专利名称：用于旋转磁场电机的定子线圈结构及其制造方法
背景技术：
本发明涉及一种用于旋转磁场电机的定子线圈结构及其制造方法，尤其涉及能够提供高的效率和小的体积的改进的线圈结构及其制造方法。
大多数旋转电机由相对转动的转子和定子构成。转子和定子之一具有多个在空间上隔开的永磁体，其和在这些部件的另一个上的电线圈绕组协同操作。电线圈绕组的结构在很大程度上决定这类电机的效率。一般地说，以前提出的绕组结构和制造方法总的效率较低，并且实现所述的方法的费用高，因而得到成本高的产品。
这可以通过说明多种类型的线圈结构及其制造方法进行说明。一般地说，具有5种绕制线圈的方法。
第一种方法是一种以“直接绕制”为特征的方法，其中提供横向振动系统，使用穿过导线的针把漆包线形式的导线绕在铁心的磁极齿上。导线和磁极齿相邻地绕制，并且上下两个导线导向件在磁极之间交替地滑动，从而把绕组绕在磁极上。或者使针在极齿之间的槽中往返，直接把导线绕在齿上。
这种类型的绕制方法的缺点在于，用于缠绕导线的针必须从槽的开口端放入槽中，或者导向件必须运动到这个区域，因而需要在相邻的绕线之间具有一个死空间。这限制了缠绕密度，并降低空间因数。即使使用被称为线圈架的绕线导向件时，绕线难于对齐，因而难于增加绕线密度。这种方法也难于用于具有大量的磁极齿的定子，或者具有小的内径的旋转磁场型的线圈。此外，这种绕制装置结构复杂，并且相当大。
当使用绕线导向件(线圈架)时，导致的和导线的摩擦接触可能剥离或破坏绝缘的漆包覆层，因而减少电效率。
在内转子型的结构中，定子铁心被分成具有连续的内圆周的多个沿径向凸起的部分，并把外圆周的铁心装配在其上。制造这种类型的装置的一种方式是在凸起部分上的线轴上绕制线圈。然后在线圈绕制之后装配外圆周铁心。这叫做线轴绕制方法。
制造内转子型的另一种方法是把绕组直接绕在具有由绝缘材料隔开的沿径向凸起的部分的铁心上。然后在其上装配上外圆周。这叫做外绕制方法。
这种第二类结构的缺点在于，被分割的铁心必须被装配在一起，使得保持尺寸精度，并阻止以后的部件分离。此外，必须阻止线圈凸出到装置的外圆周之外。这导致结构的复杂性和低的生产效率。
利用线轴绕制方法，绕组可能使连接边缘变形，并且不能提高绕线密度。此外，和外圆周铁心的干扰以及在边缘上的死空间都妨碍提高绕线密度。在这种情况下，和第一种方法一样，具有降低空间因数的缺点。
第三类绕制方法使用分割的磁极铁心。在这种情况下，电枢由几段构成，每段具有各自的极齿。在每个极齿上绕上绕组，然后用合适的方式把各段固定到一起，一般利用激光束焊接。这种方法不仅昂贵，而且由于额外的步骤而产生和尺寸精度以及成本有关的问题。
另一种方法使用所谓的“锯割”方法。在这种情况下，使用具有多个齿的固态铁心。针以前后锯割运动的方式顺序地通过在磁极齿之间的槽，从而绕制绕组。这种方法具有和上述的第一种方法相同的缺点。此外，还使导线承受高的应力，可能引起导线折断或破坏绝缘。
另一种方法是所谓的“犰狳”型方法。在这种情况下，铁心被制成环形，然后被变形成为直线形用于直线电动机。然后把绕组置于铁心上，并通过焊接先前切开的端部再把装置连接在一起。这种方法也具有由于在相继的弯曲操作期间加于绕组上的应力而引起的尺寸精度问题，同时可靠性也大大减小。
用于绕制的另一种机构使用被保持在铁心的一端的电枢齿之间的槽的外部的针，并提供一种凸轮形的部件，用于在铁心上往返地缠绕。这些方法也具有大的缺点。在这类机构中，用于绕制的保持和释放机构非常复杂，并且在每转期间缠绕动作必须被重复，使得不可能提高生产率。此外，反复地保持和释放不能确保好的对准。即使针永不进入槽中，也需要用于把绕线引入槽中的机构。当这样作时，可能破坏绕线的绝缘。
因而，常规的旋转电机具有的问题是，定子应当具有大直径的绕组，从而使得能够具有低电压和大电流而获得大功率。此外，需要大量的磁极齿来减少接头并提供较平滑的转动和较好的效率。这又引起了绕制绕组的困难。
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于旋转电机的改进的绕组布置和线圈装置，其中通过使在相邻的极齿的线圈绕组之间的间隙最小可以以高的密度形成精确的线圈。
