專利名稱：高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)。
背景技術(shù)：
在車(chē)輛中使用的高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)中，定子繞組布置在環(huán)形定子芯上制出的槽中，從而定子繞組部分地從定子芯沿軸向伸向其外部，即伸向線圈端部。
近幾年來(lái)，為了滿足不改變發(fā)動(dòng)機(jī)室的體積的安裝要求，需要實(shí)現(xiàn)包括線圈端部的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的尺寸減小和高輸出功率。為了滿足這一要求，考慮盡量縮短相鄰導(dǎo)線之間的距離。然而，在這種情況下，在導(dǎo)線之間產(chǎn)生極大的電壓差，從而在絕緣性能方面產(chǎn)生問(wèn)題。
具體而言，滿足這種需求的有效手段是提高繞組的占空系數(shù)，常規(guī)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)所采用的技術(shù)為利用其中每個(gè)導(dǎo)線具有矩形橫截面的構(gòu)造的導(dǎo)線(平角線)作為定子繞組，這種技術(shù)公開(kāi)在日本專利公開(kāi)No.2000-92766中。然而，采用這種構(gòu)造，一個(gè)槽中的導(dǎo)線同相地放置同時(shí)在圓周方向互相相鄰的槽采用不同的相。換句話說(shuō)，對(duì)于高電壓，為了提高電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的輸出功率，匝數(shù)即一個(gè)槽中的導(dǎo)線數(shù)的增加引起導(dǎo)線在線圈端部更多地疊加，當(dāng)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)被設(shè)計(jì)為處理高電壓時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生在相鄰導(dǎo)線之間的絕緣性能方面的問(wèn)題。另一方面，加長(zhǎng)導(dǎo)線間的距離產(chǎn)生電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)軸向尺寸擴(kuò)大的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，在常規(guī)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)中，構(gòu)成特定相的導(dǎo)線被布置在沿圓周方向互相相鄰的多個(gè)槽中，以便增加匝數(shù)，例如在日本專利公開(kāi)No.2002-228852中所公開(kāi)的技術(shù)。這樣能夠在不增加轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量的情況下增加線圈匝數(shù)，同時(shí)減小一個(gè)槽中的導(dǎo)線的數(shù)量以便維持較小的外徑。并且，由于沒(méi)有必要增加定子磁極的數(shù)量，在同樣的轉(zhuǎn)速下有可能減小定子線圈電壓的頻率，這樣就能夠減小導(dǎo)線自感損耗和倒相切換損耗(開(kāi)關(guān)瞬態(tài)損耗)，從而導(dǎo)致效率的提高。因此，實(shí)現(xiàn)了逆變器和布線的成本減小以及產(chǎn)生的損耗和熱量的減小。
然而，在處理高電壓的情況下，即使日本專利公開(kāi)No.2002-228852中所公開(kāi)的構(gòu)造也需要增加導(dǎo)線的數(shù)量和減少線圈端部，這是由于在導(dǎo)線間產(chǎn)生極大的壓差，從而產(chǎn)生絕緣性能方面的問(wèn)題，因此導(dǎo)致有必要盡量地縮短導(dǎo)線間的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于解決上述問(wèn)題而開(kāi)發(fā)，因此，本發(fā)明的目的是提供一種高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，所述電機(jī)能夠在不增加定子磁極數(shù)量的情況下增加線圈匝數(shù)以處理高電壓，而且即使在縮短相鄰導(dǎo)線間距離的情況下也能夠保持絕緣性能。
為此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，沿圓周方向連續(xù)形成U相、V相和W相槽組，從而減少一個(gè)槽中的導(dǎo)線的數(shù)量。這樣就能夠在增加線圈匝數(shù)同時(shí)減小徑向尺寸，并且能夠在高電壓下操作電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)而不增加轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量，這樣就實(shí)現(xiàn)了低成本的逆變器和布線，并減少了損耗和熱量的產(chǎn)生。
另外，多個(gè)分線圈(partial coil)構(gòu)成每個(gè)U相、V相和W相槽組，即，Un、Vn和Wn分線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分連接到沿圓周規(guī)則排列的Un、Vn和Wn槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線上。這樣就能夠使槽外側(cè)導(dǎo)線沿定子芯的軸向規(guī)則地排列。
另外，在每相位線圈的多個(gè)分線圈中，形成輸入/輸出終端連接分線圈的U1、V1和W1分線圈的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線沿圓周方向設(shè)置在相位槽組中的除端部位置以外的槽中。這樣可以減小連接到其上的槽外側(cè)導(dǎo)線部分和相鄰相位線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差，從而提高絕緣性能。
在本說(shuō)明書(shū)中，“槽”表示具有容納定子繞組的一個(gè)導(dǎo)線的尺寸的導(dǎo)線容納空間，并且有可能采用沿圓周方向具有容納一個(gè)導(dǎo)線的尺寸并沿定子芯軸向制備的孔。本發(fā)明并不限于此，采用如下的空間也是可接受的，所述空間是如下孔中的沿圓周方向具有容納一個(gè)導(dǎo)線的尺寸的空間，所述孔具有沿圓周方向延伸的寬度，可用于容納沿圓周方向互相相鄰的多個(gè)導(dǎo)線。在這種情況下，在定子芯上制造的一個(gè)孔沿圓周方向形成多個(gè)槽。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，連接到中性點(diǎn)的分線圈的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分設(shè)置在每一相位槽組中的沿圓周方向位于端部的槽中。這樣能夠減小連接到其上的槽外側(cè)導(dǎo)線部分和相鄰相位線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差，從而提高絕緣性能。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，頭部、一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和一對(duì)大致沿圓周方向延伸的伸出端部構(gòu)成U形段(segment)。利用這種形狀，U形段易于操作并容納在定子芯的槽中。并且，伸出部分可在多個(gè)U形段沿軸向插入到槽中的狀態(tài)下互相連接，這樣可獲得高的可操作性。再者，即使定子芯采用很多U形段構(gòu)造，由于槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在同相位槽組中的沿圓周方向位于相同位置的槽中，連接部分可沿圓周方向規(guī)則排列，并且易于提高繞組的占空系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，處于同相位槽組中的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差可減小，從而提高絕緣性能。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，位于槽組端部位置處的分線圈與其相鄰槽組的分線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差可減小，并且處于同相位槽組中的互相相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差也可以減小，從而提高絕緣性能。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，可以增加每一分線圈組的相鄰槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的距離，這樣可提高絕緣性能。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，很多的段可插入到槽中，并且線圈組可沿徑向規(guī)則地布置，這樣有助于縮短線圈端部的長(zhǎng)度。再者，平行排列的線圈的并聯(lián)連接可增加導(dǎo)線的橫截面積并減小電流密度，這樣可容易地形成大電流高輸出的規(guī)格。再者，可利用具有提供高生產(chǎn)率的尺寸的段。
這種構(gòu)造與具有兩相或多于兩相的多相位線圈的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)兩相之間的關(guān)系有關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，第一和第二相位槽組包括沿圓周方向連續(xù)形成的n個(gè)第一槽和n個(gè)第二槽，通過(guò)減少一個(gè)槽中的導(dǎo)線的數(shù)量，有可能減少線圈匝數(shù)的數(shù)量同時(shí)保持徑向尺寸的減小，并可以高電壓規(guī)格驅(qū)動(dòng)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)而不增加轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量，這樣可獲得低成本的逆變器和布線，并減小損耗和熱量的產(chǎn)生。
并且，由于第一ns環(huán)形線圈和第二ns環(huán)形線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分連接到沿圓周方向規(guī)則布置的n個(gè)第一槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和n個(gè)第二槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分上，槽外側(cè)導(dǎo)線部分可沿定子芯的軸向方向規(guī)則地布置。
再者，形成每一相的多個(gè)分線圈中的第十一分線圈和二十一分線圈的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分，用作輸入/輸出終端連接分線圈，沿圓周方向設(shè)置在每一相位槽組中的除端部位置以外的槽中。因此，連接到其上的槽外側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于相鄰相位線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分可提供減小的電勢(shì)差，從而提高了絕緣性能。
再者，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供了一種電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，包括定子芯，所述定子芯包括相位槽組，每個(gè)相位槽組由沿定子圓周方向沿內(nèi)圓周表面制造的多個(gè)槽組成；定子線圈，所述定子線圈包括多個(gè)相位線圈，每個(gè)相位線圈通過(guò)連接多個(gè)U形段(導(dǎo)線段)制成，其中每個(gè)U形段由容納在槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和從槽中伸出的槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，其中，每個(gè)相位線圈通過(guò)連接多個(gè)同心的環(huán)形線圈而形成，環(huán)形線圈中的每一個(gè)大致沿內(nèi)圓周表面圍繞定子芯，并且，用于制造多個(gè)環(huán)形線圈中的環(huán)形線圈的U形段的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在構(gòu)成每一相位槽組的多個(gè)槽中的不與不同相位槽組相鄰的那些槽中，所述環(huán)形線圈具有外部引線端子，并且絕緣件沿定子芯的徑向插入到彼此相鄰的槽外側(cè)部分之間。
相位線圈的形成方式為多個(gè)環(huán)形線圈互相連接，并且在環(huán)形線圈中，具有帶有外部引線端子的環(huán)形線圈。該環(huán)形線圈具有高電勢(shì)。
