CN112689941A - 旋转电机定子 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转电机定子，包括：定子铁芯，其形成有具有插入端及焊接端的齿槽；基线圈分段，其具有一对的基线圈插入端部、以及配置于一对基线圈插入端部之间的基线圈弯折部；以及电力线圈分段，其具有电力线圈插入端部、电力线圈引出端部、以及配置于电力线圈插入端部与电力线圈引出端部之间的电力线圈连接部。基线圈分段以基线圈弯折部的至少一部分配置于插入端的与定子铁芯的中心轴平行的轴向的外侧，且一对基线圈插入端部配置于焊接端的轴向的外侧的方式，配置于齿槽内。电力线圈分段以电力线圈引出端部以及电力线圈连接部的至少一部分配置于插入端的轴向的外侧，且电力线圈插入端部配置于焊接端的轴向的外侧的方式，配置于齿槽内。基线圈分段的端面的相对于插入端的高度与电力线圈分段的端面的相对于插入端的高度相等。

Description

旋转电机定子

技术领域

本发明涉及一种旋转电机定子。

背景技术

作为旋转电机定子的一种，已知有分段导体(Segment Conductor：SC)绕组定子。SC绕组定子具备具有齿槽的定子铁芯、卷绕于定子铁芯的基线圈、以及与基线圈连接的电力线圈。基线圈以SC绕组方式卷绕于定子铁芯。SC绕组方式是指，在定子铁芯的齿槽插入多个由分段导体(分割导线)形成的基线圈分段后，对相邻的基线圈分段进行焊接，由此将基线圈卷绕于定子铁芯的方式。构成电力线圈的电力线圈分段也由分段导体形成。电力线圈分段插入于定子铁芯的齿槽后，焊接于基线圈分段。在专利文献1中，公开了具有作为基线圈分段的导体和作为电力线圈分段的引出部的SC绕组定子的一个示例。

在制造SC绕组定子时，在齿槽的插入端朝上的状态下，将基线圈分段及电力线圈分段分别从插入端插入至齿槽内。在将基线圈分段及电力线圈分段分别插入至齿槽内后，将定子铁芯在上下方向上反转，以使齿槽的焊接端朝上。在齿槽的焊接端朝上的状态下，对配置于齿槽的焊接端的外侧的基线圈分段及电力线圈分段进行弯曲加工。在弯曲加工结束后，在齿槽的焊接端侧，进行相邻的基线圈分段之间的焊接、以及基线圈分段和电力线圈分段之间的焊接。

弯曲加工在由支承部件的支承面支承定子铁芯的状态下进行。定子铁芯经由配置于齿槽的插入端的外侧的基线圈分段及电力线圈分段中的至少一方由支承部件支承。在定子铁芯由支承部件支承的状态下，由弯曲加工用工具对配置于齿槽的焊接端的外侧的基线圈分段及电力线圈分段施加周向力。由此，对基线圈分段及电力线圈分段进行弯曲加工。

专利文献1:日本特开2011-015459号公报

发明内容

在通过支承部件的基线圈分段及电力线圈分段的各自的支承状态不均的状态下，如果由弯曲加工用工具对基线圈分段及电力线圈分段施加力，则在与定子铁芯的中心轴平行的轴向上，基线圈分段及电力线圈分段中的至少一部分的位置有可能会发生变动。例如，如果相邻的基线圈分段的一方的基线圈分段的位置发生变动，则相邻的基线圈分段在错位的状态下被焊接。如果相邻的基线圈分段在错位的状态下被焊接，则有可能使焊接质量下降，进而使旋转电机定子的效率下降。

本发明的方式的目的在于抑制旋转电机定子的效率的下降。

根据本发明的方式，提供一种旋转电机定子，包括：定子铁芯，其形成有具有插入端及焊接端的齿槽；基线圈分段，其具有一对的基线圈插入端部、以及配置于一对所述基线圈插入端部之间的基线圈弯折部；以及电力线圈分段，其具有电力线圈插入端部、电力线圈引出端部、以及配置于所述电力线圈插入端部与所述电力线圈引出端部之间的电力线圈连接部，所述基线圈分段以所述基线圈弯折部的至少一部分配置于所述插入端的与所述定子铁芯的中心轴平行的轴向的外侧，且一对所述基线圈插入端部配置于所述焊接端的所述轴向的外侧的方式，配置于所述齿槽内，所述电力线圈分段以所述电力线圈引出端部以及所述电力线圈连接部的至少一部分配置于所述插入端的所述轴向的外侧，且所述电力线圈插入端部配置于所述焊接端的所述轴向的外侧的方式，配置于所述齿槽内，所述基线圈分段的端面的相对于所述插入端的高度与所述电力线圈分段的端面的相对于所述插入端的高度相等。