本发明的另一个目的在于提供一种方法和装置，其中所述电机的效率可以显著地被改善。
发明概述本发明的第一个特征适用于在一种旋转电机中被实施，所述旋转电机包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿。转子和磁极齿的端部并置并和环形铁心分开。每个磁极齿限定一个铁心和在铁心端部的放大的部分。相邻的磁极齿限定具有在相邻的放大部分之间形成的口的槽。绝缘体盖住磁极齿的铁心。线圈绕组在把绝缘体插入铁心之间的条件下围绕磁极齿的铁心绕制。每个绝缘体至少具有一个表面，其相对于垂直于旋转电机的转轴的径向平面倾斜，使得磁极齿铁心沿其长度在轴向具有不同的厚度。
本发明的另一个特征适用于在一种旋转电机中被实施，所述旋转电机包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿。转子和磁极齿的端部并置并和环形铁心分开。每个磁极齿限定一个铁心，从而在相邻的铁心之间形成槽。每个槽具有在相邻的齿端之间形成的开口。绝缘体盖住磁极齿的铁心。线圈绕组在把绝缘体插入铁心之间的条件下围绕磁极齿的铁心绕制。一个凸起被提供在至少一些磁极齿的至少一端，并沿平行于电机的转轴的方向延伸。各个线圈绕组的导线围绕所述凸起缠绕，从而形成不被设置在极齿和相邻的极齿之间的槽中的线圈绕组的返回长度。
本发明的另一个特征适用于在一种旋转电机中被实施，所述旋转电机包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿。转子和磁极齿的端部并置并和环形铁心分开。每个磁极齿限定一个铁心并在相邻的铁心之间形成槽。每个槽具有在相邻的齿端之间形成的开口。绝缘体盖住磁极齿的铁心。线圈绕组在把绝缘体插入铁心和所述线圈绕组之间的条件下围绕磁极齿的铁心绕制。多个分割的凸起伸入相邻磁极齿之间的槽中，用于使线圈绕组相互分开。
本发明的另一个特征在于一种用于绕制旋转电机的线圈的方法。所述旋转电机具有由磁材料制成的环形铁心，所述环形铁心具有从所述环形铁心沿径向延伸的多个磁极齿。每个磁极齿限定一个铁心和在其间形成的槽。每个槽限定一个在相邻铁心的外端之间形成的开口。所述绕制方法包括以下步骤设置一个具有孔的穿线针，通过所述孔使线圈绕组的导线被送到一个开口附近。使所述针孔沿着围绕一个磁极齿的路径并在槽的一侧运动，而不使所述的针沿着一个磁极齿的长度运动一个任何实质的距离，从而形成第一绕组。在围绕一个磁极齿的路径中并在槽的一侧继续使针孔运动，而不使针沿着一个磁极齿的长度运动一个任何实质的距离，从而形成相继的绕组。每个绕组迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，不需要所述的针沿一个极齿的长度运动一个任何实质的距离，从而使得所述针不必进入槽中任何实质的距离。
图1是通过按照本发明的一个实施例并利用其中披露的方法构成的旋转电机取的截面图；图2是一种磁心结构的绝缘体部分的放大的拆开的透视图；图3是从一侧看的磁心的层叠体的端视图；图4是磁心的侧视图；图5是从图3的相对侧看的磁心的端视图；图6是和图3类似的端视图，不过表示在适当位置具有绝缘体的结构，所述绝缘体的一部分画有阴影，表示绝缘体的侧部是如何逐渐变细的；图7是和图4类似的侧视图，不过表示在适当位置具有绝缘体的磁心装置；图8是和图5类似的沿图6的相反方向看的端视图，表示绝缘体的一部分，其中画有阴影，用于表示绝缘体的侧部是如何逐渐变细的；图9A是沿和图3与图6相同的方向看的端视图，表示在适当位置的各个线圈绕组；图9B是表示线圈绕组的示意的电路图；图10是沿通过绝缘材料和插入物的径向平面取的截面图，表示绝缘材料和插入物的结构；图11是和图10类似的截面图，表示另一个实施例；图12是和图10，11部分类似的截面图，表示第三实施例；图13是沿垂直于图10到12的方向看的图，表示沿着所述3个图的平面a，b，c的绝缘体表面的形状；图14和图10-12部分类似，表示本发明的另一个实施例；
