CN106451934A - 旋转电机的定子的制造方法和用于旋转电机的盒式线圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造旋转电机的定子的方法。该方法包括：形成定子芯；通过同心卷绕平角线特定匝数来形成各盒式线圈，各盒式线圈是在安装在齿上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而形成的；在抵消变换量的同时将各盒式线圈安装在各齿上；以及通过将一个盒式线圈的卷绕端子与另一个盒式线圈的卷绕端子连接来形成旋转电机的卷线线圈。

Description

旋转电机的定子的制造方法和用于旋转电机的盒式线圈

技术领域

本发明涉及一种用于制造旋转电机的定子的方法和一种用于使用该方法的旋转电机的盒式线圈。

背景技术

作为卷绕在旋转电机的定子的多个齿周围的线圈的卷绕方法，已知一相的卷线卷绕在一个齿周围的集中卷绕和一相的卷线跨多个齿卷绕的分布卷绕。

日本专利申请公报No.2015-073386(JP 2015-073386 A)中记载，作为三相旋转电机的定子，在定子的多个齿中的每个齿上都安装有通过同心/集中卷绕由平角线构成的卷线而形成的线圈单体，并且同一相中的线圈单体的端部彼此连接。

集中卷绕线圈能以例如与定子芯的各齿对应的方式作为卷绕有卷线的线圈单体提前制备。这称为盒式线圈。为了将盒式线圈组装在定子芯上，需要特定宽度的组装间隙。在现有技术中，为了防止盒式线圈由于该组装间隙而从定子芯脱落，使用用于将盒式线圈固定在定子芯上的具有爪部等的另一部件。

发明内容

本发明提供了一种能够在不使用特别的固定部件的情况下将盒式线圈固定在定子芯上的用于制造旋转电机的定子的方法和一种用于该方法的用于旋转电机的盒式线圈。

根据本发明的一方面的用于制造旋转电机的定子的方法包括：形成具有从环形定子轭部向径向内侧突出的齿的定子芯；通过同心卷绕平角线特定匝数来形成各所述盒式线圈，各所述盒式线圈是在安装在所述齿中的一个齿上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而形成的；在抵消所述变换量的同时将各所述盒式线圈安装在各所述齿上；以及通过将所述盒式线圈的卷绕端子彼此连接来形成所述旋转电机中的卷线线圈。

根据用于制造具有上述构型的旋转电机的定子的方法，使用了盒式线圈，该盒式线圈通过同心卷绕平角线而形成并在安装在所述齿中的一个齿上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加特定变换量而形成。该盒式线圈具有螺旋弹簧的特性并且可通过对其使用平角线而具有适当的螺旋弹簧弹性。通过利用该螺旋弹簧弹性，盒式线圈可以在对各齿施加由于变换量的抵消而产生的弹性的反作用力的同时安装。

根据本发明的另一方面的用于制造旋转电机的定子的方法包括：形成具有从环形定子轭部向径向内侧突出的齿的定子芯；通过同心卷绕平角线特定匝数来形成各所述盒式线圈，各所述盒式线圈是在安装在所述定子芯上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而形成的；将各所述绝缘体配置在各所述齿的外周侧面上，所述绝缘体具有筒状形状并且被保持在所述盒式线圈的内周侧面与各所述齿的与所述盒式线圈的内周侧面对向的外周侧面之间，并且所述绝缘体在所述筒状形状的与所述平角线的各匝的内周侧面相对应的外侧侧面上设置有梯级；在抵消所述变换量的同时使所述平角线的各匝的内周侧面与各所述绝缘体的所述梯级相接触，并且安装各所述盒式线圈；以及通过将所述盒式线圈的卷绕端子彼此连接来形成所述旋转电机中的特定卷线线圈。

根据用于制造具有上述构型的旋转电机的定子的方法，盒式线圈以使得盒式线圈的平角线的各匝的内周侧面嵌入在绝缘体的梯级上的方式安装在定子芯上。这样，与使用平角线的螺旋弹簧的弹力相同的弹性反作用力能可靠地施加至绝缘体。

在根据本发明的所述一方面的用于制造旋转电机的定子的方法中，所述卷线形状的所述变换量可以是关于沿所述卷绕方向的轴线的扭转角的大小。

根据用于制造具有上述构型的旋转电机的定子的方法，在安装在齿或绝缘体上之前对至少一匝的卷线形状关于沿卷绕方向的轴线施加特定扭转角。这样，由于卷线的扭转角的抵消而产生的弹性反作用力能施加至齿或绝缘体。