根据本发明的方式，能够抑制旋转电机定子的效率的下降。

附图说明

图1为示意性地表示实施方式涉及的旋转电机的图。

图2为表示实施方式涉及的旋转电机定子的立体图。

图3为表示实施方式涉及的扁平线的立体图。

图4为表示实施方式涉及的基线圈分段的立体图。

图5为表示实施方式涉及的电力线圈分段的立体图。

图6为表示制造实施方式涉及的旋转电机定子的状态的立体图。

图7为表示实施方式涉及的旋转电机定子的一部分的立体图。

图8为示意性地表示实施方式涉及的将基线圈分段及电力线圈分段分别插入至齿槽内的工序的图。

图9为示意性地表示实施方式涉及的对基线圈分段及电力线圈分段进行弯曲加工的工序的图。

图10为示意性地表示实施方式涉及的对基线圈分段及电力线圈分段进行弯曲加工的工序的图。

图11为表示实施方式涉及的弯曲加工后的基线圈分段的一部分的立体图。

图12为示意性地表示实施方式涉及的焊接基线圈分段的工序的图。

图13为表示实施方式涉及的U相基线圈的一部分及U相电力线圈的一部分的立体图。

图14为表示实施方式涉及的U相基线圈及U相电力线圈的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明涉及的实施方式，不过本发明并不限于此。以下说明的实施方式的结构要素能够适当地组合。此外，有时也可以省略部分结构要素。

旋转电机

图1为示意性地表示实施方式涉及的旋转电机1的图。如图1所示，旋转电机1具备旋转电机转子2、配置于旋转电机转子2周围的旋转电机定子3、以及配置于旋转电机定子3周围的壳体4。旋转电机定子3实质上呈圆筒状。旋转电机转子2的外周面与旋转电机定子3的内周面隔开间隔而相向。旋转电机转子2的旋转轴与旋转电机定子3的中心轴实质上一致。旋转电机转子2经由轴105与对象物100连接。作为对象物100可以列举工程机械的一种的混合动力挖掘机的上部回转体。

旋转电机转子2具有转子铁芯5、以及由转子铁芯5支承的永久磁体6。旋转电机定子3具有定子铁芯7、卷绕于定子铁芯7的基线圈8、以及与基线圈8连接的电力线圈9。电力线圈9与电力线10连接。另外，旋转电机转子2可以不具有永久磁体6。作为不具有永久磁体6的马达的类型可以列举开关磁阻马达及感应马达中的至少一种。

电力线10经由逆变器101分别与发电机102及蓄电装置104连接。发电机102与发动机103连接。通过驱动发动机103，发电机102发电。蓄电装置104能够存储电力。作为蓄电装置104可以列举如双电层电容器及锂离子电容器那样的电容器，或者如铅蓄电池及锂离子电池那样的蓄电池。

旋转电机1作为电动机及发电机发挥作用。在旋转电机1作为电动机发挥作用时，由发电机102产生的电力经由逆变器101及电力线10提供给旋转电机定子3。通过旋转电机定子3被提供电力，旋转电机转子2旋转。通过旋转电机转子2旋转，对象物100旋转。在旋转电机1作为发电机发挥作用时，对象物100的旋转能被输入至旋转电机转子2。通过对象物100的旋转能被输入至旋转电机转子2，旋转电机1发电。由旋转电机1产生的电力经由电力线10及逆变器101存储于蓄电装置104。

旋转电机1为三相同步马达。基线圈8包括U相基线圈8U、V相基线圈8V、以及W相基线圈8W。电力线圈9包括U相电力线圈9U、V相电力线圈9V、以及W相电力线圈9W。电力线10包括U相电力线10U、V相电力线10V、以及W相电力线10W。

旋转电机定子

图2为表示实施方式涉及的旋转电机定子3的立体图。旋转电机定子3为分段导体(Segment Conductor：SC)绕组定子。旋转电机定子3具备形成有齿槽13的定子铁芯7、以至少一部分配置于齿槽13的方式卷绕于定子铁芯7的基线圈8、以及至少一部分与基线圈8连接的电力线圈9。基线圈8与中性线17连接。电力线圈9与电力线10连接。

定子铁芯7实质上呈圆筒状。定子铁芯7的中心轴AX与旋转电机定子3的中心轴一致。在以下说明中，将与定子铁芯7的中心轴AX平行的方向适当称为轴向，将以中心轴AX为中心的旋转方向适当称为周向，将中心轴AX的放射方向适当称为放射方向。此外，将在放射方向上从中心轴AX远离的方向或位置适当称为放射方向外侧，将在放射方向上向中心轴AX靠近的方向或位置适当称为放射方向内侧。

定子铁芯7具有内周面7S、外周面7T、第1端面7A、以及第2端面7B。内周面7S面向中心轴AX。外周面7T朝向内周面7S的相反方向。第1端面7A在轴向上连结内周面7S的一方端部和外周面7T的一方端部。第2端面7B在轴向上连结内周面7S的另一方端部和外周面7T的另一方端部。

齿槽13在内周面7S内在周向上设置多个。齿槽13从内周面7S朝放射方向外侧凹陷。在周向上相邻的齿槽13之间配置有定子铁芯7的齿部14。

齿槽13在轴向上延伸。如后述的图8所示，齿槽13具有插入端13A及焊接端13B。插入端13A是指在轴向上的齿槽13的一端，其与第1端面7A连接。焊接端13B是指在轴向上的齿槽13的另一端，其与第2端面7B连接。插入端13A包括形成于第1端面7A的开口部。焊接端13B包括形成于第2端面7B的开口部。

基线圈8包括多个基线圈分段15。基线圈8以SC绕组方式卷绕于定子铁芯7。SC绕组方式是指，在定子铁芯7的齿槽13插入多个由分段导体(分割导线)构成的基线圈分段15后，对相邻的基线圈分段15进行焊接，由此将基线圈8卷绕于定子铁芯7的方式。