图15是和图10-12以及14部分类似的截面图，表示本发明的另一个实施例；图16是一个放大的端视图，表示一组绕组，并表示所述绕组是如何被构成的，基本上是图9A的局部放大；图17和图6部分类似，表示在绕制操作期间绕制针和极齿之间的槽的是如何相关的；图18是一个投影侧视图，表示当绕制一个线圈时绕制针走的路径；图19是从垂直于图21的方向看的侧视图，并表示绕制针行程的相同的路径；图20是一个放大图，表示成品线圈绕组及其尺寸；图21是一个透视图，表示本发明的一个实施例，并和一个电枢齿有关；图22是和图21类似的透视图，表示本发明的另一个实施例；图23是一个放大图，表示按照本发明和两个磁极齿有关的绕制针的实施例；图24和图23部分类似，表示另一个实施例；图25和图23、24部分类似，表示另一个实施例；图26是一个拆开的透视图，和图2部分类似，表示本发明的另一个实施例；图27和图20部分类似，不过表示图26所示的实施例的最终的绕线。
图28是一个拆开的透视图，和图2、26部分类似，表示本发明的另一个实施例；图29是一个端视图，和图16部分类似，表示和图28的实施例有关的绕组。
详细说明现在详细地参看附图，首先参看图1到图8，按照本发明构成的旋转电机用标号31表示。旋转电机31根据所需的应用可以是电动机或发电机。
旋转电机31由用标号32表示的定子装置以及用标号33表示的转子装置构成。这些元件被容纳在一个壳体装置内，所述壳体装置由一个杯形的主壳体件34和盖板35构成，所述盖板适用于连接在主壳体件上而构成外壳36，在外壳内设置着电子定子装置32和转子装置33。
转子装置33具有中心部分37，其上用已知的方式固定着具有交替极性的多个沿周向分开的永磁体38。转子装置33的端部包括轴部分39和41，它们分别被支承在被杯形的整体闭合壁43承载着的轴承42和被承载在盖板35的有槽的部分45中的轴承44中。
转子装置33的结构可以认为是常规的，并且本领域内已知的任何类型的转子都可以使用。此外，虽然所述的电机使用这样一种结构，其中用标号46表示的线圈绕组装置被提供在定子装置32上形成的各个电枢磁极上，这在下面进行说明，但是应当理解，线圈绕组装置46可以安装在转子装置33上，而永磁体38可以作为包括杯形的主壳体件34的定子装置的一个部件被设置。
定子装置32由用标号47表示的电枢铁心构成，所述电枢铁心由多个层叠的电枢板制成，如图3-5所示。在本实施例中，因为电枢铁心47是旋转电机31的外部元件，其由环形部分48构成，从环形部分上伸出用标号49表示的多个极齿。极齿具有基本上呈矩形的部分51，其从环形部分48向外伸出，并终止在加大的凸出的端部52。在相邻的凸出端部52之间形成间隙53，其构成形成在相邻的极齿49之间的槽54的外端。
为了有助于电枢铁心47的铁心片的叠层的对齐，每个层叠片在环形部分48的外周边上具有基准槽55。所述槽55帮助对齐以及在杯形的主壳体件34内的定位。
和电枢铁心47的环形部分48相邻的槽的端部54由被形成在每个极齿49的底部的具有一定角度设置的表面56限定。它们作为和在齿49的外端的凸出端52协同操作的凸起，用于帮助固定绝缘的线轴形成件57，围绕所述线轴形成件形成线圈绕组装置46，所述线轴形成件还用于各个绕组本身。
现在参看图2说明绝缘线轴形成件的结构。其由左右方部分57A，57B构成，除去将在后面说明的之外，它们具有基本上相同的结构。图2是看不到相关的侧部的绝缘线轴形成件的示意图。和电枢铁心47一样，绝缘线轴形成件57由具有L形载面的环形部分58构成，并且从中伸出基本上为U形的各个柱59，其被互补且贴身地接收在铁心极齿49上。在这些柱59的底部的斜面60和上述的被形成在极齿49的外端部的按一定角度设置的表面协同操作，用于提供停止或邻接点，线圈绕组在该点实际上相互约束。这种结构还有助于对准。
如图6到图8所示，绝缘线轴形成件57的环形部分58的外圆周比电枢铁心铁心47的环形部分48的外圆周延伸较少。
