CN104716765A - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

一种旋转电机,在线圈端部间形成间隙,能确保线圈端部所需的绝缘性能,并使冷却介质流过线圈端部间的间隙,以有效地冷却线圈端。电枢绕组包括多个绕组体(21),这多个绕组体是分布卷绕的,分别通过将被绝缘覆盖且没有连接部的连续的一根导体线(19)卷绕而制作出,导体线的与长度方向正交的截面积是恒定的,导体线(19)包括第一至第四直线部(21a、21b、21c、21d)和将第一至第四直线部连接的第一至第三线圈端部(21e、21f、21g),第一至第四直线部的径向宽度(w’)成形得比第一至第三线圈端部的径向宽度(w)大,在径向上相邻的线圈端部间形成有间隙(50),使冷却介质流过间隙(50)。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及例如电动机、发电机等旋转电机,尤其涉及构成电枢绕组的绕组体的形状。
背景技术
近年来,在电动机、发电机等旋转电机中,要求小型高输出及高品质。在上述高输出的旋转电机中,施加较高的电压,因此,在卷绕于电枢铁心的导体线间、尤其在线圈端产生的电位差较大,因此,需增大覆盖于导体线的绝缘材料的厚度以提高绝缘性能。然而,当增大绝缘材料的厚度时,槽内的导体线所占有的比例(占空系数)变小,降低了旋转电机的效率。
鉴于这种状况,提出了一种现有的旋转电机,在收纳于电位差较小的槽内的导体线的直线部设置较薄的绝缘覆盖层,在电位差较大的线圈端部设置较厚的绝缘覆盖层,从而提高了槽内的占空系数,并确保了线圈端部所需的绝缘性能(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本专利特开2013-94019号公报
在专利文献1记载的现有的旋转电机中,较厚的绝缘覆盖层设于线圈端部,因此,存在线圈端部彼此隔着绝缘覆盖层在径向上重叠而导致线圈端在径向上扩大这样的技术问题。此外,较厚的绝缘覆盖层设于所有的线圈端部,因此,线圈端部间的间隙被绝缘覆盖层填埋,从而存在冷却介质难以在线圈端部间流动而导致线圈端的冷却不充分这样的技术问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而作,其目的在于获得一种旋转电机,通过以在线圈端部间确保间隙的方式对导体线的形状进行改进,能抑制线圈端的径向尺寸的增大,确保线圈端部所需的绝缘性能,并能使冷却介质容易在线圈端部间流通,以有效地冷却线圈端。
本发明的旋转电机具有电枢,该电枢包括:圆环状的电枢铁心,该电枢铁心的槽沿周向排列;以及电枢绕组,该电枢绕组安装于上述电枢铁心。上述电枢绕组包括多个绕组体,这多个绕组体是分布卷绕的,分别通过将被绝缘覆盖且没有连接部的连续的一根导体线卷绕而制作出,上述导体线的与长度方向正交的截面积是恒定的,上述导体线的直线部和线圈端部交替地排列在该导体线的长度方向上,其中,上述直线部插入上述槽,上述线圈端部将插入位于在周向上连续的多根极齿两侧的上述槽中的上述直线部连接,上述直线部在径向上排列成一列地在上述槽内收纳有多根,上述直线部的径向宽度形成得比上述线圈端部的径向宽度大,在径向上相邻的上述线圈端部间形成有间隙,冷却介质流过上述间隙。
根据本发明,导体线的直线部和线圈端部交替地排列在导体线的长度方向上,其中,上述直线部插入槽,上述线圈端部将插入位于多根极齿两侧的槽中的直线部连接,且当安装于电枢铁心时,直线部的径向宽度成形得比线圈端部的径向宽度大,在径向上相邻的线圈端部间形成有间隙。因此,不增大线圈端部的绝缘材料的厚度,就能确保线圈端部所需的绝缘性能。另外,冷却介质流过线圈端部间的间隙,因此,能有效地冷却线圈端部。
附图说明
图1是表示本发明实施方式一的旋转电机的单侧剖视图。
图2是表示本发明实施方式一的旋转电机的主要部分的立体图。
图3是表示本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的立体图。
图4是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢铁心的铁心块的立体图。
