用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机的制作方法
专利名称：用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机。
背景技术：
近来，旋转电机具有带有称为"周向展开型定子线圈"的定子线圈组件的
定子。作为其示例，日本专利Na3894483公开了一种ffiil使用周向展开型定子线圈来提供定子线圈组件的方法。这类定子线圈包括交替的线圈端部导体部和容纳在槽中的导体部(此后称为"槽容纳式导体部")，其线性扩展。该线性扩展的定子线圈插入到定子铁芯的M槽中以提供构成该定子的定子线圈组件。
但是，在战参考文献中所描述的制造周向定子型定子线圈的方法非常复杂，并且不容易改变定子线圈轴向和径向的长度。
发明内容
本发明根据上述所提至啲问题而作出，且其目的在于提供一种用于使用简单的制造设备来制造周向展开型定子线圈的方法和提供一种4吏用该定子线圈的电机，该方法能够容易地应对电机模型的变化。
为了达到上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种制造缠绕在定子中和绕定子缠绕的定子线圈的方法，该定子线圈ffiil弯曲具有纵向方向的绝缘涂层导线(即，绝缘导线)(30)以便乡^色缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内的槽容纳式导体部(40)和在槽外将槽容纳式导体部相互连接在一起的线圈端部导体部(42)来制造，该定子具有周向方向和轴向方向，其中线圈端部导体部沿该周向方向展开，槽沿轴向方向形成。
"槽容纳式导体部"在此指定子线圈的一部分，其容纳在定子铁芯槽中，且该部分在轴向方向上线性延伸。此外，"线圈端部导体部"在此指沿定子铁芯的轴向端面设置的定子线圈的一部分，当其在周向方向上展开时，用于将以约^节距的电气角度彼此间隔开的两个槽容纳式导体部连接在一起。
5该方法实际上包括在纵向方向上以预定间隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导体部的该部分形成该线圈端部
导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，该部分位于该成对模具之间；以及)通过沿允许该三对或更多对模具中的每对模具彼此靠近的方向移动该三庸或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和ii)通过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
特别地，夹住该绝缘涂层导线的一对模具(下文称作"模具对")在沿该绝缘涂层导线延伸方向的方向上移动的同时沿垂直于该绝缘涂层导线的延伸方向移动，用以从而形成该槽容纳式导体部。
这样，可以有效形成槽容纳式导体部。此外，在移动模具对来形成槽容纳式导体部时，绝缘涂层导线不能相对于模具对滑动地移动。因此，能够减少可能对该绝缘涂层导线造成的损害。
〈她该三对或更多对模具由三对模具(101-103)组成，该H^模具包括位于两对模具(101， 103)之间的中间模具对(102)，以及该形成步骤通过使该H^模具中的指定两对模具(101， 102)移向剩余一对模具(103)和使该中间模具对(102)沿垂直于该纵向方向的方向移动来形成该槽容纳式导体部(40)。
这样，这两对模具将单向移动以防止绝缘涂层导线在相反方向移动，从而可简化用于形成定子线圈的线圈弯曲设备的操动机构。
还伏选在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具当形成该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一与该槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
这样，在ilil在垂直于线圈端部导体部的方向上弯曲绝缘涂层导线以形成槽容纳式导体部的过程中，没有弯曲应力施加给槽容纳式导体部。因此，此后不需要进行再弯曲操作。此外，可以防止特别是模具的边缘对绝缘涂层导线造成损害。
4光选地，该形成步骤分别在垂直于该纵向方向的方向和该纵向方向上将该三对或更多对移动可调的距离。
这样，可以容易地改变定子线圈的槽容纳式导体部的长度。
6还优选该三对或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有按压到该绝缘涂层导线的该部分上的不同按压表面以形成彼此具有不同幵，的线圈端部导体部。
这样，仅仅改变模具就能够方便地制作出各种线圈端部形状的定子线圈d
还优选该形成步骤使用包括选自多对模具的一对模具的三对或更多对模具，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该多对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方向上具有变化的宽度。
这样，仅改变模具就能够轻易地区分线圈端部导体部的周向宽度。
在上述结构中，作为实例，从中选取了该对模具的、分别具有不同宽度的多对模具在基本垂直于该绝缘涂层导线的延长方向的方向上排列，以及，在该形成步骤中，通过在具有不同宽度的多对模具的排列方向上相对移动该具有不同宽度的多对模具来选择该对模具。
这样，通过仅仅移动相对于模具对所处方向、也就是说垂直于绝缘涂层导线延长方向定位的多^^莫具对就能够容易地改变模具。因此，可以容易地改变线圈端部导体部的周向宽度。
在附图中
图1为示出了具有阶梯状线圈端部导体部的一个绝缘涂层扁平线的局部透视图，该绝缘涂层扁平线用于本发明的第一实施例；
图2为示出了应用于本发明的旋转电机弯曲线圈端部的形状的局部透视
图3为图1中所示阶梯状线圈端部导体部的周向展开放大图4为图2中所示弯曲线圈端部的局部周向展开图5为示出了根据本发明的第一实施例在线圈弯曲过程中形成线圈端部导体部的步骤的示意性前视图6为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中形成槽容纳式导体部的步骤的示意性前视图7为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中将线圈从模具分开的步骤的示意性前视图8为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中前移绝缘涂层扁平线的步骤的示意性前视图9A为示出了根据本发明的第二实施例在线圈弯曲过程中形成线圈端部导体部的步骤的示意性前视图9B为示出了根据第二实施例在线圈弯曲过程中形成才曹容纳式导体部的步骤的示意性前视图9C为示出了根据第二实施例的模具对的提升动作和前移动作之间的同步关系的示意性前视图10A为示出了根据本发明第三实施例的在槽容纳式导体部较短情况下模具对的纵向配置的示意性前视图10B为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较短的情况下模具对的下移动作的示意性前视亂
图11A为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较长的情况下模具对的纵向配置的示意性前视图11B为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较长的情况下模具对的下移动作的示意性前视亂
图12为示出了根据本发明第四实施例通过使用选自三对模具中的一对模具来改变线圈端部导体部的周向宽度的示意性前视图；以及
图13为示出了根据第四实施例的具有自动改变模具对的功能的线圈弯曲设备的侧视图。
具体实施例方式
参考附图，下文描述了用于在构成定子线圈的线圈导体中形成阶梯状线圈
端部导体部的本发明的im实施方式。应当明白，本发明不应解释为受限于下
述实施方式，但是，理所当然的是，本发明的技术概念可以通过结合其它已知技术来实现。
