CN113615048A - 旋转电机及其定子 - Google Patents

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CN113615048A CN202080023345.2A CN202080023345A CN113615048A CN 113615048 A CN113615048 A CN 113615048A CN 202080023345 A CN202080023345 A CN 202080023345A CN 113615048 A CN113615048 A CN 113615048A
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Abstract

旋转电机的定子(31)包括多根引出线(43、44)。引出线(43、44)与电极(51、52)接合。多根引出线(43、44)松散地卷绕。多根引出线(43、44)在多个单线圈(41)之间配置为空中配线。引出线(44)的第三部分(44c)仅在接触部分(44e)处与单线圈(41)接触。其结果,抑制附着在多根引出线(43、44)上的液体成为液膜而长时间积存的情况。

Description

旋转电机及其定子
相关申请的交叉引用
本申请以2019年3月25日提交的向日本申请的日本专利申请第2019-57168号为基础申请,基础申请的公开内容全部通过引用并入本申请。
技术领域
本说明书中的公开内容涉及一种旋转电机及其定子。
背景技术
专利文献1公开了一种旋转电机以及旋转电机的制造方法。作为现有技术所列举的现有技术文献中的公开内容,作为本说明书中技术要素的说明内容援引并入本申请。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018/221565号发行资料
发明内容
有时旋转电机上附着有异物。异物可以是固形物或液体。异物包括电导体片或电解液。异物会产生未预料到的电导通或构件的腐蚀。鉴于上述观点或其它未提及的观点,需要对旋转电机及其定子进行进一步改进。
本公开的一个目的在于,提供一种异物难以积存的旋转电机及其定子。
在此公开的旋转电机的定子包括:定子芯,其提供多个磁极;定子线圈,其安装于定子芯;以及绝缘体,其作为电绝缘构件配置在定子芯与定子线圈之间;定子线圈包括:多个单线圈,其安装于磁极;多根搭接线,其连接多个单线圈;以及多根引出线,该引出线提供定子线圈的两端,并且从多个单线圈的径向最内侧部分、经由径向外侧而配置。
根据公开的旋转电机的定子,多根引出线不经由最小半径、而是特意经由比最小半径靠径向外侧处而配置。因此,即使液体附着于多根引出线,也能够抑制在多根引出线与其他构件之间形成液膜的情况。由此,提供异物难以积存的旋转电机的定子。
在此公开的旋转电机包括上述定子、以及向定子提供旋转磁场的转子。根据公开的旋转电机的定子,提供一种异物难以积存的旋转电机。
本说明书中公开的多种方式,采用互不相同的技术手段以实现各自的目的。权利要求书及权利要求项中记载的括号内的附图标记,只是示例性地示出其与后述实施方式相应部分的对应关系,并不旨在限定保护范围。通过参考以下的详细说明及附图,本说明书所公开的目的、特征和效果会更加明确。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的旋转电机的剖面图。
图2是示出了定子线圈的电路图。
图3是示出了定子的第二侧面的平面图。
图4是示出了定子的第二侧面的立体图。
图5是示出了定子的第一侧面的平面图。
图6是示出了定子的第一侧面的立体图。
图7是示出了定子的第一侧面的立体图。
图8是示出了定子的局部剖面图。
图9是示出了定子的局部剖面图。
图10是示出了去除线圈后的定子的第一侧面的立体图。
图11是示出了去除线圈后的定子的侧视图。
图12是示出了去除线圈后的定子的剖面图。
图13是示出了引出线的局部放大剖面图。
图14是示出了定子的局部放大立体图。
图15是示出了定子的局部放大立体图。
图16是示出了旋转电机的制造方法的流程图。
图17是示出了第二实施方式所涉及的定子的平面图。
图18是示出了定子的立体图。
具体实施方式
参考附图对多个实施方式进行说明。在各个实施方式中,对功能上和/或结构上的对应部分和/或关联部分,有时标记相同的附图标记,或标记仅百位以上的数位不同的附图标记。关于对应部件和/或关联部分,可以参考其他实施方式中的描述。
第一实施方式
在图1中,内燃机用旋转电机(以下简称为旋转电机)10也被称为发电电动机或交流起动发电机(AC Generator Starter)。旋转电机10,与包含逆变电路(INV)以及控制装置(ECU)的电路11电连接。电路11提供三相电力转换电路。旋转电机10的用途的一个示例为,交通工具用内燃机12的发电电动机。交通工具是车辆、船舶、飞机、娱乐设备或模拟设备。交通工具的一个典型示例是鞍乘型车辆。
