CN109804531B - 旋转电机的定子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

旋转电机的定子(1)由于交替地配置多个磁极片(2)和轭铁片(3)，因此能够在各磁极片(2)的齿部(5)之间确保供自动绕线机(21)进入的空间，能够容易地进行高速绕线和排列绕线。另外，卷绕在规定的磁极片(2a、2c)的齿部(5)上的线圈(10)的卷绕结束线，作为与其他磁极片(2b、2d)的齿部(5)之间的搭接线(20)，在与规定的磁极片(2a、2c)相邻的轭铁片(3a、3c)的轴向端部从背轭部(4B)的内径侧向外径侧引出，因此能够确保配置搭接线(20)的空间，能够高速且可靠地形成搭接线。

Description

旋转电机的定子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的定子及其制造方法。

背景技术

旋转电机通过使卷绕在定子上的线圈密度更高，实现高效率化以及小型化。以往，作为使高密度地卷绕线圈时的作业性提高的方法，采用了将定子铁芯分割为多个的分割铁芯。在专利文献1中，示出了具备单元铁芯的旋转电机，该单元铁芯将两个磁极片的背轭部彼此以能够折弯的方式连结而成。在该现有例中，在磁极片的齿部经由绝缘用绕线管卷绕有线圈，将线圈的卷绕开始线和卷绕结束线卡定于绝缘用绕线管。

另外，在该现有例中，在绕线作业时，使单元铁芯反向翘曲以使从背轭部突出的齿部位于外侧，在扩大了相邻的磁极片的距离的状态下在齿部卷绕有线圈。另外，通过在相同相内不切断线圈地连续卷绕，削减了绕线的末端部的处理次数，降低了制作成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-246353号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1中，通过使单元铁芯为反向翘曲状态，避免了磁极片与绕线装置的干涉，实现了线圈的高密度化和高速绕线，但需要使单元铁芯反向翘曲的工序，工时及设备投资费增加。另外，由于将线圈的卷绕开始线和卷绕结束线卡定于一个齿部的绝缘用绕线管，因此，若定子小型化，则无法确保供绕线装置进入的空间，高速绕线变得困难。另外，若定子小型化，则存在难以确保在两个齿部之间配置搭接线的部位的课题。

本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种不会带来工时及设备投资费的增加就能够容易地进行高速的绕线作业的旋转电机的定子及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机的定子具备多个磁极片和多个轭铁片，所述多个磁极片具有第一背轭部和从第一背轭部突出的齿部，所述多个轭铁片具有与第一背轭部连结的第二背轭部，多个磁极片和多个轭铁片以齿部成为内径侧的方式交替地配置成圆环状，其中，在卷绕安装于多个磁极片中的规定的磁极片的齿部的线圈与卷绕安装于规定的磁极片之外的其他磁极片的齿部的线圈之间形成有搭接线，搭接线配置于与规定的磁极片相邻的轭铁片的旋转电机的轴向上的端部，并且卡定于相邻的轭铁片。

本发明的旋转电机的定子的制造方法是多个磁极片和多个轭铁片交替地配置成圆环状的旋转电机的定子的制造方法，包括：绕线工序，准备多个磁极片和多个轭铁片交替地配置而成的定子铁芯，所述多个磁极片具有第一背轭部和从第一背轭部突出的齿部，所述多个轭铁片具有与第一背轭部连结的第二背轭部，将定子铁芯安装于自动绕线机，并将线圈卷绕于多个磁极片中的规定的磁极片的齿部之后，在与规定的磁极片相邻的轭铁片的旋转电机的轴向上的端部将线圈的卷绕结束线从第二背轭部的内径侧向外径侧引出；以及铁芯闭合工序，在绕线工序之后，以齿部成为内径侧的方式将定子铁芯折弯成圆环状，并将两端部对接而结合。

发明效果

根据本发明的旋转电机的定子，通过交替地配置各个多个磁极片和轭铁片，能够在各磁极片的齿部之间确保供自动绕线机进入的空间，能够容易地进行高速绕线和排列绕线。另外，由于将卷绕安装于规定的磁极片的齿部的线圈与卷绕安装于规定的磁极片之外的其他磁极片的齿部的线圈之间的搭接线配置并卡定在与规定的磁极片相邻的轭铁片的轴向的端部，因此能够确保配置搭接线的空间，能够高速且可靠地形成搭接线。

另外，根据本发明的旋转电机的定子的制造方法，在绕线工序中，将多个磁极片和多个轭铁片交替地配置而成的定子铁芯安装于自动绕线机，将线圈卷绕于规定的磁极片的齿部，因此，能够在各磁极片的齿部之间确保供自动绕线机进入的空间，能够容易地进行高速绕线和排列绕线。另外，由于将线圈的卷绕结束线在与规定的磁极片相邻的轭铁片的轴向的端部从第二背轭部的内径侧向外径侧引出，因此能够较大地确保为了形成搭接线而使自动绕线机进行动作的空间，能够高速且可靠地形成搭接线。因此，根据本发明，不会带来工时及设备投资费的增加，相对于小型的定子也能够容易地进行高速的绕线作业，能够实现旋转电机的定子的生产率提高、旋转电机的高效率化以及小型化。

根据参照附图的以下的本发明的详细说明，本发明的上述以外的目的、特征、观点以及效果会更加明确。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的旋转电机的定子的俯视图。