在根据本发明的所述一方面的用于制造旋转电机的定子的方法中，所述卷线形状的所述变换量可以是相对于所述沿卷绕方向的轴线沿着所述定子芯的周向的位移量。

根据用于制造具有上述构型的旋转电机的定子的方法，在安装在齿或绝缘体上之前对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线沿着定子芯的周向施加特定位移量。这样，由于卷线的位移量的抵消而产生的弹性反作用力能施加至齿或绝缘体。

根据本发明的一方面的用于旋转电机的盒式线圈包括平角线。所述平角线被同心卷绕特定匝数。所述平角线是通过在安装在所述旋转电机的定子的定子芯上之前对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而卷绕的。

根据具有上述构型的用于旋转电机的盒式线圈，所述盒式线圈是通过在安装在定子芯上之前对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加特定变换量而形成的。该盒式线圈具有螺旋弹簧的特性并且通过对其使用平角线而能具有适当的螺旋弹簧弹性。通过利用该螺旋弹簧弹性，盒式线圈能在对定子芯施加由于变换量的抵消而产生的弹性的反作用力的同时安装。

根据本发明的方面，盒式线圈能在不使用特别的固定部件的情况下固定在定子芯上。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是通过根据本发明的实施方式中的用于制造旋转电机的定子的方法制造的旋转电机的定子的俯视图，其中定子是从作为动力线引出的轴向的引线侧看去的；

图2是以图1中的引线侧为下侧的卷绕在一个齿周围并从径向内侧看去的盒式线圈的透视图；

图3A是从图2移除了定子轭部的视图；

图3B是从图3A拔出了绝缘体的透视图；

图3C是卷绕在图3A中的定子芯周围之前的盒式线圈的透视图；

图3D是图3C中的盒式线圈经由图3B中的绝缘体安装在定子芯上时的状态的透视图；

图4是示出根据本发明的实施方式中的用于制造旋转电机的定子的方法的各流程的流程图；

图5A是示出作为比较例的用于卷绕现有技术的盒式线圈的方法的视图；

图5B是示出根据本发明的实施例中的用于卷绕用于旋转电机的盒式线圈的方法的视图；

图6是示出根据本发明的实施例中的用于卷绕用于旋转电机的盒式线圈的另一方法的视图；

图7A是示出当图5B中的盒式线圈安装在定子芯上时产生的反作用力的视图；以及

图7B是示出当图6中的盒式线圈安装在定子芯上时产生的反作用力的视图。

具体实施方式

以下将利用附图对根据本发明的实施方式进行详细说明。以下将用于装设在车辆中的旋转电机的定子作为利用用于制造旋转电机的定子的方法制造的旋转电机的定子进行说明。然而，应当将它理解为出于说明目的而叙述的范例。旋转电机的定子的应用可以不必是车辆装设，只要使用了同心卷绕的盒式线圈即可。以下将说明的形状、尺寸、齿数、匝数、材质等仅仅是出于说明目的例示且因此可以根据旋转电机的定子的规格适当地变更。在以下说明中，在全部附图中利用同样的附图标记表示同样的构件，并且将不重复对其的说明。

图1是作为通过以下将说明的用于制造旋转电机的定子的方法制造的旋转电机的定子的、用于装设在车辆中的旋转电机的旋转电机定子10的构型的视图。除非另外指出，否则旋转电机定子10在下文中将被称为定子10。要与未示出的驱动线路连接的动力线18从定子10引出。使用定子10的旋转电机是通过驱动线路的控制而在车辆的动力行驶期间用作电动机并且在车辆的制动期间用作发电机的电动发电机，并且是三相同步旋转电机。该旋转电机通过包括以下构件而构成：图1所示的作为定子的定子10；和作为环形转子的转子，该转子配置在定子10的径向内侧，其间设置有特定间隙。图1中未示出该转子。

图1是定子10的从轴向上的引线侧看去的顶视图。在定子10在轴向上的两侧之中，引线侧是从定子10引出动力线18的一侧。轴向上的引线侧的相反侧是反引线侧。图1示出定子10的周向、径向和轴向。周向上的两侧方向是定子10的从引线侧看去的顶视图中的右旋方向和左旋方向。以下，右旋方向将被称为顺时针方向，而左旋方向将被称为逆时针方向。径向上的两侧方向是定子芯12的内侧方向和外侧方向。轴向上的两侧方向是引线侧方向和反引线侧方向。