电路11在旋转电机10作为发电机工作时,提供整流电路,该整流电路对被输出的交流电力进行整流并向包括电池在内的电负载供电。电路11提供信号处理电路,该信号处理电路接收由旋转电机10提供的点火控制用基准位置信号。电路11也可以提供执行点火控制的点火控制器。
电路11提供使旋转电机10作为电动机发挥功能的驱动电路。电路11从旋转电机10接收旋转位置信号,该旋转位置信号用于使旋转电机10作为电动机发挥功能。电路11根据检测出的旋转位置控制对旋转电机10的通电,从而使旋转电机10作为电动机发挥功能。
旋转电机10被组装于内燃机12。该内燃机12包括:机身13及旋转轴14,该旋转轴14可旋转地支承于机身13并与内燃机12联动旋转。旋转电机10被组装于作为安装对象的机身13和旋转轴14。机身13为内燃机12的曲轴箱、变速箱等结构体。旋转轴14为内燃机12的曲轴或与曲轴联动的旋转轴。旋转轴14通过内燃机12运转而旋转。
旋转轴14使旋转电机10旋转,以使旋转电机10作为发电机发挥功能。旋转轴14,是在旋转电机10作为电动机发挥功能时、能够通过旋转电机10的旋转来启动内燃机12的旋转轴。此外,旋转轴14,是在旋转电机10作为电动机发挥功能时、能够通过旋转电机10的旋转来支援(协助)内燃机12的旋转的旋转轴。
旋转电机10包括:转子21、定子31以及传感器单元37。在以下的说明中,轴向AD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的中心轴的方向。径向RD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的直径方向。周向CD一词意指将定子31看作圆筒体的情况下的圆周方向。
转子21为励磁元件。定子31为电枢。转子21整体呈杯状。转子21,被定位成其开口端朝向机身13。转子21,被固定在旋转轴14的端部。转子21与旋转轴14经由旋转方向上的键嵌合等定位机构相连接。转子21通过由固定螺栓25紧固于旋转轴14而被固定。转子21与旋转轴14一起旋转。转子21通过永久磁铁提供励磁、即旋转励磁。
转子21具有杯状的转子芯22。转子芯22连接到内燃机12的旋转轴14上。转子芯22具有固定于旋转轴14的内筒、位于内筒的径向外侧的外筒、以及在内筒与外筒之间扩展的环状的底板。转子芯22提供用于后述永久磁铁的磁轭。转子芯22由磁性金属制成。
转子21具有配置在转子芯22的内面上的永久磁铁23。永久磁铁23固定在外筒的内侧。永久磁铁23通过配置于径向内侧的保持杯24而在轴向AD以及径向RD上被固定。保持杯24由薄的非磁性金属制成。保持杯24固定在转子芯22上。
永久磁铁23具有多个片段(segment)。各个片段为部分圆筒状。永久磁铁23,在其内侧提供多个N极和多个S极。永久磁铁23至少提供励磁。永久磁铁23通过12个片段,提供六对N极和S极、即12极励磁。磁极数也可以是其他的数。永久磁铁23提供一部分特殊磁极,该一部分特殊磁极用于提供点火控制所需的基准位置信号。特殊磁极由与用于励磁的磁极排列不同的一部分磁极提供。其结果,转子21向定子31提供旋转磁场。
定子31与机身13经由固定螺栓34连接。定子31通过多个固定螺栓34紧固于机身13而被固定。定子31配置在转子21与机身13之间。定子31具有隔着间隙与转子21的内表面相对的假想的外周面。假想的外周面由多个磁极35提供。定子31固定在机身13上。
定子31具有定子芯32。定子芯32具有第一端面SD1、作为与第一端面SD1相反一侧的第二端面SD2、以及外周面。定子芯32,通过固定于内燃机12的机身13,配置于转子21的内侧。定子芯32具有多个齿部分。一个齿部分提供一个磁极35。定子芯32提供多个磁极35。定子芯32提供外突极型的铁芯。
定子31具有安装于定子芯32的定子线圈33。定子线圈33提供电枢绕组。在定子芯32与定子线圈33之间配置有绝缘体36。绝缘体36是电绝缘构件。绝缘体36由电绝缘性的树脂制成。定子线圈33是三相绕组。定子线圈33可以选择性地将转子21和定子31作为发电机或电动机发挥功能。
传感器单元37提供内燃机用旋转位置检测装置。传感器单元37设置于与内燃机12联动的旋转电机10。传感器单元37设置在定子31上。传感器单元37设置在旋转电机10的定子芯32上。传感器单元37通过固定螺栓39固定在定子芯32的第一端面SD1上。固定螺栓39从第二端面SD2朝向第一端面SD1贯通。传感器单元37包括多个传感器38。一个传感器38提供点火控制用的传感器。多个传感器38中的至少一个,检测用于使旋转电机10至少作为电动机发挥功能的转子21的旋转位置。传感器单元37将传感器38定位在两个磁极35之间。
传感器单元37具有用于将从一个或多个传感器38输出的信号取出到外部的外部连接用的配线15。配线15能够传递示出基准位置的点火信号和/或示出旋转角度的旋转位置信号。旋转电机10具有连接定子线圈33与电路11的多根电力线16。电力线16由可挠性电缆提供。电力线16在旋转电机10作为发电机发挥功能时,向电路11供给由定子线圈33感应出的电力。而电力线16在旋转电机10作为电动机发挥功能时,用于将激励定子线圈33的电力自电路11向定子线圈33供给。
