车辆用交流发电机的定子及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及由内燃机驱动的交流发电机的定子,具体涉及客车,卡车等乘物搭载的车辆交流发电机定子的定子线圈及其制造方法。
背景技术
近年,车辆用交流发电机日益要求小型高输出。并且,为实现车辆用交流发电机小型高输出,必须提高定子磁性回路内收纳的电气导体的占空因数,又需要实现定子线圈连接部(将定子铁心外的连接部称为线圈端)的整列化和高密度化。
鉴于这种状况,例如在WO98/54823号公报中揭示了一种在定子线圈电气导体中使用短尺寸的导体段提高电气导体占空因数和实现线圈端整列化和高密度化的构造。
在WO98/54823号公报中揭示了这样一种定子,即,在将具有长方形的截面形状的U字状地多个导体段从定子铁心一方的端侧面插入后,通过将反插入侧的端部相互间结合进行定子线圈的卷装。该定子因使用具有长方形的截面形状的导体段,故可将导体段无间隙地收纳于切槽内,可提高占空因数,并且,与将连续的导体线卷成环状形成的环状线圈单元形成星形而制作的星形线圈单元卷装在定子铁心上的一般传统定子结构相比,其特点是容易形成线圈段规则性配置的定子线圈。即实现定子线圈的线圈端的整列化和高密度。
然而,WO98/54823号公报中记载的定子是将具有长方形的截面形状的短尺寸的导体线在其中央部分折曲成U字状并制作导体段。在该折曲工序中,在具有长方形截面的导体线的折曲部产生的应力会损伤导体段上包覆的绝缘覆膜,使绝缘性恶化。
为此,例如日本专利特开2000---299949号公报等提出只将具有长方形的截面形状的短尺寸的导体线中央部分成形为圆形的截面形状,减小折曲时折曲部产生的应力,以抑止绝缘覆膜的损伤。
图26为表示例如日本专利特开2000---299949号公报记载的以往车辆用交流发电机的定子要部的截面图,图27为表示构成图26中定子的定子线圈的导体段的立体图。
图26中卷装在定子铁心21的切槽2a上的定子线圈由多个电气导体构成,在各切槽2a内收纳有4个电气导体,绝缘子3围绕4个电气导体配设。在各切槽2a中,4个电气导体在切口内从径向的内侧按照第1号,第2号,第3号,第4号顺序配列成一列。
并且,一切槽2a的第1号的电气导体4a沿定子铁心2的顺时针方向以1个磁极间距隔开的另一个切槽2a内的第4号的折弯部4c5c成为一对。同样,一切槽2a的第2号的电气导体5a与定子铁心2的顺时针方向以1个磁极间距隔开的另一个切槽2a内的第3号的电气导体5b成为一对。这些成对的电气导体在定子铁心2的轴向一方的端面侧,通过用连接线经由后述的折弯部4c、5c进行连接。
由此,在定子铁心2一方的端面侧,第4号折弯部4b与第1号的电气导体4a连接的连接线将第3号电气导体5b与第2号的电气导体5a连接的连接线围住。即,在定子铁心2一方的端面侧,折弯部5c被折弯部4c围住。这样,在定子铁心2一方的端面侧,折弯部4c、5c成为2层,并沿周向配列构成线圈端群。
另一方面,一切槽2a的第2号电气导体5a与沿定子铁心2的顺时针方向以1个磁极间距隔开的另一个切槽2a内的第1号的电气导体4a成为一对。同样,一切槽2a的第4号的折弯部4b与沿定子铁心2的顺时针方向以1个磁极间距隔开的另一个切槽2a内的第3号的电气导体5b成为一对。这些成对的电气导体在定子铁心2的轴向另一方的端面侧,通过接合而连接。
由此,在定子铁心2另一方的端面侧,第4号折弯部4b与第3号的电气导体5b连接的外侧接合部和4号电气导体4a与第2号的电气导体5a连接的内侧接合部以沿径向和周向相互错开的形态配列。这样,在定子铁心2另一方的端面侧,外侧接合部和内侧接合部沿径向配列成1列构成线圈端群。
并且,如图27所示,第1号电气导体4a和第4号电气导线4b由短尺寸的导体线形成U状的大段4提供,第2号电气导体5a和第3号电气导线5b由短尺寸的导体线形成U状的小段5提供。各段4、5具有收纳切槽2a内轴向延伸的部分,同时具有相对于轴向倾斜所定角度延伸的斜行部4f、4g、5f、5g以及将斜行部4f、4g、5f、5g连接的折弯部4c、5c。并且,由斜行部4f、4g、5f、5g和折弯部4c、5c形成从定子铁心2向轴向一方的端面突出的线圈端。
又,在定子铁心2另一方的端面侧,大段4延伸端侧沿相互背离的方向弯曲。小段5延伸端侧沿相互接近的方向弯曲。并且,大段4的端部4d和小段5的端部5d通过焊接接合形成内侧接合部,大段4端部4e和小段51的端部5e通过焊接接合形成外侧接合部。这样,由斜行部4h、4i、5h、5i、端部4d、5d的内侧接合部和端部4e、5e的外侧接合部形成从定子铁心2向轴向另一方的端面突出的线圈端。
另外,大段4和小段5将具有长方形截面(扁平截面)的短尺寸的导体线中央部分塑性变形为圆形截面,再折曲成大致U字状,只有折曲部4c、5c形成圆形截面,其他部分则形成长方形截面。
在WO98/54823号公报记载的以往传统的定子中,因导体段具有扁平的截面形状,可提高电气导体占空因数,并可实现线圈端整列化和高密度化,可实现车辆用交流发电机的小型高输出。但在将扁平的截面形状的短尺寸的导体线折曲成U字状时,存在的问题是折曲部会产生大的应力,损伤导体段上包覆的绝缘覆膜,绝缘性恶化。并且,在定子线圈组装时或因搭载定子的部件运转中发生的振动引起的线圈端相互间碰触时导体段的角部之间或角部与平坦面相互摩擦,产生损伤绝缘覆膜、绝缘性恶化的问题。
又,在日本专利特开2000---299949号公报记载的以往定子中,由于只有折弯部4c、5c形成圆形截面,其他部分使用形成长方形截面的大段4和小段5构成定子线圈,因此可减少短尺寸的导体线折曲成U字状时折曲部4c、5c产生的应力,可抑止包覆在折曲部4c、5c上的绝缘覆膜的损伤。然而,因斜行部4f、4g、5f、5g形成扁平的截面形状,故在组装定子线圈时,或者因搭载定子的部件运转中发生的振动引起斜行部4f、4g、5f、5g相互间碰触时,斜行部的角部之间或角部与平坦面相互摩擦,产生损伤绝缘覆膜、绝缘性恶化的问题。
本发明为解决上述问题,其目的在于提供一种将收纳在导体线的切槽内的部分形成扁平的截面形状、并将由斜行部和折弯部构成的线圈端形成圆形的截面形状、可在实现车辆用交流发电机的小型高输出的同时提高绝缘性的车辆交流发电机定子的定子线圈及其制造方法。
本发明内容
本发明的车辆用交流发电机的定子具有形成多个切槽的定子铁心和将包覆绝缘覆膜的导体线卷装在所述切槽内形成的定子线圈,
