CN1495985A - 高电压电动旋转机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动旋转机，包括多个相位线圈，每个相位线圈由多个分线圈组成，每个分线圈通过连接多个段形成，每个段由容纳在定子芯中制造的每一相位槽组中的每个槽中的槽内侧导线部分和从所述槽伸出的槽外侧导线部分组成。在构成每个相位线圈的多个分线圈中的连接到输入/输出端子上的每个分线圈中，槽内侧导线部分沿定子芯的圆周方向容纳在除相位槽组端部之外的槽中。这样就减小了与之连接的槽外侧导线部分和相邻相位线圈的槽外侧导线部分之间的电势差，从而提高了绝缘性能。

Description

高电压电动旋转机

技术领域

本发明涉及高电压电动旋转机。

背景技术

在车辆中使用的高电压电动旋转机中，定子绕组布置在环形定子芯上制出的槽中，从而定子绕组部分地从定子芯沿轴向伸向其外部，即伸向线圈端部。

近几年来，为了满足不改变发动机室的体积的安装要求，需要实现包括线圈端部的电动旋转机的尺寸减小和高输出功率。为了满足这一要求，考虑尽量缩短相邻导线之间的距离。然而，在这种情况下，在导线之间产生极大的电压差，从而在绝缘性能方面产生问题。

具体而言，满足这种需求的有效手段是提高绕组的占空系数，常规的电动旋转机所采用的技术为：利用其中每个导线具有矩形横截面的构造的导线(平角线)作为定子绕组，这种技术公开在日本专利公开No.2000-92766中。然而，采用这种构造，一个槽中的导线同相地放置同时在圆周方向互相相邻的槽采用不同的相。换句话说，对于高电压，为了提高电动旋转机的输出功率，匝数即一个槽中的导线数的增加引起导线在线圈端部更多地叠加，当电动旋转机被设计为处理高电压时，就会产生在相邻导线之间的绝缘性能方面的问题。另一方面，加长导线间的距离产生电动旋转机轴向尺寸扩大的问题。

为了解决上述问题，在常规的电动旋转机中，构成特定相的导线被布置在沿圆周方向互相相邻的多个槽中，以便增加匝数，例如在日本专利公开No.2002-228852中所公开的技术。这样能够在不增加转子磁极的数量的情况下增加线圈匝数，同时减小一个槽中的导线的数量以便维持较小的外径。并且，由于没有必要增加定子磁极的数量，在同样的转速下有可能减小定子线圈电压的频率，这样就能够减小导线自感损耗和倒相切换损耗(开关瞬态损耗)，从而导致效率的提高。因此，实现了逆变器和布线的成本减小以及产生的损耗和热量的减小。

然而，在处理高电压的情况下，即使日本专利公开No.2002-228852中所公开的构造也需要增加导线的数量和减少线圈端部，这是由于在导线间产生极大的压差，从而产生绝缘性能方面的问题，因此导致有必要尽量地缩短导线间的距离。

发明内容

本发明着眼于解决上述问题而开发，因此，本发明的目的是提供一种高电压电动旋转机，所述电机能够在不增加定子磁极数量的情况下增加线圈匝数以处理高电压，而且即使在缩短相邻导线间距离的情况下也能够保持绝缘性能。

为此目的，根据本发明的一个方面，沿圆周方向连续形成U相、V相和W相槽组，从而减少一个槽中的导线的数量。这样就能够在增加线圈匝数同时减小径向尺寸，并且能够在高电压下操作电动旋转机而不增加转子磁极的数量，这样就实现了低成本的逆变器和布线，并减少了损耗和热量的产生。

另外，多个分线圈(partial coil)构成每个U相、V相和W相槽组，即，Un、Vn和Wn分线圈的槽外侧导线部分连接到沿圆周规则排列的Un、Vn和Wn槽中的槽内侧导线上。这样就能够使槽外侧导线沿定子芯的轴向规则地排列。

另外，在每相位线圈的多个分线圈中，形成输入/输出终端连接分线圈的U1、V1和W1分线圈的槽内侧导线沿圆周方向设置在相位槽组中的除端部位置以外的槽中。这样可以减小连接到其上的槽外侧导线部分和相邻相位线圈的槽外侧导线部分之间的电势差，从而提高绝缘性能。

在本说明书中，“槽”表示具有容纳定子绕组的一个导线的尺寸的导线容纳空间，并且有可能采用沿圆周方向具有容纳一个导线的尺寸并沿定子芯轴向制备的孔。本发明并不限于此，采用如下的空间也是可接受的，所述空间是如下孔中的沿圆周方向具有容纳一个导线的尺寸的空间，所述孔具有沿圆周方向延伸的宽度，可用于容纳沿圆周方向互相相邻的多个导线。在这种情况下，在定子芯上制造的一个孔沿圆周方向形成多个槽。

根据本发明的另一方面，连接到中性点的分线圈的槽内侧导线部分设置在每一相位槽组中的沿圆周方向位于端部的槽中。这样能够减小连接到其上的槽外侧导线部分和相邻相位线圈的槽外侧导线部分之间的电势差，从而提高绝缘性能。

根据本发明进一步的方面，头部、一对槽内侧导线部分和一对大致沿圆周方向延伸的伸出端部构成U形段(segment)。利用这种形状，U形段易于操作并容纳在定子芯的槽中。并且，伸出部分可在多个U形段沿轴向插入到槽中的状态下互相连接，这样可获得高的可操作性。再者，即使定子芯采用很多U形段构造，由于槽内侧导线部分容纳在同相位槽组中的沿圆周方向位于相同位置的槽中，连接部分可沿圆周方向规则排列，并且易于提高绕组的占空系数。

根据本发明进一步的方面，处于同相位槽组中的槽外侧导线部分之间的电势差可减小，从而提高绝缘性能。

根据本发明进一步的方面，位于槽组端部位置处的分线圈与其相邻槽组的分线圈的槽外侧导线部分之间的电势差可减小，并且处于同相位槽组中的互相相邻的槽外侧导线部分之间的电势差也可以减小，从而提高绝缘性能。

根据本发明进一步的方面，可以增加每一分线圈组的相邻槽外侧导线部分之间的距离，这样可提高绝缘性能。

根据本发明进一步的方面，很多的段可插入到槽中，并且线圈组可沿径向规则地布置，这样有助于缩短线圈端部的长度。再者，平行排列的线圈的并联连接可增加导线的横截面积并减小电流密度，这样可容易地形成大电流高输出的规格。再者，可利用具有提供高生产率的尺寸的段。

这种构造与具有两相或多于两相的多相位线圈的电动旋转机两相之间的关系有关。

根据本发明进一步的方面，第一和第二相位槽组包括沿圆周方向连续形成的n个第一槽和n个第二槽，通过减少一个槽中的导线的数量，有可能减少线圈匝数的数量同时保持径向尺寸的减小，并可以高电压规格驱动电动旋转机而不增加转子磁极的数量，这样可获得低成本的逆变器和布线，并减小损耗和热量的产生。

并且，由于第一ns环形线圈和第二ns环形线圈的槽外侧导线部分连接到沿圆周方向规则布置的n个第一槽内侧导线部分和n个第二槽内侧导线部分上，槽外侧导线部分可沿定子芯的轴向方向规则地布置。

再者，形成每一相的多个分线圈中的第十一分线圈和二十一分线圈的槽内侧导线部分，用作输入/输出终端连接分线圈，沿圆周方向设置在每一相位槽组中的除端部位置以外的槽中。因此，连接到其上的槽外侧导线部分相对于相邻相位线圈的槽外侧导线部分可提供减小的电势差，从而提高了绝缘性能。

再者，根据本发明进一步的方面，提供了一种电动旋转机，包括：定子芯，所述定子芯包括相位槽组，每个相位槽组由沿定子圆周方向沿内圆周表面制造的多个槽组成；定子线圈，所述定子线圈包括多个相位线圈，每个相位线圈通过连接多个U形段(导线段)制成，其中每个U形段由容纳在槽中的槽内侧导线部分和从槽中伸出的槽外侧导线部分组成，其中，每个相位线圈通过连接多个同心的环形线圈而形成，环形线圈中的每一个大致沿内圆周表面围绕定子芯，并且，用于制造多个环形线圈中的环形线圈的U形段的槽内侧导线部分容纳在构成每一相位槽组的多个槽中的不与不同相位槽组相邻的那些槽中，所述环形线圈具有外部引线端子，并且绝缘件沿定子芯的径向插入到彼此相邻的槽外侧部分之间。

