CN112352368A - 旋转电机的定子、旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法 - Google Patents

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CN112352368A CN201980038748.1A CN201980038748A CN112352368A CN 112352368 A CN112352368 A CN 112352368A CN 201980038748 A CN201980038748 A CN 201980038748A CN 112352368 A CN112352368 A CN 112352368A
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Abstract

本发明揭示一种既能够实现小型化又能够提高冷却性的旋转电机的定子、旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法。本发明的旋转电机的定子(20)具备定子线圈和具有供定子线圈安装的电枢槽的定子铁心(132)，定子线圈的线圈端部(62)在定子铁心的中心轴C的周围呈椭圆状。

Description

旋转电机的定子、旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法
技术领域
本发明涉及旋转电机的定子、使用该定子的旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法。
背景技术
在旋转电机中，通过对定子线圈供给交流电来产生旋转磁场，该旋转磁场使得转子旋转。此外，在旋转电机中，施加至转子的机械能变换为电能，从定子线圈输出交流电。如此，旋转电机作为电动机或发电机进行工作。
在这样的旋转电机的定子中，已知有对区段线圈的末端进行焊接来加以连接的技术(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-151975号公报
发明内容
发明要解决的问题
为了将旋转电机安装在汽车等狭窄、受限的空间内，要求小型化。对此，为了确保定子上的线圈端部的上部与变速箱部等安装部之间的间隙，较理想为在区段部上的焊接部或非焊接部上降低线圈端部高度。但在现有技术的旋转电机的定子中，当谋求小型化时，存在定子的冷却变得困难的问题。。
因此，本发明提供一种能够实现小型化，并且能够提高冷却性的的旋转电机的定子、旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的旋转电机的定子具备：定子线圈；定子铁心，其具有安装有定子线圈的电枢槽，定子线圈的线圈端部在定子铁心的中心轴的周围呈椭圆状。
为了解决上述问题，本发明的旋转电机具备定子和与定子相对的转子，定子为上述本发明的旋转电机的定子。
为了解决上述问题，本发明的旋转电机的定子的制造方法包含焊接工序，在该焊接工序中，在线圈端部，通过电焊将插通到定子铁心的电枢槽中且构成定子线圈的多个区段导体连接，在焊接工序中，将线圈端部分成多个区域，在各区域使焊接电极的位置不同。
发明的效果
根据本发明，能够提高旋转电机的定子的冷却性。
上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的旋转电机的截面图。
图2为定子20的整体立体图。
图3为定子铁心132的整体立体图。
图4表示图1的旋转电机中的转子及定子铁心的截面。
图5为表示定子线圈60的整体立体图。
图6为表示定子线圈60的连接状态的概念图。
图7为说明构成定子线圈60的区段导体的图。
图8为表示图5所示的定子线圈60的U相线圈60U的立体图。
图9为表示U1相线圈60U1的立体图。
图10为表示U2相线圈60U2的立体图。
图11表示区段导体28的端部28E1～28E4附近。
图12表示焊接侧线圈端部的焊接工序的一例的流程。
图13是沿轴向观察经过了图12所示的焊接工序的定子的焊接侧线圈端部62时的主视图。
