專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別涉及為了汽車行駛而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩、或在制動時發(fā)電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子和轉(zhuǎn)子，定子具有形成了多個槽的定子鐵芯。定子鐵芯為了抑制鐵損，通常使0.05 1.0mm程度的電磁鋼板以規(guī)定的片數(shù)疊層,將電磁鋼板的外周部的規(guī)定位置焊接等而一體化(參照專利文獻(xiàn)I)。這樣制作的定子鐵芯上卷繞安裝有線圈。旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過對線圈供給交流電力而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，通過旋轉(zhuǎn)磁場使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)將對轉(zhuǎn)子施加的機(jī)械能變換為電能而從線圈輸出交流電力。旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)動作?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本國特開2002-291184號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題已知有具備定子、在定子的內(nèi)側(cè)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的轉(zhuǎn)子、和通過熱套或壓入保持定子的罩的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在汽車中搭載旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，存在通過罩的一端面設(shè)置的凸緣將旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定到汽車的適當(dāng)位置的情況。旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，存在壓縮應(yīng)力集中在定子鐵芯的與罩的凸緣對應(yīng)的部分，應(yīng)力集中的部分的電磁鋼板以起伏(向軸方向突出)的方式變形的問題。特別是汽車行駛所使用的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，需要將罩與定子鐵芯的公差(Interference)設(shè)定為較大而使罩的最大緊固轉(zhuǎn)矩較大,所以容易發(fā)生電磁鋼板的變形。用于解決課題的方案(I)本發(fā)明的第一方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括:安裝于外殼的具有多個凸緣的圓筒狀的罩；在罩上通過熱套或壓入而固定的具有圓筒狀的定子鐵芯的定子；和在定子內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)地配設(shè)的轉(zhuǎn)子，定子鐵芯由多片鋼板疊層而成，用于抑制鋼板的變形的加強(qiáng)部設(shè)置在定子鐵芯上與罩的凸緣對應(yīng)的位置。(2)根據(jù)本發(fā)明的第二方式，優(yōu)選在第一方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，加強(qiáng)部是與定子鐵芯的軸方向平行地設(shè)置的焊接部。(3)根據(jù)本發(fā)明的第三方式，優(yōu)選在第一方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，加強(qiáng)部是用于使鋼板之間疊層固定的斂縫部。(4)根據(jù)本發(fā)明的第四方式，優(yōu)選在第二方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，焊接部設(shè)置在定子鐵芯的外周部和/或內(nèi)周部。(5)根據(jù)本發(fā)明的第五方式，優(yōu)選在第一 三的任意一個方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，加強(qiáng)部配置在定子鐵芯的齒的中心軸上。(6)根據(jù)本發(fā)明的第六方式，優(yōu)選在第二或第四方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在定子鐵芯的所有齒的中心軸上的外周部設(shè)置有焊接槽，在與罩的凸緣對應(yīng)地配置的焊接槽中設(shè)置有焊接部。(7)根據(jù)本發(fā)明的第七方式，優(yōu)選在第一至六的任意一個方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，定子鐵芯是一體式鐵芯，在定子鐵芯上形成有與定子鐵芯的軸方向平行的多個槽；在槽中配設(shè)有多個分段導(dǎo)體相互連接而成的分段式線圈、和用于使分段導(dǎo)體相互之間以及槽與分段導(dǎo)體之間絕緣的絕緣紙。