所述定子线圈包括:所述多个切槽中各自收纳2n个(n:整数)、分别形成扁平的截面、使平坦面与该切槽的侧壁面密接、在各切槽内沿着切槽深度方向并排成1列的切槽收纳部;在隔开所定切槽数的切槽对的各自部位沿所述定子铁心的轴向的第1端面侧两切槽内的切槽深度方向通过具有非扁平的截面的连续导体线将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第1线圈端;以及在隔开所定切槽数的切槽对的各自部位沿所述定子铁心的轴向的第2端面侧的两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第2线圈端,
沿所述定子铁心的轴向的第1端面侧的所述两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第1线圈端沿周向以1个切槽间距配列并构成第1线圈端群,沿所述定子铁心的轴向的第2端面侧的所述两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第2线圈端沿周向以1个切槽间距配列并构成第2线圈端群。
又,所述第2线圈端由具有非扁平的截面的连续导线形成。
又,具有非扁平的截面的线圈端的截面积比所述切槽收纳部的端面积大。
又,收纳在所述切槽内的最外番号中的所述切槽收纳部形成径向外侧的角度曲率半径比径向内侧的角度曲率半径大的截面形状。
又,收纳在所述切槽内的最内番号中的所述切槽收纳部形成径向内侧的角度曲率半径比径向外侧的角度曲率半径大的截面形状。
又,所述切槽收纳部的与所述切槽侧壁面密接的所述平坦面的绝缘覆膜比径向外侧和内侧部位的绝缘覆膜薄。
又,所述切槽收纳部将绝缘覆膜包覆成2层。
又,所述绝缘覆膜由密着性强化树脂组成的下层绝缘覆膜和由耐热性树脂组成的上层绝缘覆膜辆所构成。
又,所述第1和第2线圈端群的构造是,所述第1和第2线圈端相对于位于从切槽收纳部的立起部与顶部之间的所述定子铁心的轴向,并使倾斜的斜行部沿周向接触进行配列。
又,所述切槽收纳部具有比位于相对具有非扁平截面的线圈端上的定子铁心的轴向倾斜的、从切槽收纳部的立起部与顶部之间的斜行部高的硬度。
又,从所述第1和第2线圈端群的一方延伸的所述定子线圈引出线具有圆形截面。
又,一种车辆用交流发电机的定子的制造方法,其特征在于,包括:
制作带状的线圈单元的工序,该带状线圈单元由连接部连接直线部以所定切槽间距配列,并形成相邻的该直线部由该连接部沿切槽深度方向将内层与外层形成交叉错开状的形态,将包覆绝缘覆膜的具有非扁平的截面形状的2根导体线相互错开所述所定切槽间距,将该直线部重合配列组成的导体线对各自以1个切槽间距错开,与所述所定切槽间距相同数对配列而构成;
将所述线圈单元的直线部冲压成形为扁平的截面形状并制作线圈组件的工序;
将所述线圈组件的直线部从切槽开口侧插入直方体的层叠铁心的切槽内并将该线圈组件安装在层叠铁心上的工序;
将安装有所述线圈组件的所述层叠铁心弯曲成环状、将该层叠铁心的端面相互对合,并将该层叠铁心端面焊接一体化的工序。
又,在所述线圈组件的制作工序中,金属模包括:具有所述直线部宽度以上的槽宽的第1冲压槽;以及具有小于所述直线部宽度的槽宽、与第1冲压槽连续向槽深度方向延伸的第2冲压槽,使用该金属模将所述线圈组件的直线部收纳在第1冲压槽内,然后从所述第1冲压槽侧推压该直线部,将该直线部压入所述第2冲压槽内,使该直线部变形为扁平的截面形状。
又,在安装有在所述叠层铁心上的所述线圈组件中,收纳在所述切槽内的切槽深度方向最深位置的所述直线部形成切槽底部侧的角部的曲径半径比切槽开口侧的角部的曲径半径大的截面形状。
又,在安装有在所述叠层铁心上的所述线圈组件中,收纳在所述切槽内的切槽深度方向最浅位置的所述直线部形成切槽开口侧的角部的曲径半径比切槽底部侧的角部的曲径半径大的截面形状。
又,在所述线圈组件制作工序中,将所述线圈组件所有的直线部总体冲压成形。
又,在所述线圈组件制作工序中,将多个所述线圈组件所有的直线部总体冲压成形。
又,具有在所述线圈组件的直线部涂覆形成第2绝缘覆膜的工序。
又,所述绝缘覆膜是密着性强化树脂,所述第2绝缘覆膜是耐热性树脂。
本发明采用以上的结构,可获得以下效果。
采用本发明,由于车辆用交流发电机的定子具有形成多个切槽的定子铁心和将包覆绝缘覆膜的导体线卷装在所述切槽内形成的定子线圈,
所述定子线圈包括:所述多个切槽中各自收纳2n个(n:整数)、分别形成扁平的截面、平坦面与该切槽的侧壁面密接、在各切槽内沿着切槽深度方向并排成1列的切槽收纳部;在隔开所定切槽数的切槽对的各自部位沿所述定子铁心的轴向的第1端面侧的两切槽内的切槽深度方向通过具有非扁平的截面的连续导体线将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第1线圈端;以及在隔开所定切槽数的切槽对的各自部位沿所述定子铁心的轴向的第2端面侧的两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第2线圈端,
沿所述定子铁心的轴向的第1端面侧的所述两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第1线圈端沿周向以1个切槽间距配列并构成第1线圈端群,沿所述定子铁心的轴向的第2端面侧的所述两切槽内的切槽深度方向将收纳在不同编号中的所述切槽收纳部串列连接的n个第2线圈端沿周向以1个切槽间距配列并构成第2线圈端群,因此,可实现车辆用交流发电机的小型高输出,同时可获得提高绝级性的车辆用交流发电机的定子。
由于所述第2线圈端由具有非扁平的截面的连续导体线形成,因此,可抑止与第2线圈端接触引起的绝缘覆膜损伤,进一步提高绝缘性。
又,由于具有非扁平的截面的线圈端的截面积比所述切槽收纳部的端面积大,因此,在搭载于车辆用交流发电机上时可抑止线圈组件的发热量,可减小冷却风扇。
又,由于收纳在所述切槽内的最外编号中的所述切槽收纳部的截面形状是径向外侧的角度曲率半径比径向内侧的角度曲率半径大,因此,在将导体线卷装于切槽上时可抑止与切槽的碰触,可抑止绝缘覆膜的损伤,提高绝缘性。
又,由于收纳在所述切槽内的最内编号中的所述切槽收纳部的截面形状是径向内侧的角度曲率半径比径向外侧的角度曲率半径大,因此可抑止因T字形前端的凸缘部与切槽收纳部碰触引起的绝缘覆膜的损伤,提高绝缘性。
又,由于所述切槽收纳部的与所述切槽侧壁面密接的所述平坦面的绝缘覆膜比径向外侧和内侧部位的绝缘覆膜薄,因此,可将切槽收纳部的发热快速地向具有放热面积的定子铁心传递而从定子铁心的表面散热,可抑止定子线圈的温度上升。
又,由于所述切槽收纳部将绝缘覆膜包覆成2层,因此,可抑止切槽收纳部的绝缘覆膜损伤,可提高绝缘性。
又,由于所述绝缘覆膜由密着性强化树脂组成的下层绝缘覆膜和由耐热性树脂组成的上层绝缘覆膜辆所构成,因此,可抑止因弯曲引起的绝缘覆膜损伤,并可抑止因定子线圈的发热引起的绝缘覆膜软化,得到良好的绝缘性。