再者，在定子芯中制造多個(gè)相位槽組，每個(gè)相位槽組由多個(gè)槽組成。所述相位槽組沿圓周方向重復(fù)地布置，以便彼此不同相的相位槽組互相相鄰排列。
如果形成帶有外部引線端子的高電勢(shì)環(huán)形線圈的U形段的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在位于相位槽組端部的槽中，位于相鄰相位槽組端部的槽之間產(chǎn)生源自每一相電壓的大電勢(shì)差，可導(dǎo)致電介質(zhì)擊穿。
另一方面，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)中，構(gòu)成帶有外部引線端子的高電勢(shì)環(huán)形線圈的U形段的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分不是容納在位于每一相位槽組端部的槽中。也就是說(shuō)，帶有外部引線端子的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在不與不同相的相位槽組相鄰的那些槽中。這樣可減小位于相鄰相位槽組端部的槽之間產(chǎn)生源自每一相電壓的大電勢(shì)差的可能性，從而抑制沿定子芯的圓周方向的電介質(zhì)擊穿的出現(xiàn)。
另外，沿定子芯圓周方向在彼此相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間插入絕緣件。因此，既可抑制沿定子芯圓周方向的電介質(zhì)擊穿，又可抑制沿其徑向的電介質(zhì)擊穿。在這種情況下，“在槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間”表示，例如，在圖15中所示的“伸出端部260d和伸出端部261d之間”。并且，它表示頭部261c的彎曲部分的內(nèi)圓周側(cè)。
優(yōu)選的是，多個(gè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分設(shè)置成格狀形狀以便沿定子芯軸向端部的軸外部互相交叉，槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的交叉點(diǎn)從軸向端部沿軸向排成n排，而絕緣件放置在超出n排中的第一排的交叉點(diǎn)位置處。
即，在這種結(jié)構(gòu)中，絕緣件不放置在第一排交叉點(diǎn)處。假設(shè)構(gòu)成第一排交叉點(diǎn)的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差顯示較大的值，就需要在它們之間放置絕緣件。然而，在形成第一排交叉點(diǎn)的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的間距極短，因此，在它們之間插入絕緣件時(shí)遇到困難。
另一方面，在利用所述構(gòu)造的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的情況下，如上所述，具有外部引線端子的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在不與不同相的相位槽組相鄰的槽中。因此，形成第一排交叉點(diǎn)的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差較小。這意味著在這些伸出端部之間不需要絕緣件。因此，這樣的構(gòu)造不總是需要在構(gòu)成第一排交叉點(diǎn)并具有較小間距的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間插入絕緣件。
優(yōu)選的是，多個(gè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分設(shè)置成格狀形狀以便沿定子芯軸向端部的軸外部互相交叉，槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的交叉點(diǎn)從軸向端部沿軸向排成n排，絕緣件插入到n排中的除第n排以外的交叉點(diǎn)位置處。
也就是說(shuō)，在這種構(gòu)造中，絕緣件不放置在第n排交叉點(diǎn)處。例如，當(dāng)槽外側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于第n個(gè)交叉點(diǎn)沿軸向向外連接時(shí)，在第n排中插入絕緣件可引起絕緣件的損壞。
另一方面，在利用具有上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的情況下，如上所述，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在不與不同相的相位槽組相相鄰的槽中。因此，構(gòu)成第n排交叉點(diǎn)的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差較小，這樣，沒(méi)有必要在這些伸出端部之間插入絕緣件。因此，這種構(gòu)造不總是需要在構(gòu)成第n排插入點(diǎn)的易于被連接操作損壞的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間插入絕緣件。
更優(yōu)選的是，多個(gè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分設(shè)置成格狀形狀以便沿定子芯軸向端部的軸外部互相交叉，槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的交叉點(diǎn)從軸向端部沿軸向排成n排，絕緣件插入到超出第1排但除第n排以外的交叉位置處。這樣可提高絕緣件插入的可操作性并減小絕緣件被槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的連接操作所損壞的可能性。
再者，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供了一種電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，所述電機(jī)包括定子芯，所述定子芯包括多個(gè)沿內(nèi)圓周表面設(shè)置的槽；以及定子線圈，所述定子線圈，所述定子線圈包括多個(gè)同心的環(huán)形線圈，每個(gè)環(huán)形線圈通過(guò)多個(gè)U形段沿定子芯的內(nèi)圓周表面互相連接而制成，以便大致環(huán)繞該內(nèi)圓周表面，其中每個(gè)U形段由容納在槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和從槽中伸出的槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，其中，絕緣件預(yù)先插入到沿定子芯徑向彼此相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分中的下述槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分具有這樣的關(guān)系其中外圓周側(cè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分設(shè)置成相對(duì)于內(nèi)圓周側(cè)伸出端部沿定子芯的圓周方向及沿徑向向外方向傾斜的狀態(tài)，以便當(dāng)內(nèi)圓周側(cè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分沿所述圓周方向及沿所述徑向向外方向傾斜時(shí)抑制它們之間的滑動(dòng)接觸。
也就是說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)中，在段裝配操作中，在沿向外、徑向及圓周方向傾斜槽外側(cè)導(dǎo)線部分之前，絕緣件被事先插入到沿徑向彼此相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間。因此，絕緣件避免了沿徑向彼此相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的滑動(dòng)接觸。這樣可極大地減小槽外側(cè)導(dǎo)線部分的絕緣層損壞的可能性。也就是說(shuō)，可減小沿定子芯的徑向方向發(fā)生電介質(zhì)擊穿的可能性。
再者，由于絕緣件插入到槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間，當(dāng)槽外側(cè)導(dǎo)線部分沿向外、徑向及圓周方向傾斜時(shí)滑動(dòng)量可增加。這有助于段裝配操作。


通過(guò)以下參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的和特征將變得更加明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于車(chē)輛的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的構(gòu)造的軸向橫截面圖；
圖2是用于第一實(shí)施例的段組的透視圖；圖3示出了第一實(shí)施例中導(dǎo)線放置在槽中的位置；圖4示出了在第一實(shí)施例中的相繞組的連接；圖5A示出了第一實(shí)施例中的U相繞組的展開(kāi)圖；圖5B示出了第一實(shí)施例中的U3相繞組的展開(kāi)圖；圖6A示出了第一實(shí)施例中分線圈在槽中的位置；圖6B示出了第一實(shí)施例中U31環(huán)形線圈和U32環(huán)形線圈段的導(dǎo)線連接；圖7是第一實(shí)施例中定子芯的一部分的視圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的相繞組的連接；圖9示出了第三實(shí)施例中的三相繞組的展開(kāi)圖；圖10在本發(fā)明第二實(shí)施例中U31環(huán)形線圈和U32環(huán)形線圈段的導(dǎo)線連接；圖11的橫截面圖部分地示出了第三實(shí)施例中的線圈構(gòu)造；圖12的橫截面圖部分地示出了第三實(shí)施例中的線圈構(gòu)造；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的電路布置；圖14是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的軸向剖面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的用于電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的大段和小段的透視圖；圖16沿圖14的線I-I的橫截面圖；圖17是根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的頭部一側(cè)的定子芯端部的透視圖；圖18是根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的伸出端部側(cè)的定子芯端部的透視圖；圖19A是從伸出端部一側(cè)看，根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的定子芯的徑向剖面圖；圖19B示意地示出了從內(nèi)圓周側(cè)看的根據(jù)第五實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)定子芯的前視圖；和圖20示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)定子芯的軸向局部剖面圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，以下將描述用于車(chē)輛的連續(xù)段連接定子線圈型高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)在圖1中，連續(xù)段連接定子線圈型高電壓電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)總體上用標(biāo)號(hào)1表示，被構(gòu)造為AC(交流)發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子2、形成定子芯的環(huán)形定子3，殼體4，用作三相輸入/輸出端子的整流器5、輸出導(dǎo)出端子6、轉(zhuǎn)軸7、電刷8和集電環(huán)9。定子3由形成定子繞組的定子線圈31和定子芯32組成，定子芯32固定地安裝到殼體4圓周壁的內(nèi)圓周表面上，并且定子線圈31在卷繞狀態(tài)下放置在定子芯32的槽中。轉(zhuǎn)子2是固定到轉(zhuǎn)軸7上的Lundell-pole類(lèi)型，轉(zhuǎn)軸7在殼體4支撐下可旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)子2位于定子芯32的徑向內(nèi)側(cè)，電磁線圈72和沿旋轉(zhuǎn)周向交替形成四個(gè)磁極對(duì)的磁極鐵心固定地安裝到轉(zhuǎn)子芯71上。
