CN101189779A - 电机芯部组件和电机组件 - Google Patents

Abstract

提供一种能够增强在储存部内的导线占据的容积的芯部组件、包括有该芯部组件的电机组件、和该电机组件的形成方法。该电机组件包括横截面形状像字母T的芯部组件(10)和由缠绕在芯部组件(10)的齿(11)上的导线(200)。芯部组件(10)包括齿(11)、和设置在齿(11)的一端上的外周件(12)和设置在齿的另一侧上的内周件(13)。线圈容纳部分(14)是由齿(11)的外周面、外周件(12)的与内周件相对的相对侧(12a)、内周件(13)的与外周件相对的相对侧(13a)围绕的空间。齿11的外周件上具有高度满足{D×(3/2)}×n(其中导线的直径是D，n为自然数)的台阶。形成该台阶的台阶面(11a，11b)形成为平行于产生储存部(14)的外形的虚拟面(14a)。

Description

电机芯部组件和电机组件

技术领域

本发明涉及电机芯部组件、电机组件和电机组件的形成方法，该电机芯部具有其上缠绕有导线的外周，电机组件包括由缠绕在芯部组件上的缠绕导线组成的线圈。本发明尤其涉及电机芯部组件和电机组件，该芯部组件与先前的情况相比可增强用于储存线圈的槽(存储部分)内的导线的空间系数，该电机组件具有比以前高的空间系数。

背景技术

至今，每个具有在由磁性材料制成的芯部的外周上的线圈的定子和转子已被广泛地公知为电机组件。

环形转子和定子被通常地使用。例如，具有环状零件的结构、多个沿环状零件的直径径向延伸设置的芯部、和通过将导线缠绕在每个芯部的外周上设置的线圈(参考专利文献1中的图8)。

作为芯部，存在整体类型，其中芯部由环状零件整体形成；还存在分离类型，其中芯部可从环状零件分开且导线可被缠绕在每个芯部上，如专利文献1所示。

在后面的分离型芯部中，芯部的每一个件和通过将导线缠绕在每个芯部上设置的线圈(下文称为电机组件)被设置在环状零件上以形成定子。

图7(A)是相关技术中的分离型芯部的透视图，图7(B)是包括分离型芯部的相关技术中的电机组件的横截面视图。该横截面视图对应沿图7(A)中的B-B线截取的横截面。

已知的分离型芯部是截面形状像字母T的芯部100，该芯部包括：有外周的齿101，在该外周上缠绕有导线200；外周件102，该外周件设置在齿101的一端上，且当该芯部放置在环状零件300上并装配为电机的部分时，该外周件设置在外周侧上；内周件103，该内周件设置在齿101与外周件102相对的相反端侧，且当芯部被装配为电机的部分时，该内周件设置在内周侧上。

在横截面形状像字母T的芯部100中，外周件102和内周件13设置有凸出到齿101的外侧的部分，且由齿101的外周表面围绕的空间、外周件102的与内周件103相对的面102a、内周件103的与外周件102相对的面103a形成线圈槽(储存部分)104。

通过将导线200沿齿101的外周缠绕在外周件102和内周件103之间形成线圈。

作为芯部100，芯部可由芯部部分100c和绝缘体100i组成，该芯部部分是由磁性材料制成，该绝缘体是由设置在芯部部分100c的外周的绝缘材料制成。

在图7所示的例子中，绝缘体100i设置在对应于芯部部分100c的槽的部分，且实际的槽104由绝缘体100i成形。

至今，需要增强电机组件的槽内的导线的空间系数。然后，为了降低槽内的无用空间(导线无法缠绕的空间)并且增强导线的空间系数，考虑将齿形成为方形截棱锥，而不是在专利文献1中所示的正方柱形(参考专利文献2)。

具体地说，齿101是由一对每个具有从外周件侧到内周件侧收缩的宽度的第一梯形面101a，和一对每个具有从外周件侧到内周件侧变宽的宽度的第二梯形面101b。

为增强空间系数，还考虑横截面为矩形的扁平电线，而不是图7所示的横截面为圆形的圆电线作为导线200(参考专利文献2)。

当电机组件被装配到电机内时，与相邻的电机组件相对的一个电机组件的侧部称为线圈侧，不与相邻电机元件相对的侧部被称为线圈端侧。

这里，第一梯形面101a设置所处的侧部变成线圈端侧，第二梯形面101b设置所处的侧部变成线圈侧。

通过把芯部设置在可旋转的线圈缠绕器上，并且在从缠绕嘴连续地供应导线的同时，将导线缠绕在旋转的芯部上以形成线圈，从而得到电机组件。

由缠绕的导线形成的线圈是通过下述过程制成，在外周件102和内周件103之间平行于齿101的外周表面并排缠绕导线200以在如图7(B)所示的横截面内形成一层，多个这样的层从齿101的外周表面到虚拟面(在图7(B)中用细的一长两短交替的虚线表示)层叠，以形成槽104的外形。

例如，与齿101的外周表面接触的第一层的形成是通过：从外周件102的端部或内周件的端部在齿101的外周表面上开始缠绕导线200，沿齿101的外周表面在外周件102和内周件103之间缠绕导线200，缠绕该导线直至其到达一个件(如果缠绕开始是外周件的端部，其是内周件103，或者如果缠绕开始是内周件的端部，其为外周件102)的端部。

当导线200到达端部时，将导线200折回并且在第一层上以层叠的方式缠绕，以形成第二层。因此，当导线到达外周件102或内周件103的端部时，导线被折回从而采用一个导体层叠置在另一个上以形成线圈的方式改变层。

专利文献1：JP-A-2001-25198

专利文献2：JP-A-2002-369418

发明内容

本发明要解决的问题

然而，使用相关技术中的芯部，导线的空间系数的改善受到限制。

如上所述，迄今，齿具有类似于方形截棱锥的形状，且此外扁平线被用作导线，以降低产生在槽内的无用空间并且改善导线的空间系数。

然而，如果使用这样的技术，会在槽内产生相对较大的无用空间。

如果相关技术中的形状像方形截棱锥的齿的表面是由光滑平面形成而没有台阶，所以当导线从外周件侧到内周件侧时，缠绕在齿上的导线的圈数可减少，且储存在槽内的线圈的外形可变得类似于如图7(B)所示的台阶(类似于专利文献2中的图10)。

即，设置在形成线圈的导线的最外侧上的导线(形成线圈外形的导线)变成在电机组件的横截面内设置有不同的平行线的状态。

线圈的外形变成像这样的台阶的形状，因此形成与线圈的外形对应的台阶状的无用空间105。

因此，在相关技术中的技术中，如果使用扁平线，则空间系数的进一步改善受到限制。当其线圈的外形像台阶的电机组件被装配为电机的部分时，难于增强相邻电机组件之间的间隙的精度。

此外，由于具有绝缘效果的空气存在于无用空间内，所以难于释放通过给相关技术中的具有较大无用空间的电机组件通电而被加热的线圈的热量。

本发明的主要目标是提供一种电机组件，使得可以降低槽内的无用空间并且更加增强导线的空间系数。

本发明的另一个目标是提供一种电机组件，其具有较高的在使用芯部组件的槽内的导线的空间系数。

本发明的又一目标是提供该电机组件的形成方法。

解决问题的方法

具体地通过形成具有特殊高度的台阶的齿，本发明的电机组件实现上述目标。具体结构如下：

本发明的电机芯部组件包括：外周缠绕有导线的齿；外周件，设置在齿的一个端侧上，当所述芯部组件组装为电机的一部分时设置在外周侧；和内周件，设置在齿的与外周件相对的相对侧上，当芯部组件组装为电机的一部分时设置在内周侧上。在本发明的电机芯部组件中，由齿的外周面、外周件的与内周件相对的相对面、内周件的与外周件相对的相对面围绕的空间用作导线储存部。

本发明的电机芯部组件的特征在于，齿至少在部分外周面上形成有台阶，产生台阶的两个台阶面之间的高度满足下面的(1)和(2)中的任一个(其中n是自然数)，并且台阶面和形成储存部的外形的虚拟面是平行的：