定子10是通过包括定子芯12、安装在定子芯12上的盒式线圈14和配置在定子芯12与盒式线圈14之间的绝缘体16而构成的。

定子芯12是环形的磁性构件并且包括环形的定子轭部20和从定子轭部20向径向内侧突出的多个齿22。邻接的齿22之间的空间为槽24。齿22是盒式线圈14安装在其上且由此用作磁极的突出部。

这种定子芯12是通过层叠多块环形的磁性薄板28(参照图2)而形成的，并且各环形的磁性薄板28呈特定形状成型，从而提供定子轭部20和齿22并形成槽24。磁性薄板28的两面接受电绝缘处理。能使用电磁钢板作为磁性薄板28的材质。代替磁性薄板的层叠体，可使用使磁性粉末呈特定形状一体地成型而形成的制品。

盒式线圈14是同心卷绕的线圈并通过将一相的卷线卷绕在一个齿22周围特定匝数而形成。不同相的盒式线圈14配置在邻接的齿22之间的一个槽24中。

这种盒式线圈14是通过利用特定线圈架卷绕附有绝缘膜的导线特定匝数并从线圈架取下卷绕的导线而形成的线圈单体。附有绝缘膜的导线通过利用作为位于齿22两侧的空间的槽24而未直接卷绕在定子10的齿22周围。相反，盒式线圈14嵌入并安装在齿22上，该盒式线圈是作为与定子芯12分开的构件的线圈单体。盒式线圈14是利用附有绝缘膜的导线形成的线圈单体。该盒式线圈14是通过下面所述的其中未使用绕线架等的方法形成的线圈单体。

作为用于盒式线圈14的附有绝缘膜的导线的要素线，能使用铜线、铜锡合金线、镀银的铜锡合金线等。作为要素线，使用具有大致矩形截面形状的平角线。作为绝缘膜，使用由聚酰胺-酰亚胺制成的搪瓷膜。代替该材质，能使用聚酯-酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、二甲氧基甲烷等。

在定子芯12的各齿22上安装盒式线圈14的一个单元。在图1的例子中，定子芯12具有五个U相齿22、五个V相齿22和五个W相齿22，并且在这十五个齿22中的每个齿上安装盒式线圈14的一个单元。在图1中，盒式线圈14分别安装在其上的齿22被示出为用于U相的U1至U5、用于V相的V1至V5和用于W相的W1至W5。

在三相同步旋转电机中，U相线圈、V相线圈和W相线圈的群组沿定子芯12的周向顺次配置。例如，五个U相盒式线圈14在以三个齿的间隔彼此分离开的状态下沿定子芯12的周向配置。类似地，五个V相盒式线圈14也在以三个齿的间隔彼此分离开的状态下沿定子芯12的周向配置，并且五个W相盒式线圈14也在以三个齿的间隔彼此分离开的状态下沿定子芯12的周向配置。

各盒式线圈14具有卷线的卷绕开始端和卷绕终止端。在沿定子芯12的周向配置的同一相的五个盒式线圈14中，第一盒式线圈14的卷绕开始端与动力线18连接。第一盒式线圈14的卷绕终止端利用跳线26与以三个齿的间隔与第一盒式线圈14分离开的第二盒式线圈14的卷绕开始端连接。第二盒式线圈14的卷绕终止端利用跳线26与以三个齿的间隔与第二盒式线圈14分离开的第三盒式线圈14的卷绕开始端连接。重复该过程，并且最后的第五盒式线圈14的卷绕终止端与其它两相的各第五盒式线圈14的卷绕终止端连接并用作中性点N。在图1中，用于各相的跳线26被彼此区别并且被示出为U相跳线26U、V相跳线26V和W相跳线26W。

例如，关于U相线圈，三个动力线18的U端子与U1的盒式线圈14的卷绕开始端连接。其卷绕终止端与U2的盒式线圈14的卷绕开始端利用跳线26U连接。U2的盒式线圈14的卷绕终止端与U3的盒式线圈14的卷绕开始端利用另一跳线26U连接。重复该过程，并且U5的盒式线圈14的卷绕终止端用作中性点N。V相卷线线圈和W相卷线线圈同样如此。正如所述的那样，卷绕开始端和卷绕终止端，作为盒式线圈14的卷绕终端，通过特定连接方法彼此连接，从而形成旋转电机中的三相卷线线圈。这样，形成了与U1至U5对应的五个U相磁极、与V1至V5对应的五个V相磁极和与W1至W5对应的五个W相磁极。

