本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈、具有該線圈的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和具有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

背景技術(shù)：

作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，具有日本特開2009-81980號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。在該公報(bào)中記載有：“使定子繞組的制造工序簡(jiǎn)便，提高線圈段的被接合部的接合性和防止短路的可靠性?！?參照摘要)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-81980號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

當(dāng)將線圈段導(dǎo)體彼此通過tig焊接接合時(shí)，用于使基材熔融而接合的熱量輸入容易變大，線圈導(dǎo)體表面的絕緣覆膜容易受到損傷。作為應(yīng)對(duì)措施，如專利文獻(xiàn)1那樣在用于在接合導(dǎo)體彼此之間設(shè)置間隙的兩個(gè)面插入了預(yù)先施加熔點(diǎn)低的接合件的間隔件，通過利用tig焊接將上述間隔部件熔融接合而抑制絕緣覆膜的損傷。在該方法中，需要導(dǎo)致接合導(dǎo)體間的接合強(qiáng)度不足的合金層。

因此，本發(fā)明其目的在于提案代替上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)體接合方式，提供能夠提高導(dǎo)體接合部的接合強(qiáng)度和絕緣可靠性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組、具有該繞組的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和具有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

用于解決問題的技術(shù)手段

為了解決上述問題，例如采用權(quán)利要求的范圍記載的結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)包括多個(gè)解決上述問題的方式，列舉其一例的特征在于，包括：具有用于與其它導(dǎo)體接合的接合部的導(dǎo)體；和熔點(diǎn)比上述導(dǎo)體低的接合件，上述接合部的前端部形成由上述導(dǎo)體與上述接合件的合金構(gòu)成的合金層，上述接合部的根部通過上述接合件電連接。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠提高導(dǎo)體接合部的接合強(qiáng)度和絕緣可靠性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組、具有該繞組的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和具有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

上述以外的問題、結(jié)構(gòu)和效果能夠通過以下的實(shí)施例的說明而明了。

附圖說明

圖1是表示混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的框圖的圖。

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的截面圖。

圖3是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的外觀圖的圖。

圖4是表示插入一個(gè)插槽的繞組的概略情形的圖。

圖5是從內(nèi)徑側(cè)觀看將線圈插入定子鐵芯后的狀態(tài)時(shí)的圖。

圖6是表示實(shí)施例1中的使用電弧焊接機(jī)的接合方法的圖。

圖7是表示使用了扁平導(dǎo)體的定子繞組導(dǎo)體與接合件的接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖8是應(yīng)用實(shí)施例1的實(shí)際設(shè)備的截面照片。

圖9是表示使用了扁平導(dǎo)體的定子繞組導(dǎo)體與接合件的第二接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖10是表示使用了圓線的定子繞組導(dǎo)體與接合件的第三接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖11是表示使用了將多個(gè)導(dǎo)體聚集在一起的線(例如，集線)的定子繞組導(dǎo)體與接合件的第二接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖12是表示3個(gè)以上的定子繞組導(dǎo)體與接合件的接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖13是表示定子繞組導(dǎo)體與接合件的第六接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

圖14是表示定子繞組導(dǎo)體與外部電源連接導(dǎo)體以及與接合件的接合例的圖，其中，(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。

在以下的說明中，作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)例子，使用混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。此外，在以下的說明中，“軸向”是指沿著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的方向。周向是指沿著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方向?！皬较颉笔侵赣尚D(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸為中心時(shí)的矢徑方向(半徑方向)。

此處說明的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的線圈結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)大體上由形成為圓筒狀的定子和在該定子的內(nèi)周側(cè)隔著規(guī)定的間隙配置的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。

定子具有以在旋轉(zhuǎn)方向上極性交替地不同的方式配置的多個(gè)磁極，具有形成為圓筒狀的定子鐵芯和卷繞于該定子鐵芯的多個(gè)定子線圈。在上述定子鐵芯，為了收納定子線圈而形成有在軸向上貫通并且在周向上排列的多個(gè)插槽。各定子線圈通過在各插槽內(nèi)沿軸向設(shè)置并且從插槽的軸向一端被引出的引線部，以與多個(gè)磁極對(duì)應(yīng)的方式，跨以規(guī)定的周向間距隔開的多個(gè)插槽地延伸設(shè)置。各定子線圈將收納配置于各插槽內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)體利用熔點(diǎn)比線圈導(dǎo)體低的接合件電接合。被接合的線圈導(dǎo)體的接合部的前端由線圈導(dǎo)體與接合件的合金層構(gòu)成，線圈導(dǎo)體間接合部的根部通過利用接合件電連接而構(gòu)成。

