CN107154696B - 旋转电机的定子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明可获得一种旋转电机的定子及其制造方法，在将相绕组的并联数量设为n个时，可以将用于交流接线部的圆弧状区域抑制在电角度(180°×n)以下，并能确保绝缘性，实现接线单元的小型化。三相交流绕组是利用接线单元对配设于圆弧状区域的第1导体末端和第2导体末端进行接线而构成的，三相交流绕组的供电端子由第1导体末端和第2导体末端构成，三相交流绕组的相绕组的并联数量为n个，其中，n为1以上的自然数，圆弧状区域的角度范围为电角度(180×n)°以下，从径向外侧观察时，构成供电端子的第2导体末端位于相邻的第1导体末端之间。

Description

旋转电机的定子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种例如电动机、发电机等旋转电机的定子及其制造方法，尤其是涉及一种三相交流绕组的交流接线部的结构。
背景技术
用于EV(电动汽车)、PEV(插电式电动汽车)等中的发电机由于定子绕组中会有大电流流过，因此要使用剖面积较大的母排。从而导致包含母排的接线单元大型化，会与电动机的周边部件产生干扰，因此，希望有一种技术能够将接线单元紧凑地收纳在电动机附近。
鉴于这种状况，专利文献1中所记载的现有旋转电机在定子绕组线圈端的轴向外侧沿轴向配置2层母排，利用绝缘构件使母排之间绝缘，并一体地覆盖，制作接线单元，实现接线单元的紧凑化。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利第5810869号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
通常，在导体卷绕成同一图案而制作成的分布绕组沿圆周方向以1个槽距排列的三相电动机中，对绕组进行接线而制作成的相绕组的供电端子、中性点等交流接线部使用接线单元进行接线。该情况下，在电角度180°的范围内对相绕组的供电端子、中性点等的端子线进行接线，从而可以尽可能地缩小接线单元在圆周方向上的占用区域。此时，按照U-V-W或者U-V-W那样槽内电流方向相反的组合，对交流接线部进行接线。该情况下，如上所述电流方向相反，因此，在构成供电端子的3个端子线中，仅将一个末端线从不同于其他两个末端线的径向位置引出，从而可以实现在电角度180°的范围内的交流接线部的接线。但是，由于三个末端线的径向引出位置不同，因此接线会复杂地相互交叉，导致接线单元大型化。
此外，尤其是近年来在HEV(混合动力电动汽车)中，为了提高旋转电机单位体积的输出密度，电源电压有变高的趋势。电压变高，就需要使电压相位不同的部件之间的绝缘距离增大，因此，若采用上述三个末端线的径向引出位置不同的结构，会进一步导致接线单元的大型化。
专利文献1所记载的现有旋转电机中，将构成供电端子的3根端子线全部配置为沿周向间隔一个地从外周侧取出，因此，能够以U-V-W或者U-V-W的组合，以简单结构轻松地对交流接线部进行接线，并且能够充分确保部件之间的绝缘距离。
然而，专利文献1所记载的现有旋转电机在电角度360°的范围内，即在周向上使用2倍的空间对交流接线部进行接线，不能说圆满地解决了接线单元小型化的问题。
本发明为了解决上述问题开发而成，其目的在于获得一种旋转电机的定子及其制造方法，在将相绕组的并联数量设为n个时，可以将用于交流接线部的圆弧状区域抑制在电角度(180°×n)以下，并能确保绝缘性，实现接线单元的小型化。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的旋转电机的定子包括槽沿周向排列的圆环状的定子铁心、以及安装于上述定子铁心的三相交流绕组。上述三相交流绕组包括分布绕组体，该分布绕组体分别由被绝缘覆盖且无连接部的连续的导线构成，在上述定子铁心上沿周向以1个槽距安装有与上述槽的总数相同数量的分布绕组体，构成上述绕组体的上述导线的第1导体末端从上述槽内的最外径位置朝上述定子铁心的轴向的一侧延伸，上述导线的第2导体末端从上述槽内的最内径位置朝上述定子铁心的轴向的一侧延伸。多个小线圈组分别是将上述绕组体的上述第1导体末端和作为连接对象的上述绕组体的上述第2导体末端连接而成的多个上述绕组体的串联连接体，构成多个上述小线圈组各自的一端的上述第1导体末端沿周向相互分离地配设在圆弧状区域的外径侧，所述圆弧状区域是在上述定子铁心的轴向的一侧所构成的上述三相交流绕组的线圈端的沿周向延伸的圆弧状区域；构成多个上述小线圈组各自的另一端的上述第2导体末端沿周向相互分离地配设在上述圆弧状区域的内径侧。上述三相交流绕组是利用接线单元对配设于上述圆弧状区域的上述第1导体末端和上述第2导体末端进行接线而构成的，上述三相交流绕组的供电端子由配设于上述圆弧状区域的上述第1导体末端和上述第2导体末端构成，上述三相交流绕组的相绕组的并联数量为n个，其中，n为1以上的自然数，上述圆弧状区域的角度范围为电角度(180×n)°以下，从径向外侧观察时，构成上述供电端子的上述第2导体末端位于相邻的上述第1导体末端之间。
发明效果
根据本发明，用于交流接线部的圆弧状区域为电角度(180×n)°以下，因此，可以缩小圆弧状区域的周向空间，能使接线单元小型化，实现定子的小型化。
此外，从径向外侧观察时，构成供电端子的第2导体末端位于相邻的第1导体末端之间，因此，可以经由位于该第2导体末端的径向外侧的相邻的第1导体末端之间，从外部向第2导体末端进行供电。由此，无需采用通过第1导体末端的轴向外侧向第2导体末端供电这一立体交叉结构，便能确保绝缘性，实现接线单元结构的简化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1所涉及的旋转电机的定子的立体图。