形成定子繞組的定子芯31是三相電樞繞組，連接到單元相中的整流器并被制造成形成三相星形連接。在本實(shí)施例中，整流器5用作發(fā)電機(jī)的輸出端子。
如圖3所示，如圖2所示的段組(segment set)330通過(guò)絕緣紙340插入到很多槽350中，槽350形成于定子芯32中，以便從軸向的一側(cè)沿軸向貫穿和沿徑向延伸，并且，它們的徑向相鄰的端部沿軸向在另一側(cè)彼此順序連接。定子線圈31沿軸向的另一側(cè)具有端側(cè)線圈端部311及沿軸向的一側(cè)具有頭側(cè)(head side)線圈端部312。這樣構(gòu)造的連續(xù)段連接定子線圈本身是眾所周知的。在本發(fā)明中，“輸入/輸出端子”在電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)用作電動(dòng)機(jī)時(shí)表示輸入端子，在電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)用作發(fā)電機(jī)時(shí)代表輸出端子，但它并不總是表示輸入和輸出功能。
(對(duì)段組330的描述)參照?qǐng)D2，以下將詳細(xì)描述段組330。
段組330由一個(gè)大段331和一個(gè)小段332制成，每一個(gè)段由大致U形的頭部、一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和一對(duì)伸出端部組成，所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分形成為從頭部的兩端線性延伸并插入槽中，所述一對(duì)伸出端部形成為從兩個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的尖端延伸。
頭部構(gòu)成頭側(cè)線圈端部312(見(jiàn)圖1)，其沿軸向位于定子芯32的一側(cè)以便總體上具有U形的形狀，同時(shí)，伸出端部構(gòu)成端側(cè)線圈端部311(見(jiàn)圖1)，其沿軸向位于定子芯32的另一側(cè)以便總體上具有環(huán)形的形狀。
段組330由大段331和小段332組成。大段331和由大段環(huán)繞的小段332被稱作“段組”。
在大段331中，標(biāo)號(hào)331a和331b表示槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分，標(biāo)號(hào)331c表示連接到槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a和331b的頭部，標(biāo)號(hào)331f和331g表示連接到槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a和331b的伸出端部。伸出端部331f和331g的每個(gè)尖端部分331d和331e是連接到其它段的連接部分，因此被共同稱作“連接部分”。槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a被稱作“第一層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分”，而槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331b被稱作“第四層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分”。
在小段332中，標(biāo)號(hào)332a和332b表示槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分，標(biāo)號(hào)332c表示頭部，標(biāo)號(hào)332f和332g表示伸出端部。伸出端部332f和332g的每個(gè)尖端部分332d和332e是連接部分，因此被共同稱作“連接部分”。槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332a被稱作“第二層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分”，而槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332b被稱作“第三層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分”。
符號(hào)’表示未示出的大段或小段中與沒(méi)有符號(hào)’的部分相同的部分。因此，在圖2中，沿徑向互相相鄰的連接部分331d和332d’互相焊接在一起，沿徑向互相相鄰的連接部分332d和331d’互相焊接在一起，沿徑向互相相鄰的連接部分332e和331e’互相焊接在一起。
在圖2中，當(dāng)?shù)谝粚硬蹆?nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a和第二層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332a容納在定子芯32的預(yù)定的槽中時(shí)，在同樣的段331、332中，第四層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331b和第三層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332b容納在以預(yù)定間距從所述預(yù)定槽分開(kāi)的槽中。小段332的頭部332c設(shè)置為被大段331的頭部331c包圍。
(將段組插入到槽350中)小段332和大段331沿軸向方向插入到槽350中，槽350沿定子芯32軸向制成，將在隨后提到，從定子芯32的槽350中向外伸出的伸出端部331f，332f，331g和332g分別連接到其它伸出端部。在多個(gè)槽中重復(fù)上述過(guò)程，以大致形成環(huán)繞定子芯32的環(huán)形線圈。在本實(shí)施例中，四個(gè)環(huán)形線圈互相串聯(lián)連接以形成一個(gè)分線圈。
圖7示出了當(dāng)沿徑向從外側(cè)看時(shí)，小段332和大段331插入到定子芯32的槽350中的狀態(tài)。
在定子芯32中，在圖示中向上延伸的伸出端部331g1在尖端連接部分331e處連接到另一伸出端部。伸出端部連接到許多槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331b，從而縮短了伸出端部331g1和伸出端部分331g2之間的間距。
(段組在槽中的位置)圖3示出了槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分在槽350中的位置。圖3是圖6中所示的構(gòu)造的一部分的放大圖。
在槽350中，四個(gè)導(dǎo)線容納位置沿徑向設(shè)置，沿徑向相鄰的四個(gè)導(dǎo)線容納位置被稱作導(dǎo)線容納位置組并從徑向方向的內(nèi)側(cè)起依次被稱作第一層、第二層、第三層和第四層。
上述參照?qǐng)D2所描述的段組的四種槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分被插入到這些導(dǎo)線容納位置組中的第一層到第四層導(dǎo)線容納位置中。
具體而言，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a，332a，332b’和331b’沿徑向依次容納在每一導(dǎo)線容納位置組中的第一層到第四層容納位置中。也就是說(shuō)，當(dāng)從徑向內(nèi)側(cè)看時(shí)，第一層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a容納在第一層導(dǎo)線容納位置中，第一層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332a容納在第二層導(dǎo)線容納位置中，第三層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332b’容納在第三層導(dǎo)線容納位置中，第四層槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331b’容納在第四層導(dǎo)線容納位置中。在圖3中，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分332a和332b’分別屬于兩個(gè)小段332，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分331a和331b’也分別屬于兩個(gè)大段331。
盡管圖3示出了段組330容納在槽350中的狀態(tài)，圖6A所示的槽351，352，353......在圖示中還存在于沿圓周方向相鄰的適當(dāng)位置處，并容納段組的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分。
四個(gè)相鄰的槽350，351，352和353，包括槽350，構(gòu)成U相槽組，同相的U相電壓被施加到容納在U相槽組中的每個(gè)段。
沿圓周方向的每個(gè)相鄰的槽(在本例中，350至353)容納同相的相繞組，被稱作“同相位槽”，這些同相位槽的總體被稱作“同相位槽組”。并且，在同相位槽組中，存在于最左位置的同相位槽350被稱作“第一同相位槽”，沿向右方向，槽351，352和353分別被稱作“第二同相位槽，第三同相位槽和第四同相位槽”。每個(gè)槽350到353具有第一層到第四層導(dǎo)線容納位置。
在本實(shí)施例中，每個(gè)相位槽組由多個(gè)相鄰的槽構(gòu)成，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)可作為高壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)而不增加轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了低成本的逆和布線，并減小了損耗和熱的產(chǎn)生。
相位槽組沿圓周方向按W、V和U的順序連接排列。
并且，由于相數(shù)為3，磁極對(duì)的數(shù)目為4，每個(gè)相位槽組由4個(gè)槽組成，槽的數(shù)量為96個(gè)?？偟膩?lái)說(shuō)，當(dāng)磁極對(duì)的數(shù)目用P表示時(shí)，在相數(shù)為3并且同相位槽組由n個(gè)槽組成的情況下，形成的槽的數(shù)量為6np。
(相位線圈的結(jié)構(gòu)描述)在本實(shí)施例中，三相繞組U、V和W如圖4示出的那樣星形連接。
對(duì)于U相，分線圈U1、U2、U3和U4互相串聯(lián)連接。
分線圈U1連接到輸入/輸出端子a上，分線圈U4連接到中性點(diǎn)e上。
并且，連接點(diǎn)b存在于分線圈U1和U2之間，連接點(diǎn)d存在于分線圈U3和U4之間。
同樣地，對(duì)于V相和W相，分線圈分線圈V1、V2、V3和V4互相串聯(lián)連接，分線圈分線圈W1、W2、W3和W4互相串聯(lián)連接。每個(gè)分線圈V1和W1連接到輸入/輸出端子上，每個(gè)分線圈V4和W4連接到中性點(diǎn)e上。
每個(gè)分線圈被制成四個(gè)環(huán)形線圈(即第一到第四環(huán)形線圈)通過(guò)使用形狀不同的波形繞組段(未示出)串聯(lián)連接。
每個(gè)環(huán)形線圈被制成U形段交替連接的方式。更具體而言，疊繞組段和波形繞組段交替連接以便大體環(huán)繞定子芯32，所述每個(gè)疊繞組形成小段，每個(gè)波形繞組形成大段。
在這種情況下，波形繞組段是大段(331)，其中一對(duì)伸出端部沿互相分開(kāi)的方向彎曲，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在第一層和第四層導(dǎo)線容納位置中。
并且，在這種情況下，疊繞組段是小段(332)，其中一對(duì)伸出端部沿互相接近的方向彎曲，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在第二層和第三層導(dǎo)線容納位置中。
圖5A和5B是星形連接的順序段連接定子線圈31的U相繞組的展開(kāi)圖。自然地，其它繞組除了沿圓周方向移位外具有相同的結(jié)構(gòu)。
在圖5A和5B中，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分插入到號(hào)碼為1，2，3，4，13，14，15，16，25，26，27，28，37，38，39，40...(12n+1，12n+2，12n+3，12n+4)的槽中。
槽號(hào)碼1，13，25，37(12n+1)表示第一同相位槽350。槽號(hào)碼2，14，26，38(12n+2)表示第二同相位槽351。槽號(hào)碼3，15，27，39(12n+3)表示第三同相位槽352。槽號(hào)碼4，16，28，40(12n+4)表示第四同相位槽353。