在本發(fā)明中，使用熔點(diǎn)比線圈導(dǎo)體低的接合件和線圈導(dǎo)體的合金層以及接合件對(duì)線圈導(dǎo)體進(jìn)行釬焊而將線圈導(dǎo)體接合，從而將從外部施加至線圈導(dǎo)體的熱量輸入的影響控制在最小限度，因此，能夠滿足絕緣強(qiáng)度并且通過使線圈的絕緣覆膜剝離長(zhǎng)度比現(xiàn)有技術(shù)短來實(shí)現(xiàn)低線圈端化，能夠確保與傳輸部等其它設(shè)備的充足的間隙。

實(shí)施例1

圖1是裝載有本發(fā)明的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的框圖。在車輛1裝載有作為車輛動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)2和旋轉(zhuǎn)電機(jī)3。另外，也可以同時(shí)使用作用不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在這種情況下，一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電和車輛的驅(qū)動(dòng)這兩方面，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)擔(dān)負(fù)車輛的驅(qū)動(dòng)。

由發(fā)動(dòng)機(jī)2和旋轉(zhuǎn)電機(jī)3產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩經(jīng)無級(jí)變速器或有級(jí)自動(dòng)變速器等變速器4和差速器5傳達(dá)至車輪(驅(qū)動(dòng)輪)6。旋轉(zhuǎn)電機(jī)3載置在發(fā)動(dòng)機(jī)2與變速器4之間或變速器4中。因而，旋轉(zhuǎn)電機(jī)3為了將對(duì)車輛1的空間的影響限制在最小限度，需要小型高輸出。

圖2是簡(jiǎn)略地表示上述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)3的部分截面圖，將軸201左側(cè)的區(qū)域以截面表示，將右側(cè)的區(qū)域表示為側(cè)面圖。旋轉(zhuǎn)電機(jī)3收納配置在外殼7的內(nèi)部。此處，在圖1所示那樣旋轉(zhuǎn)電機(jī)3配置在發(fā)動(dòng)機(jī)2與變速器4之間的結(jié)構(gòu)的情況下，外殼7利用發(fā)動(dòng)機(jī)2的外殼和變速器4的外殼而構(gòu)成。此外，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)3載置在變速器4中的情況下，外殼7利用變速器4的外殼而構(gòu)成。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)3包括定子100和轉(zhuǎn)子200。轉(zhuǎn)子200隔著間隙11配置在定子100的內(nèi)周側(cè)。轉(zhuǎn)子200固定于軸201，與該軸201一體地旋轉(zhuǎn)。軸201的兩端被軸承202a、202b可旋轉(zhuǎn)地支承于外殼7。定子100使用螺栓12等使得其外周側(cè)固定在外殼7的內(nèi)周側(cè)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)3是在轉(zhuǎn)子200具有永磁體的3相同步型的電動(dòng)機(jī)，通過向定子100供給大電流(例如300a左右)的3相交流而作為電動(dòng)機(jī)工作。

圖3是以單體表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的定子100的立體圖，圖4是表示各插槽105的內(nèi)部的截面對(duì)應(yīng)圖。

如圖3和圖4所示，該定子100具有在內(nèi)周側(cè)形成有多個(gè)插槽105的定子鐵芯(還稱為定子鐵心)101和卷繞于該定子鐵芯101的與u相、v相和w相對(duì)應(yīng)的3個(gè)定子繞組102。插槽105沿軸向貫通形成，并且以規(guī)定的周向間距沿周向隔著等間隔地排列，在內(nèi)周側(cè)開口形成有沿軸向延伸的狹縫108。

本實(shí)施例的各定子繞組102由具有絕緣覆膜110的矩形的導(dǎo)體構(gòu)成，如后所述，具有插入、保持于插槽105的大量的導(dǎo)體106。而且，在同一插槽105內(nèi)相鄰的導(dǎo)體106彼此通過設(shè)置在定子鐵芯101的軸向一端側(cè)(圖3的下端側(cè))的焊接部104被相互焊接起來，多個(gè)導(dǎo)體106構(gòu)成利用焊接部104電連接成的長(zhǎng)條的定子繞組102。這些導(dǎo)體106的被接合部側(cè)的一部分向插槽105的軸向外側(cè)突出，其中，被接合部104的整周的絕緣覆膜剝離。在各插槽105內(nèi)插入絕緣紙103，通過該絕緣紙103，在導(dǎo)體106的插槽105內(nèi)插通的直線部109與定子鐵芯101之間被絕緣。如圖4所示，絕緣紙103以將排列于各插槽105內(nèi)的四個(gè)導(dǎo)體106中相鄰的兩個(gè)的導(dǎo)體106捆束的方式設(shè)置，即在各插槽105設(shè)置有兩個(gè)絕緣紙103。

各定子繞組102通過從插槽105的軸向一端引出的形成為大致u字形或大致v字形的引線部107，跨以規(guī)定的周向間距隔開的多個(gè)插槽105地延伸設(shè)置。定子繞組102彼此交叉，以絕緣覆膜110被除去了的部分111立起并相鄰的方式配置。而且，通過多個(gè)定子繞組102，生成以在旋轉(zhuǎn)方向上極性交替地不同的方式配置的多個(gè)磁極。