相位线圈的形成方式为多个环形线圈互相连接，并且在环形线圈中，具有带有外部引线端子的环形线圈。该环形线圈具有高电势。

再者，在定子芯中制造多个相位槽组，每个相位槽组由多个槽组成。所述相位槽组沿圆周方向重复地布置，以便彼此不同相的相位槽组互相相邻排列。

如果形成带有外部引线端子的高电势环形线圈的U形段的槽内侧导线部分容纳在位于相位槽组端部的槽中，位于相邻相位槽组端部的槽之间产生源自每一相电压的大电势差，可导致电介质击穿。

另一方面，在根据本发明的电动旋转机中，构成带有外部引线端子的高电势环形线圈的U形段的槽内侧导线部分不是容纳在位于每一相位槽组端部的槽中。也就是说，带有外部引线端子的槽内侧导线部分容纳在不与不同相的相位槽组相邻的那些槽中。这样可减小位于相邻相位槽组端部的槽之间产生源自每一相电压的大电势差的可能性，从而抑制沿定子芯的圆周方向的电介质击穿的出现。

另外，沿定子芯圆周方向在彼此相邻的槽外侧导线部分之间插入绝缘件。因此，既可抑制沿定子芯圆周方向的电介质击穿，又可抑制沿其径向的电介质击穿。在这种情况下，“在槽外侧导线部分之间”表示，例如，在图15中所示的“伸出端部260d和伸出端部261d之间”。并且，它表示头部261c的弯曲部分的内圆周侧。

优选的是，多个槽外侧导线部分设置成格状形状以便沿定子芯轴向端部的轴外部互相交叉，槽外侧导线部分之间的交叉点从轴向端部沿轴向排成n排，而绝缘件放置在超出n排中的第一排的交叉点位置处。

即，在这种结构中，绝缘件不放置在第一排交叉点处。假设构成第一排交叉点的槽外侧导线部分之间的电势差显示较大的值，就需要在它们之间放置绝缘件。然而，在形成第一排交叉点的槽外侧导线部分之间的间距极短，因此，在它们之间插入绝缘件时遇到困难。

另一方面，在利用所述构造的电动旋转机的情况下，如上所述，具有外部引线端子的槽内侧导线部分容纳在不与不同相的相位槽组相邻的槽中。因此，形成第一排交叉点的槽外侧导线部分之间的电势差较小。这意味着在这些伸出端部之间不需要绝缘件。因此，这样的构造不总是需要在构成第一排交叉点并具有较小间距的槽外侧导线部分之间插入绝缘件。

优选的是，多个槽外侧导线部分设置成格状形状以便沿定子芯轴向端部的轴外部互相交叉，槽外侧导线部分之间的交叉点从轴向端部沿轴向排成n排，绝缘件插入到n排中的除第n排以外的交叉点位置处。

也就是说，在这种构造中，绝缘件不放置在第n排交叉点处。例如，当槽外侧导线部分相对于第n个交叉点沿轴向向外连接时，在第n排中插入绝缘件可引起绝缘件的损坏。

另一方面，在利用具有上述结构的电动旋转机的情况下，如上所述，槽内侧导线部分容纳在不与不同相的相位槽组相相邻的槽中。因此，构成第n排交叉点的槽外侧导线部分之间的电势差较小，这样，没有必要在这些伸出端部之间插入绝缘件。因此，这种构造不总是需要在构成第n排插入点的易于被连接操作损坏的槽外侧导线部分之间插入绝缘件。

更优选的是，多个槽外侧导线部分设置成格状形状以便沿定子芯轴向端部的轴外部互相交叉，槽外侧导线部分之间的交叉点从轴向端部沿轴向排成n排，绝缘件插入到超出第1排但除第n排以外的交叉位置处。这样可提高绝缘件插入的可操作性并减小绝缘件被槽外侧导线部分之间的连接操作所损坏的可能性。

再者，根据本发明进一步的方面，提供了一种电动旋转机，所述电机包括定子芯，所述定子芯包括多个沿内圆周表面设置的槽；以及定子线圈，所述定子线圈，所述定子线圈包括多个同心的环形线圈，每个环形线圈通过多个U形段沿定子芯的内圆周表面互相连接而制成，以便大致环绕该内圆周表面，其中每个U形段由容纳在槽中的槽内侧导线部分和从槽中伸出的槽外侧导线部分组成，其中，绝缘件预先插入到沿定子芯径向彼此相邻的槽外侧导线部分中的下述槽外侧导线部分之间，所述槽外侧导线部分具有这样的关系：其中外圆周侧槽外侧导线部分设置成相对于内圆周侧伸出端部沿定子芯的圆周方向及沿径向向外方向倾斜的状态，以便当内圆周侧槽外侧导线部分沿所述圆周方向及沿所述径向向外方向倾斜时抑制它们之间的滑动接触。

也就是说，在根据本发明的电动旋转机中，在段装配操作中，在沿向外、径向及圆周方向倾斜槽外侧导线部分之前，绝缘件被事先插入到沿径向彼此相邻的槽外侧导线部分之间。因此，绝缘件避免了沿径向彼此相邻的槽外侧导线部分之间的滑动接触。这样可极大地减小槽外侧导线部分的绝缘层损坏的可能性。也就是说，可减小沿定子芯的径向方向发生电介质击穿的可能性。

再者，由于绝缘件插入到槽外侧导线部分之间，当槽外侧导线部分沿向外、径向及圆周方向倾斜时滑动量可增加。这有助于段装配操作。

附图说明

通过以下参考附图对优选实施例的详细描述，本发明的其它目的和特征将变得更加明显。

图1是根据本发明的第一实施例的用于车辆的电动旋转机的构造的轴向横截面图；

图2是用于第一实施例的段组的透视图；

图3示出了第一实施例中导线放置在槽中的位置；

图4示出了在第一实施例中的相绕组的连接；

图5A示出了第一实施例中的U相绕组的展开图；

图5B示出了第一实施例中的U3相绕组的展开图；

图6A示出了第一实施例中分线圈在槽中的位置；

图6B示出了第一实施例中U31环形线圈和U32环形线圈段的导线连接；

图7是第一实施例中定子芯的一部分的视图；

图8示出了根据本发明第三实施例的相绕组的连接；

图9示出了第三实施例中的三相绕组的展开图；

图10在本发明第二实施例中U31环形线圈和U32环形线圈段的导线连接；

图11的横截面图部分地示出了第三实施例中的线圈构造；

图12的横截面图部分地示出了第三实施例中的线圈构造；

图13示出了根据本发明第四实施例的电动旋转机的电路布置；

图14是根据本发明第四实施例的电动旋转机的轴向剖面图；

图15是根据本发明第四实施例的用于电动旋转机的大段和小段的透视图；

图16沿图14的线I-I的横截面图；

图17是根据第四实施例的电动旋转机的头部一侧的定子芯端部的透视图；

图18是根据第四实施例的电动旋转机的伸出端部侧的定子芯端部的透视图；

图19A是从伸出端部一侧看，根据本发明第五实施例的电动旋转机的定子芯的径向剖面图；

图19B示意地示出了从内圆周侧看的根据第五实施例的电动旋转机定子芯的前视图；和

图20示出了根据本发明第六实施例的电动旋转机定子芯的轴向局部剖面图。

具体实施方式

参照附图，以下将描述用于车辆的连续段连接定子线圈型高电压电动旋转机的实施例。

(第一实施例)

在图1中，连续段连接定子线圈型高电压电动旋转机总体上用标号1表示，被构造为AC(交流)发电机，包括转子2、形成定子芯的环形定子3，壳体4，用作三相输入/输出端子的整流器5、输出导出端子6、转轴7、电刷8和集电环9。定子3由形成定子绕组的定子线圈31和定子芯32组成，定子芯32固定地安装到壳体4圆周壁的内圆周表面上，并且定子线圈31在卷绕状态下放置在定子芯32的槽中。转子2是固定到转轴7上的Lundell-pole类型，转轴7在壳体4支撑下可旋转，并且转子2位于定子芯32的径向内侧，电磁线圈72和沿旋转周向交替形成四个磁极对的磁极铁心固定地安装到转子芯71上。

形成定子绕组的定子芯31是三相电枢绕组，连接到单元相中的整流器并被制造成形成三相星形连接。在本实施例中，整流器5用作发电机的输出端子。

如图3所示，如图2所示的段组(segment set)330通过绝缘纸340插入到很多槽350中，槽350形成于定子芯32中，以便从轴向的一侧沿轴向贯穿和沿径向延伸，并且，它们的径向相邻的端部沿轴向在另一侧彼此顺序连接。定子线圈31沿轴向的另一侧具有端侧线圈端部311及沿轴向的一侧具有头侧(head side)线圈端部312。这样构造的连续段连接定子线圈本身是众所周知的。在本发明中，“输入/输出端子”在电动旋转机用作电动机时表示输入端子，在电动旋转机用作发电机时代表输出端子，但它并不总是表示输入和输出功能。

