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旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):12481787閱讀:482來(lái)源:國(guó)知局
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種在電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)中使用的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。



背景技術(shù):

在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,定子由定子鐵芯和定子繞組構(gòu)成。定子鐵芯是在內(nèi)周側(cè)具有多個(gè)槽的環(huán)狀。定子繞組卷繞在定子鐵芯的槽內(nèi)。

圖44是在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,從定子鐵芯2005的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部2017c的圖。在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,如圖44所示,定子繞組具有多個(gè)線圈2017。在圖44中,線圈2017X、線圈2017Y、以及線圈2017Z分別為線圈2017。線圈2017具有下線圈部2017a和上線圈部2017b。下線圈部2017a和上線圈部2017b插入至定子鐵芯2005的槽。另外,線圈2017具有線圈端部2017c和線圈端部2017d。線圈端部2017c是將上線圈部2017b的一個(gè)端部和下線圈部2017a的一個(gè)端部連結(jié)的部分。線圈端部2017d是將上線圈部2017b的另一個(gè)端部和下線圈部2017a的另一個(gè)端部連結(jié)的部分。線圈端部2017c及線圈端部2017d是當(dāng)線圈2017插入至定子鐵芯2005的槽時(shí)在定子鐵芯2005的軸向的外側(cè)露出的部分。

線圈2017的下線圈部2017a是插入配置于定子鐵芯2005的槽的里側(cè)的部分。另外,上線圈部2017b是配置于定子鐵芯2005的槽的入口側(cè)的部分。因此,如果從組裝完成的定子的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部2017c,則成為如圖44所示。

另外,在圖44中,部分2017ca表示線圈端部2017c的靠近下線圈部2017a的部分。部分2017cb表示線圈端部2017c的靠近上線圈部2017b的部分(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平9-261904號(hào)公報(bào)(第0004、0029至0031、0033、0043段,圖1至圖3)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中,按照?qǐng)D44所示,在部分A的位置處,線圈2017X的線圈端部2017c的部分2017ca相對(duì)于線圈2017Y的線圈端部2017c的部分2017cb位于軸向的外側(cè)。在部分B的位置處,線圈2017X的線圈端部2017c的部分2017ca相對(duì)于線圈2017Z的線圈端部2017c的部分2017cb位于軸向的外側(cè)。

即,在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中,在試圖降低線圈端部2017c的軸向的高度的情況下,線圈2017X的線圈端部2017c的部分2017ca會(huì)在部分A的位置處與線圈2017Y的線圈端部2017c的部分2017cb發(fā)生干涉。此外,干涉是指線圈的繞組位置會(huì)與其他線圈的繞組位置重疊。同樣地,線圈2017X的線圈端部2017c的部分2017ca會(huì)在部分B的位置處與線圈2017Z的線圈端部2017c的部分2017cb發(fā)生干涉。

本發(fā)明解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的課題,其目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī),該定子與現(xiàn)有技術(shù)相比降低了線圈端部的高度,而不會(huì)發(fā)生線圈彼此的干涉。

本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子具有:芯座,其形成為圓環(huán)狀;多個(gè)齒,它們沿芯座的周向設(shè)置;多個(gè)槽,它們?cè)O(shè)置于多個(gè)齒之間;以及線圈,其由多條導(dǎo)線構(gòu)成,如下進(jìn)行配置,即,在槽的內(nèi)部,多條導(dǎo)線沿芯座的徑向而配置m層(m為大于或等于2的整數(shù)),在槽的外部,多條導(dǎo)線沿芯座的徑向而配置n層(n為大于或等于1的整數(shù)、且小于或等于m的1/2),關(guān)于構(gòu)成線圈的多條導(dǎo)線,在槽的內(nèi)部與槽的外部之間沿芯座的周向以呈比180°小的角度的方式進(jìn)行彎折,并且,在該彎折的部分與槽的內(nèi)部之間,沿芯座的周向、且相對(duì)于彎折的部分處的彎折方向的反向進(jìn)行彎折。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及使用該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī),該定子與現(xiàn)有技術(shù)相比降低了線圈端部的高度,而不會(huì)發(fā)生線圈彼此的干涉。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施方式1涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是實(shí)施方式1涉及的構(gòu)成定子繞組的線圈的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是表示實(shí)施方式1涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖視圖的圖。

圖4是實(shí)施方式1涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖5是實(shí)施方式1涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖6是實(shí)施方式1涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖7是對(duì)實(shí)施方式1涉及的形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖8是實(shí)施方式1中的將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。

圖9是實(shí)施方式2涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖10是實(shí)施方式2涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖11是實(shí)施方式2涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖12是對(duì)實(shí)施方式2涉及的形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖13是實(shí)施方式2中的將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。

圖14是實(shí)施方式3涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖15是實(shí)施方式3涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖16是實(shí)施方式3涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖17是對(duì)實(shí)施方式3涉及的形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖18是實(shí)施方式3涉及的為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。

圖19是實(shí)施方式4涉及的構(gòu)成定子繞組的線圈的結(jié)構(gòu)圖。

圖20是實(shí)施方式4涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖21是實(shí)施方式4涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖22是實(shí)施方式4涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖23是對(duì)實(shí)施方式4涉及的形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度及尺寸進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖24是實(shí)施方式4涉及的為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。

圖25是實(shí)施方式5涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖26是實(shí)施方式5涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖27是實(shí)施方式5涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖28是實(shí)施方式6涉及的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖29是實(shí)施方式6涉及的從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖30是實(shí)施方式6涉及的從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖31是實(shí)施方式1~6的變形例中的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖32是實(shí)施方式1~6的變形例中的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖33是實(shí)施方式1~6的變形例中的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖34是實(shí)施方式1~6的變形例中的構(gòu)成定子繞組的線圈束的結(jié)構(gòu)圖。

圖35是實(shí)施方式1~6的變形例中的從定子鐵芯的上表面觀察將線圈束插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。

圖36是實(shí)施方式1~6的變形例中的構(gòu)成定子繞組的線圈組的結(jié)構(gòu)圖。

圖37是實(shí)施方式7中的將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。

圖38是實(shí)施方式7中的在將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)下,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部的圖。

圖39是實(shí)施方式7中的在將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)下,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部的圖。

圖40是實(shí)施方式7中的對(duì)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組的線圈進(jìn)行表示的圖。

圖41是實(shí)施方式7涉及的在將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)下,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部的圖。

圖42是實(shí)施方式8中的對(duì)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組的線圈進(jìn)行表示的圖。

圖43是實(shí)施方式8涉及的在將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)下,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部的圖。

圖44是現(xiàn)有技術(shù)涉及的在將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)下,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部的圖。

具體實(shí)施方式

下面,基于附圖對(duì)實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此外,本發(fā)明不限定于本實(shí)施方式。旋轉(zhuǎn)電機(jī)存在為電動(dòng)機(jī)的情況或者為發(fā)電機(jī)的情況,可以為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中的任一者。

實(shí)施方式1.

對(duì)實(shí)施方式1涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有定子及轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子而進(jìn)行旋轉(zhuǎn),經(jīng)由固定于轉(zhuǎn)子的軸(未圖示)而將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至機(jī)械裝置(未圖示),使機(jī)械裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)為例如永磁體型旋轉(zhuǎn)電機(jī)或者感應(yīng)型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,例如對(duì)定子處的繞組構(gòu)造實(shí)施了改進(jìn)。

具體地說(shuō),旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有圖1~圖3所示的結(jié)構(gòu)。圖1是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子鐵芯及定子繞組的結(jié)構(gòu)的斜視圖。圖2是表示定子繞組中的線圈的結(jié)構(gòu)的斜視圖。圖3是表示從旋轉(zhuǎn)軸RA方向觀察轉(zhuǎn)子及定子鐵芯的情況下的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1~3中,例如,作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)1而例示地示出了極數(shù)為4、槽數(shù)為24、相數(shù)為3、每極每相的槽數(shù)q為2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。另外,在圖3中,為了圖示的簡(jiǎn)化,省略了定子繞組的圖示。

如圖1及圖3所示,旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具有轉(zhuǎn)子2及定子3。轉(zhuǎn)子2具有轉(zhuǎn)子鐵芯2a及多個(gè)永磁體2b。轉(zhuǎn)子鐵芯2a構(gòu)成為與軸同心,例如具有圓柱形狀,該圓柱形狀具有沿著軸的旋轉(zhuǎn)軸RA。多個(gè)永磁體2b例如沿轉(zhuǎn)子鐵芯2a的周面而配置。此外,在圖3中,對(duì)轉(zhuǎn)子2為永磁體型轉(zhuǎn)子的情況進(jìn)行了例示,但轉(zhuǎn)子2也可以為由銅等導(dǎo)體形成為籠形的籠型轉(zhuǎn)子。

定子3構(gòu)成為與轉(zhuǎn)子2分隔并將轉(zhuǎn)子2收容。例如,定子3具有定子鐵芯5及定子繞組6。

定子鐵芯5構(gòu)成為與軸同心,例如具有圓筒形狀,該圓筒形狀具有沿著軸的旋轉(zhuǎn)軸RA。定子鐵芯5例如由層疊的電磁鋼板等形成。

例如,如圖3所示,定子鐵芯5具有芯座7、多個(gè)齒8、以及多個(gè)槽9。芯座7為環(huán)狀,例如具有圓筒形狀。多個(gè)齒8分別從芯座7沿徑向延伸至旋轉(zhuǎn)軸RA側(cè)。多個(gè)齒8在芯座7的旋轉(zhuǎn)軸RA側(cè)在沿著芯座7的周面7a的方向(即周向)排列。在沿周向相鄰的齒8之間分別形成有槽9。

定子繞組6相對(duì)于定子鐵芯5,每2個(gè)槽安裝同相的線圈。定子繞組6例如利用絕緣紙等保護(hù)周圍而插入至槽9。在定子繞組6中,作為導(dǎo)線11的束而形成線圈17,在槽9內(nèi)部配置大于或等于1個(gè)該線圈17。并且,通過(guò)焊接等方法而連接線圈17的末端,由此形成了定子繞組6。

定子繞組6針對(duì)各相由具有同樣形狀的線圈17形成,例如形成了圖2所示的線圈17。作為將線圈插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈17插入至定子鐵芯5的槽9。線圈17是作為導(dǎo)線11的束而形成的。

具體地說(shuō),線圈17具有第1導(dǎo)線組17a、第2導(dǎo)線組17b、第1彎折部17d、第3導(dǎo)線組17c、第2彎折部17e、第4導(dǎo)線組17f、以及第3彎折部17g。

在第1導(dǎo)線組17a中,在槽內(nèi)部SI處導(dǎo)線11沿定子鐵芯5的徑向配置為m層(m為大于或等于2的整數(shù))。

關(guān)于第2導(dǎo)線組17b,在線圈端部CE1處第1導(dǎo)線組17a在定子鐵芯5的徑向配置變換為n層(n為大于或等于1的整數(shù))。在第2導(dǎo)線組17b中,例如在線圈端部CE1處導(dǎo)線11配置于定子鐵芯5的徑向的第1層至第n層。

關(guān)于第1彎折部17d,在槽內(nèi)部SI及線圈端部CE1的邊界處進(jìn)行彎折,以使得第1導(dǎo)線組17a與第2導(dǎo)線組17b呈角度θ(90°<θ<180°)。即,包含第1彎折部17d在內(nèi)的排列變更部10d進(jìn)行了從槽內(nèi)部SI的第1導(dǎo)線組17a的排列向線圈端部CE1的第2導(dǎo)線組17b的排列的變更。

關(guān)于第3導(dǎo)線組17c,在線圈端部CE1處第2導(dǎo)線組17b配置變換為定子鐵芯5的徑向的從第(m-n+1)層至第m層。在第3導(dǎo)線組17c中,在線圈端部CE1處導(dǎo)線11配置于定子鐵芯5的徑向的從第(m-n+1)層至第m層。

關(guān)于第2彎折部17e,在線圈端部CE1處進(jìn)行彎折,以使得第2導(dǎo)線組17b與第3導(dǎo)線組17c呈角度θ'(=360°-(θ+θ”))。即,包含第2彎折部17e在內(nèi)的經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a進(jìn)行了從線圈端部CE1的第2導(dǎo)線組17b的排列(徑向的經(jīng)過(guò)區(qū)域)向線圈端部CE1的第3導(dǎo)線組17c的排列(徑向的經(jīng)過(guò)區(qū)域)的變更。

