CN110168864A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机具有定子，该定子具备具有多个切槽的定子芯和分别收纳于上述定子芯的上述切槽的多个分段线圈，上述定子具有在径向上配置于上述分段线圈的线圈末端的侧部的终端线圈部，上述终端线圈部由在轴向上为与上述线圈末端的上述分段线圈的径向的层数相同的层数并且在径向上成为多层的多个终端线圈形成。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，具有以下专利文献1。专利文献1公开了能够降低制造成本，并且能够降低线圈末端部分的体积而实现小型化的旋转电机的定子。具体而言，旋转电机的定子1具备在内周面形成有多个切槽11的筒状的定子芯10、容纳于切槽11的多个线圈段21、在定子芯10的端面的任意一方与线圈段21电连接的多个第一线圈末端板22、23、24、以及在定子芯10的端面的任意另一方与线圈段21电连接的多个第二线圈末端板25、26、27，多个第一线圈末端板22、23、24中的至少一个形成为板部24a比其它板部22a、23a长，且具有板部24a折弯而形成的带台阶部24a1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第5875886号

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1通过将线圈段和线圈末端板电连接实现了线圈末端尺寸的小型化。但是，因为是将线圈末端板每一层地重叠的构造，因此在将定子线圈多层化的情况下，线圈末端尺寸难以小型化。

用于解决课题的方案

本发明的旋转电机具有定子，该定子具备具有多个切槽的定子芯和分别收纳于上述定子芯的上述切槽的多个分段线圈，上述定子具有在径向上配置于上述分段线圈的线圈末端的侧部的终端线圈部，上述终端线圈部由在轴向上为与上述线圈末端的上述分段线圈的径向的层数相同的层数并且在径向上成为多层的多个终端线圈形成。

发明的效果

根据本发明，能够进行将定子线圈多层化的情况下的线圈末端尺寸的小型化。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的旋转电机的整体结构的示意图。

图2是本发明的一实施方式的旋转电机的定子的立体图。

图3是说明该定子的分解状态的立体图。

图4是说明该定子的接线盘的透视状态的立体图。

图5是说明该定子的接线盘的透视状态的侧视图。

图6是说明该定子的接线盘的透视状态的主视图。

图7是说明第一终端线圈的主视图。

图8是说明第一终端线圈的侧视图。

图9是说明第二终端线圈的主视图。

图10是说明第二终端线圈的侧视图。

图11是说明分段线圈的立体图。

图12是说明将第一终端线圈和分段线圈连接的状态的立体图。

图13是说明将第二终端线圈和分段线圈连接的状态的立体图。

图14是说明将第一终端线圈和分段线圈、以及第二终端线圈和分段线圈分别连接的状态的立体图。

图15是说明本发明的第一实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。

图16是说明本发明的第二实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。

图17是说明本发明的第三实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。

图18是说明本发明的第四实施方式的旋转电机的模制前的线圈末端的连接状态的剖视概略图。

图19是说明本发明的第四实施方式的旋转电机的模制后的线圈末端的连接状态的剖视概略图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

本实施方式的旋转电机能够应用于成为汽车的驱动源的主机驱动用的发电电动机、驱动电动助力转向装置、空气压缩机等的辅助驱动用的电动机等。以下，以构成为驱动电动助力转向装置的辅机驱动用的电动机的旋转电机为例进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式的旋转电机10的整体结构的示意图。图1中，通过采用旋转电机10的一部分截面而示出了旋转电机10的内部。如图1所示，旋转电机10配设于外壳20的内部。旋转电机10具备圆筒状的壳体112、固定于壳体112且具有定子芯2的定子100、以及在定子芯2的内周侧相对于定子芯2隔着间隙可旋转地配置的转子150。转子150具有转子芯152和保持于形成于转子芯152的磁铁插入孔的永久磁铁154。

旋转电机10例如为内置永久磁铁型的三相同步电机。旋转电机10通过向卷绕于定子芯2的定子线圈120供给三相交流电流而作为使转子150旋转的电动机工作。也就是，旋转电机10基于电能产生转矩。

固定于壳体112的定子100通过设于壳体112的凸缘115利用螺栓22紧固于外壳20而固定保持于外壳20内。转子150固定于由外壳20的轴承24A、24B支撑的轴118，且在定子芯2的内侧可旋转地被保持。旋转电机10的驱动力经由安装于轴118的滑轮(未图示)传递至未图示的电动助力转向系统的驱动机构。

图2是本发明的一实施方式的旋转电机10的定子100的立体图。如图2所示，定子100具备：接线盘1；层叠硅钢板而形成的圆筒状的定子芯2；以及由被釉涂层等绝缘包覆的导体构成且分别收纳于定子芯2具有的多个切槽的多个分段线圈3。接线盘1具有由被釉涂层等绝缘包覆的导体构成的多个第一终端线圈4及第二终端线圈5，且与分段线圈3连接。