图5是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的立体图。
图6是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的端面图。
图7是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的主视图。
图8是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的截面形状的剖视图。
图9是说明本发明实施方式一的旋转电机中的绕组体安装于电枢铁心的安装状态的图。
图10是表示作为本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的原材料的导体线材的俯视图。
图11是说明本发明实施方式一的旋转电机中的绕组体的直线部成形工序的剖视图。
图12是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的俯视图。
图13是表示本发明实施方式一的旋转电机中的绕组组装件的立体图。
图14是说明本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的组装方法的图。
图15是说明本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的组装方法的图。
图16是说明本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的组装方法的图。
图17是图16的XVII-XVII向视剖视图。
图18是表示本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的线圈端的主要部分端面图。
图19是表示本发明实施方式一的旋转电机的电枢中的冷却介质的流通状态的主要部分剖视图。
图20是表示本发明实施方式二的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图。
图21是表示本发明实施方式三的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图。
图22是表示本发明实施方式三的旋转电机的电枢中的冷却介质的流通状态的主要部分剖视图。
图23是表示本发明实施方式四的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图。
图24是表示本发明实施方式四的旋转电机的电枢中的冷却介质的流通状态的主要部分剖视图。
图25是表示本发明实施方式五的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图。
(符号说明)
10   电枢
11   电枢铁心
13   槽
19   导体线
20   电枢绕组
21   绕组体
21a   第一直线部
21b   第二直线部
21c   第三直线部
21d   第四直线部
21e   第一线圈端部
21e1、21e2   倾斜部
21e3   顶部
21f   第二线圈端部
21f1、21f2   倾斜部
21f3   顶部
21g   第三线圈端部
21g1、21g2   倾斜部
21g3   顶部
30   冷却介质
50   间隙
51   凹部
52   槽内间隙
53   漆
80   绝缘片材(绝缘构件)
100   旋转电机。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的旋转电机的优选实施方式进行说明。
实施方式一
