旋轉(zhuǎn)電機及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如電動機、發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機及其制造方法，特別涉及構(gòu)成電樞繞組的繞組體的形狀。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在電動機、發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機中，要求小型高輸出以及高品質(zhì)。對這種高輸出的旋轉(zhuǎn)電機施加高的電壓，因此在卷繞安裝到電樞鐵芯的導(dǎo)體線之間、特別是線圈末端產(chǎn)生的電位差變大，所以需要加厚包覆導(dǎo)體線的絕緣材料的厚度來提高絕緣性能。然而，當(dāng)加厚絕緣材料的厚度時，槽內(nèi)的導(dǎo)體線所占的比例(槽滿率)變小，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機的效率下降。
[0003]鑒于這種狀況，提出了如下以往的旋轉(zhuǎn)電機(例如，參照專利文獻I):在收納于電位差小的槽內(nèi)的導(dǎo)體線的直線部設(shè)置薄的絕緣覆膜，在電位差大的線圈末端部設(shè)置厚的絕緣覆膜，來提高槽內(nèi)的槽滿率、且確保了線圈末端部所需的絕緣性能。
[0004]專利文獻I:日本特開2013-94019號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在專利文獻I所述的以往的旋轉(zhuǎn)電機中，厚的絕緣材料設(shè)置在線圈末端部，因此存在如下課題:線圈末端部彼此經(jīng)由絕緣材料在徑向上重疊，線圈末端在徑向上擴大。
[0006]本發(fā)明是為了解決這種課題而做出的，其目的在于獲得一種通過研究導(dǎo)體線的形狀、抑制線圈末端的徑向尺寸的增大從而能夠確保線圈末端部所需的絕緣性能、并且能夠提高槽滿率的旋轉(zhuǎn)電機及其制造方法。
[0007]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機具有電樞，所述電樞具備在周向上排列有槽的圓環(huán)狀的電樞鐵芯以及安裝于所述電樞鐵芯的電樞繞組。所述電樞繞組具備多個分布卷繞式的繞組體，所述多個分布卷繞式的繞組體分別是卷繞被絕緣包覆且沒有連接部的連續(xù)的、與長度方向正交的截面面積固定的一根導(dǎo)體線而制作出的。所述導(dǎo)體線通過在該導(dǎo)體線的長度方向交替地排列直線部和線圈末端部而構(gòu)成，其中所述直線部被插入到所述槽，所述線圈末端部連結(jié)向位于在周向上連續(xù)的多個齒的兩側(cè)的所述槽插入的所述直線部，所述直線部在徑向上排成I列而在所述槽內(nèi)被收納多根，所述直線部的徑向?qū)挾缺人鼍€圈末端部的徑向?qū)挾葘挕?br>[0008]根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)體線成形為在導(dǎo)體線的長度方向上交替地排列被插入到槽的直線部和連結(jié)被插入到位于多個齒的兩側(cè)的槽的直線部的線圈末端部、且在被安裝到電樞鐵芯時直線部的徑向?qū)挾缺染€圈末端部的徑向?qū)挾葘?。因此，在徑向上相鄰的線圈末端部間形成間隙，所以無需加厚線圈末端部的絕緣材料的厚度就能夠確保線圈末端部所需的絕緣性能。由此，由線圈末端部干涉引起的線圈末端的徑向尺寸的增大得以抑制。進而，直線部相互相接而收納在槽內(nèi)，所以能夠提高槽滿率。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機的單側(cè)截面圖。
[0010]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機的主要部分的立體圖。
[0011]圖3是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的立體圖。
[0012]圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞鐵芯的鐵芯模塊的立體圖。
[0013]圖5是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的立體圖。
[0014]圖6是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的端面圖。
[0015]圖7是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的正視圖。
[0016]圖8是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的導(dǎo)體線的截面形狀的截面圖。
[0017]圖9是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體向電樞鐵芯的安裝狀態(tài)的圖。
[0018]圖10是表示成為構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的導(dǎo)體線的原材料的導(dǎo)體線材的俯視圖。
[0019]圖11是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的直線部成形工序的截面圖。
[0020]圖12是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的導(dǎo)體線的俯視圖。
[0021]圖13是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組組件的立體圖。
[0022]圖14是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的組裝方法的圖。
[0023]圖15是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的組裝方法的圖。
[0024]圖16是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的組裝方法的圖。
[0025]圖17是從圖16的XVI1-XVII箭頭方向看的截面圖。
[0026]圖18是表示本發(fā)明的實施方式I的實施方式的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0027]圖19是表示本發(fā)明的實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0028]圖20是表不本發(fā)明的實施方式2的實施方式的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0029]圖21是表示本發(fā)明的實施方式3的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0030]圖22是表不本發(fā)明的實施方式3的實施方式的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0031]圖23是表示本發(fā)明的實施方式4的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的主要部分截面圖。
[0032]圖24是說明本發(fā)明的實施方式4的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的直線部成形工序的截面圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，使用【附圖說明】本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機及其制造方法的優(yōu)選實施方式。
[0034]實施方式1.
