CN105794090A - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

提供同时满足生产性和绝缘性的旋转电机。旋转电机(200)具备：具有多个插槽(2)的铁芯(1)；和配置在插槽中的多个分裂导体(6)，旋转电机(200)以如下方式构成：铁芯具有配置在插槽的至少一方的开口部中的线圈导向件(3)，线圈导向件具有位于插槽与分裂导体之间的插槽插入部(41)以及位于分裂导体间的至少一个分隔部(42)，插槽插入部和分隔部同分裂导体一起配置在插槽内。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及旋转电机。
背景技术
旋转电机中，通过向定子绕组供给交流电来产生旋转磁场，通过该旋转磁场令转子旋转。此外，也可以将施加到转子的机械能变换为电能，从线圈输出交流电。如此，旋转电机作为电动机或发电机运转。作为确保此种旋转电机的电绝缘的方法，例如有专利文献1。专利文献1公开了在定子铁芯端面设置线圈导向件，在拧动电导体时确保定子铁芯与电导体的电绝缘的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2007-312549号公报
发明内容
专利文献1所公开的以往的线圈导向件中，将电导体插入定子铁芯时，有时会出现电导体与定子铁芯的内壁接触，电导体受损，电导体的绝缘涂膜破损的情况，恐怕无法确保定子铁芯与电导体之间充分的电绝缘。
在此，本发明的目的是提供可以同时满足生产性和绝缘性的旋转电机。
为了解决上述课题，采用例如权利要求书所述的构成。本申请包括多个解决上述课题的方法，但举一个例子的话，是一种旋转电机，其具备：具有多个插槽的铁芯；和配置在所述插槽内的多个分裂导体，其中，所述铁芯具有配置在所述插槽的至少一方的开口部中的线圈导向件，所述线圈导向件具有：位于所述插槽与所述分裂导体之间的插槽插入部、以及位于所述分裂导体间的至少一个分隔部，所述插槽插入部和所述分隔部同所述分裂导体一起配置于所述插槽。
发明效果
根据本发明，可以提供同时满足生产性和绝缘性的旋转电机。
通过以下的实施方式的说明，明确上述以外的课题、构成及效果。
附图说明
[图1]显示旋转电机的定子的整体构成的示意图。
[图2]显示旋转电机的定子铁芯的立体图。
[图3]定子铁芯1与线圈导向件3的立体图。
[图4]线圈导向件3的立体图和截面图。
[图5]定子铁芯1与线圈导向件3组合的立体图。
[图6]图5的侧面图。
[图7]将带绝缘涂膜线圈6与带绝缘涂膜连接线10、11、12插入组合了线圈导向件3a、3b的定子铁芯1前的状态的立体图。
[图8]将带绝缘涂膜线圈6与带绝缘涂膜连接线10、11、12插入组合了线圈导向件3a、3b的定子铁芯1后的状态的立体图。
[图9]图9的(a)是定子铁芯1的插槽2中插入了带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12后，为了在拧动拧动部13时不向线圈导向件3施加荷重而安装了外径拧动导向件52和内径拧动导向件61的状态的立体图。图9的(b)是图9的(a)的截面放大图。
[图10]图10的(a)是在定子铁芯1的插槽2中插入了带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12的状态的截面图，图10的(b)是拧动了拧动部13后的状态的截面图。
[图11]连接了拧动部13的端部的状态的立体图。
[图12]显示在连接了拧动部13端部的定子铁芯1上涂布绝缘材料制填充材料31的样子的立体图。
[图13]绝缘材料制填充材料31涂布前后的定子铁芯1的截面图。
[图14]显示旋转电机的整体的截面图。
符号说明
1：定子铁芯
2：插槽
3：线圈导向件
5：开口部
6：带绝缘涂膜线圈
10：带绝缘涂膜连接线
11：带绝缘涂膜连接线
12：带绝缘涂膜连接线
13：拧动部
15：线圈退避部
20：点胶机
21：板
30：间隙
31：绝缘材料制填充材料
41：插槽插入部
42：分隔部
51：外径拧动导向件
52：外径拧动导向件顶端部
61：内径拧动导向件
62：内径拧动导向件顶端部。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式涉及的旋转电机，是适用于汽车行驶所使用的旋转电机。在这里，使用旋转电机的所谓的电动汽车包括同时具备发动机和旋转电机两者的混合动力型电动汽车(HEV)和不使用发动机而仅靠旋转电机行驶的纯电动汽车(EV)，但以下说明的旋转电机可用于两者，因此在这里代表性地基于混合动力型汽车所使用的旋转电机进行说明。
此外，以下的说明中，“轴向”指的是沿着旋转电机的旋转轴的方向。周向指的是沿着旋转电机的旋转方向的方向。“径向”指的是以旋转电机的旋转轴为中心时的动径方向(半径方向)。“内周侧”指的是径向内侧(内径侧)，“外周侧”指的是其相反方向，即径向外侧(外径侧)。
图14显示的是本发明的实施方式涉及的旋转电机200的整体构成的截面图。该旋转电机200是内置永磁铁型的三相同步马达。旋转电机200作为通过向图1所示的带绝缘涂膜连接线10、11、12供给三相交流电来使得转子210旋转的电动机运转。此外，旋转电机200被发动机驱动后，作为发电机运转并输出三相交流的发电电力。即，旋转电机200同时具有基于电能产生旋转扭矩的电动机功能和基于机械能进行发电的发电机功能，可以根据汽车的行驶状态而选择性利用上述功能。
图1显示的是本发明的实施方式涉及的旋转电机的定子100的整体构成的立体图。图1的旋转电机的定子100主要由定子铁芯1、带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12和线圈导向件3构成。带绝缘涂膜线圈6例如是成形为U字形的分裂导体。
