專利名稱：電動機的定子以及電動機的定子的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要作為電動汽車和混合動力汽車等的驅(qū)動源而應用的、分布卷繞有導線的電動機的定子及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，分布繞法(分布卷爸)電動機的定子是通過對定子鐵心直接卷繞導線而形成線圈的直接卷繞方式、或?qū)㈩A先卷繞導線而成形的線圈插入到定子鐵心的槽內(nèi)的插入方式等被制造的。作為直接卷繞方式，公開有如下定子鐵心的繞線方法以及繞線裝置將線圈架 (former)裝拆/更換部、繞線臂驅(qū)動部、檢查部以及中間絕緣體組裝部依次配置在被保持在保持架上的定子鐵心的周圍，在使定子鐵心每轉(zhuǎn)動規(guī)定角度的同時，使導線管嘴在定子軸向以及繞軸移動，從而通過單一設備實施導線操作(例如參照專利文獻1)。通過這樣的定子鐵心的繞線方法以及繞線裝置，如圖35所示，將U、V、W相各線圈1112、1113、1114卷繞在定子鐵心1110的各槽1111中。另外，如圖36所示，已知有如下繞線方法和繞線裝置，其包括相對于定子鐵心 1110在三坐標方向上相對移動并將線材1115導出的管嘴1121 ；和相對于定子鐵心1110 能夠在徑向上移動的導向件1122、1123，通過使該導向件1122、1123相對移動而卷繞被插入到槽1111中的線材1115，提高線圈1112、1113、1114的線材槽滿率(例如參照專利文獻 2)。作為插入方式，提出了一種外部核心(7々夕一二 7 )組裝裝置1130，如圖37所示，該外部核心組裝裝置1130具有插入到定子鐵心1110中的葉片1125 ；將掛在葉片1125 上的線圈1112向定子鐵心1110壓入的插入夾具11 ；引導楔部件1127的楔部件引導件 1128 ；將該楔部件1127向槽壓入的楔部件插入夾具11 ；以及測定楔部件插入力的測力傳感器1131，該外部核心組裝裝置1130在定子鐵心組裝工序中能夠檢測出楔部件1127的插入異常(例如參照專利文獻3)。然而，在通過專利文獻1記載的定子鐵心的繞線方法以及繞線裝置制造的電動機的定子的情況下，由于在同相槽(例如U相槽)之間存在其他相槽(例如V相槽、W相槽)， 因此當從U相槽向接下來的U相槽插入線材時，其線圈端部跨過其他相槽，將線材以直線狀插入到U相槽中，在這樣的情況下，其他相槽(V相槽、W相槽)被線圈端部覆蓋。在該情況下，不能夠在其他相槽中插入很多的線材，線材槽滿率降低。因此，如圖35所示，為了不降低線材槽滿率地將V相線圈1113插入到槽1111內(nèi)，需要使先插入的U相線圈1112的線圈端部111 預先向定子鐵心1110的外周側(cè)較大地退開來確保V相線圈1113的插入空間， 而且，為了將W相線圈1114插入到槽1111內(nèi)，需要使先插入的V相線圈1113的線圈端部 1113a也預先向定子鐵心1110的外周側(cè)較大地退開來確保W相線圈1114的插入空間。其結(jié)果導致對電動機性能提高沒有直接幫助的線圈端部1112a、1113a、1114a變大，電動機的體形變大。另外，由于線圈量也增多，因此電動機重量增加且線圈電阻變大，其
5結(jié)果是，存在銅損變大、電動機的效率降低的問題。另外，為了對各相線圈1112、1113、1114 進行固定，需要在卷繞線材1115之后進行空轉(zhuǎn)(>一* )處理或上漆處理等。另外，根據(jù)專利文獻2的繞線方法及繞線裝置，由于在通過導向件1122、1123使線材1115向槽1111的徑向外側(cè)偏離地將線材1115暫時定位的同時進行卷繞，因此能夠在某種程度上提高線圈1112、1113、1114的線材槽滿率。然而，線圈1112、1113、1114并非被固定在定子鐵心1110上，需要在卷繞線材1115之后進行空轉(zhuǎn)處理或上漆處理等，在定子的制造中需要較多的工時數(shù)，存在成本增加的問題。另外，根據(jù)專利文獻3的外部核心組裝裝置1130，由于將線材1115預先成型為線圈1112，一邊將該線圈1112相對于定子鐵心1110傾斜一邊利用線圈插入夾具11 將該線圈1112壓入到定子鐵心1110的槽中，因此需要作為產(chǎn)品所必需的長度以上的線材1115的長度。其結(jié)果存在浪費的線圈量變多、電動機重量和線圈電阻變大且伴隨著銅損的增大電動機效率降低的問題。另外，也存在電動機的體形變大的問題，還有改進的余地。而且，根據(jù)專利文獻3，還存在需要在將線圈1112壓入到槽中之后進行空轉(zhuǎn)處理或上漆處理等的問題。另外，對于彎曲剛度高的單根導線，也通過將多條被分割的導線預先成型為規(guī)定的形狀并互相接合的方式進行制造。