專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動機，特別是軸向間隙型電動機。
背景技術(shù)：
以往，三相電動機中，U相線圈、V相線圈、W相線圈的各線圈卷線將卷線終端在定子芯體的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)結(jié)線。
圖8表示現(xiàn)有的三相電動機的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)，其(a)是外周結(jié)線的說明圖，(b)是內(nèi)周結(jié)線的說明圖。
如圖8所示，三相電動機的U相線圈(U1～U3)、V相線圈(V1～V3)、W相線圈(W1～W3)的各線圈卷線分別繞31圈(31t)后，與結(jié)線有各線圈端末的中性線一起，在線圈的外周側(cè)結(jié)線(外周結(jié)線。參照(a))，或在線圈的內(nèi)周側(cè)結(jié)線(內(nèi)周結(jié)線。參照(b))。
作為這樣的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)，例如公知有特開2004-282989號公報公開的技術(shù)。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)，僅在定子芯體的外周側(cè)或僅在內(nèi)周側(cè)配置作為熱源的結(jié)線部，所以熱源會集中在定子芯體的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的某一側(cè)，而僅該一側(cè)高度變熱，電動機的冷卻性能是不理想的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于，提供一種冷卻性能上有利的電動機的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的電動機由具有多個永久磁體的轉(zhuǎn)子和相對該轉(zhuǎn)子的軸向側(cè)面配置并具有多個線圈的定子構(gòu)成，其特征在于，上述定子由配置成圓環(huán)狀的多個定子芯體構(gòu)成，線圈繞于該定子芯體上，該線圈包括在定子芯體的外周側(cè)具有將上述外周側(cè)線圈卷線端部間結(jié)線的外周側(cè)結(jié)線部的線圈；和在定子芯體的內(nèi)周側(cè)具有將上述內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部間結(jié)線的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部的線圈卷線。
由此，可防止由于熱源集中在定子芯體的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的某一側(cè)而造成僅一側(cè)高度變熱，防止電動機的冷卻性能的惡化。


圖1是表示使用本發(fā)明的結(jié)線結(jié)構(gòu)的軸向間隙型電動機的整體剖面圖；圖2是本發(fā)明的第一實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的說明圖；圖3是圖2的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的結(jié)線順序的說明圖；圖4是本發(fā)明的第二實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的說明圖；圖5是圖4的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的結(jié)線順序的說明圖；圖6是本發(fā)明的第三、四實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的結(jié)線順序的說明圖；圖7表示本發(fā)明的第五實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)，其(a)是線圈級是奇數(shù)時的剖面說明圖，(b)是線圈級是偶數(shù)時的剖面說明圖；圖8表示現(xiàn)有的三相電動機的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)，其(a)是外周結(jié)線的說明圖，(b)是內(nèi)周結(jié)線的說明圖。
附圖標記說明2轉(zhuǎn)子3定子9永久磁體10、20定子芯體11電動機殼11d冷卻用壁12齒13線圈卷線16a、16b端部結(jié)線部17背承軛21u、21v、21w外周側(cè)結(jié)線部22u、22v、22w內(nèi)周側(cè)結(jié)線部23u、23v、23w外周側(cè)取出部24外周側(cè)結(jié)線部(中性線)25u、25v、25w內(nèi)周側(cè)取出部26內(nèi)周側(cè)結(jié)線部(中性線)
