CN103107659B - 扁线的绕线结构 - Google Patents

Abstract

一种扁线的绕线结构，具有：构成磁心本体的铁心；从铁心朝径向内侧延伸形成的齿部；以及从齿部的径向内侧的前端沿圆周方向延伸形成的凸缘部，在由齿部、铁心及凸缘部围起并形成的槽中卷绕多层扁线来形成线圈，扁线的截面上的宽度尺寸与厚度尺寸之比、即扁平率随着从线圈的内层朝向外层卷绕而增大，根据槽在线圈各层上的宽度尺寸，来将各层扁线的扁平率设定为能抑制在槽与扁线之间形成间隙。

Description

扁线的绕线结构

技术领域

本发明涉及扁线的绕线结构。

本申请基于2011年10月31日在日本提出申请的日本专利特愿2011-239121号要求优先权，并在此将其内容援引于此。

背景技术

一般来说，在由设有磁铁的转子和卷装有绕线的定子铁心构成的电动机（无刷电动机）中，卷绕在该定子铁心齿部的绕线的密度（占空系数）越高，其性能就越好。因此，已知有一种结构是将包括齿部的层叠铁心片沿着电动机的轴线在圆周方向上分割，以容易将绕线卷绕到齿部。通过具有这种结构，就能在将绕线卷绕在每个所分割的层叠铁心片上后，组装定子铁心。因此，能够提高占空系数。

然而，作为绕线，已知有由截面呈圆形的所谓圆线构成的绕线和由截面呈大致长方形的所谓扁线构成的绕线。扁线因其形状特征而使其在定子铁心内的绕线间的间隙比圆线在定子铁心内的绕线间的间隙小。因此，能进一步提高占空系数。

作为提高将扁线卷绕于层叠铁心片的齿部时的占空系数的技术，已知有在日本专利申请特开2008-61442号公报中公开的技术。在日本专利特开2008-61442号公报所公开的技术中，一边将圆线成型为扁线，一边使扁线的截面形状随着扁线的每次叠层（绕线层）而变化，同时以使扁线与齿部间的间隙最小的方式将绕线卷绕在齿部上，藉此来提高占空系数。

然而，一般用作电动机的绕线的电线是通过对铜线材的周围覆盖瓷漆来构成的。若要使这种在表面具有瓷漆覆膜的圆线的截面形状变化来成型为扁线，则在将圆线成型为扁平形状时，瓷漆覆膜会受到应力。因此，会使卷绕到齿部时的可挠性降低。在此，可挠性是指瓷漆覆膜相对于扁线弯曲的追随性。一旦可挠性降低，则瓷漆覆膜便无法追随着扁线的弯曲，有时会使瓷漆覆膜受损。

因而，为了提高占空系数，在从圆线成型为扁线时不能过度地改变截面形状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扁线的绕线结构，其既能防止扁线的可挠性的降低，又能提高扁线的占空系数。

本发明第一方案的扁线的绕线结构具有：构成磁心本体的铁心；从上述铁心朝径向内侧延伸形成的齿部；以及从上述齿部的径向内侧的前端沿圆周方向延伸形成的凸缘部，在由上述齿部、上述铁心及上述凸缘部围起而形成的槽中卷绕多层扁线来形成线圈，上述扁线的截面上的宽度尺寸与厚度尺寸之比、即扁平率随着从上述线圈的内层朝向外层卷绕而增大，并且根据上述槽在上述线圈各层上的宽度尺寸，来将上述各层的上述扁线的扁平率设定为能抑制在槽与扁线之间形成间隙。

本发明第二方案是在本发明第一方案的扁线的绕线结构的基础上，上述磁心本体是将形成为大致圆筒状的上述铁心沿圆周方向分割成多个而形成的铁心片，在分割后的各上述磁心本体上分别设置一个齿部，上述槽由分割后的各上述磁心本体、设于上述磁心本体上的上述齿部及在上述齿部上形成的上述凸缘部围起形成，在卷绕在分割后的上述磁心本体的上述槽中的上述线圈的至少一部分层上，卷绕在径向最内侧的扁线的扁平率与在同一层上与所述扁线在其径向外侧相邻卷绕的扁线的扁平率不同，上述线圈收容在上述槽的线圈收容部中。

本发明第三方案是在本发明第一方案或第二方案的扁线的绕线结构的基础上，上述槽的开口部的宽度是从上述槽的底部朝向开口侧渐渐扩大，且根据上述槽在上述线圈各层上的宽度尺寸，来将上述各层的上述扁线的扁平率设定为能抑制在上述槽与上述扁线之间产生间隙。