另外，在電動機的定子中，為了保證定子鐵心與導線之間的絕緣以及異相線圈之間的絕緣，將絕緣紙等絕緣部件插入到定子鐵心與導線之間、 或不同相導線之間來確保絕緣距離(例如參照專利文獻4)。圖38(a)和圖38(b)是專利文獻4記載的定子的主要部分剖視圖、及表示制造方法的立體圖。該定子1通過以下方式制造將片狀的電絕緣部件2的端部互相重合而形成為筒狀，并配置在形成于定子鐵心3的槽4內(nèi)，之后將預先形成為U字狀的元件5插入到筒狀的電絕緣部件2中，再將元件5的末端部向彼此在周向上相反的一側(cè)折彎并與其他的部分5的末端部接合。然而，在專利文獻4記載的定子1中，電絕緣部件2、定子鐵心3以及導線(元件 5)的固定僅通過各自的摩擦力被固定，因此固定力未必充分。因此，需要在卷繞導線之后進行空轉(zhuǎn)處理或上漆處理，在定子的制造中需要較多的工時數(shù)，存在成本增大的問題。另外， 由于電絕緣部件2是片狀部件，因此為了不產(chǎn)生絕緣破壞而不對導線施加太大力地將其緩緩地卷繞。作為其結(jié)果，存在導線的長度變得不必要地長而影響電動機效率的問題。專利文獻1 日本特開2007-006677號公報專利文獻2 日本專利第3669966號公報專利文獻3 日本特開2006-166675號公報專利文獻4 日本特開2000-014068號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供一種電動機的定子，其能夠減少線圈量，抑制線圈電阻和銅損，提高電動機效率，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機重量的減輕以及電動機體形的小型化，還能夠?qū)⒖辙D(zhuǎn)處理和上漆處理等線圈的固定化處理廢除或者簡單化。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，電動機的定子10、110也可以具備具有多個槽16、116 的定子鐵心11、111 ；配置在多個槽內(nèi)的絕緣部件12、112 ；通過將導線20、20A、120隔著所述絕緣部件并隔開規(guī)定的槽數(shù)分布卷繞在多個槽內(nèi)而分別形成的多相線圈13u、13v、13w、 li;3U、113V、113w。導線也可以在施加了張力的狀態(tài)下配置在絕緣部件內(nèi)。也可以通過導線的張力將定子鐵心、絕緣部件以及線圈分別物理地固定。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，一種電動機的定子10、110的制造方法，在形成于定子鐵心11、111上的多個槽16、116中隔開規(guī)定的槽數(shù)而分布卷繞導線20、20A、120來形成多相線圈i:3u、13v、13w、113u、113v、113w，該電動機的定子10、110的制造方法可以包括 在多個槽中配置將定子鐵心和導線電絕緣的絕緣部件12、112的工序；在多個槽中分布卷繞導線的工序；以及將導線在被施加了張力的狀態(tài)下配置在絕緣部件內(nèi)，從而將定子鐵心、 絕緣部件以及線圈分別物理地固定的工序。其他的特征以及效果可通過實施方式的記載以及附加的權(quán)利要求知曉。


圖1是表示在第一實施方式的電動機的定子上分布卷繞了導線的狀態(tài)的主要部分放大立體圖。圖2是表示圖1所示的導線的卷繞狀態(tài)的示意圖。圖3是從內(nèi)徑側(cè)觀察到的定子的局部放大圖。圖4是表示一相導線的卷繞狀態(tài)的主要部分放大立體圖。圖5是表示插入到槽中的導線的狀態(tài)的剖視圖。圖6(a)及圖6(b)是用于說明槽滿率的圖。圖7(a)是第一實施方式的電動機的定子的制造工序圖，圖7(b)是以往的制造工序圖。圖8是電動機的定子的制造裝置的主要部分放大圖。圖9是圖8所示的制造裝置的俯視示意圖。圖10 (a)至圖10 (f)是分階段對通過圖8所示的制造裝置將導線卷繞在定子鐵心上的步驟進行表示的主要部分放大圖。圖11是表示通過制造裝置的鉤對導線施加張力的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖12是第二實施方式的電動機的定子的主要部分放大立體圖。圖13是表示第二實施方式的電動機的定子的導線的卷繞狀態(tài)的示意圖。圖14是從內(nèi)徑側(cè)觀察到的定子的局部放大圖。圖15是表示一相導線的卷繞狀態(tài)的主要部分放大立體圖。圖16是表示插入到槽中的導線的狀態(tài)的剖視圖。圖17(a)及圖17(b)是用于說明槽滿率的圖。圖18(a)及圖18(b)是表示插入到槽中的、截面積不同的導線的狀態(tài)的剖視圖。