在圖5A和5B中，以沿徑向互相相鄰的狀態(tài)容納在一個(gè)槽中的四個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分沿紙的左手和右手方向(橫向)排列在槽號(hào)碼位置處。在槽號(hào)碼1至4的情況下，四個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于一個(gè)槽號(hào)碼示出。另一方面，在槽號(hào)碼13至16和85至88的情況下，僅僅為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只有兩個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線示出。
在這些圖示中，在對(duì)應(yīng)于每個(gè)槽號(hào)碼的槽中的四個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分沿橫向的位置不對(duì)應(yīng)于它們沿徑向的位置，在這些圖示中沒(méi)有示出槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分沿徑向的位置。
參照?qǐng)D4，5A和5B，以下將給出分線圈連接點(diǎn)a至e的位置的確定。與從號(hào)碼為3的槽延伸的U形段形狀不同的不同形狀的段表示分線圈U1和輸入/輸出端子之間的連接點(diǎn)a，與從號(hào)碼為85的槽延伸的U形段形狀不同的不同形狀的段表示分線圈U4和中性點(diǎn)之間的連接點(diǎn)e。分線圈U1和U2之間的連接點(diǎn)b、分線圈U2和U3之間的連接點(diǎn)c以及分線圈U3和U4之間的連接點(diǎn)d對(duì)應(yīng)于與從號(hào)碼為87和2的槽延伸的U形段形狀不同的不同形狀的段、與從號(hào)碼為86和4的槽延伸的U形段形狀不同的不同形狀的段以及與從號(hào)碼為88和1的槽延伸的U形段形狀不同的不同形狀的段。
參照?qǐng)D5A到6B，以下將詳細(xì)說(shuō)明構(gòu)成分線圈中的一個(gè)分線圈的U3分線圈的環(huán)形線圈以及它們?cè)诓壑械奈恢?。其它分線圈具有相同的結(jié)構(gòu)，為簡(jiǎn)短起見(jiàn)將省略對(duì)其描述。
圖6A示出位于環(huán)形定子芯32外圓周處沿圓周方向的96個(gè)槽中的位于90度角范圍(包括在90度線上的位置)內(nèi)的25個(gè)槽(槽號(hào)碼88-96和1-16)，并且只示出了大段3312和小段3322的頭部。在本實(shí)施例中，U相槽組、V相槽組和W相槽組從左側(cè)起按W相、V相和U相的順序形成，其中每一相位槽組由四個(gè)槽組成(n＝4)。U相槽組、V相槽組和W相槽組構(gòu)成一組槽組，四組槽組布置在整個(gè)圓周上。
對(duì)于每一U相槽組，對(duì)應(yīng)于分線圈U1、U2、U3和U4分別形成U1槽、U2槽、U3槽和U4槽。由于后面將說(shuō)到的原因，槽的位置從左側(cè)起按U4槽、U2槽、U1槽和U3槽的順序排列。對(duì)于V相和W相，槽的位置以相同的方式排列。
盡管在本說(shuō)明書(shū)中，槽和槽組被命名為，例如U1槽和U相槽組，這只是為了便于說(shuō)明相位線圈之間的關(guān)系。因此，并不需要在定子芯上實(shí)際出現(xiàn)這樣的符號(hào)或識(shí)別標(biāo)記。自然地，也可以有符號(hào)和識(shí)別標(biāo)記。
分線圈U3容納在圖6A所示的具有號(hào)碼4，16，......12n+4的槽中。為了易于理解，在圖6A中只示出了容納在具有槽號(hào)碼4和16的槽中的大段和3312和小段3322的頭部。并且，圖6B示出了構(gòu)成分線圈U3的環(huán)形線圈的一部分。
環(huán)形線圈U31由很多大段3311，3313，......和很多小段3310，3322，......組成。
大段3310的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼76的第四層槽和具有號(hào)碼88的第一層槽中。而且，大段3311的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼88的第四層槽和具有號(hào)碼4的第一層槽中，大段3312的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼4的第四層槽和具有號(hào)碼16的第一層槽中，大段3313的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼16的第四層槽和具有號(hào)碼28的第一層槽中。
另一方面，小段3320的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼76的第三層槽和具有號(hào)碼88的第二層槽中。而且，小段3321的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼88的第三層槽和具有號(hào)碼4的第二層槽中，小段3322的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼4的第三層槽和具有號(hào)碼16的第二層槽中，小段3323的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼16的第三層槽和具有號(hào)碼28的第二層槽中。
在每個(gè)大段和小段中，具有U形線形狀并朝向定子芯的一個(gè)端側(cè)伸出的頭部形成其一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的一個(gè)端側(cè)之間的連接。而且，連接到所述一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分另一端側(cè)的一對(duì)伸出端部朝向定子芯的另一端側(cè)伸出，以便大致沿圓周方向延伸。頭部和伸出端部構(gòu)成槽外側(cè)導(dǎo)線部分。
所述大段是波形繞組段，其中所述一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便彼此分開(kāi)，所述伸出端部通過(guò)例如焊接的方式連接到其它小段的伸出端部。
所述小段為疊繞組段，其中所述一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便彼此靠近，所述伸出端部通過(guò)例如焊接的方式連接到其它大段的伸出端部。
以下將參照附圖6B進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖示中，環(huán)形線圈U31用白色圖案表示，在構(gòu)成環(huán)形線圈U31的大段3311中，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的一個(gè)(左側(cè))容納在槽88中，與之連接的伸出端部朝向槽76彎曲并且在點(diǎn)P處連接到小段3320的伸出端部。而且，另一槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分(右側(cè))容納在槽4中，與之連接的伸出端部朝向槽16彎曲并且在點(diǎn)S處連接到小段3322的伸出端部。
小段3322的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的一個(gè)(左側(cè))容納在槽16中，另一(右側(cè))槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在槽4中，它們通過(guò)頭部連接在一起。連接到所述一個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分(左側(cè))的伸出端部向著槽16彎曲，以便在點(diǎn)r處連接到大段3313的伸出端部。
也就是說(shuō)，在從連接點(diǎn)p到連接點(diǎn)r的范圍內(nèi)，一個(gè)大段3311和一個(gè)小段3322在連接點(diǎn)s處互相連接。小段3322是疊繞組段，形成圍繞槽4和槽16的大致環(huán)形的形狀，而大段3311是波形繞組段，從槽76和槽88之間的中點(diǎn)到槽4和槽16之間的中點(diǎn)。每個(gè)這樣構(gòu)造的多個(gè)段組沿圓周方向連續(xù)排列，以沿圓周方向大致形成一個(gè)環(huán)形，從而形成環(huán)形線圈U31。也就是說(shuō)，在圖6B中，通過(guò)依次連接大段3309、小段3320、大段3311、小段3323和大段3313而形成環(huán)形線圈U31。
另一方面，在圖6B中，環(huán)形線圈U32用水平線圖案表示，并以在環(huán)形線圈U31的端部處旋轉(zhuǎn)方向相反的狀態(tài)進(jìn)行連接。也就是說(shuō)，環(huán)形線圈U32沿圖示中下側(cè)和右側(cè)處的箭頭所示的方向延伸，并且在連接點(diǎn)u、t、w和v處，大段3314、小段3323、大段3312、小段3321和大段3310的伸出端部連續(xù)地連接。
小段3321是疊繞組段，形成圍繞槽88和槽4的大致環(huán)形的形狀，而大段3312是波形繞組段，從槽88和槽4之間的中點(diǎn)到槽16和槽28之間的中點(diǎn)延伸。每個(gè)這樣構(gòu)造的多個(gè)段組沿圓周方向連續(xù)排列，以沿圓周方向大致形成一個(gè)環(huán)形，從而形成環(huán)形線圈U32。
環(huán)形線圈U31的端部如上所述大致沿順時(shí)針?lè)较颦h(huán)繞定子芯，并通過(guò)形狀不同的段(沒(méi)有示出)連接到環(huán)形線圈U32的端部，環(huán)形線圈U32大致沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)繞定子芯。
圖5A示出了構(gòu)成U相線圈的分線圈U1、U2、U3和U4之間的關(guān)系和容納槽的位置。即，連接到輸入/輸出線的分線圈U1的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在號(hào)碼為3的U1槽中，連接到分線圈U1的分線圈U2的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在號(hào)碼為2的U2槽中。而且，連接到分線圈U2的分線圈U3的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在號(hào)碼為4的U4槽中，連接到中性點(diǎn)的分線圈U4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在號(hào)碼為1的U4槽中。
另外，在圖5A中，同時(shí)示出了V相線圈的分線圈V3鄰近于U相線圈的左側(cè)，以及W相線圈的分線圈W4鄰近于U相線圈的右側(cè)。
在圖示中，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只示出了分線圈V3和W4的部分，至于位置關(guān)系，分線圈V3相鄰分線圈U4，及分線圈W4相鄰分線圈U3。
在圖5A中，四個(gè)分線圈以疊加狀態(tài)示出。為便于理解，在圖5B中僅示出了分線圈U3的繞組展開(kāi)圖。
在圖5B中，粗實(shí)線代表構(gòu)成環(huán)形線圈U31的大段，粗點(diǎn)劃線代表構(gòu)成環(huán)形線圈U31的小段，細(xì)實(shí)線表示組成環(huán)形線圈U32的大段，細(xì)點(diǎn)劃線表示組成環(huán)形線圈U32的小段。由于上面已參照?qǐng)D6B給出了其描述，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在此省略進(jìn)一步的描述。
如上所述，分線圈U3的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分與環(huán)形線圈U31和環(huán)形線圈U32一起容納在同樣的第四同相位槽(槽號(hào)碼4，16，28，......12n+4)中。
并且，環(huán)形線圈U31的伸出端部和環(huán)形線圈U32的伸出端部交替在槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間延伸。
(第二實(shí)施例)本發(fā)明第二實(shí)施例與上述的第一實(shí)施例的不同之處在于疊繞組和波形繞組段與大段和小段之間的關(guān)系以及段在槽中的容納形狀。
大段是疊繞組段，其一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便互相靠近，并通過(guò)例如焊接的方式連接到另一小段的伸出端部。
而且，小段是波形繞組段，其一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便互相分開(kāi)，并通過(guò)例如焊接的方式連接到另一大段的伸出端部。
關(guān)于這一點(diǎn)，只有與第一實(shí)施例不同的部分將參照?qǐng)D10進(jìn)行描述，其它部分與第一實(shí)施例相同，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)省略其描述。圖10只示出了構(gòu)成分線圈U3的環(huán)形線圈的一部分。
環(huán)形線圈U31和U32由很多大段13310、13311，.......和很多小段13320，13321，13322.......組成。
