旋轉電機定子的制作方法
【專利摘要】一種旋轉電機包括定子芯、線圈和模塑部。所述定子芯包括圓環(huán)形的軛部和多個齒。所述齒從所述圓環(huán)形的軛部徑向向內突出。所述線圈分別卷繞在所述齒周圍。所述線圈包括從所述定子芯的軸向端面朝軸向外側突出的線圈端。所述模塑部是覆蓋所述線圈端的樹脂部件。所述模塑部包括第一部件。所述第一部件包括將所述模塑部的內部與所述模塑部的外部連通的連通部。
【專利說明】
旋轉電機定子
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉電機定子，更具體地涉及一種樹脂部件被模塑在線圈端上的旋轉電機定子。
【背景技術】
[0002]線圈卷繞在旋轉電機的定子周圍。樹脂部件有時被模塑在該線圈的從定子芯的軸向端面突出的線圈端上。
[0003]日本專利申請公報N0.2013-62901(JP2013-62901 A)記載了與本發(fā)明相關的技術。在該相關技術中，在旋轉電機的定子中設置有樹脂部件，成形為能吸收應力的中間匯流條在該樹脂部件中鑲嵌成型。該樹脂部件經由中間匯流條將來自定子的引線連接到電力線。此外，日本專利申請公報N0.2013-121317(JP 2013-121317 A)記載了一種絕緣體的墊片，其具有提供電動機的定子組件中的導體之間的恒定距離的定位溝槽，以防止導體被損傷。
[0004]當樹脂模塑線圈端的一部分時，空氣與熔融樹脂相混合，所述熔融樹脂然后被充填到模具中。結果，可能形成稱為孔隙的氣泡。如果在樹脂模塑時產生氣泡，則電動機的絕緣性可能下降，并且模塑部的強度可能不夠。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明因而提供了一種能去除在樹脂模塑時產生的氣泡的旋轉電機定子。
[0006]本發(fā)明的一個方面涉及一種旋轉電機定子，其包括定子芯、線圈和模塑部。所述定子芯具有圓環(huán)形的軛部和從所述圓環(huán)形的軛部徑向向內突出的齒。所述線圈分別卷繞在所述齒周圍，并且所述線圈包括從所述定子芯的軸向端面朝軸向外側突出的線圈端。所述模塑部是覆蓋所述線圈端的樹脂部件，并且包括第一部件。所述第一部件包括將所述模塑部的內部與所述模塑部的外部連通的連通部。
[0007]根據本發(fā)明的旋轉電機定子具有將模塑部的內部與模塑部的外部連通的連通部。結果，即使模塑部中形成氣泡，也能經由連通部將氣泡去除。
[0008]根據本發(fā)明的旋轉電機定子還可包括多個電纜，所述電纜連接到所述線圈并從外部電源向所述線圈供給電力。所述第一部件可具有保持部。所述保持部可將所述多個電纜保持在一起并且將所述多個電纜固定在所述定子芯上。
[0009]根據本發(fā)明的旋轉電機定子在將多個電纜保持在一起并且將它們固定在定子芯上的保持部件中設置有連通部，因此連通部能容易地形成。對于此結構，即使模塑部中形成氣泡，也能經由保持部件的連通部將氣泡去除。
[0010]此外，在根據本發(fā)明的旋轉電機定子中，所述第一部件的底面可與所述定子芯的軸向端面的外周側靠接。所述連通部可包括溝槽和所述定子芯的軸向端面。所述溝槽設置在所述第一部件的底面中并沿所述旋轉電機定子的徑向延伸。
[0011]此外，在根據本發(fā)明的旋轉電機定子中，連通部由設置在第一部件的底面中的溝槽和定子芯的軸向端面構成。即，連通部可利用僅在第一部件中設置溝槽的簡單形狀變化來形成。對于此結構，即使模塑部中形成氣泡，也能經由保持部件的連通部將氣泡去除。
【附圖說明】
[0012]下面將參照【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0013]圖1是根據本發(fā)明的示例性實施方式的旋轉電機定子的視圖，其中(a)是總體透視圖，而(b)是固定部件的視圖；