在图2中,定子线圈33被多相连接。定子线圈33提供三相绕组。定子线圈33也可以是5相绕组、7相绕组、两组的三相绕组。定子线圈33为星形连接。定子线圈33也可以环形接线。定子线圈33具有多个相绕组33u、33v、33w。多个相绕组33u、33v、33w相似。
以相绕组33u作为代表示例进行说明。相绕组33u具有多个单线圈41。单线圈41安装在一个磁极35上。相绕组33u具有跨过单线圈41与单线圈41之间延伸的搭接线42。相绕组33u具有多根搭接线42。多根搭接线42连接多个单线圈41。搭接线42在单线圈41与单线圈41之间,沿着定子芯32的周向CD铺设。搭接线42由与形成单线圈41的线材相同的线材提供。
相绕组33u具有引出线43和引出线44。引出线43、引出线44分别配置在相绕组33u的两端。因此,引出线43、引出线44提供定子线圈33的两端。引出线43提供用于中性点连接的引出线43。引出线44提供用于电力端的引出线44。引出线43、引出线44由与形成单线圈41的线材相同的线材提供。单线圈41、搭接线42以及引出线43、引出线44由连续的线材提供。
定子线圈33包括用于提供电连接的多个电极51、52。一个电极51提供用于中性点连接的电极51。电极51固定在定子31上。电极51与多根引出线43接合。电极51具有分别连接有引出线43的多个端子。一个电极52提供用于电力端的多个电极52。电极52提供引出线44与电力线16之间的连接。电极52固定在定子31上。电极52贯通定子31。电极52在第二端面SD2与引出线44连接。电极52在第一端面SD1与电力线16连接。
定子线圈33由导体金属制成。单线圈41的线材是具有圆截面的导体线。线材也可以是具有四边形截面或扁平截面的导体线。线材被由树脂制成的包覆膜覆盖。线材由铝制成或铝合金制成。线材也可以由铜制成。多个电极51、52由铁合金制成。多个电极51、52可以由黄铜制成、铜制成等各种导体金属提供。
由于包覆膜的损伤或包覆膜的针孔,有时线材导体金属会露出。线材在卷绕工序中反复弯曲。在卷绕工序中,搭接线42以及引出线43、引出线44被赋予与单线圈41不同的弯曲形状。因此,搭接线42以及引出线43、引出线44的包覆膜容易损伤。并且,搭接线42以及引出线43、引出线44的针孔容易扩大。
附着于旋转电机10的异物有时是电解液。海水或融雪剂中所含的盐形成氯化钠溶液等电解液。电解液可促进包括铝的金属材料的电蚀。理想的是,在存在电解液的环境中使用旋转电机的情况下,抑制电蚀。
此外,当电解液附着在线材的露出部分时,线材的金属可能会产生电蚀。在线材由铝制成或铝合金制成的情况下,电蚀变得显著。本实施方式提供一种电解液难以积存的旋转电机、旋转电机的定子及其制造方法。在本实施方式中,提供一种电解液难以积存在搭接线42和/或引出线43、引出线44中的旋转电机、旋转电机的定子及其制造方法。电解液难以积存的形状是电解液容易流掉的形状、或电解液难以形成液膜的形状。
在图3中,图示了定子31的第二端面SD2。第二端面SD2是与转子21相对的端面。定子线圈33在第二端面SD2上三相连接。定子线圈33具有多根引出线43和多根引出线44。本实施方式包括3根引出线43和3根引出线44。3根引出线43在接合容器56中与电极51连接。接合容器56包括围绕电极51的周壁构件、以及覆盖电极51的密封树脂。3根引出线44分别在接合容器57中与3个电极52分别连接。接合容器57包括围绕多个电极52的周壁构件、以及覆盖多个电极52的密封树脂。以下,以三个相绕组中的一个相绕组为中心提供详细的说明。三个相绕组分别包括所描述的形状。
单线圈41s示出了卷绕开始的单线圈41s。从单线圈41s引出的卷绕开始的线材提供引出线43。引出线43也被称为第一引出线43。卷绕开始位于单线圈41s的径向最内侧部分。引出线43从卷绕开始的单线圈41s的径向最内侧、经由外侧而配置。引出线43从多个单线圈41的径向最内侧部分、经由径向外侧引出到第二端面SD2。引出线43在第二端面SD2被引入接合容器56中。换言之,引出线43,在单线圈41s与接合容器56之间,以经由比最短路径长的路径的方式,相对于其他构成部件被松散地卷绕。由此,抑制了引出线43与其他构件的接触面。其他构件包括单线圈41、搭接线42以及绝缘体36。其结果,即使附着电解液,也能够抑制电解液成为液膜而长期积存。换言之,引出线43在多个单线圈41之间的长度方向的至少一部分中配置为空中配线。由此,抑制了引出线43的电蚀。引出线43也可以在长度方向的一部分与单线圈41接触。