(对段组330的描述)

参照图2，以下将详细描述段组330。

段组330由一个大段331和一个小段332制成，每一个段由大致U形的头部、一对槽内侧导线部分和一对伸出端部组成，所述槽内侧导线部分形成为从头部的两端线性延伸并插入槽中，所述一对伸出端部形成为从两个槽内侧导线部分的尖端延伸。

头部构成头侧线圈端部312(见图1)，其沿轴向位于定子芯32的一侧以便总体上具有U形的形状，同时，伸出端部构成端侧线圈端部311(见图1)，其沿轴向位于定子芯32的另一侧以便总体上具有环形的形状。

段组330由大段331和小段332组成。大段331和由大段环绕的小段332被称作“段组”。

在大段331中，标号331a和331b表示槽内侧导线部分，标号331c表示连接到槽内侧导线部分331a和331b的头部，标号331f和331g表示连接到槽内侧导线部分331a和331b的伸出端部。伸出端部331f和331g的每个尖端部分331d和331e是连接到其它段的连接部分，因此被共同称作“连接部分”。槽内侧导线部分331a被称作“第一层槽内侧导线部分”，而槽内侧导线部分331b被称作“第四层槽内侧导线部分”。

在小段332中，标号332a和332b表示槽内侧导线部分，标号332c表示头部，标号332f和332g表示伸出端部。伸出端部332f和332g的每个尖端部分332d和332e是连接部分，因此被共同称作“连接部分”。槽内侧导线部分332a被称作“第二层槽内侧导线部分”，而槽内侧导线部分332b被称作“第三层槽内侧导线部分”。

符号’表示未示出的大段或小段中与没有符号’的部分相同的部分。因此，在图2中，沿径向互相相邻的连接部分331d和332d’互相焊接在一起，沿径向互相相邻的连接部分332d和331d’互相焊接在一起，沿径向互相相邻的连接部分332e和331e’互相焊接在一起。

在图2中，当第一层槽内侧导线部分331a和第二层槽内侧导线部分332a容纳在定子芯32的预定的槽中时，在同样的段331、332中，第四层槽内侧导线部分331b和第三层槽内侧导线部分332b容纳在以预定间距从所述预定槽分开的槽中。小段332的头部332c设置为被大段331的头部331c包围。

(将段组插入到槽350中)

小段332和大段331沿轴向方向插入到槽350中，槽350沿定子芯32轴向制成，将在随后提到，从定子芯32的槽350中向外伸出的伸出端部331f，332f，331g和332g分别连接到其它伸出端部。在多个槽中重复上述过程，以大致形成环绕定子芯32的环形线圈。在本实施例中，四个环形线圈互相串联连接以形成一个分线圈。

图7示出了当沿径向从外侧看时，小段332和大段331插入到定子芯32的槽350中的状态。

在定子芯32中，在图示中向上延伸的伸出端部331g1在尖端连接部分331e处连接到另一伸出端部。伸出端部连接到许多槽内侧导线部分331b，从而缩短了伸出端部331g1和伸出端部分331g2之间的间距。

(段组在槽中的位置)

图3示出了槽内侧导线部分在槽350中的位置。图3是图6中所示的构造的一部分的放大图。

在槽350中，四个导线容纳位置沿径向设置，沿径向相邻的四个导线容纳位置被称作导线容纳位置组并从径向方向的内侧起依次被称作第一层、第二层、第三层和第四层。

上述参照图2所描述的段组的四种槽内侧导线部分被插入到这些导线容纳位置组中的第一层到第四层导线容纳位置中。

具体而言，槽内侧导线部分331a，332a，332b’和331b’沿径向依次容纳在每一导线容纳位置组中的第一层到第四层容纳位置中。也就是说，当从径向内侧看时，第一层槽内侧导线部分331a容纳在第一层导线容纳位置中，第一层槽内侧导线部分332a容纳在第二层导线容纳位置中，第三层槽内侧导线部分332b’容纳在第三层导线容纳位置中，第四层槽内侧导线部分331b’容纳在第四层导线容纳位置中。在图3中，槽内侧导线部分332a和332b’分别属于两个小段332，槽内侧导线部分331a和331b’也分别属于两个大段331。

尽管图3示出了段组330容纳在槽350中的状态，图6A所示的槽351，352，353......在图示中还存在于沿圆周方向相邻的适当位置处，并容纳段组的槽内侧导线部分。

四个相邻的槽350，351，352和353，包括槽350，构成U相槽组，同相的U相电压被施加到容纳在U相槽组中的每个段。

沿圆周方向的每个相邻的槽(在本例中，350至353)容纳同相的相绕组，被称作“同相位槽”，这些同相位槽的总体被称作“同相位槽组”。并且，在同相位槽组中，存在于最左位置的同相位槽350被称作“第一同相位槽”，沿向右方向，槽351，352和353分别被称作“第二同相位槽，第三同相位槽和第四同相位槽”。每个槽350到353具有第一层到第四层导线容纳位置。

在本实施例中，每个相位槽组由多个相邻的槽构成，电动旋转机可作为高压系统驱动而不增加转子磁极的数量，从而实现了低成本的逆和布线，并减小了损耗和热的产生。

相位槽组沿圆周方向按W、V和U的顺序连接排列。

并且，由于相数为3，磁极对的数目为4，每个相位槽组由4个槽组成，槽的数量为96个。总的来说，当磁极对的数目用P表示时，在相数为3并且同相位槽组由n个槽组成的情况下，形成的槽的数量为6np。

(相位线圈的结构描述)

在本实施例中，三相绕组U、V和W如图4示出的那样星形连接。

对于U相，分线圈U1、U2、U3和U4互相串联连接。

分线圈U1连接到输入/输出端子a上，分线圈U4连接到中性点e上。

并且，连接点b存在于分线圈U1和U2之间，连接点d存在于分线圈U3和U4之间。

同样地，对于V相和W相，分线圈分线圈V1、V2、V3和V4互相串联连接，分线圈分线圈W1、W2、W3和W4互相串联连接。每个分线圈V1和W1连接到输入/输出端子上，每个分线圈V4和W4连接到中性点e上。

每个分线圈被制成四个环形线圈(即第一到第四环形线圈)通过使用形状不同的波形绕组段(未示出)串联连接。

每个环形线圈被制成U形段交替连接的方式。更具体而言，叠绕组段和波形绕组段交替连接以便大体环绕定子芯32，所述每个叠绕组形成小段，每个波形绕组形成大段。

在这种情况下，波形绕组段是大段(331)，其中一对伸出端部沿互相分开的方向弯曲，槽内侧导线部分容纳在第一层和第四层导线容纳位置中。

并且，在这种情况下，叠绕组段是小段(332)，其中一对伸出端部沿互相接近的方向弯曲，槽内侧导线部分容纳在第二层和第三层导线容纳位置中。

图5A和5B是星形连接的顺序段连接定子线圈31的U相绕组的展开图。自然地，其它绕组除了沿圆周方向移位外具有相同的结构。

在图5A和5B中，槽内侧导线部分插入到号码为1，2，3，4，13，14，15，16，25，26，27，28，37，38，39，40...(12n+1，12n+2，12n+3，12n+4)的槽中。

槽号码1，13，25，37(12n+1)表示第一同相位槽350。槽号码2，14，26，38(12n+2)表示第二同相位槽351。槽号码3，15，27，39(12n+3)表示第三同相位槽352。槽号码4，16，28，40(12n+4)表示第四同相位槽353。

在图5A和5B中，以沿径向互相相邻的状态容纳在一个槽中的四个槽内侧导线部分沿纸的左手和右手方向(横向)排列在槽号码位置处。在槽号码1至4的情况下，四个槽内侧导线部分相对于一个槽号码示出。另一方面，在槽号码13至16和85至88的情况下，仅仅为了简单起见，只有两个槽内侧导线示出。

在这些图示中，在对应于每个槽号码的槽中的四个槽内侧导线部分沿横向的位置不对应于它们沿径向的位置，在这些图示中没有示出槽内侧导线部分沿径向的位置。

参照图4，5A和5B，以下将给出分线圈连接点a至e的位置的确定。与从号码为3的槽延伸的U形段形状不同的不同形状的段表示分线圈U1和输入/输出端子之间的连接点a，与从号码为85的槽延伸的U形段形状不同的不同形状的段表示分线圈U4和中性点之间的连接点e。分线圈U1和U2之间的连接点b、分线圈U2和U3之间的连接点c以及分线圈U3和U4之间的连接点d对应于与从号码为87和2的槽延伸的U形段形状不同的不同形状的段、与从号码为86和4的槽延伸的U形段形状不同的不同形状的段以及与从号码为88和1的槽延伸的U形段形状不同的不同形状的段。

