CN114342222A - 线圈以及旋转电机 - Google Patents
线圈以及旋转电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114342222A CN114342222A CN201980100135.6A CN201980100135A CN114342222A CN 114342222 A CN114342222 A CN 114342222A CN 201980100135 A CN201980100135 A CN 201980100135A CN 114342222 A CN114342222 A CN 114342222A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- segment conductor
- welding
- coil
- segment
- stator core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 156
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 93
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
本发明涉及线圈以及旋转电机。线圈具备第1分段导体、第2分段导体、以及将上述第1分段导体与上述第2分段导体焊接的焊接金属部。上述第1分段导体与上述第2分段导体分别具有:固定部,保持于定子铁芯,沿着第1方向延伸;倾斜部,从上述定子铁芯延伸出,沿着相对于上述第1方向倾斜的第2方向延伸,侧面被绝缘性的覆盖膜覆盖;以及焊接部,设置在上述倾斜部的前端,具有配置在上述侧面中的一个面在上述第2方向上的延长面内的第1面、与上述第1面相接的第2面、以及与上述第2面相接的第3面。上述焊接金属部与上述第1分段导体的上述第1面、上述第2面、上述第3面、以及上述第2分段导体的上述第1面、上述第2面相接。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及线圈以及旋转电机。
背景技术
马达、发电机等旋转电机具备卷绕有线圈的定子。在将多个分段导体***到在定子所具有的定子铁芯上形成的插槽中之后,将分段导体的端部彼此激光焊接,由此形成线圈。在对线圈的低高度化具有要求的近年,对确保了焊接部的可靠性的分段导体的端部构造的改良进行研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-85701号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于,提供使焊接部的可靠性提高的线圈以及旋转电机。
实施方式的线圈具备第1分段导体、第2分段导体、以及将上述第1分段导体与上述第2分段导体焊接而成的焊接金属部。上述第1分段导体以及上述第2分段导体分别具有:固定部,保持于定子铁芯,沿着第1方向延伸;倾斜部,从上述定子铁芯延伸出,沿着相对于上述第1方向倾斜的第2方向延伸,侧面被绝缘性的覆盖膜覆盖;以及焊接部,设置在上述倾斜部的前端,具有配置在上述侧面中的一个面在上述第2方向上的延长面内的第1面、与上述第1面相接的第2面、以及与上述第2面相接的第3面。上述第1分段导体与上述第2分段导体的上述第1面相互相接,上述第1分段导体与上述第2分段导体的上述第2面构成连续的面,上述第1分段导体与上述第2分段导体的上述第3面相互分离。上述焊接金属部与上述第1分段导体的上述第1面、上述第2面及上述第3面、以及上述第2分段导体的上述第1面、上述第2面相接。
附图说明
图1是表示第1实施方式的旋转电机的立体图。
图2的(a)是表示第1实施方式的线圈的局部主视图,图2的(b)是其局部平面图。
图3是表示第1实施方式的焊接后的分段导体的立体图。
图4的(a)是表示第1实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图,图4的(b)是其平面图,图4的(c)是其右视图。
图5的(a)是表示在第1实施方式中向定子铁芯安装一部分的分段导体并进行折弯加工的工序的立体图,图5的(b)是表示折弯加工后的分段导体的配置的俯视图。
图6是表示第1实施方式的弯曲加工后的分段导体的倾斜部的一部分以及焊接部的平面图。
图7的(a)是表示第1实施方式的焊接前的焊接部的平面图,图7的(b)是表示第1实施方式的焊接后的焊接部的主视图。
图8的(a)是表示第1实施方式的使第3面的位置错开的情况的平面图,图8的(b)是表示图8的(a)所示的分段导体的焊接后的状态的主视图。
图9的(a)是表示比较例1的分段导体的局部平面图,图9的(b)是其局部主视图。
图10是表示比较例2的定子的立体图。
图11的(a)是表示第2实施方式的线圈的局部截面图,图11的(b)是其局部平面图。
图12的(a)是表示第2实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图,图12的(b)是其平面图,图12的(c)是其右视图。
图13是表示第2实施方式的焊接后的分段导体的立体图。
图14的(a)是表示第3实施方式的线圈的局部截面图,图14的(b)是其局部平面图。
图15的(a)是表示第3实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图,图15的(b)是其平面图,图15的(c)是其右视图。