又,由于所述第1和第2线圈端群的构造是上述第1和第2线圈端相对于从切槽收纳部的立起部与顶部之间的所述定子铁心的轴向使倾斜的斜行部沿周向接触进行配列,因此,可减少从第1和第2线圈端群的定子铁心的端面的延伸量,在车辆用交流发电机上搭载时可减小第1和第2线圈端群上的通风阻力。
又,由于所述切槽收纳部具有比斜行部高的硬度,该斜行部位于相对具有非扁平截面的线圈端上的定子铁心的轴向倾斜的、从切槽收纳部的立起部与顶部之间,因此容易使线圈的斜行部变形,即使线圈相互间碰触也不容易损伤绝缘覆膜,可提高绝缘性。
又,由于形成从所述第1和第2线圈端群的一方延伸的所述定子线圈引出线具有圆形截面,因此容易进行引出线与整流器的连接作业。
又,由于本发明的车辆用交流发电机的定子的制造方法包括:
制作带状的线圈单元的工序,该带状线圈单元由连接部连接直线部以所定切槽间距配列,并形成相邻的该直线部由该连接部沿切槽深度方向将内层与外层形成交叉错开状的形态,将包覆绝缘覆膜的具有非扁平的截面形状的2根导体线相互错开所述所定切槽间距,将该直线部重合配列组成的导体线对各自以1个切槽间距错开,与所述所定切槽间距相同数对配列而构成;
将所述线圈单元的直线部冲压成形为扁平的截面形状并制作线圈组件的工序;
将所述线圈组件的直线部从切槽开口侧插入直方体的层叠铁心的切槽内并将该线圈组件安装在层叠铁心上的工序;
将安装有所述线圈组件的所述层叠铁心弯曲成环状、将该层叠铁心的端面相互对合,将该层叠铁心端面焊接一体化的工序,因此,可明显减少端面上的结合部位,可得到生产性优良的车辆用交流发电机定子的制造方法。
又,由于在所述线圈组件的制作工序中,金属模包括:具有所述直线部宽度以上的槽宽的第1冲压槽;以及具有小于所述直线部宽度的槽宽、与第1冲压槽连续向槽深度方向延伸的第2冲压槽,使用该金属模将所述线圈组件的直线部收纳在第1冲压槽内,然后从所述第1冲压槽侧推压该直线部,将该直线部压入所述第2冲压槽内,该直线部变形为扁平的截面形状,因此,向线圈单元的金属墨膜的定位简易,可提高冲压作业性,并可简易地将直线部变形为扁平的截面形状。
又,由于在安装有在所述叠层铁心上的所述线圈组件中,收纳在所述切槽内的切槽深度方向最深位置的所述直线部形成的截面形状是切槽底部侧的角部的曲率半径比切槽开口侧的角部的曲率半径大,因此,可顺利将线圈组件安装在层叠铁心上,并可抑止凸缘部与直线部的干扰引起的绝缘覆膜损伤,提高绝缘性。
又,由于在安装有在所述叠层铁心上的所述线圈组件中,收纳在所述切槽内的切槽深度方向最浅位置的所述直线部形成的截面形状是切槽开口侧的角部的曲率半径比切槽底部侧的角部的曲率半径大,因此,在将层叠铁心弯曲成环状时可抑止层叠铁心的T字型部前端的凸像部与直线部碰触,可抑止凸缘部与直线部的干扰引起的绝缘覆膜损伤,提高绝缘性。
又,由于在所述线圈组件制作工序中将所述线圈组件所有的直线部总体冲压成形,因此,可使制造工序简略化,缩短制造时间。
又,由于在所述线圈组件制作工序中,将多个所述线圈组件所有的直线部一起冲压成形,因此,可使制造工序简化,缩短制造时间。
又,由于具有在所述线圈组件的直线部涂覆形成第2绝缘覆膜的工序,因此,在直线部冲压成形时,即使在绝缘树脂发生破裂,也可由第2绝缘覆膜将破裂堵塞,可提高绝缘性
又,由于所述绝缘覆膜是密着性强化树脂,所述第2绝缘覆膜是耐热性树脂,可抑止因直线部的冲压成形时引起的绝缘覆膜破裂,并可抑止因定子线圈的发热引起的第2绝缘覆膜软化,提高绝缘性。
附图的简单说明
图1为从轴向的第1端面侧看本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子要部的立体图。
图2为从轴向的第2端面侧看本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子要部的立体图。
图3为适用于本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的立体图。
图4为说明图3所示的导体段形成方法用的立体图。
图5为说明在本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子铁心上安装导体段的方法用的立体图
图6为说明本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的制造方法的工序图。
图7为说明本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子中的定子铁心的切槽内的导体段配置用的图。
图8为说明本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子线圈上的1相线圈的接线状态的端面图。
图9为表示适用于本发明实施形态2的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的异形导体段的立体图。
图10为表示适用于本发明实施形态3的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的立体图。
图11为表示适用于本发明实施形态4的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的形成方法用的立体图。
图12为表示适用于本发明实施形态5的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的形成方法用的立体图。
图13为本发明实施形态6的、从内径侧看车辆用交流发电机的定子要部的平面图。
图14为表示本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子要部的立体图。
图15为说明本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈上的1相线圈的接线状态的端面图。
图16为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图。
图17为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图。
图18为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图。
图19为表示适用于本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体组件的侧视图。
图20为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的线圈结构的立体图。
图21为说明本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子制造方法的工序剖视图。
