芯2的内周面开口）的径向开口部22b、且具有在定子铁芯2的轴向L的两侧（轴向两端面）开口的轴向开口部22c。在插槽22的内壁面22a设置有插槽绝缘部24。在本实施方式中，对整个内壁面22a实施绝缘粉状体的涂覆，通过涂覆该绝缘粉状体而形成涂膜，从而由该涂膜形成插槽绝缘部24。

在定子铁芯2的周向C上彼此相邻的两个插槽22之间形成有各齿23。在本实施方式中，各齿23形成为该齿23的朝向周向C的两个侧面23a（以下，简称为“齿侧面23a”。）彼此平行。即，本实施方式中的定子铁芯2具备平行齿。这里，在各齿23的末端部形成有相对于齿侧面23a的其他部分在周向C上突出的周向突出部23b。由此，两个齿侧面23a上的除了用于形成周向突出部23b的台阶部以外的大部分形成为彼此平行。根据图2明确可知，这两个齿侧面23a配置成与径向R平行。

如上述那样，因各齿23在末端部具备周向突出部23b，故此使得各插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2与比该径向开口部22b靠插槽22的里侧（径向R的外侧）的部分相比缩窄。这里，径向开口部22b的开口宽度W2是指径向开口部22b的周向C上的宽度、亦即与径向R正交的方向上的宽度。如图2的截面所示那样，该开口宽度W2是指与定子1的轴向L正交的面内的径向开口部22b的宽度。而且，对于各插槽22而言，其径向开口部22b的开口宽度W2小于其供线圈3配置的部分在周向C上的宽度。这样，本实施方式所涉及的定子铁芯2具有准开放（semi-open）型的插槽22。在本实施方式中，径向开口部22b相当于本发明中的“插槽开口部”，该径向开口部22b的开口宽度W2相当于本发明中的“插槽开口宽度”。

在本实施方式中，旋转电机100是被三相交流电（U相、V相、W相）驱动的三相交流电动机或者三相交流发电机。因此，定子1的线圈3分别与三相（U相、V相、W相）对应而划分为U相线圈、V相线圈、W相线圈。因此，在定子铁芯2配置为使得U相用、V相用以及W相用的插槽22沿周向C反复地出现。在本例中，在定子铁芯2以每极每相的插槽数为“2”的方式配置成：使得供U相线圈插入的两个U相用插槽、供V相线圈插入的两个V相用插槽、以及供W相线圈插入的两个W相用插槽按照上述的记载顺序沿周向C反复地出现。此外，每极每相的插槽数能够适当地变更，例如能够设为“1”、“3”等。另外，驱动旋转电机100的交流电源的相数也能够适当地变更，例如能够设为“1”、“2”、“4”等。

线圈3通过将导体线4卷绕于定子铁芯2而构成。作为此时的朝定子铁芯2卷绕导体线4的方法，能够使用公知的各种方法。例如，通过重叠卷绕以及波形卷绕中的任一方和集中卷绕以及分布卷绕中的任一方的组合而将导体线4卷绕于定子铁芯2，由此能够构成线圈3。

另外，在作为电枢的定子1（定子铁芯2）的径向R的内侧，具备永久磁铁、电磁铁（未图示）的作为励磁体的转子6配置成能够相对于定子1进行相对旋转。而且，转子6因由定子1产生的旋转磁场而旋转。即，本实施方式所涉及的旋转电机100成为内转子型的旋转电机、且成为旋转磁场型的旋转电机。

2.导体线的结构

接下来，对构成线圈3的导体线4进行说明。导体线4是构成各相线圈3的导体，通过将该导体线4卷绕于定子铁芯2而构成线圈3。如图3所示，该导体线4具有：将多根导体线材41汇集而成的导体线材束42；以及将该导体线材束42的周围覆盖的挠性的绝缘包覆件46。