大段13310的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼76的第一層槽和具有號(hào)碼88的第四層槽中。而且，大段13311的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼88的第一層槽和具有號(hào)碼4的第四層槽中，大段13312的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼4的第一層槽和具有號(hào)碼16的第四層槽中，大段13313的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼16的第一層槽和具有號(hào)碼28的第四層槽中。
另一方面，小段13320的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼76的第二層槽和具有號(hào)碼88的第三層槽中。而且，小段13321的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼88的第二層槽和具有號(hào)碼4的第三層槽中，小段13322的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼4的第二層槽和具有號(hào)碼16的第三層槽中，小段13323的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在具有號(hào)碼16的第二層槽和具有號(hào)碼28的第三層槽中。
在每個(gè)大段和小段中，具有U形線形狀并朝向定子芯的一個(gè)端側(cè)伸出的頭部形成其一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的一個(gè)端側(cè)之間的連接。而且，連接到所述一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分另一端側(cè)的一對(duì)伸出端部朝向定子芯的另一端側(cè)伸出，以便大致沿圓周方向延伸。頭部和伸出端部構(gòu)成槽外側(cè)導(dǎo)線部分。
所述大段是疊繞組段，其中所述一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便彼此靠近，所述伸出端部通過(guò)例如焊接的方式連接到其它小段的伸出端部。
所述小段為波形繞組段，其中所述一對(duì)伸出端部沿圓周方向彎曲以便彼此分開(kāi)，所述伸出端部通過(guò)例如焊接的方式連接到其它大段的伸出端部。
以下將參照附圖10進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖示中，環(huán)形線圈U31用水平線圖案表示，在構(gòu)成環(huán)形線圈U31的大段13310中，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的一個(gè)(右側(cè))容納在槽88中，與之連接的伸出端部朝向槽76彎曲并且在點(diǎn)P處連接到小段13319的伸出端部。而且，另一槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分(左側(cè))容納在槽76中，與之連接的伸出端部朝向槽88彎曲并且在點(diǎn)q處連接到小段13321的伸出端部。
小段13321的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的一個(gè)(左側(cè))容納在槽88中，另一個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分(右側(cè))容納在槽4中，它們通過(guò)頭部連接在一起。連接到所述另一個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分(右側(cè))的伸出端部向著槽16彎曲，以便在點(diǎn)r處連接到大段13312的伸出端部。
也就是說(shuō)，在從連接點(diǎn)p到連接點(diǎn)r的范圍內(nèi)，一個(gè)大段13310和一個(gè)小段13321在連接點(diǎn)q處互相連接。大段13310是疊繞組段，形成圍繞槽76和槽88的大致環(huán)形的形狀，而小段13321是波形繞組段，從槽76和槽88之間的中點(diǎn)到槽4和槽16之間的中點(diǎn)延伸。每個(gè)這樣構(gòu)造的多個(gè)段組沿圓周方向連續(xù)排列，以沿圓周方向大致形成一個(gè)環(huán)形，從而形成環(huán)形線圈U31。也就是說(shuō)，在圖10中，通過(guò)依次連接小段13319、大段13310、小段13321、大段13312和小段13323而形成環(huán)形線圈U31。
另一方面，在圖10中，環(huán)形線圈U32用實(shí)線圖形表示，并且其形成方式為小段13318、大段13313、小段13322、大段13311和小段13320的伸出端部在連接點(diǎn)u、t、w和v處連接。
大段13313是疊繞組段，形成圍繞槽28和槽16的大致環(huán)形的形狀，而小段13322是波形繞組段，從槽16和槽28之間的中點(diǎn)到槽88和槽4之間的中點(diǎn)延伸。每個(gè)這樣構(gòu)造的多個(gè)段組沿圓周方向連續(xù)排列，以沿圓周方向大致形成一個(gè)環(huán)形，從而形成環(huán)形線圈U32。
環(huán)形線圈U31的端部如上所述大致沿順時(shí)針?lè)较颦h(huán)繞定子芯，并通過(guò)形狀不同的段(沒(méi)有示出)連接到環(huán)形線圈U32的端部，環(huán)形線圈U32大致沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)繞定子芯。
本發(fā)明的要點(diǎn)是分線圈和同相組槽的位置，與其它分線圈相比，作為輸入/輸出端子連接分線圈的分線圈U1的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分提供相對(duì)于其它相位線圈的大電勢(shì)差。因此，在U相槽組(槽1到槽4)中，它們位于槽3中而不是槽1和槽4中，槽1和槽4沿圓周方向存在于端部。因此，連接到分線圈U1的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分與相鄰線圈V3和W4的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的距離變長(zhǎng)了，從而減小了電勢(shì)差以便提高絕緣性能。
另外，與其它分線圈相比，連接到中性點(diǎn)的分線圈U4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于其它相位線圈顯示較小的電勢(shì)差。因此，它們?nèi)菁{在U相槽組(槽1到槽4)中的沿圓周方向存在于端部的號(hào)碼位1的槽中(盡管在本實(shí)施例中它們?nèi)菁{在號(hào)碼為1的槽中，但它們也可以容納在號(hào)碼為4的槽中)。因此，(再次參照?qǐng)D5A和圖5B)，連接到分線圈U4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于連接到與U相相鄰的V相的分線圈V3的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分提供較小的電勢(shì)差，從而，提高了絕緣性能。另外，分線圈U1的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和分線圈U4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分形成為其它槽，具體為U2槽，插入它們之間。這樣，具有中間電勢(shì)的不同分線圈槽插入到形成高電壓的分線圈U1的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和形成低電壓的分線圈U4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間，從而減小了同相的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差。
另外，由于分線圈U2連接到作為輸入/輸出端子連接分線圈的分線圈U1上，與其它分線圈相比，相對(duì)于其它相位線圈，分線圈U2形成僅次于分線圈U1的較大電勢(shì)差。因此，分線圈U2布置在存在于U相槽組(槽1到槽4)中的槽1和槽3之間的槽2中。因此，連接到分線圈U3的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分與相鄰相位線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的距離變長(zhǎng)了，從而減小了電勢(shì)差，提高了絕緣性能。
而且，由于分線圈U3連接到作為中性點(diǎn)連接分線圈的分線圈U4上，與其它分線圈相比，相對(duì)于其它相位線圈，分線圈U3形成僅次于分線圈U4的較小電勢(shì)差。因此，分線圈U3布置在存在于不同于分線圈U4的端部的另一端部的槽中，即U相槽組(槽1到槽4)中的號(hào)碼為4的槽中。因此，連接到分線圈U3的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分相對(duì)于連接到相鄰的W相線圈的分線圈W4的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的槽外側(cè)導(dǎo)線部分的電勢(shì)差減小了，從而提高了絕緣性能。
根據(jù)本實(shí)施例，有可能減小存在于槽組端部的分線圈和與其相鄰的槽組的分線圈的槽外側(cè)部分之間的電勢(shì)差，并且有可能減小在同相位槽組中相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差，從而提高了絕緣性能。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，頭部、一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和一對(duì)大致沿圓周方向延伸的伸出端部構(gòu)成U-形段，其易于處理和易于容納在定子芯中沿軸向制造的槽中。而且，即使在使用許多段時(shí)，如果伸出端部331f，331g，332f，332g的連接部分331d，331e，332d和332e以互相移位的狀態(tài)布置，這提供了在定子芯軸向上的滿意的連接可操作性。而且，即使定子芯通過(guò)使用許多U-形段構(gòu)造，由于槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在同相位槽組中的沿圓周方向存在于相同位置的槽中，連接部分可規(guī)則地設(shè)置在圓周方向上，并易于提高繞組占空系數(shù)。
(第三實(shí)施例)本發(fā)明的第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于對(duì)于每一相使用不同的繞組規(guī)格，因此相對(duì)于定子芯線圈角度不同。其它方面與第一實(shí)施例相同，為了簡(jiǎn)便，將省略其描述。
在第三實(shí)施例中，U、V和W三相繞組如9圖所示那樣星形連接。
對(duì)于U相，分線圈U1、U2、U3和U4互相串聯(lián)連接以形成UA分線圈組101，類(lèi)似地，分線圈U1’、U2’、U3’和U4’互相串聯(lián)連接以形成UB分線圈組102，而且，分線圈U1”、U2”、U3”和U4”互相串聯(lián)連接以形成UC分線圈組103。
此外，分線圈U1、U1’和U1”互相并聯(lián)連接。類(lèi)似地，分線圈U2、U2’和U2”互相并聯(lián)連接，分線圈U3、U3’和U3”互相并聯(lián)連接，及分線圈U4、U4’和U4”互相并聯(lián)連接。
用于V相和W相的分線圈以相同的方式設(shè)置，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，省略其描述。
在第三實(shí)施例中，如圖11所示，定子芯槽被制成在徑向容納12個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分。
UA分線圈組101被容納在最內(nèi)部分的四個(gè)槽層中。在第三實(shí)施例中，UA分線圈101和四個(gè)槽層之間的關(guān)系與上述的第一實(shí)施例相同，在這里為了簡(jiǎn)便省略其描述。在容納UA分線圈組101的槽中，UB分線圈組102和UC分線圈組103容納在剩余8層的導(dǎo)線容納位置中。即，UB分線圈組102容納在UA分線圈組101的外圓周側(cè)位置中，UC分線圈組103容納在UB分線圈組102的外圓周側(cè)位置中，即最外側(cè)圓周位置中。
圖8為U-相繞組的展開(kāi)圖，其中，僅示出了用于容納每一槽組的槽的徑向位置。即，圖8為從上面起的形成外層的UC分線圈組103、形成中間層的UB分線圈組102和形成內(nèi)層的UA分線圈組101的繞組展開(kāi)圖，圖8中示出UC分線圈組103的分線圈U1”、U2”、U3”和U4”容納在槽的最外側(cè)圓周部分的四層中，中間層UB分線圈組102的分線圈U1’、U2’、U3’和U4’容納在槽的中間部分的四層中，及最內(nèi)層UA分線圈組的分線圈U1、U2、U3和U4容納在槽的最內(nèi)側(cè)圓周部分的四層中。
