CN106411014A - 旋转电机及其制造方法、定子线圈、线圈树脂结构体 - Google Patents

Abstract

旋转电机及其制造方法、定子线圈、线圈树脂结构体，使定子线圈的线圈端部小型化。旋转电机(10)具备定子(30)和转子(20)，定子具有：定子铁心(32)，其沿定子周向排列有多个槽(31)；以及多个定子线圈(41)，它们由圆线(42)形成，以重叠卷绕方式被容纳在多个槽中，各定子线圈具备：第一线圈片部(50)，其被容纳在一个槽中；第二线圈片部(51)，其被容纳在与一个槽不同的其它槽中；以及线圈端部(52、53)，其在线圈片部(50、51)之间延伸，多个定子线圈以M个线圈端部在定子径向上重叠的方式被容纳在多个槽中，各定子线圈的线圈端部的定子径向上的尺寸(S1、S3)是槽的定子径向的尺寸(S5)的1/M以下。

Description

旋转电机及其制造方法、定子线圈、线圈树脂结构体

技术领域

公开的实施方式涉及旋转电机、旋转电机的制造方法、定子线圈、线圈树脂结构体。

背景技术

专利文献1中记载了如下的旋转电机：被容纳在定子铁心的多个槽中的多个线圈各自的第一直线部和第二直线部被容纳在彼此不同的槽中，各线圈的周向位置顺次错开地被重叠卷绕。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/183188号

在这样的旋转电机中，要求定子线圈的线圈端部小型化。

发明内容

本发明正是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供能够使定子线圈的线圈端部小型化的旋转电机、旋转电机的制造方法、定子线圈、线圈树脂结构体。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的一个方面，应用一种旋转电机，该旋转电机具备定子和转子，其中，上述定子具有：定子铁心，其沿周向排列有多个槽；以及多个定子线圈，它们由导线形成，以重叠卷绕方式被容纳在上述多个槽中，各上述定子线圈具备：第一线圈片部，其被容纳在一个上述槽中；第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，上述多个定子线圈以M个(M是3以上的自然数)上述线圈端部在上述定子的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，各上述定子线圈的上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

此外，根据本发明的另一方面，应用一种旋转电机的制造方法，该旋转电机具备定子和转子，上述定子具有：定子铁心，其沿周向排列有多个槽；以及多个定子线圈，它们由导线形成，以分布卷绕方式被容纳在上述多个槽中，通过沿上述周向排列多个分割铁心要素而构成上述定子铁心，各上述定子线圈具备：第一线圈片部，其被容纳在一个上述槽中；第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，所述旋转电机的制造方法具有如下工序：卷绕作为上述导线的圆线；将上述第一线圈片部、上述第二线圈片部和上述线圈端部分别加压成型成规定的形状；将上述多个定子线圈以上述分布卷绕方式排列并树脂成型成一体，形成线圈树脂结构体；以及通过将上述多个分割铁心要素装配于所形成的上述线圈树脂结构体，构成上述定子铁心。

此外，根据本发明的又一方面，应用一种定子线圈，其由导线形成，多个所述定子线圈以重叠卷绕方式被容纳于在旋转电机的定子铁心中沿周向排列的多个槽中，并且，该定子线圈具备：第一线圈片部，其被容纳在一个上述槽中；第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，并且，上述多个所述定子线圈以M个(M是3以上的自然数)上述线圈端部在上述定子铁心的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

此外，根据本发明的又一方面，应用一种线圈树脂结构体，其由多个定子线圈以重叠卷绕方式排列并被树脂成型成一体而成，所述多个定子线圈由导线形成，并以上述重叠卷绕方式被容纳于在旋转电机的定子铁心中沿周向排列的多个槽中，其中，各上述定子线圈具备：第一线圈片部，其被容纳在一个上述槽中；第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，上述多个定子线圈以M个(M是3以上的自然数)上述线圈端部在上述定子铁心的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，各上述定子线圈的上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

发明效果

根据本发明的旋转电机等，能够使定子线圈的线圈端部小型化。

附图说明

图1是示出一个实施方式的旋转电机的整体结构的一个示例的纵剖视图。

图2是图1中II-II截面的横剖视图。

图3A是示出定子线圈的结构的一个示例的立体图。

图3B是从图3A中箭头IIIB方向观察的向视图。

图3C是图3B中IIIC-IIIC截面的剖视图。

图3D是图3B中IIID-IIID截面的剖视图。

图4是抽出多个定子线圈和多个分割铁心要素而示出的平面图。

图5是示出线圈树脂结构体的外观的一个示例的立体图。

图6是示出旋转电机的制造方法的一个示例的工序图。

图7A是用于说明将线圈端部加压成型的工序的一个示例的示意图。

图7B是图7A中VIIB-VIIB截面的剖视图。

图8是用于说明定子线圈的接线的一个示例的示意图。

标号说明

10：旋转电机

20：转子

30：定子

31：槽

31a：内侧部位

31b：外侧部位

32：定子铁心

33：分割铁心要素

41：定子线圈

42：圆线(导线的一个示例)

45：线圈树脂结构体

50：第一线圈片部

51：第二线圈片部

52：线圈端部

52a：第一弯折部

52b：第一延伸部

52c：第二弯折部

52d：第三弯折部

52e：第二延伸部

52f：第四弯折部

52g：第三延伸部

53：线圈端部

53a：第一弯折部

53b：第一延伸部

53c：第二弯折部

53d：第三弯折部

53e：第二延伸部

53f：第四弯折部

53g：第三延伸部

310：槽组

520：线圈端组

D1：外径

D2：外径

S1：尺寸

S2：尺寸

S3：尺寸

S4：尺寸

S5：尺寸

具体实施方式

下面，参照附图对一个实施方式进行说明。另外，下面，为了方便说明旋转电机等的结构，有时适当地使用上下左右等方向，但这并不是用于限定旋转电机等的各结构的位置关系。

<1.旋转电机的整体结构的示例>

首先，参照图1和图2对本实施方式的旋转电机的整体结构的一个示例进行说明。

如图1和图2所示，旋转电机10被用作马达或发电机。旋转电机10具有定子30和转子20。定子30被设置在框架11的内周。转子20配置在定子30的内周侧并设置在轴16的外周。

