專利名稱：線圈成型線材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的許多槽連續(xù)地纏繞的線圈成形線材和一種制造該線圈成形線材的方法。
如附圖1中所示，在電動機中，一個定子通常包括一個鐵心102和圍繞鐵心102纏繞的漆絕緣的線圈成形線材101(稱作“線材101”)。參照圖2，鐵心102用許多個層狀的圓環(huán)形金屬板102a制成。其次，鐵心102在其內(nèi)表面上有許多軸向形成的槽103。線材101圍繞鐵心102通過任選的槽纏繞，由此形成一個線圈。
當(dāng)電流加到線材101上時，通過線圈產(chǎn)生磁通量，于是電動機就起動了。在線圈中，線材101的通過槽103的區(qū)段稱作“線圈側(cè)部101a”，而線材的連接線圈側(cè)部101a的區(qū)段稱作“線圈端部101b”。
在使用這樣一種定子的電動機中，要求將線材有效地安排在槽中，使得電動機能夠產(chǎn)生高的輸出功率并做成體積緊湊。為了滿足這樣一種要求，曾有人建議使線材具有矩形截面來替代傳統(tǒng)的圓形截面，使得相鄰各圈的線材可以在其扁平區(qū)段上彼此緊密接觸。這可以減小存在于線材的相鄰各圈之間的空間，并使線材能夠有效地排列在槽中。但是，這樣一種矩形線材易于變得比較堅硬，這意味著線圈端部會具有大的曲率，并從定子鐵心很寬地伸出。這樣，線圈本身會變得更大，并使電動機整體變大。其次，圍繞鐵心纏繞線材需要更大的力，這會延長制造線圈所花費的時間。
在另一種電動機中，曾有人提議壓扁通過槽的線圈側(cè)部處的線材。線材的扁平區(qū)段可以有效而緊密地排列在槽中。但是，在邊界處在線材的扁平區(qū)段和非扁平區(qū)段之間存在高度差別。為了將扁平區(qū)段緊密地排列在槽中，必須使這樣一個邊界遠(yuǎn)離槽的端部。這意味著線圈端部從定子鐵心伸出很多，即使線圈也使電動機體積變大。
本發(fā)明的一個目的是提供一種線圈成形線材，該線材能克服上述常規(guī)的線圈成形線材存在的問題，并能有效地排列在電動機鐵心的槽中，使線圈端部盡可能地伸出槽口，從而使電動機體積緊湊。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種線圈成形線材，它用于圍繞電動機鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞。該線圈成形線材包括許多根線，這些線具有很多從槽中伸出并起線圈端部作用的松散結(jié)合的區(qū)段(部分)，和很多一起粘合成預(yù)定截面形狀并待排列在槽中起線圈側(cè)部作用的剛性區(qū)段(部分)。
在這種配置中，剛性區(qū)段有一定程度的剛性并能密實而有效地排列在槽中。作為從槽中伸出的線圈端部的細(xì)線是柔性的和松散結(jié)合的，因此它們可以容易地根據(jù)鐵心的形狀彎曲而不會很多地伸出鐵心。這在使電動機體積緊湊方面是有效的。
剛性區(qū)段具有矩形截面，它能使線材密實地排列在槽中而使其寬面互相面對。這在提高電動機輸出功率和縮小電動機體積方面是有效的。
剛性區(qū)段用許多根疊置的棱柱形細(xì)線組成，它可以密實地排列在槽中，使電動能夠產(chǎn)生高的輸出功率。
剛性區(qū)段可以用許多根疊置的扁平線組成，它可以排列在槽中，從而提高電動機輸出功率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種包括具有預(yù)定截面的單線的線圈成形線材，它包括排列在槽中并起線圈側(cè)部作用的剛性區(qū)段，和許多個由很多細(xì)線組成的連接剛性區(qū)段并起從槽中伸出的線圈端部作用的連接端部。
在這種配置中，剛性區(qū)段用單線制成，它可以有效地排列在槽中。其次，剛性區(qū)段通過用許多細(xì)線制成的連接區(qū)段結(jié)合，這些細(xì)線是柔性的，足以根據(jù)鐵心的形狀彎曲。因此，這些連接區(qū)段不會從鐵心伸出很多，這在使電動機體積緊湊方面是有效的。
這些剛性區(qū)段具有矩形截面，并能有效地排列在槽中，使其寬表面互相面對，使電動機能夠產(chǎn)生高的輸出功率并做成體積緊湊。
