专利名称：电转动机器、电枢、制造电转动机器的方法以及形成电枢的机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有由扁平线材制成的电枢线圈的电转动机器，并且特别是涉及电转动机器、用于电转动机器的电枢、制造电转动机器的方法以及用于电转动机器的电枢的成形机器。
背景技术：
近年来，用于安装在车辆上的电转动机器(特别是启动器)需要试图通过重量轻来使得结构小型化，旨在减小安装空间，并改善燃料消耗。为此，试图提供采用扁平线材的电枢线圈的模型，以便提供改进层压率，增加输出扭矩，由此通过重量轻来实现电枢的小型化。
但是，公知的是扁平线材在上部线圈和下部线圈相互交叉的交叉区域处在上部线圈和下部线圈之间具有比圆形线材窄的沿面放电路径，在确保安全绝缘距离时遇到困难。另外，扁平线材难以形成线圈组(特别是在线材的长边方向上)，在确保在相互交叉的上部和下部线圈之间处的上部和下部线圈之间的绝缘距离时出现问题。
为了解决这种问题，美国专利NO.5619088提出用于电转动机器的电枢。如图7所示，电枢具有相互交叉的下部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200。下部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200在下部和上部线圈延伸部100、200相互交叉的交叉区域处分别形成切口(台阶形)部分110、210，由此确保这些线圈延伸部100、200之间的绝缘间隙。
采用这种现有技术的结构，对于下部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200在交叉区域处的区域进行压力冲切，使得切口部分110、210形成。采用通过压力冲切形成的切口部分110、210，毛刺形成在切口部分110、210的边缘处。所担心的是这些毛刺造成线圈绝缘层损坏，由此出现短路。在试图去掉毛刺时，增加了人工量，结果是增加制造成本。
另外，对下部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200进行压力冲切以形成切口(台阶形)部分110、210造成绝缘薄膜分别从下部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200上剥离。这造成短路现象增加。
将要进行压力冲切的线圈数量从大约100到200件。因此，需要进行许多压力冲切操作量，压力模具承载的负载增加，所担心的是模具寿命缩短。
另外，压力冲切过程中造成的毛刺保留在线圈上，在随后步骤中造成不利的影响。
此外，压力冲切过程中出现的毛刺在设备中飞离，造成清理设备的人工增加。
为了解决所出现的短路现象，需要将大量的层间绝缘片材布置在上部线圈延伸部100和上部线圈延伸部200之间。这造成部件数量的增加，并且制造设备的结构变得复杂。
发明内容
本发明针对解决以上所述的问题来完成，并且其目的在于一种电转动机器、一种用于电转动机器的电枢、一种制造电转动机器的方法以及一种用于电转动机器的电枢的成形机器，其中绝缘距离可以在上部和下部层线圈延伸部的交叉区域处设置在两者之间，而不在上部和下部层线圈延伸部上在相互交叉区域处形成台阶部分，并不造成绝缘薄膜从上部和下部层线圈延伸部剥离。
为此，本发明的一个方面提供一种电转动机器，该电转动机器包括其上载有多个永磁体的轭以及固定支承在电枢轴上并可转动地布置在轭中的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边。多个涂覆绝缘体的电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材。换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板(riser)。下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部，并且至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离。
采用以上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分，绝缘距离可以在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处设置在两者之间。对于电转动机器的电枢线圈来说，这使其可以采用厚的扁平线材，即具有增加的垂直长度的扁平线材，使得电转动机器的结构具有重量轻的小型化结构。
另外，采用如上所述的结构，上部和下部层线圈延伸部不需要包括通过所述现有技术所需的压力冲切操作而形成在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的切口部分(台阶部分)。因此，上部和下部层线圈延伸部没有由于压力冲切操作造成的毛刺，并且不需要进行去毛刺的操作，使其可以实现人工减小。
