旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及旋轉電機。
【背景技術】
[0002] 在近年逐漸普及的混合動力汽車、電動汽車中，動力源的馬達的小型、輕量化的要 求變強。作為小型化的一個方法，有提高旋轉電機定子線圈的槽內的導體占空系數來提高 輸出密度的想法。為了實現該想法，改變以往進行的將連續的漆包線裝入槽的構造，而使用 將線圈導體分割成以許多預定形狀彎曲成型的分段線圈并裝入槽，之后將各分段導體電連 接的所謂的分段繞線方式。
[0003] 另一方面，在混合動力汽車、電動汽車中，以利用變頻器進行馬達驅動為前提，隨 著馬達驅動變頻器的高電壓化，在分段繞線方式的定子線圈中，為了確保定子鐵芯以及線 圈相間的電絕緣，在槽內的分段繞線中，絕緣紙(槽襯)被插入至分段線圈/定子鐵芯間以及 異相線圈間（參照專利文獻1)。
[0004] 現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開2002 -165421號公報
【發明內容】
[0007] 發明所要解決的課題
[0008] 但是，由于槽襯的存在，在定子線圈組裝中，存在如下隱患，即、在向槽內插入槽襯 以及向槽襯內插入分段線圈時槽襯損傷而引起絕緣不良。另外，需要設置插入空隙，因此難 以提高線圈占空系數(槽內的線圈導體截面積與槽截面積之比）。
[0009] 用于解決課題的方法
[0010] 本發明的旋轉電機的特征在于，設置于旋轉電機的槽與繞線之間的絕緣部件的、 設置于向槽的插入側的第一錐面以及/或者設置于繞線的插入側的第二錐面，設置于鐵芯 軸向的端部。
[0011] 發明的效果
[0012] 根據本發明，線圈占空系數提高，所以能夠實現旋轉電機的小型化、輕量化。
【附圖說明】
[0013] 圖1是表示應用了本發明的混合動力汽車驅動馬達的定子鐵芯中的槽內結構的 圖。
[0014]圖2是表示槽襯的制造工序的一個例子的圖。
[0015]圖3是一并表示由第一制造方法形成的角筒狀槽襯的整體的立體圖、凸狀端部以 及凹狀端部的附近的立體圖、以及凸狀端部以及凹狀端部的剖視圖的圖。
[0016]圖4是表示使用了剪切的本發明槽襯的第二制造方法的圖。
[0017]圖5是一并表示由第二制造方法形成的角筒狀槽襯的整體的立體圖和凹狀端部以 及后述的平坦端部的附近的立體圖的圖。
[0018]圖6是模式化表示被定尺切斷的絕緣紙的彎折加工方法的一個例子的圖。
[0019]圖7是表示實施例2中組裝好的定子的槽內縱剖面結構的圖。
[0020] 圖8是一并表示應用了本發明的混合動力汽車用馬達的定子的立體圖以及向定子 鐵芯插入前的分段線圈的立體圖的圖。
[0021] 圖9是表示槽襯的變形例的圖。
[0022]圖10是表示槽襯的加工方法的圖。
[0023]圖11是表示槽襯的加工方法的圖。
[0024]圖12是表示槽襯的加工方法的圖。
[0025]圖13是表示槽襯的加工方法的圖。
[0026]圖14是表示B字狀槽襯以及S字狀槽襯的橫剖面的圖。
[0027]圖15是表示凹狀端部142的變形例的圖。
【具體實施方式】
[0028]對本發明的旋轉電機的一個實施方式進行說明。以下，通過以定子鐵芯為對象的 一個實施方式以及比較例來對本發明進行說明，該定子鐵芯是額定運轉電壓300Vdc_電流 400Arms的適用分段繞線方式的3相12極混合動力汽車驅動馬達的、外徑245mm、內徑200mm、 槽數72的由對應于日本工業標準JIS35A300的沖壓電磁鋼板制造的層厚90mm的層疊鐵芯構 成的定子鐵芯。
[0029]圖1表示本實施方式以及比較例所使用的混合動力汽車驅動馬達的定子鐵芯中的 槽內結構。定子線圈（繞線)使用平角漆包線的分段線圈3。槽4為了緊密地收納平角分段線 圈3而形成寬度固定的大致矩形形狀，插入有四根形成定子線圈的分段線圈3。