(1){D×(3/2)}×n当导线的直径是D时

(2)t×n当导线是方形导线且其厚度为t时

本发明的电机组件包括上述的电机芯部组件和由储存在电机组件的储存部内的缠绕导线组成的线圈，其特征在于形成线圈的外形的导线设置在相同的线上。

在本发明的电机芯部组件中，齿形成有具有特定高度的台阶且产生台阶的台阶面平行于形成储存部的外形的虚拟面。

如果缠绕导线为沿台阶面并排排列，即排列在一条线上，由导线组成的层设置为平行于虚拟面。

如果导线在设置在齿上的层上沿该层缠绕为多个层以形成线圈，那么形成每层的导线排列在一条线上，类似于设置在齿上(在台阶面上)的较低层的导线，并且设置为平行于虚拟面。

因此，如果一个连续长度的导线缠绕在具有台阶面的齿上以形成线圈并且该线圈储存在储存部内，设置在形成线圈的导线的最外侧上的导线，即形成线圈外形的导线设置在相同的线上并且该线平行于虚拟面。

在相关技术中包括形状像方形截棱锥的齿的电机组件中，如图7所示，该齿没有具有特定高度的台阶因此线圈的外形变成台阶状，即，台阶被包括。

相反，在使用本发明的芯部组件的电机组件中，该齿具有特定高度的台阶且因此线圈的外形可以为光滑而没有台阶。

在该电机组件中，形成线圈外形的导线平行于储存部的虚拟面，因此台阶状的无用空间没有出现在储存部中。

因此，在使用本发明的芯部组件的电机组件中，储存部中的无用空间可比相关技术中的电机组件的小，导线的空间系数可得以增强。

由于无用空间较小，所以具有绝缘效果的空气层可被减少，使得包括本发明的芯部组件的电机组件的散热可被增强。

下面将详细论述本发明：

本发明的芯部组件包括：其外周上缠绕有导线的齿；外周件，设置在齿的一端侧上；和内周件，设置在齿的与外周件相对的相对端侧上。

外周件和内周件包括凸出到齿的外侧的部分，以提供由齿的外周面、外周件的与内周件相对的相对面、内周件的与外周件相对的相对面围绕的空间。

这意味着本发明的芯部组件形成为横截面和纵截面的形状都像字母T。

芯部组件(电机组件)的横截面是包括由缠绕在齿上的线组成的线圈的中心轴线(下面称为线圈中心轴线)的面(下面称为轴线面)，当该芯部组件组装为电机的一部分时在垂直于电机旋转轴的面上截取时是横截面，轴向面的纵截面是当芯部组件在垂直于横截面的面上截取时的截面。

导线的横截面是当导线被在垂直于导线的轴线方向截取时的截面。

当芯部组件用于电机组件时，由齿的外周面和两个相对面围绕的空间被用作通过缠绕导线形成的线圈的储存部。

通过连接外周件的端部和内周件的端部的虚拟线产生的平面变为形成储存部的外形的虚拟面。

在电机组件中，通常线圈储存在储存部，从而不从虚拟面凸出。

优选地，外周件的与内周件相对的相对面和内周件的与外周件相对的相对面设置为彼此平行。

特别地，优选地相对面设置为垂直于齿的外周面。

当导线被缠绕在齿上多层时，通常，导线在外周件和内周件的端部被折回，即在相对面上，并且导线缠绕为下一层。

当导线被折回时，缠绕方向从s扭转改变为z扭转或从z扭转改变为s扭转。为了这样缠绕导线，如果齿的外周面和相对面彼此垂直，那么当导线被折回时，相对面变为边界挡止物，使得当导线前进到下一层时，随着前一层的缠绕方向(扭转)出现的缠绕漂移可被防止。

这种外周件和内周件的尺寸可响应于齿的尺寸、用于支撑芯部组件的环状部分的尺寸进行适当地选择。

典型地，可采用方柱形作为外周件和内周件的形状。

为了使外周件和内周件的形状形成为类似于方柱，外周件的与接触齿一侧的面相对的面(当芯部组件组装为电机的一部分时设置在最外侧上的面)和内周件的与接触齿一侧的面相对的面(设置在最内侧上的面)可以是平面或可以是曲面；它们可适当地选择为符合用于支撑芯部组件的环状部分的形状。

作为齿的形状，专利文献1中所述的方柱形(其中形成外形的面是由平行于线圈中心轴线的面组成)是公知的；然而，如果采用方柱形，那么槽内的无用空间增加，并且因此难于增强槽内的导线的空间系数，也难于增强散热。

因此，优选地齿的形状是可以更多减少槽内无用空间的形状；具体地具有例如斜坡的形状。

该斜坡指具有横过线圈中心轴线的延伸面的面。作为具有这样的斜坡的齿的形状，例如，除了具有平面为斜坡的n角锥(n是3或更大的自然数)之外，还有非角棱锥形例如具有曲面作为斜面的梯形锥形和截锥形。

为了使齿的形状形成为类似于n角锥，其上缠绕有导线的n面中的至少一个面被设置成斜坡；优选地，两个相对面形成斜坡；更优选地，所有面都设置成斜坡，类似于非角棱锥形。斜坡的倾斜角(相对于线圈中心轴线的角)可响应于设置在电机组件内的储存部(槽)的数目、电机组件的尺寸、任何需要的电机特性等进行适当地选择，使得尽可能地不降低储存部分的容量；例如，其可以是约为5°到15°。

在本发明的芯部组件中，齿的外周面形成为平行于形成储存部分的外形的虚拟面，而不管齿具有斜坡的形状或齿具有平行于线圈中心轴线的面。

空间系数(％)指(导体横截面面积)/(储存部的横截面面积)×100。导线横截面面积指形成线圈的导线的横截面的面积的总和。

如果导线包括绝缘覆层，除了绝缘覆层之外的横截面面积采用为导体横截面面积。导线和储存部的横截面是沿相同方向的横截面(横向或纵向横截面)。

典型地，方形截棱锥可以为n角锥形。

为了使齿的形状形成为类似于方形截棱锥，结构I.其中导线缠绕其上的四个面中的一个面形成为斜坡且其它三个面设置成平行于线圈中心轴线的面；结构II.其中两个面形成为斜坡并且其他两个面形成为平行于线圈中心轴线的面；结构III.其中四个面可设置为斜坡。

在结构I或II中，两个相对面可形成为类似于梯形，该梯形的宽度从外周件侧向内周件侧变窄(或变宽)，并且其它两个面可形成为类似于矩形。

在结构III中，两个相对面可形成为第一梯形面，该梯形面的每个具有从外周件侧向内周件侧变窄的宽度，其它两个相对面可形成为第二梯形面，该梯形面的每个具有从外周件侧向内周件侧变宽的宽度。

相邻面的宽度能够可选择地改变，如结构III中，由此当垂直于线圈中心轴线截取齿时，横截面面积(磁通路面积)可形成为基本上相同。尽管当电机使用时，磁通量穿过芯部组件的齿，但是如果该齿具有这样的形状，即磁通路面积从外周件侧向内周件侧减少(结构II中的一个类型)，可能的是磁通量密度可增加并且磁通量可在内周件侧上饱和。

因此，齿构造为使得磁通路面积从外周件侧到内周件侧相同，使得齿的磁特性可形成为从外周件侧到内周件侧一致。

在本发明中，如上所述的齿至少在外周面的一部分上形成有台阶。例如，为了使齿的形成为类似于n角锥，该齿在导线缠绕的n面的至少一个面上形成有台阶；优选地，在两个相对面上；更优选地，在外周面的所有面上。

为了使齿的形状类似于非角棱锥，优选地该齿也在外周面的所有面上形成有台阶。

形状类似于n角锥的齿或形状类似于非角棱锥的齿在该齿的所有面上形成有台阶，由此当截取齿的横截面垂直于线圈中心轴线时，横截面面积(磁通路面积)可形成为基本上相同并且该齿的磁特性可设置为从外周件侧到内周件侧一致。