图16是表示第3实施方式的焊接后的分段导体的立体图。
图17的(a)是表示第3实施方式的变形例的焊接前的焊接部的主视图,图17的(b)是其平面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行例示。另外,在各附图中,对相同的构成要素标注相同的符号并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1是表示本实施方式的旋转电机1的立体图。
如图1所示,旋转电机1具备定子2以及转子3,转子3以能够旋转的方式配置于在定子2的中心形成的空洞中。定子2具有定子铁芯4、线圈5以及轴6。旋转电机1能够从轴6输出转子3的旋转力。
定子铁芯4能够成为在定子2的轴向(图1中的Z方向)上层叠多个环状的磁性体部件而成的结构。磁性体部件例如能够由电磁钢板(硅钢板)形成。定子铁芯4具有磁轭41以及多个齿42。
磁轭41的形状为筒状,磁轭41位于定子铁芯4的外周侧。多个齿42等间隔地设置于磁轭41的内周面。多个齿42分别从磁轭41的内周面朝向定子铁芯4的中心突出,并且沿着定子2的轴向延伸。此外,设置在齿42与齿42之间的槽成为插槽43。另外,齿42的形状、数量、大小并不限定于例示的形状、数量、大小,能够根据设置有定子2的旋转电机1的用途、大小、规格等适当变更。
图2的(a)是表示本实施方式的线圈5的局部主视图。图2的(b)是表示线圈5的局部平面图。图2的(a)以及图2的(b)均表示焊接前的状态。此处,将定子2以及定子铁芯4的中心轴方向且是厚度方向设为“Z方向”,将定子2以及定子铁芯4的圆周方向设为“C方向”,将定子2以及定子铁芯4的径向设为“R方向”。
如图2的(a)以及图2的(b)所示,线圈5包括多个分段导体50。分段导体50在定子铁芯4的内周侧的端部从Z方向观察排列配置为多重环状。分段导体50的端部彼此通过焊接而连接,并形成多重的线圈5。
各分段导体50的外观形状例如为大致U字状形状。分段导体50具有以连结部53为中心从两侧朝上分别延伸的第1支部51以及第2支部52。此处,为了方便,将Z方向中的从分段导体50的连结部53朝向第1支部51或者第2支部52的方向称作“上”,将其相反方向称作“下”。该上下方向与重力的作用方向无关。
分段导体50中的连结部53从定子铁芯4的下部朝下方突出。第1支部51以及第2支部52中的连结部53侧的部分配置在设置于定子铁芯4的内周部的插槽43的内部。第1支部51以及第2支部52中的远离连结部53的部分从定子铁芯4的上部朝上方突出。分段导体50由截面为四边形的扁线形成。
第1支部51以及第2支部52分别具有:固定部51a、52a,通过配置在插槽43内而保持于定子铁芯4,且沿着第1方向D1延伸;倾斜部51b、52b,从定子铁芯4延伸出,且分别沿着第2方向D21、D22延伸;以及焊接部51c、52c,设置于倾斜部51b、52b的前端。第1方向D1例如是方向Z。第2方向D21、D22相对于第1方向D1分别朝相反侧倾斜例如45度。通过使沿着第1方向D1延伸的固定部51a、52a的一端沿着定子铁芯4的周向(C方向)朝向远离连结部53的方向弯曲例如45度,由此形成倾斜部51b、52b。
固定部51a、52a、倾斜部51b、52b以及连结部53的侧面由绝缘性的覆盖膜54覆盖,确保了相对于周围的绝缘性。另一方面,焊接部51c、52c未被覆盖膜54覆盖。第1支部51与第2支部52相对于连结部53成为几乎对称的形状,分段导体50成为U字的前端扩开那样的外形。
第2支部52与第1支部51相比在定子铁芯4的径向(R方向)上偏移分段导体的厚度w的量。由此,将分段导体50(相当于第1分段导体的一例)的第1支部51的焊接部51c与在C方向上邻接的分段导体50(例如,相当于第2分段导体的一例)的第2支部52的焊接部52c以相接的状态配置,并对它们进行焊接。同样,将在C方向上排列设置的多个分段导体50的焊接部51c、52c分别通过焊接而相连,形成沿着C方向环绕的一个线圈5。
焊接部51c、52c具有第1面51c1、52c1、与第1面51c1、52c1相接的第2面51c2、52c2、以及与第2面51c2、52c2相接的第3面51c3、52c3,通过第1面51c1、52c1、第2面51c2、51c2、第3面51c3、52c3形成连续的表面。焊接部51c、52c为,通过利用第2面51c2、52c2以及第3面51c3、512c3对截面为四边形的扁线的端部进行切除,由此形成为大致四棱锥形状。例如,通过相对于第1方向D1垂直的面进行切除来形成第2面51c2、52c2,通过从倾斜部51b的侧面51bb以与第1面51c1、52c1相接的方式将径向R的侧部分别切除,由此形成第3面51c3、52c3。
第1面51c1、52c2是与倾斜部51b、52b的侧面51bb、52bb连续的面,详细来说,是使侧面51bb、52bb沿着第2方向D21、D22延长后的面。第1支部51的第1面51c1是与定子铁芯4的周向(C方向)平行的面,例如是与CZ面平行的面。第2支部52的第1面52c1是与定子铁芯4的周向(C方向)平行的面,例如是与CZ面平行的面。第1面51c1与第1面52c1相互对置。例如,第1面51c1朝向定子铁芯4的外侧,第1面52c1朝向定子铁芯4的内侧。