在第4導(dǎo)線組17f中,在槽內(nèi)部SI處導(dǎo)線11沿定子鐵芯5的徑向配置為m層(m為大于或等于2的整數(shù))。

關(guān)于第3彎折部17g,在線圈端部CE1及槽內(nèi)部SI的邊界處進(jìn)行彎折,以使得第3導(dǎo)線組17c與第4導(dǎo)線組17f呈角度θ”(90°<θ”<180°)。即,包含第3彎折部17g在內(nèi)的排列變更部10a進(jìn)行了從線圈端部CE1的第3導(dǎo)線組17c的排列向槽內(nèi)部SI的第4導(dǎo)線組17f的排列的變更。

在這里,層數(shù)m、n滿足下面的式1。

n/m≤1/2···式1

例如在圖2中,線圈17在槽內(nèi)部SI處由2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的導(dǎo)線11構(gòu)成。例如,徑向的數(shù)量及周向的數(shù)量能夠如下進(jìn)行決定。

例如,在圖2所示的情況下,線圈17在從槽內(nèi)部SI至線圈端部CE1處進(jìn)行了繞組排列的變更(包含第1彎折部17d在內(nèi)的排列變更部10d)。由此,在槽內(nèi)部SI處為2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線11的束在線圈端部CE1處排列為1層(定子鐵芯5的徑向)×16根(定子鐵芯5的周向)的量。另外,此時(shí),在第1彎折部17d以角度θ(例如,圖2中為120°)進(jìn)行彎折。

接下來(lái),在線圈端部CE1處,例如,排列在定子鐵芯5的徑向的第1層的導(dǎo)線11例如配置變換為定子鐵芯5的徑向的第2層(包含第2彎折部17e在內(nèi)的經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a),以使得不與其他相的繞組(其他相的線圈17)發(fā)生干涉。另外,此時(shí),配置變換之前與之后、即在第2彎折部17e處也以角度θ'(例如,圖2中為120°)進(jìn)行彎折。

隨后,當(dāng)從線圈端部CE1再次返回至槽內(nèi)部SI時(shí),進(jìn)行了繞組排列的變更(包含第3彎折部17g在內(nèi)的排列變更部10a)。由此,在線圈端部CE1處為1層(定子鐵芯5的徑向)×16根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線11的束在槽內(nèi)部SI處排列為2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的量。另外,此時(shí),也以角度θ”(例如,圖2中為120°)進(jìn)行彎折。

通過(guò)以上述方式構(gòu)成線圈17,從而線圈端部CE1的線圈形狀成為三角形狀。另外,雖然省略說(shuō)明,但線圈17的下半部分也同樣地進(jìn)行了導(dǎo)線11的排列變更,作為整體而成為包含線圈端部CE1的三角形狀、槽內(nèi)部SI的四邊形狀、線圈端部CE2的三角形狀在內(nèi)的六邊形狀。

圖4是從定子鐵芯的上表面(旋轉(zhuǎn)軸RA的方向)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖5是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖6是從定子鐵芯的側(cè)面(朝向旋轉(zhuǎn)軸RA的面)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖7是對(duì)形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。接下來(lái),使用圖4至圖7,更詳細(xì)地對(duì)線圈17的繞組排列的變更的部分進(jìn)行說(shuō)明。

圖4至圖6例示了在槽內(nèi)部SI處插入了2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈11的狀態(tài),使用從位置12a至位置12r而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線11而形成線圈17。

線圈17從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞導(dǎo)線11(位置12a),經(jīng)過(guò)線圈端部CE1中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部10a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第2層的位置12b(參照?qǐng)D4)。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D6、圖7)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置12c(參照?qǐng)D5)伸出的導(dǎo)線11進(jìn)行排列變更(排列變更部10b),伸出至線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D6、圖7)。

導(dǎo)線11朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后,進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13b),以使得本次經(jīng)過(guò)線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D6、圖7)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部10c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置12d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D6、圖7)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置12e伸出的導(dǎo)線進(jìn)行排列變更(排列變更部10d),伸出至線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ進(jìn)行彎折。

導(dǎo)線11朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后,進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a),以使得再次經(jīng)過(guò)線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線11以角度θ'進(jìn)行彎折。

以上是形成線圈17的導(dǎo)線11的卷繞1周的量,接下來(lái)以相同的方式,按照位置12f→位置12g→位置12h→···→位置12p→位置12q的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線。此外,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處橫排地排列4根導(dǎo)線11,例如,如圖6所示,隨著成為導(dǎo)線11的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線11。

另外,關(guān)于排列變更部10a~10d,在導(dǎo)線11的第1周、第3周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部SI時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線的第2周、第4周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更。在第2周、第4周時(shí),例如從線圈端部CE1中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而來(lái)的導(dǎo)線11有時(shí)會(huì)直接進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置12f、12n。或者,例如從槽內(nèi)部SI的第1層的位置12o、12g而來(lái)的導(dǎo)線11有時(shí)伸出至線圈端部CE2中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a?;蛘撸鐝木€圈端部CE2中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b而來(lái)的導(dǎo)線11有時(shí)會(huì)直接進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第2層的位置12h、12p。或者,例如從槽內(nèi)部SI的第2層的位置12q、12i而來(lái)的導(dǎo)線11有時(shí)伸出至線圈端部CE1中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。

最后,導(dǎo)線11在2個(gè)槽9a與9b的中間結(jié)束卷繞(位置12r)。如此,能夠形成在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處導(dǎo)線11的排列不同的線圈17。

此外,關(guān)于實(shí)現(xiàn)在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處導(dǎo)線11的排列不同的線圈17,上述的方法僅為1個(gè)例示,未必需要按照該順序形成線圈17。另外,在本說(shuō)明中敘述了使線圈17從2個(gè)槽9a與槽9b的中間開(kāi)始卷繞(位置12a)、在相同的位置結(jié)束卷繞(位置12r)的方法,但未必需要從該位置開(kāi)始卷繞或者結(jié)束卷繞。槽9a與槽9b的中間在從側(cè)面觀察的圖中成為呈三角形狀的線圈端部CE1、CE2的頂點(diǎn),因此具有下述效果,即,在將多個(gè)線圈17連結(jié)時(shí),對(duì)線圈17進(jìn)行接線的線不容易與其他相的繞組發(fā)生干涉,但該內(nèi)容在后面進(jìn)行敘述。

另外,經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a、13b在圖4、5中當(dāng)導(dǎo)線11的排列改變時(shí)示出為直角的曲柄形狀,但只要能夠?qū)崿F(xiàn)使線圈端部CE1的導(dǎo)線11所經(jīng)過(guò)的區(qū)域CE1a、CE1b進(jìn)行變更這一目的即可,未必需要為直角的曲柄形狀。例如,也可以作為非曲柄形狀的直線狀,區(qū)域平緩地進(jìn)行變更。同樣地,當(dāng)在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處導(dǎo)線11的排列改變時(shí),排列變更部10a~10d設(shè)為直角的曲柄形狀,但只要能夠?qū)崿F(xiàn)使導(dǎo)線11的排列進(jìn)行變更這一目的即可,未必需要為直角的曲柄形狀。

參照?qǐng)D7,對(duì)形成線圈17的導(dǎo)線11的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明。

例如,在排列變更部10a處的彎折角度θ”是第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c與第4導(dǎo)線組17f的延伸方向DR17f所呈的角度,且為朝向線圈17的內(nèi)側(cè)的角度。由于線圈17在從側(cè)面觀察時(shí)為六邊形狀,因此該角度θ”例如滿足下面的式2的條件。

90°<θ”<180°···式2

滿足式2的角度θ”例如為120°。

例如,在排列變更部10d處的彎折角度θ是第1導(dǎo)線組17a的延伸方向DR17a與第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b所呈的角度,且為朝向線圈17的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ滿足下面的式3的條件。

90°<θ<180°···式3

滿足式3的角度θ例如為120°。

例如,在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a處的彎折角度θ'是第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b與第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c所呈的角度,且為朝向線圈17的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ'滿足下面的式4的條件。

θ'=360°-(θ+θ”)···式4

例如,如圖6、圖7所示,在線圈17為左右對(duì)稱的形狀的情況下,下面的式5成立。

θ=θ”···式5

如果將式5代入至式4,則得到下面的式6。

θ'=360°-2θ···式6

例如,在角度θ=θ”=120°的情況下,角度θ'為120°。

圖8表示為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。圖8示出了當(dāng)每極每相的槽數(shù)=2(8極48槽)時(shí)每2個(gè)槽安裝同相的線圈的情況,作為將線圈17插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈17每隔定子鐵芯5的4個(gè)槽的間隔而安裝于槽9。此外,圖8的定子鐵芯5為了易于說(shuō)明而圖示為直線形狀,另外將中途的部分省略了一部分。

例如,V相的繞組V8具有使U相的繞組U8的線圈17沿周向向圖8的右方移位2個(gè)槽的量的線圈17。例如,W相的繞組W8具有使V相的繞組V8的線圈17沿周向向圖8的右方移位2個(gè)槽的量的線圈17。即,在圖8中的線圈17的右端進(jìn)行觀察的情況下,以2個(gè)槽的間距而分布的U相、V相、W相的線圈17的配置模式以6個(gè)槽為周期進(jìn)行反復(fù)。各線圈17在線圈端部CE1處橫跨6個(gè)槽,在左邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第1層的區(qū)域,在右邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第2層的區(qū)域。

通過(guò)如上述的方法形成定子繞組6是因?yàn)?,由于能夠使?間的距離變短(例如,變?yōu)樽疃?,因此能夠使線圈17的周長(zhǎng)變短。如果使用周長(zhǎng)短的線圈17而形成定子繞組6,則具有下述顯著的優(yōu)點(diǎn),即,能夠使定子繞組6整體的周長(zhǎng)也變短,導(dǎo)致由繞組電阻值的降低而引起的電動(dòng)機(jī)損耗降低、以及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的提高。

假設(shè),如果使在線圈端部CE1、CE2處沿周向平行地將槽9之間直線地連接的線圈如上所述地周期性地配置而制作繞組電路,則U相、V相、W相各相的繞組互相干涉的部位變多。如果為了避免該情況而使定子繞組進(jìn)行迂回,則結(jié)果會(huì)導(dǎo)致定子繞組整體的周長(zhǎng)變長(zhǎng),或者線圈端部的高度變高。即,由于線圈端部的高度容易變高,因此導(dǎo)線長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng),可能會(huì)發(fā)生繞組電阻的增大、即銅損增大及效率降低。

與之相對(duì)地,在本實(shí)施方式中,通過(guò)使用上述的線圈17,從而線圈端部CE1的左半部分的導(dǎo)線11能夠聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a(參照?qǐng)D4),線圈端部CE1的右半部分的導(dǎo)線11能夠聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b(參照?qǐng)D4)。由此,U相、V相、W相的繞組難以互相干涉。如果觀察圖8,則能夠觀察到存在下述區(qū)域,即,插入至U相、V相、W相的線圈17相重疊的區(qū)域,但在實(shí)際的線圈端部CE1、CE2處的線圈17為三角形狀,線圈17的中心(在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a、13b處呈曲柄形狀的部分)為三角形狀的頂點(diǎn)。因此,U相、V相、W相的繞組難以機(jī)械地互相干涉。如此,能夠降低線圈端部CE1、CE2的高度,能夠形成使用周長(zhǎng)短的線圈17的定子繞組6。

接下來(lái),對(duì)由實(shí)施方式1實(shí)現(xiàn)的作用效果例示進(jìn)行說(shuō)明。

例如,作為第1效果,例如導(dǎo)線11在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處進(jìn)行排列變更(排列變更部10a~10d),導(dǎo)線11在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a、13b)。由此,在線圈端部CE1、CE2處1個(gè)相的繞組難以與其他相的繞組發(fā)生干涉,能夠使線圈端部CE1、CE2的高度變低。

此外,如圖2所例示的那樣,使在槽內(nèi)部SI處為2層(定子鐵芯5的徑向)的導(dǎo)線11的束在線圈端部CE1、CE2處排列變更為1層(定子鐵芯5的徑向),具有彎折部以使得線圈17整體成為六邊形狀,在該情況下,能夠使在線圈端部CE1、CE2處未配置導(dǎo)線11的多余的空間減少(例如,減少至實(shí)質(zhì)上不存在的程度),能夠有效地提高導(dǎo)線11的配置密度(占空率)(例如,使得導(dǎo)線11配置為最密)。由此,能夠使線圈端部CE1、CE2整體小型化。

另外,作為第2效果,例如能夠在定子繞組5中對(duì)U相、V相、W相全部使用相同形狀的線圈17。因而,能夠提高繞組的形成作業(yè)的效率,并且能夠使各相的繞組長(zhǎng)度均等(例如,相同),因此能夠在各相處將繞組電阻值的不平衡抑制在容許范圍內(nèi)。因此,能夠降低扭矩脈動(dòng),能夠降低振蕩。