31u、31v、31w外周側(cè)線圈卷線端部32u、32v、32w內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部U1～U4U相線圈V1～V4V相線圈W1～W4W相線圈具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖1是表示使用本發(fā)明的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的軸向間隙型電動機的整體剖面圖，軸向間隙型電動機具有旋轉(zhuǎn)軸1、轉(zhuǎn)子2、定子3和電動機殼11，上述電動機殼11由前方側(cè)殼11a、后方側(cè)殼11b和兩側(cè)殼11a、11b上螺栓結(jié)合的外周殼11c構(gòu)成。
上述旋轉(zhuǎn)軸1由設(shè)于前方側(cè)殼11a上的第一軸承部5和設(shè)于后方側(cè)殼11b上的第二軸承部6自由旋轉(zhuǎn)地支承。另外，上述旋轉(zhuǎn)軸1的后方端部設(shè)有檢測軸轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)傳感器7。
上述轉(zhuǎn)子2由固定在上述旋轉(zhuǎn)軸1上的由電磁鋼板(強磁性體)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子基座8和一部分埋入轉(zhuǎn)子基座的與定子3的相對面的多個永久磁體9構(gòu)成，以固定在上述旋轉(zhuǎn)軸1上，相對從定子3施予的旋轉(zhuǎn)磁通而對永久磁體9產(chǎn)生反作用力，以旋轉(zhuǎn)軸1為中心旋轉(zhuǎn)。上述多個永久磁體9相鄰的表面磁極(N極、S極)配置成互不相同。在此，轉(zhuǎn)子2和定子3之間存在稱為氣隙4的間隙，互不接觸。
上述定子3固定在上述后方側(cè)殼11b上，由具有齒12和線圈13的定子芯體和背承軛17構(gòu)成。上述線圈卷線13經(jīng)由絕緣體(未圖示)卷在齒12上。另外，定子3經(jīng)由其背承軛17保持在后方側(cè)殼11b上。
第一實施例圖2是第一實施例的電動機的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖2所示，定子芯體10在旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)的周圍形成圓環(huán)狀，沿該圓環(huán)在周向上具有多個線圈13。該多個線圈在周向上大致等間隔配置，在向轉(zhuǎn)子(未圖示)突出設(shè)置的各齒12的周圍經(jīng)由絕緣體(未圖示)卷繞形成各相的線圈卷線(線纜)。
并且，多個線圈13是三相線圈，分別具有四個U相線圈(U1～U4)、V相線圈(V1～V4)、W相線圈(W1～W4)。
U相、V相、W相的各線圈，在定子芯體10的外周側(cè)具有外周側(cè)線圈卷線端部31u1～31u4、31v1～31v4、31w1～31w4，在定子芯體10的內(nèi)周側(cè)具有內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u1～32u4、32v1～32v4、32w1～32w4。
并且，外周側(cè)線圈卷線端部31u1、31u4、31v1、31v4、31w1、31w4由位于定子芯體10的外周側(cè)的外周側(cè)結(jié)線部21u、21v、21w結(jié)線。剩余的外周側(cè)線圈卷線端部31u2、31u3、31v2、31v3、31w2、31w3由外周側(cè)結(jié)線部24結(jié)線。該外周側(cè)結(jié)線部24兼具中性線。
內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u1、32u2、32v1、32v2、32w1、32w2由位于定子芯體10的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22ua、22va、22wa結(jié)線。剩余的內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u3、32u4、32v3、32v4、32w3、32w4由位于定子芯體10的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22ub、22vb、22wb結(jié)線。
由此，U相、V相、W相分別將各線圈串聯(lián)連接。
本實施例中，外周側(cè)結(jié)線部21u、21v、21w上設(shè)置外周側(cè)取出部23u、23v、23w，作為外周側(cè)取出結(jié)構(gòu)。
圖3是圖2的串聯(lián)連接的情況下的結(jié)線順序說明圖。
如圖3所示，U相線圈的情況下，從線圈U1向線圈U2通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22ua)，從線圈U2向線圈U3通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部24)，從線圈U3向線圈U4通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22ub)，從線圈U4向線圈U1通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部21u)而分別結(jié)線。即，串聯(lián)連接的情況下，各相交替具有外周側(cè)結(jié)線部和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部。