导体线材41是例如由铜、铝等构成的线状的导体。如图4所示，在本实施方式中，对于各导体线材41而言，采用了在与延伸方向A正交的平面、亦即延伸正交平面P（参照图3）上的截面形状为圆形形状、且直径较小的结构。例如，优选采用直径（线材直径D3）为0.2mm以下的导体线材41。另外，在本实施方式中，作为导体线材41而采用了裸线。即，对于由该裸线构成的导体线材41而言，其铜、铝等的导体的表面未被绝缘体覆盖，导体表面裸露。然而，虽然有时因导体的表面氧化而形成的氧化皮膜具有较弱的电绝缘性，但是这里所说的绝缘体中并不包括这样的氧化皮膜。因此，上述由裸线构成的导体线材41中还包括在导体的表面形成有氧化皮膜的导体线材。此外，也可以在导体线材41的表面形成由树脂（例如聚酰胺-酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等）等电绝缘材料构成的绝缘皮膜。该绝缘皮膜与后述的绝缘包覆件46不同，作为将各导体线材41表面覆盖的皮膜而形成。

而且，多根导体线材41汇集而构成了导体线材束42。构成导体线材束42的导体线材41的根数取决于最终的导体线4的粗细（截面积）、和各导体线材41的粗细（截面积）及形状。在本实施方式中，如图2所示，将各导体线4的粗细（截面积）设定成利用6根导体线4便将各插槽22内的空间充满，并且，与其相应地设定导体线材束42的粗细（截面积）、以及导体线材41的根数和粗细（截面积）等。如图3所示，在本实施方式中，通过对多根导体线材41进行拧绕捆扎而构成一个导体线材束42。

绝缘包覆件46是具有挠性的电绝缘部件，并设置为将导体线材束42的周围覆盖。这里，导体线材束42的周围是指延伸正交平面P上的导体线材束42的截面的周围（外周），并不包括导体线材束42的延伸方向A上的端部。即，绝缘包覆件46设置为：将导体线材束42的周围的整周覆盖，并且将除了设置于导体线材束42的延伸方向A上的端部的连接部以外的、沿着延伸方向A的整个区域覆盖。这里，连接部是用于将一个导体线4与其它导体线4或者其它导体电连接的部分。此外，由于导体线材束42以及导体线4的延伸方向与导体线材41的延伸方向A等同，因此，以下还利用相同的附图标记“A”来表示导体线材束42以及导体线4的延伸方向。

作为绝缘包覆件46而采用具有挠性且具有电绝缘性的材质，例如，采用了氟类树脂、环氧类树脂，聚苯硫醚等各种合成树脂。这里，“挠性”是指能够弯曲或挠曲的性质。另外，对于本实施方式所涉及的绝缘包覆件46而言，只要具有通过使导体线4弯曲或挠曲而将其卷绕于定子铁芯2所需的足够的伸缩性即可，伸缩性也可以不太高。这里，“伸缩性”是指能够伸长、缩短的性质。这里，尤其对于绝缘包覆件46的径向上的伸缩性没有特别要求。例如，能够采用将以未作用有外力的状态下的正圆状态时的周长为基准的伸长后的周长抑制在130％以下这样的材料而构成绝缘包覆件46，其中，优选抑制为120％以下，更优选抑制为110％以下。在本实施方式中，这样的绝缘包覆件46由包围导体线材束42的周围的挠性的片状材料或者筒状材料构成。

对于配置于绝缘包覆件46的径向内侧（绝缘包覆件46的内部）的导体线材41的密集度而言，呈现出导体线材束42的径向外侧区域的密集度低于其径向内侧区域的密集度的倾向。这里，考虑根据导体线材41的密集度而将导体线材束42划分为两层。如图4所示，这两层包括位于绝缘包覆件46的内侧的中央部的第一汇集层43、以及位于第一汇集层43的周围的第二汇集层44。

在第一汇集层43中，多根导体线材41彼此密接地以较高的密集度汇集。第一汇集层43中所含有的多根导体线材41以该方式彼此密接，从而使得这些线材只要不作用有较大的外力便难以彼此进行相对移动。多根导体线材41难以在各导体线4的径向上以及周向上相互进行相对移动。这里，在本实施方式中，作为导体线材41而采用了在延伸正交平面P上的截面形状为圆形形状的结构。因此，在构成导体线材束42的第一汇集层43的多根导体线材41彼此间形成有线间间隙g。线间间隙g分别独立，形成为其周围被相互密接的多根（例如3根）导体线材41的外表面包围、且沿轴向L延伸。

