CN110024050B - 绕组用电线及使用其的旋转电机用线圈以及绕组用电线的制造方法 - Google Patents

绕组用电线及使用其的旋转电机用线圈以及绕组用电线的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一个实施方式所涉及的绕组用电线易于绕组加工并可提高占空系数的同时可以抑制涡电流，绕组用电线1是由对一根漆包线(1a)或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线(1a)进行编组，并以平坦地成型的2层或2的倍数层的扁平编组线构成的带状平角线状或角线状，将其卷绕成漩涡状以获得无论有无芯体都容易卷绕且占空系数较高的涡电流较小的线圈。

Description

绕组用电线及使用其的旋转电机用线圈以及绕组用电线的制 造方法
技术领域
本发明关于一种绕组用电线及使用其的旋转电机用线圈以及绕组用电线的制造方法。
背景技术
一直以来，为了提高包含电动机及发电机的旋转电机的性能，要求提高线圈的占空系数。由于占空系数越高越能提高每单位截面积的安培匝数，因此能够提高作为绕组的性能。
作为提高占空系数的旋转电机，例如已知有使用盘状电枢的印刷电动机。该印刷电动机通过对被绝缘的树脂板上的铜箔进行刻蚀来形成线圈。然而，根据刻蚀方式形成的线圈即使想堆积电镀而使铜的厚度变厚，这也存在极限。因此，变大电动机的输出存在极限。
另一方面，在使用卷绕绕组用电线的线圈的通常的旋转电机的情况下，若使绕组用电线变粗，可简单地提高输出，但伴随有占空系数下降问题。在此，通过对圆线进行轧制而制造的导体形状为正四角的角线或带状的平角线由于比圆线的占空系数提高20％～30％，因此可使电阻值比由相同外尺寸的圆线所构成的线圈的情况要低，并且也由于面接触所造成的散热性的提高效果，因此可使更多电流流动。另外，在角线或平角线的情况下也可增加匝数，与相同性能(电阻、匝数)的线圈相比较，可考虑为具有线圈小型化的效果。因此，提出使用所期待的线圈小型化与能提高性能的占空系数较高的平角线线圈的电动机(非专利文献1，专利文献1)。
另外，在将绕组用电线卷绕于芯体而形成线圈的旋转电机的情况下，若使绕组用电线变粗，可简单地提高输出，但是若芯体变小则由于绕组用电线难以弯曲，因此无法卷绕线圈，从而电动机难以小型化。若芯体变小，则由于需要容易卷绕绕组用电线的柔软的绕组用电线，因此采用通过将多根细圆线捻合并集中来作成富挠性的利兹线(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利特开2014－166102号公告
专利文献2日本专利特开平08－126275号公报
[非专利文献1]山元雄太、其他3名[使用占空系数较高的平角线线圈的直接驱动型同步电动机的高转矩密度化]2013年3月5日发行(日本全国大会)平成25年电气学会全国大会论文集，第64-65页，论文No.5-036
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，通过对圆线进行轧制所制造的角线或平角线的线圈由于在卷绕过程中必定会扭转，角与角相互碰撞而绝缘剥落，因此具有难以卷绕的问题。特别地，在截面形状是长方形的平角线的情况下，由于易弯曲性也会出现方向性问题，因此在这点也伴随难以卷绕，换言之，降低弯曲加工性。
另外，通过对圆线进行轧制而成型成带状的平角线，相比圆线即使提高占空系数，也会因为作为绕组用电线的截面积，即导体截面积不变，因此关于涡电流的产生并未得到改善。即，由于涡电流的原因与线圈导体的截面积成正比地变大，因此由于涡电流的产生所造成的发热使旋转电机的输出功率降低。为了抑制该涡电流，需要使绕组用电线的截面积变小，由于电流值受到限制，因此难以实现输出较大的旋转电机。
另外，将多根较细的圆线捻合成的利兹线具有可挠性且易卷绕于较小的芯体，优选适用在小型电动机上，但是若卷绕该利兹线来形成线圈，则在产生较多的间隙这点上与对圆线进行卷绕是一样的。即，卷绕利兹线所制作的线圈相对于卷绕圆线所制作的线圈，占空系数并未得到改善。