参照图5A到6B，以下将详细说明构成分线圈中的一个分线圈的U3分线圈的环形线圈以及它们在槽中的位置。其它分线圈具有相同的结构，为简短起见将省略对其描述。

图6A示出位于环形定子芯32外圆周处沿圆周方向的96个槽中的位于90度角范围(包括在90度线上的位置)内的25个槽(槽号码88-96和1-16)，并且只示出了大段3312和小段3322的头部。在本实施例中，U相槽组、V相槽组和W相槽组从左侧起按W相、V相和U相的顺序形成，其中每一相位槽组由四个槽组成(n＝4)。U相槽组、V相槽组和W相槽组构成一组槽组，四组槽组布置在整个圆周上。

对于每一U相槽组，对应于分线圈U1、U2、U3和U4分别形成U1槽、U2槽、U3槽和U4槽。由于后面将说到的原因，槽的位置从左侧起按U4槽、U2槽、U1槽和U3槽的顺序排列。对于V相和W相，槽的位置以相同的方式排列。

尽管在本说明书中，槽和槽组被命名为，例如U1槽和U相槽组，这只是为了便于说明相位线圈之间的关系。因此，并不需要在定子芯上实际出现这样的符号或识别标记。自然地，也可以有符号和识别标记。

分线圈U3容纳在图6A所示的具有号码4，16，......12n+4的槽中。为了易于理解，在图6A中只示出了容纳在具有槽号码4和16的槽中的大段和3312和小段3322的头部。并且，图6B示出了构成分线圈U3的环形线圈的一部分。

环形线圈U31由很多大段3311，3313，......和很多小段3310，3322，......组成。

大段3310的槽内侧导线部分容纳在具有号码76的第四层槽和具有号码88的第一层槽中。而且，大段3311的槽内侧导线部分容纳在具有号码88的第四层槽和具有号码4的第一层槽中，大段3312的槽内侧导线部分容纳在具有号码4的第四层槽和具有号码16的第一层槽中，大段3313的槽内侧导线部分容纳在具有号码16的第四层槽和具有号码28的第一层槽中。

另一方面，小段3320的槽内侧导线部分容纳在具有号码76的第三层槽和具有号码88的第二层槽中。而且，小段3321的槽内侧导线部分容纳在具有号码88的第三层槽和具有号码4的第二层槽中，小段3322的槽内侧导线部分容纳在具有号码4的第三层槽和具有号码16的第二层槽中，小段3323的槽内侧导线部分容纳在具有号码16的第三层槽和具有号码28的第二层槽中。

在每个大段和小段中，具有U形线形状并朝向定子芯的一个端侧伸出的头部形成其一对槽内侧导线部分的一个端侧之间的连接。而且，连接到所述一对槽内侧导线部分另一端侧的一对伸出端部朝向定子芯的另一端侧伸出，以便大致沿圆周方向延伸。头部和伸出端部构成槽外侧导线部分。

所述大段是波形绕组段，其中所述一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便彼此分开，所述伸出端部通过例如焊接的方式连接到其它小段的伸出端部。

所述小段为叠绕组段，其中所述一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便彼此靠近，所述伸出端部通过例如焊接的方式连接到其它大段的伸出端部。

以下将参照附图6B进行详细描述。在图示中，环形线圈U31用白色图案表示，在构成环形线圈U31的大段3311中，槽内侧导线部分中的一个(左侧)容纳在槽88中，与之连接的伸出端部朝向槽76弯曲并且在点P处连接到小段3320的伸出端部。而且，另一槽内侧导线部分(右侧)容纳在槽4中，与之连接的伸出端部朝向槽16弯曲并且在点S处连接到小段3322的伸出端部。

小段3322的槽内侧导线部分中的一个(左侧)容纳在槽16中，另一(右侧)槽内侧导线部分容纳在槽4中，它们通过头部连接在一起。连接到所述一个槽内侧导线部分(左侧)的伸出端部向着槽16弯曲，以便在点r处连接到大段3313的伸出端部。

也就是说，在从连接点p到连接点r的范围内，一个大段3311和一个小段3322在连接点s处互相连接。小段3322是叠绕组段，形成围绕槽4和槽16的大致环形的形状，而大段3311是波形绕组段，从槽76和槽88之间的中点到槽4和槽16之间的中点。每个这样构造的多个段组沿圆周方向连续排列，以沿圆周方向大致形成一个环形，从而形成环形线圈U31。也就是说，在图6B中，通过依次连接大段3309、小段3320、大段3311、小段3323和大段3313而形成环形线圈U31。

另一方面，在图6B中，环形线圈U32用水平线图案表示，并以在环形线圈U31的端部处旋转方向相反的状态进行连接。也就是说，环形线圈U32沿图示中下侧和右侧处的箭头所示的方向延伸，并且在连接点u、t、w和v处，大段3314、小段3323、大段3312、小段3321和大段3310的伸出端部连续地连接。

小段3321是叠绕组段，形成围绕槽88和槽4的大致环形的形状，而大段3312是波形绕组段，从槽88和槽4之间的中点到槽16和槽28之间的中点延伸。每个这样构造的多个段组沿圆周方向连续排列，以沿圆周方向大致形成一个环形，从而形成环形线圈U32。

环形线圈U31的端部如上所述大致沿顺时针方向环绕定子芯，并通过形状不同的段(没有示出)连接到环形线圈U32的端部，环形线圈U32大致沿逆时针方向环绕定子芯。

图5A示出了构成U相线圈的分线圈U1、U2、U3和U4之间的关系和容纳槽的位置。即，连接到输入/输出线的分线圈U1的槽内侧导线部分容纳在号码为3的U1槽中，连接到分线圈U1的分线圈U2的槽内侧导线部分容纳在号码为2的U2槽中。而且，连接到分线圈U2的分线圈U3的槽内侧导线部分容纳在号码为4的U4槽中，连接到中性点的分线圈U4的槽内侧导线部分容纳在号码为1的U4槽中。

另外，在图5A中，同时示出了V相线圈的分线圈V3邻近于U相线圈的左侧，以及W相线圈的分线圈W4邻近于U相线圈的右侧。

在图示中，为了简单起见，只示出了分线圈V3和W4的部分，至于位置关系，分线圈V3相邻分线圈U4，及分线圈W4相邻分线圈U3。

在图5A中，四个分线圈以叠加状态示出。为便于理解，在图5B中仅示出了分线圈U3的绕组展开图。

在图5B中，粗实线代表构成环形线圈U31的大段，粗点划线代表构成环形线圈U31的小段，细实线表示组成环形线圈U32的大段，细点划线表示组成环形线圈U32的小段。由于上面已参照图6B给出了其描述，为了简单起见在此省略进一步的描述。

如上所述，分线圈U3的槽内侧导线部分与环形线圈U31和环形线圈U32一起容纳在同样的第四同相位槽(槽号码4，16，28，......12n+4)中。

并且，环形线圈U31的伸出端部和环形线圈U32的伸出端部交替在槽内侧导线部分之间延伸。

(第二实施例)

本发明第二实施例与上述的第一实施例的不同之处在于叠绕组和波形绕组段与大段和小段之间的关系以及段在槽中的容纳形状。

大段是叠绕组段，其一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便互相靠近，并通过例如焊接的方式连接到另一小段的伸出端部。

而且，小段是波形绕组段，其一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便互相分开，并通过例如焊接的方式连接到另一大段的伸出端部。

关于这一点，只有与第一实施例不同的部分将参照图10进行描述，其它部分与第一实施例相同，为了简单起见省略其描述。图10只示出了构成分线圈U3的环形线圈的一部分。

环形线圈U31和U32由很多大段13310、13311，.......和很多小段13320，13321，13322.......组成。

大段13310的槽内侧导线部分容纳在具有号码76的第一层槽和具有号码88的第四层槽中。而且，大段13311的槽内侧导线部分容纳在具有号码88的第一层槽和具有号码4的第四层槽中，大段13312的槽内侧导线部分容纳在具有号码4的第一层槽和具有号码16的第四层槽中，大段13313的槽内侧导线部分容纳在具有号码16的第一层槽和具有号码28的第四层槽中。