在本发明中，对台阶高度(产生台阶的两个台阶面之间的高度)进行限定。

具体地说，台阶高度响应于缠绕在齿上的导线的形状进行限定。

横截面为圆形的圆导线或横截面为矩形的扁平导线常用作形成包括在电机组件中的线圈的导线。为了使用圆导线作为导线并且通常在多个层上缠绕导线，层叠导线，使得下一层导线装配入导线的相邻线之间产生的间隙内，如图8所示。

因此，层叠导线的每一层上升A＝{D×(3/2)}，其中D是圆导线的直径。

因此，如果具有高度满足表达式1：{D×(3/2)}×n(其中n是自然数)的台阶适当地设置在齿的外周面上，通过沿具有台阶的齿的外周面缠绕导线形成的线圈的外形可形成为光滑没有台阶。

接下来，在本发明的芯部组件中，计划在齿的外周面上形成台阶，其满足{D×(3/2)}×n，其中D是导线的直径，n是自然数。可使用任何不同于横截面为圆形的圆导线的导线，如果其为上升{D×(3/2)}的层叠的导线。

另一方面，为了使用例如扁平线的方形线作为导线并且通常地缠绕该导线在多个层上，层叠导线的每一层上升t，其中t是方形导线的厚度。

因此，如果具有高度满足表达式2：t×n(其中n是自然数)的台阶适当地设置在齿的外周面上，那么通过沿具有台阶的齿的外周面缠绕导线形成的线圈的外形可形成为光滑没有台阶。

接下来，在本发明的芯部组件中，为了使用方形线作为导线，计划在齿的外周面上形成台阶，该台阶满足t×n，其中导线的厚度是t，且n是自然数。

如果其为上升t的层叠的导线，那么可使用任何不同于横截面是矩形的扁平导线的导线。

例如，横截面为多边形的多边形导线，例如可使用横截面为六边形的导线。

台阶高度可设置满足表达式1：{D×(3/2)}×n或表达式2：t×n，如上所述，n(自然数)可以是奇数或可以是偶数。如果n设定为奇数，与该奇数一样多的导线行层叠于每个台阶；如果n设定为偶数，与该偶数一样多的导线行层叠于每个台阶。

为了在包括高度满足表达式1或表达式2(例如其中n是奇数)的台阶的齿上形成线圈，执行下述步骤。导线沿齿的外周面进行缠绕，其开始于外周件的端部或内周件的端部，当导线到达外周件的端部或内周件的端部时，导线被折回且被缠绕，使得其层叠在由已缠绕的导线组成的层上。

当导线到达台阶时，其被以类似于在外周件等的端部折回的方式折回，如上所述，或沿该台阶上升。为了缠绕导线为多个层以形成线圈，形成多数层以沿该台阶上升形成台阶。

即，在缠绕期间，通过缠绕在外周件和内周件之间的导线形成的层的外形沿齿的台阶变成台阶状。

因此，为了沿该台阶上升，执行上升处理，为了下降台阶，执行下降处理。上升(下降)处理指当形成一层(m)的导线上升(下降)台阶时，调整缠绕嘴的供料器斜度的处理。

为了得到形成线圈外形的最后层，按照需要执行线的跳转处理。

当进行从一层(m)到下一层(m+1)的转换时，如果第m层的终止和第m+1层的开始彼此分开，那么线的跳转处理是指简单地传递导线以从终止到开始端形成连接的处理。

因此，通过线的跳转处理而传递的导线部分地沿齿的周向方向存在，并且没有完全缠绕在齿的外周面上。

特别地，为了形成最外层，如果执行线的跳转处理，那么待跳转的导线的开始，即层m的终端定位在外周件的端部或内周件的端部。

因此，该端部可被用作边界挡止物，以允许导线进行转换。

如在图9中用箭头所示，跳转的导线的终止的部分，即在第m+1层的开始处的导线m+1_s所设置的部分成为在执行上升处理或下降处理时导线被设置成台阶状的部分，导线m形成第m层，即由三个导线m₁、m₂和m₃围绕的部分。

因此，在跳转的导线的终止处的导线m+1_s容易根据导线m₁、m₂和m₃进行定位。

因此，为了形成使用本发明的芯部组件的电机组件，通过线的跳转处理传递的导线可更可靠地设置在任何所需位置，且由于线的跳转处理导致的伴随导线的转移而产生的缠绕漂移可被减少。

在本发明的磁性组件中，将台阶面设置为平行于由储存部的外形产生的虚拟面v，由此层m设置在相同的线上且平行于虚拟面v，且具有允许存储一条导线的高度H的空间S设置在不形成最外层的层m的导线m2、m3、m4、m5...和虚拟面v之间。

层m+1可通过缠绕导线以填充空间s而容易地形成。形成最外层的导线可容易地排列在相同的线上且平行于虚拟面v定位。

因此，本发明的芯部组件在导线的可加工性方面极好，且可相对容易地形成线圈。

如果本发明的芯部组件用于如上所述形成线圈，那么由于形成齿的外周面的台阶面设置为平行于由储存部的外形产生的虚拟面，在缠绕期间设置在台阶面上的每层排列在相同的线上，且设置成平行于虚拟面，形成线圈的外形的最外层也排列在相同的线上且设置为平行于虚拟面。

通过将导线缠绕在本发明的具有这种台阶面的芯部组件上而设置的线圈的外形变得光滑没有台阶。

因此，采用使用本发明芯部组件的电机组件，无用空间可减小以有效地使用储存部，并且空间系数可增强，且加热线圈的散热也可增强。

在图9中，箭头示出由线的跳转处理传递的导线的移动状态；在该图中，导线从左跳转，但可从右跳转。

在图9中，O表示导线，其中的字符表示导线部分所属层的数字。

与本方面的芯部组件相反，例如，在图7(B)所示的相关技术中的芯部100中，如果缠绕导线开始于外周件102的端部，那么导线201从第五层的端部跳转到第六层的端部，如图7(B)中箭头所示。

已跳转的导线201的开始不存在于作为边界挡止物的外周件102的端部或内周件103的端部中，且定位在槽104的中间部分。

已跳转导线201的终端也定位在槽104的中间部分，且定位装置等不存在。

在线的跳转处理中，导线大程度地跳转，且因此相对较大的力沿导线的缠绕方向作用，并且当一个层和下一层更远地彼此离开时，该力变得更大。

在相关技术中的芯部100中，由于伴随线的跳转的作用力，所以导线在跳转的导线的开始和终止处不固定，并且导线难于设置在任何所需的位置，容易产生缠绕漂移(缠绕无序)。当出现缠绕漂移时，在相关技术中的芯部100中，导线不能精确地缠绕，导致空间系数降低。

为了防止缠绕漂移，当导线在执行线的跳转处理中被移动时，认为芯部旋转速度被降低，在这种情况下导致缠绕加工费时。

芯部可被停止且导线可使用独立的夹具等被强迫变形，在某些情况下在被缠绕前。

在该情况下，对于每次线的跳转处理，芯部被分离和结合到缠绕器，因此较费时。

因此，在相关技术中的芯部包括很多由于线的跳转处理导致的缺陷。

在本发明的芯部组件中，当执行线的跳转处理时，导线可靠地定位，如上所述，使得由线的跳转处理导致的缺陷可被减少。

另一方面，在本发明的n设置为偶数的芯部组件中，当缠绕导线时，下降处理、上升处理和线的跳转处理可跳过，且与上述的n设为奇数的芯部组件相比较，本发明的芯部组件的导线的缠绕可加工性极好。

在本发明的n设为偶数并且包括具有台阶满足表达式1或表达式2的齿的芯部组件中，导线沿齿的外周面缠绕，并且其开始于外周件的端部或内周件的端部，当导线到达外周件的端部、内周件的端部或台阶时，导线被折回且缠绕为使其层叠在由已缠绕的导线组成的层上，由此可形成线圈。