[0030] 槽襯2在對定子鐵芯1的絕緣之外，還是用于異相線圈間的絕緣的絕緣部件，以沿 圖1的紙面深入方向即定子鐵芯1的鐵芯軸向延伸的方式配設于槽4內。以槽襯端部使用平 坦的以往的槽襯為前提，在短邊2.4_、長邊3.3_、角部倒角半徑0.3mm的平角導體上，使用 覆蓋有厚度〇.〇5mm的聚酰胺酰亞胺絕緣層的平角絕緣線，槽襯使用將芳綸/PET/芳綸的三 層構造的厚度〇.17mm的絕緣紙成形為四角筒狀的部件。槽的寬度、平行部深度以及槽內截 面積分別為4.14mm、12.0mm、52.0mm2，該結構的線圈占空系數為60.3%。
[0031]對于該定子鐵芯應用本發明，驗證是否能夠制造高線圈占空系數的定子鐵芯。在 驗證樣本中，使用在短邊2.53mm、長邊3.6mm、角部倒角半徑0.3mm的平角導體上覆蓋有厚度 0.05mm的聚酰胺酰亞胺絕緣層的平角絕緣線。槽襯的配置與圖1 一樣，由同一結構、厚度的 絕緣紙成形槽襯。該槽內結構中的線圈占空系數為69.5%與以往結構相比提升大約10%線 圈占空系數。
[0032] 就驗證樣本而言，沒有變更樣本應用的定子鐵芯大小，在自動組裝線中，比較研究 上述平角絕緣導體的分段線圈和本發明的由槽襯構成的定子鐵芯的組裝性。具體來說，通 過比較槽襯插入槽、分段線圈插入槽襯時的插入不良產生次數來評價定子鐵芯制造可能 性。
[0033] 槽襯長度為96mm，為了設置定子鐵芯和分段線圈間的沿面放電防止層，做成槽襯 從鐵芯槽兩端面突出3mm的結構。
[0034]圖2是表示槽襯14的制造工序的一個例子的圖。如圖2所示，在槽襯14的制造工序 中，從裁斷成預定寬度的箍狀的絕緣紙卷筒10拉出片狀的絕緣紙，通過旋轉切割器110來切 斷預定長度的絕緣紙12,并通過彎曲成形來制作槽襯14。通過將旋轉切割器110用于絕緣紙 的定尺切斷，切斷面相對于絕緣紙的送出方向傾斜。定尺切斷后的絕緣紙12經由彎折加工 而成形為角筒狀的槽襯14。在彎折加工的絕緣紙13顯示的虛線表示折痕。
[0035]圖3是一并表示通過圖2所示的第一制造方法形成的角筒狀槽襯14的整體的立體 圖、后述的凸狀端部141以及凹狀端部142的附近的立體圖、以及凸狀端部141以及凹狀端部 142的剖視圖的圖。此外，圖3的角筒狀槽襯14的整體的立體圖是從槽襯14的向定子鐵芯1的 插入方向觀察角筒狀槽襯14的立體圖。
[0036]在槽襯14的向定子鐵芯1的插入側的端部（定子鐵芯插入側端部）14a形成有凸狀 端部141。在槽襯14的與定子鐵芯插入側端部14a相反側的端部(分段線圈插入側端部）14b 形成有凹狀端部142。在凸狀端部141的附近圖示的箭頭A表示槽襯14的向定子鐵芯1的插入 方向。在凹狀端部142的附近圖示的箭頭B表示分段線圈3的向槽襯14的插入方向。
[0037]凸狀端部141具有用于使角筒狀槽襯14插入定子鐵芯1變得容易的錐面141a。錐面 141a是錐面的頂點朝向向定子鐵芯1插入的方向的斜面。因此，凸狀端部141的角筒狀槽襯 的14的外周長度隨著從分段線圈插入側端部14b朝向定子鐵芯插入側端部14a而變小。這 樣，錐面141a以朝向向定子鐵芯1插入的方向而凸狀端部141變窄的方式傾斜，所以角筒狀 槽襯14的向槽4的插入變得容易。由此，能夠防止將角筒狀槽襯14向槽4插入時的角筒狀槽 襯14的破損。因此，例如能夠通過將角筒狀槽襯14的厚度變薄來提高線圈占空系數，從而實 現旋轉電機的小型化、輕量化。
[0038]凹狀端部142具有用于使分段線圈3插入角筒狀槽襯14變得容易的錐面142a。錐面 142a是錐面的頂點朝向向定子鐵芯1插入的方向的斜面。因此，凹狀端部142的角筒狀槽襯 14的內周長度隨著從定子鐵芯插入側端部14a朝向分段線圈插入側端部14b而變大。這樣， 錐面142a以隨著朝向與分段線圈3的插入方向相反的方向而凹狀端部142的角筒狀槽襯的 14的內徑變大的方式傾斜，所以分段線圈3的向角筒狀槽襯14的插入變得容易。由此，能夠 防止在將分段線圈3插入角筒狀槽襯14時的角筒狀槽襯14的破損。因此，例如能夠通過增加 分段線圈3的截面積來提高線圈占空系數，從而實現旋轉電機的小型化、輕量化。
[0039]此外，錐面141a以及錐面142a是通過旋轉切割器110的切斷而形成的切斷面。