图22为说明适用于本发明实施形8的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的冲压工序的图。
图23为说明适用于本发明实施形9的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的工序剖视图。
图24为说明本发明实施形10的车辆用交流发电机的定子上的的切槽内的导体线配列状态的剖视图。
图25为说明适用于本发明实施形10的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的冲压工序的图。
图26为表示传统的车辆用交流发电机的定子要部的截面图。
图27为表示构成传统车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的立体图。
具体实施形态
下面参照附图说明本发明的实施形态。
实施形态1
图1为从轴向的第1端面侧看本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子要部的立体图,图2为从轴向的第2端面侧看本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子要部的立体图,图3为表示适用于本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体段的立体图,图4为说明图3所示的导体段形成方法用的立体图,图5为说明在本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子铁心上安装导体段的方法用的立体图,图6为本发明实施形态1的、说明在车辆用交流发电机的定子的制造方法的工序图,图7为说明在本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子中的定子铁心的切槽内的导体段配置用的图,图8为说明在本发明实施形态1的车辆用交流发电机的定子的定子线圈上的1相部分的线圈的接线状态的端面图。另外,图8中,实线表示定子铁心第1端面侧的接线状态,虚线表示定子铁心第2端面侧的接线状态,黑点表示接合部,1、7、13.......91表示切槽号。
各图中,定子10由定子铁心11、卷装在定子铁心11上的定子线圈12、以及安装在定子铁心11的各切槽11a内的绝缘子13构成。
定子铁心11由圆筒状成形的叠层铁心制作,轴向延伸的切槽11a向内周侧开口,并沿周向以所定间距形成有多个。其中,定子10适用于具有16极的磁极数的转子的交流发电机。在定子铁心11上形成有96个切槽11a。即切槽11a以每极每相2个的比例形成。此时,6个切槽间距相当于1个磁极间距。
定子线圈12由多个线圈构成,该线圈是从定子铁心11的轴向第1端面侧向隔开6个切槽的切槽11a的各对分别插入2个形成U字状的多个导体段15,将沿定子铁心11的轴向的第2端面侧延伸的导体段15的端部相互间接合并形成波卷状。
导体段15成形为由连结部17将一对直线部16连结的略U字状。并且,直线部16具有长方形截面,连接部17具有圆形截面。
另外,在各切槽11a内,从径向内侧开始按照第1号、第2号、第3号和第4号的顺序将4个导体段15的切槽收纳部配成一列。
下面,说明定子10的制造方法
首先,如图4所示,使用冲压夹具20将具有包覆绝缘覆膜14的长方形截面的短尺寸的铜线材21的中央部冲压后变形为圆形截面。其次,将铜线材21的中央部折曲,制作图3所示的导体段15。
接着,如图5和图6所示,从定子铁心11的轴向第1端面侧向隔开6个切槽(1个磁极间距)的切槽11a的各对分别插入2个导体段15。由此,如图7所示,导体段15的直线部16的切槽收纳部16a使长方形截面的长度方向与径向一致,并排成1列地收纳在各切槽11a.。另外,图7中的绝缘子13虽未图示,但各切槽收纳部16a通过绝缘子13与切槽11a的侧壁面密接。
导体段15的直线部16的前端侧如图6(b)所示,从各切槽11a向定子铁心11的第2端侧面延伸的各导体段15的直线部16的前端侧向周向弯曲为相互背离。
如图8所示,在切槽编号的1号、7号…….91号切槽群中,从m号切槽11a的2号延伸的导体段15的端部16c和从(m+6)号切槽11a的1号延伸的导体段15的端部16c径向重合,并通过TIG焊接接合制作2个折弯1次的波卷状线圈。同样,从m号切槽11a的4号延伸的导体段15的端部16c和从(m+6)号切槽11a的3号延伸的导体段15的端部16c径向重合,并通过TIG焊接接合制作2个折弯1次的波卷状线圈。
其次,将插入55号与61号间的切槽11a的一对中的2个导体段15的连结部17切断,将插入61号与67号的切槽11a的一对中的2个导体段15的连结部17切断。并且,通过TIG焊接将从55号切槽11a的1号延伸的导体段15的切断端和从61号切槽11a的4号延伸导体段15的切断端接合,从55号切槽11a的3号延伸的导体段15的切断端与从67号切槽11a的4号延伸的导体段15的切断端通过TIG焊接接合,从61号切槽11a的1号延伸的导体段15的切断端与从61号切槽11a的2号延伸的导体段15的切断端通过TIG焊接接合。由此,可得到将4个折弯一次的波卷状线圈串联状连接的1相部分线圈。并且,从67号切槽11a的2号延伸的导体段15的切断端和从61号切槽11a的3号延伸的导体段15切断端分别成为1相部分线圈的引出线(O)和中性点(N)。
并且,分别安装在切槽号为2号、8号….92号的切槽群、切槽号为3号、9号….93号的切槽群、切槽号为4号、10号….94号的切槽群/切槽号为5号、11号….95号的切槽群以及切槽号为6号、12号….96号的切槽群上的导体段15同样进行接线,制作6相部分线圈(未图示)。
又,卷装在切槽号为1号、7号……91号切槽群上的线圈、卷装在切槽号为3号、9号……93号切槽群上的线圈、卷装在切槽号为5号、11号……95号切槽群上的线圈通过将中性点N相互间接合,成为Y形接线(交流接线),卷装在切槽号为2号、8号……92号切槽群上的线圈、卷装在切槽号为4号、10号……94号切槽群上的线圈、卷装在切槽号为6号、12号……96号切槽群上的线圈同样地接线成Y形,制作2组的3相交流线圈,如图1、图2和图6(c)所示,可得到定子10。再将该2组的3相交流线圈构成定子线圈12。
这种结构的定子线圈12具有长方形截面的切槽收纳部16a,通过绝缘子13将其平坦面与各切槽11a的侧壁面密接,并沿各切槽11a内沿切槽11a深度方向并排配列成一排。