图1是表示本发明实施方式一的旋转电机的单侧剖视图,图2是表示本发明实施方式一的旋转电机的主要部分的立体图,图3是表示本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的立体图,图4是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢铁心的铁心块的立体图,图5是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的立体图,图6是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的端面图,图7是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成电枢绕组的绕组体的主视图,图8是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的截面形状的剖视图,图8(a)示出了线圈端部的截面形状,图8(b)示出了导体线的直线部的截面形状。图9是说明本发明实施方式一的旋转电机中的绕组体安装于电枢铁心的安装状态的图。
在图1及图2中,旋转电机100包括:外壳1,该外壳1具有有底圆筒状的框架2及将框架2的开口堵塞的端板3;电枢10,该电枢10以内嵌状态固接于框架2的圆筒部;以及转子5,该转子5固接于转轴6,并以能旋转的方式配置于电枢10的内周侧,转轴6通过轴承4以能旋转的方式支承于框架2的底部及端板3。
转子5是包括转子铁心7和永磁体8的永磁体型转子,其中,上述转子铁心7固接于转轴6,该转轴6插通轴心位置,上述永磁体8埋设于转子铁心7的外周面侧并沿周向等间距排列,以构成磁极。另外,转子5并不限定于永磁体式转子,也可使用将不绝缘的转子导体收纳于转子铁心的槽并用短路环(shorting ring)将两侧短路的笼形转子、将绝缘的导体线安装于转子铁心的槽的绕组形转子。
接着,参照图3~图9对电枢10的结构进行具体说明。
如图3所示,电枢10包括:电枢铁心11;安装于电枢铁心11的电枢绕组20;以及安装于电枢铁心11的槽13的槽绝缘垫片(slot cell)14。电枢绕组20是将安装于电枢铁心11的多个绕组体21连接在一起而构成的。槽绝缘垫片14是将例如用间位芳香族聚酰胺纤维(meta-aramid fiber)夹住聚酰亚胺膜而制作出的长方形的片材弯曲成形以形成为U字状的构件,其被插入至槽13内以将电枢铁心11和电枢绕组20电隔离。
此处,为了便于说明,将转子5的极数设为10,将电枢铁心11的槽数设为60,并将电枢绕组20设为三相绕组。即,槽13以每极每相两个的比例形成于电枢铁心11。
如图4所示,铁心块12包括:截面呈圆弧状的铁心背部12a,该铁心背部12a是将较薄的电磁钢板层叠一体化而制作出的;以及两根极齿12b,这两根极齿12b在周向上分离,并分别从铁心背部12a的内周壁面朝径向内侧突出。三十个铁心块12使极齿12b朝向径向内侧,并将铁心背部12a的周向的侧面彼此对接而排列成圆环状来一体化,以构成电枢铁心11。即,该铁心块12将圆环状的电枢铁心11在周向上三十等分。铁心背部12a在周向上排列成圆环状,并构成电枢铁心11的铁心背。由铁心背部12a和极齿12b构成的槽13朝内周侧开口,并在周向上等角间距地排列着。极齿12b形成为周向宽度朝径向内侧逐渐变窄的前端细形状,槽13的与电枢铁心11的轴心正交的截面为长方形。
如图5至图7所示,构成电枢绕组20的绕组体21包括:第一直线部21a、第二直线部21b、第三直线部21c、第四直线部21d,它们以六槽角度间隔分离并形成三列;第一线圈端部21e,该第一线圈端部21e将第一直线部21a及第二直线部21b的长度方向的另一端彼此连接;第二线圈端部21f,该第二线圈端部21f将第二直线部21b及第三直线部21c的长度方向的一端彼此连接;第三线圈端部21g,该第三线圈端部21g将第三直线部21c及第四直线部21d的长度方向的另一端彼此连接;外径侧末端21h,该外径侧末端21h从第一直线部21a的长度方向的一端延伸出;以及内径侧末端21i,该内径侧末端21i从第四直线部21d的长度方向的一端延伸出。外径侧末端21h及内径侧末端21i与其它的绕组体21、供电部、中性点等连接。
此处第一线圈端部21e包括一对倾斜部21e1、21e2和将一对倾斜部21e1、21e2连接的顶部21e3。第二线圈端部21f包括一对倾斜部21f1、21f2和将一对倾斜部21f1、21f2连接的顶部21f3。第三线圈端部21g包括一对倾斜部21g1、21g2和将一对倾斜部21g1、21g2连接的顶部21g3。