以上，现有的绕组用电线及使用该绕组用电线的线圈、旋转电机，若想提高占空系数，难以卷绕、或无法抑制涡电流，并且难以同时地实现小型化、轻量化、高输出化、高效率化。
本发明的目的在于提供一种易于进行绕组加工并且可提高占空系数的同时可以抑制涡电流的绕组用电线。另外，本发明的目的在于提供一种抑制涡电流并且占空系数较高的线圈。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达到上述目的的绕组用电线是由对一根漆包线或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线进行编组，并以平坦成型的2层或2的倍数层的扁平编组线构成的带状的平角线或角线。
另外，旋转电机用线圈是由对一根漆包线或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线进行编组，并以平坦成型的2层或2的倍数层的扁平编组线构成的带状平角线状或角线状的绕组用电线，且将该绕组用电线卷绕而成。
在此，在所卷绕的绕组用电线的两端包括多根连接束，通过将多根连接束的至少一部分的连接束在与其他的线圈的连接束之间或与同一线圈间的其他连接束之间进行串联或并联连接，由此也可以改变线圈的匝数。另外，在与其他的线圈之间的线圈连接处或在同一线圈间的接线处的连接束的连接经由继电器来进行，通过继电器的切换也可以对多组连接束的至少一部分的连接束串联或并联地进行切换连接。并且，旋转电机用线圈在磁通通过区域之外的磁通外区域中的彼此反向地被折弯的线圈错开地配置成磁通通过区域之间的线圈不重叠，从而使线圈的厚度成为一半。
另外，绕组用电线的制造方法，具有如下工序：圆编织工序，所述圆编织工序对一根漆包线或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线进行编织来制作一重或双重以上的筒状的编组线；扁平编织工序，所述扁平编织工序对所述筒状的编组线进行平坦地成型来作成2层或2的倍数层的平坦编组线；以及整形工序，所述整形工序将所述平坦编组线整形成平角线或角线。
在该绕组用电线的制造方法中，优选在圆编织工序中使用中芯来制作筒状的编组线，在扁平编织工序中拔出中芯之后平坦地成型。
并且，在上述的绕组用电线的制造方法的扁平编织工序中，筒状的编组线平坦地成型来作成平坦编组线时，在与宽度方向正交的长度方向上拉伸编组线。
发明效果
绕组用电线由于对漆包线进行编组，因此可挠性优异，在制作线圈时易于卷绕。由此，在制作旋转电机用线圈时，也可卷绕于小的芯体，即使芯体较小或无芯体也都易于卷绕，从而使作业变得容易。
而且，通过扁平编组线成型成平角线或角线的本发明的绕组用电线由于是各自被绝缘的细的漆包线的线束，因此在作成旋转电机用线圈时，与通过对圆线进行轧制所制造的相同导体截面积的平角线或角线相比，抑制涡电流的产生，对其伴随产生的热也进行抑制。同时地，由于平角线或角线，因此也提高由于面接触所造成的散热性的效果，从而可使更多电流流动。换言之，由于电阻变小，因此可使流动的电流变多，从而作为旋转电机用线圈的效果变好。
并且，由于是平角线或角线，通过在作为旋转电机用线圈时的占空系数提高例如20％～30％，能够使电阻值比由相同外尺寸的圆线所构成的线圈的情况要低，并且也可增加匝数来提高每单位截面积的安培匝数。在相同性能(电阻值，匝数)的线圈的情况下，具有线圈小型化的效果。
由该绕组用电线所构成的线圈在具备由漆包线的编组线构成的多根连接束的情况下，即使在作为线圈制作完成之后，通过将连接束的至少一部分选择性地进行串联连接或并联连接，从而能够自由地改变作为线圈的匝数。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的绕组用电线的一个实施方式的俯视图。
