[发明专利]分段线圈、分段线圈的制造方法、分段线圈用线材及定子

说明书

技术领域

本申请主张基于2011年10月27日提出的日本申请第2011-235979号、2011年11月30日提出的日本申请第2011-262325号、2012年1月16日提出的日本申请第2012-005797号、2012年1月30日提出的日本申请第2012-016236号、2012年2月7日提出的日本申请第2012-023874号、2012年3月1日提出的日本申请第2012-045004号、2012年9月10日提出的日本申请第2012-198626号的优先权，并援引上述日本申请记载的全部的记载内容。

本申请发明涉及在旋转电机的定子中使用的分段线圈、分段线圈的制造方法、分段线圈用线材及定子。详细而言，涉及能够减少在定子内收容的线圈所产生的涡电流、磁通泄漏并且能够提高占空因数的分段线圈。

背景技术

例如，作为旋转电机而构成的电动机的定子通过在环状的定子芯设置线圈而构成。内侧开口的多个槽以预定间隔设于上述环状定子芯，在该槽安装上述线圈。以往的线圈通过将能够弯曲的绕组卷绕于上述槽而构成。然而，存在如下问题：难以将上述绕组无损伤地卷绕于在内侧开口的上述槽，而且，作业性差。

而且，在能够弯曲的绕组中，由于无法较大地设定直径，因此无法使大电流流动。因此，难以提高电动机的输出。而且，为了满足电动机的输出提高及小型化的要求，需要提高线圈的占空因数，但是在卷绕上述绕组的结构中，在绕组间产生间隙，并且在各绕组设置绝缘被覆层，因此导体的截面积相应地变小，也难以提高占空因数。

为了解决上述问题，在能够将截面积大的线圈材料安装于槽的方式中，可以采用将预先成形的多个分段线圈安装于上述槽并通过焊接等将设于从上述槽延伸出的线圈端部的连接端部连接而构成线圈的手法。通过使上述分段线圈的截面对应于上述槽的截面方式而能够较大地设定截面积，因此能够使大电流流动且能够较大地设定占空因数，能够提高电动机的输出。

专利文献1：日本专利第4688003号公报

发明内容

通过采用截面积大的分段线圈，能够使大电流流动，能够在电动机等中得到大的输出。另一方面，线圈的截面积变大，而且流动的电流也被较大地设定，因此在上述分段线圈容易产生涡电流、磁通泄漏。

尤其是来自转子的磁力直接作用于与转子相向配置的配置于半径方向最内侧的绕组，并且与设于转子的永磁体相向的面积大，因此容易产生涡电流、磁通泄漏。当产生涡电流、磁通泄漏时，电动机的损失增大，效率下降。

在使用了以往的绕组的线圈中，采用了通过使绕组由多个线材构成而卷绕来缓解上述问题的手法。

另一方面，在由多个线材形成分段线圈的情况下，需要设置用于将形成于各线材的绝缘被覆层、各线材粘接的粘接剂层。因此，当分段线圈由分割线构成时，槽内的线圈截面积减小，占空因数下降。

另外，为了将弯曲加工后的多个线材组装来形成一个分段线圈，各线材的弯曲加工要求极高的加工精度。而且，用于将各线材组装而形成分段线圈的工序等增加，也会导致制造成本的大幅增加。

在上述分段线圈设有用于进行与相邻的分段线圈之间、定子芯之间的绝缘的绝缘被覆层。上述绝缘被覆层需要以避免在上述各部件间产生局部放电的方式构成。上述局部放电容易产生在电压差变大的部分。例如，在三相交流电动机的定子采用分段线圈的情况下，属于不同相的分段线圈间的电压差变得最大。因此，在属于不同相的分段线圈接近或接触的部分容易产生局部放电。

在以往的分段线圈中构成为，将能够应对属于不同相的分段线圈间的电压差的绝缘被覆层设于分段线圈的整个区域，由此防止局部放电。

然而，属于同相的分段线圈对接的部位、定子芯与分段线圈对接的部位的电压差小，无需设置能够应对大的电压差的厚度大的绝缘被覆层。在以往的分段线圈中，能够应对属于不同相的线圈间的电压差的绝缘被覆层设于线圈的整个区域，因此存在槽内的占空因数下降而导致电动机的大型化、发热量的增加这样的问题。

为了提高占空因数，也考虑到使用介电常数低且绝缘性能高的高价的绝缘材料并在分段线圈的整体上形成厚度小的绝缘被覆层这一情况，但是会导致制造成本的增加。

为了构成定子，准备具备多种形态的分段线圈，在将这些分段线圈以预定的顺序安装而组装于预定的槽之后，为了将上述分段线圈构成一体的线圈，必须将各分段线圈的连接部连接。

然而，上述分段线圈的安装作业及连接作业比较麻烦。而且，需要将多个分段线圈以密集的状态进行组装，因此难以识别各分段线圈及应连接的连接部。因此，容易产生组装错误、连接错误。