本发明第四方案是在本发明第二方案的扁线的绕线结构的基础上，将卷绕在上述径向最内侧的扁线的扁平率设定为比上述相邻卷绕的扁线的扁平率更大。

本发明第五方案是在本发明第三方案的扁线的绕线结构的基础上，将卷绕在上述径向最内侧的扁线的扁平率设定为比上述相邻卷绕的扁线的扁平率更大。

本发明第六方案是在本发明第一方案或第二方案的扁线的绕线结构的基础上，上述线圈的始端及末端由圆线成型。

本发明第七方案是在本发明第一方案或第二方案的扁线的绕线结构的基础上，在分割后的上述磁心本体上夹着上述齿部而设置有一对上述槽，在上述齿部安装有用于将上述线圈与上述磁心本体之间绝缘的绝缘部件，且将在上述绝缘部件上的一对上述槽底部间的尺寸设定为使上述齿部的径向内侧比径向外侧小。

本发明第八方案是将本发明第一方案或第二方案的扁线的绕线结构应用于形成无刷电动机的定子铁心上的线圈。

根据本发明第一方案的扁线的绕线结构，通过使线圈最内层的扁线的扁平率最小，就能减少从圆线成型为最内层的扁线时的变形量，并能抑制最内层的扁线的可挠性下降。另外，在将绕线卷绕到槽中时使扁线呈圆弧状地弯曲大约90度的部分上，越是朝向内侧的层，扁线的曲率半径就越小，从而受到的应力也越大，但由于越是朝向内侧的层，扁线的扁平率越小，因此，越是内侧的层，越不易受到应力。也就是说，由于扁线的扁平率随着从线圈的内层朝向外层卷绕而增大，因此，能够形成既不会降低扁线的可挠性又能维持绝缘性能的线圈。

另外，根据槽在线圈各层上的宽度尺寸，来将上述各层扁线的扁平率设定为能防止槽与扁线之间产生间隙。因此能够提高占空系数。

根据本发明第二方案的扁线的绕线结构，通过在分割后的磁心本体中的至少在一部分层上，使卷绕在径向最内侧的扁线的扁平率与在同一层上与所述扁线在其径向外侧相邻卷绕的扁线的扁平率不同，就可进一步提高占空系数。另外，还能够将线圈收容在槽的线圈收容部内，因此在将分割的磁心本体连接时，能够在邻接的线圈不会彼此干扰的范围内提高占空系数。

根据本发明第四方案的扁线的绕线结构，卷绕在径向最内侧的所述扁线的扁平率设定为比上述邻接卷绕的扁线的扁平率更大。因此，能塞满线圈收容部内的死区，能进一步提高线圈的占空系数。

根据本发明第五方案的扁线的绕线结构，线圈的始端及末端由圆线成型。因此，在与汇流条单元等接线部件连接时，可采用与过去相同的连接方法。其结果是，能最大限度地减少制造设备等的变更，并能降低制造成本。

根据本发明第六方案的扁线的绕线结构，可将在绝缘部件上的一对槽底部间的尺寸设定为越朝向径向内侧越小。因此，能防止在槽中卷绕扁线时扁线朝径向外侧移动。

根据本发明第七方案的扁线的绕线结构，在无刷电动机的定子上，既不会降低扁线的可挠性，又能提高线圈的占空系数。其结果是，能提高无刷电动机的输出密度，实现小型化和低成本化。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的无刷电动机的结构的剖视图。

图2是表示本发明一实施方式的无刷电动机的定子结构的立体图。

图3是表示本发明一实施方式的无刷电动机的定子的层叠铁心片结构的立体图。

图4是表示扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的状态的立体图。

图5是沿图4的A－A线的剖视图。

图6是沿图5的B－B线的剖视图。

图7是在本发明一实施方式中使用的扁线成型装置的结构图。

图8是对本发明一实施方式的扁线的成型方法进行说明的说明图。

图9A是对将第一层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图9B是对将第一层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图9C是对将第一层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图10A是对将第二层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图10B是对将第二层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图10C是对将第二层的扁线卷绕在本发明一实施方式的无刷电动机的层叠铁心片上的顺序进行说明的图。

图11是本发明其它实施方式的层叠铁心片及绝缘部件的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图11，对本发明一实施方式进行说明。

如图1所示，无刷电动机1具有压入壳体2中的定子3和设置成能相对于定子3自由旋转的转子4。无刷电动机1例如可用作电动转向装置（EPS：ElectricPowerSteering）的电动机使用。

壳体2具有底部，并形成为筒状。在筒状部分的内周压入有定子3。壳体2的端部（底部）2A的中央部压入有轴承5。在该轴承5上支撑着能够自由旋转的转子4的转轴6。壳体2的开口部被支架7封闭。

定子3具有大致圆筒状的定子铁心10。在将从定子铁心10朝径向内侧延伸形成的齿部和插入到形成于齿部的槽内的后述的绝缘部件11安装之后，对作为绕线的截面呈大致矩形的扁线12进行卷绕。通过卷绕扁线12来形成线圈8。