在图2的定子100中，在定子芯2的各切槽重叠四层地收纳有分段线圈3。以下，将这四层分段线圈3从内径侧(转子150侧)依次称为第一层、第二层、第三层、第四层。第一终端线圈4将各切槽的第一层的分段线圈3和其它切槽的第二层的分段线圈3分别连接。第二终端线圈5将各切槽的第三层的分段线圈3和其它切槽的第四层的分段线圈3分别连接。这样，通过分别收纳于定子芯2的各切槽的多个分段线圈3与第一终端线圈4或第二终端线圈5分别连接，从而形成分布卷绕的定子线圈120(参照图1)。此外，在此对定子线圈120为卷四层的线圈的情况的例进行了说明，但即使是其它层数，通过根据层数使与分段线圈3连接的终端线圈的数量变化，同样地能够形成线圈120。

图3是说明定子100的分解状态的立体图。向定子芯2具有的多个切槽分别插入四层的分段线圈3，再将接线盘1以在轴向上与分段线圈3对置的方式配置，在该状态下将双方电连接，从而构成定子100。

图4、图5、图6分别是说明定子100的接线盘1的透视状态的立体图、侧视图、主视图。这些图中，作为接线盘1的透视状态，通过省略接线盘1的除了第一终端线圈4及第二终端线圈5的部分的图示，容易理解地示出了定子100的第一终端线圈4及第二终端线圈5的配置。如图3、图4、图5所示，在定子100的轴向的端部，在第一终端线圈4的轴向上层配置有第二终端线圈5。此外，通过将收纳于定子芯2的各切槽的分段线圈3进一步多层化，在如前述那样根据该层数使终端线圈的数比此增加的情况下，能够通过将增加量的终端线圈沿轴向进一步堆叠来对应。

图7、图8分别是说明第一终端线圈4的主视图、侧视图。如图7所示，第一终端线圈4具有：以形成于中央部的折回部4d为起点，向两侧分别分岔的外径侧分岔部4c、4e；从外径侧分岔部4c、4e分别折弯而形成的直线部4b、4f；以及从直线部4b、4f向相同的朝向分别折弯而成的连接端部4a、4g。

当第一终端线圈4连接于收纳于定子芯2的切槽的第一层及第二层的分段线圈3时，在该状态下，第一终端线圈4的外径侧分岔部4c、4e在比这些分段线圈3靠定子100的外径侧以沿周向分岔的状态配置。另外，直线部4b、4f在定子芯2的切槽的侧部以从外径侧分岔部4c、4e向连接端部4a、4g的方向为从定子100的外径侧向内径侧的方向的方式以沿定子100的径向的朝向配置。连接端部4a、4g以成为从直线部4b、4f沿定子100的圆周方向向相同的朝向弯曲的状态的方式配置，且分别连接于分段线圈3。

在此，如图8所示，在折回部4d，为了能够进行从第一层向第二层的行进，第一终端线圈4在轴向折弯。即，折回部4d在从第一层向第二层的行进时吸收一根其它终端线圈的导体的量的偏差，具有防止终端线圈彼此的干涉的功能。但是，当时，只要是终端线圈彼此不干涉的条件，也可以错开一根导体的量以上。

图9、图10分别是说明第二终端线圈5的主视图、侧视图。如图9所示，第二终端线圈5具有：以形成于中央部的折回部5d为起点向两侧分别分岔而成的外径侧分岔部5c、5e；从外径侧分岔部5c、5e分别折弯而成的直线部5b、5f；以及从直线部5b、5f向相同朝向分别折弯而成的连接端部5a、5g。如图9所示，直线部5b、5f的长度比图7、图8所示的第一终端线圈4的直线部4b、4c分别短两根导体的量。在除此之外的方面，第二终端线圈5的各部分的构造、第二终端线圈5连接于收纳于定子芯2的切槽的第三层及第四层的分段线圈3时的各部分的配置与第一终端线圈4的各部分分别相同。

图11是说明分段线圈3的立体图。如图11所示，分段线圈3形成为呈U字形状折弯，且在其两端形成有与终端线圈的连接端部3a、3b。在连接端部3a、3b具有缺口，且具有L字形状的构造。在此，连接端部3a和连接端部3b为了与第一终端线圈4或第二终端线圈5连接，以收纳于定子芯2的切槽时轴向的位置错开一根导体的量的方式形成。此外，当然也可以根据终端线圈的折回形状，使连接端部3a和连接端部3b错开一根导体的量以上。

