[发明专利]形成电机的定子线圈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成电机的定子线圈的方法。

背景技术

诸如电动机之类的电机具有转子和定子。定子包括具有齿部的定子芯部，且线圈线(即磁线)卷绕在覆盖有绝缘体的齿部上，以形成定子线圈。为了改进电动机的性能，大量线圈线卷绕在间隙中，以高度改进线圈的占空系数，且每个间隙形成在相邻的齿部之间。

通常，沿堆叠定子芯部的方向、将卷线机的管嘴插入形成在相邻齿部之间的间隙中，以将线圈线卷绕在齿部上，所以线圈线无法卷绕在管嘴插入并运动的间隙中。例如，在图12A中，线圈54分别卷绕在定子芯部51的齿部52a和52b上，且该齿部52a和52b覆盖有绝缘体53。当卷绕线圈54时，沿堆叠定子芯部的方向(平行于定子芯部轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴(未示出)插到间隙55中，以将线圈线卷绕在齿部52a和52b上。

如图12B所示，为了通过整齐地卷绕线圈并防止差的卷绕来增加占空系数，与齿部52a和52b的中间部分相对应的分隔壁53a从覆盖齿部52a和52b的绝缘体53突出，使得齿部52a和52b中的每个齿部被分成内部和外部。线圈线卷绕在内部和外部上，以形成内部线圈54a和外部线圈54b(参见日本特开专利公开号11-27886)。

还有另一个形成定子线圈的方法，其中通过消除用于插入卷线机的管嘴(针)的空间来改进电动机效率。例如，在三相/12槽/内转子型电动机的圆形定子芯部上形成定子线圈的情形中，U相线圈、V相线圈以及W相线圈中的每种线圈通过使用用于馈送线圈线的三个针而径向地形成在两个槽中，且每个槽是形成在每个齿部周围的空间。这些针插到槽中，并且沿堆叠定子芯部的方向往复运动并沿定子芯部的径向方向运动，以将第一层线圈线卷绕在每个相位的槽中，其中每个槽形成在每个齿部周围。然后，将定子转过90度，并同样地卷绕线圈线。此外，重复转动动作和卷绕动作。例如，在卷绕U相线圈的情形中，通过重复上述动作来卷绕线圈U1-U4。

接下来，将针插到线圈U4的径向中间位置中，然后在外部，从径向中间位置朝外端叠绕第二层线圈U5。此外，将定子转过180度，与线圈U5同样地，在外部从径向中间位置朝外端将第二层线圈U6叠绕在线圈U2的外周缘上。

接下来，将针插到槽的径向内部中，且在内部，第二层线圈U7叠绕在第一层线圈U3上，直到到达径向中间位置为止。此外，将定子转过180度，并且在内部从径向中间位置开始，将第二层线圈U8叠绕在线圈U1的外周缘上。

如上所述，线圈U1-U4以及线圈U5-U8沿周向方向Z字形卷绕在定子芯部上，使得线圈能卷绕在用于插入管嘴的空间中(参见日本特开专利公开号2001-54265)。

此外，已发明另一种整齐卷绕线圈的方法(参见日本特开专利公开号2008-92654)。在该方法中，线圈能由卷线机容易地并且高度致密地卷绕在可分芯部的齿部上，且这些齿部覆盖有绝缘体。

在将图12A所示的线圈54卷绕在齿部52a、52b之类上之后或者在将图12B所示的线圈54a和54b卷绕在齿部52a、52b之类上之后，如日本特开专利公开号11-27886所描述的那样，每个间隙55中的空间S1和S2变为死空间S(参见图12C的放大视图)，其中每个齿部由分隔壁53b所分开，且形成间隙是用于插入管嘴并使管嘴运动。注意到，如图12D和12E所示，在内部的线圈54a和外部的线圈54b整齐地卷绕在不具有分隔壁且覆盖有绝缘体的齿部上的情形中，卷绕线圈线的数量会大于在如图12B所示情形中卷绕线圈线的数量。例如，在图12B中，具有直径为φ1.5的线圈线多层卷绕，且内部线圈54a的每个齿部的总圈数是192圈(T)，而外部线圈54b的圈数是168T。换言之，在图12E中，数量(T)增大。即，内部线圈54a的圈数是216T，而外部线圈54b的圈数是204T。然而，用于使管嘴运动的空间(死空间S)须形成在每个间隙55中。

尤其是，为了在低压下施加较大电流，线圈线的直径须增大。如果线圈线的直径增大，难于整齐地卷绕线圈。此外，如果定子芯部的间隙增大，则难于减小电动机的尺寸。

在日本特开专利公开号2001-54265所披露的方法中，如果在径向内部和径向外部中不提供支承装置，则当第二层线圈U5-U8叠绕在第一层线圈U1-U4上时，会发生差的卷绕。因此，无法进行整齐地卷绕，且占空系数会下降。

在日本特开专利公开号2001-54265所披露的方法中，使用可分芯部，使得线圈能易于卷绕，但生产步骤和生产成本会增多。此外，在所分开的芯部部分之间的连接部件处会发生磁损耗，使得电动机的性能会下降。

发明内容