旋转电机及其制造方法与流程

专利2022-06-30  65


本发明涉及一种通过温度检测元件测定线圈的温度的旋转电机及其制造方法。



背景技术:

公开有下述结构:在卷绕于构成旋转电机的定子的一对相邻的分割铁芯的极齿的线圈之间配置有温度检测元件,温度检测元件与一方的线圈接触,在温度检测元件与另一方的线圈之间配置弹性绝缘件。此外,弹性绝缘构件具有以温度检测元件与一方的线圈接触的方式将温度检测元件按压至一方的线圈的作用(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2012-186902号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

在现有的旋转电机中,存在下述技术问题:当温度检测元件通过弹性绝缘构件被按压至线圈侧时,温度检测元件相对于线圈的位置容易偏离,从而组装性(装配性)以及温度测定的精度变差。此外,在相邻的一对线圈之间配置温度检测元件和弹性绝缘构件的情况下,由于需要配置上述构件的空间,因此,存在下述技术问题:可供线圈卷绕的层数减少,占空系数降低。

本发明是为了解决上述技术问题而形成的,其目的在于获得一种旋转电机及其制造方法,能够提高温度检测元件的组装性,能够提高测定温度的精度,并且能够提高绕线的占空系数。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请的旋转电机包括:圆筒状的定子;转子,所述转子同轴地配设于所述定子的内周;以及温度检测元件,所述温度检测元件对卷绕于所述定子的线圈的温度进行检测,所述定子具有铁芯圆筒部、从所述铁芯圆筒部的内周壁面向径向内侧突出的多个极齿、分别卷绕于所述极齿的所述线圈,在卷绕于多个所述极齿中的任意一个的所述线圈上设置有使所述线圈的外表面局部地凹陷而形成的间隙部,所述温度检测元件配置于所述间隙部。

本申请的旋转电机的制造方法是制造上述旋转电机的旋转电机的制造方法,包括下述步骤:将以构成叠层的状态卷绕于所述极齿的外侧的线圈线材在所述线圈的外表面处跳过至少一根所述线圈线材的宽度地卷绕,从而使所述线圈的外表面局部地凹陷而形成所述间隙部;以及将所述温度检测元件插入并固定于所述间隙部。

发明效果

根据本发明的旋转电机,通过将温度检测元件配置于线圈的外表面的间隙部,从而温度检测元件朝向线圈的定位变得容易,组装性提高,由于能够将温度检测元件配置成与线圈接触,因此,测量精度提高,并且,温度检测元件朝向线圈的组装不需要特殊的固定用构件,因此,能够相应地提高线圈占空系数。

根据本发明的旋转电机的制造方法,通过线圈绕线时的跳过卷绕,能够容易地设置间隙部,通过将温度检测元件插入间隙部,能够在相邻的线圈间容易地配设温度检测元件,因此,生产效率和组装性提高。

附图说明

图1是表示实施方式一的旋转电机的主要部分剖面侧视图。

图2是从轴向一端侧对实施方式一的旋转电机的定子进行观察的立体图。

图3是表示实施方式一的旋转电机的定子的剖视图。

图4是从轴向一端侧对实施方式一的旋转电机的定子进行观察的俯视图。

图5是从轴向另一端侧对实施方式一的旋转电机的定子进行观察的立体图。

图6是表示用于实施方式一的旋转电机的定子的绕线管的立体图。

图7是表示卷绕有实施方式一的旋转电机的定子的线圈的分割铁芯的立体图。

图8是表示实施方式一的旋转电机的定子的线圈绕线模式的主要部分剖视图。

图9的(a)和图9的(b)是表示实施方式一的旋转电机的定子的线圈绕线模式的主要部分剖视图。

图10是表示实施方式二的旋转电机的定子的线圈绕线模式的主要部分剖视图。

图11是表示实施方式三的旋转电机的定子的分割铁芯的侧视图。

图12是表示在实施方式三的旋转电机的定子的分割铁芯配置有温度检测元件的状态的侧视图。

图13的(a)和图13的(b)是表示实施方式四的旋转电机的定子的线圈绕线模式的主要部分剖视图。

符号说明

1外壳;2框架;2a圆筒部;2b底部;3端板;4轴承;5转子;6转轴;7转子铁芯;8永磁体;10定子;11定子铁芯;12分割铁芯;12a芯体背部;12b极齿;13轭部;14、15绕线管;16线圈;16a、16b末端;17绝缘管;18间隙部;18a、18b间隙;19温度检测元件;19a温度感应部;20、21、22总线环保持部;25、26、27总线环;30a、30b、30c、30d绝缘构件;100旋转电机;160a、160c第一线圈;160b、160d第二线圈;161长边交叉部。