如上所述，作為熱源的外周側(cè)結(jié)線部21u、21v、21w、24和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22u、22v、22w分散在定子芯體10的外周側(cè)和內(nèi)周側(cè)，不會集中在一側(cè)，因此不會僅定子芯體10的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的一側(cè)高度變熱，可提高電動機的冷卻性能。
另外，因為具有交替使用外周側(cè)結(jié)線部和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部而串聯(lián)結(jié)線的串聯(lián)結(jié)線部，從而母線(bus bar)的重合數(shù)目可在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)均等配置，線圈卷線的圈數(shù)也可在U相線圈(U1～U4)、V相線圈(V1～V4)、W相線圈(W1～W4)的全部相線圈上均等(30.5圈)配置。
而且，如圖8所示，僅在外周側(cè)結(jié)線部或僅在內(nèi)周側(cè)結(jié)線部結(jié)線的情況下，母線的重合數(shù)目變?yōu)樽畲蠹?，該部分熱源集中，所以結(jié)線部局部高度變熱，但由于外周側(cè)結(jié)線部和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部交替使用而串聯(lián)結(jié)線，從而如圖2所示，母線的重合數(shù)目最大也不過是3，所以可抑制結(jié)線部局部高度變熱，提高電動機的冷卻性能。
再者，如圖8(a)所示，僅外周側(cè)結(jié)線部結(jié)線的情況下，母線的重合數(shù)目變大為最大即4，結(jié)線部的外徑變大，但由于交替使用外周側(cè)結(jié)線部和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部而串聯(lián)結(jié)線，從而母線的重合數(shù)目最大也不過是3，所以可防止結(jié)線部的外徑變大，可靠地使線圈結(jié)線部分小型化，節(jié)省空間，使整體小型化。
進而，如圖8(b)所示，僅在內(nèi)周側(cè)結(jié)線部結(jié)線的情況下，由于取出部位于定子芯體的內(nèi)周側(cè)，所以從該取出部向電動機殼外配線時，需將配線(取出線)配置在電動機的徑向上，對應該量電動機在軸向上變長，但如圖2所示，通過在外周側(cè)結(jié)線部21u、21v、21w設(shè)置取出部23u、23v、23w，從而可從定子芯體的外周側(cè)直接向電動機殼外配線，所以可防止電動機在軸向上變長。
第二實施例圖4是第二實施例的電動機的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的說明圖。本實施例中，如圖4所示，在內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22u、22v、22w設(shè)置內(nèi)周側(cè)取出部25u、25v、25w，作為內(nèi)周側(cè)取出結(jié)構(gòu)。
U相、V相、W相的各線圈，在定子芯體20的內(nèi)周側(cè)具有內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u1～32u4、32v1～32v4、32w1～32w4，在定子芯體20的外周側(cè)具有外周側(cè)線圈卷線端部31u1～31u4、31v1～31v4、31w1～31w4。
內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u1、32u4、32v1、32v4、32w1、32w4由內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22u、22v、22w結(jié)線。剩余的內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部32u2、32u3、32v2、32v3、32w2、32w3在內(nèi)周側(cè)結(jié)線部26結(jié)線。該內(nèi)周側(cè)結(jié)線部26兼具中性線。
外周側(cè)線圈卷線端部31u1、31u2、31v1、31v2、31w1、31w2由外周側(cè)結(jié)線部21ua、21va、21wa結(jié)線。剩余的外周側(cè)線圈卷線端部31u3、31u4、31v3、31v4、31w3、31w4由外周側(cè)結(jié)線部21ub、21vb、21wb結(jié)線。
由此，U相、V相、W相分別將各線圈串聯(lián)連接。
圖5是圖4的串聯(lián)連接的情況下的結(jié)線順序說明圖。
如圖5所示，U相線圈的情況下，從線圈U1向線圈U2通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部21ua)，從線圈U2向線圈U3通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部26)，從線圈U3向線圈U4通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部21ub)，從線圈U4向線圈U1通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22u)而分別結(jié)線。即，串聯(lián)連接的情況下，各相交替具有內(nèi)周側(cè)結(jié)線部和外周側(cè)結(jié)線部。
