CN104348316A - 定子的线圈绕组方法 - Google Patents

Abstract

公开了定子的线圈绕组方法，根据本发明一侧面公开的定子的线圈绕组方法，包括：配置齿部步骤，以圆周方向间隔配置多个齿部，在所述各个齿部之间形成狭槽；加载线圈步骤，通过所述狭槽的半径方向外侧端插入波形线圈，将所述波形线圈绕组于所述狭槽；缔结支架步骤，将圆环形状的支架缔结于所述多个齿部的外周部，在所述支架支撑所述多个齿部。

Description

定子的线圈绕组方法

技术领域

本发明涉及定子的线圈绕组方法，更详细地说设置于发动机、发电机等引起与转子相互作用的定子，发生旋转磁场的线圈的绕组方法。

背景技术

一般地说，发动机作为将电能变换为机械能获取旋转力的装置，在家用电子产品到各种产业用机器，正在被广泛的领域利用。与此相同，发动机以根据固定于壳体或外壳的同时施加电源，使旋转磁场形成的绕组线圈的定子，与在定子内部根据轴可旋转设置的转子为主要构成，并且发生定子的磁束与转子引起相互作用使旋转扭矩形成。

另一方面，最近在使用燃烧式引擎的汽车，对环保且考虑燃比的另一形态的汽车，即对混合动力汽车或电动汽车正在进行研发。混合动力汽车，连接现有的燃烧式引擎与电力驱动式发动机，以两种动力源驱动车辆，电动汽车以电力驱动式发动机驱动，减少根据排气的环境污染的同时可提高燃比，正在定位为现实性方案的新一代汽车。在如上所述的混合动力汽车或电动汽车，发动机为左右车辆整体性能的核心零部件，高功率、小型化的发动机的开发在混合动力汽车等中的焦点。

如上所述，作为实现高功率、小型化发动机的一环，正在活跃的研发扁平线圈(flat coil)的使用。与此相同扁平线圈其截面形成圆形的传统的环形线圈不同其截面形成角型(通常为四角形)，具有将狭槽内空间最小化且将定子线圈的面积占据率极大化的优点。再则，扁平线圈的情况，与一般的环形线圈相比具有或存在缩短线圈结尾部分(即，线圈露出于狭槽外部的部位)的高度(或露出的线圈轴方向长度)的优点。

作为为了将如上所述的扁平线圈适用于定子线圈的一事例，U字形导体部分(在业界也称为“发卡<hair-pin>”)插入于定子的各个狭槽，焊接接合各个导体部分之间形成定子线圈的绕组方法。只是，这种绕组方法应多次焊接接合紧密配置的各个导体部分之间，在焊接作业上存在很多困难，并且因焊接错误的各个导体部分之间的绝缘性能可成为问题。

另一方面，作为为了适用扁平线圈的另一示例，已知波形绕组(wavewinding)方式。此方式，通过U字形的导体部分将多个连续形态的波形线圈(wave coil)绕组于定子狭槽的方式，与之前的发卡绕组方式相比缩减焊接接合位置。但是与此相同的波绕组方式，提前形成直折的扁平线圈，将分隔线圈插入于各个线圈之间，或在定子线圈的内径侧推进已形成的线圈的方式进行线圈绕组，因此无法适用形成凸条(shoe，靴)的齿部(teeth)间。与此相同的凸条的部件，结果导致齿槽扭矩(cogging torque)或扭矩脉动(torque ripple)增大，是增加发动机震动、噪音等原因。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明实施例，提供在形成凸条的齿部也可绕组波形的扁平线圈的定子的线圈绕组方法。

(解决问题的手段)

根据本发明一侧面，可提供的定子的线圈绕组方法，包括：(a)配置齿部步骤，以圆周方向间隔配置多个齿部(teeth)，在所述各个齿部之间形成狭槽(slot)；(b)加载线圈步骤，通过所述狭槽的半径方向外侧端插入波形线圈(wave coil)，将所述波形线圈绕组于所述狭槽；(c)结合支架的步骤，将圆环形状的支架(yorke)缔结于所述多个齿部的外周部，在所述支架支撑所述多个齿部。

(发明的效果)

根据本发明实施例的定子的线圈绕组方法，通过各个狭槽的半径方向外侧端插入波形线圈，进而不限制各个狭槽半径方向内侧端的开口幅度，因此可使凸条形成于各个齿部的半径方向内侧端。因此，因凸条的形成可期待减少齿槽扭矩及扭矩脉动的效果，再则可减少发动机的震动、噪音等。

附图说明

图1是显示传统的波形绕组方式的概略图。

图2是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示配置齿部步骤的概略图。

图3是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示加载线圈步骤的概略图。

图4是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示缔结支架步骤的概略图。

(附图标记说明)