图14是椭圆状的焊接侧线圈端部62的短径部和长径部的定子的局部剖面图。
图15表示焊接侧线圈端部的焊接工序的一例的流程。
图16是沿轴向观察经过了图15所示的焊接工序的定子的焊接侧线圈端部62时的主视图。
图17表示一实施方式的混合动力型电动汽车的概略构成。
具体实施方式
下面，一边使用附图，一边对本发明的实施方式进行说明。
各图中，同一参考编号表示同一构成要件或者具备类似功能的构成要件。再者，对于一附图中不作说明的符号的构成要件，酌情在其他附图中加以说明。
首先，对搭载本发明的一实施方式的旋转电机的汽车进行说明。
图17表示搭载本发明的一实施方式的旋转电机的混合动力型电动汽车(HEV)的概略构成。再者，除了HEV以外，本发明的一实施方式的旋转电机也可以运用于不具备发动机而仅靠旋转电机来行驶的纯电动汽车(EV)。
在以下的说明中，“轴向”是指沿着旋转电机的旋转轴的方向。“周向”是指沿着旋转电机的旋转方向的方向。“径向”是指以旋转电机的旋转轴为中心时的动径方向(半径方向)。“内周侧”是指径向内侧(内径侧)，“外周侧”是指其反方向即径向外侧(外径侧)。
图17所示的HEV具有发动机ENG和旋转电机10作为前轮侧的主动力源。发动机ENG和旋转电机10所产生的动力经由变速器TR传递至前轮侧驱动轮FW。此外，在后轮的驱动中，后轮侧的主动力源为旋转电机10。配置在后轮侧的旋转电机10与后轮侧驱动轮RW以机械方式加以连接，由此，旋转电机10的动力得以传递至后轮侧驱动轮RW。身为前轮侧的动力源的旋转电机10配置在发动机ENG与变速器TR之间的狭小空间内。
旋转电机10起动发动机ENG。此外，旋转电机10根据车辆的行驶状态来产生驱动力(转矩)，而且，在车辆减速时，以电能的形式回收动能，因此产生电力。旋转电机10的驱动动作及发电动作是根据车辆的驾驶状况而以转矩和转速达到最佳的方式由功率变换装置INV加以控制。旋转电机10的驱动电力是经由功率变换装置INV从电池BAT供给的。此外，旋转电机10产生的电力经由功率变换装置INV积蓄到电池BAT中。
旋转电机10为埋入永磁铁同步马达。旋转电机10作为通过对定子线圈供给三相交流电流而使转子旋转的电动机来进行工作。此外，当旋转电机10被发动机ENG驱动时，作为发电机进行工作而输出三相交流电。即，旋转电机10具有作为借助电能来产生转矩的电动机的功能和作为借助机械能来输出电力的发电机的功能这两种功能。并且，根据车辆的行驶状态而选择性地利用两种功能中的任一种。
接着，对本发明的一实施方式的旋转电机进行说明。
图1为本发明的一实施方式的旋转电机的截面图。
如图1所示，旋转电机10配设在液冷套130内部。液冷套130由发动机ENG的壳体或者变速器TR的壳体构成。旋转电机10具备定子20、保持定子20的外壳50以及转子11。
在定子20中，在定子铁心132上卷绕定子线圈。定子线圈的线圈端部(后文叙述的非焊接侧线圈端部61、焊接侧线圈端部62)沿旋转轴方向从定子铁心132突出。在转子11中，在转子铁心12内埋入永磁铁18。在转子铁心12的中心固定成为旋转轴的转轴13。此外，在转子铁心12的轴向端面设置成为永磁铁18的压板的端环19。再者，在转子铁心12中，层叠有多块薄电磁钢板(硅钢板)。
液冷套130固定在外壳50的外周侧。由液冷套130的内周壁与外壳50的外周壁之间的空隙构成油等液状制冷剂RF的制冷剂通道153、154、155。
再者，在像本实施方式这样采取直接液体冷却方式的情况下，积存在制冷剂储藏空间150内的制冷剂RF通过制冷剂通道153进而经由制冷剂通道154、制冷剂通道155朝定子20的线圈端部61、62流出而对定子20进行冷却。此处，作为制冷剂RF，例如使用冷却用油。
固定转子铁心12的转轴13由液冷套130上设置的轴承144及轴承145可旋转地加以支承，以与定子20隔着规定空隙的方式位于定子20内，在与定子20相对的位置上旋转。即，液冷套130还作为轴承架而发挥功能。
定子20固定在外壳50的内周侧。转子11可旋转地支承在定子20的内周侧。外壳50通过碳钢等铁系材料的切削或者铸钢或铝合金的铸造或者压力加工而成型为圆筒状，构成旋转电机10的外罩。外壳50还作为框体或框架而发挥功能。