(8)根據(jù)本發(fā)明的第八方式，優(yōu)選在第一至七的任意一個方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，多個凸緣在圓筒狀的罩的一個端面周緣向徑方向外側(cè)突出設(shè)置。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能夠抑制因?qū)υ谡稚贤ㄟ^熱套或壓入而固定的定子鐵芯施加的緊固力造成的定子鐵芯的變形。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示本發(fā)明第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和罩的立體圖。圖3是表示本發(fā)明第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的立體圖。圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明第一實施方式的定子鐵芯的電磁鋼板的立體圖。圖5是表示定子鐵芯上卷繞的三個相的定子線圈的立體圖。圖6是表示定子鐵芯上卷繞的U相的定子線圈的立體圖。圖7是表示定子鐵芯上卷繞的Ul相的定子線圈的立體圖。圖8是表示定子鐵芯上卷繞的U2相的定子線圈的立體圖。圖9 Ca)是表示轉(zhuǎn)子和定子的截面的示意圖，圖9 (b)是圖9 Ca)的A部分放大示意圖。圖10是表示將本發(fā)明第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯通過熱套或壓入而固定到罩上的狀態(tài)的平面示意圖。圖11是表示本發(fā)明第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和罩的立體圖。圖12是表示將本發(fā)明第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯通過熱套或壓入而固定到罩上的狀態(tài)的平面示意圖。圖13是表示將本發(fā)明第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯通過熱套或壓入而固定到罩上的狀態(tài)的平面示意圖。圖14是表示將本發(fā)明第四實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯通過熱套或壓入而固定到罩上的狀態(tài)的平面示意圖。圖15是表示將本發(fā)明第五實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯通過熱套或壓入而固定到罩上的狀態(tài)的平面示意圖。圖16是表示對構(gòu)成本發(fā)明第五實施方式的定子鐵芯的電磁鋼板疊層固定的斂縫部的截面的示意圖。圖17是表示本發(fā)明第六實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的立體圖。
圖18是表示在所有齒的中心軸上設(shè)置了焊接槽的定子鐵芯的平面圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。[第一實施方式]-旋轉(zhuǎn)電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)-本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)是適用于汽車行駛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的所謂電動車有具備發(fā)動機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)兩者的混合動力型的電動車(HEV)和不使用發(fā)動機(jī)只通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)行駛的純電動車(EV)，由于以下說明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠用于兩者的類型，因此作為代表基于混合動力型的電動車所使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1中，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的一部分為截面,表不了旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的內(nèi)部。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)100配設(shè)在外殼10的內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)電機(jī)100包括罩112、罩112上固定的具有定子鐵芯132的定子130、在定子130內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)地配設(shè)的轉(zhuǎn)子150。