因此，在芯部组件中，在缠绕期间，由缠绕在外周件和内周件之间的导线形成的层的外形也是光滑的没有台阶的形状，类似于最终线圈外形。

因此，在芯部组件中，为了形成每个层，缠绕嘴的进料器斜度可形成为从外周件侧到内周件侧相等，使得不仅上升处理和下降处理，而且还有线的跳转处理也是不必要的。

因此，由于本发明的n设为偶数的芯部组件不包括线的跳转处理，与不仅相关技术中的芯部比较，而且与上述的n设为奇数的芯部组件比较，导线可更容易地缠绕并且缠绕时间可被缩短。

本发明的n设为偶数的芯部组件没有损害外观且非常美观，因为其不包括任何由线的跳转处理所处理过的导线。

此外，通过线的跳转处理所传递的导线可从槽内凸出而不被储存在槽内；如果导线从槽凸出，所以电机组件之间的间隙管理变得难于执行。

然而，由于本发明的n设为偶数的芯部组件不包括任何由线的跳转处理处理过的导线，所以缠绕在齿上的导线可全部储存在槽内，使得电机组件之间的间隙管理可被相对准确地执行。

另外，当执行缠绕导线的端部处理时，本发明的n设为偶数的芯部组件还可消除对于线的跳转处理的需要。

通常，缠绕导线的端部设置在外周件的端部或内周件的端部以供处理。因此，如果缠绕导线定位在槽的中间部分，那么需要传递导线以移动该端部到外周件的端部或内周件的端部以执行端部处理。

相反，在本发明的n设为偶数的芯部组件中，对导线进行的缠绕可终止在外周件的端部或内周件的端部，因此用于执行端部处理的线的跳转处理不再需要。

从外周件侧到内周件侧设置的台阶的数目可响应于电机组件的尺寸、任何所需的电机特性等进行适当地选择，使得尽可能不降低储存部的容量；其可以是一个或可以是两个或多个。

为了设置两个或多个台阶，相邻台阶之间的间距可响应于齿的尺寸、储存部的尺寸而适当地选择，使得尽可能不降低储存部的容量。

为了设置两个或多个台阶，台阶的高度可制成为相同或不同。

当台阶的数目为N时，N+1个台阶面形成在形成有这种台阶的齿的外周面上。

如果形成有台阶的齿的外周件制成为斜面并且该斜面倾斜为交叉上述线圈中心轴线，那么台阶面形成为沿倾斜角度相等。

这意味着相应于一个斜面产生的台阶面形成为平行。

台阶面形成为平行于形成上述储存部的外形的虚拟面。

每个台阶面的尺寸可响应于电机组件的尺寸、每次被缠绕的导线的数目等进行适当地选择。

为了一次并排缠绕多个导线，如果每个台阶面的尺寸设置为使得待缠绕的多个导线的数目为自然数，则容易执行芯部组件的缠绕加工。

如果每个台阶面的尺寸调整为使得一次缠绕的导线的数量为自然数，那么将易于执行缠绕操作，因为可在每次一次缠绕多个导线时执行上升处理、下降处理和变层处理。

如果齿的形状像方形截棱锥并且横截面具有从外周件侧到内周件侧变窄的宽度，那么优选地将该台阶设置成横截面从外周件侧到内周件侧上升。

另一方面，优选地台阶设置为纵截面从外周件侧到内周件侧降低。

即，如果形成齿的四个面，具体地说，设置在线圈端侧上的一对面和设置在线圈侧上的一对面形成有台阶，优选地被设置在线圈端侧上的面形成有台阶，使得从外周件侧到内周件侧上升(从而上升台阶)，并且设置在线圈侧上的面形成有台阶，使得从外周件侧到内周件侧降低(从而降低台阶)。

由此设置台阶，因此芯部组件可更实现小型化且由此电机也可小型化。

例如，考虑一种芯部组件，其中将齿形成为当齿垂直于线圈中心轴线截取时，横截面面积(磁通路面积)变得相等，并将且台阶形成为使得横截面从外周件侧到内周件侧下降。

内周件的宽度在电机组件的横截面内变得比外周件窄。

因此，在芯部组件中，内周件侧上的磁通路在横截面内变短，因此为了均等磁通路面积，齿需要形成为使得内周件侧上的磁通路在纵截面内变长。

即，内周件侧上的宽度(轴向宽度)需要在纵截面内形成为更长；为了达到这一点，线圈侧上的面的内周件侧上的宽度需要形成为较长，并且在线圈端侧上的面的内周件侧需要向外凸出。

对于形成有台阶并且该台阶在纵截面内从外周件侧到内周件侧上升的情况，同样是这样。

与具有不一致磁通路的芯部组件相比较，具有一致磁通路面积的芯部组件可改善扭矩。

因此，如果尝试获得相同的扭矩，那么具有一致磁通路面积的芯部组件可形成为更小。

因此，这样的芯部组件有助于电机的小型化。

为了形成具有台阶的齿，连接形成台阶的两个台阶面的连接面与较低的台阶面的延伸面形成的角度θ(其将在下文中将被称为台阶角)可设定为90°，但连接面是相对于台阶面倾斜的，由此空间系数可更大程度地增强。

具体地说，优选地将该台阶角设定为60°或更少。如果两个台阶面Fd和Fu和连接面Fc设置为垂直，即，将角度θ₁设定为90°，如图10所示，那么在连接面Fc和导线200’之间会产生无用空间Sd，如图10(A)所示。

然而，如果台阶角θ₂设定为60°，如图10(B)所示，则一条导线(在图10(B)中用粗虚线表示的导线)可放入的间隙设置在靠近连接面Fc的导线200’和连接面Fc之间，并且将导线设定在该间隙内，由此无用空间可被减少。

因此，本发明的形成有满足上述特定台阶角的台阶的芯部组件可增强空间系数。

然而，取决于芯部组件的尺寸精度和导线的尺寸精度的某种漂移也是可能产生的，由此如果将台阶角设定为60°，恐怕导线不能进入该间隙，可能从导线200”和连接面Fc之间跳出，也可能鼓起。

因此，为了设置具有余量的间隙，优选地将台阶角θ设定为60°或更小；将台阶角设定为大约为55°是比较合适的。

连接面和更高台阶面产生的交角可形成为圆角。

这意味着台阶的角可形成为类似于R。为了使用包括有瓷釉(enamel)等的绝缘覆层的导线，如果台阶的角形成为尖的，那么恐怕绝缘覆层可与该角接触并且可能剥落。

因此，优选地台阶的角被倒成圆角以防止绝缘性能的降低。

R的尺寸可进行适当地选择。

齿的外周表面(台阶面)可形成有凹槽，导线装配在该凹槽内。

设置凹槽，由此可稳固地执行导线相对于齿的定位，并且可减少缠绕漂移。

凹槽的形状可以是任何形状，只要允许导线定位并且不阻碍缠绕加工即可。

例如，可设置多个凸起以利用凸起之间产生的凹槽。

在本发明的上述芯部组件中，齿、外周件和内周件可采用磁性材料形成为一个部件。

作为磁性材料，可使用例如，铁族材料，更具体的硅钢的钢等；可考虑的是使用由这种磁性材料组成的板材或粉末来形成本发明的芯部组件。

为了使用板材形成芯部组件，例如，由磁性材料制成的板材可切割为类似字母T，并且多个所得T形板可堆积以形成横截面和纵截面形状像字母T的芯部组件。

为了使用板材，优选地使用表面上包括有绝缘覆层的板材，或者当堆积板时，绝缘材料设置在相邻的板材之间，使得出现涡流而导致的损失可被降低。

对于使用板材，所得芯部组件强度极好且更优选。

另一方面，为了使用粉末形成芯部组件，例如将粉末填充到预定形状的模具中且进行压制，由此可形成芯部组件。

为了使用粉末，复杂形状的芯部组件可容易地形成为一个部件。

复杂形状的芯部组件可以是其中在齿的所有表面上设置有台阶的芯部组件，使得当齿的截面与线圈中心轴线相交地截取时，横截面面积变得相等，更具体地，例如，下述形状的芯部组件：其中齿的形状像方形截棱锥且横截面的宽度从外周件侧到内周件侧变窄，且纵截面的宽度从内周件侧到外周件侧变窄。

