旋转电机制造技术

旋转电机中，各线圈具有从线圈主体引出的线圈终端。多个母线与线圈终端相连接。当设母线的直径为D、线圈线的截面直径为d、线圈线的杨氏模量为E、母线的材料的线膨胀系数为α1、定子芯体的材料的线膨胀系数为α2、室温与使用环境温度的设想温度差为ΔT时，从至少一个线圈终端的线圈主体侧的端部到与母线的连接部为止的长度L满足L≥((3πdED(α1－α2)ΔT/10)

Rotating electric machine

In a rotating motor, each coil has a coil terminal drawn from the main body of the coil. Multiple buses are connected to the coil terminal. When the diameter of busbar is D, the cross-section diameter of coil line is d, the Young's modulus of coil line is E, the linear expansion coefficient of busbar material is alpha 1, the linear expansion coefficient of stator core material is alpha 2, and the envisaged temperature difference between room temperature and ambient temperature is T, the length L from the end of the main coil side of at least one coil terminal to the connecting part of busbar satisfies L ((3pidED). (alpha 1-alpha 2) T/10)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机
本专利技术涉及设置于定子的多个线圈的线圈终端与多个母线相连接的旋转电机。
技术介绍
通常，车载用的旋转电机由于安装在发动机的附近，因此温度环境严峻，为了设为高输出，缓解因作为发热体的线圈及母线的热变形而产生的应力成为技术问题。对此，在现有的旋转电机中，线圈终端与母线部进行直线性耦合(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5016969号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1所示的现有的旋转电机中，由于线圈终端与母线部进行直线性耦合，因此线圈与母线的连接部容易产生应力。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种能够抑制因温度上升而在线圈终端与母线的连接部上所产生的应力的旋转电机。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的旋转电机包含：金属材料制的框；固定于框并具有多个齿部的圆筒状的定子芯体；设置在定子芯体的端面的由绝缘材料所构成的多个绝缘体；分别具有隔着绝缘体设置在齿部周围的线圈主体及从线圈主体引出的线圈终端、并由线圈线所构成的多个线圈；沿定子芯体的周向进行设置、并连接有线圈终端的导电性材料制的多个母线；以及相比线圈终端配置在定子芯体的径向外侧、并保持多个母线的支架，当设母线的直径为D、线圈线的截面直径为d、线圈线的杨氏模量为E、母线的材料的线膨胀系数为α1、定子芯体的材料的线膨胀系数为α2、室温与使用环境温度的设想温度差为ΔT时，从至少一个线圈终端的线圈主体侧的端部到与母线的连接部为止的长度L满足L≥((3πdED(α1－α2)ΔT/10)1/2)/10，以使得因热变形导致在线圈处产生的应力变成0.2％耐力即250MPa以下。