連接區(qū)段通過將單線部分地分成許多細(xì)線而形成。單線處理成具有剛性區(qū)段和連接區(qū)段。剛性區(qū)段可以有效地排列在槽中，而柔性的連接區(qū)段不會從鐵心中伸出很多，這不僅減小線圈的體積，而且減小電動機的體積。
連接區(qū)段結(jié)合到單線上。剛性區(qū)段和連接區(qū)段可以容易地形成。其次，用單線制成的剛性區(qū)段可以有效地排列在槽中，而柔性的連接區(qū)段不會從鐵心中伸出很多，這不僅減小線圈的體積而且減小電動機的體積。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種制造用于圍繞電動機的鐵心、通過鐵心的槽連續(xù)地纏繞的線圈成形線材的方法。該方法包括的步驟有在細(xì)線的表面上加粘合劑，松散地結(jié)合這些細(xì)線，在細(xì)線的預(yù)定位置處將松散結(jié)合的細(xì)線一起固結(jié)成預(yù)定的截面形狀并形成待排列在鐵心槽中的剛性區(qū)段。
該方法在制造包括可以有效地排列在槽中的剛性區(qū)段的線圈成形線材方面是有效的。這些剛性區(qū)段可以有一定程度的剛性。柔性的連接區(qū)段可以容易地圍繞鐵心纏繞。因此，該方法在制造可以圍繞鐵心沒有困難地纏繞的線圈成形線材方面是有效的。
在本發(fā)明的第四方面中，本發(fā)明提供一種制造線圈成形線材的方法，它包括的步驟有在至少一根單線中形成剛性區(qū)段，這些剛性區(qū)段排列在槽中并起線圈側(cè)部的作用，并將許多根細(xì)線結(jié)合到這些堅硬區(qū)段上。
該方法在制造包括可以有效地排列在槽中的剛性區(qū)段的線圈成形線材方面也是有效的。這些剛性區(qū)段可以有一定程度的剛性。柔性的連接區(qū)段可以容易地圍繞鐵心纏繞。因此，該方法在制造可以圍繞鐵心沒有困難地纏繞的線圈成形線材方面是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的最后一個方面，本發(fā)明提供一種制造線圈成形線材的方法，它包括的步驟有在一根單線中形成剛性區(qū)段，這些剛性區(qū)段排列在槽中并起線圈側(cè)部的作用，輾壓和壓扁單線的在剛性區(qū)段之間的區(qū)段，將壓扁的區(qū)段切割成許多根細(xì)線，并形成作為從槽中伸出的線圈端部的連接區(qū)段。
該方法在制造具有可以有效地排列在槽中的剛性區(qū)段和柔性連接區(qū)段的線圈成形線材方面也是有效的。該線材可以容易地圍繞電動機的鐵心纏繞。
現(xiàn)在將通過舉例參照


本發(fā)明的實施例，附圖中圖1是一種圍繞電動機的定子鐵心纏繞的常規(guī)的線圈成形線材的示意圖2是該定子鐵心的頂視圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一種線圈成形線材的外觀；圖4A是一種線圈成形線材的例子的沿圖3中A-A線截取的截面圖，該線材包括許多根具有矩形截面的棱柱形細(xì)線；圖4B是另一種線圈成形線材的例子的沿圖3中A-A線截取的截面圖，該線材包括許多根扁平的細(xì)線；圖5A是表示一種制造第一實施例中線圈成形線材的方法的示意圖，具體表示線圈成形線材是如何區(qū)劃出待排列在電動機鐵心的槽中的剛性區(qū)段和這些剛性區(qū)段用的從槽中伸出的柔性的連接區(qū)段的；圖5B示意地表示細(xì)線是如何在其剛性區(qū)段處粘合在一起的；圖5C表示線圈成形線材在其完成狀態(tài)下的外視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一種線圈成形線材的外視圖；圖7示意地表示一種制造第二實施例的線圈成形線材的方法；圖8A示意表示一種通過第二實施例的另一方法處理之前的線圈成形線材；圖8B表示線圈成形線材受到輾壓和壓扁，從而得到一個柔性的連接區(qū)段；圖8C表示線圈成形線材的扁平區(qū)段被切割成為細(xì)線。
下面參照

