CN1136232A - 线圈成型线材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种线圈成型线材，它可安排在电动机铁心的槽内，从而缩小线圈端部的尺寸，使线圈和电动机体积紧凑。该线圈成型线材包括许多根柔性的细线。这些细线在给定的区段粘合，使它们具有预定的截面形状。该粘合的区段起刚性区段即线圈侧部的作用。线材也具有柔性的连接区段，其中的细线是松散的。该线材具有以交替方式排列的柔性的连接区段和刚性区段。该柔性的连接区段起线圈端部的作用。该线圈端部从线圈伸出，由于其柔性而具有小的曲率。

Description

线圈成形线材及其制造方法

本发明涉及一种围绕电动机的铁心通过铁心上的许多槽连续地缠绕的线圈成形线材和一种制造该线圈成形线材的方法。

如附图1中所示，在电动机中，一个定子通常包括一个铁心102和围绕铁心102缠绕的漆绝缘的线圈成形线材101(称作“线材101”)。参照图2，铁心102用许多个层状的圆环形金属板102a制成。其次，铁心102在其内表面上有许多轴向形成的槽103。线材101围绕铁心102通过任选的槽缠绕，由此形成一个线圈。

当电流加到线材101上时，通过线圈产生磁通量，于是电动机就起动了。在线圈中，线材101的通过槽103的区段称作“线圈侧部101a”，而线材的连接线圈侧部101a的区段称作“线圈端部101b”。

在使用这样一种定子的电动机中，要求将线材有效地安排在槽中，使得电动机能够产生高的输出功率并做成体积紧凑。为了满足这样一种要求，曾有人建议使线材具有矩形截面来替代传统的圆形截面，使得相邻各圈的线材可以在其扁平区段上彼此紧密接触。这可以减小存在于线材的相邻各圈之间的空间，并使线材能够有效地排列在槽中。但是，这样一种矩形线材易于变得比较坚硬，这意味着线圈端部会具有大的曲率，并从定子铁心很宽地伸出。这样，线圈本身会变得更大，并使电动机整体变大。其次，围绕铁心缠绕线材需要更大的力，这会延长制造线圈所花费的时间。

在另一种电动机中，曾有人提议压扁通过槽的线圈侧部处的线材。线材的扁平区段可以有效而紧密地排列在槽中。但是，在边界处在线材的扁平区段和非扁平区段之间存在高度差别。为了将扁平区段紧密地排列在槽中，必须使这样一个边界远离槽的端部。这意味着线圈端部从定子铁心伸出很多，即使线圈也使电动机体积变大。

本发明的一个目的是提供一种线圈成形线材，该线材能克服上述常规的线圈成形线材存在的问题，并能有效地排列在电动机铁心的槽中，使线圈端部尽可能地伸出槽口，从而使电动机体积紧凑。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种线圈成形线材，它用于围绕电动机铁心通过铁心上的槽连续地缠绕。该线圈成形线材包括许多根线，这些线具有很多从槽中伸出并起线圈端部作用的松散结合的区段(部分)，和很多一起粘合成预定截面形状并待排列在槽中起线圈侧部作用的刚性区段(部分)。

在这种配置中，刚性区段有一定程度的刚性并能密实而有效地排列在槽中。作为从槽中伸出的线圈端部的细线是柔性的和松散结合的，因此它们可以容易地根据铁心的形状弯曲而不会很多地伸出铁心。这在使电动机体积紧凑方面是有效的。

刚性区段具有矩形截面，它能使线材密实地排列在槽中而使其宽面互相面对。这在提高电动机输出功率和缩小电动机体积方面是有效的。

刚性区段用许多根叠置的棱柱形细线组成，它可以密实地排列在槽中，使电动能够产生高的输出功率。

刚性区段可以用许多根叠置的扁平线组成，它可以排列在槽中，从而提高电动机输出功率。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种包括具有预定截面的单线的线圈成形线材，它包括排列在槽中并起线圈侧部作用的刚性区段，和许多个由很多细线组成的连接刚性区段并起从槽中伸出的线圈端部作用的连接端部。

在这种配置中，刚性区段用单线制成，它可以有效地排列在槽中。其次，刚性区段通过用许多细线制成的连接区段结合，这些细线是柔性的，足以根据铁心的形状弯曲。因此，这些连接区段不会从铁心伸出很多，这在使电动机体积紧凑方面是有效的。

这些刚性区段具有矩形截面，并能有效地排列在槽中，使其宽表面互相面对，使电动机能够产生高的输出功率并做成体积紧凑。

连接区段通过将单线部分地分成许多细线而形成。单线处理成具有刚性区段和连接区段。刚性区段可以有效地排列在槽中，而柔性的连接区段不会从铁心中伸出很多，这不仅减小线圈的体积，而且减小电动机的体积。

连接区段结合到单线上。刚性区段和连接区段可以容易地形成。其次，用单线制成的刚性区段可以有效地排列在槽中，而柔性的连接区段不会从铁心中伸出很多，这不仅减小线圈的体积而且减小电动机的体积。