参见图1至4，以下描述了由具有线圈端部导体部的线圈导体所组成的定子线圈的实施例，其中每个线圈端部导体部形成阶梯形状(下文中，该定子线圈还可称为"弯曲(cranked)定子线圈")。图1为示出了形成该弯曲定子线圈的一个线圈导体的绝缘涂层扁平线30 (下文中还称为"扁线(flat wire) 30")的局部透视图。图2为示出了如电机和交流发电机的旋转电机的定子的弯曲线圈端部的局部透视图，其中在该旋转电机中定子面对转子以在它们之间具有磁作用。线圈端部为P介梯状线圈端部导体部42的集合体。
图2示出了定子11、定子铁芯12、定子铁芯12的端面13和定子线圈20。定子ll用于驱动，的发电机。尽管未示出，转子以可旋转的方式径向容纳在定子ll的内部。转子具有装有数个永磁体的外围部分，该数个永磁体在圆周方向上形成极性交替的磁极。转子的外围表面通过一个非常小的气隙面向定子11的内周表面。定子铁芯12 M轴向叠置每片均具有预定厚度的电磁钢片而形成。定子线圈20配置有三相绕组，其中一相的一个波绕组位于槽14中，该相的一个波绕组位于槽15中。换句话说，提供了一种所谓的每极和每相两槽的结构，其中同一相的定子线圈20绕两个彼此相邻的槽14， 15缠绕。
定子线圈20具有三相均为分布式绕组"光选为波绕组)的星形连接的三相绕组。波绕组结构的每一相均ilil弯曲扁线30后将该线容纳在定子铁芯12的开槽结构的槽14或15中而形成。当然，可使用分开式定子铁芯结构来代替该开槽结构。
绝缘涂层扁平线30通过给在垂直于纵向的方向上具有基本矩形的横截面的铜线涂敷如聚翻安-酰亚胺的,层后再在其夕卜表面涂敷如PPS的挤压涂层树脂层而形成。该绝缘涂层的总厚度设为100拜至170,。但是，该扁线30的绝缘涂层结构也可以使用其它己知工艺来构成。
在本实施例中，多个绝缘涂层扁线30沿深度方向对齐排列在每个槽内。然而，不限于此的是，该扁线可以以矩阵形式排列。此外，在本实施例中省去了通常位于各个槽内表面的绝缘纸，这是因为在本实施例中形成了双层的绝缘层。为了对定子线圈20进行更多的解释，形成定子线圈20的扁线30具有容纳在定子铁芯12的槽14、 15中的槽容纳式导体部40，以及每根都在轴向和圆周方向上延伸的线圈端部导体部42， ^f跨定子铁芯12的轴向两端将彼ltl^巨离基本一个周向^那巨的两个槽容纳式导体部40的端部相连。
参见图3，将对扁线30的线圈端部导体部42进行更详细的解释。图3示出了扁线30的示意性周向展开图。
^线圈端部导体部42具有一个周向中心部分、或顶部l，其为位于轴向最外侧并沿周向延伸的周向导线部分。线圈端部导体部42从顶部(周向导线部)1向侧端的槽容纳式导体部40以阶梯状方式弯曲。顶部(周向导线部)1具有在径向方向上(在厚度方向上)具有一阶梯(同样称作"厚度方向的阶梯")3A
9的中心部分，其基本等于扁线30的厚度。厚度方向的阶梯3Ailil将线圈端部 导体部42周向的一半从其另一半径向偏移一相当于一根导线的厚度的量而实 现，从而使得该线圈端部导体部42可以放在另一线圈端部导体部上。
图3示出了在周向方向上延伸的周向导线部24，以及在轴向方向上延伸的 轴向导线部6-8。图3 g出了位于相邻周向导线部和轴向导线部之间以形成边 缘部分的转角部分Cl-C6，以及位于周向导线部4和槽容纳式导体部40之间以 形成边缘部分的转角部分7C。 ^线圈端部导体部42具有从轴向最外侧的顶 部1开始朝向两侧的槽容纳式导体部40的阶梯开i。在图3中，所示转角部分 Cl-C7为直角形。但是，实际上，该转角部分可以以预定曲率半径在刚好育, 将线圈端部导体部42高密度地安装到另一线圈端部导体部42上的范围内形成 曲形或弯曲。这样，如图4中所示，组合的线圈端部导体部42可以形成定子线 圈的弯曲线圈端部。
如上所述，在本实施例中，长线圈导体、即扁线30被用来以预定纵向节距 形成线圈端部导体部42从而形成是周向展开型波绕组线圈的相位线圈。于是， 具有单独相的该相位线圈的线圈端部导体部42被高度密集地组装在一起以制造 带状周向展开型定子线圈。然后，该定子线圈被顺序插入定子铁芯的各个槽中 以完成该定子。
在本实施例的定子线圈中，轴向凸出长度最大限度地被减少，这从而引起 制造中形成该弯曲线圈端部的困难。在这点上，将各扁线30、即各线圈导体弯 成线圈端部导体部42的步骤和组装线圈端部导体部42的步骤在各线圈导体《f 绕定子铁芯缠绕之前周向展开的状态下进行。该步骤顺序可利于方便定子线圈 的制造。
具体地，本实施例的定子线圈经由三个顺序的步骤制成，该步骤包含弯 曲扁线30、即线圈导体以交替形成线圈端部导体部和槽容纳式导体部的步骤； 组装弯曲后的绝缘涂层扁平线30、即线圈端部以构成周向展开型定子线圈的步 骤；以及将定子线圈插入定子线圈的槽中的步骤。本实施例旨在改进弯曲线圈 导体以形成线圈端部的步骤。
参见图5至8，下文详细描述了弯曲线圈导体的步骤、也就是弯曲扁线30、 即线圈导体以交替形成线圈端部导体部和槽容纳式导体部的步骤的第一实施 例。参见图5，对将要使用的模具设备进行了说明。
图5示出了第一对模具101 (下文中称为"模具对101")、第二对模具102 (下文中称为"模具对102")和第三对模具103 (下文中称为"模具对103")。 模具对101包括上模具101U和下模具101D，其竖1^爐并夹住扁线30。模具 对102包括上模具102U和下模具102D，其竖直放置并夹住扁线30。模具对103 包括上模具103U和下模具103D，其竖;U文置并夹住扁线30。尽管本实施例的 上下模具竖直放置并夹住扁线30，但这些模具也可以水平放置并夹住扁线30。
模具对101和102在前后方向(线圈导体的长度方向)上彼此相距基本等 于槽容纳式导体部40的长度的初始长度L。同样地，模具对102和103在前后 方向(线圈导体的长度方向)上彼此相距基本等于槽容纳式导体部40的初始长 度L的长度。
模具对101的上下模具101U和101D可在夹住或离开扁线30的方向(本 实施例中的竖直方向)上移动，并且还可在扁线30的纵向方向上移动。對以地， 模具对103的上下模具103U和103D可在夹住或离开扁线30的方向(本实施 例中的竖直方向)上移动，并且还可在扁线30的纵向方向上移动。换句话说， 模具对101和103用作能夹住并移动扁线30的夹紧动作型模具。
模具对102的上下模具102U和102D被配置为竖向按压扁线30的预定线 圈端部部分以将该预定线圈端部部分模制成一预定形状从而形成线圈端部导体 部42。同时，上下模具102U和102D被配置为将模制后的线圈端部导体部42 下移一预定长度(对应于槽容纳式导体部40的长度的长度)。换句话说，模具 对102用作能将扁线30模制成线圈端部导体部42并能同时允许线圈端部导体 部42移动的模制动作型模具。用于移动这些模具的操动机构的结构和控制是公 知的，因此省去了解释。
为了简化本实施例中模具操动结构的结构，模具对101的上模具101U确 保为在竖直方向和前后方向(线圈导体的纵向)上被操动，模具对101的下模 具101D确保为仅在前后方向上被操动。
下文中描述了使用模具对101-103来弯曲线圈导体的步骤的实例。但是， 下面所描述的模具的操作仅是示例性的且并不排除本领域技术人员能够容易想 到的各种修改。
首先，参见图5，解释了夹住-模制的步骤。应当理解下模具IOID、 102D和103D的上表面被设置为位于同一水平面上。
首先，按下上模具101U、 102U和103U。在这点上，上模具102U的下表 面、和下模具102D的上表面各自具有与图1中所示阶梯状线圈端部导体部42 的形状相匹配的形状。此外，面向扁线30的上模具101U、 102U和103U以及 下模具IOID、 101D和103D的侧表面S形成为用于槽容纳式导体部40的平坦 緣
这样，模具对102可以在扁线30上形成阶梯状线圈端部导体部42。线圈 端部导体部42可4尤选为具有，阶梯，。然而，当然线圈端部导体部42的 幵别犬并不限于阶梯开別犬，而是可以MM改变上模具102U的下表面的开別犬和改变 下模具102D的上表面的糊犬而变化。由于构/^莫具对101的上下模具101U和 101D以及103U和103D仅仅对扁线30进行夹紧，因此不需将上下模具101U 和101D以及103U和103D做成线圈端部导体部42的开别犬。
如图6中所示，当模具对101前移和模具对103后移时，模具对102被按 下。结果，槽容纳式导体部40形成为基本垂直于线圈端部导体部42。
