[发明专利]旋转电机、连续绕组线圈、分布绕组定子及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及马达或发动机等旋转电机、曲柄形状的连续绕组线圈、分布绕 组定子及它们的形成方法。

背景技术

定子的绕线的方式，有在每个磁极齿上集中线圈进行绕线的集中绕组和跨 越多个槽卷绕线圈并在线圈端部重叠异相或同相的线圈彼此的分布绕组。集中 绕组的定子可减小线圈端部，在旋转电机的小型化、高效化方面有效。另一方 面，分布绕组的定子可以使定子内周的旋转磁场接近正弦波，比集中绕组输出 功率高且可以减小噪音。另外，两者共用，作为达到高输出化的一种方法，有 线圈的线材铜线使用矩形截面的线，从而提高定子槽内的线圈占空系数的方 法。本发明以将定子线圈用矩形截面的线构成的分布绕组的旋转电机作为对 象。

专利文献1(日本特开平4-168955号公报)中公开了如下技术方案，将 平角状的矩形导体以长边侧的面与定子槽的径向的面相对的方式弯曲成型，并 将它从定子芯的轴向端面插入槽内，将从定子芯的相反侧端面突出的矩形导体 片的开放端部电连接而形成波形绕组的电路的结构。该矩形导体具有大致U 字形状，平角截面的短边侧的面是相同的方向。

另外，在专利文献2(日本特开平6-284651号公报)中记载了将纵横尺 寸相同或接近的矩形导体捆扎4根而使用的技术方案。捆扎4根的导体具有大 致松叶形状，与槽的径向的面相对的导体的面是相同的方向。

另外，在专利文献3(日本特开平8-298756号公报)中，记载了如下技 术方案，是用于中大型的旋转电机的被称为“模绕线圈”的线圈，将具有自粘 层的平角线卷绕成椭圆形，在使全体凝固之后将线圈端部扭转变形，生成线圈 端部的非干涉形状。构成线圈的各导体在槽内及线圈端部以相同方向排列，成 为互相紧固密合的状态。

还有，在专利文献4(日本特开平10-66314号公报)中，记载了将矩形 导线卷绕多次而形成线圈状的绕线线圈以跨越规定槽的方式插入槽中的分布 绕组线圈方式的定子绕线。

在这些现有技术中，在分布绕组定子中，使用平角状的矩形导体的绕线， 在定子槽内导体在径向以小的分割数配置，而使用纵横尺寸相同或接近的矩形 导体的绕线，构成为形成线圈端部的导体的头顶部突出的构造。

本发明所要解决的课题是，在分布绕组定子中，发明出用于得到实现高输 出且小型化、高效化的旋转电机的线圈的形状及其成型方法。

关于高输出化，由于根据定子芯的槽数及形状、占据槽内的导体占有面积 大致决定旋转电机的输出，因此槽内的导体的高占空系数成为课题。

关于小型化，分布绕组定子的尺寸由于定子芯的尺寸已固定，因此减小定 子芯两端的线圈端部成为旋转电机的小型化的课题。专利文献2所公开的导体 是捆扎4根的分段线圈(分割线圈)类型，由于将作为线圈线材的4根矩形导 体大致弯曲成松叶形状，并以弯曲的头顶部为支点前后打开，因此与捆扎的导 体的全宽相当的部分的高度成为所需要的最低限度。另外，专利文献3所公开 的导体是将平角线重叠卷绕的椭圆形的模绕线圈类型，由于以弯曲的两端的头 顶部为支点前后打开，因此与平角线长边相当的部分的高度成为所需要的最低 限度。重新研究这些导体的弯曲成型方法，得到降低了头顶部的模制线圈类型 成为课题。

关于高效化，可举出电流密度的降低及铜损的降低。专利文献1所公开的 导体是将平角线大致弯曲成U字形状的分段线圈类型，是在一个槽内径向配 置2根导体的构造。做成配置在槽内的导体在径向细分割的构造而实现电流密 度的降低成为课题。

另外，专利文献2所公开的导体，由于是捆扎了4根的分段线圈，因此构 成为用焊接等连接一侧的4根末端线的构造。做成减少了连接点数而实现铜损 的降低成为课题。

发明内容

为了解决以上所述的三个课题，线圈的形状及其成型方法是重要的，本发 明目的在于得到一种线圈的形状及其成型方法，以用于在分布绕组定子中得到 高输出且实现小型化、高效化的旋转电机。

本发明的旋转电机，具备具有绝缘保护膜的矩形导线卷绕多次而形成为螺 旋状的绕线线圈容纳在定子芯的槽内而构成的多相定子绕线，其特征在于，上 述绕线线圈在两端的大致头顶部没有扭曲地形成有曲柄形状部。