在绝缘柱59的外周边和在槽隙53之间的区域，绝缘线轴形成件57具有轴向延伸的凸出部分61。它们基本上和电枢铁心部分51同样延伸。此外，弓形部分62互连这些轴向延伸的凸出部分61，并向外沿轴向延伸，从而提供限定线圈绕组装置46的邻接部分，如后所述。最好弓形部分具有等于或大于槽的宽度Ss的一半的厚度或高度Sc。
在围绕绝缘线轴形成件57的周边的隔开的位置，形成有用标号63表示的另一种凸起，其中的至少一个和绝缘柱部分59对准，另一个位于斜面60之间的交点附近，如图2和图6所示。这种结构在绝缘线轴形成件57A或57B的一个上的绝缘体的一侧上被形成。选择这些凸起的间距，以便有助于连接线圈绕组装置46的导线通过，以后将清楚地看出。在另一侧上，具有用标号64表示的另一种凸起，它们用于类似的目的。
按照本发明的一个重要特征，用标号65表示的特定的绝缘体插入物被置于一个最好两个绝缘体上的绝缘柱59的表面上，位于各个弓形部分62和其上的另一个凸起63，64之间的区域中。这些绝缘体在图6和图8中用实线绘出了，以便表示它们和各个绝缘线轴形成件57A或57B的关系。
这些绝缘插入物65的形状可以是图10-12，14或15所示的任何形状。一般地说，采用这样的形状，使得从各个极齿49的外周边向着其和环形部分58相接的底部基本上向下方倾斜。其目的将在稍后详细说明。一般地说，所述形状被这样设计，使得促进导线沿径向从极齿49的外周边沿径向向外，特别是从其矩形部分51向环形部分58滑动。
应当注意，不必在每个极齿49的底部形成另一种凸起63和64，这是因为在所述底部形成有斜面60的缘故，所述表面趋于阻止导线沿着该点下方的斜面向下滑动。不过，另一种凸起63除去阻止导线向下滑动超过该点之外，还有另外的用途，这在下面将会清楚地看出。
现在参看不同实施例的外部构型，图10表示一个实施例，其中用标号65A表示的绝缘插入物从线圈绕组的径向的内端向径向外端凸出地弯曲。所示的弯曲是沿径向看的情况，如图10所示。当沿垂直方向看时，如图13所示，将会看到沿这一轴向的弯曲从一端向另一端增加，如截面线a，b和c所示。
在图11所示的实施例中，用标号65B表示的绝缘插入物的形状不像图10所示的凸出地弯曲，而是下凹地弯曲。不过，沿其它方向(轴向)的弯曲是相同的，如图13所示。
不必沿着线圈绕组的整个长度弯曲。图12表示一种绝缘插入物65C，其中斜的停止处没有达到柱部分59的端部，没有达到斜面60。不过，最好使缺少的部分不致太大。
图14和15表示插入件的其它实施例，它们尤其适用于利用针进行绕制的方法，稍后将结合图23-25进行说明。在这些实施例中，在极齿49尤其是其矩形部分59的径向内端的弓形部分62具有弯曲的或者圆的边沿66，其向下朝向倾斜的绝缘插入物65D。在这种情况下，所述倾斜沿轴向平面是线性的，而沿径向平面是弯曲的，如图13所示。
图15表示另一种倾斜的绝缘插入物65E，其具有台阶状的构型，包括第一个和圆的边沿66相邻的更陡的倾斜部分67和第二较平缓的向着各个齿的径向外端延伸的倾斜部分68。当然，也可以使用其它的构型。
在图14和图15所示的实施例中，也可以沿径向延伸凸起62的上端，如在这些图中的浅线区域62A所示，用于为导线提供导向，使得后面所述的绕制针可以沿径向向内和间隙53分开。如果在电机31被装配或者运行时需要间空，则在绕制操作完成之后可以把这些导线导向件62A除去。
虽然已经说明了作为独立部件的多种倾斜绝缘件，但是它们可以可拆地固定到绝缘线轴形成件57上，或者被整体地形成在所述绝缘线轴形成件57上。
应当注意，具有在电枢铁心47的极齿上形成的线圈绕组装置46。虽然任何形式的绕组都可使用，但是一般地说，可以和本发明结合使用的绕组形式如图9A，9B所示。在所述特定的绕组中，具有三相、三极串联的绕组，使得共有9个电枢极齿49。
一种可能的绕组结构在这两个图中示出了，其中每个相U，V和W具有其由公共连接C连接的被形成在相邻磁极上的线圈绕组。每个线圈绕组由正向绕组、反向绕组和正向绕组构成，它们分别用标号F，R和F表示。
由图9A可见，另一种绝缘凸起63保持着相邻线圈的绕组的端部，并把它们向外沿径向和轴向与各个线圈的绕组分开，从而形成在图1和图9A中用标号70表示的跨越区域。提供这样设置这些跨越导线，可以使线圈绕组更紧凑，这从下面的说明中将更加明显。