如圖4所示，插入插槽105的導(dǎo)體106a、106b、106c、106d這四個(gè)導(dǎo)體以形成為同心圓狀的層的方式沿定子鐵芯101的徑向配置成一列。將插入各插槽105的導(dǎo)體106a、106b、106c、106d從內(nèi)徑方向起依次設(shè)為第1層、第2層、第3層、第4層。即，導(dǎo)體部106a配置并插入于第1層，導(dǎo)體部106b配置并插入于第2層，導(dǎo)體部106c配置并插入于第3層，導(dǎo)體部106d配置并插入于第4層。

圖5是從內(nèi)徑側(cè)觀看將線圈插入定子鐵芯后的狀態(tài)時(shí)的圖。

也如圖4、圖5所示的那樣，構(gòu)成定子繞組102的各導(dǎo)體106為截面方型線圈。定子繞組使用無氧銅或有氧銅。例如在使用有氧銅的情況下，氧含有率大約為10ppm以上至1000ppm左右。各導(dǎo)體106具有在插槽105內(nèi)沿軸向貫通的直線部109，并且呈u字形或v字形形成從插槽105的軸向一端(圖3的右端)引出的一方的引線部107，在兩端具有接合部104。

如圖6所示，在本發(fā)明的接合工序中，與氣體電弧焊接機(jī)301聯(lián)動(dòng)地使將接合件401供給至被接合部104的接合件供給裝置302啟動(dòng)，將被接合部104接合。在進(jìn)行接合時(shí)，利用被接合部保持夾具303對(duì)定子繞組102彼此的被接合部104加壓之后，通過焊接電源304和電極305對(duì)定子繞組102的被接合部104間通電，由此，由接合件供給裝置302供給的接合件401與定子繞組102由于電弧而發(fā)熱熔融。此時(shí)使用的電極305的材料優(yōu)選為鎢(w)類或鉬(mo)。

如圖7和圖8所示，在定子繞組102彼此的被接合部之間，存在熔點(diǎn)比被接合部低的接合件401，定子繞組接合部104被熔融，使得接合部前端成為定子繞組導(dǎo)體102與接合件401的合金層402，接合部根部經(jīng)由接合件401的焊接而電接合。接合部前端的上表面形狀由于被接合部104的熔融面積小，因此端面的一部分作為角部501而存在，能夠確保與相鄰的接合部104的距離，能夠提高絕緣可靠性。

接合后的截面形狀如圖7(b)所示那樣，具有接合部前端成為定子繞組導(dǎo)體102與接合件401的合金的區(qū)域(合金層)402為大致t字形狀的特征。通過截面形狀為大致t字形狀的合金層402、以及接合部根部經(jīng)由接合件的焊接而電接合，與現(xiàn)有的利用電弧的接合方法相比較，能夠使施加至被接合部104的熱量與現(xiàn)有技術(shù)相比減半。

通過上述的接合方式，能夠滿足接合強(qiáng)度并且縮短用于減少接合時(shí)的熱引起的定子繞組外周的絕緣覆膜110的損傷的絕緣覆膜剝離長(zhǎng)度，獲得能夠降低線圈端高度的效果。

實(shí)施例2

說明定子繞組102與接合件401的第二接合例。圖9(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖9(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

在本實(shí)施例中，定子繞組102也由具有絕緣覆膜110的矩形的導(dǎo)體構(gòu)成，被接合部104被除去絕緣覆膜401。本實(shí)施例與實(shí)施例1的差異點(diǎn)在于，本實(shí)施例通過令被接合部104的熔融量更大，令合金層402的面積更大而將從線圈前端上表面部看時(shí)的形狀形成為圓形。

通過將線圈前端形狀形成為圓形，在本實(shí)施例中，也能夠獲得具有截面形狀成為大致t字型的合金層402的與實(shí)施例1相同的效果，還能夠獲得緩和對(duì)接合部104的應(yīng)力集中的效果。

另外，作為熱源使用電子束代替電弧來熔融接合件401和定子繞組102也能夠進(jìn)行同樣的接合。此外，利用激光焊接、等離子體焊接、氣體焊接、mig(metalinertgas：金屬惰性氣體)焊接也能夠?qū)嵤┩瑯拥慕雍稀?/p>

實(shí)施例3

圖10表示定子繞組102與接合件401的第三接合例。圖10(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖10(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

本實(shí)施例為在定子繞組102使用截面形狀為圓形的導(dǎo)體彼此的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成的各導(dǎo)體的成分和接合件401的結(jié)構(gòu)、接合方式、效果與上述的實(shí)施例1、2相同。