图2是说明本发明所涉及的对绕组用电线进行编组过程的图，图2(A)是表示刚对漆包线进行编组后的筒状中空的圆编组线的状态的剖视图(省略图示漆包线组线)，图2(B)是表示压缩中空部而平坦地成型的平坦编组线的状态的剖视图，图2(C)是在纵横交互地切换圆编组线的压扁方向而作为扁平编组线时的说明图。
图3是表示使用本发明所涉及的绕组用电线所成型的线圈的一个示例的图，图3(A)是单卷绕线圈的主视图，图3(B)是表示将相同单卷绕线圈的连接束串联地连接的状态的主视图，图3(C)是图3(B)的侧视图，图3(D)是双卷绕线圈的主视图，图3(E)是表示将相同单卷绕线圈的连接束并联地连接的状态的主视图，图3(F)是图3(E)的侧视图。
图4是表示使用图3的单卷绕线圈的轴向间隙型线圈的一个实施方式的原理图，图4(A)是表示一相相对应的线圈与磁体的配置关系的主视图，图4(B)是图4(A)的侧面图。
图5是在使用图3的线圈的三相轴向间隙型线圈中的一相相对应的线圈与磁体的配置关系的主视图，图5(A)是表示串联连接，图5(B)是表示每2束的并联连接的状态。
图6是在使用继电器连接图3的线圈的三相轴向间隙型线圈中的一相相对应的线圈与磁体的配置关系的主视图，图6(A)是表示串联连接，图6(B)是表示并联连接的状态。
图7是表示在使用图3的以串联连接的线圈的三相轴向间隙型线圈与磁体的配置关系的主视图。
图8是表示线圈在表里交互重叠地卷绕成局部地重叠的方法之一示例的图，图8(A)以与磁体之间的关系表示轴向间隙型线圈的配置关系的主视图，图8(B)是线圈的侧视图，图8(C)是在一对磁体间所夹的线圈的交链磁通区域外将线圈向外折弯以使得将线圈配置成局部重叠的状态的线圈的放大主视图，图8(D)是不重叠地配置该线圈时的侧视图，图8(E)是重叠地配置该线圈时的侧视图。
图9是表示使用本发明所涉及的线圈作为定子线圈的单轴向间隙型交流面相对电动机(永磁体型旋转电机)的一个示例的纵向剖视图。
图10是表示使用本发明所涉及的线圈作为定子线圈的双轴向间隙型交流面相对电动机(永磁体型旋转电机)的一个示例的纵向剖视图。
图11是表示使用本发明所涉及的线圈作为定子线圈的单轴向间隙型永磁体型旋转电机的一个示例的图，图11(A)是主视图，图11(B)是纵向剖视图，图11(C)是表示重叠卷绕线圈的一个示例的俯视图，图11(D)是图11(C)的侧视图。
具体实施方式
以下，基于附图中示出的本发明的结构的实施方式进行详细说明。
图1示出本发明的绕组用电线的一个实施方式。该绕组用电线1是由对一根漆包线1a或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线1a进行编组，并以平坦成型的2层或2的倍数层的扁平编组线构成的带状的平角线或角线。例如，绕组用电线1通过将一根漆包线1a或排列多根漆包线1a或者将多根漆包线捻合编组成一个单位来制作筒状的圆编组线(参照图2(A))，然后，压缩中空部来平坦地成型，由此作成2层或2的倍数层的扁平编组线，并且整形成平角线或角线(参照图2(B))。此外，图中的A尺寸是扁平编组线的宽度，B尺寸是扁平编组线的厚度(边缘侧、短边侧的长度)。另外，图中的标号1A～1D是构成连接的一个单位的连接束，1b是指漆包线1a的线束或捻合线的一个单位，并且附加例如1～12来用于区别各漆包线的线束的下标，从而以1b1～1b12来表示。
本实施方式的绕组用电线1根据编组机将例如4根漆包线1a作为一束，并以二束进行平行编织，编组成12束(1b1～1b12)，在进行圆编织之后，进一步进行圆编织，从而形成双重的筒状圆编组线(参照图2(A))1'。接着，例如通过冲压来压扁，压缩中空部，从而作成平坦地成型的4层扁平编组线(参照图2(B))。在本实施方式的情况下，由扁平编组线构成的绕组用电线1由48根漆包线1a(4根为1束，共12束)所构成，对每3束并列地进行连接来作为一根连接束，从而作成四根连接束1A～1D。