在第二汇集层44中，虽然多根导体线材41以某种程度紧密地汇集，但是并非完全彼此密接，而是以比第一汇集层43的密集度低的密集度汇集。在构成导体线材束42的第二汇集层44的多根导体线材41彼此间形成有与线间间隙g不同的包覆内间隙G。这样的包覆内间隙G形成为沿轴向L延伸的比较大的间隙。对于包覆内间隙G而言，形成为相当于第一汇集层43中的线间间隙g的间隙介于彼此隔开规定间隔地相邻的导体线材41之间、且彼此相连。另外，在本实施方式中，导体线材束42与绝缘包覆件46并未完全接合，而是处于非接合状态。因此，不仅是在导体线材41彼此之间，在导体线材41与绝缘包覆件46之间也形成有包覆内间隙G。第二汇集层44中所含有的多根导体线材41隔着包覆内间隙G而相互分离配置，从而，即使未作用有较大的力也能够使得这些导体线材41相互进行相对移动。多根导体线材41能够在导体线4的径向以及周向中的至少一方相互进行相对移动。

这里，在延伸正交平面P的截面上，假定了在使得彼此相邻的导体线材41接触的状态下与导体线材束42外接的假想外接圆CC。如图4所示，在导体线4的通常状态下，假想外接圆CC的直径（外接圆直径D1）与绝缘包覆件46的正圆状态下的内径（正圆内径D2）一致。即，“D1＝D2”的关系成立。另一方面，本实施方式所涉及的导体线4在绝缘包覆件46的径向内侧具有包覆内间隙G，对于第二汇集层44中所含有的多根导体线材41而言，彼此能够进行相对移动、且其整体能够在中央部紧密地汇集（参照图5）。在该情况下，假想外接圆CC的外接圆直径D1最小（最小外接圆直径D1n）。若将延伸正交平面P上的截面中的假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n与绝缘包覆件46的正圆内径D2比较，则根据图5明确可知，假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n小于绝缘包覆件46的正圆内径D2。即，“D1n＜D2”的关系成立。

在本实施方式中，假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n与绝缘包覆件46的正圆内径D2之差设为导体线材41的线材直径D3以上。即，设定为“D2－D1n≧D3”的关系成立。在图5的例子中，假想外接圆CC的最小外接圆半径（D1n／2）与绝缘包覆件46的正圆半径（D2／2）之差，和导体线材41的线材直径D3一致。因此，在本例中，假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n与绝缘包覆件46的正圆内径D2之差设为导体线材41的线材直径D3的两倍左右。这样，通过使假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n小于绝缘包覆件46的正圆内径D2、且使得它们之差超过导体线材41的线材直径D3，能够适当并可靠地形成具有有益的大小的包覆内间隙G。此外，对于延伸正交平面P上的截面中的、包覆内间隙G的截面积相对于绝缘包覆件46内的截面积的比例（间隙比例）而言，例如能够设为5％～35％，其中，优选设为15％～30％等。

此外，优选地，绝缘包覆件46的内表面46a的周长设为与使得所有导体线材41如图6所示那样以相互接触的方式配置为一列的状态下的导体线材束42外接的长圆（外接长圆）E的周长以下。外接长圆E的周长在使得所有导体线材41以相互接触的方式配置为一列的状态下最长。因此，若使绝缘包覆件46的内表面46a的周长与这样的外接长圆E的周长相同，则能够最大限度地确保导体线4的变形自由度。另外，若使绝缘包覆件46的内表面46a的周长比这样的导体线材束42的外接长圆E的周长长，则仅会使包覆内间隙G变大而造成浪费，并非适当的方式。因此，通过将绝缘包覆件46的内表面46a的周长设定为处于这样的导体线材束42的外接长圆E的周长以下的范围内，能够适当地设定绝缘包覆件46的周长。另外，能够适当地设定包覆内间隙G的大小，从而能够使上述的间隙比例收敛于所需范围内。