如上所述,在實(shí)施方式1中,在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中利用大于或等于1個(gè)線圈17而形成定子繞組6的各相的繞組。在各線圈17中,第1導(dǎo)線組17a在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為m層(m為大于或等于2的整數(shù))。關(guān)于第2導(dǎo)線組17b,在線圈端部CE1處第1導(dǎo)線組17a在定子鐵芯5的徑向配置變換為n層(n為大于或等于1的整數(shù))。關(guān)于第1彎折部17d,在槽內(nèi)部SI及線圈端部CE1的邊界處進(jìn)行彎折,以使得第1導(dǎo)線組17a與第2導(dǎo)線組17b呈比180°小的角度θ。關(guān)于第3導(dǎo)線組17c,在線圈端部CE1處配置于定子鐵芯5的徑向的從第1層至第n層的第2導(dǎo)線組17b配置變換為定子鐵芯5的徑向的從第(m-n+1)層至第m層。關(guān)于第2彎折部13a,在線圈端部CE1處進(jìn)行彎折,以使得第2導(dǎo)線組17b與第3導(dǎo)線組17c呈比180°小的角度θ'。并且,層數(shù)m及n滿足下式:

n/m≤1/2

由此,在形成各相的繞組的各線圈17中,例如,能夠使導(dǎo)線11在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處進(jìn)行排列變更(排列變更部10a~10d),能夠使導(dǎo)線11在線圈端部CE1、CE2的中途處沿定子鐵芯5的徑向配置變換(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部13a、13b)。例如,能夠使線圈端部CE1的左半部分的導(dǎo)線11聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a(參照?qǐng)D4),能夠使線圈端部CE1的右半部分的導(dǎo)線11聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b(參照?qǐng)D4)。由此,在各相的繞組使用了同樣形狀的線圈17的情況下,能夠使得在線圈端部CE1、CE2處1個(gè)相的繞組難以與其他相的繞組發(fā)生干涉,能夠使線圈端部CE1、CE2的高度變低。即,能夠降低線圈端部CE1、CE2處的各相的繞組的機(jī)械性的干涉,能夠使各相的繞組長(zhǎng)度均等(例如,相同)。其結(jié)果,能夠使線圈端部的外徑變小,能夠?qū)⒏飨嗟睦@組電阻值的不平衡抑制在容許范圍內(nèi)。

另外,在實(shí)施方式1中,由于能夠在各相的繞組使用同樣形狀的線圈17,因此能夠簡(jiǎn)化接線作業(yè),能夠降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的制造成本。

另外,在實(shí)施方式1中,例如,在從旋轉(zhuǎn)軸RA的方向觀察的情況下,第2彎折部17e具有在第2導(dǎo)線組17b與第3導(dǎo)線組17c之間使徑向上的配置進(jìn)行變更的曲柄形狀。由此,例如,能夠使線圈端部CE1的左半部分的導(dǎo)線11聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a(參照?qǐng)D4),能夠使線圈端部CE1的右半部分的導(dǎo)線11聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b(參照?qǐng)D4)。其結(jié)果,在各相的繞組使用了同樣形狀的線圈17的情況下,能夠使得在線圈端部CE1、CE2處1個(gè)相的繞組難以與其他相的繞組發(fā)生干涉。

另外,在實(shí)施方式1中,在形成各相的繞組的各線圈17中,第4導(dǎo)線組17f在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為m層(m為大于或等于2的整數(shù))。關(guān)于第3彎折部17g,在線圈端部CE1及槽內(nèi)部SI的邊界處進(jìn)行彎折,以使得第3導(dǎo)線組17c與第4導(dǎo)線組17f呈比180°小的角度θ。并且,角度θ”滿足下式:

90°<θ”<180°

角度θ滿足下式:

90°<θ<180°

角度θ'滿足下式:

θ'=360°-(θ+θ”)

由此,能夠?qū)⑿纬筛飨嗟睦@組的各線圈17例如設(shè)為六邊形狀。其結(jié)果,容易將線圈17構(gòu)成為,一邊在各相的繞組使用同樣形狀的線圈17,一邊能夠降低線圈端部CE1、CE2處的各相的繞組的機(jī)械性的干涉。

另外,在實(shí)施方式1中,例如角度θ與角度θ”彼此均等,角度θ'滿足下式:

θ'=360°-2θ

由此,能夠?qū)⑿纬筛飨嗟睦@組的各線圈17例如設(shè)為如下六邊形狀,即,在從與齒8的側(cè)面垂直的方向觀察的情況下左右對(duì)稱(參照?qǐng)D6)。其結(jié)果,能夠進(jìn)一步地對(duì)各相的繞組電阻值的不平衡進(jìn)行抑制。

實(shí)施方式2.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式2涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖9是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖10是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖11是從定子鐵芯的側(cè)面(朝向旋轉(zhuǎn)軸RA的面)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖12是對(duì)形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。下面,以與實(shí)施方式1不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

在實(shí)施方式1中,對(duì)如下線圈例示地進(jìn)行了說(shuō)明,即,使在槽內(nèi)部SI處沿徑向具有2層的導(dǎo)線11在線圈端部CE1、CE2處排列變更為沿徑向具有1層。在實(shí)施方式2中,對(duì)如下線圈例示地進(jìn)行說(shuō)明,即,使在槽內(nèi)部SI處沿徑向具有3層的導(dǎo)線21在線圈端部CE1、CE2處排列變更為沿徑向具有1層。

具體地說(shuō),在旋轉(zhuǎn)電機(jī)200的定子203的定子繞組206中,如圖9~圖12所示,形成各相的繞組的各線圈217的結(jié)構(gòu)在以下方面與實(shí)施方式1不同。

圖9至圖11示出了在槽內(nèi)部SI處插入了3層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈217的狀態(tài),使用從位置22a至位置22z的標(biāo)號(hào)而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線而形成線圈217。

線圈217從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞導(dǎo)線21(位置22a),經(jīng)過(guò)線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部20a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第3層的位置22b(參照?qǐng)D9)。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D11、圖12)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置22c(參照?qǐng)D10)伸出的導(dǎo)線21進(jìn)行排列變更(排列變更部20b),伸出至線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D11、圖12)。

導(dǎo)線21朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后,進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部23b),以使得本次經(jīng)過(guò)線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第3層的區(qū)域CE2c。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D11、圖12)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部20c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置22d(參照?qǐng)D10)。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D11、圖12)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置22e(參照?qǐng)D9)伸出的導(dǎo)線21進(jìn)行排列變更(排列變更部20d),伸出至線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部第3層的區(qū)域CE1c。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D11、圖12)。

導(dǎo)線21朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部23a),以使得再次經(jīng)過(guò)線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線21以角度θ'進(jìn)行彎折。

以上是形成線圈217的導(dǎo)線21的卷繞1周的量,接下來(lái)以相同的方式,按照位置22f→位置22g→位置22h→···→位置22x→位置22y的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線。此外,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處橫排地排列6根導(dǎo)線21,如圖11所示,隨著成為導(dǎo)線21的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線21。

另外,關(guān)于排列變更部20a~20d,在導(dǎo)線21的第1周、第2周、第4周、第5周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部SI時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線21的第3周、第6周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更。例如,從線圈端部CE1中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而來(lái)的導(dǎo)線21有時(shí)會(huì)直接進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置22j、22v?;蛘撸鐝牟蹆?nèi)部SI的第1層的位置22w、22k而來(lái)的導(dǎo)線21有時(shí)伸出至線圈端部CE2中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a?;蛘撸鐝木€圈端部CE2中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第3層的區(qū)域CE2c而來(lái)的導(dǎo)線21有時(shí)會(huì)直接進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第3層的位置22l、22x?;蛘?,例如從槽內(nèi)部SI的第3層的位置22y、22m而來(lái)的導(dǎo)線21有時(shí)伸出至線圈端部CE1中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第3層的區(qū)域CE1c。

最后,導(dǎo)線21在2個(gè)槽9a與槽9b的中間結(jié)束卷繞(位置22z)。如此,能夠形成在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處導(dǎo)線21的排列不同的線圈217。

參照?qǐng)D12,對(duì)形成線圈217的導(dǎo)線21的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明。

例如,在排列變更部20a處的彎折角度θ”是第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c與第4導(dǎo)線組17f的延伸方向DR17f所呈的角度,且為朝向線圈217的內(nèi)側(cè)的角度。由于線圈217在從側(cè)面觀察時(shí)為六邊形狀,因此該角度θ”例如滿足上述的式2的條件。

滿足式2的角度θ”例如為120°。

例如,在排列變更部20d處的彎折角度θ是第1導(dǎo)線組17a的延伸方向DR17a與第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b所呈的角度,且為朝向線圈217的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ滿足上述的式3的條件。

滿足式3的角度θ例如為120°。

例如,在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部23a處的彎折角度θ'是第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b與第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c所呈的角度,且為朝向線圈217的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ'滿足上述的式4的條件。

例如,如圖11、圖12所示,在線圈217為左右對(duì)稱的形狀的情況下,上述的式5成立。如果將上述的式5代入至式4,則得到上述的式6。

圖13表示為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。圖13示出了當(dāng)每極每相的槽數(shù)=2(8極48槽)時(shí)每2個(gè)槽安裝同相的線圈217的情況,作為將線圈217插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈217每隔定子鐵芯5的4個(gè)槽的間隔而安裝于槽9。此外,圖13的定子鐵芯5為了易于說(shuō)明而圖示為直線形狀,另外將中途的部分省略了一部分。

例如,V相的繞組V8具有使U相的繞組U8的線圈217沿周向向圖13的右方移位2個(gè)槽的量的線圈217。例如,W相的繞組W8具有使V相的繞組V8的線圈217沿周向向圖13的右方移位2個(gè)槽的量的線圈217。即,在觀察圖13中的線圈217的右端的情況下,以2個(gè)槽的間距而分布的U相、V相、W相的線圈217的配置模式以6個(gè)槽為周期進(jìn)行反復(fù)。各線圈217在線圈端部處橫跨6個(gè)槽,在左邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第1層的區(qū)域,在右邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第3層的區(qū)域。

如上所述,在實(shí)施方式2中,使在槽內(nèi)部SI處沿徑向具有3層的導(dǎo)線21在線圈端部CE1、CE2處排列變更為沿徑向具有1層。例如,如果使導(dǎo)線21在線圈端部CE1、CE2的中途呈曲柄形狀,則能夠使線圈端部CE1的左半部分的導(dǎo)線21聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a(參照?qǐng)D9),能夠使線圈端部CE1的右半部分的導(dǎo)線21聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第3層的區(qū)域CE1c(參照?qǐng)D9)。由此,在各相的繞組使用了同樣形狀的線圈217的情況下,能夠使得在線圈端部CE1、CE2處1個(gè)相的繞組難以與其他相的繞組發(fā)生干涉,能夠使線圈端部CE1、CE2的高度變低。即,能夠降低線圈端部CE1、CE2處的各相的繞組的機(jī)械性的干涉,能夠使各相的繞組長(zhǎng)度均等(例如,相同)。其結(jié)果,在槽內(nèi)部SI處導(dǎo)線21沿徑向配置為3層的情況下,能夠使線圈端部的外徑變小,能夠?qū)⒏飨嗟睦@組電阻值的不平衡抑制在容許范圍內(nèi)。

實(shí)施方式3.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式3涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖14是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖15是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖16是從定子鐵芯的側(cè)面(朝向旋轉(zhuǎn)軸RA的面)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖17是對(duì)形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明的圖。下面,以與實(shí)施方式1不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

在實(shí)施方式1中,對(duì)如下線圈例示地進(jìn)行了說(shuō)明,即,使在槽內(nèi)部SI處沿徑向具有2層的導(dǎo)線在線圈端部CE1、CE2處排列變更為具有1層。在實(shí)施方式3中,對(duì)如下線圈例示地進(jìn)行說(shuō)明,即,使在槽內(nèi)部SI處沿徑向具有5層的導(dǎo)線在線圈端部CE1、CE2處排列變更為具有2層。

具體地說(shuō),在旋轉(zhuǎn)電機(jī)400的定子403的定子繞組406中,如圖14~圖17所示,形成各相的繞組的各線圈417的結(jié)構(gòu)在以下方面與實(shí)施方式1不同。

圖14至圖16示出了在槽內(nèi)部SI處插入了5層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈417的狀態(tài),使用從位置32a至位置32z以及從位置33a至位置33p的標(biāo)號(hào)而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線31而形成線圈417。