在对漆包线1a进行编组时，优选使用中芯2。不使用中芯2也能够进行编织，但是在使用中芯2进行编织的情况下，由于采用扁平编组线的漆包线1a的排列整齐而紧密地配置，因此能够提高占空系数。另外，在以冲压进行压扁，对圆编组线1’的中空部进行压缩且平坦地成型时，优选在与编组线的宽度方向正交的长度方向上进行拉伸。由此，由于扁平编组线在拉伸的状态下被整形成平角线或角线，因此在对线圈进行卷绕时即使施加张力，此时也不会伸长。另外，由于对漆包线进行圆编织且将其制作成筒状的编组线后进行平坦地成型成扁平编组线，从而整形成平角线或角线，因此能够简单地制造由截面积较小的漆包线的集合体即扁平编组线构成的平角线或角线的绕组用电线。并且，在绕组用电线的两端即线圈的两端，即使不实施特殊的加工，也能够形成多根构成连接的一个单位的连接束。
另外，图1中例示的绕组用电线1是在横向上将多根漆包线1a排列成束进行编组，但是并不特别地局限于此，也可将多根漆包线1a进行捻合，例如也可作为利兹线编组成一个单位(1束)，也可作成以一根漆包线1a为单位来进行编组。并且，本实施方式所涉及的编织方法是在扁平编组状态下成为4层的双重圆编组，但是根据情况也可采用在扁平编组状态下成为2层的一重编组或在扁平编组线状态下成为6层的三重编组。例如，也可在双重圆编织的状态之上，进一步进行双重圆编织，从而编组成4重，并将其压扁来作成8层8连接束的扁平编组线之后，成型成平角线或角线。另外，对圆编组线1’进行压扁的方法也可是例如从纵向或横向的任一种，也可如图2(C)所示向纵向或横向交互地进行压扁。另外，在上述的实施方式中，采用以2束单位在上、下交叉地进行编织的2束平行编织，但是并不特别地局限于此，也可作成以1束单位或3束以上的单位进行编织。
漆包线是将绝缘性树脂的清漆漆烤在导体上，能够使用各种的绝缘性树脂，作为一般的能够列举例如聚氨酯铜线(UEW)、聚酯铜线(PEW)、聚酯亚胺铜线(EIW)、聚硫胺亚胺酯铜线(AIW)、聚硫亚胺铜线(PIW)等，但是并不局限于此。在此，在漆包线中也优选使用聚氨酯铜线。在该聚氨酯铜线的情况下，由于加热时漆包线皮膜剥落，因此仅将线圈浸渍于焊锡槽则漆包线皮膜剥落，从而可进行连接。由此，多根的线材各自的连接作业变的容易。并且，在聚氨酯铜线的情况下，在一度编组成中空的圆编组线1’之后(图2(A))对中空部进行压缩作成平坦地成型的扁平编组线(图2(B))来防止由于在编织漆包线1a时所施加的张力与在加压时的压力而使漆包线1a移动从而线材间隙变动或发生位置变差、或防止漆包线1a的漆包线皮膜的剥落，从而能够有效地防止漆包线1a的排列混乱。另外，漆包线1a的材料一般是铜线，但是并不特别地局限于此，也可使用铝线、OFC(无氧铜线)、镀镍软铜线等。
漆包线1a未要求其截面形状是特定的形状，也可是圆线，也可是角线或平角线。另外，在加工成扁平编组线之前的圆编组线的形状也不特别地限定为如图2(A)所示的圆筒状，也可是椭圆筒形，也可是多边形筒。
在此，漆包线1a相比于作为绕组用电线1的导体截面积要细的多，在采用扁平编组线的情况下，优选使用能够充分保持可挠性的线径。例如，一般可使用市面上的直径0.05mm～1.2mm左右的圆漆包线、0.05mm×0.05mm～1.2mm×1.2mm左右的角漆包线或多边形漆包线等。然而，为了提高旋转电机的输出而优选使用粗的绕组，但是从保持作为扁平编组线的可挠性、减少涡电流的观点，使用尽可能细的线材，例如优选直径在1mm以下的漆包线。因此，为了提高作为扁平编组线的可挠性、高占空系数以及降低涡电流损失，也可在例如0.05mm～1mm的范围内，特别地在不需要比较大输出的情况下，在0.05mm～0.6mm，优选0.05mm～0.5mm，更优选0.05mm～0.26mm左右的范围内适当地选择线径。
例如，如图2(A)所示，通过在乙烯制的棒状或管状的芯2的周围，将4根直径0.3mmφ的漆包线1a作为一束，以例如2束平行编织进行编组的12束，再抽出芯2来形成筒状的圆编组线1’之后，压缩中空部从而作成平坦地成型的扁平编组线，从而能够制作由宽度3.6mm×厚度1.2mm的平角线所构成的具有可挠性的图1的绕组用电线1。在该情况下，由于采用扁平编组线的漆包线的整齐排列而紧密地进行配置，因此能够进一步提高作成线圈时的绕组用电线的占空系数。