绝缘体16是被保持在盒式线圈14的内周侧面与齿22的与盒式线圈14的内周侧面对向的外周侧面之间的具有筒状形状的绝缘体。绝缘体16通过诸如粘接的固定手段固定在定子芯12上。可将通过使具有电绝缘性的板片成型为特定形状而形成的制品用作这样的绝缘体16。除纸以外，可使用塑料膜作为具有电绝缘性的板片。以下将说明绝缘体16的细节。注意，在盒式线圈14的绝缘膜的电绝缘性能足够的情况下，可以不使用绝缘体16。除非另外指出，否则以下将使用绝缘体16。

同心卷绕的线圈在导线弯曲的同时呈特定环形卷绕。因此，根据导线的刚性，与螺旋弹簧相似，驱促线圈回到本来的导线形状的弹性反作用力沿周向和径向施加。在本实施方式中，通过积极利用该弹性反作用力，盒式线圈14作为螺旋弹簧而固定在定子芯12上。

图2是其中与图1中的U4对应的磁极30被取出、轴向上下逆转并且引线侧作为纸面的下侧示出以图示卷绕方法的视图。

齿22从定子轭部20向径向内侧突出，且其与沿周向的面平行的截面形状为矩形。定子轭部20和齿22是通过以相同形状层叠磁性薄板28而形成的。因此，定子轭部20和齿22沿轴向的高度尺寸相同。根据定子10的规格，可对定子轭部20和齿22使用不同类型的电磁钢板，从而使其高度尺寸彼此不同。

图2所示的盒式线圈14嵌入绝缘体16的外侧侧面上。因此，为了将盒式线圈14与作为安装前的线圈单体的盒式线圈60(参照图3C)区别，可将盒式线圈14称为安装后的盒式线圈14。对盒式线圈14使用宽度为W₀且厚度为t₀的平角线，并且盒式线圈14以厚度方向为径向卷绕在沿卷绕方向的轴线周围特定匝数。平角线的各匝的卷线形状是四个角被倒圆的矩形环状。沿卷绕方向的轴线是平行于径向的轴线，并且是从作为各匝的卷线形状的矩形环状的中心通过的轴线。平角线的(宽度W₀/厚度t₀)落入1以上至约3的范围内。根据定子10的规格，平角线的(宽度W₀/厚度t₀)可具有与以上不同的值。

安装后的盒式线圈14的卷绕开始端32位于齿22的引线侧端部与齿22的径向外侧端部的交点附近。平角线从卷绕开始端32围绕沿卷绕方向的轴线沿逆时针方向卷绕7匝。沿卷绕方向的轴线是平行于径向的轴线。7匝之后的卷绕终止端34位于齿22的引线侧端部与径向内侧端部的交点附近。在作为各匝的卷线形状的矩形环状的四边之中，两边平行于轴向，而其它两边平行于周向。注意，齿22的径向内侧端部和绝缘体16的径向内侧端部从盒式线圈14的径向内侧端部沿径向进一步向径向内侧突出。

图3A至图3D示出齿22、绝缘体16、安装在绝缘体16上之后的盒式线圈14和安装在绝缘体16上之前的盒式线圈60之间的关系。

图3A是未示出图2中的定子轭部20的磁极30的视图，并且与绝缘体16和盒式线圈14组装在齿22上的视图相对应。图3B是通过分解图3A而获得的绝缘体16的透视图。图3C是安装前的盒式线圈60的透视图。图3D是通过分解图3A而获得的安装后的盒式线圈14的透视图。在图3A至图3C中，通过将双点划线连接而示出了与绝缘体16对应的位置。在图3C和图3D中，通过将虚线连接而示出了与卷绕开始端32和卷绕终止端34对应的位置。

图3B所示的绝缘体16具有用于使盒式线圈14和定子轭部20彼此电绝缘的背面板部40。此外，绝缘体16具有与背面板部40连接并使盒式线圈14的内周侧面和齿22的与盒式线圈14的内周侧面对向的外周侧面彼此绝缘的侧壁板部42。背面板部40具有供齿22穿过的开口，并且侧壁板部42通过与开口的边缘连接而提供。侧壁板部42是沿齿22的外周侧面一周的筒状部件。