图16是一个放大的V相绕组的示意图，更详细地表示绕组的结构。在该图中，各个线股用标号69表示。
通过参看图17-19可以更好地理解绕组的绕制方法，现在进行说明。绕制设备包括针载体71，其承载着具有合适的构型的绕制针72，绕制针的一个例子将参照图22-25稍后进行说明。针载体71和针72具有导线引导孔73，来自馈入线卷74的各个漆包线股69穿过所述导线引导孔。导线行进的路径由图19中的箭头R表示。
首先，在图19中所示的X的位置由夹具夹住导线的一端，这被这样设置，使得在径向向外超过电枢铁心47的端部，从而形成线圈绕组装置46的一个线圈绕组的一端。然后，针沿着齿在这样一个区域中运动，所述区域位于齿间的槽54的外部，并在其一个轴侧上。用这种方式，当绕组被形成时，和线端重叠的凸出部分不会填入槽54中，而从这些间隙沿轴向向外的方向并且沿着各个极齿49的一个侧面被设置。
针载体71围绕各个极齿49和包围所述极齿的绝缘线轴形成件57基本上作矩形运动，如图18所示。绕制针72还通过环绕各个极齿49的弧线W转动，如图17中的箭头所示。如在后面将会明显看出的，在绕制期间，针72或者沿径向位于在极齿49的端部的凸出的端部52之间的间隙53中形成的区域中的槽54的直接内部的区域，或者沿径向向内位于该区域，只要在绕制操作期间导线和绝缘线轴形成件57的弓形部分62的内边沿接触。
当导线被绕制时，其被这些边沿截留，并且和绝缘插入物65的轴向最外的部分接合。因而，当针沿图18的箭头P所示的路径行进时，线股69和绝缘插入物65的轴向最外的部分接合。在经过这个区域之后，针72和针载体71沿径向在相邻的极齿49之间在箭头Q所示的区域内特别是在槽54的区域内运动。
当每个绕组被完成时，下一个绕组将和前一个绕组接合，并迫使其沿着绝缘插入物65的斜面向下，使得导线集中在槽54的径向外周边上。在那里导线被绝缘线轴形成件57的斜面60约束。
然后，绕制下一个串联绕组，最终的绕组如图20所示。由图20可见，提供了一种非常整齐的绕组而没有凸出的部分，每个绕组基本上占据槽54中的极齿49之间的间隙的一半。这提供了非常紧密的线圈，因而确保最大的电机输出。
虽然只说明了一个针载体71和针72，最好沿周向隔开的位置提供几个针载体和针，以便加快绕组的绕制。例如，可以提供3个这样的装置，每个用于每相绕组。它们可以同时绕制。
应当注意，绕组的一端被保持在位于X的夹具中，也可以如图19所示，在每个绕组完成之后，在绝缘装置的底部提供一个用标号75表示的凸起或支柱，如图21所示，这样可能是有帮助的。在各个极齿49上绕制下一个绕组之前，使导线环绕在凸起75上。这有助于向着和绝缘体的斜面60相邻的绕组的外圆周拉出导线。此外，在绝缘体和极齿的弓形部分62上也可以设置类似的支柱76，虽然并非一定如此。
图23示出了一种形式的针和绕制方法。在这种情况下，针72可以通过在槽54的外周边的极齿之间的间隙53中的区域。
在另一个实施例中，如图24所示，针不必位于槽54中，而只位于极齿之间的间隙53中。这种特定的结构适用于图14和15所示的构型，其中倒圆66将平滑地引导线股69下至绝缘插入物65。
图25表示另一种针的形式，其中针具有一个放大的端部，并实际上被设置在间隙53中。不过，此外，这应当在这样一个区域内，所述区域在绕线最少，并且不妨碍槽54的其余部分利用线圈绕组填充。这还使得针72的外孔73具有倒圆，如该图所示。这进一步保护线股69的绝缘免遭破坏。
应当注意，所述的绕制方法在以下方面是非常有效的其能够确保针或绕组不相互接合，从而使得在各个导线上的绝缘不被刮掉，并且可以实现好的密度。
这可以利用在图26中用标号77表示的绝缘体进一步改善，所述绝缘体的结构基本上和前述的结构相同。其中结构相同的部分用相同的标号表示。
不过，在本实施例中，在斜面60之间在槽54的径向的外周边形成有分割壁78。所述分割壁位于这样一个区域，其中针72不通过，然而在极齿的各个柱59的外周边以分开的形式保持导线，从而得到图27所示的绕组，其进一步改善了密度，同时，消除了在相邻的极齿49上的绕组之间相互干扰的可能性。