在转子4中，在转轴6上依次配置有磁铁13和位置检出用的分解器14的分解器转子14A。磁铁13以其磁极沿圆周方向依次变化的方式磁化。

支架7具有圆盘形状。在支架7的中央部形成有孔20。在孔20内压入固定着轴承21。转轴6被轴承21支承成能自由旋转。另外，构成分解器14的分解器定子14B与分解器转子14A的位置对应而被固定。分解器定子14B能检测出与转轴6一体旋转的分解器转子14A的旋转位置。另外，在支架7的靠壳体2的一侧配置有多个端子22。端子22具有将定子3侧的扁线12的定子绕线与从支架7的外周拉入的引线23电连接的作用。端子22能从通过引线23连接的外部电源对扁线12供电。除此之外，在支架7的外周部穿设有在对无刷电动机1进行固定时使用的螺栓孔24。

在此，在定子铁心10中，使用能沿圆周方向分割的分割磁心方式。即，定子铁心10通过将沿圆周方向分割成多个的层叠铁心片30连接成环状来构成。如图2～图5所示，层叠铁心片30具有沿圆周方向延伸的磁心本体31。磁心主体31是在将层叠铁心片30连接成环状时形成定子铁心10的环状磁路的部分，并且是被压入壳体2的内周面的部分。磁心本体31俯视呈大致圆弧状。另外，磁心本体31具有相对于定子铁心10的长度方向（无刷电动机的轴线方向）扭转并倾斜的规定的扭斜角。

磁心本体31的圆周方向两端部形成连接部32A、32B，该连接部32A、32B通过压入而与其它层叠铁心片30连接。一个连接部32A具有凸出形状，另一连接部32B具有能收纳连接部32A的凹入形状。突极、即齿部33从磁心本体31的径向内侧的圆周方向上的大致中央部朝向定子铁心10的径向内侧（旋转中心侧）一体延伸设置。上述齿部33也与磁心本体31同样地具有扭斜角。

另外，在齿部33的径向内侧的端部形成有沿圆周方向延伸的凸缘部34。被这些齿部33、磁铁本体31及凸缘部34包围，来形成有用于卷绕扁线12的槽60。而在各层叠铁心片30上，夹着齿部33设置有一对槽60。在此，将磁心本体31的圆周方向端部与凸缘34的圆周方向端部连接的假想线（图5中的双点划线）的内侧构成槽60中的线圈收容部61。

在齿部33的径向内侧的端部的外表面上，以与齿部33相同的扭斜角度形成有两条凹部35。利用两条凹部35而在一个层叠铁心片30上形成三个齿。另一方面，在凸缘34的面向槽60的部分形成有朝向槽60的开口部渐渐扩大的斜壁部（槽内侧壁部）34A。由此，槽60构成为其开口宽度从槽底部33A朝向槽60的开口侧渐渐扩大。

绝缘部件11以将这样形成的齿部33围住的方式安装。绝缘部件11由一对树脂制的绝缘体40和一对纸状的绝缘纸41构成，一对绝缘体40以从层叠铁心片30的长度方向（轴向）的两端部30A、30A夹着齿部33的方式一个一个地安装，一对绝缘纸41被插入由齿部33、磁心本体31及凸缘部34围起的槽60中，并具有可挠性。绝缘部件11整体形成为大致四边形。利用由这些绝缘体40和绝缘纸41构成的绝缘部件11来对线圈8与层叠铁心片30（磁心本体31）之间进行绝缘，且将扁线12卷绕在齿部33上。

如图4、图5所示，扁线12从槽60的径向外侧沿着设置在齿部33侧面的绝缘纸41配线。然后，扁线12经过安装在层叠铁心30两端部30A、30A的绝缘体40而再次朝向槽60中卷绕。扁线12以这样的顺序在齿部33上卷绕多圈（在本实施方式中为二十一圈），形成多个绕线层（在本实施方式中为五层）。具体来说，扁线12的绕线层在第一层至第三层中卷绕五圈，在第四层中卷绕四圈，在第五层中卷绕两圈。

在此，在将扁线12的截面上的宽度尺寸（在同一层上沿扁线12相邻的方向测定到的尺寸）与厚度尺寸（沿层叠方向测定到的尺寸）之比定义为扁线12的扁平率时，将第一层扁线12a的扁平率设定为比第二层至第五层的各层扁线12b、12c、12d的扁平率小。

另外，“扁线12”是包括扁线12a、12b、12c、12d在内的总称。

另外，第一层扁线12a的扁平率根据槽60在第一层上的宽度尺寸（沿着齿部33的侧面测定到的径向长度）来进行设定，从而在使第一层扁线12a相互接触并卷绕时在槽60与扁线12a之间产生的间隙最小（换言之，抑制间隙产生）。这是为了提高占空系数。