線圈417從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞(位置32a),經(jīng)過(guò)線圈端部CE1(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部30a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第5層的位置32b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置32c(參照?qǐng)D15)伸出的導(dǎo)線31進(jìn)行排列變更(排列變更部30b),伸出至線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

導(dǎo)線31朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34b),以使得本次經(jīng)過(guò)線圈端部CE2(參照?qǐng)D2)中的相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第4層的區(qū)域CE2d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部30c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置32d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置32e(參照?qǐng)D14)伸出的導(dǎo)線31進(jìn)行排列變更(排列變更部30d),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第4層的區(qū)域CE1d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

導(dǎo)線31朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34a),以使得再次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

對(duì)以上述方式形成線圈417的導(dǎo)線卷繞1周的量。接下來(lái)以相同的方式,按照位置32f→位置32g→位置32h→···→位置32t→位置32u的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線31。至此為止的線圈端部CE1、CE2的導(dǎo)線31經(jīng)過(guò)了相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a、CE2a和相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第4層的區(qū)域CE1d、CE2d,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處橫排地排列5根導(dǎo)線,如圖16所示,隨著成為導(dǎo)線的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線31。

另外,關(guān)于排列變更部30a至30d,在導(dǎo)線31的第1周、第2周、第3周、第4周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部SI時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線31的第5周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更。

接下來(lái),從位置32u(參照?qǐng)D14)伸出的導(dǎo)線31經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第4層的區(qū)域CE1d,朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34a),以使得經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

當(dāng)靠近至槽9a后進(jìn)行排列變更(排列變更部30a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第5層的位置32v。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置32w(參照?qǐng)D15)伸出的導(dǎo)線31進(jìn)行排列變更(排列變更部30b),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

導(dǎo)線31朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34b),以使得本次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第5層的區(qū)域CE2e。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部30c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置32x。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置32y(參照?qǐng)D14)伸出的導(dǎo)線進(jìn)行排列變更(排列變更部30d),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第5層的區(qū)域CE1e。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

導(dǎo)線31朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34a),以使得再次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線31以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D16、圖17)。

對(duì)以上述方式形成線圈417的導(dǎo)線31卷繞1周的量。接下來(lái)以相同的方式,按照位置32z→位置33a→位置33b→位置33c→···→位置33n→位置33o的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線31。至此為止的線圈端部CE1、CE2的導(dǎo)線31經(jīng)過(guò)了相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b、CE2b和相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第5層的區(qū)域CE1e、CE2e,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部處橫排地排列5根導(dǎo)線31,如圖16所示,隨著成為導(dǎo)線的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線31。

另外,關(guān)于排列變更部30a至30d,在導(dǎo)線的第1周、第2周、第3周、第4周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線的第5周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更。

參照?qǐng)D17,對(duì)形成線圈417的導(dǎo)線31的彎折角度進(jìn)行說(shuō)明。

例如,在排列變更部30a處的彎折角度θ”是第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c與第4導(dǎo)線組17f的延伸方向DR17f所呈的角度,且為朝向線圈217的內(nèi)側(cè)的角度。由于線圈417在從側(cè)面觀察時(shí)為六邊形狀,因此該角度θ”例如滿足上述的式2的條件。

滿足式2的角度θ”例如為120°。

例如,在排列變更部30d處的彎折角度θ是第1導(dǎo)線組17a的延伸方向DR17a與第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b所呈的角度,且為朝向線圈417的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ滿足上述的式3的條件。

滿足式3的角度θ例如為120°。

例如,在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34a處的彎折角度θ'是第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b與第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c所呈的角度,且為朝向線圈417的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ'滿足上述的式4的條件。

例如,如圖16、圖17所示,在線圈417為左右對(duì)稱的形狀的情況下,上述的式5成立。如果將上述的式5代入至式4,則得到上述的式6。

圖18表示為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。圖18示出了當(dāng)每極每相的槽數(shù)=2(8極48槽)時(shí)每2個(gè)槽安裝同相的線圈的情況,作為將線圈插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈417每隔定子鐵芯5的4個(gè)槽的間隔而安裝于槽。此外,圖18的定子鐵芯5為了易于說(shuō)明而圖示為直線形狀,另外將中途的部分省略了一部分。

例如,V相的繞組V8具有使U相的繞組U8的線圈417沿周向向圖18的右方移位2個(gè)槽的量的線圈417。例如,W相的繞組W8具有使V相的繞組V8的線圈417沿周向向圖18的右方移位2個(gè)槽的量的線圈417。即,在觀察圖18中的線圈417的右端的情況下,以2個(gè)槽的間距而分布的U相、V相、W相的線圈417的配置模式以6個(gè)槽為周期進(jìn)行反復(fù)。各線圈417在線圈端部處橫跨6個(gè)槽,在左邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第1層和第2層的區(qū)域,在右邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第4層和第5層的區(qū)域。

如上所述,在實(shí)施方式3中,通過(guò)使用線圈417,從而能夠使線圈端部CE1、CE2的左半部分的導(dǎo)線31聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層和第2層的區(qū)域CE1a、CE1b、CE2a、CE2b(參照?qǐng)D14、圖15),能夠使線圈端部CE1、CE2的右半部分的導(dǎo)線31聚集在相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第4層和第5層的區(qū)域CE1d、CE1e、CE2d、CE2e。由此,U相、V相、W相的繞組難以互相干涉。如果觀察圖18,則能夠觀察到存在下述區(qū)域,即,插入至U相、V相、W相的線圈417相重疊的區(qū)域,但在實(shí)際的線圈端部CE1、CE2的線圈417為三角形狀,線圈417的中心(在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部處呈曲柄形狀的部分)為三角形狀的頂點(diǎn),因此U相、V相、W相的繞組難以互相干涉。如此,能夠形成使用周長(zhǎng)短的線圈的定子繞組,而不使線圈端部的高度變高。

即,導(dǎo)線31在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處進(jìn)行排列變更(排列變更部30a~30d),導(dǎo)線31在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部34a、34b)。由此,在線圈端部CE1、CE2處1個(gè)相的繞組難以與其他相的繞組發(fā)生干涉,能夠使線圈端部的高度變低。

另外,在實(shí)施方式3中,能夠?qū)相、V相、W相全部使用相同形狀的線圈。因而,能夠提高繞組的形成作業(yè)的效率,并且各相的繞組長(zhǎng)度相同,因此能夠?qū)⒏飨嗟睦@組電阻值的不平衡抑制在容許范圍內(nèi)。因此,能夠降低扭矩脈動(dòng)或者振蕩等。

實(shí)施方式4.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式4涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖19是構(gòu)成定子繞組的線圈的結(jié)構(gòu)圖。下面,以與實(shí)施方式1~3不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

在實(shí)施方式1~3中,對(duì)在槽內(nèi)部和線圈端部處進(jìn)行排列變更的線圈之中的線圈端部的線圈形狀為三角形狀的線圈進(jìn)行了說(shuō)明。在實(shí)施方式4中,對(duì)下述方法進(jìn)行說(shuō)明,即,在線圈端部處每卷繞1周導(dǎo)線,則使經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部相對(duì)于定子鐵芯的周向偏移后述的距離X而進(jìn)行配置,每卷繞1周導(dǎo)線,則線圈端部的三角形狀的頂點(diǎn)偏移距離X。

具體地說(shuō),在旋轉(zhuǎn)電機(jī)500的定子503的定子繞組506中,形成各相的繞組的線圈517例如具有如圖19所示的結(jié)構(gòu)。

作為將線圈插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈517插入至定子鐵芯5的槽。線圈517是作為導(dǎo)線41的束而形成的。

具體地說(shuō),如圖19所示,線圈517具有第2彎折部517e,以代替第2彎折部17e(參照?qǐng)D2)。

在第2彎折部517e處,使各導(dǎo)線41一邊每卷繞1周導(dǎo)線41則相對(duì)于定子鐵芯5的周向而偏移距離X,一邊進(jìn)行配置。即,在包含第2彎折部517e在內(nèi)的經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a處,一邊每卷繞1周導(dǎo)線41則相對(duì)于定子鐵芯5的周向而偏移距離X,一邊進(jìn)行從線圈端部CE1的第2導(dǎo)線組17b的排列(徑向的經(jīng)過(guò)區(qū)域)向線圈端部CE1的第3導(dǎo)線組17c的排列(徑向的經(jīng)過(guò)區(qū)域)的變更。假設(shè)角度θ與角度θ”彼此均等且將導(dǎo)線的寬度設(shè)為W,則在上述的式5成立時(shí),該距離X可以通過(guò)下面的式7而得到。

X=W/(-cosθ)···式7

例如,在圖19中,線圈517在槽內(nèi)部SI處由2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的導(dǎo)線41構(gòu)成。例如,徑向的數(shù)量及周向的數(shù)量能夠如下進(jìn)行決定。

例如,在圖19所示的情況下,線圈517在從槽內(nèi)部SI至線圈端部CE1處進(jìn)行了繞組排列的變更(排列變更部40d)。由此,在槽內(nèi)部SI處為2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線41的束在線圈端部CE1處排列為1層(定子鐵芯5的徑向)×16根(定子鐵芯5的周向)的量。另外,此時(shí),以角度θ(例如,圖19中為135°)進(jìn)行彎折。

接下來(lái),在線圈端部CE1處,例如,排列在定子鐵芯5的徑向的第1層的導(dǎo)線41例如配置變換為定子鐵芯5的徑向的第2層(包含第2彎折部517e在內(nèi)的經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a),以使得不與其他相的繞組(其他相的線圈517)發(fā)生干涉。另外,此時(shí),配置變換之前與之后、即在第2彎折部517e處也以角度θ'(例如,圖19中為90°)進(jìn)行彎折。

隨后,當(dāng)從線圈端部CE1再次返回至槽內(nèi)部SI時(shí),進(jìn)行了繞組排列的變更(排列變更部40a)。由此,在線圈端部CE1處為1層(定子鐵芯5的徑向)×16根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線41的束在槽內(nèi)部SI處排列為2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的量。另外,此時(shí),以角度θ”(例如,圖19中為135°)進(jìn)行彎折。

通過(guò)以上述方式構(gòu)成線圈517,從而線圈端部CE1的線圈形狀成為三角形狀。另外,雖然省略說(shuō)明,但線圈517的下半部分也同樣地進(jìn)行了導(dǎo)線41的排列變更,作為整體而成為六邊形狀。

此外,本次的實(shí)施方式即圖19與已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的實(shí)施方式1的圖2的不同點(diǎn)在于,在線圈端部處每卷繞1周導(dǎo)線,則使導(dǎo)線經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部49相對(duì)于定子鐵芯的周向偏移距離X而進(jìn)行配置。這樣,每卷繞1周導(dǎo)線則線圈端部的三角形狀的頂點(diǎn)偏移距離X,與頂點(diǎn)的位置沿周向?qū)R的圖2相比,能夠進(jìn)一步地使線圈端部的高度變低。

圖20是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖21是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖22是從定子鐵芯的側(cè)面(朝向旋轉(zhuǎn)軸RA的面)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖23是對(duì)形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度及尺寸進(jìn)行說(shuō)明的圖。使用圖20至圖23,更詳細(xì)地對(duì)線圈517的繞組排列的變更的部分進(jìn)行說(shuō)明。

圖20至圖22示出了在槽內(nèi)部SI處插入了2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈517的狀態(tài),使用從位置42a至位置42r而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線而形成線圈517。

線圈517從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞(位置42a),經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部40a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第2層的位置42b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線41以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D22、圖23)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置42c(參照?qǐng)D21)伸出的導(dǎo)線41進(jìn)行排列變更(排列變更部40b),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線41以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D22、圖23)。

導(dǎo)線41朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43b),以使得本次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線41以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D22、圖23)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部40c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置42d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線41以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D22、圖23)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置42e(參照?qǐng)D20)伸出的導(dǎo)線41進(jìn)行排列變更(排列變更部40d),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線41以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D22、圖23)。

導(dǎo)線41朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a),以使得再次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部第1層的區(qū)域。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線以規(guī)定的角度進(jìn)行彎折。

以上是形成線圈的導(dǎo)線41的卷繞1周的量,接下來(lái)以相同的方式,按照位置42f→位置42g→位置42h→···→位置42p→位置42q的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線41。但是在導(dǎo)線41的第2周及其以后,每卷繞1周導(dǎo)線41,則經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a、43b的位置相對(duì)于定子鐵芯5的周向偏移距離X而進(jìn)行配置。在從側(cè)面觀察的圖中,經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a、43b為呈三角形狀的線圈端部CE1、CE2的頂點(diǎn),換言之,也可以描述為,每卷繞1周導(dǎo)線41,則呈三角形狀的線圈端部CE1、CE2中的導(dǎo)線41的頂點(diǎn)相對(duì)于定子鐵芯5的周向偏移距離X而進(jìn)行配置。