为了使用粉末，如果绝缘材料还混合有磁性材料粉末并且每个粉末表面形成有绝缘覆层，成形的压制粉末的电阻可增加，并且出现涡流所导致的损失可降低。

作为绝缘材料，例如，可使用磷酸盐(phosphate)族的无机材料、聚酰亚胺(polyimide)的有机材料、聚酰胺(polyamide)等。

本发明的芯部组件可由上述磁性材料形成；其还可包括由磁性材料制成的芯部部分以及设置在芯部部分的外周上的由绝缘材料制成的绝缘体。

绝缘体通常设置为使得线圈和储存在槽内的芯部部分绝缘。因此，同样在本发明中，为了包括该绝缘体，优选地其形成为覆盖该部件的与芯部部分中储存部对应的外周。

同时，实际储存部由绝缘体形成。当然，该绝缘体可形成为覆盖芯部部分的所有外周。

为了包括绝缘体，芯部部分和绝缘体都可具有上述台阶和凹槽。

即，芯部部分和绝缘体可制造得类似，或通过仅使绝缘体具有台阶和凹槽而没有为芯部部分设置台阶或凹槽，而制造得不相似。

作为形成绝缘体的绝缘材料，例如，可使用诸如PPS(聚苯硫醚)或LCP(液晶聚合物)的树脂。可将无机填充物加入这种树脂中。

当使用电机组件时，对线圈进行加热并由此使热量通过芯部组件释放到外部。因为与相关技术中的芯部相比较，芯部组件和线圈的接触面积较大，所以当线圈的热量可良好地传递到芯部组件时，本发明的具有包含台阶的齿的芯部组件能够极好地散热。另外，绝缘体由包含无机填充物的树脂形成，因此可更大程度地改善散热。

作为无机填充物，可使用例如，玻璃(二氧化硅)、氧化铝(alumina)(氧化铝)、氧化钛等的绝缘材料。

更具体地，可使用直径几μm和长度几百μm的纤维玻璃，且可使用直径几μm到几十μm的盘状(尖端状)氧化铝或氧化钛。

可适当地选择增加量。优选地，这样的绝缘体具有下述结构，即分离件组合成一个件，使得其可容易地设置在芯部部分的外周。

在本发明的包括上述电机芯部组件和储存在该芯部组件的储存部中的缠绕导线组成的线圈的电机组件中，至少设置在芯部组件中的具有台阶的面上的线圈的外形变得光滑没有台阶。

特别地，将台阶设置为在芯部组件的齿的所有面上，由此线圈的整个外形变得光滑没有台阶。台阶面形成为平行于虚拟面，由此线圈的外形变得平行于(或等同于)形成储存部的外形的虚拟面。

因此，在本发明的电机组件中，可降低无用空间，且储存部内的导线的空间系数相比以前可得以增强。

由于无用空间减少，所以本发明的电机组件可更高效地释放已加热线圈的热量。在本发明中，形成线圈外形的导线是产生形成线圈的层的导线并且不包括通过上述线的跳转处理而传递的导线。

因此，在本发明中，允许使通过线的跳转处理而传递的导线凸出。如果n被设为偶数，线的跳转如上所述被跳过，因此将所有形成线圈的导线储存在储存部中。

本发明的上述电机组件通过设置上述本发明的芯部组件而形成，即沿齿的外周在外周件和内周件之间缠绕，开始于芯部组件的齿的外周件端部或内周件端部，且终止缠绕导线使得设置在最外侧上的导线排列在相同的线上。缠绕开始在外周件端部或内周件端部，使得其可以将导线的开始端抽出到外侧。

当正常缠绕导线时，导线的圈数可增加并且导线的空间系数可增强。开始缠绕导线，并且当导线到达台阶时，将其折回，或如上所述执行上升处理或下降处理。开始缠绕导线并且当导线到达外周件端部(与内周件相反面)或内周件端部(与外周件相反面)时，将导线折回，并且使层改变(变层处理)。同时，外周件和内周件设置为使得外周件与内周件的相对面和内周件与外周件的向对面垂直于齿的外周表面(台阶面)，因此可防止缠绕漂移并且导线可容易地前进到下一层。

导线缠绕为使得设置在最外周侧上的导线没有变成台阶状。如果n被设为奇数，按需执行线的跳转处理。

预设数目的如上述形成的本发明的电机组件可设置在环状部分上以组成电机。

作为组成电机组件，产生线圈的导线端部可连接为集中缠绕结构或重叠缠绕结构。

例如，这样的电机可用作外定子型电机和内定子型电机。

本发明的优点

本发明的上述芯部组件可减少无用空间，与相关技术中的芯部相比较，可以增强储存部中导线的空间系数。

因此，与相关技术中的电机组件相比较，本发明的包括有本发明的芯部组件的电机组件具有较高的导线的空间系数。

本发明的电机组件散热极好，因为当无用空间减少时通电而加热的线圈的热量可容易地释放。

此外，在本发明的电机组件中，线圈的外形是光滑的而不是台阶形，因此当电机组件组装入电机中时，相邻电机组件之间的间隙管理容易执行，且可带来极好的电机的间隙精度。

此外，在本发明的芯部组件中，如果将n设定为奇数，导线的空间系数可更大程度地增强；如果将n设定为偶数，可带来极好的导线的可加工性。

特别地，如果将n设定为偶数，那么可消除在相关技术中对于线的跳转处理的需要。因此，使用本发明的芯部组件，可提供一种不仅改善可加工性而且还美观的电机组件，因为不存在需要通过线的跳转处理而传递的导线。

附图说明

图1(A)是示意性地示出本发明的芯部组件的透视图，图1(B)是示出齿部的俯视图，在该状态中图1(A)所示的芯部组件是沿箭头表示的方向观察；

图2(A)是包括芯部组件的本发明的电机组件的横截面视图，该芯部组件具有高度为D×(3/2)的台阶，图2(B)是描述该台阶部分的放大视图；

图3是描述导线被缠绕在芯部组件上的状态的示意图；

图4是描述包括具有高度为D×(3/2)的台阶的芯部组件的本发明的电机组件的形成步骤的示意图，并且示出右部的横截面；

图5是包括具有高度为D×(3/2)×2的台阶的芯部组件的本发明的电机组件的横截面视图；

图6是描述包括具有高度为D×(3/2)×2的台阶的芯部组件的本发明的电机组件的形成步骤的示意图，且示出右部的横截面；

图7(A)是示意性示出相关技术中的分离型芯部的透视图，图7(B)是包括相关技术的分离型芯部的相关技术的电机组件的横截面视图；

图8是描述横截面为圆形的导线的叠置状态的示意图；

图9是描述当在本发明的芯部组件的齿的外周表面上缠绕导线以形成线圈过程中进行线的跳转处理时的导线状态的示意图；

图10是示意图，其描述导线被设置在本发明的芯部组件的齿的外周上的状态和示出放大时的台阶部；(A)示出台阶角度为90°的情况，(B)示出台阶角度为60°的情况。

参考标号的说明

10、20芯部组件             10c、20c芯部部分

10i、20i色缘体             11、21齿

11a、11b、21a、21b台阶面   11A第一梯形面

11B第二梯形面              11c、21c连接面

12、22外周件               12a、13a、22a、23a相对面

13、23内周件               14、24储存部

14a、24a虚拟面             25凸出部

100芯部                    100c芯部部分

100i绝缘体                 101齿

101a第一梯形面             101b第二梯形面

102外周件                  102a、103a相对面

103内周件                  104存储部

105无用空间                200导线

300环状部                  400嘴

本发明的最佳实施方式

本发明的实施例将基于附图予以论述。

(第一实施例：当n是奇数时)

图1(A)是示意性地示出本发明的芯部组件的透视图，图1(B)是示出在芯部组件从图1(A)上面看的状态中的齿部的顶视图，图2(A)是本发明的电机组件的横截面视图，图2(B)是台阶部的放大视图。