外壳50是通过借助拉深加工将厚度2～5mm左右的钢板(高张力钢板等)成型为圆筒形状来加以制造。外壳50上设置有安装至液冷套130的多个凸缘(未图示)。多个凸缘在圆筒状的外壳50的一端面周缘朝径向外侧突设。再者，凸缘是在拉深加工时形成的外壳50的端部将凸缘以外的部分切除而形成的，与外壳50成一体。再者，也可不设置外壳50而将定子20直接固定在成为壳体的液冷套130中。
图2为定子20的整体立体图。
如图2所示，定子20由定子铁心132和定子线圈60构成。在定子铁心132中，层叠有多块薄电磁钢板(硅钢板)。定子线圈60缠绕在定子铁心132的内周部设置的多个电枢槽420内。定子线圈60产生的热经由定子铁心132传递至液冷套130(图1)，借助在液冷套130内流通的制冷剂RF(图1)释放出去。
图3为定子铁心132的整体立体图。
如图3所示，在定子铁心132上沿周向等间隔地设置有与定子铁心132的轴向平行的多个电枢槽420。关于电枢槽420的数量，例如在本实施方式中为72个，定子线圈60(图2)收容在电枢槽420内。各电枢槽420在定子铁心132的内周侧开口。电枢槽420的开口的周向的宽度与安装有定子线圈60的各电枢槽420的线圈安装部大致相同，或者比线圈安装部小一些。
定子铁心132在电枢槽420之间具有枢齿430。各枢齿430与环状的铁心背部440成一体。即，定子铁心132是各枢齿430与铁心背部440一体成型的一体型铁心。枢齿430将通过定子线圈60产生的旋转磁场引导至转子11。由此，在转子11上产生转矩。
定子铁心132是通过冲裁加工对厚度0.05～1.0mm左右的电磁钢板加以成型并将成型后的多块圆环形状的电磁钢板加以层叠而构成。焊接部200是通过TIG(TungstenInertGas)焊、激光焊等而与定子铁心132的轴向平行地设置在圆筒状的定子铁心132的外周部。再者，也可运用敛压等代替焊接部200。
图4表示图1的旋转电机10中的转子11及定子铁心132的截面。本截面是与轴向成直角的方向上的截面。再者，本图4中省略了转轴13(图1)的图示。
如图4所示，在转子铁心12上沿周向等间隔地配置有供矩形形状的永磁铁18插入的磁铁插入孔810。永磁铁18通过粘接剂、粉体树脂、模塑等手段固定在各磁铁插入孔810内。磁铁插入孔810的周向的宽度设定得比永磁铁18的周向的宽度大。因此，在永磁铁18的宽度方向两端与转子铁心12之间出现磁隙156。该磁隙156内可埋入粘接剂。此外，也可在磁隙156内填充成型树脂，由此，在磁隙156内埋入树脂的同时将永磁铁18固定在各磁铁插入孔810内。
永磁铁18构成转子11的场磁极。本实施方式采用的是以一个永磁铁18形成1个磁极的构成，但也可将构成各磁极的永磁铁18增加至多个。通过增加永磁铁18，永磁铁发出的各磁极的磁通密度增大，从而可以增大磁铁转矩。
永磁铁18的磁化方向朝着径向，磁化方向的朝向按每一场磁极而颠倒。即，若用于构成某一磁极的永磁铁18的定子侧磁极面磁化为N极、旋转轴侧的磁极面磁化为S极，则构成相邻磁极的永磁铁18的定子侧磁极面磁化为S极、旋转轴侧的磁极面磁化为N极。这些永磁铁18沿周向以按每一磁极交替改变磁化方向的方式加以磁化、配置。在本实施方式中，各永磁铁18沿周向等间隔地配置有12个，转子11具有12极磁极。
此处，作为永磁铁18，可以使用钕系、钐系的烧结磁铁、铁氧体磁铁、钕系的粘结磁铁等。在本实施方式中，转子11在永磁铁18之间具有辅助磁极160。辅助磁极160以减少定子线圈60产生的q轴磁通的磁阻的方式起作用。通过该辅助磁极160，q轴磁通的磁阻大幅小于d轴磁通的磁阻，因此能增大磁阻转矩。
接着，使用图5～7，对定子线圈的构成进行说明。
图5为表示定子线圈60的整体立体图。图6为表示定子线圈60的连接状态的概念图。图7为说明构成定子线圈60的区段导体28的图。
如图5所示，定子线圈60为图7所示的区段导体28的集合体，是多个区段导体28相互连接而构成的、图6所示的那样的三相线圈(U相线圈60U、V相线圈60V、W相线圈60W)。
如图6所示，本实施方式中的定子线圈60为2个星型接线并联的双星型构成。即，定子线圈60具备由U1相线圈60U1、V1相线圈60V1以及W1相线圈60W1构成的第1星型接线和由U2相线圈60U2、V2相线圈60V2以及W2相线圈60W2构成的第2星型接线。第1星型接线的中性点N1与第2星型接线的中性点N2相互分离。