根据本发明的第三方面，本发明提供一种制造用于围绕电动机的铁心、通过铁心的槽连续地缠绕的线圈成形线材的方法。该方法包括的步骤有：在细线的表面上加粘合剂，松散地结合这些细线，在细线的预定位置处将松散结合的细线一起固结成预定的截面形状并形成待排列在铁心槽中的刚性区段。

该方法在制造包括可以有效地排列在槽中的刚性区段的线圈成形线材方面是有效的。这些刚性区段可以有一定程度的刚性。柔性的连接区段可以容易地围绕铁心缠绕。因此，该方法在制造可以围绕铁心没有困难地缠绕的线圈成形线材方面是有效的。

在本发明的第四方面中，本发明提供一种制造线圈成形线材的方法，它包括的步骤有：在至少一根单线中形成刚性区段，这些刚性区段排列在槽中并起线圈侧部的作用，并将许多根细线结合到这些坚硬区段上。

该方法在制造包括可以有效地排列在槽中的刚性区段的线圈成形线材方面也是有效的。这些刚性区段可以有一定程度的刚性。柔性的连接区段可以容易地围绕铁心缠绕。因此，该方法在制造可以围绕铁心没有困难地缠绕的线圈成形线材方面是有效的。

根据本发明的最后一个方面，本发明提供一种制造线圈成形线材的方法，它包括的步骤有：在一根单线中形成刚性区段，这些刚性区段排列在槽中并起线圈侧部的作用，辗压和压扁单线的在刚性区段之间的区段，将压扁的区段切割成许多根细线，并形成作为从槽中伸出的线圈端部的连接区段。

该方法在制造具有可以有效地排列在槽中的刚性区段和柔性连接区段的线圈成形线材方面也是有效的。该线材可以容易地围绕电动机的铁心缠绕。

现在将通过举例参照附图说明本发明的实施例，附图中：

图1是一种围绕电动机的定子铁心缠绕的常规的线圈成形线材的示意图；

图2是该定子铁心的顶视图；

图3表示根据本发明的第一实施例的一种线圈成形线材的外观；

图4A是一种线圈成形线材的例子的沿图3中A-A线截取的截面图，该线材包括许多根具有矩形截面的棱柱形细线；

图4B是另一种线圈成形线材的例子的沿图3中A-A线截取的截面图，该线材包括许多根扁平的细线；

图5A是表示一种制造第一实施例中线圈成形线材的方法的示意图，具体表示线圈成形线材是如何区划出待排列在电动机铁心的槽中的刚性区段和这些刚性区段用的从槽中伸出的柔性的连接区段的；

图5B示意地表示细线是如何在其刚性区段处粘合在一起的；

图5C表示线圈成形线材在其完成状态下的外视图；

图6是根据本发明的第二实施例的一种线圈成形线材的外视图；

图7示意地表示一种制造第二实施例的线圈成形线材的方法；

图8A示意表示一种通过第二实施例的另一方法处理之前的线圈成形线材；

图8B表示线圈成形线材受到辗压和压扁，从而得到一个柔性的连接区段；

图8C表示线圈成形线材的扁平区段被切割成为细线。

下面参照附图说明根据第一实施例的一种线圈成形线材10(称作“线材10”)。参照图3，该线材10包括许多根漆绝缘的软细线11(称作“细线11”)。线材10不仅有许多个其中将细线11粘结成矩形的刚性区段12，而且有许多个其中细线11成松散状态的柔性区段13。换句话说，线材10具有交替排列的刚性区段12和柔性区段13。当围绕定子铁心重复缠绕时，线材10的刚性区段12安放到槽103中(示于图1和2)。刚性区段12起线圈侧部的作用。

这种构型使线材10的刚性区段12紧密而有效地排列在槽103中，使其扁平表面互相接触而表面之间的空间很小。其次，柔性连接区段13由于其柔性而可以具有小的曲率，并尽可能缓和地从槽103伸出。这意味着线圈可以做得很紧凑，而电动机可以整体地缩小体积。

参照图4A，具有矩形截面的细线11有序地排列到从而形成刚性区段12。图4B表示，扁平的细线11-1叠起来从而形成刚性区段12。

现在参照图5A、5B和5C说明一种制造线材10的方法。首先，提供许多根(例如15根)漆绝缘的细线11。在这种情况下，细线11预先涂上粘合剂。如图5A中所示，细线11松散地粘合，并区划成分别起刚性区段12和柔性连接区段13作用的区段11a和11b。在每个区段11a(即刚性区段12)，细线11在一个凹槽形状的模压座100a中有序地排成五列三行，然后受到一个可以与模压座100a配合的模压块100b的向下紧压。区段11a受压时被加热。当粘合剂熔化而后凝固时，区段11a转变成具有图5C中所示的矩形截面的刚性区段12。对细线11的所有截面11a重复上述过程，从而获得所要长度的线圈成形线材10。或者是，细线11可以用树脂粘合在一起或焊接结合，而不采用粘合剂粘合。

也可以使用圆柱形细线制成的线材11来代替上述用棱柱形细线制成的线材11。在这种情况下，当制造刚性区段时最好加热圆柱形细线并通过加高压使其压扁从而将其牢固地填实。

在图6所示的第二实施例中，线材20包括许多个刚性区段21和许多个柔性的连接区段22，即刚性区段21和柔性连接区段22是交替地排列的。每个刚性区段21是一个具有棱形截面的漆绝缘单线，而每个柔性区希22由许多个棱柱形或圆柱形细线11制成。该刚性区段21和柔性连接区段22为图7中所示的分离构件，通过焊接或通过卷边结合在一起。

与第一实施例类似，线材20围绕定子铁心缠绕，使刚性部分21通过槽。刚性区段21填实在槽中的而其间的空间很小。

但是，当柔性连接区段22由一束如刚性区段21同样厚度的圆柱形细线制成时，柔性连接区段22的截面积小于刚性区段21的截面积，因为细线之间存在空间。因此需要增大柔性连接区段22的截面积，直到它等于刚性区段21的截面积。但是，这使得柔性连接区段22的体积比刚性区段21的体积更大。如果柔性连接区段22相对于刚性区段21沿纵向叠加，就不可能将刚性区段21紧密地叠置在槽中。因此，柔性连接区段22的圆柱形细线排列成扁平的一束，产生一个大体上椭圆形的截面。当线材20围绕铁心缠绕时，刚性区段21紧密地叠置在槽中，而柔性连接区段22不高于刚性区段21，使得可以避免线圈端部从定子铁心伸出的问题。

当线材20围绕定子铁心缠绕时，柔性连接区段22构成线圈端部。柔性线圈端部可以产生小的曲率，不会伸出很多，这缩小了线圈和电动机的体积。

图6的线材20可用图8A至8C中所示的另一种方法制造。在这种情况下，使用漆绝缘的单线30，它具有矩形截面并稍许坚硬。线材30根据定子铁心的槽的位置区划为刚性区段30a和柔性连接区段30b，如图8A中所示。参照图8B，线材30在柔性连接区段30b处辗压和压扁。其后，用激光束装置之类机器将压扁的柔性连接区段30b切割成细线31。对其余柔性连接区段30b重复上述过程，从而得到所需长度的线材20。

根据本发明的线圈成形线材不仅可以围绕电动机的定子铁芯缠绕，而且可以围绕在其外表面上有槽的电动机转子铁心缠绕。

Claims (11)

1.一种线圈成形线材，用于围绕电动机的铁心通过铁心上的槽连续地缠绕，该线圈成形线材包括许多根线，这些线具有许多个从槽中伸出并起线圈端部作用的松散结合的区段，和许多个一起粘合成为预定截面形状并排列在槽中起线圈侧部作用的刚性区段。

2.如权利要求1中的线圈成形线材，其中，上述刚性区段具有矩形的截面。

3.如权利要求2中的线圈成形线材，其中，上述刚性区段由许多根叠置的棱形细线组成。

4.如权利要求2中的线圈成形线材，其中，上述刚性区段由许多根叠置的扁线组成。

5.一种线圈成形线材，用于围绕电动机的铁心通过铁心上的槽连续地缠绕，该线圈成形线材包括一根具有预定截面的单线，该单线包括待安排在槽内并起线圈侧部作用的刚性区段，和许多个由很多细线构成的连接上述刚性区段并起从槽内伸出的线圈端部作用的连接区段。

6.如权利要求5中的线圈成形线材，其中，上述刚性区段具有矩形截面。

7.如权利要求5中的线圈成形线材，其中，上述连接区段是通过将上述单线部分分为许多根细线而形成的。

8.如权利要求5中的线圈成形线材，其中，上述连接区段结合在上述单线上。

9.一种制造用于围绕电动机的铁心通过铁心上的槽连续地缠绕的线圈成形线材的方法，该方法包括下列步骤：

(a)向细线的表面上加粘合剂并松散地结合这些细线；

(b)在细线的预定位置将这些松散结合的细线一起固定成一个预定的截面形状，并形成待安排在铁心槽中的刚性区段。

10.一种制造用于围绕电动机的铁心通过铁心上的槽连续地缠绕的线圈成形线材的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在至少一根单线中形成刚性区段，这些刚性区段待安排在槽中并起线圈侧部的作用；

(b)将许多根细线结合到上述刚性区段上。

11.一种制造用于围绕电动机的铁心通过铁心上的槽连续地缠绕的线圈成形线材的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在一根单线中形成刚性区段，这些刚性区段待安排在槽中并起线圈侧部的作用；

(b)辗压并压扁上述单线的位于上述刚性区段之间的区段；

(c)将上述压扁的区段切割成许多根细线并形成作为从槽中伸出的线圈端部的连接区段。

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