具体实施方式
1.第一实施方式
参照附图对旋转电机用电枢的第一实施方式进行说明。在这里,以将旋转电机用电枢应用于内转子式的旋转电机用的定子1的情况为例进行说明。
此外,在本说明书中,“旋转电机”作为包含马达(电动机)、发电机(generator)、以及根据需要发挥马达以及发电机双方的功能的马达/发电机的任意一个的概念来使用。
1-1.定子的整体结构
以下,参照图1和图2对本实施方式的定子1的整体结构进行说明。如图1和图2所示,定子1具备圆筒状的定子芯体2、和卷绕于定子芯体2的线圈3。
此外,在以下的说明中,除非另有说明,否则“径向R”、“轴向L”、以及“周方向C”将后述的圆筒状的定子芯体2的芯体基准面S为基准定义。进一步,“径向内侧R1”表示芯体基准面S的径向R的内侧,“径向外侧R2”表示芯体基准面S的径向R的外侧。另外,作为轴向L的一侧的“轴向第一侧L1”在这里表示图2中的轴向L的上侧,作为轴向L的另一侧的“轴向第二侧L2”在这里表示图2中的轴向L的下侧。
另外,在以下的说明中,假定线圈3卷绕于定子芯体2的状态(参照图1和图2),在除此以外的状态下,也使用径向R、轴向L、以及周方向C的各方向来进行说明。
定子芯体2使用磁性材料而形成,作为“电枢芯体”发挥作用。在本实施方式中,定子芯体2是在轴向L上层叠有多片圆环板状的电磁钢板而成的层叠结构体。在定子芯体2,在周方向C上分散配置有多个沿轴向L延伸的槽21。多个槽21沿着周方向C以一定间隔配置。在周方向C上邻接的2个槽21之间,形成有齿22。
在这里,上述的圆筒状的定子芯体2的“芯体基准面”是关于槽21的配置、结构成为基准的虚拟面。在本实施方式中,如图1所示,将包含多个齿22中的径向内侧R1的端面的圆筒状的虚拟面(芯体内周面)设为芯体基准面S。此外,也可以将定子芯体2的外周面设为芯体基准面S。
槽21形成为沿轴向L贯通定子芯体2。在本实施方式中,槽21形成为与轴向L平行地延伸,并且连结其周方向C的中央部的虚拟线(即,宽度方向中心线)与径向R平行地延伸。槽21具有在径向R上开口的径向开口部21a。在本实施方式中,径向开口部21a朝向径向内侧R1开口。
在本实施方式中,槽21的每一个为开放式槽。换句话说,槽21的周方向C的两侧的侧面形成为连接到径向内侧R1的端部的平面。另外,在本实施方式中,槽21为平行槽,槽21的周方向C的宽度沿着径向R均匀地设定。换句话说,在轴向L观察,槽21形成为矩形状。
虽然省略图示,但在定子1(定子芯体2)的径向内侧R1,以相对于定子1能够相对旋转地配置作为具备永久磁铁或者电磁铁的励磁的转子,通过由定子1产生的旋转磁场而旋转。换句话说,本实施方式的定子1是内转子式且旋转励磁型的旋转电机用的定子。
1-2.线圈的结构
以下,参照图1~图3,对线圈3的结构进行详细说明。如图1和图2所示,线圈3是在径向R上排列有n个后述的导体边部41而成的n层绕组结构。在这里,n为2以上的整数(例如,为2以上10以下的整数。特别优选为2以上的偶数。),根据旋转电机所需的转矩、所允许的反电动势的大小等来设定。在本实施方式中,线圈3为8层绕组结构。另外,线圈3具有在各槽21中在周方向C配置有至少一个导体边部41的结构。在本实施方式中,在周方向C上配置有一个导体边部41。换句话说,在本实施方式中,在各槽21内,8根导体边部41以在径向R上层叠的方式,排列配置成1列。此外,省略图示,但为了确保线圈3与定子芯体2之间的电绝缘性,在线圈3与槽21的内壁面之间夹装有片状的绝缘部件。
线圈3通过将多个分段导体4依次接合而构成。分段导体4由与延伸方向正交的面上的剖面形状例如为矩形的线状导体构成。此外,也可以在线状导体的矩形剖面的角部适当地形成C倒角、R倒角等倒角形状。作为构成该线状导体的材料,例如,能够采用铜、铝等。另外,线状导体的表面除了不同的部件间的电连接位置(后述的接合部43的形成位置等)以外,被由树脂等(例如,聚酰亚胺等)构成的绝缘膜覆盖。
在这里,使用图3,对分段导体4的结构进行说明。图3是表示在径向R上观察、在轴向L上观察、以及在周方向C上观察时的相互接合的一对分段导体4的图。在图3的左下方、左上方、以及右方分别示有在径向R上观察、在轴向L上观察、以及在周方向C上观察的一对分段导体4。
此外,在以下的说明中,将相对于定子芯体2在轴向第一侧L1配置有过渡部42的分段导体4作为第一分段导体5,将相对于定子芯体2在轴向第二侧L2配置有过渡部42的分段导体4作为第二分段导体6。而且,在记作分段导体4的情况下,为不区分第一分段导体5以及第二分段导体6双方来表示的情况。
如图3所示,在径向R观察时,分段导体4形成为U字状。分段导体4具有一对导体边部41、以及连接一对导体边部41的过渡部42。在本实施方式中,一对导体边部41的轴向L的长度相互不同。因此,在以下的说明中,将一对导体边部41中的一方且轴向L的长度比另一方大的导体边部41设为第一导体边部411,将轴向L的长度比第一导体边部411小的导体边部41设为第二导体边部412。而且,在记作导体边部41的情况下,为不区分第一导体边部411以及第二导体边部412双方来表示的情况。
导体边部41与槽21平行地沿轴向L延伸,在其前端部即导体边部41中的和与过渡部42的连接部相反侧的端部,形成有用于与其它导体边部41接合的接合部43。对于接合部43的详细的结构后述。