采用当前实施例的电转动机器，每个细槽的立板可具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
采用如上所述的结构，上部和下部层线圈延伸部具有插入换向器的导体部段形成部分的立板的细槽内的远端，不需要从相关线圈延伸部的远端预先剥离绝缘层。因此，上部和下部线圈延伸部可在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处具有变宽的最小间隙。因此，不需要以扁平线材制造线圈组以便在上部和下部层线圈延伸部之间获得具有足够的绝缘间隙。
另外，在上部和下部线圈延伸部变得相互靠近的交叉区域处存在覆盖绝缘薄膜的上部和下部层线圈延伸部使得小量的绝缘间隙设置在上部和下部层线圈延伸部之间。因此，可以在上部和下部层线圈延伸部之间的绝缘中获得稳定质量，而不造成层间绝缘片材放置在两个相关的线圈延伸部之间。
采用当前实施例的电转动机器，至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部处的轮廓变形部分由扭转部分形成，轮廓变形部分可采取简化的结构，而不造成电转动机器成本的任何增加。同样，由扭转部分的形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用当前实施例的电转动机器，至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分由弯曲部分形成，轮廓变形部分采取简化结构的形式，而不造成电转动机器的成本的任何增加。同样，由弯曲部分形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用当前实施例的电转动机器，下部层线圈延伸部可在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
采用如上所述的结构，下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部不需要形成台阶形部分，不显著降低每个线圈延伸部的截面面积。即，下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。同样，上部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部与上部层线圈延伸部交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于上部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。因此，两个线圈延伸部在其交叉区域处的截面面积没有显著减小，由此使其可以形成可以抑制发热值增加以及功率输出退化同时具有出色耐热性的电转动机器的结构。
采用当前实施例的电转动机器，用于每个电枢线圈的扁平线材可通过拉伸步骤来形成。
在将圆形线材变成扁平线材的金属滚压过程中，在扁平线材中出现加工硬化，造成难以在扁平线材上形成轮廓变形部分。与这种金属滚压相比，通过拉伸步骤形成扁平线材造成较少的加工硬化，使其容易形成线圈的轮廓变形部分。
采用当前实施例的电转动机器，至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分可具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分相对于下部和上部层线圈延伸部的另一个延伸部的截面面积的主轴线倾斜，轮廓变形部分可形成简化结构，而不造成电转动机器形成复杂结构。
采用当前实施例的电转动机器，至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分可包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
采用如上所述的结构，由于包括塑性变形部分的弯曲部分的存在，没有绝缘薄膜从弯曲部分上剥离。因此，上部和下部层线圈延伸部不需要确保相关线圈延伸部之间的不适当增加的绝缘距离。另外，弯曲部分可形成最小变形的构造，造成至少一个相关线圈延伸部内形成的应力减小。
按照本发明的另一方面，提供一种用于电转动机器的电枢，该电枢包括电枢轴、固定支承在电枢轴上并适用于在电转动机器内转动的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边。多个涂覆绝缘体的电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材。换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板。下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部，并且至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分，可以在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间确保足够的绝缘距离。对于电转动机器的电枢线圈来说，这使其可以采用厚的扁平线材，即具有增加的垂直长度的扁平线材，使得电转动机器的结构具有重量轻的小型化结构。