此外，UA、UB和UC分線圈組的分線圈按U4、U2、U1、U3；U4’、U2’、U1’、U3’；U4”、U2”、U1”和U3”的順序容納在槽中。其構(gòu)思與第一實(shí)施例相同，為了簡(jiǎn)單省略其描述。
因此，UA分線圈組101的分線圈U1、UB分線圈組102的分線圈U1’和UC分線圈組103的分線圈U1”互相并聯(lián)連接。而且，UA分線圈組101的分線圈U2、UB分線圈組102的分線圈U2’和UC分線圈組103的分線圈U2”互相并聯(lián)連接。而且，UA分線圈組101的分線圈U3、UB分線圈組102的分線圈U3’和UC分線圈組103的分線圈U3”互相并聯(lián)連接。
以這種方法，可進(jìn)行規(guī)則地連接，并且有可能避免用于連接的形狀不同的段變得不必要的復(fù)雜。
而且，如圖12所示，容納在最外側(cè)圓周位置的UC分線圈組103、在其內(nèi)側(cè)的UB分線圈組102和在最內(nèi)側(cè)圓周位置的UA分線圈組101在外徑側(cè)相對(duì)于定子芯的軸向有很大的傾斜。更具體而言，按UC分線圈組103、UB分線圈組102和UA分線圈組101的順序傾斜度逐漸變大。因此，各分線圈組的相鄰槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的距離可被加長(zhǎng)，從而提高了絕緣性能。在提供能夠處理較大輸出的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)方面這是有效的。
(第四實(shí)施例)下面將描述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)用作驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG)。
首先，下面將參照?qǐng)D13來(lái)描述根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(其在下文將稱作MG)的結(jié)構(gòu)，圖13示出了根據(jù)本實(shí)施例的MG的電路設(shè)置。在圖13中，用標(biāo)號(hào)201表示的MG包括定子202和轉(zhuǎn)子203。定子202由定子線圈220組成，所述定子線圈220通過(guò)U相線圈220U、V相線圈220V和W相線圈220W以如圖所示星形連接的方式制成。U相線圈220U由環(huán)形線圈U1、U2、U3和U4串聯(lián)連接而形成。類(lèi)似地，V相線圈220V由環(huán)形線圈V1、V2、V3和V4串聯(lián)連接而形成。W相線圈220W由環(huán)形線圈W1、W2、W3和W4串聯(lián)連接而形成。轉(zhuǎn)子203配有場(chǎng)線圈230或場(chǎng)磁鐵(沒(méi)有示出)。而且，逆變器208插入電池209和各個(gè)相位線圈220U、220V和220W的外部引線端子221U、221V和221W之間。逆變器208由六個(gè)功率元件280組成。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛時(shí)，根據(jù)來(lái)自控制器(沒(méi)有示出)的指令，三相交流電壓從電池209經(jīng)逆變器208施加到定子線圈220上，從而轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子203。轉(zhuǎn)子203的轉(zhuǎn)軸(沒(méi)有示出)o直接或者通過(guò)離合器、傳動(dòng)裝置或類(lèi)似裝置連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸(沒(méi)有示出)上。當(dāng)直接連接到其上時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)于轉(zhuǎn)子203的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而啟動(dòng)。另一方面，在充電期間，由于曲柄軸和轉(zhuǎn)子203的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流從定子線圈220流到電池209。該電流對(duì)電池209進(jìn)行充電。
圖14示出了根據(jù)本實(shí)施例的MG1的軸向剖面圖，其中，交替的長(zhǎng)短劃線表示轉(zhuǎn)子203的轉(zhuǎn)軸231的軸線，并且在圖上省略了相對(duì)于該軸線的相對(duì)側(cè)。在圖14中，殼體207用作MG201的外殼。定子芯222被固定地安裝到殼體207的內(nèi)圓周表面上。溝形槽(沒(méi)有示出)形成于定子芯222的內(nèi)圓周表面上。所述槽沿定子芯222的軸向延伸，并且它們排列在定子芯222的圓周方向上。大段260和小段261設(shè)置在槽中。大段260和小段被共同地稱作“U形段”或“導(dǎo)線段”。大段260和小段261規(guī)則地連接，從而形成定子線圈220。
第二，下面將參照?qǐng)D15再次對(duì)大段260和小段261的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖15示出了根據(jù)本實(shí)施例用于MG201的大段260和小段261的透視圖。如圖15所示，每個(gè)大段260和小段261具有U形形狀。
大段260由內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a、外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b、頭部(曲線部分)260c、內(nèi)圓周側(cè)伸出端部(開(kāi)口端部)260d和外圓周側(cè)伸出端部260e組成。本發(fā)明的槽外側(cè)導(dǎo)線部分包括頭部260c、內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d和外圓周側(cè)伸出端部260e。內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a和外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b容納在以預(yù)定的磁極距互相隔開(kāi)的兩個(gè)槽中。內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a設(shè)置在槽的內(nèi)圓周側(cè)(內(nèi)側(cè))，而外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b設(shè)置在槽的外圓周側(cè)(外側(cè))。頭部260c形成為在內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a的一端和外圓周側(cè)內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b的一端之間形成在槽外部的連接。內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d從內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a的另一端延伸到槽的外部。同樣地，外圓周側(cè)伸出端部260e從外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b的另一端延伸到槽的外部。
如同大段260的情況，小段261由內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a、外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b、頭部(曲線部分)261c、內(nèi)圓周側(cè)伸出端部(開(kāi)中端部)261d和外圓周側(cè)伸出端部261e組成。本發(fā)明的槽外側(cè)導(dǎo)線部分包括頭部261c、內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d和外圓周側(cè)伸出端部261e。小段261設(shè)置為由大段260所圍繞。內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a和外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b容納在以預(yù)定的磁極距互相隔開(kāi)的兩個(gè)槽中。內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a設(shè)置在槽的內(nèi)圓周側(cè)(內(nèi)側(cè))，而外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b設(shè)置在槽的外圓周側(cè)(外側(cè))。頭部261c形成為在槽內(nèi)部的內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a的一端和外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b的一端之間形成在槽外部的連接。內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d從內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a的另一端延伸到槽的外部。同樣地，外圓周側(cè)伸出端部261e從外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b的另一端延伸到槽的外部。
其次，下面將描述大段260和小段261的連接結(jié)構(gòu)。
大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d被焊接到與其相鄰的小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d上。另一方面，大段260的外圓周側(cè)伸出端部260e被焊接到與其相鄰的小段261的外圓周側(cè)伸出端部261e’上。小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d被焊接到與其相鄰的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d’上。另一方面，小段261的外圓周側(cè)伸出端部261e被焊接到與其相鄰的大段260的外圓周側(cè)伸出端部260e’上。大段260和小段261在定子芯222的整個(gè)圓周上連接，以便形成環(huán)形線圈。
圖16為沿圖14的線I-I的剖面圖。如圖16所示，槽2221形成于定子芯222中，在每一個(gè)槽2221中，總共四層導(dǎo)線從內(nèi)圓周側(cè)到外圓周側(cè)按照大段260的內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260a→小段261的內(nèi)圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261a→小段261的外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分261b→大段260的外圓周側(cè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分260b的順序而設(shè)置。
U相槽組2220U、V相槽組2220V和W相槽組2220W中的每一個(gè)由四個(gè)槽2221組成。如上所述，四匝導(dǎo)線容納在單個(gè)槽2221中。因此，總匝數(shù)為16匝。U相槽組2220U、V相槽組2220V和W相槽組2220W沿定子芯222的內(nèi)圓周表面重復(fù)地設(shè)置。
在U相槽組2220U中，連接到中性點(diǎn)A并具有最小電勢(shì)(參照?qǐng)D13)的環(huán)形線圈U4設(shè)置在圖中最右端部處的槽2221中。而且，電勢(shì)次低于環(huán)形線圈U4的較低電勢(shì)的環(huán)形線圈U3設(shè)置在圖中的最左端部處的槽2221中。另一方面，設(shè)置有外部引線端子221U并具有最高電勢(shì)的環(huán)形線圈U1容納在環(huán)形線圈U3右側(cè)的槽2221中。與環(huán)形線圈U1相比，具有次高電勢(shì)的環(huán)形線圈U2容納在環(huán)形線圈U4左側(cè)的槽2221中。至于V相槽組2220V和W相槽組2220W，環(huán)形線圈以相同的方式設(shè)置。因此，在U相槽組2220U和V相槽組2220V之間的邊界部分，環(huán)形線圈U3和環(huán)形線圈V4以彼此相鄰的狀態(tài)布置。同樣，在V相槽組2220V和W相槽組2220W之間的邊界部分，環(huán)形線圈V3和環(huán)形線圈W4彼此相鄰。而且，在W相槽組2220W和U相槽組2220U之間的邊界部分，環(huán)形線圈W3和環(huán)形線圈U4彼此相鄰。