具体实施方式

实施方式一

使用图1至图8对本申请实施方式一的旋转电机进行说明。本发明的旋转电机100例如用于发电机、电动机、电动发电机等。此外,构成该旋转电机100的定子10的线圈16的温度通过温度检测元件19测定。

图1是表示实施方式一的旋转电机100的定子10的单侧剖面的主要部分剖面侧视图。图2是从轴向一端侧观察定子10的立体图。图3是定子10的沿着轴向的剖视图。图4是表示从轴向一端侧观察定子10时的定子10的一侧的端面的俯视图。图5是从轴向另一端侧观察定子10的立体图。图6是表示适用于定子10的绕线管14的立体图。图7是表示卷绕有线圈16的分割铁芯12的立体图。图8、图9的(a)以及图9的(b)是旋转电机100的定子10的主要部分剖视图,并且是表示将温度检测元件19保持在两个线圈16之间的状态的剖视图。

如图1所示,旋转电机100的对内部结构体进行收纳的外壳1由框架2和端板3构成,其中,上述框架2由圆筒部2a和底部2b组成,构成为有底圆筒状并且通过铝材等形成,上述端板3将该框架2的开口封闭。在外壳1的内部配设有定子10和转子5。定子10被插入并固定于框架2的圆筒部2a内。转子5固接于通过轴承4以能够旋转的方式支承于框架2的底部2b以及端板3的转轴6,并且该转子5能够旋转地配设于定子10的内周侧。

此外,转子5例如是包括转子铁芯7和永磁体8的永磁体型转子,其中,上述转子铁芯7固接于插通至轴芯位置的转轴6,上述永磁体8埋设于转子铁芯7的外周面侧且在周向上以规定的间距排列,并构成磁极。

另外,转子5不限定于永磁体型转子,也可以使用笼型转子或绕线型转子,其中,上述笼型转子是将未绝缘的转子导体收纳在转子铁芯的切槽中并使用短路环将两侧短路而形成的,上述绕线型转子是将绝缘后的导体线安装于转子铁芯的切槽中而形成的。

接着,参照图2至图7,对定子10的结构进行具体说明。

如图2至图5的各图所示,定子10包括:定子铁芯11,该定子铁芯11是将多个分割铁芯12呈环状排列而成的;u相、v相和w相的线圈16,该u相、v相和w相的线圈16经由绕线管14、15卷绕于各分割铁芯12;以及u相、v相和w相的相邻配置的总线环25、26、27,上述总线环25、26、27将u相、v相、w相的线圈16接线。

此外,分割铁芯12是通过将圆环状的定子铁芯11在周向上十八等分地分割而成的,上述分割铁芯12通过将规定块数的电磁钢板层叠一体化的方式制作而成,该分割铁芯12包括截面呈圆弧形的芯体背部12a和从芯体背部12a的内周壁面向芯体背部12a的径向内侧突出的极齿12b。此处,多个芯体背部12a以在周向上嵌入轭部13的内侧的方式配置,从而整体上处于构成圆筒状的铁芯圆筒部的状态。

如图6所示,绕线管14由pbt树脂、pps树脂等树脂材料制作而成,并具有电绝缘性,该绕线管14包括:线圈卷绕部14a;凸缘部14b,该凸缘部14b设于线圈卷绕部14a的外径侧;以及壁部14c,该壁部14c配置于总线环保持部20、21、22的芯体背部12a的径向内侧。绕线管14配置于分割铁芯12的轴向一端面上。

此时,如图3和图4所示,线圈卷绕部14a配置于极齿12b的轴向一端面上,凸缘部14b配置于芯体背部12a的轴向一端面上。在凸缘部14b处呈同芯状地形成有u相、v相和w相的槽状的总线环保持部20、21、22。

此外,绕线管15由pbt树脂、pps树脂等树脂材料制作而成,并且设置有线圈卷绕部15a。绕线管15配置于分割铁芯12的轴向另一端面上。此时,如图3和图7所示,线圈卷绕部15a配置于极齿12b的轴向另一端面上。