圖19是表示絕緣覆膜厚度相同的情況下的線徑與絕緣覆膜比率之間的關(guān)系的圖表。圖20是表示基于達金方式的、絕緣覆膜厚度與PDIV (局部放電起始電壓)之間的關(guān)系的圖表。圖21是由絕緣覆膜覆蓋的單根導線的剖視圖。圖22是被在樹脂內(nèi)分散無機物粒子而成的復合絕緣覆膜覆蓋的單根導線的剖視圖。圖23(a)是表示第二實施方式的電動機的定子的制造方法的制造工序圖，圖 23(b)是表示以往的制造方法的制造工序圖。圖M是電動機的定子的制造裝置的主要部分放大圖。圖25是圖M所示的制造裝置的俯視示意圖。圖^(a)至圖^(f)是分階段對通過圖M所示的制造裝置將導線卷繞在定子鐵心上的步驟進行表示的主要部分立體圖。圖27是表示通過制造裝置的鉤對導線施加張力的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖觀是表示第三實施方式的電動機的定子的導線的卷繞狀態(tài)的示意圖。圖四是表示第三實施方式涉及的電動機的定子的制造方法的制造工序圖。圖30是被分割的單根導線的立體圖。圖31是被分割的單根導線插入到槽中的狀態(tài)的示意圖。圖32是圖31的導線折彎后的狀態(tài)的示意圖。圖33是用于對將導線折彎時的軸向的固定進行說明的、從內(nèi)徑側(cè)觀察到的定子的局部放大圖。圖34是表示截面形狀不同的多條單根導線以最小間隙插入到槽中的狀態(tài)的剖視圖。圖35是以往的電動機的定子的主要部分放大圖。圖36是表示在其他以往的電動機的定子上直接卷繞導線的狀態(tài)的主要部分放大立體圖。圖37是將由導線形成的線圈插入到定子鐵心的槽中的又一其他以往的制造裝置的示意圖。圖38(a)是以往的定子的主要部分剖視圖，圖38(b)是表示該定子的制造工序的主要部分立體圖。標號說明
10電動機的定子
11定子鐵心
12絕緣部件(樹脂部件)
13線圈
13uU相線圈
13vV相線圈
13wW相線圈
16槽
17線圈端部
18開口部
19定子鐵心的內(nèi)周面
20、20A導線(單根導線)
21導線的末端
23接合部
40 導線41 絕緣覆膜4IA復合絕緣覆膜42無機物粒子43 樹脂T絕緣部件的周向間隙110 電動機的定子111 定子鐵心112絕緣部件(樹脂部件)113 線圈113u U 相線圈113v V 相線圈113w W 相線圈116 槽116u U 相槽116v V 相槽116w W 相槽117 線圈端部117u U相線圈端部117v V相線圈端部117wW相線圈端部118 開口部119 定子鐵心的內(nèi)周面120 導線
S 槽滿率(占積率)
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的各實施方式進行說明。此外，圖面是在附圖標記的朝向上進行觀察的。(第一實施方式)如圖1所示，第一實施方式的電動機的定子110是3相8極的分布繞線定子，形成為具有定子鐵心111、絕緣部件112、線圈113(U相線圈li;3u、V相線圈113v以及W相線圈 113w)。定子鐵心111例如通過將被沖孔的多張硅鋼板層疊而構(gòu)成，并具有48個齒115和形成于相鄰的齒115、115之間的48個槽116。另外，電動機是內(nèi)轉(zhuǎn)子型，槽116的開口部 118在定子鐵心111的內(nèi)周面119開口。多個絕緣部件112以覆蓋槽116的內(nèi)表面的方式從定子鐵心111的軸向兩側(cè)插入到各槽116中，該絕緣部件112是通過將樹脂材料注塑成型而形成的，具有電絕緣特性及適當?shù)膹椥浴＝^緣部件112是用于使定子鐵心111與各相線圈li:3u、113V、113w之間電絕緣的部件。作為被注塑成型的樹脂材料，例如能夠例示出聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇脂、聚對苯二甲酸丁二醇脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚等。絕緣部件112只要能夠在一邊對導線120施加張力一邊卷繞導線120時，不會損傷各導線120地確保絕緣性能即可，不限于樹脂的成型品，例如也可以使用具有適當?shù)暮穸群蛷椥缘姆甲寰埘０芳埖?。另外，還可以在定子鐵心111上對樹脂進行基體上注塑成型 (7 ^卜寸一卜成型)而成為絕緣部件112。而且，在對線圈113加載的電壓高的情況下 (例如650V以上)，也可以根據(jù)電壓在各相之間配置相間絕緣紙等。U相線圈li;3u、V相線圈113v以及W相線圈113w分別以如下方式形成將捆束多條(在本實施方式中是11條)細徑的聚酰胺酰亞胺漆包銅線(AIW)等線材120’(參照圖 5)而成的導線120插入到規(guī)定的槽116中，并通過波狀繞法卷繞在定子鐵心111上。