C：波形线圈      C1：狭槽收容部

C2：倾斜部       U：波形线圈组

T：齿部          T1：凸条

G：齿部固定手段  S：狭槽

Y：支架

具体实施方式

以下参照附图，说明根据本发明的实施例。只是，以下实施例是为了助于说明本发明而提供，并且本发明的范围并不现定于以下的实施例。另外，以下的实施例为为了更加完整的告知在业界具有通常知识的技术人员所提供，对判断不必要的可将本发明的技术要旨遗漏的公知构成，将省略其详细的技术。

图1是显示传统的波形绕组方式的概略图。

图1(a)显示使用于传统的波形绕组(wave winding)方式的波形线圈C。波形线圈C形成为，多个U字形的线圈在各端部以连续连接的构造。整体构成锯齿形(zigzag)或波形(wave)形状。另外，波形线圈(C)其截面可由大致以四角形形状的扁平线圈构成。

波形线圈C，可具有大致为直线型的狭槽收容部C1，与连接邻接的狭槽收容部C1之间的倾斜部C2。绕组波形线圈C时，狭槽收容部C1收容于定子的狭槽(slot)内，并且倾斜部C2露出于定子线圈(stator core)的外部。另外，如图所示在波形线圈C可具有多个狭槽收容部C1，且在各个狭槽收容部C1之间设置有倾斜部C2，可连接各个狭槽收容部C1之间。狭槽收容部C1的个数或倾斜部C2的个数，根据各个设计规格可增减变动。另外，倾斜部C2的顶点部位一定程度可由扭曲(twisting)形状形成，这是为了使倾斜部C2两侧的各个狭槽收容部C1分别配置于各个狭槽内不同的层(layer)。

如上所述的波形线圈C已公知于业界，因此省略其更加详细地说明。

图1(b)显示将如同图1(a)的波形线圈C绕组或加载(loading)于定子线圈的方法。在图1(b)大致以四角截面形态图示的波形线圈C为，在图1(a)图示的波形线圈(C)显示狭槽收容部C1的截面。

参照图1(b)，定子为多个齿部T(teeth)沿圆形圆周配置，在各个齿部T之间形成狭槽S(solt)。多个狭槽S以圆周方向或放射状连续配置，整体构成圆环形状。另外，定子可具有为了支撑多个齿部T的圆环形状的支架Y。各个齿部T为，在支架Y(yorke)缔结并支撑其半径方向的外侧端。因此，狭槽S，开口其半径方向的内侧端，根据支架Y封闭其半径方向外侧端。

波形线圈C的各个狭槽收容部C1，缔结于如上所述的各个狭槽S，收容于各个狭槽S内。根据需要在各个狭槽S以半径方向可设置多个层(layer)，并且波形线圈C的各个狭槽收容部C1，可收容于与此相同的各个狭槽S内各个层。例如，各个狭槽S以半径方向可存在4个层，并且与此相同的情况在各个狭槽S以半径方向可配置及收容4个波形线圈C或狭槽收容部C1。只是，与此相同的狭槽S内层的个数，当然可根据设计规格可增减变动。

另一方面，如图1(b)所示波形线圈C通过各个狭槽S的半径方向内侧端，插入于狭槽S内。也就是说，通过狭槽S的开口内侧端插入波形线圈C，向狭槽S的外侧端推进的方式，在狭槽S绕组或加载。

因此，如上所述的波形绕组方式，各个狭槽S的半径方向内侧端，可使波形线圈C插入应维持开口的状态，因此在各个齿部T的半径方向内侧端很难形成凸条(shoe)。在图1(b)为了插入波形线圈C，在各个齿部T的内侧端也省略了凸条。结果，这可导致齿槽扭矩(cogging torque)或扭矩脉动(torque ripple)增大，是增加发动机震动、噪音等的原因。

根据本发明实施例的定子的线圈绕组方法，为解决如上所述的问题，可提供将波形线圈在各个狭槽的半径方向外侧端向内侧端插入的方式，与此相同的方式，使凸条形成于各个齿部的半径方向内侧端，可简单的解决适用波形线圈时发生的齿槽扭矩增大等的问题。以下，参照图面对根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法进行更加详细地说明。

图2是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示配置齿部步骤的概略图。

参照图2，根据本实施例的定子的线圈绕组方法，可包括配置齿部步骤。在配置齿部步骤，多个齿部T以圆周方向或放射状间隔配置。另外，在各个齿部T之间，形成为了线圈C的绕组或加载的狭槽S，并且与此相同的狭槽S以圆周方向或放射形状配置，整体可构成圆环形状。

这时，根据本实施例的定子的线圈绕组方法，在各个齿部T的半径方向内侧端可形成凸条T1(shoe)。凸条T1形成为，各个齿部T的半径方向内侧端，以外围方向或圆周方向延长一定程度。与此相同的凸条T1，具有减少齿槽扭矩、扭矩脉动等的效果。