过渡部42连接一对导体边部41。在本实施方式中,第一分段导体5的过渡部42连接第一分段导体5的一对导体边部41的轴向第一侧L1的端部彼此,第二分段导体6的过渡部42连接第二分段导体6的一对导体边部41的轴向第二侧L2的端部彼此。在过渡部42,形成有使一对导体边部41向径向R偏移的偏移部421。在本实施方式中,偏移部421形成于过渡部42中的周方向C的中央部,并形成为使一对导体边部41在径向R上偏移1层的量。通过具有该偏移部421,在周方向C上观察,分段导体4的一对导体边部41彼此不重叠地邻接。
在这里,所谓的“重叠”是指关于2个部件的配置,在使平行于视线方向的虚拟直线向与该虚拟直线正交的各方向移动的情况下,存在该虚拟直线与2个部件的双方相交的区域。
在本实施方式中,线圈3通过叠绕法卷绕于定子芯体2。因此,如图3所示,在抽出一个第一分段导体5和一个第二分段导体6的情况下,第一分段导体5的第一导体边部411的接合部43与第二分段导体6的第二导体边部412的接合部43接合。而且,第一分段导体5的第二导体边部412和第二分段导体6的第一导体边部411对齐周方向C的位置来配置,并且相互配置于径向R的不同的位置。另外,第一分段导体5的第二导体边部412的接合部43与未图示的另一第二分段导体6的第一导体边部411的接合部43接合。同样地,第二分段导体6的第一导体边部411的接合部43与未图示的另一第一分段导体5的第二导体边部412的接合部43接合。
如图2所示,在本实施方式中,导体边部41配置于槽21内,过渡部42配置于定子芯体2的轴向L的外侧。而且,在本实施方式中,第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43在槽21内相互接合。
接合部43形成为具有对置面44,且相互接合的一对接合部43的对置面44彼此对置。而且,在一对对置面44彼此对置且接合部43彼此接合的状态下,以形成有接合部43的一对导体边部41(第一导体边部411以及第二导体边部412)沿着轴向L延伸成直线状的方式,形成有接合部43以及对置面44。
对置面44形成为在径向R上观察遍及其整体没有相互重叠的部分。在本实施方式中,对置面44为遍及导体边部41的前端部中的轴向端面的整体来形成,并沿相对于轴向L倾斜的方向延伸的平面。另外,相互对置的对置面44的一方仅由面向径向R的一侧的面构成,相互对置的对置面44的另一方仅由面向径向R的另一侧的面构成。在本实施方式中,第一导体边部411的对置面44仅由面向径向内侧R1的面构成,第二导体边部412的对置面44仅由面向径向外侧R2的面构成。在这里,所谓的“对置面44仅由面向径向R的一侧的面构成”是指在该对置面44中,没有面向径向R的另一侧的面。而且,所谓的“面向径向R的另一侧的面”是指法线向量具有径向R的另一侧的成分的面。另外,所谓的“对置面44仅由面向径向R的另一侧的面构成”是指在该对置面44中没有面向径向R的一侧的面。而且,所谓的“面向径向R的一侧的面”是法线向量具有径向R的一侧的成分的面。
另外,对置面44形成为在周方向C上观察遍及其整体没有相互重叠的部分。在本实施方式中,对置面44与周方向C平行地配置。另外,对置面44形成为其中不具有在轴向L上突出或者凹陷的部分。在这里,所谓的“对置面44不具有在轴向L上突出或者凹陷的部分”也可以是在对置面44中没有轴向L的凹凸,且在对置面44中形成有径向R、周方向C的凹凸。另外,也可以由对置面44以外的部分、对置面44和对置面44以外的部分形成轴向L的凹凸。此外,在如对置面44中的一部分中的面的倾斜方向为朝向轴向的一侧的方向,另一部分中的面的倾斜方向为朝向轴向的另一侧的方向的情况那样,具有面的倾斜方向在轴向L上为相反方向的部分的情况下,为“对置面44具有在轴向L上突出或者凹陷的部分”。
各对置面44为适合对置的另一对置面44的形状的形状。在本实施方式中,相互对置的对置面44具有相互相同的形状,且相互平行地配置。
通过如上述那样构成的对置面44,一对分段导体4能够在相互接合的接合部43中的对置面44的整体承受径向R的载荷。另一方面,在上述的专利文献1(日本特开2015-023771号公报)中,在第一分段导体(一侧导体段28)的导体边部(一侧脚部32、33)的前端部形成有凸部(凸部60),在第二分段导体(另一侧导体段29、30)的导体边部(另一侧脚部40、41)的前端部形成有凹部(凹部62)。因此,第一分段导体(一侧导体段28)以及第二分段导体(另一侧导体段29、30)成为仅能够在对置面的相对较窄的范围承受径向的载荷的结构。
2.第二实施方式
以下,使用图4对旋转电机用电枢的第二实施方式进行说明。在本实施方式中,分段导体4中的接合部43的对置面44的结构与上述第一实施方式的结构不同。以下,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明。此外,对于未特别说明的点,与上述第一实施方式相同。
如图4所示,在本实施方式中,对置面44遍及导体边部41的前端部中的轴向端面的整体而形成,包含有第一倾斜面441、第二倾斜面442、以及第三倾斜面443。而且,随着从导体边部41的轴向L中的前端部朝向基端部侧,依次配置有第一倾斜面441、第二倾斜面442、第三倾斜面443。此外,在本实施方式中,相互对置的对置面44具有相互相同的形状,且相互平行地配置。另外,在本例中,第一倾斜面441、第二倾斜面442以及第三倾斜面443均与周方向C平行地配置。
