CN102570740A - 形成电机的定子线圈的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是能够在其中插入卷线机管嘴的死空间中形成定子线圈、并且改进线圈的占空系数的方法。该方法包括以下步骤：将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向外部中以及用于插入管嘴的空间中。将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向内部中，但不会进入用于插入管嘴的空间中；以及将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向内部中以及用于插入管嘴的空间中。

Description

形成电机的定子线圈的方法
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
因此，本发明的目的是提供一种形成电机的定子芯部的方法，该方法能够解决传统技术的上述问题。即，本发明的方法能够在其中插入卷线机管嘴的死空间中形成线圈，从而改进线圈的占空系数以及电机的性能，并且利用较低的生产成本来批量生产定子线圈。
为了实现该目的，本发明具有以下结构。
即，在形成电气机械的定子线圈的第一方法中，定子包括：圆形定子芯部；从该定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，这些槽中的每个槽是围绕齿部中的每个齿部而形成的空间，且这些槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，该绝缘体覆盖定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，该定子线圈通过将线圈线多层卷绕在齿部上而分别形成在槽中，该方法包括以下步骤：
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向外部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中，以沿周向方向设置线圈；
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向内部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；以及
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向内部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中。
采用该方法，线圈能形成在用于插入管嘴并且在传统技术中变为死空间的空间中，并能改进电机的占空系数。
在形成电气机械的定子线圈的第二方法中，定子包括：圆形定子芯部；从该定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，这些槽中的每个槽是围绕齿部中的每个齿部而形成的空间，且这些槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，该绝缘体覆盖定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，该定子线圈通过将线圈线多层卷绕在齿部上而分别形成在槽中，该方法包括以下步骤：
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向内部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向外部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中；以及
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向内部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中。
采用该方法，线圈能形成在用于插入管嘴并且在传统技术中变为死空间的空间中，并能改进电机的占空系数。
在形成电气机械的定子线圈的第三方法中，定子包括：圆形定子芯部；从该定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，这些槽中的每个槽是围绕齿部中的每个齿部而形成的空间，且这些槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，该绝缘体覆盖定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，该定子线圈通过将线圈线多层卷绕在齿部上而分别形成在槽中，该方法包括以下步骤：
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向内部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将线圈线一个隔一个地整齐卷绕在槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向外部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中；以及
将线圈线整齐地卷绕在槽的剩余空纵向内部中以及用于插入卷线机管嘴的空间中。
采用该方法，线圈能形成在用于插入管嘴并且在传统技术中变为死空间的空间中，并能改进电机的占空系数。
较佳的是，在本发明的每种方法中，覆盖齿部的绝缘体具有分隔壁，且该分隔壁中的每个分隔壁将槽中的每个槽分成纵向外部和纵向内部。
通过形成分隔壁，能防止在线圈线多层卷绕在每个槽的纵向外部和纵向内部中时而发生的低劣卷绕，从而能整齐地卷绕线圈，并且能改进占空系数。
在本发明中，线圈能形成在其中插入管嘴并且被认为是死空间的空间中，从而能改进占空系数，能改进电机的性能，并且能利用较低的生产成本来批量生产定子。
附图说明
现将参照附图以示例的方式描述本发明的实施例，附图中：
图1A-1D是示出本发明方法的第一实施例的示意图；
图2A-2D是示出本发明方法的第二实施例的示意图；
图3A-3D是示出本发明方法的第三实施例的示意图；
图4A-4D是示出本发明方法的第四实施例的示意图；
图5A是示出卷绕线圈线的数量的示意图；
图5B是槽的放大视图；
图6A-6C是另一绝缘体以及卷绕在其上的线圈的示意图；
图7A-7D是示出本发明方法的第五实施例的示意图；
图8A是示出每个槽的卷绕线圈线的数量的示意图，其中通过传统方法来卷绕线圈线；
图8B是示出每个槽的卷绕线圈线的数量的示意图，其中通过第五实施例的方法来卷绕线圈线；
图9A-9D是示出本发明方法的第六实施例的示意图；
图10A-10D是示出本发明方法的第七实施例的示意图；
图11A-11D是示出本发明方法的第八实施例的示意图；以及
图12A-12E是示出形成定子线圈和死空间的传统方法的示意图。
具体实施方式
现将参照附图详细描述本发明的较佳实施例。在以下实施例中的每个实施例中，三相/12槽/内转子类型直流电无刷电动机将作为电机的示例进行描述。
首先，将参见图1D来描述电动机的示意结构。
在转子1中，转子磁体附连于被可旋转地保持的轴。转子磁体一体地附连于该轴的中间部分，且轴的两个端部都可旋转地由滚珠轴承保持。