另外，采用如上所述的结构，上部和下部层线圈延伸部不需要包括通过所述现有技术所需的压力冲切操作而形成在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的切口部分(台阶部分)。因此，上部和下部层线圈延伸部没有由于压力冲切操作造成的毛刺，并且不需要进行去毛刺的操作，使其可以实现人工减小。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，每个细槽的立板可具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
采用如上所述的结构，上部和下部层线圈延伸部具有插入换向器的导体部段形成部分的立板的细槽内的远端，不需要从相关线圈延伸部的远端预先剥离绝缘层。因此，上部和下部线圈延伸部可在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处具有变宽的最小间隙。因此，不需要以扁平线材制造线圈组以便在上部和下部层线圈延伸部之间获得具有足够的绝缘间隙。
另外，在上部和下部线圈延伸部变得相互靠近的交叉区域处存在覆盖绝缘薄膜的上部和下部层线圈延伸部使得小量的绝缘间隙设置在上部和下部层线圈延伸部之间。因此，可以在上部和下部层线圈延伸部之间的绝缘中获得稳定质量，而不造成层间绝缘片材放置在两个相关的线圈延伸部之间。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部处的轮廓变形部分由扭转部分形成，轮廓变形部分可采取简化的结构，而不造成电转动机器成本的任何增加。同样，由扭转部分的形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分由弯曲部分形成，轮廓变形部分采取简化结构的形式，而不造成电转动机器的成本的任何增加。同样，由弯曲部分形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，下部层线圈延伸部可在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
采用如上所述的结构，下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部不需要形成台阶形部分，不显著降低每个线圈延伸部的截面面积。即，下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。同样，上部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部与上部层线圈延伸部交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于上部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。因此，两个线圈延伸部在其交叉区域处的截面面积没有显著减小，由此使其可以形成可以抑制发热值增加以及功率输出退化同时具有出色耐热性的电转动机器的结构。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，用于每个电枢线圈的扁平线材可通过拉伸步骤来形成。
在将圆形线材变成扁平线材的金属滚压过程中，在扁平线材中出现加工硬化，造成难以在扁平线材上形成轮廓变形部分。与这种金属滚压相比，通过拉伸步骤形成扁平线材造成较少的加工硬化，使其容易形成线圈的轮廓变形部分。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分可具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
采用如上所述的结构，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分相对于下部和上部层线圈延伸部的另一个延伸部的截面面积的主轴线倾斜，轮廓变形部分可形成简化结构，而不造成电转动机器形成复杂结构。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢，至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分可包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