由多个基线圈分段15形成U相基线圈8U。由多个基线圈分段15形成V相基线圈8V。由多个基线圈分段15形成W相基线圈8W。

电力线圈9由多个电力线圈分段16构成，该多个电力线圈分段16由分段导体形成。由一对电力线圈分段16形成U相电力线圈9U。由一对电力线圈分段16形成V相电力线圈9V。由一对电力线圈分段16形成W相电力线圈9W。

电力线10包括与U相电力线圈9U连接的U相电力线10U、与V相电力线圈9V连接的V相电力线10V、以及与W相电力线圈9W连接的W相电力线10W。

中性线17包括与U相基线圈8U连接的U相中性线17U、与V相基线圈8V连接的V相中性线17V、以及与W相基线圈8W连接的W相中性线17W。

扁平线

图3为表示实施方式涉及的扁平线20的立体图。如图3所示，扁平线20具有导线21、以及覆盖导线21的表面的至少一部分的绝缘膜22。导线21的截面形状为具有长边21W和短边21H的长方形。扁平线20(绝缘膜22)的截面形状为具有长边20W和短边20H的长方形。扁平线20的长边20W的尺寸为大致3.0(mm)，扁平线20的短边20H的尺寸为大致2.5(mm)，但不限于此。

另外，导线21的截面形状可以为正方形。此外，扁平线20(绝缘膜22)的截面形状可以为正方形。

基线圈分段15及电力线圈分段16分别由扁平线20形成。通过由扁平线20形成基线圈分段15(基线圈8)，提高旋转电机定子3的线圈占积率。线圈占积率是指在旋转电机定子3的截面导线21所占的比例。通过提高线圈占积率，能够实现旋转电机1的小型化及高输出化。

基线圈分段

图4为表示实施方式涉及的基线圈分段15的立体图。基线圈分段15通过模具或弯曲加工对直线状的扁平线20进行成型来制造。

如图4所示，基线圈分段15具有一对基线圈插入端部31、以及配置于一对基线圈插入端部31之间的基线圈弯折部32。

基线圈插入端部31包括第1基线圈插入端部31A以及第2基线圈插入端部31B。基线圈弯折部32包括第1基线圈弯折部32A、第2基线圈弯折部32B、以及第3基线圈弯折部32C。

基线圈分段15具有包括基线圈插入端部31的一对基线圈直线部33、以及一对基线圈弯曲部34。基线圈直线部33包括：包括第1基线圈插入端部31A的第1基线圈直线部33A；以及包括第2基线圈插入端部31B的第2基线圈直线部33B。基线圈弯曲部34包括第1基线圈弯曲部34A以及第2基线圈弯曲部34B。第1基线圈直线部33A经由第1基线圈弯折部32A与第1基线圈弯曲部34A连接。第1基线圈弯曲部34A经由第2基线圈弯折部32B与第2基线圈弯曲部34B连接。第2基线圈弯曲部34B经由第3基线圈弯折部32C与第2基线圈直线部33B连接。

从轴向观察时，第1基线圈弯曲部34A及第2基线圈弯曲部34B沿周向弯曲。第1基线圈弯曲部34A与第2基线圈弯曲部34B在第2基线圈弯折部32B处连接。第2基线圈弯曲部34B配置于在放射方向上相对于第1基线圈弯曲部34A错开的位置。从放射方向观察时，第1基线圈弯曲部34A朝向第2基线圈弯折部32B从第1端面7A大致倾斜地延伸。第2基线圈弯曲部34B从第2基线圈弯折部32B朝向第1端面7A大致倾斜地延伸。

第1基线圈直线部33A与第2基线圈直线部33B实质上平行。第1基线圈插入端部31A与第2基线圈插入端部31B朝向相同方向。

基线圈分段15具有导线21以及覆盖导线21的表面的至少一部分的绝缘膜22。包括基线圈插入端部31的基线圈直线部33的一部分为导线21的表面未被绝缘膜22覆盖的导线外露部23。

电力线圈分段

图5为表示实施方式涉及的电力线圈分段16的立体图。电力线圈分段16通过模具或弯曲加工对直线状的扁平线20进行成型来制造。

如图5所示，电力线圈分段16具有电力线圈插入端部41、电力线圈引出端部42、以及配置于电力线圈插入端部41与电力线圈引出端部42之间的电力线圈连接部43。

电力线圈连接部43具有第1电力线圈直线部44、第2电力线圈直线部45、以及电力线圈弯曲部48。第1电力线圈直线部44经由第1电力线圈弯折部46与电力线圈弯曲部48连接。电力线圈弯曲部48经由第2电力线圈弯折部47与第2电力线圈直线部45连接。

电力线圈分段16具有导线21以及覆盖导线21的表面的至少一部分的绝缘膜22。包括电力线圈插入端部41的第1电力线圈直线部44的一部分为导线21的表面未被绝缘膜22覆盖的导线外露部24。包括电力线圈引出端部42的第2电力线圈直线部45的一部分为导线21的表面未被绝缘膜22覆盖的导线外露部25。