在图1D中，齿部(磁极部)3从圆形定子芯部2径向向内延伸。定子芯部2覆盖有绝缘体4。槽5是用于形成电动机线圈(定子线圈)6的空间。每个槽5是形成在每个齿部3周围的空间。在每个槽5中，电动机线圈6由绝缘体4的分隔壁4a而分成第一线圈6a和第二线圈6b(参见图5A和5B)。
第一实施例
将参见图1A-1D等来描述本发明方法的第一实施例。在本实施例中，圆形定子芯部2具有偶数数量(例如，12)的齿部(磁极部)3，这些齿部从定子芯部2径向向内突出。通过将线圈线多层卷绕在覆盖有绝缘体4的齿部3上，电动机线圈(定子线圈)6形成在齿部3上，使得线圈6形成在槽5中。覆盖齿部3的绝缘体4具有分隔壁4a，每个分隔壁将每个槽5分成纵向内部(内部槽5a)和纵向外部(外部槽5b)。如图5B所示，在每个槽5中，分隔壁4a从绝缘体4突出，而与用于插入卷线机(未示出)的管嘴的死空间S相对应的间隙形成在分隔壁4a之间。注意到，电动机线圈6的直径为φ1.5的线圈线7多层卷绕。
在图1A中，从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的内部槽5a中，以在内部槽5a中一个隔一个地形成第一线圈6a。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第一线圈6a。注意到，可从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位开始卷绕线圈。
如图5A和5B所示，在与U1相位的齿部3相对应的内部槽5a中，从分隔壁4a附近的位置朝内部槽5a的内端径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从内端开始直到到达分隔壁4a为止径向地卷绕第二层线圈，而以Z字形卷绕第三层直到到达无死空间S的位置为止。在图1A中，17圈(T)线圈线卷绕在U1-和U3-相位的内部槽5a中。注意到，作为最外层卷绕的第17圈线圈线7并不进入死空间S中。
接下来，在图1B中，沿堆叠定子芯部的方向将管嘴插到与未卷绕齿部3相对应的空外部槽5b中，以在外部槽5b中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。具体地说，线圈6b形成在与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的外部槽5b中。
如图5A和5B所示，在与V1相位的齿部3相对应的外部槽5b中，从外部槽5b的外端附近的位置朝向分隔壁4a径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第二层线圈，从外端朝向分隔壁4a径向地卷绕第三层，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第四层，以及以Z字形卷绕第五层直到到达无死空间S的位置为止。在图1B中，16T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的外部槽5b中。因此，整齐地卷绕在齿部3上的第一线圈6a和第二线圈6b是Z字形设置的。
在图1C中，沿堆叠定子芯部的方向、将卷线机的管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的空外部槽5b中，以形成第二线圈6b。
在图5A和5B中，在与U1相位的齿部3相对应的外部槽5b中，从外部槽5b的外端附近的位置朝向分隔壁4a径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第二层线圈，从外端朝向分隔壁4a径向地卷绕第三层，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第四层，以及第五层以Z字形卷绕以进入死空间S。在图1C中，18T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的外部槽5b中。注意到，作为最外层卷绕的第17圈和第18圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6B。因此，整齐卷绕的第二线圈6b形成在所有的外部槽5b中。
接下来，在图1D中，沿堆叠定子芯部的方向、将卷线机的管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的空内部槽5a中，以形成第一线圈6a。
在图5A和5B所示，在与V1相位的齿部3相对应的内部槽5a中，从分隔壁4a附近的位置朝内部槽5a的内端径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从内端朝向分隔壁4a径向地卷绕第二层线圈，而从分隔壁4a朝向内端径向地卷绕第三层线圈。第三层线圈以Z字形卷绕，以进入死空间S中。在图1D中，22T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的内部槽5a中。注意到，作为最外层卷绕的第21圈和第22圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。如图1A-1D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/35T；U2-相位/38T；U3-相位/35T；以及U4-相位/38T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
将如图5A所示卷绕在12个槽5(内部槽5a和外部槽5b)中的卷绕线圈6(第一线圈6a和第二线圈6b)的数量与如图12A和12B所示传统线圈的数量进行比较。注意到，示例定子芯部是具有相同尺寸的三相/12槽芯部。
首先，在本实施例的示例中，具有直径为φ1.5的线圈线如图5A所示多层卷绕。
对于内部槽5a来说，22T线圈线卷绕在6个槽上(V1-、U2-、W2-、V3-、U4-、以及W4-相位)，而17T线圈线卷绕在6个槽上(U1-、W1-、V2-、U3-、W3-、以及V4-相位)。即，总的圈数是22T×6+17T×6＝234T。接下来，对于外部槽5b来说，16T线圈线卷绕在6个槽上(V1-、U2-、W2-、V3-、U4-、以及W4-相位)，而18T线圈线卷绕在6个槽上(U1-、W1-、V2-、U3-、W3-、以及V4-相位)。即，总的圈数是16T×6+18T×6＝204T。
另一方面，在传统技术的示例中，具有直径为φ2.1的线圈线如图12A所示多层卷绕。在该情形下，7T线圈线卷绕在12个槽上。即，总的圈数仅仅是84T。
此外，在传统技术的另一示例中，具有直径为φ1.5的线圈线如图12B所示多层卷绕。对于内部槽5a来说，17T线圈线(线圈54a)卷绕在12个槽上。即，总的圈数仅仅是17T×12＝204T。对于外部槽5b来说，16T线圈线(线圈54b)卷绕在12个槽上。即，总的圈数是16T×12＝192T。
在第一实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。
通过绝缘体4的分隔壁4a，能防止多层卷绕在内部槽5a和外部槽5b中的线圈6a和6b的差的卷绕，从能良好地实现整齐卷绕，并且能改进线圈的占空系数。
第二实施例
将参见图2A-2D等来描述本发明方法的第二实施例。注意到，在第一实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图2A中，从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的外部槽5b中，以在外部槽5b中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。