图2是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子铁心的铁心块的立体图。
图3是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体的立体图。
图4是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体的正视图。
图5是从第2线圈端侧观察构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体时的端视图。
图6是从第2线圈端侧观察构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的3个绕组体共用1个槽且安装在定子铁心上的状态时的主要部分端视图。
图7是从径向外侧观察在本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中安装在定子铁心上的绕组体时的展开图。
图8是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组组件的立体图。
图9是用于说明本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的绕组体接合状态的主要部分剖视图。
图10是用于说明本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的交流接线部的第1导体末端弯曲工序的示意图。
图11是表示从径向外侧观察本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的交流接线部的第1导体末端弯曲工序后的交流接线部时的状态的示意图。
图12是表示将本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的绕组组件安装在定子铁心上的状态的立体图。
图13是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的第1及第2中性点连接用母排的立体图。
图14是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的中性点接线板的立体图。
图15是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的供电线圈的立体图。
图16是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的连接线圈的立体图。
图17是本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的接线图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明涉及的旋转电机的定子的优选实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是表示本发明实施方式1所涉及的旋转电机的定子的立体图，图2是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子铁心的铁心块的立体图，图3是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体的立体图，图4是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体的正视图，图5是从第2线圈端侧观察构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组体时的端视图，图6是从第2线圈端侧观察构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的3个绕组体共用1个槽且安装在定子铁心上的状态时的主要部分端视图，图7是从径向外侧观察在本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中安装在定子铁心上的绕组体时的展开图，图8是表示构成本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的绕组组件的立体图，图9是用于说明本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的绕组体的接合状态的主要部分剖视图，图10是用于说明本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的交流接线部的第1导体末端弯曲工序的示意图，图11是表示从径向外侧观察本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中交流接线部的第1导体末端弯曲工序后的交流接线部时的状态的示意图，图12是表示将本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的绕组组件安装在定子铁心上的状态的立体图，图13是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的第1及第2中性点连接用母排的立体图，图14是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的中性点接线板的立体图，图15是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的供电线圈的立体图，图16是表示本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的连接线圈的立体图，图17是本实施方式1所涉及的旋转电机的定子中的定子绕组的接线图。另外，在图10中，实线表示弯曲加工后的第1导体末端，虚线表示弯曲加工前的第1导体末端。另外，在图11中，实线表示改变弯曲位置的弯曲加工后的第1导体末端，虚线表示使弯曲位置固定的弯曲加工后的第1导体末端。