第一倾斜面441形成为沿着相对于轴向L倾斜的方向延伸。在本实施方式中,第一倾斜面441为包含导体边部41的最前端部而形成,并沿相对于轴向L倾斜的方向延伸的平面。
第二倾斜面442形成为沿着与第一倾斜面441所延伸的方向交叉的方向延伸。在本实施方式中,第二倾斜面442配置在轴向L上的第一倾斜面441与第三倾斜面443之间。而且,第二倾斜面442与第一倾斜面441连续地形成,与第一倾斜面441一起形成向径向R突出的凸部。因此,第二倾斜面442为沿着相对于轴向L向与第一倾斜面441不同的朝向倾斜的方向延伸的平面。另外,第二倾斜面442形成为在轴向L上观察时与第一倾斜面441重叠。在本实施方式中,在轴向L上观察,第二倾斜面442的整体与第一倾斜面441重叠。此外,在本例中,第一倾斜面441和第二倾斜面442经由曲面部平滑地连续。但是并不局限于此,也优选第一倾斜面441和第二倾斜面442以经由角部交叉的方式连续的结构。
第三倾斜面443形成为沿着与第二倾斜面442所延伸的方向交叉的方向延伸。在本实施方式中,配置于比轴向L上的第二倾斜面442靠基端部侧。而且,第三倾斜面443与第二倾斜面442连续地形成,并与第二倾斜面442一起形成向径向R凹陷的凹部。因此,第三倾斜面443为沿相对于轴向L向与第二倾斜面442不同的朝向倾斜的方向延伸的平面。具体而言,第三倾斜面443为沿相对于第一倾斜面441平行的方向延伸的平面。进一步,第三倾斜面443的延伸方向的长度与第一倾斜面441的延伸方向的长度相同。此外,在本实施方式中,第二倾斜面442和第三倾斜面443经由曲面部平滑地连续。但是并不局限于此,也优选第二倾斜面442和第三倾斜面443以经由角部交叉的方式连续的结构。
在本实施方式中,在一对导体边部41接合的状态下,第一导体边部411的第一倾斜面441与第二导体边部412的第三倾斜面443对置,第一导体边部411的第二倾斜面442与第二导体边部412的第二倾斜面442对置,第一导体边部411的第三倾斜面443与第二导体边部412的第一倾斜面441对置。
综上所述,在本实施方式中,对置面44形成为在径向R上观察以及在周方向C上观察,遍及其整体没有相互重叠的部分。另外,在本实施方式中,第一导体边部411的对置面44仅由面向径向内侧R1的面构成,第二导体边部412的对置面44仅由面向径向外侧R2的面构成。另外,在本实施方式中,对置面44形成为其中不具有在轴向L上突出或者凹陷的部分。
3.旋转电机用电枢的制造方法
以下,参照图5~图7,对作为旋转电机用电枢的制造方法的实施方式的定子1的制造工序S1进行说明。此外,在本实施方式的制造工序S1中制造的定子1是上述第二实施方式的结构(参照图4)。
如图5所示,制造工序S1具备准备工序S11、配置工序S12、按压工序S13、以及接合工序S14。
准备工序S11是准备构成线圈3的多个分段导体4、和定子芯体2的工序。在准备工序S11中,作为分段导体4,准备多个第一分段导体5、以及与第一分段导体5的个数对应的个数的第二分段导体6。
配置工序S12是将多个分段导体4的导体边部41配置于槽21内的工序。如图6所示,在配置工序S12中,在多个槽21的每一个中,以第一分段导体5的第一导体边部411的对置面44与第二分段导体6的第二导体边部412的对置面44对置,并且第一分段导体5的第二导体边部412的对置面44与其它第二分段导体6的第一导体边部411的对置面44对置的方式,将多个第一分段导体5和多个第二分段导体6配置于槽21内。此外,在本实施方式中,在配置工序S12之前,进行在相互对置的对置面44的至少一方配置导电性接合材料8的工序(接合材料配置工序)。导电性接合材料8是一边确保导电性一边将一对导体边部41的接合部43彼此相互接合的接合材料。作为导电性接合材料8,例如,能够采用包含有银纳米粒子的膏状的接合材料。
按压工序S13是从径向开口部21a按压多个分段导体4中的在径向R上观察相互接合的一对接合部43重叠的部分的工序。换言之,在按压工序S13中,从径向开口部21a按压在径向R上观察接合对象的一对接合部43的一对对置面44相互对置的区域。如图7所示,在本实施方式中,使用按压装置9进行按压工序S13。按压装置9具备固定部件91、多个可动部件92、以及插入部件93。
固定部件91形成为圆筒状,具有能够配置于比配置于槽21内的多个分段导体4靠径向内侧R1的外径。而且,固定部件91以与定子芯体2同轴的方式,配置于定子芯体2中的比芯体内周面(芯体基准面S)靠径向内侧R1,并且相对于定子芯体2固定。固定部件91具有遍及周方向C的整个区域沿着轴向L延伸的外周面91a、以及从外周面91a的轴向第二侧L2的端部向径向外侧R2延伸的底面91b。在本实施方式中,固定部件91的外周面91a形成为圆筒状,底面91b形成为圆板状。
按压装置9具备与定子芯体2的槽21数目相同的可动部件92。各可动部件92形成为板状。而且,所有的可动部件92与定子芯体2的槽21对应地配置成以定子芯体2的轴心为基准的放射状。另外,各可动部件92从各槽21的径向开口部21a插入到槽21内。此时,可动部件92的径向内侧R1的一部分配置为比槽21的径向开口部21a向径向内侧R1突出。另外,各可动部件92载置于固定部件91的底面91b。进一步,可动部件92具有内周侧倾斜面92a。内周侧倾斜面92a为形成于可动部件92的径向内侧R1的面,且随着从轴向第一侧L1朝向轴向第二侧L2而朝向径向内侧R1的倾斜面。