外殼10由發(fā)動機(jī)的外殼和變速器的外殼構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)電機(jī)100是內(nèi)置永磁鐵型的三相同步電機(jī)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)100通過對定子鐵芯132上卷繞的定子線圈138供給三相交流電流，起到使轉(zhuǎn)子150旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)的作用。旋轉(zhuǎn)電機(jī)100被發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，作為發(fā)電機(jī)工作并輸出三相交流的發(fā)電電力。即，旋轉(zhuǎn)電機(jī)100具有基于電能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作為電動機(jī)的功能和基于機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電的作為發(fā)電機(jī)的功能兩者，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)選擇性地利用上述功能。在罩112上固定的定子130，通過用螺栓12使罩112上設(shè)置的凸緣115與外殼10連接，固定保持在外殼10內(nèi)。轉(zhuǎn)子150固定在外殼10的軸承14A、14B支承的軸118上，在定子鐵芯132的內(nèi)側(cè)
可旋轉(zhuǎn)地被保持。參照圖2說明罩112和定子130。圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的罩112和定子130的立體圖。-罩-罩112通過拉深加工厚度2 5mm程度的鋼板(高張力鋼板等)形成圓筒形。在罩112上設(shè)置有安裝到外殼10上的多個凸緣115。多個凸緣115，在圓筒狀的罩112的一端面周緣向徑向外側(cè)突出設(shè)置。凸緣115是在拉深加工時形成的端部切除凸緣115以外的部分形成的，與罩112是一體的。-定子-定子130具有圓筒狀的定子鐵芯132和該定子鐵芯132上安裝的定子線圈138。-定子鐵芯-對于定子鐵芯132參照圖3和圖4說明。圖3是表示定子鐵芯132的立體圖，圖4是表示構(gòu)成定子鐵芯132的電磁鋼板133的立體圖。定子鐵芯132如圖3所示，與定子鐵芯132的軸方向平行的多個槽420以在周方向上成為等間隔的方式形成。槽420的數(shù)量例如在本實施方式中為72個，在槽420中收容上述定子線圈138。各槽420的內(nèi)周側(cè)為開口，該開口的周長方向的寬度，與安裝定子線圈138的各槽420的線圈安裝部大致同等或比線圈安裝部小一些。在槽420之間形成有齒430，各個齒430與環(huán)狀的芯背440成為一體。S卩，定子鐵芯132是各個齒430與芯背440 —體成型的一體型鐵芯。齒430起到將定子線圈138產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場導(dǎo)向轉(zhuǎn)子150，使轉(zhuǎn)子150產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作用。定子鐵芯132通過對厚度0.05 1.0mm程度的電磁鋼板133 (參照圖4)進(jìn)行沖壓加工或蝕刻加工而成型，將多片成型后的圓環(huán)狀的電磁鋼板133疊層。定子鐵芯132在上述圓筒狀的罩112的內(nèi)側(cè)通過熱套而嵌合固定。具體的組裝方法例如是首先配置定子鐵芯132，將預(yù)先加熱通過熱膨脹使內(nèi)徑擴(kuò)展的罩112嵌在定子鐵芯132上。接著，使罩112冷卻而使內(nèi)徑收縮，通過該熱收縮將定子鐵芯132的外周部緊固。為了不因運(yùn)轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子150的轉(zhuǎn)矩的反作用而使定子鐵芯132相對于罩112空轉(zhuǎn)，罩112的內(nèi)徑尺寸設(shè)定為比定子鐵芯132的外徑尺寸小規(guī)定值，通過熱套嵌合使定子鐵芯132牢固地固定在罩112內(nèi)。將常溫下定子鐵芯132的外徑與罩112的內(nèi)徑的差稱為公差，將公差設(shè)定為旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的最大轉(zhuǎn)矩，罩112通過規(guī)定的緊固力保持定子鐵芯132。其中，定子鐵芯132不限于通過熱套嵌合固定的情況，也可以通過壓入嵌合固定于罩112。本實施方式的定子鐵芯132中，如圖3所示，設(shè)置有作為加強(qiáng)部的焊接部200。加強(qiáng)部連接疊層的各電磁鋼板133，并且抑制因罩112的緊固力而造成的電磁鋼板133的變形。對于加強(qiáng)部在之后敘述。-定子線圈-參照圖2和圖5 8說明定子線圈138。圖5是表示三個相的定子線圈138的立體圖。圖6、7和8分別是表示定子鐵芯132上卷繞的U相的定子線圈138、Ul相的定子線圈138和U2相的定子線圈138的立體圖。定子線圈138以分布繞組的方式卷繞，用星形接線的結(jié)構(gòu)連接。分布繞組指的是以在跨越多個槽420而隔開間距的兩個槽420中收納相繞組的方式，使相繞組卷繞在定子鐵芯132上的卷繞方式。