齿22是突出部，该突出部的垂直于径向的截面形状为矩形。在安装了盒式线圈14的矩形截面形状的范围内，齿22的末端部处沿周向的边比位于定子轭部20侧的根部中沿周向的边短。亦即，齿22在安装了盒式线圈14的范围内呈锥形。在径向上，在从安装了盒式线圈14的范围向径向内侧突出的部分中，齿22沿周向的长度是恒定的。与齿22的该形状相对应，绝缘体16的侧壁板部42具有在安装了盒式线圈14的范围内朝末端侧变细的形状。在从安装了盒式线圈14的范围向末端侧突出的部分中，绝缘体16沿周向的长度是恒定的。

安装状态下盒式线圈14的各匝的平角线的内周侧面与绝缘体16的侧壁板部42中的在周向上位于顺时针方向侧的侧壁板44的外侧面和位于逆时针方向侧的侧壁板46的外侧面接触。在安装了盒式线圈14的范围内，绝缘体16朝末端侧变细。所以，当具有大致矩形截面形状的平角线与变细的绝缘体16的外侧面接触时，在平角线的内周侧面与绝缘体16的外侧面之间形成有间隙。为了防止该间隙的产生，设置了阶梯状的梯级48，其形状与平角线的各匝的内周侧面一致。这样，当安装盒式线圈14时，盒式线圈14的各匝的平角线沿绝缘体16的侧壁板44、46的外侧面上的梯级48排列和配置而不会产生不必要的间隙。

在绝缘体16的侧壁板部42中，设置有在轴向上向引线侧鼓出的鼓出部50和向反引线侧鼓出的鼓出部52以确保在平角线呈矩形环状弯曲时使用的弯曲半径。盒式线圈14的各匝的平角线的内周侧面与鼓出部50、52的鼓出的外侧面接触。

在图3C所示的安装前的盒式线圈60中，平角线从卷绕开始端32围绕沿卷绕方向的轴线在逆时针方向上卷绕7匝，并且这与安装后的盒式线圈14相同。(E-E)是沿卷绕方向的轴线并且是平行于径向并从各匝的平角线的卷线形状的中心通过的轴线。沿卷绕方向的轴线(E-E)也是平行于径向并从齿22的垂直于径向的截面形状的中心通过的轴线。在安装前的盒式线圈60中，当围绕沿卷绕方向的轴线(E-E)卷绕7匝时，各匝的卷线形状围绕沿卷绕方向的轴线(E-E)成特定扭转角度Δθ扭转。扭转角Δθ是当盒式线圈60被看作螺旋弹簧时卷线形状围绕沿卷绕方向的轴线(E-E)成小的角度扭转时的角度。扭转角Δθ是数度的角度且因此与具有1周360度的角度的旋转角不同。扭转角Δθ是各匝的卷线形状不变并且整体卷线形状围绕沿卷绕方向的轴线(E-E)扭转时的角度。7匝中的扭转角Δθ相互不同。

关于安装后的盒式线圈14，扭转角Δθ等于0度。所以，扭转角Δθ与安装后的盒式线圈14中的各匝的卷线形状和安装前的盒式线圈60中的各匝的卷线形状之间的围绕沿卷绕方向的轴线(E-E)的角度差相对应。

据此，将通过比较安装前的盒式线圈60和安装后的盒式线圈14来说明扭转角Δθ。图3D是其中安装在磁极30上的盒式线圈14被取出的视图。当从磁极30取出时，盒式线圈14回到图3C中的安装前的盒式线圈60的状态。注意，图3D示出处于正安装在磁极30上的状态的盒式线圈14。

在图3D中，对7匝之中位于径向上的最内侧的一匝中的平角线的卷线形状36的一部分增加了斜线。卷线形状36包括：具有卷绕终止端34且平行于周向的边；和在所述边之前且平行于轴向的边38。这两边之间的角度为90度。

图3C中的双点划线表示与图3D中的卷线形状36对应的包括具有卷绕终止端34且平行于周向的边和在所述边之前且平行于轴向的边38的部分。安装在磁极30上之前的盒式线圈60的7匝之中位于径向最内侧的一匝中的平角线的卷线形状62包含：具有卷绕终止端64且平行于周向的边；和在所述边正前方且平行于轴向的边66。

这里，扭转角Δθ与7匝之中位于径向最内侧的一匝中的平角线的卷线形状有关。关于平行于轴向的边，扭转角Δθ是当安装后的盒式线圈14的边38与安装前的盒式线圈60的边66彼此重叠时产生的角度差。关于平行于周向的边，扭转角Δθ是当具有安装后的盒式线圈14的卷绕终止端34的边与具有安装前的盒式线圈60的卷绕终止端64的边彼此重叠时产生的角度差。即使当施加扭转角Δθ时，卷线形状62也不会从卷线形状36变化。“卷线形状62＝卷线形状36”的关系保持相同，并且卷线形状62仅成扭转角Δθ旋转，该扭转角是沿周向的面内的微小的角度。