如以上那样，在本实施方式所涉及的导体线4中，由于在绝缘包覆件46的径向内侧存在包覆内间隙G，因此，在该包覆内间隙G的部分，导体线材41彼此能够在导体线4的径向以及周向中的至少一方进行相对移动。特别是在绝缘包覆件46形成为正圆状态的情况下，包覆内间隙G相对较大，导体线材41彼此容易在绝缘包覆件46中进行相对移动。除此之外，由于绝缘包覆件46具有挠性，所以该绝缘包覆件46本身能够容易地变形。由此，导体线4（导体线材束42以及绝缘包覆件46）形成为能够使延伸正交平面P上的截面形状比较自由地变形的结构（参照图8）。即，随着绝缘包覆件46的变形，导体线材41彼此在绝缘包覆件46的内部的包覆内间隙G的部分进行相对移动，从而能够使导体线4的截面形状容易地进行变形。

此外，在本实施方式中，对于使得延伸正交平面P上的导体线4的截面形状形成为正圆状态时的外径（正圆外径D4）而言，设定为大于各插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2。这样，由于采用正圆外径D4大于径向开口部22b的开口宽度W2的导体线4并将该导体线4卷绕于定子铁芯2，所以能够将朝定子铁芯2卷绕导体线4的卷绕次数抑制为较少，从而能够使卷绕工序实现简化以及高效化。

3.相对于定子铁芯的导体线的配置结构

接下来，对本实施方式所涉及的导体线4相对于定子铁芯2的配置结构进行说明。如图2所示，在定子铁芯2所具有的多个插槽22的每一个插槽中，配置有多根（本例中为6根）导体线4，且配置为该多根导体线4中的相邻的导体线4彼此接触。在本实施方式中，对于各插槽22内的多根导体线4的所有导体线而言，配置为在周向C上的相同位置沿径向R排列为一列。因此，该定子1形成为导体线4在径向R上排列多根而成的多层卷绕构造（在本例中为6层卷绕构造）。各导体线4在各插槽22内沿着该插槽22、且以与轴向L平行的方向作为延伸方向A而配置成直线状。

这里，对于配置于各插槽22内的导体线4的根数而言，仅着眼于配置于各插槽22内的部分进行清点。在本实施方式中，将在从定子铁芯2拆下的状态下连成一根的导体线4朝同一插槽22卷绕6次，由此形成为在各插槽22内配置有6根导体线4的结构。此外，在从定子铁芯2拆下的状态下将两根导体线4朝相同的插槽22各卷绕3次、或者在从定子铁芯2拆下的状态下将3根导体线4朝相同的插槽22各卷绕两次，由此形成为在各插槽22内配置有6根导体线4的结构也是优选的。另外，对于各插槽22内的6根导体线4而言，即使在从定子铁芯2拆下的状态下形成为6根独立的结构也是优选的。不管怎样，以在定子铁芯2所具有的多个插槽22的每一个中配置多根（在本例中为6根）导体线4的方式将导体线4卷绕于定子铁芯2，由此构成线圈3。

如上述那样，导体线4形成为容易使延伸正交平面P上的截面形状发生变形的结构。因此，在各插槽22内，能够使导体线4与该插槽22的形状相应地变形，将多根导体线4彼此间的间隙以及导体线4与插槽22的内壁面22a之间的间隙抑制得较小，从而能够提高线圈3的槽满率。为了以该方式实现间隙较小的状态，在各插槽22内，形成为相邻的导体线4彼此接触的状态。更详细而言，如图2所示，多根导体线4分别具有沿着相邻的其他导体线4的接触面的形状的接触面，并且在该接触面以面接触的方式彼此接触。另外，在本实施方式中，所有配置于各插槽22内的多根导体线4都具有沿着插槽22的内壁面22a的形状的部分，并且在该部分以面接触的方式与内壁面22a接触。即，各导体线4具有与内壁面22a平行、且以面接触的方式与该内壁面22a接触的接触面。

在插槽22内，将多根导体线4分别按压于内壁面22a或者其他导体线4而使它们发生变形，由此形成上述那样的导体线4的接触面。在本实施方式中，在各插槽22内，多根导体线4保持被从径向开口部22b侧按压的状态下的形状而配置。即，与对多根导体线4完全未作用有外力的自然状态相比，这些导体线4形成为变形后的状态。

另外，将各导体线4的粗细（延伸正交平面P上的截面积）设定成利用多根（本例中为6根）导体线4便将各插槽22内的空间充满。因此，在多根导体线4收纳于插槽22内的状态下，如图2所示，各导体线4相互接触或者与插槽22的内壁面22a接触而发生变形，从而形成为多根的导体线4彼此间的间隙以及导体线4与插槽22的内壁面22a之间的间隙非常小的状态。在该状态下，与多根导体线4的截面形状相应的形状适合作为插槽22的与轴向L正交的截面的形状。