如图5A和5B所示，在与V1相位的齿部3相对应的外部槽5b中，从外部槽5b的外端附近的位置朝向分隔壁4a径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第二层线圈，从外端朝向分隔壁4a径向地卷绕第三层，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第四层，以及以Z字形卷绕第五层直到到达无死空间S的位置为止。在图2A中，16T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的外部槽5b中。注意到，第16圈线圈线7并不进入死空间S中。
接下来，在图2B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与未卷绕齿部3相对应的空内部槽5a中，以在内部槽5a中一个隔一个地形成线圈6a。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第一线圈6a。具体地说，线圈6a形成在与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的内部槽5a中。
如图5A和5B所示，例如在与U1相位的齿部3相对应的内部槽5a中，从分隔壁4a附近的位置朝内部槽5a的内端径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从内端朝向分隔壁4a径向地卷绕第二层线圈，而以Z字形卷绕第三层直到到达无死空间S的位置为止。在图2B中，17T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的内部槽5a中。注意到，第17圈线圈线7并不进入死空间S中。
因此，整齐地卷绕在齿部3上的第一线圈6a和第二线圈6b是Z字形设置的。
在第一线圈6a和第二线圈6b是Z字形设置的状态中，如图2B所示，沿堆叠定子芯部的方向、将卷线机的管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的空外部槽5b中，以形成如图2C所示的第二线圈6b。
在图5A和5B中，在与U1相位的齿部3相对应的外部槽5b中，从外部槽5b的外端附近的位置朝向分隔壁4a径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第二层线圈，从外端朝向分隔壁4a径向地卷绕第三层，从分隔壁4a朝向外端径向地卷绕第四层，以及第五层以Z字形卷绕以进入死空间S。在图2C中，18T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的外部槽5b中。注意到，第17圈和第18圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。因此，整齐卷绕的第二线圈6b形成在所有的外部槽5b中。
接下来，在图2D中，沿堆叠定子芯部的方向、将卷线机的管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的空内部槽5a中，以形成第一线圈6a。
在图5A和5B中，在与V1相位的齿部3相对应的内部槽5a中，从分隔壁4a附近的位置朝内部槽5a的内端径向地卷绕线圈线7，以形成第一层线圈，从内端朝向分隔壁4a径向地卷绕第二层线圈，而从分隔壁4a朝向内端以Z字形卷绕第三层线圈。第三层线圈以Z字形卷绕，以进入死空间S中。在图2D中，22T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的内部槽5a中。注意到，第21圈和第22圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。如图2A-2D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/35T；U2-相位/38T；U3-相位/35T；以及U4-相位/38T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
在第二实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。
第三实施例
将参见图3A-3D等来描述本发明方法的第三实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图3A中，从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的外部槽5b中，以在外部槽5b中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。
在图3A中，16T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的外部槽5b中。注意到，第16圈线圈线7并不进入死空间S中。
接下来，在图3B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与不具有第二线圈6b的齿部3相对应的空外部槽5b中，以在空外部槽5b中形成线圈6b。具体地说，线圈6b形成在与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的外部槽5b中。在本实施例中，18T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的外部槽5b中。注意到，第17圈和第18圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。因此，第二线圈6b卷绕在所有的齿部3上并且沿定子芯部2的周向方向设置。
在图3C中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的空内部槽5a中，以在内部槽5a中形成第一线圈6a。在本实施例中，17T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的内部槽5a中。注意到，第17圈线圈线7并不进入死空间S中。
接下来，在图3D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的空内部槽5a中，以在内部槽5a中形成线圈6a。在本实施例中，22T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的内部槽5a中。注意到，第21圈和第22圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图3A-3D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/35T；U2-相位/38T；U3-相位/35T；以及U4-相位/38T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
在第三实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。
第四实施例
