[发明专利]用于旋转电机的定子及其制造方法

说明书

本申请是2010年10月25日提交的、申请号为201010529307.2的、名称为“用于旋转电机的定子及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在例如机动车辆中用作电动机和发电机的旋转电机的定子，并且涉及制作定子的方法。

背景技术

通常，存在已知的用于旋转电机的定子，其包括空心的圆柱形定子芯和定子线圈。

定子芯具有多个槽，这些槽在定子芯的径向内表面中形成并且在定子芯的圆周方向上间隔开。定子线圈由安装在定子芯上的多根电线组成。每根电线包括收纳在定子芯的槽中的多个槽内部分和位于槽的外部以连接槽内部分的多个转弯部分。

另外，例如在日本专利申请公开第2001-145286号中公开了一种制造定子的方法。根据该方法，为了改进定子芯的槽中的间隔系数，形成定子线圈的U相、V相以及W相绕组的每根电线被配置成具有矩形横截面，并且具有如下这样的总体形状：当在平面上展开时，电线以曲柄的形式蜿蜒。此外，通过以下步骤形成定子线圈：（1）堆叠构成U相、V相以及W相绕组的多个带状电线，以形成平面电线组件（planar electric wire assembly）；以及（2）以预定的匝数将平面电线组件卷成空心的圆柱形形状。

对于由此形成的定子线圈，收纳在定子芯的相同槽中的电线的这些槽内部分需要在定子线圈的径向方向上对准。然而，由于在卷起步骤过程中仅弹性变形的电线的回弹，可容易出现电线的相应槽内部分之间的不对准，使得难以保持定子线圈的空心的圆柱形形状。因此，可能难以容易地且精确地将定子线圈与定子芯进行装配。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造用于旋转电机的定子的方法。该定子包括具有多个槽的空心的圆柱形定子芯，这些槽在定子芯的径向内表面中形成并且在定子芯的圆周方向上间隔开。该方法包括步骤：（1）形成多根平面电线，每根平面电线包括收纳在定子芯的槽中的多个槽内部分和位于槽的外部以连接槽内部分的多个转弯部分；（2）经由塑性变形将每根平面电线卷成螺旋或圆弧形状；（3）通过经由在卷起的电线之间进行相对轴向移动的操作来装配卷起的电线，形成空心的圆柱形定子线圈；以及（4）将定子芯和定子线圈装配在一起，以形成定子。

利用以上方法，由于经由塑性变形每根平面电线被卷成螺旋或圆弧形状，因此在卷起步骤之后将不会出现电线的回弹。因此，在随后的形成定子线圈的步骤中，可容易并准确地执行在卷起的电线之间进行相对轴向移动的操作，由此有利于装配卷起的电线。此外，在形成定子线圈的步骤之后，可可靠地防止出现卷起的电线的相应槽内部分之间的不对准，由此可靠地保持定子线圈的空心的圆柱形形状。因此，在随后的装配步骤中，可容易并准确地将定子芯和定子线圈装配在一起。其结果是，可提高定子的生产率，同时确保定子20的高尺寸准确度和高可靠性。

另外，与在日本专利申请公开第2001-145286号中公开的方法相比，可缩短每根电线的长度。因此，能够使用更小型的机器形成电线，并且在定子的制造过程中更加容易处理电线。其结果是，可实现定子的更高的生产率和更低的成本。

优选地，在形成平面电线的步骤中，每根平面电线被形成为包括多个第一凸起。在平面电线的槽内部分之一的表面或者落在从槽内部分直地延伸的假想线上的平面电线的部分的表面上，可形成每个第一凸起，以便在定子芯的径向方向上从槽内部分突出。

此外，在本发明的实施例中，在形成平面电线的步骤中，形成每根平面电线，使得平面电线的每个转弯部分包括一对肩部。每个肩部与平面电线的槽内部分之一邻接，并且使其与槽内部分成大致直角地弯曲，以形成肩部与槽内部分之间的弯曲。优选地，在形成在平面电线的转弯部分的肩部与槽内部分之间的弯曲之一的表面上，形成每个第一凸起。

优选地，在形成平面电线的步骤中，形成每根平面电线，使得电线的每个转弯部分被分级（step）以包括大致垂直于槽内部分延伸的多个肩部。每根平面电线还被形成为包括多个第二凸起。在形成在平面电线的转弯部分的肩部之间的弯曲之一的表面上，形成每个第二凸起，以在定子芯的径向方向上突出。

在形成定子线圈的步骤中，可通过朝第二构件轴向移动第一构件，执行进行相对轴向移动的每个操作；第一和第二构件中的每个可以是由多个卷起的电线组成的电线组件或卷起的电线之一。

此外，优选的是，可利用在其径向方向上弹性变形的第一和第二构件中的至少一个来执行每个操作。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于旋转电机的定子，其通过根据本发明的方法被制造。

附图说明