如上所述，作為熱源的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部22u、22v、22w、26和外周側(cè)結(jié)線部21u、21v、21w分散在定子芯體10的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)，而不會集中在一側(cè)，因此不會僅定子芯體20的內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的一側(cè)高度變熱，可提高電動機的冷卻性能。
另外，具有交替使用外周側(cè)結(jié)線部和內(nèi)周側(cè)結(jié)線部而串聯(lián)結(jié)線的串聯(lián)結(jié)線部，從而母線(bus bar)的重合數(shù)目可在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)均等配置，線圈卷線的圈數(shù)也可在U相線圈(U1～U4)、V相線圈(V1～V4)、W相線圈(W1～W4)的全部相線圈上均等(30.5圈)配置。
而且，如圖8所示，僅在外周側(cè)結(jié)線部或僅在內(nèi)周側(cè)結(jié)線部結(jié)線的情況下，母線的重合數(shù)目變?yōu)樽畲蠹?，該部分熱源集中，所以結(jié)線部局部高度變熱，但由于內(nèi)周側(cè)結(jié)線部和外周側(cè)結(jié)線部交替使用而串聯(lián)結(jié)線，從而如圖4所示，母線的重合數(shù)目可以最大也不過是3，所以可抑制結(jié)線部局部高度變熱，提高電動機的冷卻性能。
第三、四實施例圖6是第三實施例和第四實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)的結(jié)線順序的說明圖。
如圖6所示，U相、V相、W相的各線圈分別設(shè)置六個的情況下，結(jié)線部的順序也是從外周側(cè)結(jié)線部到內(nèi)周側(cè)結(jié)線部、或從內(nèi)周側(cè)結(jié)線部到外周側(cè)結(jié)線部、外周側(cè)和內(nèi)周側(cè)反復交替。
例如，U相線圈(U1～U6)的結(jié)線順序如下。
第三實施例如圖6的(a)部分所示，從線圈U1向線圈U6串聯(lián)連接的情況下，從線圈U1向線圈U2通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部)，從線圈U2向線圈U3通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部)，從線圈U3向線圈U4通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部)，從線圈U4向線圈U5通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部)，從線圈5向線圈U6通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部)，從線圈U6向線圈1通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部)分別結(jié)線?；蛘?，從線圈U1向線圈U2通過外周側(cè)，以后反復從內(nèi)周到外周進行，從線圈U6向線圈U1通過內(nèi)周側(cè)而分別結(jié)線。
第四實施例從線圈U1向線圈U2，從線圈3向線圈U4，從線圈U5向線圈U6串聯(lián)連接，而線圈U1和線圈U4和線圈U6、線圈U2和線圈U3和線圈U5并聯(lián)連接的情況下，如圖6(b)所示，串聯(lián)連接通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部)分別結(jié)線，并聯(lián)連接通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部)分別結(jié)線?；蛘撸?lián)連接通過外周側(cè)(外周側(cè)結(jié)線部)分別結(jié)線，并聯(lián)連接通過內(nèi)周側(cè)(內(nèi)周側(cè)結(jié)線部)分別結(jié)線。
第五實施例圖7是第五實施例的線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)，其(a)是線圈的段數(shù)為奇數(shù)的情況下的剖面說明圖，(b)是線圈的段數(shù)為偶數(shù)的情況下的剖面說明圖。在此，線圈的段數(shù)是指層狀卷繞在齒12上的線圈卷線13的層數(shù)。即，線圈卷線13卷繞在齒12上兩層的情況下，線圈段數(shù)是2。
