CN104300716A - 旋转电机的线圈结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够实现旋转电机的进一步的小型化的线圈结构。各相的线圈(21)具备多个第一要素导体(31)及多个第二要素导体(31)、将第一要素导体(31)及第二要素导体(31)所构成的对连接的第一搭接部(43)、将第一要素导体(31)所构成的对及第二要素导体(31)所构成的对连接的第二搭接部(44)。第一要素导体(31)所插入的插槽(12)和第二要素导体(31)所插入的插槽(12)沿着定子(11)的周向以第一规定间隔的间距(6插槽间距)排列,并且将相位错开比第一规定间隔小的第二规定间隔(5插槽间距)。
Description
技术领域
本发明涉及向旋转电机的定子装配的磁通生成用的线圈的结构。
背景技术
作为向旋转电机的定子装配的磁通生成用的线圈的结构,以往已知有例如专利文献1、2所示的结构。
上述的专利文献1、2所示的线圈是将多个要素导体通过在定子的轴向的一端侧和另一端侧具备的搭接部串联连接而成的结构的线圈,这多个要素导体向在旋转电机的定子上形成的插槽中分别插入。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2012-29370号公报
【专利文献2】美国专利第7034428号说明书
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
在专利文献1、2所示的结构的线圈中,在定子的轴向的一端侧和另一端侧这双方配置有将要素导体彼此连接的多个搭接部。
这种情况下,为了避免在定子的轴向的一端侧和另一端侧相互接近的搭接部彼此发生干涉,各搭接部形成为从定子的轴向的一端侧或另一端侧的端面沿着该轴向具有某程度的高度的结构。
另一方面,在实现旋转电机的小型化方面,希望定子的轴向的一端侧及另一端侧的搭接部的高度尽量小。
在此,通常,由各搭接部连接的2个要素导体之间的间隔(定子的周向上的间隔)越长,定子的轴向上的各搭接部的高度(以后,有时称为轴向高度)越高。
因此,在实现旋转电机的小型化方面,在由定子的轴向的一端侧的各搭接部连接的2个要素导体的间隔(定子的周向上的间隔)为单位间距的N1倍的间隔,且由定子的轴向的另一端侧的各搭接部连接的2个要素导体的间隔(定子的周向上的间隔)为单位间距的N2倍的间隔时,希望N1+N2尽量小。
需要说明的是,上述单位间距是指在定子的周向上相邻的插槽之间的间隔(定子的周向上的间隔)。
在此,在专利文献1中记载了如下结构的线圈,即,当旋转电机的磁极的每1极的插槽数为6个的情况下,N1=7、N2=5。
另外,在专利文献2中,N1=7、N2=5的结构的线圈记载于该文献2的图19中,并且,N1=N2=6的线圈记载于该文献2的图20中。
因此,专利文献1、2所示的线圈是N1+N2成为旋转电机的磁极的每1极的插槽数的2倍的结构的线圈。
然而,在上述的结构的线圈中,难以进一步缩短旋转电机的定子的轴向的一端侧的搭接部的轴向高度与另一端侧的搭接部的轴向高度的总和,从而难以使旋转电机进一步小型化。
发明内容
本发明鉴于上述背景而作出,其目的在于提供一种能够实现旋转电机的进一步的小型化的线圈结构。
【用于解决课题的方案】
为了实现上述目的,本发明的旋转电机的线圈结构具备多个要素导体,这多个要素导体以沿着定子的径向多层排列的方式向沿着所述定子的周向排列地形成在该定子上的多个插槽中分别插入,且磁通生成用的各相的线圈通过将规定个数的要素导体串联连接而构成,所述旋转电机的线圈结构的特征在于,
各相的线圈具备:
多个第一要素导体,它们向所述多个插槽中的沿着所述定子的周向以第一规定间隔的间距排列的多个第一插槽中分别插入;
多个第二要素导体,它们向多个第二插槽中分别插入,这多个第二插槽以所述第一规定间隔的间距沿着所述定子的周向排列,且分别相对于所述第一插槽沿着所述定子的周向将相位错开第二规定间隔;
多个第一搭接部,它们将向所述第一插槽及第二插槽中的、沿着所述定子的周向具有第二规定间隔的第一插槽及第二插槽中分别插入的一个第一要素导体及一个第二要素导体所构成的对分别作为连接对象,并将该连接对象的第一要素导体及第二要素导体所构成的对分别在所述定子的轴向的一端侧即第一端侧进行连接;以及
多个第二搭接部,它们将向沿着所述定子的周向具有所述第一规定间隔的两个第一插槽中分别插入的两个第一要素导体所构成的对、和向沿着所述定子的周向具有所述第一规定间隔的两个第二插槽中分别插入的两个第二要素导体所构成的对分别作为连接对象,并将该连接对象的第一要素导体所构成的对及第二要素导体所构成的对分别在所述定子的轴向的另一端侧即第二端侧进行连接,
当将在所述定子的周向上相邻的两个插槽之间的间隔定义为单位间距,并将所述旋转电机的磁极的每一极的所述插槽的个数定义为N个时,所述第一规定间隔设定为所述单位间距的N倍的间隔,所述第二规定间隔设定为比所述第一规定间隔小的间隔(第一方案)。
需要说明的是,在以后的本发明的说明中,将所述单位间距的k倍(k:1以上的整数)的间隔称为k插槽间距。
根据上述第一方案,在所述定子的轴向的第一端侧,向沿着所述定子的周向具有所述第二规定间隔(其相当于所述第二插槽相对于所述第一插槽的相位(定子的周向的相位)错动)的第一插槽及第二插槽中分别插入的第一要素导体和第二要素导体所构成的对分别由第一搭接部连接。
另外,在所述定子的轴向的另一端侧,向沿着所述定子的周向具有所述第二规定间隔的两个第一插槽中插入的两个第一要素导体所构成的对、向沿着所述定子的周向具有所述第二规定间隔的两个第二插槽中插入的两个要素导体所构成的对分别由第二搭接部连接。
根据该连接结构,成为各第二搭接部的连接对象的两个要素导体(两个第一要素导体或两个第二要素导体)所分别插入的两个插槽之间的间隔(定子的周向上的间隔)即所述第一规定间隔可以设定为N插槽间距(N:每1极的插槽的个数)的间隔,且成为各第一搭接部的连接对象的两个要素导体(第一要素导体及第二要素导体)所分别插入的两个插槽之间的间隔(定子的周向上的间隔)即所述第二规定间隔可以设定为比N插槽间距(=所述第一规定间隔)小的间隔。
即,能够使第一规定间隔与第二规定间隔之和小于N插槽间距的2倍的间隔。
因此,根据第一方案,第一搭接部的高度(定子的轴向的距第一端侧的端面的高度)与第二搭接部的高度(定子的轴向的距第二端侧的端面的高度)的总和能够比所述的以往的总和小。进而,能够进一步缩短旋转电机的轴向的长度,从而能够实现该旋转电机的进一步的小型化。
另外,在向定子装配的线圈的相数为2相以上时,能够向一个插槽配置构成不同相的线圈的要素导体。进而,在向各相的线圈依次通电时生成的磁通的分布(定子的周向上的磁通的分布)随时间的变化能够平顺地进行。
因此,能够抑制在旋转电机的转子上产生的转矩的变动(脉动),并且能够减少该变动引起的噪音。
在上述第一方案中,优选的是,所述第二规定间隔设定为所述单位间距的(N-1)倍的间隔(第二方案)。
根据该第二方案,能够使向一个相的线圈通电时生成的磁通在定子的周向上平顺地分布(抑制定子的周向上的磁通的分布成为分散性的分布)。进而,能够抑制在旋转电机的转子上产生的转矩的变动(脉动),并且能够减少该变动引起的噪音。
另外,在上述第一方案或第二方案中,可以采用如下方式:所述各第一搭接部和由该第一搭接部连接的第一要素导体及第二要素导体所构成的对由作为两叉形状的导体的两叉导体构件一体地构成,该两叉导体构件以如下方式作成:具备向具有所述第二规定间隔的第一插槽及第二插槽中分别插入的两个腿部作为分别形成该第一要素导体及第二要素导体的部分,且具备将这两个腿部的一端部彼此连结的部分作为形成该第一搭接部的部分,
将所述两个第一要素导体所构成的对连接的各第二搭接部构成为如下这样形成的构件:在将形成这两个第一要素导体中的一方的腿部A1a和形成另一方的腿部A1b向所述两个第一插槽中分别插入的两个两叉导体构件所构成的组中,将从这两个第一插槽分别向所述定子的第二端侧突出的该腿部A1a、A1b的各自的前端侧部分在该定子的周向上以向相互接近的方向折弯的状态相互连接,
将所述两个第二要素导体所构成的对连接的各第二搭接部构成为如下这样形成的构件:在将形成这两个第二要素导体中的一方的腿部A2a和形成另一方的腿部A2b向所述两个第二插槽中分别插入的两个两叉导体构件所构成的组中,将从这两个第二插槽分别向所述定子的第二端侧突出的该腿部A2a、A2b的各自的前端侧部分在该定子的周向上以向相互接近的方向折弯的状态相互连接。
并且,这种情况下,优选的是,通过所述腿部A1a、A1b分别形成的所述两个第一要素导体是分别配置于在所述定子的径向上彼此相邻的两个层上的两个要素导体,通过所述腿部A2a、A2b分别形成的所述两个第二要素导体是分别配置于与所述两个第一要素导体所配置的两个层不同且在所述定子的径向上彼此相邻的两个层上的两个要素导体(第三方案)。
根据该第三方案,连接对象的第一要素导体及第二要素导体所构成的对和将它们连接的第一搭接部由所述两叉导体构件一体地构成,因此不需要所述定子的轴向的第一端侧的第一要素导体及第二要素导体所构成的对的连接作业。
另外,作为第二搭接部进行连接的连接对象的第一要素导体所构成的对、或第二要素导体所构成的对是分别配置于在径向上相邻的两个层上的要素导体所构成的对,因此仅通过将形成该要素导体所构成的对的所述腿部A1a、A1b或A2a、A2b的前端侧部分在周向上向相互接近的方向折弯,就能够使该腿部的前端部彼此在定子的轴向的第二端侧接近。
因此,仅通过焊接等将该腿部的前端部彼此连接,就能够容易实现在定子的轴向的第二端侧,将连接对象的第一要素导体所构成的对及第二要素导体所构成的对分别通过第二搭接部连接。