平角线的7匝中的扭转角Δθ相互不同。如果将平角线的7匝相互区别，则将包含卷绕开始端32的第一匝设定为(N＝1)且将包含卷绕终止端64的第七匝设定为(N＝7)，于是(N＝1)匝的扭转角Δθ最小且(N＝7)匝的扭转角Δθ最大。在图3C的例子中，第一匝的扭转角Δθ(N＝1)为0度，而第七匝的扭转角Δθ(N＝7)为约10度。对于第二匝至第六匝而言，扭转角在0度至10度的范围内逐渐增大。

在对平角线的各匝的卷线形状施加特定扭转角Δθ的状态下，安装前的盒式线圈60卷绕在沿卷绕方向的轴线(E-E)周围，并以这种形状固定和形成。作为用于固定该形状的方法，能使用适合的加压成型法。安装前的盒式线圈60经由图3中的绝缘体16安装在齿22上。此时，平角线的各匝以与绝缘体16的梯级48贴合的这种方式安装。

由于盒式线圈60与螺旋弹簧一样具有弹性，所以各匝的卷线的扭转角通过安装抵消。例如，在第七匝的情形中，被施加扭转角Δθ的具有卷线形状62的卷线部分经由绝缘体16安装在齿22上。相应地，第七匝作为具有卷线形状36的卷线部分弹性地回位。此时的弹性反作用力施加至绝缘体16的梯级48。这样，盒式线圈14在不使用特别的固定部件的情况下经由绝缘体16固定在定子芯12上。

以下将利用图4及后面的图对用于制造上述构型的定子10的方法进行详细说明。图4是示出用于制造定子10的方法的各流程的流程图。这里，形成定子芯12(S10)。定子芯12是通过层叠特定块数呈特定形状成型的环形磁性薄板28而形成的。将两面都进行了电绝缘处理的电磁钢板用作磁性薄板28。

接下来，在定子芯12的各齿22中配置具有利用图3B所述的梯级48的绝缘体16(S12)。通过从各齿22的末端侧嵌入绝缘体16来执行S12。

与S10和S12同时或在这些步骤之前，形成安装前盒式线圈60(S14)。在S14中，通过使用如利用图3C所述的平角线并在各匝的卷线在卷绕在齿22周围期间相对于沿卷绕方向的轴线(E-E)的扭转角Δθ彼此变换的同时卷绕各匝来形成安装前的盒式线圈60。

图5A和图5B是用于形成安装前的盒式线圈的方法与现有技术相比较的视图。在这些视图中，齿具有沿径向相同的截面。

图5A是现有技术中用于制造同心卷绕的盒式线圈15的方法的一个例子的视图。在现有技术中，具有预定截面形状的线圈架70用于卷绕。线圈架70能绕沿卷绕方向的轴72旋转。这里，平角线的卷绕开始端32固定在线圈架70的适当位置处并沿线圈架70的外周配置。然后，线圈架70在沿箭头所示的给送方向74给送平角线的同时绕卷绕方向上的轴沿图5A中的箭头的方向旋转。沿给送方向74的给送包含按照卷绕的进行在径向上的给送和在周向上的给送。这样，平角线沿线圈架70的外周呈螺旋形状卷绕。在线圈架70中可设置有呈螺旋形状的卷绕导向槽。

在利用图3C所述的用于形成安装前的盒式线圈60的方法中，准备用于针对各匝具有扭转角Δθ的扭转形成的线圈架。平角线的各匝通过使用用于扭转形成的线圈架而以与图5A中的方法相似的方法卷绕。这样，能形成利用图3C所述的安装前的盒式线圈60。

图5B是用于对各匝的卷线形状施加扭转角Δθ的另一方法的视图。图5B中的盒式线圈61是通过对利用图5A所示的方法形成的盒式线圈15执行追加工序而形成的。作为该追加工序，对盒式线圈15的角部处的一个倒圆部应用扭转支承轴76，并以特定扭转角Δθ将各匝的卷线形状卷绕在扭转支承轴76周围。这里，“扭转”意味着，如利用图3C所述，卷线形状以微小的角度旋转并停止在旋转后的位置处。在图3C的例子中，第七匝的扭转角Δθ为约10度。能使用适当的加压成型法作为用于固定扭转形状的方法。