在图1中，定子1是电动机、发电机等旋转电机的定子，包括圆环状的定子铁心3、安装于定子铁心3的定子绕组6以及对定子绕组6进行接线的接线单元20。在此，为了便于说明，将定子铁心3的槽数设为48个，并将定子绕组设为三相交流绕组。另外，槽5以每极每相为2个的比例形成于定子铁心3上。
铁心块4是将圆环状的定子铁心3沿周向24等分而形成的，如图2所示，铁心块4是将硅钢板层叠并形成为一体而制成，并且包括剖面呈圆弧形的芯背部4a和2个齿4b，所述2个齿4b分别从芯背部4a的内周壁面朝径向内侧突出，并且在周向上相互分离。而且，定子铁心3是将24个铁心块4热压配合在圆筒状的框架2中，并通过压入等方式形成为一体而制成，所述24个铁心块4中齿4b朝向径向内侧，芯背部4a的周向的侧面彼此对接，沿周向呈圆环状地排列。由芯背部4a和齿4b构成的槽5以朝内周侧开口的方式，沿周向呈等角间距地排列。
定子绕组6包括沿周向以1个槽距配设于定子铁心3的48个绕组体10。
绕组体10例如是将导线9以扁立绕法(edgewise winding)卷绕而制成的分布绕组，所述导线9由被搪瓷树脂绝缘覆盖且无连接部的连续的平角铜线构成。具体而言，如图3至图5所示，绕组体10是沿导线9的长方形剖面的短边的长度方向排列2个δ状的线圈图案，并利用连接线11将第4直线部10d与第1直线部10a连接而构成，所述δ状的线圈图案由第1直线部10a、第1线圈端部10e、第2直线部10b、第2线圈端部10f、第3直线部10c、第3线圈端部10g以及第4直线部10d构成。而且，连接线11构成线圈端部，导线9的卷绕起始端部构成第2导体末端10h，导线9的卷绕结束端部构成第1导体末端10i。
在如此构成的绕组体10中，第1直线部10a及第3直线部10c以长方形剖面的长边的长度方向朝向周向，且在长方形剖面的短边的长度方向上相隔间隙d的方式4根排成1列。另外，第2直线部10b在周向一侧，与第1直线部10a及第3直线部10c的列相距6个槽角度间隔，并且以长方形剖面的长边的长度方向朝向周向，且在长方形剖面的短边的长度方向上相隔间隙3d的方式排列有2根。另外，第4直线部10d在周向另一侧，与第1直线部10a及第3直线部10c的列相距6个槽角度间隔，并且以长方形剖面的长边的长度方向朝向周向，且在长方形剖面的短边的长度方向上相隔间隙3d的方式排列有2根。此外，6个槽角度间隔是指连续的6个齿4b两侧的槽5的槽中心之间的间隔，相当于1个磁极间距。另外，d为导线9的长方形剖面的短边长度。
图6表示3个绕组体10共用1个槽5，分别安装于定子铁心3的状态。图7表示从径向外侧观察安装于定子铁心的绕组体10时的状态。在图6中，将沿周向以6个槽角度间隔而排列的3个槽5按照周向上的排列顺序设为第1槽51、第2槽52、第3槽53。
在图6及图7中，若关注1个绕组体10，则第1线圈端部10e以倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸，并在顶部朝径向外侧移线(lane change)(以下称为“移动”)距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸，并且从第1槽51的槽开口侧起，与第2层的第2直线部10b连接，所述第1线圈端部10e从第2槽52的槽开口侧起，从第1层(最内径位置)的第1直线部10a朝轴向另一端侧延伸。接着，第2线圈端部10f以倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并且从第2槽52的槽开口侧起，与第3层的第3直线部10c连接，所述第2线圈端部10f从第1槽51的槽开口侧起，从第2层的第2直线部10b朝轴向一端侧延伸。
接着，第3线圈端部10g以倾斜角度θ沿周向朝第3槽53侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第3槽53侧延伸，并且从第3槽53的槽开口侧起，与第4层的第4直线部10d连接，所述第3线圈端部10g从第2槽52的槽开口侧起，从第3层的第3直线部10c朝轴向另一端侧延伸。
接着，连接线11以倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并且从第2槽52的槽开口侧起，与第5层的第1直线部10a连接，所述连接线11从第3槽53的槽开口侧起，从第4层的第4直线部10d朝轴向一端侧延伸。第1线圈端部10e以倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸，并且从第1槽51的槽开口侧起，与第6层的第2直线部10b连接，所述第1线圈端部10e从第2槽52的槽开口侧起，从第5层的第1直线部10a朝轴向另一端侧延伸。
接着，第2线圈端部10f以倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第2槽52侧延伸，并且从第2槽52的槽开口侧起，与第7层的第3直线部10c连接，所述第2线圈端部10f从第1槽51的槽开口侧起，从第6层的第2直线部10b朝轴向一端侧延伸。接着，第3线圈端部10g以倾斜角度θ沿周向朝第3槽53侧延伸，并在顶部朝径向外侧移动距离d，然后以反方向的倾斜角度θ沿周向朝第3槽53侧延伸，并且从第3槽53的槽开口侧起，与第8层(最外径位置)的第4直线部10d连接，所述第3线圈端部10g从第2槽52的槽开口侧起，从第7层的第3直线部10c朝轴向另一端侧延伸。