图2是说明本发明的实施方式1的定子的制造方法的流程的图。

图3是本发明的实施方式1的定子铁芯的板材下料图。

图4(a)-图4(c)是说明作为本发明的实施方式1的定子的制造方法的绕线工序的图。

图5是说明作为本发明的实施方式1的定子的制造方法的铁芯闭合工序的图。

图6是表示本发明的比较例的定子的剖视图。

图7是本发明的比较例中的定子铁芯的板材下料图。

图8是说明本发明的比较例的定子中的绕线作业的图。

图9(a)-图9(b)是说明构成本发明的实施方式1的定子的磁极片与轭铁片的关系的图。

图10(a)-图10(b)是说明构成本发明的比较例的定子的磁极片与轭铁片的关系的图。

图11(a)-图11(b)是说明构成本发明的实施方式1的定子的绝缘体的变形例的图。

图12(a)-图12(b)是表示本发明的实施方式2的旋转电机的定子的图。

图13是表示本发明的实施方式3的旋转电机的定子的俯视图。

图14是说明构成本发明的实施方式3的定子的轭铁片的绕线空间的图。

图15是说明本发明的实施方式3的定子中的相同相的线圈间的搭接线形成处理的图。

图16(a)-图16(b)是说明本发明的实施方式3的定子铁芯的俯视图。

图17是表示构成本发明的实施方式3的定子的绝缘体的立体图。

图18是表示在本发明的实施方式3的定子铁芯的轭铁片上安装了绝缘体的状态的俯视图。

图19是说明本发明的实施方式3的定子的绕线作业的图。

图20是说明本发明的实施方式3的定子的绕线作业的变形例的图。

图21(a)-图21 (b)是表示本发明的实施方式4的旋转电机的定子的俯视图。

图22(a)-图22(b)是表示本发明的实施方式5的旋转电机的定子的俯视图。

具体实施方式

实施方式1

以下，基于附图对本发明的实施方式1的旋转电机的定子及其制造方法进行说明。在各图中，对图中相同、相当的部分标注相同的附图标记。另外，图中箭头M表示磁通流动的方向。此外，在以下的说明中，轴向是指旋转电机的轴向。

如图1所示，构成本实施方式1的定子1的定子铁芯具有各4个磁极片和轭铁片。第一磁极片2a、第二磁极片2b、第三磁极片2c以及第四磁极片2d(统称为磁极片2)是在轴向上层叠多个薄板的电磁钢板而成的构造。磁极片2具有在相对于轴向垂直的方向上延伸的作为第一背轭部的背轭部4A和从背轭部4A突出的齿部5。

另外，第一轭铁片3a、第二轭铁片3b、第三轭铁片3c以及第四轭铁片3d(统称为轭铁片3)是在轴向上层叠多个薄板的电磁钢板而成的构造。轭铁片3具有在相对于轴向垂直的方向上延伸的作为第二背轭部的背轭部4B。此外，在不需要特别区分的情况下，将磁极片2 的背轭部4A和轭铁片3的背轭部4B酌情记载为背轭部4。

磁极片2和轭铁片3以齿部5成为内径侧的方式交替地配置为圆环状，通过彼此相邻的背轭部4A、4B之间的设置于外周侧的薄壁部 6而以能够折弯的方式连结。但是，第四轭铁片3d的背轭部4B与第一磁极片2a的背轭部4A之间不具有薄壁部6。

第四轭铁片3d在背轭部4B的长度方向的端部具有在周向上突出的结合凸部7，第一磁极片2a在背轭部4A的长度方向的端部具有在周向上凹陷的结合凹部8。结合凸部7和结合凹部8相互嵌合而结合。此外，结合凸部7和结合凹部8也可以反过来配置。

即，相互相邻的背轭部4A、4B的连结部中的1个部位以设置于背轭部4A的长度方向的端部的凸部(或凹部)与设置于背轭部4B的长度方向的端部的凹部(或凸部)嵌合的状态结合，连结部的其他部位具有折弯成规定的角度的薄壁部6。

在磁极片2上设置有由绝缘材料构成的第一绝缘体9A，线圈10 经由第一绝缘体9A卷绕安装于齿部5。第一绝缘体9A具有卷绕开始线配置部9s，该卷绕开始线配置部9s用于配置线圈10的卷绕开始线 10A、10B。

在卷绕安装于多个磁极片2中的规定的磁极片(在图1中为第一磁极片2a和第三磁极片2c)的齿部5的线圈10与卷绕安装于规定的磁极片之外的其他磁极片(在图1中为第二磁极片2b与第四磁极片 2d)的齿部5的线圈10之间形成有搭接线20。搭接线20配置在与规定的磁极片相邻的轭铁片(在图1中为第一轭铁片3a和第三轭铁片 3c)的轴向端部，并且卡定于相邻的轭铁片。如图1所示，以卷绕开始线10A为卷绕起点卷绕安装于第一磁极片2a的齿部5的线圈10和以卷绕开始线10B为卷绕起点卷绕安装于第二磁极片2b的齿部5的线圈10经由搭接线20连续地卷绕。

另外，在各个轭铁片3的背轭部4B的内径侧设置有由绝缘材料构成的第二绝缘体9B。第二绝缘体9B具有搭接线卡定部9t，该搭接线卡定部9t通过使搭接线20沿着搭接线卡定部9t而将其卡定(参照图17)。

搭接线20通过沿着覆盖与第一磁极片2a相邻的第一轭铁片3a 的第二绝缘体9B的搭接线卡定部9t弯曲而被卡定。另外，搭接线20 在第一轭铁片3a的轴向端部从第一轭铁片3a的内径侧向外径侧被引出。

并且，搭接线20作为第二磁极片2b的卷绕开始线10B，配置在设置于第二磁极片2b的第一绝缘体9A的卷绕开始线配置部9s。卷绕安装于第二磁极片2b的齿部5的线圈10的卷绕结束线10C配置并卡定于第二轭铁片3b的轴向端部。第三磁极片2c和第四磁极片2d以及第三轭铁片3c和第四轭铁片3d也是同样的结构。

此外，在图1所示的例子中，卷绕安装于第二磁极片2b的齿部5 的线圈10的卷绕结束线10C配置并卡定于第二轭铁片3b的轴向端部，但卷绕结束线10C的处理并不限定于此。卷绕安装于第二磁极片2b 和第四磁极片2d的线圈10的卷绕结束线10C不形成搭接线而是被切断。因此，卷绕结束线10C也可以配置并卡定于第二磁极片2b或第四磁极片2d的轴向端部。

图2是说明定子1的制造方法的流程的流程图。本实施方式1的定子1的制造方法包括步骤S01的冲裁工序、步骤S02的绕线工序以及步骤S03的铁芯闭合工序。

使用图3对步骤S01的冲裁工序进行说明。图3是从电磁钢板冲下钢板片的情况下的板材下料图。在电磁钢板31上配置有两个钢板片32。各个钢板片32配置成磁极片2的背轭部4A的长度方向和轭铁片 3的背轭部4B的长度方向与电磁钢板31的轧制方向即长度方向一致。