如图7中所示，上模具101U和103U略微提升，且上模具102U大幅提升。 另外，下模具103D大幅按下。结果，该弯曲后的扁线30可以容易地前移。
然后，如图8中所示，该弯曲后的扁线30前移。随后，下模具102D和103D 丄:.提到图5中所示的初始位置以重复形成线圈端部导体部42。由此交替形成槽 容纳式导体部40和线圈端部导体部42。
在上述实施例中，模具对101-103竖向放置并夹住扁线30。可对ltbit行替 代的是，模具对101-103可水平放置并夹住扁线30。在该情况下，优选为扁线 30育^多在基座的平导引表面上滑动前移。
(第二实施例)
现在参见图9A至9C，下文对弯曲线圈导体步骤的第二实施例进行描述。 在当前及后续实施例中，为了省去解释，对与上述第一实施例中相同或相似的 元件〗顿了相同的附图标记。
在第二实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲以使得线圈端部导体 部和槽容纳式导体部相交替。
参见图5，对所要使用的模制设备进行了解释。该模制设备的结构与第一 实施例中相同，但是其操作不同于第一实施例。因此，下面的描述集中在模具
12的操作上。
图9A中所示线圈端部导体部42的模制以与图5中所示第一实施例中相同 的方式而完成。特别地，下模具101D、 102D和103D的上表面被设置为位于相 同水平面上。上模具101U、 102U和103U被按下。这样，线圈端部导体部42 由模具对102和103形成。
随后，如图9B中所示，模具对102在前移的同时被按下。结果，扁线30 被弯曲成其位于在模具对103中的线圈端部导体部42和在模具对102中的线圈 端部导体部42之间的部分变得垂直于线圈端部导体部42以作为槽容纳式导体 部40。在模具对102向下和向前移动的同时，模具对IOI向前移动。结果，扁 线30弯曲成其位于模具对101中的线圈端部导体部42和模具对102中的线圈 端部导体部42之间的部分变得垂直于线圈端部导体部42以作为槽容纳式导体 部40。
在弯曲模制槽容纳式部分40中重要的一点是在模具对102的前移和下移以 及模具对101的前移过程中应当确保纵向力和垂直弯曲力不作用在预定的槽容 纳式导体部40A上，其将在垂直弯曲之后最终用作槽容纳式导体部40。
为了达到该目的，该预定的槽容纳式导体部40A的长度应当保持为恒定的 长度。特别是，如图9C中所示，可以同步控制模具对102的向前和向下移动以 及模具对101的向前移动，以使得模具对103的后端103X和模具对102的前端 102Y之间的距离可确保等于模具对102的后端102X和模具对101的前端101Y 之间的距离。这同样应用于在第一实施例中的模具对102的向下运动、模具对 101的向前运动和模具对103的向后运动。
然后，如图7中所示，上模具101U和103U略微繊，且上模具102U大 幅繊。此外，下模具103D大幅按下。结果，弯曲的扁线30可以容易地向前 移动。
然后，如图8中所示，弯曲的扁线30向前移动。向前移动的长度可以对应 于电角度2兀。随后，下模具102D和103D上提到图5中所示的位置以如上文所 述那样重复形成线圈端部导体部42 。
模具对101-103可以水平方夂置以夹住扁线30。在该情况下，优选为该扁线 30能够在基座的平导引表面上滑动前移。
(第三实施例)现在参见图IOA至IIB，下文中描述了弯曲线圈导体的步骤的第三实施例。
在第三实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲成使得线圈端部导体
部和槽容纳式导体部相交替。
在第二实施例中参考图9A至9C所解释的线圈导体弯曲步骤中，该实施例 肖^多根据电机类型对图9A中所示的模具对101 、 102和103之间的间隔L进行 调节和对图9B中所示的模具对102的下降长度D进行调节。间隔L基本上等 于下降长度D，但是适当情况下，间隔L被设定为比长度D大对应于扁线30
厚度的量。
为了更详细地进行解释，在制作用于定子铁芯轴向长度较小的电机的定子 线圈时，间隔L和下降长度D对应定子铁芯的轴向长度而M^，如图10A和 10B中所示。相反，在制作用于定子铁芯轴向长度较大的电机的定子线圈时， 如图IIA和11B中所示，间隔L和下降长度D对应定子铁芯的轴向长度而增大。
ffiil这种方式，可以使用单个线圈导体弯曲设备制造用于具有不同轴向长 度定子铁芯的多个电机的定子线圈。很明显，在第一实施例中，也可以通过相 似的方式使用单个线圈导体弯曲设备来制造用于具有不同轴向长度的定子铁芯 的多个电机的定子线圈。
(第四实施例)
5见在参见图12，下文描述了弯曲线圈导体步骤的第四实施例。
在第四实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲成使得线圈端部导体 部和槽容纳式导体部相交替。本实施例具有的--i^寺征为提供了三种类型的模具装置，其中每种模具装 置包括三对模具101-103，且上述三种类型的模具装置可以自动变换。
图12示出了第一模具装置201 、第二模具装置202和第三模具装置203 。 ^模具装置都具有下模具IOID、 102D和103D以及上模具IOIU、 102U和 103U。模具装置201-203在扁线30的纵向方向(即水平前后方向)上具有不同 的宽度。
ilil这种方式，仅Mii同时改变每个都具有三对模具的模具装置201-203 ， 就能够改变对应于定子线圈的电角度^的长度。由此，通过使用了单个设备的
弯曲模具和M:改变模具装置就可以得到不同直径的定子线圈。
参见图13，下文描述了线圈弯曲设备的一个实例，其中所使用的模具装置可以改变。
在图13所示的线圈弯曲设备中，上述构成各模具对的上模具和下模具水平
放置并以预定水平间距夹有扁线30。然而，线圈弯曲的操作与第一和第二实施
例中的每 -个均相同，因此省去了解释。
具体地，位于左侧的总共七个模具301-307以预定间距竖向放置，位于右 侧的总共七个模具311-317以预定间距竖向放置。构成第一模具对的模具301、 311位于同一水平面。构，二模具对的模具301、 312位于同一水平面。构成 第三模具对的模具303、 313位于同一水平面。构成第四模具对的模具304、 314 位于同一水平面。构成第五模具对的模具305、 315位于同一水平面。构成第六 模具对的模具306、 316位于同一水平面。构，七模具对的模具307、 317位 于同-一水平面。
左侧模具301-307由模具支架308支撑以使得其可以在水平方向上滑动。 右侧模具311-317由模具支架318支撑以使得其可以在水平方向上滑动。模具支 架308、 318固定在未示出的可竖直移动的框架上。应当理解图13为从后侧看 时的线圈弯曲设备的侧视图，其中扁线30延伸至后侧。左侧模具301-307在沿 扁线30的纵向方向上具有不同的宽度。右侧模具311-317在沿扁线30的纵向方 向上也具有不同的宽度。换句话说，七个模具对中的每一对均与图9A中示出的 第一模具对101相对应。因此，如同图12中改变模具对的情况那样，选择七个 模具对中的一对就可以改变线圈端部导体部42的周向宽度。
MM举升模具支架308、 818和将所要选择的模具对带至与扁线30相同的 水平面上*^择一模具对。模具支架308、 318通过使用油压缸而举起，未示出。 当然，可以将模具支架308、 318固定而将扁线30向上提升。
油压缸321力文置在模具支架308的左侧、即后表面一侧，缸321的杆322 的一端固定至模具支架308的后表面。类似地，油压缸323位于模具支架318 的右侧、即后表面一侧，且缸323的杆324的一端固定至模具支架318的后表 面。油压缸321、 323分别通过整体的方式同模具支架308、 318—起升起。通 过这种方式，ffl)l控制缸321、 323，位于扁线30两侧的模具对iffiil各自的模具 支架308、 318可以水平移动上述弯曲步骤所需的长度。
上述描述是关于包含共七个模具对的第一模具装置的控制，其中每个模具 对与图9A中所示的第一模具对101相对应。总共包含七个模具对的第二模具装