单线圈41e示出了卷绕结束的单线圈41e。从单线圈41e引出的卷绕结束的线材提供引出线44。引出线44也被称为第二引出线44。卷绕结束位于单线圈41e的径向中间部分。引出线44从卷绕结束起,配置于第一端面SD1之后,再次被引出到第二端面SD2。在第一端面SD1上,引出线44以沿着定子31的周向CD返回大致一个节距(3个磁极的距离)的方式铺设。引出线44从卷绕结束的单线圈41e的径向最内侧、经由外侧而配置。引出线44从多个单线圈41的径向最内侧部分、经由径向外侧引出到第二端面SD2。引出线44在第二端面SD2被引入接合容器57中。换言之,引出线44,在单线圈41e与接合容器56之间,以经由比最短路径长的路径的方式,相对于其他构成部件被松散地卷绕。由此,抑制了引出线44与其他构件的接触面。其结果,即使附着电解液,也能够抑制电解液成为液膜而长期积存。换言之,引出线44在多个单线圈41之间的长度方向的至少一部分上配置为空中配线。由此,抑制了引出线44的电蚀。引出线44也可以在长度方向的一部分与单线圈41接触。
在本实施方式中,从第一引出线43到第二引出线44卷绕有连续的一根线材。取而代之地,也可以从第一引出线43到第二引出线44卷绕有并列配置的多根线材。此外,还可以在第一引出线43与第二引出线44之间存在接合部。
在本实施方式中,第二引出线44比第一引出线43长。第二引出线44经由比第一引出线43更靠近径向外侧处。取而代之地,也可以使第一引出线43比第二引出线44更长。取而代之地,第一引出线43也可以经由比第二引出线44更靠近径向外侧处。即,第一引出线43与第二引出线44能够具有不同的长度。此外,第一引出线43与第二引出线44能够经由不同的径向位置。取而代之地,第一引出线43与第二引出线44也可以具有相同的长度。取而代之地,第一引出线43与第二引出线44也可以经由在径向上相同的位置。
引出线44以缠绕在一个以上的单线圈41上的方式配置。引出线44以跨过三个单线圈41缠绕的方式配置。换言之,引出线44在第一端面SD1朝向周向CD的一方延伸,在第二端面SD2朝向周向CD的另一方延伸。引出线44具有第一部分44a、第二部分44b、第三部分44c以及第四部分44d。
第一部分44a配置为从第二端面SD2上的单线圈41e的卷绕结束起、沿轴向AD贯通多个磁极35之间的槽内。第一部分44a从单线圈41e的卷绕结束起、经由稍微靠径向内侧而配置。第一部分44a,经由单线圈41e与相邻的单线圈41之间的间隙,配置为跨过第二端面SD2与第一端面SD1。第一部分44a也被称为轴向贯通部分。
第二部分44b在第一端面SD1上沿周向CD配置。第二部分44b跨过一个节距的量、即3个单线圈41的距离配置。第二部分44b在第一部分44a与第三部分44c之间沿周向CD延伸。第二部分44b在第一部分44a与第三部分44c之间也沿径向RD推移。第二部分44b也被称为周向延伸部分。
第三部分44c,经由相邻的两个单线圈41之间的间隙,配置为跨过第一端面SD1与第二端面SD2之间。第三部分44c从多个单线圈41的径向最内侧部分,向径向外侧配置。第三部分44c位于多个单线圈41之间。第三部分44c位于单线圈41e的相当于卷绕结束的单线圈41的径向中间部分。第三部分44c也被称为轴向贯通部分。
第四部分44d跨过单线圈41的径向中间部分与接合容器57之间延伸。第四部分44d基本上笔直地延伸。第四部分44d在第二端面SD2上沿周向CD配置。第四部分44d相对于第二部分44b向相反方向延伸。第四部分44d也被称为导入接合容器57的导入部分。
引出线44在第一部分44a、第二部分44b,与单线圈41、搭接线42、其他引出线44接触。引出线44在第一部分44a、第二部分44b,紧紧地卷绕于配置在该路径上的单线圈41以及搭接线42。引出线44在第三部分44c以及第四部分44d,与其他构件分离配置。引出线44在第三部分44c以及第四部分44d,以有意地松弛的方式松散地卷绕。第三部分44c及第四部分44d配置成空中配线。第三部分44c及第四部分44d通过与其他构件分离,抑制由电解液形成液膜。其结果,电解液容易流掉。此外,第三部分44c和第四部分44d允许对接合容器57中的引出线44进行微调。通过第三部分44c弯曲,第四部分44d能够沿第四部分44d的轴向前后移动。第四部分44d的可移动距离达到在沿着第四部分44d的轴向的几毫米的范围(0.1mm以上且5mm以下)。第四部分44d的可移动距离能够调节为达到最多十几毫米的范围(0.1mm以上且20mm以下)。
引出线44有时在第三部分44c包括接触部分44e。接触部分44e也是不可避免地产生的部分。接触部分44e是第三部分44c与单线圈41的接触部分。
在图4中,图示了3根引出线44。中央的一根引出线44局部地由虚线图示。第一部分44a的大部分由虚线图示。
在图5中,图示了定子31的第一端面SD1。第一端面SD1是与机身13相对的端面。定子31在第一端面SD1具有所有的搭接线42。搭接线42在第一端面SD1上的集中配置,有助于抑制转子21与定子31之间的间隙。
