CN103460559A - 定子、定子制造方法、以及绕组用扁平导体 - Google Patents
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Abstract
以定子的占空系数的提高为目的,定子(10)具有定子铁芯和线圈(30),该定子铁芯具有多个槽(23)和齿(21),该线圈(30)将配置在槽(23)内的扁平导体(D)卷绕而形成,所述定子(10)中,扁平导体(D)所具有的矩形截面上的角部中,在将扁平导体(D)卷绕成线圈(30)时位于线圈(30)的内周侧的角部中的第一角部(301)形成半径比其他的角部的半径大的圆形倒角,当线圈(30)被插入到定子铁芯(20)的槽(23)内时,线圈(30)所具有的矩形截面被配置为第一角部(301)朝向定子(10)的外周侧。
Description
技术领域
本发明涉及定子的制造,具体而言,涉及为了提高定子的槽内的占空系数而考虑线圈的形状的技术。
背景技术
近年来,作为机动车的驱动力而使用电动机的需求增加。作为机动车的驱动力而使用的电动机追求小型化及高输出化,作为其中一个方法,研究了在线圈中使用扁平导体的方法。这是因为,通过在线圈中使用扁平导体,可预料到提高截面积并提高占空系数的效果。在电动机中使用线圈时,需要向定子所具有的槽中插入线圈。然而,槽多为梯形形状,从几何学方面考虑的话,与圆形截面相比,矩形截面能够将空隙率设定得较低。当增加截面积时,该倾向更加显著。因此,使用具有矩形截面的扁平导体能够扩大截面积,能够期待占空系数的提高。
在专利文献1中公开了一种与车辆用旋转电机相关的技术。将电磁钢板层叠而形成的定子铁芯所具有的槽的形状的四角形成为圆弧形状,并将插入槽中的线圈的形状中的与圆弧形状对应的部分形成为圆角形状(R形状)。通过使插入槽中的线圈中的定子铁芯的最外周和最内周的扁平导体变形,而能够应对这种情况。其结果是,能够提高定子的占空系数,能够增加定子铁芯与线圈的接触面积,因此能够提高传热效率。
在专利文献2中公开了一种与线圈的制造方法相关的技术。在将线圈线材卷绕在线圈架上之后,扩展线圈架而扩大线圈的内径,使用模具等从线圈的外侧施加外力,由此使线圈使用的扁平导体发生塑性变形而使线材彼此密接。然后,进行线圈的绝缘处理,并向定子铁芯插入。其结果是,能够提高占空系数。
在专利文献3中公开了一种与电枢的制造方法相关的技术。构成将线圈呈圆周状地排列多个的电枢的铁芯,在线圈侧部侧的两侧面,在与线圈侧部边界面大致平行的面、以及具有与线圈的各层的平均的厚度的整数倍大致相等的高度的台阶的齿上,卷绕电线而形成线圈。其结果是,线圈相对于铁芯密接,导体间的密接度也提高,因此能够提高占空系数。
在专利文献4中公开了一种与集合导体相关的技术。通过在对扁平导体进行绝缘的绝缘被覆层的外周设置粘结层,而提高扁平导体之间的密接性,其结果是,提高定子的占空系数。
在专利文献5中公开了一种与车辆用旋转电机相关的技术。将两个扁平导体作为一对进行绝缘,由此能够减薄成对的扁平导体间的绝缘层。而且,将两个成为一对的扁平导体的外周形成为圆角(R角)形状,由此,将槽的内侧的四角部分形成为圆弧形状,并使扁平导体的形状与之对应,因此能够对占空系数的提高作出贡献。
在专利文献6中公开了一种与定子及其制造方法相关的技术。将配置在定子铁芯内的导体中的接近齿一侧配置的导体的截面形成为圆形截面,在卷绕于定子铁芯而形成了第一层之后从外侧加压,由此提高导体之间的密接性。然后,在远离齿的一侧卷绕矩形截面的导线作为第二层从而形成双层结构,由此,能够减少死区(Dead space),从而能够对定子的占空系数的提高作出贡献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利文献特开2003-018779号公报;