15置位于从图13所视的后侧、即位于扁线30的前侧，其中每个模具对与图9A中 所示的第二模具对102相对应。第二模具装置的控制對以并同步于第一模具装 置。此外，总共包含七个模具对的第三模具装置位于从图13所视的更后侧、即 位于扁线30的更前侧，其中每个模具对与图9A中所示的第三模具对103相对 应。第三模具装置的控制类似并同步于第一模具装置而执行。
M这种方式，线圈端部导体部42的周向宽度可以调节为七个不同值。例 如，当七个槽容纳式导体部40径向容纳在一个槽内时，延续自七个不同的槽容 纳式导体部40的线圈端部导体部42可具有不同的周向宽度。由此，JOT这种 线圈弯曲设备就可以制造其中在一个槽内可径向安装有七个槽容纳式导体部40 的定子线圈。
上述第一和第二实施例i顿了三个模具对101-103。但是，可选择的是，更 多数量的模具对可以以對以的方式位于扁线30的周向方向上。
上述实施例使用了具有垂直于纵向方向上的基本矩形截面的扁线30作为 线圈导体。但是，横截面的形状是可选的。
本发明可以在不背离其精神的情况下实施为其它各种形式。因此目前所描 述的实施例和修改方式仅仅为示例性的而不是限制性的，因为本发明的范围由 附加的权利要求而不是此前的说明书来限定。从而所有落在权利要求的边界和 限度之内的改变或该边界或限度的等效方式均由权利要求所包含。
1权利要求
1、一种通过弯曲具有纵向方向的绝缘涂层导线(30)以给该绝缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内的槽容纳式导体部(40)和在该槽外部将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部导体部(42)来制造在定子内和围绕定子缠绕的定子线圈的方法，该定子具有周向方向和轴向方向，该线圈端部导体部沿该周向方向展开，该槽沿该轴向方向形成，该方法包括在纵向方向上以预定间隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导体部的该部分形成该线圈端部导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，所述部分位于该成对模具之间；和i)通过沿允许该三对或更多对模具中的每对模具彼此靠近的方向移动该三对或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和ii)通过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
2、 如权利要求1所述的方法，其中该三对或更多对模具由，模具(101-103)组成，该三对模具(101-103) 包括位于两对模具(101， 103)之间的中间模具对(102)，禾口该形成步ilffl过使该三对模具中的指定两对模具(101， 102)移向剩余一 对模具(103)和使该中间模具对(102)沿垂直于该纵向方向的方向移动来形 成该槽容纳式导体部(40)。
3、 如权利要求2所述的方法，其中该中间模具对(102)具有模制该线圈 端部导体部(42)的表面，且该三对模具(101-103)具有模制该槽容纳式导体 部的平坦侧表面。
4、 如权利要求1所述的方法，其中在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵 向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具，其中该情况为当形成 该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一与该 槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
5、 如权禾腰求1所述的方法，其中该形成步骤分别在垂直于该纵向方向的 方向和该纵向方向上将该，或更多对模具移动可调的距离。
6、 如权利要求l所述的方法，其中该三对或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有待被按压到该绝缘涂层导线的该部分上的不 同按压表面以形成彼此具有不同开别犬的线圈端部导体部。
7、 如权利要求l所述的方法，其中该形成步骤使用包括选自多对模具的一 对模具的三对或更多对模具，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该 多对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方 向上具有变化的宽度。
8、 如权禾腰求7所述的方法，其中从中选取了该对模具的、分别具有不同宽度的多对模具在基本垂直于该绝 缘涂层导线的延长方向的方向上排列，以及，在该形成步骤中，通过在具有不 同宽度的多对模具的排列方向上相对移动该具有不同宽度的多对模具 择该 对模具。
9、 如权利要求2所述的方法，其中在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵 向方向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具，其中该情况为当 形成该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一 与该槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
10、 如权利要求9所述的方法，其中该形成步骤分别在垂直于该纵向方向 的方向和该纵向方向上将该三对或更多对模具移动可调的距离。
11、 如权利要求10所述的方法，其中该，或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有待被按压到该绝缘、凃层导线的该部分上的 不同按压表面以形成彼此具有不同形状的线圈端部导体部。
12、 如权禾腰求10所述的方法，其中该形成步骤j顿包括选自多对模具的 一对模具的三对或更多对，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该多 对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方向 上具有变化的宽度。
13、 一种电机，包括 具有定子铁芯的定子；和在其中或围绕其缠绕有定子线圈的定子铁芯，该定子线圈通过弯曲具有纵 向方向的绝缘涂层导线(30)以给该绝缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内 的槽容纳式导体部(40)和在该槽外部将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部 导体部(42)来制造，该定子具有周向方向和轴向方向，该线圈端部导体部沿该周向方向展开，该槽沿该轴向方向形成，该方法包括在纵向方向上以预定间 隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导 体部的该部分形成该线圈端部导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，该部分位于该成对模具之间；以及i) m沿允许该三对或更多对模具中的每对模 具彼此靠近的方向移动该三对或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和iO通 过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对 或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
全文摘要
本发明涉及用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机。制造了一种在定子中或绕定子缠绕的定子线圈。弯曲一绝缘涂层导线(30)以交替供给容纳在定子槽中的该导线的槽容纳式导体部(40)和在槽外将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部导体部(42)。该线圈端部导体部在定子外部沿其周向方向展开配置。在定子线圈的制造中，三对或更多对模具(101-103)在该线的纵向方向以预定间隔沿该线的一部分设置。该线圈端部导体部通过沿允许每个模具中的成对模具彼此接近的方向移动该模具而形成，以及该槽容纳式导体部通过在垂直于纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该模具而形成。
文档编号H02K15/04GK101510709SQ20091013073
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月13日 优先权日2008年2月13日
发明者嶋冈秀二, 秋本明人, 高田雅广 申请人:株式会社电装
技术领域：
本发明涉及一种用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机。
背景技术：
近来，旋转电机具有带有称为"周向展开型定子线圈"的定子线圈组件的
定子。作为其示例，日本专利Na3894483公开了一种ffiil使用周向展开型定子线圈来提供定子线圈组件的方法。这类定子线圈包括交替的线圈端部导体部和容纳在槽中的导体部(此后称为"槽容纳式导体部")，其线性扩展。该线性扩展的定子线圈插入到定子铁芯的M槽中以提供构成该定子的定子线圈组件。
但是，在战参考文献中所描述的制造周向定子型定子线圈的方法非常复杂，并且不容易改变定子线圈轴向和径向的长度。
发明内容
本发明根据上述所提至啲问题而作出，且其目的在于提供一种用于使用简单的制造设备来制造周向展开型定子线圈的方法和提供一种4吏用该定子线圈的电机，该方法能够容易地应对电机模型的变化。
为了达到上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种制造缠绕在定子中和绕定子缠绕的定子线圈的方法，该定子线圈ffiil弯曲具有纵向方向的绝缘涂层导线(即，绝缘导线)(30)以便乡^色缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内的槽容纳式导体部(40)和在槽外将槽容纳式导体部相互连接在一起的线圈端部导体部(42)来制造，该定子具有周向方向和轴向方向，其中线圈端部导体部沿该周向方向展开，槽沿轴向方向形成。
"槽容纳式导体部"在此指定子线圈的一部分，其容纳在定子铁芯槽中，且该部分在轴向方向上线性延伸。此外，"线圈端部导体部"在此指沿定子铁芯的轴向端面设置的定子线圈的一部分，当其在周向方向上展开时，用于将以约^节距的电气角度彼此间隔开的两个槽容纳式导体部连接在一起。
5该方法实际上包括在纵向方向上以预定间隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导体部的该部分形成该线圈端部
导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，该部分位于该成对模具之间；以及)通过沿允许该三对或更多对模具中的每对模具彼此靠近的方向移动该三庸或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和ii)通过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
特别地，夹住该绝缘涂层导线的一对模具(下文称作"模具对")在沿该绝缘涂层导线延伸方向的方向上移动的同时沿垂直于该绝缘涂层导线的延伸方向移动，用以从而形成该槽容纳式导体部。
这样，可以有效形成槽容纳式导体部。此外，在移动模具对来形成槽容纳式导体部时，绝缘涂层导线不能相对于模具对滑动地移动。因此，能够减少可能对该绝缘涂层导线造成的损害。
〈她该三对或更多对模具由三对模具(101-103)组成，该H^模具包括位于两对模具(101， 103)之间的中间模具对(102)，以及该形成步骤通过使该H^模具中的指定两对模具(101， 102)移向剩余一对模具(103)和使该中间模具对(102)沿垂直于该纵向方向的方向移动来形成该槽容纳式导体部(40)。
这样，这两对模具将单向移动以防止绝缘涂层导线在相反方向移动，从而可简化用于形成定子线圈的线圈弯曲设备的操动机构。
还伏选在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具当形成该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一与该槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
这样，在ilil在垂直于线圈端部导体部的方向上弯曲绝缘涂层导线以形成槽容纳式导体部的过程中，没有弯曲应力施加给槽容纳式导体部。因此，此后不需要进行再弯曲操作。此外，可以防止特别是模具的边缘对绝缘涂层导线造成损害。
4光选地，该形成步骤分别在垂直于该纵向方向的方向和该纵向方向上将该三对或更多对移动可调的距离。
这样，可以容易地改变定子线圈的槽容纳式导体部的长度。
6还优选该三对或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有按压到该绝缘涂层导线的该部分上的不同按压表面以形成彼此具有不同幵，的线圈端部导体部。
这样，仅仅改变模具就能够方便地制作出各种线圈端部形状的定子线圈d
还优选该形成步骤使用包括选自多对模具的一对模具的三对或更多对模具，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该多对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方向上具有变化的宽度。
这样，仅改变模具就能够轻易地区分线圈端部导体部的周向宽度。
在上述结构中，作为实例，从中选取了该对模具的、分别具有不同宽度的多对模具在基本垂直于该绝缘涂层导线的延长方向的方向上排列，以及，在该形成步骤中，通过在具有不同宽度的多对模具的排列方向上相对移动该具有不同宽度的多对模具来选择该对模具。
这样，通过仅仅移动相对于模具对所处方向、也就是说垂直于绝缘涂层导线延长方向定位的多^^莫具对就能够容易地改变模具。因此，可以容易地改变线圈端部导体部的周向宽度。
在附图中
图1为示出了具有阶梯状线圈端部导体部的一个绝缘涂层扁平线的局部透视图，该绝缘涂层扁平线用于本发明的第一实施例；
图2为示出了应用于本发明的旋转电机弯曲线圈端部的形状的局部透视
图3为图1中所示阶梯状线圈端部导体部的周向展开放大图4为图2中所示弯曲线圈端部的局部周向展开图5为示出了根据本发明的第一实施例在线圈弯曲过程中形成线圈端部导体部的步骤的示意性前视图6为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中形成槽容纳式导体部的步骤的示意性前视图7为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中将线圈从模具分开的步骤的示意性前视图8为示出了根据第一实施例在线圈弯曲过程中前移绝缘涂层扁平线的步骤的示意性前视图9A为示出了根据本发明的第二实施例在线圈弯曲过程中形成线圈端部导体部的步骤的示意性前视图9B为示出了根据第二实施例在线圈弯曲过程中形成才曹容纳式导体部的步骤的示意性前视图9C为示出了根据第二实施例的模具对的提升动作和前移动作之间的同步关系的示意性前视图10A为示出了根据本发明第三实施例的在槽容纳式导体部较短情况下模具对的纵向配置的示意性前视图10B为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较短的情况下模具对的下移动作的示意性前视亂
图11A为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较长的情况下模具对的纵向配置的示意性前视图11B为示出了根据第三实施例在槽容纳式导体部较长的情况下模具对的下移动作的示意性前视亂
图12为示出了根据本发明第四实施例通过使用选自三对模具中的一对模具来改变线圈端部导体部的周向宽度的示意性前视图；以及
图13为示出了根据第四实施例的具有自动改变模具对的功能的线圈弯曲设备的侧视图。
具体实施例方式
参考附图，下文描述了用于在构成定子线圈的线圈导体中形成阶梯状线圈
端部导体部的本发明的im实施方式。应当明白，本发明不应解释为受限于下
述实施方式，但是，理所当然的是，本发明的技术概念可以通过结合其它已知技术来实现。
参见图1至4，以下描述了由具有线圈端部导体部的线圈导体所组成的定子线圈的实施例，其中每个线圈端部导体部形成阶梯形状(下文中，该定子线圈还可称为"弯曲(cranked)定子线圈")。图1为示出了形成该弯曲定子线圈的一个线圈导体的绝缘涂层扁平线30 (下文中还称为"扁线(flat wire) 30")的局部透视图。图2为示出了如电机和交流发电机的旋转电机的定子的弯曲线圈端部的局部透视图，其中在该旋转电机中定子面对转子以在它们之间具有磁作用。线圈端部为P介梯状线圈端部导体部42的集合体。
图2示出了定子11、定子铁芯12、定子铁芯12的端面13和定子线圈20。定子ll用于驱动，的发电机。尽管未示出，转子以可旋转的方式径向容纳在定子ll的内部。转子具有装有数个永磁体的外围部分，该数个永磁体在圆周方向上形成极性交替的磁极。转子的外围表面通过一个非常小的气隙面向定子11的内周表面。定子铁芯12 M轴向叠置每片均具有预定厚度的电磁钢片而形成。定子线圈20配置有三相绕组，其中一相的一个波绕组位于槽14中，该相的一个波绕组位于槽15中。换句话说，提供了一种所谓的每极和每相两槽的结构，其中同一相的定子线圈20绕两个彼此相邻的槽14， 15缠绕。
定子线圈20具有三相均为分布式绕组"光选为波绕组)的星形连接的三相绕组。波绕组结构的每一相均ilil弯曲扁线30后将该线容纳在定子铁芯12的开槽结构的槽14或15中而形成。当然，可使用分开式定子铁芯结构来代替该开槽结构。
绝缘涂层扁平线30通过给在垂直于纵向的方向上具有基本矩形的横截面的铜线涂敷如聚翻安-酰亚胺的,层后再在其夕卜表面涂敷如PPS的挤压涂层树脂层而形成。该绝缘涂层的总厚度设为100拜至170,。但是，该扁线30的绝缘涂层结构也可以使用其它己知工艺来构成。
在本实施例中，多个绝缘涂层扁线30沿深度方向对齐排列在每个槽内。然而，不限于此的是，该扁线可以以矩阵形式排列。此外，在本实施例中省去了通常位于各个槽内表面的绝缘纸，这是因为在本实施例中形成了双层的绝缘层。为了对定子线圈20进行更多的解释，形成定子线圈20的扁线30具有容纳在定子铁芯12的槽14、 15中的槽容纳式导体部40，以及每根都在轴向和圆周方向上延伸的线圈端部导体部42， ^f跨定子铁芯12的轴向两端将彼ltl^巨离基本一个周向^那巨的两个槽容纳式导体部40的端部相连。
参见图3，将对扁线30的线圈端部导体部42进行更详细的解释。图3示出了扁线30的示意性周向展开图。
^线圈端部导体部42具有一个周向中心部分、或顶部l，其为位于轴向最外侧并沿周向延伸的周向导线部分。线圈端部导体部42从顶部(周向导线部)1向侧端的槽容纳式导体部40以阶梯状方式弯曲。顶部(周向导线部)1具有在径向方向上(在厚度方向上)具有一阶梯(同样称作"厚度方向的阶梯")3A
9的中心部分，其基本等于扁线30的厚度。厚度方向的阶梯3Ailil将线圈端部 导体部42周向的一半从其另一半径向偏移一相当于一根导线的厚度的量而实 现，从而使得该线圈端部导体部42可以放在另一线圈端部导体部上。
图3示出了在周向方向上延伸的周向导线部24，以及在轴向方向上延伸的 轴向导线部6-8。图3 g出了位于相邻周向导线部和轴向导线部之间以形成边 缘部分的转角部分Cl-C6，以及位于周向导线部4和槽容纳式导体部40之间以 形成边缘部分的转角部分7C。 ^线圈端部导体部42具有从轴向最外侧的顶 部1开始朝向两侧的槽容纳式导体部40的阶梯开i。在图3中，所示转角部分 Cl-C7为直角形。但是，实际上，该转角部分可以以预定曲率半径在刚好育, 将线圈端部导体部42高密度地安装到另一线圈端部导体部42上的范围内形成 曲形或弯曲。这样，如图4中所示，组合的线圈端部导体部42可以形成定子线 圈的弯曲线圈端部。
如上所述，在本实施例中，长线圈导体、即扁线30被用来以预定纵向节距 形成线圈端部导体部42从而形成是周向展开型波绕组线圈的相位线圈。于是， 具有单独相的该相位线圈的线圈端部导体部42被高度密集地组装在一起以制造 带状周向展开型定子线圈。然后，该定子线圈被顺序插入定子铁芯的各个槽中 以完成该定子。
在本实施例的定子线圈中，轴向凸出长度最大限度地被减少，这从而引起 制造中形成该弯曲线圈端部的困难。在这点上，将各扁线30、即各线圈导体弯 成线圈端部导体部42的步骤和组装线圈端部导体部42的步骤在各线圈导体《f 绕定子铁芯缠绕之前周向展开的状态下进行。该步骤顺序可利于方便定子线圈 的制造。
具体地，本实施例的定子线圈经由三个顺序的步骤制成，该步骤包含弯 曲扁线30、即线圈导体以交替形成线圈端部导体部和槽容纳式导体部的步骤； 组装弯曲后的绝缘涂层扁平线30、即线圈端部以构成周向展开型定子线圈的步 骤；以及将定子线圈插入定子线圈的槽中的步骤。本实施例旨在改进弯曲线圈 导体以形成线圈端部的步骤。
参见图5至8，下文详细描述了弯曲线圈导体的步骤、也就是弯曲扁线30、 即线圈导体以交替形成线圈端部导体部和槽容纳式导体部的步骤的第一实施 例。参见图5，对将要使用的模具设备进行了说明。
图5示出了第一对模具101 (下文中称为"模具对101")、第二对模具102 (下文中称为"模具对102")和第三对模具103 (下文中称为"模具对103")。 模具对101包括上模具101U和下模具101D，其竖1^爐并夹住扁线30。模具 对102包括上模具102U和下模具102D，其竖直放置并夹住扁线30。模具对103 包括上模具103U和下模具103D，其竖;U文置并夹住扁线30。尽管本实施例的 上下模具竖直放置并夹住扁线30，但这些模具也可以水平放置并夹住扁线30。
模具对101和102在前后方向(线圈导体的长度方向)上彼此相距基本等 于槽容纳式导体部40的长度的初始长度L。同样地，模具对102和103在前后 方向(线圈导体的长度方向)上彼此相距基本等于槽容纳式导体部40的初始长 度L的长度。
模具对101的上下模具101U和101D可在夹住或离开扁线30的方向(本 实施例中的竖直方向)上移动，并且还可在扁线30的纵向方向上移动。對以地， 模具对103的上下模具103U和103D可在夹住或离开扁线30的方向(本实施 例中的竖直方向)上移动，并且还可在扁线30的纵向方向上移动。换句话说， 模具对101和103用作能夹住并移动扁线30的夹紧动作型模具。
模具对102的上下模具102U和102D被配置为竖向按压扁线30的预定线 圈端部部分以将该预定线圈端部部分模制成一预定形状从而形成线圈端部导体 部42。同时，上下模具102U和102D被配置为将模制后的线圈端部导体部42 下移一预定长度(对应于槽容纳式导体部40的长度的长度)。换句话说，模具 对102用作能将扁线30模制成线圈端部导体部42并能同时允许线圈端部导体 部42移动的模制动作型模具。用于移动这些模具的操动机构的结构和控制是公 知的，因此省去了解释。
为了简化本实施例中模具操动结构的结构，模具对101的上模具101U确 保为在竖直方向和前后方向(线圈导体的纵向)上被操动，模具对101的下模 具101D确保为仅在前后方向上被操动。
下文中描述了使用模具对101-103来弯曲线圈导体的步骤的实例。但是， 下面所描述的模具的操作仅是示例性的且并不排除本领域技术人员能够容易想 到的各种修改。
首先，参见图5，解释了夹住-模制的步骤。应当理解下模具IOID、 102D和103D的上表面被设置为位于同一水平面上。
首先，按下上模具101U、 102U和103U。在这点上，上模具102U的下表 面、和下模具102D的上表面各自具有与图1中所示阶梯状线圈端部导体部42 的形状相匹配的形状。此外，面向扁线30的上模具101U、 102U和103U以及 下模具IOID、 101D和103D的侧表面S形成为用于槽容纳式导体部40的平坦 緣
这样，模具对102可以在扁线30上形成阶梯状线圈端部导体部42。线圈 端部导体部42可4尤选为具有，阶梯，。然而，当然线圈端部导体部42的 幵别犬并不限于阶梯开別犬，而是可以MM改变上模具102U的下表面的开別犬和改变 下模具102D的上表面的糊犬而变化。由于构/^莫具对101的上下模具101U和 101D以及103U和103D仅仅对扁线30进行夹紧，因此不需将上下模具101U 和101D以及103U和103D做成线圈端部导体部42的开别犬。
