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旋转电机及其制造方法

文献发布时间:2023-06-19 11:27:38


旋转电机及其制造方法

技术领域

本公开涉及一种包括多个线圈的旋转电机及其制造方法。

背景技术

以往,已知有一种包括定子铁芯和分布卷绕的多个线圈的旋转电机,上述定子铁芯的多个切槽沿周向排列,多个上述线圈设置于定子铁芯。线圈具有多个回弯部,多个上述回弯部以跨过一对切槽的方式设置,且一端部配置在比另一端部更靠径向上的外侧处。回弯部具有:一对斜边部;以及转换部,上述转换部以跨过一对斜边部的方式设置。转换部的靠斜边部一侧的端部朝轴向上的外侧弯曲,并且弯曲成以沿周向延伸的线为中心线的半圆状(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5770074号公报

然而,以跨过一对切槽的方式设置的多个回弯部中的各个转换部朝轴向上的外侧弯曲,并且弯曲成以沿周向延伸的线为中心线的半圆状。此外,各个转换部中的弯曲成半圆状的部分在轴向上相互重叠。其结果是,存在线圈的线圈边端较大的问题。

发明内容

本公开为解决上述技术问题而作,其目的在于提供一种能使线圈边端小型化的旋转电机及其制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本公开的旋转电机包括:电枢铁芯,所述电枢铁芯的多个切槽沿周向排列;以及分布卷绕的多个线圈,多个所述线圈设置于电枢铁芯,多个线圈中的每一个包括:多个切槽部,多个所述切槽部插入到切槽,并沿径向排列;以及多个回弯部,多个所述回弯部逐个地与多个切槽部中的每一个连接,并从切槽沿轴向突出,多个回弯部具有:内层侧回弯部,所述内层侧回弯部与沿径向排列的多个切槽部中的、配置于中央侧的切槽部连接;以及外层侧回弯部,所述外层侧回弯部沿着内层侧回弯部设置,并与沿径向排列的多个切槽部中的、配置于外侧的切槽部连接,内层侧回弯部具有:第一内层侧曲部,所述第一内层侧曲部与切槽部连接,并从切槽沿轴向突出,且以随着在轴向上与切槽部分开而朝向周向的方式弯曲;第一内层侧斜边部,所述第一内层侧斜边部与第一内层侧曲部连接,并以随着在周向上与第一内层侧曲部分开而在轴向上与电枢铁芯分开的方式配置;以及内层侧转换部,所述内层侧转换部与第一内层侧斜边部连接,并以两端部的位置相互沿径向错开的方式弯曲且发生扭转,外层侧回弯部具有:第一外层侧曲部,所述第一外层侧曲部与切槽部连接,并从切槽沿轴向突出,且以随着在轴向上与切槽部分开而朝向周向的方式弯曲;第一外层侧斜边部,所述第一外层侧斜边部与第一外层侧曲部连接,并以随着在周向上与第一外层侧曲部分开而在轴向上与电枢铁芯分开的方式配置;以及外层侧转换部,所述外层侧转换部与第一外层侧斜边部连接,并以两端部的位置相互沿径向错开的方式弯曲,且在所述外层侧转换部与电枢铁芯之间配置有内层侧转换部。

根据本公开的旋转电机及其制造方法,能使线圈边端小型化。

附图说明

图1是表示实施方式1的旋转电机的剖视图。

图2是表示图1的定子的立体图。

图3是表示图1的旋转电机的主要部分的俯视图。

图4是表示图3的线圈的示意图。

图5是表示图1的线圈的接线图。

图6是表示多个线圈的接线图案的图。

图7是表示图4的多个回弯部的主视图。

图8是表示图7的多个回弯部的俯视图。

图9是表示图7的多个回弯部的立体图。

图10是表示图9的一个回弯部的侧视图。

图11是表示图4的多个回弯部的主视图。

图12是表示图11的多个回弯部的俯视图。

图13是表示图11的多个回弯部的立体图。

图14是表示图13的一个回弯部的侧视图。

图15是表示比较例的回弯部的主视图。

图16是沿着图15的A-A线的向视剖视图。

图17是沿着图15的B-B线的向视剖视图。

图18是沿着图15的C-C线的向视剖视图。

图19是表示实施方式1中的回弯部的主视图。

图20是沿着图19的A-A线的向视剖视图。

图21是沿着图19的B-B线的向视剖视图。

图22是沿着图19的C-C线的向视剖视图。

图23是表示制造装置的主视图。

图24是表示图23的制造装置的侧视图。

图25是表示图23的制造装置制造了内层侧回弯部和外层侧回弯部的状态的主视图。

图26是表示图24的制造装置的主要部分的剖视图。

图27是表示旋转电机的制造方法的流程图。

图28是表示实施方式2的旋转电机的主要部分的剖视图。

图29是表示实施方式3的旋转电机的内层侧回弯部的主视图。

图30是表示图29的内层侧回弯部的俯视图。

图31是表示比较例的内层侧回弯部的主视图。

图32是表示图31的内层侧回弯部的俯视图。

图33是表示实施方式4的旋转电机的内层侧回弯部的主视图。

图34是表示图33的内层侧回弯部的俯视图。

图35是表示变形例的内层侧回弯部的主视图。

(符号说明)