专利文献2:日本专利文献特开2005-204422号公报;
专利文献3:日本专利文献特开2007-135326号公报;
专利文献4:日本专利文献特开2007-227241号公报;
专利文献5:日本专利文献特开2008-043026号公报;
专利文献6:日本专利文献特开2008-278681号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在专利文献1至专利文献6中考虑到存在以下说明的课题。
如专利文献1及专利文献5所示,在对扁平导体的形状进行局部变更的情况下,在专利文献1中在卷绕了线圈之后、在专利文献5中形成了扇形线圈(Segment coil)之后,考虑到需要利用冲压等分别对线圈进行成形。然而,由于在使线圈成为各个形状之后需要使其个别地变形,因此考虑到工序数增加、成本升高而不是优选的。
在专利文献2至专利文献4、专利文献6中,采用了在将线圈卷绕于定子铁芯之后进行加压,由此使线圈顺着定子铁芯的齿的形状的手法,而在线圈卷绕后进行成形的点上与专利文献1及专利文献5相同,因而考虑到会花费时间和劳力。而且,在构成上,考虑到定子铁芯需要使用分割型的结构。然而,分割型的定子铁芯存在铁损增大等问题,希望一种能够对应于一体型的定子铁芯的手法。
另外,在使用扁平导体进行沿边(edgewise)弯曲加工来卷绕线圈时,在正在进行沿边弯曲加工的过程中需要将扁平导体的弯曲内周侧夹紧,但专利文献1至专利文献6公开的技术没有考虑这一点。申请人进行了研究的结果是,发现了如下的手法:在对扁平导体进行沿边弯曲加工时与弯曲内周侧抵接且相当于内侧模具的轴和在夹紧中使用的凸缘优选为一体型,在基体上具备能够进退的夹紧轴,在利用基体和夹紧凸缘夹持扁平导体的状态下沿着轴对扁平导体进行沿边弯曲加工,由此能够抑制扁平导体的内周侧的鼓出。然而,在这样的情况下,不将凸缘与轴的连接部分形成为尖角,而是为了抑制疲劳破坏而需要进行圆角(R角)加工。其结果可知:扁平导体的矩形截面的角部需要进行具有轴与凸缘的连接部的圆角加工以上的半径的倒圆角(R角),在形成了线圈之后可能会导致定子的占空系数的恶化。
因此,本发明的目的在于,为了解决这样的课题,而提供一种不增加工序数而能够提高定子的占空系数的定子、定子制造方法、以及绕组用扁平导体。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的一形态的定子具有以下的特征。
(1)一种定子,具有定子铁芯和线圈,该定子铁芯具有多个槽和齿,该线圈将配置在所述槽内的扁平导体卷绕而形成,所述定子的特征在于,在所述扁平导体所具有的矩形截面的角部中,在将所述扁平导体卷绕成所述线圈时位于所述线圈的内周侧的所述角部中的第一角部形成半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角,当所述线圈被插入到所述定子铁芯的所述槽内时,所述线圈所具有的所述矩形截面被配置为所述第一角部朝向所述定子铁芯的外周侧。
(2)在(1)记载的定子中,优选的是,所述第一角部的圆形倒角以比设置在接合部的角部圆形倒角大的半径形成,所述接合部是在对所述扁平导体进行沿边弯曲加工时沿着厚度方向夹紧所述扁平导体的夹紧凸缘和与所述扁平导体的弯曲内周部分抵接的引导轴的接合部。
(3)在(1)或(2)记载的定子中,优选的是,在所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成有半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角。