采用如上所述的结构，由于包括塑性变形部分的弯曲部分的存在，没有绝缘薄膜从弯曲部分上剥离。因此，上部和下部层线圈延伸部不需要确保相关线圈延伸部之间的不适当增加的绝缘距离。另外，弯曲部分可形成最小变形的构造，造成至少一个相关线圈延伸部内形成的应力减小。
按照本发明的另一方面，提供一种制造电转动机器的方法，该方法包括制备固定支承在电枢轴上并具有形成有多个细槽的外周边的电枢芯以及以与电枢芯面对面的关系承载在电枢轴上的换向器，换向器包括包括周向放置在等距离隔开的位置上的多个导体部段，导体部段分别具有立板，并且在电枢芯的细槽内以多层方式卷绕多个上部和下部涂覆绝缘体的线圈，使得上部和下部涂覆绝缘体的线圈以上部和下部层的方式布置在每个细槽内。上部和下部涂覆绝缘体的线圈分别作为上部和下部层线圈延伸部离开电枢芯的细槽，并且轮廓变形部分在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部内，以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部之间形成绝缘距离。下部和上部层线圈延伸部的远端电连接到换向器的导体部段的每个立板上。
采用按照本发明制造电转动机器的方法，由于电枢形成方法包括在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内形成轮廓变形部分，可以在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间方便和可靠地确保足够的绝缘距离。由此，厚扁平线材(即具有增加垂直长度的扁平线材)可用于电转动机器的电枢的线圈。这形成可以制造具有重量轻的小型化结构的电转动机器的结构的能力。
另外，采用所述的电枢形成方法，上部和下部层线圈延伸部不需要包括通过所述现有技术所需的压力冲切操作而形成在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的切口部分(台阶部分)。因此，上部和下部层线圈延伸部没有由于压力冲切操作造成的毛刺，并且不需要进行去毛刺的操作，使其可以实现人工减小。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，每个细槽的立板可具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，上部和下部层线圈延伸部具有插入换向器的导体部段形成部分的立板的细槽内的远端，不需要从相关线圈延伸部的远端预先剥离绝缘层。因此，上部和下部线圈延伸部可在上部和下部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处具有变宽的最小间隙。因此，不需要以扁平线材制造线圈组以便在上部和下部层线圈延伸部之间获得具有足够的绝缘间隙。
另外，在上部和下部线圈延伸部变得相互靠近的交叉区域处存在覆盖绝缘薄膜的上部和下部层线圈延伸部使得小量的绝缘间隙设置在上部和下部层线圈延伸部之间。因此，可以在上部和下部层线圈延伸部之间的绝缘中获得稳定质量，而不造成层间绝缘片材放置在两个相关的线圈延伸部之间。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
采用所述的电枢形成方法，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部处的轮廓变形部分由扭转部分形成，轮廓变形部分可采取简化的结构，而不造成电转动机器成本的任何增加。同样，由扭转部分的形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分可包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
采用所述的电枢形成方法，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分由弯曲部分形成，轮廓变形部分采取简化结构的形式，而不造成电转动机器的成本的任何增加。同样，由弯曲部分形成的轮廓变形部分的存在使得电枢的外周边以紧凑构造形成，而不造成电枢径向尺寸增加。因此，电转动机器可形成小型化尺寸，而不造成形成电枢线圈的扁平线材的有效截面面积减小。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，下部层线圈延伸部可在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