基线圈分段及电力线圈分段与定子铁芯之间的关系

图6为表示制造实施方式涉及的旋转电机定子3的状态的立体图。如图6所示，基线圈分段15及电力线圈分段16分别从齿槽13的插入端13A插入至齿槽13的内部。

在将基线圈分段15插入至齿槽13内时，在齿槽13的插入端13A朝上的状态下，基线圈分段15的基线圈插入端部31从插入端13A被插入至齿槽13内。基线圈分段15在轴向上移动直到基线圈插入端部31配置于齿槽13的焊接端13B的轴向外侧为止。通过基线圈分段15在轴向上移动，第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触。通过第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触，能够限制基线圈分段15的轴向移动。在基线圈插入端部31与基线圈弯折部32之间的基线圈分段15的至少一部分配置于齿槽13的内部，且基线圈插入端部31配置于齿槽13的焊接端13B的轴向外侧的状态下，基线圈弯折部32配置于齿槽13的插入端13A的轴向外侧。即，基线圈分段15以基线圈弯折部32的至少一部分配置于插入端13A的轴向外侧，且一对基线圈插入端部31配置于焊接端13B的轴向外侧的方式配置于齿槽13内。

在将电力线圈分段16插入至齿槽13内时，在齿槽13的插入端13A朝上的状态下，将电力线圈分段16的电力线圈插入端部41从插入端13A插入至齿槽13内。电力线圈分段16在轴向上移动直到电力线圈插入端部41配置于齿槽13的焊接端13B的轴向外侧为止。通过电力线圈分段16在轴向上移动，第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触。通过第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触，电力线圈分段16的轴向移动被限制。在电力线圈插入端部41与电力线圈连接部43之间的电力线圈分段16的至少一部分配置于齿槽13内，且电力线圈插入端部41配置于在齿槽13的焊接端13B的轴向外侧的状态下，电力线圈连接部43及电力线圈引出端部42配置于齿槽13的插入端13A的外侧。即，电力线圈分段16以电力线圈引出端部42及电力线圈连接部43的至少一部分配置于插入端13A的轴向外侧，且电力线圈插入端部41配置于焊接端13B的轴向外侧的方式配置于齿槽13内。

另外，为了便于理解，图6示出的是1个基线圈分段15及1个电力线圈分段16插入于齿槽13内的状态，如图2所示，在齿槽13内插入有多个基线圈分段15及多个电力线圈分段16。

基线圈分段与电力线圈分段的关系

图7为表示实施方式涉及的旋转电机定子3的一部分的立体图。图7示出了多个基线圈分段15及多个电力线圈分段16插入于齿槽13内后的状态。

如上所述，在将基线圈分段15插入至齿槽13内的工序中，基线圈分段15在轴向上移动直到第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触而限制基线圈分段15的轴向移动为止。同样地，在将电力线圈分段16插入至齿槽13内的工序中，电力线圈分段16在轴向上移动直到第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触而限制电力线圈分段16的轴向移动为止。

如图7所示，配置于插入端13A的轴向外侧的多个基线圈分段15的端面15T的各自高度相等。此外，配置于插入端13A的轴向外侧的基线圈分段15的端面15T的相对于插入端13A的高度与电力线圈分段16的端面16T的相对于插入端13A的高度相等。另外，相对于插入端13A的高度是指，以插入端13A为基准的轴向距离。在旋转电机1配置成中心轴AX沿重力方向(垂直轴)时，重力方向为相对于插入端13A的高度的方向。在旋转电机1配置成中心轴AX沿水平方向时，水平方向为相对于插入端13A的高度的方向。

基线圈分段15的端面15T是指，基线圈分段15的表面中在轴向上离定子铁芯7的第1端面7A最远的部位。电力线圈分段16的端面16T是指，电力线圈分段16的表面中在轴向上离定子铁芯7的第1端面7A最远的部位。

多个端面15T的各自高度相等不仅包括多个端面15T的各自高度完全相等，还包括实质上相等。多个端面15T的各自高度实质上相等包括多个端面15T的各自高度的偏差量在扁平线20的短边20H的尺寸的一半以下的状态。

端面15T的高度与端面16T的高度相等不仅包括端面15T的高度与端面16T的高度完全相等，还包括实质上相等。端面15T的高度与端面16T的高度实质上相等包括端面15T的高度与端面16T的高度的偏差量在扁平线20的短边20H的尺寸的一半以下的状态。

另外，在扁平线20的截面形状为正方形时，多个端面15T的各自高度实质上相等包括多个端面15T的各自高度的偏差量在扁平线20截面的一边尺寸的一半以下的状态。端面15T的高度与端面16T的高度实质上相等包括端面15T的高度与端面16T的高度的偏差量在扁平线20截面的一边尺寸的一半以下的状态。

另外，多个端面15T的各自高度相等本质上包括，在使插入于齿槽13的多个基线圈分段15与后述的支承部件50的支承面51相向时，多个端面15T能够分别与支承面51一同接触的状态。

另外，端面15T的高度与端面16T的高度相等本质上包括，在使插入于齿槽13的基线圈分段15以及电力线圈分段16与后述的支承部件50的支承面51相向时，端面15T及端面16T能够分别与支承面51一同接触的状态。

电力线圈分段与定子铁芯的关系

电力线圈分段16中第1电力线圈直线部44的至少一部分配置于齿槽13内。如图7所示，在第1电力线圈直线部44的至少一部分配置于齿槽13内的状态下，电力线圈弯曲部48在中心轴AX的周向上延伸。此外，在第1电力线圈直线部44的至少一部分配置于齿槽13内的状态下，第2电力线圈直线部45朝中心轴AX的放射方向外侧延伸。