并且,在隔开6个切槽数的切槽11a的各对中,在定子铁心11轴向的第1端面侧,通过具有圆形截面的连结部17串列状连接着收纳在两切槽11a的1号和2号中的切槽收纳部16a,通过具有圆形截面的连结部17串列状连接着收纳在切槽11a的3号和4号中的切槽收纳部16a,其中,连结部17由折弯部7a、以及将各切槽收纳部16a与折弯部7a连接的一对斜行部17b构成,成为第1线圈端。并且,2个第1线圈端以1个切槽间距沿周向配列,构成第1线圈端群12a,由此,第1线圈端径向和周向相互背离地沿周向整齐配列。
同样,在隔开6个切槽数的切槽11a的各对中,在定子铁心11轴向的第2端面侧,收纳在两切槽11a的1号和2号中的切槽收纳部16a将直线部16的延伸侧相互间接合并串列状连接。其中,将直线部16的延伸侧相互部接合组成的第2线圈端包括:将直线部16的端部16c相互间部接合的接合部18;以及将各切槽收纳部16a与接合部18连接的一对斜行部16b。并且,该2个第2线圈端以1个切槽间距沿周向配列,构成第2线圈端群12b,由此,第2线圈端径向和周向相互背离地沿周向整齐配列。
这样,采用本实施形态1,因导体段15的切槽收纳部16a形成长方形截面,故可增大切槽11a的导体占空因数。又,在定子铁心11的两端侧将收纳在隔开6个切槽的切槽11a的不同编号中的切槽收纳部16a分别在2个第1和第2线圈端上进行串联连接,将2个第1和第2线圈端以1个切槽间距沿周向配列,构成第1和第2线圈端群12a,因此,可实现第1和第2线圈端群12a、12b的整列化和高密度化。结果是得到可实现高输出的定子。
又,由于相当于第1线圈端的连结部17形成圆形截面,因此在将铜线材21折曲成U字形时,可减少连结部17的折弯部17a(折曲部)产生的应力,可抑止包覆折弯部17a上的绝缘覆膜14的损伤,提高绝缘性。
又,由于连结部17形成圆形截面,因此,即使在定子线圈12组装时或因搭载有定子10的部件运转中发生的振动而使连结部17(第1线圈端)相互间碰触,也可抑止绝缘覆膜14的损伤,提高绝缘性。
又由于定子线圈12引出线O和中性点N形成圆形截面,因此可简易地将绝缘覆膜14除去。由此,在将定子10组装在交流发电机上时,能可靠而又简易地将定子10的引出线O与整流器连接。
虽然在所述实施形态1中对使用由波卷状线圈构成的定子线圈12作了说明,但在用于由重合卷绕状线圈构成的定子线圈时也可得到同样的效果。
又,虽然在所述实施形态1中对向以隔开6个切槽的切槽11a的对中分别插入2个导体段15的结构作了说明,但对隔开6个切槽的切槽11a的对中插入的导体段15的个数不限定,可以是1个,也可以是3个以上。但在切槽11a内收纳的切槽收纳部16a的个数是偶数。
又,虽然在所述实施形态1中对向以隔开6个切槽的切槽11a的对中插入导体段15的结构作了说明,但不作限定。但当每级每相的切槽数是1时,导体段15应插入隔开3个切槽的切槽11a的对中。
又,虽然所述实施形态1是将铜线材21的中央部1个个地由冲压夹具20变形为圆形截面,但也可将多个铜线材21的中央部一起由冲压夹具20变形为圆形截面。这种情况下可简化制造工序,缩短制造时间。
实施形态2
在该实施形态2中是将导体段15和异形导体段22组合构成定子线圈。并且,在构成各相线圈的4个波卷状线圈串联状连接的部位上使用导体段22。该导体段22如图9所示,使用冲压夹具20对包覆绝缘覆膜14的具有长方形截面的短尺寸的铜线材的一端侧进行冲压,变形为圆形截面。
下面参照图8进行说明,异形导体段22分别被装在55号切槽11a的1号和3号、61号切槽11a的从第1号到第4号以及67号切槽11a的2号和4号中。在将各异形导体段22插入切槽11a后,形成的图9箭头所示的弯曲。又,在其他的切槽11a的对中,与上述实施形态1同样地插入导体段15。导体段22的矩形截面部23的前端侧弯曲,并具有与导体段15的斜行部16b和端部16c同等的斜行部23b和端部23c,矩形截面m23的残部成为切槽收纳部23a。并且,圆形截面部24弯曲成不与导体段15的连结部17碰触。
又,在第2端面侧,从55号切槽11a的1号和3号延伸的异形导体段22的端部23c与从49号切槽11a的2号和4号延伸出的导体段15的端部16c接合。又,从61号切槽11a的1号和3号延伸的异形导体段22的端部23c与从55号切槽11a的2号和4号延伸出的导体段15的端部16c接合。又,从61号切槽11a的2号和4号延伸的异形导体段22的端部23c与从67号切槽11a的1号和3号延伸出的导体段15的端部16c接合。又,从67号切槽11a的2号和4号延伸的异形导体段22的端部23c与从73号切槽11a的1号和3号延伸出的导体段15的端部16c接合。
接着,在第1端面侧,从55号切槽11a的1号延伸的异形导体段22的端部24a与从61号切槽11a的4号延伸至第1端面侧的异形导体段22的端部24a接合,从55号切槽11a的3号延伸的异形导体段22的端部24a与从67号切槽11a的4号延伸出的异形导体段22的端部24a接合,从61号切槽11a的1号延伸的异形导体段22的端部24a与从61号切槽11a的1号延伸出的异形导体段22的端部24a接合。
由此,与所述实施形态1一样,可得到将4个折弯一次的波卷状线圈串联状连接的1相部分线圈。并且,从67号切槽11a的2号延伸至第1端面侧的异形导体段22的端部下4a和从61号切槽11a的3号延伸至第1端面侧的异形导体段22的端部24a分别成为1相部分线圈的引出线(O)和中性点(N)。
另外,其他5相部分线圈也是同样的构成。
由此,采用该实施形态2,因使用异形导体段22,故在将构成各相线圈构成的4个波卷状线圈串联连接时不必将导体段15切断,可提高接线作业性。
实施形态3
在本实施形态3中使用了导体段25,该导体段25是由冲压夹具20对包覆绝缘覆膜14的具有长方形截面的短尺寸的铜线材中央部及其两端部进行冲压,变形为圆形截面。然后将铜线材的中央部折曲成U字状。该导体段25如图10所示,切槽收纳部25a形成长方形截面,构成第1线圈端的连结部25b形成圆形截面,构成第2线圈端的斜行部25c和端部26d形成圆形截面。另外,除了不用导体段15而改变为使用导体段25这点外,结构与上述实施形态1一样。
采用本实施形态3,因第2线圈端由圆形截面的导体构成,故即使在定子线圈组装时或因搭载有定子的部件运转中发生的振动而使第2线圈端相互间碰触,也可抑止绝缘覆膜14的损伤。由此,可抑止第1线圈端群和第2线圈端群上的绝缘覆膜14的损伤,提高绝缘性。
实施形态4
如图11所示,本实施形态4中制有导体段,该导体段是由冲压夹具20对包覆绝缘覆膜14的具有圆形截面的短尺寸的铜线材26的两端部进行冲压而成形为长方形截面。然后将铜线材的中央部折曲成U字形。
另外,除了制作导体段的铜线材26具有圆形截面之外,结构与所述实施形态1一样。