1 旋转电机;

2 外壳;

3:支架;

4 定子;

5 转子;

6 转轴;

7 第一轴承;

8 第二轴承;

9 制造装置;

201 圆筒部;

202 底板部;

203 开口部;

204 通孔;

301 圆筒部;

302 底板部;

303 开口部;

304 通孔;

401 定子铁芯;

402 线圈;

402A 同相线圈;

403 芯背;

404 极齿;

405 切槽;

405A 切槽径向外侧区域;

405B 切槽径向内侧区域;

406 切槽部;

407 回弯部;

408 外周侧末端;

409 内周侧末端;

410 内层侧回弯部;

411 第一内层侧曲部;

412 第一内层侧斜边部;

413 内层侧转换部;

414 第二内层侧斜边部;

415 第二内层侧曲部;

416 外层侧回弯部;

417 第一外层侧曲部;

418 第一外层侧斜边部;

419 外层侧转换部;

420 第二外层侧斜边部;

421 第二外层侧曲部;

422 冷却空间;

423 第一斜边部间隙;

424 第二斜边部间隙;

425 扭转开始部;

426 扭转开始部;

427 第一内层侧延伸部;

428 第二内层侧延伸部;

429 内层侧弯曲部;

430 第一外层侧延伸部;

431 第二外层侧延伸部;

432 外层侧弯曲部;

433 第一外层侧切槽部;

434 第一内层侧切槽部;

435 第二外层侧切槽部;

436 第二内层侧切槽部;

437 径向折曲部;

438 轴向曲部;

439 轴向曲部;

501 转子铁芯;

502 永磁体;

503 通孔;

901 第一回弯部把持部;

902 第二回弯部把持部;

903 第一切槽部把持部;

904 第二切槽部把持部。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示实施方式1的旋转电机的剖视图。旋转电机1包括外壳2和支架3,上述支架3设置于外壳2。外壳2具有圆筒部201和底板部202,上述底板部202设置于圆筒部201的轴向上的一侧。在圆筒部201的轴向上的另一侧的部分处形成有开口部203。在底板部202的中心处形成有沿板厚方向延伸的通孔204。

支架3以将外壳2的开口部203封闭的方式设置于外壳2。支架3具有圆筒部301和底板部302,上述底板部302设置于圆筒部301的轴向上的一侧。在圆筒部301的轴向上的另一侧的部分处形成有开口部303。开口部303与开口部203相连。在底板部302的中心处形成有沿板厚方向延伸的通孔304。

此外,旋转电机1包括:定子4,上述定子4是设置在外壳2内侧的电枢;以及转子5,上述转子5设置在定子4内侧。此外,旋转电机1包括:转轴6,上述转轴6设置于转子5,并与转子5一起旋转;第一轴承7,上述第一轴承7设置在外壳2与转轴6之间;以及第二轴承8,上述第二轴承8设置在支架3与转轴6之间。

定子4固定于外壳2的圆筒部201的内周面。作为将定子4相对于外壳2的圆筒部201固定的方法,可列举烧嵌、压入等。

转轴6经由第一轴承7和第二轴承8能旋转地支承于外壳2和支架3。第一轴承7配置在通孔204的内侧。第二轴承8配置在通孔304的内侧。通过使转轴6旋转,从而使转子5旋转。

转子5具有转子铁芯501和多个永磁体502,多个上述永磁体502设置于转子铁芯501。转子铁芯501形成为圆柱形状。转子铁芯501形成有通孔503,上述通孔503穿过转子铁芯501的中心并沿轴向延伸。转轴6被插入通孔503。多个永磁体502设置在转子铁芯501的内部。多个永磁体502在周向上等间隔地排列配置。旋转电机1是永磁体型旋转电机。

在本例中,轴向是指转轴6延伸的方向,径向是指以转轴6的轴线为中心线的情况下的径向,周向是指以转轴6的轴线为中心线的情况下的周向。

图2是表示图1的定子4的立体图。定子4包括:作为电枢铁芯的定子铁芯401;以及设置于定子铁芯401的分布卷绕的多个线圈402。

转子5的极数是八个,定子4的切槽数是四十八个,多个线圈402被分为三相。多个切槽按每极每相为两个的比例形成于定子铁芯401。

图3是表示图1的旋转电机1的主要部分的俯视图。图4是表示图3的线圈402的示意图。在图3中,左右方向为周向,上下方向为径向。定子铁芯401具有:圆筒形的芯背403;以及设置于芯背403的多个极齿404。多个极齿404从芯背403朝径向上的内侧延伸。多个极齿404在周向上排列配置。在周向上彼此相邻的极齿404之间形成有切槽405。多个极齿405在周向上排列配置。多个切槽405中的每一个插入有线圈402。

将切槽405的径向上的外侧的区域设为切槽径向外侧区域405A。将切槽405的径向上的内侧的区域设为切槽径向内侧区域405B。

多个线圈402包括多个同相线圈402A,多个上述同相线圈402A彼此同相,并在周向上排列配置,且彼此电连接。在图3和图4中示出一个同相线圈402A。

线圈402具有:切槽部406,上述切槽部406被插入切槽405;以及回弯部407,上述回弯部407使插入到彼此不同的切槽405中的一对切槽部406相连。此外,线圈402具有:外周侧末端408,上述外周侧末端408从切槽径向外侧区域405A朝轴向上的一侧突出;以及内周侧末端409,上述内周侧末端409从切槽径向内侧区域405B朝轴向上的一侧突出。