另外,可动部件92具有第一按压部921和第二按压部922。第一按压部921以及第二按压部922形成于可动部件92的径向外侧R2的面。第一按压部921形成为比轴向L上的两侧的部分向径向外侧R2突出,并根据第一分段导体5的第二导体边部412的接合部43和第二分段导体6的第一导体边部411的接合部43在径向R上观察重叠的部分的轴向L的位置来配置。第二按压部922形成为比轴向L上的两侧的部分向径向外侧R2突出,并根据第一分段导体5的第一导体边部411的接合部43与第二分段导体6的第二导体边部412的接合部43在径向R上观察重叠的部分的轴向L的位置来配置。在本实施方式中,第一按压部921以及第二按压部922两者的最向径向外侧R2突出的部分成为与轴向L平行的平面状。
插入部件93形成为圆筒状,插入到固定部件91与可动部件92的径向R之间。插入部件93具有内周面93a和外周侧倾斜面93b。插入部件93的内周面93a沿着固定部件91的外周面91a而形成,在这里,为具有比固定部件91的外周面91a的直径稍大的内径的圆筒面。另外,插入部件93的外周侧倾斜面93b为相对于轴向L的倾斜角度形成为与可动部件92的内周侧倾斜面92a相同的角度的圆锥台面。另外,插入部件93的径向R的厚度被设定为在各可动部件92移动到可动范围内的最靠径向外侧R2的状态下,与该可动部件92的内周侧倾斜面92a接触的插入部件93的下端部不会抵接于固定部件91的底面91b。
在按压工序S13中,通过从轴向第一侧L1将插入部件93插入固定部件91与配置成放射状的多个可动部件92的径向R之间,使各可动部件92沿着固定部件91的底面91b向径向外侧R2移动。由此,可动部件92的第一按压部921以及第二按压部922在槽21内从径向内侧R1(即槽21的径向开口部21a)按压位于最靠径向内侧R1的一对导体边部41。进一步通过可动部件92向径向外侧R2移动,配置于各槽21内的多个分段导体4的全部被按压在可动部件92与槽21的径向外侧R2的内壁面之间。这样,在本实施方式的按压工序S13中,能够使用按压装置9,按压所有的槽21内的所有的分段导体4的接合部43。此时,由于相互接合的一对导体边部41沿着轴向L配置成直线状,所以通过第一按压部921赋予的按压力与通过第二按压部922赋予的按压力很难变得不均匀。
接合工序S14是维持着上述的按压工序S13中的按压状态,而接合各第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43的工序。在本实施方式中,由于作为导电性接合材料8采用上述的包含有银纳米粒子的膏状的接合材料,所以在接合工序S14中,例如通过使用加热器等对导电性接合材料8进行加热而使其熔融,来接合各第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43。此外,虽然省略详细内容,但也可以通过其它方法接合一对接合部43。
4.第三实施方式
以下,使用图8对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,定子芯体2的槽21的结构与上述第一实施方式以及上述第二实施方式的结构不同。以下,以与上述第一实施方式以及上述第二实施方式的不同点为中心进行说明。此外,对于未特别说明的点,与上述第一实施方式以及上述第二实施方式相同。
如图8所示,在本实施方式中,槽21的每一个是开放式槽。具体而言,径向开口部21a的周方向C的宽度比槽21中的配置导体边部41的区域的周方向C的宽度小。换言之,在齿22的前端部22a,形成有向周方向C的两侧突出的突起部。
为了确保线圈3与定子芯体2之间的电绝缘性,在槽21的每一个设置有片状的绝缘部件7。具体而言,绝缘部件7夹装在导体边部41与槽21的内壁面之间。
此外,以下,为了便于说明,将各槽21中的所有的导体边部41记作“导体边部组”。
在本实施方式中,绝缘部件7被配置为覆盖导体边部组的周方向C的两侧的侧面(与槽21的周方向C的两侧的内壁面对置的面)、以及导体边部组的径向外侧R2的侧面(与槽21的径向外侧R2的内壁面对置的面)。换言之,在本实施方式中,绝缘部件7被配置为覆盖导体边部组中的除去径向开口部21a侧(径向内侧R1)的侧面的侧面的整体。另外,虽然省略图示,但绝缘部件7的轴向L的长度比槽21的轴向L的长度长。因此,绝缘部件7被配置为从槽21的轴向L的两端部向轴向L突出。进一步,在本例中,如图8所示,绝缘部件7具有从与导体边部组的周方向C的两侧的侧面接触的部分向径向开口部21a侧延伸的部分。此外,该部分被配置为最终被折叠以覆盖导体边部组中的径向开口部21a侧(径向内侧R1)的侧面。
如图8所示,本实施方式的定子1的制造工序S1的按压工序S13使用具备多个周方向C的宽度比径向开口部21a的宽度小的可动部件92的按压装置9来进行。本实施方式的可动部件92除了周方向C的宽度不同的点以外,与在上述的第二实施方式的按压工序S13中使用的结构相同。在本实施方式的按压工序S13中,将可动部件92从径向内侧R1插入到径向开口部21a。而且,通过可动部件92从径向开口部21a将导体边部组向径向外侧R2按压。
5.第四实施方式
以下,使用图9对第四实施方式进行说明。在本实施方式中,可动部件92的结构与上述第三实施方式不同。以下,以与上述第三实施方式的不同点为中心来进行说明。此外,对于未特别说明的点,与上述第三实施方式相同。
