CN115133690A - 定子和马达 - Google Patents
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Abstract
本发明的定子的一个形态是配置于能以中心轴线为中心旋转的转子的径向外侧的定子。定子具有:绕组部,该绕组部具有将多个导体串联连接的多个导体连接体;以及定子芯部,该定子芯部设置有供导体连接体经过的多个槽。导体连接体具有:第一部分,该第一部分朝周向另一侧进行波形卷绕;折返部,该折返部与第一部分的周向另一侧的端部连接;以及第二部分,该第二部分从折返部朝周向一侧进行波形卷绕。折返部位于定子芯部的轴向一侧且朝径向内侧弯折。折返部的至少一部分位于比定子芯部的内侧面靠径向内侧的位置。
Description
技术领域
本发明涉及定子和马达。
背景技术
在电动汽车用马达中,以减少振动、噪音为目的采用分布卷绕。专利文献1公开了一种波形卷绕的定子,以马达的高效率化为目的,使用多个部段线圈。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-166802号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在进行以往结构的波形卷绕的情况下,无法将导体的布线路径确保得较长。另一方面,通过在进行波形卷绕的导体的布线路径中设置折返部,隔着该折返部使导体向相反方向进行波形卷绕,能使导体的布线路径变长。然而,部段线圈呈非圆形,与使用一般的圆线的导体相比,挠性大幅恶化。即,折返部的形状与折返部以外的部段线圈的形状大不相同,因此存在如下问题:折返部的部段线圈为了避开其它部段线圈,轴向尺寸较大,结果导致定子的轴向尺寸大型化。
鉴于上述情况,本发明的目的之一是提供能实现小型化的定子和马达。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的定子的一个形态是配置于能以中心轴线为中心旋转的转子的径向外侧的定子。所述定子具有:绕组部,该绕组部具有将多个导体串联连接的多个导体连接体;以及定子芯部,该定子芯部设置有供所述导体连接体经过的多个槽。所述导体连接体具有:第一部分,该第一部分朝周向另一侧进行波形卷绕;折返部,该折返部与所述第一部分的周向另一侧的端部连接;以及第二部分,该第二部分从所述折返部朝周向一侧进行波形卷绕。所述折返部位于所述定子芯部的轴向一侧且朝径向内侧弯折。所述折返部的至少一部分位于比所述定子芯部的内侧面靠径向内侧的位置。
发明效果
根据本发明的一个形态,能够提供能实现小型化的定子及马达。
附图说明
图1是一实施方式的马达的剖视示意图。
图2是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的马达的剖视图。
图3是示出一实施方式的绕组部及母线单元构成的电路的示意图。
图4是示出一实施方式的导体连接体的绕组结构的示意图。
图5是一实施方式的定子、转子及母线单元的立体图。
图6是一实施方式的定子及转子的俯视图。
图7是是一实施方式的折返部的立体图。
图8是从径向外侧观察一实施方式的端子导体的主视图。
图9是一实施方式的马达的局部侧视图。
图10是一实施方式的母线单元的立体图。
图11是示出比较实施例的折返部的示意图。
(符号说明)
1马达;2定子;3转子;5a保持构件;7瓷漆覆盖物(覆盖物);9、19、79、89、99端子部;10中性点用母线(母线);11、71、81、91主体部;20定子芯部;20a内侧面;30绕组部;30e线圈边端;50导体;50a直线部;50d过渡部;50f第一折返部(折返部);50g第二折返部(折返部);50h台阶状部;50i第一周向延伸部;50k第二周向延伸部;51端子导体;59弯折部;59a平坦部;59d倾斜部;60导体连接体;61第一部分;62第二部分;70、80、90相用母线(母线);J中心轴线;S槽;s每极槽数;θ1周向一侧;θ2周向另一侧
具体实施方式
在各图中适当示出的Z轴方向是将正侧设为“上侧”并将负侧设为“下侧”的上下方向。在各图中适当示出的中心轴线J是与Z轴方向平行且沿上下方向延伸的假想线。在以下的说明中,有时将与中心轴线J的轴向即上下方向平行的方向简称为“轴向”,将上侧称为“轴向一侧”,将下侧称为“轴向另一侧”。而且,有时将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”。此外,有时将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”,将在从上侧观察时顺时针的方向称为“周向一侧”,将在从上侧观察时逆时针的方向称为“周向另一侧”。