在所述第一~第三方案中,优选的是,在所述定子的周向上具有所述第二规定间隔的第一插槽及第二插槽的各组中,配置于第一插槽的第一要素导体和配置于第二插槽的第二要素导体所构成的对为多对,以使将这多对的各自的第一要素导体及第二要素导体连接的所述第二搭接部在所述定子的径向上整齐排列的方式,将这多对的各自的第一要素导体及第二要素导体分别配置在第一插槽及第二插槽中(第四方案)。
根据该第四方案,将所述多对的各自的第一要素导体及第二要素导体连接的第二搭接部在所述定子的径向上整齐排列,由此能够将与所述多对分别对应的多个第二搭接部由多个导线束等一并成形。
尤其是在将第四方案适用于所述第三方案时,由于与所述多对分别对应的多个两叉导体构件(包括第二搭接部)在定子的径向上整齐排列,因此能够将这多个两叉导体构件由多个导线束等一并成形。
进而,能够减少各相的线圈的制造工时。
另外,在所述第一~第四方案中,所述各相的线圈可以由并联连接的第一线圈及第二线圈构成。这种情况下,优选的是,所述第一线圈及第二线圈分别具备所述多个第一要素导体、所述多个第二要素导体、所述多个第一搭接部及所述多个第二搭接部,所述第二线圈的各第一要素导体是向在所述定子的周向上与供所述第一线圈的各第一要素导体插入的第一插槽相邻的插槽中,与该第一线圈的第一要素导体同层地插入的要素导体,所述第二线圈的各第二要素导体是向在所述定子的周向上与供所述第一线圈的各第二要素导体插入的第二插槽相邻的插槽中,与该第一线圈的第二要素导体同层地插入的要素导体(第五方案)。
根据该第五方案,在第一线圈和第二线圈中,配置有第一要素导体的插槽相邻,并且配置有该第一要素导体的层(定子的径向上的层)彼此为同层。同样,在第一线圈和第二线圈中,配置有第二要素导体的插槽相邻,并且配置有该第二要素导体的层彼此为同层。
因此,在第一线圈和第二线圈中,能够使分别构成第一线圈和第二线圈的要素导体的配置及连接的方式一致。进而,第一线圈及第二线圈的制造变得容易,并且能够使第一线圈及第二线圈的特性一致。
另外,与仅通过第一线圈及第二线圈中的一方构成各相的线圈的情况相比,能够减少在第一线圈和第二线圈中流过的电流量。因此,能够减小分别构成第一线圈及第二线圈的要素导体、第一搭接部及第二搭接部的粗细。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的旋转电机的定子的插槽的配置的图。
图2是表示实施方式的旋转电机的线圈的整体的电路结构的电路图。
图3是表示实施方式中的构成各相的线圈的要素导体的配置的图。
图4是表示实施方式中的构成各相的线圈的要素导体的配置的图。
图5(a)、(b)是对实施方式中的构成各相的线圈的一部分的要素导体的配置和连接的方式进行例示的图。
图6(a)、(b)是对实施方式中的构成各相的线圈的一部分的要素导体的配置和连接的方式进行例示的图。
图7(a)、(b)是对实施方式中的构成各相的线圈的一部分的要素导体的配置和连接的方式进行例示的图。
图8是对实施方式中的构成各相的线圈的一部分的要素导体的配置和连接的方式进行例示的图。
图9(a)是表示实施方式中的形成第一要素导体及第二要素导体所构成的对的分段导体的立体图,图9(b)是表示将该分段导体的腿部的前端侧部分折弯后的状态的立体图。
图10是实施方式的在旋转电机的定子的一端侧配置的桥接导体及中性点形成导体的从定子的轴心方向观察到的图。
图11是将实施方式的旋转电机的定子的一端侧的结构以装配有线圈的状态表示的立体图。
【符号说明】
11…定子,12…插槽,21U1、21U2、21V1、21V2、21W1、21W2…线圈,31…要素导体,41…两叉导体构件,42…腿部,43…第一搭接部,44…第二搭接部。
具体实施方式
参照图1~图11,说明本发明的一实施方式。
本实施方式的旋转电机具备:在转子1的周围配置的大致筒状的定子11;向定子11装配的磁通生成用的线圈21。
如图1所示,在定子11上沿着定子11的周向(定子11的绕轴心的方向)以固定间隔的间距排列而形成有多个插槽12。各插槽12以将定子11沿其轴向贯通的方式设置。
如图2所示,线圈21由U相线圈21U、V相线圈21V及W相线圈21W这3相的线圈构成。在本实施方式中,各相的线圈21U、21V、21W分别通过将2个线圈(21U1、21U2)、(21V1、21V2)、(21W1、21W2)并联连接而构成。并且,U相、V相、W相的线圈21U、21V、21W的各自的一端在中性点22处相互连接。
而且,线圈21U、21V、21W的各自的另一端与电流输入输出端子23U、23V、23W分别连接,该电流输入输出端子23U、23V、23W成为在线圈21U、21V、21W中流动的电流的输入输出部。
在以后的说明中,在无需区别各相的线圈21U、21V、21W时,将任意的1相的线圈标记为线圈21X。这种情况下,“X”表示U、V、W中的任1个。而且,将构成1相的线圈21X的2个线圈标记为第一线圈21X1、第二线圈21X2,且将该线圈21X的电流输入输出端子标记为电流输入输出端子23X。
各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2分别具备如图3及图4所示那样向插槽12分别插入的规定个数的线状的要素导体31来作为其结构要素。各要素导体31沿着定子11的轴向延伸,以贯通插槽12的方式向该插槽12插入。
并且,各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2分别通过将上述规定个数的要素导体31以依次导通的方式(换言之,以形成连续的电流路的方式)串联连接而构成。
在图3及图4中,使定子11的轴向为与纸面垂直的方向,使定子11的周向为横向,使定子11的径向为纵向,并以在定子11的轴向上观察各要素导体31的方式进行记载。这种情况下,第一线圈21X1的要素导体31由白色表示,第二线圈21X2的要素导体31由灰色表示。
另外,在图3及图4中,向第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的各要素导体31标注的符号(17u、80w等)中的数字表示从电流输入输出端子23X侧向中性点22侧的要素导体31的连接顺序(导通顺序),该符号中的u、v、w表示该要素导体31属于U相、V相、W相中的哪一相。
需要说明的是,图3及图4所示的要素导体31的配置及连接顺序表示从定子11的轴向的一端侧(后述的第一端侧)观察时的配置及连接顺序。
在此,在本实施方式中,作为一例,旋转电机的磁极的极对数(N极及S极这一对的个数)例如为6极对(共12极)。并且,如前述那样,线圈21的相数为3相,各相的线圈21X由并联连接的第一线圈21X1及第二线圈21X2这2个线圈构成。
因此,在本实施方式中,如图3及图4所示,每1极的插槽数N为N=3×2=6个。并且,共计72(=6×12)个插槽12形成于定子11。而且,8个要素导体31以沿着定子11的径向整齐排列成一列(整齐排列成8层)的方式向各插槽12插入。
另外,在本实施方式中,各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2分别具有96个要素导体31(第1个~第96个要素导体31)。并且,各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2分别通过将分别插入到插槽12中的96个要素导体31以按照图3及图4所示的编号顺序导通的方式串联连接而构成。
以下,详细说明各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的更具体的结构。
首先,参照图3~图8,对各相的第一线圈21X1进行说明。需要说明的是,在以后的说明中,将向各插槽12插入的8个要素导体31的各自的在定子11的径向上的配置位置从定子11的径向的内侧(内周侧)朝向外侧(外周侧)称为第1层、第2层、……、第8层。
另外,将定子11的周向的顺时针方向及逆时针方向这2方向中的规定的一方向称为周向正侧,并将该一方向的反方向称为周向负侧。在本实施方式的说明中,为了简便起见,周向正侧定义为图3~图8中的向右的方向,周向负侧定义为图3~图8中的向左的方向。
在本实施方式中,各相的第一线圈21X1构成为对第1个~第24个要素导体31串联连接而成的部分线圈(以后,称为1-24部分线圈)、第25个~第48个要素导体31串联连接而成的部分线圈(以后,称为25-48部分线圈)、第49个~第72个要素导体31串联连接而成的部分线圈(以后,称为49-72部分线圈)、第73个~第96个要素导体31串联连接而成的部分线圈(以后,称为73-96部分线圈)进行串联连接的结构。
并且,第一线圈21X1的要素导体31的配置及连接的方式大体分为1-24部分线圈的方式、25-48部分线圈的方式、49-72部分线圈的方式、及73-98部分线圈的方式。
而且,第一线圈21X1的构成上述各部分线圈的要素导体31(24个要素导体31)分类成:第一要素导体组,其由向多个插槽12分别插入的多个要素导体构成,这多个插槽12沿着定子11的周向以第一规定间隔的间距排列;以及第二要素导体组,其由向多个插槽12分别插入的多个要素导体31构成,这多个插槽12相对于第一要素导体组的要素导体31所插入的插槽12在沿着定子11的周向错开了相位的状态下沿着该周向以所述第一规定间隔的间距排列。
上述第一要素导体组的各要素导体31相当于本发明中的第一要素导体,第二要素导体组的各要素导体31相当于本发明中的第二要素导体。而且,各第一要素导体31所插入的插槽12、各第二要素导体31所插入的插槽12分别相当于本发明中的第一插槽、第二插槽。