在图1中，台阶未示出。在图2(A)中，设置在右半边的导线未示出；然而，实际上，导线还存在于右半边中，如同存在于左半边中。这一点也适用于后面所述的图5。

本发明的电机组件包括由磁性材料制成的电机芯部组件10，和具有缠绕在芯部组件10上的导线200的线圈。

这样的电机组件被组合设置在环状部分300上，以形成用作电机定子的环形。

该基本结构类似于图7所示的相关技术中的电机组件的结构。本发明的电机组件主要特征在于芯部组件10的形状；具体地其特征在于，其包括台阶，该台阶具有在齿11的外周表面上的特定的高度，该齿上缠绕有导线200且齿11的外周表面(产生台阶的台阶面11a和11b)平行于虚拟面14a，该虚拟面产生用于储存线圈的储存部14的外形。

对电机组件10上的说明主要在下面给出。

芯部组件10的基本结构类似于图7所示的相关技术中的芯部组件的结构。

具体地说，芯部组件包括：缠绕有导线的齿11；外周件12，设置在齿11的一端侧上(图1(B)中面bcfg侧)，且当芯部组件被设置在环状零件300上并装配为电机的一部分时，设置在外周侧；内周件13，其设置在齿11的与外周件12相对的相对侧(图1(B)中面adeh侧)，且当该芯部组件被装配为电机的一部分时，如图1所示，其被设置在内周侧。

外周件12和内周件13设置有凸出到齿11的外侧的部分，因此横截面和纵截面的形状变得像字母T。

由齿11的外周表面、外周件12的与内周件13相对的面12a、和内周件13的与外周件12相对的面13a围绕的空间形成线圈储存部14。

由连接外周件12的端部和内周件13的端部的线组成的面变成虚拟面14a，该虚拟面形成储存部14的外形。

在该实施例中，由磁性材料制成的芯部部分10c和由绝缘材料制成的绝缘体10i组成芯部组件10。

芯部部分10c通过填充磁性材料粉末到模具中并且压制和模制该粉末形成，因此横截面和纵截面变成像字母T的形状。

绝缘体10i由PPS、LCP树脂等形成，且设置用来绝缘芯部部分10c和导线。

因此，绝缘体10i设置成覆盖导线与芯部部分10c接触的部分，具体地说，与芯部部分10c中的储存部对应的部分。

因此，在该实施例中，绝缘体10i形成实际储存部14。

在该实施例中，设置在芯部部分10c中的齿中的绝缘体10i的部分形成遵循芯部部分10c的外形的较薄形状，且设置在与芯部部分10c内的外周件相对的面上的和设置在与芯部部分10c内的内周件相对的面上的绝缘体10i的部分都形成较厚形状。

由绝缘体10i构成的相对面12a和13a都设置成垂直于齿11的外周面。

绝缘体10i具有下述结构，其中一对分离件组合成一个件，且可容易地设置在芯部部分10c中。

齿11的形状类似于方形截棱锥，具有四个斜面cfed、bgha、bcda和gfeh，如图1(B)所示，该齿11由一对其横截面(对应图1中x-x截面)宽度从外周件侧向内周件侧变窄的第一梯形面11A(图1(B)中的面cfed和bgha)，和一对其纵截面(对应图1中y-y截面)宽度从外周件侧向内周件侧变宽的第二梯形面11B(图1(B)中的面bcda和gfeh)。

第一梯形面11A所设置的侧面被称为线圈端侧，第二梯形面11B所设置的侧面称为线圈侧。

当电机组件设置在环状部300上并且装配到电机内时，设置在一个电机组件的线圈端侧(此处即第一梯形面11A)上的面并非相对于相邻的电机组件且如图1中所示从前方观察。

当电机组件被设置在环状部300上且装配到电机内时，设置在一个电机组件的线圈侧(此处即第二梯形面11B)上的面相对于相邻的电机组件且未从前方观察。

台阶面11A和11B的每一个都以与设置在齿11上的线圈的中心轴线(在下文中称为线圈中心轴线)c成α10°倾斜角倾斜(对于倾斜角α，参见图2(B))。

由于齿11因此形成有斜坡，储存部的容量可被增加且相邻面的宽度可选择性地改变，因此当截取齿的横截面以垂直于线圈中心轴线C时，横截面的面积(磁通路)可基本相等。

使用这样的芯部组件10时，可得到从外周件侧到内周件侧具有一致磁场特性的电机组件。

而且，为了增强储存部内的导线的空间系数，齿11具有形成有多个台阶的外周表面，如图2所示，且对于每个台阶，产生台阶的两个面(台阶面11a和11b)之间的高度(台阶高度)h满足{D×(3/2)}×n(表达式1)，其中D是导线200的直径，且n是自然数。在该实施例中，将直径为D的横截面为圆形的圆导线用作导线200。

该台阶设置成使得台阶面11a和11b平行于虚拟面14a。

在该实施例中，设置有三个台阶，且每个台阶的高度被设置满足上述表达式1(n＝1)。

这三个台阶设置为其横截面从外周件侧到内周件侧变高，且设置成纵截面从外周件侧到内周件侧变低，但图中未示出。

此外，齿11在所有面上形成有台阶，因此当截取齿11的截面以垂直于线圈中心轴线C时，截面面积(磁通路面积)变为相等。

即，如图2所示，该台阶不仅设置在线圈侧，而且在线圈端侧。

根据该结构，芯部组件10可形成电机组件，该电机组件具有从外周件侧到内周件侧一致的磁场特性。

当该齿形成为使得磁通路面积变得一致时，芯部组件10的扭矩改善。因此，如果想要获得与具有非一致磁通路面积的芯部组件相同的扭矩，芯部组件10可形成得更小。

因此，为了使用芯部组件10，可设置更小尺寸的电机。

使用所述芯部组件10时，如果导线通常缠绕在齿11的外周上以形成线圈，那么形成线圈的外周的导线设置在横截面和纵截面内的相同的线上。

该线变得平行于产生储存部14的外形的虚拟面14a。即，由于设置在芯部组件10上的线圈的外形没有变成台阶状，不像如图7中所示的相关技术内的电机组件，包括芯部组件10的电机组件不存在储存部14内的台阶状无用空间，如图2所示。

因此，包括芯部组件10的电机组件可最大化利用储存部14且与现有技术相比可增强导线200的空间系数。

下面说明将导线200缠绕在芯部组件10上以形成电机组件的步骤。图3是描述导线被缠绕在芯部组件上的状态的示意图，图4是本发明的电机组件的部分的放大横截面视图，且仅示出右半边。

示出在导线内的每个数字表示导线属于的层的标号。首先，设置上述芯部组件10。在该实施例中，芯部组件10包括如上所述的绝缘体10i，因此该绝缘体10i设置在芯部部分10c的齿的外周上以形成芯部组件10。

接下来，芯部组件10设定在线圈缠绕器(未示出)上，当旋转芯部组件10时，从缠绕嘴400供应的导线200如图3所示进行缠绕。

在该实施例中，一条导线被从缠绕嘴供应且被缠绕在芯部组件10上。

在该实施例中，对导线进行缠绕起始于内周件13的端部(起始于在图4中用“s”表示的导线200的部分)并且执行正常的缠绕。

第一层的形成是通过沿齿11的外周面(台阶面)缠绕导线200以使得在线圈侧的面上从较高的台阶侧(内周件侧)向较低侧(外周件侧)下降且在线圈端侧的面上从较低侧(内周件侧)向较高侧(外周件侧)上升。