另外,上下方向、上侧和下侧仅是用于对各部分的配置关系等进行说明的名称,实际的配置关系等也可以是除了以这些名称所表示的配置关系等以外的配置关系等。此外,即便将作为轴向一侧和轴向另一侧进行说明的方向互换,也能再现实施方式的效果。同样地,即便将作为周向一侧θ1和周向另一侧θ2进行说明的方向互换,也能再现实施方式的效果。
<马达>
图1是表示本实施方式的马达1的剖视示意图。
如图1所示,本实施方式的马达1是内转子型的马达。而且,本实施方式的马达1是三相交流马达。马达1的中心是中心轴线J。
马达1具有转子3、定子2、母线单元5、轴承保持件4及对它们进行收容的外壳1a。母线单元5配置于定子2的上侧。母线单元5与定子2连接。
<转子>
转子3能以中心轴线J为中心旋转。转子3配置于环状的定子2的径向内侧。即,转子3在径向上与定子2相对。转子3具有轴3a、转子磁体3b及转子芯部3c。
轴3a沿着中心轴线J在轴向上延伸。例如,轴3a呈以中心轴线J为中心沿轴向延伸的圆柱状。轴3a由两个轴承3p支承为能绕中心轴线J旋转。
图2是沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的马达1的剖视图。
将电磁钢板层叠而构成转子芯部3c。转子芯部3c呈沿轴向延伸的筒状。转子芯部3c的内周面固定于轴3a的外周面。在转子芯部3c处设置有供转子磁体3b***并固定的保持孔3h。
转子磁体3b在径向上与定子2相对。转子磁体3b以埋入的状态保持于转子芯部3c。本实施方式的转子磁体3b为八极(八pole)。转子3的极数不限于本实施方式。而且,转子磁体3b也可以是圆环状的环形磁体等其它方式的磁体。
<定子>
定子2与转子3在径向上隔着间隙相对。在本实施方式中,定子2配置于转子3的径向外侧。定子2包括定子芯部20、绕组部30及多个绝缘纸6。
定子芯部20呈以中心轴线J为中心的环状。定子芯部20由沿轴向层叠的多个电磁钢板构成。定子芯部20具有:以中心轴线J为中心的圆筒状的芯背部21;以及从芯背部21朝径向内侧延伸的多个极齿部22。
多个极齿部22沿周向等间隔地排列。在极齿部22的径向内侧的前端部设置有伞形部22a。伞形部22a相对于极齿部22朝周向两侧突出。即,伞形部22a的周向尺寸大于极齿部22的周向尺寸。伞形部22a的朝向径向内侧的面与转子3的外周面在径向上隔着间隙相对。
绕组部30安装于极齿部22。在周向上相邻的极齿部22彼此之间设置有槽S。即,在定子芯部20处设置有沿周向排列的多个槽S。
绕组部30的导体50收容于槽S内。而且,在每个槽S内配置有一个绝缘纸6。绝缘纸6在槽S内确保绕组部30与定子芯部20绝缘。
在一个槽S中设置有沿径向排列的多层分层。在一个槽内,各分层分别设置有一个导体50。在槽S内,多个导体50沿着径向排成一列。
槽S具有朝径向内侧开口的开口部29h。开口部29h位于如下位置:相邻的极齿部22的位于前端的伞形部22a彼此之间。开口部29h的沿周向的宽度尺寸比导体50的沿周向的尺寸小。因此,导体50不易经过开口部29h,能抑制导体50从定子芯部20脱离。
在本实施方式中,定子20具有四十八个极齿部22。即,本实施方式的定子2为48槽。另外,定子2的槽数可根据转子磁体3b的极数和绕组部30的卷绕方式适当设定。
图3是示出本实施方式的绕组部30及母线单元5构成的电路的示意图。
本实施方式的绕组部30具有多个(在本实施方式中为十二个)导体连接体60,构成部段线圈。将十二个导体连接体60分类成四个U相导体连接体60U、四个V相导体连接体60V和四个W相导体连接体60W。
同相的四个导体连接体60中的两个导体连接体60经过彼此相邻的槽S地安装于定子芯部20。在本说明书中,将经过彼此相邻的槽S的两个导体连接体60称为连接体对69。而且,在以下的说明中,在对构成连接体对69的两个导体连接体60彼此进行区分的情况下,将一方称为第一导体连接体60A,将另一方称为第二导体连接体60B。
而且,母线单元5具有六个相用母线(母线)70、80、90以及两个中性点用母线(母线)10,在下文中进行详细说明。将三个相用母线70、80、90分类成U相用母线70、V相用母线80和W相用母线90。
利用中性点用母线10和相用母线70、80、90对U相导体连接体60U、V相导体连接体60V及W相导体连接体60W进行Y接线。在本实施方式中,构成与各相的四个导体连接体60对应的4个Y接线,各Y接线并联连接。即,对多个导体连接体60进行4Y接线。
另外,在本实施方式中,对绕组部30具有同相的四根导体连接体60的情况进行说明。但只要绕组部30具有至少两个导体连接体60且它们构成经过周向相邻的槽S的连接体对69,就能采用与本实施方式相同的绕组结构。因此,将M设为自然数,对多个导体连接体60进行2×M个Y接线即可(本实施方式中,M=2)。
构成连接体对69的两个导体连接体60在第一弯折部59A及第二弯折部59B处并联连接。即,多个相分别包括多个导体连接体60,各相的导体连接体60彼此相互并联连接。