另一方面，小段13320的槽内侧导线部分容纳在具有号码76的第二层槽和具有号码88的第三层槽中。而且，小段13321的槽内侧导线部分容纳在具有号码88的第二层槽和具有号码4的第三层槽中，小段13322的槽内侧导线部分容纳在具有号码4的第二层槽和具有号码16的第三层槽中，小段13323的槽内侧导线部分容纳在具有号码16的第二层槽和具有号码28的第三层槽中。

在每个大段和小段中，具有U形线形状并朝向定子芯的一个端侧伸出的头部形成其一对槽内侧导线部分的一个端侧之间的连接。而且，连接到所述一对槽内侧导线部分另一端侧的一对伸出端部朝向定子芯的另一端侧伸出，以便大致沿圆周方向延伸。头部和伸出端部构成槽外侧导线部分。

所述大段是叠绕组段，其中所述一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便彼此靠近，所述伸出端部通过例如焊接的方式连接到其它小段的伸出端部。

所述小段为波形绕组段，其中所述一对伸出端部沿圆周方向弯曲以便彼此分开，所述伸出端部通过例如焊接的方式连接到其它大段的伸出端部。

以下将参照附图10进行详细描述。在图示中，环形线圈U31用水平线图案表示，在构成环形线圈U31的大段13310中，槽内侧导线部分中的一个(右侧)容纳在槽88中，与之连接的伸出端部朝向槽76弯曲并且在点P处连接到小段13319的伸出端部。而且，另一槽内侧导线部分(左侧)容纳在槽76中，与之连接的伸出端部朝向槽88弯曲并且在点q处连接到小段13321的伸出端部。

小段13321的槽内侧导线部分中的一个(左侧)容纳在槽88中，另一个槽内侧导线部分(右侧)容纳在槽4中，它们通过头部连接在一起。连接到所述另一个槽内侧导线部分(右侧)的伸出端部向着槽16弯曲，以便在点r处连接到大段13312的伸出端部。

也就是说，在从连接点p到连接点r的范围内，一个大段13310和一个小段13321在连接点q处互相连接。大段13310是叠绕组段，形成围绕槽76和槽88的大致环形的形状，而小段13321是波形绕组段，从槽76和槽88之间的中点到槽4和槽16之间的中点延伸。每个这样构造的多个段组沿圆周方向连续排列，以沿圆周方向大致形成一个环形，从而形成环形线圈U31。也就是说，在图10中，通过依次连接小段13319、大段13310、小段13321、大段13312和小段13323而形成环形线圈U31。

另一方面，在图10中，环形线圈U32用实线图形表示，并且其形成方式为小段13318、大段13313、小段13322、大段13311和小段13320的伸出端部在连接点u、t、w和v处连接。

大段13313是叠绕组段，形成围绕槽28和槽16的大致环形的形状，而小段13322是波形绕组段，从槽16和槽28之间的中点到槽88和槽4之间的中点延伸。每个这样构造的多个段组沿圆周方向连续排列，以沿圆周方向大致形成一个环形，从而形成环形线圈U32。

环形线圈U31的端部如上所述大致沿顺时针方向环绕定子芯，并通过形状不同的段(没有示出)连接到环形线圈U32的端部，环形线圈U32大致沿逆时针方向环绕定子芯。

本发明的要点是分线圈和同相组槽的位置，与其它分线圈相比，作为输入/输出端子连接分线圈的分线圈U1的槽内侧导线部分提供相对于其它相位线圈的大电势差。因此，在U相槽组(槽1到槽4)中，它们位于槽3中而不是槽1和槽4中，槽1和槽4沿圆周方向存在于端部。因此，连接到分线圈U1的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分与相邻线圈V3和W4的槽外侧导线部分之间的距离变长了，从而减小了电势差以便提高绝缘性能。

另外，与其它分线圈相比，连接到中性点的分线圈U4的槽内侧导线部分相对于其它相位线圈显示较小的电势差。因此，它们容纳在U相槽组(槽1到槽4)中的沿圆周方向存在于端部的号码位1的槽中(尽管在本实施例中它们容纳在号码为1的槽中，但它们也可以容纳在号码为4的槽中)。因此，(再次参照图5A和图5B)，连接到分线圈U4的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分相对于连接到与U相相邻的V相的分线圈V3的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分提供较小的电势差，从而，提高了绝缘性能。另外，分线圈U1的槽内侧导线部分和分线圈U4的槽内侧导线部分形成为其它槽，具体为U2槽，插入它们之间。这样，具有中间电势的不同分线圈槽插入到形成高电压的分线圈U1的槽内侧导线部分和形成低电压的分线圈U4的槽内侧导线部分之间，从而减小了同相的槽外侧导线部分之间的电势差。

另外，由于分线圈U2连接到作为输入/输出端子连接分线圈的分线圈U1上，与其它分线圈相比，相对于其它相位线圈，分线圈U2形成仅次于分线圈U1的较大电势差。因此，分线圈U2布置在存在于U相槽组(槽1到槽4)中的槽1和槽3之间的槽2中。因此，连接到分线圈U3的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分与相邻相位线圈的槽外侧导线部分之间的距离变长了，从而减小了电势差，提高了绝缘性能。

而且，由于分线圈U3连接到作为中性点连接分线圈的分线圈U4上，与其它分线圈相比，相对于其它相位线圈，分线圈U3形成仅次于分线圈U4的较小电势差。因此，分线圈U3布置在存在于不同于分线圈U4的端部的另一端部的槽中，即U相槽组(槽1到槽4)中的号码为4的槽中。因此，连接到分线圈U3的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分相对于连接到相邻的W相线圈的分线圈W4的槽内侧导线部分的槽外侧导线部分的电势差减小了，从而提高了绝缘性能。

根据本实施例，有可能减小存在于槽组端部的分线圈和与其相邻的槽组的分线圈的槽外侧部分之间的电势差，并且有可能减小在同相位槽组中相邻的槽外侧导线部分之间的电势差，从而提高了绝缘性能。

如上所述，根据本实施例，头部、一对槽内侧导线部分和一对大致沿圆周方向延伸的伸出端部构成U-形段，其易于处理和易于容纳在定子芯中沿轴向制造的槽中。而且，即使在使用许多段时，如果伸出端部331f，331g，332f，332g的连接部分331d，331e，332d和332e以互相移位的状态布置，这提供了在定子芯轴向上的满意的连接可操作性。而且，即使定子芯通过使用许多U-形段构造，由于槽内侧导线部分容纳在同相位槽组中的沿圆周方向存在于相同位置的槽中，连接部分可规则地设置在圆周方向上，并易于提高绕组占空系数。

(第三实施例)

本发明的第三实施例与第一实施例的区别在于：对于每一相使用不同的绕组规格，因此相对于定子芯线圈角度不同。其它方面与第一实施例相同，为了简便，将省略其描述。

在第三实施例中，U、V和W三相绕组如9图所示那样星形连接。

对于U相，分线圈U1、U2、U3和U4互相串联连接以形成UA分线圈组101，类似地，分线圈U1’、U2’、U3’和U4’互相串联连接以形成UB分线圈组102，而且，分线圈U1”、U2”、U3”和U4”互相串联连接以形成UC分线圈组103。

此外，分线圈U1、U1’和U1”互相并联连接。类似地，分线圈U2、U2’和U2”互相并联连接，分线圈U3、U3’和U3”互相并联连接，及分线圈U4、U4’和U4”互相并联连接。

用于V相和W相的分线圈以相同的方式设置，为了简便起见，省略其描述。

在第三实施例中，如图11所示，定子芯槽被制成在径向容纳12个槽内侧导线部分。

UA分线圈组101被容纳在最内部分的四个槽层中。在第三实施例中，UA分线圈101和四个槽层之间的关系与上述的第一实施例相同，在这里为了简便省略其描述。在容纳UA分线圈组101的槽中，UB分线圈组102和UC分线圈组103容纳在剩余8层的导线容纳位置中。即，UB分线圈组102容纳在UA分线圈组101的外圆周侧位置中，UC分线圈组103容纳在UB分线圈组102的外圆周侧位置中，即最外侧圆周位置中。

图8为U-相绕组的展开图，其中，仅示出了用于容纳每一槽组的槽的径向位置。即，图8为从上面起的形成外层的UC分线圈组103、形成中间层的UB分线圈组102和形成内层的UA分线圈组101的绕组展开图，图8中示出：UC分线圈组103的分线圈U1”、U2”、U3”和U4”容纳在槽的最外侧圆周部分的四层中，中间层UB分线圈组102的分线圈U1’、U2’、U3’和U4’容纳在槽的中间部分的四层中，及最内层UA分线圈组的分线圈U1、U2、U3和U4容纳在槽的最内侧圆周部分的四层中。