另外，在本说明书中，将定子30(定子铁心32)的轴向(图1中的左右方向、图2中与纸面垂直的方向)称为“定子轴向”，将定子30(定子铁心32)的周向称为“定子周向”，将定子30(定子铁心32)的径向称为“定子径向”。此外，将相对于旋转电机10安装有负载的一侧、即在该示例中轴16突出的一侧(图1中右侧、图2中纸面里侧)称为“负载侧”，将其相反侧(图1中左侧、图2中纸面近前侧)称为“负载相反侧”。

在框架11的负载侧设置有负载侧支架12。在框架11的负载相反侧设置有负载相反侧支架14。在负载侧支架12的负载侧端部设置有防尘密封件18。利用该防尘密封件18抑制异物侵入到旋转电机10内。

轴16通过设置于负载侧支架12的负载侧轴承13和设置于负载相反侧支架14的负载相反侧轴承15被支承成旋转自如。在轴16上的负载侧轴承13与转子20的负载侧端面之间安装有负载侧侧板8。在轴16上的负载相反侧轴承15与转子20的负载相反侧端面之间安装有负载相反侧侧板9。利用该负载侧侧板8和负载相反侧侧板9限制转子20在定子轴向上的移动。在轴16上的负载侧侧板8与负载侧轴承13之间安装有定位用侧板7。在轴16的负载相反侧端部设置有用于检测轴16的旋转位置的编码器17。

另外，在该示例中，旋转电机10为具有编码器17的结构，但也可以为不具有编码器17的结构。

在定子30的定子铁心32(具体情况在后面叙述)的负载相反侧端面配置有对定子30的多个定子线圈41(具体情况在后面叙述)进行接线处理而成的接线部44。未图示的外部电源经未图示的导线被连接于接线部44，从外部电源经导线和接线部44向各定子线圈41进行供电。

转子20具有：转子铁心22，其沿定子径向隔着磁空隙与定子30的内周面对置配置；以及按照每极呈V字状地被埋设于转子铁心22的多极(在该示例中是8极)永磁体23。在转子铁心22形成有孔部21，通过孔部21与轴16嵌合，从而转子铁心22被固定于轴16的外周面。

另外，在该示例中，转子20为永磁体23呈V字状地被埋设于转子铁心22的结构，但也可以是永磁体23呈I字状地被埋设于转子铁心22的结构。此外，在该示例中，转子20是永磁体23被埋设于转子铁心22中的所谓的IPM(internal permanent magnet：内置永磁体)型的结构，但也可以是永磁体23被设置于转子铁心22的表面的所谓的SPM(surfacepermanent magnet：表面贴装永磁体)型的结构。

另外，以上说明的旋转电机10的结构只是一个示例，也可以是上述以外的结构。

<2.定子的结构的示例>

定子30具有：大致圆环状的定子铁心32，其在整周范围排列有多个(在该示例中是48个)槽31；以及多个(在该示例中是48个)定子线圈41，它们以双层重叠卷绕的方式(相当于“分布卷绕方式”、“重叠卷绕方式”的一个示例)被容纳在多个槽31中。

通过在整周范围排列多个(在该示例中是48个)横截面形状为大致扇状的分割铁心要素33，构成定子铁心32。各分割铁心要素33在定子径向的内侧具备横截面形状大致为矩形的齿部34。在相邻的分割铁心要素33、33的各个齿部34、34之间形成有上述槽31。各槽31的定子径向上的尺寸是S5。在定子铁心32中沿周向配置的由多个槽31构成的环状的槽组310的外径是D1。各槽31的定子径向的内侧部位31a和外侧部位31b的横截面形状不同。具体而言，各槽31形成朝向定子径向的内侧而变窄的大致梯形的横截面形状。

多个定子线圈41按双层重叠卷绕方式排列，利用适当的模制树脂一体地树脂成型并凝固，从而形成为线圈树脂结构体45。线圈树脂结构体45具有：端部65，其配置于负载侧并具备大致平坦的端面；端部66，其配置于负载相反侧并具备大致平坦的端面；以及中间部67，其位于端部65、66之间(还参照后述的图5)。各定子线圈41的线圈端部52(参照后述的图3A。具体后述)被端部65包在其中，各定子线圈41的线圈端部53(参照后述的图3A。具体后述)被端部66包在其中。端部65以内部包覆的线圈端部52隔着绝缘体(模制树脂)与负载侧支架12紧贴的方式嵌合于负载侧支架12。由此，能够提高定子线圈41的散热性，能够促进定子线圈41的冷却。另外，关于线圈树脂结构体45的结构，后面更具体地进行说明。

另外，以上说明的定子30的结构只是一个示例，也可以是上述以外的结构。例如，各槽31的定子径向的内侧部位31a和外侧部位31b的横截面形状也可以相同。此外，多个定子线圈41也可以不一体地树脂成型。

(2-1.定子线圈的结构、排列的示例)

下面，参照图2、图3A～3D和图4对定子线圈41的结构、排列的一个示例进行说明。另外，在图3A、3C、3D中，上侧相当于负载侧，下侧相当于负载相反侧，在图3B和图4中，纸面近前侧相当于负载侧，纸面里侧相当于负载相反侧。

如图2、图3A～3D和图4所示，各定子线圈41由横截面形状为大致圆形的圆线42(相当于“导线”的一个示例)形成。圆线42由例如被适当的熔接覆膜包覆的圆漆包线等构成。具体而言，通过将圆线42例如呈大致长方形框状多次(在该示例中是22次)卷绕并对各部分进行加压成型，从而各定子线圈41形成为如图3A等所示的外形形状的空芯线圈。另外，也可以利用圆线42以外的其它形状的导线形成定子线圈41。各定子线圈41具备第一线圈片部50、第二线圈片部51和两个线圈端部52、53。

