[发明专利]电动机定子和电动机定子制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动机的定子的结构，并更具体而言，涉及使用层叠导体的电动机定子结构。

背景技术

此前，用于电动机的主流定子是绕组式定子，其中瓷釉涂覆的铜导线插入到定子芯的内周中的槽中，并且瓷釉涂覆的铜导线绕形成在槽之间的齿部卷绕。最近，已经提出了出于定子紧凑和高功率输出的目的而使用层叠导体的定子，如JP2001-178053A所述。

使用层叠导体的定子相比卷绕式定子在两个方面更具有优点。第一优点在于通过采用使用由薄板的层叠形成的端部连接导体来接合插入在槽中的层叠导体的方法，可以减小线圈端部的厚度(在卷绕式的情况下，线圈端部会扩展)，从而有助于定子尺寸减小。

第二优点如下：对于更高的电动机功率输出，其中瓷釉涂覆的铜导线绕定子的齿部卷绕的卷绕式定子必须提供最小化的弯曲半径以防止瓷釉破裂，因而具有绕组自身的厚度不能大于给定水平的限制。相反，层叠式定子被构造为使用作为分离构件的连接导体来将端部连接，这意味着槽的内侧的横截面面积可以更大，而且槽中的导体的空间因子可以增大以提高电流密度。

图21是作为层叠式定子的示例所解释的JP2001-178053A中的电动机的分解立体图。

通过将定子芯110与层叠线圈件120、环形第一连接线圈件130、第二连接线圈件140和连接环150组合来构成JP2001-178053A的电动机。通过将两组直线层叠薄板导体与绝缘树脂一体地模制来形成每个层叠线圈件120。通过将层叠薄板导体与绝缘树脂一体地模制来形成第一连接线圈件130和第二连接线圈件140。通过将用于U、V和W相的连接导线与中性导线组合、并且将它们布置为环形并将它们与绝缘树脂一体地模制，来形成连接环150。

然后，插入到定子芯110的一个槽114中的一个层叠线圈件120的机加工的端部、以及插入到另一个槽114中的另一个层叠线圈件120的端部与构成第一连接线圈件130以及第二连接线圈件140的薄板的机加工的端部面对面，并通过焊接接合并电连接。

因为通过树脂模制将层叠导体组合并通过焊接将它们电连接，来这样构造层叠式定子，所以定子的端部在尺寸上等于第一连接线圈件130、第二连接线圈件140和连接环150的厚度，提供了使定子紧凑的优点。此外，通过将薄板层叠来形成将要插入到每个槽114中的每个层叠线圈件120，因此槽114的空间因子可以增大以提高电流密度，提供了提高定子功率输出的优点。

但是，在制造如JP2001-178053A所揭示的电动机定子时，在薄板之间应该有多达400个接点。因此，当如JP2001-178053A中所述焊接薄板之间的接点时，即使采用诸如TIG焊接或激光焊接之类的焊接技术，TIG焊接炬或激光焊接点的位置必须精确地调节到全部接点，导致较长的焊接时间和较高的成本。

此外，在焊接期间产生的热可能灼伤覆盖薄板的瓷釉。此外，因为薄板端部是机加工的，所以需要机加工成本；而且为了焊接，层叠线圈件120、第一连接线圈件130和第二连接线圈件140必须以高精度定位。

为了解决可能在JP2001-178053A中引起的问题，本申请人已经在JP2005-137174A中提出了一种定子制造方法和由该方法制造的电动机定子。此方法使用导电粘接剂来连接薄板。更具体而言，在对薄板进行模压之后，至少一个薄板的端部涂覆有导电粘接剂，并在组装只偶，将压力施加到接合板。根据此方法，可以缩短连接所需的时间。

发明内容

本发明解决的问题

但是，现有技术JP2005-137174A具有与端部的组装性相关的问题。更具体而言，当如JP2005-137174A所教导的那样将一个薄板端部的连接表面涂覆有导电粘接剂时，如果其他薄板的边缘刮擦涂覆有导电粘接剂的表面，则导电粘接剂可能剥落。为了避免此问题，需要提高部件制造精度并以确保部件处于合适的相对位置的方式来组装部件。但是，这两个要求带来了成本的提高。

另一方面，如果薄板端部的连接表面上的表面粘接剂剥落，则接触面积减小，因此接触表面中的电阻可能变大。如果接触表面中的电阻更大，则电动机将产生更多热。

具体而言，用于混合动力车辆的驱动电动机需要比传统电动机提供更高的功率输出和更高的密度。如果高电压电流流经高密度电动机定子，则电动机会产生更多热，带来了电动机耐久性等的问题。

在JP2001-178053A所述的技术中，通过将两组直线层叠导体与绝缘树脂一体地模制来形成每个层叠线圈件120。以此方式一体地模制部件是额外的模制步骤，带来了成本提高的问题。