另外,为了实现上述目的,本发明的另一形态的定子制造方法具有以下的特征。
(4)一种定子制造方法,对扁平导体进行沿边弯曲加工而形成线圈,将所述线圈配设于定子铁芯,来制造定子,所述定子制造方法的特征在于,通过夹紧机构将所述扁平导体以结合部与所述扁平导体所具有的矩形截面的角部中的第一角部抵接的方式夹紧,并对所述扁平导体进行沿边弯曲加工,由此形成所述线圈,其中,所述夹紧机构是由抑制所述扁平导体的夹紧板和与所述扁平导体的沿边弯曲加工内径侧相接的引导轴一体形成的,所述结合部是所述夹紧板和所述引导轴的结合部,所述扁平导体在所述第一角部形成有半径大于其他角部的半径、且大于或等于形成在所述结合部上的角部圆形倒角的半径的圆形倒角,将所述线圈以所述线圈所具有的所述矩形截面的所述第一角部朝向所述定子铁芯的外周侧配置的方式配设于所述定子铁芯,由此制造定子。
(5)在(4)记载的定子制造方法中,优选的是,在所述扁平导体的所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角。
另外,为了实现上述目的,本发明的又一形态的绕组用扁平导体具有以下的特征。
(6)在矩形截面的角部中,在卷绕成所述线圈时位于所述线圈的内周侧的第一角部形成半径比其他的所述角部的半径大的圆形倒角。
(7)在(6)记载的绕组用扁平导体中,优选的是,在所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成有半径比其他的所述角部的半径大的圆形倒角。
发明效果
通过具有这样的特征的形态的定子,能得到以下的作用、效果。
上述(1)记载的形态涉及一种定子,具有定子铁芯和线圈,该定子铁芯具有多个槽和齿,该线圈将配置在所述槽内的扁平导体卷绕而形成,在该定子中,在扁平导体所具有的矩形截面的角部中,在将扁平导体卷绕成线圈时位于线圈的内周侧的角部中的第一角部形成半径比其他角部的半径大的圆形倒角,当线圈被插入到定子铁芯的槽内时,线圈所具有的矩形截面被配置为第一角部朝向定子铁芯的外周侧。
在将扁平导体卷绕而形成线圈时,使得扁平导体的矩形截面上的第一角部的圆形倒角的半径比其他的角部大,且该线圈的第一角部与齿的根部分抵接,通过设为这样的结构的定子,能够实现定子的占空系数的提高。定子铁芯的向内周侧突出设置的齿在结构上成为齿的前端侧比齿的根部细的形状。根据设计规格的不同,也有如专利文献1所示形成为扩宽齿的前端的形状的情况,但是,作为整体性的倾向来说是同样的。因此,齿的根部分的角度成为钝角,在扁平导体的第一角部形成有半径大的圆形倒角的部分与此对应,由此能得到死区减少的效果。由此,能够期待定子的占空系数的提高。
另外,上述(2)记载的形态在(1)记载的定子中,第一角部的圆形倒角以比设置在接合部的角部圆形倒角大的半径形成,该接合部是在对扁平导体进行沿边弯曲加工时在厚度方向上夹紧扁平导体的夹紧凸缘和与扁平导体的弯曲内周部分抵接的引导轴的接合部。课题所示的形成在引导轴与凸缘的连接部上的角部圆形倒角(角部圆角)是为了缓和应力集中而形成的,对应于此,增大第一角部的圆形倒角的半径,由此,在对扁平导体进行沿边弯曲加工时能够防止夹紧凸缘和引导轴的接合部与扁平导体的干涉。伴随于此,由于第一角部以外的其他的角部设计得半径比第一角部的圆形倒角的半径小,因此能够将占空系数的下降抑制为最小限度。
另外,(3)记载的形态在(1)或(2)记载的定子中,在矩形截面中的存在于第一角部的对角的第二角部,与第一角部同样地形成有半径比其他角部的半径大的圆形倒角。扁平导体所具有的矩形截面的第一角部与第二角部位于对角,且圆形倒角以半径比其他的角部大的方式形成,因此不用在意扁平导体的方向而能够进行沿边弯曲加工。因此,线圈的生产性提高,并能够期待定子的生产性的提高。