各相線圈113u、113v、113w的線圈端部117u、117v、117w以在三相線圈113u、113v、 113w中的兩相線圈(113u與113v、113v與113w、或者113w與113u)的線圈端部(117u與 117v、117v與117w、或者117w與117u)在徑向上排列的方式，以各相線圈113uU13vU13w 的繞線匝數(shù)為單位在定子鐵心111的徑向上交替配置。如圖2至圖4所示，本實施方式的定子110是雙槽方式的定子，各相每兩組的導線 120通過波狀繞法分布卷繞在定子鐵心111的相鄰的槽116(U相槽116u、V相槽116v、W相槽116w)中。槽116在定子鐵心111的周向上，以U相槽116u、V相槽116v、W相槽116w的
順序往復配置。具體地說，首先，構(gòu)成U相線圈11 的兩組導線120從定子110的軸向一端側(cè)(圖 2的下端)向另一端側(cè)(圖2的上端)隔著絕緣部件112分別插入到兩個U相槽116u中， 并越過各兩個V相槽116v及W相槽116w從軸向另一端側(cè)向一端側(cè)隔著絕緣部件112插入到接下來的兩個U相槽116u中。以后同樣，以繞定子鐵心111 一周的方式將導線120通過波狀繞法而插入到U相槽116u中，形成U相線圈11 的第一匝(turn)li;3ul。接下來，將構(gòu)成V相線圈113v的兩組導線120從定子110的軸向另一端側(cè)向一端側(cè)隔著絕緣部件112分別插入到上述每兩個U相線圈116u之間的兩個V相槽116v中，并越過各兩個W相槽116w及U相槽116u從軸向一端側(cè)向另一端側(cè)隔著絕緣部件112插入到接下來的兩個V相槽116v中，以后同樣，以繞定子鐵心111 一周的方式以波狀卷繞在V相槽116v中而形成V相線圈113v的第一匝113vl。同樣，將構(gòu)成W相線圈113w的兩組導線120從定子110的軸向一端側(cè)向另一端側(cè)隔著絕緣部件112分別插入到上述每兩個U相線圈116u之間的兩個W相槽116w中，并越過各兩個U相槽116u及V相槽116v而從軸向另一端側(cè)向一端側(cè)隔著絕緣部件112插入到接下來的兩個W相槽116w中。由此，V相線圈113v的線圈端部117v通過與U相線圈11 和W相線圈113w的線圈端部117u、117w所交差的軸向一端側(cè)或軸向另一端側(cè)相反側(cè)的軸向另一端側(cè)或軸向一端側(cè)。以后同樣，以繞定子鐵心111 一周的方式以波狀卷繞在W相槽 116w中，形成W相線圈113w的第一匝113wl。同樣地，U相線圈11 的第二匝li;3u2、V相線圈113v的第二匝113v2、W相線圈 113w的第二匝113w2、U相線圈113u的第三匝113u3.......以該順序卷繞在定子鐵心111上。這樣，將U相線圈113u、V相線圈113v以及W相線圈113w在每一匝交替地配置， 由此，如圖1所示，以U相線圈li;3u、V相線圈113V以及W相線圈113w中的兩相線圈(11 及113w、113v及113w)的端部(117u及117w、117v及117w)在徑向上排列的方式配置，將導線120以波狀卷繞在多個槽116中。通過將U相線圈113u、V相線圈113v以及W相線圈113w以各相的繞線匝數(shù)為單位交替地配置，與以往的線圈相比較，線圈端部117u、117v、 117w的體積變小，因此線圈量減少。圖4是為了容易地理解而僅示出了 U相線圈11 的圖。各相線圈端部117u、117v、 117w成為，在設于第一匝113ul與第二匝113u2之間的半徑方向間隙中，插入有W相線圈 113w的第一匝113wl及V相線圈113v的第一匝113vl。因此，線圈端部117u形成為在每一匝都稍微向徑向外方移位。其位移量隨著從定子鐵心111的外徑側(cè)向內(nèi)徑側(cè)逐漸變小。另外，線圈端部117u的位移量也可以是，使從定子鐵心111的半徑方向厚度的大致中心部向徑向外側(cè)配置的線圈端部117u朝徑向外方移位，使從大致中心部向徑向內(nèi)側(cè)配置的線圈端部117u朝徑向內(nèi)方移位。關(guān)于V相線圈端部117v及W相線圈端部117w也是同樣的。如圖3所示，構(gòu)成各相線圈113u、113v以及113w的導線120沿著絕緣部件112 的形狀彎曲，并在被施加了張力的狀態(tài)下如上述那樣以波狀卷繞在各相槽116u、116v以及 116w中。由此，定子鐵心111、絕緣部件112以及各相線圈113u、113v、113w在導線120的張力的作用下被物理地固定。因此，能夠?qū)⒃谝酝亩ㄗ又袑嵤┑目辙D(zhuǎn)處理或上漆處理等線圈固定化處理廢除或者使其簡單化。