如图9所示,本实施方式的按压工序S13使用具备多个可动部件92的按压装置9来进行,其中,可动部件92具有窄宽度部92b和宽宽度部92c。本实施方式的可动部件92具有窄宽度部92b和宽宽度部92c。除了这一点以外,可动部件92的结构与在上述的第二实施方式的按压工序S13中使用的结构相同。窄宽度部92b的周方向C的宽度比径向开口部21a的周方向C的宽度小。宽宽度部92c的周方向C的宽度比径向开口部21a的周方向C的宽度大,且比槽21中的配置导体边部41的区域的周方向C的宽度小。另外,宽宽度部92c的径向R的长度比导体边部组与径向开口部21a(形成于齿22的前端部22a的向周方向C突出的突起部)之间的距离小。而且,在窄宽度部92b的径向外侧R2的端部配置有宽宽度部92c。宽宽度部92c具有与槽21内的径向开口部21a与导体边部组之间的空间相应的形状。
在本实施方式的按压工序S13中,以窄宽度部92b位于径向开口部21a内,并且宽宽度部92c位于槽21内的径向开口部21a与导体边部组之间的空间的方式,沿着轴向L将可动部件92插入到槽21内。而且,通过可动部件92将导体边部组向径向外侧R2按压。此时,在本例中,如图9所示,绝缘部件7成为该绝缘部件7中的位于径向开口部21a与导体边部组之间的部分沿着槽21的周方向C的内壁面中的导体边部组未对置的部分的状态。
如图10所示,在本实施方式的按压工序S13中,也可以代替具备上述的多个可动部件92的按压装置9,使用具备多个内部按压部件94的按压装置9。内部按压部件94中的被插入到槽21内的部分的形状与在上述的可动部件92中没有窄宽度部92b而仅为宽宽度部92c的形状相同。内部按压部件94的轴向L的长度比定子芯体2的轴向L的长度大。内部按压部件94沿着轴向L插入到槽21内的径向开口部21a与导体边部组之间的空间。由此,内部按压部件94被配置为轴向L的两端部从定子芯体2向轴向L的两侧(轴向第一侧L1以及轴向第二侧L2)突出。而且,内部按压部件94的轴向L的两端部以被把持装置(未图示)把持的状态向径向外侧R2移动。这样,不穿过径向开口部21a,通过内部按压部件94将导体边部组向径向外侧R2按压。这样的按压装置9不具备上述的固定部件91以及插入部件93(参照图7),而具备多个内部按压部件94和上述把持装置。此外,在本实施方式中,如上述第三实施方式那样,也可以使用具备多个周方向C的宽度比径向开口部21a的宽度小的可动部件92的按压装置9。
6.第五实施方式
以下,使用图11对第五实施方式进行说明。在本实施方式中,进行按压工序S13时的绝缘部件7的状态与上述第三实施方式不同。以下,以与上述第三实施方式的不同点为中心进行说明。此外,对于未特别说明的点,与上述第三实施方式相同。
如图11所示,在本实施方式中,在进行按压工序S13时,绝缘部件7被配置为覆盖导体边部组的所有的侧面。在这里,绝缘部件7中的覆盖导体边部组中的径向开口部21a侧的侧面的部分通过从与导体边部组的周方向C的两侧的侧面接触的部分向径向开口部21a侧延伸的部分向沿着导体边部组中的径向开口部21a侧的侧面的方向折弯而构成。此外,该部分也可以配置为周方向C的两侧的绝缘部件7相互重叠,也可以配置为周方向C的两侧的绝缘部件7的端部彼此接触。在本实施方式的按压工序S13中,如图11所示,使用具备多个上述第三实施方式的可动部件92的按压装置9。此外,也可以使用在上述第四实施方式中例示出的按压装置9。
7.其它实施方式
(1)在上述的实施方式中,以作为单一的倾斜面的对置面44形成于导体边部41的接合部43的结构(第一实施方式)、以及包含第一倾斜面441、第二倾斜面442、以及第三倾斜面443的对置面44形成于导体边部41的接合部43的结构(第二实施方式)为例进行了说明。但是,如以下那样,也能够使对置面44成为与上述的各实施方式不同的形状。
例如,也可以使对置面44成为图12所示的形状。图12所示的对置面44包含有沿着径向R,换句话说与导体边部41的延伸方向正交的方向的第一正交面445和第二正交面447、以及沿着轴向L,换句话说与导体边部41的延伸方向平行的方向的平行面446。而且,随着从导体边部41的轴向L上的前端部朝向基端部侧,依次配置第一正交面445、平行面446、第二正交面447,各面与邻接的面连续地形成。在本实施方式中,由于第一导体边部411的对置面44不具有面向径向内侧R1的面,所以可以说仅由面向径向外侧R2的面构成,由于第二导体边部412的对置面44不具有面向径向外侧R2的面,所以仅由面向径向内侧R1的面构成。此外,在本实施方式中,相互对置的对置面44具有相互相同的形状,且相互平行地配置。
或者,如图13所示,也可以为相互对置的对置面44的形状相互不同的结构。在这种情况下,也优选在对置的一对对置面44,形成相互对应的凹凸,并通过该凹凸的啮合,而具有定位功能以及限制轴向L的分离的功能。此外,在图13所示的例子中,在对置面44中,形成有向径向R突出的部分、或者形成有向径向R凹陷的部分。由于这样的凹凸不是轴向L的凹凸,所以即使在该情况下,对置面44也不具有在轴向L上突出或者凹陷的部分。
(2)在上述的实施方式中,以第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43在槽21内相互接合的结构为例进行了说明。但是,如下所示,也可以为第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43在槽21的外侧相互接合的结构。