这种情况下,分别在第一线圈21X1的1-24部分线圈、25-48部分线圈、49-72部分线圈及73-96部分线圈中,第二要素导体组的要素导体31(以后,有时称为第二要素导体31)所插入的插槽12是相对于第一要素导体组的要素导体31(以后,有时称为第一要素导体31)所插入的插槽12向定子11的周向正侧将相位错开了比第一规定间隔小的第二规定间隔的插槽。
并且,在本实施方式中,上述各第一要素导体31配置于定子11的靠径向外侧的层(第5层~第8层中的任一层)。而且,上述各第二要素导体31配置于定子11的靠径向内侧的层(第1层~第4层中的任一层)。
在此,在本说明书中,上述第一规定间隔、第二规定间隔等、定子11的周向上的任意的两个插槽12、12之间的“间隔”相当于定子11的绕轴心的插槽12、12的角度位置(相位)之差。
并且,上述第一规定间隔为将旋转电机的每1极的插槽数(在本实施方式中为6个)乘以插槽12的单位间距(在定子11的周向上相邻的2个插槽12、12之间的间隔)而得到的间隔(=6×单位间距)。
以后,将插槽12的单位间距的k倍的间隔称为k插槽间距。在本实施方式中,上述第一规定间隔是6插槽间距。
而且,上述第二规定间隔为比第一规定间隔小的间隔。在本实施方式中,该第二规定间隔成为插槽12的单位间距的5倍的间隔,即,5插槽间距。
更具体地说明各相的第一线圈21X1的1-24部分线圈、25-48部分线圈、49-72部分线圈及73-96部分线圈的各自的要素导体31的配置及连接的方式。
首先,如图3及图4或图5(a)所示,第一线圈21X1的构成1-24部分线圈的第1个~第24个要素导体31以如下方式配置:第4n+1个(n=0、1、…、5)要素导体31位于1个插槽12的第8层,接下来的第4n+2个要素导体31位于从配置有第4n+1个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第4层(比第4n+1个要素导体31少4层量的径向内侧的层),接下来的第4n+3个要素导体31位于从配置有第4n+2个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12的第3层(比第4n+2个要素导体31少1层量的径向内侧的层),接下来的第4n+4个要素导体31位于从配置有第4n+3个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第7层(比第4n+3个要素导体31多4层量的径向外侧的层)。
需要说明的是,在图5(a)中,将第1个~第5个要素导体31分别作为第4n+1个、第4n+2个、第4n+3个、第4n+4个、第4(n+1)+1个(其中,n=0)的要素导体31的一例而示出。
这种情况下,通过第4n+1个~第4n+4个要素导体31的上述的配置,配置有第4n+4个要素导体31的插槽12相对于配置有第4n+2个要素导体31的插槽12向周向正侧具有1插槽间距的间隔(第一规定间隔与第二规定间隔的差量的间隔),且相对于配置有第4n+1个要素导体31的插槽12向周向正侧具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)。
在此,第4n+1个及第4n+4个要素导体31是第一要素导体组的要素导体(第一要素导体),第4n+2个及第4n+3个要素导体31是第二要素导体组的要素导体(第二要素导体)。因此,在1-24部分线圈中,第一要素导体31分别配置于第7层或第8层,第二要素导体31分别配置于第3层或第4层。
并且,在第1个~第24个要素导体31中,沿定子11的周向具有第二规定间隔(5插槽间距的间隔)且沿定子11的径向具有规定间隔(4层量的间隔)的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+1个及第4n+2个要素导体31、31所构成的对、以及第4n+3个及第4n+4个要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对,在定子11的轴向的一端侧(以后,称为轴向第一端侧)经由第一搭接部43(详细情况后述)而连接(参照图5(a))。
另外,沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)且在定子11的径向上相邻的层的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+2个及第4n+3个要素导体31、31所构成的对、以及第4n’+4个及第4(n’+1)+1个(其中,n’=0、1、…、4)的要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的2个第一要素导体31、31所构成的对或2个第二要素导体31、31所构成的对,在定子11的轴向的另一端侧(以后,称为轴向第二端侧)经由第二搭接部44(详细情况后述)而连接(参照图5(a))。
需要说明的是,在图5(a)中,为了图示的简便,第一搭接部43由实线表示,第二搭接部44由虚线表示。
由此,构成1-24部分线圈的要素导体31以按照图5(b)例示那样的图案依次导通的方式串联连接。由此,构成1-24部分线圈。这种情况下,在将第1个~第4个要素导体31、31、31、31如上述那样串联连接而成的组看作1单位的要素导体组时,1-24部分线圈构成为将6个该要素导体组朝向定子11的周向正侧以12插槽间距的间隔(2×第一规定间隔)连接的结构。
接下来,如图3及图4或图5(a)所示,第一线圈21X1的构成25-48部分线圈的第25个~第48个要素导体31以如下方式配置:第4n+25个(n=0、1、…、5)要素导体31位于1个插槽12的第6层,接下来的第4n+26个要素导体31位于从配置有第4n+25个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第2层(比第4n+25个要素导体31少4层量的径向内侧的层),接下来的第4n+27个要素导体31位于从配置有第4n+26个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12的第1层(比第4n+26个要素导体31少1层量的径向内侧的层),接下来的第4n+28个要素导体31位于从配置有第4n+27个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第5层(比第4n+27个要素导体31多4层量的径向外侧的层)。
需要说明的是,在图5(a)中,第25个~第29个要素导体31分别作为第4n+25个、第4n+26个、第4n+27个、第4n+28个、第4(n+1)+29个(其中,n=0)的要素导体31的一例而示出。
这种情况下,分别配置有第4n+25个~第4n+28个要素导体31的插槽12与分别配置有第4n+1个、第4n+2个、第4n+3个、第4n+4个要素导体31的插槽12相同。
另外,第4n+25个及第4n+28个要素导体31是第一要素导体组的要素导体(第一要素导体),第4n+26个及第4n+27个要素导体31是第二要素导体组的要素导体(第二要素导体)。因此,在25-48部分线圈中,第一要素导体31分别配置于第5层或第6层,第二要素导体31分别配置于第1层或第2层。
因此,25-48部分线圈中的要素导体31的配置成为将1-24部分线圈的要素导体31的整体向定子11的径向内侧错开2层量的配置。
并且,与1-24部分线圈的情况同样,在第25个~第48个要素导体31中,沿定子11的周向具有第二规定间隔(5插槽间距的间隔)且沿定子11的径向具有规定间隔(4层量的间隔)的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+25个及第4n+26个要素导体31、31所构成的对、以及第4n+27个及第4n+28个要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的第一要素导体31与第二要素导体31所构成的对,在定子11的轴向第一端侧经由第一搭接部43而连接(参照图5(a))。
另外,沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)且在定子11的径向上相邻的层的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+26个及第4n+27个要素导体31、31所构成的对、以及第4n’+28个及第4n’+29个(其中,n’=0、1、…、4)的要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的2个第一要素导体31、31所构成的对或2个第二要素导体31、31所构成的对,在定子11的轴向第二端侧经由第二搭接部44而连接(参照图5(b))。
由此,构成25-48部分线圈的要素导体31如图5(b)例示那样,以按照与1-24部分线圈的情况相同的图案依次导通的方式串联连接。由此,构成25-48部分线圈。
这种情况下,将第25个~第28个要素导体31、31、31、31如上述那样串联连接而成的组看作1单位的要素导体组时,25-48部分线圈构成为将6个该要素导体组朝向定子11的周向正侧以12插槽间距的间隔(2×第一规定间隔)连接的结构。