在图3中,供同相线圈402A所包括的多个切槽部406插入的多个切槽405的区域示出为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。将插入到区域S1的切槽部406设为切槽部406A。将插入到区域S2的切槽部406设为切槽部406B。将插入到区域S3的切槽部406设为切槽部406C。将插入到区域S4的切槽部406设为切槽部406D。将插入到区域S5的切槽部406设为切槽部406E。将插入到区域S6的切槽部406设为切槽部406F。将插入到区域S7的切槽部406设为切槽部406G。将插入到区域S8的切槽部406设为切槽部406H。

将使切槽部406A与切槽部406B相连的回弯部407设为回弯部407A。将使切槽部406B与切槽部406C相连的回弯部407设为回弯部407B。将使切槽部406C与切槽部406D相连的回弯部407设为回弯部407C。将使切槽部406D与切槽部406E相连的回弯部407设为回弯部407D。将使切槽部406E与切槽部406F相连的回弯部407设为回弯部407E。将使切槽部406F与切槽部406G相连的回弯部407设为回弯部407F。将使切槽部406G与切槽部406H相连的回弯部407设为回弯部407G。

外周侧末端408和内周侧末端409连接于其它的同相线圈402A或逆变器装置。逆变器装置将电流供给至线圈402。

例如,在电流被从外部供给至外周侧末端408的情况下,电流经由切槽部406和回弯部407流至内周侧末端409,从而使电流供给至其它的同相线圈402A。因电流被供给至线圈402,从而在定子中产生磁场。

用区域S1和区域S2示出的一对切槽部406被插入至在周向上错开了六个切槽405的一对切槽405中,并通过回弯部407彼此连接。同样地,用区域S2和区域S3示出的一对切槽部406、用区域S3和区域S4示出的一对切槽部406被插入至在周向上错开了六个切槽405的一对切槽405中,并通过回弯部407彼此连接。

另一方面,用区域S4和区域S5示出的一对切槽部406被插入至在周向上错开了五个切槽405的一对切槽405中,并通过回弯部407彼此连接。

用区域S5和区域S6示出的切槽部406被插入至在周向上错开了六个切槽405的一对切槽405中,并通过回弯部407彼此连接。同样地,用区域S6和区域S7示出的一对切槽部406、用区域S7和区域S8示出的一对切槽部406被插入至在周向上错开了六个切槽405的一对切槽405中,并通过回弯部407彼此连接。

图5是表示图1的线圈402的接线图。在图5中,多个线圈402中的U相的线圈402示出为U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7和U8。此外,在图5中,多个线圈402中的V相的线圈402示出为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7和V8。此外,在图5中,多个线圈402中的W相的线圈402示出为W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7和W8。

用U1、V1、W1表示的线圈402的外周侧末端408或内周侧末端409连接于逆变器装置。用U8、V8、W8表示的线圈402的外周侧末端408或内周侧末端409彼此连接。

二十四个线圈402在周向上排列配置。定子铁芯401分割为多个定子铁芯片。多个定子铁芯片中的每一个被插入到线圈402。在本例中,定子铁芯片相对于线圈402从径向上的外侧朝向内侧被插入,从而使得定子铁芯401安装于线圈402。另外,定子铁芯401也可以不分割为多个定子铁芯片。在这种情况下,线圈402相对于定子铁芯401的切槽405从径向上的内侧朝外侧被插入,从而使得线圈402安装于定子铁芯401。

图6是表示多个线圈402的接线图案的图。在图6中,U

一个线圈402以跨过在周向上相互并排的两个切槽405的方式配置。由此,能减少线圈402的数量。

图7是表示图4的多个回弯部407的主视图。图8是表示图7的多个回弯部407的俯视图。图9是表示图7的多个回弯部407的立体图。图10是表示图9的一个回弯部407的侧视图。在图7中,左右方向为周向,上下方向为径向。多个回弯部407中的每一个具有内层侧回弯部410。内层侧回弯部410对应于图4中的回弯部407C和回弯部407G。

内层侧回弯部410具有第一内层侧曲部411、第一内层侧斜边部412、内层侧转换部413、第二内层侧斜边部414和第二内层侧曲部415。

第一内层侧曲部411与切槽部406连接,并从切槽405沿轴向突出。此外,第一内层侧曲部411与第一内层侧斜边部412连接。第一内层侧曲部411以随着在轴向上与切槽部406分开而朝向周向的方式沿周向弯曲。换言之,第一内层侧曲部411以第一内层侧曲部411中的靠第一内层侧斜边部412一侧的部分的位置相对于第一内层侧曲部411中的靠切槽部406一侧的部分的位置在周向上错开的方式沿周向弯曲。

第一内层侧斜边部412在沿轴向观察时沿周向延伸。此外,第一内层侧斜边部412以随着在周向上与第一内层侧曲部411分开而在轴向上与定子铁芯401分开的方式,相对于与轴向垂直的垂直面倾斜地配置。第一内层侧斜边部412与内层侧转换部413连接。