在图14以及图15所示的例子中,第一分段导体5的一对导体边部41具有相互相同的轴向L的长度,并且第二分段导体6的一对导体边部41具有相互相同的轴向L的长度。而且,第二分段导体6的导体边部41的轴向L的长度比第一分段导体5的导体边部41大。在第二分段导体6的导体边部41的轴向L的长度比槽21的轴向L的长度大,且第二分段导体6配置于槽21内的情况下,该导体边部41的接合部43位于比槽21(定子芯体2)的轴向第一侧L1的端部靠轴向第一侧L1。像这样,在图14以及图15所示的例子中,第一分段导体5的接合部43和第二分段导体6的接合部43在槽21的外侧相互接合。此外,在这样的结构中,在接合接合部43彼此时,无法将该接合部43朝向槽21的径向外侧R2的内壁面按压(参照图7)。因此,优选位于最靠径向外侧R2的一对导体边部41的接合部43使用具有从径向外侧R2对置的部分的夹具等。
(3)在上述的实施方式中,在制造工序S1中,以制造上述第二实施方式的定子1(参照图4)的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,作为旋转电机用电枢的制造方法,也可以为制造在导体边部的接合部至少形成有形成为具有面向径向R的部分的对置面的旋转电机用电枢的结构。在这里,所谓的“面向径向R的部分”是指法线具有径向R的成分的部分。因此,作为旋转电机用电枢的制造方法,虽然例如如上述的专利文献1(日本特开2015-023771号公报)所公开的仅在对置面的相对较窄的范围承受径向R的载荷,但也可以为制造具备能够在其一部分承受径向R的载荷的分段导体的旋转电机用电枢的结构。
(4)在上述的实施方式中,以在制造工序S1的按压工序S13中,使用按压装置9,按压所有的槽21内的所有的分段导体4的接合部43来接合的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,例如,也可以为对每个槽21进行分段导体4的按压工序S13,并对每个槽21进行接合工序S14的结构。
(5)在上述的实施方式中,以具备多个以通过叠绕法将线圈3卷绕于定子芯体2的方式构成的分段导体4的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,例如,也可以为具备多个以通过波状绕法将线圈3卷绕于定子芯体2的方式构成的分段导体4的结构。
(6)在上述的实施方式中,以分段导体4中的与延伸方向正交的面上的剖面形状为矩形的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,线状导体的剖面形状也可以为矩形以外的形状,例如,可以为圆形、椭圆形,也可以为三角形、五边形以上的多边形等。
(7)在上述的实施方式中,以槽21与轴向L平行地延伸的结构为例进行了说明。但是,并不限定于这样的结构,也优选为槽21的整体或者一部分相对于轴向L倾斜地延伸的结构。在该情况下,槽21也沿轴向L延伸。
(8)在上述的实施方式中,以在一对分段导体4的相互对置的对置面44的至少一方配置导电性接合材料8,并使用该导电性接合材料8来接合一对接合部43(对置面44)的结构为例进行了说明。但是并不限定于这样的结构,例如,也可以为通过焊接等来接合一对接合部43(对置面44)而不使用接合材料的结构。
(9)在上述的实施方式中,以分段导体4为在径向R上观察形成为U字状,并具有一对导体边部41和连接一对导体边部41的过渡部42的结构的情况为例进行了说明。但是,分段导体4的形状并不局限于此,例如,也可以为分段导体4形成为J字状,并具有一个导体边部41和与该导体边部41连接的过渡部42的结构。
(10)在上述的实施方式中,以旋转电机用电枢构成为内转子式的旋转电机用的定子1的情况为例进行了说明。但是,并不局限于此,旋转电机用电枢也可以构成为外转子式的旋转电机用的定子1。在该情况下,优选定子芯体2的槽21的径向开口部21a朝向径向外侧R2开口。
(11)此外,在上述的各实施方式中公开的结构只要不产生矛盾,也能够与在其它实施方式中公开的结构组合来应用。关于其它的结构,在本说明书中公开的实施方式在所有的点仅是例示。因此,能够在不脱离本公开的主旨的范围内,适当地进行各种改变。
8.上述实施方式的概要
以下,对在上述中说明的旋转电机用电枢(1)及其制造方法(S1)的概要进行说明。
旋转电机用电枢(1)是具备在周方向(C)上配置有多个沿轴向(L)延伸的槽(21)的圆筒状的电枢芯体(2)、以及卷绕于上述电枢芯体(2)的线圈(3)的旋转电机用电枢(1),
上述线圈(3)通过将多个分段导体(4)接合而构成,
上述分段导体(4)的每一个具有沿着上述轴向(L)延伸的导体边部(41),
在上述导体边部(41)设置接合部(43),
上述接合部(43)的每一个具有对置面(44),
一对上述分段导体(4)的上述接合部(43)在该接合部(43)的对置面(44)彼此对置的状态下相互接合,
上述对置面(44)形成为具有面向径向(R)的部分,并且遍及上述对置面(44)的整体,在上述径向(R)上观察没有相互重叠的部分。