另外,从线圈16的卷绕容易性的观点出发,绕线管14、15也可固定于分割铁芯12。例如,绕线管14、15也可通过嵌合的方式固定于分割铁芯12,还可通过粘接剂等固定于分割铁芯12。此外,也可以将绕线管14、15与分割铁芯12一体地模塑成型。

如图7所示,线圈16构成为将被绝缘覆盖的铜的圆线制成的导体线(相当于线圈线材)在极齿12b和配置于极齿12b的轴向上的两个端面的绕线管14、15的线圈卷绕部14a、15a的周围卷绕规定圈数。另外,绝缘体(未图示)配设于极齿12b的周向上的两个侧面,从而确保线圈16与分割铁芯12之间的绝缘性。

如图2至图5所示的那样,卷绕有线圈16的十八个分割铁芯12在使极齿12b朝向径向内侧,并且使芯体背部12a的周向上的侧面彼此对接而排列成环状的状态下,通过压入、热压配合等方式插入并固定到圆筒状的轭部13内。轭部13通过对铁等单一金属材料进行切削加工或拉深加工的方式制作而成,但也可通过将电磁钢板等钢板层叠一体化的方式制作而成。

卷绕于分割铁芯12而排列成环状的线圈16以u相、v相以及w相的顺序沿定子铁芯11的周向反复排列。各线圈16的一个末端16a被向绕线管14侧拉出。此外,各线圈16的另一个末端16b被向绕线管15侧拉出。

u相、v相和w相的总线环25、26、27分别构成为将无氧铜、脱氧铜、韧炼铜(日文:タフピッチ銅)等的带状平板弯曲成型成局部敞开的圆筒状。如图2和图4所示的那样,u相、v相和w相的总线环25、26、27分别嵌入图6所示的总线环保持部20、21、22,并根据需要通过粘接剂等进行固定,从而保持于总线环保持部20、21、22。

如图2和图4所示,u相的线圈16的末端16a沿轴向朝绕线管14侧拉出,并以弯曲成直角的方式朝定子铁芯11的径向外侧拉出,从而连接于u相的总线环25的线圈连接部。v相的线圈16的末端16a沿轴向朝绕线管14侧拉出,并以弯曲成直角的方式朝径向外侧拉出,从而连接于v相的总线环26的线圈连接部。w相的线圈16的末端16a沿轴向朝绕线管14侧拉出,并以弯曲成直角的方式朝径向外侧拉出,从而连接于w相的总线环27的线圈连接部。此处,u相、v相和w相的线圈16的末端16a和总线环25、26、27的线圈连接部通过tig焊接、激光焊接、电阻焊接、锡焊、电阻钎焊等电连接。

如图5所示,u相、v相和w相的线圈16的末端16b、即共用侧沿轴向朝绕线管15侧拉出并汇集成一束,并且通过tig焊接、激光焊接等电连接。u相、v相和w相的线圈16的共用侧的接合部被绝缘管17覆盖。另外,代替绝缘管17,也可以用树脂模塑件、绝缘胶带等将共用侧的接合部覆盖。此外,共用侧的构成部汇集成一束并通过焊接等接合,但也可在绕线管15处形成用于共用的总线环保持部,并且使用于共用的总线环保持于该总线环保持部,从而将u相、v相和w相的线圈16的共用侧构成部连接。

在以上述方式构成的定子10中,分别构成将u相、v相和w相的线圈16进行星形接线而成的六个三相交流绕组。

在旋转电机100中,交流电流经由外部的逆变器(未图示)供给至u相、v相和w相的总线环25、26、27。由此,在定子10产生旋转磁场。转子5被由上述旋转磁场产生的吸引力或排斥力驱动而旋转。上述旋转电机100能适用于装设于家庭用电器产品的马达、装设于工业用机械的马达等电动马达。

接着,使用图8、图9的(a)以及图9的(b)的线圈绕线模式来表示具有间隙部18的线圈16(包括第一线圈160a和第二线圈160b)的线圈卷绕例子以及温度检测元件19的保持例子。

如图8的定子10的主要部分剖视图所示的那样,在一个分割铁芯12(在图8的纸面上位于右侧)卷绕有第一线圈160a(一个线圈16),在与该分割铁芯12相邻的另一个分割铁芯12(在图8的纸面上位于左侧)卷绕有第二线圈160b(另一个线圈16)。此外,图8、图9的(a)和图9的(b)是表示在第一线圈160a与第二线圈160b相向的部分处配置有温度检测元件19的剖面结构的图。