当到达台阶时，执行调整缠绕嘴的下降处理，以降低该台阶，如图4中用向下的短箭头所示，其被重复以继续从内周件13向外周件12缠绕导线200。

在该实施例中，下降处理被执行三次以形成第一层。

位于齿11上的第一层设置为平行于遵循台阶面的虚拟面14a，因为齿11的外周面的台阶面设置为平行于虚拟面14a。

当第一层的导线200到达外周件12的端部时，执行变层处理以形成下一层(第二层)。

具体地说，导线200被折回，使得第二层的导线200设置在由最接近外周件12的导线200和产生第一层的导线200的两条导线产生的间隙中。

在该实施例中，台阶面和相对面12a、13a设置成如上所述彼此垂直使得其可用作边界挡止物，并且可容易地折回。

当进行折回时，第一层和第二层沿缠绕方向变得相对。

第二层的形成是通过缠绕导线200，使得从较低的台阶侧向较高侧以与第一层相反的方式上升。

当导线200到达台阶时，嘴被调整且上升处理被重复执行，以继续从外周件12向内周件13缠绕导线200。

在该实施例中，上升处理被执行三次以形成第二层。

位于第一层上的第二层设置为平行于遵循第一层的虚拟面14a，第一层平行于虚拟面14a设置。

通过重复下降处理、上升处理来形成其它层，变层处理的方式类似于第一层和第二层。

每个层设置成平行于遵循位于该层下方的层的虚拟面14a。即，在线圈形成过程中，每个层被设置成平行于虚拟面14a。

通过在形成第二层中执行第三上升处理而在由最接近内周件13的位置的导线200的两个线产生的间隙中上升的导线变成导线200以形成第三层的开始部分，并且在形成第三到第八层的每个过程中该下降处理和上升处理被重复两次。

缠绕在芯部组件10上的形成第八层的导线200的部分(该齿11的中部到内周件13设置的导线200)成为形成线圈的外形的导线。

当作为第八层的终端的导线200到达内周件13，以形成第九层时，移动导线200到齿11的中部的线的跳转处理被执行，如图4中用虚线所示。

当执行线的跳转处理时，由于待跳转的导线的开始部分到达内周件13，使用内周件13作为边界挡止物，其可以容易地传递至外周件。

在第九层形成前，具有可放置一根导线200的高度的空间在形成第八层的导线和虚拟面14a之间开放，存在于该空间的端部内的第八层的三个导线用作待跳转的导线的终止的边界挡止物，由此可容易地定位导线的终端。

因此，在该芯部组件中，可容易地执行线的跳转处理并且由线的跳转处理导致的缠绕漂移也难于发生。跳转的导线的终端也变为第九层的导线的开始。

在执行线跳转处理之后，随后缠绕导线，使得从齿11的中部填充该空间，使得第九层的部分(作为形成线圈外形的最外层的部分)可被容易地形成。

设置成填充该空间的第九层导线设置成排列在与形成线圈的外形的第八层的导线相同的线上。

在中途执行一次下降处理，缠绕导线直至导线200到达外周件12，终止形成第九层，将导线200在外周件12处折回，以形成第十层。

第十层形成前，具有可放置一条导线200的高度的空间在形成第九层的导线和虚拟面14a之间开放，如上述第九层形成前那样。缠绕导线以填充该空间，由此可容易地形成第十层。第十层终止在齿11的中部(在图4中用“E”表示的导线200是缠绕终端的导线)。形成第十层的导线设置为排列在与第八层的导线的部分和形成线圈外形的第九层的导线的部分相同的线上，并且形成线圈的外形。

由导线的部分组成的线设置成平行于虚拟面14a。

因此，导线200缠绕在具有上述台阶的上述芯部组件10上，由此可形成具有光滑外形而不具有台阶的线圈。

形成线圈的最外层导线设置成平行于虚拟面14a，使得电机组件的储存部14可被有效利用且空间系数可被增强。

线圈通过缠绕一段连续长度的导线而形成。

在该实施例中，一次缠绕一条导线的情况已经说明，但是两条或多条导线可共同缠绕。

为了一次缠绕多条导线，导线可供给到芯部组件，使得它们并排排列。

为了一次在芯部组件上缠绕多个导线，如果调节每个台阶面的尺寸，使得自然数的多个导线一次被缠绕，这样易于执行上升处理、下降处理和变层处理。这一点还适用于后面的第二实施例。

使用在该实施例中的芯部组件的形状像方形截棱锥，该棱锥由一对第一梯形面和一对第二梯形面组成，但其形状可以像由一对梯形面和一对矩形面组成的方形截棱锥。

这意味着，两个面可以是斜面并且两个面可以是平行于线圈中心轴线的面。

此外，使用在该实施例中的芯部组件具有在所有面上的台阶形成的齿，但该齿可仅由四个面的一个上的台阶形成。

同时，在形成有台阶的面上形成的线圈的外形变得光滑没有台阶。

另外，在该实施例中，使用包括绝缘体的芯部组件，但如果使用包括绝缘覆层的导线，则可以不包括绝缘体。

此外，在该实施例中，芯部组件的形成是通过使用磁性材料粉末进行粉末压制和模制，但可通过堆积多层磁性材料组成的板材来形成。

特别地，为了采用形状像由一对梯形面和一对矩形面组成的方形截棱锥的芯部组件，该芯部组件可通过堆积多层由磁性材料组成的板材而容易地形成。

使用板材的芯部组件在强度上比由粉末压制和模制形成的芯部组件更好。

这些点还还适用于后面所述的第二实施例。

在用于该实施例中的芯部组件10中，通过连接产生台阶的两个台阶面11a和11b的面11c与较低的台阶的台阶面11b的延长面(见图2(B))形成的角度(台阶角度)θ被设置为60°。

将该台阶角设定为60°，由此在芯部组件10中，产生在连接面11c和导线之间无用空间可减少且空间系数可增强。

如果台阶角被设置为约55°，在连接面11c和导线之间产生余量，使得导线可容易地设置且这种芯部组件的缠绕可加工性极好。

在用于该实施例的芯部组件中，连接两个台阶面11a和11b的连接面11c与台阶面产生的边角是尖的，但可以是圆的。

具有圆角的芯部组件可防止下述缺陷，即如果使用包括绝缘覆层的导线，则绝缘覆层与该边角接触且被剥掉等。

这一点也适用于后面所述的第二实施例。

此外，在该实施例中，已经说明横截面为圆形的圆导线被用作导线的情况，但可使用横截面为矩形的扁平导线。

在这种情况下，台阶高度可以是n×t，其中t是扁平导线的厚度，n是自然数。

这一点也适用于后面所述的第二实施例。

(第二实施例：当n是偶数时)

在第一实施例中，已说明n是奇数的情况。

在第二实施例中，已说明n是偶数的情况。

图5是本发明的电机组件的横截面视图。

电机组件的基本结构类似于第一实施例，其将不在详细描述。概述如下：示出在该实施例中的电机组件是由电机芯部组件20和具有缠绕在芯部组件20上的导线200的线圈组成。

芯部组件20在齿21的整个外周面上包括具有特定高度{D×(3/2)}×n(D是导线200的直径)的台阶，该齿形状像方形截棱锥，导线缠绕在其上，即，缠绕在线圈侧和线圈端侧面，形成台阶的台阶面21a和21b平行于形成储存部24的外形的虚拟面24a。

具有形状都像字母T的横截面和纵截面的芯部组件20包括导线200缠绕在其上的齿21、设置在齿21的一端侧上的外周件22、和设置在齿21的相反端侧上的与外周件22相对的内周件23。

齿21形成为当垂直于线圈中心轴线截取截面时，截面面积(磁通路面积)变得一致。

由齿21的外周面、外周件22的与内周件23相对的相对面22a、内周件23的与外周件22相对的相对面23a围绕的空间形成线圈储存部24，由连接外周件22的端部和内周件23的端部的线组成的面为虚拟面24a，该虚拟面形成储存部24的外形。

芯部组件20由通过挤压和模制磁性材料粉末形成的芯部部分20c和由绝缘材料制成的绝缘体20i组成。

绝缘体20i形成为覆盖芯部部分20c内的储存部的外周。

在该实施例中，绝缘体20i形成在具有多个凸起25的外周面上，导线200装配入在凸起25之间产生的凹槽内。

根据该结构，当缠绕导线200时，导线200可容易地定位且导线200的缠绕漂移可得以防止。

该实施例中所示的芯部组件20较大程度地不同于第一实施例中的芯部组件，不同之处包括设置在芯部组件20的齿21的外周上的台阶的高度。

在第二实施例中，该高度被设为{D×(3/2)}×2。同样在该实施例中，横截面为圆形的圆导线用作导线。

在该实施例中，设置一个台阶。而且，在该实施例中，台阶角θ设定为60°。

使用所述芯部组件20，由此如果导线通常地缠绕在齿21的外周上以形成线圈时，形成线圈外形的导线设置在横截面和纵截面内相同的线上，并且该线变得平行于形成储存部24的外形的虚拟面24a。