由此,采用所述实施形态4,因导体段采用具有圆形截面的铜线材制作,故与具有长方形截面的铜线材21相比价格低廉,可低成本制作定子。
又由于切槽收纳部冲压成形,切槽收纳部的硬度比连接部高,因此作为第1线圈端群的连接部容易变形,即使连接部相互间碰触,也不容意引起绝缘覆膜14损伤,可提高绝缘性。
另外,虽然所述实施形态4是通过由冲压形成切槽收纳部以提高硬度,但切槽收纳部硬度比连接部的硬度高的方法并不限定于此。
实施形态5
如图12所示,本实施形态5首先制作将绝缘覆膜14包覆并具有中央部为大径的圆形截面的短尺寸的铜线材27,再将除了铜线材27的中央部之外的部位由冲压加工变形为长方形截面。然后,将铜线材27的中央部折曲,制作成由直线部30将一对直线部29连接的U字状导体段28。该导体段28的连接部30的截面积比直线部29的截面积大。
另外,除了使用导体段28取代导体段15之外,结构与所述实施形态1一样。
采用所述实施形态5,由连接部30构成的第1线圈端群的截面积比由直线部29构成的切槽收纳部的截面积大,由此,在将定子搭载在交流发电机上时,可抑止第1线圈端群的发热量,可缩小为冷却线圈端群而装备的冷却风扇的体积,可实现交流发电机的小型化。
实施形态6
如图13所示,本实施形态6为在第1线圈端群12a中,周向相邻的斜行部17b沿周向接触状配列,在第2线圈端群12b中,周向相邻的斜行部16b沿周向接触状配列。
另外,其他结构与实施形态1相同。
采用实施形态6,因周向相邻的斜行部16b、17b无间隙地配列,故可增大相对于斜行部16b、17b的定子铁心11轴向的倾斜度,降低第1和第2线圈端群12a,、12b的轴向高度。结果是搭载在交流发电机上时,可减小第1和第2线圈端群12a,、12b上的通风阻力。结果是可加大冷却风扇的冷却风量,可使第1和第2线圈端群12a,、12b高效率冷却,可抑止定子的温度上升,以使交流发电机实现高输出。
实施形态7
图14为表示本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子要部的立体图,图15为说明在本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈上的1相部分的线圈的接线状态的端面图,图16为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图,图17为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图,图18为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的制造方法的图。,图19为表示适用于本发明实施形态7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的导体组件的侧视图,图20为说明适用于本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子线圈的线圈组件的线圈结构的立体图,图21为说明本发明实施形7的车辆用交流发电机的定子的定子制造方法的工序剖视图。另外,图15中,实线表示定子铁心第1端面侧的接线状态,虚线表示定子铁心第2端面侧的接线状态,黑点表示接合部,1、7、13.......91表示切槽编号。
图14中,定子35包括:由圆筒状成形的叠层铁心制作、轴向延伸的切槽11a向内周侧开口,沿周向以所定间距形成有多个的定子铁心11;将多个连续的导体线卷装在切槽11a上形成的定子线圈36;以及安装在切槽11a上的绝缘子13。
定子线圈36为将1根导体线40在定子铁心11的第1和第2端面侧的切槽11a外折返,并具有多个卷装成波卷状的卷线,以在每隔6个切槽的切槽11a内将内层与外层沿切槽深度方向交叉。
其中,导体线40采用包覆有绝缘覆膜的铜线材。并且,收纳于切槽11a内的导体线40的部位(切槽收纳部)具有长方形截面,在定子铁心11的第1和第2端面侧,隔开6个切槽的一方的切槽11a内的内层切槽收纳部和另一方的切槽11a内的外层的切槽收纳部串联连接的导体线40的连结部41具有圆形截面。该连结部41由折弯部41a、各切槽收纳部与折弯部41a连接的一对斜行部41b构成,分别成为第1和第2线圈.。
下面,参照图15具体说明构成定子线圈36的1相部分的线圈37的线圈构造。
1相部分的线圈37分别由1根导体线40组成的第1到第4线圈51~54所构成。第1线圈51的结构是将1根导体线40从1号到91号每隔6个切槽,将切槽11a的1号与2号交叉构成波卷状。第2线圈52的结构是将导体线40从1号到91号每隔6个切槽,将切槽11a的2号与1号交叉构成波卷状。第3线圈53的结构是将导体线40从1号到91号每隔6个切槽,将切槽11a的3号与4号交叉构成波卷状。第4线圈54的结构是将导体线40从1号到91号每隔6个切槽,将切槽11a的4号与3号交叉构成波卷状。并且,在各切槽11a内,导体线40的切槽收纳部42将长方形截面的长度方向沿径向对齐,并沿径向配列成4根并列成一列。
在定子铁心11的第1端面侧,对从1号切槽11a的2号延伸出的第2线圈52的卷始端部52a和从91号切槽11a的3号延伸的第4线圈54卷终端部54b进行TIG焊接,再对从1号切槽11a的4号延伸出的第4线圈54的卷始端部54a和从91号切槽11a的1号延伸的第2线圈52卷终端部52b进行TIG焊接,形成2次折弯的线圈。
又,在定子铁心11的第2端面侧,对从1号切槽11a的1号延伸出的第1线圈51的卷始端部51a和从91号切槽11a的4号延伸的第3线圈53卷终端部53b进行TIG焊接,再对从1号切槽11a的3号延伸出的第3线圈53的卷始端部53a和从91号切槽11a的2号延伸的第1线圈51卷终端部51b进行TIG焊接,形成2次折弯的线圈。
并且,将从61号切槽11a的第3号和67号切槽11a的第4号向定子铁心11的第1端面侧延伸的第3线圈53的导体线40的连结部41切断,将从67号切槽11a的第3号和73号切槽11a的第4号向定子铁心11的第1端面侧延伸的第4线圈54的导体线40的连结部41切断。然后,将第3线圈53的切断端53c与第4线圈54切断端54c接合,形成由第1到第4线圈51~54串联连接组成的折弯的1相部分的线圈37。
另外,第3线圈53的切断端53d和第4线圈54的切断端54d分别成为引出线(O)和中性点(N)。
同样,将卷装有导体线40的切槽11a各错开1个切槽,形成6相部分的线圈37。