在图8所示的线圈绕线模式的示例中,在第一线圈160a与第二线圈160b相向的线圈卷绕面部(温度检测元件19的保持面部)处设置有间隙部18,该间隙部18通过构成第一线圈160a的线圈线材在作为第一线圈160a的外表面的层(面向相邻的第二线圈160b的相邻层)、即叠层后的最高层即第四层处跳过一圈地卷绕的方式构成。上述间隙部18构成为使第一线圈160a的外表面局部地沿轴向凹陷的形状。此外,在第一线圈160a的外表面(卷绕完成后的线圈16的表面部)处,未卷绕线圈线材的部分相当于间隙部18。上述间隙部18例如设置成宽度沿轴向相同。在上述间隙部18处,卷绕于第一线圈160a的外表面的下一层的线圈线材处于露出的状态。

另外,本发明所例示的线圈绕线模式用于说明线圈16的卷绕方法,显然,也存在与实际的线圈卷绕圈数不同的情况。

例如,能够通过下述方式容易地形成上述间隙部18:在将线圈线材卷绕于极齿12b时,在进行了间隙部18的之前的绕线的阶段,在欲形成间隙部18的部分配置间隔件(具有相当于跳过卷绕宽度的尺寸,在线圈线材的卷绕后拆除),以夹着该间隔件的方式进行接下来的绕线。

此外,也能够不使用上述间隔件等而通过下述方式形成间隙部18:在进行绕线时,在即将到达形成间隙部18的区域之前,使线圈线材相对于通常的卷绕方向倾斜任意的角度而进行卷绕,此时,根据倾斜角度调节间隙部18的宽度,从而在线圈16的外表面处跳过规定宽度地卷绕,从而形成间隙部18。

此外,在第一线圈160a的间隙部18插入温度检测元件19,由于温度检测元件19的直径大于线圈线材的直径,因此,该温度检测元件19配置成与位于间隙部18的两端的第一线圈160a的外表面的线圈线材接触的状态。此外,温度检测元件19处于与相向的两个线圈16(第一线圈160a和第二线圈160b)这两者接触的状态。

在第一线圈160a的外表面中不与间隙部18对应的区域较密地卷绕线圈线材。也就是说,以卷绕完毕的线圈线材的外周与接下来卷绕的线圈线材的外周的一部分接触的状态进行绕线。

此外,在未配置有温度检测元件19的部分处,由于线圈16的外表面层叠得更高,因此,能够提高占空系数。

此处,构成线圈16的外表面的层(相邻层)是指面向相邻的线圈16的线圈16的表面部分,有时包括卷绕于极齿12b上的、除层叠得最高的最上层以外的部分。

如上述图8、图9的(a)以及图9的(b)所例示的那样,由于在极齿12b的靠近芯体背部12a一侧处与远离轴相应地能够较大地确保卷绕线圈的空间,因此,线圈线材的层叠高度变大(线圈绕线模式中为四层的叠层),不过,在极齿12b的远离芯体背部12a一侧处,线圈线材的层叠高度变小(为三层的叠层,比其它的区域少一层)。因此,构成卷绕于极齿12b的远离芯体背部12a一侧的线圈16的外表面的层包括叠层层数较少的部分。通过适当地调节卷绕的层数,能够与相邻的一对极齿12b之间的空间相匹配地绕线,由此,能够提高占空系数。

此外,在图9的(a)的示例中,将温度检测元件19配置于极齿12b前端侧(远离芯体背部12a一侧),在上述线圈绕线模式中,通过从构成第一线圈160a的外表面的第三层(即,线圈线材的叠层的层数并非最大的区域)的极齿12b前端跳过卷绕第三圈(跳过卷绕相当于一根线圈线材的直径的宽度),从而隔开间隙地形成间隙部18,并且在该间隙部18设置有温度检测元件19。

另外,在上述图8和图9的(a)的示例中,示出了将温度检测元件19配置于线圈16的端部(极齿12b的前端侧的端部)以外的区域的例子。不过,如图9的(b)的另一线圈绕线模式所例示的那样,也能够在位于极齿12b的最前端侧的第一线圈160a的外表面设置间隙部18,并且在该间隙部18配置温度检测元件19。在图9的(b)的情况下,处于第一线圈160a和第二线圈160b在各自的一个部位处与温度检测元件19接触的状态。为了使线圈16与温度检测元件19可靠地接触,也可通过硅酮类、环氧类等粘接剂固定。