如圖7所示，使各線圈的段數(shù)為奇數(shù)，定子芯體內(nèi)周側(cè)的線圈卷線13的端部從轉(zhuǎn)子(未圖示)側(cè)、即從齒12的突出端側(cè)取出，定子芯體外周側(cè)的線圈卷線13的端部從電動機殼11側(cè)即齒12的基部側(cè)取出。并且，定子芯體內(nèi)周側(cè)的線圈卷線13的端部結(jié)線部16a配置在形成于電動機殼11內(nèi)部的電動機旋轉(zhuǎn)軸側(cè)的冷卻用壁11d所形成的隔離部分，定子芯體外周側(cè)的線圈卷線13的端部結(jié)線部16b配置在電動機殼11內(nèi)部的殼體外周側(cè)面和背承軛17的間隙中(參照圖7(a))。
另外，使各線圈的段數(shù)為偶數(shù)，定子芯體內(nèi)周側(cè)和定子芯體外周側(cè)兩者的線圈卷線13的端部從電動機殼11側(cè)即齒12的基部側(cè)取出，定子芯體內(nèi)周側(cè)的線圈卷線13的端部結(jié)線部16a配置在形成于電動機殼11內(nèi)部的冷卻用壁11d和背承軛17的間隙中，定子芯體外周側(cè)的線圈卷線13的端部結(jié)線部16b配置在電動機殼11內(nèi)部的殼體外周側(cè)面和背承軛17的間隙(參照圖7(b))。
這樣，將線圈卷線在定子芯體內(nèi)周側(cè)從上，定子芯體外周側(cè)從下分別結(jié)線的情況下，線圈段數(shù)為奇數(shù)，定子芯體內(nèi)周側(cè)和定子芯體外周側(cè)都從下結(jié)線的情況下，線圈段數(shù)為偶數(shù)。即，由于定子芯體內(nèi)周側(cè)設(shè)置的冷卻翼的影響使線圈內(nèi)周結(jié)線時，使線圈卷線的取出成齒部突出端側(cè)(轉(zhuǎn)子側(cè))進行，則空間效率提高。
而在定子芯體外周側(cè)，結(jié)線部為線圈之下，可從齒部基部側(cè)進行線圈卷線的取出。因此，若線圈段數(shù)為奇數(shù)，則卷繞開始和卷繞結(jié)束成上下，所以可滿足上述條件。結(jié)果，線圈結(jié)線部分小型化，省空間化，可使整體小型化。
這種情況下，使線圈卷線從內(nèi)周側(cè)開始卷繞，從而可使端子部配置在外周側(cè)，所以與外周母線的結(jié)線作業(yè)性提高。
另外，實施例中，用三相電動機進行的說明，但相數(shù)不限于此，本發(fā)明也可適用于比3相大的相數(shù)的電動機。
權(quán)利要求
1.一種電動機，該電動機由具有多個永久磁體的轉(zhuǎn)子和相對該轉(zhuǎn)子的軸向側(cè)面配置并具有多個線圈的定子構(gòu)成，其特征在于，上述定子由配置成圓環(huán)狀的多個定子芯體構(gòu)成，線圈繞于該定子芯體上，該線圈具有在定子芯體的外周側(cè)具有將上述外周側(cè)線圈卷線端部間結(jié)線的外周側(cè)結(jié)線部的線圈；和在定子芯體的內(nèi)周側(cè)具有將上述內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部間結(jié)線的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部的線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，上述線圈具有多個相，該多個相各具有上述外周側(cè)結(jié)線部和上述內(nèi)周側(cè)結(jié)線部。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，三個或三個以上的上述線圈串聯(lián)連接，并交替具有上述外周側(cè)結(jié)線部和上述內(nèi)周側(cè)結(jié)線部。
4.如權(quán)利要求1～3的任一項所述的電動機，其特征在于，上述線圈分別使段數(shù)為奇數(shù)，上述內(nèi)周側(cè)線圈卷線端部位于上述定子芯體的突出端側(cè)，上述外周側(cè)線圈卷線端部位于上述定子芯體的基部側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的電動機，其特征在于，上述線圈分別自上述定子芯體的內(nèi)周側(cè)纏繞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動機，其線圈結(jié)線結(jié)構(gòu)可防止由于作為熱源的結(jié)線部集中在定子芯體的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的某一側(cè)而造成一側(cè)高度變熱，提高電動機的冷卻性能。其中設(shè)有在周向上具有多個永久磁體(9)的轉(zhuǎn)子(2)和在周向上具有多個線圈(13)并形成圓環(huán)狀的定子芯體(10)。將線圈(13)的卷線端部間進行結(jié)線的結(jié)線部分由位于定子芯體(10)的外周側(cè)的外周側(cè)結(jié)線部(21u、21v、21w、24)和位于定子芯體(10)的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)結(jié)線部(22u、22v、22w)而形成。
文檔編號H02K1/18GK1877966SQ20061008460
公開日2006年12月13日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者澀川佑一, 金子雄太郎 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社