另一方面，在各个齿部T之间形成的狭槽S，使半径方向外侧端与内侧端全部开口的配置。即，根据本实施例的定子的线圈绕组方法，与上述的传统的波形绕组方式不同，在狭槽S的半径方向内外侧端全部开口的状态，进行之后的波形线圈C绕组。这时，各个狭槽S的半径方向内侧端，因凸条T1的存在形成幅度窄的开口(不能插入波形线圈C也无妨)，并且各个狭槽S的半径方向外侧端形成相对宽的幅度的开口。也就是说，如图2的扩大图所示，若将各个狭槽S的半径方向内侧端的开口幅度称为第1幅度W1，将各个狭槽S的半径方向外侧段的开口幅度称为第2幅度W2，第1幅度W1相比第2幅度W2可较小形成。

根据需要，在本配置齿部步骤，可使用为了支撑多个齿部T的齿部固定手段G。齿部固定手段G缔结于以圆周方向或放射状配置的多个齿部T，临时固定并支撑各个齿部T，在波形线圈C的绕组或加载作业期间，可使多个齿部T维持位置。齿部固定手段G完成波形线圈C的绕组或加载作业，且缔结支架Y根据支架Y支撑多个齿部T后可重新解除。

齿部固定手段G，只要是能固定或维持多个齿部T位置，可使用多样形状的固定手段。例如，齿部固定手段G大致形成圆筒形或圆柱形，可配置于形成多个齿部T的圆环形状的内侧。这时，在半径方向内侧端形成的凸条T1缔结于齿部固定手段G的外周面，根据齿部固定手段G可支撑各个齿部T。

齿部固定手段G，在完成绕组作业后应重新解除，因此如上所述的凸条T1的缔结，优选构成为可重新分离的形状。例如，在齿部固定手段G，形成与平面状(即，图2的平面)各个齿部T的半径方向内侧端部对应的缔结槽，半径方向内侧端的凸条T1插入及安装于如上所述的缔结槽，各个齿部T可结合及临时固定于齿部固定手段G。与此相同的情况，若完成绕组作业，齿部固定手段G通过轴方向(即，图2垂直于平面的轴)外力，可与各个齿部T分离。

只是，齿部固定手段G，除如上示例的以外也可以多样的形状形成，并且并部限制于上述示例。

图3是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示加载线圈步骤的概略图。

参照图3，根据本实施例的定子的线圈绕组方法，可包括加载线圈步骤。在加载线圈步骤，可执行将波形线圈C绕组或加载于狭槽S的过程。这时，根据本实施例的定子的线圈绕组方法，波形线圈C在各个狭槽S的半径方向从外侧端向内侧端插入。

更具体地说，若完成上述的配置齿部步骤，多个狭槽S以放射状或圆周方向配置整体构成圆环形状，并且各个狭槽S为半径方向内外侧端都以开口的形状配置。这时，波形线圈C通过各个狭槽S的半径方向外侧端的开口，插入于各个狭槽S内。因此，在上述图2的扩大图第2幅度W2优选形成为，至少以可插入波形线圈C的大小。但是，第1幅度W1的情况不能插入线圈C程度的大小也无妨。

另一方面，在图3以大至四角截面形状图示的波形线圈(C)，如图1(a)所示显示在波形线圈C狭槽收容部C1的截面，本实施例的波形线圈C如图1(a)所示可与传统的波形线圈C类似的形成。另外，在各个狭槽S内以半径方向可设置多个层，并且在各个层可分别收容各个波形线圈C或狭槽收容部C1。这也是参照图1与上述类似。

根据需要，波形线圈(C)以层叠或编织(weave)多个形状可插入于狭槽S。例如，如图3的右侧所示层叠或编织多个波形线圈C已形成线圈组(U)后，与此相同的波形线圈组U可直接插入或加载于狭槽S，与此相同的方式，可缩短绕组线圈所需要的时间。

另一方面，在图3为了便于说明只显示在波形线圈C的一个狭槽收容部C1截面，但是波形线圈C连续形成有多个狭槽收容部C1(参照图1(a))，因此在实际波形线圈C的插入绕组时，如图3所示截面以圆周方向以间隔的形状可存在多个。

波形线圈C，如上所述的通过各个狭槽S的半径方向外侧端开口以插入的方式绕组，并且根据设计规格等多个波形线圈C或多个波形线圈组U插入并绕组于狭槽S，执行线圈的绕组或加载作业。另外，在与此相同的过程根据需要，可进行各个波形线圈C之间的连接(例如，焊接接合)，或波形线圈C以外的跳线(jumper)、接线端子等的设置。只是，当然这是也可在完成待后述支架Y的缔结等之后进行。