绝缘体36具有至少一个径向引导板67、68、69。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69是沿径向扩展的板状构件。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69用于引导多根搭接线42。本实施方式具有三个径向引导板67、68、69。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69通过连续的树脂材料,在绝缘体36上一体成型。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69提供用于沿周向CD铺设搭接线42的基准面。搭接线42配置在比径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69更靠近径向外侧处。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69是沿径向RD扩展的板状的突起。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69也被称为定位构件。径向引导板68、径向引导板69位于传感器单元37的周向两侧。由此,径向引导板68、径向引导板69将多个搭接线42定位在传感器单元37与多个单线圈41之间。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69阻止搭接线42向径向内侧的侵入。
径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69是沿周向CD具有较薄厚度的板状。而且,径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69在径向RD上以较长的长度扩展。径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69的周向厚度小于径向长度。因此,径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69容易排出异物。例如,即使液体的异物附着在径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69上,液体也容易沿径向RD流掉。在搭接线42与径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69接触的情况下,附着在搭接线42上的液体的异物容易沿着径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69而流掉。特别是,在径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69以向重力方向扩展的方式配置的情况下,利用重力促进液体的排出。
定子线圈33在第一端面SD1与电力线16连接。在图中,用虚线图示了一个电力线16。电力线16配置成沿着定子31弯曲。电力线16在一端与电极52连接。电力线16与电极52之间的连接通过焊接来提供。电力线16与电极52之间的连接可以通过机械铆接、焊接等多种方法来提供。
定子31具有用于保持电力线16的保持件61。保持件61由金属制成。保持件61固定在定子31上。保持件61固定在第一端面SD1上。保持件61通过压入定子芯32而被固定。保持件61将电力线16保持在规定位置。保持件61具有沿定子线圈33在径向RD上延伸的臂部62。保持件61具有压入到定子芯32或绝缘体36中的压入部63。
绝缘体36在径向外侧提供用于卷绕定子线圈33的绕线管。并且,绝缘体36,在径向内侧,朝向与机身13之间的安装面32a,具有沿定子芯32的端面板状地扩展的板状部分。板状部分覆盖从包围多个磁极35的绕线管部分、到定子芯32的安装面32a的边界线的范围。安装面32a是包括三个螺栓用通孔的花瓣状的面。绝缘体36的径向内侧缘,延伸到安装面32a的附近。绝缘体36的板状部分提供定子芯32与定子线圈33之间的电绝缘构件的爬电距离。绝缘体36有助于使爬电距离变长。
在图6中,保持件61在压入部63处被压入到定子芯32中。绝缘体36具有沿轴向延伸的筒状罩64,以接收压入部63。筒状罩64在定子芯32的端面覆盖压入部63的表面。绝缘体36从筒状罩64在径向内侧板状地扩展。
粘合树脂71将搭接线42粘合在绝缘体36上。粘合树脂71将经由径向引导板67的径向外侧的多根搭接线42粘合在径向引导板67上。粘合树脂71以桥接在多根搭接线42与径向引导板67之间的方式存在。粘合树脂71作为用于固定多根搭接线42的构件发挥功能。由此,抑制了径向引导板67附近的多根搭接线42的损坏。此外,粘合树脂71作为覆盖多根搭接线42的罩构件发挥功能。由此,多根搭接线42被保护。即使多根搭接线42具有包覆膜的损伤或包覆膜的针孔,粘合树脂71也覆盖损伤或针孔。其结果,保护多根搭接线42不受附着在径向引导板67附近的异物的影响。粘合树脂71保护多根搭接线42不受例如附着在径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69附近的电解液的影响。
在图7中,图示了粘合树脂71。被覆盖的搭接线42的一部分从粘合树脂71突出。多根搭接线42经由传感器单元37与多个单线圈41之间的间隙。这些多根搭接线42定位在径向引导板69的径向外侧。