另外，钢板片32的长度方向和背轭部4的长度方向与电磁钢板 31的输送方向(图中箭头A所示)一致。两个钢板片32以彼此的齿部5相向的方式配置，并且以在一个钢板片32的两个齿部5之间收纳另一个钢板片32的齿部5的方式配置。

钢板片32通过冲压机从电磁钢板31冲裁。在冲压机中规定片数的钢板片32在轴向上层叠，通过铆接固定而制作定子铁芯。之后，在磁极片2的齿部5的外周一体成形而安装由绝缘树脂构成的第一绝缘体9A。另外，在轭铁片3的内周一体成形而安装由绝缘树脂构成的第二绝缘体9B。此外，在图3中，斜线部的面积A₀是一个钢板片32的面积。

下面，使用图4(a)-图4(c)对步骤S02的绕线工序进行说明。图4(a)是表示绕线作业中的定子铁芯和自动绕线机的俯视图，图4(b)是图4(a) 中X-X所示的部分的剖视图，图4(c)是说明利用自动绕线机进行的搭接线形成处理的图。此外，图4(a)示出了在第一磁极片2a和第三磁极片2c的齿部5卷绕了线圈10的状态。

在绕线工序中，将在上述冲裁工序中制作的直线状的定子铁芯安装于自动绕线机21来进行绕线作业。自动绕线机21具备用于固定绕线前的磁极片2以及轭铁片3的固定夹具22和线圈供给卷绕用的第一锭翼23A以及第二锭翼23B(统称为锭翼23)。如图4(b)所示，固定夹具22具备基座部24、按压板25以及螺钉26。磁极片2以及轭铁片3以各自的背轭部4A、4B的长度方向一致的状态设置于基座部 24的轴向端面。

如图4(b)所示，通过使轭铁片3的径向外侧的端面与基座部24 面接触，对定子铁芯进行定位。按压板25在基座部24的轴向上夹持轭铁片3的背轭部4B来进行固定。定子铁芯由按压板25和基座部24 夹持轭铁片3的背轭部4B，并通过螺钉26固定。

锭翼23配置成旋转中心(在图4(a)中B所示)与磁极片2的齿部5的长度方向一致，在与磁极片2的齿部5的长度方向一致的方向(图4(a)中箭头C所示)上进行滑动动作。另外，锭翼23也在与磁极片2的背轭部4A的长度方向一致的方向(图4(a)中箭头D 所示)上进行滑动动作。

在绕线工序中，卷绕在规定的磁极片2的齿部5上的线圈10的卷绕结束线不在该磁极片2的轴向端部从齿部5侧向背轭部4A侧引出，而是在与该磁极片2相邻的轭铁片3的轴向端部从背轭部4B的内径侧向外径侧引出。

具体而言，第一锭翼23A在向第一磁极片2a的齿部5的绕线作业结束后，在图4(a)中箭头D所示的方向上滑动移动，并移动至相邻的第二磁极片2b的齿部5与第一锭翼23A的旋转中心B相向的位置。此时，不切断卷绕在第一磁极片2a的齿部5上的线圈10的卷绕结束线，而是使其成为搭接线20。

使用图4(c)对自动绕线机21的搭接线形成处理进行说明。第一锭翼23A使搭接线20从第一磁极片2a沿着设置于相邻的第一轭铁片3a的第二绝缘体9B引线。接着，使搭接线20在第二绝缘体9B的搭接线卡定部9t弯曲，形成折印而临时固定。然后，将搭接线20配置在设置于第二磁极片2b的第一绝缘体9A的卷绕开始线配置部9s。此外，搭接线20经由第二绝缘体9B配置于第一轭铁片3a，因此确保了绝缘。

接着，第一锭翼23A向第二磁极片2b的齿部5卷绕线圈10。此时的线圈10的卷绕方向是与线圈10向第一磁极片2a的齿部5的卷绕方向相反的方向。

此外，与第一锭翼23A在第一磁极片2a上绕线的动作同步地，第二锭翼23B在第三磁极片2c上绕线。同样地，与第一锭翼23A从第一磁极片2a到第二磁极片2b形成搭接线的动作同步地，第二锭翼 23B从第三磁极片2c到第四磁极片2d形成搭接线。并且，与第一锭翼23A在第二磁极片2b上绕线的动作同步地，第二锭翼23B在第四磁极片2d上绕线。

本实施方式1的定子在第一磁极片2a与第二磁极片2b之间具有第一轭铁片3a，从而第一磁极片2a与第二磁极片2b的齿部5之间的距离(图4(a)中E1所示)变大。由此，即使定子1小型，也能够确保供锭翼23进入的空间。

在图4(a)中，La表示第一锭翼23A的旋转半径，Lb是使第一磁极片2a的卷绕结束线从第一轭铁片3a的内径侧移动到外径侧时的第一轭铁片3a的内径侧的轮廓与卷绕结束线交叉的位置、与第一锭翼 23A的旋转中心B的距离，设定为La<Lb。

也就是说，在将线圈10卷绕于第二磁极片2b时，相对于第一锭翼23A的旋转中心B，第一磁极片2a的卷绕结束线位于比第一锭翼 23A的外径部远的位置。由此，即使在第二磁极片2b的绕线过程中使第一锭翼23A移动到外径侧，第一锭翼23A也不会与第一磁极片2a的卷绕结束线干涉。因此，不会发生卷绕结束线的变形或损伤，能够实现线圈10的高密度化。

此外，在图4(c)中，第一磁极片2a的卷绕结束线作为搭接线 20配置在第一轭铁片3a的轴向端部，但此时，也可以使其在薄壁部6 附近从内径侧移动到外径侧。由此，在绕线工序之后的铁芯闭合工序中折弯薄壁部6时，能够抑制搭接线20绷紧或松弛。

但是，在小型的旋转电机的定子中，搭接线20的绷紧或松弛是微小的量，有时不会成为问题。另外，在小型的旋转电机的定子的情况下，有可能在高速地进行搭接线形成处理时自动绕线机振动，锭翼23 与搭接线20发生干涉。因此，在第一轭铁片3a的轴向端部将搭接线 20从内径侧向外径侧引出的位置设为对各个产品有利的位置即可。