图28和29表示另一个实施例，其中代替分割壁78，提供用于承载着导向柱81的片状凸起79。导向柱81可以用于环绕一个绕组的端部朝向另一个绕组，并且有助于保持更紧凑的装配，进一步改善密度。
在利用优选的绝缘体结构和优选的针的配置实行所需的绕制方法之后，任何所需类型的控制器82被安装在绝缘线轴形成件57A的另一个凸起64上。
因而，由前所述，应当容易地看出，所述的结构和绕制方法提供了非常密的线圈绕组，并提供了非常快的绕制方法，和现有技术的结构和方法相比，具有相当低的成本。当然，上述的是本发明的优选实施例，不脱离由权利要求限定的本发明的构思和范围，可以作出许多改变和改型。
权利要求
1.一种旋转电机，包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿，转子，其和磁极齿的端部并置并和所述环形铁心分开，每个所述磁极齿限定一个铁心和在所述铁心端部形成的放大部分，用于限定在相邻的磁极齿之间形成的槽，每个所述的槽具有在相邻的放大部分之间形成的口，绝缘体，其盖住所述磁极齿的所述铁心，线圈绕组，其围绕所述磁极齿的铁心绕制，所述绝缘体插入所述铁心和所述线圈绕组之间，每个所述绝缘体至少具有一个表面，其相对于垂直于旋转电机的转轴的径向平面倾斜，使得所述磁极齿铁心沿其长度在轴向具有不同的厚度。
2.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面的斜度是这样的，使得线圈绕组的导线在被缠绕时沿磁极齿铁心的轴向滑动，而不必在绕制期间采用另外的措施使所述导线沿轴向移动。
3.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面的斜度形成凸曲线。
4.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面的斜度形成凹曲线。
5.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面的斜度形成直线。
6.如权利要求5所述的旋转电机，其中所述直线终止小于绝缘体的所述至少一个表面的长度，使得其中的一部分不倾斜。
7.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面由具有不同斜度的至少两个直线构成。
8.如权利要求1所述的旋转电机，其中所述斜面在其至少径向长度的一部分沿圆周方向弯曲，并且曲率半径从绝缘体的至少一个表面的较厚的一侧向较的一侧逐渐变小。
9.如权利要求1所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面在其至少一端具有轴向凸起，用于沿轴向约束线圈绕组的导线。
10.如权利要求9所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面在其两端具有轴向凸起，用于沿轴向约束线圈绕组的导线。
11.如权利要求10所述的旋转电机，其中绝缘体的至少一个表面的某一个在其两端具有轴向凸起，用于沿轴向约束线圈绕组的导线。
12.如权利要求9所述的旋转电机，其中所述轴向凸起沿轴向延伸超过绝缘体的斜面的径向相邻的端部。
13.如权利要求12所述的旋转电机，其中所述轴向凸起沿轴向向内朝向绝缘体的斜面的径向相邻的端部弯曲。
14.如权利要求13所述的旋转电机，其中所述轴向凸起沿轴向向内朝向绝缘体的斜面的径向相邻端的交点弯曲。
15.如权利要求10所述的旋转电机，还包括被在定子的一个轴向侧上的某个凸起承载着的电路板，用于控制流过线圈绕组的电流。
16.如权利要求9所述的旋转电机，其中所述轴向凸起沿径向朝向转子延伸。
17.如权利要求16所述的旋转电机，和绝缘体相邻的轴向凸起的一部分朝向绝缘体倾斜，以便把线圈绕组的导线引向所述绝缘体。
18.如权利要求17所述的旋转电机，其中和绝缘体相邻的轴向凸起的倾斜部分被弯曲。