通过使用如上所述结构的由扁平编组线所构成的平角线状或角线状的绕组用电线1，与圆漆包线相同地，能够制作成各种的线圈及旋转电机。例如，在图3中示出本发明所涉及的绕组用电线1制作适合在面向电动机(也称为扁平电动机)中使用的梯形线圈的示例。该种类的线圈3优选绕组用电线1的边缘侧(宽度B的短边侧)与磁体相对。在此，线圈以扁平编组线的长边侧的面(宽度A的面)重叠的方式，通过卷绕成漩涡状而成型。
该线圈3通过将多根例如4根连接束1A～1D在与其他的线圈的连接束之间或同一线圈的其他的连接束之间串联或并联地连接来改变匝数。例如，在图3(A)～(C)中示出将一根绕组用电线1从内侧卷绕成漩涡状并卷绕结束于外侧的单卷绕线圈的示例。该线圈3例如在内周侧具有由4根连接束1A～1D所构成的线圈卷绕起点3s，在外周侧具有线圈卷绕终点3f，并通过各连接束1A～1D在与其他线圈之间或与同一线圈间的连接束之间进行串联或并联地连接来改变作为线圈3的匝数。例如，通过在线圈连接处4将线圈卷绕起点3s侧的线圈的4根连接束1A～1D中的3根连接束与线圈卷绕终点3f侧的线圈的4根连接束1A～1D中的3根连接束进行线圈连接而串联地连接，从而能够对由1根连接束的卷绕起点3s与1根连接束的卷绕终点3f所构成的线圈进行成型。另外，过程中的线圈是4根连接束1A～1D全部与其他的线圈所对应的4根连接束1A～1D相连接。
另外，在图3(D)～(F)中示出线圈卷绕起点3s与线圈卷绕终点3f位于线圈的外周的双卷绕线圈3’(也称为α卷式或双饼式)的示例。该双卷绕线圈3’通过将多根例如具有4根连接束1A～1D的1根绕组用电线1从内侧在左右排列成2列卷绕成漩涡状并在外侧卷绕结束，从而将2个线圈连续地成型(参照图3(F))，导体在上下2层卷绕成漩涡状的线圈元件。该双卷绕线圈3’也与上述的单卷绕线圈3相同，通过将例如4根连接束1A～1D中的至少一部分在与其他的线圈之间或与同一线圈间的连接束之间串联或并联地连接来改变作为线圈的匝数。例如，通过在线圈连接处4将线圈外周的起点3s中的3根连接束与线圈外周的终点3f侧中的3根连接束进行卷绕连接而串联地连接，从而可对由一束卷绕起点3s与一束卷绕终点3f所构成的双线卷绕线圈3’进行成型。
接着，绕组用电线1是在线圈成型后，使其固定。例如，绝缘树脂或涂料等将各线材彼此，进一步各束彼此粘接，从而相互地固定。在本实施方式的情况下，在加工成线圈状之后以由120℃左右的耐热树脂等构成的绝缘涂料来使其固定。在该情况下，由于在卷绕线圈时能够活用绕组用电线的可挠性,从而简单地并且无间隙来紧密地进行卷绕，在作成线圈形状之后，由于通过粘接等使其固定，因此容易制作成所希望的线圈形状。
如上所示构成的单卷绕线圈3或者双卷绕线圈3’是采用波浪卷绕或重叠卷绕等，从而能够构成例如在永磁体型旋转电机所使用的轴向间隙型或径向间隙型旋转电机用线圈。
例如，在图4中示出使用上述线圈的轴向间隙型线圈及其连接方法的一个示例。图4(A)中表示对环状地配置一相相对应的6极永磁体所配置的状态。在本实施方式的情况下，一相相对应的线圈由3卷绕的线圈3、3’所构成，在接线处5对卷绕起点侧的线圈的卷绕终点3f与下一个线圈的卷绕起点3s的4根连接束1A～1D彼此进行接线，进一步在接线处5对中间的线圈的卷绕终点3f与卷绕终点侧的线圈的卷绕起点3s的4根连接束1A～1D之间进行接线。在图中示出2个线圈间的各连接束1A～1D在分叉状态下以各自连接的状态，但是也可集中成1根后来进行连接，即作为1根连接束来连接。然后，沿着磁体6圆环状地配置的3卷绕的线圈3、3’从圆环的径向外侧开始卷绕且在外侧结束卷绕，从而构成线圈电路。线圈3、3’如图4(B)所示，在相对配置的一对磁体6之间的间隙部分，例如在平角线状的绕组用电线1的情况下，被配置成边缘即称为短边的面与磁体相对(换言之，绕组用电线1的长边侧的面与转子轴9平行)。此外，图中的标号6表示永磁体，7表示磁轭，8表示磁性体或非磁性体的磁体保持件，9表示转子轴。另外，作为由沿着磁体6圆环状配置的多个线圈3、3’所构成的线圈电路，不限定于上述的外卷绕开始、外卷绕结束的线圈的实施方式，也可采用从径向内侧开始卷绕且在内侧结束的线圈。