下面，使用图5对步骤S03的铁芯闭合工序进行说明。当向所有的磁极片2的齿部5的绕线作业完成时，接着实施铁芯闭合工序。在铁芯闭合工序中，以齿部5成为内径侧的方式将磁极片2和轭铁片3 折弯成圆环状，将两端部对接而结合。具体而言，将各磁极片2的齿部5的自由端侧的前端部依次按压到芯棒30上，将磁极片2及轭铁片 3从绕线时的直线形状折弯成圆环形状。

在闭合成圆环状时对接的磁极片2和轭铁片3的端面，分别形成有结合凸部7和结合凹部8，通过从周向的插入而将两端面嵌合。通过在对接面设置结合凸部7和结合凹部8，能够抑制半径方向的位置偏移，定子铁芯的内径圆度提高。嵌合后，例如通过TIG焊接或粘接这样的接合手段将对接的端面彼此结合。当铁芯闭合工序结束时，本实施方式1的定子1完成。

下面，为了明确本实施方式1的定子1的特征，进行与比较例的对比。图6是表示作为本发明的比较例的定子的剖视图，图7是比较例的定子中的定子铁芯的板材下料图，图8是说明比较例的定子的绕线作业的图。此外，在图8中，省略了固定夹具、搭接线的图示。

如图6所示，比较例的定子101具有4个磁极片102，在各磁极片102之间不具有轭铁片。磁极片102是沿着轴向层叠多个薄板的电磁钢板的构造，具有在相对于层叠方向垂直的方向上延伸的背轭部 104和从背轭部104向内径侧突出的齿部105。在磁极片102的齿部105，经由绝缘体卷绕安装有线圈110。磁极片102通过彼此相邻的背轭部104的外周的薄壁部106而以能够折弯的方式连结。

另外，如图7所示，成为比较例的定子101的定子铁芯的钢板片 132中，各个磁极片102的背轭部104的长度方向一致。钢板片132 的磁极片102的背轭部104的长度方向与电磁钢板31的输送方向(图中箭头A所示)一致。

两个钢板片132以彼此的齿部105相向的方式配置，并且以在一个钢板片132的两个齿部105之间收纳另一个钢板片132的齿部105 的方式配置。此外，在图7中，斜线部的面积B₀是一个钢板片132的面积。

使用图3和图7对本实施方式1的定子1与比较例的定子101的磁性材料使用率的差异进行说明。在图3所示的定子1的板材下料配置中，材料使用率(2A₀/(L1×L2))为37.8％。另外，在图3所示的定子1的板材下料配置中，在磁极片2和轭铁片3的背轭部4流动的磁通的方向M与电磁钢板31的轧制方向一致。

与此相对，在图7所示的比较例的定子101的板材下料配置中，材料使用率(2B₀/(L3×L4))为36.7％。即，由磁极片2和轭铁片3 构成的定子1可得到比仅由磁极片102构成的定子101高的材料使用率。另外，在图7所示的定子101的板材下料配置中，在磁极片102的背轭部104流动的磁通的方向M与电磁钢板31的轧制方向一致的比例比图3所示的定子1的板材下料配置下的比例少。

一般，在电磁钢板31的轧制方向和与其正交的方向中，轧制方向的磁阻更小，能够降低铁损。因此，本实施方式1的定子1的板材下料配置与比较例的定子101的板材下料配置相比，可得到磁特性更好的定子铁芯。

另外，如图8所示，在比较例的定子101的情况下，若在利用自动绕线机21在磁极片102的齿部105上进行绕线作业时想要向齿部 105的背轭部104侧绕线，则锭翼23的旋转面(图8中Q所示)与后轭部104干涉。因此，难以仅使用锭翼23在该部位进行绕线。

与此相对，在本实施方式1的定子1的情况下，如图4(a)所示，在磁极片2的齿部5上进行绕线作业时，轭铁片3的背轭部4B位于比锭翼23的旋转面(图4(a)中Q所示)靠外径侧的位置。因此，能够避免轭铁片3的背轭部4B与锭翼23干涉。

另外，若比较本实施方式1的定子1的绕线时的齿部5之间的间距E1(图4(a))与比较例的定子101的绕线时的齿部105之间的间距E2(图8)，则E1>E2。因此，定子1能够较大地确保在绕线作业时锭翼23进入的空间，能够避免相邻的磁极片2的齿部5与锭翼 23干涉。

另外，本实施方式1的定子1与比较例的定子101相比，能够较大地确保为了配置搭接线而使自动绕线机21进行动作的空间，能够高速且可靠地形成搭接线。若该空间狭小，则有可能由于定子铁芯、绝缘体的尺寸偏差、或者高速动作时的自动绕线机21的振动而使自动绕线机21与工件干涉。

下面，使用图9(a)-图9(b)和图10(a)-图10(b)对构成本实施方式1的定子1的磁极片2 和轭铁片3的关系进行说明。图9(a)是表示本实施方式1的定子的结构的剖视图，图9(b)示出了本实施方式1的定子的绕线时的形状。

在本实施方式1的定子1中，磁极片2的背轭部4A的长度方向的尺寸比轭铁片3的背轭部4B的长度方向的尺寸长。因此，在图9 (a)中，在将磁极片2的背轭部4A的长度方向的两侧的端面11相对于中心轴O形成的角度设为θ1、将轭铁片3的背轭部4B的两侧的端面相对于中心轴O形成的角度设为θ2时，θ1>θ2。

另外，如图9(b)所示，在本实施方式1的定子1的情况下，在绝缘体9A的整个背面存在磁极片2的背轭部4A。因此，在以磁极片 2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致的方式配置而将线圈10卷绕于磁极片2的齿部5时，能够抑制绝缘体 9A向背轭部4A侧的倾倒。

另一方面，作为比较例，对磁极片2的背轭部4A的长度方向的尺寸与轭铁片3的背轭部4B的长度方向的尺寸相等的定子1A进行说明。图10(a)是表示比较例的定子的结构的剖视图，图10(b)示出了比较例的定子的绕线时的形状。

在比较例的定子1A的情况下，如图10(a)所示，将磁极片2 的背轭部4A的长度方向的两侧的端面11相对于中心轴O形成的角度设为θ3、将轭铁片3的背轭部4B的两侧的端面相对于中心轴O形成的角度设为θ4时，θ3＝θ4。