第一弯折部59A和第二弯折部59B分别设置于导体连接体60的一方及另一方的末端。在第一弯折部59A与第二弯折部59B之间,导体连接体60安装于定子芯部20而构成各相的线圈。导体连接体60在第一弯折部59A及第二弯折部59B处与母线单元5连接。
两个U相导体连接体60U、两个V相导体连接体60V及两个W相导体连接体60W的第二弯折部59B分别经由第二弯折部59B连接于一个中性点用母线10。由此,六个导体连接体60的第二弯折部59B处于相同电位,构成中性点。母线单元5设置有两个中性点用母线10。两个中性点用母线10分别构成三相电路的中性点。
两个U相导体连接体60U经由第一弯折部59A与一个U相用母线70连接。两个V相导体连接体60V经由第一弯折部59A与一个V相用母线80连接。两个W相导体连接体60W经由第一弯折部59A与一个W相用母线90连接。分别每120°错开相位的交流电流向U相用母线70、V相用母线80、W相用母线90流动。而且,在同相的相用母线70、80、90中流动的电流的相位相互一致。
图4是示出构成连接体对69的两个导体连接体60的绕组结构的示意图。
如图4所示,多个导体50串联连接而构成导体连接体60。各导体50是将扁平线弯曲而构成的。因此,与使用圆线的情况相比,能提高导体50在槽S中的占空系数。另外,在本说明书中,“扁平线”是指截面形状是四边形或大致四边形的线材。在本说明书中,“大致四边形”包括四边形的角部带有圆角的带圆角四边形。虽然省略图示,但在本实施方式中,导体50在表面具有瓷漆覆膜。
将构成导体连接体60的多个导体50分类成端子导体51、发夹导体52、第一折返用导体54和第二折返用导体55。
各种导体50至少具有:沿轴向(Z方向)直线状延伸的直线部50a;以及位于下侧(轴向另一侧)的端部处的连接部50j。直线部50a经过槽S。即,导体连接体60在直线部50a处收容于槽S。在直线部50a以外的区域,导体连接体60向定子芯部20的上侧及下侧延伸出。向定子芯部20的上侧及下侧延伸出的部分构成定子芯部20的线圈边端30e(参照图1)。
连接部50j与其它导体50的连接部50j连接。一对导体50的连接部50j彼此通过焊接等接合方式相互接合。在将导体50安装于定子芯部20之后,使连接部50j在周向上弯折,并与其它导体50的连接部50j焊接。在安装于定子芯部20前的导体50中,连接部50j呈与直线部50a连续的直线状。通过从定子芯部20的上侧(轴向一侧)将连接部50j及直线部50a***槽S中,将导体50安装于定子芯部20。通过连接部50j在周向上弯折并与其它连接部50j焊接,能抑制导体50从定子芯部20在轴向上脱离。
通过使多个导体50相对于定子芯部20的槽S从上侧***并在下侧进行接合,能组装本实施方式的定子2。因此,无需复杂的组装工序,能够简化组装工序。
接着,对各种导体50进行说明。
多个导体50中的端子导体51作为与母线10、70、80、90连接的端子起作用。端子导体51跨越同相且经过周向相邻的槽S的两个导体连接体60(第一导体连接体60A和第二导体连接体60B)地设置。端子导体51具有一个弯折部59、两个直线部50a及两个连接部50j。
另外,基于图8等在下文中对端子导体51的弯折部59的具体形状进行详细说明。这里,主要对端子导体51的整体结构进行说明。
弯折部59配置于端子导体51的上端部。弯折部59从定子芯部20的上端面向上侧突出。弯折部59将两个直线部50a的上端部彼此相连。即,弯折部59在定子芯部20的上侧将两个直线部50a的端部彼此相连。
与弯折部59相连的两个直线部50a中的一方是第一导体连接体60A的直线部50a,另一方是第二导体连接体60B的直线部50a。即,第一导体连接体60A和第二导体连接体60B经由弯折部59彼此相连。如图3所示,利用弯折部59将第一导体连接体60A构成的线圈和第二导体连接体60B构成的线圈并联连接。
在端子导体51中,两个直线部50a彼此经过周向相邻的槽S。而且,两个连接部50j分别与不同的直线部50a的下端相连。多个过渡部50d从定子芯部20的上侧(轴向一侧)的端面突出。在端子导体51中,两个连接部50j的弯折方向在周向上是相同方向(周向另一侧θ2)。
如图3所示,弯折部59连接于中性点用母线10和相用母线70、80、90中的任一个母线的端子部19、79、89、99。如图4所示,导体连接体60设置有两个弯折部59。在以下说明中,根据需要将两个弯折部59中的位于周向一侧的一方称为第一弯折部59A,将位于周向另一侧的另一方称为第二弯折部59B。第一弯折部59A将第一导体连接体60A的一端与第二导体连接体60B的一端相连。相同地,第二弯折部59B将第一导体连接体60A的另一端与第二导体连接体60B的另一端相连。