采用所述的电枢形成方法，下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部不需要形成台阶形部分，不显著降低每个线圈延伸部的截面面积。即，下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。同样，上部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部与上部层线圈延伸部交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于上部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。因此，两个线圈延伸部在其交叉区域处的截面面积没有显著减小，由此使其可以形成可以抑制发热值增加以及功率输出退化同时具有出色耐热性的电转动机器的结构。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，用于每个电枢线圈的扁平线材可通过拉伸步骤来形成。
在将圆形线材变成扁平线材的金属滚压过程中，在扁平线材中出现加工硬化，造成难以在扁平线材上形成轮廓变形部分。与这种金属滚压相比，通过拉伸步骤形成扁平线材造成较少的加工硬化，使其容易形成线圈的轮廓变形部分。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分可具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
采用所述的电枢形成方法，由于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分相对于下部和上部层线圈延伸部的另一个延伸部的截面面积的主轴线倾斜，轮廓变形部分可形成简化结构，而不造成电转动机器形成复杂结构。这还使得电枢部件数量减小，并且减小制造成本。
采用按照本发明的制造电转动机器的方法，至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分可包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
采用所述的电枢形成方法，由于弯曲部分包括塑性变形部分，没有绝缘薄膜从弯曲部分上剥离。因此，上部和下部层线圈延伸部不需要确保相关线圈延伸部之间的不适当增加的绝缘距离。另外，弯曲部分可形成最小变形的构造，造成至少一个相关线圈延伸部内形成的应力减小。
按照本发明的另一方面，提供一种用于电转动机器的电枢的成形机器。该电枢具有电枢轴、固定支承在电枢轴上并适用于在电转动机器内转动的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边。多个涂覆绝缘体的电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材。换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板。下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部。至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离。该成形机器包括可操作地将电枢芯保持在给定位置上的加工保持机构、可操作以便放置在电枢芯的外周边上从而将上部层线圈延伸部限制在刚好从电枢芯的细槽抽出的阶段的线圈限制环。成形夹具可操作以便插入从电枢芯的细槽抽出的上部和下部层线圈延伸部之间的间隙，并且包括成形部分以便在至少一个下部和上部层线圈延伸部上形成轮廓变形部分。压力冲头可操作以便将至少一个下部和上部层线圈延伸部的外周边压靠成形部分。
采用如上所述的结构，轮廓变形部分可以有效的形式形成成形夹具的形状。
另外，线圈限制环可刚好在上部层线圈延伸部在其轴向上从电枢芯的相关细槽抽出之后的地区处限制上部层线圈延伸部的外周壁。这防止上部层线圈延伸部由于其反作用力而在压力冲头压靠成形夹具的成形部分的操作过程中造成的在径向向外的方向上升高。这形成防止上部层线圈延伸部与电枢芯短路的能力。同样，轮廓变形部分可以高度可靠的方式形成准确的形状。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢的成形机器，成形夹具包括适用于插入上部和下部层线圈延伸部之间的间隙并形成有成形部分的插入舌部，成形部分具有形成有壁表面的两侧，在壁表面之间形成线圈插入凹口，以便容纳上部层线圈延伸部并且使其保持在固定位置上。
采用如上所述的结构，插入舌部可以插入上部和下部层线圈延伸部之间的间隙，并且具有成形部分，成形部分具有形成有壁表面的两侧，在壁表面之间形成线圈插入凹口，上部层线圈延伸部可以容纳在线圈插入凹口内，以便以高度可靠的方式将上部层线圈延伸部保持在固定位置上。即，在将轮廓变形部分形成在上部层线圈延伸部上时，上部层线圈延伸部可保持在稳定的状态下，使得轮廓变形部分以高度可靠的方式位于上部层线圈延伸部上。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢的成形机器，插入舌部具有从成形部分的尖端部分朝其远端部分减小径向厚度的倾斜引导壁。