另外，如图10(b)所示，在比较例的定子1A的情况下，在绝缘体9A的背面的一部分(图10(b)中9p所示)不存在背轭部4A。因此，在以磁极片2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致的方式配置而将线圈10卷绕于磁极片2的齿部5时，在背面没有背轭部4A的部分，发生绝缘体9A向背轭部4A侧的倾倒。因此，在本实施方式1的定子1中，使磁极片2的背轭部4A的长度方向的尺寸比轭铁片3的背轭部4B的长度方向的尺寸长。

下面，使用图11(a)-图11(b)对安装于本实施方式1的定子的绝缘体的变形例进行说明。图11(a)是说明本实施方式1的定子的绕线作业的变形例的俯视图，图11(b)是图11(a)中A-A所示的部分的剖视图。此外，在图11(a)-图11(b)中，将背轭部4的长度方向设为X方向，将齿部5的长度方向设为Y方向，并且将电磁钢板31的层叠方向(旋转电机的轴向)设为Z方向。

在图4(a)-图4(c)所示的例子中，使安装在磁极片2上的第一绝缘体9A和安装在轭铁片3上的第二绝缘体9B为不同构件，但如图11(a)所示，也可以仅在磁极片2上设置由绝缘材料构成的绝缘体9a、9b、9c、9d (统称为绝缘体9)，覆盖与磁极片2的一部分相邻的轭铁片3的一部分。由此，不需要第二绝缘体9B，因此能够减少零件数量，能够提供更廉价的定子。

在图11(b)中，虚线B-B表示第一磁极片2a与第一轭铁片3a 的交界线，图中左侧为第一磁极片2a的区域，右侧为第一轭铁片3a 的区域。在第一磁极片2a上安装有绝缘体9a，其X方向的端部超过第一磁极片2a，延伸到相邻的第一轭铁片3a的区域。另外，安装于第二磁极片2b的绝缘体9b也是其X方向的端部超过第二磁极片2b，延伸到相邻的第一轭铁片3a的区域。

另外，相邻的两个绝缘体9a、9b各自的与Z方向平行的端部在轭铁片3的内径侧具有Z方向的台阶部D并相向。绝缘体9b由于Z 方向尺寸比铁芯端面长，因此与绝缘体9a之间产生台阶部D。即，台阶部D由绝缘体9b的Z方向端部的轮廓和绝缘体9a的X方向端部的轮廓构成。通过沿着该台阶部D配置搭接线20，能够卡定搭接线 20。

另外，两个绝缘体9a、9b各自的与Z方向平行的端部隔着比线圈10的绕线的直径尺寸小的间隙T而相向。由此，能够防止绕线与定子铁芯的接触，能够提供绝缘质量更高的定子。

此外，在本实施方式1中，在步骤S02的绕线工序中，将定子铁芯以直线状态进行绕线作业，但也可以在反向翘曲状态下进行绕线作业。在该情况下，虽然需要反向翘曲工序，但能够更大地确保在搭接线形成处理时使自动绕线机21进行动作的空间，能够相对于更小型的定子实现搭接线形成处理的高速化。关于在绕线作业时是将定子铁芯设为直线状态还是设为反向翘曲状态，采用对所使用的旋转电机的定子有利的一方即可。

如上所述，根据本实施方式1的定子1，通过将多个磁极片2和轭铁片3分别交替地配置，从而使各磁极片2的齿部5间的距离变大，因此能够确保供自动绕线机21进入的空间，能够容易地进行高速绕线和排列绕线。另外，由于将搭接线20配置并卡定在与磁极片2相邻的轭铁片3的轴向端部，因此能够确保配置搭接线20的空间，能够高速且可靠地形成搭接线。

另外，根据本实施方式1的旋转电机的定子1的制造方法，在绕线工序中，将磁极片2和轭铁片3交替地配置而成的定子铁芯安装在自动绕线机21上，将线圈10卷绕在磁极片2的齿部5，因此与没有轭铁片3的情况相比，各磁极片2的齿部5间的距离变大，能够避免自动绕线机21与工件的干涉，能够容易地进行高速绕线和排列绕线。

另外，由于将线圈10的卷绕结束线在与磁极片2相邻的轭铁片3 的轴向端部从背轭部4B的内径侧向外径侧引出，因此能够将为了形成搭接线20而使自动绕线机21进行动作的空间确保得大，能够高速且可靠地形成搭接线。并且，由于能够不用使定子铁芯成为反向翘曲状态而是在定子铁芯冲裁出的直线状态下直接进行绕线作业以及搭接线形成处理，因此不需要反向翘曲工序，能够削减设备投资费和工时。

因此，根据本实施方式1，不会带来工时及设备投资费的增加，相对于小型的定子也能够容易地进行高速的绕线作业，能够实现旋转电机的定子的生产率提高、旋转电机的高效率化以及小型化。

实施方式2

图12(a)是表示本发明的实施方式2的旋转电机的定子的结构的俯视图，图12(b)是图12(a)中Y-Y所示的部分的剖视图。本实施方式2的旋转电机的定子51通过设置于磁极片52和轭铁片53 的凸部和凹部进行连结。此外，其他结构与上述实施方式1相同，因此省略说明。

本实施方式2的定子51的磁极片52以及轭铁片53与上述实施方式1相同，由在轴向上层叠的多个薄板构成。在磁极片52设置有第一绝缘体9A，线圈10经由第一绝缘体9A卷绕安装于齿部55。如图12 (b)所示，磁极片52和轭铁片53的连结部以设置在磁极片52的背轭部的长度方向端部的薄板上的凸部57或凹部58与设置在轭铁片53 的背轭部的长度方向端部的薄板上的凹部或凸部在轴向上嵌合的状态结合。凸部57和凹部58被铆接固定，以能够折弯的方式连结。

如上述实施方式1的定子1那样，在磁极片52与轭铁片53的连结部具有薄壁部6的情况下，在铁芯闭合工序中，将各磁极片2的齿部5的自由端侧的前端部依次按压到芯棒30上，从而将薄壁部6折弯成规定的角度，同时使磁极片2以及轭铁片3成为圆环形状。与此相对，在本实施方式2中，由于折弯时的旋转中心由凸部57和凹部58 决定，因此不使用特别的夹具或装置就能够将磁极片52和轭铁片53 折弯成圆环形状。