另外，如图5(A)所示，在接线处5将卷绕开始侧的线圈3、3’的卷绕开始的4根连接束1A～1D中的例如3根连接束1A～1C与卷绕终点侧的线圈3、3’的卷绕终点的4根连接束1A～1D中的例如3根连接束1B～1D进行串联连接，从而能够构成由例如1D的卷绕起点3s的1根连接束与例如1A的卷绕终点3f的1根连接束所构成的串联连接的线圈。另外，如图5(B)所示，将卷绕起点侧的线圈3、3’的卷绕起点3s的4根连接束的每2束，例如1A与1B以及1C与1D分别并列地连接，另一方面，在接线处5分别将各线圈3、3’间的4根连接束1A～1D之间串联地进行连接，在接线处5将最后的线圈3、3’的卷绕终点3f的连接束中的例如1C与1D的2束与线圈的起始的2组并联地进行连接的连接束的一个例如1A与1B的每2束进行线圈连接，从而被串联连接的每2连接束构成并联连接的绕组电路。
在各线圈3、3’的线圈连接处4或接线处5中多根例如4根连接束1A～1D的连接也能够作成根据情况使用继电器连接等来进行切换。例如，如图6所示，若经由继电器电路10连接卷绕开始侧线圈3、3’的卷绕起点3s的4根连接束1A～1D与线圈的卷绕终点侧3f的4根连接线1A～1D，从而能够实现如图6(A)所示的切换成串联连接的线圈，如图6(B)所示出的瞬间地切换成并联连接的线圈。另外，卷绕起点3s及卷绕终点3f的各连接束1A～1D的一根分别被分叉成与继电器电路10连接的连接束、以及作为卷绕起点3s的连接束。
另外，图7中示出轴向间隙型线圈的三相相对应的线圈与磁体的配置的一个示例。该线圈也可构成为三相交流旋转电机(永磁体型旋转电机)，也可通过施加整流器来构成DC旋转电机。该线圈按照三相相对应的每3个单卷绕线圈3、3’依顺序地配置在圆周方向上，对相同相的线圈3、3’之间进行线圈连接，并分别从各相的端部的线圈3、3’抽出卷绕起点3s与卷绕终点3f的4根连接束1A～1D。该线圈3、3’以树脂、粘接剂使其坚固而被一体化，并且将与磁体6的配置关系保持成与各线圈3、3’的磁体6交链的直线导体部分作用成N极侧交链磁通部与S极侧交链磁通部。另外，图中的标号11是U相线圈，12是V相线圈，13是W相线圈，11s是U相线圈的卷绕起点，12s是V相线圈的卷绕起点，13s是W相线圈的卷绕起点，11f是U相线圈的卷绕终点，12f是V相线圈的卷绕终点，13f是W相线圈的卷绕终点。
另外，图8中示出轴向间隙型线圈进行重叠卷绕时的三相相对应的线圈与磁体的配置的一个示例。该线圈与图7的线圈同样地，也可构成为三相交流旋转电机(永磁体型旋转电机)，也可通过施加整流器来构成DC旋转电机。在表面侧例如每隔120°电气角(本实施方式的情况，机械角为40°)依顺序地在圆周方向上对U相线圈11、V相线圈12以及W相线圈13的各个线圈3、3’进行环状配置，另一方面，在背面侧从表面侧的各相的线圈11、12、13错开60°电气角(本实施方式的情况，机械角为20°)依顺序地在圆周方向上对U相线圈11、V相线圈12以及W相线圈13的三相相对应的线圈3、3’进行环状配置。即，通过对图7的线圈错开地进行重叠卷绕来增加线圈数。
该线圈配置也可如图8(B)所示，单纯地将表面侧的各相线圈11、12、13与背面侧的各项线圈11、12、13重叠地进行配置，但是通过图8(E)所示那样将在相对的磁体6之间的空间之外突出的部分(称为磁通通过区域外)彼此反向地折弯，并且如图8(C)所示那样在圆周方向错开地配置以使得表面侧的线圈与背面侧的线圈的磁通通过区域不重叠，能够在磁体6之间的空间所占位的线圈区域即磁通通过区域使线圈的厚度成为一半(一个线圈分的厚度H)。由于线圈的弯曲加工是编织，因此较容易。并且，线圈也可是单卷绕线圈，也可是双卷绕线圈，进一步可以是单叠卷绕线圈也可以是双叠卷绕线圈。