此外，在第1电力线圈直线部44的至少一部分配置于齿槽13内的状态下，第2电力线圈弯折部47的相对于插入端13A的高度与电力线圈引出端部42的相对于插入端13A的高度相等。换言之，第2电力线圈直线部45以与中心轴AX正交的方式朝放射方向外侧延伸。

此外，在中心轴AX的放射方向上，电力线圈引出端部42配置于基线圈分段15的外侧。

此外，在中心轴AX的放射方向上，中心轴AX与电力线圈引出端部42之间的距离Ra小于中心轴AX与定子铁芯7的外周面7T之间的距离Rb的最大值。即，电力线圈分段16配置成电力线圈引出端部42相比于定子铁芯7的外周面7T不会沿放射方向外侧突出。

电力线圈分段16在中心轴AX的周向隔开间隔地配置有多个(6根)。在中心轴AX的放射方向上，中心轴AX与第1电力线圈分段16的电力线圈引出端部42之间的距离Ra等同于中心轴AX与跟第1电力线圈分段16相邻的第2电力线圈分段16的电力线圈引出端部42之间的距离Ra。即，中心轴AX与多个电力线圈分段16的电力线圈引出端部42之间的距离Ra均相等。

制造方法

图8为示意性地表示实施方式涉及的将基线圈分段15及电力线圈分段16分别插入至齿槽13内的工序的图。如图8所示，在齿槽13的插入端13A朝上，且齿槽13的焊接端13B朝下的状态下，基线圈分段15及电力线圈分段16分别从插入端13A插入至齿槽13内。

基线圈分段15从基线圈插入端部31开始插入至齿槽13内。在将基线圈插入端部31插入至插入端13A内后，通过在轴向上移动基线圈分段15，使第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触。通过使第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触，基线圈分段15的轴向移动被限制。在第1端面7A与基线圈弯折部32的至少一部分接触的状态下，基线圈插入端部31配置于齿槽13的焊接端13B的外侧。

电力线圈分段16从电力线圈插入端部41开始插入至齿槽13内。在将电力线圈插入端部41插入至插入端13A内后，通过在轴向上移动电力线圈分段16，使第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触。通过使第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触，电力线圈分段16的轴向移动被限制。在第1端面7A与电力线圈连接部43的至少一部分接触的状态下，电力线圈插入端部41配置于齿槽13的焊接端13B的轴向外侧。

基线圈分段15及电力线圈分段16分别制造成，在基线圈分段15及电力线圈分段16的轴向移动分别在齿槽13内被限制的状态下，端面15T的相对于插入端13A的高度与端面16T的相对于插入端13A的高度相等。

图9及图10分别为示意性地表示实施方式涉及的对基线圈分段15及电力线圈分段16进行弯曲加工的工序的图。弯曲加工包括：将配置于齿槽13的焊接端13B的轴向外侧的多个基线圈分段15及电力线圈分段16以在放射方向上分离的方式弯曲的扩张工序；以及在扩张工序后，将配置于焊接端13B的轴向外侧的多个基线圈分段15及电力线圈分段16以在周向上扭曲的方式弯曲的扭曲工序。图9示出了扩张工序，图10包括扭曲工序。扩张工序是为了抑制后述的焊接作业性的下降而进行的。

在基线圈分段15及电力线圈分段16配置于齿槽13内后，如图9所示，将定子铁芯7在上下方向上反转，以使齿槽13的焊接端13B朝上，且齿槽13的插入端13A朝下。通过使齿槽13的焊接端13B朝上，使基线圈插入端部31及电力线圈插入端部41也朝上。在上下方向上反转的定子铁芯7由支承部件50的支承面51(上表面)支承。支承面51为朝上的平坦面。支承部件50设置成支承面51与水平面平行。

基线圈分段15的至少一部分及电力线圈分段16的至少一部分配置于插入端13A的下方。由支承面51支承定子铁芯7包括使配置于插入端13A的下方的基线圈分段15及电力线圈分段16与支承面51接触的情况。

配置于插入端13A的下方的基线圈分段15的端面15T的相对于插入端13A的高度与电力线圈分段16的端面16T的相对于插入端13A的高度相等。此外，支承面51为平坦面。因此，基线圈分段15的端面15T及电力线圈分段16的端面16T这两方能够一同与支承面51接触。

扩张工序在突出至齿槽13的插入端13A的下方的基线圈分段15及电力线圈分段16由支承部件50的支承面51支承的状态下进行。

如图9所示，在端面15T及端面16T这两方由支承面51支承的状态下，配置于焊接端13B的上方的基线圈分段15及电力线圈分段16通过扩张工序用工具52以在放射方向上分离的方式弯曲。工具52对配置于焊接端13B的上方的基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力。工具52通过其配置于在放射方向上相邻的基线圈分段15及电力线圈分段16之间的状态下向下方移动，能够使相邻的基线圈分段15及电力线圈分段16以在放射方向上分离的方式弯曲。此外，工具52通过其配置于在放射方向上相邻的基线圈分段15之间的状态下向下方移动，能够使相邻的基线圈分段15以在放射方向上分离的方式弯曲。