在本实施方式中，各插槽22的内壁面22a具有不相互平行地对置的两个平面、沿轴向L延伸的截面呈圆弧状的面。若在这样的插槽22配置截面形状固定的比较粗的线状导体，则该线状导体与插槽22的内壁面22a之间的间隙容易变大。但是，根据本实施方式的结构，因各导体线4的截面形状随着插槽22的内壁面22a的形状而变形，故此容易减小其与内壁面22a之间的间隙。因各导体线4的截面形状以该方式变形，故此使得相邻的导体线4彼此密接、或者使得导体线4与内壁面22a密接而减小了间隙。此时，因各导体线4的截面形状随着内壁面22a的形状而变形、或者因截面形状容易变形的导体线4彼此被相互按压，故此使得多根导体线4各自的截面形状以各种各样的方式变形。因此，对于配置于同一插槽22中的多根导体线4而言，能够获得截面形状各不相同的导体线。

为了以如上方式在间隙较小的状态下将多根导体线4收纳于插槽22内，在各插槽22内，多根导体线4保持被从插槽22的径向开口部22b侧按压的状态下的形状是优选的。在本实施方式中，为了抑制导体线4从径向开口部22b冒出，在插槽22的径向开口部22b配置有用于将该径向开口部22b封堵的封闭部件25。这样的部件是被称为所谓的楔形物（wedge）的部件。该封闭部件25通过与形成于齿23的末端部的周向突出部23b的径向R的外侧的面抵接而从径向R的内侧对导体线4进行支承。因此，封闭部件25具有比插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2大的周向C上的宽度，且具有定子铁芯2的轴向L上的长度以上的轴向L上的长度。优选地，该封闭部件25由各种合成树脂等磁阻以及电阻比较大的材质形成。此外，在径向开口部22b不配置封闭部件25的结构也是优选的实施方式之一。即使在该情况下，最靠近径向开口部22b的导体线4也在插槽22内变形为在周向C上大于径向开口部22b的开口宽度W2，从而承担封闭部件25的作用。由此，多根导体线4保持从径向开口部22b侧被按压后的状态下的形状而配置。

如图1所示，收纳于一个插槽22内的多根导体线4从定子铁芯2的轴向L上的端部突出，沿周向C延伸而收纳于其他插槽22内。在图示的例子中，定子铁芯2具有在周向C上分散的48个插槽22，每极每相所对应的插槽数设定为“2”。而且，一个插槽22内的导体线4与配置成与插槽22相隔6个插槽的其他插槽22内的导体线4连接。在图1中仅示出了将一对插槽22间连结的导体线4的局部，但实际上所有插槽22都一样，自定子铁芯2起沿轴向L突出的导体线4的部分配置成将插槽22间连结并沿周向C延伸。以该方式从定子铁芯2突出的导体线4的部分汇集而形成线圈端部。这里，线圈端部是指从定子铁芯2朝轴向L的外侧突出的线圈3的部分。该线圈端部处的导体线4的具体配置结构根据重叠卷绕、波形卷绕等具体的线圈3的卷绕方法而不同。此外，在本申请发明中，如上述那样，能够自由地选择线圈3的卷绕方法。

4.旋转电机的制造方法

接下来，对本实施方式的旋转电机100的制造方法进行说明。图7是用于按顺序对作为旋转电机100的结构部件的导体线4的制造工序进行说明的图。另外，图8是用于按顺序对组装导体线4而制成的定子1的制造工序进行说明的图。此外，在图8中，虽然仅示出了定子铁芯2所具备的多个插槽22中的一个，但是对其它插槽22也实施相同的工序。

