CN109510336A - 定子及旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心的定子及具备该定子的旋转电机。定子具备设有槽的定子铁心和配置于所述槽的导线。所述导线具有扁平导体和覆盖于所述扁平导体的表面的覆膜，在所述覆膜的表面与所述槽的内表面之间填充有将所述覆膜的表面与所述槽的内表面固定的清漆，在所述覆膜的表面设有凹部形成区域，该凹部形成区域中形成有供所述清漆进入的凹部。

Description

定子及旋转电机
技术领域
本发明涉及定子及旋转电机。
背景技术
对于作为混合动力机动车、电动机动车的动力源而使用的旋转电机，谋求小型化且高输出。
以往，作为响应这样的要求的方案，提出有将导线并排排列于定子铁心的槽内的方案(例如，日本专利第5981089号(以下，参照专利文献1))。
专利文献1的定子具备定子铁心和导线。定子铁心具有槽。导线配置于槽内。导线具有扁平导体和覆膜。覆膜例如由树脂材料形成，且覆盖于扁平导体的表面。在导线的覆膜与槽之间填充有清漆。清漆具有绝缘性，且将导线固定于定子铁心。
在专利文献1的定子中，通过将清漆填充于覆膜的表面与槽的内表面之间来将导线固定于定子铁心，但是由于清漆的填充量的不均而有可能导致导线没有可靠地固定于定子铁心。另外，考虑到对清漆的填充量进行管理，将清漆完全填充于覆膜的表面与槽的内表面之间。然而，当考虑覆膜的表面与槽的内表面之间的间隙的不均时，难以通过对清漆的填充量进行管理来完全地填充清漆。因此，在容易且可靠地将导线固定于定子铁心这一点上，仍存在进一步改善的余地。
发明内容
本发明的方案是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于提供能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心的定子及具备该定子的旋转电机。
为了解决上述课题而达到相应的目的，本发明采用了以下的方案。
用于解决课题的方案
(1)本发明的一方案的定子是具备设有槽的定子铁心和配置于所述槽的导线的定子，所述定子的特征在于，所述导线具有扁平导体和覆盖于所述扁平导体的表面的覆膜，在所述覆膜的表面与所述槽的内表面之间填充有将所述覆膜的表面与所述槽的内表面固定的清漆，在所述覆膜的表面设有凹部形成区域，该凹部形成区域中形成有供所述清漆进入的凹部。
(2)在上述方案(1)中，也可以是，所述凹部的深度被设定为1μm以上且10μm以下。
(3)在上述方案(1)或(2)中，也可以是，所述凹部形成区域的所述凹部通过喷砂进行加工而形成。
(4)在上述方案(1)～(3)中的任一方案中，也可以是，在所述凹部形成区域设有多个凹部形成构件，所述凹部形成于多个所述凹部形成构件之间。
(5)在上述方案(4)中，也可以是，多个所述凹部形成构件形成为粒子状。
(6)在上述方案(5)中，也可以是，多个所述凹部形成构件是中空的构件。
(7)本发明的一方案的旋转电机具备上述方案(1)～(6)中的任一项的定子。
在上述方案(1)中，在导线的覆膜的表面设有凹部形成区域。
由此，覆膜的表面积变大，因此清漆相对于覆膜的表面的密接性得到提高。此外，通过清漆进入凹部，能够获得锚固效果。因此，清漆能够可靠地将覆膜的表面与槽的内表面固定。
因此，在上述方案(1)中，仅通过在导线的覆膜的表面设置凹部形成区域，就能够可靠地将导线固定于定子铁心。
因而，上述方案(1)能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心。
在上述方案(2)中，将凹部的深度设定为1μm以上且10μm以下。
由此，清漆能够充分进入凹部，因此能够更可靠地将覆膜的表面与槽的内表面固定。
因而，上述方案(2)能够更可靠地将导线固定于定子铁心。
此外，上述方案(2)通过将凹部的深度设定为1μm以上且10μm以下，能够抑制局部放电的开始电压的下降，能够防止局部放电。
在上述方案(3)中，利用喷砂进行加工，从而形成了凹部形成区域的凹部。
由此，能够容易形成凹部。因此，清漆能够更容易将覆膜的表面与槽的内表面固定。另外，根据喷砂所使用的粒径，能够容易调整凹部的尺寸地形成凹部。