因此，包括芯部组件20的电机组件可减少无用空间，相比于第一实施例中所示的电机组件，可增强导线200的空间系数，并且改善散热。

如果在台阶高度{D×(3/2)}×n中的n设定为偶数，类似于该实施例中所示的芯部组件20，与第一实施例中的结构相比较，可带来导线的优异缠绕可加工性。

下面将论述形成电机组件的步骤。

图6是本发明的电机组件的部分的放大的横截面视图，其仅示出右半边。示出在导线中的每个数字表示导线所属的层的标号。

首先，设置上述芯部组件20。在该实施例中，芯部组件20包括如上所述的绝缘体20i，因此绝缘体20i设置在芯部部分20c的齿21的外周上，以形成芯部组件20。

接下来，芯部组件20设置在线圈缠绕器(未示出)上，当芯部组件20旋转时，对从缠绕嘴400供应的导线200进行缠绕。

在该实施例中，两个导线被从缠绕嘴同时供应且被同时缠绕在芯部组件20上。

供应两条导线使得它们并排排列(两个线沿横向方向排列)。

在该实施例中，导线缠绕开始于外周件22的端部(开始于图6中“s”表示的导线200的部分)，并且执行正常的缠绕。

为了形成第一层，缠绕导线使得它们沿齿21的外周面(台阶面21b)从外周件22的端部排列在相同的线上，当导线到达连接台阶面的连接面21c时，完成第一层的形成。

设置在齿21上的第一层设置为平行于遵循台阶面的虚拟面24a，因为齿11的外周面的台阶面设置为平行于虚拟面24a。

接下来，执行变层处理，以形成第二层。在变层处理中，导线被折回，使得作为第二层的开始导线的导线设置在由最靠近连接面21c的导线200和连接面21c产生的间隙内。

当执行折回时，第一层和第二层沿缠绕方向变为相反。

为了形成第二层，类似于第一层，导线200缠绕为使得导线200从连接面21c到外周件22排列在相同的线上，当导线200到达外周件22时，执行变层处理以形成第三层。

设置在第一层上的第二层设置为平行于遵循第一层的虚拟面24a，该第一层设置为平行于虚拟面24a。

此后，当导线200到达外周件22和内周件23时，执行变层处理以形成各层。

每个层设置为平行于遵循该层下方的层的虚拟面24a。

即，在线圈成形过程中，每层设置为平行于虚拟面24a。

在上述第一实施例中，为了形成每个层，移动导线以上升和下降台阶。

然而，在n为偶数的第二实施例的芯部组件中，导线可被移动以如上所述排列在相同的线上，并且不需要移动以上升和下降台阶。

因此，为了制造使用第二实施例中所示的芯部组件的电机组件，上升处理和下降处理变得不必要。

在该实施例中，形成第九层的导线200变为形成线圈的外形的导线。

为了形成第九层，类似于第三层，缠绕导线200，使得导线200从外周件22的端部到内周件23的端部排列在相同的线上，当导线200到达内周件23时，导线的缠绕终结。

导线被这样缠绕在本实施例所示的芯部组件上，由此设置在最外侧的形成线圈外形的导线也排列在相同的线上，并且可形成具有光滑外形没有台阶的线圈。

形成线圈的最外层的导线设置为平行于虚拟面24a，使得电机组件的储存部24可高效地使用且空间系数可被增强。

此外，在本实施例中所示的芯部组件中，导线的缠绕可终止在内周件23的端部，如上所述，因此不需要执行如第一实施例的线的跳转处理，且缠绕加工时间可被缩短。另外，在本实施例中所示的芯部组件中，导线的缠绕可终止于内周件23的端部，如上所述，使得可容易地执行导线200的端部处理，并且也不必要与端部处理同时地跳转导线。

实用性

本发明的芯部组件可用于形成电机的零件如定子的电机组件。本发明的电机组件还可用作电机组件。

该电机可用于电动汽车、混合汽车等。此外，本发明的电机组件的形成方法可用于制造本发明的上述电机组件。

Claims (14)

1.一种电机芯部组件，包括：外周缠绕有导线的齿；外周件，设置在所述齿的一个端侧上并且当所述芯部组件组装为电机的一部分时设置在外周侧上；和内周件，设置在所述齿的与所述外周件相对的相对端侧上，当所述芯部组件组装为电机的一部分时设置在内周侧上，其中由所述齿的外周面、所述外周件的与所述内周件相对的相对面、所述内周件的与所述外周件相对的相对面围绕的空间用作导线储存部，其特征在于，

所述齿至少在部分外周面上形成有台阶，

当导线的直径是D时，产生所述台阶的两个台阶面之间的高度满足{D×(3/2)}×n(其中n是自然数)，以及

所述台阶面和形成所述储存部的外形的虚拟面是平行的。

2.一种电机芯部组件，包括：外周缠绕有导线的齿；外周件，设置在所述齿的一个端侧上并且当所述芯部组件组装为电机的一部分时设置在外周侧上；和内周件，设置在所述齿的与所述外周件相对的相对端侧上，当所述芯部组件组装为电机的一部分时设置在内周侧上，其中由所述齿的外周面、所述外周件的与所述内周件相对的相对面、所述内周件的与所述外周件相对的相对面围绕的空间用作导线储存部，其特征在于，

所述齿至少在部分外周面上形成有台阶，

当导线是方形且厚度为t时，产生所述台阶的两个台阶面之间的高度满足t×n(其中n是自然数)，以及

所述台阶面和形成所述储存部的外形的虚拟面是平行的。

3.如权利要求1或2所述的电机芯部组件，其特征在于，n是偶数。

4.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，所述电机芯部组件包括由磁性材料制成的芯部部分和设置在所述芯部部分的外周上并且由绝缘材料制成的绝缘体。

5.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，所述台阶设置在所述齿的外周面上的所有面上，以及

所述台阶还设置为当所述齿的横截面截取为垂直于作为缠绕在所述齿上的缠绕导线的线圈的中心轴线时，所述横截面面积变为基本相等。

6.如权利要求5所述的电机芯部组件，其特征在于，所述电机芯部组件包括由磁性材料制成的芯部部分和设置在所述芯部部分的外周上并且由绝缘材料制成的绝缘体，以及

所述芯部部分通过压制和模制磁性材料的粉末而形成。

7.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，所述齿的形状类似于方形截棱锥，在横截面内的宽度从外周件侧到内周件侧变窄。

8.如权利要求7所述的电机芯部组件，其特征在于，所述台阶设置为在所述齿的横截面内从外周件侧向内周件侧上升。

9.如权利要求7或8所述的电机芯部组件，其特征在于，所述齿所设置的宽度在横截面内从内周件侧到外周件侧变窄。

10.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，连接形成所述台阶的两个台阶面的连接面相对于较低的台阶面的延伸面倾斜60°或更少。

11.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，连接形成所述台阶的两个台阶面的连接面和较高台阶面产生的交角是圆角。

12.如权利要求1至3任一项所述的电机芯部组件，其特征在于，所述齿的外周面包括导线装配在其中的凹槽。

13.一种电机组件，包括如权利要求1至12任一项所述的电机芯部组件和由储存在所述芯部组件的储存部中的缠绕导线组成的线圈，其特征在于，形成所述线圈的外形的导线设置在相同的线上。

14.一种电机组件的形成方法，包括：

设置如权利要求1至12任一项所述的电机芯部组件；

通常地沿齿的外周在外周件和内周件之间缠绕导线，缠绕开始于所述芯部组件的齿的外周件端部或内周件端部；和

终止导线缠绕，使得设置在最外侧上的导线排列在相同的线上。

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