[发明专利]定子线圈及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转电机所使用的定子线圈。更详细而言，本发明涉及将插入定子芯的槽中的线圈边部和从该槽突出的线圈末端部交替形成的波绕组定子线圈及其制造方法。

背景技术

以往，旋转电机的定子，具有圆筒状的定子芯和定子线圈，其中定子芯，具有排列成放射状、向内径方向突出的多个齿(磁极)和在其间开口的多个槽；定子线圈，通过将线圈边部收纳在该槽中而组装在该芯上。关于该定子线圈的组装，已知有所谓的嵌放方法，即预先将定子线圈与定子芯分别制造，然后将该线圈收容在芯的各槽中。而且，关于该嵌放方法所使用的线圈的绕线方式，已知有使线材在各齿的上下交替穿过进行卷绕的波绕组方式(例如，参照专利文献1)。

在该引用文献1的波绕组方式中，使用将与齿相同数量的内侧夹具和外侧夹具设置成能够分别进行放射状移动的波绕组线圈制造装置。在该制造装置中，首先将内侧夹具配置成环状，在其外侧将外侧夹具配置成环状。然后将线材按规定的匝数卷绕在配置成环状的多个内侧夹具上形成圆形的线圈。之后，如图12所示，通过分别使内侧夹具2和外侧夹具3呈放射状地移动，并使外侧夹具3在多个内侧夹具2画出的圆的内侧移动，由此将在多个内侧夹具2的周围卷绕成圆形的线圈成形为星形。如此形成的星形波绕组线圈4，之后利用未图示的嵌放装置被压入芯的齿之间的槽中，从而形成定子。

另一方面，为了将转子插入到该定子中，需要防止未被收容到槽中而从定子芯轴向的端面突出的线圈的线圈末端部进入到定子芯内周面的内侧。另外，如果该旋转电机为3相式，则在单个定子芯中组装有3个相的定子线圈。因此，在3相式旋转电机中，会出现从各相线圈的槽中突出的3个相的线圈末端部互相重叠的结果。考虑到这种情况，一直以来是进行将从最初组装的定子线圈的槽中突出的线圈末端部排出到定子芯的外径侧的挤压成形，然后再将另外的定子线圈插入到槽中。并且，在单个定子芯上组装3个相的定子线圈后，再进行使各相线圈的线圈末端部整体排出到外径侧的加工成型，从而防止3相的所有线圈的线圈末端部进入到定子芯内周面的内侧。

在此，图12所示的星形波绕组线圈4可分类成：插入到定子芯槽中的直的线圈边部4c、将该线圈边部4c的端部彼此连结、从定子芯轴向的端面突出的圆弧状线圈末端部4a、4b。从而在该星形的波绕组线圈4中，线圈边部4c的长度全部相同，线圈末端部4a、4b也全部为相同的形状。因此，为了避免线圈末端部4a、4b在芯的径向上重叠，一直以来在其挤压成形中，如图11的点划线所示，是使各线圈末端部4a、4b从芯6的端面突出的量顺次不同。于是线圈末端部4a、4b不会在芯的径向上重叠，如图11的实线所示，在挤压成形中该线圈末端部4a、4b在芯6的轴向上互相重叠，因此可使该线圈末端部4a、4b双方都排出到定子芯6的外径侧。

专利文献1：日本特表2001-513320号公报

但是，由于在芯6的径向上相邻的线圈边部4c的长度分别相等，因此当对从芯6的一边端面6b(图11的下面)突出的线圈末端部4b从芯6的外径侧向内径侧减少其突出量时，从芯6的另一边端面6a(图11的上面)突出的线圈末端部4a就会从芯6的外径侧向内径侧增加其突出量。因此，即使已经将从一边端面6b(图11的下面)突出的线圈末端部4b排出到外径侧，从芯6的另一边端面6a(图11的上面)突出的线圈末端部4a其整体从一开始就偏向定子芯6的内径侧，在挤压成形中，内径侧的线圈末端部也不会进入到外径侧的线圈末端部的芯侧。因此，存在于内侧的线圈末端部4a必须画出较大的圆弧才能与外径侧的线圈末端部4a在芯6的轴向上重叠，因而难以使该线圈末端部4a整体充分地排出到定子芯6的外径侧。而且，还存在下述的问题：当该画出较大圆弧的部分残留在芯内径侧端面时，会与后面组装的其他定子线圈的线圈末端部相干涉。

为了避免与该画出较大圆弧的线圈末端部4a相干涉，需要使另外的定子线圈的线圈末端部从芯6的端部6a突出得较多，并使其超过该画出较大圆弧的线圈末端部4a，而当这样使线圈末端部4a从芯的端部6a突出得较多时，则存在使另外的线圈4变大从而用于制造该线圈4的线材得全长增加的问题。然后，当线圈4这样变大时，存在使线圈4中所谓的铜损增加，使用该线圈4的旋转电机的效率下降，并且该旋转电机的外形也大型化的问题。