另外,六槽角度间隔是指连续的六个极齿12b的两侧的槽13的槽中心间的间隔。此外,在槽13以每极每相两个的比例形成且电枢绕组20为三相绕组的实施方式一中,六槽角度间隔相当于一个磁极间距。
具体而言,如图9所示,绕组体21形成为以下δ字状的线圈图案:例如,由被瓷漆树脂(enamel resin)绝缘覆盖且没有连接部的连续的铜线、铝线等构成的截面呈矩形的导体线19从电枢铁心11的轴向一端侧插入至一号槽13内的第一层,并从一号槽13朝电枢铁心11的轴向另一端侧延伸出,然后,插入至朝周向一侧分离六槽角度间隔的七号槽13内的第二层,并从七号槽13朝电枢铁心11的轴向一端侧延伸出,然后,插入至朝周向一侧分离六槽角度间隔的十三号槽13内的第三层,并从十三号槽13朝电枢铁心11的轴向另一端侧延伸出,然后,插入至朝周向另一侧分离六槽角度间隔的七号槽13内的第四层,并从七号槽13朝电枢铁心11的轴向一端侧延伸出。另外,导体线19的与长度方向正交的截面积在长度方向上是恒定的。另外,也可使用截面呈圆形的导体线以替代截面呈矩形的导体线19来制作出绕组体21。
此处,如图8(a)所示,第一线圈端部21e至第三线圈端部21g呈径向宽度为w、周向宽度为t的矩形截面,如图8(b)所示,第一直线部21a至第四直线部21d呈径向宽度为w’、周向宽度为t’的矩形截面。其中,w’>w,t>t’。另外,第一线圈端部21e至第三线圈端部21g的截面的角部的曲率R比第一直线部21a至第四直线部21d的截面的角部的曲率R’大。另外,为了便于说明,将收纳于槽13内的导体线19的收纳位置从外径侧设为第一层、第二层、第三层、第四层。另外,在图9中,符号1、2……12、13是沿周向排列顺序分配给槽13的槽编号。
第一直线部21a收纳于一号槽13内的第一层,第二直线部21b及第四直线部21d收纳于七号槽13内的第二层及第四层,第三直线部21c收纳于十三号槽13内的第三层。即,第一直线部21a、第二直线部21b、第三直线部21c及第四直线部21d以六槽角度间隔分离并排列成三列。
从一号槽13内的第一层朝电枢铁心11的轴向另一端侧延伸出的第一线圈端部21e维持径向位置,以一定的斜率朝周向一侧且朝轴向外侧延伸(倾斜部21e1),在中央部(顶部21e3)朝径向内侧变位w’,然后以相反的斜率并维持径向位置,朝周向一侧且朝轴向内侧延伸(倾斜部21e2),进入七号槽13内的第二层。
从七号槽13内的第二层朝电枢铁心11的轴向一端侧延伸出的第二线圈端部21f维持径向位置,以一定的斜率朝周向一侧且朝轴向外侧延伸(倾斜部21f1),在中央部(顶部21f3)朝径向内侧变位w’,然后以相反的斜率并维持径向位置,朝周向一侧且朝轴向内侧延伸(倾斜部21f2),进入十三号槽13内的第三层。
从十三号槽13内的第三层朝电枢铁心11的轴向另一端侧延伸出的第三线圈端部21g维持径向位置,以一定的斜率朝周向另一侧且朝轴向外侧延伸(21g1),在中央部(顶部21g3)朝径向内侧变位w’,然后以相反的斜率并维持径向位置,朝周向另一侧且朝轴向内侧延伸(倾斜部21g2),进入七号槽13内的第四层。
这样,第一线圈端部21e至第三线圈端部21g在顶部21e3、21f3、21g3具有曲柄部,该曲柄部在径向上变位(轨道变化(lane change))第一直线部21a至第四直线部21d的径向宽度w’。
如图6及图7所示,从一号槽13内的第一层朝电枢铁心11的轴向一端侧延伸出的外径侧末端21h维持径向位置,以一定的斜率朝周向另一侧且朝轴向外侧延伸,在中央部(顶部)弯曲,并朝径向外侧延伸出。
如图6及图7所示,从七号槽13内的第四层朝电枢铁心11的轴向一端侧延伸出的内径侧末端21i维持径向位置,以一定的斜率朝周向一侧且朝轴向外侧延伸,在中央部(顶部)弯曲,并朝径向外侧延伸出。
接着,使用图10至图12对绕组体21的制造方法进行说明。图10是表示作为本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的原材料的导体线材的俯视图,图11是说明本发明实施方式一的旋转电机中的绕组体的直线部成形工序的剖视图,图11(a)示出了成形前的状态,图11(b)示出了成形后的状态。图12是表示本发明实施方式一的旋转电机中的构成绕组体的导体线的俯视图。