優(yōu)選導線120的張力為導線120的彈性容許應力以下，或者，通過導線120的張力而作用在絕緣部件112上的應力為容許壓縮強度以下，更優(yōu)選滿足上述兩方面。由此，不會發(fā)生被卷繞的導線120塑性變形或斷裂、絕緣部件112塑性變形等因?qū)Ь€120的張力而導致的不良情況。如圖5所示，導線120隔著絕緣部件112配置在各槽116內(nèi)，U、V、W相線圈端部 117uU17vU17w以繞線匝數(shù)為單位在定子鐵心111的徑向上交替地配置，因此，在卷繞其他相線圈時，已經(jīng)卷繞好的相的線圈不會成為障礙，能夠在提高了線圈113的槽滿率S的狀態(tài)下進行卷繞，能夠使本實施方式的定子110的槽滿率S為40%以上。這里，所謂槽滿率 S，如圖6所示，被定義為，將去除絕緣覆膜120a后的導電部分120b的截面積Sl乘以通過槽116內(nèi)的線材120’的部分的數(shù)量所得的值、與槽116的截面積S2之比。接下來，根據(jù)圖7至圖11對電動機的定子110的制造方法進行說明。圖7(a)是本實施方式的電動機的定子的制造工序圖，圖7(b)是以往的制造工序圖。如圖7(b)所示， 根據(jù)以往的制造方法，在將絕緣部件組裝到定子鐵心的各槽中之后(步驟S101)，隔著絕緣部件將導線卷在定子鐵心上(步驟S102)，進行使從定子鐵心向軸向外方突出的線圈端部向徑向外方彎曲的中間成形(步驟S103)，然后進行調(diào)整線圈端部的形狀的精加工成形(步驟S104)。而且，實施用空轉(zhuǎn)繩捆束線圈的空轉(zhuǎn)處理(步驟S105)以及使清漆含浸、固化的上漆處理來固定定子鐵心、絕緣部件以及線圈(步驟S106)。這樣，根據(jù)以往的制造方法，經(jīng)歷六個步驟的工序制造出電動機的定子。與此相對，如圖7(a)所示，本實施方式涉及的電動機的定子的制造方法能夠縮短為如下兩個步驟的工序?qū)⒔^緣部件112組裝到定子鐵心111的各槽116中的工序(步驟 S111)；和隔著絕緣部件112將導線120卷繞在定子鐵心111上的工序(步驟SlU)，能夠在削減材料的同時大幅縮短制造時間，能夠抑制制造成本。此外，在導線120是在表面涂敷有能夠通過熱處理而粘接那樣的樹脂的、自粘線等的情況下，通過熱處理工序(步驟S113)能夠?qū)Ь€120簡易地固定，由此，能夠使線圈的固定簡單化。如圖8及圖9所示，針對水平配置的定子鐵心111，通過分別放出兩組導線120的 U、V、W相三個管嘴131和將導線120保持在規(guī)定位置的多個鉤132將導線120以波狀卷繞在定子鐵心111上。管嘴131具有放出構(gòu)成U相線圈11 的兩組導線120的U相管嘴131u ；放出構(gòu)成V相線圈的兩組導線120的V相管嘴131V ；以及放出構(gòu)成W相線圈113W的兩組導線 120的W相管嘴131w，管嘴131配置在定子鐵心111的內(nèi)徑側(cè)。各相管嘴131u、131v、131w 能夠一邊分別放出兩組導線120 —邊在管嘴導軌130上被引導而在定子鐵心111的上下方向以及徑向上移動。鉤132在定子鐵心111的軸向兩端部側(cè)分別各配置12個，合計M個，鉤132將從各相管嘴131u、131v、131w放出的導線120卡定在規(guī)定的位置上，從而將其保持在定子鐵心 111的徑向外方。將導線120分布卷繞(波狀卷繞)在定子鐵心111上的具體工序如圖10(a)所示， 將兩組導線120從定子鐵心111的軸向一端側(cè)(圖中下側(cè))向另一端側(cè)(圖中上側(cè))隔著絕緣部件112穿插到一對第一槽116a中。然后，將從第一槽116a引出的導線120卡定在向徑向內(nèi)側(cè)移動了的鉤132上(圖10(b))，在通過使鉤132向徑向外側(cè)退避而對導線120 施加張力的狀態(tài)下，將上述導線120保持在第一槽116a的徑向外方(圖10(c))。在對導線120施加張力時，若將導線120卡定在鉤132上并向徑向外方拉拽，則擔心會導致穿插在槽116中的導線120向徑向內(nèi)方膨脹而使槽滿率降低。在該情況下，也可以設置導線按壓機構(gòu)，一邊將槽116內(nèi)的向徑向內(nèi)方膨脹的導線120向徑向外方按壓以修正膨脹一邊對導線120進行卷繞。然后，在保持將導線120卡定在鉤132上的狀態(tài)下，使定子鐵心111與鉤132—起轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，直至接下來用于穿插導線120的預定的第二槽116b的位置。由此。從管嘴131放出的導線120沿著定子鐵心111的外周側(cè)配置(圖10(d))。