CN103703657A - 定子和旋转电机 - Google Patents

Abstract

一个线圈成形体的绝缘涂覆导线（21b）位于定位在位于线圈组件的最外周的弯曲部（C1）的两侧的导线露出区域（230B）之中的一个导线露出区域（230B）与形成该弯曲部（C1）的绝缘涂覆导线（21c）之间，所述一个线圈成形体不同于具有所述绝缘涂覆导线（21c）的另一个线圈成形体，并且所述一个线圈成形体的绝缘涂覆导线（21b）形成另一个弯曲部（C1）。

Description

定子和旋转电机

技术领域

本发明涉及定子和旋转电机。

背景技术

例如，日本专利申请公报No.2003-018778（JP2003-018778A）、日本专利申请公报No.2010-081771（JP2010-081771A）和日本专利申请公报No.2001-238386（JP2001-238386A）中记载了一种设置有定子的旋转电机，所述定子具有三相分布式卷绕定子结构的线圈组件。用在该定子中的线圈组件是这样的：绝缘涂覆导线在具有凸部的大致U形部交替地反转的状态下以凹凸形状形成，并沿圆周方向以环状形式卷绕，在所述绝缘涂覆导线中导线被涂覆有绝缘涂层。

这种线圈组件具有总体环状（即，圆形）形式。另外，对于该线圈组件，沿线圈组件的在旋转轴线的方向上的一端侧的外周侧设置有多个导线露出区域，在所述导线露出区域中绝缘涂覆导线的导线被露出，并且两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离（即，导电部之间沿绝缘物表面的最短距离）的设定对于稳定定子的功能而言极为重要。该线圈组件由多个线圈成形体形成，每个线圈成形体具有在圆周方向上扩大直径的状态下卷绕的结构。

在导线露出区域中，被绝缘涂覆的绝缘涂覆导线的端部的导体被露出，并且这些端部通过焊接等接合在一起，使得形成U相、V相和W相线圈。然而，在该线圈组件中，当多个导线露出区域接近地配置时，两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离可能变短。

发明内容

因此，本发明提供了一种定子和一种设置有该定子的旋转电机，所述定子具有能够维持配置在线圈组件的外周面上的多个导线露出区域之间的爬电距离的结构。

本发明的第一方面涉及一种定子。所述定子包括围绕所述定子的中心轴线的环形的线圈组件。所述线圈组件由多个线圈成形体形成。每个线圈成形体包括：i）线圈区域，所述线圈区域以凹凸形状形成有交替地反转的大致U形部，每个所述大致U形部具有突出部，所述线圈区域由绝缘涂覆导线形成，在所述绝缘涂覆导线中导线被涂覆有绝缘涂层，并且所述绝缘涂覆导线沿圆周方向以环状形式卷绕；和ii）多个导线露出区域，所述导线露出区域设置在所述线圈区域的端部上，并且在所述导线露出区域中所述导线被露出，并且所述导线露出区域沿所述线圈组件的在所述中心轴线延伸的方向上的一端侧的外周侧以预定间隔配置。所述突出部具有弯曲部，当所述线圈区域沿圆周方向卷绕时，所述弯曲部在半径方向上的外侧扩大直径。一个线圈成形体的绝缘涂覆导线位于定位在位于所述线圈组件的最外周的一个弯曲部的两侧的导线露出区域之中的一个导线露出区域与形成所述一个弯曲部的绝缘涂覆导线之间，所述一个线圈成形体不同于具有绝缘涂覆导线的另一个线圈成形体。所述一个线圈成形体的绝缘涂覆导线形成另一个弯曲部。

在该方面中，位于所述线圈组件的最外周的每个所述弯曲部可定位在沿圆周方向相邻的所述导线露出区域之间的大致中央。

在上述方面中，所述导线露出区域可设置成朝半径方向上的外侧延伸。

在上述方面中，所述导线露出区域可定位在位于所述线圈组件的半径方向上的最外侧的所述线圈区域的外表面的外侧。

在上述方面中，所述线圈组件可由多个线圈成形体组形成，每个所述线圈成形体组由四个所述线圈成形体形成。

在该结构中，所述线圈成形体组可以是这样的：所述线圈成形体在沿圆周方向偏离90°的状态下彼此重叠地卷绕。

本发明的第二方面涉及一种旋转电机。该旋转电机包括根据上述第一方面的定子，和定位在所述定子的内周侧的转子。

根据基于上述方面的定子和旋转电机，能够充分地维持配置在线圈组件的外周面上的多个导线露出区域之间的爬电距离。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中同样的标号表示同样的元件，并且其中：

