CN110121830B - 旋转电机的定子以及使用其的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的旋转电机的定子包含：多个分段线圈，它们沿径向排列；定子铁芯，其形成收纳所述分段线圈的槽；以及绝缘部，其将所述多个分段线圈与所述定子铁芯绝缘，所述多个分段线圈各自的一部分以及所述绝缘部的一部分从所述槽突出，所述绝缘部的从所述槽突出的端部在所述分段线圈的周向的靠近弯曲方向一侧形成朝向所述定子铁芯形成的凹部(15)，且在所述多个分段线圈的径向的对置空间形成比所述凹部(15)高的凸部(14)。

Description

旋转电机的定子以及使用其的旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的定子以及使用其的旋转电机，尤其是涉及一种产生车辆的驱动力的旋转电机。

背景技术

旋转电机具备定子。该定子具有设有多个槽的定子铁芯、配置在槽内的定子线圈、以及用于保证定子铁芯与线圈间的绝缘的以绝缘片成型的槽衬。

此处，槽衬以在槽内包覆定子线圈的侧面的方式成型。进而，槽衬以如下方式成型：从槽突出规定的长度以覆盖到定子线圈的从槽的立起部。

近年，在电动汽车、混合动力电动汽车所使用的旋转电机中，以高输出化和高效率化为目的的高电压化(例如利用升压的650Vdc等)、与以小型化为目的的低线圈端部化(小型化)的倾向增强。因为应对该低线圈端部化所引起的线圈相对于定子铁芯端面的立起的弯曲角度的锐角化，对于防止槽衬从槽的突出部损坏的要求变高。通过防止槽衬损坏，能够使高电压的旋转电机的绝缘功能提高。

作为避免槽衬破损的对策，例如在日本专利特开2014-100039号公报中，提出一种旋转电机的定子，其具有设有多个槽的定子铁芯、以及设在槽内的定子线圈，且在各个所述槽设置N条(其中，N为正偶数)分段导体，该定子线圈以介隔设在各个分段导体的导体端部的焊接部、将多个所述分段导体连接的方式而构成，所述导体端部在轴向的一个方向的线圈端部沿周向排列成环状，并构成N列的环状列，在所述轴向的一个方向的线圈端部，在至少一对所述环状列之间，呈环状地介入绝缘构件，该旋转电机的定子的特征在于：在将槽衬的距定子端面的伸出量设为Hmm，将线圈弯曲起始部的距定子端面的距离设为Lmm时，H与L存在H≧L≧H/2的关系。

在定子线圈以在槽内介隔设在沿径向排列的多个分段导体的端部的焊接部并加以连接的方式构成的情况下，不仅需要确保铁芯与分段导体间的绝缘性，还需要确保各个分段导体彼此的邻接部的绝缘性。

于是，有时，将槽衬设为B字、S字的截面形状等，并设为包覆各个分段导体的侧面整周的形状，或设为只考虑相邻的电流电压波形为异相间的分段导体间(例：3相交流电的情况下，为UVW相的U-V间、V-W间、W-U间)的绝缘而将电流电压波为同相的分段导体(3相交流的情况下，U相、V相、W相)作为块包覆的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-100039号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于，对具有为了应对高电压而将截面形状设为B字、S字的截面形状等的包覆各个分段导体的侧面整周的形状，或将同相的分段导体作为块包覆的形状的槽衬的旋转电机的定子，在满足对高电压化而言充分的绝缘性的基础上，抑制低线圈端部化所导致的槽衬破损而维持绝缘性。

解决问题的技术手段

本发明所涉及的旋转电机的定子包含：多个分段线圈，它们沿径向排列；定子铁芯，其形成收纳所述分段线圈的槽；以及绝缘部，其将所述多个分段线圈与所述定子铁芯绝缘，所述多个分段线圈各自的一部分以及所述绝缘部的一部分从所述槽突出，所述绝缘部的从所述槽突出的端部在所述分段线圈的周向的靠近弯曲方向一侧形成朝向所述定子铁芯形成的凹部，且在所述多个分段线圈的径向的对置空间形成比所述凹部高的凸部。

