本發(fā)明涉及馬達(dá)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，以及具備該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

背景技術(shù)：

作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，有日本特開2011-234482號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。該公報(bào)記載有：“提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其既抑制了定子線圈的線圈端部的大型化，又可以減輕對(duì)構(gòu)成定子線圈的導(dǎo)線的絕緣保護(hù)膜的損壞。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)向部包括：突出部，其從第1槽向與定子芯的軸向平行的方向突出；傾斜部，其經(jīng)由從突出部的頂端向周向彎曲的第1彎曲部以未滿90度的角度向第k槽(另一槽)傾斜地延伸，所述第k槽以規(guī)定的間隔(1磁極間距)與第1槽分離；以及第2彎曲部，其從傾斜部的頂端朝與定子芯的軸向平行的方向彎曲，并與容納于第k槽的槽容納部連接。由此，轉(zhuǎn)向部形成有2個(gè)彎曲部，并被設(shè)為在周向非對(duì)稱的形狀”(參照摘要)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-234482號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，在專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)中，如果定子線圈的線徑變大的話，在從第1槽向第2槽過渡時(shí)，相鄰的線圈彼此容易干涉到。為了避免干涉，需要在槽的過渡時(shí)使導(dǎo)線多彎曲，但也有容易損壞包覆線圈表面的絕緣覆膜的擔(dān)憂。如果作為其對(duì)策而使絕緣膜變厚的話，存在有不僅槽內(nèi)的導(dǎo)體占空系數(shù)變小，效率下降，而且由于相鄰導(dǎo)體間的干涉而難以實(shí)現(xiàn)低線圈端化的問題。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，以及具備該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子既避免了定子線圈的線圈端部的相鄰導(dǎo)體間的干涉，又抑制了線圈端部的高度。

解決課題的技術(shù)手段

為了解決上述課題，采用例如權(quán)利要求書所記載的結(jié)構(gòu)。

本申請包含解決上述課題的多個(gè)手段，但如果列舉其中一例，則是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其包括：具備多個(gè)槽的定子芯；以及插入至所述槽的定子線圈，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的特征在于，所述定子線圈具備與第1導(dǎo)體配置在同一層的、且插入至與該第1導(dǎo)體相鄰的槽的兩個(gè)以上的導(dǎo)體，朝向外徑的線圈突出部的形狀以描繪圓弧的形態(tài)構(gòu)成。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，以及具備該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子既避免了定子線圈的線圈端部的相鄰導(dǎo)體間的干涉，又抑制了線圈端部的高度。

通過以下的實(shí)施例的說明來明確上述以外的課題、構(gòu)成以及效果。

附圖說明

圖1是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的框圖。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的截面圖。

圖3是示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的外觀圖的圖。

圖4是示出進(jìn)入一個(gè)槽的線圈的概略的圖。

圖5是從內(nèi)徑側(cè)觀察將線圈插入至定子芯的狀態(tài)的圖。

圖6是示出本發(fā)明的一實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的外觀的圖。

圖7是示出現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的外觀的圖。

圖8是與軸向垂直地觀察本實(shí)施例的定子的圖。

圖9是示出現(xiàn)有的定子線圈的圖。

圖10是示出實(shí)施例的定子線圈的立體圖。

圖11是示出實(shí)施例的定子線圈的圖。

圖12是示出組合實(shí)施例的定子線圈的狀態(tài)的圖。

具體實(shí)施方式

以下，說明本發(fā)明的實(shí)施例。

在以下的說明中，使用混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一例。此外，在以下的說明中，“軸向”是指沿著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的方向?！爸芟颉笔侵秆刂D(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方向。“徑向”是指以旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸為中心時(shí)的矢徑方向(半徑方向)?！皟?nèi)周側(cè)”是指徑向內(nèi)側(cè)(內(nèi)徑側(cè))，“外周側(cè)”是其反方向，也就是指徑向外側(cè)(外徑側(cè))。

首先，說明實(shí)施例的概要。

此處說明的實(shí)施例與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的線圈結(jié)構(gòu)有關(guān)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)大致通過設(shè)為圓筒狀的定子，以及在該定子的內(nèi)周側(cè)隔著規(guī)定的間隙而配置的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。