因此，通过第1线圈端部10e将第2槽52的第1层的第1直线部10a与第1槽51的第2层的第2直线部10b连接，通过第2线圈端部10f将第1槽51的第2层的第2直线部10b与第2槽52的第3层的第3直线部10c连接，通过第3线圈端部10g将第2槽52的第3层的第3直线部10c与第3槽53的第4层的第4直线部10d连接，从而构成δ状的线圈图案。
进而，通过第1线圈端部10e将第2槽52的第5层的第1直线部10a与第1槽51的第6层的第2直线部10b连接，通过第2线圈端部10f将第1槽51的第6层的第2直线部10b与第2槽52的第7层的第3直线部10c连接，通过第3线圈端部10g将第2槽52的第7层的第3直线部10c与第3槽53的第8层的第4直线部10d连接，从而构成δ状的线圈图案。
由此，绕组体10是在径向上将δ状的线圈图案重复卷绕2次而构成，所述δ状的线圈图案如下形成：按照第2槽52、第1槽51、第2槽52、第3槽53的顺序，并且以交替地改变从轴向插入第1槽51、第2槽52以及第3槽53的插入方向的方式，将导线9插入沿周向以6个槽角度间隔而排列的第1槽51、第2槽52以及第3槽53中。
绕组体10是将2个δ状的线圈图案通过连接线11进行连接，并且在径向上排列成2层而构成。即，绕组体10是以2个δ状的线圈图案相连续的方式卷绕导线9而制成。而且，第1至第4直线部10a、10b、10c、10d以导线9的长方形剖面的长边的长度方向朝向周向，且沿径向排成1列的方式，被收纳在3个绕组体10共用的槽5中。
如此构成的绕组体10以1个槽距呈同心状地排列有48个，从而制成图8所示的绕组组件7。在绕组组件7中，由第1至第4直线部10a、10b、10c、10d构成的8根导线9沿径向排成1列，沿周向以1个槽距排成48列。而且，在绕组组件7的轴向另一端侧，第1线圈端部10e的层与第3线圈端部10g的层在径向上交替排列为4层，从而构成第1线圈端6a，所述第1线圈端部10e的层是将第1线圈端部10e以1个槽距沿周向排列而成，第3线圈端部10g的层是将第3线圈端部10g以1个槽距沿周向排列而成。另外，在绕组组件7的轴向一端侧，第2线圈端部10f的层与连接线11的层在径向上交替排列为3层，从而构成第2线圈端6b，所述第2线圈端部10f的层是将第2线圈端部10f以1个槽距沿周向排列而成，连接线11的层是将连接线11以1个槽距沿周向排列而成。而且，第2导体末端10h的端部分别从第2线圈端6b的内径侧朝轴向外侧延伸，并且以1个槽距沿周向排列，第1导体末端10i的端部分别从第2线圈端6b的外径侧朝轴向外侧延伸，并且以1个槽距沿周向排列。
以分别将沿径向排成1列的8根导线9插入槽5内的方式，从绕组组件7的外径侧安装24个铁心块4。并且，将安装于绕组组件7且呈圆环状排列的24个铁心块4热压配合在框架2中，并通过压入等方式形成为一体。从而将绕组组件7安装于定子铁心3。
在此，使用图3至图6对绕组体10的第2导体末端10h以及第1导体末端10i的形状进行说明。从第2槽52的第1层的第1直线部10a朝第2线圈端6b侧延伸的第2导体末端10h成形为：以倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸，并且在顶部(第1槽51与第2槽52的中间位置)弯曲后朝轴向外侧延伸。这里，从第2槽52的第1层的第1直线部10a朝第2线圈端6b侧延伸，以倾斜角度θ沿周向朝第1槽51侧延伸并到达顶部的区域为第2倾斜部10h1，在顶部弯曲后朝轴向外侧延伸并到达前端的区域为第2直立部10h2。
此外，从第3槽53的第8层的第4直线部10d朝第2线圈端6b侧延伸的第1导体末端10i成形为：以倾斜角度θ沿周向朝第4槽54侧延伸。
针对安装于定子铁心3的绕组组件7的第2导体末端10h以及第1导体末端10i实施弯曲加工。
首先，对不用于后述12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的接线即交流接线部的接线、且沿周向连续的36根第2导体末端10h实施弯曲加工。在第2导体末端10h中，虽未图示，但利用工具30、31夹住第2直立部10h2的根部，使第2直立部10h2朝径向外侧延伸地弯曲。接着，利用工具30、31夹住朝径向外侧延伸地弯曲的第2直立部10h2的前端侧，使第2直立部10h2的前端侧朝轴向外侧延伸地弯曲。由此，第2直立部10h2的一部分成为使第2线圈端6b的轴向外侧沿径向延伸的搭接部12。
接着，对第1导体末端10i实施弯曲加工。在第1导体末端10i中，如图10所示，用工具30、31夹住倾斜的第1导体末端10i的中间部位，以工具30为旋转中心转动工具30、31，使第1导体末端10i的工具30、31的夹持部弯曲。通过该工具30、31的扭转动作，从第1导体末端10i的工具30、31的夹持部延伸的前端侧立起。由此，第1导体末端10i从槽15朝第2线圈端6b侧延伸，弯曲成形为沿第2倾斜部10h1相反方向倾斜的第1倾斜部10i1和从第1倾斜部10i1朝轴向外侧延伸的第1直立部10i2。
此时，如图10所示，针对用于交流接线部的接线的、沿周向连续的12根第1导体末端10i，使利用工具30、31的夹持部而形成的第1导体末端10i的弯曲部距离定子铁心3的端面的高度位置发生变化，使12根第1直立部10i2以不等间距排列。从而如图11所示，部分相邻的第1直立部10i2之间的间隙L比其他相邻的第1直立部10i2之间的间隙L大。