由此,分段导体50(相当于第1分段导体的一例)的第1支部51的第1面51c与在正C方向上邻接的另一个分段导体50(相当于第2分段导体的一例)的第2支部52的第1面52c1相接。分段导体50(相当于第1分段导体的一例)的第2支部52的第1面52c1与在负C方向上邻接的另一个分段导体50(相当于第2分段导体的一例)的第1支部51的第1面51c1相接。
第1支部51的第2面51c2以及在正C方向上邻接的分段导体50的第2支部52的第2面52c2例如是与第1方向D1垂直的面,例如是与CR面平行的面。第2面51c2与第2面52c2经由第1面51c1、52c1相接,因此例如形成与第1方向D1垂直的连续的面。第2支部52的第2面52c2以及在负C方向上邻接的分段导体50的第1支部51的第2面51c2例如是与第1方向D1垂直的面,例如是与CR面平行的面。第2面52c2与第2面51c2经由第1面52c1、51c1相接,因此例如形成与第1方向D1垂直的连续的面。第2面51c2、52c2经由从第1方向D1观察相接的第1面51c1、52c1时观察到的边界线WL而连续。边界线WL例如沿着C方向延伸。
第3面51c3、52c3是为了削减第2面51c2、52c2的面积且削减焊接部51c的体积而将焊接部51c、52c中的与边界线WL相反侧的侧面切除而形成的面。在本实施方式中,第3面51c3、52c3例如与Z方向平行,而相对于C方向以及R方向倾斜。
详细来说,第3面51c3在分段导体50的前端侧与第1面51c1相接,在倾斜部51b侧与倾斜部51b的侧面51bb中的与第1面51c1对置的面相接。同样,第3面52c3在分段导体50的前端侧与第1面52c1相接,在倾斜部52b侧与倾斜部52b的侧面51bb中的与第1面52c1对置的面相接。如此,第3面51c3、52c3与第1面51c1、52c1对置,随着远离倾斜部51b而接近第1面51c1、52c1,并在前端与第1面51c1、52c1相接。
第1支部51的第3面51c3是与在正C方向上邻接的另一个分段导体50的第2支部52的第3面52c3平行的面,且隔着边界线WL而分离。第2支部52的第3面52c3是与在负C方向上邻接的另一个分段导体50的第1支部51的第3面51c3平行的面,且隔着边界线WL而分离。
对于进行焊接的两个分段导体50,从R方向观察到的分段导体50(相当于第1分段导体的一例)的第1支部51的倾斜部51b及焊接部51c与在正C方向上邻接的分段导体50(相当于第2分段导体的一例)的第2支部52的倾斜部52b及焊接部52c之间的角度α,优选为60度~120度,例如为90度,以便容易进行焊接等加工。
图3是表示本实施方式的焊接后的分段导体的立体图。图3是大致从Z方向观察两个分段导体50的焊接部分的图。如图3所示,通过将相互连续的面即第2面51c2、52c2中的边界线WL的中央作为焊接点来实施激光焊接,由此将分段导体50彼此连接。通过激光焊接,一方的分段导体50的第1支部51的焊接部51c的一部分以及另一方的分段导体50的第2支部52的焊接部52c的一部分熔融,熔融了的金属凝固,由此从焊接部51c遍及到焊接部52c形成焊接金属部55。
焊接金属部55从一方的分段导体50的焊接部51c的R方向的外侧端缘遍及形成到另一方的分段导体50的焊接部52c的R方向的内侧端缘。详细来说,焊接金属部55对于一方的分段导体50,覆盖第1面51c1的上侧、第2面51c2中的另一方的分段导体50的倾斜部52b侧的一半以上、以及第3面51c3中的另一方的分段导体50的倾斜部52b侧的一半左右。因此,焊接金属部55与一方的分段导体50的第1面51c1、第2面51c2以及第3面51c3相接。此外,焊接金属部55对于另一方的分段导体50,覆盖第1面52c1的上侧、第2面52c2的一半以上、以及第3面52c3的一半以上,且与第1面52c1、第2面52c2以及第3面52c3相接。
如此,多个焊接金属部55将在定子铁芯4的周向上邻接的一方的分段导体50与另一方的分段导体50电连接。在周向上排列的多个分段导体50通过焊接金属部55而连接,由此形成环状的一个线圈5。在该情况下,在定子铁芯4的内侧配置有多个线圈5。
分段导体50能够由导电率较高的材料形成。分段导体50例如能够含有铜。
接着,对本实施方式的定子2的制造方法进行说明。
首先,形成定子铁芯4。例如,形成多个具有成为磁轭41以及多个齿42的部分的板状的磁性体部件。例如,通过冲裁加工对厚度为0.05mm~1.0mm左右的电磁钢板进行加工,由此能够形成磁性体部件。然后,对多个磁性体部件进行层叠,例如将多个磁性体部件进行焊接或者铆接而形成定子铁芯4。另外,也能够通过对磁性材料粉末、树脂粘合剂进行加压成型来形成定子铁芯4。
接着,形成线圈5。
首先,形成多个成为线圈5的构成要素的分段导体50。
图4的(a)~图4的(c)分别是表示本实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图、平面图、右视图。例如,如图4的(a)~图4的(c)所示,将对截面为四边形的扁线例如预先切出第2面51c2、52c2和第3面51c3、52c3并折弯为U字状而得到的部件***到插槽43中,且折弯成图2的(a)、图2的(b)所示那样的前端向外扩开的大致U字状,由此能够形成分段导体50。或者,例如,将截面为四边形的扁线折弯成U字状而得到的部件***到插槽43中,且折弯成向外扩开的大致U字状,之后,如图2的(a)、图2的(b)所示那样切出第2面51c2、52c2和第3面51c3、52c3,由此能够形成分段导体50。扁线例如能够使用所谓的纯铜线,也能够使用作为主成分而含有铜的线。