内层侧转换部413与第二内层侧斜边部414连接。此外,内层侧转换部413以两端部的位置相互在径向上错开的方式弯曲。具体而言,内层侧转换部413中的靠第二内层侧斜边部414一侧的部分配置在比内层侧转换部413中的靠第一内层侧斜边部412一侧的部分更靠径向上的外侧处。此外,内层侧转换部413以穿过内层侧转换部413的中心部并沿着长边方向的直线为中心扭转半圈。

第二内层侧斜边部414在沿轴向观察时沿周向延伸。此外,第二内层侧斜边部414以随着在周向上与内层侧转换部413分开而在轴向上与定子铁芯401靠近的方式,相对于与轴向垂直的垂直面倾斜地配置。此外,第二内层侧斜边部414以随着在周向上与内层侧转换部413分开而在径向上朝向内侧的方式配置。第二内层侧斜边部414与第二内层侧曲部415连接。

第二内层侧曲部415与切槽部406连接,并从切槽405沿轴向突出。连接有第二内层侧曲部415的切槽部406相对于连接有第一内层侧曲部411的切槽部406沿周向错开配置。第二内层侧曲部415以随着在轴向上与切槽部406分开而朝向周向的方式沿周向弯曲。换言之,第二内层侧曲部415以第二内层侧曲部415中的靠切槽部406一侧的部分的位置相对于第二内层侧曲部415中的靠第二内层侧斜边部414一侧的部分的位置在周向上错开的方式沿周向弯曲。

在周向上相互分开配置的一对切槽部406经由第一内层侧曲部411、第一内层侧斜边部412、内层侧转换部413、第二内层侧斜边部414及第二内层侧曲部415而相互电连接。经由第一内层侧曲部411、第一内层侧斜边部412、内层侧转换部413、第二内层侧斜边部414及第二内层侧曲部415而相互电连接的一对切槽部406的径向位置相互不同。第一内层侧斜边部412和第二内层侧斜边部414不扭转。因而,第一内层侧斜边部412和第二内层侧斜边部414各自的形状呈以直线状延伸的形状。

图11是表示图4的多个回弯部407的主视图。图12是表示图11的多个回弯部407的俯视图。图13是表示图11的多个回弯部407的立体图。图14是表示图13的一个回弯部407的侧视图。回弯部407还具有外层侧回弯部416。外层侧回弯部416对应于图4中的回弯部407A和回弯部407E。

外层侧回弯部416具有第一外层侧曲部417、第一外层侧斜边部418、外层侧转换部419、第二外层侧斜边部420和第二外层侧曲部421。

第一外层侧曲部417与切槽部406连接,并从切槽405沿轴向突出。此外,第一外层侧曲部417与第一外层侧斜边部418连接。第一外层侧曲部417以随着在轴向上与切槽部406分开而朝向周向的方式沿周向弯曲。换言之,第一外层侧曲部417以第一外层侧曲部417中的靠第一外层侧斜边部418一侧的部分的位置相对于第一外层侧曲部417中的靠切槽部406一侧的部分的位置在周向上错开的方式沿周向弯曲。

第一外层侧斜边部418在沿轴向观察时沿周向延伸。此外,第一外层侧斜边部418以随着在周向上与第一外层侧曲部417分开而在轴向上与定子铁芯401分开的方式,相对于与轴向垂直的垂直面倾斜地配置。第一外层侧斜边部418与外层侧转换部419连接。

外层侧转换部419与第二外层侧斜边部420连接。此外,外层侧转换部419以两端部的位置相互在径向上错开的方式弯曲。具体而言,外层侧转换部419中的靠第二外层侧斜边部420一侧的部分配置在比外层侧转换部419中的靠第一外层侧斜边部418一侧的部分更靠径向上的外侧处。此外,外层侧转换部419以穿过外层侧转换部419的中心部并沿着长边方向的直线为中心扭转半圈。另外,外层侧转换部419也可以不扭转。

第二外层侧斜边部420在沿轴向观察时沿周向延伸。此外,第二外层侧斜边部420以随着在周向上与外层侧转换部419分开而在轴向上与定子铁芯401靠近的方式,相对于与轴向垂直的垂直面倾斜地配置。此外,第二外层侧斜边部420以随着在周向上与外层侧转换部419分开而在径向上朝向内侧的方式配置。第二外层侧斜边部420与第二外层侧曲部421连接。

第二外层侧曲部421与切槽部406连接,并从切槽405沿轴向突出。连接有第二外层侧曲部421的切槽部406相对于连接有第一外层侧曲部417的切槽部406沿周向错开配置。第二外层侧曲部421以随着在轴向上与切槽部406分开而朝向周向的方式沿周向弯曲。换言之,第二外层侧曲部421以第二外层侧曲部21中的靠第二外层侧斜边部420一侧的部分的位置相对于第二外层侧曲部421中的靠切槽部406一侧的部分的位置在周向上错开的方式沿周向弯曲。