本實施方式中，由于采用分布繞組作為卷繞方式，具有形成的磁通分布與集中繞組相比接近正弦波，容易產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的特征。因此，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)100能夠提高弱磁控制和應(yīng)用磁阻轉(zhuǎn)矩的控制的控制性，在低轉(zhuǎn)速至高轉(zhuǎn)速的較廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用，能夠獲得適合電動車的優(yōu)良的電機(jī)特性。此外，也可以以上層/下層線圈錯開一個槽而能夠抑制高次諧波的方式成為短間距繞組。定子線圈138構(gòu)成三相的星形連接的相線圈，截面可以是圓形，也可以是四邊形。由于具有為盡可能有效地利用槽420的內(nèi)部的截面而使槽內(nèi)的空間減小的結(jié)構(gòu)關(guān)系到效率的提高的傾向，在效率提高的方面優(yōu)選定子線圈138的截面為四邊形。其中，定子線圈138的截面的四邊形，可以是定子鐵芯132的周方向較短、徑向較長的形狀，相反也可以是周方向較長、徑向較短的形狀。本實施方式中，定子線圈138使用各槽420內(nèi)定子線圈138的長方形截面在定子鐵芯132的周方向較長、在定子鐵芯138的徑向較短的形狀的扁平線(參照圖9(b))。該扁平線的外周被絕緣膜覆蓋。
定子線圈138，如圖7和圖8所示，是將U字形的多個分段導(dǎo)體28相互連接形成的分段型線圈。分段導(dǎo)體28的中央部28C配置在一方的線圈端140，兩端部28E、28E在另一方線圈端140焊接。定子線圈138，如圖2所示，整體6個系統(tǒng)(仍、似、￥1、￥2、11、胃2)的線圈(參照圖5)密合安裝在定子鐵芯132上。構(gòu)成定子線圈138的6個系統(tǒng)的線圈通過槽420相互隔開適當(dāng)?shù)拈g隔排列。如圖5所示，在定子線圈138的一方的線圈端140上，引出UVW三相各自的定子線圈138的輸入輸出用的線圈導(dǎo)體即交流端子41 (U)、42 (V)、43 (W)和中性點接線用導(dǎo)體40。為了提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的組裝中的作業(yè)性，用于接收三相交流電力的交流端子41(U)、42 (V)、43 (W)從線圈端140向定子鐵芯132的軸方向外側(cè)突出地設(shè)置。定子130經(jīng)由交流端子41 (U)、42 (V)、43 (W)與未圖示的電力變換裝置連接，被供給交流電力。輸入輸出用的線圈導(dǎo)體的兩側(cè)配置的兩處中性點接線用導(dǎo)體40由Ul相的卷繞終點即Ul相中性線、Vl相的卷繞終點即Vl相中性線和Wl相的卷繞終點即Wl相中性線構(gòu)成。U2、V2、W2也是同樣的。各個中性點接線用導(dǎo)體40將三根中性線預(yù)先焊接，對其進(jìn)行環(huán)氧涂層成為直接繞到冠部一側(cè)的線圈上表面的結(jié)構(gòu)。如圖2和圖5所示，在定子線圈138的從定子鐵芯132向軸方向外側(cè)突出的部分即線圈端140配置有連接 線，成為整體上整齊的配置，具有關(guān)系到旋轉(zhuǎn)電機(jī)整體的小型化的效果。出于提高對于絕緣特性的可靠性的觀點，也優(yōu)選使線圈端140整齊。由于是使線圈端140與冷卻油直接接觸的直接油冷方式，線圈端140整齊時，在線圈表面上涂布了冷卻油，冷卻性較好。例如U、V、W的終端，用扁平線用的終端部件通過電阻釬焊而連接。終端部件對銅板進(jìn)行沖壓加工，使Φ I 3的凸點以成為高度0.1mm 0.2mm的方式從銅板的背面一側(cè)通過沖頭在多處擠壓成型。是用電極夾著銅板和釬焊材料，在加壓的同時通電的凸焊方式。凸焊中由于電流集中流過凸點，鋼板與釬焊材料的接觸部局部發(fā)熱，釬焊材料熔化，與鋼板接合而能夠半固定的結(jié)構(gòu)。由于用多處凸點將釬焊材料半固定，不容易受到彎曲成型時的拉伸應(yīng)力的影響，能夠防止釬焊材料的斷裂和剝落。此外，也可以使用預(yù)先帶有釬焊材料的覆層材料?；蛘撸俗右部梢允侵贿M(jìn)行熱斂縫的端子。使溫度測定用的傳感器被熱縮管等管包圍并與扁平線圈接觸。定子線圈138是導(dǎo)體的外周被絕緣膜覆蓋的結(jié)構(gòu)，維持電絕緣性，而除了絕緣膜以外通過絕緣紙300 (參照圖2)維持絕緣耐壓，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)可靠性的提高所以優(yōu)選。絕緣紙300配設(shè)在槽420和線圈端140。槽420中配設(shè)的絕緣紙300 (所謂的槽襯)，配設(shè)在對槽420插通的分段導(dǎo)體28的相互之間和分段導(dǎo)體28與槽420的內(nèi)面之間(參照圖9 (b))，提高分段導(dǎo)體相互之間和分段導(dǎo)體28與槽420的內(nèi)面之間的絕緣耐壓。例如，在高電壓下槽襯形狀出于除了對地間/異相間以外在同相間也實現(xiàn)絕緣強(qiáng)化為目的而為B字形，成為用槽襯將每一個線圈覆蓋的結(jié)構(gòu)。如圖2所示,在線圈端140配設(shè)的絕緣紙300為了線圈端140的相間絕緣、導(dǎo)體間絕緣而在分段導(dǎo)體之間環(huán)狀地配設(shè)使用。這樣，本實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100，由于在槽420的內(nèi)側(cè)和線圈端140配設(shè)了絕緣紙300，即使絕緣膜損傷或劣化，也能夠保持必要的絕緣耐壓。絕緣紙300例如是耐熱聚酰胺紙的絕緣膜，厚度為0.1 0.5mm程度。