图12是说明将第一终端线圈4和分段线圈3连接的状态的立体图。第一终端线圈4的两端即连接端部4a、4g(参照图7)在定子芯2的圆周方向上跨多个切槽，具体而言，跨六个切槽而与分段线圈3连接。这样，通过使用第一终端线圈4，从而能够在定子芯2连接第一层分段线圈3和第二层分段线圈3时在周上行进六个切槽的量。即，当经由第一终端线圈4连接第一层分段线圈3和第二层分段线圈3时，在将这些分段线圈3分别收纳的两个切槽之间存在四个切槽。此外，第一终端线圈4与分段线圈3连接时跨的切槽数不限于六个，能够设为任意的切槽数。也可以将第一终端线圈4跨的切槽数设为一个，即，第一终端线圈4连接相邻的切槽的分段线圈3彼此。

另外，如在图11所说明地，分段线圈3的各连接端部3a、3b为L字形状，因此，在图12中，能够将形成于第一终端线圈4的两端的连接端部4a、4g在周向和轴向上分别定位，组装变得容易。

图13是说明将第二终端线圈5和分段线圈3连接的状态的立体图。与通过图12说明的情况同样地，第二终端线圈5的两端即连接端部5a、5g(参照图9)在定子芯2的圆周方向上跨多个切槽、具体而言，六个切槽而与分段线圈3连接。这样，通过使用第二终端线圈5，能够在定子芯2连接第三层的分段线圈3和第四层的分段线圈3时，在周向上行进六个切槽的量。此外，与第一终端线圈4同样地，第二终端线圈5与分段线圈3连接时跨的切槽数不限于六个，能够设为任意的切槽数。另外，分段线圈3的各连接端部3a、3b为L字形状，因此能够将第二终端线圈5的形成于两端的连接端部5a、5g在周向和轴向上分别定位，组装变得容易。

图14是说明将第一终端线圈4和分段线圈3、以及第二终端线圈5和分段线圈3分别连接的状态的立体图。如图14所示，在第一终端线圈4的轴向上层以堆叠的方式配置有第二终端线圈5。因此，这些终端线圈的各直线部、即第一终端线圈4的直线部4b、4f(参照图7)及第二终端线圈5的直线部5b、5f(参照图9)在定子芯2的轴向上堆叠地配置。另外，这些终端线圈的各连接端部、即第一终端线圈4的连接端部4a、4g(参照图7)及第二终端线圈5的连接端部5a、5g(参照图9)均在定子芯2的圆周方向上向相同的朝向弯曲而分别与分段线圈3连接。

根据以上说明了的第一终端线圈4、第二终端线圈5、以及分段线圈3的配置状态及连接状态，能够对在定子芯2的互相相邻的切槽间对应的终端线圈彼此之间确保固定的间隙G。即，对应任意的切槽而层叠的第一终端线圈4的连接端部4a、4g(参照图7)及第二终端线圈5的连接端部5a、5g(参照图9)和对应与该切槽相邻的切槽而层叠的第一终端线圈4的连接端部4a、4g及第二终端线圈5的连接端部5a、5g之间至少分别固定的间隙G以上。由此，能够利用焊接夹具夹住分段线圈3的连接端部3a、3b和第一终端线圈4的连接端部4a、4g或第二终端线圈5的连接端部5a、5g，并通过焊接将它们连接。另外，这些连接端部配置成在径向上呈阶梯状形成多层，因此，容易使溶接的焊枪靠近。

图15是说明本发明的第一实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。图15中示出了第一终端线圈4及第二终端线圈5与分段线圈3的连接状态。如图15所示，收纳于定子芯2的切槽的四层的分段线圈3的各线圈末端从定子芯2在轴向上分别以不同的高度突出，在定子芯2的径向即图的左右方向上，在这些线圈末端的侧部(外径侧)配置有第一终端线圈4及第二终端线圈5。另外，第一终端线圈4及第二终端线圈5的各端部(连接端部4a、4b及连接端部5a、5b)以在定子芯2的轴向即图的上下方向上层叠于不同的位置的状态分别连接于分段线圈3。由此，可知，在分段线圈3的线圈末端的侧部配置第一终端线圈4及第二终端线圈5，线圈末端地分段线圈3的径向的层数和第一终端线圈4及第二终端线圈5的轴向的层数相同。

(第二实施方式)

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。在本实施方式中，对在分段线圈3的两端设置线圈末端，并将第一终端线圈4及第二终端线圈5分别连接的情况的例进行说明。

图16是说明本发明的第二实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。图16中示出了以下状态：将分段线圈3设为直线状的导体片，使用两个在图2、3所说明的接线盘1，并在该直线状的分段线圈3的两端连接有第一终端线圈4及第二终端线圈5。由此，即使不使用图11所示的U字形状的分段线圈3，也能够形成基于分布卷绕得到的定子线圈120。

(第三实施方式)

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式中，对将第一终端线圈4配置于线圈末端的内径侧的情况的例进行说明。