此外,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處例如橫排地排列4根導(dǎo)線41,如圖22所示,導(dǎo)線41的第1周以始終為4根之中的最左側(cè)的方式而進(jìn)行配置,隨著成為第2周、第3周,1根1根地向右側(cè)配置導(dǎo)線41(卷繞方式不同于在實(shí)施方式1中說(shuō)明的圖6)。

另外,關(guān)于排列變更部40a至40d,在導(dǎo)線的第1周、第3周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部SI時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線的第2周、第4周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更。

最后,線圈517在2個(gè)槽9a、9b的中間結(jié)束卷繞導(dǎo)線41(位置42r)。

參照?qǐng)D23,對(duì)形成線圈的導(dǎo)線的彎折角度及尺寸進(jìn)行說(shuō)明。

例如,在排列變更部40a處的彎折角度θ”是第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c與第4導(dǎo)線組17f的延伸方向DR17f所呈的角度,且為朝向線圈517的內(nèi)側(cè)的角度。由于線圈517在從側(cè)面觀察時(shí)為六邊形狀,因此該角度θ”例如滿足上述的式2的條件。

滿足式2的角度θ”例如為135°。

例如,在排列變更部40d處的彎折角度θ是第1導(dǎo)線組17a的延伸方向DR17a與第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b所呈的角度,且為朝向線圈517的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ滿足上述的式3的條件。

滿足式3的角度θ例如為135°。

例如,在經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a處的彎折角度θ'是第2導(dǎo)線組17b的延伸方向DR17b與第3導(dǎo)線組17c的延伸方向DR17c所呈的角度,且為朝向線圈517的內(nèi)側(cè)的角度。該角度θ'滿足上述的式4的條件。

例如,如圖22、圖23所示,在線圈517為左右對(duì)稱的形狀的情況下,上述的式5成立。如果將上述的式5代入至式4,則得到上述的式6。

另外,每卷繞1周導(dǎo)線41,則經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a的位置偏移定子鐵芯5的周向上的距離X而進(jìn)行配置。如果將導(dǎo)線的寬度設(shè)為W,(上述的式5成立的情況下)將排列變更部處的彎折角度設(shè)為θ,則該距離X可以通過(guò)上述的式7而得出。

圖24表示為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組而將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。圖24示出了當(dāng)每極每相的槽數(shù)=2(8極48槽)時(shí)每2個(gè)槽安裝同相的線圈517的情況。作為將線圈插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈517每隔定子鐵芯5的4個(gè)槽的間隔而安裝于槽。此外,圖24的定子鐵芯5為了易于說(shuō)明而圖示為直線形狀,另外將中途的部分省略了一部分。

例如,V相的繞組V8具有使U相的繞組U8的線圈517沿周向向圖24的右方移位2個(gè)槽的量的線圈517。例如,W相的繞組W8具有使V相的繞組V8的線圈517沿周向向圖24的右方移位2個(gè)槽的量的線圈517。即,在觀察圖24中的線圈517的右端的情況下,以2個(gè)槽的間距而分布的U相、V相、W相的線圈517的配置模式以6個(gè)槽為周期進(jìn)行反復(fù)。各線圈517在線圈端部處橫跨6個(gè)槽,在左邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第1層的區(qū)域,在右邊的3個(gè)槽經(jīng)過(guò)第2層的區(qū)域。

如上所述,在實(shí)施方式4中,每卷繞1周導(dǎo)線41,則使經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a在定子鐵芯5的周向上偏移距離X而進(jìn)行配置,該經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部43a使導(dǎo)線41在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換。具體地說(shuō),如果將導(dǎo)線的寬度設(shè)為W,(上述的式5成立的情況下)將排列變更部處的彎折角度設(shè)為θ,則使導(dǎo)線41的經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部偏移通過(guò)上述的式7得出的距離X而進(jìn)行配置(參照?qǐng)D20、圖21)。由此,能夠進(jìn)一步地使線圈端部CE1、CE2處的線圈517的高度變低。

實(shí)施方式5.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式5涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖25是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖26是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖,圖27是從定子鐵芯的側(cè)面(朝向旋轉(zhuǎn)軸RA的面)觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。下面,以與實(shí)施方式1~4不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

在實(shí)施方式1~4中,對(duì)于實(shí)現(xiàn)在槽內(nèi)部和線圈端部處導(dǎo)線的排列不同的線圈,所記載的方法僅為1個(gè)事例,未必需要按照該順序形成線圈。

因此,在實(shí)施方式5中,對(duì)與至此為止所述內(nèi)容不同的線圈的形成順序例示地進(jìn)行說(shuō)明。

具體地說(shuō),在旋轉(zhuǎn)電機(jī)600的定子603的定子繞組606中,如圖25~圖27所示,形成各相的繞組的各線圈617的結(jié)構(gòu)在以下方面與實(shí)施方式1~4不同。

圖25至圖27示出了在槽內(nèi)部SI處插入了2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈617的狀態(tài),使用從位置82a至位置82r而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線而形成線圈617。

線圈617從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞(位置82a),經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部80a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第2層的位置82b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置82c(參照?qǐng)D26)伸出的導(dǎo)線81進(jìn)行排列變更(排列變更部80b),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

導(dǎo)線81朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部83b),以使得本次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部80c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置82d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置82e(參照?qǐng)D25)伸出的導(dǎo)線81進(jìn)行排列變更(排列變更部80d),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

導(dǎo)線81朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部83a),以使得再次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線81以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D27)。

以上是形成線圈617的導(dǎo)線81的卷繞1周的量,接下來(lái)以相同的方式,按照位置82f→位置82g→位置82h→···→位置82p→位置82q的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線81。此外,在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處橫排地排列4根導(dǎo)線81,如圖27所示,隨著成為導(dǎo)線的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線81。

在實(shí)施方式1中的線圈的形成順序中,關(guān)于排列變更部10a至10d,在導(dǎo)線的第1周、第3周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部SI時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線11的第2周、第4周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更(參照?qǐng)D4~圖6)。

與之相對(duì)地,在實(shí)施方式5中,在線圈617的形成順序中,關(guān)于排列變更部80a至80d,在導(dǎo)線的第1周、第2周時(shí),在進(jìn)入至槽內(nèi)部時(shí)以及伸出時(shí)進(jìn)行了排列變更,但在導(dǎo)線的第3周、第4周時(shí)未實(shí)際地進(jìn)行排列變更(從相當(dāng)于槽內(nèi)部第1層的區(qū)域而來(lái)的導(dǎo)線直接進(jìn)入至槽內(nèi)部第1層的情況等)。在本實(shí)施方式中,每當(dāng)卷繞導(dǎo)線81時(shí),實(shí)際地進(jìn)行排列變更、未實(shí)際地進(jìn)行排列變更這兩種情況會(huì)連續(xù)進(jìn)行,因此用于排列變更的彎折(直角曲柄形狀)變得一致,能夠使線圈端部的排列變更部更加緊湊。

如上所述,在實(shí)施方式5中,每當(dāng)卷繞導(dǎo)線時(shí),實(shí)際地進(jìn)行排列變更、未實(shí)際地進(jìn)行排列變更這兩種情況會(huì)連續(xù)進(jìn)行,因此用于排列變更的彎折(直角曲柄形狀)變得一致,能夠使線圈端部的排列變更部更加緊湊。

此外,該實(shí)施方式5是以與實(shí)施方式1進(jìn)行對(duì)比的方式而記載的,但也能夠?qū)⑾嗤夹g(shù)應(yīng)用于實(shí)施方式2~4。另外,該實(shí)施方式5的技術(shù)也能夠應(yīng)用于后述的實(shí)施方式6。

實(shí)施方式6.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式6涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖28是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖29是從定子鐵芯的下表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖30是從定子鐵芯的側(cè)面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。下面,以與實(shí)施方式1~5不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。

在實(shí)施方式1~5中,對(duì)于實(shí)現(xiàn)在槽內(nèi)部和線圈端部處導(dǎo)線的排列不同的線圈,所記載的方法僅為1個(gè)事例,未必需要按照該順序形成線圈。

因此,在實(shí)施方式6中,對(duì)與實(shí)施方式1~5不同的線圈的形成順序例示地進(jìn)行說(shuō)明。

具體地說(shuō),在旋轉(zhuǎn)電機(jī)700的定子703的定子繞組706中,如圖28~圖30所示,形成各相的繞組的各線圈717的結(jié)構(gòu)在以下方面與實(shí)施方式1不同。

圖28至圖30示出了在槽內(nèi)部SI處插入了2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的1個(gè)線圈717的狀態(tài),使用從位置92a至位置92r而例示地說(shuō)明此時(shí)如何卷繞導(dǎo)線而形成線圈717。

線圈717從2個(gè)槽9a、9b的中間開(kāi)始卷繞導(dǎo)線91(位置92a),經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a而向槽9a進(jìn)行靠近。隨后,進(jìn)行排列變更(排列變更部90a),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第2層的位置92b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D30)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置92c(參照?qǐng)D29)伸出的導(dǎo)線91進(jìn)行排列變更(排列變更部90b),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE2a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D30)。

導(dǎo)線91朝向相反側(cè)的槽9b,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部93b),以使得本次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE2b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ'進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D30)。

當(dāng)靠近至槽9b后進(jìn)行排列變更(排列變更部90c),進(jìn)入至槽內(nèi)部SI的第1層的位置92d。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ”進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D30)。

經(jīng)過(guò)槽內(nèi)部SI而從位置92e(參照?qǐng)D28)伸出的導(dǎo)線91進(jìn)行排列變更(排列變更部90d),伸出至相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第2層的區(qū)域CE1b。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ進(jìn)行彎折(參照?qǐng)D30)。

導(dǎo)線91朝向相反側(cè)的槽9a,但當(dāng)?shù)诌_(dá)至槽9a與槽9b的中間后進(jìn)行排列變更(經(jīng)過(guò)區(qū)域變更部93a),以使得再次經(jīng)過(guò)相當(dāng)于槽內(nèi)部SI的第1層的區(qū)域CE1a。如果從側(cè)面觀察該部分,則導(dǎo)線91以角度θ'進(jìn)行彎折。

以上是形成線圈717的導(dǎo)線91的卷繞1周的量,接下來(lái)以相同的方式,按照位置92f→位置92g→位置92h→···→位置92p→位置92q的順序而不斷地卷繞導(dǎo)線91。在從側(cè)面觀察的圖中,在線圈端部CE1、CE2處橫排地排列4根導(dǎo)線91。

在實(shí)施方式1中,如圖6所示,隨著成為導(dǎo)線11的第2周、第3周,不斷地向內(nèi)側(cè)配置導(dǎo)線11。因此,在線圈17中,導(dǎo)線11的卷繞開(kāi)始端存在于上部,導(dǎo)線11的卷繞結(jié)束端存在于下部。

與之相對(duì)地,在本實(shí)施方式中,如圖30所示,隨著成為導(dǎo)線91的第2周、第3周,不斷地向外側(cè)配置導(dǎo)線91。因此,在線圈717中,導(dǎo)線91的卷繞開(kāi)始端存在于下部,導(dǎo)線91的卷繞結(jié)束端存在于上部。

具體的方法在后面進(jìn)行敘述,定子繞組706通過(guò)下述方式而形成,即,在槽內(nèi)部SI配置多個(gè)線圈717,通過(guò)焊接等方法而連接它們的末端??梢允褂枚鄠€(gè)相同形狀的線圈717。

在實(shí)施方式1中,例如,如果試圖將圖6的線圈17進(jìn)行連結(jié),則由于導(dǎo)線11的卷繞開(kāi)始端存在于上部,導(dǎo)線11的卷繞結(jié)束端存在于下部,因此該連結(jié)線需要得略長(zhǎng)。

另一方面,在本實(shí)施方式中,例如,如果預(yù)先準(zhǔn)備了圖6的線圈17和圖30的線圈717這2種,并將它們交替地進(jìn)行使用,則由于在圖6的線圈17中,導(dǎo)線11的卷繞開(kāi)始端處于上部,導(dǎo)線11的卷繞結(jié)束端處于下部,在圖30的線圈717中,導(dǎo)線91的卷繞開(kāi)始端存在于下部,導(dǎo)線91的卷繞結(jié)束端存在于上部,因此能夠利用短距離(例如,最短距離)的連結(jié)線而將兩者相連。