此外，针对不用于交流接线部的接线的、剩余36根第1导体末端10i，利用工具30、31的夹持部而形成的第1导体末端10i的弯曲部距离定子铁心3的端面的高度位置固定，比上述12根第1导体末端10i的弯曲部距离定子铁心3的端面的高度位置更高。因此，36根第1导体末端10i的第1直立部10i2如图11中的虚线所示，以1个槽距沿周向排列。并且，36根第1导体末端10i的第1直立部10i2的周向位置与形成有搭接部12的第2导体末端10h的第2直立部10h2的周向位置大致一致。也就是说，第1直立部10i2和第2直立部10h2如图9所示，沿径向相向地靠近、配置。
具体而言，在图6中，第1直线部10a收纳在第2槽52中的绕组体10的第1导体末端10i的第1直立部10i2与第1直线部10a收纳在第4槽54中的绕组体10的第2导体末端10h的第2直立部10h2沿径向相向地靠近。如此，相距2个磁极间距中的一个绕组体10的第1导体末端10i的第1直立部10i2与另一个绕组体10的第2导体末端10h的第2直立部10h2沿径向相向地靠近。因此，通过TIG焊接等方式接合沿径向相向地靠近的第1直立部10i2和第2直立部10h2，从而可以对相距2个磁极间距的绕组体10进行连接。
接着，为了便于说明，按照周向上的排列顺序对于沿周向配设于定子铁心3的48个槽5赋予1号、2号……48号的槽编号而对于绕组组件7的接线方法进行说明。
首先，在由槽编号为(1+6m)号(其中，m为0以上、7以下的自然数)槽5所构成的第1槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组U11、U12。
接着，在由槽编号为(2+6m)号的槽5所构成的第2槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组U21、U22。
在由槽编号为(3+6m)号的槽5所构成的第3槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组V11、V12。
接着，在由槽编号为(4+6m)号的槽5所构成的第4槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组V21、V22。
在由槽编号为(5+6m)号的槽5所构成的第5槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组W11、W12。
接着，在由槽编号为(6+6m)号的槽5所构成的第6槽组中，安装有8个绕组体10。而且，分别将8个绕组体10中以2个磁极间距排列的4个绕组体10串联连接，从而构成小线圈组W21、W22。
由此，制成12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22，其分别是将沿周向以2个磁极间距排列在定子铁心3上的4个绕组体10串联连接而构成。
另外，在为了形成搭接部12而弯曲第2导体末端10h的第2直立部10h2的根部时，从抑制导线9的绝缘膜发生损坏的观点出发，优选第2直立部10h2的弯曲半径大于第2直立部10h2的弯曲方向厚度即板厚d。
而且，如图12所示，12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的一端即第2导体末端10h的第2直立部10h2沿周向以1个槽距排列在第2线圈端6b的沿周向呈圆弧状延伸的圆弧状区域13的内径侧，而另一端即第1导体末端10i的第1直立部10i2沿周向以不等间距排列在第2线圈端6b的圆弧状区域13的外径侧。另外，由通过第2线圈端6b的轴向外侧后朝径向外侧引出的第2导体末端10h的第2直立部10h2的一部分所构成的搭接部12，在夹着圆弧状区域13的C字形区域中沿周向以1个槽距排列，在所述圆弧状区域13中，12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的的第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2沿周向排列。
并且，在圆弧状区域13中，使用接线单元20对12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2进行接线，从而对12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22进行接线。该圆弧状区域13为交流接线部的接线区域。
接线单元20包括：中性点接线板21、供电线圈25以及连接线圈26，所述供电线圈25连接到在第2线圈端6b的内径侧所配置的相绕组的供电端子，使与来自外部电源的供电线的连接部朝第2线圈端6b的外径侧移动，所述连接线圈26将同相的小线圈组之间进行接线。如图13所示，第1及第2中性点连接用母排22、23是将钢板进行冲切，并实施弯曲加工而制成。如图14所示，中性点接线板21是通过绝缘树脂24将第1及第2中性点连接用母排22、23嵌件成型而制成。如图15所示，供电线圈25是对矩形平板状钢板弯曲成形，一端部25a和另一端部25b从连接部25c的两端朝向同一方向突出而制成U字形。如图16所示，连接线圈26是将导线弯曲成形为U字形而制成。
利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组U11、U22的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组U11、U22串联连接的U1相绕组。利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组V11、V22的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组V11、V22串联连接的V1相绕组。利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组W11、W22的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组W11、W22串联连接的W1相绕组。