首先,如图10所示,导体线材23的与长度方向正交的截面形状呈矩形(w×t)且角部的曲率为R,为了由截面积在长度方向上恒定的线材制作出一个绕组体21而被切成所需的长度。接着,如图11(a)、图11(b)所示,将导体线材23的与第一直线部21a相当的区域放入模具70压溃,并成形出w’×t’的矩形截面且角部的曲率为R’的变形部19a。此外,将导体线材23的与第二直线部21b、第三直线部21c及第四直线部21d相当的三个区域依次放入模具70压溃,如图12所示,制作出成形有四个变形部19a的直线状的导体线19。
在该直线状的导体线19上沿长度方向交替地排列有变形部19a和未变形部19b。此外,四个变形部19a分別相当于第一直线部21a至第四直线部21d。另外,五个未变形部19b分别相当于外径侧末端21h、第一线圈端部21e至第三线圈端部21g及内径侧末端21i。接着,将导体线19折曲成δ字状,成形出线圈端部的顶部的曲柄形状和线圈端部的倾斜部,以制作出图5至图7所示的绕组体21。
接着,参照图13至图18,对绕组体21朝电枢铁心11的安装方法进行说明。图13是表示本发明实施方式一的旋转电机中的绕组组装件的立体图,图14至图16分别是说明本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的组装方法的图,图14示出了电枢组装前的状态,图15及图16示出了电枢组装后的状态。图17是图16的XVII-XVII向视剖视图,图18是表示本发明实施方式一的旋转电机中的电枢的线圈端的主要部分端面图。另外,为了便于说明,在图14及图15中,绕组组装件22仅由第一直线部21a至第四直线部21d表示。
将绕组体21以一个槽间距沿周向排列六十个,以制作出图13所示的圆环状的绕组组装件22。在该绕组组装件22中,将第一直线部21a至第四直线部21d的沿径向排列成一列的直线部列以矩形截面的宽度w’为径向宽度的方式在周向上以一个槽间距排列六十列。另外,在绕组组装件22的轴向一端侧以一个槽间距沿周向排列第二线圈端部21f以构成第一线圈端。此外,外径侧末端21h及内径侧末端21i分别以一个槽间距沿周向排列在第一线圈端的外周侧及内周侧。另外,在绕组组装件22的轴向另一端侧,第一线圈端部21e以一个槽间距沿周向排列而成的层和第三线圈端部21g以一个槽间距沿周向排列而成的层在径向上排列为两层,以构成第二线圈端。
接着,槽绝缘垫片14安装于第一直线部21a至第四直线部21d的各直线部列。接着,如图14所示,三十个铁心块12以使各极齿12b位于绕组组装件22相邻的直线部列间的径向外侧的方式在周向上以等角度间距排列。接着,使在周向上排列的铁心块12朝径向内侧移动。藉此,铁心块12的极齿12b分别被插入至相邻的直线部列间。
此外,当使排列在周向上的铁心块12进一步朝内径侧移动时,相邻的铁心块12的周向的侧面彼此对接,铁心块12朝径向内侧的移动被阻止。藉此,如图15至图17所示,绕组组装件22安装于电枢铁心11。此外,对绕组组装件22进行交流连接,以构成电枢绕组20,并制作出电枢10。
在这样构成的电枢绕组20中,构成相同相的绕组体21的第一线圈端部21e和第三线圈端部21g在径向上相邻。第一线圈端部21e和第三线圈端部21g以倾斜部21e2、21g1靠近且倾斜部21e1、21g2远离的方式在顶部21e3、21g3沿径向轨道变化w’。此外,一对第一线圈端部21e和第三线圈端部21g以一个槽间距在周向上排列,以构成线圈端20a。藉此,如图18所示,凹部51形成于在周向上相邻的一对第一线圈端部21e及第三线圈端部21g间的顶部21e3、21g3的附近。
根据该实施方式一,第一直线部21a至第四直线部21d的径向宽度w’比第一线圈端部21e至第三线圈端部21g、外径侧末端21h及内径侧末端21i的径向宽度w大。因此,如图17所示,第一线圈端部21e至第三线圈端部21f、外径侧末端21h及内径侧末端21i彼此分离地排列在径向上。因此,能在线圈端的导体线19间形成间隙50,以确保相间的绝缘距离。因此,无需增厚覆盖于第一线圈端部21e至第三线圈端部21f、外径侧末端21h及内径侧末端21i的绝缘覆膜,能抑制线圈端的径向尺寸的扩大。另外,无需局部增厚导体线19的绝缘覆膜的工序,能抑制导体线19的制作成本的增加。