定子具有多個(gè)磁極，所述多個(gè)磁極被配置為在旋轉(zhuǎn)方向上極性交替不同，該定子包括：呈圓筒狀的定子芯，以及卷繞于該定子芯的多個(gè)定子線圈。定子芯內(nèi)形成有用于容納定子線圈的、在軸向上貫通且在周向上排列的多個(gè)槽。各定子線圈通過與容納配置于各槽內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)體電連接而構(gòu)成，沿著軸向在槽內(nèi)延伸，并且利用從槽的軸向一端引出的引出線部，以與多個(gè)磁極對(duì)應(yīng)的方式，跨越以規(guī)定的周向間距分離的多個(gè)槽而延伸。各定子線圈構(gòu)成為，具有在以規(guī)定的周向間距分離時(shí)用于在層中過渡的曲柄部，以使得從相鄰的槽引出的線圈彼此不干涉。

并且，在本實(shí)施例中，除了設(shè)有用于在上述多相的定子線圈的層中過渡的曲柄部，還設(shè)有從徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)折彎返回的彎曲部。由于上述折彎返回的彎曲部能夠擴(kuò)大避免相鄰的線圈間的干涉的距離，由此能夠降低軸向高度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低線圈端化，從而確保和變速器等其他設(shè)備的空隙。

接著，使用附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。

圖1是搭載有本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的框圖。車輛1搭載有作為車輛動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)2和旋轉(zhuǎn)電機(jī)3。另外，也可以并用作用不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在該情況下，一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電以及車輛的驅(qū)動(dòng)兩者，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)負(fù)責(zé)車輛的驅(qū)動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)2以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)3產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由無極變速器、有級(jí)式自動(dòng)變速器等變速器4，和差速裝置5被傳達(dá)至車輪(驅(qū)動(dòng)輪)6。旋轉(zhuǎn)電機(jī)3搭載于發(fā)動(dòng)機(jī)2和變速器4之間，或者搭載于變速器4中。因此，為了使對(duì)與車輛1的空間的影響為最小限度，要求旋轉(zhuǎn)電機(jī)3小型高輸出。

圖2是簡略示出上述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)3的局部截面圖，隔著旋轉(zhuǎn)軸201，用截面表示左邊的區(qū)域，將右側(cè)的區(qū)域作為側(cè)視圖來表示。旋轉(zhuǎn)電機(jī)3容納配置于殼體7的內(nèi)部。在此，在如圖1所示旋轉(zhuǎn)電機(jī)3配置于發(fā)動(dòng)機(jī)2和變速器4之間的結(jié)構(gòu)的情況下，殼體7利用發(fā)動(dòng)機(jī)2的殼體、變速器4的殼體而構(gòu)成。此外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)3搭載于變速器4中的情況下，殼體7利用變速器4的殼體而構(gòu)成。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)3包括定子100和轉(zhuǎn)子200。轉(zhuǎn)子200隔著間隙11配置于定子100的內(nèi)周側(cè)。轉(zhuǎn)子200固定于旋轉(zhuǎn)軸201，與該旋轉(zhuǎn)軸201一體地旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸201的兩端利用軸承202A、202B可旋轉(zhuǎn)地支承于殼體7。定子100的外周側(cè)使用螺栓12等固定于殼體7的內(nèi)周側(cè)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)3是轉(zhuǎn)子200內(nèi)具有永久磁鐵的3相同步型電動(dòng)機(jī)，并通過將大電流(例如300A程度)的3相交流電提供至定子100來作為電動(dòng)機(jī)而工作。

圖3是以單體表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的定子100的立體圖，圖4是示出各槽105的內(nèi)部的截面圖。

如圖3及圖4所示，該定子100包括：在內(nèi)周側(cè)形成有多個(gè)槽105的定子芯(也稱為定子鐵心)101；以及卷繞于該定子芯101的、與U相、V相以及W相對(duì)應(yīng)的3個(gè)定子線圈102。槽105在軸向上貫通形成，并且以規(guī)定的周向間距在周向上等間隔地排列，并在內(nèi)周側(cè)開口形成在軸向上延伸的狹縫108。

