旋转电机定子

摘要

一种旋转电机定子，包括定子芯和定子线圈。定子芯包括圆环状的背磁轭、多个齿以及多个槽。定子线圈具有线圈端部，该线圈端部是在定子线圈收纳于槽且卷绕于定子芯的齿的状态下从定子芯的两侧的轴向端面突出的部分。旋转电机定子具备以缠绕于定子芯的轴向端面处的线圈端部的基部的状态沿背磁轭的周向配置的绝缘套。

权利要求

1.一种旋转电机定子，具备：定子芯，其包括圆环状的背磁轭、从所述背磁轭向内周侧突出的多个齿、以及作为相邻的所述齿之间的空间的多个槽；

多个定子线圈，其具有轴向两侧的两个线圈端部，该线圈端部是在定子线圈收纳于所述槽且卷绕于所述定子芯的所述齿的状态下从所述定子芯的两侧的轴向端面突出的部分；

以及

两个绝缘套，其以缠绕于所述定子芯的轴向两端面处的所述两个线圈端部的基部的状态沿所述背磁轭的周向配置，所述两个线圈端部的各自具有：小径部，设置于所述基部，外周面的直径小；和倾斜部，从所述小径部向轴向外侧连续，朝向轴向外端而直径变大，所述两个绝缘套的各自的径向内侧部分以被所述倾斜部和所述定子芯的轴向端面从轴向两侧夹着的方式嵌入于由所述倾斜部、所述小径部和所述定子芯的轴向端面形成的槽部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机定子，所述绝缘套具有朝向所述定子芯的中心轴在径向上贯通的上下方向的多个液态制冷剂通过孔。

说明书

旋转电机定子

[0001] 本公开特定并引用2017年8月10日在日本申请的专利申请2017‑154938号。

技术领域

[0002] 本公开涉及旋转电机定子，尤其涉及形成有从定子芯的轴向端面突出的线圈端部并且在定子芯卷绕有定子线圈的旋转电机定子。

背景技术

[0003] 在旋转电机定子中，为了确保定子芯与定子卷线之间的电绝缘性，在定子芯的槽中，在定子芯与定子卷线之间配置有绝缘纸。并且，为了固定定子卷线而使槽中的定子卷线
和绝缘纸浸渍在清漆中。

[0004] 作为与本公开相关的技术，在日本国特开2009‑142031号公报的旋转电机定子中，指出了如下问题：在将芯部件的外周压入芯支架时产生的切屑会随着旋转电机的旋转而附
着于线圈部，从而破坏线圈的绝缘被覆膜。因此，公开了如下构造：在安装于定子芯的齿部
的线圈筒管(bobbin)的外周部与芯支架之间的间隙设置有被覆部件，由芯支架和被覆部件
覆盖定子芯的压入的下游侧，将切屑阻挡在该覆盖空间。

发明内容

[0005] 在现有技术中，在定子芯与定子线圈之间设置绝缘纸来确保电绝缘性能。根据车辆的无规律施振等动作环境条件，有可能发生超过将定子芯与定子线圈固定的清漆等粘接
固定材料的固着力，而定子芯与定子线圈相对地移动的情况。因定子芯与定子线圈之间的
相对移动，绝缘纸有可能破损或毁坏，从而旋转电机的绝缘性能降低。

[0006] 因此，需要在无规律施振等动作环境下也能够抑制定子芯与定子线圈之间的相对移动并且能够确保绝缘性能的旋转电机定子。

[0007] 本公开的旋转电机定子具备：定子芯，其包括圆环状的背磁轭(back yoke)、从背磁轭向内周侧突出的多个齿、以及作为相邻的齿之间的空间的多个槽；多个定子线圈，其具
有线圈端部，该线圈端部是在定子线圈收纳于槽且卷绕于定子芯的齿的状态下从定子芯的
两侧的轴向端面突出的部分；以及绝缘套，其以缠绕于定子芯的轴向端面处的线圈端部的
基部的状态沿背磁轭的周向配置。