上述安装前的盒式线圈60、61各自都是通过对各匝的卷线形状施加扭转角Δθ而形成的。然而，可采用与上述方法不同的方法。例如，可利用其中对各匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加特定变换量的初始扭曲的方法来形成安装前的盒式线圈。对于图6中的盒式线圈63，使用利用图5A所示的方法形成的盒式线圈15，并且对各匝的卷线形状沿周向施加特定位移量ΔP作为特定变换量。这些匝中位移量ΔP又相互不同。从卷绕开始端32算起的第一(N＝1)匝的位移量ΔP最小。位移量ΔP随着表示匝数的N增大而增大，并且第七(N＝7)匝的位移量ΔP最大。可使用适当的加压成型法作为用于固定被施加该位移量的形状的方法。

在以上说明中，扭转角Δθ在从盒式线圈60、61在径向上的内侧看去时被设定为顺时针方向上的角度；然而，其可被设定为逆时针方向上的角度。另外，盒式线圈63的位移量ΔP被设定为沿周向在顺时针方向上的位移量；然而，其可被设定为沿周向在逆时针方向上的位移量。此外，扭转角Δθ和位移量ΔP可组合。在以上说明中，这些匝中扭转角Δθ和位移量ΔP又相互不同；然而，扭转角Δθ和位移量ΔP可在各匝的一部分中与各匝的该部分的其余部分不同。扭转角Δθ和位移量ΔP应用于至少一匝的卷线形状。例如，扭转角Δθ或位移量ΔP可仅应用于位于径向最内侧的第七匝。注意，在以上说明中匝数为7；然而，匝数可以不是7。

接下来，回到图4，将在S14中形成的盒式线圈60安装在定子芯12上(S16)。这里，将盒式线圈60安装在于S12中配置在定子芯12中的绝缘体16上。代替盒式线圈60，可使用图5B中的盒式线圈61或图6中的盒式线圈63。在保持与S12中形成的盒式线圈相同的盒式线圈60中，各匝的卷线形状被施加有特定变换量并具有初始扭曲。盒式线圈60以如下方式安装：从齿22和绝缘体16的末端侧嵌入盒式线圈60，并且在抵消各匝的卷线形状的变换/移位的同时使平角线的各匝的内周侧面与绝缘体16的外侧面上的梯级48对齐并进行面接触。

图7A是在作为各匝的卷线形状的变换量的扭转角Δθ被抵消的状态下当盒式线圈60安装在绝缘体16的外侧面上时施加的作用的视图。关于安装前的盒式线圈60，从具有扭转角Δθ的状态对其执行(-Δθ)扭转角抵消。这样，盒式线圈60变成安装后的盒式线圈14。盒式线圈60具有作为螺旋弹簧的特性。因此，盒式线圈60由于(-Δθ)的扭转角抵消而弹性变形，并且其弹性反作用力施加至绝缘体16的梯级48。利用该弹性反作用力，盒式线圈14固定在绝缘体16上并固定在定子芯12上。这同样适用于盒式线圈61。

图7B是当盒式线圈63安装在绝缘体16的外侧面上时施加的作用的视图。关于安装前的盒式线圈63，从具有位移量ΔP的状态对其执行(-ΔP)的位移量抵消。这样，盒式线圈63变成安装后的盒式线圈14。盒式线圈63具有作为螺旋弹簧的特性。因此，盒式线圈63由于(-ΔP)的位移量抵消而弹性变形，并且其弹性反作用力施加至绝缘体16的梯级48。利用该弹性反作用力，盒式线圈14固定在绝缘体16上并固定在定子芯12上。

弹性反作用力是试图抵消由于特定变换量的抵消而引起的弹性变形的力。在图7A和图7B的两种情况下，特定变换量的方向是关于周向的逆时针方向。因此，抵消变换量的弹性变形的方向是关于周向的顺时针方向。因此，弹性反作用力的方向，作为弹性变形试图被沿其抵消的方向，是关于周向的逆时针方向。关于周向的逆时针方向上的该弹性反作用力通过盒式线圈14的卷线形状的平行于轴向的两边之中位于关于周向的顺时针方向的边施加至绝缘体16。图7A示出弹性反作用力80，而图7B示出弹性反作用力82。利用这些弹性反作用力80、82，盒式线圈14固定在绝缘体16上并固定在定子芯12上。