需要说明的是,如图7(a)所示,1-24部分线圈的第24个要素导体31和25-48部分线圈的第25个要素导体31配置于沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12、12,并且分别位于在定子11的径向上相邻的层(第7层、第6层)。并且,上述的要素导体31、31在定子11的轴向第二端侧经由第二搭接部44而连接。由此,25-48部分线圈与1-24部分线圈串联连接。
接下来,如图3及图4、或图6(a)所示,第一线圈21X1的构成49-72部分线圈的第49个~第72个要素导体31以如下方式配置:第4n+49个(n=0、1、…、5)要素导体31位于1个插槽12的第5层,接下来的第4n+50个要素导体31位于从配置有第4n+49个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第1层(比第4n+49个要素导体31少4层量的径向内侧的层),接下来的第4n+51个要素导体31位于从配置有第4n+50个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12的第2层(比第4n+50个要素导体31多1层量的径向外侧的层),接下来的第4n+52个要素导体31位于从配置有第4n+51个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第6层(比第4n+51个要素导体31多4层量的径向外侧的层)。
需要说明的是,在图6(a)中,第49个~第52个要素导体31分别作为第4n+49个、第4n+50个、第4n+51个、第4n+52个要素导体31(其中,n=0)的一例而示出。
这种情况下,通过第4n+49个~第4n+52个要素导体31的上述的配置,配置有第4n+51个要素导体31的插槽12相对于配置有第4n+49个要素导体31的插槽12向周向负侧具有1插槽间距的间隔(第一规定间隔与第二规定间隔的差量的间隔)。而且,配置有第4n+52个要素导体31的插槽12相对于配置有第4n+49个要素导体31的插槽12向周向负侧具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)。
此外,参照图8可知,第一线圈21X1的第49个要素导体31在与白色表示的第48个要素导体31相同的层(第5层)中,配置在从该第48个要素导体31向周向负侧具有5插槽间距的间隔(第二规定间隔)的插槽12内。
在此,第4n+49个及第4n+52个要素导体31是第一要素导体组的要素导体(第一要素导体),第4n+50个及第4n+51个要素导体31是第二要素导体组的要素导体(第二要素导体)。因此,在49-52部分线圈中,第一要素导体31分别配置于第5层或第6层,第二要素导体31分别配置于第1层或第2层。
并且,在第49个~第72个要素导体31中,沿定子11的周向具有第二规定间隔(5插槽间距的间隔)且沿定子11的径向具有规定间隔(4层量的间隔)的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+49个及第4n+50个要素导体31、31、以及第4n+51个及第4n+52个要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对,在定子11的轴向第一端侧经由第一搭接部43而连接(参照图6(a))。
另外,沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)且在定子11的径向上相邻的层的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+50个及第4n+51个要素导体31、31所构成的对、以及第4n’+52个及第4n’+53个(其中,n’=0、1、…、4)的要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的2个第一要素导体31、31所构成的对或2个第二要素导体31、31所构成的对,在定子11的轴向第二端侧经由第二搭接部44而连接(参照图6(a))。
需要说明的是,在图6(a)中,与图5(a)同样,第一搭接部44由实线表示,第二搭接部44由虚线表示。
由此,构成49-72部分线圈的要素导体31以按照图6(b)例示那样的图案依次导通的方式串联连接。由此,构成49-72部分线圈。这种情况下,将第49个~第53个要素导体31、31、31、31如上述那样串联连接而成的组看作1单位的要素导体组时,49-72部分线圈构成为将6个该要素导体组朝向定子11的周向负侧(与1-48部分线圈的情况相反的方向)以12插槽间距的间隔(2×第一规定间隔)连接的结构。
需要说明的是,虽然详细情况后述,但第一线圈21X1的第48个要素导体31和第49个要素导体31按照各相在定子11的轴向第二端侧如图8所示经由桥接导体51X(51U或51V或51W)而连接。由此,49-72部分线圈与25-48部分线圈串联连接。
接下来,如图3及图4、或图6(a)所示,第一线圈21X1的构成73-96部分线圈的第73个~第96个要素导体31以如下方式配置:第4n+73个(n=0、1、…、5)的要素导体31位于1个插槽12的第7层,接下来的第4n+74个要素导体31位于从配置有第4n+73个要素导体31的插槽12向周向正侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第3层(比第4n+73个要素导体31少4层量的径向内侧的层),接下来的第4n+75个要素导体31位于从配置有第4n+74个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12的第4层(比第4n+74个要素导体31多1层量的径向外侧的层),接下来的第4n+76个要素导体31位于从配置有第4n+75个要素导体31的插槽12向周向负侧具有所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽12的第8层(比第4n+75个要素导体31多4层量的径向外侧的层)。
需要说明的是,在图6(a)中,第73个~第76个要素导体31分别作为第4n+73个、第4n+74个、第4n+75个、第4n+76个(其中,n=0)要素导体31的一例而示出。
这种情况下,分别配置有第4n+73个~第4n+76个要素导体31的插槽12与分别配置有第4n+49个、第4n+50个、第4n+51个、第4n+52个要素导体31的插槽12相同。
另外,第4n+73个及第4n+76个要素导体31是第一要素导体组的要素导体(第一要素导体),第4n+74个及第4n+75个要素导体31是第二要素导体组的要素导体(第二要素导体)。因此,在73-96部分线圈中,第一要素导体31分别配置于第7层或第8层,第二要素导体31分别配置于第3层或第4层。
因此,73-96部分线圈中的要素导体31的配置成为将49-72部分线圈的要素导体31的整体向定子11的径向外侧错开2层量的配置。
并且,与49-72部分线圈的情况同样,在第73个~第96个要素导体31中,沿定子11的周向具有第二规定间隔(5插槽间距的间隔)且沿定子11的径向具有规定间隔(4层量的间隔)的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+73个及第4n+74个要素导体31、31所构成的对、以及第4n+75个及第4n+76个要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对,在定子11的轴向第一端侧经由第一搭接部43而连接(参照图6(a))。
另外,沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)且在定子11的径向上相邻的层的要素导体31、31所构成的对(具体而言,第4n+74个及第4n+75个要素导体31、31所构成的对、以及第4n’+76个及第4n’+77个(其中,n’=0、1、…、4)的要素导体31、31所构成的对)作为连接对象的2个第一要素导体31、31所构成的对或2个第二要素导体31、31所构成的对,在定子11的轴向第二端侧经由第二搭接部44而连接(参照图6(a))。
由此,构成73-96部分线圈的要素导体31以如图6(b)例示那样按照与49-72部分线圈的情况相同的图案依次导通的方式串联连接。由此,构成73-96部分线圈。
这种情况下,将第73个~第76个要素导体31、31、31、31如上述那样串联连接而成的组看作1单位的要素导体组时,73-96部分线圈构成为将6个该要素导体组朝向定子11的周向负侧以12插槽间距的间隔(2×第一规定间隔)连接的结构。
需要说明的是,如图7(b)所示,49-72部分线圈的第72个要素导体31和73-96部分线圈的第73个要素导体31配置于沿定子11的周向具有第一规定间隔(6插槽间距的间隔)的插槽12、12,并且分别位于在定子11的径向上相邻的层(第6层、第7层)。并且,上述的要素导体31、31在定子11的轴向第二端侧经由第二搭接部44而连接。由此,73-96部分线圈与49-72部分线圈串联连接。
以上是各相的构成第一线圈21X1的要素导体31的整体的配置及连接的方式。
另外,U相、V相、W相的各自的第一线圈21U1、21V1、21W1如下配置。即,参照图3及图4可知,V相的第一线圈21V1的第k个(k=1、2、…、96)要素导体31配置在从配置有U相的第一线圈21U1的第k个要素导体31的插槽12向定子11的周向正侧具有4插槽间距的间隔的插槽12中。