扩张工序在端面15T及端面16T这两方与支承面51接触的状态下进行。即，在通过支承部件50的基线圈分段15及电力线圈分段16的各自的支承状态均匀的状态下，扩张工序用工具52对基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力。在工具52对基线圈分段15及电力线圈分段16施加轴向力时，端面15T及端面16T这两方与支承面51接触，由此在扩张工序中，能够抑制基线圈分段15及电力线圈分段16中的至少一方相对于齿槽13在轴向上发生变动。

在扩张工序结束后，进行扭曲工序。与扩张工序相同地，扭曲工序在齿槽13的焊接端13B朝上，且齿槽13的插入端13A朝下的状态下进行。此外，与扩张工序相同地，扭曲工序在突出至齿槽13的插入端13A的下方的基线圈分段15及电力线圈分段16由支承部件50的支承面51支承的状态下进行。另外，在扩张工序中使用的支承部件50与在扭曲工序中使用的支承部件50可以是相同的支承部件，也可以是不同的支承部件。

如图10所示，在端面15T及端面16T这两方由支承面51支承的状态下，配置于焊接端13B的上方的基线圈分段15及电力线圈分段16通过扭曲工序用工具53以在周向上扭曲的方式弯曲。工具53对配置于焊接端13B的上方的基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力。在端面15T及端面16T由支承面51支承的状态下，基线圈分段15及电力线圈分段16被插入至工具53的凹部。在工具53的凹部插入有基线圈分段15及电力线圈分段16的状态下，工具53朝下方移动的同时在周向上旋转。通过工具53朝下方旋转的同时在周向上旋转，基线圈分段15及电力线圈分段16能够以在周向上扭曲的方式弯曲。

与扩张工序相同地，扭曲工序在端面15T及端面16T这两方与支承面51接触的状态下进行。即，在通过支承部件50的基线圈分段15及电力线圈分段16的各自的支承状态均匀的状态下，扭曲工序用工具53对基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力。在工具53对基线圈分段15及电力线圈分段16施加轴向力时，端面15T及端面16T这两方与支承面51接触，由此在扭曲工序中，也能够抑制基线圈分段15及电力线圈分段16中的至少一方相对于齿槽13在轴向上发生变动。

图11为表示实施方式涉及的弯曲加工后的基线圈分段15的一部分的立体图。如参照图9及图10所说明的那样，在端面15T及端面16T这两方由支承面51支承的状态下，通过工具52及工具53对基线圈分段15进行弯曲加工，由此能够抑制相邻的基线圈分段15的轴向高度不一致。即使在进行了弯曲加工后，相邻的基线圈分段15的一方的基线圈插入端部31的相对于插入端13A的高度与另一方的基线圈插入端部31的相对于插入端13A的高度也一致。

图12为示意性地表示实施方式涉及的焊接基线圈分段15的工序的图。在对基线圈分段15及电力线圈分段16进行了弯曲加工后，相邻的基线圈插入端部31通过电弧焊而被接合。在焊接中，相邻的基线圈分段15由电极夹持器61夹持。焊枪62配置成与相邻的基线圈插入端部31相向。相邻的基线圈分段15的一方的基线圈插入端部31的相对于插入端13A的高度与另一方的基线圈插入端部31的相对于插入端13A的高度一致。因此，相邻的基线圈插入端部31通过电弧焊很好地被接合。通过相邻的基线圈插入端部31被焊接，多个基线圈分段15被连接，由此基线圈8被卷绕于定子铁芯7上。

如图12所示，在多个基线圈分段15中，导线外露部23的尺寸均相等。因此，电极夹持器61能够很好地保持多个基线圈分段15。

基线圈及电力线圈

图13为表示实施方式涉及的U相基线圈8U的一部分及U相电力线圈9U的一部分的立体图。另外，在图13中省略了定子铁芯7的图示。U相基线圈8U具有在放射方向上配置的4个基线圈单元80。图13示出了在放射方向上配置的4个基线圈单元80中配置于放射方向最外侧的基线圈单元80。

如图13所示，基线圈单元80包括7个基线圈分段15(151、152、153、154、155、156、157)。7个基线圈分段15以绕中心轴AX两圈的方式连接。由基线圈分段151、152、153形成第1圈的连续线圈单元，由基线圈分段154、155、156形成第2圈的连续线圈单元。基线圈分段151在周向上与基线圈分段154的至少一部分重叠。基线圈分段152在周向上与基线圈分段155的至少一部分重叠。基线圈分段153在周向上与基线圈分段156的至少一部分重叠。

基线圈分段151的一方的基线圈插入端部31与基线圈分段152的另一方的基线圈插入端部31被焊接。基线圈分段152的一方的基线圈插入端部31与基线圈分段153的另一方的基线圈插入端部31被焊接。

基线圈分段154的一方的基线圈插入端部31与基线圈分段155的另一方的基线圈插入端部31被焊接。基线圈分段155的一方的基线圈插入端部31与基线圈分段156的另一方的基线圈插入端部31被焊接。

基线圈分段151的另一方的基线圈插入端部31与基线圈分段157的一方的基线圈插入端部31被焊接。基线圈分段156的一方的基线圈插入端部31与基线圈分段157的另一方的基线圈插入端部31被焊接。第1圈的连续线圈单元与第2圈的连续线圈单元经由基线圈分段157连接。

电力线圈分段16的电力线圈插入端部41焊接于基线圈分段151的基线圈插入端部31。

提供给电力线圈分段16的电力线圈引出端部42的电流在流通电力线圈分段16后，以基线圈分段151、基线圈分段152、基线圈分段151的顺序通过。流通基线圈分段151后的电流提供至基线圈分段157。流通基线圈分段157后的电流以基线圈分段154、基线圈分段155、基线圈分段156的顺序流通。