[0008] 根据上述构成，在定子芯的轴向端面将绝缘套缠绕配置于线圈端部的基部，因此能够抑制定子芯与定子线圈之间的相对移动。

[0009] 在本公开的旋转电机定子中，优选的是，绝缘套具有朝向定子芯的中心轴方向贯通的状态的多个制冷剂通过孔。

[0010] 根据上述构成，制冷剂能够通过设置于绝缘套的制冷剂通过孔，因此，即使设置有绝缘套也能够适当地抑制因在旋转电机动作时产生的发热引起的定子的温度上升。

[0011] 根据本公开的旋转电机定子，能够抑制定子芯与定子线圈之间的相对移动，能够确保绝缘性能。

附图说明

[0012] 图1是包括实施方式的旋转电机定子的旋转电机的构成图。图1(a)是剖视图，图1(b)是省略了马达壳体后的侧视图。

[0013] 图2A是示出图1中的旋转电机定子的部分的剖视图。

[0014] 图2B是示出图1中的旋转电机定子的部分的侧视图。

[0015] 图3A是示出使用另一形态的绝缘套的旋转电机定子的图，是与图2A对应的图。

[0016] 图3B是示出使用另一形态的绝缘套的旋转电机定子的图，是与图2B对应的图。

[0017] 图4A是示出现有技术的旋转电机定子的图，是与图2A对应的图。

[0018] 图4B是示出现有技术的旋转电机定子的图，是与图2B对应的图。

[0019] 附图标记说明

[0020] 10旋转电机，12马达壳体，14制冷剂，16制冷剂排出口，18制冷剂供给口，20制冷剂供给管，22制冷剂滴落孔，24制冷剂泵，26制冷剂循环管，28旋转轴，30转子，32转子芯，34永
磁体，40、41(旋转电机)定子，42定子芯，44背磁轭，46齿，48槽，52、54轴向端面，56绝缘纸，
60定子线圈，62、64线圈端部，70、72、71、73绝缘套，74制冷剂通过孔。

具体实施方式

[0021] 以下，使用附图对本公开的实施方式详细地进行说明。以下，对用于搭载于车辆的旋转电机的旋转电机定子进行叙述，但这是用于说明的例示，也可以不是车辆搭载用，只要
是用于有时承受无规律施振等的旋转电机的旋转电机定子即可。另外，虽然对将电磁钢板
层叠而得的定子芯、和将电磁钢板层叠且在内部埋设有永磁体而得的转子芯进行说明，但
这是例示，定子芯、转子芯也可以是将电磁钢板以外的磁性体薄板层叠而得的构件。另外，
还可以是除此以外的构成的定子芯、转子芯。例如，也可以不是电磁钢板的层叠型，而是对
钢材进行加工而得的一体型芯，还可以是使磁粉成型而得到的芯。以下，对定子线圈是以分
布绕组的方式卷绕成的定子线圈进行叙述，但这是用于说明的例示，也可以是以集中绕组
的方式卷绕成的定子线圈。以下，在所有的附图中对同样的要素标注相同的标号，并省略重
复的说明。

[0022] 图1是搭载于车辆的旋转电机10的剖视图和省略了马达壳体12的部分后的侧视图。旋转电机10构成为包括马达壳体12、固定于被支承为相对于马达壳体12旋转自如的旋
转轴28的转子30、以及安装并固定于马达壳体12的旋转电机定子40。以下，只要没有特别说
明，就将旋转电机定子40记载为定子40。

[0023] 马达壳体12是将旋转电机10的转子30和定子40收纳于内部，并且储存用于对所述转子30、定子40进行润滑和冷却的制冷剂14的箱体。在马达壳体12设置有从马达壳体12的
内部向外部排出制冷剂14的制冷剂排出口16、和向马达壳体12的内部供给制冷剂14的制冷
剂供给口18。除了制冷剂排出口16和制冷剂供给口18以外，马达壳体12是液密的。

[0024] 在图1中示出重力方向和水平方向。在图1中，旋转轴28配置成在水平方向上延伸，所以，水平方向也是轴向。以下，只要没有特别说明，就将水平方向记载为轴向。因此，重力
方向是垂直于旋转轴28的轴向的方向。在区分重力方向的两个方向的情况下，将相对于旋
转轴28靠地表侧的一侧记载为下方侧，将其相反侧记载为上方侧。在图1的情况下，纸面上
的上侧为上方侧，纸面上的下侧为下方侧。

[0025] 制冷剂供给管20是在马达壳体12内部的上方侧沿轴向延伸地配置的管，一端与马达壳体12的制冷剂供给口18连接，另一端是密封端，在一端与另一端之间适当地设置有制
冷剂滴落孔22。

[0026] 制冷剂泵24是设置于将马达壳体12的制冷剂排出口16与制冷剂供给口18连结的制冷剂循环管26的中途的循环泵。制冷剂泵24汲取储存于马达壳体12的内部空间的下方侧
的制冷剂14，并将该制冷剂14向配置于马达壳体12的内部的上方侧的制冷剂供给管20供
给。从制冷剂供给管20的制冷剂滴落孔22滴落的制冷剂14一边对因旋转电机10的动作而发
热的定子40等进行冷却，一边向马达壳体12的下方侧流动而回到马达壳体12的内部空间的
下方侧。

[0027] 可以利用用于对与旋转电机10一起搭载于车辆的其他机构部件进行润滑的流体作为制冷剂14。例如，可以将被用于对搭载于车辆的动力传递机构进行润滑的被称为ATF
(Automatic Transmission Fluid：自动变速箱油)的润滑油作为用于对旋转电机10进行冷
却的制冷剂14来使用。