另外,通过具有这样的特征的形态的定子制造方法,能得到以下的作用效果。
上述(4)记载的形态涉及一种定子制造方法,对扁平导体进行沿边弯曲加工而形成线圈,将线圈配设于定子铁芯,来制造定子,在该定子制造方法中,通过夹紧机构将扁平导体以结合部与扁平导体所具有的矩形截面的角部中的第一角部抵接的方式夹紧,并对扁平导体进行沿边弯曲加工,由此形成线圈,其中,夹紧机构是由抑制扁平导体的夹紧板和与扁平导体的沿边弯曲加工内径侧相接的引导轴一体形成的,结合部是夹紧板和引导轴的结合部,扁平导体在第一角部形成有半径大于其他角部的半径、且大于或等于形成在结合部上的角部圆形倒角的半径的圆形倒角,将线圈以线圈所具有的矩形截面的第一角部朝向定子铁芯的外周侧配置的方式配设于定子铁芯,由此制造定子。
在夹紧板与引导轴的接合部为了避免应力集中而设置角部圆形倒角,在与该接合部的角部圆形倒角对应的扁平导体的矩形截面的第一角部形成圆形倒角形状,并且形成于该第一角部的圆形倒角的半径与接合部的角部圆形倒角的半径相同或更大。由此,在对扁平导体进行沿边弯曲加工时,能够避免接合部与第一角部的干涉,能够防止干涉引起的扁平导体的变形。其结果是,能够得到规定的形状,因此结果是能够有助于定子的占空系数的提高。而且,能够期待如(1)记载的那样对应于齿的形状而减少死区,因此能够期待占空系数的进一步提高。
另外,(5)记载的形态在(4)记载的定子制造方法中,在扁平导体的矩形截面中的存在于第一角部的对角的第二角部,与第一角部同样地形成半径比其他角部的半径大的圆形倒角。扁平导体的矩形截面的第一角部和第二角部位于对角,且圆形倒角以半径比其他的角部大的方式形成,因此不用在意扁平导体的方向而能够进行沿边弯曲加工。因此,线圈的生产性提高,而且,能够期待定子的生产性的提高。
另外,通过具有这样的特征的形态的绕组用扁平导体,能得到以下的作用效果。
上述(6)记载的形态涉及一种绕组用扁平导体,在矩形截面的角部中,在卷绕成线圈时位于线圈的内周侧的第一角部形成半径比其他的角部的半径大的圆形倒角。通过在绕组用扁平导体所具有的矩形截面的角部中的第一角部形成大的圆形倒角,能够避免扁平导体在进行沿边弯曲加工时与形成在夹紧板和引导轴的结合部上的角部圆形倒角发生的干涉,有助于卷绕规定的形状的线圈。而且,在将使用了该扁平导体的线圈向定子组装时,能够有助于定子的占空系数的提高。
另外,(7)记载的形态在(6)记载的绕组用扁平导体中,在矩形截面中的存在于第一角部的对角的第二角部,与第一角部同样地形成有半径比其他的角部的半径大的圆形倒角。由于在第一角部以及位于第一角部的对角的第二角部形成半径大的圆形倒角,因此,即使不管理扁平导体的正反面,也能够不用在意卷绕线圈时与形成在夹紧板和引导轴的结合部上的角部圆形倒角的干涉而进行卷绕。因此,能够期待线圈的生产性的提高。
附图说明
图1是第一实施方式的定子的立体图;
图2是第一实施方式的分割型的定子铁芯片的立体图;
图3是表示向第一实施方式的定子铁芯片插入绝缘体的情况的立体图;
图4是表示在第一实施方式的定子铁芯片配设有线圈的情况的立体图;
图5是第一实施方式的定子的局部剖视图;
图6是第一实施方式的扁平导体的剖视图;
图7是对第一实施方式的扁平导体进行沿边弯曲加工的装置的概略图;
图8是第一实施方式的进行沿边弯曲加工时的俯视图;
图9是第一实施方式的表示图8的下一工序的俯视图;
图10是使用为了比较而准备的扁平导体时的关于占空系数的概念图;
图11是与使用了第一实施方式的扁平导体的情况进行比较的概念说明图;
图12是表示第一实施方式的利用夹紧凸缘将扁平导体夹紧的状态的侧视图;
图13是第二实施方式的扁平导体的剖视图。
具体实施方式
首先,使用附图,说明本发明的第一实施方式。