根據(jù)第一實施例的一種線圈成形線材10(稱作“線材10”)。參照圖3，該線材10包括許多根漆絕緣的軟細(xì)線11(稱作“細(xì)線11”)。線材10不僅有許多個其中將細(xì)線11粘結(jié)成矩形的剛性區(qū)段12，而且有許多個其中細(xì)線11成松散狀態(tài)的柔性區(qū)段13。換句話說，線材10具有交替排列的剛性區(qū)段12和柔性區(qū)段13。當(dāng)圍繞定子鐵心重復(fù)纏繞時，線材10的剛性區(qū)段12安放到槽103中(示于圖1和2)。剛性區(qū)段12起線圈側(cè)部的作用。
這種構(gòu)型使線材10的剛性區(qū)段12緊密而有效地排列在槽103中，使其扁平表面互相接觸而表面之間的空間很小。其次，柔性連接區(qū)段13由于其柔性而可以具有小的曲率，并盡可能緩和地從槽103伸出。這意味著線圈可以做得很緊湊，而電動機可以整體地縮小體積。
參照圖4A，具有矩形截面的細(xì)線11有序地排列到從而形成剛性區(qū)段12。圖4B表示，扁平的細(xì)線11-1疊起來從而形成剛性區(qū)段12。
現(xiàn)在參照圖5A、5B和5C說明一種制造線材10的方法。首先，提供許多根(例如15根)漆絕緣的細(xì)線11。在這種情況下，細(xì)線11預(yù)先涂上粘合劑。如圖5A中所示，細(xì)線11松散地粘合，并區(qū)劃成分別起剛性區(qū)段12和柔性連接區(qū)段13作用的區(qū)段11a和11b。在每個區(qū)段11a(即剛性區(qū)段12)，細(xì)線11在一個凹槽形狀的模壓座100a中有序地排成五列三行，然后受到一個可以與模壓座100a配合的模壓塊100b的向下緊壓。區(qū)段11a受壓時被加熱。當(dāng)粘合劑熔化而后凝固時，區(qū)段11a轉(zhuǎn)變成具有圖5C中所示的矩形截面的剛性區(qū)段12。對細(xì)線11的所有截面11a重復(fù)上述過程，從而獲得所要長度的線圈成形線材10。或者是，細(xì)線11可以用樹脂粘合在一起或焊接結(jié)合，而不采用粘合劑粘合。
也可以使用圓柱形細(xì)線制成的線材11來代替上述用棱柱形細(xì)線制成的線材11。在這種情況下，當(dāng)制造剛性區(qū)段時最好加熱圓柱形細(xì)線并通過加高壓使其壓扁從而將其牢固地填實。
在圖6所示的第二實施例中，線材20包括許多個剛性區(qū)段21和許多個柔性的連接區(qū)段22，即剛性區(qū)段21和柔性連接區(qū)段22是交替地排列的。每個剛性區(qū)段21是一個具有棱形截面的漆絕緣單線，而每個柔性區(qū)希22由許多個棱柱形或圓柱形細(xì)線11制成。該剛性區(qū)段21和柔性連接區(qū)段22為圖7中所示的分離構(gòu)件，通過焊接或通過卷邊結(jié)合在一起。
與第一實施例類似，線材20圍繞定子鐵心纏繞，使剛性部分21通過槽。剛性區(qū)段21填實在槽中的而其間的空間很小。
但是，當(dāng)柔性連接區(qū)段22由一束如剛性區(qū)段21同樣厚度的圓柱形細(xì)線制成時，柔性連接區(qū)段22的截面積小于剛性區(qū)段21的截面積，因為細(xì)線之間存在空間。因此需要增大柔性連接區(qū)段22的截面積，直到它等于剛性區(qū)段21的截面積。但是，這使得柔性連接區(qū)段22的體積比剛性區(qū)段21的體積更大。如果柔性連接區(qū)段22相對于剛性區(qū)段21沿縱向疊加，就不可能將剛性區(qū)段21緊密地疊置在槽中。因此，柔性連接區(qū)段22的圓柱形細(xì)線排列成扁平的一束，產(chǎn)生一個大體上橢圓形的截面。當(dāng)線材20圍繞鐵心纏繞時，剛性區(qū)段21緊密地疊置在槽中，而柔性連接區(qū)段22不高于剛性區(qū)段21，使得可以避免線圈端部從定子鐵心伸出的問題。
當(dāng)線材20圍繞定子鐵心纏繞時，柔性連接區(qū)段22構(gòu)成線圈端部。柔性線圈端部可以產(chǎn)生小的曲率，不會伸出很多，這縮小了線圈和電動機的體積。
圖6的線材20可用圖8A至8C中所示的另一種方法制造。在這種情況下，使用漆絕緣的單線30，它具有矩形截面并稍許堅硬。線材30根據(jù)定子鐵心的槽的位置區(qū)劃為剛性區(qū)段30a和柔性連接區(qū)段30b，如圖8A中所示。參照圖8B，線材30在柔性連接區(qū)段30b處輾壓和壓扁。其后，用激光束裝置之類機器將壓扁的柔性連接區(qū)段30b切割成細(xì)線31。對其余柔性連接區(qū)段30b重復(fù)上述過程，從而得到所需長度的線材20。