将参见图4A-4D等来描述本发明方法的第四实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图4A中，从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的外部槽5b中，以在外部槽5b中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。在图4A中，16T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的外部槽5b中。注意到，第16圈线圈线7并不进入死空间S中。
接下来，在图4B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与具有第二线圈6b的齿部3相对应的空内部槽5a中，以在内部槽5a中形成线圈6a。具体地说，线圈6a形成在与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的内部槽5a中。在图4b中，17T和19T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的内部槽5a中。注意到，第17圈和第22圈线圈线7并不进入死空间S中。因此，线圈(第一线圈6a和第二线圈6b)一个隔一个地卷绕在齿部3上，并且沿定子芯部2的周向方向设置。
在图4C中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的无线圈卷绕在其上的齿部3相对应的空外部槽5b中，以在外部槽5b中形成第二线圈6b。在图4C中，18T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的外部槽5b中。注意到，第17圈和第28圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。
接下来，在图4D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的空内部槽5a中，以在内部槽5a中形成线圈6a。在本实施例中，22T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的内部槽5a中。注意到，第21圈和第22圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图4A-4D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/40T；U2-相位/33T；U3-相位/40T；以及U4-相位/35T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量(T)与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
注意到，与死空间S相对应的空隙隔开相邻的分隔壁4a。本发明并不局限于上述分隔壁4a。如图6A所示，可使用小突起4b来代替分隔壁4a。能可选地选择突起4b的长度，只要能防止差的卷绕即可。例如，如图6B和6C所示，突起4b对卷绕在齿部3上的内部线圈6a和外部线圈6b的第一层和第二层进行支承，从而能防止差的卷绕。
在第四实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。
第五实施例
将参见图7A-7D等来描述本发明方法的第五实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。在本实施例中，覆盖定子铁芯2和齿部3的绝缘体4并不具有分隔壁4a。
可从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。在图7A中，沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的纵向外部中，以在纵向外部中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位开始卷绕线圈。
如图8B所示，线圈线7从纵向外部外端附近的位置开始径向地卷绕在U1相位的齿部3上，直到到达槽的中间位置为止，以形成第一层线圈。从中间位置朝向外端径向地卷绕第二层。从外端开始径向向内地卷绕第三层。从死空间S外部的位置朝向外端以Z字形卷绕第四层。注意到，在图7A中，20T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的齿部中。
在图7B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与不具有第二线圈6b的齿部3相对应的空槽5中，以在槽5的空纵向外部中形成线圈6b。具体地说，线圈6b形成在与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的纵向外部中。
如图8B所示，线圈线7从纵向外部外端附近的位置开始径向地卷绕在V1相位的齿部3上，直到到达槽的中间位置为止，以形成第一层线圈。从中间位置朝向外端径向向外地卷绕第二层。从外端开始径向向内地卷绕第三层。从中间位置朝向外端径向地卷绕第四层。第五层的第21圈和第23圈从外端开始以Z字形卷绕，以进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。在图7B中，23T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的齿部3中。整齐卷绕的第二线圈6b沿定子芯部2的周向方向设置。
在图7C中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到在其中形成第二线圈6b的槽5的纵向内部中，以在槽5的纵向内部中一个隔一个地形成线圈6a。具体地说，线圈6a形成在与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的纵向内部中。
如图8B所示，线圈线7从槽的中间位置附近的位置朝向纵向内部的内端、径向向内地卷绕在V1相位的齿部3上，以形成第一层线圈。从内端朝向中间位置径向地卷绕第二层。朝向内端以Z字形卷绕第三层线圈，但不会进入死空间S中。注意到，在图7c中，如同线圈6a那样，14T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的齿部3中。
接下来，在图7D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向内部中，以在槽5的纵向内部中形成线圈6a。在本实施例中，21T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的齿部3中。注意到，第21圈线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图7A-7D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/41T；U2-相位/37T；U3-相位/41T；以及U4-相位/37T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量(T)与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
将如图8B所示卷绕在12个槽5(纵向内部和纵向外部)中的卷绕线圈6(第一线圈6a和第二线圈6b)的数量与如图8A所示传统线圈的数量进行比较。
首先，在本实施例的示例中，具有直径为φ1.5的线圈线如图8B所示多层卷绕。