另外，本专利技术所涉及的旋转电机包含：金属材料制的框；固定于框并具有多个齿部的圆筒状的定子芯体；设置在定子芯体的端面的由绝缘材料所构成的多个绝缘体；分别具有隔着绝缘体设置在齿部周围的线圈主体及从线圈主体引出的线圈终端、并由线圈线所构成的多个线圈；沿定子芯体的周向进行设置、并与线圈终端相连接的导电性材料制的多个母线；以及相比线圈终端配置在定子芯体的径向外侧、并对多个母线进行保持的支架，至少一个线圈终端具有：从线圈主体侧的端部向定子芯体的径向外侧进行设置的引出部；沿定子芯体的周向进行设置的第一直线部；设置在引出部与第一直线部之间的第一弯曲部；沿定子芯体的轴向进行设置的第二直线部；以及设置在第一直线部与第二直线部之间的第二弯曲部。专利技术效果本专利技术的旋转电机能够抑制因温度上升而在线圈终端与母线的连接部产生的应力。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的主要部分剖视图。图2是从径向内侧向外侧观察图1的定子的一部分的主视图。图3是沿轴向观察图1的定子的一部分的俯视图。图4是沿轴向观察图1的一根母线的俯视图。图5是表示对图1的第一线圈终端进行简化后的模型的说明图。图6是表示线圈终端长度与产生应力及谐振频率之间的关系的一个示例的图表。图7是从径向内侧向外侧观察本专利技术的实施方式2所涉及的旋转电机的定子的一部分的主视图。图8是沿轴向观察图7的定子的一部分的俯视图。图9是表示图7的第一线圈终端及第二的线圈终端的形状的立体图。图10是表示本专利技术的实施方式3所涉及的旋转电机的第一线圈终端及第二线圈终端的形状的立体图。图11是沿轴向观察本专利技术的实施方式4所涉及的旋转电机的定子的一部分的俯视图。图12是从径向内侧向外侧观察本专利技术的实施方式5所涉及的旋转电机的定子的一部分的主视图。图13是从径向内侧向外侧观察本专利技术的实施方式6所涉及的旋转电机的定子的一部分的主视图。具体实施方式下面，参照附图对用于实施本专利技术的方式进行说明。实施方式1﹒图1是本专利技术的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的主要部分剖视图，图1的Z轴方向为定子的轴向、Y轴方向为定子的径向。图2是从径向内侧向外侧观察图1的定子的一部分的主视图，图3是沿轴向观察图1的定子的一部分的俯视图。实施方式1中，作为旋转电机，表示了车载用的电动机。铁制的圆筒状的定子芯体1固定在金属材料制、例如铁制的圆筒状的框2的内侧并被保持。框2的轴向的两端部设置有向径向外侧突出的凸缘部2a。定子芯体1中设置有突出到径向内侧的多个齿部1a。齿部1a以彼此等间隔设置在定子芯体1的周向。定子芯体1的轴向的两端面设置有由绝缘材料所构成的多个绝缘体3。定子芯体1设置有分别由线圈线所构成的多个线圈4。各线圈4具有隔着绝缘体3设置在相对应的齿部1a的周围的线圈主体5、从线圈主体5引出的第一线圈终端6及第二线圈终端7。第一线圈终端6从线圈主体5的卷绕开始及卷绕结束的任一个引出。第二线圈终端7从线圈主体5的卷绕开始及卷绕结束的另一个引出。所有的线圈4中的第一线圈终端6配置在定子芯体1的轴向的相同侧。另外，所有的线圈4中的第二线圈终端7配置在与定子芯体1的轴向的第一线圈终端6的相反侧。框2的轴向两端面固定有由电绝缘材料所构成的支架8。支架8相比第一线圈终端6及第二线圈终端7配置在定子芯体1的径向外侧。支架8保持有由导电性材料、例如铜所构成并将线圈4连接到供电部的多个母线9。母线9连接有相对应的线圈终端6、7。各线圈终端6、7例如利用焊接即经由焊接部，连接到相对应的相的母线9。另外，母线9一体地固定于或收纳于支架8。并且，母线9沿定子芯体1的周向进行设置。此处，设沿定子芯体1的轴向观察时的母线9的直径为D(参照图4)，构成线圈4的线圈线的截面直径为d，线圈线的杨氏模量为E，母线9的材料的线膨胀系数为α1，定子芯体1的材料的线膨胀系数为α2，室温与使用环境温度的设想温度差为ΔT。此时，从各线圈终端6、7的线圈主体5侧的端部到与母线9的连接部为止的长度L(L与d的关系参照图5)满足下式，以使得因热变形而产生于线圈的应力变为0.2％耐力即250MPa以下。L≥((3πdED(α1－α2)ΔT/10)1/2)/10···式1更详细而言，各线圈终端6、7的线圈主体5侧的端部是对于各线圈终端6、7的线圈主体5的最终约束点。另外，母线9的直径D变为290mm以上、316mm以下。并且，线圈线的截面直径d变为1.7mm以上、2.0mm以下。当室温与使用环境温度的设想温度差ΔT产生时，在根据因线膨胀系数差而产生在大致呈圆环状的母线9与定子芯体1之间的位移差来进行强制位移的情况下，通常在梁上产生的应力表现为(3πdED(α1－α2)ΔT/(4L2)。