由于线圈16产生的热量主要在铁芯中传递,因此,优选将温度检测元件19配置于由于铁芯较远而温度容易变高的线圈16的外表面,从而进行温度检测。因此,如上述图8、图9的(a)和图9的(b)所示的本发明的结构可以说是能够在线圈16的外表面配设温度检测元件19且适于进行线圈16的温度检测的结构。

另外,在上述示例中,对使温度检测元件19与一对线圈16(第一线圈160a和第二线圈160b这两者)接触的结构进行了说明,不过,通过构成为使温度检测元件19与任意一方的线圈16接触并且另一方的线圈16配置于温度检测元件19周围(不接触),也能够准确地测定线圈16的温度。

此外,在相邻的一对线圈16中,在收纳温度检测元件19的间隙部18的周围产生未卷绕线圈线材的空间,但该空间的大小被调节成温度检测元件19不会从间隙部18脱落(不会错位)。

如此一来,本发明实施方式一的旋转电机100构成为:在相邻的一对线圈16(第一线圈160a和第二线圈160b)的相邻层中的至少一方以空开一个部位以上的间隙(间隙部18)的方式卷绕有线圈线材,并且在该间隙配设有温度检测元件19。

根据上述实施方式一,能获得以下这种效果。

(1)通过温度检测元件19配置成与线圈16接触,从而温度检测元件19的位置容易确定,组装性提高。

(2)通过温度检测元件19配置成与线圈16接触,从而温度检测元件19的位置得以固定,温度测定的偏差减少,测量精度提高。

(3)通过在温度检测元件19周围配置线圈16,从而使得温度检测元件19附近的温度接近线圈16的温度,进而能够更准确地测定线圈16的温度。

(4)通过在配置温度检测元件19的间隙部18以外的区域处比间隙部18高地进行绕线,从而与通常的叠层相比,卷绕圈数增加,进而占空系数提高。

(5)包括下述步骤:通过将以构成叠层的状态卷绕于极齿12b的外侧的线圈线材在线圈16(第一线圈160a)的外表面处跳过至少一根线圈线材的宽度地卷绕,从而使线圈16(第一线圈160a)的外表面局部凹陷,进而形成间隙部18,因此,能够不使用特殊的夹具等而形成间隙部18,从而使得生产效率提高。

另外,即使构成线圈线材的铜线是扁线,或者,即使温度检测元件19的形状是长方体形状,也能够获得相同的效果,这是自不待言的。

实施方式二

图10是表示实施方式二的旋转电机100的定子10的线圈绕线模式的主要部分剖视图。在上述实施方式一中,对仅在第一线圈160a一侧设置了间隙部18而在与第一线圈160a相向的第二线圈160b未设置间隙部18的例子进行了示出,但在本实施方式二中,不仅在第一线圈160c设置有间隙部18,在与第一线圈160c相向的第二线圈160d的线圈卷绕面部(线圈相向面部)处,也与第一线圈160c相同地设置有间隙部18(另一方的间隙部)。此外,第一线圈160c的间隙部18与第二线圈160d的间隙部18对称地配置,在由上述两个间隙部18确保的空间插入有温度检测元件19。

另外,与实施方式一的情况相同的是,在该实施方式二中,显然也存在在线圈16的最上层(卷绕层数最高的层)以外的区域设置间隙部18的情况。

如此一来,在实施方式二的旋转电机100中,在相邻的一对线圈16面对面的线圈16(第一线圈160c和第二线圈160d)的外表面的对称位置分别配置有间隙部18,在由上述两个间隙部18形成的空间配置有温度检测元件19。