實(shí)施例4

圖11表示定子繞組102與接合件401的第四接合例。圖11(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖11(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

本實(shí)施例為在定子繞組102使用將多個(gè)導(dǎo)體聚集在一起的例如集合線的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成的各導(dǎo)體的成分和接合件401的結(jié)構(gòu)、接合方式與實(shí)施例1至3相同。本實(shí)施例與實(shí)施例1至3的差異點(diǎn)在于，由于跨多個(gè)被接合部，所以接合后的截面形狀具有大致梳齒形的合金層403。通過將合金層403形成為梳齒形，加大被接合部彼此的接觸面積，能夠獲得確保充足的接合強(qiáng)度的效果。

實(shí)施例5

圖12表示定子繞組102與接合件401的第五接合例。圖12(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖12(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

在圖12中，使用截面為矩形的導(dǎo)體，不過成為被接合部的定子繞組102的截面形狀并不存在矩形、圓形等限定，也可以為多邊形。

本實(shí)施例與實(shí)施例1至3的差異點(diǎn)在于，將沿定子外徑方向配置有多個(gè)的定子繞組102接合3個(gè)以上。構(gòu)成的各導(dǎo)體的成分和接合件401的結(jié)構(gòu)、接合方式與實(shí)施例4相同。

根據(jù)本實(shí)施例，即使在被接合導(dǎo)體為3個(gè)以上的情況下也能夠同時(shí)進(jìn)行接合，能夠不使接合強(qiáng)度降低地削減接合操作次數(shù)。

實(shí)施例6

圖13表示定子繞組102與接合件401的第六接合例。圖13(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖13(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。

在圖13中，使用成為被接合部的定子繞組102的一個(gè)截面形狀為矩形、另一個(gè)截面形狀為圓形的導(dǎo)體，不過并不限定于兩個(gè)以上的被接合部的形狀的組合，例如也可以為矩形、圓形、多邊形。構(gòu)成的各導(dǎo)體的成分和接合件401的結(jié)構(gòu)、接合方式與實(shí)施例1至3相同。

根據(jù)本實(shí)施例，即使在被接合導(dǎo)體彼此的截面形狀不同的情況下也能夠通過確保利用釬焊實(shí)現(xiàn)的與大致t字型的合金層402的接合面積來提高接合強(qiáng)度，并且能夠獲得電阻的改善效果。

實(shí)施例7

圖14表示定子繞組102與接合件401的第七接合例。圖14(a)是從線圈端面?zhèn)瓤唇雍咸帟r(shí)的上表面圖，圖14(b)是在軸向上將線圈的接合處切斷后的截面圖。本實(shí)施例為使用定子繞組102和平板狀的外部電源連接用導(dǎo)體601(例如銅端子)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成的各導(dǎo)體的成分和接合件401的結(jié)構(gòu)、接合方式和效果在具有大致t字型的合金層402與實(shí)施例6相同。

如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的形成定子繞組的導(dǎo)體的接合部，抑制從外部施加至導(dǎo)體的基材的熱量限制在最小限度，并且以充足的接合強(qiáng)度將導(dǎo)體彼此接合。此外，能夠減少來自外部的熱量輸入引起的線圈段的絕緣覆膜損傷，因此能夠改善線圈端的低高度化和電阻。

另外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例，而包括各種變形例。例如，上述的實(shí)施例為了使本發(fā)明容易明白而進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是并不一定限定于包括所說明的所有結(jié)構(gòu)。此外，能夠?qū)⒁粋€(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分替換為另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，此外，還能夠在一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中加入另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。此外，能夠?qū)Ω鲗?shí)施例的結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行其它結(jié)構(gòu)的追加、削除、替換。

附圖標(biāo)記的說明

1：車輛

2：發(fā)動(dòng)機(jī)

3：旋轉(zhuǎn)電機(jī)

4：變速器

5：差速器

6：車輪

7：外殼

100：定子

101：定子鐵芯

102：導(dǎo)體

103：絕緣紙

104：導(dǎo)體焊接部

105：插槽

106a～d：繞組導(dǎo)體部

107：形成為u字或v字的導(dǎo)體引出部

108：設(shè)置在插槽的狹縫部

109：插槽內(nèi)的導(dǎo)體直線部

110：導(dǎo)體的絕緣覆膜部

111：導(dǎo)體的絕緣覆膜剝離部

200：轉(zhuǎn)子

201：軸

202a、202b：軸承

301：氣體電弧焊接機(jī)

302：接合件供給裝置

303：被接合部保持夾具

304：焊接電源

305：焊接電極

401：接合件

402：接合件與導(dǎo)體的大致t字型的合金層

403：接合件與導(dǎo)體的大致梳齒狀的合金層

501：焊接后的導(dǎo)體角部

601：平板狀的外部電源連接用導(dǎo)體。