同样,W相的第一线圈21W1的第k个(k=1、2、…、96)要素导体31配置在从配置有V相的第一线圈21V1的第k个要素导体31的插槽12向定子11的周向正侧具有4插槽间距的间隔的插槽12中。
因此,U相、V相、W相的各自的第一线圈21U1、21V1、21W1在定子11的周向上配置在依次各错开4插槽间距的间隔的位置。
接下来,对各相的第二线圈21X2进行说明。各相的第二线圈21X2与第一线圈21X1的情况同样,构成为对第1个~第24个要素导体31串联连接而成的1-24部分线圈、第25个~第48个要素导体31串联连接而成的25-48部分线圈、第49个~第72个要素导体31串联连接而成的49-72部分线圈、第73个~第96个要素导体31串联连接而成的73-96部分线圈进行串联地连接的结构。
并且,第二线圈21X2的要素导体31的配置及连接的方式与第一线圈21X1的情况同样,大致分为1-24部分线圈的方式、25-48部分线圈的方式、49-72部分线圈的方式及73-96部分线圈的方式。
而且,第二线圈21X2的构成上述各部分线圈的要素导体31(24个要素导体31)与第一线圈21X1的情况同样,包括:第一要素导体组,其由向多个插槽12分别插入的多个要素导体31(第一要素导体)构成,这多个插槽12沿着定子11的周向以所述第一规定间隔的间距(6插槽间距)排列;第二要素导体组,其由向多个插槽12分别插入的多个要素导体31(第二要素导体)构成,这多个插槽12相对于第一要素导体组的要素导体31所插入的插槽12在沿着定子11的周向错开了相位的状态下沿着该周向以所述第一规定间隔的间距(6插槽间距)排列。
这种情况下,第二线圈21X2的第1个~第48个要素导体31(构成1-24部分线圈及25-48部分线圈的要素导体31)的配置及连接的方式与第49个~第96个要素导体31(构成49-72部分线圈及73-96部分线圈的要素导体31)的配置及连接的方式分别与第一线圈21X1相同。
因此,在第二线圈21X2中,构成各部分线圈的第二要素导体组的要素导体31所插入的插槽12(第二插槽)也为相对于第一要素导体组的要素导体31所插入的插槽12(第一插槽)向定子11的周向正侧将相位错开了比第一规定间隔小的第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的插槽。
并且,在第二线圈21X2的1-24部分线圈、25-48部分线圈、49-72部分线圈、及73-96部分线圈各自中,各第一要素导体31与第一线圈21X1的情况同样地配置在定子11的靠径向外侧的层(第5层~第8层中的任一层)。而且,各第二要素导体31与第一线圈21X1的情况同样地配置在定子11的靠径向内侧的层(第1层~第4层中的任一层)。
但是,在第二线圈21X2中,第48个及第49个要素导体31、31之间的间隔(定子11的周向上的间隔)与第一线圈21X1不同。
具体而言,参照图3及图4可知,第二线圈21X2的第1个~第48个各要素导体31分别配置在相对于分别配置有与该第二线圈21X2同相的第一线圈21X1的第1个~第48个各要素导体31的插槽12而在周向正侧相邻的插槽12中。
即,第二线圈21X2的第1个~第48个要素导体31(构成1-24部分线圈及25-48部分线圈的要素导体31)配置在其整体相对于第一线圈21X1的第1个~第48个要素导体31的整体而向周向正侧错开了1插槽间距的间隔的位置。
另一方面,第二线圈21X2的第49个~第96个的各要素导体31分别配置在相对于配置有第一线圈21X1的第49个~第96个的各要素导体31的插槽12而在周向负侧相邻的插槽12中。
即,第二线圈21X2的第49个~第96个要素导体31(构成49-72部分线圈及73-96部分线圈的要素导体31)配置在其整体相对于第一线圈21X1的第49个~第96个要素导体31的整体而向周向负侧错开了1插槽间距的间隔的位置。
因此,参照图8可知,第48个及第49个要素导体31、31之间的间隔(定子11的周向上的间隔)在第一线圈21X1中成为5插槽间距的间隔,相对于此,在第二线圈21X2中成为7插槽间距的间隔。
并且,虽然详细情况后述,但第二线圈21X2的第48个及第49个要素导体31、31按照各相在定子11的轴向第二端侧如图8所示那样经由桥接导体52X(52U或52V或52W)而连接。
第二线圈21X2的第1个~第96个要素导体31的配置及连接的方式除了以上说明的事项以外,与第一线圈21X1相同。而且,U相、V相、W相的第二线圈21U2、21V2、21W2的相互的配置方式与第一线圈21U1、21V1、21W1的相互的配置方式相同。
接下来,更具体地说明各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的要素导体31、31彼此的连接结构(第一搭接部43及第二搭接部44的结构)。
在本实施方式中,各要素导体31作为图9(a)、(b)所示的分段导体40的一部分而形成。该分段导体40是分别形成通过第一搭接部43连接的要素导体31、31所构成的对(第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对)的4个两叉导体构件41的束。
分段导体40通过将导体线束如图9(a)所示那样成形为两叉形状(大致U字状)而作成,该导体线束通过将相互绝缘的4根导体线沿着它们的横切方向整齐排列成一列而成。并且,构成该分段导体40的4个两叉形状的导体线分别是两叉导体构件41。
分段导体40的各两叉导体构件41通过成形为两叉形状,从而一体地具有向定子11的相互不同的插槽12、12插入的2个腿部42、42、作为将该腿部42、42的基端部彼此连结的部分的第一搭接部43。
各两叉导体构件41的2个腿部42、42中的一侧的腿部42是用于形成1个第一要素导体31的腿部(以后,有时称为第一要素导体形成用腿部42)。另外,各两叉导体构件41的另一侧的腿部42是用于形成第二要素导体31的腿部(以后,有时称为第二要素导体形成用腿部42),该第二要素导体31应与通过一侧的腿部42形成的第一要素导体31连接。
这种情况下,分段导体40的各两叉导体构件41的2个腿部42、42以在定子11的周向和径向上分别存在规定间隔而沿着定子11的轴向延伸的方式成形。定子11的周向上的腿部42、42之间的间隔如图5(a)或图6(a)所示为所述第二规定间隔(5插槽间距的间隔)。
另外,定子11的径向上的腿部42、42的间隔如图5(a)或图6(a)所示为4层量的间隔。
并且,将各分段导体40的第一要素导体形成用腿部42的束和第二要素导体形成用腿部42的束从定子11的轴向第一端侧向沿着定子11的周向具有第二规定间隔(5插槽间距的间隔)的2个插槽12、12分别插入,由此在该2个插槽12、12的一方的插槽12中,通过第一要素导体形成用腿部42的束来形成第5层~第8层的第一要素导体31的束。而且,在该2个插槽12、12的另一方的插槽12(从一方的插槽12向周向正侧具有第二规定间隔的插槽12)中,通过第二要素导体形成用腿部42的束来形成第1层~第4层的第二要素导体31的束。
并且,第1层~第4层的要素导体31分别成为在定子11的轴向第一端侧经由第一搭接部43而分别与沿着定子11的径向具有4层量的间隔的第5层~第8层的要素导体31连接的状态。
需要说明的是,这种情况下,第5层~第8层的第一要素导体31的排列顺序(定子11的径向上的排列顺序)和与第5层~第8层的各第一要素导体31分别连接的第1层~第4层的第二要素导体31的排列顺序(定子11的径向上的排列顺序)彼此相同。因此,分段导体40的4个两叉导体构件41包括各自的第一搭接部43在内而沿着定子11的径向整齐排列。
这样,分段导体40的各两叉导体构件41通过2个腿部42、42来形成第一要素导体31和第二要素导体31所构成的对,该第一要素导体31在1个插槽12中配置在定子11的径向外侧的4个层(第5层~第8层)中的1个层,该第二要素导体31在相对于该1个插槽12而向定子11的周向正侧具有5插槽间距的间隔的另一插槽12中,配置在定子11的径向内侧的4个层(第1层~第4层)中的1个层。
而且,各两叉导体构件41形成将上述第一要素导体31和第二要素导体31所构成的对在定子11的轴向第一端侧连接的第一搭接部43。
并且,在定子11的各插槽12中,2个分段导体40的一方的分段导体40的第一要素导体形成用腿部42的束向第5层~第8层的位置插入,并且另一方的分段导体40的第二要素导体形成用腿部42的束向第1层~第4层的位置插入。由此,形成各插槽12的第1层~第8层的要素导体31。
如以上那样将构成分段导体40的4个两叉导体构件41的第一要素导体形成用腿部42的束和第二要素导体形成用腿部42的束向插槽12插入,由此,一并实现将各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的第1个~第96个要素导体31以图3及图4所示的图案配置于插槽12的情况、以及将连接对象的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对在定子11的轴向第一端侧如图5(a)或图6(a)所示那样连接的情况。
从轴向第一端侧向插槽12插入的各分段导体40的各腿部42的前端侧部分如图9(a)所示那样从该插槽12向轴向第二端侧突出。并且,从各插槽12向轴向第二端侧突出的各分段导体40的4个腿部42的前端侧部分如图9(b)所示那样相互分离而向定子11的周向折弯。通过该折弯,形成用于将插槽12的各要素导体31在定子11的轴向第二端侧与其他的要素导体31连接的第二搭接部44。