作为构成本实施方式的定子线圈60的导体线材，使用长方形截面的扁平线。在电枢槽420内，长方形截面的长边沿定子铁心132的周向延伸，短边沿定子铁心132的径向延伸。扁平线的外周表面被绝缘覆膜覆盖。作为扁平线的导体材料，使用无氧铜或有氧铜。在有氧铜的情况下，含氧率大致为10ppm以上至1000ppm左右。
再者，构成定子线圈60的导体线材的截面形状不限于长方形状，也可为正方形状或圆形状。再者，当设为长方形状或正方形状时，可以增大电枢槽420(图3)内的线圈的占空系数，因此旋转电机的效率能够提高。再者，在长方形状中，沿着定子铁心132的径向的边相较于沿着周向的边而言可长可短。
图7中展示安装至定子铁心132之前的区段导体28(上图)和安装到定子铁心132之后的区段导体28(下图)。安装至定子铁心132之前的区段导体28由弯折后的扁平线构成，具备大致U字形状，所述大致U字形状具有平行的一对脚部28B和连结脚部28B彼此的头顶部28C。
如图7(下图)所示，在各相线圈中，多个区段导体28相连。在本实施方式中，区段导体28的一对脚部28B中的一方及另一方从定子铁心132的轴向的一侧分别插入至互不相同的两个电枢槽420中的一方及另一方。进而，在邻接的两个区段导体28中，将朝定子铁心132的轴向的另一侧突出的脚部28B朝应连接的区段导体28的方向弯折，并对在邻接的两个区段导体28中面对面的两个脚部28B1及28B2的端部28E1及28E2进行焊接。
朝定子铁心132的一侧突出的头顶部28C的集合构成图5所示的定子线圈60的一侧的线圈端部61。此外，朝定子铁心132的另一侧突出的端部28E的集合构成图5所示的定子线圈60的另一侧的线圈端部62。再者，在以下的说明中，将线圈端部61记作“非焊接侧线圈端部61”，将线圈端部62记作“焊接侧线圈端部62”。
如图5及图6所示，连接于U1相线圈60U1的一端的引出线41U1和连接于U2相线圈60U2的一端的引出线41U2引出至非焊接侧线圈端部61那一侧。引出线41U1和引出线41U2均连接至交流端子42U。此外，引出连接于V1相线圈60V1的一端的引出线41V1和连接于V2相线圈60V2的一端的引出线41V2。引出线41V1和引出线41V2均连接至交流端子42V。此外，引出连接于W1相线圈60W1的一端的引出线41W1和连接于W2相线圈60W2的一端的引出线41W2。引出线41W1和引出线41W2均连接至交流端子42W。
进而，中性点接线用导体40N1及中性点接线用导体40N2配置在非焊接侧线圈端部61那一侧。中性点接线用导体40N1连接至第1星型接线的中性点N1(图6)，中性点接线用导体40N2连接至第2星型接线的中性点N2。
如图5所示，本实施方式的定子线圈60通过分布绕法卷绕在定子铁心132上。所谓分布绕法，是以在跨越多个电枢槽420(图3)而隔开的两个电枢槽420内收纳相绕组的方式将相绕组卷绕在定子铁心132上。分布绕法的定子线圈的磁通分布(空间分布)比集中绕法的定子线圈接近正弦波，容易产生磁阻转矩。因此，本实施方式的旋转电机10在磁场削弱控制和使用磁阻转矩这一目的的控制的控制性上提高，可以运用于低转速到高转速的广阔转速范围。因而，根据本实施方式的旋转电机10，能够获得适于电动汽车等的马达特性。
图8为表示图5所示的定子线圈60中的一个相即U相线圈60U的立体图。
如图8所示，U相线圈60U由两个相线圈即U1相线圈60U1及U2相线圈60U2(参考图6)构成，具备供U1相线圈60U1及U2相线圈60U2的各一端共同连接的交流端子42U。
虽未图示，但V相线圈60V及W相线圈60W在定子铁心上卷绕的位置不同于U相线圈60U，但具有与图8所示的U相线圈60U同样的构成。
图9为表示构成U相线圈60U的U1相线圈60U1及U2相线圈60U2(参考图6)中的U1相线圈60U1的立体图。