因而，上述方案(3)能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心。
在上述方案(4)中，在凹部形成区域设置多个凹部形成构件，在多个凹部形成构件之间形成凹部。
由此，仅通过例如调整形成覆膜的材料与凹部形成构件的比率、凹部形成构件的尺寸等，就能够容易调整凹部的尺寸地形成凹部。因此，清漆能够更容易将覆膜的表面与槽的内表面固定。
因而，上述方案(4)能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心。
在上述方案(5)中，将多个凹部形成构件分别形成为粒子状。
由此，仅通过调整例如形成覆膜的材料与凹部形成构件的比率、凹部形成构件的粒子尺寸，就能够容易调整凹部的尺寸地形成凹部。因此，清漆能够更容易将覆膜的表面与槽的内表面固定。
因而，上述方案(5)能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心。
在上述方案(6)中，将凹部形成构件形成为粒子状且中空。
由此，能够抑制介电常数的增加，容易形成凹部。因此，清漆能够抑制局部放电并容易将覆膜的表面与槽的内表面固定。
因而，上述方案(6)能够抑制局部放电，能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心。
在上述方案(7)中，旋转电机具备能够容易且可靠地将导线固定于定子铁心的上述定子。
由此，能够提供一种耐久性优异的高性能的旋转电机。
附图说明
图1是表示具备第一实施方式的定子的电动机的整体结构的剖视图。
图2是定子的一部分的剖视图。
图3是图2的A部的放大图。
图4是图3的B部的放大图。
图5是第二实施方式的定子的导线的剖视图。
图6是第二实施方式的变形例的定子的导线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
(第一实施方式)
对第一实施方式的定子5进行说明。
图1是表示具备第一实施方式的定子的电动机的整体结构的剖视图。
如图1所示，实施方式的电动机1(相当于技术方案中的“旋转电机”)具备外壳3、定子5、转子7及输出轴9。
本实施方式的电动机1例如是搭载于混合动力机动车、电动机动车这样的车辆的行驶用马达。但是，本实施方式的结构不限定于上述例子，还能够适用于搭载于车辆的发电用马达等其他用途的马达。另外，本实施方式的结构能够适用于除了搭载于车辆的情况以外的旋转电机、即包含发电机在内的所谓的旋转电机的整个类别。
外壳3例如形成为收容定子5及转子7的筒状。
定子5形成为环状，例如安装于外壳3的内周面。定子5具有定子铁心11和安装于定子铁心11的绕组13，使旋转磁场作用于转子7。
转子7例如具有转子铁心和安装于转子铁心的磁铁，且在定子5的内侧被驱动而旋转。输出轴9连接于转子7，将转子7的旋转作为驱动力进行输出。
图2是表示定子的一部分的剖视图。
如图2所示，定子5具备定子铁心11和绕组13。
定子铁心11形成为包围转子7的环状。在定子铁心11设有多个槽17。多个槽17沿定子铁心11的周向并排配置。槽17沿定子铁心11的轴向贯穿定子铁心11。槽17的截面形成为矩形形状。
绕组13收容于多个槽17而装配于定子铁心11。绕组13是由U相、V相及W相构成的三相线圈。本实施方式的绕组13由彼此连结地被使用的多个分段线圈21形成。
一个分段线圈21具备多条(例如4条)导线23。各导线23插入配置于在周向上相邻的槽17、17内。各导线23彼此相连结。
图3是图2的A部的放大图。如图3所示，各导线23具有扁平导体25和覆膜27。扁平导体25由导电性的材料形成。扁平导体25构成导线23的芯线。扁平导体25形成为U字状。扁平导体25的截面形成为长方形形状。
覆膜27覆盖在扁平导体25的表面29上。覆膜27由例如搪瓷层等树脂层形成。
图4是图3的B部的放大图。
如图4所示，在槽17的内表面31密接地配置有绝缘纸35。在覆膜27的表面33与绝缘纸35的表面39之间填充有清漆37。由此，清漆37被填充于覆膜27的表面33与槽17的内表面31之间。清漆37将覆膜27的表面33和槽17的内表面31固定。