图14为表示实施方式涉及的U相基线圈8U及U相电力线圈9U的立体图。通过在放射方向配置4个基线圈单元80，来制造出U相基线圈8U。在实施方式中，U相基线圈8U设置有2个。即，旋转电机1为三相二极同步马达。U相基线圈8U设置有2个U相电力线圈9U以及2个U相中性线17U。

与图14所示的U相基线圈8U相同地制造出V相基线圈8V及W相基线圈8W。通过组合U相基线圈8U、V相基线圈8V、W相基线圈8W、U相电力线圈9U、V相电力线圈9V、以及W相电力线圈9W，来制造出如图2所示的旋转电机定子3。

电力线圈分段与电力线的连接结构

如图2所示，包括电力线圈分段16的电力线圈引出端部42的导线外露部25与电力线10连接。

效果

如上所述，在基线圈分段15及电力线圈分段16分别插入于齿槽13内的状态下，配置于插入端13A的外侧的基线圈分段15的端面15T的相对于插入端13A的高度与电力线圈分段16的端面16T的相对于插入端13A的高度相等。由此，如参照图9及图10所说明的那样，在基线圈分段15及电力线圈分段16的弯曲加工中，能够在通过支承部件50的基线圈分段15及电力线圈分段16各自的支承状态均匀的状态下，弯曲加工用工具52及工具53对基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力。在通过工具52及工具53对基线圈分段15及电力线圈分段16从上方朝下方施加力时，基线圈分段15的端面15T及电力线圈分段16的端面16T一同与支承部件50的支承面51接触，由此能够抑制基线圈分段15相对于齿槽13的轴向位置的发生变动，以及电力线圈分段16相对于齿槽13的轴向位置的发生变动。由于抑制基线圈分段15及电力线圈分段16相对于齿槽13的轴向位置的发生变动，如参照图12所说明的那样，能够在相邻的基线圈插入端部31的相对于插入端13A的高度一致的状态下，焊接相邻的基线圈分段15。因此，能够抑制焊接质量的下降，进而能够抑制旋转电机定子3的效率的下降。

如参照图7所说明的那样，在中心轴AX的放射方向上，电力线圈引出端部42配置于基线圈分段15的外侧。即，在与中心轴AX正交的面内，电力线圈分段16以不接近于基线圈分段15的方式插入至齿槽13内。由此，即使在电力线10与中性线17之间施加电压，也能够抑制电噪声的发生。

此外，如参照图7所说明的那样，在中心轴AX的放射方向上，中心轴AX与电力线圈引出端部42之间的距离Ra小于中心轴AX与定子铁芯7的外周面7T之间的距离Rb的最大值。由此，能够抑制电力线圈分段16与配置于旋转电机定子3周围的壳体4的接触。此外，通过使中心轴AX与电力线圈引出端部42之间的距离Ra小于中心轴AX与定子铁芯7的外周面7T之间的距离Rb的最大值，能够抑制旋转电机定子3的大型化。

在电力线圈分段16在周向上隔开间隔地配置多个时，中心轴AX与多个电力线圈分段16的电力线圈引出端部42之间的各个距离Ra相等。由此，能够使例如电阻那样的多个电力线圈9的电学特性均匀化，进而能够抑制旋转电机1的性能的下降。

如参照图7所说明的那样，在第1电力线圈直线部44的至少一部分配置于齿槽13内的状态下，电力线圈弯曲部48在中心轴AX的周向上延伸，且第2电力线圈直线部45朝中心轴AX的放射方向外侧延伸。由此，在弯曲加工中，能够使电力线圈分段16与支承部件50的支承面51的接触面积变大，进而旋转电机定子3能够稳定地由支承面51支承。此外，通过电力线圈弯曲部48在中心轴AX的周向上延伸，且第2电力线圈直线部45朝中心轴AX的放射方向外侧延伸，能够抑制旋转电机定子3在轴向上的大型化。

第2电力线圈弯折部47的相对于插入端13A的高度与电力线圈引出端部42的相对于插入端13A的高度相等。由此，在弯曲加工中，第2电力线圈直线部45的整体能够与支承面51接触，由此能够使电力线圈分段16与支承部件50的支承面51的接触面积变大，进而旋转电机定子3能够稳定地由支承面51支承。此外，第2电力线圈直线部45配置成在中心轴AX的放射方向上延伸，由此能够抑制焊接电力线圈引出端部42与电力线10时的作业性的下降。在例如使定子铁芯7以中心轴AX为中心旋转的同时，焊接电力线圈引出端部42与电力线10时，电力线圈引出端部42与电力线10能够顺利被焊接。

如参照图12所说明的那样，在多个基线圈分段15中，导线外露部23的尺寸均相等。因此，电极夹持器61能够很好地保持多个基线圈分段15。

另外，在上述的实施方式中，中性线17在轴向上从端面15T及端面16T突出。此时，通过在支承部件50的支承面51设置用于配置中性线17的凹部，能够使端面15T及端面16T一同与支承面51接触。由于在轴向上的端面15T的位置与端面16T的位置相同，只要在支承部件50的支承面51设置用于配置中性线17的凹部即可。因此，能够充分抑制设置于支承面51的凹部的大小及数量，且在弯曲加工中，旋转电机定子3能够由支承部件50稳定地支承。此外，通过充分抑制设置于支承面51的凹部的大小及数量，能够抑制在旋转电机定子3由支承部件50支承时的定位作业的复杂化。