图1表示第一实施方式的定子10的立体图。图2表示分割型的定子铁芯片20的立体图。图3表示向定子铁芯片20插入了绝缘体40的情况的立体图。图4表示在定子铁芯片20配设有线圈30的情况的立体图。第一实施方式的定子10是在将对分割型的定子铁芯片20插入了线圈30的定子单元12呈圆筒状配置之后、在定子单元12的外周部嵌合并保持外圈15的结构。
定子铁芯片20是使用冲压加工机对电磁钢板进行冲裁成型之后,进行层叠而形成的结构。齿21以突出的方式形成并设置在定子铁芯片20的内周侧。在齿21的两侧形成有槽底部22。通过定子铁芯片20的槽底部22和相邻排列的定子铁芯片20的槽底部22这两个来形成槽23。即,定子铁芯片20成为在槽23的中央被分割的形状。槽23的侧壁面由齿21构成。
线圈30通过对扁平导体D进行沿边弯曲加工而形成。线圈30双重卷绕而被收纳于槽23。具体而言,如图4所示,成为从绝缘体40的上方插入到齿21的方式。图5表示定子10的局部剖视图。图6表示扁平导体D的剖视图。如图5所示,沿着定子10的周向排列有两个扁平导体D。而且,沿着径向排列有8个扁平导体D。用作扁平导体D的是具有大致矩形截面的铜等导电性高的金属,在其周围设有绝缘性的被覆层305。
另外,为了简便起见,当将扁平导体D的截面所具有的角部称为第一角部301、第二角部302、第三角部303、及第四角部304时,第一角部301被进行倒圆角(圆形倒角)加工,与其他的角部相比,倒圆角加工的半径被设定为较大的R0.8左右。对于其他的角部的第二角部302至第四角部304也进行倒圆角加工,但半径被设定为比第一角部301的半径小的R0.3左右。这样的截面通过在对扁平导体D进行拉制成形时所使用的拉模的形状而得到。而且,如图4所示,线圈30的两端部形成有第一端子部DA和第二端子部DB,并通过未图示的母线而与其他的线圈30所具备的第一端子部DA及第二端子部DB等连接。
绝缘体40如图3所示形成为将齿21的外周和槽底部22覆盖的形状。绝缘体40由绝缘性的树脂形成,设定成能够使得定子铁芯片20与线圈30的绝缘的厚度。另外,绝缘体40具有使从线圈30产生的热量向定子铁芯片20侧逃散的作用,因此,绝缘体40优选能够确保导热性。
接下来,说明扁平导体D的沿边弯曲工序。图7表示对扁平导体进行沿边弯曲加工的装置的概略图。图8表示进行沿边弯曲加工时的俯视图。图9示出表示图8的下一工序的俯视图。沿边弯曲加工机100具备搬运机构部120、导体保持机构130、矫直机构部132、开卷器部140、弯曲机构部150。在开卷器部140能够保持可旋转的绕线筒141。绕线筒141沿宽面方向(flatwise direction)卷绕扁平导体D。
搬运机构部120具备将扁平导体D从绕线筒141引出并向弯曲机构部150侧传送的功能。线圈30具备长边31和短边32,长边31与短边32在线圈30的内周侧和外周侧的长度不同。因此,在搬运机构部120可以根据长边31及短边32调整进给量。导体保持机构130具备通过夹紧部131来夹紧并保持扁平导体D的功能。而且,在矫直机构部132具备对从绕线筒141引出的扁平导体D的进行平滑或矫直的功能。在弯曲机构部150具备对扁平导体D进行沿边弯曲加工的功能。
使用这样的沿边弯曲加工机100,对扁平导体D进行沿边弯曲加工而形成线圈30。图8所示的是形成线圈30的长边31的过程,在利用搬运机构部120将扁平导体D送出了规定的长度之后,将夹紧凸缘151向加工基体158侧拉入,由此将扁平导体D压靠到加工基体158,并同时在扁平导体D的厚度方向上将扁平导体D夹紧。夹紧凸缘151具备圆盘状的凸缘部151a和圆柱状的引导轴部151b。并且,在利用凸缘部151a在厚度方向上夹紧扁平导体D的基础上,将引导轴部151b作为线圈30的内周侧的引导,进行沿边弯曲加工。
具体而言,利用引导件159按压扁平导体D的侧部,并使第一旋转夹具152及第一弯曲夹具154旋转,由此形成线圈30的长边31。扁平导体D从图8的状态起被进行沿边弯曲加工,由此,线圈30的长边31的端面由第一引导件155引导。
此时,使用上表面支承件157对正在形成的线圈30的上表面进行按压。上表面支承件157设计成随着线圈30的卷绕的进展而上升,能够适当地抑制线圈30的变形。如此,通过第一旋转夹具152及第一弯曲夹具154转动,能够对扁平导体D从图8的状态向图9的状态进行沿边弯曲加工。第二旋转夹具153在卷绕下一匝时被使用,交替地使用第一旋转夹具152和第二旋转夹具153而卷绕出线圈30。第二引导件156在使用第二旋转夹具153时对长边31的端面进行引导。扁平导体D如此被进行沿边弯曲加工,从而形成如图4所示的那样双重卷绕的线圈30。
线圈30正如在开头说明那样从装配于定子铁芯片20的绝缘体40之上向齿21插入。然后,虽然未图示,但从线圈30之上进行树脂模制,形成定子单元12。形成后的定子单元12圆筒状地排列,并在其外周部分热装外圈15。其结果是,能够通过外圈15将定子单元12保持为圆筒状。虽然未图示,但第一端子部DA及第二端子部DB经由母线连接,形成定子10。
第一实施方式的定子10由于是上述构成,因此起到以下说明的作用、效果。
可以列举以下点:第一实施方式的定子10通过采用这样的构成能够得到提高定子10的占空系数的效果。第一实施方式的定子10的构成是包括具有多个槽23和齿21定子单元12、以及配置在槽23内并由扁平导体D卷绕而形成的线圈30的定子10,其中,在扁平导体D所具有的矩形截面的角部中,当将扁平导体D卷绕成线圈30时,位于线圈30的内周侧的角部中的第一角部301形成半径比其他的角部大的圆形倒角,当线圈30被插入定子铁芯片20的槽23中时,线圈30所具有的第一角部301面向定子铁芯片20的外周侧配置。
图10表示使用为了比较而准备的扁平导体D1时的占空系数的概念说明图。图11表示与使用了第一实施方式的扁平导体D的情况进行比较的概念说明图。图10所示的扁平导体D1的截面与第一实施方式同样为矩形截面形状,在角部对四个角全部进行了R0.3的倒圆角加工。另一方面,当将第一实施方式的扁平导体D与图10的情况进行置换时,如图11所示,第一角部301被配置在齿21侧,因此能够使扁平导体D向齿21侧靠近尺寸X。
因此,将实施了较大的倒圆角加工后的第一角部301朝向齿21的根侧,即面向定子10的外周侧配置,且如图5所示,将第一角部301配置在线圈30的内周侧,由此能够使扁平导体D的截面积沿着宽度方向增加尺寸X。但是,由于设置第一角部301而截面积减少一部分,但即使与该减少量相抵,就占空系数而论也估计有1%左右的提高。但是,由于后述的理由而占空系数实质上估计有几%左右的提高。
另外,作为其他的效果,可以列举出以下的点:通过在扁平导体D设置第一角部301,能够避免与沿边弯曲加工机100的干涉。这是由于,第一角部301的倒圆角以比设置在接合部151c的角部圆形倒角(角部圆角)大的半径形成,该接合部151c是对扁平导体D进行沿边弯曲加工时在厚度方向上夹紧扁平导体D的夹紧凸缘151和与扁平导体D的弯曲内周部分抵接的引导轴部151b的接合部。
图12示出表示利用夹紧凸缘151将扁平导体夹紧的状态的侧视图。在课题示出的与凸缘部151a接合的形成于引导轴部151b的接合部151c设置角部圆角加工来缓和应力集中。这是由于,通过申请人进行的应力分析,判明了当将扁平导体D夹紧时应力在接合部151c的上下附近最集中,通过实施角部圆角加工或倒角加工,能够缓和该应力集中。在第一实施方式中,考虑到分析的结果而设置有R0.7左右的角部圆角。