如图9所示，U1相线圈60U1通过分布绕法和波形绕法加以卷绕。引出线41U1及中性点接线用导体40N1分别连接至U1相线圈60U1的一端及另一端。引出线41U1连接至交流端子42U。中性点接线用导体40N1与未图示的V1相线圈60V1及W1相线圈60W1(参考图6)的各中性点接线用导体电性相连，构成第1星型接线的中性点。再者，V1相线圈60V1及W1相线圈60W1在定子铁心上卷绕的位置不同于U1相线圈60U1，但具有与图9所示的U1相线圈60U1同样的构成。
图10为表示构成U相线圈60U的U1相线圈60U1及U2相线圈60U2(参考图6)中的U2相线圈60U2的立体图。
如图10所示，U2相线圈60U2通过分布绕法和波形绕法加以卷绕。引出线41U2及中性点接线用导体40N2分别连接至U2相线圈60U2的一端及另一端。引出线41U2连接至交流端子42U。中性点接线用导体40N2与未图示的V2相线圈60V2及W2相线圈60W2(参考图6)的各中性点接线用导体电性相连，构成第2星型接线的中性点。再者，V2相线圈60V2及W2相线圈60W2在定子铁心上卷绕的位置不同于U2相线圈60U2，但具有与图10所示的U2相线圈60U2同样的构成。
此处，对本实施方式中的定子20的制造方法进行说明。
如图7所示，将区段导体28插入到定子铁心132的电枢槽内，之后对从电枢槽420拉出的区段导体28的脚部28B1、28B2朝成为连接对象的区段导体28的方向作弯折加工。例如，图7中，从电枢槽420突出的脚部28B1及28B2分别朝周向左侧及右侧弯折。并且，脚部28B1的端部28E1和脚部28B2的端部28E2配置为在径向上邻接。
图11表示焊接侧线圈端部62处的、弯折加工后而且是焊接前的区段导体28的多个端部28E1～28E4的附近。
如图11所示，在电枢槽420内沿径向插通4列区段导体28。对插通在电枢槽420内的脚部28B1～28B4配设电枢槽衬垫310。在构成区段导体28的导体线材中，从电枢槽420内突出的脚部28B1～28B4上的邻接于电枢槽420开口部的部分和位于电枢槽420内的部分被由绝缘纸等薄片状的绝缘体构成的电枢槽衬垫310包覆。即，电枢槽衬垫310位于电枢槽420内，而且，电枢槽衬垫310的一部分从电枢槽420的开口部突出至电枢槽420外。因而，在图7所示的区段导体28中，弯折部除外的直线状部分被电枢槽衬垫310包覆。再者，为了实现焊接下的电性连接，端部28E1到端部28E4的绝缘覆膜被去除而露出了导体表面。
通过设置电枢槽衬垫310，区段导体28的相互之间以及区段导体28与电枢槽420的内表面之间的绝缘耐压提高。再者，在径向上相互邻接的区段导体间配设层间绝缘用的绝缘纸300。
为了使端部28E1～28E4的顶端的高度一致、抑制线圈端部高度，进行端部28E1到端部28E4的切割加工。若线圈端部的高度已经是一致的，则也可省略切割加工。
端部28E1与端部28E2通过电焊加以连接。此外，端部28E3与端部28E4通过电焊加以连接。因此，在端部28E1及端部28E2上形成母材(导体线材的导体部)熔化凝固而成的焊接部。此外，在端部28E3及端部28E4上也形成同样的焊接部。作为焊接方法，使用TIG(TungstenInertGas)焊等弧焊、等离子焊等。作为保护气体，使用氩气、氦气、氩气与氦气的混合气体等。
图12表示焊接侧线圈端部的焊接工序的一例的流程。以下，对端部28E1和端部28E2的焊接工序进行说明，端部28E3和端部28E4的焊接工序也同样。
在一个定子中，在相互连接的端部28E1和端部28E2的组有72个的情况下，即在端部28E1和端部28E2的焊接部位(S1～S72：参照图13)有72处的情况下，如图12所示，72处的焊接部位S1～S72以每部分12处的方式进行分割、即被分割为S1～S12、S13～S24、S25～S36、S37～S48、S49～S60、S61～S72这6部分。即，将焊接侧线圈端部62分为偶数个、在本实施方式中分为6个部分区域来实施焊接。另外，在焊接侧线圈端部62上沿轴向观察焊接侧线圈端部62时，焊接部位S1～S72按顺序(按S1、S2、S3、……S72的顺序)在定子铁心的中心轴C(参照图13)的周围配置成环状。因此，在被分割为6部分的焊接部位内，“S1～S12”和“S37～S48”以定子铁心的中心为对称点对称配置。同样，“S13～S24”和“S49～S60”对称配置，“S25～S36”和“S61～S72”对称配置。这样，将对称配置的部分区域作为一个区域，如下所述，对各区域实施焊接。