在该旋转电机100中,使用空气、自动变速箱机油(ATF油)、发动机油等冷却介质30对电枢10进行冷却。在该电枢10中,在线圈端的导体线19间形成有间隙。因此,如图19所示,冷却介质30流过导体线19间的间隙,能有效地对线圈端进行冷却。
另外,凹部51形成于在周向上相邻的一对第一线圈端部21e及第三线圈端部21g间的顶部21e3、21g3的附近。因此,在空冷的情况下,通过凹部51处的湍流效果促进了线圈端的冷却。另外,在油冷的情况下,油进入凹部51并滞留在凹部51内,因此,促进了线圈端的冷却。
实施方式二
图20是表示本发明实施方式二的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图,
在图20中,绝缘片材80分别被插入至第一线圈端部21e的从第一直线部21a至顶部21e3的倾斜部21e1与从第二直线部21b至顶部21e3的倾斜部21e2之间的间隙50、第二线圈端部21f的从第二直线部21b至顶部21f3的倾斜部21f1与从第三直线部21c至顶部21f3的倾斜部21f2之间的间隙50、以及第三线圈端部21g的从第三直线部21c至顶部21g3的倾斜部21g1与从第四直线部21d至顶部21g3的倾斜部21g2之间的间隙50。
另外,其它结构与上述实施方式1相同。
在该实施方式二中,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第一线圈端部21e的从第一直线部21a到顶部21e3的倾斜部21e1与从第二直线部21b到顶部21e3的倾斜部21e2的交叉部。另外,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第二线圈端部21f的从第二直线部21b到顶部21f3的倾斜部21f1与从第三直线部21c到顶部21f3的倾斜部21f2的交叉部。另外,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第三线圈端部21g的从第三直线部21c到顶部21g3的倾斜部21g1与从第四直线部21d到顶部21g3的倾斜部21g2的交叉部。
这样,根据实施方式二,绝缘片材80配置于不同相的线圈的线圈端部间、即电位差较大的线圈端部间,因此,能进一步可靠地对相间进行绝缘。因此,能提高施加电压,并能实现高输出。
另外,绝缘片材80未配置于电位差较小的、相同相的线圈的线圈端部间。因此,可削减零件个数,能实现低成本化。另外,可确保第一线圈端部21e与第三线圈端部21g之间的间隙以及外径侧末端21h、内径侧末端21i与第二线圈端部21f之间的间隙,因此,冷却介质流过导体线19间的间隙,能有效地对线圈端进行冷却。另外,凹部51形成于在周向上相邻的一对第一线圈端部21e及第三线圈端部21g间的顶部21e3、21g3的附近,因此,促进了线圈端的冷却。
实施方式三
图21是表示本发明实施方式三的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图,图22是表示本发明实施方式三的旋转电机的电枢中的冷却介质流通状态的主要部分剖视图。
在图21中,第一线圈端部21e的从第一直线部21a至顶部21e3的倾斜部21e1的导体中心的径向位置28b相对于第一直线部21a的导体中心的径向位置28a朝径向外侧变位,第一线圈端部21e的从顶部21e3至第二直线部21b的倾斜部21e2的导体中心的径向位置相对于第二直线部21b的导体中心的径向位置朝径向内侧变位。第二线圈端部21f的从第二直线部21b至顶部21f3的倾斜部21f1的导体中心的径向位置相对于第二直线部21b的导体中心的径向位置朝径向外侧变位,第二线圈端部21f的从顶部21f3至第三直线部21c的倾斜部21f2的导体中心的径向位置相对于第三直线部21c的导体中心的径向位置朝径向内侧变位。第三线圈端部21g的从第三直线部21c至顶部21g3的倾斜部21g1的导体中心的径向位置相对于第三直线部21c的导体中心的径向位置朝径向外侧变位,第三线圈端部21g的从顶部21g3至第四直线部21d的倾斜部21g2的导体中心的径向位置相对于第四直线部21d的导体中心的径向位置朝径向内侧变位。