根据实施方式二,能获得以下这种效果。

(1)通过在温度检测元件19的外周接触有至少两个线圈16,从而使得温度检测元件19附近的温度接近线圈16的温度,进而能够更准确地测定线圈16的温度。

实施方式三

图11是实施方式三的旋转电机100的分割铁芯12的侧视图。如图11所示,卷绕于极齿12b的线圈16在其外表面的间隙部18处具有长边交叉部161,该长边交叉部161在线圈16的外表面以长边交叉的方式绕线而成。此处,极齿12b的沿着线圈卷绕方向的截面是长方形,在长边侧沿轴向卷绕有线圈线材,与相邻的线圈16相向,在短边侧以与轴相交的方式卷绕有线圈线材。通过在间隙部18设置长边交叉部161,从而形成通过长边交叉部161分隔而成的间隙部18的两个间隙18a、18b。此时,如图11所示,间隙部18的平面形状为宽度相当于至少两根线圈线材的长方形,相对于该矩形斜向地配置长边交叉部161。长边交叉部161以相对通常的卷绕方向即轴向倾斜规定的角度的方式设置成一直线,由长边交叉部161分隔而成的间隙18a、18b的平面形状为朝向不同的两个细长直角三角形。在图11的示例中,间隙18a的宽度设置成从线圈卷绕面部的一端(下端)向另一端侧(上端)变小,间隙18b的宽度设置成从线圈卷绕面部的一端(上端)向另一端侧(下端)逐渐变小。也就是说,温度检测元件19的插入方向为轴向,间隙18a、18b形成为沿着温度检测元件19的插入方向逐渐变小。

极齿12b的沿着轴向的截面是由长边与短边组合而成的矩形形状,线圈16沿着该矩形的外周卷绕。因此,若在形成线圈16时想要形成间隙部18,那么,需要在任一部分(外周面)跳过卷绕线圈线材,并且在依次卷绕的两根线圈线材之间设置空间。此外,为了进行线圈16的跳过卷绕,如图11所示,使线圈线材交叉地配置于极齿12b的四个外周面中的一个面。在上述实施方式一和实施方式二中,只要设置有用于配置温度检测元件19的间隙部18,那么,是否配置有与该间隙部18交叉的线圈线材都没有关系,不过,在本实施方式三中,通过长边交叉部161对线圈16的间隙部18进行了分隔,从而在长边交叉部161的宽度方向上的两侧形成有间隙18a、18b。

图12是本实施方式三的旋转电机100的定子10的侧视图,示出了在卷绕有线圈16的分割铁芯12配置有温度检测元件19的状态。温度检测元件19配设于间隙18a,该间隙18a的宽度从线圈16的相向面部的一端(图12的下侧)向另一端(图12的上侧)沿着插入方向从跟前侧向纵深侧逐渐变小。构成温度检测元件19的温度感应部19a例如配置于筒形的温度检测元件19的前端侧,设置有该温度感应部19a的温度检测元件19的前端侧通过配置于间隙18a的宽度变小的纵深侧,从而与线圈16的紧贴性提高。

如此一来,根据实施方式三,在构成线圈16的外表面的相邻层的一个部位对长边交叉部161进行绕线,从而设置宽度沿轴向逐渐变小的间隙18a(或者间隙18b),温度检测元件19插入并固定于间隙18a(或间隙18b)。

与在极齿12b的矩形截面的短边侧设置交叉部分的情况相比,线圈16的间隙部18的长边交叉部161设置于两个线圈16相向的线圈卷绕面部的一方或两方这一情况具有下述优点。如图11所示,在通过长边交叉部161形成有间隙18a的情况下,间隙18a在轴向上的长度取决于极齿12b的矩形长边的长度,并且形成得比矩形短边长。因此,在从间隙18a的一端插入有温度检测元件19的情况下,能够确保线圈线材与温度检测元件19的接触范围,从而能够更稳定地保持温度检测元件19,进而能够进行准确的温度检测。

根据实施方式三,能获得以下这种效果。

(1)通过在宽度逐渐变小的间隙18a(或者间隙18b)配置温度检测元件19,能够容易地确定温度检测元件19的轴向位置,从而组装性提高。

(2)通过在宽度逐渐变小的间隙18a(或者间隙18b)配置温度检测元件19,能够使温度检测元件19与线圈16可靠地紧贴,从而能够更准确地测定线圈16的温度。

(3)通过将温度检测元件19的温度感应部19a配置于间隙18a(或者间隙18b)的宽度较小的纵深侧,能够更准确地测定线圈16的温度。

另外,在相向的两个线圈16的一方设置间隙18a(18b)的情况下,存在下述情况:在另一方的线圈16未设置间隙部18(模式一);在另一方的线圈16设置具有恒定宽度的间隙18(模式二);在另一方的线圈16设置间隙18a(18b)(模式三)。在模式二的情况下,能够将宽度恒定的间隙部18用作引导槽而使温度检测元件19插入线圈16侧,同时,能够在间隙18a处提高线圈16与温度检测元件19的紧贴性。