第一线圈片部50沿定子轴向延伸并被容纳在一个槽31的上述内侧部位31a(参照图2、图3A)。第一线圈片部50被加压成型成规定的形状。即，在第一线圈片部50中，圆线42在定子径向和定子周向上层叠(参照图2)。并且，第一线圈片部50为以与槽31的上述内侧部位31a的横截面形状对应的方式沿定子径向和定子周向被加压成型的、朝向定子径向的内侧变窄的大致梯形的横截面形状(参照图2)。

第二线圈片部51在与第一线圈片部50沿大致定子周向离开规定的距离X的位置沿定子轴向延伸，并被容纳在与上述一个槽31不同的(在该示例中，沿定子周向隔着四个槽的)其它槽31的上述外侧部位31b(参照图2、图3A)。即，在该示例中，容纳第一线圈片部50的上述一个槽31与容纳第二线圈片部51的上述其它槽31之间的槽31的数量N是四个。因此，在该示例中，用N+2表示的定子线圈41的所谓的“槽步数(スロット跳び数)”是六个。另外，在多个定子线圈41以双层重叠卷绕方式被容纳在多个槽31中的本实施方式中，N+2＝M，多个定子线圈41以N+2个(在该示例中是六个)线圈端部52彼此和线圈端部53彼此定子周向位置顺次错开并在定子径向上重叠的方式被容纳在多个槽31中(参照图3B、图4。具体后述)。第二线圈片部51被加压成型成规定的形状。即，在第二线圈片部51中，圆线42在定子径向和定子周向上层叠(参照图2)。进而，第二线圈片部51为以与槽31的上述外侧部位31b的横截面形状对应的方式沿定子径向和定子周向被加压成型成的、朝向定子径向的内侧变窄的(与上述第一线圈片部50相比，定子径向上的尺寸小、定子周向上的尺寸大的)大致梯形的横截面形状(参照图2)。

即，在各槽31的内侧部位31a容纳有一个定子线圈41的第一线圈片部50，在外侧部位31b容纳有其它定子线圈41的第二线圈片部51，该其它定子线圈41的第一线圈片部50容纳在沿定子周向隔着四个槽的槽31的内侧部位31a(参照图2)。为了实现这样的配置，各定子线圈41的线圈片部50、51之间的离开距离L(参照图3)与(加进了上述内侧部位31a、外侧部位31b的位置的差异)大致定子周向上的六个槽31的分开距离X(参照图2)大致相等。

各定子线圈41的线圈片部50、51以如上所述地被层叠并加压成型的形状被容纳在各槽31中，从而各槽31内的定子线圈41(线圈片部50、51)的占空系数为85％以上。

线圈端部52在定子线圈41中比定子铁心32靠负载侧的部位(相当于“轴向的外侧部位”的一个示例)以将线圈片部50、51的各个负载侧端部连接起来的方式在线圈片部50、51之间延伸(参照图3A)。线圈端部52(至少后述的第三延伸部52g)被加压成型成规定的形状。即，线圈端部52具备第一弯折部52a、第一延伸部52b、第二弯折部52c、第三弯折部52d、第二延伸部52e、第四弯折部52f和第三延伸部52g。

第一弯折部52a是在第一线圈片部50的负载侧端部(相当于“轴向的端部”的一个示例)附近向内侧弯折的部分(参照图3B、3C)。第一延伸部52b是以从第一弯折部52a朝向定子径向的内侧延伸(靠近)的方式延伸的部分(参照图3B、3C)。第二弯折部52c是在第一延伸部52b的与第一弯折部52a相反侧的端部向外侧弯折的部分(参照图3C)。

第三弯折部52d是在第二线圈片部51的负载侧端部(相当于“轴向的端部”的一个示例)附近向内侧弯折的部分(参照图3B、3D)。第二延伸部52e是以从第三弯折部52d朝向定子径向的外侧延伸(靠近)的方式延伸的部分(参照图3B、3D)。第四弯折部52f是在第二延伸部52e的与第三弯折部52d相反侧的端部向外侧弯折的部分(参照图3D)。

第三延伸部52g在比延伸部52b、52e靠负载侧(相当于“轴向的外侧”的一个示例)沿与定子轴向(线圈片部50、51的延伸方向)垂直的面方向(换言之，定子铁心32的负载侧端面的面方向)呈圆弧状在弯折部52c、52f之间延伸(参照图3A～3D)。第三延伸部52g具备：主体部52h，在主体部52h，圆线42沿上述面方向延伸；R形状部52i，在R形状部52i，圆线42沿定子轴向呈R形状在第二弯折部52c与主体部52h之间延伸；以及R形状部52j，在R形状部52j，圆线42沿定子轴向呈R形状在第四弯折部52f与主体部52h之间延伸。在第三延伸部52g中，圆线42在主体部52h沿定子轴向比沿定子径向较多地层叠。在该示例中，主体部52h的定子轴向上的圆线42的层叠是11层，定子径向上的圆线42的层叠是2层。并且，第三延伸部52g为如下的外形形状：沿与延伸方向和定子轴向分别垂直的第一方向(换言之，大致定子径向。下面，适当地称为“大致定子径向”)被加压成型成定子径向上的尺寸S1(参照图3A、3B)在规定值以下，并且还沿定子轴向被加压成型成定子轴向上的尺寸S2(参照图3A)在规定值以下，且定子轴向上的尺寸S2大于定子径向上的尺寸S1。具体而言，第三延伸部52g沿大致定子径向被加压成型成：定子径向上的尺寸S1为槽31的定子径向上的尺寸S5的1/(N+2)以下、在该示例中是1/6以下。