扁平線的線圈間隔相對較寬，絕緣清漆這樣流動性較高的材料不能附著在線圈表面而是流下，因此為了使清漆主動地附著到線圈表面，使用絕緣體。通過絕緣體保持環(huán)氧清漆，并且沿著表面引導(dǎo)清漆流動，能夠使清漆較廣地滲透。由于冷卻油沿著絕緣體流動，因而成為了能夠使線圈端140有效地冷卻的結(jié)構(gòu)。-轉(zhuǎn)子-接著，參照圖1和圖9說明轉(zhuǎn)子150。圖9 (a)是表示轉(zhuǎn)子150和定子130的截面的示意圖。圖9 (a)為了避免繁瑣，省略了軸118和槽420的內(nèi)部收容的定子線圈138、絕緣紙300的圖示。圖9 (b)是圖9 (a)的A部分放大示意圖，表示了槽420內(nèi)配設(shè)的定子線圈138和絕緣紙300。如圖1和圖9 (a)所示，轉(zhuǎn)子150具有轉(zhuǎn)子鐵芯152和在轉(zhuǎn)子鐵芯152上形成的磁鐵插入孔中保持的永磁鐵154。轉(zhuǎn)子鐵芯152是在軸方向上被分割的傾斜結(jié)構(gòu)，磁鐵在軸方向上被分割。例如，磁鐵每一極被分割為兩部分，成為12極的V字形的結(jié)構(gòu)。-轉(zhuǎn)子鐵芯-轉(zhuǎn)子鐵芯152上，長方體形狀的磁鐵插入孔在外周部附近在周長方向上以等間隔形成，在各磁鐵插入孔中嵌入永磁鐵154，用粘合劑等固定。磁鐵插入孔的圓周方向的寬度形成為比永磁鐵154的圓周方向的寬度大,在永磁鐵154的兩側(cè)形成有磁隙156。磁隙156可以填入粘合劑，也可以用樹脂與永磁鐵154 —體固合。-永磁鐵-永磁鐵154形成轉(zhuǎn)子150的場磁極。本實施方式中是用一個永磁鐵154形成一個磁極的結(jié)構(gòu)，但也可以由多個永磁鐵構(gòu)成一個磁極。使形成各磁極的永磁鐵增加為多個，由此能夠使永磁鐵的各磁極的磁通密度增大，增大磁轉(zhuǎn)矩。永磁鐵154的磁化方向朝向徑向,磁化方向的朝向按每一個場磁極反轉(zhuǎn)。即，以使用于形成某一個磁極的永磁鐵154的定子一側(cè)的面磁化為N極、軸一側(cè)的面磁化為S極時，形成相鄰的磁極的永磁鐵154的定子一側(cè)的面為S極、軸一側(cè)的面為N極的方式磁化。本實施方式中，12個永磁鐵154在圓周方向上等間隔地以按每一個磁極交替地改變磁化方向的方式磁化配置，轉(zhuǎn)子150形成12個磁極。可以將永磁鐵154磁化后嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯152的磁鐵插入孔,也可以將永磁鐵154磁化前插入轉(zhuǎn)子鐵芯152的磁鐵插入孔，之后施加較強(qiáng)的磁場進(jìn)行磁化。磁化后的永磁鐵154的磁力較強(qiáng)，如果將永磁鐵154固定到轉(zhuǎn)子150前使磁鐵磁化，則永磁鐵154固定時與轉(zhuǎn)子鐵芯152之間產(chǎn)生較強(qiáng)的吸引力，該吸引力會妨礙作業(yè)。還擔(dān)心因較強(qiáng)的吸引力而使鐵粉等廢料附著在永磁鐵154上。為此，在提聞旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的生產(chǎn)效率的方面優(yōu)選將永磁鐵154插入轉(zhuǎn)子鐵芯152的磁鐵插入孔后進(jìn)行磁化。永磁鐵154能夠使用釹類、釤類的燒結(jié)磁鐵或鐵氧體磁鐵、釹類的粘結(jié)磁鐵等。永磁鐵154的剩余磁通密度優(yōu)選為0.4 1.3T程度，釹類的磁鐵更合適。本實施方式中，在形成磁極的各永磁鐵154之間形成有輔助磁極160。輔助磁極160起到使定子線圈138產(chǎn)生的q軸的磁通的磁阻減小的作用。通過輔助磁極160, q軸的磁通的磁阻與d軸的磁通的磁阻相比非常小，所以產(chǎn)生較大的磁阻轉(zhuǎn)矩。通過對定子線圈138供給三相交流電流而在定子130中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)子150的永磁鐵154而產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子150中，除了磁轉(zhuǎn)矩，還產(chǎn)生上述磁阻轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子150中上述磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩雙方的轉(zhuǎn)矩起到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的作用，能夠獲得較大的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。-加強(qiáng)部-對于加強(qiáng)部，參照圖2、圖3和圖10說明。圖10是表不將本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132通過熱套或壓入固定到罩112上的狀態(tài)的平面示意圖。