[0035]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機的單側(cè)截面圖，圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機的主要部分的立體圖，圖3是表示本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞的立體圖，圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞鐵芯的鐵芯模塊的立體圖，圖5是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的立體圖，圖6是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的端面圖，圖7是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的電樞繞組的繞組體的正視圖，圖8是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體的導(dǎo)體線的截面形狀的截面圖，圖8的(a)表示線圈末端部的截面形狀，圖8的(b)表示導(dǎo)體線的直線部的截面形狀。圖9是說明本發(fā)明的實施方式I的旋轉(zhuǎn)電機中的繞組體向電樞鐵芯的安裝狀態(tài)的圖。
[0036]在圖1以及圖2中，旋轉(zhuǎn)電機100具備:殼體I，具有有底圓筒狀的框架2以及塞住框架2的開口的端板3;電樞10，以內(nèi)嵌狀態(tài)固定于框架2的圓筒部；以及轉(zhuǎn)子5，固定在經(jīng)由軸承4被可旋轉(zhuǎn)地支撐于框架2的底部以及端板3的旋轉(zhuǎn)軸6，可旋轉(zhuǎn)地配設(shè)在電樞10的內(nèi)周側(cè)。
[0037]轉(zhuǎn)子5是具備轉(zhuǎn)子鐵芯7以及永磁8的永磁型轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)子鐵芯7被固定在貫通軸心位置的旋轉(zhuǎn)軸6，永磁8埋設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯7的外周面?zhèn)炔⒃谥芟蛏系乳g距地排列而構(gòu)成磁極。此外，轉(zhuǎn)子5不限于永磁式轉(zhuǎn)子，也可以使用將不絕緣的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體收納在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中并用短路環(huán)將兩側(cè)進行短路而成的籠型轉(zhuǎn)子、或?qū)⒔^緣的導(dǎo)體線安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中而成的繞組型轉(zhuǎn)子。
[0038]接著，參照圖3至圖9具體地說明電樞1的結(jié)構(gòu)。
[0039 ]如圖3所示，電樞1具備電樞鐵芯11、安裝于電樞鐵芯11的電樞繞組20以及安裝于電樞鐵芯11的槽13的槽單元14。電樞繞組20是將安裝于電樞鐵芯11的多個繞組體21連線而構(gòu)成的。槽單元14通過將例如用間位系芳綸纖維夾著聚酰亞胺薄膜而制作出的長方形的片彎曲成形而形成為=字狀，并插入到槽13內(nèi)來將電樞鐵芯11和電樞繞組20電隔離。
[0040]這里，為了說明的方便，將轉(zhuǎn)子5的極數(shù)設(shè)為10、電樞鐵芯11的槽數(shù)設(shè)為60、電樞繞組20設(shè)為三相繞組。即，槽13以每極每相2個的比例形成于電樞鐵芯11。
[0041]如圖4所示，鐵芯模塊12具備:截面圓弧狀的回芯(coreback)部12a，將薄的電磁鋼板層疊一體化地制作而成；以及兩根齒12b，在周向上分開，各自從回芯部12a的內(nèi)周壁面向徑向內(nèi)方突出。30個鐵芯模塊12將齒12b朝向徑向內(nèi)方，使回芯部12a的周向的側(cè)面彼此相互對接而排列成圓環(huán)狀并一體化，從而構(gòu)成電樞鐵芯11。即，該鐵芯模塊12是將圓環(huán)狀的電樞鐵芯11在周向上進行了 30等分而成的?；匦静?2a在周向上排列為圓環(huán)狀，構(gòu)成電樞鐵芯11的回芯。由回芯部12a和齒12b構(gòu)成的槽13在內(nèi)周側(cè)開口，在周向上以等角間距排列。齒12b形成為周向?qū)挾瘸驈较騼?nèi)方逐漸變窄的尖端越來越細(xì)的形狀，與電樞鐵芯11的軸心正交的槽13的截面成為長方形。
[0042]如圖5至圖7所示，構(gòu)成電樞繞組20的繞組體21具備:第1、第2、第3以及第4直線部21a、21b、21c、21d，離開6個槽角度間隔而成為3列;第I線圈末端部21e，連結(jié)第I以及第2直線部21a、21b的長度方向的另一端彼此;第2線圈末端部21f，連結(jié)第2以及第3直線部21b、21c的長度方向的一端彼此;第3線圈末端部21g，連結(jié)第3以及第4直線部21c、21d的長度方向的另一端彼此;外徑側(cè)終端2 Ih，從第I直線部2 Ia的長度方向的一端延伸；以及內(nèi)徑側(cè)終端21i，從第4直線部21d的長度方向的一端延伸。外徑側(cè)終端21h以