19.如权利要求9所述的旋转电机，其中所述凸起的长度等于或大于槽的周向尺寸的一半。
20.如权利要求1所述的旋转电机，其中环形铁心形成有多个分割的凸起，其每一个延伸进入相邻极齿铁心之间的槽内。
21.一种旋转电机，包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿，转子，其和所述磁极齿的端部并置并和所述环形铁心分开，每个所述磁极齿限定一个铁心，从而限定在相邻的磁极齿之间形成的槽，每个所述的槽具有在相邻的齿端之间形成的开口，绝缘体，其盖住所述磁极齿的所述铁心，线圈绕组，其围绕所述磁极齿的铁心绕制，从而把绝缘体插入所述铁心和所述绝缘体之间，以及一个凸起，其被提供在至少一些磁极齿的至少一端，并沿平行于所述电机的转轴的方向延伸，线圈绕组的各个导线围绕所述凸起环绕，从而形成不被设置在极齿和相邻的极齿之间的槽中的线圈绕组的返回长度。
22.如权利要求20所述的旋转电机，其中在所述磁极齿的两端具有凸起，其沿平行于所述电机的转轴方向延伸，线圈绕组的各个导线围绕所述凸起环绕，从而形成不被设置在极齿和相邻的极齿之间的槽中的线圈绕组的返回长度。
23.如权利要求20所述的旋转电机，其中在基本上全部所述磁极齿的至少一端具有凸起，其沿平行于所述电机的转轴方向延伸，线圈绕组的各个导线围绕所述凸起环绕，从而形成不被设置在极齿和相邻的极齿之间的槽中的线圈绕组的返回长度。
24.一种旋转电机，包括定子，其具有由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心径向延伸的多个磁极齿，转子，其和所述磁极齿的端部并置并和所述环形铁心分开，每个所述磁极齿限定一个铁心，从而限定在相邻的磁极齿之间形成的槽，每个所述的槽具有在相邻的齿端之间形成的开口，绝缘体，其盖住所述磁极齿的所述铁心，线圈绕组，其围绕所述磁极齿的铁心绕制，从而把绝缘体插入所述铁心和所述绝缘体之间，以及多个分割凸起，其中的每一个伸入相邻磁极齿之间的槽中，用于使线圈绕组相互分开。
25.一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，所述旋转电机包括由磁材料制成的环形铁心，和从所述环形铁心沿径向延伸的多个磁极齿，其中每个磁极齿限定一个铁心和在相邻的磁极齿之间形成的槽，每个槽限定一个在相邻铁心的外端之间形成的开口，所述绕制方法包括以下步骤设置一个具有孔的穿线针，通过所述孔使线圈绕组的导线被送到一个开口附近，使所述针孔沿着围绕一个磁极齿的路径并在槽的一侧运动，而不使所述的针沿着一个磁极齿的长度运动一个任何实质的距离，从而形成第一绕组，在围绕一个磁极齿的路径中并在槽的一侧继续使针孔运动，而不使针沿着一个磁极齿的长度运动一个任何实质的距离，从而形成相继的绕组，每个绕组迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要所述的针沿一个极齿的长度运动一个任何实质的距离，使得所述针不必进入槽中任何实质的距离。
26.如权利要求25所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中基本上沿着磁极齿的整个长度所述绕组是连续的，直到一个绕组被形成。
27.如权利要求26所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中第二绕组以相同的方式层叠在前一个绕组的上面。
28.如权利要求27所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中绕组以相同的方式被连续绕制，直到绕组几乎充满槽的周向宽度的一半。
29.如权利要求27所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心相邻的极齿的一个轴向侧形成凸起，并且使针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕所述凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
30.如权利要求27所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心分开的极齿的一个轴向侧形成凸起，并且使所述针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕所述凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
31.如权利要求30所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心相邻的极齿的一个轴向侧形成第二凸起，并且使所述针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕两个凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
32.如权利要求25所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤如此设置绝缘体，所述绝缘体具有相对于垂直于旋转电机的转轴的径向平面倾斜的至少一个表面，使得所述磁极齿铁心在绕组的前方沿其长度沿轴向具有不同的厚度，从而帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心。
33.如权利要求32所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中直到绕组被形成，所述绕组沿着极齿的基本上整个长度是连续的。
34.如权利要求33所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中第二绕组随后以相同的方式层叠在前一个绕组的上面。
35.如权利要求34所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，其中绕组以相同的方式被连续绕制，直到绕组几乎充满槽的周向宽度的一半。
36.如权利要求32所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心相邻的极齿的一个轴向侧形成凸起，并且使针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕所述凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
37.如权利要求32所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心分开的极齿的一个轴向侧形成凸起，并且使所述针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕所述凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
38.如权利要求37所述的一种用于绕制旋转电机的线圈的方法，还包括以下步骤在和环形铁心相邻的极齿的一个轴向侧形成第二凸起，并且使所述针孔运动，从而在每个绕组完成时围绕两个凸起环绕线圈绕组的导线，以便帮助迫使前一个绕组沿着极齿朝向环形铁心，而不需要使针沿着一个极齿的长度运动一个任何实质的距离。
全文摘要
本发明公开了旋转电机和用于绕制所述电机的绕组的方法的多个实施例,其具有高的空间利用率,并能够高效率地绕制所述绕组,并且在绕制期间引起绕组导线的绝缘破坏的可能性较小。公开的结构基本上不需要绕制针在磁极之间的槽中前后运动,而使用绝缘插入物,所述绝缘插入物位于间隙外面的磁极的轴向表面上,用于引导导线从一端到另一端,从而提供高的空间利用率。
文档编号H02K15/095GK1379529SQ0210776
公开日2002年11月13日 申请日期2002年2月21日 优先权日2001年2月21日
发明者高野正 申请人:株式会社萌利克