这种情况下,如图5(a)或图6(a)所示,与第2层、第4层、第5层及第8层的要素导体31分别相连的第二搭接部44向周向正侧折弯。另外,与第1层、第3层、第6层及第8层的要素导体31分别相连的第二搭接部44向周向负侧折弯。因此,与第2层、第4层、第5层及第8层的要素导体31分别相连的第二搭接部44和与第1层、第3层、第6层及第8层的要素导体31分别相连的第二搭接部44在定子11的周向上向相互接近的一侧折弯。
需要说明的是,与1个要素导体31相连的第二搭接部44在定子11的周向上具有6插槽间距(第二规定间隔)的一半程度的长度。而且,第二搭接部44的前端部如图9(b)所示那样以向定子11的轴向立起的方式折弯。
并且,以使各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的第1个~第96个要素导体31按照图3及图4所示的连接顺序导通的方式,将与连接顺序相邻的第一要素导体31、31所构成的对或第二要素导体31、31所构成的对分别相连的第二搭接部44、44的前端部彼此直接连接,或者经由后述的桥接导体51X、52X而连接。
更详细而言,分别在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2中,在定子11的轴向第二端侧应连接的要素导体31、31所构成的对是第4na+2个及第4na+3个(其中,na=0、1、…、23)第二要素导体31、31所构成的对、以及第4nb+4个及第4nb+5个(其中,nb=0、1、…、22)第一要素导体31、31所构成的对。
需要说明的是,形成第4na+2个及第4na+3个第二要素导体31、31所构成的对中的一方的两叉导体构件41的腿部42和形成该对中的另一方的两叉导体构件41的腿部42分别相当于本发明中的腿部A2a、A2b。
而且,形成第4nb+4个及第4nb+5个第一要素导体31、31所构成的对中的一方的两叉导体构件41的腿部42和形成该对中的另一方的两叉导体构件41的腿部42分别相当于本发明中的腿部A1a、A1b。
上述的要素导体31、31所构成的对(第一要素导体31、31所构成的对及第二要素导体31、31所构成的对)中的除了第48个及第49个要素导体31、31所构成的对之外的要素导体31、31所构成的对通过图3及图4所示的配置图案,从而在所有的对中都成为定子11的径向上的要素导体31、31的位置(层)错开了1层量的结构(例如参照图5(a)的白色所示的第2个及第3个要素导体31、31所构成的对、第28个及第29个要素导体31、31所构成的对、或者灰色所示的第70个及第71个要素导体31、31所构成的对等)。
并且,与该对的要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部彼此以在定子11的径向上对置的方式接近。
因此,在本实施方式中,在定子11的轴向第二端侧应连接的要素导体31、31所构成的对中的除了第48个及第49个要素导体31、31所构成的对之外的要素导体31、31所构成的对处,与该对的要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部彼此直接连接。该连接例如通过焊接进行。
这种情况下,与该对的要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部彼此接近,因此能够容易地将它们连接。
这样,将定子11的轴向第二端侧的连接对象的第一要素导体31、31所构成的对分别与连接对象的第二要素导体31、31所构成的对进行连接的第二搭接部44构成为如下这样的构件,该构件通过将形成该对的要素导体31、31的腿部42、42的前端侧部分以在定子11的周向上向相互接近的方向折弯的状态进行连接而成。
需要补充说明的是,在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的1-24部分线圈中,如图5(a)或图6(a)例示那样,连接顺序相邻的第3层及第4层的第二要素导体31、31所构成的对、以及连接顺序相邻的第7层及第8层的第一要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44而连接。
另外,在25-48部分线圈中,如图5(a)或图6(a)例示那样,连接顺序相邻的第1层及第2层的第二要素导体31、31所构成的对、以及连接顺序相邻的第5层及第6层的第一要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44而连接。
并且,如图7(a)所示,虽然第24个及第25个要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44而连接,但是该要素导体31、31所构成的对是第6层及第7层的第一要素导体所构成的对。
因此,1-24部分线圈中的在定子11的轴向第二端侧连接的要素导体31、31的层的组与25-48部分线圈中的在定子11的轴向第二端侧连接的要素导体31、31的层的组通过第24个及第25个要素导体31、31的连接而切换。
另外,在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的49-72部分线圈中,如图5(a)或图6(a)例示那样,连接顺序相邻的第1层及第2层的第二要素导体31、31所构成的对、以及连接顺序相邻的第5层及第6层的第一要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44而连接。
另外,在73-96部分线圈中,如图5(a)或图6(a)例示那样,连接顺序相邻的第3层及第4层的第二要素导体31、31所构成的对、以及连接顺序相邻的第7层及第8层的第一要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44来连接。
并且,如图7(b)所示,虽然第72个及第73个要素导体31、31在定子11的轴向第二端侧如上述那样经由第二搭接部44而连接,但是该要素导体31、31所构成的对是第6层及第7层的第一要素导体所构成的对。
因此,49-72部分线圈中的在定子11的轴向第二端侧连接的要素导体31、31的层的组与73-96部分线圈中的在定子11的轴向第二端侧连接的要素导体31、31的层的组通过第72个及第73个要素导体31、31的连接来切换。
接下来,说明分别在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2中,将第48个及第49个要素导体31、31所构成的对在定子11的轴向第二端侧连接的结构。
第48个及第49个要素导体31、31所构成的对在第一线圈21X1及第二线圈21X2中,都是配置于第5层的第一要素导体所构成的对。并且,第48个及第49个要素导体31、31如前述那样,在第一线圈21X1中,配置于在定子11的周向上具有5插槽间距的间隔的插槽12、12中,在第二线圈21X2中,配置于在定子11的周向上具有7插槽间距的间隔的插槽12、12中。
另外,通过所述的各分段导体40的各两叉导体构件41的第二搭接部44的折弯(向定子11的周向的折弯),从而与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44如图8所示那样均向周向正侧折弯。
需要说明的是,在图8中,为了图示的简便,将与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44以在定子11的径向上从实际的位置偏离的状态进行记载。上述的第二搭接部44、44实际上在定子11的径向上,配置在与第48个及第49个要素导体31、31同一层(第5层)的位置。
因此,与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部彼此在第一线圈21X1中,沿定子11的周向具有5插槽间距程度的间隔,在第二线圈21X2中,沿定子11的周向具有7插槽间距程度的间隔。
另外,与各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部按照图8所示那样的顺序沿定子11的周向排列。
具体而言,从定子11的周向负侧朝向周向正侧,按顺序排列有与U相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对、与V相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对、与U相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第48个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对、与W相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对、与V相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第48个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对、与W相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的第48个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部所构成的对。