发夹导体52具有两个直线部50a、两个连接部50j及一个过渡部50d。过渡部50d配置于发夹导体52的上端部。过渡部50d将两个直线部50a彼此相连。即,在发夹导体52中,两个直线部50a经由过渡部50d彼此相连。在发夹导体52中,两个连接部50j分别与不同的直线部50a的下端相连。多个过渡部50d从定子芯部20的上侧(轴向一侧)的端面突出。即,多个导体50包括具有在定子芯部20的上侧将槽S间相连的过渡部50d的情况。
在发夹导体52中,两个直线部50a彼此按每极槽数s排列。这里,所谓每极槽数s,是指在转子3与定子2的组合中配置于转子3的一个磁极间的定子2的槽S的数量。通过(定子2的所有槽数)/(转子3的磁极数)算出每极槽数s。在本实施方式中,转子3的磁极数为8,定子2的槽数为48,因此每极槽数s为6。在发夹导体52中,两个直线部50a彼此以6个槽的量在周向上分开。
在发夹导体52中,两个连接部50j的弯折方向彼此在周向上是相反侧。两个连接部50j中的位于周向一侧θ1的一方从直线部50a的下端朝周向另一侧θ2延伸,位于周向另一侧θ2的另一方从直线部50a的下端朝周向一侧θ1延伸。
第一折返用导体54具有两个直线部50a、两个连接部50j及一个第一折返部(折返部)50f。相同地,第二折返用导体55具有两个直线部50a、两个连接部50j及一个第二折返部(折返部)50g。第一折返部50f和第二折返部50g分别配置于第一折返用导体54的上端部或第二折返用导体55的上端部。
第一折返部50f及第二折返部50g将两个直线部50a彼此相连。即,在第一折返用导体54和第二折返用导体55中,两个直线部50a分别经由第一折返部50f或第二折返部50g彼此相连。
另外,基于图7等在下文中对折返部50f、50g的具体形状进行详细说明。
在第一折返用导体54及第二折返用导体55中,两个连接部50j向周向一侧θ1弯折。即,在第一折返用导体54及第二折返用导体55中,两个连接部50j分别从直线部50a的下端向周向一侧θ1延伸。
在第一折返用导体54及第二折返用导体55中,各自的两个直线部50a彼此的距离不同。在第一折返用导体54中,两个直线部50a在周向上按每极槽数s+1(在本实施方式中为七个槽)排列。另一方面,在第二折返用导体55中,两个直线部50a在周向上按每极槽数s-1(在本实施方式中为五个槽)排列。因此,与第二折返部50g相比,第一折返部50f的朝周向的过渡量大了两个槽的量。第一导体连接体60A设置有一个第一折返用导体54。另一方面,第二导体连接体60B设置有一个第二折返用导体55。
接着,对第一导体连接体60A及第二导体连接体60B的绕组结构进行说明。
在第一导体连接体60A中,两个端子导体51分别配置于第一导体连接体60A的两端,在大致中间处配置有第一折返用导体54。第一导体连接体60A在从第一弯折部59A达到第一折返部50f之间,朝向周向另一侧θ2按每六个槽进行波形卷绕。而且,第一导体连接体60A在从第一折返部50f达到第二弯折部59B之间,朝向周向一侧θ1按每六个槽进行波形卷绕。
这里,在第一导体连接体60A中,将在第一弯折部59A与第一折返部50f之间朝向周向另一侧θ2进行波形卷绕的区域称为第一部分61。而且,在第一导体连接体60A中,将在第一折返部50f与第二弯折部59B之间朝向周向一侧θ1进行波形卷绕的区域称为第二部分62。即,第一导体连接体60A具有:第一弯折部59A;从第一弯折部59A朝周向另一侧θ2进行波形卷绕的第一部分61;与第一部分61的周向另一侧θ2的端部连接的第一折返部50f;从第一折返部50f朝周向一侧θ1进行波形卷绕的第二部分62;以及与第二部分62的周向一侧θ1的端部连接的第二弯折部59B。
在第二导体连接体60B中,两个端子导体51分别配置于第二导体连接体60B的两端的末端,在大致中间处配置有第二折返用导体55。第二导体连接体60B在从第一弯折部59A到达第二折返部50g之间(第一部分61),朝向周向另一侧θ2按每六个槽进行波形卷绕。而且,第二导体连接体60B在从第二折返部50g达到第二弯折部59B之间(第二部分62),朝向周向一侧θ1按每六个槽进行波形卷绕。即,第二导体连接体60B具有:第一弯折部59A;从第一弯折部59A朝周向另一侧θ2进行波形卷绕的第一部分61;与第一部分61的周向另一侧θ2的端部连接的第二折返部50g;从第二折返部50g朝周向一侧θ1进行波形卷绕的第二部分62;以及与第二部分62的周向一侧θ1的端部连接的第二弯折部59B。
本实施方式的导体连接体60在第一部分61及第二部分62中按每极槽数s进行波形卷绕。即,导体连接体60以全节距绕组的方式安装于定子芯部20。因此,根据本实施方式,配置于同一槽S内的多个导体50都是同相的导体连接体60的一部分。因此,根据本实施方式,无需在一个槽S内对不同相的导体连接体60进行绝缘,易于确保绝缘。