对于槽5的纵向内部来说，21T线圈线卷绕在六个槽上，而14T线圈线卷绕在六个槽上。即，总的圈数是210T。接下来，对于槽5的纵向外部来说，20T线圈线卷绕在六个槽上，而23T线圈线卷绕在六个槽上。即，总的圈数是258T。
另一方面，在如图8A所示传统技术的示例中，216T(18T×12槽)线圈线卷绕在槽5的纵向内部上，而仅仅有204T(17T×12槽)线圈线卷绕在槽15的纵向外部上。
在本实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。此外，即使绝缘体4并不具有分隔壁，仍能在不发生差的卷绕的条件下卷绕线圈。
第六实施例
将参见图9A-9D等来描述本发明方法的第六实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图9A中，从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的纵向外部中，以在外部槽5b(纵向外部)中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位开始卷绕线圈。在图9A中，20T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7卷绕成并不进入死空间S中。
接下来，在图9B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与具有第二线圈6b的齿部3相对应的内部槽5a(槽5的纵向内部)中，以在纵向内部中形成线圈6a。具体地说，线圈6a形成在与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的槽5的纵向内部中。在图9B中，14T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的纵向内部中。注意到，最外层线圈线7卷绕成并不进入死空间S中。因此，线圈(第一线圈6a和第二线圈6b)一个隔一个地整齐卷绕在齿部3上，并且沿定子芯部2的周向方向设置。
在图9C中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的没有线圈卷绕在其上的齿部3相对应的槽5中，以在槽5的纵向外部中形成第二线圈6b。在图9C中，23T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。
接下来，在图9D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向内部中，以形成线圈6a。在本实施例中，21T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图9A-9D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/34T；U2-相位/44T；U3-相位/34T；以及U4-相位/44T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量(T)与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
在本实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。此外，即使绝缘体4并不具有分隔壁，仍能在不发生差的卷绕的条件下卷绕线圈。
第七实施例
将参见图10A-10D等来描述本发明方法的第七实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图10A中，从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的纵向外部中，以在外部槽5b(纵向外部)中一个隔一个地形成第二线圈6b。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第二线圈6b。注意到，可从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位开始卷绕线圈。在图10A中，20T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7卷绕成并不进入死空间S中。
接下来，在图10B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与不具有第二线圈6b的齿部3相对应的槽5的纵向内部中，以在纵向内部中一个隔一个地形成线圈6a。具体地说，线圈6a形成在与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的纵向内部中。在图10B中，23T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的纵向内部中。注意到，最外层线圈线7卷绕成并不进入死空间S中。因此，整齐地卷绕在齿部3上的第一线圈6a和第二线圈6b以Z字形设置在定子芯部2中。
如图10B所示，第一线圈6a和第二线圈6b已进行Z字形设置。因此，如图10C所示，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向外部中，以在槽5的纵向外部中形成第二线圈6b。
在图10C中，17T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。
接下来，在图10D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向内部中，以形成线圈6a。在本实施例中，20T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图10A-10D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/41T；U2-相位/40T；U3-相位/41T；以及U4-相位/40T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量(T)与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
在本实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。此外，虽然绝缘体4并不具有分隔壁，但仍能在不发生差的卷绕的条件下卷绕线圈。
第八实施例
将参见图11A-11D等来描述本发明方法的第八实施例。注意到，在前述实施例中所描述的结构元件被标为相同的附图标记，并且将省略对它们的解释。
在图11A中，从V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3开始卷绕线圈。沿堆叠定子芯部的方向(平行于电动机轴向方向的方向)、将卷线机的管嘴插到形成在齿部3周围的槽5的纵向内部中，以在纵向内部中一个隔一个地形成第一线圈6a。即，沿圆形定子芯部2的周向方向一个隔一个地设置第一线圈6a。注意到，可从U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位开始卷绕线圈。在图11A中，23T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7卷绕成并不进入死空间S中。