符号说明

1…旋转电机、2…旋转电机转子、3…旋转电机定子、4…壳体、5…转子铁芯、6…永久磁体、7…定子铁芯、7A…第1端面、7B…第2端面、7S…内周面、7T…外周面、8…基线圈、8U…U相基线圈、8V…V相基线圈、8W…W相基线圈、9…电力线圈、9U…U相电力线圈、9V…V相电力线圈、9W…W相电力线圈、10…电力线、10U…U相电力线、10V…V相电力线、10W…W相电力线、13…齿槽、13A…插入端、13B…焊接端、14…齿部、15…基线圈分段、15T…端面、16…电力线圈分段、16T…端面、17…中性线、17U…U相中性线、17V…V相中性线、17W…W相中性线、20…扁平线、20H…短边、20W…长边、21…导线、21H…短边、21W…长边、22…绝缘膜、23…导线外露部、24…导线外露部、25…导线外露部、31…基线圈插入端部、31A…第1基线圈插入端部、31B…第2基线圈插入端部、32…基线圈弯折部、32A…第1基线圈弯折部、32B…第2基线圈弯折部、32C…第3基线圈弯折部、33…基线圈直线部、33A…第1基线圈直线部、33B…第2基线圈直线部、34…基线圈弯曲部、34A…第1基线圈弯曲部、34B…第2基线圈弯曲部、41…电力线圈插入端部、42…电力线圈引出端部、43…电力线圈连接部、44…第1电力线圈直线部、45…第2电力线圈直线部、46…第1电力线圈弯折部、47…第2电力线圈弯折部、48…电力线圈弯曲部、50…支承部件、51…支承面(上表面)、52…工具、53…工具、61…电极夹持器、62…焊枪、80…基线圈单元、100…对象物、101…逆变器、102…发电机、103…发动机、104…蓄电装置、151…基线圈分段、152…基线圈分段、153…基线圈分段、154…基线圈分段、155…基线圈分段、156…基线圈分段、157…基线圈分段、AX…中心轴。

Claims (7)

1.一种旋转电机定子，其特征在于，包括：

定子铁芯，其形成有具有插入端及焊接端的齿槽；

基线圈分段，其具有一对的基线圈插入端部、以及配置于一对所述基线圈插入端部之间的基线圈弯折部；以及

电力线圈分段，其具有电力线圈插入端部、电力线圈引出端部、以及配置于所述电力线圈插入端部与所述电力线圈引出端部之间的电力线圈连接部，

所述基线圈分段以所述基线圈弯折部的至少一部分配置于所述插入端的与所述定子铁芯的中心轴平行的轴向的外侧，且一对所述基线圈插入端部配置于所述焊接端的所述轴向的外侧的方式，配置于所述齿槽内，

所述电力线圈分段以所述电力线圈引出端部以及所述电力线圈连接部的至少一部分配置于所述插入端的所述轴向的外侧，且所述电力线圈插入端部配置于所述焊接端的所述轴向的外侧的方式，配置于所述齿槽内，

所述基线圈分段的端面的相对于所述插入端的高度与所述电力线圈分段的端面的相对于所述插入端的高度相等。

2.根据权利要求1所述的旋转电机定子，其特征在于，

在所述中心轴的放射方向上，所述电力线圈引出端部配置于所述基线圈分段的外侧。

3.根据权利要求2所述的旋转电机定子，其特征在于，

在所述中心轴的放射方向上，所述中心轴与所述电力线圈引出端部之间的距离小于所述中心轴与所述定子铁芯的外周面之间的距离的最大值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机定子，其特征在于，

所述电力线圈分段包括在所述中心轴的周向上隔开间隔地配置的第1电力线圈分段及第2电力线圈分段，

在所述中心轴的放射方向上，所述中心轴与所述第1电力线圈分段的所述电力线圈引出端部之间的距离、与所述中心轴与所述第2电力线圈分段的所述电力线圈引出端部之间的距离相等。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机定子，其特征在于，

所述电力线圈连接部具有第1电力线圈直线部、第2电力线圈直线部、电力线圈弯曲部，

所述第1电力线圈直线部经由第1电力线圈弯折部与所述电力线圈弯曲部连接，

所述电力线圈弯曲部经由第2电力线圈弯折部与所述第2电力线圈直线部连接，

在所述第1电力线圈直线部的至少一部分配置于所述齿槽内的状态下，所述电力线圈弯曲部在所述中心轴的周向上延伸，且所述第2电力线圈直线部朝所述中心轴的放射方向外侧延伸。

6.根据权利要求5所述的旋转电机定子，其特征在于，

所述第2电力线圈弯折部的相对于所述插入端的高度与所述电力线圈引出端部的相对于所述插入端的高度相等。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机定子，其特征在于，

所述基线圈分段具有导线、以及覆盖所述导线的表面的至少一部分的绝缘膜，

包括所述基线圈插入端部的所述基线圈分段的一部分为所述导线的表面不被所述绝缘膜覆盖的导线外露部，

在多个基线圈分段中，所述导线外露部的尺寸均相等。

Images