此外，利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组U21、U12的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组U21、U12串联连接的U2相绕组。利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组V21、V12的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组V21、V12串联连接的V2相绕组。利用连接线圈26将电角度相差30°的小线圈组W21、W12的端部即第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2连接，从而制成小线圈组W21、W12串联连接的W2相绕组。
另外，将中性点接线板21配置在第2线圈端6b上，将第1中性点连接用母排22的端子22a、22b、22c接合到小线圈组U12、V12、W12的第2及第1导体末端10h、10i。进而，将第2中性点连接用母排23的端子23a、23b、23c接合到小线圈组U22、V22、W22的第2及第1导体末端10h、10i。由此，如图17所示，形成第1三相交流绕组6A和第2三相交流绕组6B，所述第1三相交流绕组6A是将U1相绕组、V1相绕组以及W1相绕组进行Y形接线而构成，所述第2三相交流绕组6B是将U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组进行Y形接线而构成。进而，将供电线圈25的一端部25a连接到构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第2导体末端10h的第2直立部10h2。并且，通过使第2线圈端6b的轴向外侧沿径向延伸的连接部25c，将供电线圈25的另一端部25b配置在相邻的第1导体末端10i的第1直立部10i2之间的空间的中央位置处。因此，外部电力经由供电线(未图示)，向供电线圈25的另一端部25b和构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第1导体末端10i的第1直立部10i2供电。
这里，如图12所示，间隔L扩大的相邻的第1直立部10i2之间的空间的中央部位于构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第2导体末端10h的第2直立部10h2的径向外侧。也就是说，从径向外侧观察，构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第2导体末端10h的第2直立部10h2位于间隔L扩大的相邻的第1直立部10i2之间的空间的中央部。并且，通过从第2直立部10h2朝径向外侧延伸的供电线圈25，构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第2导体末端10h与供电线的连接部被引出到间隔L扩大的相邻的第1直立部10i2之间的空间的中央位置。
此外，定子绕组6由第1及第2三相交流绕组6A、6B构成。第1及第2三相交流绕组6A、6B的各相绕组是串联连接8个绕组体10而构成。因此，若关注U相绕组，则第1及第2三相交流绕组6A、6B的U1相绕组和U2相绕组相对于外部电力为并联关系。因此，该定子绕组6的相绕组的并联数量为2个。
另外，在用于交流接线部的圆弧状区域13中，如图12所示，以1个槽距排列有12根第2直立部10h2。因此，圆弧状区域13的角度范围为电角度360°。定子绕组6的相绕组的并联数量为2个，因此，圆弧状区域13的角度范围为电角度(180×2)°。另外，在专利文献1中，相当于圆弧状区域13的区域的角度范围也为电角度360°。但是，在专利文献1中，各相绕组是串联连接线圈段(coil segment)而构成的1根绕组，并联数量为1个，因此，相当于圆弧状区域13的区域的角度范围为电角度(360×1)°。因此，根据本实施方式1，虽然并联数量为2个，但圆弧状区域13的角度范围可以和相绕组并联数量为1的专利文献1的角度范围相等。
根据本实施方式1，定子绕组6的相绕组并联数量为2个，使各组的U相、V相、W相的3根供电端子从槽5内引出的引出位置分散在槽5内的最内径位置和最外径位置上，从而实现电角度(180×n)°的圆弧状区域13的角度范围。另外，n为并联数量，这里为2个。如此，可以使用于交流接线部的角度范围在电角度(180×n)°以下，从而能够实现接线单元20的小型、轻量化。由此，可以实现定子1的小型、轻量化，提高安装有定子1的旋转电机在车辆上的可搭载性，并提高抗震性。
相邻的第1直立部10i2之间的空间的中央部位于构成第1及第2三相交流绕组6A、6B的供电端子的第2导体末端10h的第2直立部10h2的径向外侧。因此，对于位于内径侧的供电端子，可以通过位于供电端子径向外侧的相邻的第1直立部10i2之间的空间进行供电。由此，无需采用通过位于外径侧的第1导体末端10i的轴向外侧向位于内径侧的供电端子供电这一复杂的立体交叉结构，能够以简单的结构确保绝缘距离，获得较高的绝缘性能。
在位于内径侧的供电端子的径向外侧所处的相邻的第1直立部10i2之间的间隔L比其他相邻的第1直立部10i2之间的间隔大，因此，可以确保较大的绝缘距离，获得更高的绝缘性能。