如下文所述，各定子線圈102具備插入并保持于槽105的多個(gè)導(dǎo)體106。并且，相同的槽105內(nèi)相鄰的導(dǎo)體106彼此利用設(shè)置于定子芯101的軸向一端側(cè)(圖3的下端側(cè))的焊接部104來相互焊接，由此構(gòu)成為多個(gè)導(dǎo)體106通過焊接部104電連接的長條形的定子線圈102。在各槽105內(nèi)插入絕緣紙103，通過該絕緣紙103使得導(dǎo)體106的插入槽105內(nèi)的直線部與定子芯101之間絕緣。如圖4所示，絕緣紙103以捆綁排列于各槽105內(nèi)的4個(gè)導(dǎo)體106中的相鄰兩個(gè)導(dǎo)體106的方式設(shè)置，即在各槽105內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)絕緣紙103。

各定子線圈102利用從槽105的軸向一端引出的設(shè)為大致U字形狀或者大致V字形狀的引出線部107，跨越以規(guī)定的周向間距分離的多個(gè)槽105地延伸。并且，通過多個(gè)定子線圈102產(chǎn)生多個(gè)磁極，所述多個(gè)磁極被配置為在旋轉(zhuǎn)方向上極性交替不同。

如圖4所示，插入至槽105的4個(gè)導(dǎo)體106a、106b、106c、106d以成為同心圓狀的層的方式在定子芯101的徑向配置為一列。從內(nèi)徑方向起將導(dǎo)體106a、106b、106c、106d插入至各槽105的位置依次設(shè)為第1層、第2層、第3層、第4層。即，導(dǎo)體106a配置插入于第1層，導(dǎo)體106b配置插入于第2層，導(dǎo)體106c配置插入于第3層，導(dǎo)體106d配置插入于第4層。

在如圖3、圖4所示的本實(shí)施例中，具有在定子線圈102從第1層過渡至第2層以及從第3層過渡至第4層時(shí)伴有扭轉(zhuǎn)的曲柄部109。但是，在該層間過渡時(shí)的扭轉(zhuǎn)不是必須的。

圖5是從內(nèi)徑側(cè)觀察將線圈插入至定子芯的狀態(tài)的圖。

如圖4、圖5所示，構(gòu)成定子線圈102的各導(dǎo)體106是矩形截面型線圈。各導(dǎo)體106具備在軸向上貫通于槽105內(nèi)的直線部110，并且從槽105的軸向一端(圖3的上端)引出的一方的引出線部107形成為U字形狀或者V字形狀，并利用兩端具備接合部104的銅線而構(gòu)成。在此，將導(dǎo)體106中從槽105引出的、構(gòu)成線圈端部的部位被稱為線圈端導(dǎo)體部300。線圈端導(dǎo)體部300的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在下文敘述。

也可以使用分段線圈作為導(dǎo)體106。在該情況下，在將分段線圈插入至槽104內(nèi)之前，能夠?qū)⑴c定子芯101的端部相比位于軸向兩端的線圈端預(yù)先成形，并能夠容易地在異相間或者同相間設(shè)置合適的絕緣距離。

圖6是示出本實(shí)施例的定子的外觀的圖，圖7是示出現(xiàn)有的定子的外觀的圖。

在從軸向觀察定子100的情況下的導(dǎo)體106配置于某個(gè)固定半徑R的圓周上。如圖6所示，本實(shí)施例中的導(dǎo)體106的外徑是具有描出光滑圓弧的成形形狀的結(jié)構(gòu)，如圖7所示，現(xiàn)有的導(dǎo)體106的外徑是相對(duì)于外徑線具有波狀的成形形狀W的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，由于導(dǎo)體106形成為在相鄰的導(dǎo)體間交叉時(shí)產(chǎn)生的間隙111為平行四邊形，因此即使在線徑大的情況下，也能使相鄰導(dǎo)體間的間隙較大，從而可以確保合適的絕緣距離。

圖8是與軸向垂直地觀察本實(shí)施例的定子100的圖。從定子芯引出的導(dǎo)體106形成朝外徑方向(圖8的左右方向)擴(kuò)展，且與軸向(圖8的上下方向)平行那樣的大致梯形形狀。其結(jié)果是，能夠?qū)⒕€圈端部的朝向外徑方向的突出抑制為最小限度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型以及節(jié)省空間化。進(jìn)而，在冷卻電動(dòng)機(jī)時(shí)，進(jìn)行使用變送器油的直接冷卻、或者在安裝于定子外側(cè)的外殼上使用水路、空氣的流動(dòng)進(jìn)行間接冷卻，但通過在線圈端外徑方向上設(shè)置平面形狀112，能夠優(yōu)化上述冷卻構(gòu)件的流動(dòng)，從而提高冷卻效果。