而在本实施方式中，第一层扁线12a的截面形状为大致正方形。

此外，将第二层至第五层扁线12b、12c、12d的扁平率设定为比第一层扁线12a的扁平率大。第二层到第五层扁线12b、12c、12d的截面形状为大致长方形。另外，除了第四层上的径向最内侧的扁线12c和第五层上的径向最内侧的扁线12d之外，第二层至第五层扁线12b的扁平率设定为全部相同。而从第二层至第三层扁线12b的扁平率设定为从线圈内层朝向外层稍稍增大。由此，对于以开口宽度从槽底部33朝向槽60的开口侧渐渐扩大的槽60来说，在卷绕有五圈的各层（第一层至第三层）上根据各层的槽开口宽度尺寸来调节扁平率，以消除槽60与扁线12b间的间隙。

另外，第二层和第三层扁线12b的扁平率则根据槽60在第二层和第三层上的宽度尺寸来设定，以便在第二层和第三层的各层上使扁线12b相互接触并卷绕时在槽60与扁线12b之间产生的间隙最小（换言之，抑制间隙产生）。这是因为槽60在第一层上的宽度尺寸与槽60在第二层及第三层上的宽度尺寸不同。通过这样根据不同的层来改变扁线12的扁平率，就能提高占空系数。

关于第四层，将卷绕在径向最内侧的扁线12c的扁平率设定为比在第四层上卷绕在所述扁线12c的径向外侧的扁线12b的扁平率大。

理由如下所述。若将第四层的扁线12的扁平率设定为与整体扁线12b的扁平率相同，则有时卷绕在径向最内侧的扁线12b的一部分不能收容在槽60的线圈收容部61内，并能从线圈收容部61突出。而一旦线圈8的一部分这样从线圈收容部61突出，则在要将层叠铁心片30连接成环状来形成定子铁心10时，卷绕在邻接的槽60中的线圈8会彼此干扰，而导致无法组装定子铁心10。

为此，在第四层上对卷绕在径向最内侧的扁线12c的扁平率进行调节，将其设定为比扁线12b的扁平率更大。其结果是，不仅可使卷绕在第四层的径向最内侧的扁线12c收容在线圈收容部61内，而且能填满线圈收容部61内的死区，来尽量抑制间隙产生。

关于第五层，将卷绕在径向最内侧的扁线12d的扁平率设定为比在第五层中卷绕在上述扁线12d的径向外侧处的扁线12b的扁平率更大。理由与卷绕在上述第四层的径向最内侧的扁线12c相同。

通过如上所述设定在第四层和第五层中卷绕在径向最内侧的扁线12c、12d的扁平率，就能在不使卷绕在相邻的槽60内的线圈8彼此干扰的范围内，提高占空系数。

另外，将第一层扁线12a的扁平率设定为比从第二层至第五层扁线12b、12c、12d的扁平率更小。理由如下所述。

如后所述，扁线12是在用辊子73将由圆线构成的圆线材71压扁而形成的。该圆线材71是通过将铜线材的周围覆盖瓷漆来构成的，因此，在将圆线材11压扁而使其变形时，瓷漆覆膜会受到应力，有时会使扁线12的可挠性下降。在此，在从圆线材11成型为扁线12的情况下，成型后的扁线12的扁平率越大，瓷漆覆膜自身的变形量越大，受到的应力也越大，而成型后的扁线12的扁平率越小，瓷漆覆膜自身的变形量越小，受到的应力也越小。

另一方面，在将扁线12卷绕到齿部33时，如图6所示，存在对安装在齿部33的端部30A上的绝缘体40的外侧进行卷绕的部分，在从槽60卷绕到绝缘体40外侧的部分和从绝缘体40的外侧再度卷绕到槽60的部分（以下均称为弯曲部15）上，扁线12分别呈圆弧状地弯曲大约90度。而且，在卷绕扁线12时，扁线12的瓷漆覆膜会在这些弯曲部15处受到应力。此时，越是内侧的层，扁线12越是弯曲成曲率半径小的圆弧状，因此，瓷漆覆膜受到的应力越大。因而，第一层扁线12a的可挠性最容易下降。

因而，通过将第一层扁线12a的扁平率设定为比第二层至第五层扁线12b、12c、12d的扁平率小，来减小从圆线材11成型为最内层、即第一层扁线12a时的变形程度，以尽量减少瓷漆覆膜所受的应力，同时尽量减少在将第一层扁线12a卷绕到齿部33时弯曲部15处的瓷漆覆膜所受的应力。由此，能抑制第一层扁线12a的可挠性下降。

也就是说，通过将扁线12的扁平率设定为从线圈8的内层朝向外层逐渐增大，就能形成扁线12的可挠性不会下降的线圈8。

根据这种绕线结构，能将层叠铁心片30的槽60的线圈收容部61内的间隙控制在最小范围内。其结果是，能提高定子铁心10的绕线占空系数。

另外，使扁线12的扁平率发生变化的部位（也就是说，使截面形状发生变化的部位）并没有特别限定。较为理想的是，使扁平率变化的部位不仅有槽60内，还有安装于层叠铁心片30两端部30A、30A的绝缘体40上。其结果是，能将扁线12更正确地在槽60内无间隙地排列整齐，并能进一步提高占空系数。