圖10中，省略了槽420內(nèi)部配置的定子線圈138和絕緣紙300的圖示。如上所述，定子鐵芯132在罩112上通過熱套或壓入而嵌合固定。熱套或壓入后的定子鐵芯132中，因罩112的緊固力而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。該壓縮應(yīng)力特別集中在罩112的凸緣115抵接的部分。結(jié)果，構(gòu)成定子鐵芯132的電磁鋼板133變形成為向軸方向起伏的形狀。電磁鋼板133向軸方向突出地變形時，擔(dān)心槽420中配設(shè)的絕緣紙300和定子線圈138的絕緣膜損傷，線圈導(dǎo)體之間和線圈導(dǎo)體與定子鐵芯132短路，絕緣性降低。由于定子鐵芯面變形，線圈端140的定子鐵芯132與線圈導(dǎo)體的沿面距離變短，擔(dān)心線圈導(dǎo)體與定子鐵芯132短路。因旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的小型化、高輸出化而使電導(dǎo)體的占空系數(shù)越提高，絕緣性降低的傾向越顯著。越是提高線圈端140的高密度化，絕緣性降低的傾向越顯著。絕緣性降低的傾向隨著罩112的最大緊固轉(zhuǎn)矩增大而變得顯著。從而，本實施方式中，為了抑制電磁鋼板133的變形而確保充分的絕緣性，在定子鐵芯132的與罩112的凸緣115對應(yīng)的位置、即應(yīng)力集中的部分設(shè)置焊接部200作為加強(qiáng)部。焊接部200通過TIG焊接或激光焊接等，在圓筒狀的定子鐵芯132的外周部，與定子鐵芯132的軸方向平行地設(shè)置。焊接部200，如圖10所示，在定子鐵芯132的外周部預(yù)先設(shè)置的半圓狀的焊接槽210中中形成，焊接部200不向定子鐵芯132的徑向外側(cè)突出。焊接槽210為了不在磁通密度較高的部分阻擋磁通流，配置在齒430的中心軸X上。即，在各電磁鋼板133的構(gòu)成齒430的部分的中心軸X上設(shè)置焊接槽210。其中，使芯背440具有充分的寬度，由此能夠在齒430的中心軸X上以外形成焊接槽210。根據(jù)以上說明的第一實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的作用效果。(I)通過形成焊接部200作為加強(qiáng)部，提高了應(yīng)力集中的部分的剛性，所以能夠抑制電磁鋼板133的變形(即芯背440和齒430的變形)。(2)根據(jù)(1)，能夠防止因芯背440和齒430的變形而導(dǎo)致絕緣紙300和線圈導(dǎo)體的絕緣膜損傷。(3)根據(jù)(1)，能夠防止因芯背440和齒430的變形而導(dǎo)致線圈導(dǎo)體與定子鐵芯面的沿面距離變短。(4)根據(jù)(I) (3)，能夠提供具有絕緣特性優(yōu)良的定子130的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100。[第二實施方式]參照圖11和圖12，說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的第二實施方式。圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子130和罩112的立體圖，圖12是表示將本發(fā)明的第二實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132通過熱套或壓入固定到罩112上的狀態(tài)的平面示意圖。對于圖中與第一實施方式相同或相當(dāng)?shù)牟糠指郊酉嗤柌⑹÷哉f明。圖12中省略了槽420的內(nèi)部配置的定子線圈138和絕緣紙300的圖示。
第二實施方式中，在定子鐵芯132的外周部的與凸緣115對應(yīng)的位置，設(shè)置了多個作為加強(qiáng)部的焊接部200。根據(jù)第二實施方式，實現(xiàn)與第一實施方式說明的(I) (4)同樣的效果。根據(jù)第二實施方式，能夠通過設(shè)置多個焊接部200進(jìn)一步提高剛性，因此也能夠應(yīng)對熱套或壓入的公差較大的情況。焊接部200，如圖12所示，與凸緣115對應(yīng)地設(shè)置在凸緣115的中央附近和凸緣115的兩端部附近的共計3處，也可以設(shè)置在凸緣115的兩端部附近的共計2處。焊接部200能夠在定子鐵芯132的外周部適當(dāng)設(shè)置在凸緣115抵接的部分的附近。[第三實施方式]參照圖13說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的第三實施方式。圖13是表示將本發(fā)明的第三實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132通過熱套或壓入固定到罩112上的狀態(tài)的平面示意圖。對于圖中與第一實施方式相同或相當(dāng)?shù)牟糠指郊酉嗤柌⑹÷哉f明。本圖中省略了定子線圈138和絕緣紙300的圖示。第三實施方式中，在與凸緣115對應(yīng)的位置的槽420的底面上設(shè)置有焊接部200。即，作為加強(qiáng)部的焊接部200設(shè)置在定子鐵芯132的內(nèi)周部的與凸緣115對應(yīng)的位置。