首先，如图7的左侧所示，准备具有规定的粗细（截面积）的规定根数的导体线材41。导体线材41的根数根据最终的导体线4的粗细（截面积）、和各导体线材41的粗细（截面积）以及形状来设定。而且，如图7的中央所示，以使得延伸正交平面P上的截面形状整体形成为正圆以外的形状的方式将该多个导体线材41汇集而形成导体线材束42。导体线材束42的整体形状例如能够形成为椭圆状、长圆状、三角形形状、四边形形状等。即，以与构成导体线材束42的导体线材41外接的外接曲线形成为正圆以外的椭圆状、长圆状、三角形形状、四边形形状等的方式而形成导体线材束42。这里，作为一个例子而示出了以形成为长圆状（赛道状）的外接曲线的方式形成导体线材束42的例子。

然后，如图7的右侧所示，对于导体线材束42而言，在本实施方式中，利用由挠性的片状筒状材料构成的绝缘包覆件46从该导体线材束42的周围将其覆盖。此时，绝缘包覆件46的截面形状在本例中也以沿着导体线材束42的外形的方式而形成为长圆状。这样的形状相当于从该绝缘包覆件46的径向上的规定的基准方向S的两侧按压正圆状态下的绝缘包覆件46而使其变形（这里为扁平化）后的形状。而且，对于以该方式形成的导体线4而言，实质上在绝缘包覆件46的内侧并不存在上述的包覆内间隙G，所有导体线材41与绝缘包覆件46整体形成为密集的状态（密集状态）。此时，在本实施方式中，设置为该密集状态下的绝缘包覆件46的基准方向S上的宽度W1与插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2（参照图2以及图8）一致。

这里虽然省略了图示，但是，此后若使绝缘包覆件46的截面形状形成为正圆状，则处于密集状态下的导体线材41适当地松散而在绝缘包覆件46的径向内侧形成包覆内间隙G。这是因为：构成导体线材束42的所有导体线材41的截面积的和是恒定的，与此相对，对于绝缘包覆件46而言，若其周长保持恒定，则其内部面积在截面形状为正圆的情况下最大。此外，并非必须使绝缘包覆件46的截面形状暂时形成为正圆状，也能够在定子1的制造工序提供维持图7的右侧所示的形状不变的导体线4。

然后，如图8的左侧所示，将多根导体线4插入到插槽22内。这里将多根导体线4一根一根地按顺序从径向开口部22b插入。由此，导体线4被从径向R的内侧朝外侧、且经由径向开口部22b而插入到插槽22内。然而，在本实施方式中，使得延伸正交平面P上的导体线4的截面形状形成为正圆状的状态下的外径（正圆外径D4）大于插槽22的径向开口部22b的周向C上的开口宽度W2。因此，当将导体线4从径向开口部22b插入到插槽22内时，使导体线4的截面形状发生变形而以使得该导体线4的周向C上的宽度为开口宽度W2以下的状态将该导体线4插入。

具体而言，在本实施方式中从导体线4的径向上的规定的基准方向S的两侧按压导体线4，使绝缘包覆件46以及其内侧的导体线材束42的截面形状变形（这里为扁平化）而形成为长圆状。该形状与导体线4的制造工序中的最终阶段的形状一致。因此，当定子1的制造工序中提供维持图7中的最终阶段（右侧）的形状不变的导体线4时，能够省略该变形工序。由此，实质上在绝缘包覆件46的内侧并不存在包覆内间隙G（当在此前存在时，该包覆内间隙G被消除），所有导体线材41与绝缘包覆件46整体形成为密集的密集状态。如上述那样，在本实施方式中，设置成该密集状态下的绝缘包覆件46的基准方向S上的宽度W1（图7参照）与插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2一致。由此，如图8所示，通过使作为对导体线4进行按压的方向的基准方向S与作为径向开口部22b的宽度方向的周向C一致，能够使导体线4通过径向开口部22b。因此，即使是准开放型的插槽22，也能够将导体线4适当地插入到该插槽22内。

在这种情况下，在进一步使得如上述那样密集状态下的绝缘包覆件46的基准方向S上的宽度W1与径向开口部22b的开口宽度W2一致的情况下，包覆内间隙G的大小成为所需最小限度的大小。因此，对于用于使导体线4的截面形状能够自由变形的包覆内间隙G而言，通过使其扩大到所需程度以上而能够抑制槽满率的降低。即，在将具有准开放型的插槽22的定子铁芯2作为卷绕对象的情况下，考虑到朝该定子铁芯2的卷绕工序的高效化与线圈3的槽满率的提高，能够分别均衡地实现该双方。