如上所述,在實(shí)施方式6中,在將多個(gè)線圈進(jìn)行連結(jié)時(shí),通過(guò)兼用2種卷繞方法不同的線圈,從而能夠利用短距離(例如,最短距離)的連結(jié)線而將兩者相連。

此外,該實(shí)施方式6是以與實(shí)施方式1進(jìn)行對(duì)比的方式而記載的,但也能夠?qū)⑾嗤夹g(shù)應(yīng)用于實(shí)施方式2~5。

此外,在實(shí)施方式1~3中,對(duì)在從側(cè)面觀察時(shí)線圈為六邊形狀的情況進(jìn)行了說(shuō)明。用于使該線圈成立的與導(dǎo)線的層數(shù)及彎折角度相關(guān)的條件為:

·m為大于或等于2的整數(shù)

·n為大于或等于1的整數(shù)

·彎折角度θ、θ”滿足式2、3

·層數(shù)m、n滿足式1。

進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)明,在通過(guò)式1而得到的n/m的最大值(1/2)時(shí),能夠有效地(例如,最密)配置導(dǎo)線,以使得在線圈端部處實(shí)質(zhì)上不存在未配置導(dǎo)線的多余的空間。例如,下述情況與此相當(dāng),即,在實(shí)施方式1中說(shuō)明過(guò)的、在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為2層的導(dǎo)線在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換為1層。

另一方面,在n/m的值比1/2小的情況即實(shí)施方式2(在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為3層的導(dǎo)線在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換為1層的情況)或者實(shí)施方式3(在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為5層的導(dǎo)線在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯5的徑向配置變換為2層的情況)中,在線圈端部CE1、CE2處存在完全無(wú)導(dǎo)線經(jīng)過(guò)的多余的空間。在構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組的情況下,理想的是優(yōu)選以前者(1/2)的條件而制作線圈,但在現(xiàn)實(shí)中會(huì)由于槽內(nèi)部的寬度、槽內(nèi)部的高度、以及導(dǎo)線的線徑而產(chǎn)生層數(shù)的制約,因此有時(shí)也會(huì)混雜著后者(比1/2小)而進(jìn)行制作。

以上進(jìn)行了實(shí)施方式1~6的說(shuō)明,但相對(duì)于該全部的事例,也能夠以下述方式而進(jìn)行。

例如,圖31是從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。在導(dǎo)線51使用圓線的情況下,如圖31所示,還能夠?qū)⑿纬刹蹆?nèi)部SI的線圈817的導(dǎo)線51進(jìn)行堆垛。這是為了提高繞組的線占空率而進(jìn)行的。但是,通過(guò)將導(dǎo)線51進(jìn)行堆垛,槽內(nèi)部SI的線圈的高度會(huì)等效地變低。

假設(shè),如果線圈端部CE1、CE2的導(dǎo)線51也是通過(guò)堆垛而構(gòu)成的,則由于在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處線圈817所需的高度不變,因此能夠直接以上述式1的條件而使線圈817成形。

但是,在未將線圈端部CE1、CE2的導(dǎo)線51進(jìn)行堆垛的情況下,僅槽內(nèi)部SI的線圈817的高度等效地變低,由于在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處線圈817所需的高度不同,因此式1的條件不成立。在該情況下,假設(shè)在槽內(nèi)部SI處通過(guò)沿定子鐵芯5的徑向堆垛而配置為m層的導(dǎo)線51的高度、與通過(guò)普通的層疊方式而配置為m'層的導(dǎo)線的高度相同的情況下,m與m'的關(guān)系通過(guò)下面的式8進(jìn)行表示。

這樣,在線圈817中,在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為m層的導(dǎo)線51在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯的徑向配置變換為n層,且導(dǎo)線51在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處以角度θ、θ”進(jìn)行彎折,在線圈端部處配置于定子鐵芯5的徑向的從第1層至第n層的導(dǎo)線配置變換為定子鐵芯的徑向的從第(m-n+1)層至第m層,且配置變換之前與之后以角度θ'(=360-(θ+θ”))進(jìn)行彎折,在該線圈817中,能夠?qū)⒉蹆?nèi)部SI的導(dǎo)線51進(jìn)行堆垛的條件為:

·m為大于或等于2的整數(shù)

·n為大于或等于1的整數(shù)

·彎折角度θ、θ”滿足式2、3

·層數(shù)m、n滿足式9。

由此,能夠提高槽內(nèi)部SI的導(dǎo)線51的占空率。

或者,例如,圖32表示從定子鐵芯的上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。在至此為止的說(shuō)明中,說(shuō)明了僅將1個(gè)線圈置入于定子鐵芯5的槽內(nèi)部SI的例子,但旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組大多通過(guò)在槽內(nèi)部配置多個(gè)線圈、并將它們進(jìn)行連結(jié)而構(gòu)成。圖32示出了將2個(gè)下述線圈(線圈917-1及917-2)插入后的狀態(tài),即,在該線圈中,在槽內(nèi)部SI處為2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線53在線圈端部CE1、CE2處排列為1層(定子鐵芯5的徑向)×4根(定子鐵芯5的周向)的量。在這樣的情況下,通過(guò)將第1個(gè)線圈917-1中的導(dǎo)線52的卷繞結(jié)束端522和第2個(gè)線圈917-2中的導(dǎo)線53的卷繞開(kāi)始端531進(jìn)行連結(jié),從而形成定子繞組。當(dāng)然,在插入的線圈的數(shù)量進(jìn)一步增加的情況下,通過(guò)將線圈中的導(dǎo)線的卷繞結(jié)束端和下一個(gè)線圈中的導(dǎo)線的卷繞開(kāi)始端進(jìn)行接線(連結(jié)),從而能夠在槽內(nèi)部處構(gòu)成定子鐵芯的徑向上的層數(shù)多的定子繞組。

或者,例如,圖33表示從上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。在圖1所示的圓形的定子鐵芯5的情況下,槽形狀大多為梯形而非長(zhǎng)方形。這是因?yàn)椋瑸榱耸过X寬度固定,大多為越是定子鐵芯5的內(nèi)周側(cè)則越將槽寬度變窄,越是定子鐵芯5的外周側(cè)則越將槽寬度變寬。圖33示出了將3個(gè)線圈1017-1~1017-3插入至定子鐵芯5的槽內(nèi)部SI后的狀態(tài)。

關(guān)于這些線圈1017-1~1017-3,與槽內(nèi)部SI的寬度或者高度相匹配地,改變線圈1017-1~1017-3中的導(dǎo)線54、55、56的匝數(shù)。這樣,即使在槽9a、9b的形狀不是長(zhǎng)方形的情況下,通過(guò)與該形狀相匹配地預(yù)先準(zhǔn)備導(dǎo)線54、55、56的匝數(shù)不同的幾種線圈1017-1~1017-3,并將它們進(jìn)行連結(jié),從而能夠?qū)?yīng)于任意槽形狀。此外,如上所述,這些線圈1017-1~1017-3通過(guò)下述方式而形成定子繞組,即,將第1個(gè)線圈1017-1中的導(dǎo)線54的卷繞結(jié)束端542和第2個(gè)線圈1017-2中的導(dǎo)線55的卷繞開(kāi)始端551進(jìn)行連結(jié),將第2個(gè)線圈1017-2中的導(dǎo)線55的卷繞結(jié)束端552和第3個(gè)線圈1017-3中的導(dǎo)線56的卷繞開(kāi)始端561進(jìn)行連結(jié)。

此外,在圖32或者圖33中,對(duì)將多個(gè)線圈置入于定子鐵芯5的槽內(nèi)部SI而將它們的卷繞開(kāi)始端和卷繞結(jié)束端進(jìn)行連結(jié)的方法進(jìn)行了說(shuō)明,但在這樣的情況下,也可以預(yù)先利用連結(jié)線而將線圈相連。

或者,例如,圖34是構(gòu)成定子繞組的線圈束的結(jié)構(gòu)圖。這是預(yù)先利用連結(jié)線而將構(gòu)成圖2所示的定子繞組的線圈相連后的圖。作為將線圈插入至相鄰?fù)嗟寞B繞方式,線圈束61插入至定子鐵芯的槽。線圈束61是由線圈63a、線圈63b、線圈63c這3個(gè)線圈連結(jié)而成的,它們利用連結(jié)線62而相連。在圖34中,線圈63a、線圈63b、線圈63c在槽內(nèi)部SI處由2層(定子鐵芯5的徑向)×8根(定子鐵芯5的周向)的導(dǎo)線構(gòu)成,但徑向的數(shù)量及周向的數(shù)量是能夠任意決定的。

或者,例如,圖35表示從上表面觀察將線圈插入至定子鐵芯后的狀態(tài)的圖。圖35示出了線圈束1161插入后的狀態(tài),該線圈束1161是將3個(gè)線圈1117-1~1117-3連結(jié)而成的,在線圈1117-1~1117-3中,在槽內(nèi)部SI處為2層(定子鐵芯5的徑向)×2根(定子鐵芯5的周向)的量的導(dǎo)線64在線圈端部CE1、CE2處排列為1層(定子鐵芯5的徑向)×4根(定子鐵芯5的周向)的量。與圖32相比,由于線圈1117-1~1117-3被預(yù)先連結(jié),因此無(wú)需對(duì)每個(gè)插入的線圈進(jìn)行接線作業(yè),導(dǎo)致作業(yè)工作量的削減。

雖然在實(shí)施方式1~6中也進(jìn)行了說(shuō)明,但線圈的卷繞開(kāi)始端和卷繞結(jié)束端的位置是任意的。但是,通過(guò)將線圈的卷繞結(jié)束端配置于將線圈的卷繞開(kāi)始端和定子鐵芯的中心連接的線上(在定子鐵芯的周向上,使卷繞開(kāi)始端和卷繞結(jié)束端的位置對(duì)齊),從而在對(duì)多個(gè)線圈進(jìn)行接線、或者預(yù)先進(jìn)行連結(jié)時(shí),產(chǎn)生諸如能夠使接線作業(yè)變得輕松、或者使連結(jié)線變短等效果。

特別地,在從側(cè)面觀察時(shí)為六邊形狀的線圈的情況下,優(yōu)選將線圈的卷繞結(jié)束端配置于將線圈的卷繞開(kāi)始端和定子鐵芯的中心連接的線上,使該位置成為呈三角形狀的線圈端部的頂點(diǎn)(在定子鐵芯的周向上,使卷繞開(kāi)始端和卷繞結(jié)束端的位置與線圈端部的頂點(diǎn)對(duì)齊)。如此產(chǎn)生下述效果,即,在對(duì)多個(gè)線圈進(jìn)行接線、或者預(yù)先進(jìn)行連結(jié)時(shí),對(duì)線圈進(jìn)行接線的線不會(huì)與其他相的定子繞組發(fā)生干涉。

在圖34中,對(duì)構(gòu)成插入至槽內(nèi)部的定子繞組的線圈束進(jìn)行了說(shuō)明,但為了構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組,最終需要進(jìn)一步地對(duì)全部的插入至槽的線圈束進(jìn)行接線。因此,利用連結(jié)線而將線圈束進(jìn)一步地相連,也可以采用與各相的定子繞組相當(dāng)?shù)拇蟮木€圈組。

例如,圖36是構(gòu)成定子繞組的線圈組的結(jié)構(gòu)圖。這是預(yù)先利用連結(jié)線而將構(gòu)成圖34所示的定子繞組的線圈束相連后的圖。圖36的線圈組71示出了利用連結(jié)線73而將線圈束72a~72h串聯(lián)地相連后的狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組存在將各槽的繞組全部串聯(lián)地相連、或者對(duì)半劃分之后并聯(lián)地相連等各種模式,在圖36中示出了將各槽的繞組全部串聯(lián)地相連后的情況,但例如,如果利用連結(jié)線而將線圈束72a~72d和線圈束72e~72h分別相連,并將它們2個(gè)并聯(lián)地相連,則能夠形成2個(gè)并聯(lián)的定子繞組。如上所述,通過(guò)預(yù)先準(zhǔn)備將線圈束連結(jié)后的線圈組,從而能夠大幅地減少接線作業(yè)的次數(shù),導(dǎo)致作業(yè)工作量的削減。

另外,在實(shí)施方式1~6中,以每極每相的槽數(shù)=2(8極48槽)的情況為中心進(jìn)行了說(shuō)明。但是,對(duì)極數(shù)及槽數(shù)并無(wú)特別的制約,也能夠在其他組合中應(yīng)用本發(fā)明。