另外，在第三延伸部52g中，圆线42也可以仅在定子轴向上层叠。此外，第三延伸部52g也可以不一定沿定子轴向加压成型。此外，在该示例中，线圈端部52中的第三延伸部52g以外的部分未被加压成型，但也可以与第三延伸部52g同样地被加压成型。

线圈端部53在定子线圈41中比定子铁心32靠负载相反侧的部位(相当于“轴向的外侧部位”的一个示例)以将线圈片部50、51的各个负载相反侧端部连接起来的方式在线圈片部50、51之间延伸(参照图3A)。线圈端部53(至少后述的第三延伸部53g)被加压成型成规定的形状。即，线圈端部53具备第一弯折部53a、第一延伸部53b、第二弯折部53c、第三弯折部53d、第二延伸部53e、第四弯折部53f和第三延伸部53g。

第一弯折部53a是在第一线圈片部50的负载相反侧端部(相当于“轴向的端部”的一个示例)附近向内侧弯折的部分(参照图3C)。第一延伸部53b是以从第一弯折部53a朝向定子径向的内侧延伸(靠近)的方式延伸的部分(参照图3C)。第二弯折部53c是在第一延伸部53b的与第一弯折部53a相反侧的端部向外侧弯折的部分(参照图3C)。

第三弯折部53d是在第二线圈片部51的负载相反侧端部(相当于“轴向的端部”的一个示例)附近向内侧弯折的部分(参照图3D)。第二延伸部53e是以从第三弯折部53d朝向定子径向的外侧延伸(靠近)的方式延伸的部分(参照图3D)。第四弯折部53f是在第二延伸部53e的与第三弯折部53d相反侧的端部向外侧弯折的部分(参照图3D)。

第三延伸部53g在比延伸部53b、53e靠负载相反侧(相当于“轴向的外侧”的一个示例)沿与定子轴向(线圈片部50、51的延伸方向)垂直的面方向(换言之，定子铁心32的负载相反侧端面的面方向)呈圆弧状在弯折部53c、53f之间延伸(参照图3A、3C、3D)。第三延伸部53g具备：主体部53h，在该主体部53h，圆线42沿上述面方向延伸；R形状部53i，在该R形状部53i，圆线42沿定子轴向呈R形状在第二弯折部53c与主体部53h之间延伸；以及R形状部53j，在该R形状部53j，圆线42沿定子轴向呈R形状在第四弯折部53f与主体部53h之间延伸。在第三延伸部53g中，圆线42在主体部53h沿定子轴向比沿定子径向较多地层叠。在该示例中，主体部53h的定子轴向上的圆线42的层叠是11层，定子径向上的圆线42的层叠是2层。并且，第三延伸部53g为如下的外形形状：沿与延伸方向和定子轴向分别垂直的第一方向(换言之，大致定子径向。下面，适当地称为“大致定子径向”)被加压成型成定子径向上的尺寸S3(参照图3A)在规定值以下，并且还沿定子轴向被加压成型成定子轴向上的尺寸S4(参照图3A)在规定值以下，且定子轴向上的尺寸S4大于定子径向上的尺寸S3。具体而言，第三延伸部53g沿大致定子径向被加压成型成：定子径向上的尺寸S3为槽31的定子径向上的尺寸S5的1/(N+2)以下、在该示例中是1/6以下。

另外，在第三延伸部53g中，圆线42也可以仅在定子轴向上层叠。此外，第三延伸部53g也可以不一定沿定子轴向加压成型。此外，在该示例中，线圈端部53中的第三延伸部53g以外的部分未被加压成型，但也可以与第三延伸部53g同样地被加压成型。

此外，各定子线圈41的线圈端部52具备彼此大致相同的轴向尺寸和彼此大致相同的径向尺寸，各定子线圈41的线圈端部53具备彼此大致相同的轴向尺寸和彼此大致相同的径向尺寸。

各定子线圈41构成为：圆线42的卷绕起始侧端部54和卷绕结束侧端部55双方从线圈端部53中的定子径向的外侧端部附近向外部(在该示例中是负载相反侧)延伸。因此，上述接线部44如后面所述在比定子铁心32靠负载相反侧部位构成于由沿周向排列的多个线圈端部53构成的环状的线圈端组(未图示。下面，适当地称为“负载相反侧线圈端组”)的负载相反侧(换言之，上述端部66的负载相反侧)(参照图1)。

多个定子线圈41以双层重叠卷绕的方式排列成：N+2个(在该示例中是六个)线圈端部52在比定子铁心32靠负载侧部位在上述槽组310的外径D1的范围内定子周向位置顺次错开、并且第三延伸部52g彼此在定子径向上重叠，并且N+2个(在该示例中是六个)线圈端部53在比定子铁心32靠负载相反侧部位在上述槽组310的外径D1的范围内定子周向位置顺次错开、并且第三延伸部53g彼此在定子径向上重叠(参照图3B、图4)。此时，N+2个线圈端部52的第三延伸部52g以配置在比临近的线圈端部52的延伸部52b、52e靠负载侧的方式在定子径向上重叠，N+2个线圈端部53的第三延伸部53g以配置在比临近的线圈端部53的延伸部53b、53e靠负载相反侧的方式在定子径向上重叠(参照图3B)。因此，在比定子铁心32靠负载侧部位由沿周向排列的多个线圈端部52构成的环状的线圈端组(下面，适当地称为“负载侧线圈端组”)520的外径D2(参照图4)和上述负载相反侧线圈端组的外径各自构成为上述槽组310的外径D1以下。此外，此时，多个定子线圈41排列成：N+2个线圈端部52和N+2个线圈端部53各自以相邻的线圈端部的被加压成型的面彼此大致不空出空隙地直接接触的状态在定子径向上重叠。

各定子线圈41的线圈端部52、53以如上所述地被层叠并加压成型的形状排列，从而比定子铁心32靠负载侧部位和负载相反侧部位的各自的线圈端部52、53的占空系数为80％以上。