此外，UA、UB和UC分线圈组的分线圈按U4、U2、U1、U3；U4’、U2’、U1’、U3’；U4”、U2”、U1”和U3”的顺序容纳在槽中。其构思与第一实施例相同，为了简单省略其描述。

因此，UA分线圈组101的分线圈U1、UB分线圈组102的分线圈U1’和UC分线圈组103的分线圈U1”互相并联连接。而且，UA分线圈组101的分线圈U2、UB分线圈组102的分线圈U2’和UC分线圈组103的分线圈U2”互相并联连接。而且，UA分线圈组101的分线圈U3、UB分线圈组102的分线圈U3’和UC分线圈组103的分线圈U3”互相并联连接。

以这种方法，可进行规则地连接，并且有可能避免用于连接的形状不同的段变得不必要的复杂。

而且，如图12所示，容纳在最外侧圆周位置的UC分线圈组103、在其内侧的UB分线圈组102和在最内侧圆周位置的UA分线圈组101在外径侧相对于定子芯的轴向有很大的倾斜。更具体而言，按UC分线圈组103、UB分线圈组102和UA分线圈组101的顺序倾斜度逐渐变大。因此，各分线圈组的相邻槽外侧导线部分之间的距离可被加长，从而提高了绝缘性能。在提供能够处理较大输出的电动旋转机方面这是有效的。

(第四实施例)

下面将描述电动旋转机，所述电动旋转机用作驱动车辆的电动发电机(MG)。

首先，下面将参照图13来描述根据第四实施例的电动发电机(其在下文将称作MG)的结构，图13示出了根据本实施例的MG的电路设置。在图13中，用标号201表示的MG包括定子202和转子203。定子202由定子线圈220组成，所述定子线圈220通过U相线圈220U、V相线圈220V和W相线圈220W以如图所示星形连接的方式制成。U相线圈220U由环形线圈U1、U2、U3和U4串联连接而形成。类似地，V相线圈220V由环形线圈V1、V2、V3和V4串联连接而形成。W相线圈220W由环形线圈W1、W2、W3和W4串联连接而形成。转子203配有场线圈230或场磁铁(没有示出)。而且，逆变器208插入电池209和各个相位线圈220U、220V和220W的外部引线端子221U、221V和221W之间。逆变器208由六个功率元件280组成。

当驱动车辆时，根据来自控制器(没有示出)的指令，三相交流电压从电池209经逆变器208施加到定子线圈220上，从而转动转子203。转子203的转轴(没有示出)o直接或者通过离合器、传动装置或类似装置连接到发动机的曲柄轴(没有示出)上。当直接连接到其上时，发动机响应于转子203的转轴的转动而启动。另一方面，在充电期间，由于曲柄轴和转子203的转轴的转动，电流从定子线圈220流到电池209。该电流对电池209进行充电。

图14示出了根据本实施例的MG1的轴向剖面图，其中，交替的长短划线表示转子203的转轴231的轴线，并且在图上省略了相对于该轴线的相对侧。在图14中，壳体207用作MG201的外壳。定子芯222被固定地安装到壳体207的内圆周表面上。沟形槽(没有示出)形成于定子芯222的内圆周表面上。所述槽沿定子芯222的轴向延伸，并且它们排列在定子芯222的圆周方向上。大段260和小段261设置在槽中。大段260和小段被共同地称作“U形段”或“导线段”。大段260和小段261规则地连接，从而形成定子线圈220。

第二，下面将参照图15再次对大段260和小段261的结构进行详细的描述。图15示出了根据本实施例用于MG201的大段260和小段261的透视图。如图15所示，每个大段260和小段261具有U形形状。

大段260由内圆周侧槽内侧导线部分260a、外圆周侧槽内侧导线部分260b、头部(曲线部分)260c、内圆周侧伸出端部(开口端部)260d和外圆周侧伸出端部260e组成。本发明的槽外侧导线部分包括头部260c、内圆周侧伸出端部260d和外圆周侧伸出端部260e。内圆周侧槽内侧导线部分260a和外圆周侧槽内侧导线部分260b容纳在以预定的磁极距互相隔开的两个槽中。内圆周侧槽内侧导线部分260a设置在槽的内圆周侧(内侧)，而外圆周侧槽内侧导线部分260b设置在槽的外圆周侧(外侧)。头部260c形成为在内圆周侧槽内侧导线部分260a的一端和外圆周侧内侧导线部分260b的一端之间形成在槽外部的连接。内圆周侧伸出端部260d从内圆周侧槽内侧导线部分260a的另一端延伸到槽的外部。同样地，外圆周侧伸出端部260e从外圆周侧槽内侧导线部分260b的另一端延伸到槽的外部。

如同大段260的情况，小段261由内圆周侧槽内侧导线部分261a、外圆周侧槽内侧导线部分261b、头部(曲线部分)261c、内圆周侧伸出端部(开中端部)261d和外圆周侧伸出端部261e组成。本发明的槽外侧导线部分包括头部261c、内圆周侧伸出端部261d和外圆周侧伸出端部261e。小段261设置为由大段260所围绕。内圆周侧槽内侧导线部分261a和外圆周侧槽内侧导线部分261b容纳在以预定的磁极距互相隔开的两个槽中。内圆周侧槽内侧导线部分261a设置在槽的内圆周侧(内侧)，而外圆周侧槽内侧导线部分261b设置在槽的外圆周侧(外侧)。头部261c形成为在槽内部的内圆周侧槽内侧导线部分261a的一端和外圆周侧槽内侧导线部分261b的一端之间形成在槽外部的连接。内圆周侧伸出端部261d从内圆周侧槽内侧导线部分261a的另一端延伸到槽的外部。同样地，外圆周侧伸出端部261e从外圆周侧槽内侧导线部分261b的另一端延伸到槽的外部。

其次，下面将描述大段260和小段261的连接结构。

大段260的内圆周侧伸出端部260d被焊接到与其相邻的小段261的内圆周侧伸出端部261d上。另一方面，大段260的外圆周侧伸出端部260e被焊接到与其相邻的小段261的外圆周侧伸出端部261e’上。小段261的内圆周侧伸出端部261d被焊接到与其相邻的大段260的内圆周侧伸出端部260d’上。另一方面，小段261的外圆周侧伸出端部261e被焊接到与其相邻的大段260的外圆周侧伸出端部260e’上。大段260和小段261在定子芯222的整个圆周上连接，以便形成环形线圈。

图16为沿图14的线I-I的剖面图。如图16所示，槽2221形成于定子芯222中，在每一个槽2221中，总共四层导线从内圆周侧到外圆周侧按照大段260的内圆周侧槽内侧导线部分260a→小段261的内圆周侧槽内侧导线部分261a→小段261的外圆周侧槽内侧导线部分261b→大段260的外圆周侧槽内侧导线部分260b的顺序而设置。

U相槽组2220U、V相槽组2220V和W相槽组2220W中的每一个由四个槽2221组成。如上所述，四匝导线容纳在单个槽2221中。因此，总匝数为16匝。U相槽组2220U、V相槽组2220V和W相槽组2220W沿定子芯222的内圆周表面重复地设置。

在U相槽组2220U中，连接到中性点A并具有最小电势(参照图13)的环形线圈U4设置在图中最右端部处的槽2221中。而且，电势次低于环形线圈U4的较低电势的环形线圈U3设置在图中的最左端部处的槽2221中。另一方面，设置有外部引线端子221U并具有最高电势的环形线圈U1容纳在环形线圈U3右侧的槽2221中。与环形线圈U1相比，具有次高电势的环形线圈U2容纳在环形线圈U4左侧的槽2221中。至于V相槽组2220V和W相槽组2220W，环形线圈以相同的方式设置。因此，在U相槽组2220U和V相槽组2220V之间的边界部分，环形线圈U3和环形线圈V4以彼此相邻的状态布置。同样，在V相槽组2220V和W相槽组2220W之间的边界部分，环形线圈V3和环形线圈W4彼此相邻。而且，在W相槽组2220W和U相槽组2220U之间的边界部分，环形线圈W3和环形线圈U4彼此相邻。

此外，下面描述插入相邻的头部之间和相邻的伸出端部之间的绝缘件。图17示出了头部一侧定子线圈端部的透视图。如图17所示，绝缘纸223设置在小段261的头部(曲线部分)261c的内圆周侧。该绝缘纸223包括在本发明的绝缘件中。大段260的头部260c和小段的261的头部261c沿定子芯222的圆周方向相对于绝缘纸223以相反方向扭曲。绝缘纸223围绕定子芯222的端部。