根據(jù)本發(fā)明的線圈成形線材不僅可以圍繞電動機的定子鐵芯纏繞，而且可以圍繞在其外表面上有槽的電動機轉(zhuǎn)子鐵心纏繞。
權(quán)利要求
1.一種線圈成形線材，用于圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞，該線圈成形線材包括許多根線，這些線具有許多個從槽中伸出并起線圈端部作用的松散結(jié)合的區(qū)段，和許多個一起粘合成為預(yù)定截面形狀并排列在槽中起線圈側(cè)部作用的剛性區(qū)段。
2.如權(quán)利要求1中的線圈成形線材，其中，上述剛性區(qū)段具有矩形的截面。
3.如權(quán)利要求2中的線圈成形線材，其中，上述剛性區(qū)段由許多根疊置的棱形細(xì)線組成。
4.如權(quán)利要求2中的線圈成形線材，其中，上述剛性區(qū)段由許多根疊置的扁線組成。
5.一種線圈成形線材，用于圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞，該線圈成形線材包括一根具有預(yù)定截面的單線，該單線包括待安排在槽內(nèi)并起線圈側(cè)部作用的剛性區(qū)段，和許多個由很多細(xì)線構(gòu)成的連接上述剛性區(qū)段并起從槽內(nèi)伸出的線圈端部作用的連接區(qū)段。
6.如權(quán)利要求5中的線圈成形線材，其中，上述剛性區(qū)段具有矩形截面。
7.如權(quán)利要求5中的線圈成形線材，其中，上述連接區(qū)段是通過將上述單線部分分為許多根細(xì)線而形成的。
8.如權(quán)利要求5中的線圈成形線材，其中，上述連接區(qū)段結(jié)合在上述單線上。
9.一種制造用于圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞的線圈成形線材的方法，該方法包括下列步驟(a)向細(xì)線的表面上加粘合劑并松散地結(jié)合這些細(xì)線；(b)在細(xì)線的預(yù)定位置將這些松散結(jié)合的細(xì)線一起固定成一個預(yù)定的截面形狀，并形成待安排在鐵心槽中的剛性區(qū)段。
10.一種制造用于圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞的線圈成形線材的方法，該方法包括以下步驟(a)在至少一根單線中形成剛性區(qū)段，這些剛性區(qū)段待安排在槽中并起線圈側(cè)部的作用；(b)將許多根細(xì)線結(jié)合到上述剛性區(qū)段上。
11.一種制造用于圍繞電動機的鐵心通過鐵心上的槽連續(xù)地纏繞的線圈成形線材的方法，該方法包括以下步驟(a)在一根單線中形成剛性區(qū)段，這些剛性區(qū)段待安排在槽中并起線圈側(cè)部的作用；(b)輾壓并壓扁上述單線的位于上述剛性區(qū)段之間的區(qū)段；(c)將上述壓扁的區(qū)段切割成許多根細(xì)線并形成作為從槽中伸出的線圈端部的連接區(qū)段。
全文摘要
一種線圈成型線材，它可安排在電動機鐵心的槽內(nèi)，從而縮小線圈端部的尺寸，使線圈和電動機體積緊湊。該線圈成型線材包括許多根柔性的細(xì)線。這些細(xì)線在給定的區(qū)段粘合，使它們具有預(yù)定的截面形狀。該粘合的區(qū)段起剛性區(qū)段即線圈側(cè)部的作用。線材也具有柔性的連接區(qū)段，其中的細(xì)線是松散的。該線材具有以交替方式排列的柔性的連接區(qū)段和剛性區(qū)段。該柔性的連接區(qū)段起線圈端部的作用。該線圈端部從線圈伸出，由于其柔性而具有小的曲率。
文檔編號H02K15/00GK1136232SQ9610203
公開日1996年11月20日 申請日期1996年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月17日
發(fā)明者宮崎寬 申請人:豐田自動車株式會社