采用如上所述的结构，形成倾斜引导壁的插入舌部的设置使得插入舌部可通过与上部层线圈延伸部的较小接触阻力插入下部和上部层线圈延伸部之间的间隙。因此，插入舌部可插入下部和上部层线圈延伸部之间，使得成形加工的效率增加。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢的成形机器，压力冲头具有相对于上部层线圈延伸部的纵向轴线形成R形的远端，并且相对于上部层线圈延伸部的宽度方向具有给定宽度。
采用如上所述的结构，在压力冲头压靠上部层线圈延伸部时，压力冲头通过最小的接触表面面积接触上部层线圈延伸部。这抑制了覆盖上部层线圈延伸部的绝缘薄膜的退化。同样，具有形成R形的远端的压力冲头的设置可抑制压力冲头的远端处应力集中的出现。这可以防止压力冲头的裂纹或破裂，提供延长的操作寿命。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢的成形机器，压力冲头的宽度可以确定为等于或略微大于上部层线圈延伸部的宽度。
采用如上所述的结构，压力冲头可压靠上部层线圈延伸部的总体宽度，由此可以防止上部层线圈延伸部的局部变形，同时避免上部层线圈延伸部的绝缘薄膜的退化。
采用按照本发明的电转动机器的电枢的成形机器，成形夹具可具有形成有冲头引导凹口的外周边，以便将压力冲头引导到上部层线圈延伸部上的给定位置上。
采用如上所述的结构，压力冲头的定位可通过方便和可靠的方式来完成，使得上部层线圈延伸部以稳定方式形成轮廓变形部分。
采用按照本发明的用于电转动机器的电枢的成形机器，内部夹具可安装在成形夹具内，以便限制下部层线圈延伸部的内周边。
采用如上所述的结构，成形夹具插入上部和下部层线圈延伸部之间，可防止下部层线圈延伸部径向向内弯曲。这形成可靠的操作，以便以高效方式形成上部层线圈延伸部的轮廓变形部分。
图1是结合有按照本发明的第一实施例的电转动机器的启动器一半的截面图；图2是图1所示的第一实施例的电转动机器的电枢一半的截面图；图3是图2所示电枢的放大截面图；图4是沿着图3的线A-A截取的图3所示线圈的上部和下部层线圈延伸部成形部分的截面图；图5是表示电枢线圈连接线路图的示意图；图6A是沿着图3的线B-B截取的图3所示电枢的放大截面图；图6B是第一实施例电枢的变形形式的上部和下部层线圈延伸部成形部分的远端的截面图；图7是现有技术电转动机器的电枢的上部和下部层线圈延伸部的透视图；图8A是现有技术的形成电转动机器的电枢的放大截面图；图8B是图8A所示的电枢的上部和下部层线圈延伸部远端的截面图；图9是按照本发明第二实施例的形成电转动机器的电枢的放大透视图，其中上部和下部层线圈延伸部从电枢芯的相关细槽抽出；图10是表示用于形成图9所示电枢的电枢成形机器的总体结构的示意图；
图11是图10所示的电枢成形机器的线圈限制环和成形夹具之间操作关系的放大截面图；图12是图11所示的线圈限制环的平面图；图13A是图10所示的电枢成形机器的成形夹具的前视图；图13B是图13A所示的成形夹具的截面图；图14是表示在压力冲头接触上部层线圈延伸部的上周边之前在上部层线圈延伸部上形成轮廓变形部分的步骤的放大截面图；图15是表示在压力冲头在上部层线圈延伸部上形成轮廓变形部分之后在上部层线圈延伸部上形成轮廓变形部分的步骤的放大截面图。
具体实施例方式
现在，下面参考附图详细描述按照本发明的多个实施例的电转动机器以及相关的方法。但是，认为本发明不局限于下面描述的实施例，并且本发明的技术概念可与其它公知的技术相结合应用，或与具有与这种公知技术等同功能的其它技术相结合应用。
在下面描述中，在多个附图中类似的参考标号指的是类似或相对应的部件。同样在以下描述中，省略第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件，但是将理解到第二实施例的与第一实施例的部件相同的部件指的是第一实施例的那些使用类似参考标号的部件。
现在，下面参考附图详细描述作为按照本发明的第一实施例的电转动机器的启动器1。图1是表示启动器1的上半部的截面的视图，并且图2是表示电枢14的上半部的视图。
如图1所示，第一实施例的启动器1包括可以操作以便产生驱动扭矩的马达2、减小马达2的转动速度的齿轮减速单元3、与马达2的马达轴2a以同心关系放置以便经由齿轮减速单元3接收驱动扭矩的输出轴4、形成在与其形成整体的输出轴4的外周边上的小齿轮6以及平行于马达2放置并可以操作以驱动变速杆7的电磁开关8，通过变速杆7，离合器5和小齿轮6与马达2相反地向前运动(如图1所示向左)。电磁开关8还可操作以便开启或闭合结合在激励回路(此后成为马达回路)中的主触点(随后描述)。