在本实施方式的焊接工序中，使用三台焊机(601～603)。在设置有定子的情况下，各焊机具备以定子铁心的中心为对称点而对称配置的两个焊接电极(图12中的电极1、2)。
如图12所示，首先，通过焊机601焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S1～S12”以及“S37～S48”。“S1～S12”和“S37～S48”分别通过焊机601中的电极1和电极2进行焊接。如上所述，由于电极1及电极2对称配置，因此，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S1～S12”及“S37～S48”。
接着，通过焊机602焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S13～S24”以及“S49～S60”。“S13～S24”和“S49～S60”分别通过焊机602中的电极1和电极2进行焊接。与焊机601相同，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S13～S24”以及“S49～S60”。另外，焊机602的电极1、2的位置从焊机601的电极1、2的位置在定子铁心的径向上向内侧偏移。
接着，通过焊机603焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S25～S36”以及“S61～S72”。“S25～S36”和“S61～S72”分别通过焊机603中的电极1和电极2进行焊接。与焊机601、602同样地，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S25～S36”以及“S61～S72”。另外，焊机603的电极1、2的位置从焊机602的电极1、2的位置在定子铁心的径向上向内侧偏移。
图13是沿轴向观察经过了图12所示的焊接工序的定子的焊接侧线圈端部62时的主视图。
根据上述的焊接工序，由于使每个焊机的电极的位置不同，所以伴随焊接的区段导体的连接部的变形程度根据每个焊机而不同。由此，如图13所示，在焊接侧线圈端部62中，72个区段导体间连接部在固定铁心的中心轴C的周围配置成环状且椭圆状。即，焊接侧线圈端部62为椭圆状。由此，在焊接侧线圈端部62中，与油等液状的制冷剂RF(图1)接触的面积扩大，因此定子的冷却效率提高。
图14是椭圆状的焊接侧线圈端部62的短径部和长径部的定子的局部剖面图。
如图14所示，关于焊接侧线圈端部62的径向上的定子铁心的中心轴C侧的缘部与定子铁心132的径向上的中心轴C侧的缘部即内壁A的距离L1、L3，短径部的距离L1比长径部的距离L3小。因此，关于焊接侧线圈端部62的径向上的外周侧的缘部与定子铁心132的径向上的外周侧的缘部的距离L2、L4，短径部的距离L2比长径部的距离L4大。
在本实施方式中，椭圆状的焊接侧线圈端部62的短径与制冷剂储藏空间150(图1)相对。由此，如图14所示，由于L2＞L4，因此短径部的侧方成为沿着长径的方向朝向焊接侧线圈端部62流出的制冷剂RF的通路。由此，能够有效地冷却焊接侧线圈端部62。
这里，在相邻的区段导体间的焊接部800(图13)上，由于伴随定子线圈的通电和非通电的温度的上升和下降而产生应力。如上所述，通过椭圆状的焊接侧线圈端部62，有效地冷却焊接侧线圈端部62，由此缓和作用于焊接部800的应力。因此，定子线圈60的可靠性和寿命提高。
图15表示焊接侧线圈端部的焊接工序的一例的流程。以下，对端部28E1和端部28E2的焊接工序进行说明，端部28E3和端部28E4的焊接工序也同样。
在本例中，端部28E1与端部28E2的焊接部位(S1～S48：参照图16)有48处，如图15所示，48处的焊接部位S1～S48以每部分8处的方式进行分割、即被分割为S1～S8、S9～S16、S17～S24、S25～S32、S33～S40、S41～S48这6部分。另外，在焊接侧线圈端部62上沿轴向观察焊接侧线圈端部62时，焊接部位S1～S48按顺序(按S1、S2、S3、……S48的顺序)配置成以旋转中心为中心的环状。因此，在被分割为6部分的焊接部位内，“S1～S8”和“S25～S32”以定子铁心的中心为对称点对称配置。同样，“S9～S16”和“S33～S40”对称配置，“S17～S24”和“S41～S48”对称配置。