在周向上相互分开配置的一对切槽部406经由第一外层侧曲部417、第一外层侧斜边部418、外层侧转换部419、第二外层侧斜边部420及第二外层侧曲部421而相互电连接。经由第一外层侧曲部417、第一外层侧斜边部418、外层侧转换部419、第二外层侧斜边部420及第二外层侧曲部421而相互电连接的一对切槽部406的径向位置相互不同。第一外层侧斜边部418和第二外层侧斜边部420不扭转。因而,第一外层侧斜边部418和第二外层侧斜边部420各自的形状呈以直线状延伸的形状。

在此,对第一内层侧斜边部412、第二内层侧斜边部414、第一外层侧斜边部418和第二外层侧斜边部420不扭转的结构进行具体说明。图15是表示比较例的回弯部的主视图。图16是沿着图15的A-A线的向视剖视图。图17是沿着图15的B-B线的向视剖视图。图18是沿着图15的C-C线的向视剖视图。图16、图17和图18是从第一内层侧斜边部412和第二外层侧斜边部418的延伸方向观察到的图。在第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418扭转的情况下,第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418随着靠近回弯部407的顶部而更大幅地扭转。因而,图17和图18中的阴影部分是相邻的第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418发生干涉的区域。为了避免上述干涉,需要增大第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418之间各自相对于定子铁芯401的轴向端面的角度,并增大回弯部407的轴向长度。对于第二内层侧斜边部414及第二外层侧斜边部420,也与第一内层侧斜边部412及第一外层侧斜边部418相同。

图19是表示实施方式1中的回弯部407的主视图。图20是沿着图19的A-A线的向视剖视图。图21是沿着图19的B-B线的向视剖视图。图22是沿着图19的C-C线的向视剖视图。在实施方式1中,第一内层侧斜边部412、第二内层侧斜边部414、第一外层侧斜边部418和第二外层侧斜边部420不扭转。因而,在图21和图22中,不存在如图17和图18所示的阴影部分。因而,能减小第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418各自相对于定子铁芯401的轴向端面的角度,并能减小回弯部407的轴向长度,具有使线圈402的线圈边端小型化的效果。对于第二内层侧斜边部414及第二外层侧斜边部420,也与第一内层侧斜边部412及第一外层侧斜边部418相同。将第一内层侧斜边部412、第二内层侧斜边部414、第一外层侧斜边部418和第二外层侧斜边部420设为回弯部407的斜边部。

外层侧回弯部416设置在沿周向观察时内层侧回弯部410的外侧处。内层侧回弯部410与沿径向排列的多个切槽部406中的、配置于中央侧的切槽部406连接。外层侧回弯部416与沿径向排列的多个切槽部406中的、除了配置于中央侧的切槽部406之外的切槽部406连接。换言之,外层侧回弯部416与沿径向排列的多个切槽部406中的、配置于外侧的切槽部406连接。外层侧回弯部416沿着内层侧回弯部410设置。

在沿周向相互相邻的外层侧转换部419之间形成有沿径向延伸的冷却空间422。

在与相互被插入到同一个切槽405的多个切槽部406连接的多个回弯部407中,第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418在径向上相互相邻。此外,在与相互配置于同一个切槽405中的多个切槽部406连接的回弯部407中,第二内层侧斜边部414和第二外层侧斜边部420在径向上相互相邻。

在沿周向相互相邻的回弯部407中,在各自的第一内层侧斜边部412之间以及各自的第一外层侧斜边部418之间形成有沿径向延伸的第一斜边部间隙423。此外,在沿周向相互相邻的回弯部407中,在各自的第二内层侧斜边部414之间以及各自的第二外层侧斜边部420之间形成有沿径向延伸的第二斜边部间隙424。

内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个的中间部比两端部在径向上隆起。在本例中,内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个的中间部比两端部朝径向上的外侧隆起。另外,也可以是内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个的中间部比两端部朝径向上的内侧隆起。此外,内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个沿径向弯曲,并且沿周向延伸。

将内层侧转换部413中的靠第一内层侧斜边部412一侧的端部设为扭转开始部425。将外层侧转换部419中的靠第一外层侧斜边部418一侧的端部设为扭转开始部426。扭转开始部425配置成比扭转开始部426更远离回弯部407在周向上的中心部。也就是说,内层侧转换部413中的靠第一内层侧斜边部412一侧的端部配置成比外层侧转换部419中的靠第一外层侧斜边部418一侧的端部更远离回弯部407在周向上的中心部。进一步换句话说,扭转开始部425与第一内层侧曲部411之间的尺寸小于扭转开始部426与第一外层侧曲部417之间的尺寸。

接着,作为旋转电机1的制造方法,对内层侧回弯部410和外层侧回弯部416的制造方法进行说明。首先,对制造旋转电机1的制造方法9进行说明。图23是表示制造装置9的示意图。图24是表示图23的线圈9的示意图。图25是表示图23的制造装置9制造了内层侧回弯部410和外层侧回弯部416的状态的主视图。图26是表示图24的旋转电机9的主要部分的侧视图。

成型前的内层侧回弯部410具有第一内层侧延伸部427、第二内层侧延伸部428和内层侧弯曲部429。第二内层侧延伸部428相对于第一内层侧延伸部427平行地配置。内层侧弯曲部429以跨过第一内层侧延伸部427和第二内层侧延伸部428的方式设置。内层侧弯曲部429弯曲。第一内层侧延伸部427、第二内层侧延伸部428和内层侧弯曲部429排列在同一个面上。