图18示出了伸出端部侧定子线圈端部的透视图。如图18所示，绝缘纸224插入大段260的内圆周侧伸出端部260d和小段261的内圆周侧突端部261d之间。内圆周侧伸出端部260d和内圆周侧伸出端部261d相对于绝缘纸224沿定子芯222的圆周方向以相反方向扭曲。绝缘纸224围绕定子芯222的端部。同样，绝缘纸225插入小段261的内圆周侧伸出端部261d和其外圆周侧伸出端部261e之间。内圆周侧伸出端部261d和外圆周侧伸出端部261e相对于绝缘纸225沿定子芯222的圆周方向以相反的方向扭曲。绝缘纸225围绕定子芯222的端部。而且，绝缘纸226插入小段261的外圆周侧伸出端部261e和大段260的外圆周侧伸出端部260e之间。外圆周侧伸出端部261e和外圆周侧伸出端部260e相对于绝缘纸226沿定子芯222的圆周方向以相反方向扭曲。绝缘纸226围绕定子芯222的端部。这些绝缘纸224、225和226被包括在本发明的绝缘件中。

其次，下面将描述根据本实施例的MG的效果。在根据本实施例的MG中，如图16所示，环形线圈U3和环形线圈V4设置成互相相邻的状态，而且，环形线圈V3和环形线圈W4设置成互相相邻的状态。而且，环形线圈W3和环形线圈U4设置成互相相邻的状态。这三对环形线圈的内线圈电势差较小。因此，在根据本实施例的MG201的情况下，沿圆周方向发生电介质击穿的可能性较小。

此外，在根据本实施例的MG201中，如图17所示，绝缘纸223被设置在头部一侧定子芯端部。同样，如图18所示，绝缘纸224、225和226被设置在伸出端部侧定子线圈端部。因此，沿径向方向发生电介质击穿的可能性较小。

(第五实施例)

下面将描述本发明的第五实施例。第五实施例与第四实施例的区别在于每一槽中设置12根导线。

图19A为从伸出端部一侧看的根据本实施例的定子芯的示例径向剖视图，图19B为从内圆周表面一侧看的根据本实施例的定子芯的示例前视图。对应于图16中的部件的部件被标为相同的标号。

如图19A所示，在单个槽2221中共容纳有12个槽内侧导线部分。在图示中，如由虚线所分开的那样，根据本实施例的定子芯220通过沿径向叠放三个定子线圈层而形成，其中每一层与根据第四实施例的层相对应。

如图19B所示，在定子芯222的轴向端部的轴向外部中，大段260的内圆周侧伸出端部260d和小段261的内圆周侧伸出端部261d互相交叉成格子形的形状，因此，建立了许多交叉点。如图19B所示，交叉点沿轴向排列成总共11排。

下面将描述构成环形线圈U4的伸出端部和其它环形线圈的伸出端部的交叉状态。构成环形线圈U4的大段260的内圆周侧伸出端部260d(在图示中由垂直阴影线表示)与小段261的内圆周侧伸出端部261d共同形成交叉点B。然而，在环形线圈U4和环形线圈U2之间的电势差较低。因此，电介质击穿发生的可能性较小。

此外，构成环形线圈U4的大段260的内圆周侧伸出端部260d与构成环形线圈W3的小段261的内圆周侧伸出端部261d在第十一排共同形成交叉点C。然而，在环形线圈U4和环形线圈W2之间的电势差较低。因此，电介质击穿发生的可能性较小。构成环形线圈U4的大段260的内圆周侧伸出端部260d在第11排的轴向外部被焊接到构成同一环形线圈U4的小段261的内圆周侧伸出端部261d(图中的竖线阴影)上。

此外，构成环形线圈U4的小段261的内圆周侧伸出端部261d与构成环形线圈U2的大段260的内圆周侧伸出端部260d在第11行共同形成交叉点D。然而，在环形线圈U4和环形线圈U2之间的电势差较低。因此，电介质击穿发生的可能性较小。

此外，构成环形线圈U4的小段261的内圆周侧伸出端部261d与构成环形线圈W3的大段260的内圆周侧伸出端部260d在第1排共同形成交叉点E。然而，在环形线圈U4和环形线圈W3之间的电势差较低。因此，电介质击穿发生的可能性较小。

尽管上面的描述涉及形成环形线圈U4的伸出端部相对于其它环形线圈的伸出端部的交叉状态，其它环形线圈的伸出端部的交叉状态是类似的。即，在第1排中形成交叉点的伸出端部之间的电势差和在第11排中形成交叉点的伸出端部之间的电势差较低。出于这个原因，没有必要在第1排和11排放置绝缘纸(没有示出)。因此，在根据本实施例的MG中，绝缘纸仅放置在除第1排和第11排以外的从第2排至第10排的范围内。在这方面，绝缘纸以相同的方式被放置在定子芯222的头部一侧(没有示出)。

根据本实施例的MG提供的效果与第四实施例相同，并且，在根据本实施例的MG的情况中，没有必要在伸出端部之间空间较小的第1排设置绝缘纸。因此，绝缘纸插入操作就变得容易了。此外，在根据本实施例的MG的情况中，没有必要在易受焊接热影响的第11排设置绝缘纸。因此，可抑制由热引起的绝缘纸的损坏。

(第六实施例)

下面将描述本发明的第六实施例。第六实施例与第四实施例的区别在于在每一槽中设置16根导线。因此，仅针对它们之间的区别对本实施例进行描述。

图20为根据本实施例的MG的定子芯的轴向局部剖面图。与图17中的部件相对应的部件被标为相同的标号。如图20所示，根据本实施例的定子线圈220通过沿径向叠放四个定子线圈层组成，其中每一层与第四实施例的层(参照图14)相对应。即，根据本实施例的定子线圈220由从内圆周侧到外圆周侧同心设置的四层单元线圈220a，220b，220c和220d组成。形成四层的单元线圈220a、220b、220c和220d随着其位置越来越靠向外侧沿径向向外方向越来越倾斜。此外，头部260c和头部261c沿圆周方向扭曲。

在根据本实施例的MG中，如图20所示，绝缘纸除了插入沿径向互相相邻的小段261的头部261c的内圆周侧外，还插入径向互相相邻的大段260的头部260c之间(在单元线圈之间)。该绝缘纸被包括在本发明的绝缘件中。在头部260c和头部261c沿圆周方向扭曲之前并在单元线圈220b、220c和220d沿径向向外方向倾斜之前，将绝缘纸227插入单元线圈之间。因此，根据本实施例的MG，在段装配操作中，相邻单元线圈之间(头部260c之间)发生滑动接触的可能性变小了。而且，绝缘纸223减小了头部261c的内圆周表面部分之间发生滑动接触的可能性。因此，可减小出现绝缘涂层损坏的可能性。因此，电介质击穿发生的可能性变小了。而且，绝缘纸223和227提高了段装配操作中的滑动性，从而减小了形成头部260c和头部261c的阻力。这样就提高了工作效率。

应该理解，本发明并不限于上述实施例，本发明的意图是覆盖不构成对本发明的实质和范围的偏离的情况下对这里的实施例所进行的所有变化和变形。

例如，在本发明中，槽的数目、匝数、相数和其它并不受限制。绝缘件并不总是插入所有互相相邻的槽外侧导线部分之间也是可以接受的。此外，尽管在上述的第四实施例到第六实施例中，根据本发明的电动旋转机被用作MG，举例来说，根据本发明的电动旋转机被用作发电机本身或电机本身也是可以理解的。

Claims (12)

1.一种电动旋转机，包括：

U相线圈，其构造方式为：数目为n(n≥3)个的Un分线圈(U1，U2，U3，......)互相串联连接，所述U相线圈的一端连接到输入/输出端子上；

V相线圈，其构造方式为：数目为n(n≥3)个的Vn分线圈(V1，V2，V3，......)互相串联连接，所述V相线圈的一端连接到输入/输出端子上；

W相线圈，其构造方式为：数目为n(n≥3)个的Wn分线圈(W1，W2，W3，......)互相串联连接，所述W相线圈的一端连接到输入/输出端子上；

环形定子芯，其具有沿圆周方向形成的多组槽组，每一组包括连续排列的U相槽组、V相槽组和W相槽组，所述U相槽组用于容纳所述沿圆周方向互相相邻的所述n(n≥3)个Un分线圈，所述V相槽组用于容纳沿所述圆周方向互相相邻的所述n(n≥3)个Vn分线圈，所述W相槽组用于容纳沿所述圆周方向互相相邻的所述n(n≥3)个Wn分线圈；