马达2包括DC马达，该马达具有带有固定安装有多个永磁体10以便形成磁通场的内周边的圆柱形轭9、具有固定承载其上的电枢轴11以及卷绕有电枢线圈13并可转动地支承在永磁体10的内周边内部的地区内的电枢芯12的电枢14，以及用于将电能从电池(未示出)供应到电枢14的多个碳刷16。
齿轮减速单元3包括在与电枢轴11同心的轴线上进行齿轮减速以便将行星齿轮17的轨道运动传递到输出轴4的行星式齿轮减速单元。
输出轴4与电枢轴11放置成同心关系，并且具有经由轴承18通过壳体19可转动支承的前端以及连接到齿轮减速单元3上的后端。
离合器5是连接到输出轴4的外周边上并且可以操作以便在发动机启动时将输出轴4的驱动扭矩传递到小齿轮6上的花键。另外，离合器5包括以如下结构构造的单向离合器，即在小齿轮6通过发动机转动时，也就是说在小齿轮6的转动速度超过输出轴4的转动速度时，在输出轴4和小齿轮6之间传递的动力中断，以便防止小齿轮6的转动传递到输出轴4上。
小齿轮6在其与马达2相对的一侧安装在离合器5上，并且在输出轴4上和离合器5一起以整体方式向前轴向运动，以便与发动机的成套齿轮(未示出)啮合接合，由此经由离合器5传递的转动力传递到齿圈上。
电磁开关8包括通电以便在启动器开关闭合时响应从车载电池供应的电能的电磁线圈(未示出)以及在电磁线圈13的内周边内轴向运动的柱塞(未示出)。当电磁线圈通电以便形成电磁体时，电磁体吸引柱塞以便靠近主触点。另外，当电磁线圈断电以便终止电磁体的吸引力时，由于返回弹簧(未示出)的反作用力，柱塞返回到其原始位置，由此开启主触点。
主触点包括经由两个端子螺栓20、21连接到马达回路上的一组固定触点(未示出)以及适用于与柱塞以整体方式运动以便连接到或脱离固定触点的可动触点(未示出)。
两个端子螺栓20、21包括经由电池缆线连接到车载电池上的B端子螺栓20以及连接到从马达2抽出的导线22上的M端子螺栓21，其中两个端子固定到电磁开关8的触点盖23上。
变速杆7具有摆动支承在壳体10上的杆支点7a以及从杆支点7a向上延伸的一个杆端部分7b，杆端部分连接到安装在电磁开关8的柱塞上的转换杆24上。杆7具有从杆支点7a向下延伸的另一杆端部分7c，该杆端部分保持与离合器5接合，以便将柱塞的运动传递到离合器5。即，在电磁体吸引柱塞以使其如图1所示向右运动时，连接到转换杆24上的杆端部分7b通过柱塞拉动并向右运动。这使得与离合器5接合的杆端部分7c围绕杆支点7a的中心摆动，造成离合器5在与马达2相对的方向上向前推出，即如图1所述向右。
接着，下面描述按照本发明的形成启动器1一部分的电枢线圈13。
电枢线圈13包括在形成在电枢芯12的外周边上的细槽25(见图5)内以多层方式卷绕的多个涂覆绝缘体的扁平线材。特别是，每个扁平线材形成以上部和下部层方式插入每个细槽25内部的上部和下部线圈13B、13A。下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be具有分别下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be，其远端13a、13b连接到换向器15上。同样，扁平线材通过具有较小加工硬化的拉伸工艺形成，并且插入细槽25内，其中扁平线材的主轴线在电枢芯12的径向上对准。
如图2所示，电枢轴11具有固定支承圆柱形绝缘构件26的后端11a。换向器15包括以圆柱形构造在周向等距离位置处固定布置在绝缘构件26的外周边上的多个导体部段15a。
更特别是，圆柱形绝缘构件26包括在电枢轴11的后端11a上承载的圆柱形部分26a、形成在圆柱形部分26a的前端上的径向向外延伸的前部环形凸缘26b以及形成在圆柱形部分26a的后端上的径向向外延伸的后部环形凸缘26c。此外，前部环形凸缘26b具有形成其截面为三角形构造的环形凸脊部分26d的后表面，环形凸脊部分26d保持与形成在导体部段15a的前端处的环形凹口15d配合接合。绝缘构件26的圆柱形部分26a具有固定安装有导体部段15a的外周壁26e。
如图3清楚示出，导体部段15a形成长杆形状的截面，并且具有形成有在径向向外方向上延伸的立板15b的前端，立板15b具有径向延伸的细槽15c以便插入下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be的远端13a、13b(见图6A和6B)。
同样，在以下描述中，插入细槽25的下部层的扁平线材指的是下部层线圈13A。同样，插入细槽25的上部层的另一扁平线材指的是上部层线圈13A。
插入电枢芯12的相同细槽25内的下部层线圈13A和上部层线圈13B作为下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be在径向上从相关细槽25抽出，并且随后在与下部层线圈13A和上部层线圈13B连接到换向器15的不同导体部段15a的方向相反的周向方向上弯曲，如图5所示。采用这种构造，在径向上从电枢芯12的相关细槽25抽出的下部层线圈13A和上部层线圈13B具有在交叉区域(图5中部分“X”表示)处相互交叉的周向弯曲部分。