成型前的外层侧回弯部416具有第一外层侧延伸部430、第二内层侧延伸部431和外层侧弯曲部432。第二外层侧延伸部431相对于第一外层侧延伸部430平行地配置。外层侧弯曲部432以跨过第一外层侧延伸部430和第二外层侧延伸部431的方式设置。外层侧弯曲部432弯曲。第一外层侧延伸部430、第二外层侧延伸部431和外层侧弯曲部432排列在同一个面上。此外,第一外层侧延伸部430、第二外层侧延伸部431及外层侧弯曲部432与第一内层侧延伸部427、第二内层侧延伸部428及内层侧弯曲部429排列在同一个面上。将第一内层侧延伸部427、第二内层侧延伸部428、内层侧弯曲部429、第一外层侧延伸部430、第二外层侧延伸部431和外层侧弯曲部432所排列的面设为成型前基准面。

制造装置9包括第一回弯部把持部901、第二回弯部把持部902、第一切槽部把持部903和第二切槽部把持部904。

第一回弯部把持部901对第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427进行把持。具体而言,第一回弯部把持部901对第一外层侧延伸部430中的靠外层侧弯曲部432一侧的部分和第一内层侧延伸部427中的靠内层侧弯曲部429一侧的部分进行把持。在图26中示出第一回弯部把持部901、第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427的剖面。

第二回弯部把持部902对第二外层侧延伸部431和第二内层侧延伸部428进行把持。具体而言,第二回弯部把持部902对第二外层侧延伸部431中的靠外层侧弯曲部432一侧的部分和第二内层侧延伸部427中的靠内层侧弯曲部429一侧的部分进行把持。

第一切槽部把持部903对第一外层侧切槽部433和第一内层侧切槽部434进行把持,上述第一外层侧切槽部433是与第一外层侧延伸部430连接的切槽部,上述第一内层侧切槽部434是与第一内层侧延伸部427连接的切槽部。

第二切槽部把持部904对第二外层侧切槽部435和第二内层侧切槽部436进行把持,上述第二外层侧切槽部435是与第二外层侧延伸部431连接的切槽部,上述第二内层侧切槽部436是与第二内层侧延伸部428连接的切槽部。

第一回弯部把持部901能在与成型前基准面垂直的方向上相对于第二回弯部把持部902移动。第一切槽部把持部903能在与成型前基准面垂直的方向上相对于第二切槽部把持部904移动。

接着,作为旋转电机1的制造方法,对内层侧回弯部410和外层侧回弯部416的制造方法进行说明。图27是表示旋转电机1的制造方法的流程图。首先,在步骤S101中进行把持工序。在把持工序中,设置成使第一外层侧延伸部430、第一内层侧延伸部427、第二内层侧延伸部428和第二外层侧延伸部431排列成一列的状态。第一回弯部把持部901对第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427进行把持。第二回弯部把持部902对第二外层侧延伸部431和第二内层侧延伸部428进行把持。第一切槽部把持部903对第一外层侧切槽部433和第一内层侧切槽部434进行把持。第二切槽部把持部904对第二外层侧切槽部435和第二内层侧切槽部436进行把持。

在把持工序之后,在步骤S102中进行成型工序。在成型工序中,第一回弯部把持部901在与成型前基准面垂直的方向上相对于第二回弯部把持部902相对移动。由此,在与成型前基准面垂直的方向上,第二外层侧延伸部431和第二内层侧延伸部428相对于第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427相对移动。在第一回弯部把持部901相对于第二回弯部把持部902相对移动时,第一回弯部把持部901和第二回弯部把持部902朝靠近第一切槽部把持部903和第二切槽部把持部904的方向移动。由此,内层侧弯曲部429和外层侧弯曲部432中的每一个扭转。其结果是,形成内层侧转换部413和外层侧转换部419。此时,第一回弯部把持部901以沿径向延伸的转轴为中心旋转。由此,如图19所示,能获得未扭转的第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418。对于第二回弯部把持部902,也与第一回弯部把持部901相同。由此,如图19所示,能获得未扭转的第二内层侧斜边部414和第二外层侧斜边部420。此外,通过第一回弯部把持部901相对于第二回弯部把持部902沿周向移动,内层侧转换部413和外层侧转换部419一边沿径向弯曲一边沿周向延伸。由此,内层侧转换部413和外层侧转换部419在沿径向弯曲的同时,沿周向延伸。另外,第一回弯部把持部901也可以相对于第二回弯部把持部902沿径向移动。在这种情况下,第一回弯部把持部901除了沿周向移动之外,还沿径向移动。由此,能任意地设定内层侧转换部413和外层侧转换部419各自的径向位置和周向位置。