通过这样的结构,一对分段导体(4)为能够在相互接合的接合部(43)中的对置面(44)的整体承受径向(R)的载荷的形状。因此,一对分段导体(4)为不是通过轴向(L)的按压,而是通过沿着径向(R)的按压能够接合的结构。因此,在对分段导体(4)彼此进行接合时,能够抑制对多个分段导体(4)赋予的按压力变得不均匀,进一步容易对多个分段导体(4)均匀地赋予按压力。因此,能够实现易于将分段导体(4)彼此适当地接合的结构的旋转电机用电枢(1)。
旋转电机用电枢(1)是具备在周方向(C)上配置有多个沿轴向(L)延伸的槽(21)的圆筒状的电枢芯体(2)、以及卷绕于上述电枢芯体(2)的线圈(3)的旋转电机用电枢(1),
上述线圈(3)通过将多个分段导体(4)接合而构成,
上述分段导体(4)的每一个具有沿着上述轴向(L)延伸的导体边部(41),
在上述导体边部(41)设置接合部(43),
上述接合部(43)的每一个具有对置面(44),
一对上述分段导体(4)的上述接合部(43)在该接合部(43)的对置面(44)彼此对置的状态下相互接合,
相互对置的上述对置面(44)的一方仅由面向径向(R)的一侧的面构成,
相互对置的上述对置面(44)的另一方仅由面向上述径向(R)的另一侧的面构成。
通过这样的结构,一对分段导体(4)为能够在相互接合的接合部(43)中的对置面(44)的整体承受径向(R)的载荷的形状。因此,一对分段导体(4)为不是通过轴向(L)的按压,而是通过沿着径向(R)的按压能够接合的结构。因此,在对分段导体(4)彼此进行接合时,能够抑制对多个分段导体(4)赋予的按压力变得不均匀,进一步容易对多个分段导体(4)均匀地赋予按压力。因此,能够实现易于将分段导体(4)彼此适当地接合的结构的旋转电机用电枢(1)。
旋转电机用电枢(1)是具备在周方向(C)上配置有多个沿轴向(L)延伸的槽(21)的圆筒状的电枢芯体(2)、以及卷绕于上述电枢芯体(2)的线圈(3)的旋转电机用电枢(1),
上述线圈(3)通过将多个分段导体(4)接合而构成,
上述分段导体(4)的每一个具有沿着上述轴向(L)延伸的导体边部(41),
在上述导体边部(41)设置接合部(43),
上述接合部(43)的每一个具有对置面(44),
一对上述分段导体(4)的上述接合部(43)在该接合部(43)的对置面(44)彼此对置的状态下相互接合,
上述对置面(44)形成为具有面向径向(R)的部分,并且遍及上述对置面(44)的整体,在上述周方向(C)上观察没有相互重叠的部分。
通过这样的结构,一对分段导体(4)为能够在相互接合的接合部(43)中的对置面(44)的相对较宽的范围承受径向(R)的载荷的形状。因此,一对分段导体(4)为不是通过轴向(L)的按压,而是通过沿着径向(R)的按压能够接合的结构。因此,在对分段导体(4)彼此进行接合时,能够抑制对多个分段导体(4)赋予的按压力变得不均匀,进一步容易对多个分段导体(4)均匀地赋予按压力。因此,能够实现易于将分段导体(4)彼此适当地接合的结构的旋转电机用电枢(1)。
旋转电机用电枢(1)是具备在周方向(C)上配置有多个沿轴向(L)延伸的槽(21)的圆筒状的电枢芯体(2)、以及卷绕于上述电枢芯体(2)的线圈(3)的旋转电机用电枢(1),
上述线圈(3)通过将多个分段导体(4)接合而构成,
上述分段导体(4)的每一个具有沿着上述轴向(L)延伸的导体边部(41),
在上述导体边部(41)设置接合部(43),
上述接合部(43)的每一个具有对置面(44),
一对上述分段导体(4)的上述接合部(43)在该接合部(43)的对置面(44)彼此对置的状态下相互接合,
上述对置面(44)形成为具有面向径向(R)的部分,并且在上述对置面(44)中,不具有沿上述轴向(L)突出或者凹陷的部分。
通过这样的结构,一对分段导体(4)为能够在相互接合的接合部(43)中的对置面(44)的整体承受径向(R)的载荷的形状。因此,一对分段导体(4)为不是通过轴向(L)的按压,而是通过沿着径向(R)的按压能够接合的结构。因此,在对分段导体(4)彼此进行接合时,能够抑制对多个分段导体(4)赋予的按压力变得不均匀,进一步容易对多个分段导体(4)均匀地赋予按压力。因此,能够实现易于将分段导体(4)彼此适当地接合的结构的旋转电机用电枢(1)。
在这里,优选上述分段导体(4)的每一个还具有过渡部(42),该过渡部(42)配置于上述电枢芯体(2)中的上述轴向(L)的外侧,
上述导体边部(41)配置于上述槽(21)内,
一对上述分段导体(4)的上述接合部(43)彼此在上述槽(21)内接合。
根据该结构,由于将一对分段导体(4)的接合部(43)彼此在槽(21)内接合,所以在通过沿着径向(R)的按压将一对分段导体(4)接合的情况下,能够通过槽(21)的内壁面支承分段导体(4)。因此,对各槽(21)内的多个分段导体(4)均匀地赋予按压力变得容易。
另外,优选上述槽(21)的每一个具有径向开口部(21a),该径向开口部(21a)在上述径向(R)开口,
上述径向开口部(21a)的上述周方向(C)上的宽度比上述槽(21)内的配置上述导体边部(41)的区域的上述周方向(C)的宽度小。
根据该结构,径向开口部(21a)的周方向(C)的宽度较小,相应地能够使通过励磁产生的磁通量到达构成线圈(3)的导体边部(41)的量减少。因此,能够抑制导体边部(41)中的涡流的产生而减少涡流损耗,而能够提高旋转电机的能源效率。另外,根据该结构,由于径向开口部(21a)的周方向(C)的宽度减小,齿(22)的前端部(22a)的周方向(C)的宽度增大,所以能够较小地抑制周方向(C)上的相邻的齿(22)间的磁通量的变化。因此,能够较小地抑制旋转电机的转矩脉动。