以下，基于图7、图8对扁线12的成型方法进行说明。

如图7、图8所示，扁线成型装置70包括：绕线筒72，在该绕线筒72上卷绕截面呈圆形的圆线材71；以及用于形成扁线的扁线成型辊子73。绕线筒72被支承成能自由旋转。扁线成型辊子73由第一辊子74、第二辊子75和第三辊子76这三个辊子74、75、76构成。

第一辊子74是用于从上下方向将圆线材71压扁的部件。在第一辊子74上设置有能自由旋转的上下一对辊子74A、74B。第二辊子75是用于从横向将圆线材71压扁的部件。在第二辊子75上设置有能自由旋转的左右一对辊子75A、75B。第三辊子76是用于再次从上下方向将圆线材71压扁的部件。在第三辊子76上设置有能自由旋转的上下一对辊子76A、76B。这些辊子76A、76B设置成分别能沿上下方向滑动。另外，第三辊子76与未图示的控制部电连接，并能基于控制部的信号而适当地设定辊子76A、76B间距离。另外，在扁线成型辊子73的下游侧（图7中的右侧）设置有构成定子铁心10的层叠铁心片30，且使该层叠铁心片30能朝向扁线12的卷绕方向旋转。

从绕线筒72拉出的圆线材71首先经过第一辊子74，从而在上下方向被压扁。然后经过第二辊子75，从而在横向被压扁，来形成扁平率最小的、截面呈大致正方形的临时扁线12A。

将该临时扁线12a的扁平率设定为与作为第一层卷绕在层叠铁心片30的齿部33上的扁线12a的扁平率相同。

然后，使用第三辊子76将临时扁线12A压扁至规定的厚度，并从临时扁线12A形成具有规定的扁平率的扁线12b、12c、12d。即，通过第三辊子76来确定扁线12的扁平率。接着，将形成为规定扁平率的扁线12卷绕到层叠铁心片30的槽60中。而与第三辊子76电连接的控制部预先被程序控制为一旦临时扁线12A经过第三辊子76达规定长度，就使辊子76A、76B间的距离变化。因此，在要形成第一层扁线12a时，将第三辊子76设定为最大宽度，并与临时扁线12A分离，而与成型无关。

也就是说，第三辊子76被程序控制为一旦临时扁线12A经过在槽60中卷绕一圈的量（一层绕线层的量）的长度，则其辊子76A、76B朝相互靠近的方向滑动。由此，使槽60中的第二层之后的扁线12的厚度比第一层扁线12a的厚度更薄。即，第二层之后的扁线12的扁平率比第一层扁线12a的扁平率更大。

就这样，在第二层之后的扁线12中，通过将圆线材71在横向上压扁一次、在上下方向上压扁两次，就可确定其扁平率。

在此，各辊子74、75、76对圆线材71的不同压扁量（变形量）也会使圆线材71上的瓷漆覆膜所受的应力发生变化。尤其是进行扁平率较大的成型时，瓷漆覆膜所受的应力也会增大。

而当在槽60中卷绕扁线12时，如图5中的箭头所示，在第一层、第三层、第五层这些奇数层上，扁线12是从径向外侧朝向径向内侧卷绕，在第二层和第四层这些偶数层上，扁线12是从径向内侧朝向径向外侧卷绕。

在这样卷绕扁线12的情况下，当要从卷绕在第一层的径向最内侧的扁线12a的成型转移到卷绕在第二层的径向最内侧的扁线12b的成型时，使第三辊子76的辊子76A、76B间的间隔缩小，以便与扁线12b的扁平率相对应。

而当要从卷绕在第三层的径向最内侧的扁线12b的成型转移到卷绕在第四层的径向最内侧的扁线12c的成型时，使第三辊子76的辊子76A、76B间的间隔缩小，以便与扁线12c的扁平率相对应。当在此状态下使临时扁线12A经过在槽60中卷绕一圈的长度后，使第三辊子76的辊子76A、76B间的间隔扩大，以便再度与扁线12b的扁平率相对应。

而当要从卷绕在第五层的径向最外侧的扁线12b的成型转移到卷绕在第五层的径向最内侧的扁线12d的成型时，使第三辊子76的辊子76A、76B间的间隔缩小，以便与扁线12d的扁平率相对应。

通过这样控制第三辊子76的辊子76A、76B间的尺寸，就能将扁平率不同的扁线12a、12b、12c、12d分别卷绕到所希望的绕线层的所希望的径向位置上。

其结果是，能将层叠铁心片30的槽60的线圈收容部61内的间隙控制在最小范围，从而能提高定子铁心10的绕线、即扁线12的占空系数。

另外，如图6所示，如果将卷绕到层叠铁心片30上的扁线12的始端16和末端（省略图示）成型为圆线材71，而不是成型为扁线12，则在将这些始端16及末端与汇流条（busbar，日文：バスバー）单元等接线部件连接时，能采用与过去相同的连接方法。因此，能最大限度地抑制制造设备等的改变，并能控制制造成本。