接着,将多个分段导体50分别安装于定子铁芯4的规定的插槽43。例如,将多个分段导体50分别从定子铁芯4的轴向(图1中的Z方向)***到规定的插槽43中。在该情况下,也如图2的(a)所示,一个分段导体50跨越多个插槽43而***。
图5的(a)是表示对定子铁芯4安装一部分的分段导体50并进行折弯加工的工序的立体图。图5的(b)是表示折弯加工后的分段导体的配置的俯视图。将多个分段导体50的固定部51a、52a与倾斜部51b、52b之间相对于连结部53分别朝外侧各折弯例如45度。在图5的(a)中,为了便于图示,对于配置在最内侧的第2支部52仅图示近前侧的一处的第2支部52。因此,在图5的(a)所示的最内侧的列中排列有第1支部51,在其外侧的列中排列有第2支部52。在其内侧的列中排列有第1支部51,在更外侧的列中排列有第2支部52。在其更内侧的列中排列有第1支部51,在更外侧的列中排列有第2支部52。
为了在弯曲加工后使第2支部52的第2面52c2不遮挡而朝上方露出,对于第2支部52,从在正C方向上处于最端部的第2支部52起依次使其朝正C方向弯曲。同样,为了使第1支部51的第2面51c2不遮挡而朝上方露出,对于第1支部51,从在负C方向上处于最端部的第1支部51起依次使其朝负C方向弯曲。在弯曲加工中,也可以使用能够将图5的(a)所示那样的第1支部51以及第2支部52的前端夹入而使其弯曲的工具71。
在弯曲加工之后,如图5的(b)所示,在定子铁芯4的上端配置构成例如包括U相、V相、W相的多个相的线圈5。在图5的(b)所示的上表面中,对于各个分段导体50的第1支部51和第2支部52,第1面51c1、52c1彼此对置地相接,第2面51c2、52c2构成经由边界线WL而连续的面,第3面51c3、52c3相互平行地分离。第3面51c3、52c3是随着远离倾斜部51b、52b的侧面51bb、52bb而接近第1面51c1、52c1的面。由此,能够在第3面51c3、52c3的侧方形成空间81。能够从空间81目视确认到的在C方向上邻接的另一个分段导体50的倾斜部51b、52b位于比第2面51c2、52c2和第3面51c3、52c3靠下方的位置。
接着,进行焊接加工。图6是表示弯曲加工后的分段导体的倾斜部的一部分以及焊接部的平面图。一个分段导体50的第1支部51的第2面51c2以及在周向上邻接的另一个分段导体50的第2支部52的第2面52c2,构成经由边界线WL而连续的面。通过激光焊接进行焊接。在第2面51c2、52c2的圆形状的区域中,使激光的照射位置以旋涡状移动。将照射激光的圆区域的中心设为焊接点WP。焊接点WP设定在边界线WL的大致中央。例如,以从与焊接点WP并排地设置在WL上的照射开始点A起顺时针向内侧画旋涡的方式照射激光,并以如果到达照射折返点B则顺时针向外侧画旋涡的方式进行照射,如果到达照射开始点A则结束激光照射。
在激光焊接时,为了能够使第1面51c1、52c1彼此与第2面51c2、52c2彼此不分离地持续接触,也可以通过将第3面51c3、52c3朝彼此接近的方向按压的工具72来进行按压。由此,以焊接点WP为中心形成焊接金属部55,将两个分段导体50彼此焊接。如此,通过将一个分段导体50的第1支部51与在周向上邻接的另一个分段导体50的第2支部52的焊接部52c依次进行焊接,由此制作出环状的线圈5。通过对分别配置于U相、V相、W相的多个分段导体50进行焊接,由此制作出多个线圈5。
在本实施方式中,在倾斜部51b、52b的弯曲加工前的扁线状态下,预先切出了焊接部51c、52c的第2面51c2、52c2和第3面51c3、52c3,但并不限定于此,例如,也可以在配置于定子铁芯4之后或者在倾斜部51b、52b的弯曲加工之后进行切出加工。此外,焊接并不限定于本实施方式的焊接方法。例如,并不限定于激光的旋涡状照射,也可以向一点进行照射。
以下,对第1实施方式的效果进行说明。
通过将焊接部51c、52c中的远离边界线WL的部分切除来形成第3面51c3、52c3,由此能够减少夹着边界线WL的部分的第2面51c2、52c2的面积。以下,将第2面51c2、52c2中的位于边界线WL的R方向两侧的区域称作“焊接区域”,将焊接区域的面积称作“焊接面积”,将焊接部51c、52c中的位于焊接区域正下方的部分的体积称作“焊接体积”。通过减少焊接面积,能够防止从焊接点WP向平面方向(RC面)的热扩散,能够在Z方向上有效地传递热,其结果,能够增大焊接金属部。此外,通过减少焊接面积,能够减少焊接体积。
通过减少焊接体积,能够抑制从激光的照射位置向平面方向(RC面)的热扩散,使热集中到较小的体积内。因此,在焊接部51c、52c中达到熔点以上的温度的部分增加,能够较大地形成焊接金属部55,并使其广泛地涉及到第1面51c1、52c1、第2面51c2、52c2以及第3面51c3、52c3。其结果,能够使焊接部51c、52c的电阻值稳定化并且能够确保焊接部位的强度。
此外,通过将焊接部51c、52c的侧方切除来形成第3面51c3、52c3,由此在焊接部51c、52c的侧方形成空间81,因此容易使用于对焊接部51c、52c和倾斜部51b、52b进行加工的工具、自动设备的附属物等进入空间81。因此,作业性良好。
进而,通过在比倾斜部51b、52b的侧面51bb、52bb的延长面靠下方的位置形成焊接部51c、52c的第1面51c1、52c1以及第2面51c2、52c2,由此能够缩短线圈5的Z方向的长度。