另外，以上说明的定子线圈41的结构、排列只是一个示例，也可以是上述以外的结构、排列。例如，各槽31内的定子线圈41的占空系数也可以低于85％，此外，比定子铁心32靠负载侧部位和负载相反侧部位的各自的线圈端部52、53的占空系数也可以低于80％。此外，各定子线圈41的端部54、55双方构成为：从线圈端部53中定子径向的外侧端部附近向定子径向的外侧(相当于“外部”的一个示例)延伸，接线部44也可以构成于负载相反侧线圈端组的定子径向的外侧。此外，各定子线圈41的端部54、55的突出位置也可以是上述以外的位置。此外，多个定子线圈41也可以排列成：N+2个线圈端部52和N+2个线圈端部53各自以相邻的线圈端部的被加压成型的面彼此隔着绝缘纸接触的状态在定子径向上重叠。此外，也可以这样：各线圈端部52、53构成为第三延伸部52g、53g的定子径向上的尺寸S1、S3大于槽31的定子径向上的尺寸S5的1/(N+2)，环状的线圈端组520的外径D2和环状的线圈端组的外径分别构成为大于槽组310的外径D1。此外，在该示例中，以M＝6的情况为例进行了说明，但M只要是3以上的自然数，则也可以是6以外的数。此外，也可以仅一方的线圈端部为上述那样的结构而实现小型化。

(2-2.线圈树脂结构体的结构的示例)

下面，参照图5对上述线圈树脂结构体45的结构的一个示例进行说明。另外，在图5中，右上侧相当于负载侧，左下侧相当于负载相反侧。

如图5所示，上述多个定子线圈41按上述那样的双层重叠卷绕方式排列并且通过模制树脂一体地树脂成型并凝固，从而线圈树脂结构体45整体上形成为接近圆筒形的绕线筒形。线圈树脂结构体45具有短的大致圆筒状的上述端部65、短的大致圆筒状的上述端部66和上述中间部67。各定子线圈41的端部54、55从端部66突出。

端部65的外径、端部66的外径和中间部67的外径大致相同。在中间部67，沿线圈树脂结构体45的周向排列有大致矩形的多个板部68。一个定子线圈41的第一线圈片部50和与该一个定子线圈41不同的(在该示例中，沿线圈树脂结构体45的周向隔着四个槽的)其它定子线圈41的第二线圈片部51以分别配置于线圈树脂结构体45的径向的内侧和外侧的方式重叠并层叠的状态被各板部68包覆而包在其中。上述分割铁心要素33的齿部34从线圈树脂结构体45的径向的外侧被嵌入到相邻的板部68、68之间的间隙69中。

即，多个分割铁心要素33被装配于线圈树脂结构体45，从而构成上述定子铁心32，并且线圈树脂结构体45和定子铁心32被装配成一体，定子30被装配起来。线圈树脂结构体45的端部65如上所述以使得其中所包覆的线圈端部52隔着绝缘体(模制树脂)与负载侧支架12紧贴的方式被嵌合于上述负载侧支架12，从而被装配起来的定子30被安装于负载侧支架12。

另外，以上说明的线圈树脂结构体45的结构只是一个示例，也可以是上述以外的结构。

<3.旋转电机的制造方法的示例>

下面，参照图6、图7A、7B和图8对旋转电机10的制造方法的一个示例进行说明。

如图6所示，在定子线圈41的制造工序中，首先，将作为定子线圈41的导线的上述圆线42设置于未图示的夹具中(进行准备)。进而，将圆线42例如呈大致长方形框状多次卷绕而形成卷绕体(未图示)。此时，圆线42被卷绕成为卷绕体的形状与定子线圈41的完成形(参照图3A)大致同样的形状。

进而，将卷绕体的一个短边部分(与线圈端部52对应的部分)中的一个长边部分(与第一线圈片部50对应的部分)侧的端部附近向内侧弯折并使其末端靠近定子径向的内侧而形成上述第一弯折部52a和第一延伸部52b，将第一延伸部52b的与第一弯折部52a相反侧的端部向外侧弯折而形成上述第二弯折部52c。此外，将卷绕体的一个短边部分中的另一长边部分(与第二线圈片部51对应的部分)侧的端部附近向内侧弯折并使其末端靠近定子径向的外侧而形成上述第三弯折部52d和第二延伸部52e，将第二延伸部52e的与第三弯折部52d相反侧的端部向外侧弯折而形成上述第四弯折部52f。此外，将卷绕体的另一短边部分(与线圈端部53对应的部分)中的一个长边部分侧的端部附近向内侧弯折并使其末端靠近定子径向的内侧而形成上述第一弯折部53a和第一延伸部53b，将第一延伸部53b的与第一弯折部53a相反侧的端部向外侧弯折而形成上述第二弯折部53c。此外，将卷绕体的一个短边部分中另一长边部分侧的端部附近向内侧弯折并使其末端靠近定子径向的外侧而形成上述第三弯折部53d和第二延伸部53e，将第二延伸部53e的与第三弯折部53d相反侧的端部向外侧弯折而形成上述第四弯折部53f。

然后，利用未图示的模具将卷绕体的一个长边部分沿定子径向和定子周向冲压成横截面形状与上述槽31的内侧部位31a的横截面形状对应，以对上述第一线圈片部50进行加压成型。此外，利用未图示的模具将卷绕体的另一长边部分沿定子径向和定子周向冲压成横截面形状与上述槽31的外侧部位31b的横截面形状对应，以对上述第二线圈片部51进行加压成型。