圖9是示出構(gòu)成定子線圈102的導(dǎo)體106的、線圈端導(dǎo)體部300中的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的圖，圖10-圖12是示出本實(shí)施例中的線圈端導(dǎo)體部300的圖。形狀如圖9、10所示，各自的線圈端導(dǎo)體部300在兩端具有從槽開始向軸向延伸的直線部110，并分別形成用于與軸向的斜行部301連接的彎曲部302，在斜行部頂點(diǎn)形成用于在層中過渡的曲柄部303。在圖9中，是從斜行部301到曲柄部302之間雖為線徑的寬度、或者線徑寬度以上但沒有向外徑突出的形狀。在示出本實(shí)施例的圖10中，以具有彎曲部305的形狀構(gòu)成，所述彎曲部305在從斜行部301到曲柄部303之間從外徑到內(nèi)徑、或者從內(nèi)徑到外徑、在徑向上僅過渡線徑的寬度并折彎返回。

如圖11所示，是以曲柄部303為中心時(shí)，從導(dǎo)體106的在軸向上貫通的直線部110至斜行部301的軸向連接角度304在兩端為相同的形狀，線圈端導(dǎo)體部300是在從斜行部301至斜行部頂點(diǎn)的曲柄部303之間軸向上不具有彎曲部的形狀。

如圖12所示，線圈端導(dǎo)體部300具有軸向高度變化的斜行部301，在斜行部301中途設(shè)置的徑向彎曲部305是與相鄰的其他線圈端導(dǎo)體部300的斜行部301徑向相鄰的結(jié)構(gòu)。

其結(jié)果是，由于將去往定子芯外徑方向的線圈端部的突出抑制為最小限度，且避免與相鄰的定子線圈的干涉的，所以取得了能夠與線徑無關(guān)地降低線圈端高度的效果。

如以上所說明的，根據(jù)本發(fā)明，在車輛用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中的分段線圈中，沿軸向設(shè)置的彎曲部有1個(gè)頂點(diǎn)部和2個(gè)槽根部，且不僅有在定子芯外徑方向設(shè)置的向外徑方向彎曲的第1段的彎曲部，還具有從外徑朝向內(nèi)徑方向折彎返回的2段以上的彎曲部。通過該構(gòu)成，將去往定子芯外徑方向的線圈端部的突出抑制為最小限度，進(jìn)而避免與相鄰的線圈的干涉，所以能夠提供具有如下特征的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，其能夠與線徑無關(guān)地降低線圈端高度。

另外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例，包含各種各樣的變形例。例如，上述的實(shí)施例是為了易于理解地說明本發(fā)明而進(jìn)行的詳細(xì)說明，但未必限定于包括所說明的全部的構(gòu)成。此外，對(duì)于實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分，可以追加、刪除、替換其他的結(jié)構(gòu)。

符號(hào)說明

1：車輛

2：發(fā)動(dòng)機(jī)

3：旋轉(zhuǎn)電機(jī)

4：變速器

5：差速裝置

6：車輪

7：殼體

100：定子

101：定子芯

102：定子線圈

103：絕緣紙

104：導(dǎo)體焊接部

105：槽

106、106a～d：導(dǎo)體

107：成形為U字或者V字的導(dǎo)體引出部

108：設(shè)置于槽的狹縫部

109：曲柄部

110：槽內(nèi)的導(dǎo)體直線部

111：導(dǎo)體間交叉時(shí)產(chǎn)生的間隙

112：線圈端外徑的平面形狀

200：轉(zhuǎn)子

201：旋轉(zhuǎn)軸

202A、202B：軸承

300：線圈端導(dǎo)體部

301：斜行部

302：導(dǎo)體斜行部與直線部的彎曲部

303：用于在定子線圈層中過渡的曲柄部

304：導(dǎo)體斜行部與直線部的彎曲部的連接角度

305：設(shè)置于斜行部的徑向彎曲部。