图17是说明本发明的第三实施方式的旋转电机的线圈末端的连接状态的剖视概略图。图17示出了以下状态：在分段线圈3的线圈末端的外径侧配置第二终端线圈5，在内径侧配置第一终端线圈4，并且将它们与分段线圈3连接。这样，通过在线圈末端的内径侧也配置终端线圈，能够将线圈末端尺寸进一步小型化。此外，也可以是，通过不仅第一终端线圈4，第二终端线圈5也配置于线圈末端的内径侧，从而将全部的终端线圈配置于内径侧。即，第一终端线圈4及第二终端线圈5在定子芯2的径向上能够配置于分段线圈3的线圈末端的外径侧或内径侧、或者其双方。

(第四实施方式)

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式中，对将终端线圈和分段线圈3连接后，用树脂等模制线圈末端的情况的例进行说明。

图18是说明本发明的第四实施方式的旋转电机的模制前的线圈末端的连接状态的剖视概略图。图18示出了用保持部件6固定第一终端线圈4及第二终端线圈5的状态。保持部件6由例如树脂等能够以固定的位置关系保持第一终端线圈4及第二终端线圈5且具有充分的强度的部件构成。利用该保持部材6和第一终端线圈4及第二终端线圈5形成本实施方式的接线盘1。

图19是说明本发明的第四实施方式的旋转电机的模制后的线圈末端的连接状态的剖视概略图。图19示出了如下状态：将图18所示的接线盘1配置于分段线圈3的线圈末端，连接分段线圈3和第一终端线圈4及第二终端线圈5，且在其连接部分的周围用模制部件7固定。模制部件7由例如树脂等能够紧贴分段线圈3与第一终端线圈4及第二终端线圈5的连接部分而成形且具有充分的强度的部件构成。由此，能够固定整个线圈末端，并且确保连接部分的绝缘。

根据以上说明的本发明的实施方式，可实现以下的作用效果。

(1)旋转电机10具有定子100，定子100具备具有多个切槽的定子芯2和分别收纳于定子芯2的切槽的多个分段线圈3。定子100具有在径向配置于分段线圈3的线圈末端的侧部的终端线圈部。该终端线圈部由在轴向上为与线圈末端的分段线圈3的径向的层数相同的层数并且在径向上成为多层的多个终端线圈、即第一终端线圈4及第二终端线圈5形成。由此，能够进行将定子线圈多层化的情况下的线圈末端尺寸的小型化。

(2)由第一终端线圈4及第二终端线圈5形成的终端线圈部在径向上配置于分段线圈3的线圈末端的外径侧或内径侧、或者这双方，且在轴向上为与线圈末端的分段线圈3的径向的合计层数相同的层数。由此，能够将多层化的分段线圈3在终端线圈部分别连接，并且利用终端线圈部抑制线圈末端尺寸增大。

(3)终端线圈部的两端、即第一终端线圈4的连接端部4a、4g及第二终端线圈5的连接端部5a、5g在圆周方向上以相同的朝向弯曲并与分段线圈3连接。由此，能够提高连接终端线圈部和分段线圈3时的作业性。

(4)终端线圈部的两端，即第一终端线圈4的连接端部4a、4g及第二终端线圈5的连接端部5a、5g在圆周方向上跨一个或多个切槽与分段线圈3连接。由此，能够使用终端线圈部和分段线圈3形成基于分布卷绕得到的定子线圈120。

此外，以上说明的各实施方式、各种变形例只是一例，只要不损害发明的特征，本发明就不限定于这些内容。另外，在上述中对各种实施方式、变形例进行了说明，但本发明不限于这些内容。在本发明的技术性思想的范围内可想到的其它方案也包含在本发明的范围内。

接下来的优先权基础申请的公开内容作为引用文并入本文。

日本国专利申请2017年第048995号(2017年3月14日申请)

符号的说明

1—接线盘，2—定子芯，3—分段线圈，4—第一终端线圈，5—第二终端线圈，6—保持部件，7—模制部件，10—旋转电机，100—定子，120—定子线圈，150—转子，152—转子芯。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其具有定子，该定子具备具有多个切槽的定子芯和分别收纳于上述定子芯的上述切槽的多个分段线圈，上述旋转电机的特征在于，

上述定子具有在径向上配置于上述分段线圈的线圈末端的侧部的终端线圈部，

上述终端线圈部由在轴向上为与上述线圈末端的上述分段线圈的径向的层数相同的层数并且在径向上成为多层的多个终端线圈形成。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述终端线圈部在径向上配置于上述分段线圈的线圈末端的外径侧或内径侧、或者它们双方，

上述终端线圈部在轴向上为与上述线圈末端的上述分段线圈的径向的合计层数相同的层数。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

上述终端线圈部的两端在圆周方向上以相同的朝向弯曲而与上述分段线圈连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

上述终端线圈部的两端在圆周方向上跨一个或多个上述切槽与上述分段线圈连接。