[0028] 转子30是旋转电机10的转子，构成为包括安装并固定于旋转轴28的转子芯32和埋设于转子芯32的永磁体34。旋转轴28是旋转电机10的输出轴，两端侧经由适当的轴承被马
达壳体12支承为旋转自如。此外，轴承的润滑也使用作为制冷剂14的ATF。转子芯32是将多
个磁性体薄板以预定个数在轴向上堆积而成的层叠体。可以使用作为硅钢板的一种的电磁
钢板作为磁性体薄板的材质。也可以代替磁性体薄板的层叠体而使用一体型的磁性体芯。
永磁体34是形成转子30的磁极的磁体，沿转子芯32的周向以与磁极数对应的数量埋设。

[0029] 定子40是旋转电机10的定子，包括定子芯42和卷绕于定子芯42的定子线圈60。

[0030] 定子芯42是具有供转子30配置的中心孔的磁性体部件，包括圆环状的背磁轭44、从背磁轭44向内周侧突出的多个齿46、以及作为相邻的齿46之间的空间的多个槽48。在图1
(b)的侧视图中，将一部分剖切来示出定子芯42的轴向端面52处的背磁轭44、齿46以及槽48
的关系。

[0031] 上述的定子芯42是将成形为包括齿46、槽48的预定的圆环状形状的磁性体薄板以预定个数在轴向上堆积而成的层叠体。与转子芯32同样地使用电磁钢板作为磁性体薄板。
也可以代替磁性体薄板的层叠体而使用一体型的磁性体芯。

[0032] 定子线圈60是三相的分布绕组卷线，关于各相的卷线(绕组)，在定子芯42中，带绝缘被覆膜的导体线插通于预定的槽48并且跨及预定的多个齿46地卷绕。使用铜线、铜锡合
金线、镀银铜锡合金线等作为带绝缘被覆膜的导体线的裸线。使用聚酰胺酰亚胺的漆被覆
膜作为绝缘被覆膜。三相的分布绕组卷线是用于说明的例示，也可以根据旋转电机10的规
格使用集中绕组卷线。在集中绕组卷线的情况下，关于各相的卷线，在定子芯42中，带绝缘
被覆膜的导体线插通于预定的槽48，并且集中地卷绕于一个齿46。

[0033] 线圈端部62、64是在定子线圈60插通于槽48并卷绕于定子芯42的齿46的状态下，分别从定子芯42的两侧的轴向端面52、54突出的部分。

[0034] 在图1(b)中，配置于槽48的内部的绝缘纸56是用于确保定子线圈60的带绝缘被覆膜的导体线与定子芯42之间的电绝缘的绝缘件。使用使具有电绝缘性的塑料片成形为预定
的形状而得的绝缘件作为绝缘纸56。

[0035] 关于绝缘纸56、定子芯42以及定子线圈60之间的固定，使用粘接固定材料(未图示)。使用清漆作为粘接固定材料。也可以代替清漆而使用具有适当的粘度并且在适当的环
境条件下会硬化的电绝缘性的液状树脂或涂料。也可以代替上述的材料而使用高粘性的粘
接片等作为粘接材料。

[0036] 两个绝缘套70、72分别是在定子芯42的轴向端面52、54以缠绕于线圈端部62、64的基部的状态沿背磁轭44的周向配置的绝缘部件。沿背磁轭44的周向配置不是指在每一条带
绝缘皮膜的导体线上均缠绕绝缘套70、72，而是指将绝缘套70、72卷绕于作为带绝缘被覆膜
的导体线的集合体的线圈端部62、64。两个绝缘套70、72中的一方绝缘套70在定子芯42的轴
向端面52以缠绕于从轴向端面52突出的线圈端部62的基部的状态沿背磁轭44的周向配置。
同样地，两个绝缘套70、72中的另一方绝缘套72在定子芯42的轴向端面54以缠绕于从轴向
端面54突出的线圈端部64的基部的状态沿背磁轭44的周向配置。

[0037] 绝缘套70、72是对定子芯42与定子线圈60发生相对移动、配置于所述定子芯42与定子线圈60之间的绝缘纸56破损或毁坏从而定子芯42与定子线圈60成为互相接触的状态
这一情况进行抑制的部件。绝缘纸56、定子芯42以及定子线圈60之间通过清漆等粘接固定
材料来固定。但是，例如在旋转电机10承受激烈的无规律施振等的动作环境下，有可能发生
超过清漆等粘接固定材料的固着力，而定子芯42与定子线圈60产生相对移动这一情况。并
且，绝缘纸56有可能因定子芯42与定子线圈60之间的相对移动而破损或毁坏。当绝缘纸56
破损或毁坏时，会产生定子芯42与定子线圈60互相接触这一情况，从而旋转电机10的绝缘
性能降低。