在本实施方式中,绕组部30具有第一弯折部59A、第二弯折部59B、过渡部50d及折返部50f、50g。第一弯折部59A、第二弯折部59B、过渡部50d及折返部50f、50g在定子芯部20的上侧构成线圈边端30e。另一方面,连接部50j在定子芯部20的下侧构成线圈边端30e。弯折部59配置于线圈边端30e的最外周。即,弯折部59位于多个过渡部50d的径向外侧。第一弯折部59A从定子芯部20向上侧(轴向一侧)延伸,与相用母线70、80、90连接。同样地,第二弯折部59B从定子芯部20向上侧(轴向一侧)延伸,与中性点用母线10连接。根据本实施方式,能将弯折部59配置于线圈边端30e的最外周。由此,如后所述,易于进行弯折部59与母线单元5的连接工序。
根据本实施方式,折返部50f、50g配置于线圈边端30e的最内周。即,折返部50f、50g配置于多个过渡部50d的径向内侧。因此,作为折返部50f、50g的布线区域,能使用线圈边端30e的径向内侧的区域,能使线圈边端30e的上下方向的尺寸小型化。
此外,根据本实施方式,通过使折返部50f、50g位于线圈边端30e的最内周,能使弯折部59位于线圈边端30e的最外周。即,根据本实施方式,弯折部59从最外层的分层延伸出。因此,能相对于线圈边端30e从径向进行相用母线70、80、90与第一弯折部59A的连接工序以及中性点用母线10与第二弯折部59B的连接工序,能简化马达1的制造工序。
<折返部>
接着,对本实施方式的第一折返部50f和第二折返部50g进行详细说明。
如上所述,第一导体连接体60A在第一折返部50f处使波形卷绕的方向从周向另一侧θ2朝周向一侧θ1折返。同样地,第二导体连接体60B在第二折返部50g处使波形卷绕的方向从周向另一侧θ2朝周向一侧θ1折返。
图11是示出作为以往结构的比较实施例的第一折返部550f和第二折返部550g的示意图。
比较实施方式的绕组部530具有与上述实施方式相同的绕组结构,但第一折返部550f及第二折返部550g的结构不同。比较实施方式的第一折返部550f及第二折返部550g分别从直线部50a向上侧延伸。没有相对于过渡部50d朝径向内侧退避。因此,比较实施方式的折返部550f、550g为了抑制与过渡部50d间的干扰,在比过渡部50d的上端部靠上侧处具有比过渡部50d朝上侧突出的退避区域550A。
而且,比较实施方式的折返部550f、550g在比退避区域550A靠下侧的区域,为了抑制与过渡部50d间的干扰,以沿着过渡部50d的倾斜方向的方式延伸。过渡部50d随着朝上侧而向周向另一侧θ2倾斜。因此,折返部550g、550f在退避区域550A呈从周向另一侧θ2朝周向一侧θ1进行U形转弯的发夹状。如此,比较实施方式的折返部550f、550g中,退避区域550A相对于过渡部50d的突出高度变大。
图5是本实施方式的定子2、转子3及母线单元5的立体图。图6是定子2及转子3的俯视图。图7是示出定子2及转子3的一部分的立体图,示出本实施方式的第一折返部50f和第二折返部50g。
另外,在图5中省略了母线单元5的保持构件5a的图示。
如图6所示,折返部50f、50g位于定子芯部20的轴向一侧,且朝径向内侧弯折。而且,折返部50f、50g的至少一部分位于比定子芯部20的内侧面20a靠径向内侧的位置。因此,折返部50f、50g的一部分在沿轴向观察时与转子3重叠地配置。另外,定子芯部20的内侧面20a是指极齿部22的朝向径向内侧的前端面。
根据本实施方式,第一折返部50f及第二折返部50g朝径向内侧弯折,由此,与其它过渡部50d间的干扰得以避免。因此,能抑制第一折返部50f及第二折返部50g相对于过渡部50d沿轴向突出。
而且,根据本实施方式的折返部50f、50g,相对于过渡部50d朝径向内侧退避,因此不会在过渡部50d彼此之间经过。因此,根据本实施方式的折返部50f、50g,无需设置为如比较实施方式的折返部550f、550g那样的发夹形状。结果,能使折返部50f、50g变短,能谋求定子2的轻量化和高效率化。
第一折返部50f跨越七个(每极槽数s+1)槽S,第二折返部50g跨越五个(每极槽数s-1)槽S。此外,供第一折返部50f延伸出的两个槽S相对于供第二折返部50g延伸出的两个槽S配置于周向外侧。第一折返部50f配置为从径向内侧以及周向两侧跨过第二折返部50g。
即,经过相邻的槽S的同相的两个导体连接体60中的一方(第二导体连接体60B)在折返部50g处在相距s-1个的槽S间延伸,另一方(第一导体连接体60A)在折返部50f处在相距s+1个的槽S间延伸。此外,该另一方(第一导体连接体60A)在折返部50f处经过一方(第二导体连接体60B)的折返部50g的径向内侧。由此,第一折返部50f和第二折返部50g能在抑制彼此干扰的同时抑制在轴向及径向上大型化。