另外，在图9中示出将上述的线圈作为定子线圈来使用的单轴向间隙型永磁体型旋转电机的一个示例。本实施方式的线圈3、3’如图9所示，与图4中示出的线圈相同地在相对配置的一对磁体6之间的间隙部分中将绕组用电线1的边缘侧的面配置成与磁体6相对。在本实施方式中，磁体6经由磁性体或非磁性体的磁体保持件8被保持于转子轴9所固定的圆盘状的磁轭7，但是并不特别地限定于此。另外，根据该实施方式，旋转电机从两侧以NS磁性电路来夹住线圈3、3’，但也可单面不为磁体6而采用磁性体磁轭(省略图示)。图中的标号16表示转子磁性体。另外，在本实施方式中，构成作为定子线圈，但根据情况当然也可构成作为转子线圈。
另外，在图10中示出将上述的线圈3、3’作为定子线圈来使用的双轴向间隙型永磁体型旋转电机的一个示例。在本实施方式的旋转电机，在中央的磁轭7中将永磁体6配置于表面背面两面，在与轴向外侧相对向配置的永磁体6之间构成2对磁性电路。另外，标号8的磁体保持件也可是磁性体、或非磁性体，但优选磁性体且保持件的厚度为磁体厚度的1/2。另外，图中的标号16表示转子磁性体。
线圈3、3’在相对配置的一对磁体6之间的间隙部分将绕组用电线1的边缘侧的面配置成与磁体6相对向。在本实施方式中，磁体6经由磁性体或非磁性体的磁体保持件8被保持于转子轴9所固定的圆盘状的磁轭7，但是并不特别地限定于此。另外，根据本实施方式，旋转电机从两侧以NS磁性电路来夹住线圈3、3’，但也可单面不为磁体6而采用未图示的磁性体磁轭。另外，在本实施方式中，构成作为定子线圈，但根据情况当然也可构成作为转子线圈。
另外，本实施方式的绕组用电线1由于由扁平编组线所构成的平角线或角线，因此在可挠性方面较为优异，从而在布线中途能够容易进行扭转、或弯曲。为此，在布线或线圈连接时或者接线时等通过将平角线扭转90°来垂直地进行布线，从而能够使作业变的容易、或提高布线密度。由此，具有紧凑化的优点。
另外，本实施方式的线圈3、3’如图11所示，也能够构成作为永磁体型旋转电机的径向式定子线圈。该情况下的线圈3、3’在圆周方向上配置卷绕成例如如图11(C)所示的矩形或六边形等的单卷绕线圈或双卷绕线圈，并被配置成重叠卷绕或波形连接，以使得构成为圆环状，并配置于内转子磁性体14与外转子磁性体15之间的间隙部分。例如，在构成三相线圈的情况下，如图11(C)所示，三相相对应的线圈被配置成依顺序进行一部分重叠。并且，如图11(B)所示，配置成以使得在两磁体间绕组用电线1的扁平编组线的边缘侧的面与磁体6相对。此时，若将线圈3的两磁体间的外突出部分如图11(D)所示那样彼此在径向外侧与内侧交互地反方向折弯，若如图11(C)所示那样重叠卷绕，由于在一对磁体6之间的交链磁通部构成为厚度相当于一个线圈的宽度H(B尺寸×匝数)的线圈，因此线圈密度虽高却能够使间隙长度变窄。换言之，间隙长度虽窄却能够使线圈密度变高。由绕组用电线1构成的线圈3、3’由于具有扁平编织的可挠性，因此能够容易的成型成线圈，且线圈3、3’的两磁体间向外突出部分的弯曲加工也能够容易地进行。此外，内转子磁性体14由被固定于转子轴9的环状磁轭7、经由磁性体或非磁性体的磁体保持件8被保持于该磁轭7的磁体6构成。此外，外转子磁性体15由被固接于未图示的转子外壳的环状磁轭7、经由磁性体或非磁性体的磁体保持件8被保持于该磁轭7的磁体6构成。
使用这些旋转电机用线圈的旋转电机不仅由于扁平编组所构成的平角线状或角线状的绕组用电线在可挠性方面优异而易于卷绕，而且抑制涡电流并且体积占有效也变高，从而电阻变小且使更多的电流流动而效率变高。因此，旋转电机提高每单位截面积的安培匝数，能够实现小型化、轻量化、高输出、高效率化。