根據(jù)第三實施方式，通過在定子鐵芯132的內(nèi)周部設(shè)置焊接部200，實現(xiàn)與第一實施方式說明的(I) (4)同樣的效果。在內(nèi)周部設(shè)置焊接部200的情況下，也能夠與第二實施方式同樣地通過設(shè)置多個焊接部200 (未圖示)，進(jìn)一步提高剛性，因此也能夠應(yīng)對熱套或壓入的公差較大的情況。[第四實施方式]參照圖14，說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的第四實施方式。圖14是表示將本發(fā)明的第四實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132通過熱套或壓入固定到罩112上的狀態(tài)的平面示意圖。對于圖中與第一實施方式相同或相當(dāng)?shù)牟糠指郊酉嗤柌⑹÷哉f明。本圖中省略了定子線圈138和絕緣紙300的圖示。第四實施方式中，焊接部200設(shè)置在定子鐵芯132的外周部和槽420的底面。SP，作為加強(qiáng)部的焊接部200設(shè)置在定子鐵芯132的外周部和內(nèi)周部的與凸緣115對應(yīng)的位置。根據(jù)第四實施方式，不僅在外周部或內(nèi)周部中的一方，而是在雙方設(shè)置焊接部200，能夠進(jìn)一步提高定子鐵芯132的剛性，獲得與上述第一 第三實施方式同樣的效果。[第五實施方式]參照圖15和圖16,說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的第五實施方式。圖15是表不將本發(fā)明的第五實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132通過熱套或壓入固定到罩112上的狀態(tài)的平面示意圖，圖16是表示斂縫部201的截面的示意圖。對于圖中與第一實施方式相同或相當(dāng)?shù)牟糠指郊酉嗤柌⑹÷哉f明。圖15中省略了定子線圈138和絕緣紙300的圖示。第五實施方式中，用于使構(gòu)成定子鐵芯132的電磁鋼板133之間疊層固定的斂縫部201作為提高與凸緣115對應(yīng)的部分的剛性的加強(qiáng)部形成。斂縫部201由于設(shè)置在齒430的中心軸X上，所以能夠確保充足的磁通流。斂縫部201具有使用沖頭等，在電磁鋼板133的疊層方向形成的梯形的凸部和凹部。其中，斂縫部201不限于采用V形斂縫，也可以采用圓形斂縫。根據(jù)第五實施方式，通過使斂縫部201具有作為加強(qiáng)部的功能，在公差較小的情況下，實現(xiàn)了與第一實施方式說明的(I) (4)同樣的效果。[第六實施方式]參照圖17說明本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的第六實施方式。圖17是表示本發(fā)明的第六實施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的定子鐵芯132的立體圖。定子鐵芯132通過所謂旋轉(zhuǎn)堆疊制造，能夠?qū)崿F(xiàn)形狀精度的提高。旋轉(zhuǎn)堆疊指的是通過使分別由規(guī)定片數(shù)的電磁鋼板133構(gòu)成的多個疊層體134順次在周長方向上錯開規(guī)定角度配置，使板厚偏差平均化的定子鐵芯132的制造方法。第六實施方式中，使六個疊層體134各旋轉(zhuǎn)60°形成定子鐵芯132。通過旋轉(zhuǎn)堆疊形成定子鐵芯132的情況下，需要預(yù)先按規(guī)定間隔形成焊接槽210，使錯開規(guī)定角度配置的疊層體134的各焊接槽210—致。本實施方式中，每隔30°設(shè)置焊接槽210。如上所述，也可以考慮旋轉(zhuǎn)堆疊而預(yù)先確定形成焊接槽210的位置，但由于凸緣115的位置和形狀因安裝旋轉(zhuǎn)電機(jī)100的發(fā)動機(jī)箱和變速箱的形狀而不同，優(yōu)選如圖18所示，預(yù)先在定子鐵芯132的所有齒430的中心軸上的外周部設(shè)置焊接槽210。由此，無論凸緣115在怎樣的位置，都能夠在旋轉(zhuǎn)堆疊時使各疊層體134的焊接槽210在與凸緣115對應(yīng)的位置一致，因此是合適的。由于在齒430的中心軸上形成有焊接槽210，所以不會在磁通密度較高的部分妨礙磁通的流。其中，預(yù)先在定子鐵芯132的所有齒430的中心軸上的外周部設(shè)置焊接槽210的情況下，不在所有焊接槽210中形成焊接部200，而是對定子鐵芯132進(jìn)行熱套或壓入嵌合固定到罩112時，在與罩112的凸緣115對應(yīng)配置的焊接槽210中設(shè)置焊接部200。根據(jù)第六實施方式，實現(xiàn)了與第一實施方式說明的(I) (4)同樣的效果。以下變形也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還能夠?qū)⒁粋€或多個變形例與上述實施方式組