并且,卷装在切槽号为1号、7号……91号切槽群上的线圈37、卷装在切槽号为3号、9号……93号切槽群上的线圈37、卷装在切槽号为5号、11号……95号切槽群上的线圈37通过将中性点(N)相互间接合并进行Y形接线,同样,卷装在切槽号为2号、8号……92号切槽群上的线圈37、卷装在切槽号为4号、10号……94号切槽群上的线圈37、卷装在切槽号为6号、12号……96号切槽群上的线圈37将中线点(N)接合进行Y形接线,制作2组的3相交流线圈,可得到定子35。另外,该2组的3相交流线圈构成定子线圈36。
这种结构的定子35的具有长方形截面的切槽收纳部42通过绝缘子13将其平坦面与各切槽11a的侧壁面密接,在各切槽11a内沿切槽11a深度方向并排配列成一排。
并且,隔开6个切槽数的切槽11a的各自的对中,在定子铁心11轴向的第1端面侧,通过具有圆形截面的连结部41串列状连接着收纳在两切槽11a的1号和2号中的切槽收纳部42,通过具有圆形截面的连结部41串列状连接着收纳在切槽11a的3号和4号中的切槽收纳部42。该两个连结部(第1线圈端)沿径向背离配置,由此,第1线圈端径向和周向相互背离,沿周向以隔开1个切槽间距整齐配列。构成第1线圈端群36a。
同样,隔开6个切槽数的切槽11a的各自的对中,在定子铁心11轴向的第2端面侧,收纳在两切槽11a的1号和2号中的切槽收纳部42通过具有圆形截面的连结部41串列状连接,收纳在两切槽11a的3号和4号中的切槽收纳部42通过具有圆形截面的连结部41串列状连接。该两个连结部(第2线圈端)沿径向背离配置,由此,第2线圈端径向和周向相互背离,沿周向以隔开1个切槽间距整齐配列,并构成第2线圈端群36a。
因此,在本实施形态7中,也能增大切槽11a的导体占空因数,并且,可实现第1和第2线圈端群36a、36b的整列化和高密度化。其结果是得到可实现高输出的定子。
又,由于构成第1和第2线圈端的连结部41形成圆形截面,因此在将导体线40折曲形成连结部41的折弯部41a时,可减小折弯部41a上产生的应力,减少包覆折弯部41a的绝缘覆膜的损伤,提高绝缘性。
又,因连结部41形成圆形截面,故即使在定子线圈组装时或因搭载有定子的部件运转中发生的振动而使连结部41(第1和第2线圈端)相互间碰触,也可抑止绝缘覆膜的损伤,提高绝缘性。
又由于定子线圈36引出线O和中性点N形成圆形截面,因此可简易地将包覆在引出线O和中性点N的端部的绝缘覆膜除去。由此,在将定子35组装在交流发电机上时,能可靠而又简易地对定子35的引出线O与整流器进行连接。
另外,本实施形态7是将第1和第2线圈端沿周向隔开配列,但也可将第1和第2线圈端的斜行部沿周向密接状配列,此时,可减少第1和第2线圈端群的通风阻力。可获得与所述实施形态6同样的效果。
下面,参照图16至图21具体说明定子35。
首先,将12根连续的导体线39以1个切槽间距并排在平面上。其次,如图16所示,将12根导体线39一起以所定间距(双点双划线的位置)折返,如图17所示,12根导体线39相对于中心线L倾斜角度α度,形成螺旋状卷绕的带状的线圈单元43。该导体线39由包覆有绝缘覆膜的具有圆形截面的铜线材构成。
并且,在线圈单元43宽度方向分开有距离D的位置上,将一对销群44从线圈单元43的表面侧插入各导体线39之间。同样,在线圈单元43宽度方向分开有距离D的位置上,将一对销群44从线圈单元43的里面侧插入各导体线39之间。然后在线圈单元43的宽度方向端部将位置规则销群45插入各导体线39之间。这样,销群44、45如图17所示进行定位。其中,距离D与后述的层叠铁心58的切槽58a的槽方向长度(定子铁心11的轴向长度)大体一致。
由此,从线圈单元43的表面侧插入各导体线39间的一对销群44如图17中实线箭头所示,在线圈单元43的长度方向相互逆向移动。同样,从线圈单元43的里面侧插入各导体线39间的一对销群44如图17中虚线箭头所示在线圈单元43的长度方向相互逆向移动。此时,因位置规则销群45插入各导体线39之间,故可阻止导体线39晃动。
位于一对销群44间的各导体线39的部位相对于线圈单元43的长度方向正交状变形。由此,相对于线圈单元43长度方向正交状变形的直线部56a在线圈单元43的表里方向上重合成对,在线圈单元43的长度方向上以1个切槽间距配列成96对。并且,位于一对销群44的外方位置的各导体线39的部位成为将隔开6个切槽的直线部56a间连结的连接部。这样,制作的带状的线圈单元56除了直线部56a具有圆形截面这一点外,构成与图19所示的后述的线圈段57同等的线圈构造。即,线圈单元56由连接部将直线部56a以6个切槽间距配列,并且,相邻的直线部56a由连接部在厚度方向的两侧形成导体线39的宽度(W)部分交叉错开形状的2根导体线39相互错开6个切槽间距,将直线部56a重合配列组成的导体线39的对各自错开1个切槽间距,配列成6对构成。
接着,将该带状的线圈单元56设置在冲压夹具46上。如图18所示,该冲压夹具46由以1个切槽间距配列有冲压槽48的金属模47以及以一个切槽间距配列的按压工具49构成。并且,各冲压槽48的槽的长度与后述的层叠铁心58的切槽58a的槽向长度(定子铁心11的轴向长度)大体一致,并且,由具有与导体线39的线径同等的槽宽的第1冲压槽48a以及在该第1冲压槽48a中连续形成且比第1冲压槽48a的沟宽狭的第2冲压槽48b构成。又,压杆49a的长度与冲压槽48的槽高长度大体一致,而宽度则与冲压槽48b的槽宽大体一致。
带状的线圈单元56如图18(a)所示,将直线部56a的各对在金属模47内设置成收纳在各冲压槽48的第1冲压槽48a内。然后,按压工具49将各压杆49设置成位于冲压槽48的第1冲压槽48a内并向图18(a)中的下方移动。
由此,推压各对的直线部56a一边塑性变形一边从第1冲压槽48a向第2冲压槽48b内推入,直至与第2冲压槽48b的底部抵接。并且,各对的直线部56a由按压工具49继续推压,如图18(b)所示成为了具有长方形截面的切槽收纳部42。然后,将按压工具49拔出,将带状的线圈单元56从金属模47取出,得到图19所示的线圈组件57。
这样制作的线圈组件57的结构是以1个切槽间距配列有96对与图19的图面正交的方向(与线圈组件57的宽度相当)上重合的一对切槽收纳部42,各对的切槽收纳部42的宽度方向一侧的切槽收纳部42通过连结部41与隔开6个切槽的各对的切槽收纳部42宽度方向另一侧的切槽收纳部42连接。即,如图20所示,切槽收纳部42由连结部41连接以6个切槽间距方式进行配列,并且,相邻的切槽收纳部42由连结部41在宽度方向的两侧以导体线40的宽度(W)部分交叉错开的形状形成的2根导体线40相互错开6个切槽间距,将切槽收纳部42重合配列成对。并且,这种结构的导体线40的对以错开1个切槽间距配列成6对,构成线圈组件57。
接着,如图21(a)所示,将绝缘子58安装在层叠铁心58的各切槽58a上。该层叠铁心58将多个磁性钢板层叠形成直方体,并形成96个切槽58a。并且,如图21(b)所示,将2个线圈组件57重合并从切槽58a安装在层叠铁心58上。由此,线圈组件57使4个切槽收部42的矩形截面的长度方向与切槽深度方向一致,并在切槽深度方向上并排成一列而收纳在切槽58a内,安装在层叠铁心58上。