在覆膜27设有在表面33形成有凹部43的凹部形成区域41。
清漆37进入凹部43。凹部43的深度被设定为1μm以上且10μm以下。
凹部形成区域41的凹部43是通过利用喷砂对覆膜27进行加工而形成的。凹部43的形成例如按以下的顺序进行。
(1)利用掩片覆盖导线23中的不形成凹部43的部分。
(2)向导线23吹送研磨剂，对掩片没覆盖的部分进行磨削，从而形成凹部43(凹部形成区域41)。
(3)取下掩片。
在第一实施方式的定子5中，在导线23的覆膜27的表面33设有凹部形成区域41。由此，覆膜27的表面积变大，因此清漆37相对于覆膜27的表面33的密接性得到提高。此外，通过清漆37进入凹部43，能够获得锚固效果。因此，清漆37能够可靠地将覆膜27的表面33与槽17的内表面31固定。因此，在第一实施方式的定子5中，仅通过在导线23的覆膜27的表面33设置凹部形成区域41，就能够可靠地将导线23固定于定子铁心11。因而，第一实施方式的定子5能够容易且可靠地将导线23固定于定子铁心11。
此外，在第一实施方式的定子5中，通过在导线23的覆膜27设有凹部形成区域41从而使覆膜27的表面积变大，因此覆膜27的热交换面积增加。因而，第一实施方式的定子5能够在例如使用制冷剂对导线23进行冷却的情况下提高导线23的冷却性。
另外，在第一实施方式的定子5中，将凹部43的深度设定为1μm以上且10μm以下。由此，清漆37能够充分进入凹部43，因此能够更可靠地将覆膜27的表面33与槽17的内表面31固定。因而，第一实施方式的定子5能够更可靠地将导线23固定于定子铁心11。此外，通过将凹部43的深度设定为1μm以上且10μm以下，能够抑制局部放电的开始电压的下降，能够防止局部放电。
另外，在第一实施方式的定子5中，利用喷砂进行加工，来形成凹部形成区域41的凹部43。由此，能够容易形成凹部43。因此，清漆37能够更容易将覆膜27的表面33与槽17的内表面31固定。另外，根据喷砂所使用的粒径，能够容易调整凹部43的尺寸地形成凹部43。因而，第一实施方式的定子5能够容易且可靠地将导线23固定于定子铁心11。
另外，第一实施方式的电动机1具备能够容易且可靠地将导线23固定于定子铁心11的上述定子5，因此能够做成耐久性优异的高性能的电动机1。
(第二实施方式)
接着，参照图5对第二实施方式的定子进行说明。需要说明的是，以下，对与第一实施方式同样的结构省略详细的说明。
图5是本发明的第二实施方式的定子的导线的剖视图。
装配于定子5A的导线23A具有扁平导体25和覆膜27A。覆膜27A覆盖于扁平导体25的表面29。覆膜27A由多个树脂层57层叠而形成。树脂层57由聚酰亚胺、搪瓷等树脂材料形成。表层的树脂层57通过涂布于下层的树脂层57的表面并进行干燥、固化而形成。
在覆膜27A的表面33A设有凹部形成区域41A。在凹部形成区域41A设有多个凹部形成构件63。多个凹部形成构件63的一部分埋设于覆膜27A的表层的树脂层57。由此，在凹部形成区域41A中的多个凹部形成构件63之间形成有凹部43A。凹部43A的深度被设定为1μm以上且10μm以下。
凹部形成构件63例如采用所谓的微囊。凹部形成构件63形成为粒子状且实心。凹部形成构件63的外壳67例如由硅酮系树脂材料形成。在凹部形成构件63的内部例如填充有丙烯酸系树脂材料69。对凹部形成构件63的设置方法进行说明。凹部形成构件63被添加于作为表层的树脂层57所涂布的树脂涂料(例如聚酰亚胺树脂涂料)。添加有凹部形成构件63的表层的树脂涂料通过干燥、固化从而成为表层的树脂层57。由此，凹部形成构件63以凹部形成构件63的一部分从表层的树脂层57伸出的状态设置。
在第二实施方式的定子5A中，在凹部形成区域41A设置多个凹部形成构件63，在多个凹部形成构件63之间形成凹部43A。由此，仅通过调整例如形成覆膜27A的材料与凹部形成构件63的比率、凹部形成构件63的尺寸等，就能够容易调整凹部41A的尺寸地形成凹部43A。因此，清漆37(参照图4)能够更容易将覆膜27A的表面33A与槽17的内表面31固定。因而，第二实施方式的定子5A能够容易且可靠地将导线23A固定于定子铁心11。