另外，在上述实施方式1的定子1的情况下，若在铁芯闭合工序中将薄壁部6折弯多次，则有时会产生龟裂而使磁阻变高，产生使磁特性降低等不良情况。与此相对，本实施方式2的定子51即使在铁芯闭合工序中多次折弯也不会产生龟裂，不易产生不良情况。

根据本实施方式2，除了与上述实施方式1相同的效果之外，与上述实施方式1相比，能够简化铁芯闭合工序的夹具和装置，不易产生不良情况，因此能够进一步实现生产率的提高。

实施方式3

图13是表示本发明的实施方式3的旋转电机的定子的俯视图。在本实施方式3中，对与上述实施方式1的定子1相比增加了磁极片2 以及轭铁片3的数量的构造的接通3相(U相、V相、W相)交流电源的旋转电机的定子进行说明。本实施方式3的定子61具有各6个磁极片和轭铁片。

如图13所示，定子61具有第一磁极片62a、第二磁极片62b、第三磁极片62c、第四磁极片62d、第五磁极片62e以及第六磁极片62f (统称为磁极片62)、第一轭铁片63a、第二轭铁片63b、第三轭铁片 63c、第四轭铁片63d、第五轭铁片63e以及第六轭铁片63f(统称为轭铁片63)。此外，磁极片62、轭铁片63以及绝缘体的结构与上述实施方式1相同，因此在此省略说明。

使用图14说明本实施方式3的定子61的轭铁片63的内径侧的绕线空间。如图14所示，在使定子61为圆环状时，由连结轭铁片63 的长度方向的两侧的端部与定子61的中心轴O的线和延长磁极片62 的齿部65的内径的轮廓得到的线包围的区域P(图14中斜线部所示)是轭铁片63的内径侧的绕线空间。线圈10不仅配置于磁极片62的背轭部的内径侧的空间，还配置于相邻的轭铁片63的背轭部的内径侧的空间。

上述实施方式1的定子1在轭铁片3的内径侧的绕线空间仅卷入少量线圈10(参照图9(a)-图9(b))，但在本实施方式3的定子61中，卷绕于磁极片62的齿部65的线圈10在轭铁片63的内径侧的绕线空间P中所占的比例大。这样，通过将线圈10卷入到轭铁片63的内径侧的区域，即使是相同空间，也能够提供线圈密度更高的定子61。

使用图15对构成定子61的相同相(例如U相)的线圈10间的搭接线形成处理进行说明。在本实施方式3中，在将线圈10卷绕于第一磁极片62a的齿部65之后，不将其切断，而是连续地将线圈卷绕于第四磁极片62d。此时，第一磁极片62a的卷绕结束线不在安装于第一磁极片62a的第一绝缘体9A向背轭64A侧引出，而是作为搭接线 20向相邻的第二轭铁片63b的背轭64B侧引出。第二轭铁片63b与搭接线20的绝缘由第二绝缘体9B确保。

搭接线20通过沿着第二绝缘体9B的搭接线卡定部9t变形而被限制位置。并且，搭接线20作为卷绕开始线10B配置到安装于第四磁极片62d的第一绝缘体9A的卷绕开始线配置部9s。以该卷绕开始线 10B为卷绕起点，在第四磁极片62d的齿部65上卷绕线圈10。此外，对于V相、W相也同样地实施搭接线形成处理。

在本实施方式3的搭接线形成处理中，能够抑制搭接线20与其他相(V相、W相)的绕线的干涉，能够提高线圈密度。假设在将第一磁极片62a的卷绕结束线在不相邻的轭铁片(例如第三轭铁片63c或第四轭铁片63d)、或者第二磁极片62b、第三磁极片62c等向背轭部64侧引出来设为搭接线的情况下，会在进行其他相的绕线时与该搭接线干涉，无法进行排列绕线。

图16(a)是表示构成本实施方式3的定子的定子铁芯的俯视图，图16(b)是定子铁芯的轭铁片的放大图。另外，图17是表示安装于本实施方式3的定子铁芯的轭铁片的绝缘体的立体图，图18是表示将绝缘体安装于本实施方式3的定子铁芯的轭铁片的状态的俯视图。

在上述实施方式1中，采用了将第二绝缘体9B与轭铁片3一体成形的制造方法，但在本实施方式3中，采用了先成形第二绝缘体9B，并将其安装在轭铁片63上的制造方法。此外，本实施方式3的定子 61的其他制造方法与上述实施方式1相同，因此省略说明。

如图16(a)-图16(b)所示，本实施方式3的定子61的轭铁片63在背轭部的内径侧具有燕尾槽状的绝缘体插入部63s。绝缘体插入部63s向背轭部的内径侧突出，其突出方向的长度尺寸设定为在绕线作业时不与自动绕线机接触的尺寸。

如图17所示，安装于轭铁片63的第二绝缘体9B具有铁芯插入部9i和搭接线卡定部9t。将轭铁片63的绝缘体插入部63s与第二绝缘体9B的铁芯插入部9i对准，将第二绝缘体9B从定子铁芯的层叠方向插入。此时，由于第二绝缘体9B的铁芯插入部9i不贯通，因此能够通过将铁芯插入部9i的面抵接于轭铁片63来进行轴向的定位。由此，第二绝缘体9B的搭接线卡定部9t配置在轭铁片63的轴向上侧。

此外，绝缘体插入部63s并不限定于突起形状，也可以由孔构成。在该情况下，在第二绝缘体9B侧设置突起部。但是，由于轭铁片63 会成为磁路，所以若削减其截面积则磁阻增加，有可能导致旋转电机的效率降低。因此，绝缘体插入部63s优选为突起形状。

使用图19说明本实施方式3的定子的绕线作业。此外，在图19 中，省略了自动绕线机21的固定部件。自动绕线机21中，3个锭翼23同步地在磁极片62的齿部65上进行绕线作业。安装于轭铁片63 的第二绝缘体9B位于比锭翼23的旋转面Q靠外侧(定子的外径侧) 的位置。因此，能够避免第二绝缘体9B与锭翼23干涉。