另外,其它结构与上述实施方式一相同。
根据该实施方式三,第一线圈端部21e的顶部21e3两侧的倾斜部21e1、21e2间的间隙50被确保得较大。同样地,第二线圈端部21f的顶部21f3两侧的倾斜部21f1、21f2间的间隙50被确保得较大,第三线圈端部21g的顶部21g3两侧的倾斜部21g1、21g2间的间隙50被确保得较大。因此,能将相间的绝缘距离确保得更大。另外,在线圈端的导体线19间形成有较大的间隙50。因此,如图22所示,冷却介质30容易流过导体线19间的间隙50,促进了线圈端的冷却。
实施方式四
图23是表示本发明实施方式四的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图,图24是表示本发明实施方式四的旋转电机的电枢中的冷却介质流通状态的主要部分剖视图。
在图23中,第一直线部21a如下成形:除了长度方向两端侧之外,径向宽度取最大值(w’),在长度方向两端侧,径向宽度随着靠近两端部而变得狭小,在两端部取最小值(w=第一线圈端部21e至第三线圈端部21g的径向宽度)。另外,第二直线部21b至第四直线部21d也同样地成形。
另外,其它结构与上述实施方式一相同。
根据该实施方式四,第一直线部21a至第四直线部21d的径向宽度从长度方向中央部朝两端部单调减小。因此,在第一直线部21a至第四直线部21d间形成有槽内间隙52,因此,能可靠地将漆53含浸于第一直线部21a至第四直线部21d间。此外,由于在第一直线部21a至第四直线部21d间形成有槽内间隙52,因此,如图24所示,制冷介质30流入槽内间隙52,从而能对第一直线部21a至第四直线部21d进行冷却。另外,凹部51形成于在周向上相邻的一对第一线圈端部21e及第三线圈端部21g间的顶部21e3、21g3的附近,因此,促进了线圈端的冷却。
另外,在上述实施方式四中,第一直线部至第四直线部以径向宽度仅在长度方向的两端侧逐渐变得窄小的方式形成为前端细形状,但也可采用第一直线部至第四直线部的径向宽度从长度方向的中央部朝两端部逐渐变得狭小的前端细形状。
实施方式五
图25是表示本发明实施方式五的旋转电机中的电枢的主要部分剖视图,
在图25中,绝缘片材80分别被插入至第一线圈端部21e的从第一直线部21a至顶部21e3的倾斜部21e1与从第二直线部21b至顶部21e3的倾斜部21e2之间的间隙50、第二线圈端部21f的从第二直线部21b至顶部21f3的倾斜部21f1与从第三直线部21c至顶部21f3的倾斜部21f2之间的间隙50、以及第三线圈端部21g的从第三直线部21c至顶部21g3的倾斜部21g1与从第四直线部21d至顶部21g3的倾斜部21g2之间的间隙50。
另外,其它结构与上述实施方式4相同。
在该实施方式五中,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第一线圈端部21e的从第一直线部21a到顶部21e3的倾斜部21e1与从第二直线部21b到顶部21e3的倾斜部21e2的交叉部。另外,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第二线圈端部21f的从第二直线部21b到顶部21f3的倾斜部21f1与从第三直线部21c到顶部21f3的倾斜部21f2的交叉部。另外,绝缘片材80配置于不同相的线圈的第三线圈端部21g的从第三直线部21c到顶部21g3的倾斜部21g1与从第四直线部21d到顶部21g3的倾斜部21g2的交叉部。
这样,根据实施方式五,绝缘片材80配置于不同相的线圈的线圈端部间、即电位差较大的线圈端部间,因此,能进一步可靠地对相间进行绝缘。因此,能提高施加电压,并能实现高输出。