图1是根据本发明的一个示例性实施例的旋转电机的结构的截面图；

图2是从图1中的箭头II的方向看时的定子的侧视图；

图3是从图1的箭头III的方向看时的线圈组件的透视图；

图4是示例性实施例中的线圈形成体的投影图；

图5示例性实施例中的线圈成形体的透视图；

图6是示例性实施例中嵌合在一起的四个线圈成形体的透视图；

图7是示例性实施例中的两个线圈形成体的导线露出区域中的焊接部位的部分扩大图；

图8是图3中由VIII圈出的区域的部分扩大俯视图；

图9是图3中由VIII圈出的区域的部分扩大透视图；

图10是从图9中的箭头X的方向看时的正视图；

图11是沿图9和10中的线XI截取的截面图；

图12是沿图9和10中的线XII截取的截面图；

图13是沿图9和10中的线XIII截取的截面图；

图14是用箭头示出了图3中由VIII圈出的区域中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大俯视图；

图15是用箭头示出了图3中由VIII圈出的区域中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大透视图；

图16是现有技术中导线露出区域和弯曲部之间的位置关系的部分扩大俯视图；

图17是现有技术中导线露出区域和弯曲部之间的位置关系的部分扩大透视图；

图18是从图17中的箭头XVIII看时的正视图；

图19是沿图17和18中的线XIX截取的截面图；

图20是沿图17和18中的线XX截取的截面图；

图21是沿图17和18中的线XXI截取的截面图；

图22是用箭头示出了现有技术中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大俯视图；以及

图23是用箭头示出了现有技术中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大透视图。

具体实施方式

现将参照附图说明根据本发明的示例性实施例的定子和旋转电机。本发明不必局限于以下说明中提到的个数和量等，除非特别声明。此外，同样的部件和对应的部件将用同样的附图标记表示并且可能不会重复进行多余的说明。另外，从一开始就预期以适当的组合使用示例性实施例中的结构。

（示例性实施例）

将参照图1和2说明旋转电机1的大致结构。图1是根据该示例性实施例的旋转电机1的结构的截面图，且图2是从图1中的箭头II的方向看的定子的侧视图。旋转电机1包括转子140和设置在转子140的外周上的定子30。转子140能够围绕轴130（即，旋转轴线CL）旋转。

定子30包括定子芯10。定子芯10的外周面12与圆筒形外环40嵌合在一起。定子芯10具有定子芯推力面11，并且在该定子芯推力面11上设置有线圈端部20。

线圈端部20由线圈组件230形成，绝缘涂覆导线21卷绕在线圈组件230周围。后文将说明该线圈组件230的细节。线圈端部20设置成在旋转轴线（CL）从定子芯推力面11延伸的方向（即，推力方向）上向外突出，并且包括线圈端部推力面101和线圈端部外周面102。线圈端部推力面101设置在定子芯推力面11侧，而线圈端部外周面102设置在定子芯外周面12侧。

现将参照图3至7说明线圈组件230的结构。图3是从图1中的箭头III的方向看的线圈组件230的透视图，图4是线圈成形体230a的投影图，图5是线圈成形体230a的透视图，图6是嵌合在一起的四个线圈成形体230a1至230a4的透视图，以及图7是线圈成形体230a1和线圈成形体230a4的导线露出区域中的焊接部位的部分扩大图。

线圈组件230由多个线圈成形体形成。在此示例性实施例中，线圈组件230通过将四个线圈成形体230a1至230a4各准备12组并将它们彼此重叠地卷绕而形成。参照图4至6，一个线圈成形体230a包括线圈区域230A和导线露出区域230B。线圈区域230A利用绝缘涂覆导线21以凹凸形状形成有交替地反转的大致U形部232，每个大致U形部具有突出部P，在绝缘涂覆导线21中导线211被涂覆有绝缘涂层12（参看图8），并且线圈区域230A沿圆周方向以环状形式卷绕。导线露出区域230B是设置于该线圈区域230A的两端部的区域，在该区域中导线211被露出，并且导线露出区域230沿线圈组件230的在旋转轴线（CL）延伸的方向上的一端侧的外周面以预定间隔配置。另外，当线圈成形体230a沿圆周方向卷绕时，在各突出部P上设置有在半径方向上的外侧扩大直径的弯曲部C1（图8中的距离D2）。

图5是沿圆周方向卷绕的线圈成形体230a的透视图。图6是正如图5中的线圈成形体230a那样形成的四个线圈成形体230a1、230a2、230a3和230a4在沿圆周方向偏离90°的状态下彼此重叠地卷绕的线圈成形体组230Y的视图。

各线圈成形体230a1、230a2、230a3和230a4的导线露出区域230B设置成除各线圈成形体230a2和线圈成形体230a3的一端侧的导线露出区域230B外朝沿半径方向的外侧延伸。各线圈成形体230a2和线圈成形体230a3的一端侧的导线露出区域230B设置成沿旋转轴线CL延伸的方向（即，图6中向上）延伸。