因此,在本实施方式中,在各相的第一线圈21X1中,与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44彼此经由桥接导体51X(51U、51V、51W)而连接。同样,在第二线圈21X2中,与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44彼此经由桥接导体52X(52U、52V、52W)而连接。
这种情况下,各相的桥接导体51X、52X在与第48个要素导体31相连的第二搭接部44的前端部和与第49个要素导体31相连的第二搭接部44的前端部之间以沿定子11的径向突出的方式形成为凸形状(具体而言,为矩形形状)。
另外,为了在各相中使第一线圈21X1的桥接导体51X收纳于第二线圈21X2的桥接导体52X的内侧,使定子11的径向上的桥接导体51X的宽度小于桥接导体52X的宽度且使定子11的周向上的桥接导体51X的长度小于桥接导体52X的长度。
需要说明的是,定子11的周向上的桥接导体51X的长度是与第一线圈21X1的第48个及第49个要素导体31、31之间的间隔(5插槽间距的间隔)相同程度的长度。另外,定子11的周向上的桥接导体52X的长度是与第二线圈21X2的第48个及第49个要素导体31、31之间的间隔(7插槽间距的间隔)相同程度的长度。
在以后的说明中,将定子11的径向上的桥接导体51X、52X的宽度称为突出高度,将定子11的周向上的桥接导体51X、52X的长度称为周向长度。
并且,在各相中,桥接导体51X的两端部分别通过焊接而连接于与第一线圈21X1的第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部。同样,桥接导体52X的两端部分别通过焊接而连接于与第二线圈21X2的第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44的前端部。
这种情况下,在本实施方式中,与第48个及第49个要素导体31、31分别相连的第二搭接部44、44形成为各自的前端部比与其他的要素导体31相连的第二搭接部44的前端部向定子11的轴向突出(该轴向上的高度升高)了与定子11的轴向上的桥接导体51X、52X的宽度(厚度)相同程度的长度(参照图11)。需要说明的是,定子11的轴向上的桥接导体51X、52X的宽度(厚度)是包含在桥接导体51X、52X的周围设置的绝缘构件(绝缘覆膜等)的厚度量的厚度。
因此,能够容易地将桥接导体51X、52X的各端部从定子11的径向焊接于第48个或第49个要素导体31的前端部。
而且,为了避免各相的桥接导体51X、52X与其他相的桥接导体51X、52X干涉,以使U相的桥接导体51U、52U、V相的桥接导体51V、52V、W相的桥接导体51W、52W中的在定子11的周向上位于两侧的两相的桥接导体与位于该两相的桥接导体之间的桥接导体在定子11的径向上相互向反方向突出(在径向上反向地成为凸出)的方式,形成各相的桥接导体51X、52X。
具体而言,在本实施方式中,U相的桥接导体51U、52U、V相的桥接导体51V、52V、W相的桥接导体51W、52W中的在定子11的周向上位于两侧的两相的桥接导体是U相的桥接导体51U、52U和W相的桥接导体51W、52W。这种情况下,U相的长的一方的桥接导体52U的周向正侧的端部与W相的长的一方的桥接导体52W的周向负侧的端部大致具有1插槽间距程度的间隔。
并且,U相的桥接导体51U、52U与W相的桥接导体51W、52W以分别向定子11的径向内侧突出(成为凸出)的方式形成。
另外,V相的桥接导体51V、52V的周向的中央部位于U相的桥接导体51U、52U与W相的桥接导体51W、52W的中间。
并且,V相的桥接导体51V、52V以向定子11的径向外侧、即与U相的桥接导体51U、52U及W相的桥接导体51W、52W相反的方向突出(成为凸出)的方式形成。
需要说明的是,向径向内侧突出的U相的桥接导体51U、52U及W相的桥接导体51W、52W的突出高度设定为这些桥接导体51U、52U、51W、52W不会比定子11的内周面更向内侧突出那样的高度。
另外,向径向外侧突出的V相的桥接导体51V、52V的突出高度设定为该桥接导体51V、52V不会比定子11的外周面更向外侧突出那样的高度。
在此,图10示出装配有各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的定子11的轴向第二端侧的端部的一部分的在该定子11的轴向上观察到的图,图11示出该定子11的轴向第二端侧的端部的一部分的立体图。
如上述那样,通过预先配置及形成U相的桥接导体51U、52U、V相的桥接导体51V、52V、及W相的桥接导体51W、52W,从而如图10及图11所示那样,能够防止桥接导体51U、52U、51V、52V、51W、52W相互的干涉。
而且,即使定子11的内周面与外周面之间的间隔比较小,也能够防止桥接导体51U、52U、51V、52V、51W、52W比定子11的内周面向内侧突出或比外周面向外侧突出的情况,从而能够配置在该内周面与外周面之间的间隔内。
另外,桥接导体51U、52U、51V、52V、51W、52W集中配置于在定子11的第二端侧相互接近的部位,因此能够高效率地进行通过焊接等将这些桥接导体连接于搭接部44的作业。
另外,定子11的轴向上的桥接导体51U、52U、51V、52V、51W、52W的高度位置对于所有的桥接导体来说都相同。而且,该桥接导体的高度位置是与将除了第48个及第49个要素导体31、31以外的要素导体31、31所构成的对连接的第二搭接部44相比高出该桥接导体的厚度量的位置,因此充分接近于定子11的轴向第二端侧的端面。
因此,能够使包含各相的线圈21X的旋转电机的轴向的长度抑制成必要最小限度,从而能够实现该旋转电机的小型化。
需要说明的是,在本实施方式中,将U相的桥接导体51U、52U和W相的桥接导体51W、52W分别形成为向定子11的径向内侧突出(成为成为凸出),并将V相的桥接导体51V、52V形成为向定子11的径向外侧突出(成为成为凸出)。但是,也可以将U相的桥接导体51U、52U和W相的桥接导体51W、52W形成为向定子11的径向外侧突出,并将V相的桥接导体51V、52V形成为向定子11的径向内侧突出。
以上那样构成的U相、V相、W相这各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的一端侧的要素导体31如以下说明那样在定子11的轴向第二端侧相互连接于3相共用的中性点22。而且,各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的另一端侧的要素导体31如以下说明那样在定子11的轴向第二端侧连接于各相的电流输入输出端子23X。
在本实施方式中,连接于中性点22的要素导体31在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2中都为第96个要素导体31。并且,中性点22由图8或图10所示那样的形成为矩形形状的中性点形成导体53构成。
如图8所示,该中性点形成导体53朝向定子11的周向正侧以固定间隔(4插槽间距程度的间隔)依次具备:U相连接部53U,其与第二搭接部44、44的前端部连接,该第二搭接部44、44与U相的第一线圈21U1及第二线圈21U2的各自的第96个要素导体31、31相连;V相连接部53V,其与第二搭接部44、44的前端部连接,该第二搭接部44、44与V相的第一线圈21V1及第二线圈21V2的各自的第96个要素导体31、31相连;W相连接部53W,其与第二搭接部44、44的前端部连接,该第二搭接部44、44与W相的第一线圈21W1及第二线圈21W2的各自的第96个要素导体31、31相连。
需要说明的是,在图8中,为了图示的简便,与第96个要素导体31相连的第二搭接部44分别由虚线表示,且以在定子11的径向上从实际的位置偏离的状态进行记载。上述的第二搭接部44实际上在定子11的径向上,配置在与第96个要素导体31同一层(最外侧的层即第8层)的位置。
并且,中性点形成导体53以在定子11的周向上相邻的U相连接部53U与V相连接部53V之间的部分53a、及V相连接部53V与W相连接部53W之间的部分53b比各相连接部53U、53V、53W更向定子11的径向外侧突出(成为凸出)的方式形成。上述的部分53a、53b沿定子11的周向延伸。
这样形成的中性点形成导体53的U相连接部53U、V相连接部53V、W相连接部53W分别如图8所示,在定子11的轴向第二端侧,从径向外侧通过焊接而连接于与对应的相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的第96个要素导体31、31相连的第二搭接部44、44的前端部。
由此,U相、V相、W相的各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的一端侧的要素导体31(第96个要素导体31)在定子11的轴向第二端侧,作为3相共用的中性点22而与中性点形成导体53连接。
接下来,在本实施方式中,与各相的电流输入输出端子23X连接的要素导体31在各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2中都为第1个要素导体31。
并且,在本实施方式中,如图8及图11所示,在各相中,经由连接软线55X(55U、55V、55W)而与电流输入输出端子23X(23U、23V、23W)连接的导体端子构件54X(54U、54V、54W)在定子11的轴向第二端侧,从径向外侧通过焊接而连接于与对应的相的第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的第1个要素导体31、31相连的第二搭接部44、44的前端部。