此外，自动绕线机21的锭翼23的数量只要根据作为对象的旋转电机的定子来决定即可。在上述实施方式1中，使用具备两个锭翼23 的自动绕线机21，在本实施方式3中，使用具备3个锭翼23的自动绕线机21。这样，通过使用具有与同相内的连续卷绕的磁极片的数量相同数量的锭翼23的自动绕线机21，能够在1个相的绕线作业的时间内完成1台定子的绕线作业，生产率提高。

图20表示本实施方式3的定子的绕线作业所使用的自动绕线机的变形例。在该变形例中，3个喷嘴41a、41b、41c(统称为喷嘴41) 安装于喷嘴安装板40。喷嘴安装板40在与磁极片62的齿部65的长度方向一致的方向(图中箭头C所示)、与磁极片62的背轭部的长度方向一致的方向(图中箭头D所示)以及轴向上驱动，通过在齿部 65的周边在四边轨道上进行动作来进行线圈的卷绕。

并且，在该变形例中，能够使安装于喷嘴安装板40的3个喷嘴 41相对于各个驱动方向在1个驱动轴上同时动作。由此，与图19所示的自动绕线机21相比，能够抑制自动绕线机的费用。

此外，在本实施方式3中，对具备各6个磁极片62和轭铁片63 的定子61进行了说明，但磁极片62和轭铁片63的数量没有限定。并且，能够构成具备大量例如各16个或各18个磁极片62和轭铁片63 的定子。

根据本实施方式3，除了与上述实施方式1相同的效果之外，通过增加磁极片62的齿部65的数量，能够抑制在旋转电机中产生的转矩的脉动。另外，由于将线圈10卷入到轭铁片63的内径侧的空间，因此可得到线圈密度高的定子61，实现旋转电机的高效率化以及小型化。并且，由于将第二绝缘体9B与轭铁片63分开成形，因此能够减小第二绝缘体9B的树脂成形模具，能够抑制模具的费用。

实施方式4

图21(a)是表示本发明的实施方式4的旋转电机的定子的俯视图，图21(b)是表示覆盖本实施方式4的定子的定子模型的图。在图21(b)中，斜线部分示出了被定子模型12覆盖的区域。

本实施方式4的定子61A在上述实施方式3的定子61(参照图 13)中追加了定子模型12。定子模型12是覆盖定子61A的磁极片62、轭铁片63、线圈10以及搭接线20的构造。如图21(b)所示，定子模型12具有比具有磁极片62及轭铁片63的定子铁芯的外径大的外径和与齿部65的内径大致相同尺寸的内径。

对定子模型12的制造方法进行说明。将上述实施方式3的定子 61(图13)设置在树脂成形模具的内部，注入树脂而成形定子模型12。作为树脂，例如使用聚苯硫醚树脂(Polyphenylenesulfide)、聚缩醛树脂(Polyacetal)或环氧树脂(Epoxy resin)等。此外，本实施方式 4的定子61A的其他结构以及制造方法与上述实施方式1以及实施方式3相同，因此省略说明。

通常，旋转电机的定子在散热效果低的情况下，需要增大定子的外径来增加散热面积或者设置冷却风扇来提高散热效果。与此相对，本实施方式4的定子61A通过用定子模型12覆盖线圈10，由线圈10 产生的热在树脂中传导而散热，因此散热效果变高。

另外，定子模型12具有保持卷绕了线圈10后的状态的功能。通过用定子模型12覆盖线圈10，具有防止线圈10因旋转电机运转时的振动以及搬运旋转电机时的振动等而移动、抑制线圈10与磁极片62 以及轭铁片63接触的效果。

另外，通过采用定子模型12覆盖搭接线20的构造，搭接线20 的位置被固定，具有防止搭接线20因旋转电机运转时的振动和搬运旋转电机时的振动等而移动、抑制搭接线20与磁极片62以及轭铁片63 接触的效果。

并且，即使使用定子61A的环境是会附着制冷剂、燃料以及油等物质的环境，也能够利用定子模型12来保护线圈10以及搭接线20，能够抑制线圈10以及搭接线20的劣化。

根据本实施方式4，除了与上述实施方式3相同的效果之外，通过具备定子模型12，能够得到散热效果比上述实施方式3好的小型且廉价的旋转电机的定子61A。另外，能够防止线圈10以及搭接线20 的位置偏移以及劣化，能够得到可靠性高的定子61A。

实施方式5

图22(a)是表示本发明的实施方式5的旋转电机的定子的俯视图，图22(b)是表示覆盖本实施方式5的定子的定子模型的图。在图22(b)中，斜线部分示出了被定子模型12A覆盖的区域。

本实施方式5的定子61B在上述实施方式3的定子61(参照图 13)中追加了定子模型12A。相对于上述实施方式4的定子模型12，定子模型12A变更了外径部的位置。定子模型12A是覆盖定子61B 的磁极片62的一部分、轭铁片63的一部分、线圈10以及搭接线20 的构造。

如图22(b)所示，定子模型12A具有比具有磁极片62及轭铁片 63的定子铁芯的外径小的外径和与齿部65的内径大致相同尺寸的内径。此外，本实施方式5的定子模型12A的制造方法与上述实施方式 4相同，本实施方式5的定子61B的其他结构以及制造方法与上述实施方式1以及实施方式3相同，因此省略说明。

根据本实施方式5，除了与上述实施方式4相同的效果之外，通过具备具有比定子铁芯小的外径的定子模型12A，具有能够得到外径比上述实施方式4小的定子61B的效果。另外，在成形定子模型12A 时，不向磁极片62以及轭铁片63的外径侧与树脂成形模具之间注入树脂，因此能够防止因成形时的树脂注射压力而使磁极片62以及轭铁片63移动。

此外，本发明能够在其发明的范围内自由地组合各实施方式，或者适当地变形、省略实施方式。

附图标记说明

1、1A、51、61、61A、61B、101定子；2、52、62、102磁极片；3、53、63轭铁片；4、4A、4B、64、64A、64B、104背轭部；5、55、65、105齿部；6薄壁部；7结合凸部；8结合凹部；9绝缘体；9A第一绝缘体；9B第二绝缘体；9i铁芯插入部；9s卷绕开始线配置部； 9t搭接线卡定部；10、110线圈；10A、10B卷绕开始线；10C卷绕结束线；11端面；12、12A定子模型；20搭接线；21自动绕线机；22 固定夹具；23锭翼；23A第一锭翼；23B第二锭翼；24基座部；25 按压板；26螺钉；30芯棒；31电磁钢板；32、132钢板片；40喷嘴安装板；41a、41b、41c喷嘴；57凸部；58凹部；63s绝缘体插入部。