发明的效果

根据本发明，能够抑制旋转电机的绝缘功能下降。

附图说明

图1是从通过轴5的平面的直角方向观察的旋转电机的剖面图。

图2的上图为旋转电机的定子的外观立体图，下图为从轴向观察横切轴向的平面的剖面图。

图3的上图为图2上图中从定子铁芯3伸出的线圈2部分即上侧的线圈端部的侧视放大图，下图为图2上图中的下侧的线圈端部的侧视放大图。

图4的左上图为线圈端部附近的放大立体图，右上图为线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为弯折成型前的槽衬9，右下图为弯折成型后的槽衬9。

图5的左图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬92，右图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬92。

图6的左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬93，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬93。

图7的左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬94，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬94。

图8为另一实施方式所涉及的从轴向观察横切轴向的平面的剖面图。

图9的左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬95，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬95。

图10的左图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬96，右图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬96。

图11的左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬97，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬97。

图12的左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬98，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬98。

具体实施方式

以下，使用附图说明实施方式。

图1是从通过轴5的平面的直角方向观察的旋转电机的剖面图。

如图1所示，在旋转电机的壳体1的内部，设有具有卷绕着线圈2的定子铁芯3的定子、以及具有转子铁芯4及轴5的转子。轴5介隔轴承6固定壳体1。

在图2中，上图为旋转电机的定子的外观立体图，下图为从轴向观察横切轴向的平面的剖面图。

定子铁芯3形成多个沿轴向形成的槽7。在槽7内配置有分段导体8与槽衬9。分段导体8设有多个，各自连接从而构成线圈2。在一个槽7中，8个分段导体8沿径向排成一列。

槽衬9将分段导体8与定子铁芯3之间绝缘。槽衬9例如为将1片绝缘片弯折而成型。进而，为了使邻接的分段导体8间的绝缘性能提高，槽衬9为包覆各个分段导体8的侧面整周的形状。借此，旋转电机对高电压化应用的可能性扩大。

在图3中，上图为图2上图中从定子铁芯3伸出的线圈2的部分即上侧的线圈端部的侧视放大图。在图3中，下图为图2上图中的下侧的线圈端部的侧视放大图。

突出部12是槽衬9从定子铁芯3的端面10突出的部分。弯曲部13是分段导体8从槽7突出之后弯曲的部分。

将定子铁芯3的端面10与分段导体8的角度定义为立起角度11。在降低线圈2的线圈端部的轴向的高度的情况下，立起角度11锐角化。由此，槽衬9的突出部12与分段导体8的弯曲部13的干扰变大。

其结果，在槽衬9的突出部12，对干扰所造成的损坏的对策是必要的。存在由外力造成的损坏蔓延之虞。该对策因为需要提高对高电压化的绝缘功能，所以更为重要。因此，必须找出对于高电压化及低线圈端部化而言满足充分的绝缘性的槽衬的形状。

在图4中，左上图为线圈端部附近的放大立体图，右上图为线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为弯折成型前的槽衬9，右下图为弯折成型后的槽衬9。

在槽衬9的突出部12的端部，在沿径向邻接的分段导体8间成型凸部14而确保分段导体8间的绝缘性。另一方面，通过在分段导体8的弯曲方向侧成型比凸部14低的凹部15而抑制与分段导体8的干扰，从而抑制损坏。

另外，在成为凸部14与凹部15的边界的角部设置R，谋求施加外力时的应力缓和。尤其是，构成凹部15的角部的R形成为大于槽衬9的其它角部的R。在本实施方式中，示出将槽衬9的截面形状设为B字形状的情况，形成为只在分段导体8的弯曲方向侧成型凹部15，在同弯曲方向相反侧以及分段导体8的彼此不邻接的侧面侧不成型凹部15的形状。

在图5中，左图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬92，右图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬92。

在本实施方式中，将槽衬9的截面形状设为S字形状。在将槽衬92的截面形状设为S字形状的情况下，如图5所示，也能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬9的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在图6中，左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬93，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬93。

在本实施方式中，不仅在分段导体8的弯曲方向侧，在与弯曲方向为相反侧也成型凹部15。在该情况下，如图6所示，也能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬93的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在图7中，左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬94，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬94。