[0014]圖2A是根據本發(fā)明的示例性實施方式的固定部件的透視圖；
[0015]圖2B是根據本發(fā)明的示例性實施方式的固定部件的俯視圖；
[0016]圖2C是根據本發(fā)明的示例性實施方式的固定部件的正視圖；
[0017]圖2D是根據本發(fā)明的示例性實施方式的固定部件的底視圖；以及
[0018]圖3是示出固定部件在樹脂部件被模塑在根據本發(fā)明的示例性實施方式的旋轉電機定子上之前安裝在該旋轉電機定子上的視圖，其中(a)是安裝之前的固定部件的視圖，(b)是固定部件被安裝之前的旋轉電機定子的視圖，而(C)是固定部件被安裝之后但在樹脂部件被模塑在旋轉電機上之前的旋轉電機定子的視圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)將參考附圖詳細說明本發(fā)明的示例性實施例。下述尺寸、形狀和材料等是出于說明目的的示例，并且可根據旋轉電機定子的規(guī)格等適當地修改。此外，在以下說明中，全部附圖中同樣的要素將由同樣的附圖標記表示并且將省略重復的說明。
[0020]圖1是用于裝設在車輛中的旋轉電機中的旋轉電機定子10的結構的視圖。在下文中，除非另外指出，否則旋轉電機定子10將被簡稱為“定子10”。定子10具有這樣的結構:線圈端的一部分通過樹脂模塑而一體形成。圖1(a)是附圖標記A-A之間的模塑部分被移除的線圈的一部分的總體透視圖，而圖1(b)是稍后將說明的保持部件的視圖。
[0021]使用該定子1的旋轉電機為三相同步旋轉電機，該三相同步旋轉電機是在車輛被驅動時用作電動機而在車輛制動時用作發(fā)電機的電動-發(fā)電機。該旋轉電機由圖1所示的定子10和以間隔預定間隙的方式配置在定子10的徑向內側的圓環(huán)形的轉子構成。圖1中未示出該轉子。圖1是示出定子10的周向Θ、定子10的徑向R和定子10的高度方向Z的視圖。R方向是從內徑側朝外徑側的方向被表示為+R的方向。稍后將說明+Z方向的方向。
[0022]定子10包括定子芯12、卷繞在定子芯12周圍的線圈15，和線圈端16由樹脂部件覆蓋的模塑部20。線圈端16是線圈15從定子芯12的軸向端面朝軸向外側向外突出的部分。定子包括至少一個線圈端。圖1中的定子10包括線圈15從定子芯12的軸向端面朝軸向外側(+Z方向和-Z方向)向外突出的兩個線圈端。定子10是樹脂模塑的定子。以樹脂部件覆蓋線圈端16保護了線圈端16免遭損傷等，并使得能提高電動機的絕緣性。定子10設置有第一部件30，該第一部件包括將模塑部20的內部與模塑部20的外部連通以便除去在利用樹脂模塑覆蓋線圈端16時產生的氣泡的連通部40和42。第一部件在本示例性實施方式中將被稱為固定部件。固定部件30是將從線圈15引出的電纜22固定并保持在定子芯12上的部件。在設置在兩個位置的連通部40和42之中，連通部42由另一部件覆蓋且因而在圖1中不可見。
[0023]定子10包括定子芯12、卷繞在定子芯12的齒14周圍的線圈15，和模塑部20。模塑部20由樹脂模塑而成并覆蓋整個線圈15。在圖1(a)中，模塑部20的一部分在附圖標記A-A之間被去除，以顯示齒14和線圈15。
[0024]定子芯12是具有從圓環(huán)形的軛部13徑向向內突出的多個齒14的圓環(huán)形的磁性體部。多個齒14沿周向配置在軛部13的內周上。線圈15卷繞在齒14周圍，使得齒14變成磁極。所使用的定子芯12由包括齒14并層疊在一起的呈預定形狀形成的多個圓環(huán)形的磁性薄板形成。對于磁性薄板可使用電磁鋼板。也可使用已一體地模塑成預定形狀的磁性粉末代替磁性薄板的層疊體。