這里，通過相鄰的其他鉤132將導線120保持在第二槽116b的徑向外方(圖10(e))，在該狀態(tài)下，將導線120 從定子鐵心111的軸向另一端側(cè)(上側(cè))向一端側(cè)(下側(cè))隔著絕緣部件112穿插到第二槽 116b 中(圖 10(f))。以后同樣，如圖11所示，在定子鐵心111的軸向一端側(cè)(下側(cè))，在將從第二槽 116b引出的導線120卡定在鉤132上并對導線120施加了張力的狀態(tài)下，將該導線120保持在第二槽116b的徑向外方，使定子鐵心111與鉤132 —起轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，直到接下來穿插導線120的第三槽116的位置。由此，將從管嘴131放出并沿著定子鐵心111的外周側(cè)配置的導線120保持在第三槽116的徑向外方。通過反復進行上述的工序，將一相線圈 113(例如U相線圈113u)以波狀卷繞在定子鐵心111上。用U相管嘴131u、V相管嘴131v、W相管嘴131w這三個管嘴131同時進行上述的動作，由此，能夠?qū)相線圈113u、V相線圈113v以及W相線圈113w這三個線圈113以繞線匝數(shù)為單位交替地配置并形成在定子鐵心111上。如以上說明那樣，根據(jù)本實施方式的電動機的定子110，由多條線材構(gòu)成的導線 120在被施加了張力的狀態(tài)下分布卷繞在槽116內(nèi)的絕緣部件112上從而分別形成多相線圈li;3u、113v以及113w。由此，定子鐵心111、絕緣部件112以及線圈113通過對導線120施加的張力而分別被物理地固定，因此能夠?qū)⒖辙D(zhuǎn)處理或上漆處理等廢除或使其簡單化， 能夠使制造工序簡略化，抑制電動機的定子110的制造成本。這里，定子鐵心111、絕緣部件112以及線圈113被物理地固定是指，借助于導線120的張力使定子鐵心111、絕緣部件 112以及線圈113的相對位置關(guān)系基本不發(fā)生變化的狀態(tài)。另外，由于多相線圈li;3u、113v以及113w的線圈端部117u、117v、117w以各相的繞線匝數(shù)為單位交替地配置在定子鐵心111上，因此能夠減少線圈量，抑制線圈電阻及銅損從而提高電動機效率。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機重量的減輕以及電動機體形的小型化。而且，由于絕緣部件112是具有彈性的樹脂部件，因此在形成多相線圈113u、113v 以及113w時，即使在施加了張力的狀態(tài)下將導線120分布卷繞在絕緣部件112上，也不會損傷導線120，能夠維持規(guī)定的電動機性能。另外，由于對導線120施加的張力為導線120的彈性容許應力以下且/或絕緣部件112的容許壓縮強度以下，因此在形成多相線圈li:3U、113v以及113w時，即使在施加了張力的狀態(tài)下將導線120分布卷繞在絕緣部件112上，導線120和絕緣部件112也不會發(fā)生塑性變形，能夠維持規(guī)定的電動機性能。而且，由于槽116的開口部118在定子鐵心111的內(nèi)周面119上開口，因此能夠優(yōu)選地用作內(nèi)轉(zhuǎn)子型的電動機的定子110。另外，由于配置在槽116內(nèi)的線圈113的槽滿率S為40 %以上，因此能夠提高發(fā)動機效率。再有，由于由U相、V相、W相這三相構(gòu)成的線圈113形成為以兩相線圈113的線圈端部117在徑向上排列的方式將導線120以波狀卷繞在多個槽116中，因此能夠減少線圈量，能夠抑制線圈電阻和銅損，提高電動機效率。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機重量的減輕以及電動機體形的小型化。再有，將導線120從定子鐵心111的軸向一端側(cè)向另一端側(cè)插入到第一槽116a 中，在對從第一槽116a引出的導線120施加了張力的狀態(tài)下將該導線120保持在第一槽 116a的徑向外方，之后，使定子鐵心111轉(zhuǎn)動，直到接下來穿插導線120的第二槽116b的位置，并將該導線120保持在第二槽116b的徑向外方。然后，將導線120向與剛才相反的方向穿插到第二槽116b中，在施加了張力的狀態(tài)下將該導線120保持在第二槽116b的徑向外方，之后，使定子鐵心111轉(zhuǎn)動，直到接下來穿插導線120的第三槽116的位置，并將該導線120保持在第三槽116的徑向外方。由于反復進行上述工序，因此能夠一邊對導線120 施加張力，一邊以兩相線圈113的線圈端部117在徑向上排列的方式將該導線120以波狀卷繞在多個槽116中，由此，能夠?qū)⒖辙D(zhuǎn)處理或上漆處理等廢除或使其簡單化，使制造工序簡略化，并且能夠抑制線圈電阻和銅損，提高電動機效率。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機重量的降低及電動機體形的小型化。(Bi 實施例)表1中示出了通過圖7(a)所示的方法制造出的本實施方式的電動機的定子與通過圖7(b)所示的以往方法制造出的電動機的定子之間的比較。此外，各項目以以往的定子的值為100時的比進行表示。(Bi-表 1)