如图7所示,折返部50f、50g具有第一中继部50p、第一周向延伸部50i、台阶状部50h、第二周向延伸部50k及第二中继部50q。第一中继部50p、第一周向延伸部50i、台阶状部50h、第二周向延伸部50k、第二中继部50q在折返用导体54、55中在位于周向另一侧θ2的直线部50a至位于周向一侧θ1的直线部50a之间依次配置。
第一周向延伸部50i、第二周向延伸部50k及台阶状部50h位于比定子芯部20的内侧面20a靠径向内侧的位置。因此,第一周向延伸部50i、第二周向延伸部50k及台阶状部50h配置于转子3的正上方。
第一中继部50p及第二中继部50q从槽S向上侧且径向内侧延伸。第一中继部50p将直线部50a与第一周向延伸部50i相连。而且,第二中继部50q将直线部50a与第二周向延伸部50k相连。
另外,本说明书中的“正上方”表示在从上侧以及上下方向观察时至少一部分重叠地配置。
第一周向延伸部50i及第二周向延伸部50k沿周向呈圆弧状延伸。第一折返部50f的第一周向延伸部50i及第二周向延伸部50k配置于相同的圆周上。相同地,第二折返部50g的第一周向延伸部50i及第二周向延伸部50k配置于相同的圆周上。配置有第一折返部50f的周向延伸部50i、50k的圆周的直径小于配置有第二折返部50g的周向延伸部50i、50k的圆周的直径。因此,第一折返部50f的周向延伸部50i、50k经过第二折返部50g的周向延伸部50i、50k的径向内侧。
第二周向延伸部50k相对于第一周向延伸部50i位于周向一侧θ1。第二周向延伸部50k位于比第一周向延伸部50i靠下侧的位置。即,第二周向延伸部50k在比第一周向延伸部50i靠下侧(轴向另一侧)处沿周向延伸。
台阶状部50h将第一周向延伸部50i与第二周向延伸部50k之间相连。台阶状部50h沿上下方向(轴向)延伸。台阶状部50h在上端部处与第一周向延伸部50i的周向一侧的端部相连。台阶状部50h在下端部处与第二周向延伸部50k的周向另一侧θ2的端部相连。在沿径向观察时,第一周向延伸部50i、台阶状部50h和第二周向延伸部50k以曲柄状弯折。
经过周向相邻的槽S的两个导体连接体60构成连接体对69。而且,与一个相的连接体对69周向相邻地配置有其它相的连接体对69。即,不同相的连接体对69彼此在周向上相邻地配置。不同相的导体连接体60的折返部50f、50g彼此在周向上相邻地配置。在本实施方式中,U相的连接体对69、V相的连接体对69和W相的连接体对69朝周向一侧θ1依次排列。
在周向上相邻地配置的不同相的折返部50f、50g在轴向上局部重叠地配置。V相导体连接体60V的第一周向延伸部50i在U相导体连接体60U的第二周向延伸部50k的正上方经过。相同地,W相导体连接体60W的第一周向延伸部50i在V相导体连接体60V的第二周向延伸部50k的正上方经过。如此,一个相的折返部50g、50f的第一周向延伸部50i与另一个相的折返部50g、50f的第二周向延伸部50k在轴向上重叠。
根据本实施方式,不同相的折返部50f、50g在轴向上相互重叠。因此,能在周向上使不同相的折返部50f、50g沿周向排列,同时相互保持绝缘距离。
另外,在本实施方式中,配置于上侧的第一周向延伸部50i的上端部配置为比过渡部50d的上端部靠下侧。因此,即便在使折返部50f、50g沿轴向层叠的情况下,也能抑制折返部50f、50g相对于线圈边端30e朝上侧突出。
根据本实施方式,各折返部50f、50g具有第一周向延伸部50i和第二周向延伸部50k。因此,能在使周向相邻的不同相的折返部50f、50g在轴向上重叠地配置的同时,将各相的折返部50f、50g的形状设为相同形状。即,能使用相同形状的部件作为各相的折返用导体54、55,能抑制构成绕组部30的部件数量增加。由此,能廉价地制造定子2。
<弯折部>
接着,对本实施方式的弯折部59进行详细说明。
弯折部59跨越第一导体连接体60A和第二导体连接体60B地设置。弯折部59将第一导体连接体60A和第二导体连接体60B并联连接。而且,第一弯折部59A与相用母线70、80、90连接,第二弯折部59B与中性点用母线10连接。
图8是从径向外侧观察端子导体51的主视图。
如图8所示,弯折部59具有两个倾斜部59d、两个轴向延伸部59c及一个平坦部59a。
倾斜部59d与直线部50a的上端连接。倾斜部59d随着朝向上侧而朝周向一侧(θ1)倾斜。两个倾斜部59d的倾斜角度一致。即,两个倾斜部59d并行地延伸。
两个轴向延伸部59c和一个平坦部59a构成向下侧开口的U字状。轴向延伸部59c从倾斜部59d的上端朝上侧延伸。即,轴向延伸部59c沿轴向延伸。
平坦部59a位于弯折部59的上端部(轴向一侧的端部)。即,弯折部59在上端部具有平坦部59a。平坦部59a将轴向延伸部59c的上端部彼此相连。平坦部59a在轴向延伸部59c的上端部彼此之间呈直线状延伸。即,平坦部59a沿着与轴向正交的平面延伸。