此外,在成型工序中,第一切槽部把持部903在与成型前基准面垂直的方向上相对于第二切槽部把持部904相对移动。由此,在与成型前基准面垂直的方向上,第二外层侧切槽部435和第二内层侧切槽部434相对于第一外层侧切槽部433和第一内层侧切槽部434相对移动。由此成型出内层侧回弯部410和外层侧回弯部416。另外,与成型前基准面垂直的方向是指旋转电机的坐标轴中的周向。在成型工序中,第一切槽部把持部903也可以相对于第二切槽部把持部904沿周向在直线上相对移动。在这种情况下,第一切槽部把持部903相对于第二切槽部把持部904相对移动,以使第一切槽部把持部903和第二切槽部把持部904以径向中心为中心沿周向分开与设定角度相当的量。由此,第一外层侧切槽部433及第一内层侧切槽部434与第二外层侧切槽部435及第二内层侧切槽部436以径向中心为中心沿周向分开与设定角度相当的量。由此成型出线圈402。此外,在成型工序中,第一切槽部把持部903也可以相对于第二切槽部把持部904沿周向在圆弧上相对移动。在这种情况下,能通过一次成型来成型出线圈402。由此,能提高旋转电机1的生产率。

如以上说明的那样,在实施方式1的旋转电机1中,内层侧转换部413扭转。由此,能在轴向上使内层侧回弯部410小型化。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。此外,在实施方式1的旋转电机1中,通过使内层侧转换部413扭转,与内层侧转换部弯曲成半圆状的线圈相比,能提高线圈402的可靠性。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,外层侧转换部419扭转。由此,能在轴向上使外层侧回弯部416小型化。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,在与相互插入到同一个切槽405的多个切槽部406连接的多个回弯部407中,第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418在径向上相互相邻。由此,能抑制在周向上相互相邻的一对回弯部407彼此相互抵靠。通过抑制在周向上相互相邻的一对回弯部407彼此相互抵靠,从而在将线圈402组装于定子铁芯401的情况下,可抑制在周向上相互相邻的一对回弯部407各自的角部相互抵靠。由此,能提高线圈402的绝缘性能。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,在周向上相互相邻的一对回弯部407各自的外层侧转换部419之间形成有沿径向延伸的冷却空间422。由此,能提高线圈402的冷却性能。在将产生朝向径向的流体流动的风扇设置于转子5的情况下,能进一步提高线圈402的冷却性能。此外,通过在周向上相互相邻的外层侧转换部419之间形成冷却空间422,能提高在周向上相互相邻的外层侧转换部419彼此的绝缘性能。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,在周向上相互相邻的一对回弯部407中,在各自的第一内层侧斜边部412之间以及各自的第一外层侧斜边部418之间形成有第一斜边部间隙423。由此,能提高线圈402的冷却性能。在将产生朝向径向的流体流动的风扇设置于转子5的情况下,能进一步提高线圈402的冷却性能。此外,通过形成第一斜边部间隙423,在周向上相互相邻的一对回弯部407中,能提高各自的第一内层侧斜边部412彼此的绝缘性能和各自的第一外层侧斜边部418彼此的绝缘性能。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,在周向上相互相邻的一对回弯部407中,在各自的第二内层侧斜边部414之间以及各自的第二外层侧斜边部420之间形成有第二斜边部间隙424。由此,能提高线圈402的冷却性能。在将产生朝向径向的流体流动的风扇设置于转子5的情况下,能进一步提高线圈402的冷却性能。此外,通过形成第二斜边部间隙424,在周向上相互相邻的一对回弯部407中,能提高各自的第二内层侧斜边部414彼此的绝缘性能和各自的第二外层侧斜边部420彼此的绝缘性能。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个的中间部比两端部在径向上隆起。由此,能增大内层侧转换部413和外层侧转换部419各自的长边方向的尺寸。由此,能降低对构成线圈402的导线的绝缘覆膜的损伤。其结果是,能提高线圈402的可靠性。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,内层侧转换部413和外层侧转换部419中的每一个在径向上弯曲,并且沿周向延伸。由此,能减小第一内层侧斜边部412和第一外层侧斜边部418各自的长边方向的尺寸。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,内层侧转换部413中的靠第一内层侧斜边部412一侧的端部配置成比外层侧转换部419中的靠第一外层侧斜边部418一侧的端部更远离回弯部407在周向上的中心部。由此,能使内层侧转换部413的长边方向的尺寸大于外层侧转换部419的长边方向的尺寸。其结果是,能降低对构成内层侧回弯部410的导线的绝缘覆膜的损伤。其结果是,能提高线圈402的可靠性。此外,能减小外层侧转换部419的长边方向的尺寸。由此,能减小内层侧回弯部410与外层侧回弯部416之间的间隙。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式1的旋转电机1中,第一内层侧斜边部412和第二内层侧斜边部414的形状呈以直线状延伸的形状。由此,能减小回弯部407的轴向长度,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式1的旋转电机1的制造方法中,内层侧弯曲部429和外层侧弯曲部432各自的移动不受限制。由此,能提高线圈402的可靠性。

此外,在实施方式1的旋转电机1的制造方法中,第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427被把持,第二外层侧延伸部431和第二内层侧延伸部428被把持。由此,能通过一次成型来成型出内层侧回弯部410和外层侧回弯部416。其结果是,能提高旋转电机1的生产率。

此外,在实施方式1的旋转电机1的制造方法中,第一外层侧切槽部433和第一内层侧切槽部434被把持,第二外层侧切槽部435和第二内层侧切槽部436被把持。由此,可抑制切槽部406扭转。其结果是,能提高线圈402的占空比,能实现旋转电机1的高输出化。