[0025]對于線圈15，覆有絕緣層的導體根據預定線圈卷繞方法被順次卷繞在齒14周圍，并在必要的部位電連接以便形成三相繞組。這種情況下的預定線圈卷繞方法是分布卷繞或集中卷繞。
[0026]模塑部20是這樣的:整個線圈端16除必須從線圈15引出的線例如電纜22之外由樹脂部件覆蓋，或線圈端16和定子芯12利用樹脂一體化。以模塑絕緣樹脂覆蓋線圈端16和定子芯12并將其一體化抑制了線圈端16的振動，并使得能有效地向外部散發(fā)由線圈端16產生的熱。
[0027]具有優(yōu)良的成型性和耐熱性的熱固性樹脂被用于在模塑中使用的樹脂部件?？梢允褂铆h(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂等作為熱固性樹脂。該樹脂還可包含適合的填料。
[0028]例如，電纜22是將線圈15的三相繞組的輸入/輸出端子引出到外部并連接到高壓電源的三相電力線。三相繞組具有不同相一一S卩U相、V相和W相一一的三個輸入/輸出端子，因此存在三個電纜，如圖1所示。電纜將線圈15的三相繞組的U相端子、V相端子和W相端子引向定子10的外側，在此適合的連接端子連接在這些端子上。線圈15的U相端子、V相端子和W相端子可按原樣引出到外部，但設置適當的中繼電力線并且將各中繼電力線的一端分別連接到線圈15的U相端子、V相端子和W相端子且將各中繼電力線的另一端連接到對應的連接端子便利了諸如端子處理的作業(yè)。以下將使用適當的中繼電力線作為電纜22，所述中繼電力線是涂覆了絕緣層的導體線。
[0029]固定部件30是將電纜22保持在一起并且將電纜22相對于定子芯12固定并保持在適當位置的絕緣部件。利用固定部件30固定電纜22的位置便利了將電纜22緊固在外部高壓電源線上的處理。此外，固定部件30用于使模塑部20的內部與模塑部20的外部連通，由此使得更容易去除在形成樹脂模塑時產生的氣泡。
[0030]固定部件30配置成接觸模塑部20的外周側面24和定子芯12的軸向端面26兩者。定子芯12有兩個軸向端面，但固定部件30配置在其上的軸向端面是位于線圈15的U相端子、V相端子和W相端子引出的一側的軸向端面26。在圖1中，軸向端面26位于圖1的繪制紙面的上偵U，與另一軸向端面相對，因而此方向將是+Z方向。
[0031]固定部件30可以是與模塑部20分開制造的部件，并且可以是這樣的:用于電纜22的三個中繼電力線利用樹脂材料呈預定形狀鑲嵌成型?？墒褂镁哂心突瘜W性、耐高溫性和耐高濕性等的用于旋轉電機的樹脂作為樹脂材料。例如，可使用芳族尼龍樹脂化合物等。
[0032]圖2是包括電纜22的固定部件30的詳圖。圖2A是總透視圖，圖2B是從+Z方向的俯視圖，圖2C是正視圖，而圖2D是從-Z方向的底視圖。
[0033]固定部件30具有保持電纜22的保持部32，以及連通部40和42。保持部32是固定部件30的本體部，并且通過鑲嵌成型將電纜22保持在一起并將它們固定在定子芯上。固定部件30具有與模塑部20的外周側面24相對應的彎曲面25。呈圓弧形彎曲的彎曲面25在圖2B和2D中被示意性地示出。固定部件30的底面34是如圖2C所示接觸定子芯12的軸向端面26的面。
[0034]連通部40和42由設置在固定部件30的底面34中并沿徑向延伸的溝槽和定子芯12的軸向端面26形成。連通部40和42的一端向彎曲面25開放，而另一端向電纜22突出的外部開放。這樣，固定部件30以彎曲面25接觸模塑部20的外周側面24，并以底面34接觸定子芯12的軸向端面26，使得連通部40和42提供模塑部20的內部和外部之間的連通。