口 ο(I)不限于采用焊接部200或斂縫部201中的某一方作為加強(qiáng)部的情況，也可以將焊接部200和斂縫部201組合作為加強(qiáng)部。例如，也可以在較小的凸緣115所在的部分形成斂縫部201作為加強(qiáng)部，在較大的凸緣115所在的部分形成焊接部200作為加強(qiáng)部。還可以在較大的凸緣115所在的部分，形成焊接部200和斂縫部201雙方。(2)不限于使用與使定子鐵芯132疊層固定的焊接部200和斂縫部201具有作為加強(qiáng)部的功能的情況，也可以與用于連接電磁鋼板133的焊接部200或斂縫部201分別地設(shè)置加強(qiáng)部。例如，也可以通過斂縫部201使電磁鋼板133疊層固定，焊接部200不用于連接電磁鋼板133之間，僅為了實現(xiàn)作為加強(qiáng)部的功能而設(shè)置。即，加強(qiáng)部能夠僅設(shè)置在罩112的一方端部設(shè)置的凸緣115的附近。換言之，加強(qiáng)部能夠僅設(shè)置在定子鐵芯132的一方的端部側(cè)周邊。(3)由于加強(qiáng)部只要是用于提高定子鐵芯132的剛性的部件即可，所以也可以代替焊接部200和斂縫部201，將桿等部件以嵌入定子鐵芯132的外周部設(shè)置的槽的方式、且以與定子鐵芯132的軸方向平行的方式設(shè)置并通過焊接等固定來作為加強(qiáng)部。(4)對于上述定子鐵芯132，僅說明了多個齒430與芯背440成為一體的一體型鐵芯，但本發(fā)明能夠應(yīng)用的定子鐵芯132不限于此。例如，也能夠應(yīng)用于將多個分割鐵芯構(gòu)成的定子鐵芯132通過熱套或壓入嵌合固定到罩112的情況。
(5)不限于應(yīng)用于安裝了分段型線圈的定子鐵芯132的情況，也能夠應(yīng)用于在齒430上卷繞定子線圈138的情況。由此，能夠抑制因定子鐵芯132的變形而對定子線圈138施加的應(yīng)力，防止線圈導(dǎo)體的絕緣膜的損傷。以上說明了各種實施方式和變形例，但本發(fā)明不限于這些內(nèi)容。在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠考慮的其他方式也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。以下優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請的公開內(nèi)容作為引用文被導(dǎo)入本說明書。日本國專利申請2010年第249513號(2010年11月8日申請)
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，包括: 安裝于外殼的具有多個凸緣的圓筒狀的罩； 在所述罩上通過熱套或壓入而固定的具有圓筒狀的定子鐵芯的定子；和 在所述定子內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)地配設(shè)的轉(zhuǎn)子， 所述定子鐵芯由多片鋼板疊層而成， 用于抑制所述鋼板的變形的加強(qiáng)部設(shè)置在所述定子鐵芯上與所述罩的凸緣對應(yīng)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 所述加強(qiáng)部是與所述定子鐵芯的軸方向平行地設(shè)置的焊接部。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 所述加強(qiáng)部是用于使所述鋼板之間疊層固定的斂縫部。
4.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 所述焊接部設(shè)置在所述定子鐵芯的外周部和/或內(nèi)周部。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述加強(qiáng)部配置在所述定子鐵芯的齒的中心軸上。
6.如權(quán)利要求2或4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 在所述定子鐵芯的所有齒的中心軸上的外周部設(shè)置有焊接槽， 在與所述罩的凸緣對應(yīng)地配置的所述焊接槽中設(shè)置有所述焊接部。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述定子鐵芯是一體式鐵芯， 在所述定子鐵芯上形成有與所述定子鐵芯的軸方向平行的多個槽； 在所述槽中配設(shè)有多個分段導(dǎo)體相互連接而成的分段式線圈、和用于使所述分段導(dǎo)體相互之間以及所述槽與所述分段導(dǎo)體之間絕緣的絕緣紙。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述多個凸緣在所述圓筒狀的罩的一個端面周緣向徑方向外側(cè)突出設(shè)置。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括安裝于外殼的具有多個凸緣的圓筒狀的罩；在罩上通過熱套或壓入而固定的具有圓筒狀的定子鐵芯的定子；和在定子內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)地配設(shè)的轉(zhuǎn)子，定子鐵芯由多片鋼板疊層而成，用于抑制鋼板的變形的焊接部設(shè)置在定子鐵芯上與罩的凸緣對應(yīng)的位置。
文檔編號H02K1/18GK103201931SQ20118005382
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者中山健一, 后藤剛志, 岡本博光, 安達(dá)知弘, 美留町光明, 安嶋耕 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社