在本实施方式的焊接工序中，使用三台焊机(601～603)。各焊机在设置有定子的情况下，具备以定子铁心的中心为对称点而对称配置的两个电极1、2。
如图15所示，首先，通过焊机601焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S1～S8”以及“S25～S32”。“S1～S8”和“S25～S32”分别通过焊机601中的电极1和电极2进行焊接。如上所述，由于电极1及电极2对称配置，因此，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S1～S8”及“S25～S32”。
接着，通过焊机602焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S9～S16”以及“S33～S40”。“S9～S16”和“S33～S40”分别通过焊机602中的电极1和电极2进行焊接。与焊机601相同，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S9～S16”以及“S33～S40”。另外，焊机602的电极1、2的位置从焊机601的电极1、2的位置在定子铁心的径向上向内侧偏移。
接着，通过焊机603焊接在焊接侧线圈端部62对称配置的“S17～S24”以及“S41～S48”。“S17～S24”和“S41～S48”分别通过焊机603中的电极1和电极2进行焊接。与焊机601、602同样地，同时操作电极1、2，能够精度良好且有效地焊接对称配置的“S17～S24”以及“S41～S48”。另外，焊机603的电极1、2的位置从焊机602的电极1、2的位置在定子铁心的径向上向内侧偏移。
图16是沿轴向观察经过了图15所示的焊接工序的定子的焊接侧线圈端部62时的主视图。
根据图15所示的焊接工序，由于使每个焊机的电极位置不同，所以伴随焊接的区段导体的连接部的变形程度根据每个焊机而不同。由此，如图16所示，在焊接侧线圈端部62中，48个区段导体间连接部配置成环状且椭圆状。即，焊接侧线圈端部62为椭圆状。由此，在焊接侧线圈端部62中，与油等液状的制冷剂RF(图1)接触的面积扩大，因此定子的冷却效率提高。
图14是椭圆状的焊接侧线圈端部62的短径部和长径部的定子的局部剖面图。
如图14所示，关于焊接侧线圈端部62的径向上的定子铁心132的中心轴C侧的缘部与定子铁心132的径向上的中心轴C侧的缘部即内壁A的距离L1、L3，短径部的距离L1比长径部的距离L3小。因此，关于焊接侧线圈端部62的径向上的外周侧的缘部与定子铁心132的径向上的外周侧的缘部的距离L2、L4，短径部的距离L2比长径部的距离L4大。
即使在具备图16所示的定子的情况下，在本实施方式中，椭圆状的焊接侧线圈端部62的短径的长度方向也位于与制冷剂储藏空间150(图1)平行的位置。由此，短径部的侧方成为从长径部一方流动来的制冷剂RF的通路，因此能够有效地冷却焊接侧线圈端部62。另外，通过有效地冷却焊接侧线圈端部62，缓和作用于焊接部800的热应力。因此，定子线圈60的可靠性和寿命提高。
根据上述的实施方式，在谋求小型化的同时，通过椭圆状的焊接侧线圈端部，定子的冷却性提高。因此，定子及旋转电机的可靠性和寿命提高。如上所述，根据本发明，能够提供一种尽管是小型高输出、但冷却性也优异的旋转电机的定子。
再者，本发明包含各种变形例，并不限定于前文所述的实施方式。例如，前文所述的实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。
例如，也可以在焊接相邻的区段导体之后，将焊接侧线圈端部机械地成形为椭圆状。相邻的区段导体也可以通过焊料或钎料连接。
另外，在焊接工序中，也可以将线圈端部分为6个以上的偶数个部分区域，将对称配置的两个部分区域作为一个区域，在各区域中使焊接电极的位置不同。另外，根据本发明者的研究，为了用更少台数的焊机有效地进行焊接而形成椭圆形状的线圈，优选上述实施方式(6个部分区域、3台焊机)。