另外,在實(shí)施方式1~6中,作為圓線而對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行了說(shuō)明。但是在本發(fā)明中,由于不存在針對(duì)導(dǎo)線的剖面形狀的制約,因此除了圓線以外,也可以使用方線等。此外,具有下述特征,即,方線能夠在槽內(nèi)部提高繞組的占空率,另一方面加工性差,相反地,圓線雖然加工性好,卻不能在槽內(nèi)部提高繞組的占空率。為了充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn),還存在下述方法,即,利用加工性好的圓線制作線圈,僅針對(duì)相當(dāng)于槽內(nèi)部的導(dǎo)線而進(jìn)行加壓形成,將剖面形狀設(shè)為正方形狀,從而提高占空率。

但是,通過(guò)僅將相當(dāng)于槽內(nèi)部的導(dǎo)線的剖面形狀設(shè)為正方形狀,槽內(nèi)部的線圈的高度會(huì)等效地變低。假設(shè),如果將線圈端部的導(dǎo)線的剖面形狀也設(shè)為正方形狀,則由于在槽內(nèi)部和線圈端部處線圈所需的高度不變,因此能夠直接以上述式1的條件而使線圈成形。但是,在未將線圈端部的導(dǎo)線的剖面形狀設(shè)為正方形狀的情況下,僅槽內(nèi)部的線圈的高度等效地變低,由于在槽內(nèi)部和線圈端部處線圈所需的高度不同,因此式1的條件不成立。

假設(shè)在槽內(nèi)部處沿定子鐵芯的徑向配置為m層的將剖面形狀設(shè)為正方形狀的導(dǎo)線的高度、與使用圓線的導(dǎo)線而配置為m'層的導(dǎo)線的高度相同的情況下,m與m'的關(guān)系通過(guò)下面的式10進(jìn)行表示。

這樣,在線圈中,在槽內(nèi)部SI處沿定子鐵芯5的徑向配置為m層的導(dǎo)線51在線圈端部CE1、CE2處沿定子鐵芯的徑向配置變換為n層,且導(dǎo)線51在槽內(nèi)部SI和線圈端部CE1、CE2處以角度θ、θ”進(jìn)行彎折,在線圈端部處配置于定子鐵芯5的徑向的從第1層至第n層的導(dǎo)線配置變換為定子鐵芯的徑向的從第(m-n+1)層至第m層,且配置變換之前與之后以角度θ'(=360-(θ+θ”))進(jìn)行彎折,在該線圈中,能夠僅將相當(dāng)于槽內(nèi)部的導(dǎo)線的剖面形狀設(shè)為正方形狀的條件為:

·m為大于或等于2的整數(shù)

·n為大于或等于1的整數(shù)

·彎折角度θ、θ”滿足式2、3

·層數(shù)m、n滿足式11。

由此,能夠提高槽內(nèi)部SI的導(dǎo)線的占空率。

以上是與實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、700相關(guān)的說(shuō)明。

實(shí)施方式7.

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。此外,為了對(duì)實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說(shuō)明,首先,對(duì)實(shí)施方式1~6的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、以及700的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

設(shè)想旋轉(zhuǎn)電機(jī)1200與實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、700中的任意者相當(dāng)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)1200是將定子繞組1206插入至定子1203的定子鐵芯5所具有的槽9而形成的。定子繞組1206由多個(gè)線圈1217而構(gòu)成。線圈1217為以上說(shuō)明過(guò)的實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的線圈17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117之中的任意者。

接下來(lái),對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1200中的、線圈端部的高度的降低和線圈1217彼此的干涉之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1200中,在降低了線圈1217的線圈端部的高度的情況下,會(huì)發(fā)生線圈1217彼此的干涉。

圖37是在實(shí)施方式7中,將線圈插入至定子鐵芯后的定子的各相的繞組結(jié)構(gòu)圖。圖37的定子鐵芯5為了易于說(shuō)明而圖示為直線形狀,另外將中途的部分省略了一部分。此外,在圖37中,將線圈1217記載為與實(shí)施方式1的線圈17相同。但是,線圈1217也可以為線圈63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117。

圖38是在將實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的線圈插入至槽之后,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部CE的圖。在圖38中,線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z為線圈1217。

在實(shí)施方式1~6及它們的變形例中,圖37所示的線圈1217X的部分C在圖38中,相對(duì)于線圈1217Z的部分D而位于定子鐵芯5的軸向的外側(cè)。另外,圖37所示的線圈1217Z的部分E在圖38中,相對(duì)于線圈1217X的部分F而位于定子鐵芯5的軸向的外側(cè)。另外,在圖38的情況下,插入至各槽9的線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z不發(fā)生干涉。此時(shí)的線圈端部CE的高度為高度G。

圖39是在將實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的線圈插入至槽之后,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部CE的圖,是表示線圈端部CE的高度比圖38低的情況的圖。在圖39中,線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z為線圈1217。另外,在圖39中,線圈端部CE的高度H比圖38所示的情況下的線圈端部CE的高度G低。即,圖39示出了使線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z的線圈端部CE的高度比圖38低的情況。

在圖39中,線圈1217X與線圈1217Z在部分I和部分J處發(fā)生了干涉。在部分I處,圖37所示的線圈1217X的部分C與線圈1217Z的部分D發(fā)生了干涉。另外,在部分J處,圖37所示的線圈1217Z的部分E與線圈1217X的部分F發(fā)生了干涉。

此外,為了避免干涉,需要使發(fā)生干涉的部分的導(dǎo)線進(jìn)行迂回。在該情況下,在線圈1217中,僅在發(fā)生干涉的部分處繞組變厚。因此,線圈端部CE會(huì)沿定子鐵芯5的徑向而凸起。其結(jié)果,定子繞組1206作為整體而周長(zhǎng)變長(zhǎng)。由此,定子繞組1206的電阻值增大,旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的銅損、即旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中的能量損耗增大。因而,旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)效率會(huì)降低。

因此,在實(shí)施方式7中,在降低了線圈端部CE的高度的情況下,為了不發(fā)生線圈彼此的干涉,對(duì)上述的實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的線圈進(jìn)一步地設(shè)置追加的彎折部。

接下來(lái),對(duì)實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300進(jìn)行說(shuō)明。相對(duì)于至上述為止說(shuō)明過(guò)的實(shí)施方式1~6涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、700,實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的線圈1317的結(jié)構(gòu)不同。另外,在實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300中,除了線圈1317以外的結(jié)構(gòu)均與上述的實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、700相同。

實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子1303由定子鐵芯5和定子繞組1306構(gòu)成。圖40-(a)是對(duì)構(gòu)成實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組的線圈進(jìn)行表示的圖。定子繞組1306由圖40-(a)所示的多個(gè)線圈1317構(gòu)成。如圖40-(a)所示,線圈1317是對(duì)在實(shí)施方式1~6中說(shuō)明過(guò)的線圈17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117中的任意者進(jìn)一步地設(shè)置了外側(cè)彎折部1314a及外側(cè)彎折部1314b后的線圈。

圖40-(b)是將實(shí)施方式7涉及的線圈的外側(cè)彎折部放大后的圖。如圖40-(a)及圖40-(b)所示,在從槽內(nèi)部SI向前的線圈端部CE1處,線圈21具有外側(cè)彎折部1314a。在外側(cè)彎折部1314a處,按照?qǐng)D40-(b)所示,形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311沿定子鐵芯5的周向而以角度θ1進(jìn)行彎折。

此時(shí),線圈1317在外側(cè)彎折部1314a處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313相反的方向而進(jìn)行彎折。另外,形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。因此,角度θ1設(shè)為滿足下面的式12的角度。此外,角度θ1在實(shí)施方式7中為200°。

θ1>180°···式12

另外,如圖40-(a)及圖40-(b)所示,在從外側(cè)彎折部1314a向前的線圈端部CE1處,線圈1317具有排列變更部1310a。與實(shí)施方式1~6的情況相同,線圈1317在排列變更部1310a處進(jìn)行繞組排列的變更。

因此,在線圈1317中,線圈端部CE1處的徑向的厚度比槽內(nèi)部SI處的徑向的厚度薄。因而,線圈1317能夠在與其他相的定子繞組1306的線圈1317之間,防止繞組位置在徑向上發(fā)生干涉。另外,此時(shí)如圖40-(b)所示,線圈1317在排列變更部1310a處以角度θ”進(jìn)行彎折。角度θ”在實(shí)施方式7中為100°。

另外,如圖40-(a)所示,線圈1317在線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313處以角度θ'也進(jìn)行彎折。角度θ'在實(shí)施方式7中為120°。

并且,在從線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313向前的部分處,線圈1317具有排列變更部1310b。與實(shí)施方式1~6的情況相同,線圈1317在排列變更部1310b處進(jìn)行繞組排列的變更。另外,此時(shí)如圖40-(a)所示,線圈1317在排列變更部1310b處以角度θ也進(jìn)行彎折。角度θ在實(shí)施方式7中為100°。

并且,在從線圈端部CE1再次返回至槽內(nèi)部SI的部分處,線圈1317具有外側(cè)彎折部1314b。在外側(cè)彎折部1314b處,形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311沿定子鐵芯5的周向而以角度θ1進(jìn)行彎折。

線圈1317在外側(cè)彎折部1314b處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313相反的方向而進(jìn)行彎折。此時(shí),形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。此時(shí)的角度θ1也設(shè)為滿足上述的式12的角度。此外,角度θ1在實(shí)施方式7中為200°。

由于以上述方式構(gòu)成,因此相對(duì)于實(shí)施方式1~6及它們的變形例涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、200、400、500、600、700的線圈1217,線圈1317的形狀為彎折部較多的形狀。另外,雖然省略了說(shuō)明,但線圈1317在線圈端部CE2側(cè)也構(gòu)成為與線圈端部CE1側(cè)相同。因此,線圈1317作為整體而成為十邊形形狀。

圖41是在將實(shí)施方式7涉及的線圈插入至槽之后,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部CE的圖。在實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300中,多個(gè)上述結(jié)構(gòu)的線圈1317插入至定子鐵芯5的槽9。在圖41中,線圈1317X、線圈1317Y、以及線圈1317Z為線圈1317。另外,在圖41中,實(shí)施方式7涉及的線圈1317的線圈端部CE1的高度K比圖38所示的情況下的線圈端部CE的高度G低。

如上所述,線圈1317在外側(cè)彎折部1314a及外側(cè)彎折部1314b處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313相反的方向而進(jìn)行彎折。因此,按照?qǐng)D41所示,即便使線圈1317的線圈端部CE1的高度K比圖38所示的情況下的線圈端部CE1的高度G低,插入至各槽9的線圈1317X、線圈1317Y、以及線圈1317Z也不互相干涉。

如以上說(shuō)明所述,實(shí)施方式7涉及的線圈1317在外側(cè)彎折部1314a及外側(cè)彎折部1314b處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1313相反的方向而進(jìn)行彎折。外側(cè)彎折部1314a處的彎折方向與排列變更部1310a處的角度θ”的彎折方向也相反。另外,外側(cè)彎折部1314b處的彎折方向與排列變更部1310b處的角度θ的彎折方向也相反。

此時(shí),在外側(cè)彎折部1314a及外側(cè)彎折部1314b處,形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。另外,線圈端部CE2的形狀也形成為與線圈端部CE1的形狀相同。即,在線圈1317中,線圈端部CE1及線圈端部CE2擴(kuò)展至與槽內(nèi)部SI相比的外側(cè),作為整體而成為十邊形形狀。通過(guò)形成這樣的結(jié)構(gòu),在實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子繞組1306中,能夠防止產(chǎn)生與其他相的繞組發(fā)生干涉的部分。由此,能夠使定子繞組1306整體的周長(zhǎng)變短,因此定子繞組1306的電阻值減少,能夠降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的損耗。因而,能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

另外,在線圈1317中,在彎折的各個(gè)部位,形成線圈1317的全部導(dǎo)線1311以相同角度進(jìn)行彎折。因此,在實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子繞組1306中,在線圈端部CE1及線圈端部CE2處不會(huì)產(chǎn)生多余的間隙。另外,在實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子繞組1306中,線圈1317的長(zhǎng)度及角度被明確地指定。因此,能夠提高線圈1317的尺寸精度,能夠更加可靠地防止與相鄰的其他相的定子繞組1306的線圈1317之間的干涉。

實(shí)施方式8.