弯折部59在平坦部59a处与端子部9连接。这里,端子部9是中性点用母线10以及相用母线70、80、90中的任一者的端子部19、79、89、99中的任一个。因此,端子导体51在弯折部59处与中性点用母线10及相用母线70、80、90连接。
端子部9位于平坦部59a的上侧。平坦部59a和端子部9通过焊接等接合方式相互连接。在平坦部59a和端子部9通过电阻焊接合的情况下,利用电极从上下方向夹着平坦部59a和端子部9并使电流流过,由此将它们焊接。
根据本实施方式,弯折部59的两端部与经过槽S的直线部50a连接。弯折部59的两端部被支承,因此刚性较高。因此,即便在向弯折部59赋予振动的情况下,弯折部59也不易共振,能减少向弯折部59和端子部9的连接部分赋予的应力。因此,根据本实施方式,弯折部59和端子部9的连接部分不易产生损伤。
根据本实施方式,弯折部59在两端部处将两个导体连接体60彼此并联连接。因此,通过将弯折部59与一个端子部9连接,能够同时将两个导体连接体60连接至母线。根据本实施方式,能减少导体连接体60和母线的连接部位,能简化连接工序。
根据本实施方式,弯折部59在沿着与轴向正交的平面延伸的平坦部59a处与端子部9连接。因此,导体连接体60和端子部9的连接部分不会相对于端子部9朝上侧延伸出,能使定子2的轴向尺寸小型化。此外,通过在弯折部59处设置平坦部59a,能在弯折部59与端子部9的连接部分将接触面积确保得较宽,能实现稳定的连接。
如上所述,端子导体51的表面由作为绝缘性覆盖物的瓷漆覆盖物(覆盖物)7覆盖。端子导体51设置有除去了瓷漆覆盖物7而使表面露出的露出部59f。平坦部59a位于露出部59f。根据本实施方式,在平坦部59a处,端子导体51的表面从瓷漆覆盖物7露出。因此,能稳定地将平坦部59a与端子部9电连接。另外,也可以在通过焊接等连接方式将平坦部59a与端子部9连接后,进一步在连接部分设置覆盖部。在该情况下,例如通过粉体涂覆形成覆盖部。
图9是本实施方式的马达1的局部侧视图,是从径向外侧观察弯折部59与端子部9的连接部分的放大图。
如图9所示,弯折部59位于线圈边端30e的最外周。而且,弯折部59与其它导体50的过渡部50d相比向上侧(轴向一侧)突出。另一方面,端子部9从母线单元5的保持构件5a的外周面朝径向外侧突出。使弯折部59与端子部9的连接部位沿着母线单元5外周面配置。由此,能从马达1的径向外侧进行弯折部59与端子部9的连接工序,能简化连接工序。
如图9所示,弯折部59配置于过渡部50d之间。弯折部59的倾斜部59d随着从直线部50a的上端部向上侧而朝周向一侧θ1倾斜。与弯折部59相邻的过渡部50d与倾斜部59d相同地随着从直线部50a的上端部向上侧而朝周向一侧θ1倾斜。即,倾斜部59d的倾斜方向与过渡部50d的倾斜方向一致。由此,弯折部59与过渡部50d的干扰得以抑制,无需使弯折部59相对于过渡部50d朝径向外侧退避。结果,能抑制弯折部59在线圈边端30e处朝径向外侧突出。
<母线单元5>
如图5所示,母线单元5配置在定子2的上侧。更具体而言,母线单元5配置于线圈边端30e的正上方。
图10是母线单元5的立体图。另外,在图10中省略了保持构件5a的图示。
母线单元5呈以中心轴线J为中心的圆环状。母线单元5具有两个U相用母线70、两个V相用母线80、两个W相用母线90、两个中性点用母线10及保持构件5a。相用母线70、80、90和中性点用母线10呈板状,且通过冲压加工成型。
能将母线单元5视为定子2的一部分。在该情况下,定子2具有多个母线10、70、80、90及保持构件5a。多个母线10、70、80、90及保持构件5a配置于定子2的上侧(轴向一侧)。
多个母线被分成第一组G1和第二组G2,第一组G1和第二组G2分别包括一个U相用母线70、一个V相用母线80、一个W相用母线90及一个中性点用母线10。第一组G1和第二组G2的母线隔着中心轴线J彼此配置于周向上的相反侧。
相用母线70、80、90分别具有一个主体部71、81、91、一个端子部79、89、99和一个输入端子部(省略图示)。同样地,两个中性点用母线10分别具有一个主体部11和三个端子部19。另外,输入端子部经由另行准备的其它母线(未图示)与逆变器(省略图示)连接。
主体部11、71、81、91位于线圈边端30e的正上方。即,主体部11、71、81、91位于线圈边端30e的上侧。主体部11、71、81、91配置成将轴向作为板厚方向。主体部11、71、81、91分别沿周向呈圆弧状延伸。在第一组G1或第二组G2中,中性点用母线10和相用母线70、80、90的主体部11、71、81、91在轴向上重叠。即,多个母线10、70、80、90的主体部11、71、81、91彼此在轴向上重叠。