在图6中，线圈成形体230a1的一端侧的导线露出区域230B在图6中由W1圈出的区域中连接到线圈成形体230a4的另一端侧的导线露出区域230B，并形成焊接部位W。

线圈成形体230a2的一端侧的导线露出区域230B在图6中由W2圈出的区域中连接到线圈成形体230a1的另一端侧的导线露出区域230B，并形成焊接部位W。

线圈成形体230a4的一端侧的导线露出区域230B在图6中由W3圈出的区域中连接到线圈成形体230a3的另一端侧的导线露出区域230B，并形成焊接部位W。

如图7所示，在图6中由W1圈出的区域内，在线圈成形体230a4的导线露出区域230B安置在线圈成形体230a1的导线露出区域230B的顶部上的状态下所述导线露出区域230B焊接在一起。

另外，导线露出区域230B的焊接部位W定位在位于线圈形成体230a1的半径方向上的最外侧的线圈区域230A的外表面MO的外侧（距离D1）。图6中由W2和W3圈出的区域在这方面相同。

图3所示的线圈组件230通过准备12组图6所示的线圈成形体组230Y并将它们彼此重叠地卷绕而形成。该线圈组件230形成包括V相线圈23V、U相线圈23U和W相线圈23W的具有三相分布式卷绕定子结构的线圈组件。

接下来，将参照图8至15说明配置在线圈组件230中的多个导线露出区域230B之中两个相邻的导线露出区域230B之间的爬电距离。

图8是图3中由VIII圈出的区域的部分扩大俯视图，图9是图3中由VIII圈出的区域的部分扩大透视图，图10是从图9中的箭头X的方向看时的正视图，图11是沿图9和10中的线XI截取的截面图，图12是沿图9和10中的线XII截取的截面图，图13是沿图9和10中的线XIII截取的截面图，图14是用箭头示出了图3中由VIII圈出的区域中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大俯视图，以及图15是用箭头示出了图3中由VIII圈出的区域中两个相邻的导线露出区域之间的爬电距离的部分扩大透视图。

参照图8至10，在此示例性实施例的线圈组件230中，导线露出区域230B设置在圆周上的共计48个位置，并且相邻的导线露出区域230B之间的距离被设定为L。

另外，在定位在位于线圈组件230的最外周的弯曲部C1的两侧的导线露出区域230B之中的一个导线露出区域230B（即，图8中在右侧的一个导线露出区域）与形成该弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c之间，是另一个绝缘涂覆导线21b。

此外，在此示例性实施例中，为了将该另一个绝缘涂覆导线21b定位在导线露出区域230B与形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c之间，弯曲部C1配置在沿圆周方向相邻的导线露出区域230B之间的大致中央位置。

以此方式将弯曲部C1配置在沿圆周方向相邻的导线露出区域230B之间的大致中央位置使另一个绝缘涂覆导线21b和形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c在沿图9和10中的线XI截取的截面中看时在轴向方向上能够配置在导线露出区域230B的下表面的下方距离h1的位置（参看图11）。

另外，当在沿图9和10中的线XII截取的截面中看时，形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c能够配置在与另一个绝缘涂覆导线21b不接触的位置（参看图12）。此外，当在沿图9和10中的线XIII截取的截面中看时，形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c能够配置在导线露出区域230B的下表面的下方距离h2的位置（参看图13）。

相应地，参照图14和15，能够将相邻地配置的导线露出区域230B之间的爬电距离如这两个图中的箭头CR1所示维持在顺循从右侧的导线露出区域230B→另一个绝缘涂覆导线21b→绝缘涂覆导线21c→左侧的导线露出区域230B的路径的距离。

（现有技术）

这里，现将参照图16至23说明根据现有技术的线圈组件230的两个相邻地配置的导线露出区域230B之间的爬电距离。

图16是现有技术中导线露出区域230B与弯曲部C1之间的位置关系的部分扩大俯视图，图17是现有技术中导线露出区域230B与弯曲部C1之间的位置关系的部分扩大透视图，图18是从图17中的箭头XVIII的方向看时的正视图，图19是沿图17和18中的线XIX截取的截面图，图20是沿图17和18中的线XX截取的截面图，图21是沿图17和18中的线XXI截取的截面图，图22是用箭头示出了现有技术中两个相邻的导线露出区域230B之间的爬电距离的部分扩大俯视图，以及图23是用箭头示出了现有技术中两个相邻的导线露出区域230B之间的爬电距离的部分扩大透视图。

参照图16至18，在现有技术的线圈组件中，导线露出区域230B设置在圆周上的共计48个位置，并且相邻的导线露出区域230B之间的距离被设定为L。这与示例性实施例的线圈组件230的情况相同。