包括由一端部25a、另一端部25b及连接部25c构成的供电线圈25，所述一端部25a接合到构成供电端子的第2导体末端10h的第2直立部10h2，所述另一端部25b位于相邻的第1直立部10i2之间的空间的中央部，所述连接部25c使第2线圈端6b的轴向外侧沿径向延伸，对一端部25a和另一端25b进行连接。因此，所有供电端子都位于第1直立部10i2的径向位置上，容易开展供电线和供电端子的接线作业。
在夹着圆弧状区域13的C字形区域中，沿周向排列有构成12个小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的绕组体10的第2及第1导体末端10h、10i的第2及第1直立部10h2、10i2。并且，第2直立部10h2的周向位置与作为接合对象的第1直立部10i2的周向位置一致。因此，作为连接对象的第2及第1直立部10h2、10i2容易接合。
由于对第2直立部10h2的根侧弯曲，将朝径向外侧延伸的搭接部12和第2导体末端10h形成为一体，因此，不需要使用其他构件对第2及第1直立部10h2、10i2进行接线，可以实现结构的简化。
定子绕组6由以1个槽距安装于定子铁心3的、数量和槽5相同的绕组体10构成，因此，绕组体10的种类为1种，可以降低制造成本。
绕组体10包括：沿径向排列的2个δ字形线圈图案即分布卷绕图案，以及从该分布卷绕图案的两端部沿同一方向延伸的第1及第2导体末端10i、10h。并且，第2导体末端10h由第2倾斜部10h1和第2直立部10h2构成，第1导体末端10i沿第2倾斜部10h1的相反方向倾斜而成形。因此，将绕组体10安装在定子铁心3上之后的第1导体末端10i的弯曲工序仅为使第1直立部10i2立起的弯曲工序，从而可以实现生产效率的提高。
在圆弧状区域13内的第1导体末端10i的弯曲工序中，改变第1导体末端10i的工具30、31的夹持部距离定子铁心3的端面的高度位置，扩大期望的相邻的第1导体末端10i的第1直立部10i2之间的间隔。由此，在相邻的第1导体末端10i的第1直立部10i2之间的间隔中，能够自由地设定要扩大的间隔的位置，从而可以提高设计自由度。并且，不需要准备专用的绕组体10以便扩大间隔，可以使绕组体10的种类为1种。
由于在没有搭接部12的圆弧状区域13内对小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22进行交流接线，因此，接线单元20的交流接线部距离第2线圈端6b的轴向高度变低，可以缩短定子1的轴向长度。
并且，交流接线部靠近定子铁心3的端面，可以提高中性点接线板21、供电线圈25及连接线圈26的抗震性。
此外，供电线圈25、连接线圈26及中性点接线板21配设在小线圈组U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22的第2及第1导体末端10h、10i之间的径向区域内，并接线到作为接线对象的第2及第1导体末端10h、10i，因此，不会朝向线圈端的半径方向外侧突出。由此，不易与旋转电机的周边部件产生干扰，搭载性得到提高。
另外，用连接线圈26对电角度相差30°的小线圈组彼此之间进行接线，构成相绕组，因此，用连接线圈26接线的第2及第1导体末端10h、10i沿周向相邻。由此，容易开展接线作业，并且能够将圆弧状区域13内的连接线圈26彼此之间的重叠以及供电线圈25和连接线圈26的重叠抑制在最小限度，可以降低接线单元20的交流接线部距离第2线圈端6b的轴向高度。
另外，在上述实施方式1中，绕组体使用剖面呈矩形的导线制成，但是，构成绕组体的导线的剖面并不限定于矩形，也可以使用例如剖面呈圆形的导线。
另外，在上述实施方式1中，第1三相交流绕组是将U1相绕组、V1相绕组以及W1相绕组进行Y形接线而构成，第2三相交流绕组是将U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组进行Y形接线而构成，但是，也可以将U1相绕组、V1相绕组以及W1相绕组进行Δ形接线而构成第1三相交流绕组，将U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组进行Δ形接线而构成第2三相交流绕组。
另外，在上述实施方式1中，U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组、U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组分别是将小线圈组串联连接而构成，但是，也可以将小线圈组并联连接而分别构成U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组、U2相绕组、V2相绕组以及W2相绕组。该情况下，定子绕组6的相绕组的并联数量为4个。
此外，在上述实施方式1中，使用设有48个槽的定子铁心，但是，槽的总数并不限定于48个。另外，槽数以每极每相为2个的比例而形成，但是，每极每相的槽数并不限定于2个，也可以是1个，还可以是3个以上。而且，在上述实施方式1中，每极每相的槽数为2个，并且供绕组体的直线部插入的槽的间隔为6个槽角度间隔(1个磁极间距)，但是，当每极每相的槽数为1个时，供绕组体的直线部插入的槽的间隔变为3个槽角度间隔(1个磁极间距)。
另外，在上述实施方式1中，使用连续形成有2个沿径向排列的δ字形线圈图案的绕组体，但是，绕组体既可以由1个δ字形线圈图案形成，也可以连续形成3个以上沿径向排列的δ字形线圈图案。
另外，在上述实施方式1中，使用连续形成有2个沿径向排列的δ字形线圈图案的绕组体，但是，只要在定子铁心上以1个槽距配置有与槽数相同数量的分布绕组体，并且，各绕组体的第1导体末端从第2线圈端的外径侧朝轴向外侧突出，第2导体末端从第2线圈端的内径侧朝轴向外侧突出，则绕组体并不限定于连续形成有2个沿径向排列的δ字形线圈图案的绕组体。例如，也可以使用将导线呈螺旋状卷绕多次，形成所谓的六边形线圈图案的绕组体。并且，连续形成有2个δ字形线圈图案的绕组体安装在相距1个磁极间距的3个槽中，而形成为六边形线圈图案的绕组体安装在相距1个磁极间距的2个槽中。