[0038] 绝缘套70、72抑制在承受无规律施振等的动作环境下，定子芯42与定子线圈60产生相对移动这一情况，并防止因绝缘纸56破损或毁坏引起的定子芯42与定子线圈60的电接
触。上述的绝缘套70、72配置成，使由具有电绝缘性的树脂材料构成的棒状部件呈圆环状地
在定子芯42的轴向端面52、54缠绕于线圈端部62、64所立起的基部。通常线圈端部62、64的
外径在基部处为最小径，所以，通过将绝缘套70、72缠绕配置于该小径的基部，从而使绝缘
套70、72的配置稳定。棒状部件的截面形状除圆形以外还可以是椭圆形、矩形等，也可以具
有中空部。可以使用环氧系树脂等作为具有电绝缘性的树脂材料。

[0039] 将棒状部件缠绕于线圈端部62、64的基部的方法之一是，利用树脂制的棒状部件的挠性，使棒状部件挠曲地缠绕于定子芯42的轴向端面52、54处的线圈端部62、64的基部。
并且，用适当的固定部件将缠绕后的棒状部件的相对的两端固定。作为其他方法，使棒状部
件成形为具有切缝的圆环状，预先使其内径稍小，利用树脂的弹性稍微扩大其内径，并将其
嵌入定子芯42的轴向端面52、54处的线圈端部62、64的基部部分。作为其他方法，使具有电
绝缘性和耐热性的合成橡胶成型为圆环状，利用合成橡胶的弹性对圆环进行扩径，并将其
嵌入定子芯42的轴向端面52、54处的线圈端部62、64的基部部分。

[0040] 优选的是，绝缘套70、72缠绕于线圈端部62、64的基部的外周的整周。根据情况，也可以将沿着背磁轭44的周向的整周划分为若干部分，并将绝缘套配置于数个部位。利用粘
接固定材料将绝缘套70、72固定于定子芯42的轴向端面52、54和线圈端部62、64的基部。可
以使用清漆作为粘接固定材料。也可以使用具有适当的粘度并且在适当的环境条件下会硬
化的电绝缘性的液状树脂或涂料来代替清漆。优选的是，在通过滴落等手段向绝缘纸56、定
子芯42以及定子线圈60之间供给粘接固定材料之前，将绝缘套70、72缠绕于线圈端部62、64
的基部，之后通过滴落等手段供给粘接固定材料。根据该方法，用相同的粘接固定材料一次
性将绝缘纸56、定子芯42、定子线圈60以及绝缘套70、72一体化固定。

[0041] 图2A、图2B是示出图1中的定子40的部分的图。图2A是剖视图，图2B是从图2A的B方向观察到的侧视图。在此，绝缘套70、72是圆形截面的实心树脂制绝缘套。

[0042] 图3A、图3B是示出另一绝缘套71、73的例子的图。绝缘套71、73并非实心截面，具有用于供制冷剂14通过的制冷剂通过孔74。图3A、图3B分别是与图2A、图2B对应的图，在图3A
中示出制冷剂供给管20和制冷剂滴落孔22。在图3B中示出设置于绝缘套71的制冷剂通过孔
74。制冷剂通过孔74朝向定子芯42的中心轴CL方向贯通绝缘套71、73地设置有多个。从制冷
剂供给管20的制冷剂滴落孔22滴落的制冷剂14通过该贯通的制冷剂通过孔74，对线圈端部
62、64的基部和定子芯42的部分进行冷却。通过使用设置有制冷剂14能够通过的制冷剂通
过孔74的绝缘套71、73，与使用实心的绝缘套70、72的情况相比，能够适当地抑制因在旋转
电机10动作时产生的发热引起的定子40的温度上升。

[0043] 图4A、图4B是示出对没有设置绝缘套的现有技术的定子41施加无规律施振后的状态的图。图4A、图4B分别是与图2A、图2B对应的图。在此，当施加无规律施振时，根据无规律
施振的大小，有可能发生超过清漆等粘接固定材料的固着力，而定子芯42与定子线圈60产
生相对移动这一情况。在图4A、图4B中用双点划线表示线圈端部62、64的移动。像这样，当产
生定子芯42与定子线圈60之间的相对移动时，绝缘纸56有可能破损或毁坏。当绝缘纸56破
损或毁坏时，会产生定子芯42与定子线圈60互相接触的情况，旋转电机10的绝缘性能降低。
当使用在图1～图3B中描述的绝缘套70、72、71、73时，定子芯42与定子线圈60之间隔着绝缘
套70、72、71、73并通过粘接固定材料固定。因此，与不使用绝缘套70、72、71、73的情况相比，
能够抑制定子芯42与定子线圈60之间的相对移动，能够适当地确保旋转电机10的绝缘性
能。