筒状罩64从绝缘体36沿压入部63向定子31的轴向AD延伸。筒状罩64是绝缘体36的一部分。筒状盖64提供多根搭接线42与保持件61之间的电绝缘构件的爬电距离。筒状盖64有助于使爬电距离变长。而且,绝缘体36具备从筒状罩64的顶部向径向外侧延伸的檐部65。檐部65沿着臂部62扩展。檐部65在定子线圈33与臂部62之间延伸。檐部65抑制多个单线圈41及多根搭接线42、与臂部62的直接接触。在臂部62变形的情况下,檐部65与多个单线圈41及多根搭接线42可以接触。在这种情况下,檐部65也提供多个单线圈41及多根搭接线42、与臂部62之间的电绝缘。此外,檐部65提供多根搭接线42与保持件61之间的电绝缘构件的爬电距离。绝缘体36从筒状罩64及径向引导板67在径向内侧板状地扩展。
图8示出了图5的VIII-VIII线的截面。图9示出了图5的IX-IX线的截面。粘合树脂71在多根搭接线42与径向引导板67之间形成树脂块。粘合树脂71在径向引导板67上固定多根搭接线42。径向引导板67也作为用于赋予粘合树脂71的目标物发挥功能。绝缘体36从径向引导板67在径向内侧板状地扩展。
图10示出了去除定子线圈33后的定子31的立体图。图11示出了去除定子线圈33后的定子31的侧视图。粘合树脂71具有多个单线圈41的痕迹以及多根搭接线42的痕迹。檐部65与臂部62相接。檐部65沿着臂部62扩展。
在图10和图11中,定子芯32在磁极35的径向外端部,具有沿周向扩大的扩大部分35a。绝缘体36在多个磁极35处,覆盖扩大部分35a的周向端面。另外,在一部分磁极35中,周向端面露出。绝缘体36覆盖扩大部分35a的周向端面,从而抑制多个磁极35的露出面积。由此,抑制了包含液体的异物浸入定子芯32与绝缘体36之间。此外,抑制了跨过线材和定子芯32这两者电解液附着的概率。
图12示出了通过图10和图11中的粘合树脂71的截面。粘合树脂71具有作为多根搭接线42的痕迹的空腔。绝缘体36具有轴向半部36a和轴向半部36b。绝缘体36通过轴向半部36a和轴向半部36b在磁极35处包围定子芯32。轴向半部36a与轴向半部36b无间隙地在结合面36c上对合。绝缘体36提供定子芯32与定子线圈33之间的电绝缘。无间隙的结合面36c抑制电解液的积存。
电极51配置在接合容器56中。电极51通过绝缘体36与定子芯32电绝缘。电极52配置在接合容器57中。电极52贯通定子32。电极52通过绝缘体36与定子芯32电绝缘。
图13示出了定子31的垂直于轴向AD的截面。图13示出了图12中的定子芯32的厚度TH的1/2处的截面。绝缘体36和单线圈41在定子31的径向RD上,限定了能够配置定子线圈33的线材的径向最内侧的最小半径R31。定子芯32限定了最大半径R32,该最大半径R32限定了定子31的外周面。
所有的引出线44经由比最小半径R31靠径向外侧处而配置。当引出线44被最紧地卷绕时,引出线44的第三部分44c配置成与最小半径R31相接、或非常接近最小半径R31。
然而,在本实施方式中,所有的第三部分44c均经由中间半径R44而配置。中间半径R44比最小半径R31大得多。中间半径R44小于最大半径R32。在定子芯32的厚度TH的1/2处的截面上,所有的第三部分44c配置于比最小半径R31靠径向外侧、且比最大半径R32靠径向内侧的位置处(R31<R44<R32)。换言之,所有引出线44都经由中间半径R44。在定子芯32的厚度(TH)的1/2处的截面上,引出线44不配置于在定子芯32中能够配置引出线44的定子芯32的最小半径R31,而是经由比最小半径R31靠径向外侧的中间半径R44而配置。另外,在此作为代表对厚度TH的1/2处的截面进行了说明,但不限于此,也可以是厚度TH的任意截面具有以上所述的结构。因此,在定子芯32的厚度方向的任意截面上,第二引出线44不配置于在定子芯32中能够配置引出线的定子芯32的最小半径R31,而是经由比最小半径R31靠径向外侧的中间半径R44而配置。
图14和图15示出了接合容器56附近的引出线43。引出线43以缠绕在一个以上的单线圈41上的方式配置。引出线43以缠绕在单一的单线圈41上的方式配置。引出线43具有第一部分34a以及第二部分43b。
第一部分43a配置为从第一端面SD1上的单线圈41s的卷绕开始起、沿轴向AD贯通多个磁极35之间的槽内。第一部分43a从单线圈41s的卷绕开始起、经由比卷绕开始更靠近径向外侧处而配置。第一部分43a从多个单线圈41的径向最内侧部分,向径向外侧配置。第一部分43a配置为经由单线圈41s与相邻的单线圈41之间的间隙、跨过第二端面SD2与第一端面SD1之间。第一部分43a也被称为轴向贯通部分。
第二部分43b跨过第一部分43a与接合容器56之间延伸。第二部分43b基本上笔直地延伸。第二部分43b在第二端面SD2上沿周向CD配置。第二部分43b也被称为导入接合容器57的导入部分。