并且，本实施方式的特征在于是在梁上产生的应力为250MPa以下那样的L。例如，在母线9的材料为铜、定子芯体1的材料为铁、线圈线的截面直径d：φ2mm、母线9的直径D：316mm的旋转电机的情况下，若设ΔT：100℃、E：122600、α1：1.7×10－5、α2：1.2×10－5，则线圈终端6、7的长度L为19.2mm以上。另外，在旋转电机设置在发动机的附近的情况下，设线圈4的密度为ρ，设置在附近的发动机的设想最高转速为R，发动机的气筒数为a，设想在与发动机产生谐振时显现的振动模式的次数为n。此时，上述的L满足下式。(5.28×107d((E/ρ)1/2)/Ranπ)1/2≥L···式2通常，在梁上产生的谐波频率f由3.52/2π((1012×Ed2)/(16ρL4))1/2求出。并且，通常，由发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机，其特征在于，包括：金属材料制的框；固定于所述框并具有多个齿部的圆筒状的定子芯体；设置在所述定子芯体的端面的由绝缘材料所构成的多个绝缘体；分别具有隔着所述绝缘体设置在所述齿部周围的线圈主体及从所述线圈主体引出的线圈终端、并由线圈线所构成的多个线圈；沿所述定子芯体的周向进行设置、并连接有所述线圈终端的导电性材料制的多个母线；以及相比所述线圈终端配置在所述定子芯体的径向外侧、并对多个所述母线进行保持的支架，当设所述母线的直径为D、所述线圈线的截面直径为d、所述线圈线的杨氏模量为E、所述母线的材料的线膨胀系数为α1、所述定子芯体的材料的线膨胀系数为α2、室温与使用环境温度的设想温度差为ΔT时，从至少一个所述线圈终端的所述线圈主体侧的端部到与所述母线的连接部为止的长度L满足L≥((3πdED(α1－α2)ΔT/10)1/2)/10。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机，其特征在于，包括：金属材料制的框；固定于所述框并具有多个齿部的圆筒状的定子芯体；设置在所述定子芯体的端面的由绝缘材料所构成的多个绝缘体；分别具有隔着所述绝缘体设置在所述齿部周围的线圈主体及从所述线圈主体引出的线圈终端、并由线圈线所构成的多个线圈；沿所述定子芯体的周向进行设置、并连接有所述线圈终端的导电性材料制的多个母线；以及相比所述线圈终端配置在所述定子芯体的径向外侧、并对多个所述母线进行保持的支架，当设所述母线的直径为D、所述线圈线的截面直径为d、所述线圈线的杨氏模量为E、所述母线的材料的线膨胀系数为α1、所述定子芯体的材料的线膨胀系数为α2、室温与使用环境温度的设想温度差为ΔT时，从至少一个所述线圈终端的所述线圈主体侧的端部到与所述母线的连接部为止的长度L满足L≥((3πdED(α1－α2)ΔT/10)1/2)/10。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，当设所述线圈的密度为ρ、设置在附近的发动机的设想最高转速为R、所述发动机的汽缸数为a、设想在与所述发动机谐振时显现的振动模式的次数为n时，从所述至少一个所述线圈终端的所述线圈主体侧的端部到与所述母线的连接部为止的长度L满足(5.3×107d((E/ρ)1/2)/Ranπ)1/2≥L。3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，满足13.6≤L/d1/2≤29.4。4.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述母线的直径D为290～316mm，所述线圈线的截面直径d为1.7～2.0mm。5.一种旋转电机，其特征在于，包括：金属材料制的框；固定于所述框并具有多个齿部的圆筒状的定子芯体；设置在所述定子芯体的端面的由绝缘材料所构成的多个绝缘体；分别具有隔着所述绝缘体设置在所述齿部周围的线圈主体及从所述线圈主体引出的线圈终端、并由线圈线所构成的多个线圈；沿所述定子芯体的周向进行设置、并连接有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：木虎龙一，井上正哉，北村隆二，葛城皓太，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP