专利名称：电机用线圈及制造线圈的方法
技术领域：
本发明是有关于一种线圈，特别是有关于用于根据权利要求1前序的电机、根据 权利要求16前序的定子、根据权利要求19前序的制造线圈的方法及根据权利要求22前序 的制造定子的方法。
背景技术：
制造弯曲绕匝(meandering winding)系统是已知技术，并已揭露于WO 01/54250
号专利中。此现有技术中的已知系统的缺点是导体环圈(loop)必需随后被导入先前已制备 好的定子的沟槽中并加以固定，特别是再设置接点，并使用复杂的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线圈或一种定子，其可以轻易的及可靠的加以制造并 用于电机，所述电机同时具有由导电材料制成的高度填料；以及在于可获得一种线圈或定 子的可靠制造方法。上述目的可通过一线圈来达成，特别是用于一电机，特别是一变压器 (transformer)或一电机整流器(converter)，特别是一电动马达，以供导引用于产生一磁 场的一电流，其中所述线圈由数个单独的绕匝(turns)组成，所述绕匝基本上具体为一平 坦主体，因而可获得由一个排列于另一个上方而形成的绕匝的一密集构装，及在各情况下， 一个绕匝除了在一侧的至少一电性中断部之外是具有至少一环绕导体路径，且一个绕匝的 所述导体路径在一位置上具有一导电连接部连接至一邻接绕匝的一导体路径，其中所述绕 匝也是基本上的相互电性绝缘。达成上述目的的手段是提供一线圈，其具有简单设计且由数个分隔平坦区段状的 单独绕匝所组成，其中由于导电连接设于此侧且优选未在所述线圈的头部区内，故被制造 形成在所述线圈的头侧的所述绕匝头部是明显较小。如此可达到电机的较小轴向安装空 间，其对于许多应用来说非常重要，特别是受到空间不足影响者。再者，如此也达到节省材 料。由于绕匝的平坦设计，其可以在相同的沟槽面积(用于线圈的组装及固定)内容 置更多的导电材料(特别是铜)，并可容置更多的绕匝数量。如此可达到一状态使该线圈电 阻减少并在磁场减弱区内获得相对较大的转矩(torque)。再者，在相同沟槽区下，如此可容 置更多绕匝，因而可得到相对较大的电流，并因此具有相对较大的转矩。所述线圈可预先在 电机外部进行制造及检查。通过在线圈的侧边区内形成具有导电连接部的接点，将可达到一非常大的组装空 间，以供形成绕匝的所有接点。若在相邻绕匝之间的基本呈沟槽形的中断部特别呈偏移(offset)排列及/或其 中在相邻绕匝之间的导电连接部呈偏移排列，其中导电连接部特别排列在一绕匝内的基本呈沟槽形的中断部的直接邻近位置内时，则将可获得一种在一线圈的各绕匝之间形成接点 的可靠及简易的方法。若连续数个绕匝各自的所述基本呈沟槽形的中断部及/或所述绕匝的导电连接 部是各以一预定间距相对于前一绕匝的所述连接部及/或中断部呈偏移排列，则将可以较 妥善的使用在制造过程期间的加工区域。再者，即使在没有中断一邻接连接之下形成紧密 构装，此方式亦可制造下一连接部。若所述绕匝的基本呈沟槽形的中断部及/或导电连接部排列在所述线圈的一纵 向侧上，则由所述绕匝形成的线圈的组合构造可以更简易的制做及更具可靠性。为了获得更密集的构装，若所述线圈的特性(特别是所述绕匝的平坦横截面)适 用于各别需求(特别是具体以不同方式用在一线圈内)且其中所述绕匝特别具体做为矩形 平坦主体时，则将可能使用不同的形状及设计。若所述绕匝具体是(特别是冲压)来自于一导电板状金属条材(特别是铜条)，则 可能达到一简易及具成本效益的制造。若所述绕匝除了所述导电连接部之外是相互电性绝缘的(特别是通过薄绝缘层， 特别是由纸及/或清漆及/或氧化物制成者)时，则可获得一安全的设计。较有利的是，若在所述绕匝之间的导电连接部是通过硬焊及/或机械压合及/或 在保护气氛或相似物下进行的焊接来形成的。通过在保护气氛下进行硬焊的生产允许快速 及安全的进行制造，其中特别是数个绕匝可在一加工步骤中进行电性连接。上述例如可通 过快速感应加热在短时间内完成。特别是，另外一连接装置可以电气的及/或通过一小板 来定位在所述欲连接的点位置上，及所述绕匝可以一个放置于另一个之上。也可使用预加 应力以产生短期加热至一熔化温度，其中优选使用一保护气氛。若线圈(包含所述绕匝之间的导电连接部)在电机外侧被组装及仅需随后被插入 电机中，则就电机组装上可提供高度简化。所述线圈因而亦可电性连接至在插入状态下无 法达到的点位置，如此可获得相对较大的工作区域。另外，加工后的线圈可在定子上分开固 定或以弹性方式插入到不同的电机中，例如变压器。较有利的是，若在组装后，才利用所述基本呈沟槽形的中断部及/或所述导电连 接部排列在定子的一沟槽区内的方式将所述线圈引入定子中。较有利的是，若所述中断部具体是根据电性需求来设置的。若具有电流连接的一接点区设置在所述线圈的至少一端侧的绕匝，其中所述接点 区特别设有供焊接工艺用的焊条(特别是锡层)，及/或所述接点区特别是绝缘的，及/或 特别是具有焊珠或焊接凸块(bumps)以供进一步形成电性接点，则可以制得一可靠的电性 接点。可以在将所述线圈组装到电机内之前或之后才形成所述接点区。为了稳固的固定线圈于电机外侧，较有利的是，若所述绕匝(windings)设有一减 少腐蚀的或抗腐蚀的覆层。若两端侧的绕匝各具有一接点区，其中所述端侧的绕匝的两接点区排列在一绕匝 端部，及/或在各情况下将一接点区设置在相对设置的两绕匝端部的其中一个上，则电机 将可具有一弹性设计。若特别在形成电性接点前，所述绕匝，除了绕匝与另一绕匝之间的导电连接部之 外，是设有一粘着层(特别是用于可热性活化的粘接工艺，其中所述粘着层特别是较厚于所述绝缘层)，则将可达到绕匝与另一绕匝之间较良好的机械连接。上述目的亦可通过一种具有内定子或外定子的电机整流器的定子来达成，其中所 述定子具有如权利要求1至17任一项所述的至少一线圈，其中所述定子具有一分隔设计， 特别是一星状轭铁(yoke)设计，且所述线圈组装在所述星状体的一齿部上做为个别齿状 线圈。所述个别齿状线圈的绕匝在一齿部的一基部(foot)区的邻近位置是制成较小于 在齿部的一肩部(shoulder)区者。若数个线圈设置在其接点区具有一接点单元以供同步形成接点，则可具有简易的 设计及可节省成本的制造。上述目的亦可通过一种制造线圈的方法来达成，特别是如权利要求1至15任一项 所述的线圈，其中基本呈矩形的平坦绕匝在一纵向区内具有基本呈沟槽形的中断部，且是 一个排列在另一个之上，以及在各情况下，邻接的绕匝是通过使用一连接方法在此纵向区 内形成一导电连接来加以连接，其中所述线圈(包含所述绕匝之间的所述导电连接部)优 选先在电机外侧组装，及仅需随后插入到电机内。较有利的是，若所述绕匝之间的导电连接部通过焊接来同步形成，特别是硬焊，特 别是在保护气氛及/或机械压力或相似物下，特别是在所有绕匝的数个绕匝之间。为了稳固连接，优选使用一可被热性活化的粘结剂，以使所述绕匝相互机械固定， 特别是在所述绕匝相互绝缘之前。上述目的亦可通过一种制造定子的方法来达成，所述定子特别是如权利要求16 至18任一项所述，并具有如权利要求1至15任一项所述的线圈，其特别是根据权利要求19 至21所述的方法来制造，其中所述线圈先堆叠在由个别平坦绕匝来组成的定子的外侧，并 焊接在一起，以在定子的沟槽区内制造个别导电连接部，及随后在各情况下组装在，一星状 轭铁结构的星状体的一齿部上，以在各情况下做为一线圈构装，并在组装在所述星状体上 之后再接着将所述星状体插入所述轭铁内。本发明其他特征及优点是出现在权利要求及下述说明中，其中本发明主要标的具 体实施例将配合附图作详细说明。下述实施例的陈述并非限制性，但仅是用以示例便于了解。
图1揭示一具线圈的电机的定子轭铁结构的的剖面示意图； 图2揭示一电机内的星状轭铁结构；
图3揭示一具有线圈的星状体的剖面； 图4揭示一星状轭铁的剖面示意图； 图5揭示一线圈的一部分的立体示意图； 图6a、b、c揭示一线圈的绕匝的示意图；及 图7a、b揭示一线圈的绕匝的示意图。
具体实施例方式图1揭示一具线圈1的一电机的一星状轭铁结构15的的剖面示意图。在插入工艺后，一曝露出的沟槽22，优选在沟槽的深度上方具有一恒定的宽度，例如0. 33 mm(毫米)， 且其形成在二齿部16的两线圈1之间。为达此目的，基于所述齿部16的圆形路径配置，所 述绕匝(turn)横截面的尺寸将连续性的由最内侧的绕匝2向最外侧的绕匝2增加。在一 尺寸的例子中，一第一绕匝的宽度大约为3. 3 mm，厚度大约为1 mm，及纵向侧为112 mm，沟 槽区14。所述绕匝的尺寸优选是例如随着另一绕匝增加，另一绕匝具有约10. 6 mm的宽度， 约1 mm χ的恒定厚度约124 mm的纵向侧，其设置是适用于沟槽几何形状。在二绕匝之间 的绝缘物约有0.2 mm的厚度。在一第一绕匝中，所述中断部4在最上方的绕匝处的宽度约 3 mm至5 mm，及所述导电连接部7的宽度约5 mm。图2揭示一星状轭铁结构15，具有线圈1在一电机的所有齿部16上。所述接点区 23突出于所述线圈1外并对应于绕组(winding)末端，以做为电源供应末端的接点。图3揭示一星状体17的剖面。所述绕匝2概要绘示，因而最小的绕匝2抵接在所 述齿部16的基部区20，及架构成随后连续扩大绕匝2直到最大的绕匝2位于所述齿部16 的肩部区21。图4揭示一具有齿部16的星状体17及一轭铁19的剖面示意图，其中在所述线圈 组装在所述齿部16上之后，所述星状体17立即插入所述轭铁19内。图5揭示一线圈1的一部分的立体示意图。所述绕匝2是一个排列在另一个的上 方，并利用绝缘层M各自区隔。各绕匝2具有一中断部7，并放置成通过一连接部7接触一 相邻绕匝2。最外侧的绕匝2具有一绕组末端，其具有一接点区23以提供电流。图6揭示一线圈1的绕匝2在平面及横截面上的示意图。图6a揭示一示例用的绕匝2由一齿部16的基部区构成，其具有一接点区23，以 便在所述线圈1的一狭窄侧25上的绕组末端提供电源供应连接；以及一导电连接部4，以 连接至一相邻绕匝2。图6b揭示图6a的一绕匝2的横截面，包含二相邻绝缘层M及在二绕匝2之间的 导电连接部4。图6c揭示一绕匝2，其中所述接点区23设于一狭窄侧25的绕组末端的不同位置 处。图7a及7b揭示一线圈1的绕匝2的示意图。所述绕匝2具有数个中断部4呈偏 移排列，且导体路径具有不同宽度，其中a是较窄，及b是较宽。在AA及BB的截面上，清楚 可知的是所述绕匝利用绝缘层来形成绝缘，其中一导电连接部在各种情况下形成在直接相 邻或以其他方式相邻的绕匝上。变化例1揭示亦可提供一单侧绝缘层24。所述中断部排列 在所述绕匝2的纵向侧上，以允许所述线圈由所述绕匝形成简易构装，且优选仅需随后插 入所述齿部中。参考图示列表
1线圈
2绕匝
3纵向方向
4中断部
5侧边
6点位置7连接部8间距9横截面10平坦部11纵向侧12定子13个别齿状线圈14沟槽区15定子轭铁结构16齿部17星状体18纵向区19轭铁20基部区21肩部区22沟槽23接点区24绝缘层25狭窄侧
权利要求
1.一种线圈(1)，特别是用于一电机，特别是一变压器或一电机整流器，特别是一电动 马达，以供导引用于产生磁场的一电流，其特征在于所述线圈由数个单独的绕匝(2)组 成，所述绕匝( 基本上具体为一平坦主体，因而可获得由一个排列于另一个上方而形成 的绕匝⑵的一密集构装，及在各情况下，一个绕匝⑵除了在一侧(5)的至少一电性中断 部(4)之外是具有至少一环绕导体路径，且一个绕匝O)的所述导体路径在一位置(6)上 具有一导电连接部(7)连接至一邻接绕匝O)的一导体路径，其中所述绕匝( 也是基本 上的相互电性绝缘。
2.如权利要求1所述的线圈，其特征在于在相邻绕匝(2)之间的所述基本呈沟槽形 的中断部特是别呈偏移排列，及/或其中在相邻绕匝( 之间的导电连接部(7)呈偏移排 列，其中所述导电连接部(7)特别排列在一绕匝(2)内的基本呈沟槽形的中断部⑷的直 接邻近位置内。
3.如权利要求1至2所述的线圈，其特征在于连续数个绕匝(2)各自的所述基本呈 沟槽形的中断部(4)及/或所述绕匝O)的导电连接部(7)是各以一预定间距(8)相对于 前一绕匝O)的所述连接部及/或中断部呈偏移排列。
4.如权利要求1至3任一项所述的线圈，其特征在于所述绕匝O)的基本呈沟槽形 的中断部⑷及/或导电连接部(7)排列在所述线圈⑴的一纵向侧(11)上。
5.如权利要求1至4任一项所述的线圈，其特征在于所述线圈O)的特性，特别是所 述绕匝⑵的平坦横截面(9)，适用于各别需求，特别是具体以不同方式用在一线圈⑴内， 且其中所述绕匝( 特别具体做为矩形平坦主体(10)。
6.如权利要求1至5任一项所述的线圈，其特征在于所述绕匝(2)具体是，特别是冲 压，来自于一导电板状金属条材，特别是铜条。
7.如权利要求1至6任一项所述的线圈，其特征在于所述绕匝O)除了所述导电连 接部(7)之外是相互电性绝缘的，其特别是通过薄绝缘层(M)，特别是由纸及/或清漆及/ 或氧化物制成的。
8.如权利要求1至7任一项所述的线圈，其特征在于在所述绕匝(2)之间的导电连 接部(7)是通过硬焊及/或机械压合及/或在保护气氛或相似物下进行的焊接来形成的。
9 如权利要求1至8任一项所述的线圈，其特征在于所述线圈(1)，包含所述绕匝(2) 之间的导电连接部(7)在所述电机外侧被组装，及仅需随后被插入所述电机中。
10.如权利要求1至9任一项所述的线圈，其特征在于在组装后，才利用所述基本呈 沟槽形的中断部(4)及/或所述导电连接部(7)排列在所述定子(1 的一沟槽区(14)内 的方式将所述线圈引入所述定子(12)中。
11.如权利要求1至10任一项所述的线圈，其特征在于所述中断部(4)具体是根据 电性需求来设置的。
12.如权利要求1至11任一项所述的线圈，其特征在于具有电流连接的一接点区 (23)设置在所述线圈(1)的至少一端侧的绕匝O)，其中所述接点区03)特别设有供焊接 工艺用的焊条，特别是一锡层，及/或所述接点区特别是绝缘的，及/或特别是具有焊 珠或焊接凸块以供进一步形成电性接点。
13.如权利要求1至12任一项所述的线圈，其特征在于所述绕匝设有一减少腐蚀的 或抗腐蚀的覆层。