如图6中所示，当模具对101前移和模具对103后移时，模具对102被按 下。结果，槽容纳式导体部40形成为基本垂直于线圈端部导体部42。
如图7中所示，上模具101U和103U略微提升，且上模具102U大幅提升。 另外，下模具103D大幅按下。结果，该弯曲后的扁线30可以容易地前移。
然后，如图8中所示，该弯曲后的扁线30前移。随后，下模具102D和103D 丄:.提到图5中所示的初始位置以重复形成线圈端部导体部42。由此交替形成槽 容纳式导体部40和线圈端部导体部42。
在上述实施例中，模具对101-103竖向放置并夹住扁线30。可对ltbit行替 代的是，模具对101-103可水平放置并夹住扁线30。在该情况下，优选为扁线 30育^多在基座的平导引表面上滑动前移。
(第二实施例)
现在参见图9A至9C，下文对弯曲线圈导体步骤的第二实施例进行描述。 在当前及后续实施例中，为了省去解释，对与上述第一实施例中相同或相似的 元件〗顿了相同的附图标记。
在第二实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲以使得线圈端部导体 部和槽容纳式导体部相交替。
参见图5，对所要使用的模制设备进行了解释。该模制设备的结构与第一 实施例中相同，但是其操作不同于第一实施例。因此，下面的描述集中在模具
12的操作上。
图9A中所示线圈端部导体部42的模制以与图5中所示第一实施例中相同 的方式而完成。特别地，下模具101D、 102D和103D的上表面被设置为位于相 同水平面上。上模具101U、 102U和103U被按下。这样，线圈端部导体部42 由模具对102和103形成。
随后，如图9B中所示，模具对102在前移的同时被按下。结果，扁线30 被弯曲成其位于在模具对103中的线圈端部导体部42和在模具对102中的线圈 端部导体部42之间的部分变得垂直于线圈端部导体部42以作为槽容纳式导体 部40。在模具对102向下和向前移动的同时，模具对IOI向前移动。结果，扁 线30弯曲成其位于模具对101中的线圈端部导体部42和模具对102中的线圈 端部导体部42之间的部分变得垂直于线圈端部导体部42以作为槽容纳式导体 部40。
在弯曲模制槽容纳式部分40中重要的一点是在模具对102的前移和下移以 及模具对101的前移过程中应当确保纵向力和垂直弯曲力不作用在预定的槽容 纳式导体部40A上，其将在垂直弯曲之后最终用作槽容纳式导体部40。
为了达到该目的，该预定的槽容纳式导体部40A的长度应当保持为恒定的 长度。特别是，如图9C中所示，可以同步控制模具对102的向前和向下移动以 及模具对101的向前移动，以使得模具对103的后端103X和模具对102的前端 102Y之间的距离可确保等于模具对102的后端102X和模具对101的前端101Y 之间的距离。这同样应用于在第一实施例中的模具对102的向下运动、模具对 101的向前运动和模具对103的向后运动。
然后，如图7中所示，上模具101U和103U略微繊，且上模具102U大 幅繊。此外，下模具103D大幅按下。结果，弯曲的扁线30可以容易地向前 移动。
然后，如图8中所示，弯曲的扁线30向前移动。向前移动的长度可以对应 于电角度2兀。随后，下模具102D和103D上提到图5中所示的位置以如上文所 述那样重复形成线圈端部导体部42 。
模具对101-103可以水平方夂置以夹住扁线30。在该情况下，优选为该扁线 30能够在基座的平导引表面上滑动前移。
(第三实施例)现在参见图IOA至IIB，下文中描述了弯曲线圈导体的步骤的第三实施例。
在第三实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲成使得线圈端部导体
部和槽容纳式导体部相交替。
在第二实施例中参考图9A至9C所解释的线圈导体弯曲步骤中，该实施例 肖^多根据电机类型对图9A中所示的模具对101 、 102和103之间的间隔L进行 调节和对图9B中所示的模具对102的下降长度D进行调节。间隔L基本上等 于下降长度D，但是适当情况下，间隔L被设定为比长度D大对应于扁线30
厚度的量。
为了更详细地进行解释，在制作用于定子铁芯轴向长度较小的电机的定子 线圈时，间隔L和下降长度D对应定子铁芯的轴向长度而M^，如图10A和 10B中所示。相反，在制作用于定子铁芯轴向长度较大的电机的定子线圈时， 如图IIA和11B中所示，间隔L和下降长度D对应定子铁芯的轴向长度而增大。
ffiil这种方式，可以使用单个线圈导体弯曲设备制造用于具有不同轴向长 度定子铁芯的多个电机的定子线圈。很明显，在第一实施例中，也可以通过相 似的方式使用单个线圈导体弯曲设备来制造用于具有不同轴向长度的定子铁芯 的多个电机的定子线圈。
(第四实施例)
5见在参见图12，下文描述了弯曲线圈导体步骤的第四实施例。
在第四实施例的步骤中，扁线30、即线圈导体被弯曲成使得线圈端部导体 部和槽容纳式导体部相交替。本实施例具有的--i^寺征为提供了三种类型的模具装置，其中每种模具装 置包括三对模具101-103，且上述三种类型的模具装置可以自动变换。
图12示出了第一模具装置201 、第二模具装置202和第三模具装置203 。 ^模具装置都具有下模具IOID、 102D和103D以及上模具IOIU、 102U和 103U。模具装置201-203在扁线30的纵向方向(即水平前后方向)上具有不同 的宽度。
ilil这种方式，仅Mii同时改变每个都具有三对模具的模具装置201-203 ， 就能够改变对应于定子线圈的电角度^的长度。由此，通过使用了单个设备的
弯曲模具和M:改变模具装置就可以得到不同直径的定子线圈。
参见图13，下文描述了线圈弯曲设备的一个实例，其中所使用的模具装置可以改变。
在图13所示的线圈弯曲设备中，上述构成各模具对的上模具和下模具水平
放置并以预定水平间距夹有扁线30。然而，线圈弯曲的操作与第一和第二实施
例中的每 -个均相同，因此省去了解释。
具体地，位于左侧的总共七个模具301-307以预定间距竖向放置，位于右 侧的总共七个模具311-317以预定间距竖向放置。构成第一模具对的模具301、 311位于同一水平面。构，二模具对的模具301、 312位于同一水平面。构成 第三模具对的模具303、 313位于同一水平面。构成第四模具对的模具304、 314 位于同一水平面。构成第五模具对的模具305、 315位于同一水平面。构成第六 模具对的模具306、 316位于同一水平面。构，七模具对的模具307、 317位 于同-一水平面。
左侧模具301-307由模具支架308支撑以使得其可以在水平方向上滑动。 右侧模具311-317由模具支架318支撑以使得其可以在水平方向上滑动。模具支 架308、 318固定在未示出的可竖直移动的框架上。应当理解图13为从后侧看 时的线圈弯曲设备的侧视图，其中扁线30延伸至后侧。左侧模具301-307在沿 扁线30的纵向方向上具有不同的宽度。右侧模具311-317在沿扁线30的纵向方 向上也具有不同的宽度。换句话说，七个模具对中的每一对均与图9A中示出的 第一模具对101相对应。因此，如同图12中改变模具对的情况那样，选择七个 模具对中的一对就可以改变线圈端部导体部42的周向宽度。
MM举升模具支架308、 818和将所要选择的模具对带至与扁线30相同的 水平面上*^择一模具对。模具支架308、 318通过使用油压缸而举起，未示出。 当然，可以将模具支架308、 318固定而将扁线30向上提升。
油压缸321力文置在模具支架308的左侧、即后表面一侧，缸321的杆322 的一端固定至模具支架308的后表面。类似地，油压缸323位于模具支架318 的右侧、即后表面一侧，且缸323的杆324的一端固定至模具支架318的后表 面。油压缸321、 323分别通过整体的方式同模具支架308、 318—起升起。通 过这种方式，ffl)l控制缸321、 323，位于扁线30两侧的模具对iffiil各自的模具 支架308、 318可以水平移动上述弯曲步骤所需的长度。