定位在线圈组件的最外周的弯曲部C1在从半径方向看时位于导线露出区域230B的径向内侧。当以此方式在现有技术中弯曲部C1不是配置在沿圆周方向相邻的导线露出区域230B之间的大致中央位置而是代之以配置在导线露出区域230B的径向内侧时，当在沿图17和18中的线XIX截取的截面中看时，形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21b在轴线方向上配置在与导线露出区域230B的下表面的位置处于大致相同高度的位置。

另外，当在沿图17和18中的线XX截取的截面中看时，形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21b配置在比另一个绝缘涂覆导线21a高的位置（参看图20）。当在沿图17和18中线XXI截取的截面中看时，形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21b与形成导线露出区域230B的绝缘涂覆导线21a接触（参看图21）。

相应地，参照图22和23，相邻地配置的导线露出区域230B之间的爬电距离是如这两个图中的箭头CR2所示顺循从右侧的导线露出区域230B→另一个绝缘涂覆导线21a→左侧的导线露出区域230B的路径的距离。

（作用和效果）

以此方式，根据使用示例性实施例的线圈组件230的定子30，两个相邻地配置的导线露出区域230B之间的爬电距离能够通过使另一个绝缘涂覆导线21b位于定位在位于最外周的弯曲部C1的两侧的导线露出区域230B之中的一个导线露出区域230B（即，图8中在右侧的一个导线露出区域）与形成弯曲部C1的绝缘涂覆导线21c之间而增加。作为结果，能够提高使用该定子30的旋转电机的性能可靠性。

尽管已说明了本发明的示例性实施例，但本文中公开的示例性实施例在所有方面仅为示例且不应该以任何方式被解释为限制的。本发明的范围并非由前面的说明而是由权利要求的范围来表示，并且意图包括处在与权利要求的范围相当的范围和含义内的所有变型。

Claims (7)

1.一种定子（30），所述定子包括围绕所述定子（30）的中心轴线（CL）的环形的线圈组件（230），其中所述线圈组件（230）由多个线圈成形体（230a1至230a4）形成，所述定子（30）的特征在于：

每个所述线圈成形体（230a1至230a4）包括：i）线圈区域（230A），所述线圈区域以凹凸形状形成有交替地反转的大致U形部（232），每个所述大致U形部具有突出部（P），所述线圈区域由绝缘涂覆导线（21，21a，21b，21c）形成，在所述绝缘涂覆导线中导线（211）被涂覆有绝缘涂层（212），并且所述线圈区域沿圆周方向以环状形式卷绕；和ii）多个导线露出区域（230B），所述导线露出区域设置在所述线圈区域（230A）的端部上，并且在所述导线露出区域中所述导线（211）被露出，并且所述导线露出区域沿所述线圈组件（230）的在所述中心轴线（CL）延伸的方向上的一端侧的外周侧以预定间隔配置；

所述突出部（P）具有弯曲部（C1），当所述线圈区域（230A）沿圆周方向卷绕时，所述弯曲部在半径方向上的外侧扩大直径；

一个所述线圈成形体（230a2）的所述绝缘涂覆导线（21b）位于定位在位于所述线圈组件（230）的最外周的一个所述弯曲部（C1）的两侧的所述导线露出区域（230B）之中的一个所述导线露出区域（230B）与形成所述一个弯曲部（C1）的所述绝缘涂覆导线（21c）之间，所述一个线圈成形体不同于具有所述绝缘涂覆导线（21c）的另一个所述线圈成形体（230a1）；以及

所述一个线圈成形体（230a2）的所述绝缘涂覆导线（21b）形成另一个所述弯曲部（C1）。

2.根据权利要求1所述的定子（30），其中，位于所述线圈组件（230）的最外周的每个所述弯曲部（C1）定位在沿圆周方向相邻的所述导线露出区域（230B）之间的大致中央。

3.根据权利要求1或2所述的定子（30），其中，所述导线露出区域（230B）设置成朝半径方向上的外侧延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子（30），其中，所述导线露出区域（230B）定位在位于所述线圈组件（230）的半径方向上的最外侧的所述线圈区域（230A）的外表面（MO）的外侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子（30），其中，所述线圈组件（230）由多个线圈成形体组（230Y）形成，每个所述线圈成形体组由四个所述线圈成形体（230a1至230a4）形成。

6.根据权利要求5所述的定子（30），其中，所述线圈成形体组（230Y）是这样的：所述线圈成形体（230a1至230a4）在沿圆周方向偏离90°的状态下彼此重叠地卷绕。

7.一种旋转电机，其特征在于包括：

根据权利要求1至6中任一项所述的定子（30）；以及

定位在所述定子（30）的内周侧的转子（140）。

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