图4是根据本发明一实施例的定子的线圈绕组方法中，显示缔结支架步骤的概略图。

参照图4，根据本实施例的定子的绕组方法，可包括缔结支架步骤。在缔结支架步骤，完成波形线圈C的绕组或加载后，可执行固定支撑多个齿部T的缔结支架Y的过程。

更具体地说，若完成上述的加载线圈的步骤，将圆环形状的支架Y缔结于多个齿部T或狭槽S的半径方向外侧。也就是说，构成多个齿部T或狭槽S的圆环形状的外周缔结支架Y。这时，半径方向的外侧端缔结于支架Y，根据支架Y可支撑各个齿部T，并且根据支架Y封闭插入过波形线圈C的各个狭槽S的半径方向的外侧端。另外，如上所述若缔结支架Y根据支架Y支撑各个齿部T，解除上述的齿部固定手段G。

若完成如上所述的支架Y的缔结，根据需要可进行各个波形线圈C之间的连接，或波形线圈C以外的跳线(jumper)、接线端子等的设置，并且完成定子的线圈绕组作业。

如上说明，根据本发明实施例的定子的线圈绕组方法，通过各个狭槽的半径方向外侧端插入波形线圈，进而不限制各个狭槽的半径方向内侧端的开口幅度，因此使凸条形成于各个齿部的半径方向内侧端。因此因形成凸条可期待减少齿槽扭矩及扭矩脉动，再则可降低发动机的震动、噪音等。

以上对本发明的实施例进行了说明，但是在该技术领域具有通常知识的技术人员，在不超过记载于本发明的思想的范围内，可根据构成要素的附加、变更、删除或增加等可多样的修改及变更本发明，并且这也包括于本发明的权利范围内。

Claims (15)

1.一种定子的线圈绕组方法，其特征在于，包括：

(a)配置齿部步骤，以圆周方向间隔配置多个齿部(teeth)，在所述各个齿部之间形成狭槽(slot)；

(b)加载线圈步骤，通过所述狭槽的半径方向外侧端插入波形线圈(wave coil)，将所述波形线圈绕组于所述狭槽；

(c)缔结支架步骤，将圆环形状的支架(yorke)缔结于所述多个齿部的外周部，在所述支架支撑所述多个齿部。

2.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

在所述(a)步骤所述各个齿部形成为，

在半径方向内侧端形成凸条(shoe)。

3.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

在所述(a)步骤所述狭槽形成为，

使所述半径方向内侧端及外侧端全部开口形成，所述内侧端的开口幅度的第1幅度，小于所述外侧端的开口幅度的第2幅度。

4.根据权利要求3所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述第1幅度形成为，小于所述波形线圈的幅度，

所述第2幅度形成为，使所述波形线圈插入所述狭槽，以对应于所述波形线圈的幅度的大小。

5.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述(a)步骤，包括：

将所述多个齿部缔结于齿部固定手段，使所述多个齿部根据所述齿部固定手段维持位置的步骤。

6.根据权利要求5所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述齿部固定手段形成为，

以配置于所述多个齿部的内周侧的圆筒形部件形成，在外周面缔结所述各个齿部的半径方向内侧端，使其支撑所述多个齿部。

7.根据权利要求6所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述齿部固定手段，

根据外周面外围，设置缔结所述各个齿部的半径方向内侧端的多个缔结槽。

8.根据权利要求7所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

在所述各个缔结槽，

插入及嵌入结合在所述各个齿部的半径方向内侧端形成的凸条(shoe)。

9.根据权利要求5所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述齿部固定手段形成为，

使其可与所述多个齿部结合及分离。

10.根据权利要求5所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述(c)步骤，包括：

若由所述支架支撑所述多个齿部，解除所述齿部固定手段的步骤。

11.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述(b)步骤，

在所述狭槽的半径方向外侧端向半径方向内侧，插入绕组所述波形线圈。

12.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述(b)步骤，包括：

将多个叠层或编织(weave)所述波形线圈形状的波形线圈组，插入绕组于所述狭槽的步骤。

13.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

在所述(b)步骤所述波形线圈形成为，

具有分别收容于所述狭槽内的多个狭槽收容部，与在所述各个狭槽收容部之间分别延长形成的多个倾斜部，使所述多个狭槽收容部及所述多个倾斜部，整体构成锯齿形(zigzag)或波形(wave)形状。

14.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

在所述(b)步骤所述波形线圈，包括：

截面以四角形状形成的扁平线圈。

15.根据权利要求1所述的定子的线圈绕组方法，其特征在于，

所述(c)步骤，包括：

将所述各个齿部的半径方向外侧端缔结于所述支架内周侧，封闭所述狭槽的半径方向外侧端的步骤。