进而，如图7A、7B所示，将上述卷绕体设置在模具70、71、72之间，使定子径向限制用模具70、71向彼此接近的方向移动，将上述一个短边部分的上述弯折部52c、52f之间夹入于模具70、71之间并沿大致定子径向冲压成上述圆弧状、并且使定子径向上的尺寸为上述S1(还参照图3A、3B)。此外，与此同时，使定子轴向限制用模具72移动并沿定子轴向冲压，以使定子轴向上的尺寸为上述S2(参照图3A)。由此，将具备上述第三延伸部52g的上述线圈端部52加压成型。此时，模具70、71的与第一线圈片部50与第三延伸部52g之间的弯折部52a、52c(参照图3C)和第二线圈片部51与第三延伸部52g之间的弯折部52d、52f(还参照图3D)对应的部分成为R形状(例如，在该部分的直径为d的情况下半径为大致d的R形状)。由此，抑制了弯折部52a、52c和弯折部52d、52f的覆膜损伤。另外，线圈端部53也与上述同样地被加压成型。由此，定子线圈41完成。

此外，在线圈树脂结构体45的制造工序中，首先，按上述那样的双层重叠卷绕方式排列上述制造好的多个定子线圈41。然后，利用模制树脂将排列好的多个定子线圈41一体地树脂成型并凝固。由此，线圈树脂结构体45完成。

此外，在定子30的制造工序中，例如，如图8所示地对上述制造好的线圈树脂结构体45的多个定子线圈41进行接线处理以形成接线部44。另外，在图8中，“#1”～“#48”是槽31的号码，定子线圈41整体上由三个系统(U、V、W)的线圈构成，“U”、“U横杠(在图中，在“U”标注下线来表示)”、“V”、“V横杠(在图中，在“V”标注下线来表示)”、“W”、“W横杠(在图中，在“W”标注下线来表示)”是定子线圈41的相位。此外，在图中，分别用粗线表示U相的定子线圈41、用细线表示V相的定子线圈41、用上述粗线与上述细线的中间粗细的线表示W相的定子线圈41。在如图8所示被接线处理的多个定子线圈41中，例如，在某一瞬间，从U相被输入的电流如图中用▲(▲的顶点侧相当于箭头尖端侧)所示地流向中性点(N)。

定子线圈41的接线完毕后，从线圈树脂结构体45的定子径向的外侧将各分割铁心要素33的齿部34嵌入到线圈树脂结构体45的各间隙69中，从而将多个分割铁心要素33装配于线圈树脂结构体45。由此，构成定子铁心32，并且将线圈树脂结构体45和定子铁心32装配成一体。其结果是，定子30完成。

然后，将上述制造好的定子30以线圈树脂结构体45的端部65嵌合于负载侧支架12的方式安装于负载侧支架12。进而，将被安装于负载侧支架12的定子30插入安装于框架11的内周。然后，将轴16和被安装于轴16的外周的转子20插入安装于被安装于框架11的内周的定子30的内周侧。并且，将负载相反侧支架14安装于框架11的负载相反侧端部。由此，旋转电机10完成。

另外，上述说明的旋转电机10的制造方法仅为一例，旋转电机10的制造方法的工序可以按照上述说明的顺序而以时间序列执行，也可以不按照时间序列执行而并列或分别执行。此外，按照时间序列执行的工序可以根据情况来适当变更顺序。

<4.本实施方式的效果的示例>

如以上说明的那样，在本实施方式的旋转电机10中，在定子铁心32的多个槽31中按重叠卷绕方式容纳有多个定子线圈41。多个定子线圈41以M个(在上述的示例中，N+2＝6个)线圈端部52、53在定子径向上重叠的方式被容纳在多个槽31中。各定子线圈41的线圈端部52、53的定子径向上的尺寸S1、S3是槽31的定子径向上的尺寸S5的1/M以下(在上述的示例中，1/(N+2)＝1/6以下)。

由此，即使不将多个定子线圈41排列成使线圈端部朝向定子轴向的外侧而形成为弧线形、并且相邻的定子线圈41、41的线圈端部彼此在轴向上重叠，M个定子线圈41的线圈端部52彼此和线圈端部53彼此也分别排列成在定子径向上重叠而能够容纳在多个槽31中。其结果是，与将线圈端部朝向定子轴向的外侧而形成为弧线形的情况相比，能够缩小线圈端部52、53的定子轴向上的尺寸。因此，能够使定子线圈41的线圈端部52、53小型化。此外，通过将多个定子线圈41排列成线圈端部52彼此和线圈端部53彼此在定子径向上重叠(而不在定子轴向上重叠)，从而能够缩小定子30的定子轴向上的尺寸。因此，能够使定子30小型化。或者可以这样：定子30的大小不变而增加定子30的定子线圈41的数量(槽31的数量)。此外，通过将多个定子线圈41排列成M个线圈端部52彼此和线圈端部53彼此分别在径向上重叠，从而能够提高比定子铁心32靠负载侧部位和负载相反侧部位的各自的线圈端部52、53的占空系数。

此外，在本实施方式中，将由圆线42形成的定子线圈41的线圈片部50、51和线圈端部52、53加压成型成规定的形状。通过采用圆线42作为导体，从而能够通过加压成型容易地制作定子线圈41的各部的形状。其结果是，与采用方线及平角线作为导体的情况相比，能够以更大的导体截面积卷绕，此外能够与各种形状的槽31对应。此外，例如，在槽31的形状是锥形的情况下，与采用方线及平角线作为导体的情况相比，能够提高槽31内的定子线圈41(线圈片部50、51)的占空系数。此外，在采用圆线42作为导体的情况下，能够得到更低价的定子线圈41。