另外，上述的实施方式是本发明的优选实施方式的一个示例，但并不限于此，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以实施各种变形。例如，作为根据本发明所涉及的绕组用电线所构成的线圈的一个示例，上述的实施方式主要针对所列举的无芯线圈以及无芯电动机所适用的示例进行说明，但是不是特别地限定于此，也可应用于具有芯的线圈以及电动机。在该情况下，也由于扁平编组线的绕组用电线可易于卷绕于小的芯，并且能够作成占空系数较高的线圈，因此能够实现小型化、轻量化、高输出、高效率化的线圈及电动机。
另外，上述的实施方式主要对所列举的适用于永磁体型旋转电机的示例进行说明，但是不是特别地限定于此，当然也可适用于所有的旋转电机。另外，也可作为感应机单体来适用，不仅感应机，而且也可作为同步机的定子线圈或转子线圈等来组装。另外，在上述的实施方式中列举定子线圈的示例来进行说明，但是不是特别地限定于此，当然也可作为转子线圈。另外，作为线圈的利用当然也可径向型也可轴向型。
并且，在上述的实施方式中，主要列举适用于旋转电机用线圈的示例，但是不是特别地限定于此，作为其他技术领域的线圈，也可适用例如无线非接触型充电器线圈、电磁线圈等。
另外，本发明所涉及的绕组用电线1由于由扁平编组线所构成的平角线或角线，针对边缘侧(短边侧)向较难弯曲方向的可挠性方面也较优异，因此作为扁立绕法线圈的情况也易于加工等，是有用的。另外，若本发明所涉及的绕组用电线1，线圈形状也不限定于上述的梯形，能够加工成所需的各种形状的线圈，例如矩形或圆形、扭转成鞍形的弯曲的线圈等。
另外，在上述的实施方式中，通过将线圈3、3’的卷绕起始点3s与卷绕终点3f选择性地与其他的线圈3、3’的各个卷绕起始点3s或卷绕终点3f连接，能够构成单相或多相无芯线圈。
标号说明
1 绕组用电线
1a 漆包线
1b1～1b12 漆包线束或捻合线(利兹线)
1A～1D 连接束
3、3’ 旋转电机用线圈

Claims (7)

1.一种旋转电机用线圈，所述旋转电机用线圈是由对一根漆包线或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线进行编组，并以平坦成型的2层或2的倍数层的扁平编组线构成的带状平角线状或角线状的绕组用电线，且将所述绕组用电线卷绕而成，
在所卷绕的所述绕组用电线的两端包括多根连接束，通过将多组所述连接束的至少一部分的连接束在与其他的线圈的连接束之间或与同一线圈间的其他连接束之间进行串联或并联连接，从而可改变线圈的匝数。
2.如权利要求1所述的旋转电机用线圈，其特征在于，所述漆包线是聚氨酯导线。
3.如权利要求1所述的旋转电机用线圈，其特征在于，在与其他的线圈之间的线圈连接处或在同一线圈间的接线处的所述连接束的连接经由继电器来进行，通过所述继电器的切换可对多组所述连接束的至少一部分的连接束串联或并联地进行切换连接。
4.如权利要求1所述的旋转电机用线圈，其特征在于，所述旋转电机用线圈将在磁通通过区域之外的磁通外区域中彼此反向地被折弯的线圈错开地配置成磁通通过区域之间的线圈不重叠，从而使线圈的厚度成为一半。
5.一种绕组用电线的制造方法，其特征在于，具有如下工序：
圆编织工序，所述圆编织工序对一根漆包线或被捆束成平行或捻合状的多根漆包线进行编组来制作一重或双重以上的筒状的编组线；
扁平编织工序，所述扁平编织工序对所述筒状的编组线进行平坦地成型来作成2层或2的倍数层的平坦编组线；以及
整形工序，所述整形工序将所述平坦编组线整形成平角线或角线，
在所卷绕的所述绕组用电线的两端包括多根连接束，通过将多组所述连接束的至少一部分的连接束在与其他的线圈的连接束之间或与同一线圈间的其他连接束之间进行串联或并联连接，从而可改变线圈的匝数。
6.如权利要求5所述的绕组用电线的制造方法，其特征在于，在所述圆编织工序中使用中芯来制作筒状的编组线，在所述扁平编织工序中拔出所述中芯之后平坦地成型。
7.如权利要求5所述的绕组用电线的制造方法，其特征在于，在将所述扁平编织工序中的所述筒状的编组线平坦地成型，从而作成扁平编组线时，在与宽度方向正交的长度方向上拉伸所述编组线。
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