由此,在各相中,第一线圈21X1及第二线圈21X2的各自的第1个要素导体31、31在定子11的轴向第二端侧连接于电流输入输出端子23X。
需要说明的是,在图8中,为了图示的简便,将与第1个要素导体31相连的第二搭接部44分别以在定子11的径向上从实际的位置偏离的状态进行记载。上述的第二搭接部44实际上在定子11的径向上,配置在与第1个要素导体31相同的层(最外侧的层即第8层)的位置。
这种情况下,如图8所示,虽然U相的导体端子构件54U的定子11的周向上的位置与中性点形成导体53重叠,但是在该导体端子构件54U的位置处,中性点形成导体53的突出部分53b(沿径向成为凸出的部分)以与该导体端子构件54U对置的方式形成。因此,能够将导体端子构件54U与电流输入输出端子23U之间的连接软线55U容易地配线。
以上是在本实施方式的旋转电机中装配于定子11的线圈21的结构。
根据本实施方式,在定子11的轴向第一端侧通过第一搭接部43而连接的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对是向沿着定子11的周向具有5插槽间距(第二规定间隔)的插槽12、12插入的2个要素导体所构成的对。
另外,在定子11的轴向第二端侧通过第二搭接部44连接的2个第一要素导体31所构成的对、及2个第二要素导体31所构成的对是向沿着定子11的周向具有6插槽间距(第一规定间隔)的插槽12、12插入的2个要素导体所构成的对。
因此,对定子11的周向上的第二搭接部44的长度进行规定的第一规定间隔是插槽12的单位间距乘以每1极的插槽数N(=6)而成的间隔,另一方面,对定子11的周向上的第一搭接部43的长度进行规定的第二规定间隔成为比N×单位间距(6插槽间距)小的间隔(5插槽间距)。
因此,在本实施方式中,第一规定间隔与第二规定间隔的总和比N×单位间距(6插槽间距)的2倍的间隔小。因此,在本实施方式的旋转电机中,与上述的以往的旋转电机相比,能够减小定子11的轴向上的第一搭接部43的最大的高度与第二搭接部44的最大的高度的总和。
其结果是,能够缩短旋转电机的轴向的长度而实现该旋转电机的小型化。
此外,根据本实施方式,通过将第一规定间隔和第二规定间隔如上述那样预先设定,由此分别对于第一线圈21X1及第二线圈21X2而言,在沿着定子11的周向以2插槽间距排列的插槽12中分别配置构成U相、V相、W相中的2个相的线圈的要素导体31。
具体而言,在图3及图4中,在插槽编号为奇数号的各插槽12中仅配置构成1个相的线圈的要素导体31,而在插槽编号的偶数号的各插槽12中配置构成2个相的线圈的要素导体31。
而且,此外,在本实施方式中,第二规定间隔是比N×单位间距(6插槽间距)小1插槽间距的(N-1)×单位间距(5插槽间距)的间隔。
因此,通过向U相、V相、W相的各线圈21U、21V、21W依次通电而生成的磁通的时间性的变化、定子11的周向上的磁通的分布平顺。
因此,能够抑制旋转电机的转子上产生的转矩的变动,并能够减少因该转矩的变动而产生的噪声。
需要说明的是,在以上说明的实施方式中,使所述第二规定间隔为比第一规定间隔小1插槽间距的间隔,但也可以使第二规定间隔为比第一规定间隔小2插槽间距以上的间隔(例如,4插槽间距、3插槽间距等)。
另外,在上述实施方式中,各相的线圈21X(21U、21V、21W)由并联连接的第一线圈21X1及第二线圈21X2构成,但也可以仅由第一线圈21X1及第二线圈21X2中的一方构成。
另外,在上述实施方式中,向定子11装配了3相的线圈21X(21U、21V、21W),但也可以仅装配1相或2相的线圈。
另外,在上述实施方式中,各相的第一线圈21X1及第二线圈21X2通过将1-24部分线圈、25-48部分线圈、49-72部分线圈、及73-96部分线圈这4个部分线圈串联连接而构成。但是,各相的线圈也可以仅通过上述4个部分线圈中的1个构成,或者通过将上述4个部分线圈中的2个部分线圈串联连接而构成。
另外,在上述实施方式中,使用了将4个两叉导体构件41形成为一束的分段导体40,但也可以使各两叉导体构件41相互分离。
此外,也可以不使用两叉导体构件41,而将连接对象的第一要素导体31及第二要素导体31所构成的对经由与它们分体的第一搭接部来连接,或者将连接对象的第一要素导体31所构成的对、及第二要素导体31所构成的对经由与它们分体的第二搭接部来连接。
Claims (5)
1.一种旋转电机的线圈结构,其具备多个要素导体,这多个要素导体以沿着定子的径向多层排列的方式向沿着所述定子的周向排列地形成在该定子上的多个插槽中分别插入,且磁通生成用的各相的线圈通过将规定个数的要素导体串联连接而构成,所述旋转电机的线圈结构的特征在于,
各相的线圈具备:
多个第一要素导体,它们向所述多个插槽中的沿着所述定子的周向以第一规定间隔的间距排列的多个第一插槽中分别插入;
多个第二要素导体,它们向多个第二插槽中分别插入,这多个第二插槽以所述第一规定间隔的间距沿着所述定子的周向排列,且分别相对于所述第一插槽沿着所述定子的周向将相位错开第二规定间隔;
多个第一搭接部,它们将向所述第一插槽及第二插槽中的、沿着所述定子的周向具有第二规定间隔的第一插槽及第二插槽中分别插入的一个第一要素导体及一个第二要素导体所构成的对分别作为连接对象,并将该连接对象的第一要素导体及第二要素导体所构成的对分别在所述定子的轴向的一端侧即第一端侧进行连接;以及
多个第二搭接部,它们将向沿着所述定子的周向具有所述第一规定间隔的两个第一插槽中分别插入的两个第一要素导体所构成的对、和向沿着所述定子的周向具有所述第一规定间隔的两个第二插槽中分别插入的两个第二要素导体所构成的对分别作为连接对象,并将该连接对象的第一要素导体所构成的对及第二要素导体所构成的对分别在所述定子的轴向的另一端侧即第二端侧进行连接,
当将在所述定子的周向上相邻的两个插槽之间的间隔定义为单位间距,并将所述旋转电机的磁极的每一极的所述插槽的个数定义为N个时,所述第一规定间隔设定为所述单位间距的N倍的间隔,所述第二规定间隔设定为比所述第一规定间隔小的间隔。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的线圈结构,其特征在于,
所述第二规定间隔设定为所述单位间距的(N-1)倍的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的线圈结构,其特征在于,
所述各第一搭接部和由该第一搭接部连接的第一要素导体及第二要素导体所构成的对由作为两叉形状的导体的两叉导体构件一体地构成,该两叉导体构件以如下方式作成:具备向具有所述第二规定间隔的第一插槽及第二插槽中分别插入的两个腿部作为分别形成该第一要素导体及第二要素导体的部分,且具备将这两个腿部的一端部彼此连结的部分作为形成该第一搭接部的部分,
将所述两个第一要素导体所构成的对连接的各第二搭接部构成为如下这样形成的构件:在将形成这两个第一要素导体中的一方的腿部(A1a)和形成另一方的腿部(A1b)向所述两个第一插槽中分别插入的两个两叉导体构件所构成的组中,将从这两个第一插槽分别向所述定子的第二端侧突出的该腿部(A1a、A1b)的各自的前端侧部分在该定子的周向上以向相互接近的方向折弯的状态相互连接,
将所述两个第二要素导体所构成的对连接的各第二搭接部构成为如下这样形成的构件:在将形成这两个第二要素导体中的一方的腿部(A2a)和形成另一方的腿部(A2b)向所述两个第二插槽中分别插入的两个两叉导体构件所构成的组中,将从这两个第二插槽分别向所述定子的第二端侧突出的该腿部(A2a、A2b)的各自的前端侧部分在该定子的周向上以向相互接近的方向折弯的状态相互连接,
通过所述腿部(A1a、A1b)分别形成的所述两个第一要素导体是分别配置于在所述定子的径向上彼此相邻的两个层上的两个要素导体,通过所述腿部(A2a、A2b)分别形成的所述两个第二要素导体是分别配置于与所述两个第一要素导体所配置的两个层不同且在所述定子的径向上彼此相邻的两个层上的两个要素导体。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的旋转电机的线圈结构,其特征在于,
在所述定子的周向上具有所述第二规定间隔的第一插槽及第二插槽的各组中,配置于第一插槽的第一要素导体和配置于第二插槽的第二要素导体所构成的对为多对,以使将这多对的各自的第一要素导体及第二要素导体连接的所述第二搭接部在所述定子的径向上整齐排列的方式,将这多对的各自的第一要素导体及第二要素导体分别配置在第一插槽及第二插槽中。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的旋转电机的线圈结构,其特征在于,
所述各相的线圈由并联连接的第一线圈及第二线圈构成,
所述第一线圈及第二线圈分别具备所述多个第一要素导体、所述多个第二要素导体、所述多个第一搭接部及所述多个第二搭接部,
所述第二线圈的各第一要素导体是向在所述定子的周向上与供所述第一线圈的各第一要素导体插入的第一插槽相邻的插槽中,与该第一线圈的第一要素导体同层地插入的要素导体,
所述第二线圈的各第二要素导体是向在所述定子的周向上与供所述第一线圈的各第二要素导体插入的第二插槽相邻的插槽中,与该第一线圈的第二要素导体同层地插入的要素导体。
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