權(quán)利要求
1.一種電動機的定子(10、110)， 該電動機的定子(10,110)具備具有多個槽(16、116)的定子鐵心(11、111)； 配置在所述多個槽內(nèi)的絕緣部件(12、11幻；以及通過將導線O0、20A、120)隔著所述絕緣部件并隔開規(guī)定的槽數(shù)分布卷繞在所述多個槽內(nèi)而分別形成的多相線圈(13uU3vU3wU13uU13vU13w), 所述導線在施加了張力的狀態(tài)下配置在所述絕緣部件內(nèi)，通過所述導線的張力，將所述定子鐵心、所述絕緣部件以及所述線圈分別物理地固定。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機的定子，其中， 所述導線(120)由多條線材(120’ )構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機的定子，其中， 所述導線由單根導線O0、20A)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的電動機的定子，其中，所述單根導線由110 μ m以上的絕緣覆膜Gl、41A)包覆。
5.如權(quán)利要求3所述的電動機的定子，其中，所述單根導線由在樹脂^幻內(nèi)分散無機物粒子0 而成的復合絕緣覆膜(41A)包覆。
6.如權(quán)利要求3所述的電動機的定子，其中， 所述單根導線由無機物質(zhì)的絕緣覆膜包覆。
7.如權(quán)利要求3所述的電動機的定子，其中，所述單根導線具有截面大致矩形的導線GO)和覆蓋所述導線的外表面的所述絕緣覆膜。
8.如權(quán)利要求7所述的電動機的定子，其中，所述導線的截面積恒定，且所述導線的截面形狀根據(jù)繞線匝數(shù)而不同。
9.如權(quán)利要求3所述的電動機的定子，其中，所述線圈通過將被成型為大致U字形的多根導線(20A)插入到所述槽中、并將所述導線的末端彼此接合起來而形成。
10.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中，所述多相線圈的線圈端部(17u、17V、17W、117u、117V、117W)以各相的繞線匝數(shù)為單位交替地配置在所述定子鐵心上。
11.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中， 所述絕緣部件是具有彈性的樹脂部件(12、112)。
12.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中，所述導線的張力為所述導線的彈性容許應力以下且/或所述絕緣部件的容許壓縮強度以下。
13.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中，所述槽的開口部(18、118)在所述定子鐵心的內(nèi)周面(19、119)上開口。
14.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中， 配置在所述槽內(nèi)的所述線圈的槽滿率( 為40%以上。
15.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的電動機的定子，其中， 所述多相線圈由U相、V相、W相這三相線圈構(gòu)成，以兩相線圈的線圈端部在徑向上排列的方式將所述導線以波狀卷繞在所述多個槽中而形成所述三相線圈。
16.一種電動機的定子(10、110)的制造方法，其中，在形成于定子鐵心(11、111)上的多個槽(16、116)中隔開規(guī)定的槽數(shù)地分布卷繞導線O0、20A、120)來形成多相線圈(13u、 13v、13w、113u、113v、113w)，該電動機的定子(10、110)的制造方法包括在所述多個槽中配置將所述定子鐵心和所述導線電絕緣的絕緣部件(12、11幻的工序；在所述多個槽中分布卷繞所述導線的工序；以及將所述導線在被施加了張力的狀態(tài)下配置在所述絕緣部件內(nèi)，從而將所述定子鐵心、 所述絕緣部件以及所述線圈分別物理地固定的工序。