实施方式四

图13的(a)、图13的(b)是表示实施方式四的旋转电机100的定子10的线圈绕线模式的主要部分剖视图。图13的(a)示出了在上述图8的结构的基础上设置有将线圈16包围的绝缘构件30a、30b的结构,图13的(b)示出了在上述图10的结构的基础上设置有绝缘构件30c、30d的结构。

如图13的(a)所示,第一线圈160a(一方的线圈16)和温度检测元件19被一个绝缘构件30a包围,温度检测元件19与第一线圈160a直接接触,并且,第二线圈160b(另一方的线圈16)被另一绝缘构件30b包围,温度检测元件19以隔着绝缘构件30a和30b的状态与第二线圈160b间接地接触。

上述绝缘构件30a和30b例如是绝缘纸,绝缘纸自身由于绝缘纸所具有的弹性而挠曲(受到压缩),从而得到温度检测元件19被向第二线圈160b按压的状态,同时,得到温度检测元件19也被向第一线圈160a按压的状态。

此外,如图13的(b)所示,第一线圈160c(一方的线圈16)和温度检测元件19被一个绝缘构件30c包围,温度检测元件19与第一线圈160c直接接触,并且,第二线圈160d(另一方的线圈16)被另一绝缘构件30d包围,温度检测元件19以隔着绝缘构件30c和30d的状态与第二线圈160d间接地接触,在该状态下,并且,在第二线圈160d的外表面设置有间隙部18的情况下,绝缘构件30c和30d以与该间隙部18相邻的两个线圈线材为支点挠曲,从而得到温度检测元件19被向第二线圈160d按压的状态,同时,得到温度检测元件19也被向第一线圈160c按压的状态。

如图13的(a)或图13的(b)所示,作为绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)的一个形态,在一方的线圈16设置有温度检测元件19的状态下,能够构成为通过绝缘构件30a(或者30c)将一方的线圈16和温度检测元件19一体化而成的结构体的表面部完全覆盖。此外,对于相邻的另一方线圈16而言,例如,能够设置成其整个表面部被另一绝缘构件30b(30d)覆盖的形态。

在设置有上述绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)的结构中,例如,温度检测元件19与两个线圈16这两者接触的状态是指下述状态:温度检测元件19与一方的线圈16直接接触,并且,该温度检测元件19隔着绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)与另一方的线圈16间接地接触。

另外,根据产品的规格,能够对设置绝缘构件的范围、作为材料的物质及其厚度进行适当改变,这是自不待言的。

如此一来,根据实施方式四的结构,通过配设绝缘构件30a、30b(或者30c、30d),能够确保线圈16的绝缘性能,并且,能够将温度检测元件19按压至线圈16的间隙部18,从而能够使温度检测元件19与线圈16可靠地紧贴。

另外,在图13的(a)和图13的(b)中,对分别通过绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)包围两个线圈16的情况进行了例示,不过,通过以至少覆盖线圈16的相向的面部的方式配置绝缘构件30a、30b(或者30c、30d),也能够获得绝缘性能。

此外,也能够构成为仅在两个线圈16中的一方配置绝缘构件30a或30b(或者30c或30d),并且在另一方的线圈16不配置绝缘构件。

此外,在上述示例中,对在一方的线圈16设置有温度检测元件19的状态下通过绝缘构件30a(或30c)进行包围而使该温度检测元件19与该线圈16一体化的情况进行了说明,但也能够不使温度检测元件19与线圈16一体化。也就是说,能够通过绝缘构件30a(或者30c)包围一方的线圈16,通过绝缘构件30b(或者30d)包围另一方的线圈16,并且在两个绝缘构件30a与30b之间(或者30c与30d之间)配置温度检测元件19,从而使两个线圈16这两者具有相同的紧贴性。

如此一来,实施方式四的旋转电机100构成为下述结构:在将温度检测元件10配置于间隙部18的一方的线圈16与面向间隙部18设置的相向的另一方的线圈16之间隔着绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)。

根据实施方式四,能获得以下这种效果。

(1)由于绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)的弹性,使得温度检测元件19被按压至线圈16,从而能够使温度检测元件19与线圈16可靠地紧贴,进而能够更准确地测定线圈16的温度。