图2是定子铁芯1的立体图。定子铁芯1由0.05～1.0mm左右的电磁钢板多层叠积而成。电磁钢板通过冲压加工或蚀刻加工而成形。叠积的电磁钢板通过焊接固定，形成定子铁芯1。
图3是定子铁芯1的立体图和线圈导向件3a与线圈导向件3b的立体图，是将线圈导向件3a与线圈导向件3b安装在定子铁芯1之前的状态的立体图。线圈导向件3a、3b由树脂材料或非导电性金属等绝缘材料构成。此外，线圈导向件3a、3b在轴向一端具有凸缘部43。本实施例中，将线圈导向件3a及线圈导向件3b安装在定子铁芯1的所有插槽2上。线圈导向件3a及线圈导向件3b的周向大小可以是周向一体(圆形)的，也可以是分割为与插槽2相同数量的形状。
图4显示的是线圈导向件3的立体图及其截面图。线圈导向件3具有开口部5、设置在轴向一端的铁芯插入部41、设置在轴向另一端的凸缘部43。开口部5中被插入带绝缘涂膜线圈6或带绝缘涂膜连接线10、11、12。插槽部分41是将线圈导向件3安装在定子铁芯1时插入到定子铁芯1的插槽2的部位。凸缘部43是覆盖位于插槽周围的定子铁芯的侧面部(轴向端部)的部位。
线圈导向件3的开口部5的数量和形状可有多种变化。例如，可以如图4的(a)、图4的(b)所示，将开口部5构成为每1个插槽具有1个开口部5。此时，开口部5的形状可与插槽2的形状相同。此外，也可以如图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)、图4的(f)所示，通过分隔部42在径向上分割开口部5。此时，可以如图4的(c)、图4的(d)所示，仅设置与插入的带绝缘涂膜线圈6或带绝缘涂膜连接线10、11、12数量相同的多个开口部5，也可以如图4的(e)、图4的(f)所示，在1个开口部5中插入多个带绝缘涂膜线圈6或带绝缘涂膜连接线10、11、12(图4的(e)、图4的(f)的例中为对于每1个插槽有2个开口部5)。
另外，开口部5中设置有后述的线圈退避部15a、15b。线圈退避部15a、15b至少设置在沿周向拧动后述的带绝缘涂膜线圈6或带绝缘涂膜连接线10、11、12的拧动部13时拧动部13的被拧动方向。例如，图4的(a)、图4的(b)的例子中设置在周向两侧，图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)、图4的(f)的例子中设置在周向一侧(拧动部13被拧动的一侧)。
另外，图4的(a)、图4的(b)所示的拧动部13设置于周向两侧的结构，在图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)、图4的(f)所示的设置有分隔部42的情况下也是可行的。
此外，图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)、图4的(f)所示的拧动部13设置在周向一侧的结构也可称为是在向着周向一侧的线圈退避部15a、15b和向着周向另一侧的线圈退避部15a、15b在径向上交互配置的结构。虽然没有图示，但此种结构在图4的(a)、图4的(b)所示的没有设置分隔部42的例子中也是可行的。
图5是定子铁芯1上安装了线圈导向件3的立体图。将线圈导向件3的插槽部分41插入定子铁芯1的插槽2。此外，被插入的线圈导向件3受力按压到插槽2的内壁，该力使线圈导向件3不会因自重而脱离定子铁芯1的插槽2。但是，也不一定必须是线圈导向件3按压到插槽2内壁的结构，也可采用维持线圈导向件3与定子铁芯1接触的其他方法(例如涂布粘合材料等)。
图6是定子铁芯1上安装了线圈导向件3a和线圈导向件3b的侧面图。如图6所示，线圈导向件3a与线圈导向件3b被安装在定子铁芯1的两端面。
图7是安装了线圈导向件3a、3b的定子铁芯1在安装带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12之前的状态的立体图。将带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12从轴向插入线圈导向件3a的开口部5。
图8是安装了线圈导向件3a、3b的定子铁芯1中插入了带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12后的立体图。在插入工序中，带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12的顶端从线圈导向件3b的开口部5穿出。带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12中从线圈导向件3b的开口部5突出的部位称为拧动部13。
图9的(a)是定子铁芯1的插槽2中插入了带绝缘涂膜的线圈6、带绝缘涂膜的连接线10、11、12后，为了在拧动拧动部13时不向线圈导向件3施加荷重而安装了外径拧动导向件52和内径拧动导向件61的立体图。图9的(b)是图9的(a)的截面放大图。外径拧动导向件顶端部52和内径拧动导向件62被设置为夹着带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12，在拧动拧动部13时不向线圈导向件3施加荷重。