然而，如图5所示，层叠铁心片30的磁心本体31具有所谓悬垂形状，即面向槽60的外周侧的槽相对面（槽外侧壁部）36没有与定子铁心10（层叠铁心片30）的径向正交，而是随着朝向圆周方向内侧延伸而朝向径向外侧倾斜。

因此，在将扁线12卷绕到层叠铁心片30的齿部33时，不能将扁线12从与定子铁心10（层叠铁心片30）的径向正交的方向插入槽60中。因此，如图9A、图9B及图9C、图10A、图10B及图10C所示，要用导向器50一边将扁线12引导到槽60内一边卷绕扁线12。

导向器50夹着层叠铁心片30的齿部33而配置在两侧的槽60中。导向器50具有与磁心本体31的槽相对面（槽外侧壁部）36大致平行地延伸的臂部51。该臂51上的、位于与槽相对面（槽外侧壁部）36相对一侧的面构成与扁线12滑动接触而进行引导的导向面52。导向器50设置成能相对于层叠铁心片30而沿层叠铁心片30的径向（图9A、图9B及图9C、图10A、图10B及图10C中的X方向）以及与上述径向正交的方向（图9A、图9B及图9C、图10A、图10B及图10C中的Y方向）移动。通过使导向器50移动，就能使臂51进入槽60内或退让到槽60外。另外，通过使导向器50沿X方向移动，就能对卷绕到每一层的扁线12进行引导。通过使导向器50沿Y方向移动，就能应对扁线12的层的切换。

以下，参照图9A、图9B及图9C、图10A、图10B及图10C来对导向器50的作用进行说明。

首先，参照图9A、图9B及图9C来对卷绕第一层扁线12a的情况进行说明。

在要将第一层扁线12a卷绕到齿部33时，首先，如图9A所示，将臂51的导向面52与磁心本体31的槽相对面（槽外侧壁部）36间的间隙设定为能使扁线12a沿着导向面52而基本无间隙地滑动的程度，同时将导向器50配置成在使第一层的径向最外侧的扁线12a与绝缘部件11接触而进行了卷绕后，臂50的前端部53会从径向内侧对该扁线12a的侧面的一部分进行支撑。

在这样配置导向器50的状态下，开始第一层上的第一圈扁线12a的卷绕，一边使导向器50与层叠铁心片30一同旋转，一边卷绕到齿部33上，在层叠铁心片30旋转一圈的过程中，使导向器50朝径向内侧移动与扁线12a的宽度尺寸相应的量。扁线12a被绝缘部件11（绝缘体40、绝缘纸41）和导向面52引导被卷绕。图9A是示意表示第一层上的第一圈扁线12a在卷绕途中的状态的图。

同样地，层叠铁心片30每旋转一圈，一边使导向器50朝径向内侧移动与扁线12a的宽度尺寸相应的量，一边将第一层扁线12a依次卷绕。这样，扁线12a就被导向面52和在第一层上已被卷绕的扁线12a的径向内侧的壁面引导，而被卷绕五次。此时，虽然第一层扁线12a的截面形成为大致正方形，但实际的扁平率被调节为消除槽60与扁线12a间的间隙。

图9B是示意表示第一层上的第二圈扁线12a在卷绕途中的状态的图。图9C是示意表示第一层上的第三圈扁线12a在卷绕途中的状态的图。

至于导向器50的运动，在一边使扁线12从径向外侧朝向径向内侧移动一边进行卷绕的奇数层（第一层、第三层和第五层）上，与上述第一层上的导向器50的运动相同。

以下，参照图10A、图10B及图10来对在第一层扁线12a上卷绕第二层扁线12b的情况进行说明。

如前所述，第二层扁线12a从径向最内侧朝向径向外侧进行卷绕。因此，当要卷绕在第二层上的第一圈扁线12b时，如图10A所示，将臂51的前端部53配置成与层叠铁心片30的凸缘部34基本抵接，同时将导向器50配置成前端部53上的导向面52与凸缘部34的斜壁部34A基本共面。

在这样配置导向器50的状态下，开始第二层上的第一圈扁线12b的卷绕，一边使层叠铁心片30旋转，一边在第一层扁线12a上进行卷绕。

扁线12a受导向面52和绝缘部件11引导而被卷绕。图10A是示意表示第二层上的第一圈扁线12b在卷绕途中的状态的图。

当第二层上的第一圈扁线12b卷绕结束后，就使导向器50移动到对第二层上的第二圈扁线12b的卷绕进行引导的位置。即，如图10B所示，将导向器50配置成使导向器50的臂51的前端53进入槽60的线圈收容部61内，且使臂51的前端53与第二层上的第一圈扁线12b抵接，同时臂51前端53的导向面52与第二层上的第一圈扁线12b的径向外侧的侧面基本共面。