另外,已知利用夹紧凸缘151来把持扁平导体D的话,在扁平导体D的沿边弯曲加工时,具有如下倾向:线圈30的内周侧、即由凸缘部151a夹紧的部分的厚度鼓出,而外周侧的厚度变薄。当厚度增加时,会带来占空系数的下降,所以不是优选的。因此,利用夹紧凸缘151以几百Mpa左右的力对扁平导体D施加力,以使得能够在扁平导体D的厚度方向上保持规定的间隔。
在该夹紧凸缘151中,凸缘部151a与引导轴部151b的接合部151c的角部圆角加工如上所述为R0.7左右,对应于此,第一角部301的倒圆角的半径增大为R0.8左右。这样的话,在对扁平导体D进行沿边弯曲加工时能够防止凸缘部151a和引导轴部151b的接合部151c与扁平导体D发生干涉的情况。伴随于此,第一角部301以外的其他的角部设计得半径比第一角部301的倒圆角的半径小,因此能够将占空系数的下降抑制为最小限度。
另外,需要以第一角部301与接合部151c不发生干涉的方式设计。若第一角部301与接合部151c发生干涉,则在对扁平导体D进行沿边弯曲加工时,扁平导体D的截面形状可能会变形。因此,由于变形而占空系数可能恶化,因此避免第一角部301与接合部151c的干涉。并且,由于存在这样的制约,在扁平导体D的角部中,通常根据与接合部151c对应的第一角部301所需的倒圆角的半径也对其他的角部进行设计,但在第一实施方式中,通过仅使第一角部301为R0.8,而使第二角部302至第四角部304为R0.3,其结果是,能提高定子10的占空系数。
接下来,说明本发明的第二实施方式。第二实施方式的定子10与第一实施方式的定子10为大致相同构成,但扁平导体的形状不同。以下对不同点进行说明。
图13表示第二实施方式的扁平导体D的剖视图。在第二实施方式的扁平导体D中,以相同半径的R0.8对第一角部301和第二角部302进行倒圆角加工。另一方面,对第三角部303和第四角部304进行R0.3的倒圆角加工。第一角部301与第二角部302位于对角,第三角部303与第四角部304位于对角。
第二实施方式的定子10通过设为上述构成,而起到以下说明的作用、效果。
在第二实施方式中使用的扁平导体D中,在矩形截面中位于第一角部301的对角的第二角部302也与第一角部301同样地形成有半径比其他的角部大的倒圆角部。其结果是,即使将扁平导体D的正反面颠倒,第二角部302也不会与接合部151c发生干涉。因此,在形成线圈30时,无需管理扁平导体D的正反面,其结果是,能够期待成品率的提高。由于成品率提高,能够期待有助于降低成本。
另外,图11所示的第一实施方式的扁平导体D中配置在线圈30的内周侧的部分能够向齿21侧仅靠近尺寸X,然而,在第二实施方式的扁平导体D中,除了第一角部301之外,也对第二角部302实施R0.8的倒圆角加工,因此能够使配置在线圈30的外周侧的扁平导体D向离开齿21的方向靠近。因此,即使与由于倒圆角加工而截面积减少的量相抵,总计的截面积也能够增加,其结果是,能够实现定子10的占空系数的提高。
以上,依据本实施方式说明了发明,但本发明并不限定为上述实施方式,在不脱离发明的主旨的范围内,可以通过对构成的一部分进行适当变更来实施。
例如,在第一实施方式及第二实施方式中,在集中绕组的线圈中使用了扁平导体D,但不特别限定于此,也可以适用于波形绕组或同芯绕组的线圈。而且,以事先向分割型的定子铁芯片插入绝缘体和线圈,并从其上进行树脂模制的形式的盒式线圈方式进行了说明,但也可以适用于向一体型的定子铁芯插入线圈的类型。
另外,在第一实施方式及第二实施方式中使用的沿边弯曲加工机100的构成是一个例子,在不变更与发明关联较大的夹紧凸缘151附近的构成的主旨的程度下,可以进行变更。