端子部19、79、89、99(在不区分的情况下,简称端子部9)分别从主体部11、71、81、91的外缘朝径向外侧延伸。相用母线70、80、90的端子部79、89、99与绕组部30的第一弯折部59A连接。而且,中性点用母线10的端子部19与绕组部30的第二弯折部59B连接。所有端子部9的前端的高度相互一致。端子部9从不同高度的主体部11、71、81、91延伸出,因此以前端的高度一致的方式弯折成曲柄状。
在第一组G1和第二组G2中,端子部9彼此以中心轴线J为中心旋转对称地配置。更具体而言,第一组G1的U相用的端子部79与第二组G2的U相用的端子部79隔着中心轴线J配置于周向上的相反侧。第一组G1的V相用的端子部89与第二组G2的V相用的端子部89隔着中心轴线J配置于周向上的相反侧。第一组G1的W相用的端子部99与第二组G2的W相用的端子部99隔着中心轴线J配置于周向上的相反侧。此外,第一组G1的中性点用的三个端子部19与第二组G2的中性点用的三个端子部19隔着中心轴线J分别配置于相反侧。
保持构件5a由绝缘性的树脂构件构成。保持构件5a通过将中性点用母线10及相用母线70、80、90的一部分埋入的嵌件成型而成型。由此,保持构件5a保持所有的中性点用母线10及相用母线70、80、90。
保持构件5a呈以中心轴线J为中心的圆环状。保持构件5a将主体部11、71、81、91埋入,并使端子部9及输入端子部(省略图示)露出。即,多个母线10、70、80、90在主体部11、71、81、91处埋入于保持构件5a。而且,所有端子部9从保持构件5a的外周面朝径向外侧突出。
保持构件5a的树脂材料进入主体部11、71、81、91之间。即,绝缘性的树脂构件介于沿轴向层叠的主体部11、71、81、91彼此之间。由此,即便使主体部11、71、81、91彼此靠近地配置,也能确保主体部11、71、81、91彼此的绝缘。
以上对本发明的各种实施方式进行了说明,但各实施方式中的各结构及其组合等为一例,能在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的附加、省略、替换及其他变更。而且,本发明并不受实施方式限定。
例如,在上述实施方式中,对马达1是三相马达的情况进行了说明,但马达1也可以是五相马达等其它马达。
Claims (9)
1.一种定子,配置于能以中心轴线为中心旋转的转子的径向外侧,所述定子具有:
绕组部,该绕组部具有将多个导体串联连接的多个导体连接体;以及
定子芯部,该定子芯部设置有供所述导体连接体经过的多个槽,
所述导体连接体具有:
第一部分,该第一部分朝周向另一侧进行波形卷绕;
折返部,该折返部与所述第一部分的周向另一侧的端部连接;以及
第二部分,该第二部分从所述折返部朝周向一侧进行波形卷绕,
所述折返部位于所述定子芯部的轴向一侧且朝径向内侧弯折,
所述折返部的至少一部分位于比所述定子芯部的内侧面靠径向内侧的位置。
2.根据权利要求1所述的定子,其中,
不同相的所述折返部在轴向上相互重叠。
3.根据权利要求2所述的定子,其中,
所述折返部具有:
第一周向延伸部,该第一周向延伸部沿周向延伸;
第二周向延伸部,该第二周向延伸部在比所述第一周向延伸部靠轴向另一侧处沿周向延伸;以及
台阶状部,该台阶状部将所述第一周向延伸部与所述第二周向延伸部相连,
一个相的所述折返部的所述第一周向延伸部与另一个相的折返部的所述第二周向延伸部在轴向上重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子,其中,
多个相分别包括多个所述导体连接体,
各相的所述导体连接体彼此相互并联连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子,其中,
对多个所述导体连接体进行Y接线,
所述第一部分及所述第二部分分别具有:
沿轴向延伸且位于所述槽的多个直线部;以及
在所述定子芯部的轴向一侧使所述直线部彼此相连的过渡部,
所述导体连接体在所述过渡部处在相距s个的所述槽间延伸,所述s是每极槽数。
6.根据权利要求5所述的定子,其中,
经过相邻的所述槽的同相的两个所述导体连接体中的一方在所述折返部处在相距s-1个的所述槽间延伸,另一方在所述折返部处在相距s+1个的所述槽间延伸并且经过一方的所述导体连接体的所述折返部的径向内侧。
7.根据权利要求6所述的定子,其中,
经过相邻的所述槽的同相的两个所述导体连接体中的一方的所述折返部经过另一方的所述折返部的径向外侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的定子,其中,
对多个所述导体连接体进行4Y接线。
9.一种马达,
包括权利要求1至8中任一项所述的定子及所述转子。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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