17.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其中， 所述導線由多條線材(120’ )構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求17所述的制造方法，其中， 所述分布卷繞工序包括將所述導線從所述定子鐵心的軸向一端側(cè)向另一端側(cè)穿插到第一槽(116a)的所述絕緣部件內(nèi)的工序；在所述定子鐵心的軸向另一端側(cè)，將從所述第一槽引出的所述導線在對所述導線施加了張力的狀態(tài)下保持在所述第一槽的徑向外方的工序；使所述定子鐵心與所述導線一起轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，直至接下來穿插所述導線的第二槽 (116b)的位置的工序；在所述定子鐵心的軸向另一端側(cè)，將所述導線保持在所述第二槽的徑向外方的工序； 將所述導線從所述定子鐵心的軸向另一端側(cè)向一端側(cè)穿插到所述第二槽的所述絕緣部件內(nèi)的工序；在所述定子鐵心的軸向一端側(cè)，將從所述第二槽引出的所述導線在對所述導線施加了張力的狀態(tài)下保持在所述第二槽的徑向外方的工序；使所述定子鐵心與所述導線一起轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，直至接下來穿插所述導線的第三槽的位置的工序；以及在所述定子鐵心的軸向一端側(cè)，將所述導線保持在所述第三槽的徑向外方的工序， 反復進行這些工序。
19.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其中， 所述導線由單根導線O0、20A)構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中， 分布卷繞所述導線的工序包括將預先被成型為大致U字形的所述多條導線插入到所述槽中的工序； 將插入到所述槽中的所述導線的末端在所述定子鐵心的周向上折彎而對所述導線施加張力的工序；以及將成為同相的所述導線的末端彼此接合的工序。
21.如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中，所述單根導線由在樹脂^幻內(nèi)分散無機物粒子0 而成的復合絕緣覆膜(41A)包覆。
22.如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中， 所述單根導線由無機物質(zhì)的絕緣覆膜包覆。
23.如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中，所述導線是截面形狀根據(jù)繞線匝數(shù)而不同、且截面積恒定的扁平單線(20A)。
24.如權(quán)利要求16 23的任一項所述的制造方法，其中，所述線圈的線圈端部(17、117)以各相的繞線匝數(shù)為單位交替地配置在所述定子鐵心上。
25.如權(quán)利要求16 23的任一項所述的制造方法，其中， 所述絕緣部件是具有彈性的樹脂部件(12、112)。
26.如權(quán)利要求16 23的任一項所述的制造方法，其中，所述導線的張力為所述導線的彈性容許應力以下且/或所述絕緣部件的容許壓縮強度以下。
27.如權(quán)利要求16 23的任一項所述的制造方法，其中，所述槽的開口部(18、118)在所述定子鐵心的內(nèi)徑面(19、119)開口。
28.如權(quán)利要求16 23的任一項所述的制造方法，其中，所述多相線圈由U相、V相、W相這三相線圈構(gòu)成，通過以兩相線圈的線圈端部在徑向上排列的方式將所述導線以波狀卷繞在所述多個槽中而形成所述三相線圈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機的定子以及電動機的定子的制造方法。電動機的定子(10)具備具有多個槽(16)的定子鐵心(11)；配置在多個槽內(nèi)的絕緣部件(12)；以及通過將導線(20)隔著絕緣部件并隔開規(guī)定的槽數(shù)分布卷繞在多個槽內(nèi)而分別形成的多相線圈(13)。導線在施加了張力的狀態(tài)下配置在絕緣部件內(nèi)。通過導線的張力將定子鐵心、絕緣部件以及線圈分別物理地固定。
文檔編號H02K1/16GK102237729SQ20111010685
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者二宮英治, 岡村光浩, 大曲賢一, 平賀一仁, 松岡慶久, 架間雅仁, 柳澤岳志, 柴田匠 申請人:本田技研工業(yè)株式會社