另外,绝缘片材80未配置于电位差较小的、相同相的线圈的线圈端部间。因此,可削减零件个数,能实现低成本化。另外,可确保第一线圈端部21e与第三线圈端部21g之间的间隙50以及外径侧末端21h、内径侧末端21i与第二线圈端部21f之间的间隙50,因此,冷却介质流过导体线19间的间隙50,能有效地对线圈端进行冷却。另外,凹部51形成于在周向上相邻的一对第一线圈端部21e及第三线圈端部21g间的顶部21e3、21g3的附近,因此,促进了线圈端的冷却。
另外,在上述各实施方式中,对十极六十槽的旋转电机进行了说明,但极数及槽数不限定于十极及六十槽。
另外,在上述各实施方式中,槽以每极每相两个的比例形成,但每极每相的槽数并不限定为两个,也可以是一个或三个以上。例如,在每极每相的槽数为一、且绕组体为全节距卷绕(full-pitch windings)的绕组的情况下,由线圈端部连接的直线部间的间隔为三个槽角度间隔(一个磁极间距)。
另外,在上述各实施方式中,绕组体构成为全节距卷绕的绕组,但绕组体也可构成为短节距卷绕、长节距卷绕的绕组。
另外,在上述各实施方式中,绕组体是通过将导体线一次卷绕成δ字状的线圈图案而制作出的,但也可将导体线两次以上连续地卷绕成δ字状的线圈图案而制作出绕组体。
另外,在上述各实施方式中,绕组体是将导体线卷绕成δ字状的线圈图案而制作出的,但若绕组体是分布卷绕的绕组,则并不限定于δ字状的线圈图案,例如也可以是将导体线卷绕成螺旋状而制作出的龟甲形的绕组、将导体线卷绕成波形卷绕而制作出的波绕组。

Claims (6)

1.一种旋转电机,具有电枢,该电枢包括:圆环状的电枢铁心,该电枢铁心的槽沿周向排列;以及电枢绕组,该电枢绕组安装于所述电枢铁心,其特征在于,
所述电枢绕组包括多个绕组体,这多个绕组体是分布卷绕的,分别通过将被绝缘覆盖且没有连接部的连续的一根导体线卷绕而制作出,所述导体线的与长度方向正交的截面积是恒定的,
所述导体线的直线部和线圈端部交替地排列在该导体线的长度方向上,其中,所述直线部插入所述槽,所述线圈端部将插入位于在周向上连续的多根极齿两侧的所述槽中的所述直线部连接,
所述直线部在径向上排列成一列地在所述槽内收纳有多根,
所述直线部的径向宽度形成得比所述线圈端部的径向宽度大,在径向上相邻的所述线圈端部间形成有间隙,冷却介质流过所述间隙。
2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
插入所述槽的所述直线部的径向宽度以在该直线部的长度方向中央部最大、并在该直线部的长度方向两端部与所述线圈端部的径向宽度相等的方式,从该直线部的长度方向中央部朝两端部单调减小地形成,在径向上相邻的所述直线部间形成有槽内间隙,
所述冷却介质流过所述槽内间隙。
3.如权利要求2所述的旋转电机,其特征在于,
在所述槽内含浸有漆。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机,其特征在于,
在径向上相邻的相同相的一对所述线圈端部在顶部进行轨道变化,从而形成为在该顶部的周向一侧分离且在该顶部的周向另一侧靠近,并排列在周向上,
在周向上相邻的一对所述线圈端部的所述顶部间形成有凹部。
5.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
所述线圈端部具有:
顶部,该顶部从所述电枢铁心的端面沿轴向分离;以及
倾斜部,该倾斜部从所述直线部延伸出,维持径向位置,并到达所述顶部,
与不同相的所述线圈端部的所述倾斜部在径向上相邻的所述倾斜部的导体中心的径向位置相对于延伸出该倾斜部的所述直线部的导体中心的径向位置,朝远离所述不同相的所述线圈端部的所述倾斜部的方向变位,
与相同相的所述线圈端部的所述倾斜部在径向上相邻的所述倾斜部的导体中心的径向位置相对于延伸出该倾斜部的所述直线部的导体中心的径向位置,朝靠近所述相同相的所述线圈端部的所述倾斜部的方向变位,
在径向上相邻的不同相的所述线圈端部间形成的所述间隙比在径向上相邻的相同相的所述线圈端部间形成的所述间隙大。
6.如权利要求1至3及权利要求5中任一项所述的旋转电机,其特征在于,
在径向上相邻的不同相的所述线圈端部间插入有绝缘片材。
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