此外，在本实施方式中，特别是，将第一线圈片部50加压成型成与槽31的内侧部位31a的截面形状对应的截面形状，将第二线圈片部51加压成型成与槽31的外侧部位31b的截面形状对应的截面形状。由此，能够提高槽31内的定子线圈41(线圈片部50、51)的占空系数。此外，在本实施方式中，将线圈端部52、53沿大致定子径向加压成型成定子径向上的尺寸S1、S3是槽31的定子径向上的尺寸S5的1/M以下(在上述的示例中，1/(N+2)＝1/6以下)。由此，通过将多个定子线圈41排列成通过加压成型而制作出形状的M个定子线圈41的线圈端部52彼此和线圈端部53彼此分别在径向上重叠，从而能够提高比定子铁心32靠负载侧部位和负载相反侧部位的各自的线圈端部52、53的占空系数。此外，在本实施方式中，将线圈端部52、53沿定子轴向加压成型成定子轴向上的尺寸S2是规定值以下。由此，能够缩小线圈端部52、53的定子轴向上的尺寸。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41的第一线圈片部50被容纳在一个槽31的内侧部位31a，并且第二线圈片部51被容纳在其它槽31的外侧部位31b。由此，在多个定子线圈41以双层重叠卷绕方式被容纳在多个槽31中的旋转电机10中，能够实现线圈端部52、53的小型化。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41的第一线圈片部50是与槽31的内侧部位31a的截面形状对应的截面形状，第二线圈片部51是与槽31的外侧部位31b的截面形状对应的截面形状。由此，能够以更大的导体截面积卷绕并提高槽31内的定子线圈41的占空系数。

此外，在本实施方式中，特别是，各槽31的内侧部位31a与外侧部位31b的截面形状彼此不同，各定子线圈41的线圈片部50、51是彼此不同的截面形状。由此，即使在采用内侧部位31a和外侧部位31b的截面形状不同的槽31的情况下，也能够提高槽31内的定子线圈41的占空系数。

此外，在本实施方式中，特别是，定子30构成为负载侧线圈端组520的外径D2和负载相反侧线圈端组的外径是槽组310的外径D1以下。由此，能够使定子30小型化。此外，能够在负载侧线圈端组520和负载相反侧线圈端组的定子径向的外侧确保空隙，能够在该部位设置接线部等。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41的线圈端部52、53的定子径向上的尺寸S1、S3是槽31的定子径向上的尺寸S5的1/(N+2)以下(在上述的示例中是1/6以下)，多个定子线圈以N+2个(在上述的示例中是六个)线圈端部52、53在定子径向上重叠的方式被容纳在多个槽31中。由此，在多个定子线圈41以双层重叠卷绕方式被容纳在多个槽31中的旋转电机10中，能够使定子30小型化。

此外，在本实施方式中，特别是，多个定子线圈41以N+2个(在上述的示例中是六个)线圈端部52、53在相邻的线圈端部彼此直接接触的状态下在径向上重叠的方式被容纳在多个槽31中。由此，能够紧贴地配置线圈端部52彼此和线圈端部53彼此，能够使定子30小型化。此外，如上所述，在将多个定子线圈41排列成N+2个线圈端部52、53各自的相邻的线圈端部彼此以隔着绝缘纸接触的状态在径向上重叠的情况下，能够得到高绝缘性。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41构成为：圆线42的端部54、55双方从线圈端部53中定子径向的外侧端部附近向外部(在上述的示例中是负载相反侧)延伸。通过将各定子线圈41的端部54、55双方设置在线圈端部53中定子径向的外侧端部附近，从而在负载相反侧线圈端组的负载相反侧和定子径向外侧的哪一侧均容易构成接线部44，能够提高接线部44的设计的自由度。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41的线圈端部52、53具备第三延伸部52g、53g，该第三延伸部52g、53g在分别比第一延伸部52b、53b和第二延伸部52e、53e靠定子轴向外侧的位置沿与定子轴向垂直的面方向在第二弯折部52c、53c与第四弯折部52f、53f之间呈圆弧状延伸，并且定子径向上的尺寸S1、S3是槽31的定子径向上的尺寸S5的1/M以下(在上述的示例中，1/(N+2)＝1/6以下)。由此，在排列有多个定子线圈41的旋转电机10中，能够实现线圈端部52、53的小型化。

此外，在本实施方式中，特别是，各定子线圈41的线圈端部52、53是如下的外形形状：圆线42在定子轴向上层叠，定子轴向上的尺寸S2、S4大于定子径向上的尺寸S1、S3。由此，能够在定子径向上重叠地配置多个线圈端部52彼此和多个线圈端部53彼此，能够使定子线圈41的线圈端部52、53小型化。

此外，在本实施方式中，特别是，定子30的线圈端部52、53的占空系数是80％以上。由此，能够实现线圈端部52、53的占空系数高的定子30。

此外，在本实施方式中，特别是，定子30的槽31内的定子线圈41的占空系数是85％以上。由此，能够实现槽31内的定子线圈41的占空系数高的定子30。

<5.变形例等>

另外，实施方式不限于上述内容，能够在不脱离其主旨和技术思想的范围内进行各种变形。

此外，在以上说明中，在有“垂直”、“平行”、“平面”等记述的情况下，该记述并非严格的意义。即，这些“垂直”、“平行”、“平面”等允许设计上、制造上的公差、误差，是指“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”等意思。

此外，在以上说明中，在有外观上的尺寸及大小“相同”、“相等”、“不同”等记述的情况下，该记述并非严格的意义。即，这些“相同”、“相等”、“不同”等允许设计上、制造上的公差、误差，是指“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”等意思。

此外，除了以上已说明的以外，也可以将上述各实施方式及各变形例的方法适当地组合起来使用。

除此以外，不逐一例举，但上述各实施方式及各变形例可在不脱离其主旨的范围内加以各种变更来实施。

Claims (17)

1.一种旋转电机，该旋转电机具备定子和转子，其特征在于，

上述定子具有：

定子铁心，其沿周向排列有多个槽；以及

多个定子线圈，它们由导线形成，以重叠卷绕方式被容纳在上述多个槽中，

各上述定子线圈具备：

第一线圈片部，其被容纳在一个槽中；

第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它槽中；以及

线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，

上述多个定子线圈以M个上述线圈端部在上述定子的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，其中，M是3以上的自然数，