在本实施方式中，除了上述的实施方式以外，在分段导体8的彼此不邻接的侧面侧也成型凹部15。在该情况下，如图7所示，能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬9的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在上述的实施方式中，示出了槽衬9为包覆各个分段导体8的侧面整周的形状。图8为另一实施方式所涉及的从轴向观察横切轴向的平面的剖面图。在图9中，左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬95，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬95。

在图8所示的实施方式中，对只考虑邻接的电流电压波形为异相间的分段导体8间(例：3相交流电的情况下，为UVW相的U-V间、V-W间、W-U间)的绝缘而将电流电压波形为同相(3相交流的情况下，U相、V相、W相)的分段导体8作为块来包覆的形状的情况予以叙述。

如图9所示，在将同相的所述分段导体作为块包覆的形状的情况下，也同样能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬95的突出部12的端部，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在本实施方式中，与图1至图4所示的实施方式同样，示出槽衬9的截面形状设为B字形状的情况，对只在分段导体8的弯曲方向侧成型凹部15，在同弯曲方向相反侧以及分段导体8的彼此不邻接的侧面侧不成型凹部15的形状予以表示。

在图10中，左图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬96，右图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬96。

在本实施方式中，与图8及图9所示的实施方式同样，为将同相的分段导体8作为块来包覆的形状。另一方面，槽衬96的截面形状设为S字形状。在槽衬9的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在图11中，左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬97，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬97。

在本实施方式中，不仅在分段导体8的弯曲方向侧，在与弯曲方向为相反侧也成型凹部15。

在不仅在分段导体8的弯曲方向侧，在与弯曲方向为相反侧也成型凹部15的情况下，也同样能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬97的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

在图12中，左上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大立体图，右上图为另一实施方式所涉及的线圈端部附近的放大剖面立体图，左下图为另一实施方式所涉及的弯折成型前的槽衬98，右下图为另一实施方式所涉及的弯折成型后的槽衬98。

在本实施方式中，对除了图11所示的实施方式的情况以外，还在分段导体8的彼此不邻接的侧面侧也成型凹部15的情况予以叙述。

在除了在分段导体8的弯曲方向与弯曲方向的相反侧以外，还在分段导体8的彼此不邻接的侧面侧也成型凹部15的情况下，也能将1片绝缘片弯折成型，从而在槽衬9的突出部12，能够一边满足分段导体8间的绝缘性一边抑制破损。

符号说明

1 壳体

2 线圈

3 定子铁芯

4 转子铁芯

5 轴

6 轴承

7 槽

8 分段导体

9 槽衬

10 定子铁芯的端面

11 立起角度

12 突出部

13 弯曲部

14 凸部

15 凹部

92 槽衬

93 槽衬

94 槽衬

95 槽衬

96 槽衬

97 槽衬

98 槽衬。

Claims (5)

1.一种旋转电机的定子，其特征在于，包含：

多个分段线圈，它们沿径向排列；

定子铁芯，其形成收纳所述分段线圈的槽；以及

绝缘部，其将所述多个分段线圈与所述定子铁芯绝缘，

所述绝缘部被配置为覆盖所述多个分段线圈的侧面整周，

所述多个分段线圈各自的一部分以及所述绝缘部的一部分从所述槽突出，

所述绝缘部的从所述槽突出的端部在所述分段线圈的周向的靠近弯曲方向一侧以从所述槽突出的部分的一部分朝向所述定子铁芯凹陷的方式形成有凹部，且在所述多个分段线圈的径向的对置空间形成有比所述凹部高的凸部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，

沿径向排列的所述多个分段线圈由多相的交流电流中的同相排列的第1线圈组、以及与该第1线圈组不同的相排列的第2线圈组构成，

所述绝缘部由仅包围所述第1线圈组的外周的第1绝缘部、与仅包围所述第2线圈组的外周的第2绝缘部构成，

所述第1绝缘部在所述第1线圈组与所述第2线圈组之间形成所述凸部。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，

构成所述凹部的角部的R形成为大于所述绝缘部的其它角部的R。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的定子，其特征在于，

所述绝缘部由具有弯折部的1片绝缘片成型。

5.一种旋转电机，其特征在于，包含：

根据权利要求1至4中任一项所述的定子；

转子，其以在径向上重合的方式被所述定子包围；以及

壳体，其收纳所述定子以及所述转子。

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