以下,使用试验例来说明焊接面积对焊接金属部55的体积以及受到热影响的范围产生的影响。从比较的观点出发,在两者中使通过焊接投入的热量相同。
图7的(a)是表示本实施方式的焊接前的焊接部51c、52c的平面图,表示通过第3面51c3、52c3而削减了的焊接面积。图7的(b)是表示焊接后的焊接部51c、52c的主视图,表示热影响范围E1。在本实施方式中,将第3面51c3、52c3形成于在焊接部51c、52c的前端缘中与第1面51c1、52c1相交的位置。在焊接部51c、52c的前端,第3面51c3、52c3与第1面51c1、52c2之间的距离为0。在该情况下,当将焊接部51c在径向R上的长度设为w,将周向C上的长度设为L时,通过形成第3面51c3、52c3而削减的焊接面积为(wL/2)。在该情况下,焊接金属部55在主视中从焊接部52c的中间到前端、遍及到上表面和下表面而较大地形成。受到激光焊接的热影响而变色的范围E1例如为4.8mm。
图8的(a)是表示在本实施方式中使第3面51c3、52c3的位置错开的情况下的平面图。图8的(b)是表示图8的(a)所示的分段导体的焊接后的状态的主视图,表示热影响范围E2。在图8的(a)所示的例子中,在第1支部51中,第3面51c3与第1面51c1分离,第3面51c3与第1面51c1之间的最短距离为(w/2)。关于第2支部52也同样。在该情况下,通过形成第3面51c3、52c3而削减的焊接面积为(wL/4),成为图7的(a)所示的焊接面积的削减量的一半。如图8的(b)所示,焊接金属部55在主视中也在从焊接部52c的中间到前端的范围内遍及到上表面和下表面而形成,焊接部51c的前端熔化而能够目视确认到第1支部51的第1面51c1,但比图7的(b)所示的焊接金属部55小。在图8的(b)中,热影响范围E2例如为5.3mm,与图7的(b)所示的热影响范围E1为同等。
在以上说明的试验例中,当通过第3面51c3、52c3而削减的焊接面积变大时,能够有效地进行焊接。具体而言,越增大焊接面积的削减量且越增大焊接体积的削减量,则能够越大地形成焊接金属部55而越大地覆盖焊接部51c、52c。因此,能够确保焊接部51c、52c的强度,能够降低焊接部51c、52c的电阻值。此外,如果能够增大焊接面积的削减量,则能够扩大由此形成的空间81,能够如上述那样有效地利用空间。
另外,在本实施方式中,如图7的(a)以及图8的(a)所示,示出了使第3面51c3、52c3与第1面51c1、52c1之间的最短距离为0或者(w/2)的例子,但并不限定于此,也可以通过第3面51c3、52c3来切除焊接部51c、52c的侧部而削减焊接面积。例如,如图7的(a)所示,可以使第3面51c7相对于周向C进一步倾斜,也可以使第3面52c7向倾斜部52b侧偏移。在该情况下,第2面51c2、52c2进一步变小,第1面51c1、52c1的接触面积被削减,边界线WL也变短。由此,焊接面积以及焊接体积进一步被削减。
根据向焊接投入的热量、第3面51c3、52c3与边界线WL之间的最短距离、以及焊接点WP的位置等,焊接金属部55的形状改变,焊接金属部55达到第1面51c1、52c1、第2面51c2、52c2以及第3面51c3、52c3的何处也改变。例如,如图8的(a)所示,在将焊接部51c、52c的形状设为四棱锥梯形,将第3面51c3、52c3的前端缘在Z方向上的长度设为(w/2)的情况下,从边界线WL到第3面51c3、52c3的距离比图7的(a)所示的例子变大。此外,在使焊接点相对于焊接点WP1的位置错开的情况下,从焊接点WP1到第2支部52的第3面52c3的距离变长,从焊接点WP1到第1支部51的第3面51c3的距离变短,进而从焊接点WP1到第1支部51的焊接部51c的前端面的长度变短。
在该情况下,虽然也根据投入热量而不同,但也存在如下情况:虽然焊接金属部55达到第1支部51的第3面51c3,但焊接金属部55未达到距焊接点WP1的长度变大了的第2支部52的第3面52c3。为了确保焊接部位的强度,焊接金属部55只要达到第3面51c3、52c3中的至少一方即可。
(比较例)
以下,对比较例1和比较例2进行说明。图9的(a)是表示未设置第3面的比较例1的分段导体的局部平面图,图9的(b)是其局部主视图。
如图9的(a)以及图9的(b)所示,在比较例1的分段导体500中,与第1实施方式不同,未形成第3面51c3、52c3。即,在分段导体500中,构成焊接区域的第2面501c2、501c2,是由一个分段导体500的第1支部501的第2面501c2的倾斜部501b侧的端缘、另一个分段导体500的第2支部502的第2面502c2的倾斜部502b侧的端缘、以及第1支部501的第2面501c2的倾斜部501b的两侧面501bb的延长面包围而成的长方形的区域。第2面501c2、502c2的面积为wL,是图7的(a)所示的第1实施方式的第2面51c2、52c2的面积(wL/2)的2倍,焊接体积也未被削减。
在投入与上述图7的(b)、图8的(b)所示的试验例相同的热量而对本比较例的分段导体500彼此进行焊接时,与第1实施方式的焊接金属部55相比焊接金属部505变小,且仅形成于第1面501c1、502c1以及第2面501c2、502c2。另外,热影响范围E0例如为4.9mm,与本实施方式的热影响范围E1、E2相比未确认到显著的差异。