14.如权利要求1至13任一项所述的线圈，其特征在于两端侧的绕匝各具有一接点 区，其中所述端侧的绕匝的两接点区排列在一绕匝端部，及/或在各情况下将一接点区设 置在相对设置的两绕匝端部的其中一个上。
15.如权利要求1至14任一项所述的线圈，其特征在于特别在形成电性接点前，所述 绕匝，除了所述绕匝与另一绕匝之间的导电连接部之外，是设有一粘着层，特别是用于一可 热性活化的粘接工艺，其中所述粘着层特别是较厚于所述绝缘层。
16.一种具有内定子或外定子的电机整流器的定子，其特征在于所述定子(1 具有 如权利要求1至17任一项所述的至少一线圈，其中所述定子(12)具有一分隔设计，特别是 一星状轭铁设计(15)，且所述线圈组装在所述星状体(17)的一齿部(16)上做为个别齿状 线圈(13)。
17.如权利要求6所述的定子，其特征在于所述个别齿状线圈(13)的绕匝在一齿部 (16)的一基部区00)的邻近位置是制成较小于在所述齿部(16)的一肩部区者。
18.如权利要求16或17所述的定子，其特征在于数个线圈在其接点区设有一共同接 点单元，以供同步形成数个线圈的接点。
19.一种制造线圈(1)的方法，特别是如权利要求1至15任一项所述的线圈，其中基 本呈矩形的平坦绕匝( 在一纵向区(18)内具有一基本呈沟槽形的中断部G)，且是一个 排列在另一个之上，以及在各情况下，邻接的绕匝( 是通过使用一连接方法在此纵向区 (18)内形成一导电连接(7)来加以连接，其中所述线圈(1)，包含所述绕匝(2)之间的所述 导电连接部(7)，优选在所述电机外侧组装，及仅需随后插入到所述电机内。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于所述绕匝(2)之间的导电连接部(7)通 过焊接来同步形成，特别是硬焊，特别是在保护气氛及/或机械压力或相似物下，特别是在 所有绕匝的数个绕匝之间。
21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于一可被热性活化的粘结剂被用来使 所述绕匝( 相互机械固定，特别是在所述绕匝相互绝缘之前。
22.一种制造定子(1 的方法，所述定子(1 特别是如权利要求16至18任一项所 述，并具有如权利要求1至15任一项所述的线圈(1)，其特别是根据权利要求19至21所述 的方法来制造，其特征在于所述线圈(1)堆叠在由个别平坦绕匝( 组成的定子(12)的 外侧，并焊接在一起，以在所述定子(12)的沟槽区(14)内制造个别导电连接部(7)，及随后 在各情况下组装在，一星状轭铁结构(1 的星状体(17)的一齿部(16)上，以在各情况下 做为一线圈构装，并在组装在所述星状体(17)上之后再接着将所述星状体(17)插入所述 轭铁(19)内。
全文摘要
本发明关于一种线圈(1)，特别是用于电机，特别是变压器或电机整流器，特别是电动马达，以供导引用于产生磁场的电流。所述线圈由数个单独的绕匝(2)组成，所述绕匝(2)基本上具体为一平坦主体，因而可在堆叠所述绕匝(2)时获得紧密构装的结构，及各所述绕匝(2)除了在一侧的至少一电性中断部之外是分别包含至少一循环导体路径。一个绕匝(2)的所述导体路径包含在一点位置上的一导电连接部连接至一邻接绕匝(2)的一导体路径。所述绕匝(2)是附带的、基本上的相互电性绝缘。
文档编号H02K3/52GK102084576SQ200980125363
公开日2011年6月1日 申请日期2009年5月5日 优先权日2008年5月5日
发明者马库斯·朴大克 申请人:布罗斯汽车零件维尔茨堡两合公司