(2)由于绝缘构件30a、30b(或者30c、30d)的弹性,使得温度检测元件19被按压至线圈16,从而能够稳定地保持温度检测元件19,进而能够准确地检测温度。

本发明记载有各种各样的例示的实施方式和实施例,但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用于特定的实施方式,能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。

因此,未被例示的无数的变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如,包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况,另外包含将至少一个构成要素抽出并与其他实施方式的构成要素组合的情况。


技术特征:

1.一种旋转电机,其特征在于,包括:

圆筒状的定子;

转子,所述转子同轴地配设于所述定子的内周;以及

温度检测元件,所述温度检测元件对卷绕于所述定子的线圈的温度进行检测,

所述定子具有铁芯圆筒部、从所述铁芯圆筒部的内周壁面向径向内侧突出的多个极齿、分别卷绕于所述极齿的所述线圈,

在卷绕于多个所述极齿中的任意一个的所述线圈上设置有使所述线圈的外表面局部地凹陷而形成的间隙部,

所述温度检测元件配置于所述间隙部。

2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,

所述线圈包括第一线圈和第二线圈,所述第一线圈具有所述间隙部,所述第二线圈设置成面向所述间隙部而与所述第一线圈相邻,

所述温度检测元件配置成与所述第一线圈和所述第二线圈中的任意一方或两方接触。

3.如权利要求2所述的旋转电机,其特征在于,

所述第二线圈具有使与所述第一线圈的所述间隙部相向的外表面局部地凹陷而形成的另一方的所述间隙部,所述温度检测元件配置于所述第二线圈的另一方的所述间隙部。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机,其特征在于,

所述极齿的截面是矩形形状,所述线圈卷绕于所述矩形形状的外侧,

在至少一个所述间隙部处,构成所述线圈的线圈线材在所述间隙部内交叉地卷绕,在所述间隙部的由所述线圈线材分隔而成的两个间隙中的一方配置有所述温度检测元件。

5.如权利要求4所述的旋转电机,其特征在于,

在相邻设置的两个所述线圈中,一方的所述线圈在所述间隙部设置有所述间隙,在另一方的所述线圈设置有宽度沿轴向相同的其他的所述间隙部。

6.如权利要求4或5所述的旋转电机,其特征在于,

所述间隙的宽度为从沿着所述温度检测元件的插入方向的跟前侧向纵深侧逐渐变窄的形状,所述温度检测元件的温度感应部配置于所述间隙的纵深侧。

7.如权利要求4至6中任一项所述的旋转电机,其特征在于,

所述极齿的截面是由长边和短边组合而成的矩形形状,在所述长边一侧设置有所述间隙。

8.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机,其特征在于,

所述间隙部设置成宽度沿轴向相同,并且,在所述间隙部处在所述线圈的外表面未卷绕有构成所述线圈的线圈线材。

9.如权利要求1至8中任一项所述的旋转电机,其特征在于,

在将所述温度检测元件配置于所述间隙部的一方的所述线圈与面向所述间隙部设置的相向的另一方的所述线圈之间夹设有绝缘构件。

10.一种旋转电机的制造方法,制造权利要求1至9中任一项所述的旋转电机,其特征在于,包括下述步骤:

将以构成叠层的状态卷绕于所述极齿的外侧的线圈线材在所述线圈的外表面处跳过至少一根所述线圈线材的宽度地卷绕,从而使所述线圈的外表面局部地凹陷而形成所述间隙部;以及

将所述温度检测元件插入并固定于所述间隙部。

技术总结
一种旋转电机及其制造方法,在不使用特殊的固定构件的情况下在定子的相邻线圈之间配置温度测量元件,使线圈占空系数提高,并且使温度测量精度提高。定子(10)具有:铁芯圆筒部,该铁芯圆筒部由多个圆弧状的芯体背部12a构成;多个极齿(12b),多个极齿(12b)从铁芯圆筒部的内周壁面向径向内侧突出;线圈(16),线圈(16)分别卷绕于上述极齿(12b),线圈(16)包括夹着温度检测元件(19)的第一线圈(160a)和第二线圈(160b),在第一线圈(160a)的外表面设置有由通过跳过卷绕线圈线材的方式形成的凹部(间隙)构成的间隙部(18),测量线圈16的温度的温度检测元件(19)插入并组装于间隙部(18)。

技术研发人员:户塚文贵;立木宏纪;山本祐树;尾上贵纪
受保护的技术使用者:三菱电机株式会社
技术研发日:2019.11.22
技术公布日:2020.06.05

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