此外，下面描述插入相鄰的頭部之間和相鄰的伸出端部之間的絕緣件。圖17示出了頭部一側(cè)定子線圈端部的透視圖。如圖17所示，絕緣紙223設(shè)置在小段261的頭部(曲線部分)261c的內(nèi)圓周側(cè)。該絕緣紙223包括在本發(fā)明的絕緣件中。大段260的頭部260c和小段的261的頭部261c沿定子芯222的圓周方向相對(duì)于絕緣紙223以相反方向扭曲。絕緣紙223圍繞定子芯222的端部。
圖18示出了伸出端部側(cè)定子線圈端部的透視圖。如圖18所示，絕緣紙224插入大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d和小段261的內(nèi)圓周側(cè)突端部261d之間。內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d和內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d相對(duì)于絕緣紙224沿定子芯222的圓周方向以相反方向扭曲。絕緣紙224圍繞定子芯222的端部。同樣，絕緣紙225插入小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d和其外圓周側(cè)伸出端部261e之間。內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d和外圓周側(cè)伸出端部261e相對(duì)于絕緣紙225沿定子芯222的圓周方向以相反的方向扭曲。絕緣紙225圍繞定子芯222的端部。而且，絕緣紙226插入小段261的外圓周側(cè)伸出端部261e和大段260的外圓周側(cè)伸出端部260e之間。外圓周側(cè)伸出端部261e和外圓周側(cè)伸出端部260e相對(duì)于絕緣紙226沿定子芯222的圓周方向以相反方向扭曲。絕緣紙226圍繞定子芯222的端部。這些絕緣紙224、225和226被包括在本發(fā)明的絕緣件中。
其次，下面將描述根據(jù)本實(shí)施例的MG的效果。在根據(jù)本實(shí)施例的MG中，如圖16所示，環(huán)形線圈U3和環(huán)形線圈V4設(shè)置成互相相鄰的狀態(tài)，而且，環(huán)形線圈V3和環(huán)形線圈W4設(shè)置成互相相鄰的狀態(tài)。而且，環(huán)形線圈W3和環(huán)形線圈U4設(shè)置成互相相鄰的狀態(tài)。這三對(duì)環(huán)形線圈的內(nèi)線圈電勢(shì)差較小。因此，在根據(jù)本實(shí)施例的MG201的情況下，沿圓周方向發(fā)生電介質(zhì)擊穿的可能性較小。
此外，在根據(jù)本實(shí)施例的MG201中，如圖17所示，絕緣紙223被設(shè)置在頭部一側(cè)定子芯端部。同樣，如圖18所示，絕緣紙224、225和226被設(shè)置在伸出端部側(cè)定子線圈端部。因此，沿徑向方向發(fā)生電介質(zhì)擊穿的可能性較小。
(第五實(shí)施例)下面將描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。第五實(shí)施例與第四實(shí)施例的區(qū)別在于每一槽中設(shè)置12根導(dǎo)線。
圖19A為從伸出端部一側(cè)看的根據(jù)本實(shí)施例的定子芯的示例徑向剖視圖，圖19B為從內(nèi)圓周表面一側(cè)看的根據(jù)本實(shí)施例的定子芯的示例前視圖。對(duì)應(yīng)于圖16中的部件的部件被標(biāo)為相同的標(biāo)號(hào)。
如圖19A所示，在單個(gè)槽2221中共容納有12個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分。在圖示中，如由虛線所分開(kāi)的那樣，根據(jù)本實(shí)施例的定子芯220通過(guò)沿徑向疊放三個(gè)定子線圈層而形成，其中每一層與根據(jù)第四實(shí)施例的層相對(duì)應(yīng)。
如圖19B所示，在定子芯222的軸向端部的軸向外部中，大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d和小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d互相交叉成格子形的形狀，因此，建立了許多交叉點(diǎn)。如圖19B所示，交叉點(diǎn)沿軸向排列成總共11排。
下面將描述構(gòu)成環(huán)形線圈U4的伸出端部和其它環(huán)形線圈的伸出端部的交叉狀態(tài)。構(gòu)成環(huán)形線圈U4的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d(在圖示中由垂直陰影線表示)與小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d共同形成交叉點(diǎn)B。然而，在環(huán)形線圈U4和環(huán)形線圈U2之間的電勢(shì)差較低。因此，電介質(zhì)擊穿發(fā)生的可能性較小。
此外，構(gòu)成環(huán)形線圈U4的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d與構(gòu)成環(huán)形線圈W3的小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d在第十一排共同形成交叉點(diǎn)C。然而，在環(huán)形線圈U4和環(huán)形線圈W2之間的電勢(shì)差較低。因此，電介質(zhì)擊穿發(fā)生的可能性較小。構(gòu)成環(huán)形線圈U4的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d在第11排的軸向外部被焊接到構(gòu)成同一環(huán)形線圈U4的小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d(圖中的豎線陰影)上。
此外，構(gòu)成環(huán)形線圈U4的小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d與構(gòu)成環(huán)形線圈U2的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d在第11行共同形成交叉點(diǎn)D。然而，在環(huán)形線圈U4和環(huán)形線圈U2之間的電勢(shì)差較低。因此，電介質(zhì)擊穿發(fā)生的可能性較小。
此外，構(gòu)成環(huán)形線圈U4的小段261的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部261d與構(gòu)成環(huán)形線圈W3的大段260的內(nèi)圓周側(cè)伸出端部260d在第1排共同形成交叉點(diǎn)E。然而，在環(huán)形線圈U4和環(huán)形線圈W3之間的電勢(shì)差較低。因此，電介質(zhì)擊穿發(fā)生的可能性較小。
盡管上面的描述涉及形成環(huán)形線圈U4的伸出端部相對(duì)于其它環(huán)形線圈的伸出端部的交叉狀態(tài)，其它環(huán)形線圈的伸出端部的交叉狀態(tài)是類(lèi)似的。即，在第1排中形成交叉點(diǎn)的伸出端部之間的電勢(shì)差和在第11排中形成交叉點(diǎn)的伸出端部之間的電勢(shì)差較低。出于這個(gè)原因，沒(méi)有必要在第1排和11排放置絕緣紙(沒(méi)有示出)。因此，在根據(jù)本實(shí)施例的MG中，絕緣紙僅放置在除第1排和第11排以外的從第2排至第10排的范圍內(nèi)。在這方面，絕緣紙以相同的方式被放置在定子芯222的頭部一側(cè)(沒(méi)有示出)。
根據(jù)本實(shí)施例的MG提供的效果與第四實(shí)施例相同，并且，在根據(jù)本實(shí)施例的MG的情況中，沒(méi)有必要在伸出端部之間空間較小的第1排設(shè)置絕緣紙。因此，絕緣紙插入操作就變得容易了。此外，在根據(jù)本實(shí)施例的MG的情況中，沒(méi)有必要在易受焊接熱影響的第11排設(shè)置絕緣紙。因此，可抑制由熱引起的絕緣紙的損壞。
(第六實(shí)施例)下面將描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。第六實(shí)施例與第四實(shí)施例的區(qū)別在于在每一槽中設(shè)置16根導(dǎo)線。因此，僅針對(duì)它們之間的區(qū)別對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖20為根據(jù)本實(shí)施例的MG的定子芯的軸向局部剖面圖。與圖17中的部件相對(duì)應(yīng)的部件被標(biāo)為相同的標(biāo)號(hào)。如圖20所示，根據(jù)本實(shí)施例的定子線圈220通過(guò)沿徑向疊放四個(gè)定子線圈層組成，其中每一層與第四實(shí)施例的層(參照?qǐng)D14)相對(duì)應(yīng)。即，根據(jù)本實(shí)施例的定子線圈220由從內(nèi)圓周側(cè)到外圓周側(cè)同心設(shè)置的四層單元線圈220a，220b，220c和220d組成。形成四層的單元線圈220a、220b、220c和220d隨著其位置越來(lái)越靠向外側(cè)沿徑向向外方向越來(lái)越傾斜。此外，頭部260c和頭部261c沿圓周方向扭曲。
在根據(jù)本實(shí)施例的MG中，如圖20所示，絕緣紙除了插入沿徑向互相相鄰的小段261的頭部261c的內(nèi)圓周側(cè)外，還插入徑向互相相鄰的大段260的頭部260c之間(在單元線圈之間)。該絕緣紙被包括在本發(fā)明的絕緣件中。在頭部260c和頭部261c沿圓周方向扭曲之前并在單元線圈220b、220c和220d沿徑向向外方向傾斜之前，將絕緣紙227插入單元線圈之間。因此，根據(jù)本實(shí)施例的MG，在段裝配操作中，相鄰單元線圈之間(頭部260c之間)發(fā)生滑動(dòng)接觸的可能性變小了。而且，絕緣紙223減小了頭部261c的內(nèi)圓周表面部分之間發(fā)生滑動(dòng)接觸的可能性。因此，可減小出現(xiàn)絕緣涂層損壞的可能性。因此，電介質(zhì)擊穿發(fā)生的可能性變小了。而且，絕緣紙223和227提高了段裝配操作中的滑動(dòng)性，從而減小了形成頭部260c和頭部261c的阻力。這樣就提高了工作效率。
應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，本發(fā)明的意圖是覆蓋不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的偏離的情況下對(duì)這里的實(shí)施例所進(jìn)行的所有變化和變形。
例如，在本發(fā)明中，槽的數(shù)目、匝數(shù)、相數(shù)和其它并不受限制。絕緣件并不總是插入所有互相相鄰的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間也是可以接受的。此外，盡管在上述的第四實(shí)施例到第六實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)被用作MG，舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)被用作發(fā)電機(jī)本身或電機(jī)本身也是可以理解的。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，包括U相線圈，其構(gòu)造方式為數(shù)目為n(n≥3)個(gè)的Un分線圈(U1，U2，U3，......)互相串聯(lián)連接，所述U相線圈的一端連接到輸入/輸出端子上；V相線圈，其構(gòu)造方式為數(shù)目為n(n≥3)個(gè)的Vn分線圈(V1，V2，V3，......)互相串聯(lián)連接，所述V相線圈的一端連接到輸入/輸出端子上；W相線圈，其構(gòu)造方式為數(shù)目為n(n≥3)個(gè)的Wn分線圈(W1，W2，W3，......)互相串聯(lián)連接，所述W相線圈的一端連接到輸入/輸出端子上；環(huán)形定子芯，其具有沿圓周方向形成的多組槽組，每一組包括連續(xù)排列的U相槽組、V相槽組和W相槽組，所述U相槽組用于容納所述沿圓周方向互相相鄰的所述n(n≥3)個(gè)Un分線圈，所述V相槽組用于容納沿所述圓周方向互相相鄰的所述n(n≥3)個(gè)Vn分線圈，所述W相槽組用于容納沿所述圓周方向互相相鄰的所述n(n≥3)個(gè)Wn分線圈；定子繞組，所述U相線圈、V相線圈和W相線圈的另一端連接到該定子繞組上；和轉(zhuǎn)子，其具有沿所述圓周方向形成的多個(gè)磁極；其中，每個(gè)所述Un分線圈(U1，U2，U3，......)包括環(huán)形線圈，所述環(huán)形線圈由Un槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，所述Un槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在相應(yīng)的U相槽組中，所述槽外側(cè)導(dǎo)線用于在U相槽組的外部在所述Un槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間形成連接，所述Un分線圈的所述環(huán)形線圈大致沿所述圓周方向環(huán)繞所述定子芯，及每個(gè)所述Vn分線圈(V1，V2，V3，......)