在这样配置导向器50的状态下，开始第二层上的第二圈扁线12b的卷绕，一边使导向器50与层叠铁心片30一同旋转，一边卷绕到第一层扁线12a上，在层叠铁心片30旋转一圈的过程中，使导向器50朝径向外侧移动与扁线12b的宽度尺寸相应的量。图10B是示意表示第二层上的第二圈扁线12a在卷绕途中的状态的图。

同样地，层叠铁心片30每旋转一圈，一边使导向器50朝径向外侧移动与扁线12b的宽度尺寸相应的量，一边通过导向面52和第二层扁线12b的径向外侧的壁面来引导第二层扁线12b，并依次卷绕五次。此时，第二层扁线12b的扁平率调节为消除槽60与扁线12b间的间隙。图10C是示意表示第二层上的第三圈扁线12b在卷绕途中的状态的图。

第三层扁线12b与奇数层、即第一层扁线12a同样地被卷绕。此时，第三层上的槽的槽开口宽度与第二层上的槽开口宽度不同。因此，第三层扁线12b的扁平率也可调节为消除槽60与扁线12b间的间隙。

至于导向器50的运动，在一边使扁线12从径向内侧朝向径向外侧移动一边进行卷绕的偶数层（第二层和第四层）上，与上述第二层上的导向器50的运动相同。

通过这样使用导向器50，就能将扁线12引导到槽60内来进行卷绕。

然而，当在奇数层上卷绕扁线12时，如图9A、图9B及图9C所示，在卷绕中的扁线12中，通过卷绕在同一层上的扁线12的径向内侧的壁部和导向器50的臂51的前端53对径向内侧和外侧进行引导。因此，卷绕中的扁线12不会朝向径向移动。

但是，当在偶数层上卷绕扁线12时，如图10A、图10B及图10C所示，在卷绕中的扁线12中，利用已经卷绕在同一层上的扁线12的径向内侧的壁部对朝向径向内侧的移动进行了限制，但卷绕中的扁线12的径向外侧的空间扩大，不存在对移动进行限制的部件。因此，卷绕中的扁线12有可能滑动而向径向外侧移动。

而一旦卷绕中的扁线12沿径向移动，会对以后的扁线12的卷绕产生不良影响，并很难将扁线12无间隙地排列整齐。其结果是，可能降低占空系数。

因此，为了防止这种情况，如图11所示，可以使位于槽底部33A的绝缘部件11的径向外侧的厚度比径向内侧的厚度更厚，来在绝缘部件11的外表面形成一定的锥度，并将槽60的底部间的尺寸设定为径向内侧的尺寸b比径向外侧的尺寸a小（a＞b）其结果是，利用绝缘部件11表面的倾斜，就可抑制在偶数层上卷绕扁线12时，卷绕中的扁线12滑动而朝径向外侧移动。

不过，也可以不使绝缘部件11的厚度变化，而是均匀地形成，并在不影响磁性特性的范围内使层叠铁心片30的齿部33在径向内侧的宽度比在径向外侧的宽度小，从而将槽60的底部间的尺寸设定为径向内侧比径向外侧小。

如上所述，根据本实施方式，通过使线圈8的最内层扁线12a的扁平率最小，就可缩小从圆线材7成型为最内层扁线12a时的变形量，并减少瓷漆覆膜的应力，从而能抑制最内层扁线12a的可挠性下降。

另外，在将扁线12卷绕到槽60中时，要在弯曲部15中将扁线12呈圆弧状地弯曲大约90度。因此，越是朝向内侧的层卷绕，扁线12的曲率半径就越小，因此，会受到很大应力，而由于越是朝向内侧的层，扁线12的扁平率越小，因此，越是靠内侧的层的扁线12，就越不易受到应力。

也就是说，由于扁线12的扁平率随着从线圈8的内层朝向外层卷绕而增大，因此，能形成既不会降低扁线12的可挠性又能维持绝缘性能的线圈8。

另外，根据线圈8各层的槽60的宽度尺寸，来将各层扁线12的扁平率设定为能抑制在槽60与扁线12之间产生间隙。因此，能提高占空系数。

此外，在采用了这种扁线的绕线结构的无刷电动机1的定子铁心10上，既不会降低扁线12的可挠性，又能提高线圈8的占空系数。因此，能提高无刷电动机1的输出密度，实现小型化和低成本化。

另外，本发明不局限于本实施方式，还可在不脱离本发明宗旨的范围内对本实施方式作各种变更。

例如，在本实施方式中，将扁线12的绕线层数设定为五层，但不局限于五层，既可以是四层以下，也可以是六层以上。另外，扁线12在各层上的卷绕圈数也不局限于上述实施方式中的设定。总而言之，可根据槽60的形状和大小来适当地设定层数和卷绕圈数。