然后，如图8的中央所示，当将所有（本例中为6根）导体线4插入到插槽22内时，从插槽22的径向开口部22b按压该多根导体线4。这里通过将按压夹具8从径向开口部22b插入而将导体线4朝径向R的外侧按压。由此，使插槽22内的多根导体线4与该插槽22的形状相应地变形，从而减小该导体线4与插槽22的内壁面22a之间的间隙以及多根导体线4彼此间的间隙。而且，最后如图8的右侧所示，将封闭部件25插入到插槽22的径向开口部22b。这里，将封闭部件25配置于插槽22内的多根导体线4的最靠径向开口部22b侧（径向R的内侧）的面与齿23的周向突出部23b之间。例如，能够从插槽22的轴向开口部22c沿轴向L将平板状的关闭部件25插入。通过配置这样的关闭部件25，能够抑制配置于插槽22内的导体线4从径向开口部22b冒出。而且，多根导体线4保持被从径向开口部22b侧按压的状态下的形状而配置于插槽22内。如以上这样配置于各插槽22中的多根导体线4分别形成为与相同的插槽22内的其他导体线4相比截面形状互不相同。

虽然省略了图示，但是，此后通过将转子6以相对于定子1能够旋转的状态组装于径向R的内侧而组装成旋转电机100。

5.其他实施方式

最后，对本发明所涉及的导体线以及旋转电机的其他实施方式进行说明。此外，对于以下各个实施方式中所公开的结构而言，只要不产生矛盾，也能够与其他实施方式中所公开的结构组合使用。

（1）在上述的实施方式中，以假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n与绝缘包覆件46的正圆内径D2之差在导体线材41的直径（线材直径D3）以上的结构为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，只要导体线材41彼此至少能够在绝缘包覆件46的径向内侧进行相对移动，假想外接圆CC的最小外接圆直径D1n与绝缘包覆件46的正圆内径D2之差也可以不足导体线材41的线材直径D3。

（2）在上述的实施方式中，以导体线材束42与绝缘包覆件46形成为非接合状态的结构为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，导体线材束42与绝缘包覆件46也可以形成为接合状态的构造。在该情况下，与上述的实施方式不同，包覆内间隙G并未形成于导体线材41与绝缘包覆件46之间而仅形成于导体线材41彼此之间。此外，对于这样的结构而言，例如，能够通过使构成绝缘包覆件46的树脂材料熔融并适当地向导体线材束42的周围供给、且使导体线材束42沿延伸方向A移动来实现。由此，通过使绝缘包覆件46的内表面46a形成为具有与导体线材束42的周围的形状适合的凹凸的形状，能够使导体线材束42和绝缘包覆件46形成为接合状态。即使在该情况下，导体线材41彼此也能够在形成于导体线材41彼此之间的包覆内间隙G的部分进行相对移动，从而能够使导体线4的截面形状容易地变形。

（3）在上述的实施方式中，对通过捻绕并捆扎多根导体线材41而构成一个导体线材束42的例子进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，也可以不以捻绕的方式对多根导体线材41进行捆扎而构成一个导体线材束42。

（4）在上述的实施方式中，以延伸正交平面P上的各导体线材41的截面形状为圆形形状的结构为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，可以将延伸正交平面P上的各导体线材41的截面形状例如设为四边形形状、三角形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状等的各种多边形形状。

（5）在上述的实施方式中，以多根导体线4全部都在相邻的导体线4彼此的接触面沿周向C延伸的状态下配置为在各插槽22内沿径向R排列为一列的结构为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，能够适当地决定插槽22内的导体线4的截面形状、排列。例如，也可以形成为多根导体线4以相邻的导体线4彼此的接触面随机地朝向各方向的状态配置于插槽22内的结构。或者是，也可以形成为配置于各插槽22内的多根导体线4的沿着径向的列配置成在周向C上具有多列的结构。

（6）在上述的实施方式中，以导体线4的正圆外径D4设定为大于插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2的结构为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，也可以形成为导体线4的正圆外径D4设定为插槽22的径向开口部22b的开口宽度W2以下的值的结构。