在这里,优选上述对置面(44)包含沿着相对于上述轴向(L)倾斜的方向延伸的第一倾斜面(441)、和沿着与该第一倾斜面(441)所延伸的方向交叉的方向延伸的第二倾斜面(442),
上述第二倾斜面(442)形成为在上述轴向(L)上观察时与上述第一倾斜面(441)重叠。
根据该结构,由于通过第一倾斜面(441)和第二倾斜面(442)在对置面(44)形成凹凸,所以在对分段导体(4)彼此进行接合时,即使在相互接合的接合部(43)偏离适当的位置的情况下,也能够通过沿着径向(R)的按压,将该接合部(43)通过相互的凹凸的啮合而引导到适当的位置。另外,相互接合的接合部(43)通过该凹凸的啮合也能够限制沿着轴向(L)相互分离。因此,能够实现易于将分段导体(4)彼此进一步适当地接合的结构的旋转电机用电枢(1)。
在这里,优选一对上述导体边部(41)具有相互不同的上述轴向(L)的长度。
根据该结构,容易使在径向(R)上邻接的导体边部(41)的接合部(43)的位置相互在轴向(L)上错开。因此,能够使接合部(43)的绝缘处理简单化,并能够减少制造成本。
旋转电机用电枢(1)的制造方法(S1)是具备在该芯体基准面(S)的周方向(C)上分散配置多个圆筒状的沿芯体基准面(S)的轴向(L)延伸并且具有在上述芯体基准面(S)的径向(R)开口的径向开口部(21a)的槽(21)的电枢芯体(2)、以及通过将多个分段导体(4)接合而构成并卷绕于上述电枢芯体(2)的线圈(3)的旋转电机用电枢(1)的制造方法(S1),
准备多个上述分段导体(4),并且准备上述电枢芯体(2)的准备工序(S11),上述分段导体(4)具有沿着上述轴向(L)配置于上述槽(21)内的导体边部(41)、和在上述电枢芯体(2)中的上述轴向(L)的外侧连接一对上述导体边部(41)的过渡部(42),在上述导体边部(41)中的和与上述过渡部(42)的连接部相反侧的端部设置接合部(43),上述接合部(43)具有对置面(44),该对置面(44)形成为具有面向上述径向(R)的部分,
将多个上述分段导体(4)中的相对于上述电枢芯体(2)在上述轴向(L)的一侧配置上述过渡部(42)的上述分段导体(4)作为第一分段导体(5),将相对于上述电枢芯体(2)在上述轴向(L)的另一侧配置上述过渡部(42)的上述分段导体(4)作为第二分段导体(6),以上述第一分段导体(5)中的一个上述接合部(43)的上述对置面(44)与上述第二分段导体(6)中的一个上述接合部(43)的上述对置面(44)在上述径向(R)上对置的方式,将上述第一分段导体(5)的上述导体边部(41)和上述第二分段导体(6)的上述导体边部(41)配置于上述槽(21)内的配置工序(S12);
从上述径向开口部(21a)按压上述第一分段导体(5)的上述接合部(43)与上述第二分段导体(6)的上述接合部(43)在上述径向(R)上观察时重叠的部分的按压工序(S13);以及
维持着上述按压工序(S13)中的按压状态而将上述第一分段导体(5)的上述接合部(43)与上述第二分段导体(6)的上述接合部(43)接合的接合工序(S14)。
通过这样的结构,不是沿轴向(L)按压,而是能够在从径向开口部(21a)沿着径向(R)按压第一分段导体(5)和第二分段导体(6)的状态下对其进行接合。因此,在对分段导体(4)彼此进行接合时,能够抑制对各槽(21)内的多个分段导体(4)赋予的按压力不均匀。因此,能够在对各槽(21)内的多个分段导体(4)均匀地赋予按压力的状态下,容易地进行将分段导体(4)彼此相互适当地接合。
在这里,优选上述径向开口部(21a)的上述周方向(C)上的宽度比上述槽(21)内的配置上述导体边部(41)的区域的上述周方向(C)的宽度小。
根据该结构,径向开口部(21a)的周方向(C)的宽度较小,相应地能够在用于旋转电机时,使通过励磁产生的磁通量到达构成线圈(3)的导体边部(41)的量减少。因此,能够抑制导体边部(41)中的涡流的产生而减少涡流损耗,能够提高旋转电机的能源效率。另外,根据该结构,由于径向开口部(21a)的周方向(C)的宽度减小,齿(22)的前端部(22a)的周方向(C)的宽度增大,所以能够较小地抑制周方向(C)上的相邻的齿(22)间的磁通量的变化。因此,能够较小地抑制旋转电机的转矩脉动。
在这里,优选在上述配置工序(S12)之前,在相互对置的上述第一分段导体(5)的上述对置面(44)以及上述第二分段导体(6)的上述对置面(44)的至少一方配置导电性接合材料(8)。
根据该结构,能够确保良好的导电性并且容易且适当地将第一分段导体(5)与第二分段导体(6)接合。
在这里,优选在上述配置工序(S12)中,在上述电枢芯体(2)的所有的上述槽(21)配置多个上述分段导体(4),
在上述按压工序(S13)中,对所有的上述槽(21)内的多个上述分段导体(4)的所有的上述接合部(43)进行按压。
根据该结构,能够较短地抑制旋转电机用电枢(1)的制造工序(S1)所需的时间。
本公开的技术能够利用于具备在周方向上配置有多个沿轴向延伸的槽的圆筒状的电枢芯体、以及卷绕于上述电枢芯体的线圈的旋转电机用电枢。
附图标记说明
1…定子(旋转电机用电枢);2…定子芯体(电枢芯体);21…槽;21a…径向开口部;3…线圈;4…分段导体;41…导体边部;42…过渡部;43…接合部;44…对置面;5…第一分段导体;6…第二分段导体;8…导电性接合材料;9…按压装置;R…径向;L…轴向;C…周方向。