将盒式线圈14固定在定子芯12上所需的弹性反作用力80、82的大小是按照旋转电机的规格如工作环境规定的。为了产生规定大小的弹性反作用力80、82，设定平角线的宽度W₀和厚度t₀以及平角线的材料的刚性、卷线形状、匝数、扭转角Δθ、位移量ΔP等。

回到图4，对分别嵌合在定子芯12的齿22上的各绝缘体16执行S16中的工序。当对全部齿22完成S16中的工序时，如图1所示，利用特定连接方法将盒式线圈14的卷绕端子彼此连接，并且形成旋转电机中的特定卷线线圈(S18)。

在以上描述中，使用了绝缘体16。然而，在盒式线圈14的电绝缘性能足够并且不需要使用绝缘体16的情况下，S12中的工序被省略。在S16中，将安装前的盒式线圈60等直接安装在齿22的外周面上。这种情况下，利用特定变换量的抵消而产生的弹性反作用力从盒式线圈14直接施加至齿22。这样，将盒式线圈14固定在定子芯12的齿22上。

这里，将归纳该实施方式。用于制造旋转电机的定子的方法包括以下步骤：形成具有多个齿的定子芯；通过使用平角线并将其同心卷绕特定匝数来形成盒式线圈，该盒式线圈是在安装在定子芯上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加特定变换量而形成的；将绝缘体配置在齿的外周侧面上，该绝缘体具有被保持在盒式线圈的内周侧面与齿的与盒式线圈的内周侧面对向的外周侧面之间的筒状形状并且在筒状形状的与平角线的各匝的内周侧面对应的外侧面上设置有梯级；以及在抵消变换量的同时使平角线的各匝的内周侧面与绝缘体的梯级接触，并且安装盒式线圈。

Claims (7)

1.一种用于制造旋转电机的定子的方法，所述定子包括定子芯和卷线线圈，所述卷线线圈包括盒式线圈，所述定子芯包括从环形定子轭部向径向内侧突出的齿，所述方法的特征在于包括：

形成所述定子芯；

通过同心地卷绕平角线特定匝数来形成各所述盒式线圈，各所述盒式线圈在安装在所述齿上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而形成；

在抵消所述变换量的同时将各所述盒式线圈安装在各所述齿上；以及

通过将所述盒式线圈中的一个盒式线圈的卷绕端子与所述盒式线圈中的另一个盒式线圈的卷绕端子连接来形成所述卷线线圈。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于

所述卷线形状的所述变换量是所述卷线形状相对于沿所述卷绕方向的轴线的扭转角的大小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于

所述卷线形状的所述变换量是所述卷线形状相对于沿所述卷绕方向的轴线沿着所述定子芯的周向的位移量。

4.一种用于制造旋转电机的定子的方法，所述定子包括定子芯、卷线线圈和绝缘体，所述卷线线圈包括盒式线圈，所述定子芯包括从环形定子轭部向径向内侧突出的齿，各所述绝缘体被保持在各所述盒式线圈的内周侧面与各所述齿的与各所述盒式线圈的内周侧面对向的外周侧面之间，各所述绝缘体具有筒状形状，并且各所述绝缘体在外周侧面上包括与所述盒式线圈的内周侧面相对应的梯级，所述方法的特征在于包括：

形成所述定子芯；

通过同心地卷绕平角线特定匝数来形成各所述盒式线圈，各所述盒式线圈在安装在所述定子芯上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加变换量而形成；

将各所述绝缘体配置在各所述齿的外周侧面上；

在抵消所述变换量的同时使所述平角线的各匝的内周侧面与各所述绝缘体的所述梯级相接触，并且安装各所述盒式线圈；以及

通过将所述盒式线圈中的一个盒式线圈的卷绕端子与所述盒式线圈中的另一个盒式线圈的卷绕端子连接来形成所述卷线线圈。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于

所述卷线形状的所述变换量是所述卷线形状相对于沿所述卷绕方向的轴线的扭转角的大小。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于

所述卷线形状的所述变换量是所述卷线形状相对于沿所述卷绕方向的轴线沿着所述定子芯的周向的位移量。

7.一种用于旋转电机的盒式线圈，所述旋转电机包括具有定子芯的定子，所述盒式线圈的特征在于包括：

同心地卷绕特定匝数的平角线，所述平角线在安装在所述定子芯上之前通过对至少一匝的卷线形状相对于沿卷绕方向的轴线施加特定变换量而卷绕。