符号说明
10…旋转电机，11…转子，12…转子铁心，13…转轴，18…永磁铁，19…端环，20…定子，28…区段导体，28B、28B1、28B2…脚部，28C…头顶部，28E…端部，28E1、28E2、28E3、28E4…端部，28R…弯折部，40N1…中性点接线用导体，40N2…中性点接线用导体，41U1…引出线，41U2…引出线，41V1…引出线，41V2…引出线，41W1…引出线，41W2…引出线，42U…交流端子，42V…交流端子，42W…交流端子，50…外壳，60…定子线圈，60U…U相线圈，60U1…U1相线圈，60U2…U2相线圈，60V…V相线圈，60V1…V1相线圈，60V2…V2相线圈，60W…W相线圈，60W1…W1相线圈，60W2…W2相线圈，61…非焊接侧线圈端部，62…焊接侧线圈端部，130…液冷套，132…定子铁心，144…轴承，145…轴承，150…制冷剂储藏空间，153…制冷剂通道，154…制冷剂通道，155…制冷剂通道，156…磁隙，160…辅助磁极，200…焊接部，310…电枢槽衬垫，311…波纹部，315…直线状部，420…电枢槽，430…枢齿，440…铁心背部，510…线圈止动夹具,512…顶端部,601、602、603…焊机，800…焊接部，810…磁铁插入孔，BAT…电池，ENG…发动机，FW…前轮侧驱动轮，INV…功率变换装置，N1…中性点，N2…中性点，TR…变速器，RF…制冷剂，RW…后轮侧驱动轮。

Claims (11)

1.一种旋转电机的定子，其特征在于，具备：
定子线圈；以及
定子铁心，其具有供所述定子线圈安装的电枢槽，
所述定子线圈的线圈端部在所述定子铁心的中心轴的周围呈椭圆状。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定子线圈由多个区段导体连接构成，
在所述定子线圈的线圈端部，所述多个区段导体的多个连接部在所述定子铁心的中心轴的周围配置成椭圆状。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述多个区段导体通过焊接连接。
4.根据权利要求1或3所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定子线圈通过分布绕法卷绕在所述定子铁心上。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述定子线圈通过波形绕法卷绕在所述定子铁心上。
6.一种旋转电机，其具备定子和与定子相对的转子，该旋转电机的特征在于，
所述定子具备：
定子线圈；以及
定子铁心，其具有供所述定子线圈安装的电枢槽，
所述定子线圈的线圈端部在所述定子铁心的中心轴的周围呈椭圆状，
所述线圈端部由液状制冷剂加以冷却。
7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，
所述液态制冷剂沿着所述线圈端部的长径流出。
8.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，
具有与所述线圈端部的短径相对的、所述液态制冷剂的储藏空间。
9.一种旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
包含焊接工序，在该焊接工序中，在线圈端部，通过电焊将插通到定子铁心的电枢槽中且构成定子线圈的多个区段导体连接，
在所述焊接工序中，将所述线圈端部分成多个区域，在各区域使焊接电极的位置不同。
10.根据权利要求9所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，在所述各区域使所述焊接电极在所述定子铁心的径向偏移。
11.根据权利要求9所述的旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，
利用多个焊机对所述多个区域进行焊接。
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