另外,在第一实施方式及第二实施方式中进行了占空系数的计算,但这只不过是在本实施方式中预计到占空系数的提高,且由于齿21、槽23的形状、或线圈30的匝数而其效果不同。并且,虽然将倒圆角加工的半径设为R0.8及R0.3,但对应于接合部151c可以适当变更。另外,虽然将扁平导体D的圆形倒角例示为了倒圆角加工,但也有通过圆角部分的形状的最优化来预计占空系数的提高的可能性,可以为等距边倒角(C角)加工或与之类似的形状。
符号说明
10 定子
12 定子单元
15 外圈
20 定子铁芯片
21 齿
23 槽
30 线圈
40 绝缘体
100 沿边弯曲加工机
120 搬运机构部
130 机构部
140 开卷器部
150 弯曲机构部
151 夹紧凸缘
151a 凸缘部
151b 轴部
151c 接合部
301 第一角部
302 第二角部
303 第三角部
304 第四角部
305 被覆层
D 扁平导体
D1 扁平导体
Claims (7)
1.一种定子,具有定子铁芯和线圈,该定子铁芯具有多个槽和齿,该线圈将配置在所述槽内的扁平导体卷绕而形成,所述定子的特征在于,
在所述扁平导体所具有的矩形截面的角部中,在将所述扁平导体卷绕成所述线圈时位于所述线圈的内周侧的所述角部中的第一角部形成半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角,
当所述线圈被插入到所述定子铁芯的所述槽内时,所述线圈所具有的所述矩形截面被配置为所述第一角部朝向所述定子铁芯的外周侧。
2.根据权利要求1所述的定子,其特征在于,
所述第一角部的圆形倒角以比设置在接合部的角部圆形倒角大的半径形成,所述接合部是在对所述扁平导体进行沿边弯曲加工时沿着厚度方向夹紧所述扁平导体的夹紧凸缘和与所述扁平导体的弯曲内周部分抵接的引导轴的接合部。
3.根据权利要求1或2所述的定子,其特征在于,
在所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成有半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角。
4.一种定子制造方法,对扁平导体进行沿边弯曲加工而形成线圈,将所述线圈配设于定子铁芯,来制造定子,所述定子制造方法的特征在于,
通过夹紧机构将所述扁平导体以结合部与所述扁平导体所具有的矩形截面的角部中的第一角部抵接的方式夹紧,并对所述扁平导体进行沿边弯曲加工,由此形成所述线圈,其中,所述夹紧机构是由抑制所述扁平导体的夹紧板和与所述扁平导体的沿边弯曲加工内径侧相接的引导轴一体形成的,所述结合部是所述夹紧板和所述引导轴的结合部,所述扁平导体在所述第一角部形成有半径大于其他角部的半径、且大于或等于形成在所述结合部上的角部圆形倒角的半径的圆形倒角,
将所述线圈以所述线圈所具有的所述矩形截面的所述第一角部朝向所述定子铁芯的外周侧配置的方式配设于所述定子铁芯,由此制造定子。
5.根据权利要求4所述的定子制造方法,其特征在于,
在所述扁平导体的所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成半径比其他所述角部的半径大的圆形倒角。
6.一种绕组用扁平导体,所述绕组用扁平导体卷绕而使用于线圈,其特征在于,
在矩形截面的角部中,在卷绕成所述线圈时位于所述线圈的内周侧的第一角部形成半径比其他的所述角部的半径大的圆形倒角。
7.根据权利要求6所述的绕组用扁平导体,其特征在于,
在所述矩形截面中的存在于所述第一角部的对角的第二角部,与所述第一角部同样地形成有半径比其他的所述角部的半径大的圆形倒角。
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