图10的(a)是在定子铁芯1的插槽2中插入了带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12的截面图，图10的(b)是拧动了拧动部13后的截面图。线圈导向件3a上设置有线圈退避部15a，其使得插入带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12时不会对线圈导向件3a施加较大的荷重而造成线圈导向件3a破损、受损。线圈退避部15a在周向具有R面或倾斜面，从而不会受到带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12的荷重。此外，线圈导向件3b上也同样设置有线圈退避部15b。
图11是通过焊接等接合了拧动部13后的立体图。所排列的连接部相互具有恰当的间隔。连接方法是通过电焊的TIG焊接或等离子焊接等来熔融连接铜线母材。
图12是在接合了拧动部13后，涂布图13所示的绝缘材料制填充材料31的样子立体图。用于涂布绝缘材料制填充材料31的结构由涂布绝缘材料制填充材料31的点胶机20、使得定子铁芯1的内径侧不会附着超出必要量的绝缘材料制填充材料31的板21、固定定子铁芯1使其旋转的旋转器(未图示)构成。绝缘材料制填充材料31的涂布位置是插槽2与带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12之间的间隙30。在该间隙30中，通过点胶机20从定子铁芯1的内径侧开始涂布绝缘材料制填充材料31。此外，涂布绝缘材料制填充材料31时，使定子铁芯1旋转，通过板21，在定子铁芯1的内侧不会附着超出必要量的绝缘材料制填充材料31(例如0.05mm以下)。此外，为了在间隙30中高效涂布绝缘材料制填充材料31，也可以使点胶机20移动而涂布。如上所述，在涂布绝缘材料制填充材料31时，线圈导向件3也具有不使绝缘材料制填充材料31从定子铁芯1的插槽2漏出的功能。
图13是绝缘材料制填充材料31涂布前后的定子铁芯1的截面图。图13的(a)显示的是绝缘材料制填充材料31涂布前的状态，图13的(b)是绝缘材料制填充材料31涂布后的状态。关于绝缘材料制填充材料31，如图13的(a)所示，在插槽2与带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12之间的间隙30中涂布绝缘材料制填充材料31。在绝缘材料制填充材料31涂布后，间隙30内填充有绝缘材料制填充材料31，可以固定定子铁芯1和带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12。
以往，该间隙30中加入的是例如耐热聚酰胺纸和尼龙环氧树脂构成的绝缘纸(未图示)，但根据本实施例，插槽2与带绝缘涂膜线圈6、带绝缘涂膜连接线10、11、12之间的间隙30通过绝缘材料制填充材料31绝缘，由此可以完全无需绝缘纸。
在设置绝缘纸的情况下，基于提升定子铁芯与带绝缘涂膜线圈的固定、电绝缘、提高电导体的散热性等的目的也会涂布清漆，但清漆难以完全渗透插入到定子铁芯的绝缘纸，存在固定、绝缘性、散热性方面的问题。根据本发明，可以无需绝缘纸，因此较之于使用绝缘纸的以往的技术，本实施例在固定、散热性、绝缘性方面占优。此外，由于无需绝缘纸本身和用于设置绝缘纸的设备等，因此可以抑制产品价格，制造工艺也可简化。
以上的实施例中以旋转电机的定子为例进行了说明，但本发明只要是在插槽中插入分裂导体的情况就也可适用于转子。
另外，以上的说明仅仅只是一个例子，解释发明时，不受任何上述实施方式记载事项和权利要求书记载事项的对应关系的限定或约束。本发明也可同样适用于感应马达等旋转电机的定子。此外，在车辆驱动用旋转电机以外的用途也适用。

Claims (10)

1.一种旋转电机，其具备：具有多个插槽的铁芯；和配置在所述插槽内的多个分裂导体，所述旋转电机的特征在于，
所述铁芯具有配置在所述插槽的至少一方的开口部中的线圈导向件，所述线圈导向件具有：位于所述插槽与所述分裂导体之间的插槽插入部、以及位于所述分裂导体间的至少一个分隔部，
所述插槽插入部和所述分隔部同所述分裂导体一起配置于所述插槽。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述分裂导体与所述插槽之间填充有绝缘材料制填充材料。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，
设置于所述插槽的两端的2个所述线圈导向件在插槽内相对的端部间形成用于绝缘材料制填充材料积存的空间。
4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
在所述线圈导向件的开口部的轴向端部，在周向上设置有具有R面或倾斜面的线圈退避部。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，
所述线圈退避部在径向上交互设置。
6.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述线圈导向件在轴向一端具有凸缘部，该凸缘部覆盖位于所述插槽的周围的所述铁芯的侧面部。
7.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述线圈导向件在周向上设置有2个以上。
8.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述线圈导向件由绝缘材料构成。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述铁芯为定子。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述铁芯为转子。
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