上述描述是关于包含共七个模具对的第一模具装置的控制，其中每个模具 对与图9A中所示的第一模具对101相对应。总共包含七个模具对的第二模具装
15置位于从图13所视的后侧、即位于扁线30的前侧，其中每个模具对与图9A中 所示的第二模具对102相对应。第二模具装置的控制對以并同步于第一模具装 置。此外，总共包含七个模具对的第三模具装置位于从图13所视的更后侧、即 位于扁线30的更前侧，其中每个模具对与图9A中所示的第三模具对103相对 应。第三模具装置的控制类似并同步于第一模具装置而执行。
M这种方式，线圈端部导体部42的周向宽度可以调节为七个不同值。例 如，当七个槽容纳式导体部40径向容纳在一个槽内时，延续自七个不同的槽容 纳式导体部40的线圈端部导体部42可具有不同的周向宽度。由此，JOT这种 线圈弯曲设备就可以制造其中在一个槽内可径向安装有七个槽容纳式导体部40 的定子线圈。
上述第一和第二实施例i顿了三个模具对101-103。但是，可选择的是，更 多数量的模具对可以以對以的方式位于扁线30的周向方向上。
上述实施例使用了具有垂直于纵向方向上的基本矩形截面的扁线30作为 线圈导体。但是，横截面的形状是可选的。
本发明可以在不背离其精神的情况下实施为其它各种形式。因此目前所描 述的实施例和修改方式仅仅为示例性的而不是限制性的，因为本发明的范围由 附加的权利要求而不是此前的说明书来限定。从而所有落在权利要求的边界和 限度之内的改变或该边界或限度的等效方式均由权利要求所包含。
1权利要求
1、一种通过弯曲具有纵向方向的绝缘涂层导线(30)以给该绝缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内的槽容纳式导体部(40)和在该槽外部将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部导体部(42)来制造在定子内和围绕定子缠绕的定子线圈的方法，该定子具有周向方向和轴向方向，该线圈端部导体部沿该周向方向展开，该槽沿该轴向方向形成，该方法包括在纵向方向上以预定间隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导体部的该部分形成该线圈端部导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，所述部分位于该成对模具之间；和i)通过沿允许该三对或更多对模具中的每对模具彼此靠近的方向移动该三对或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和ii)通过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
2、 如权利要求1所述的方法，其中该三对或更多对模具由，模具(101-103)组成，该三对模具(101-103) 包括位于两对模具(101， 103)之间的中间模具对(102)，禾口该形成步ilffl过使该三对模具中的指定两对模具(101， 102)移向剩余一 对模具(103)和使该中间模具对(102)沿垂直于该纵向方向的方向移动来形 成该槽容纳式导体部(40)。
3、 如权利要求2所述的方法，其中该中间模具对(102)具有模制该线圈 端部导体部(42)的表面，且该三对模具(101-103)具有模制该槽容纳式导体 部的平坦侧表面。
4、 如权利要求1所述的方法，其中在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵 向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具，其中该情况为当形成 该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一与该 槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
5、 如权禾腰求1所述的方法，其中该形成步骤分别在垂直于该纵向方向的 方向和该纵向方向上将该，或更多对模具移动可调的距离。
6、 如权利要求l所述的方法，其中该三对或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有待被按压到该绝缘涂层导线的该部分上的不 同按压表面以形成彼此具有不同开别犬的线圈端部导体部。
7、 如权利要求l所述的方法，其中该形成步骤使用包括选自多对模具的一 对模具的三对或更多对模具，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该 多对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方 向上具有变化的宽度。
8、 如权禾腰求7所述的方法，其中从中选取了该对模具的、分别具有不同宽度的多对模具在基本垂直于该绝 缘涂层导线的延长方向的方向上排列，以及，在该形成步骤中，通过在具有不 同宽度的多对模具的排列方向上相对移动该具有不同宽度的多对模具 择该 对模具。
9、 如权利要求2所述的方法，其中在下面情况下该形成步骤在垂直于该纵 向方向的方向和该纵向方向上平行移动该三对或更多对模具，其中该情况为当 形成该线圈端部导体部时，在该三对或更多对模具中的相邻模具对之间隔开一 与该槽容纳式导体部在轴向方向上的长度相对应的距离，该距离对应于该间隔。
10、 如权利要求9所述的方法，其中该形成步骤分别在垂直于该纵向方向 的方向和该纵向方向上将该三对或更多对模具移动可调的距离。
11、 如权利要求10所述的方法，其中该，或更多对模具包括选自多对模具的一对模具，该多对模具分别具有待被按压到该绝缘、凃层导线的该部分上的 不同按压表面以形成彼此具有不同形状的线圈端部导体部。
12、 如权禾腰求10所述的方法，其中该形成步骤j顿包括选自多对模具的 一对模具的三对或更多对，该多对模具沿该绝缘涂层导线的该部分排列时该多 对模具在纵向方向上分别具有不同的宽度，由此该线圈端部导体部在周向方向 上具有变化的宽度。
13、 一种电机，包括 具有定子铁芯的定子；和在其中或围绕其缠绕有定子线圈的定子铁芯，该定子线圈通过弯曲具有纵 向方向的绝缘涂层导线(30)以给该绝缘涂层导线交替地提供容纳在定子槽内 的槽容纳式导体部(40)和在该槽外部将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部 导体部(42)来制造，该定子具有周向方向和轴向方向，该线圈端部导体部沿该周向方向展开，该槽沿该轴向方向形成，该方法包括在纵向方向上以预定间 隔沿该绝缘涂层导线的一部分设置三对或更多对模具(101-103)，该线圈端部导 体部的该部分形成该线圈端部导体部，每对模具具有彼此面对的成对模具，该部分位于该成对模具之间；以及i) m沿允许该三对或更多对模具中的每对模 具彼此靠近的方向移动该三对或更多对模具来形成该线圈端部导体部；和iO通 过在垂直于该绝缘涂层导线的纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该三对 或更多对模具来形成该槽容纳式导体部。
全文摘要
本发明涉及用于制造周向展开型定子线圈的方法和使用该定子线圈的电机。制造了一种在定子中或绕定子缠绕的定子线圈。弯曲一绝缘涂层导线(30)以交替供给容纳在定子槽中的该导线的槽容纳式导体部(40)和在槽外将槽容纳式导体部相互连接的线圈端部导体部(42)。该线圈端部导体部在定子外部沿其周向方向展开配置。在定子线圈的制造中，三对或更多对模具(101-103)在该线的纵向方向以预定间隔沿该线的一部分设置。该线圈端部导体部通过沿允许每个模具中的成对模具彼此接近的方向移动该模具而形成，以及该槽容纳式导体部通过在垂直于纵向方向的方向和其纵向方向上平行移动该模具而形成。
文档编号H02K15/04GK101510709SQ20091013073
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月13日 优先权日2008年2月13日
发明者嶋冈秀二, 秋本明人, 高田雅广 申请人:株式会社电装
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