此外，在上述实施方式1中，搭接部是对第2导体末端的第2直立部的根部弯曲而形成，但搭接部也可以用不同于第2导体末端的其他构件制成，然后接合到第1导体末端的第1直立部和第2导体末端的第2直立部，将两者相连接。
此外，在上述实施方式1中，相绕组的并联数量为2个，各组的3根供电端子由第1导体末端和第2导体末端构成，但是，也可以为1组的3根供电端子由第1导体末端构成，另1组的3根供电端子由第2导体末端构成。该情况下，用于交流接线部的圆弧状区域的角度范围也为(180×2)°。
标号说明
3定子铁心，5槽，6定子绕组(三相交流绕组)，6b第2线圈端，9导线，10绕组体，10h第2导体末端，10h1第2倾斜部，10h2第2直立部，10i第1导体末端，10i1第1倾斜部，10i2第1直立部，12搭接部，13圆弧状区域，20接线单元，25供电线圈，25a一端部，25b另一端部，25c连接部，U11、U12、U21、U22、V11、V12、V21、V22、W11、W12、W21、W22小线圈组。

Claims (7)

1.一种旋转电机的定子，包括槽沿周向排列的圆环状的定子铁心、以及安装于所述定子铁心的三相交流绕组，
所述三相交流绕组包括分布绕组体，该分布绕组体分别由被绝缘覆盖且无连接部的连续的导线构成，在所述定子铁心上沿周向以1个槽距安装有与所述槽的总数相同数量的分布绕组体，
构成所述分布绕组体的所述导线的第1导体末端从所述槽内的最外径位置朝所述定子铁心的轴向的一侧延伸，所述导线的第2导体末端从所述槽内的最内径位置朝所述定子铁心的轴向的一侧延伸，
多个小线圈组分别是将所述分布绕组体的所述第1导体末端和连接对象的所述分布绕组体的所述第2导体末端连接而成的多个所述分布绕组体的串联连接体，
构成多个所述小线圈组各自的一端的所述第1导体末端沿周向相互分离地配设在圆弧状区域的外径侧，所述圆弧状区域是在所述定子铁心的轴向的一侧所构成的所述三相交流绕组的线圈端的沿周向延伸的圆弧状区域，
构成多个所述小线圈组各自的另一端的所述第2导体末端沿周向相互分离地配设在所述圆弧状区域的内径侧，
所述三相交流绕组是利用接线单元对配设于所述圆弧状区域的所述第1导体末端和所述第2导体末端进行接线而构成的，
所述三相交流绕组的供电端子由配设于所述圆弧状区域的所述第1导体末端和所述第2导体末端构成，
所述三相交流绕组的相绕组的并联数量为2个，
所述圆弧状区域的角度范围为电角度(180×2)°以下，
从径向外侧观察时，构成所述供电端子的所述第2导体末端位于相邻的所述第1导体末端之间。
2.如权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在所述圆弧状区域中，在相邻的所述第1导体末端之间的间隔中，从径向外侧观察时，构成所述供电端子的所述第2导体末端所在的相邻的所述第1导体末端之间的间隔最大。
3.如权利要求2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
包括供电线圈，该供电线圈由一端部、另一端部及连接部构成，所述一端部接合到构成所述供电端子的所述第2导体末端，所述另一端部位于相邻的所述第1导体末端之间，所述连接部使所述线圈端的轴向外侧沿径向延伸且对所述一端部和所述另一端部进行连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在夹着所述圆弧状区域的C字形区域中，所述第1导体末端在前端部具有沿轴向延伸的第1直立部，所述第2导体末端在前端部具有沿轴向延伸的第2直立部，所述第2直立部的周向位置与连接对象的所述第1直立部的周向位置一致。
5.如权利要求4所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述第2导体末端具有在比所述线圈端更靠轴向外侧的位置上朝径向外侧延伸的搭接部，所述第2直立部沿径向与连接对象的第1直立部相向地接合。
6.一种旋转电机的定子的制造方法，是权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的定子的制造方法，包括以下工序：
将所述导线卷绕成分布卷绕图案，将所述第2导体末端成形为具有从所述分布卷绕图案突出的第2倾斜部和从所述第2倾斜部突出的第2直立部的形状，将所述第1导体末端成形为从所述分布卷绕图案沿所述第2倾斜部的相反方向倾斜并突出的形状，以制作所述分布绕组体的工序；
在所述定子铁心上沿周向以1个槽距安装与所述槽的总数相同数量的所述分布绕组体，以使得所述第1导体末端从所述槽内的最外径位置朝所述定子铁心的轴向的一侧延伸，所述第2导体末端从所述槽内的最内径位置朝所述定子铁心的轴向的一侧延伸的工序；以及
用工具夹住从所述槽内的最外径位置朝所述定子铁心的轴向的一侧延伸的所述第1导体末端的中间部，通过所述工具的扭转动作使所述第1导体末端的中间部的前端侧立起，形成从所述槽内的最外径位置沿所述第2倾斜部的相反方向延伸的第1倾斜部、以及从所述第1倾斜部沿轴向延伸的第1直立部的第1导体末端弯曲工序。
7.如权利要求6所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
在所述第1导体末端弯曲工序中，
改变所述工具对所述第1导体末端的夹持位置，扩大位于成为所述供电端子的所述第2导体末端的所述第2直立部径向外侧处的所述第1导体末端之间的间隔。
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