各上述定子线圈的上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

各上述定子线圈的上述第一线圈片部被容纳在上述一个槽中的上述径向的内侧部位，并且上述第二线圈片部被容纳在上述其它槽中的上述径向的外侧部位。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

各上述定子线圈的上述第一线圈片部是与上述槽的上述内侧部位的截面形状对应的截面形状，

各上述定子线圈的上述第二线圈片部是与上述槽的上述外侧部位的截面形状对应的截面形状。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

各上述槽的上述内侧部位和上述外侧部位的截面形状不同，

各上述定子线圈的上述第一线圈片部和上述第二线圈片部是彼此不同的截面形状。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

上述定子构成为：在比上述定子铁心靠上述定子的轴向外侧的部位处，由沿上述周向排列的多个上述线圈端部构成的环状的线圈端组的外径是由上述定子铁心中沿上述周向排列的上述多个槽构成的环状的槽组的外径以下。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

在设上述一个槽与上述其它槽之间的上述槽的数量为N的情况下，各上述定子线圈的上述线圈端部的上述径向上的尺寸在上述槽的上述径向上的尺寸的1/(N+2)以下，

上述多个定子线圈以N+2个上述线圈端部在上述径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

上述多个定子线圈以如下方式被容纳在上述多个槽中：上述N+2个线圈端部在相邻的上述线圈端部彼此直接接触或者隔着绝缘纸接触的状态下在上述径向上重叠。

8.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

各上述定子线圈构成为：上述导线的卷绕起始侧端部和卷绕结束侧端部双方从上述线圈端部中的上述径向的外侧端部附近向外部延伸。

9.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

各上述定子线圈的上述线圈端部具备：

第一弯折部，其在上述第一线圈片部的上述定子的轴向的端部附近弯折；

第一延伸部，其从上述第一弯折部朝向上述径向的内侧延伸；

第二弯折部，其在上述第一延伸部的与上述第一弯折部相反侧的端部弯折；

第三弯折部，其在上述第二线圈片部的上述轴向的端部附近弯折；

第二延伸部，其从上述第三弯折部朝向上述径向的外侧延伸；

第四弯折部，其在上述第二延伸部的与上述第三弯折部相反侧的端部弯折；以及第三延伸部，其在比上述第一延伸部和上述第二延伸部分别靠上述轴向外侧的位置处沿与上述轴向垂直的面方向呈圆弧状在上述第二弯折部与上述第四弯折部之间延伸，该第三延伸部的上述径向上的尺寸为上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

10.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

各上述定子线圈的上述线圈端部是如下的外形形状：上述导线至少在上述定子的轴向上层叠，且上述线圈端部在上述轴向上的尺寸大于在上述径向上的尺寸。

11.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

上述定子的上述线圈端部的占空系数在80％以上。

12.根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，

上述定子的上述槽内的上述定子线圈的占空系数在85％以上。

13.一种旋转电机的制造方法，该旋转电机具备定子和转子，上述定子具有：

定子铁心，其沿周向排列有多个槽；以及

多个定子线圈，它们由导线形成，以分布卷绕方式被容纳在上述多个槽中，

通过沿上述周向排列多个分割铁心要素而构成上述定子铁心，

各上述定子线圈具备：

第一线圈片部，其被容纳在一个槽中；

第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及

线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，

上述旋转电机的制造方法的特征在于，具有如下工序：

卷绕作为上述导线的圆线；

将上述第一线圈片部、上述第二线圈片部和上述线圈端部分别加压成型成规定的形状；

将上述多个定子线圈以上述分布卷绕方式排列并树脂成型成一体，形成线圈树脂结构体；以及

通过将上述多个分割铁心要素装配于所形成的上述线圈树脂结构体，构成上述定子铁心。

14.根据权利要求13所述的旋转电机的制造方法，其特征在于，

上述多个定子线圈以M个上述线圈端部在上述定子的径向上重叠的方式排列并以重叠卷绕方式被容纳在上述多个槽中，其中，M是3以上的自然数，

在上述加压成型的工序中，

将上述第一线圈片部加压成型成与上述槽中的上述径向的内侧部位的截面形状对应的截面形状，将上述第二线圈片部加压成型成与上述槽中的上述径向的外侧部位的截面形状对应的截面形状，将上述线圈端部沿与延伸方向和上述定子的轴向分别垂直的第一方向加压成型成上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

15.根据权利要求14所述的旋转电机的制造方法，其特征在于，

在上述加压成型的工序中，将上述线圈端部沿上述第一方向加压成型成上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下、并且沿上述轴向加压成型成上述轴向上的尺寸是规定值以下。

16.一种定子线圈，其由导线形成，多个上述定子线圈以重叠卷绕方式被容纳于在旋转电机的定子铁心中沿周向排列的多个槽中，其特征在于，

该定子线圈具备：

第一线圈片部，其被容纳在一个槽中；

第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及

线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，

并且，多个上述定子线圈以M个上述线圈端部在上述定子铁心的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，其中，M是3以上的自然数，

上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。

17.一种线圈树脂结构体，其由多个定子线圈以重叠卷绕方式排列并被树脂成型成一体而成，上述多个定子线圈由导线形成，以上述重叠卷绕方式被容纳于在旋转电机的定子铁心中沿周向排列的多个槽中，该线圈树脂结构体的特征在于，

各上述定子线圈具备：

第一线圈片部，其被容纳在一个槽中；

第二线圈片部，其被容纳在与上述一个槽不同的其它上述槽中；以及

线圈端部，其在上述第一线圈片部与上述第二线圈片部之间延伸，

上述多个定子线圈以M个上述线圈端部在上述定子铁心的径向上重叠的方式被容纳在上述多个槽中，其中，M是3以上的自然数，

各上述定子线圈的上述线圈端部的上述径向上的尺寸是上述槽的上述径向上的尺寸的1/M以下。