對(duì)實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子1403進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的線圈1417的結(jié)構(gòu)相對(duì)于實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300而不同。另外,在實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400中,除了線圈1417以外的結(jié)構(gòu)均與實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300相同。因此,僅對(duì)線圈1417的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明,省略與線圈1417以外的結(jié)構(gòu)相關(guān)的說(shuō)明。

圖42-(a)是對(duì)構(gòu)成實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組的線圈進(jìn)行表示的圖。如圖42-(a)所示,線圈1417是對(duì)實(shí)施方式7涉及的線圈1317進(jìn)一步地設(shè)置了內(nèi)側(cè)彎折部1415a及內(nèi)側(cè)彎折部1415b后的線圈。

圖42-(b)是將實(shí)施方式8涉及的線圈的外側(cè)彎折部放大后的圖。如圖42-(a)及圖42-(b)所示,在從槽內(nèi)部SI向前的線圈端部CE1處,線圈1417具有外側(cè)彎折部1414a。在外側(cè)彎折部1414a處,按照?qǐng)D42-(b)所示,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411沿定子鐵芯5的周向而以角度θ1進(jìn)行彎折。

此時(shí),線圈1417在外側(cè)彎折部1414a處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413相反的方向而進(jìn)行彎折。另外,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。此時(shí)的角度θ1設(shè)為滿足上述的式12的角度。此外,角度θ1在實(shí)施方式8中為205°。

另外,如圖42-(a)及圖42-(b)所示,在從外側(cè)彎折部1414a向前的線圈端部CE1處,線圈1417具有與實(shí)施方式7的排列變更部1310a相同的排列變更部1410a。線圈1417在排列變更部1410a處進(jìn)行繞組排列的變更。

因此,在線圈1417中,線圈端部CE1處的徑向的厚度比槽內(nèi)部SI處的徑向的厚度薄。因而,線圈1417能夠在與其他相的定子繞組1406的線圈1417之間,防止繞組位置在徑向上發(fā)生重疊。另外,此時(shí)如圖42-(b)所示,線圈1417在排列變更部1410a處以角度θ”進(jìn)行彎折。角度θ”在實(shí)施方式8中為110°。

圖42-(c)是將實(shí)施方式8涉及的線圈的內(nèi)側(cè)彎折部放大后的圖。在實(shí)施方式8中,線圈1417在排列變更部1410a與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413之間設(shè)置圖42-(c)所示的內(nèi)側(cè)彎折部1415a。在內(nèi)側(cè)彎折部1415a處,按照?qǐng)D42-(c)所示,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411沿定子鐵芯5的周向而以角度θ2進(jìn)行彎折。

另外,此時(shí)的角度θ2設(shè)為滿足下面的式13的角度。此外,角度θ2在實(shí)施方式8中為160°。

θ2<180°···式13

另外,如圖42-(a)所示,線圈1417在線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413處以角度θ'也進(jìn)行彎折。角度θ'在實(shí)施方式8中為130°。

在實(shí)施方式8中,線圈1417還在線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413與排列變更部1410b之間設(shè)置內(nèi)側(cè)彎折部1415b。在內(nèi)側(cè)彎折部1415b處,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411沿定子鐵芯5的周向而以角度θ2進(jìn)行彎折。此時(shí)的角度θ2也設(shè)為滿足上述的式13的角度。此外,角度θ2在實(shí)施方式8中為160°。

并且,與實(shí)施方式7的情況相同,線圈1417在排列變更部1410b處進(jìn)行繞組排列的變更。另外,此時(shí)如圖42-(a)所示,線圈1417在排列變更部1410b處以角度θ也進(jìn)行彎折。角度θ在實(shí)施方式8中為110°。

并且,在從線圈端部CE1再次返回至槽內(nèi)部SI的部分處,線圈1417具有外側(cè)彎折部1414b。在外側(cè)彎折部1414b處,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411沿定子鐵芯5的周向而以角度θ1進(jìn)行彎折。此時(shí)的角度θ1也設(shè)為滿足上述的式12的角度。此外,角度θ1在實(shí)施方式8中為205°。

由于以上述方式構(gòu)成,因此與實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的線圈1317相比,線圈1417的形狀為彎折部更多的形狀。另外,雖然省略了說(shuō)明,但線圈1417在線圈端部CE2側(cè)也構(gòu)成為與線圈端部CE1側(cè)相同。因此,線圈1417作為整體而成為十四邊形形狀。

圖43是在將實(shí)施方式8涉及的線圈插入至槽之后,從定子鐵芯的內(nèi)側(cè)觀察線圈端部CE的圖。在實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400中,多個(gè)上述結(jié)構(gòu)的線圈1417插入至定子鐵芯5的槽9。在圖43中,線圈1417X、線圈1417Y、以及線圈1417Z為線圈1417。另外,在圖43中,實(shí)施方式8涉及的線圈1417的線圈端部CE1的高度L比圖38所示的情況下的線圈端部CE1的高度G低。另外,實(shí)施方式8涉及的線圈1417的線圈端部CE1的高度L比圖41所示的實(shí)施方式7涉及的線圈1317的線圈端部CE1的高度K低。

如上所述,線圈1417在外側(cè)彎折部1414a及外側(cè)彎折部1414b處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413相反的方向而進(jìn)行彎折。另外,線圈1417在線圈端部CE1處進(jìn)一步地追加了內(nèi)側(cè)彎折部1415a及內(nèi)側(cè)彎折部1415b。因此,按照?qǐng)D43所示,即便使線圈1417的線圈端部CE1的高度L比圖38所示的情況下的線圈端部CE1的高度G低,插入至各槽9的線圈1417X、線圈1417Y、以及線圈1417Z也不互相干涉。另外,即便使線圈1417的線圈端部CE1的高度L比實(shí)施方式7涉及的線圈1317的線圈端部CE1的高度K低,插入至各槽9的線圈1417X、線圈1417Y、以及線圈1417Z也不互相干涉。

如上所述,實(shí)施方式8涉及的線圈1417在外側(cè)彎折部1414a及外側(cè)彎折部1414b處沿定子鐵芯5的周向、且與線圈端部CE1的頂點(diǎn)1413相反的方向而進(jìn)行彎折。外側(cè)彎折部1414a處的彎折方向與排列變更部1410a處的角度θ”的彎折方向也相反。另外,外側(cè)彎折部1414b處的彎折方向與排列變更部1410b處的角度θ的彎折方向也相反。

此時(shí),在外側(cè)彎折部1414a及外側(cè)彎折部1414b處,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。另外,實(shí)施方式8涉及的線圈1417在線圈端部CE1處設(shè)置追加的彎折部即內(nèi)側(cè)彎折部1415a及內(nèi)側(cè)彎折部1415b。線圈端部CE2的形狀也形成為與線圈端部CE1的形狀相同。即,在線圈1417中,線圈端部CE1及線圈端部CE2擴(kuò)展至與槽內(nèi)部SI相比的外側(cè),作為整體而成為十四邊形形狀。通過(guò)形成這樣的結(jié)構(gòu),在實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406中,能夠防止產(chǎn)生與其他相的繞組發(fā)生干涉的部分。另外,實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406追加了在線圈端部CE1處的彎折部,因此能夠比實(shí)施方式7進(jìn)一步地降低線圈端部CE1的高度。由此,能夠使定子繞組1406整體的周長(zhǎng)變短,因此定子繞組1406的電阻值減少,能夠降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的損耗。因而,能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

另外,在線圈1417中,在彎折的各個(gè)部位,形成線圈1417的全部導(dǎo)線1411以相同角度進(jìn)行彎折。因此,在實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406中,在線圈端部CE1及線圈端部CE2處不會(huì)產(chǎn)生多余的間隙。另外,在實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406中,線圈1417的長(zhǎng)度及角度被明確地指定。因此,能夠提高線圈1417的尺寸精度,能夠更加可靠地防止與相鄰的其他相的定子繞組1406的線圈1417之間的干涉。

此外,在實(shí)施方式8中,線圈1417設(shè)置內(nèi)側(cè)彎折部1415a及內(nèi)側(cè)彎折部1415b,作為整體而設(shè)為十四邊形形狀,但不限于此。例如,也可以在線圈端部CE1處追加具有角度θ3(θ3<180°)的新的彎折部分,進(jìn)一步地增加多邊形的邊的數(shù)量。這樣,能夠進(jìn)一步地降低線圈端部CE1的高度。

此外,說(shuō)明了下述情況,即,在實(shí)施方式7中將線圈1317的形狀設(shè)為十邊形形狀,在實(shí)施方式8中將線圈1417的形狀設(shè)為十四邊形形狀,但不限于此。如果線圈1317或者線圈1417的形狀為如下形狀,則也可以為其他多邊形形狀,即,在從槽內(nèi)部SI向線圈端部CE1伸出的前方,使全部導(dǎo)線1311或者導(dǎo)線1411彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè),進(jìn)一步地通過(guò)追加而增加彎折部分。

另外,也可以在線圈端部CE1處通過(guò)設(shè)為曲線形狀而降低線圈端部CE1的高度,而不是增加彎折部分而設(shè)為多邊形形狀。即,線圈1317或者線圈1417也可以在彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)之后形成為曲線形狀。由此,也可以使線圈端部CE1的形狀作為整體而形成為扇形。

另外,在將插入至各槽9的線圈1317或者線圈1417全部設(shè)為相同的形狀的情況下,彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)而擴(kuò)展的量存在上限。即,為了不發(fā)生相鄰線圈彼此的干涉,擴(kuò)展至外側(cè)的量需要設(shè)為小于或等于槽9間的距離的一半。

但是,在實(shí)施方式7或者實(shí)施方式8中,插入至各槽9的線圈1317或者線圈1417的形狀也可以不全部為相同的形狀。在該情況下,能夠使將導(dǎo)線1311或者導(dǎo)線1411彎折至外側(cè)的部分進(jìn)行如下改進(jìn),即,相鄰的線圈彼此沿線圈端部CE1的高度方向而進(jìn)行偏移等。由此,實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子繞組1306及實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406能夠使擴(kuò)展至外側(cè)的量比槽9間的距離的一半多。

在實(shí)施方式7或者實(shí)施方式8中,線圈端部CE2的結(jié)構(gòu)與線圈端部CE1的結(jié)構(gòu)相同。因此,直至上述為止對(duì)線圈端部CE1進(jìn)行說(shuō)明的內(nèi)容對(duì)于線圈端部CE2也是相同的。

至此為止說(shuō)明了下述情況,即,形成線圈1317或者線圈1417的全部導(dǎo)線1311或者導(dǎo)線1411彎折至與槽內(nèi)部SI的寬度相比的外側(cè)。但是,實(shí)施方式7涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1300的定子繞組1306及實(shí)施方式8涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1400的定子繞組1406不限于此。在實(shí)施方式7或者實(shí)施方式8中,可以是僅線圈1317或者線圈1417的位于最內(nèi)周的導(dǎo)線1311或者導(dǎo)線體1411不必彎折至外側(cè)。

此外,在實(shí)施方式7及實(shí)施方式8中,對(duì)極數(shù)及槽數(shù)并無(wú)特別的制約,能夠在各種組合中取得實(shí)施方式7及實(shí)施方式8涉及的效果。

另外,在至此為止敘述的全部事例中,以如下順序進(jìn)行了說(shuō)明,即,預(yù)先制作如在槽內(nèi)部和線圈端部處將導(dǎo)線的排列進(jìn)行變更的線圈,并將這些線圈插入至槽內(nèi)部。但是,也可以為如下順序,即,一邊在定子鐵芯卷繞導(dǎo)線,一邊形成如在槽內(nèi)部和線圈端部處定子繞組的排列進(jìn)行變更的線圈,完成定子繞組。

此外,在以上說(shuō)明中,定子鐵芯5的周向與芯座7的周向相同。定子鐵芯5的徑向與芯座7的徑向相同。

此外,由于在本說(shuō)明書中作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)而進(jìn)行了說(shuō)明,因此定子鐵芯設(shè)為圓形,但也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于直線形狀的定子鐵芯。因此不僅能夠應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)電機(jī),也能夠應(yīng)用于線性電動(dòng)機(jī)等直線電機(jī)。

標(biāo)號(hào)的說(shuō)明

1、200、400、500、600、700、1200、1300、1400旋轉(zhuǎn)電機(jī),2轉(zhuǎn)子,2a轉(zhuǎn)子鐵芯,2b永磁體,3、203、403、503、603、703、1203、1303、1403定子,5定子鐵芯,6、206、406、506、606、706、1206、1306、1406定子繞組,7芯座,8齒,9槽,11、21、31、41、81、91、1311、1411導(dǎo)線,1314a、1314b、1414a、1414b外側(cè)彎折部,1415a、1415b內(nèi)側(cè)彎折部,17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、1117、1217、1217X、1217Y、1217Z、1317、1317X、1317Y、1317Z、1417、1417X、1417Y、1417Z、2017、2017X、2017Y、2017Z線圈。

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