[發明專利]定子線圈及其制造方法

有效

• 申請號: 201010141809.8
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101888126A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 阿納爾多·維亞納·德·薩;梶田效
• 申請（專利權）人: 日特機械工程株式會社;株式會社林工業所
• 主分類號: H02K3/04
• 分類號: H02K3/04;H02K15/085;H02K1/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王軼;李偉

技術領域

本發明涉及旋轉電機所使用的定子線圈。更詳細而言，本發明涉及將插入定子芯的槽中的線圈邊部和從該槽突出的線圈末端部交替形成的波繞組定子線圈及其制造方法。

背景技術

以往，旋轉電機的定子，具有圓筒狀的定子芯和定子線圈，其中定子芯，具有排列成放射狀、向內徑方向突出的多個齒(磁極)和在其間開口的多個槽；定子線圈，通過將線圈邊部收納在該槽中而組裝在該芯上。關于該定子線圈的組裝，已知有所謂的嵌放方法，即預先將定子線圈與定子芯分別制造，然后將該線圈收容在芯的各槽中。而且，關于該嵌放方法所使用的線圈的繞線方式，已知有使線材在各齒的上下交替穿過進行卷繞的波繞組方式(例如，參照專利文獻1)。

在該引用文獻1的波繞組方式中，使用將與齒相同數量的內側夾具和外側夾具設置成能夠分別進行放射狀移動的波繞組線圈制造裝置。在該制造裝置中，首先將內側夾具配置成環狀，在其外側將外側夾具配置成環狀。然后將線材按規定的匝數卷繞在配置成環狀的多個內側夾具上形成圓形的線圈。之后，如圖12所示，通過分別使內側夾具2和外側夾具3呈放射狀地移動，并使外側夾具3在多個內側夾具2畫出的圓的內側移動，由此將在多個內側夾具2的周圍卷繞成圓形的線圈成形為星形。如此形成的星形波繞組線圈4，之后利用未圖示的嵌放裝置被壓入芯的齒之間的槽中，從而形成定子。

另一方面，為了將轉子插入到該定子中，需要防止未被收容到槽中而從定子芯軸向的端面突出的線圈的線圈末端部進入到定子芯內周面的內側。另外，如果該旋轉電機為3相式，則在單個定子芯中組裝有3個相的定子線圈。因此，在3相式旋轉電機中，會出現從各相線圈的槽中突出的3個相的線圈末端部互相重疊的結果。考慮到這種情況，一直以來是進行將從最初組裝的定子線圈的槽中突出的線圈末端部排出到定子芯的外徑側的擠壓成形，然后再將另外的定子線圈插入到槽中。并且，在單個定子芯上組裝3個相的定子線圈后，再進行使各相線圈的線圈末端部整體排出到外徑側的加工成型，從而防止3相的所有線圈的線圈末端部進入到定子芯內周面的內側。

在此，圖12所示的星形波繞組線圈4可分類成：插入到定子芯槽中的直的線圈邊部4c、將該線圈邊部4c的端部彼此連結、從定子芯軸向的端面突出的圓弧狀線圈末端部4a、4b。從而在該星形的波繞組線圈4中，線圈邊部4c的長度全部相同，線圈末端部4a、4b也全部為相同的形狀。因此，為了避免線圈末端部4a、4b在芯的徑向上重疊，一直以來在其擠壓成形中，如圖11的點劃線所示，是使各線圈末端部4a、4b從芯6的端面突出的量順次不同。于是線圈末端部4a、4b不會在芯的徑向上重疊，如圖11的實線所示，在擠壓成形中該線圈末端部4a、4b在芯6的軸向上互相重疊，因此可使該線圈末端部4a、4b雙方都排出到定子芯6的外徑側。

專利文獻1：日本特表2001-513320號公報

但是，由于在芯6的徑向上相鄰的線圈邊部4c的長度分別相等，因此當對從芯6的一邊端面6b(圖11的下面)突出的線圈末端部4b從芯6的外徑側向內徑側減少其突出量時，從芯6的另一邊端面6a(圖11的上面)突出的線圈末端部4a就會從芯6的外徑側向內徑側增加其突出量。因此，即使已經將從一邊端面6b(圖11的下面)突出的線圈末端部4b排出到外徑側，從芯6的另一邊端面6a(圖11的上面)突出的線圈末端部4a其整體從一開始就偏向定子芯6的內徑側，在擠壓成形中，內徑側的線圈末端部也不會進入到外徑側的線圈末端部的芯側。因此，存在于內側的線圈末端部4a必須畫出較大的圓弧才能與外徑側的線圈末端部4a在芯6的軸向上重疊，因而難以使該線圈末端部4a整體充分地排出到定子芯6的外徑側。而且，還存在下述的問題：當該畫出較大圓弧的部分殘留在芯內徑側端面時，會與后面組裝的其他定子線圈的線圈末端部相干涉。

為了避免與該畫出較大圓弧的線圈末端部4a相干涉，需要使另外的定子線圈的線圈末端部從芯6的端部6a突出得較多，并使其超過該畫出較大圓弧的線圈末端部4a，而當這樣使線圈末端部4a從芯的端部6a突出得較多時，則存在使另外的線圈4變大從而用于制造該線圈4的線材得全長增加的問題。然后，當線圈4這樣變大時，存在使線圈4中所謂的銅損增加，使用該線圈4的旋轉電機的效率下降，并且該旋轉電機的外形也大型化的問題。