另外,为了使焊接金属部55增大而形成到与第1面501c1、502c1对置的侧面501c3、502c3,可以考虑增大焊接热量。但是,在本比较例中,由于焊接面积以及焊接体积较大、从焊接点WP到侧面501c3、502c3的长度较长,因此热量的增大量会变得相当大。因此,有可能由于焊接而焊接部501c、502c较大地熔化,热影响范围E0大幅度变大,覆盖倾斜部501b、502b的绝缘性的覆盖膜504也被剧烈损伤,难以确保绝缘性。
图10是表示比较例2的定子200的立体图。定子200具有形成有多个插槽433的定子铁芯444,在多个插槽433中***有多个分段导体550。与比较例1相比,焊接部551c、552c从倾斜部551b、552b朝Z方向立起地形成。因此,与本实施方式相比较,无法实现线圈500的低高度化。
(第2实施方式)
图11的(a)以及图11的(b)是分别表示本实施方式的线圈的局部截面图以及局部平面图。图12的(a)~图12的(c)分别是本实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图、平面图、右视图。图13是表示本实施方式的焊接后的分段导体的立体图。
如图11的(a)~图12的(c)所示,在本实施方式的线圈5中,分段导体50的第1支部51的焊接部51c的第3面51c4,配置在倾斜部51b的侧面中远离焊接部51c的第1面51c1的侧面51b4的延长面51B4与焊接部51c的第1面51c1之间。第3面51c4例如相对于第1面51c1平行,且不与侧面51b4相接。
同样,分段导体50的第2支部52的焊接部52c的第3面52c4,配置在倾斜部52b的侧面中从焊接部52c的第1面52c1分离的侧面52b4的延长面52B4与焊接部52c的第1面52c1之间。第3面52c4例如相对于第1面52c1平行,且不与侧面52b4相接。
在本实施方式中,隔着边界线WL而对置的第3面51c4与第3面52c4之间的距离,比侧面51b4的延长面51B4与侧面52b4的延长面52B4之间的距离短。因此,与上述比较例1相比较,能够降低焊接面积且降低焊接体积。
由此,如图13所示,能够抑制在焊接时流入的热扩散,而较大地形成焊接金属部55。焊接金属部55与第1面51c1及52c1、第2面51c2及52c2相接,并且与第3面51c4以及52c4的至少一方例如双方相接。
此外,与上述比较例2相比较,能够抑制分段导体50从定子铁芯4向Z方向的突出量,缩短定子2在Z方向上的长度。即,能够实现定子2的低高度化。
本实施方式的上述以外的构成、动作以及效果与第1实施方式相同。
(第3实施方式)
图14的(a)以及图14的(b)分别是表示本实施方式的线圈的局部截面图以及局部平面图。图15的(a)~图15的(c)分别是本实施方式的向定子铁芯安装之前的分段导体的主视图、平面图、右视图。图16是表示本实施方式的焊接后的分段导体的立体图。
如图14的(a)~图15的(c)所示,在本实施方式的线圈5中,例如,通过将比较例1的焊接部501c的前端切除来形成分段导体50的第1支部51的焊接部51c的第3面51c5。详细来说,通过将比较例1的第1面501c1的前端侧以及第2面501c2的前端侧切掉来形成第3面51c5。因而,第3面51c5例如是与第1面51c1以及第2面51c2交叉且与第1面51c1以及第2面51c2相接的面。
同样,例如,通过将比较例1的焊接部502c的前端切除来形成分段导体50的第2支部52的焊接部52c的第3面52c5。详细来说,通过将比较例1的第1面502c1的前端侧以及第2面502c2的前端侧切掉来形成第3面52c5。因而,第3面52c5例如是与第1面52c1以及第2面52c2交叉且与第1面52c1以及第2面52c2相接的面。第3面51c5、52c5例如相对于RZ平面平行。
第3面51c5是将倾斜部51b的侧面中从第1面51c1分离的侧面51b5的延长面与第1面51c1相连的面,且是从另一方的第2面52c2的倾斜部52b侧的端缘分离的面。同样,第3面52c5是将倾斜部52b的侧面中从第1面52c1分离的侧面52b5的延长面52B5与第1面51c1相连的面,且是从另一方的第2面51c2的倾斜部51b侧的端缘分离的面。
在本实施方式中,隔着处于交叉的位置的边界线WL而配置的第3面51c5与第3面52c5之间的距离,比切除前的形状即比较例1的第2面501c2的前端缘与第2面502c2的前端缘之间的距离短。因此,与上述比较例1相比较,能够降低焊接面积且降低焊接体积。
此外,能够削减第1面51c1与第1面52c1的接触面积而缩短边界线WL。因此,当在边界线WL的大致中央的焊接点WP进行焊接的情况下,能够抑制焊接面积中从焊接点WP向平面方向的热扩散,在焊接点WP能够使热向Z方向有效地传递。
由此,如图16所示,能够抑制在焊接时流入的热扩散,而较大地形成焊接金属部55。焊接金属部55与第1面51c1及52c1、第2面51c2及52c2相接,并且与第3面51c5及52c5的至少一方例如双方相接。
本实施方式的上述以外的构成、动作以及效果与第1实施方式相同。
(第3实施方式的变形例)
以下,对第3实施方式的变形例进行说明。图17的(a)与图17的(b)是表示第3实施方式的变形例的焊接前的焊接部的主视图以及平面图。在第3实施方式中,将焊接部51c、52c的前端侧切除而形成第3面51c5、52c5,但在本变形例中,如图17的(a)、图17的(b)所示,以使焊接部51c、52c成为在周向(C方向)上向相互分离的方向偏移的状态的方式进行弯曲加工。换言之,使第2面51c2的前端缘与第2面52c2的前端缘相互接近。