Claims (15)

1.一种旋转电机的定子，具备多个磁极片和多个轭铁片，所述多个磁极片具有第一背轭部和从所述第一背轭部突出的齿部，所述多个轭铁片具有与所述第一背轭部连结的第二背轭部，所述多个磁极片和所述多个轭铁片以所述齿部成为内径侧的方式交替地配置成圆环状，其特征在于，

在卷绕安装于所述多个磁极片中的规定的磁极片的齿部的线圈与卷绕安装于所述规定的磁极片之外的其他磁极片的齿部的线圈之间形成有搭接线，所述搭接线配置于与所述规定的磁极片相邻的轭铁片的所述旋转电机的轴向上的端部，并且卡定于所述相邻的轭铁片，

所述旋转电机的定子具备设置于所述多个磁极片的每一个上的由绝缘材料构成的绝缘体，所述绝缘体以覆盖磁极片的一部分以及与所述磁极片相邻的轭铁片的一部分的方式配置，

所述绝缘体具有与所述轴向平行的端部，相邻的两个绝缘体各自的端部在一部分由所述两个绝缘体覆盖的轭铁片的内径侧具有所述轴向的台阶部并相向，所述搭接线沿着所述台阶部配置。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述搭接线在与所述规定的磁极片相邻的轭铁片的所述轴向的端部，从所述轭铁片的内径侧向外径侧引出。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述搭接线是卷绕安装于所述规定的磁极片的齿部的线圈的卷绕结束线，并且是卷绕安装于所述其他磁极片的齿部的线圈的卷绕开始线。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，卷绕安装于所述规定的磁极片的齿部的线圈、卷绕安装于所述其他磁极片的齿部的线圈、所述搭接线、所述多个磁极片的至少一部分、以及所述多个轭铁片的至少一部分由树脂覆盖。

5.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，具备设置于所述多个轭铁片的每一个上的由绝缘材料构成的绝缘体，所述绝缘体具有将所述搭接线卡定的搭接线卡定部。

6.根据权利要求5所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第二背轭部具有安装所述绝缘体的绝缘体插入部。

7.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述相邻的两个绝缘体各自的端部隔着比卷绕安装于所述规定的磁极片的齿部的线圈以及卷绕安装于所述其他磁极片的齿部的线圈的绕线的直径尺寸小的间隙而相向。

8.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第一背轭部的长度方向的两侧的端面相对于所述旋转电机的旋转轴形成的角度比所述第二背轭部的长度方向的两侧的端面相对于所述旋转轴形成的角度大。

9.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第一背轭部和所述第二背轭部的多个连结部中的一个连结部以设置于所述第一背轭部的长度方向的端部的凸部或凹部与设置于所述第二背轭部的长度方向的端部的凹部或凸部嵌合的状态结合，其他连结部具有折弯成规定的角度的薄壁部。

10.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述多个磁极片以及所述多个轭铁片由在所述轴向上层叠的多个薄板构成，所述第一背轭部和所述第二背轭部的连结部以设置于所述第一背轭部的长度方向端部的薄板的凸部或凹部与设置于所述第二背轭部的长度方向端部的薄板的凹部或凸部在所述轴向上嵌合的状态结合。

11.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，其特征在于，卷绕安装于所述规定的磁极片的齿部的线圈和卷绕安装于所述其他磁极片的齿部的线圈不仅配置在所述第一背轭部的内径侧的空间，还配置到与所述第一背轭部连结的所述第二背轭部的内径侧的空间。

12.一种旋转电机的定子的制造方法，是多个磁极片和多个轭铁片交替地配置成圆环状的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，包括：

绕线工序，准备多个磁极片和多个轭铁片交替地配置而成的定子铁芯，所述多个磁极片具有第一背轭部和从所述第一背轭部突出的齿部，所述多个轭铁片具有与所述第一背轭部连结的第二背轭部，将所述定子铁芯安装于自动绕线机，并将线圈卷绕于所述多个磁极片中的规定的磁极片的齿部之后，在与所述规定的磁极片相邻的轭铁片的所述旋转电机的轴向的端部，将所述线圈的卷绕结束线从所述第二背轭部的内径侧向外径侧引出；以及

铁芯闭合工序，在所述绕线工序之后，以所述齿部成为内径侧的方式将所述定子铁芯折弯成圆环状，并将两端部对接而结合，

在所述绕线工序之前，在所述多个磁极片的每一个上设置由绝缘材料构成的绝缘体，将所述绝缘体以覆盖磁极片的一部分以及与所述磁极片相邻的轭铁片的一部分的方式配置，所述绝缘体具有与所述轴向平行的端部，相邻的两个绝缘体各自的端部在一部分由所述两个绝缘体覆盖的轭铁片的内径侧具有所述轴向的台阶部并相向，在所述绕线工序中，将所述线圈的卷绕结束线沿着所述台阶部配置。

13.根据权利要求12所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述绕线工序之前进行冲裁工序，在所述冲裁工序中，从带状的电磁钢板冲裁出以所述多个磁极片的所述第一背轭部的长度方向和所述多个轭铁片的所述第二背轭部的长度方向与带状的所述电磁钢板的轧制方向一致的方式配置的钢板片，并将规定片数的所述钢板片在所述轴向上层叠并固定而制作直线状的定子铁芯。

14.根据权利要求13所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述绕线工序中，将在所述冲裁工序中制作的所述直线状的定子铁芯安装于所述自动绕线机。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，在所述绕线工序中，将卷绕于所述规定的磁极片的齿部的线圈的卷绕结束线作为搭接线配置并卡定在与所述规定的磁极片相邻的轭铁片的所述轴向的端部，使所述搭接线成为卷绕于所述规定的磁极片之外的其他磁极片的齿部的线圈的卷绕开始线。

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