包括環(huán)形線圈，所述環(huán)形線圈由Vn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，所述Vn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在相應(yīng)的V相槽組中，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分用于在V相槽組的外部在所述Vn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間形成連接，所述Vn分線圈的所述環(huán)形線圈大致沿所述圓周方向環(huán)繞所述定子芯，以及每個(gè)所述Wn分線圈(W1，W2，W3，......)包括環(huán)形線圈，所述環(huán)形線圈由Wn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，所述Wn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在相應(yīng)的W相槽組中，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分用于在W相槽組的外部在所述Wn槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間形成連接，所述Wn分線圈的所述環(huán)形線圈大致沿所述圓周方向環(huán)繞所述定子芯，并且，每個(gè)將要連接到所述輸入/輸出端子上的所述分線圈的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在除了沿圓周方向存在于每個(gè)所述U相槽組、V相槽組和W相槽組的端部的槽之外的槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，在每個(gè)所述Un分線圈、Vn分線圈和Wn分線圈中，連接到中性點(diǎn)的分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在沿圓周方向存在于每個(gè)所述U相槽組、V相槽組和W相槽組的端部的槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，使每個(gè)所述槽組中的槽沿所述定子芯的徑向方向容納所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的多個(gè)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分，每個(gè)所述環(huán)形線圈由互相連接的多個(gè)U形段組成，每個(gè)U形段具有所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分中的外側(cè)槽導(dǎo)線部分和所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分中的一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分包括U形頭部和一對(duì)伸出端部，所述U形頭部從所述定子芯的一個(gè)端側(cè)伸出以便連接到所述一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分的一個(gè)端部，所述一對(duì)伸出端部從所述定子芯的另一端側(cè)伸出以便連接到所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線的另一端部，并大致沿所述定子芯的所述圓周方向延伸，和所述一對(duì)槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分在所述槽組中的同相位槽組的槽中沿所述圓周方向容納在相同的位置并且沿所述徑向方向容納在不同的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，在每個(gè)所述U相線圈、V相線圈和W相線圈中，不同的分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在連接到所述中性點(diǎn)的所述分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分與連接到所述每一個(gè)單個(gè)U相槽組、單個(gè)V相槽組和單個(gè)W相槽組中的所述輸入/輸出端子上的所述分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，在每個(gè)所述U相線圈、V相線圈和W相線圈中，連接到所述輸入/輸出端子上的所述分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在每一個(gè)單個(gè)U相槽組、單個(gè)V相槽組和單個(gè)W相槽組的中心位置處，連接到中性點(diǎn)的所述分線圈容納在上述單個(gè)槽組的端部位置處，以及較靠近所述連接到所述中性點(diǎn)的分線圈的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在較靠近每一個(gè)單個(gè)U相槽組、單個(gè)V相槽組和單個(gè)W相槽組的端部的位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述U形段的所述頭部沿所述徑向方向設(shè)置在定子芯的所述槽中，并且相對(duì)于所述定子芯的軸向傾斜，從而當(dāng)所述U形段沿所述徑向方向的位置更加靠向外側(cè)時(shí)，每個(gè)所述U形段的傾斜度增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，沿所述徑向方向延伸的所述Un分線圈、所述Vn分線圈和所述Wn分線圈互相平行地同心排列。
8.一種電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，包括環(huán)形定子芯，其具有沿圓周方向形成的多組槽組，每一組連續(xù)地包括第一相位槽組，所述第一相位槽組由沿所述沿圓周方向互相相鄰的n(n≥3)個(gè)第一槽組成；和第二相位槽組，所述第二相位槽組由沿所述沿圓周方向互相相鄰的n(n≥3)個(gè)第二槽組成；定子繞組，其包括第一相位線圈，其由n(n≥3)個(gè)第一分線圈互相串聯(lián)連接而構(gòu)成，所述第一相位線圈的一端連接到輸入/輸出端子上；和第二相位線圈，其由n(n≥3)個(gè)第二分線圈互相串聯(lián)連接而構(gòu)成，所述第二相位線圈的一端連接到輸入/輸出端子上，所述第一相位線圈和所述第二相位線圈的另一端互相連接；和轉(zhuǎn)子，其具有沿圓周方向形成的多個(gè)磁極，其中，每個(gè)所述第一分線圈包括容納在相應(yīng)的第一槽中的環(huán)形線圈，所述環(huán)形線圈由第一槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分用于在所述槽組的外部在所述第一槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間形成連接，所述環(huán)形線圈大致沿所述圓周方向環(huán)繞所述定子芯，及每個(gè)所述第二分線圈包括容納在相應(yīng)的第二槽中的環(huán)形線圈，所述環(huán)形線圈由第二槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，所述槽外側(cè)導(dǎo)線用于在所述槽組的外部在所述第二槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分之間形成連接，所述環(huán)形線圈大致沿所述圓周方向環(huán)繞所述定子芯，并且，每個(gè)將要連接到所述輸入/輸出端子上的所述分線圈的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在除了沿圓周方向存在于每個(gè)所述第一相位槽組和第二相位槽組的端部的槽之外的槽中。
9.一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，包括定子芯，其包括相位槽組，每個(gè)相位槽組由沿圓周方向沿定子芯內(nèi)圓周表面制成的多個(gè)槽組成；和定子線圈，其包括多個(gè)相位線圈，每一個(gè)相位線圈通過(guò)連接多個(gè)段形成，每個(gè)段由將要容納在所述槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和將要從所述槽中伸出的槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，其中，每個(gè)所述相位線圈通過(guò)連接多個(gè)同心的環(huán)形線圈而形成，每個(gè)所述環(huán)形線圈大致沿所述內(nèi)圓周表面環(huán)繞所述定子芯，構(gòu)成所述多個(gè)環(huán)形線圈中的所述具有外部引線端子的環(huán)形線圈的所述U形段的所述槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分容納在所述構(gòu)成每個(gè)所述相位槽組的多個(gè)槽中的與不同相的槽組不鄰接的所述槽中，并且，在沿所述定子芯的徑向互相相鄰的所述槽外側(cè)部分之間插入絕緣件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述段具有U形形狀，所述多個(gè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分被設(shè)置成格狀形狀，以便在所述定子芯的軸向端部的軸向外部互相交叉，并且，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的交叉點(diǎn)從所述軸向端部沿軸向方向排列成n排，所述絕緣件設(shè)置在所述n排中的除第一排交叉點(diǎn)之外的交叉點(diǎn)位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述段具有U形形狀，所述多個(gè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分被設(shè)置成格狀形狀，以便在所述定子芯的軸向端部的軸向外部互相交叉，并且，所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的交叉點(diǎn)從所述軸向端部沿軸向方向排列成n排，所述絕緣件設(shè)置在所述n排中的除第n排交叉點(diǎn)之外的交叉點(diǎn)位置處。
12.一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，包括定子芯，其包括多個(gè)沿內(nèi)圓周表面設(shè)置的槽；和定子線圈，其包括多個(gè)同心的環(huán)形線圈，每一個(gè)環(huán)形線圈的形成方式為多個(gè)U形段沿著所述定子芯的所述內(nèi)圓周表面互相連接以便大致環(huán)繞所述內(nèi)圓周表面，其中每個(gè)段由容納在所述槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和從所述槽中伸出的槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成，其中，絕緣件被預(yù)先插入到沿所述定子芯的徑向互相相鄰的所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分中的具有以下關(guān)系的所述槽外側(cè)導(dǎo)線部分中即所述外圓周側(cè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分以相對(duì)于內(nèi)圓周側(cè)伸出端部沿所述定子芯的徑向向外方向和圓周方向傾斜的狀態(tài)設(shè)置，以便當(dāng)所述內(nèi)圓周側(cè)槽外側(cè)導(dǎo)線部分沿所述徑向向外方向和所述圓周方向傾斜時(shí)抑制它們之間的滑動(dòng)接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，包括多個(gè)相位線圈，每個(gè)相位線圈由多個(gè)分線圈組成，每個(gè)分線圈通過(guò)連接多個(gè)段形成，每個(gè)段由容納在定子芯中制造的每一相位槽組中的每個(gè)槽中的槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分和從所述槽伸出的槽外側(cè)導(dǎo)線部分組成。在構(gòu)成每個(gè)相位線圈的多個(gè)分線圈中的連接到輸入/輸出端子上的每個(gè)分線圈中，槽內(nèi)側(cè)導(dǎo)線部分沿定子芯的圓周方向容納在除相位槽組端部之外的槽中。這樣就減小了與之連接的槽外側(cè)導(dǎo)線部分和相鄰相位線圈的槽外側(cè)導(dǎo)線部分之間的電勢(shì)差，從而提高了絕緣性能。
文檔編號(hào)H02K3/12GK1495985SQ03158978
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者瀨口正弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