接下来，在图11B中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与不具有线圈的齿部3相对应的槽5的纵向外部中，以在纵向外部中一个隔一个地形成线圈6b。具体地说，线圈6b形成在与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的槽5的纵向外部中。在图11B中，21T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的纵向外部中。因此，整齐地卷绕在齿部3上的第一线圈6a和第二线圈6b以Z字形设置在定子芯部2中。
如图11B所示，第一线圈6a和第二线圈6b已经以Z字形设置。因此，如图11C所示，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与V1-、U2-、W2-、V3-、U4-以及W4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向外部中，以在槽5的纵向外部中形成第二线圈6b。在图11C中，17T线圈线卷绕在U2-和U4-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6b。
接下来，在图11D中，沿堆叠定子芯部的方向、将管嘴插到与U1-、W1-、V2-、U3-、W3-以及V4-相位的齿部3相对应的槽5的空纵向内部中，以形成线圈6a。在图11D中，20T线圈线卷绕在U1-和U3-相位的槽5中。注意到，最外层线圈线7进入死空间S中，但不干扰相邻线圈6a。
如图11A-11D所示，U相位的齿部3上的卷绕线圈数量如下：U1-相位/41T；U2-相位/40T；U3-相位/41T；以及U4-相位/40T。V-和W-相位的卷绕线圈的数量(T)与U-相位的卷绕线圈的数量相同。
在本实施例的方法中，通过以上述顺序将线圈线卷绕在定子芯部2的齿部3上，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。此外，虽然绝缘体4并不具有分隔壁，但仍能在不发生差的卷绕的条件下卷绕线圈。
在上述实施例中的每个实施例中，定子线圈6能不仅形成在槽5中而且形成在间隙中，槽5分别形成在齿部3周围，而间隙形成在相邻槽5之间并且被认为是死空间S。因此，能增大卷绕线圈6的数量，能改进线圈6的占空系数，并且还能改进电动机的性能。
在上述实施例中的每个实施例中，已描述了内转子式电机的定子，但本发明也可适用于外转子式电机。
本文所引用的所有实例和条件语言都是用于讲授目的以帮助读者理解发明人为发展本领域所作出的发明和概念，且应认为并不限于说明书中这些具体描述的实例和条件，也不限于这些实例的构成，涉及本发明优等和次等的显示。虽然已经详细描述了本发明的各实施例，但是应当理解，可对其作出各种改变、替代和变化而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种形成电气机械的定子线圈的方法，定子包括：圆形定子芯部；从所述定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，所述槽中的每个槽是围绕所述齿部中的每个齿部而形成的空间，且所述槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，所述绝缘体覆盖所述定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，所述定子线圈通过将线圈线多层卷绕在所述齿部上而分别形成在所述槽中，所述方法包括以下步骤：
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向外部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中，以沿周向方向设置所述线圈；
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向内部中，但不会进入所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中；以及
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向内部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中。
2.一种形成电气机械的定子线圈的方法，定子包括：圆形定子芯部；从所述定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，所述槽中的每个槽是围绕所述齿部中的每个齿部而形成的空间，且所述槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，所述绝缘体覆盖所述定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，所述定子线圈通过将线圈线多层卷绕在所述齿部上而分别形成在所述槽中，所述方法包括以下步骤：
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向外部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向内部中，但不会进入所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中；
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向外部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中；以及
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向内部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中。
3.一种形成电气机械的定子线圈的方法，定子包括：圆形定子芯部；从所述定子芯部径向突出的偶数个齿部；多个槽，所述槽中的每个槽是围绕所述齿部中的每个齿部而形成的空间，且所述槽中的每个槽被分成纵向外部和纵向内部；绝缘体，所述绝缘体覆盖所述定子芯部和所述齿部；以及定子线圈，所述定子线圈通过将线圈线多层卷绕在所述齿部上而分别形成在所述槽中，所述方法包括以下步骤：
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向内部中，但不会进入用于插入卷线机管嘴的空间中；
将所述线圈线一个隔一个地整齐卷绕在所述槽的空纵向外部中，但不会进入所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中；
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向外部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中；以及
将所述线圈线整齐地卷绕在所述槽的剩余空纵向内部中以及所述用于插入所述卷线机管嘴的空间中。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，
其特征在于，覆盖所述齿部的所述绝缘体具有分隔壁，且所述分隔壁中的每个分隔壁将所述槽中的每个槽分成所述纵向外部和所述纵向内部。
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