然后,如图21(c)所示,安装有2个线圈组件57的层叠铁心58弯曲成环状,弯曲成环状的层叠铁心58的两端对合,并将对合部进行激光焊接。两端焊接为一体的层叠铁心58即成为定子铁心。
这样,采用该实施形态,由于切槽收纳部42由连结部41连接以6个切槽间距方式进行配列,并且,相邻的切槽收纳部42由连结部41在宽度方向的两侧以导体线40的宽度(W)部分交叉错开的形状形成的2根导体线40相互错开6个切槽间距,将切槽收纳部42重合配列形成的导体线40的对以错开1个切槽间距配列成6对,构成线圈组件57。因此,与使用U字状的导体段15的上述实施形态1相比可明显减少第2端面侧的接合作业,提高定子的组装性。
又,由于使用冲压夹具46,将线圈单元56的96对的直线部56a一起进行冲压,制作线圈组件57,因此所有的直线部56a一次性塑性变形为长方形截面,可简化线圈组件57的制造工序,缩短制造时间。
又由于切槽收纳部42通过对圆形截面的直线部56a进行冲压,形成长方形截面,因此,切槽收纳部42的硬度比连结部41的斜行部41b高,由此,作为第1和第2线圈端的连结部41容易变形,即使连结部41相互间碰触,也不容易损伤绝缘覆膜14,提高绝缘性。
又由于金属模47的冲压槽48由槽宽广的第1冲压槽48a和槽宽狭的第2冲压槽48b构成,因此,线圈单元56的直线部56a容易安装在冲压槽48内,可提高冲压作业性。又由于直线部56a被压杆49a推压塑性变形,同时从第1冲压槽48a推入第2冲压槽48b内,因此,可将具有圆形截面的直线部56a简易地变形为长方形截面。此时,直线部56a向冲压槽方向延伸,切槽收纳部42长边的绝缘覆膜也延伸,变薄。并且切槽收纳部42的长边(平坦部)通过绝缘子13与切槽11a侧壁面密接,故可有效地将切槽收纳部42发生的热向定子铁心11传递。结果是由定子线圈36的切槽收纳部42发生的热从具有大的放热面积定子铁心11散热。可抑止定子35的温度上升。
实施形态8
所述实施形态7是由冲压夹具46对1个线圈单元56进行冲压,但在本实施形态8中,如图22(a)、(b)所示,也可由冲压夹具46对2个线圈单元56进行冲压。
由此,采用本实施形态8,只要进行1次线圈单元56的冲压即可,可减少制造工序。
所述实施形态8说明的是由冲压夹具46对2个线圈线圈单元56进行冲压,但由冲压夹具46一起冲压的线圈单元56个数不限定2个。例如,在定子铁心11上卷装的线圈组件57为3个时,也可由冲压夹具46对3个线圈单元56进行冲压。
实施形态9
所述实施形态7是通过由冲压夹具46对线圈单元56进行冲压制作线圈组件57的。在本实施形态9中,在通过冲压成形制作线圈组件57后,再在线圈组件57的变形为长方形截面的切槽收纳部42上包覆第2绝缘覆膜14a。
即,如图23(a)所示,具有圆形截面的导体线39制作的线圈单元56的直线部56a具有圆形截面。若由冲压夹具46对该线圈单元56进行冲压,则直线部56a如图23(b)所示,变形为长方形截面而成为切槽收纳部42。接着,将第2绝缘覆膜14a包覆在切槽收纳部42上。由此,切槽收纳部42如图23(c)所示形成绝缘覆膜14和第2绝缘覆膜14a的双层构造。
在所述实施形态7中,在由冲压夹具46制作线圈组件57时,直线部56a的铜线材60塑性变形,同时包覆在长方形截面长边上的绝缘覆膜14也延伸,厚度变薄。由此,在切槽收纳部42的长边和角部会发生绝缘覆膜14的破裂,成为绝缘不良的原因。
然而,采用本实施形态9,在由冲压成形制作线圈组件57之后,由于变形为线圈组件57的长方形截面的切槽收纳部42上包覆第2绝缘覆膜14a,故切槽收纳部42上包覆的绝缘覆膜成为绝缘覆膜14和第2绝缘覆膜14a的双层构造,由第2绝缘覆膜14a将绝缘覆膜14上发生的破裂堵塞,可提高绝缘性。
下面说明绝缘覆膜14的材料。
包覆铜线材60的绝缘覆膜14由于实施冲压成形,要求优良的密着性。为此,绝缘覆膜14最好是使用聚酯亚胺树脂等的密着性强化树脂。
又,由于在第2绝缘覆膜14a上不实施冲压成形,因此,最好使用聚酰胺亚胺树脂等的耐热性树脂。
另外,即使使用与绝缘覆膜14和第2绝缘覆膜14a同一的树脂,由于采用了绝缘覆膜的双层构造,由冲压成形引起的绝缘覆膜14上的破裂被第2绝缘覆膜14a堵塞,可得到绝缘性提高的效果。又,若绝缘覆膜14使用密着性强化树脂,第2绝缘覆膜14a使用耐热性树脂,则冲压成形时不容易产生破裂,并可抑止因定子卷线发热引起的绝缘覆膜的软化,可进一步提高绝缘性。
实施形态10
在本实施形态10中,如图24所示,线圈组件57重合为3层并卷装在定子铁心11。即、定子线圈的各相的线圈形成6次折弯的波卷状线圈。并且,在各切槽11a内,6个切槽收纳部42长方形截面的长度方向与径向一致,配列成一列。
其中,位于最内周层的切槽收纳部42a的内周侧端面形成圆弧状,位于最外周层的切槽收纳部42b的外周侧端面形成圆弧状,即,位于最内周层和最外周层位置的切槽收纳部42a、42b形成铅球状。
采用本实施形态10,由于位于最外周层位置的切槽收纳部42b形成铅球状,因此,在将线圈组件57从径向的内侧安装在层叠铁心58的切槽58a(切槽11a)上时,可将线圈组件57顺利插入。又,可抑止因切槽收纳部42b的前端部与切槽58a的侧壁面摩擦引起的绝缘覆膜14的损伤,可提高绝缘性。
又,由于位于最内周层位置的切槽收纳部42a形成铅球状,因此,在将层叠铁心58弯曲成环状时,可抑止层叠铁心58的丁字形58b(11b)凸缘部58c(11c)与切槽收纳部42a的触碰。由此,可抑止因切槽收纳部42a的前端部与切槽58b的凸缘部58c摩擦引起的绝缘覆膜14的损伤,可提高绝缘性。
其中,如图25所示,切槽收纳部42a、42b的形成为:可在将一对的直线部56a与第2冲压槽48b的底部抵接后并在与直线部56a的第2冲压槽48b的底部的抵接面成为平坦之前通过停止由压杆49a的推压而形成。
又,切槽收纳部42a不需要将其整个内周侧端面形成圆弧状,而将切槽收纳部42a的内周侧角部的曲率半径至少大于外周侧角部的曲率半径即可。同样,切槽收纳部42b不需要将其整个外周侧端面全体形成圆弧状,而将切槽收纳部42b的外周侧角部的曲率半径至少大于内周侧角部的曲率半径即可。
另外,所述各实施形态是通过具有圆形截面的连接部将切槽收纳部连接,但连接部的截面形状并不限定,只要是非扁平的截面形状即可。所谓非扁平的截面形状是指全方位的直径大体相等的截面,可以是圆形,正方形,正多角形等的截面形状。又,切槽收纳部只要是扁平的截面形状即可,可采用长方形、环带(レ—ストラツク)状、铅球状等截面形状。