另外,在实施方式1中,对回弯部407连接于切槽部406的轴向上的两端部的结构进行了说明。然而,也可以是回弯部407连接于切槽部406的轴向上的仅单侧端部的结构。即,也可以是被称为分段导体(日文:セグメントコンダクト)式的回弯部407的结构。

另外,在实施方式1中,对回弯部407的斜边部沿径向层叠有两层的结构进行了说明。回弯部407的斜边部为三层以上的结构也能获得相同的效果。

实施方式2

图28是表示实施方式2的旋转电机的主要部分的剖视图。在图28中示出第一回弯部把持部901、第一外层侧延伸部430和第一内层侧延伸部427的剖面。内层侧回弯部410和外层侧回弯部416中的每一个由多个导线构成。在图28中,内层侧回弯部410由四根导线构成,外层侧回弯部416由四根导线构成。构成内层侧回弯部410的多个导线和构成外层侧回弯部416的多个导线同时成型。其它结构与实施方式1相同。

如以上说明的那样,根据实施方式2的旋转电机1,内层侧回弯部410和外层侧回弯部416中的每一个由多个导线构成。由此,能增加线圈402的匝数。因此,能实现旋转电机1的高输出化。

根据实施方式2的旋转电机1的制造方法,能同时成型出由多个导线构成的内层侧回弯部410和由多个导线构成的外层侧回弯部416。由此,与分别对多个导线进行成型的情况相比,能提高旋转电机1的生产率。

实施方式3

图29是表示实施方式3的旋转电机的内层侧回弯部的主视图。图30是表示图29的内层侧回弯部的俯视图。第二内层侧斜边部414具有径向折曲部437,上述径向折曲部437朝径向向外侧折曲。由此,在沿轴向观察时,在周向上相互相邻的一对内层侧回弯部410中的一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413的中心部与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414在径向上错开。因此,一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414不会相互抵靠。内层侧转换部413的中心部是内层侧转换部413的扭转最大的部分。其它结构与实施方式1或实施方式2相同。

图31是表示比较例的内层侧回弯部的主视图。图32是表示图31的内层侧回弯部的俯视图。比较例的第二内层侧斜边部414不具有径向折曲部437。因此,在沿轴向观察时,在周向上相互相邻的内层侧回弯部410中的一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413的中心部与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414发生重叠。在这种情况下,为了抑制一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414相互抵靠,需要增大一对内层侧回弯部410中的轴向上的间隙。

如以上说明的那样,在实施方式3的旋转电机1中,在沿轴向观察时,一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413的中心部与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414在径向上错开。由此,能抑制一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414相互抵靠。此外,由于不需要增大一对内层侧回弯部410中的轴向上的间隙,因此,能减小一对内层侧回弯部410中的轴向上的间隙。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

实施方式4

图33是表示实施方式4的旋转电机的内层侧回弯部的主视图。图34是表示图33的内层侧回弯部的俯视图。在第一内层侧斜边部412中的靠内层侧转换部413一侧的部分处形成有轴向曲部438,上述轴向曲部438以随着靠近内层侧转换部413而与定子铁芯401分开的方式沿轴向弯曲。

在第二内层侧斜边部414中的靠内层侧转换部413一侧的部分处形成有轴向曲部439,上述轴向曲部439以随着靠近内层侧转换部413而与定子铁芯401分开的方式沿轴向弯曲。轴向曲部438和轴向曲部439中的每一个呈层差形状。其它结构与实施方式1至实施方式3相同。

如以上说明的那样,在实施方式4的旋转电机1中,在第一内层侧斜边部412形成有轴向曲部438。由此,在周向上相互相邻的一对内层侧回弯部410中的一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第一内层侧斜边部412之间的轴向上的间隙变大。因此,可抑制一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第一内层侧斜边部412相互抵靠。此外,能减小一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第一内层侧斜边部412之间的轴向上的间隙。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式4的旋转电机1中,一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第一内层侧斜边部412之间的轴向上的间隙变大。由此,能使冷却风穿过一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第一内层侧斜边部412之间的间隙。由此,能提高线圈402的冷却性能。

此外,在实施方式4的旋转电机1中,在第二内层侧斜边部414形成有轴向曲部439。由此,在周向上相互相邻的一对内层侧回弯部410中的一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414之间的轴向上的间隙变大。因此,可抑制一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414相互抵靠。此外,能减小一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414之间的轴向上的间隙。其结果是,能使线圈402的线圈边端小型化。

此外,在实施方式4的旋转电机1中,一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414之间的轴向上的间隙变大。由此,能使冷却风穿过一个内层侧回弯部410的内层侧转换部413与另一个内层侧回弯部410的第二内层侧斜边部414之间的间隙。由此,能提高线圈402的冷却性能。

图35是表示变形例的内层侧回弯部的主视图。在实施方式4中,对轴向曲部438和轴向曲部439中的每一个呈层差形状的结构进行了说明。然而,轴向曲部438和轴向曲部439中的每一个也可以是以随着靠近内层侧转换部413而与定子铁芯401分开的方式沿轴向弯曲的结构。

相关技术
  • 旋转电机的定子、旋转电机、旋转电机的定子的制造方法及旋转电机的制造方法
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