引出线43在第一部分43a以及第二部分43b,与其他构件分离配置。引出线43在第一部分43a以及第二部分43b,以有意地松弛的方式松散地卷绕。第一部分43a及第二部分43b配置成空中配线。第一部分43a和第二部分43b通过与其他构件分离,抑制由电解液形成液膜。其结果,电解液容易流掉。此外,第一部分43a及第二部分43b允许对接合容器56中的引出线43进行微调。通过第一部分43a弯曲,第二部分43b能够沿第二部分43b的轴向前后移动。第二部分43b的可移动距离达到沿着第二部分43b的轴向的几毫米的范围(0.1mm以上且5mm以下)。第二部分43b的可移动距离能够调节为达到最多十几毫米的范围(0.1mm以上且20mm以下)。
引出线43在第一部分43a以及第二部分43b,具备与单线圈41s分离的非接触部分43f。非接触部分43f是有意地形成的。
图16示出了旋转电机10的制造方法、及定子31的制造方法。制造方法180包括以下所述的多个步骤。步骤也被称为工序。在步骤181中,制造定子31。步骤181包括步骤181-188。在步骤182中,制造定子芯32。定子芯32通过层叠多个钢板而制造。在步骤183中,在定子芯32上安装绝缘体36。在步骤184中,在绝缘体36上卷绕定子线圈33。线材通过自动绕线机卷绕在绝缘体36上。线材以交替形成单线圈41和搭接线42的方式卷绕。到步骤184为止安装好多个电极51、52。
在步骤185中,多根引出线43、44绕大圈地配置。在此,多根引出线43、44松散地卷绕在单线圈41和绝缘体36上。多根引出线43、44被导入到对应的接合容器56、接合容器57中。步骤185也是将多根引出线43、44弯曲加工成位于比最小半径R31靠外侧的工序。多根引出线43、44不是紧紧地卷绕于单线圈41,而是以形成许多间隙的方式,松散地卷绕于单线圈41。由此,在接合容器56、57中允许对引出线43、44进行微调。而且,在附着有作为异物的流体的情况下,能够避免流体形成液膜而长期积存的情况。
在步骤186中,多根引出线43、44的端部被定位在接合容器56、接合容器57中。在步骤187中,在接合容器56、57中,多根引出线43、44与对应的电极51、电极52接合。在步骤188中,接合容器56、接合容器57被树脂密封。树脂密封通过以将接合部分埋设于接合容器56、接合容器57中的方式赋予密封用树脂来执行。这样,制造出旋转电机10的定子。在步骤189中,通过将转子21与定子31组合来制造旋转电机10。
根据以上所述的实施方式,提供异物难以积存的旋转电机、定子及其制造方法。异物的典型示例是电解液。根据该实施方式,电解液难以积存。其结果,抑制了定子31的构成部件的电蚀。
引出线43、引出线44配置为比因多个单线圈41等构成部件的形状而允许的最小路径长。因此,在引出线43、引出线44与构成部件之间产生间隙。其结果,即使液体异物附着在引出线43、引出线44上,也能够抑制其成为液膜而长时间积存的情况。
搭接线42通过粘合树脂71粘合在径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69上。附着在搭接线42上的液体异物,容易沿着径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69和粘合树脂71而流掉。由于异物难以积存的径向引导板67、径向引导板68、径向引导板69的形状和由粘合树脂71带来的保护,抑制了搭接线42的腐蚀。
绝缘体36在第一端面SD1的径向内侧以板状覆盖定子芯32的端面。因此,可以使定子芯32与其他构成部件、例如搭接线42之间的电绝缘构件的爬电距离变长。因此,能够使构成部件与机身13之间的电绝缘构件的爬电距离变长。其结果,抑制了定子31的构成部件的电蚀。
绝缘体36具有沿着保持件61的压入部63在轴向上延伸的筒状罩64。筒状罩64,使保持件61与其他构成部件、例如搭接线42之间的电绝缘构件的爬电距离变长。其结果,抑制了定子31的构成部件的电蚀。
绝缘体36具有沿保持件61的臂部62延伸的檐部65。檐部65抑制了保持件61与其他构成部件、例如搭接线42的直接接触。此外,檐部65使保持件61与其他构成部件之间的电绝缘构件的爬电距离变长。其结果,抑制了定子31的构成部件的电蚀。
第二实施方式
本实施方式是将前述实施方式作为基础方式的变形例。在上述实施方式中,引出线43、引出线44可以局部地在第三部分44c与相邻的单线圈41接触。取而代之地,第三部分44c和第四部分44d也可以以完全不与单线圈41接触的方式进行管理。
在图17和图18中,图示了本实施方式的引出线44。另外,在图17及图18中,图示了在接合容器57中填充密封树脂之前的状态。
所有引出线44在第一部分44a以及第二部分44b,与单线圈41局部地接触。但是,所有引出线44在第三部分44c以及第四部分44d,配置为完全不与单线圈41接触。即使在最接近单线圈41的部分,第三部分44c也限定了作为非接触部的最小间隙244g。最小间隙244g被划定在第三部分44c与位于第三部分44c的弯曲的外侧的单线圈41之间。这种第三部分44c和第四部分44d在接合容器57中的连接操作中,允许第三部分44c和第四部分44d的比较自由的移动。此外,第三部分44c以及第四部分44d抑制液膜的形成。