（7）在上述的实施方式中，对将具有准开放型的插槽22以及平行齿的定子铁芯2作为导体线4的卷绕对象的例子进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限定于此。即，能够适当地设定插槽形状、齿形状。例如，也可以将具有开放型的插槽22的定子铁芯2作为卷绕对象。开放型的插槽22是指不具备在上述的实施方式中说明的周向突出部23b、且径向开口部22b、且宽度与比该径向开口部22b靠插槽里侧的部分相等的插槽22。另外，也可以将具有平行插槽的定子铁芯2作为卷绕对象。平行插槽是指在周向C上对置的两个内壁面22a形成为相互平行的插槽22。另外，还能够将具有与上述的实施方式中说明的插槽类似的插槽的转子铁芯作为导体线4的卷绕对象。

（8）在上述的实施方式中，对将本发明所涉及的导体线应用于内转子型的旋转电机100的线圈3的例子进行了说明。但是，本发明的应用对象并不限定于此。即，也可以将相对于定子1在径向R的外侧配置有转子6的外转子型的旋转电机100的线圈3作为应用对象。或者是，并不局限于径向间隙型的旋转电机100，还能够将轴向间隙型的旋转电机100的线圈3作为应用对象。

（9）关于其他的结构，本说明书中公开的实施方式在所有方面都是示例而已，本发明的实施方式并不限定于此。即，对于在本申请的权利要求书的范围并未记载的结构而言，在不脱离本发明的目的的范围内能够适当地变更。

产业上的利用可能性

本发明能够优选应用于旋转电机的线圈用的导体线以及具备该导体线的旋转电机。

附图标记说明：

100…旋转电机；2…定子铁芯；3…线圈；4…导体线；22…插槽；22b…径向开口部（插槽开口部）；23…齿；41…导体线材；42…导体线材束；46…绝缘包覆件；A…延伸方向；P…延伸正交平面；G…包覆内间隙；W1…基准方向上的宽度；W2…开口宽度；CC…假想外接圆；D1n…最小外接圆直径；D2…正圆内径；D3…线材直径；E…外接长圆（长圆）。

Claims (9)

1.一种旋转电机的线圈用的导体线，其特征在于，

具备：汇集多根导体线材而成的导体线材束；以及将所述导体线材束的周围覆盖的挠性的绝缘包覆件，

在所述绝缘包覆件的径向内侧具有使得所述导体线材彼此能够进行相对移动的包覆内间隙，与所述导体线材束的延伸方向正交的延伸正交平面上的所述绝缘包覆件的截面形状能够变形。

2.根据权利要求1所述的导体线，其特征在于，

在所述延伸正交平面上的截面中，在使得彼此相邻的所述导体线材彼此接触的状态下与所述导体线材束外接的假想外接圆的最小直径，小于使得所述绝缘包覆件变形为正圆的状态下的所述绝缘包覆件的内径、亦即正圆内径。

3.根据权利要求2所述的导体线，其特征在于，

所述假想外接圆的最小直径与所述绝缘包覆件的所述正圆内径之差为所述导体线材的直径以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的导体线，其特征在于，

所述绝缘包覆件的内表面的周长，为与使得所有所述导体线材相互接触而配置为一列的状态下的所述导体线材束外接的长圆的周长以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的导体线，其特征在于，

将具有准开放型的多个插槽的定子铁芯或者转子铁芯作为卷绕对象，

从所述绝缘包覆件的径向上的规定的基准方向的两侧进行按压而使所述绝缘包覆件变形，由此消除所述包覆内间隙而使得所有所述导体线材和所述绝缘包覆件作为整体形成为紧密汇集的密集状态，

正圆状态下的所述绝缘包覆件的直径大于彼此相邻的齿间的插槽开口部的宽度、亦即插槽开口宽度，所述密集状态下的所述绝缘包覆件的所述基准方向上的宽度为所述插槽开口宽度以下。

6.根据权利要求5所述的导体线，其特征在于，

所述密集状态下的所述绝缘包覆件的所述基准方向上的宽度与所述插槽开口宽度一致。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的导体线，其特征在于，

所述导体线材束与所述绝缘包覆件形成为非接合状态。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的导体线，其特征在于，

所述导体线材为裸线。

9.一种旋转电机，其特征在于，

在插槽内具备利用权利要求1～8中任一项所述的导体线而构成的线圈。

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