另外，在本实施方式中，第二层和第三层的扁线12b的扁平率也可根据各层上的槽开口宽度尺寸来进行调节。然而，同样地，对于第四层和第五层的扁线12的扁平率，也可以与第二层和第三层的扁线12b的扁平率不同。此外，各层的扁线12b的扁平率也可以相同。也就是说，在考虑到抑制槽60与扁线12之间产生间隙的基础上，根据槽60的形状和大小来适当地设定各层的扁线12b的扁平率。

而且，在本实施方式中，对通过将圆线材71在横向上压扁一次、在上下方向上压扁两次来设定扁线12的扁平率的情况进行了说明。但是，也可以通过将圆线材71在横向上压扁两次、在上下方向上压扁一次来设定扁线12的扁平率。另外，不局限于通过在一个方向上压扁两次来设定扁线12的扁平率的情况，也可以在一个方向上压扁三次以上。在这种情况下，只要在扁线成型装置70的第三辊子76的下游侧（图7中的右侧）另外设置第四辊子、第五辊子、……即可。

另外，在本实施方式中，对定子铁心10采用由沿圆周方向分割的层叠铁心片30构成的所谓分割磁心的情况进行了说明。但是，即使定子铁心10不是分割磁心，而是一体形成的部件，也能够应用本实施方式的扁线12的绕线结构。

另外，在本实施方式中，对磁心本体31（齿部33）具有相对于定子铁心10的长度方向（无刷电动机的轴线）而扭转并倾斜的规定的扭斜角的情况进行了说明。但是，即使磁心本体31（齿部33）不具有扭斜角，也能应用本实施方式的扁线12的绕线结构。

另外，在本实施方式中，对在磁心本体31的槽60中插入纸状的绝缘纸41的结构进行了说明。但是，不局限于这种结构，也可以是利用树脂将插入槽60中的部分与绝缘体40一体形成的结构。

Claims (8)

1.一种扁线的绕线结构，其特征在于，具有：构成磁心本体的铁心；从所述铁心朝径向内侧延伸并形成的齿部；以及从所述齿部的径向内侧的前端沿圆周方向延伸形成的凸缘部，在由所述齿部、所述铁心及所述凸缘部围起并形成的槽中卷绕有多层扁线来形成线圈，

所述扁线的截面上的宽度尺寸与厚度尺寸之比、即扁平率随着从所述线圈的内层朝向外层卷绕而增大，

根据所述槽在所述线圈各层上的宽度尺寸，来将所述各层的所述扁线的扁平率设定为能抑制在槽与扁线之间产生间隙，

所述磁心本体是将形成为大致圆筒状的所述铁心沿圆周方向分割成多个而形成的铁心片，在分割后的各所述磁心本体上分别设置一个齿部，所述槽由分割后的各所述磁心本体、设于所述磁心本体上的所述齿部及在所述齿部上形成的所述凸缘部围起形成，

在卷绕在分割后的所述磁心本体的所述槽中的所述线圈的至少一部分层上，除了径向最内侧之外的扁线的扁平率设置成相同的扁平率，

卷绕在径向最内侧的扁线的扁平率和在同一层上与所述扁线在其径向外侧相邻卷绕的扁线的扁平率不同，所述线圈收容在所述槽的线圈收容部内。

2.如权利要求1所述的扁线的绕线结构，其特征在于，

所述一部分层是卷绕在所述径向最内侧的所述扁线的一部分从所述线圈收容部突出的层。

3.如权利要求1或2所述的扁线的绕线结构，其特征在于，所述槽构成为其开口部的宽度从所述槽的底部朝向开口侧渐渐扩大，

根据所述槽在所述线圈各层上的宽度尺寸，来将所述各层的所述扁线的扁平率设定为能抑制在所述槽与所述扁线之间产生间隙。

4.如权利要求1所述的扁线的绕线结构，其特征在于，将卷绕在所述径向最内侧的扁线的扁平率设定为比所述相邻卷绕的扁线的扁平率更大。

5.如权利要求3所述的扁线的绕线结构，其特征在于，将卷绕在所述径向最内侧的扁线的扁平率设定为比所述邻接卷绕的扁线的扁平率更大。

6.如权利要求1或2所述的扁线的绕线结构，其特征在于，所述线圈的始端及末端由圆线成型。

7.如权利要求1或2所述的扁线的绕线结构，其特征在于，在分割后的所述磁心本体上夹着所述齿部设置有一对所述槽，在所述齿部安装有用于将所述线圈与所述磁心本体之间绝缘的绝缘部件，且将在所述绝缘部件上的一对所述槽底部间的尺寸设定为使所述齿部的径向内侧比径向外侧小。

8.如权利要求1或2所述的扁线的绕线结构，其特征在于，将所述扁线的绕线结构应用于形成无刷电动机的定子铁心上的线圈。