在该情况下,第2面51c2的对置面51c6(与第3面相当的面),是将与第1面51c1分离的侧面51b3的延长面与第1面51c1相连的面,且是从另一方的第2面52c2的倾斜部52b侧的端缘分离的面。对置面51c6是相对于第2面51c2倾斜的面,朝向第2面51c2的前端缘接近且与第2面51c2相接。同样,第2面52c2的对置面52c6(与第3面相当的面),是将与第1面52c1分离的侧面52b3的延长面与第1面52c1相连的面,且是从另一方的第2面51c2的倾斜部51b侧的端缘分离的面。对置面52c6是相对于第2面52c2倾斜的面,朝向第2面52c2的前端缘接近且与第2面52c2相接。
由此,与第3实施方式相同,能够削减第1面51c1、52c1彼此的接触面积而缩短边界线WL。由此,能够削减焊接面积以及焊接体积,使热集中于较小的焊接体积。
本变形例的上述以外的构成、动作以及效果与第3实施方式相同。
以上,对本发明的几个实施方式进行了例示,这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中,并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。此外,上述各实施方式能够相互组合实施。
Claims (9)
1.一种线圈,具备:
第1分段导体;
第2分段导体;以及
焊接金属部,将上述第1分段导体与上述第2分段导体焊接,
上述第1分段导体以及上述第2分段导体分别具有:
固定部,保持于定子铁芯,沿着第1方向延伸;
倾斜部,从上述定子铁芯延伸出,沿着相对于上述第1方向倾斜的第2方向延伸,侧面被绝缘性的覆盖膜覆盖;以及
焊接部,设置于上述倾斜部的前端,未被上述覆盖膜覆盖,具有配置在上述侧面中的一个面在上述第2方向上的延长面内的第1面、与上述第1面相接的第2面、以及与上述第2面相接的第3面,
上述第1分段导体的上述第1面与上述第2分段导体的上述第1面相接,上述第1分段导体的上述第2面与上述第2分段导体的上述第2面构成连续的面,
上述第1分段导体的上述第3面从上述第2分段导体的上述第3面分离,
上述焊接金属部与上述第1分段导体的上述第1面、上述第2面、上述第3面、以及上述第2分段导体的上述第1面、上述第2面相接。
2.根据权利要求1所述的线圈,其中,
上述第3面随着远离上述倾斜部而朝向上述第1面。
3.根据权利要求1所述的线圈,其中,
上述第3面配置在上述倾斜部的侧面中从上述第1面分离的侧面的延长面与上述第1面之间。
4.一种线圈,具备:
第1分段导体;
第2分段导体;以及
焊接金属部,将上述第1分段导体与上述第2分段导体焊接,
上述第1分段导体以及上述第2分段导体分别具有:
固定部,保持于定子铁芯,沿着第1方向延伸;
倾斜部,从上述定子铁芯延伸出,沿着相对于上述第1方向倾斜的第2方向延伸,侧面被绝缘性的覆盖膜覆盖;以及
焊接部,设置于上述倾斜部的前端,未被上述覆盖膜覆盖,具有配置在上述侧面中的一个面在上述第2方向上的延长面内的第1面、与上述第1面相接的第2面、以及与上述第1面及上述第2面相接的第3面,
上述第1分段导体的上述第1面与上述第2分段导体的上述第1面相接,
上述第1分段导体的上述第2面与上述第2分段导体的上述第2面构成连续的面,
上述焊接金属部与上述第1分段导体的上述第1面、上述第2面、上述第3面、以及上述第2分段导体的上述第1面、上述第2面相接。
5.根据权利要求4所述的线圈,其中,
上述第1分段导体的上述第3面是将从上述第1面分离的上述侧面的延长面与上述第1面相连的面,且是从上述第2分段导体的上述第2面的上述倾斜部侧的端缘分离的面。
6.根据权利要求5所述的线圈,其中,
在上述第1分段导体中,上述第3面是与上述第2面对置的倾斜面,且在上述第2面的前端缘处最接近。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的线圈,其中,
从上述第1方向观察,上述第1分段导体的上述第2面的面积,小于由上述第1分段导体的上述第2面的上述倾斜部侧的端缘、上述第2分段导体的上述第2面的上述倾斜部侧的端缘、以及上述第1分段导体的上述倾斜部的两侧面的延长面包围的区域的面积。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈,其中,
上述第2面与上述第2方向所成的角度,小于上述第2面与上述第1方向所成的角度。
9.一种旋转电机,具备:
定子;以及
转子,设置在上述定子内,
上述定子具有:
上述定子铁芯;以及
权利要求1至8中任一项所述的线圈。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/037791 WO2021059426A1 (ja) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | コイル、および回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114342222A true CN114342222A (zh) | 2022-04-12 |
CN114342222B CN114342222B (zh) | 2024-08-13 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103858325A (zh) * | 2011-12-15 | 2014-06-11 | 爱信艾达株式会社 | 定子制造方法以及线圈***装置 |
