CN111193335A - 定子 - Google Patents

Abstract

提供缩短线圈末端的结合部与绝缘覆膜的距离而能够实现小型化及轻量化的定子。定子具备：环状的定子铁心；以及线圈，其由具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆膜的多个电线构成，且在所述定子铁心的轴向上突出并在所述电线的端部具有所述导体露出的导体露出部，并具有一方的所述电线的所述导体露出部的前端与另一方的所述电线的所述导体露出部的前端结合而成的结合部。所述电线的所述导体露出部成为整体弯曲了的弯曲部。

Description

定子

技术领域

本发明涉及定子。

背景技术

以往，作为旋转电机的定子，有具备如下线圈的定子，该线圈通过将导体段插入于在定子铁心形成的插槽并将从定子铁心突出的导体端部互相结合而装配并形成于定子铁心。提出了各种在这种线圈中抑制从定子铁心突出的线圈末端的温度上升的技术。

例如，在日本特开2003-143810号(以下，称作专利文献1)中，公开了如下马达的构造，该马达具有：定子，其在定子铁心的轴向的两端部具有线圈末端；以及壳体，其具备冷却介质供给口及冷却介质排出口。在专利文献1记载的技术中，线圈在定子铁心的轴向的两端部为了将线圈的端部彼此结合而具有剥离了绝缘覆膜的导体露出部。

为了冷却该导体露出部，从壳体的冷却介质供给口向线圈末端供给冷却介质，之后从冷却介质排出口排出冷却介质。由此，能够抑制线圈末端的温度上升，确保充分的冷却性能。

发明内容

在专利文献1记载的技术中，在线圈末端将线圈的绝缘覆膜剥离并结合，因此会受到在结合时焊接的热所带来的影响。因此，在专利文献1记载的技术中，为了抑制绝缘覆膜的热劣化，需要增长导体露出部的长度。然而，若使结合部与绝缘覆膜的距离远离，则线圈末端在轴向上扩大，马达有可能大型化。因此，在以往技术中，在提供在缩短线圈末端的结合部与绝缘覆膜的距离而能够实现小型化及轻量化的定子这一点上存在改善的余地。

本发明的方案是考虑这样的情形而完成的，其目的在于，提供缩短线圈末端的结合部与绝缘覆膜的距离而能够实现小型化及轻量化的定子。

为了解决上述的课题而达成该目的，本发明采用了以下的方案。

(1)本发明的一方案的定子具备：环状的定子铁心；以及线圈，其由具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆膜的多个电线构成，且在所述定子铁心的轴向上突出并在所述电线的端部具有所述导体露出的导体露出部，并具有一方的所述电线的所述导体露出部的前端与另一方的所述电线的所述导体露出部的前端结合而成的结合部，所述电线的所述导体露出部成为整体弯曲了的弯曲部。

(2)在上述方案(1)中，也可以是，所述弯曲部从所述定子铁心的径向观察，以向所结合的另一方的所述电线侧凸出的方式弯曲。

(3)在上述方案(1)或(2)中，也可以是，所述绝缘覆膜在内部具有空孔，所述空孔由中空的胶囊形成。

(4)在上述方案(1)～(3)的任一项中，也可以是，所述绝缘覆膜在内部具有空孔，

所述空孔由热分解性树脂形成。

(5)在上述方案(1)～(4)的任一项中，也可以是，所述导体露出部的长度形成为6mm以上且7mm以下。

根据上述方案(1)，线圈在定子铁心的轴向上突出的线圈末端具有绝缘覆膜被剥离了的导体露出部。通过在导体露出部的结合部处电线的端部彼此结合，能够将线圈装配于定子铁心。

此时，电线具有导体露出部的整体弯曲了的弯曲部，所以与通过在导体露出部设置直线部并使直线部交叉而与另一方的电线结合的情况相比较，能够使电线的端部彼此重叠的面积增加。另外，由于不具有直线部，所以能够抑制导体露出部的轴向的长度。由此，能够抑制定子在轴向上大型化，并且，能够在电线端部的焊接时将端部彼此可靠地焊接而固定。

而且，通过电线的端部彼此的重叠的面积增加，焊接时的高度方向(定子的轴向)上的定位自由度提高，所以能够提高制造时的作业性。

因此，能够提供缩短线圈末端的结合部与绝缘覆膜的距离而能够实现小型化及轻量化的定子。

根据上述方案(2)，在一对电线中，向所结合的另一方的电线侧突出的部分互相结合。由此，结合部的范围扩大，能够容易地进行结合作业。由此，能够成为具有兼顾到导体露出部的长度的缩短和作业性的提高的电线的定子。

根据上述方案(3)，绝缘覆膜在内部具有空孔，空孔由中空的胶囊形成，所以通过在绝缘覆膜的内部存在空气的层，能够提高绝缘覆膜整体的耐热性。

在此，在使用了在内部不具有空孔的绝缘覆膜的以往的技术中，在结合部与绝缘覆膜的距离近的情况下，有可能由于结合部的焊接的热而在绝缘覆膜产生烧焦、起泡等热劣化。因此，在以往技术中，为了抑制热劣化而需要将导体露出部形成得长来使结合部与绝缘覆膜的距离远离，由此，定子有可能在轴向上大型化。

根据上述方案(3)，通过绝缘覆膜在内部具有空孔，绝缘覆膜整体的耐热性提高，由此，即便是在使结合部与绝缘覆膜的距离接近了的情况下，也能够抑制由焊接的热导致的绝缘覆膜的热劣化。由此，能够缩短导体露出部的长度而抑制线圈末端的轴向的长度。

因此，能够提供缩短线圈末端的结合部与绝缘覆膜的距离而能够实现小型化及轻量化的定子。

根据上述方案(4)，空孔由热分解性树脂形成，所以在制造出电线之后，通过将绝缘覆膜加热至规定的温度，能够在绝缘覆膜的内部形成空孔。这样，能够利用简易的方法在绝缘覆膜的内部形成空孔，所以能够提高作业性。

根据上述方案(5)，导体露出部的长度形成为6mm以上且7mm以下，所以能够在缩短线圈末端的轴向上的长度的同时，抑制由焊接时的热导致的绝缘覆膜的热劣化。由此，能够成为兼顾到小型化和热劣化的抑制的定子。

附图说明

图1是实施方式的定子的外观立体图。

图2是实施方式的线圈末端的放大图。

图3A是图2的高度位置IIIa-IIIa处的导体的剖面图。

图3B是图2的高度位置IIIb-IIIb处的导体的剖面图。

图3C是图2的高度位置IIIc-IIIc处的导体的剖面图。

图4是实施方式的电线的剖面图。

图5是示出导体露出部的长度与焊接时的导体露出部的基端部温度的关系的图表。

图6是比较例的线圈末端的放大图。

图7A是图6的高度位置VIIa-VIIa处的导体的剖面图。

图7B是图6的高度位置VIIb-VIIb处的导体的剖面图。

图7C是图6的高度位置VIIc-VIIc处的导体的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(定子)

图1是定子1的外观立体图。

定子1具备定子铁心2和线圈3。需要说明的是，在图1中，为了便于说明而将线圈3局部省略。

定子铁心2形成为以轴线C为中心的环状。在定子铁心2的内周面形成有齿2a。齿2a从定子铁心2的内周面朝向径向的内侧突出。齿2a在周向上设置有多个。

各齿2a之间设为插槽2b，向各插槽2b插入后述的线圈3。在定子铁心2的内部，未图示的转子以轴线C为中心而以旋转自如的方式配置。

在以下的说明中，有时将沿着定子铁心2的轴线C的方向称作轴向，将与轴线C正交的方向称作径向，将绕轴线C的方向称作周向。

线圈3卷绕于定子铁心2的齿2a，插入于插槽2b。线圈3由多个电线4形成。具体而言，在将弯曲成U字状的电线4在周向上重叠多个的状态下，以使电线4的端部朝向轴向的一侧而从轴向的另一侧插入插槽2b，由此形成线圈3。在电线4插入到定子铁心2之后，将向轴向一侧突出了的电线4的端部沿着周向扭弯，并将端部彼此结合，由此，线圈3固定于定子铁心2。线圈3中的插入于插槽2b的部分被设为线圈插通部31，从定子铁心2的端面向轴向的一侧及另一侧突出的部分被设为线圈末端32。

图2是位于轴向一侧的线圈末端32的电线4的端部的放大图。另外，图4是电线4的剖面图。

电线4具有导体10和绝缘覆膜20。

导体10构成电线4的芯部分，形成为具有矩形形状的截面的线状。

导体10在向轴向的另一侧突出的线圈末端32的前端部具有导体露出部11。

如图2所示，导体露出部11是在电线4的端部处露出了导体10的部分。在多个电线4中相邻的导体露出部11彼此互相通过焊接而电及机械地接合。相邻的电线4中的一方的电线4的导体露出部11的前端与另一方的电线4的导体露出部11的前端结合而成的部分被设为结合部12。结合部12例如通过TIG焊接而结合。一方的电线4的导体露出部11，从定子铁心2的径向观察，成为以向另一方的电线4侧凸出的方式整体弯曲了的弯曲部13。换言之，导体露出部11仅具有弯曲部13。弯曲部13的曲率随着从导体露出部11的基端部趋向前端部而逐渐变小。需要说明的是，所谓导体露出部11的基端部，是在导体露出部11中位于导体露出部11与绝缘覆膜20的交界部的部分。导体露出部11的长度形成为6mm以上且7mm以下。

在此，对导体露出部11的长度的设定方法进行说明。

图5是示出在将横轴设为导体露出部11的长度并将纵轴设为焊接时的导体露出部11的基端部温度时的、导体露出部11的长度与焊接时的导体露出部11的基端部温度的关系的图表。

当导体露出部11的基端部的温度超过规定温度P时，绝缘覆膜20受到热所带来的影响，发生烧焦、起泡等热劣化。在此，规定温度P例如是绝缘覆膜20的耐热温度。

如图5所示，在导体露出部11的长度为5mm以下(区域R1)时，结合部12与绝缘覆膜20的距离短，所以基端部的温度高于规定温度P，产生热劣化。另一方面，在导体露出部11的长度为6mm以上(区域R2)时，结合部12与绝缘覆膜20的距离长，所以基端部的温度低于规定温度P。因此不会产生热劣化，但是，导体露出部11的长度越长则定子1的轴向尺寸越大。

因此，需要在不产生热劣化的区域R2的范围内，以使导体露出部11的长度成为最短的方式设定导体露出部11的长度。由此，本实施方式的导体露出部11的长度优选设定为6mm以上且7mm以下，越接近6mm则越优选。

返回图2，绝缘覆膜20覆盖着导体10的外周部。绝缘覆膜20例如由树脂等绝缘性材料形成。绝缘覆膜20在除了导体露出部11之外的导体10的全长的范围形成。绝缘覆膜20具有绝缘材21和胶囊22(参照图4)。

绝缘材21例如由聚酰亚胺等绝缘性的树脂形成。绝缘材21在内部具有多个中空的胶囊22。

胶囊22由与绝缘材21不同的树脂形成。胶囊22例如是硅酮等树脂。胶囊22形成为球状。胶囊22的内部成为空孔23。换言之，绝缘覆膜20在内部具有空孔23，空孔23由中空的胶囊22形成。

空孔23由未图示的热分解性树脂形成。具体而言，空孔23通过将绝缘材21所包含的热分解性树脂加热而该热分解性树脂气化从而在绝缘材21的内部形成。在此，通过在气化前的热分解性树脂的外周部配置硅酮制的外廓材(后述的胶囊22)并在该状态下加热绝缘覆膜20，而形成中空的胶囊22。

需要说明的是，气化前，热分解性树脂的外周部也可以不由外廓材覆盖。即也可以没有胶囊22。在该情况下，在绝缘材21的内部形成有空孔23。不过，根据本实施方式的设置有胶囊22的结构，能够抑制在绝缘覆膜20的内部多个空孔23结合而形成大的空腔，所以在能够将绝缘覆膜的强度维持得高这一点上具有优越性。

(作用，效果)

接着，对定子1的作用、效果进行说明。

在此，图3A、图3B及图3C分别是图2的各高度位置IIIa-IIIa、IIIb-IIIb及IIIc-IIIc处的导体10的剖面图。

如图3A、图3B及图3C所示，导体露出部11通过整体弯曲，无论在哪一高度位置IIIa-IIIa、IIIb-IIIb及IIIc-IIIc，一方的电线4的导体10与另一方的电线4的导体10都在径向上重叠。由此，电线4的端部彼此重叠的面积增加，焊接时的定位的自由度提高，并且能够将端部彼此可靠地结合。

另一方面，图6是比较例的线圈末端32的放大图，图7A、图7B及图7C分别是图6的各高度位置VIIa-VIIa、VIIb-VIIb及VIIc-VIIc处的导体10的剖面图。如图7A、图7B及图7C所示，在导体露出部11仅具有直线部的情况下，一方的电线4的导体10与另一方的电线4的导体10在径向上重叠的范围窄。具体而言，仅在图7C所示的高度位置VIIc-VIIc处导体10在径向上重叠，在图7A及图7B所示的高度位置VIIa-VIIa及VIIb-VIIb处不重叠或者重叠的面积减少。由此，能够焊接的部分被限定在高度位置VIIc-VIIc附近的窄范围。

根据本结构的定子1，线圈3在向定子铁心2的轴向上突出的线圈末端32具有绝缘覆膜20被剥离了的导体露出部11。通过在导体露出部11的结合部12处将电线4的端部彼此结合，能够将线圈3装配于定子铁心2。此时，电线4具有导体露出部11的整体弯曲了的弯曲部13，所以与通过在导体露出部11设置直线部并使直线部交叉而与另一方的电线4结合的情况相比较，能够使电线4的端部彼此重叠的面积增加。另外，由于不具有直线部，所以能够抑制导体露出部11的轴向的长度。

由此，能够抑制定子1在轴向上大型化，并且能够在电线4端部的焊接时将端部彼此可靠地焊接而固定。

而且，通过电线4的端部彼此重叠的面积增加，焊接时的高度方向(定子1的轴向)上的定位自由度提高，所以能够提高制造时的作业性。

因此，能够提供缩短线圈末端32的结合部12与绝缘覆膜20的距离而能够实现小型化及轻量化的定子1。

另外，在一对电线中，向所结合的另一方的电线侧突出的部分互相结合。由此，结合部的范围扩大，能够容易地进行结合作业。由此，能够成为具有兼顾到导体露出部的长度的缩短和作业性的提高的电线的定子。

绝缘覆膜20在内部具有空孔23，空孔23由中空的胶囊22形成，所以通过在绝缘覆膜20的内部存在空气层，能够提高绝缘覆膜20整体的耐热性。

在此，在使用了在内部不具有空孔23的绝缘覆膜20的以往技术中，在结合部12与绝缘覆膜20的距离近的情况下，有可能由于结合部12的焊接的热而在绝缘覆膜20产生烧焦、起泡等热劣化。因此，在以往技术中，为了抑制热劣化而需要将导体露出部11形成得长来使结合部12与绝缘覆膜20的距离远离，由此，定子1有可能在轴向上大型化。

在本结构的定子1中，通过绝缘覆膜20在内部具有空孔23而绝缘覆膜20整体的耐热性提高，所以即便是在使结合部12与绝缘覆膜20的距离接近了的情况下，也能够抑制由焊接的热导致的绝缘覆膜20的热劣化。由此，能够缩短导体露出部11的长度而抑制线圈末端32的轴向的长度。

因此，能够提供缩短线圈末端32的结合部12与绝缘覆膜20的距离而能够实现小型化及轻量化的定子1。

另外，空孔23由热分解性树脂形成，所以在制造出电线4之后，通过将绝缘覆膜20加热至规定的温度，能够在绝缘覆膜20的内部形成空孔23。

这样，能够利用简易的方法在绝缘覆膜20的内部形成空孔23，所以能够提高作业性。

根据本结构的定子1，导体露出部11的长度形成为6mm以上且7mm以下，所以能够在缩短线圈末端32的轴向上的长度的同时，抑制由焊接时的热导致的绝缘覆膜20的热劣化。由此，能够成为兼顾到小型化和热劣化的抑制的定子1。

需要说明的是，本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。

例如，结合部12也可以设置于定子铁心2的轴向的一侧及另一侧这双方。

另外，导体10的截面形状也可以是例如圆形状、椭圆形状等除了矩形形状以外的形状。

除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当将上述的实施方式中的构成要素替换为周知的构成要素，另外，也可以适当组合上述的各变形例。

Claims (5)

1.一种定子，其特征在于，

所述定子具备：

环状的定子铁心；以及

线圈，其由具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆膜的多个电线构成，且在所述定子铁心的轴向上突出并在所述电线的端部具有所述导体露出的导体露出部，并具有一方的所述电线的所述导体露出部的前端与另一方的所述电线的所述导体露出部的前端结合而成的结合部，

所述电线的所述导体露出部成为整体弯曲了的弯曲部。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述弯曲部从所述定子铁心的径向观察，以向所结合的另一方的所述电线侧凸出的方式弯曲。

3.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述绝缘覆膜在内部具有空孔，

所述空孔由中空的胶囊形成。

4.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述绝缘覆膜在内部具有空孔，

所述空孔由热分解性树脂形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的定子，其特征在于，

所述导体露出部的长度形成为6mm以上且7mm以下。

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