定子绕组，所述U相线圈、V相线圈和W相线圈的另一端连接到该定子绕组上；和

转子，其具有沿所述圆周方向形成的多个磁极；

其中，每个所述Un分线圈(U1，U2，U3，......)包括环形线圈，所述环形线圈由Un槽内侧导线部分和槽外侧导线部分组成，所述Un槽内侧导线部分容纳在相应的U相槽组中，所述槽外侧导线用于在U相槽组的外部在所述Un槽内侧导线部分之间形成连接，所述Un分线圈的所述环形线圈大致沿所述圆周方向环绕所述定子芯，及每个所述Vn分线圈(V1，V2，V3，......)包括环形线圈，所述环形线圈由Vn槽内侧导线部分和槽外侧导线部分组成，所述Vn槽内侧导线部分容纳在相应的V相槽组中，所述槽外侧导线部分用于在V相槽组的外部在所述Vn槽内侧导线部分之间形成连接，所述Vn分线圈的所述环形线圈大致沿所述圆周方向环绕所述定子芯，以及每个所述Wn分线圈(W1，W2，W3，......)包括环形线圈，所述环形线圈由Wn槽内侧导线部分和槽外侧导线部分组成，所述Wn槽内侧导线部分容纳在相应的W相槽组中，所述槽外侧导线部分用于在W相槽组的外部在所述Wn槽内侧导线部分之间形成连接，所述Wn分线圈的所述环形线圈大致沿所述圆周方向环绕所述定子芯，并且，每个将要连接到所述输入/输出端子上的所述分线圈的槽内侧导线部分容纳在除了沿圆周方向存在于每个所述U相槽组、V相槽组和W相槽组的端部的槽之外的槽中。

2.根据权利要求1所述的电动旋转机，其特征在于，在每个所述Un分线圈、Vn分线圈和Wn分线圈中，连接到中性点的分线圈的所述槽内侧导线部分容纳在沿圆周方向存在于每个所述U相槽组、V相槽组和W相槽组的端部的槽中。

3.根据权利要求1所述的电动旋转机，其特征在于，使每个所述槽组中的槽沿所述定子芯的径向方向容纳所述槽内侧导线部分中的多个槽内侧导线部分，

每个所述环形线圈由互相连接的多个U形段组成，每个U形段具有所述槽外侧导线部分中的外侧槽导线部分和所述槽内侧导线部分中的一对槽内侧导线部分，

所述槽外侧导线部分包括U形头部和一对伸出端部，所述U形头部从所述定子芯的一个端侧伸出以便连接到所述一对槽内侧导线部分的一个端部，所述一对伸出端部从所述定子芯的另一端侧伸出以便连接到所述槽内侧导线的另一端部，并大致沿所述定子芯的所述圆周方向延伸，和

所述一对槽内侧导线部分在所述槽组中的同相位槽组的槽中沿所述圆周方向容纳在相同的位置并且沿所述径向方向容纳在不同的位置。

4.根据权利要求2所述的电动旋转机，其特征在于，在每个所述U相线圈、V相线圈和W相线圈中，不同的分线圈的所述槽内侧导线部分容纳在连接到所述中性点的所述分线圈的所述槽内侧导线部分与连接到所述每一个单个U相槽组、单个V相槽组和单个W相槽组中的所述输入/输出端子上的所述分线圈的所述槽内侧导线部分之间。

5.根据权利要求1所述的电动旋转机，其特征在于，在每个所述U相线圈、V相线圈和W相线圈中，连接到所述输入/输出端子上的所述分线圈的所述槽内侧导线部分容纳在每一个单个U相槽组、单个V相槽组和单个W相槽组的中心位置处，连接到中性点的所述分线圈容纳在上述单个槽组的端部位置处，以及较靠近所述连接到所述中性点的分线圈的所述槽内侧导线部分容纳在较靠近每一个单个U相槽组、单个V相槽组和单个W相槽组的端部的位置处。

6.根据权利要求3所述的电动旋转机，其特征在于，所述U形段的所述头部沿所述径向方向设置在定子芯的所述槽中，并且相对于所述定子芯的轴向倾斜，从而当所述U形段沿所述径向方向的位置更加靠向外侧时，每个所述U形段的倾斜度增加。

7.根据权利要求1所述的电动旋转机，其特征在于，沿所述径向方向延伸的所述Un分线圈、所述Vn分线圈和所述Wn分线圈互相平行地同心排列。

8.一种电动旋转机，包括：

环形定子芯，其具有沿圆周方向形成的多组槽组，每一组连续地包括：

第一相位槽组，所述第一相位槽组由沿所述沿圆周方向互相相邻的n(n≥3)个第一槽组成；和

第二相位槽组，所述第二相位槽组由沿所述沿圆周方向互相相邻的n(n≥3)个第二槽组成；

定子绕组，其包括：

第一相位线圈，其由n(n≥3)个第一分线圈互相串联连接而构成，所述第一相位线圈的一端连接到输入/输出端子上；和

第二相位线圈，其由n(n≥3)个第二分线圈互相串联连接而构成，所述第二相位线圈的一端连接到输入/输出端子上，所述第一相位线圈和所述第二相位线圈的另一端互相连接；和

转子，其具有沿圆周方向形成的多个磁极，

其中，每个所述第一分线圈包括容纳在相应的第一槽中的环形线圈，所述环形线圈由第一槽内侧导线部分和槽外侧导线部分组成，所述槽外侧导线部分用于在所述槽组的外部在所述第一槽内侧导线部分之间形成连接，所述环形线圈大致沿所述圆周方向环绕所述定子芯，及每个所述第二分线圈包括容纳在相应的第二槽中的环形线圈，所述环形线圈由第二槽内侧导线部分和槽外侧导线部分组成，所述槽外侧导线用于在所述槽组的外部在所述第二槽内侧导线部分之间形成连接，所述环形线圈大致沿所述圆周方向环绕所述定子芯，并且，每个将要连接到所述输入/输出端子上的所述分线圈的槽内侧导线部分容纳在除了沿圆周方向存在于每个所述第一相位槽组和第二相位槽组的端部的槽之外的槽中。

9.一种旋转电动机，包括：

定子芯，其包括相位槽组，每个相位槽组由沿圆周方向沿定子芯内圆周表面制成的多个槽组成；和

定子线圈，其包括多个相位线圈，每一个相位线圈通过连接多个段形成，每个段由将要容纳在所述槽中的槽内侧导线部分和将要从所述槽中伸出的槽外侧导线部分组成，

其中，每个所述相位线圈通过连接多个同心的环形线圈而形成，每个所述环形线圈大致沿所述内圆周表面环绕所述定子芯，构成所述多个环形线圈中的所述具有外部引线端子的环形线圈的所述U形段的所述槽内侧导线部分容纳在所述构成每个所述相位槽组的多个槽中的与不同相的槽组不邻接的所述槽中，并且，在沿所述定子芯的径向互相相邻的所述槽外侧部分之间插入绝缘件。

10.根据权利要求9所述的电动旋转机，其特征在于，所述段具有U形形状，所述多个槽外侧导线部分被设置成格状形状，以便在所述定子芯的轴向端部的轴向外部互相交叉，并且，所述槽外侧导线部分之间的交叉点从所述轴向端部沿轴向方向排列成n排，所述绝缘件设置在所述n排中的除第一排交叉点之外的交叉点位置处。

11.根据权利要求9所述的电动旋转机，其特征在于，所述段具有U形形状，所述多个槽外侧导线部分被设置成格状形状，以便在所述定子芯的轴向端部的轴向外部互相交叉，并且，所述槽外侧导线部分之间的交叉点从所述轴向端部沿轴向方向排列成n排，所述绝缘件设置在所述n排中的除第n排交叉点之外的交叉点位置处。

12.一种旋转电动机，包括：

定子芯，其包括多个沿内圆周表面设置的槽；和

定子线圈，其包括多个同心的环形线圈，每一个环形线圈的形成方式为多个U形段沿着所述定子芯的所述内圆周表面互相连接以便大致环绕所述内圆周表面，其中每个段由容纳在所述槽中的槽内侧导线部分和从所述槽中伸出的槽外侧导线部分组成，

其中，绝缘件被预先插入到沿所述定子芯的径向互相相邻的所述槽外侧导线部分中的具有以下关系的所述槽外侧导线部分中：即所述外圆周侧槽外侧导线部分以相对于内圆周侧伸出端部沿所述定子芯的径向向外方向和圆周方向倾斜的状态设置，以便当所述内圆周侧槽外侧导线部分沿所述径向向外方向和所述圆周方向倾斜时抑制它们之间的滑动接触。

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