[0035]作為構成連通部40和42的溝槽的尺寸的一個例子，寬度為約Imm至2mm，并且深度為約0.1mm至0.5mm。這僅僅是一個例子，并且可根據定子10的尺寸等視情況變更。此外，存在兩個連通部40和42，但該數量也可根據定子10的尺寸等視情況變更。此外，連通部40和42設置在由樹脂材料制成的固定部件30中，并且定子芯12的軸向端面26通常是平坦面。因此，連通部40和42在它們形成在固定部件30中時能容易地形成，因此可采用通常的定子芯作為定子芯12。
[0036]圖3是圖示固定部件30在樹脂模塑處理之前配置在定子上的次序的視圖。圖3(a)是固定部件30的視圖，并且是與圖2A相似的透視圖。圖3(b)是線圈15卷繞在定子芯12的齒14周圍的定子8的視圖。圖3(c)是(a)中的固定部件30配置在(b)中的定子8上的定子9的視圖。
[0037]如圖3(a)所示，準備諸如圖2所示的固定部件30。然后通過根據預定線圈卷繞方法將涂覆了絕緣層的導體順次卷繞在定子芯12上的齒14周圍來獲得圖3(b)所示的定子8。圖中，卷繞在齒14周圍的繞組尚未連接在一起。線圈15的外周面28具有與圓筒狀接近的多邊形形狀。軸向端面26示出將配置固定部件30的底面34的位置。
[0038]圖3(c)是(a)中的固定部件30配置在(b)中的定子8上的定子9的視圖。固定部件30的底面34與定子芯12的軸向端面26對向，其中固定部件30的彎曲面25跨用于樹脂模塑的間隙沿線圈15的外周面28配置。然后通過焊接等根據預定線圈卷繞方法將定子9的線圈15的繞組連接在一起。線圈15的U相端子、V相端子和W相端子通過焊接等連接到位于固定部件30的彎曲面25側的電纜22的相應端子。然后，使用模具執(zhí)行樹脂模塑以獲得圖1所示的定子10。
[0039]這樣，能利用通過在保持電纜22的固定部件30的底面中形成溝槽而形成連通部40和42的簡單方法來使模塑部20的內部和外部彼此連通，因此能在外部容易地去除在進行樹脂模塑時產生的氣泡。結果，能提高電動機的電絕緣性，并且模塑部20的強度足夠高。此外，即使當樹脂模塑處理中很少量的樹脂在定子芯12與固定部件30之間泄漏時，設置連通部也使得可以防止樹脂殘留在成型模和模塑設備等中。除在固定部件的底面中設置溝槽外，連通部也可以是沿徑向貫通固定部件的孔。
[0040]在以上說明中，使用保持電纜22的固定部件30作為具有連通部的第一部件的一個例子。除此之外，也可使用配置成接觸模塑部的外周側面和定子芯的軸向端面兩者的部件作為第一部件。例如，當存在用于監(jiān)視線圈15的溫度的從線圈15引出的信號線等和保持該信號線的部件時，可在該部件中設置連通部。
【主權項】
1.一種旋轉電機定子，包括: 定子芯，所述定子芯包括: 圓環(huán)形的軛部;和 齒，所述齒從所述圓環(huán)形的軛部徑向向內突出； 線圈，所述線圈分別卷繞在所述齒周圍，所述線圈包括從所述定子芯的軸向端面朝軸向外側突出的線圈端;和 模塑部，所述模塑部是覆蓋所述線圈端的樹脂部件，所述模塑部包括第一部件，并且所述第一部件包括將所述模塑部的內部與所述模塑部的外部連通的連通部。2.根據權利要求1所述的旋轉電機，還包括 多個電纜，所述多個電纜連接到所述線圈并從外部電源向所述線圈供給電力，其中 所述第一部件包括保持部，并且 所述保持部將所述多個電纜保持在一起并且將所述多個電纜固定在所述定子芯上。3.根據權利要求2所述的旋轉電機定子，其中 所述第一部件的底面與所述定子芯的軸向端面的外周側靠接， 所述連通部包括溝槽和所述定子芯的軸向端面，并且 所述溝槽設置在所述第一部件的底面中并沿所述旋轉電機定子的徑向延伸。
【文檔編號】H02K1/12GK105960747SQ201580004576
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年1月14日
【發(fā)明人】春野健太郎, 草牧治樹, 山河雄輝
【申請人】豐田自動車株式會社, 株式會社松尾制作所