其他实施方式
本说明书以及说明书附图等中的发明内容并不限于列举出的实施方式。发明内容包括被列举出的实施方式和本领域技术人员基于它们而得到的变形实施方式。例如,发明内容并不限于实施方式中所公开的部件和/或要素的组合。发明内容可通过多种组合来实施。发明内容还可具有可追加到实施方式中的追加部分。发明内容包含实施方式中部件和/或要素被省略的实施方式。发明内容包含一个实施方式与其他实施方式间的部件和/或要素的置换或组合。所公开的技术范围并不限于实施方式的记载。所公开的若干技术范围,由权利要求范围的记载来表示,还应理解为包括与权利要求书的记载具有同等意义及范围内的所有变更。
本说明书以及说明书附图等中的发明内容并不限于权利要求书的记载。说明书及说明书附图等中的发明内容,包含权利要求书所记载的技术思想,并且涉及比权利要求书所记载的技术思想更多样且更广泛的技术思想。因此,不受权利要求书的记载的限制,可以从说明书和说明书附图等的发明内容中提取多种技术思想。
在上述实施方式中,定子线圈33提供多相绕组。取而代之地,定子线圈33可以提供单相绕组。在这种情况下,定子线圈33在其两端也具备引出线。
在上述实施方式中,定子线圈33在一个相绕组中具备串联连接的多个单线圈41。取而代之地,定子线圈33也可以具备在一个相绕组中,并联连接的多个单线圈41。此外,定子线圈33还可以具备在一个相绕组中,包含串联连接或并联连接的多个单线圈41的多个组。这些多个组也可以相互并联连接或串联连接。在上述实施方式中,由卷绕在一个磁极35上的连续的线材形成一个单线圈41。取而代之地,也可以由卷绕在一个磁极35上的多根线材形成一个单线圈41。

Claims (11)

1.一种旋转电机的定子,包括:
定子芯(32),所述定子芯提供多个磁极(35);
定子线圈(33),所述定子线圈安装于所述定子芯;以及
绝缘体(36),所述绝缘体作为电绝缘构件配置在所述定子芯与所述定子线圈之间;
所述定子线圈包括:
多个单线圈(41),所述多个单线圈安装于所述磁极;
多根搭接线(42),所述多根搭接线连接多个所述单线圈;以及
多根引出线(43、44),所述多根引出线提供所述定子线圈的两端,并且从多个所述单线圈的径向最内侧部分、经由径向外侧而配置。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子,其中,多根所述引出线(43、44)在多个所述单线圈之间的长度方向的至少一部分上配置为空中配线。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子,其中,
多根所述引出线包括从卷绕开始的所述单线圈(41s)的径向最内侧引出的卷绕开始的第一引出线(43),
所述第一引出线(43)从卷绕开始的所述单线圈(41s)的径向最内侧、经由外侧而配置。
4.根据权利要求1至3中任一项的旋转电机的定子,其中,
多根所述引出线包括从卷绕结束的所述单线圈(41e)的中间部位引出的卷绕结束的第二引出线(44),
所述第二引出线(44)从卷绕结束的所述单线圈(41e)的径向最内侧、经由外侧而配置。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的定子,其中,在所述定子芯的厚度方向的任意截面上,所述第二引出线(44)不配置于在所述定子芯中能够配置所述引出线的所述定子芯的最小半径(R31),而是经由比所述最小半径靠径向外侧的中间半径(R44)而配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的定子,其中,所述绝缘体,朝向与作为安装对象的机身(13)之间的安装面(32a),具有沿着所述定子芯的端面板状地扩展的板状部分。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的定子,其中,所述绝缘体为沿径向扩展的板状的构件,且具有用于引导所述搭接线的径向引导板(67、68、69),
所述搭接线与所述径向引导板接触。
8.根据权利要求7所述的旋转电机的定子,还包括粘合树脂(71),所述粘合树脂将所述搭接线粘合在所述绝缘体上,
所述粘合树脂将所述搭接线粘合在所述径向引导板上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转电机的定子,还包括:
电力线(16),所述电力线由可挠性的电缆提供;以及
金属制的保持件(61),所述保持件保持所述电力线;其中,
所述绝缘体具有沿轴向延伸的筒状罩(64),以所述保持件的压入部(63)。
10.根据权利要求9所述的旋转电机的定子,其中,所述保持件包括沿着所述定子线圈延伸的臂部(62),
所述绝缘体具有在所述定子线圈与所述臂部之间延伸的檐部(65)。
11.一种旋转电机,其包括:权利要求1至10中任一项所述的定子;以及
向所述定子提供旋转磁场的转子(26)。
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