CN104167833A (zh) * | 2013-05-16 | 2014-11-26 | 本田技研工业株式会社 | 段导体型的旋转电机的定子及其制造方法 |
JP2017085806A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | ステータ用セグメントコイルのコイルエンド接合方法 |
JP2018152958A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機のステータ及びその製造装置 |
WO2019059294A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機用電機子の製造方法 |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103858325A (zh) * | 2011-12-15 | 2014-06-11 | 爱信艾达株式会社 | 定子制造方法以及线圈***装置 |
CN104167833A (zh) * | 2013-05-16 | 2014-11-26 | 本田技研工业株式会社 | 段导体型的旋转电机的定子及其制造方法 |
JP2017085806A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | ステータ用セグメントコイルのコイルエンド接合方法 |
JP2018152958A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機のステータ及びその製造装置 |
WO2019059294A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機用電機子の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220173629A1 (en) | 2022-06-02 |
WO2021059426A1 (ja) | 2021-04-01 |
JPWO2021059426A1 (zh) | 2021-04-01 |
JP7359857B2 (ja) | 2023-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10566870B2 (en) | Motor and method of manufacturing the same | |
EP3512075B1 (en) | Stator of rotary electric machine and method of manufacturing stator coil | |
EP1187299B1 (en) | Stator of dynamo-electric machine and manufacturing method therefor | |
JP5930801B2 (ja) | 車載用モータ、及びそれを用いた電動パワーステアリング装置 | |
EP2063516B1 (en) | Stator for rotating machine and rotating machine using the same | |
EP3154159B1 (en) | Flat-wire stator coil manufacturing method | |
JP6232449B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2019134539A (ja) | 回転電機のステータコイル | |
CN109983656B (zh) | 内燃机用旋转电机及其定子 | |
CN110474461B (zh) | 马达的定子及其制造方法 | |
US11682938B2 (en) | Stator of an electric motor and method of making same | |
CN114342222B (zh) | 线圈以及旋转电机 | |
JP3977138B2 (ja) | 回転電機 | |
CN114342222A (zh) | 线圈以及旋转电机 | |
JP2014116993A (ja) | 回転電機 | |
JP2019140796A (ja) | セグメントコイル用分割導体 | |
JP2021097499A (ja) | 回転電機のステータ | |
JP2021069182A (ja) | 回転電機のステータ | |
JP2007202289A (ja) | リードフレーム及びそれを用いた配電部品 | |
CN110690779B (zh) | 旋转电机的定子 | |
JP2019140795A (ja) | セグメントコイル用分割導体 | |
JP6922118B2 (ja) | 固定子の製造方法 | |
JP2006157993A (ja) | セグメント式ステータ及びその製造方法 | |
WO2019208099A1 (ja) | ステータおよびステータの製造方法 | |
CN114365398A (zh) | 电机的定子构造、电机以及移动体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |