[发明专利]用于旋转电机的定子线圈的电线成形装置和方法

说明书

背景技术

1 技术领域

本发明总的涉及用于制造旋转电机的装置和方法，例如在电动车辆中用作 电动机和发电机的旋转电机。

特别地，本发明涉及一种用于旋转电机的定子线圈的电线成形装置和方法， 该装置和方法将定子线圈的线圈末端形成所需的形状。在下文中，线圈末端表 示位于旋转电机的定子芯槽的外面的定子线圈的轴向端部。

2 现有技术

通常，为了增加旋转电机的转矩密度，有必要增大形成电机定子线圈的电 线的空间系数，例如，采用矩形横截面的导线作为电线。另外，还有必要将对 旋转电机的转矩产生几乎没有贡献的定子线圈的线圈末端最小化。进一步，通 过例如在线圈末端设置曲柄形部来最小化定子线圈的线圈末端。

尚未审查的公开号为2003-264964的日本专利申请公开了一种在旋转电机 的定子线圈的线圈末端上设置曲柄形部的方法。根据该方法，具有矩形横截面 的电线首先成形为，使用第一对凸型和凹型成形模具在第一平面上形成电线内 的二维曲柄形部。然后，电线进一步成形为，使用第二对凸型和凹型成形模具 在垂直于第一平面的第二平面上形成电线的三维弯曲部。弯曲部位于旋转电机 中定子芯槽的外面，并构成定子线圈的线圈末端的一部分。弯曲部大体上是三 角形，包括在其顶部的曲柄形部。接下来，将弯曲部保持在第二对成形模具之 间，使用凹型弯曲模具在弯曲部的每一端处弯折电线，从而形成电线的一对直 线部。直线部通过弯曲部连接起来，分别容纳在定子芯的两个槽中。

通常，用于电线成形的成形模具，包括尚未审查的公开号为2003-264964 的日本专利申请所公开的模具，是根据电线的所需要的加工尺寸来制造。

例如，当一对凸型和凹型成形模具用于形成如图13A所示台阶状的电线的 弯曲部92时，凸型和凹型成形模具的成形面91和90之间的间隙Wa通常在弯 曲部92的整个长度上保持不变。也就是说，对于弯曲部92的直线部分的成形 面91和90之间的间隙Wa设置为等于同一弯曲部的弯折部分的间隙。此外， 间隙Wa还设置为等于弯曲部92的所需的加工宽度。

然而，电线可以是一种绝缘涂层电线，其包括导电体和覆盖导电体的电绝 缘体。在这种情况下，由于成形过程中绝缘体的膨胀和收缩，若保持固定间隙 Wa，很难制成弯曲部92的所有部分具有所需的加工宽度的电线的弯曲部92。 更具体地，在弯曲部92的弯折部分的弯折外表面，绝缘体在弯曲部92的长度 方向上变长，在宽度方向上变细，从而降低了电线的耐压性。因此，若旋转电 机包含由所述电线和采用相同方法成形的其他电线作为电线构成的定子线圈， 则在旋转电机工作期间，这些电线之间会发生放电现象。另一方面，在弯折部 分的弯折内表面，绝缘体在弯曲部92的长度方向上变短，在宽度方向上变粗， 从而在宽度方向上凸出。因此，难以将上述电线和采用相同方法成形的其他电 线一起多层紧密地卷绕来构成旋转电机的定子线圈。

此外，当绝缘体由已经结晶变硬的热塑树脂制成时，绝缘体上可能出现裂 缝，从而降低了绝缘性能。另一方面，当绝缘体由未结晶柔软的热塑树脂制成 时，在成形步骤之后绝缘体趋向于恢复初始的形状，如图13B箭头所示。因此， 使成形的弯曲部92满足所需加工尺寸是很困难的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种电线成形装置，用于形成旋转电机的定 子线圈中电线的弯曲部。电线由具有矩形横截面的导电体和覆盖导电体的电绝 缘体构成。电线的弯曲部将要设置在旋转电机的定子芯槽的外部，并连接将要 分别容纳在定子芯的两个槽内的一对电线直线部分。电线成形装置包括一对凸 型和凹型成形模具和加压机构。凸型成形模具具有包括多个直线部分和多个弯 折部分的成形面，凹型成形模具也具有包括多个直线部分和多个弯折部分的成 形面。凹型成形模具的成形面的每个直线部分与凸型成形模具的成形面的一个 直线部分相对应。凹型成形模具的成形面的每个弯折部分与凸型成形模具的成 形面的一个弯折部分相对应。加压机构使凸型和凹型成形模具中的一个向另一 个移动，从而在凸型和凹型成形模具的成形面之间在弯曲部的宽度方向上向电 线的弯曲部施加压力。此外，在电线成形装置中，凸型和凹型成形模具配置为 当两者相互之间最接近时凸型和凹型成形模具的成形面上一对相对应的弯折部 分之间的间隙W2在尺寸上不同于成形面上一对相对应的直线部分之间的间隙 W1。