另外，在第二实施方式的定子5A中，将多个凹部形成构件63分别形成为粒子状。由此，仅通过调整例如形成覆膜27A的材料与凹部形成构件63的比率、凹部形成构件63的粒子尺寸，就能够容易调整凹部43A的尺寸地形成凹部43A。因此，清漆37能够更容易将覆膜27A的表面33A与槽17的内表面31(参照图4)固定。因而，第二实施方式的定子5A能够容易且可靠地将导线23A固定于定子铁心11(参照图4)。
另外，硅酮系树脂与清漆37的亲和性良好，因此清漆37相对于凹部形成构件63(即凹部43A)的密接性得到提高。因此，清漆37相对于凹部43A的锚固效果进一步提高。因此，清漆37能够更可靠地将覆膜27A的表面33A与槽17的内表面31固定。因而，第二实施方式的定子5A能够更可靠地将导线23A固定于定子铁心11。
(第二实施方式的变形例)
接着，参照图6对第二实施方式的变形例的定子进行说明。
图6是本发明的第二实施方式的变形例的定子的导线的剖视图。
在第二实施方式的变形例的定子5B上装配的导线23B具有扁平导体25和覆膜27A。
在覆膜27A的表面33A设有凹部形成区域41A。在凹部形成区域41A设有多个凹部形成构件83。多个凹部形成构件83的一部分埋设于覆膜27A的表层的树脂层57。由此，在凹部形成区域41A中的多个凹部形成构件83之间形成有凹部43B。凹部43B的深度被设定为1μm以上且10μm以下。
凹部形成构件83成为粒子状且中空。即，凹部形成构件83的内部89成为空间。中空的凹部形成构件83例如是通过对第二实施方式的凹部形成构件63(参照图5)加热，以使内部的丙烯酸系树脂69(参照图5)气化而形成的。
在第二实施方式的变形例的定子5B中，将凹部形成构件83形成为粒子状且中空。由此，能够抑制介电常数的增加，容易形成凹部43B。因此，清漆37(参照图4)能够抑制局部放电并容易将覆膜27A的表面33A与槽17的内表面31(参照图4)固定。因而，第二实施方式的变形例的定子5B能够抑制局部放电，能够容易且可靠地将导线23B固定于定子铁心11(参照图4)。
需要说明的是，本发明并不限定于参照附图进行了说明的上述的实施方式，可以考虑其技术范围内的各种变形例。
例如，在上述的各实施方式中，使绝缘纸35介于槽17的内表面31与清漆37之间，但也可以不必隔有绝缘纸35。
另外，在第二实施方式及第二实施方式的变形例中，作为凹部形成构件63、83使用了所谓的微囊，但也可以使用其他的粒子状的构件。
除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述的实施方式中的构成要素替换成周知的构成要素。

Claims (7)

1.一种定子，其具备设有槽的定子铁心和配置于所述槽的导线，
所述定子的特征在于，
所述导线具有扁平导体和覆盖于所述扁平导体的表面的覆膜，
在所述覆膜的表面与所述槽的内表面之间填充有将所述覆膜的表面与所述槽的内表面固定的清漆，
在所述覆膜的表面设有凹部形成区域，该凹部形成区域中形成有供所述清漆进入的凹部。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，
所述凹部的深度被设定为1μm以上且10μm以下。
3.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，
所述凹部形成区域的所述凹部通过喷砂进行加工而形成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的定子，其特征在于，
在所述凹部形成区域设有多个凹部形成构件，
所述凹部形成于多个所述凹部形成构件之间。
5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，
多个所述凹部形成构件形成为粒子状。
6.根据权利要求5所述的定子，其特征在于，
多个所述凹部形成构件是中空的构件。
7.一种旋转电机，其特征在于，
所述旋转电机具备权利要求1～6中任一项所述的定子。
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