下部层线圈13A和上部层线圈13B的至少一个下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be在上部层线圈延伸部13Be和下部层线圈延伸部13Ae相互交叉的交叉区域X处具有轮廓变形部分。即，如图4所示，上部层线圈延伸部13Be具有形成有轮廓变形部分13Bt的中间部分。轮廓变形部分13Bt包括在一个方向上在上部层线圈延伸部13Be的中间位置处扭转以便造成上部层线圈延伸部13Be的主轴线相对于电枢芯12的径向倾斜的扭转部分。接着，扭转部分扭转回到原始取向，以便进入导体部段15a的立板15b的细槽15c，使得上部层线圈延伸部13Be的主轴线与和电枢芯12的径向匹配的下部层线圈延伸部13Ae的主轴线对准。
现在描述启动器1的操作。
在启动器闭合并且电磁开关8的电磁线圈通电以便形成电磁体时，电磁体吸引柱塞，柱塞随后如图1所示向右运动。此时，柱塞的运动经由变速杆7传递到离合器5，并且离合器和小齿轮6一起在离开马达2的向前方向上在输出轴4上运动。因此，小齿轮6的端表面邻靠接合齿圈的端表面，并且在固定位置停止。
同时，在柱塞运动并且马达回路的主触点闭合时，马达2从车载电池中供应电能，以便造成电枢14产生转动力。电枢14的转动速度通过减速齿轮单元3减速，并且作为驱动扭矩传递到输出轴4，从中驱动扭矩进一步经由离合器5传递到小齿轮5。因此，小齿轮6强制地转动到小齿轮6可以啮合接合齿圈以便将马达2的驱动扭矩经由小齿轮6传递到齿圈的位置上，由此通过曲柄运动启动发动机。
在发动机通过曲柄操作启动并且启动器开关开启时，电磁线圈断电，以便消除吸引力。这使得返回弹簧的反作用力将柱塞推回原始位置。此时，主触点开启，中断从车载电池供应到马达2的电能，并且因此电枢14的转动速度逐渐减小，并停止。
另外，在柱塞推回时，造成变速杆7在与变速杆7在发动机启动期间的方向相反的方向上摆动，柱塞的运动传递到离合器5。因此，小齿轮6从发动机的齿圈上脱开，并且小齿轮6和离合器在输出轴4上一起向后运动到给定位置(即，图1所示的位置)，并且停止启动操作。
(第一实施例的有利效果)采用所述的启动器1，由于从细槽25抽出的至少一个上部和下部层线圈延伸部13Be、13Ae(即当前实施例的上部线圈层13Bbe)在下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉区域X处包括作为轮廓变形部分的扭转部分13Bt，绝缘距离可在交叉区域X处充分地设置在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间(见图4)。这使得电枢线圈13可以使用具有增加厚度的扁平线材，或者垂直细长扁平线材，使得启动器1实现重量轻的小型化结构。
采用按照本发明第一实施例的启动器1，不需要通过压力冲切操作在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be相互交叉的交叉区域处将台阶形部分形成在上部和下部层线圈延伸部上，两个上部层线圈13Ae、13Be在交叉区域处的截面面积不显著减。即，下部层线圈延伸部13Ae具有其截面面积与下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be相互交叉的交叉区域处的前后地区的截面面积相同的总体长度。同样，上部层线圈延伸部13Be具有其截面面积与下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be相互交叉的交叉区域处的前后地区的截面面积相同的总体长度。这使得两个上部层线圈13Ae、13Be在交叉区域处的截面面积不显著减小，从而可以抑止发热值。因此，可以减小启动器1的输出电压的降低，从而可以容易实现具有增加的耐热性能的马达2的结构。
现在参考图6A和6B描述第一实施例的变型形式的启动器。图6A是局部表示形成第一实施例的变型的启动器一部分的电枢14A的放大截面图，其中导体部段15a的立板15b的细槽15c在其中容纳下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13b、13b，并且图6B是表示线圈端部13a、13b的截面图。
下面参考示例性结构描述第一实施例的变型形式的启动器，其中插入立板15b的细槽15c的下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13a、13b通过熔化相互结合。
在熔化插入立板15b的细槽15c的下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13a、13b之前，预先去除覆盖线圈端部13a、13b的绝缘薄膜的部分区域。更特别是，如图6B所示，覆盖下部层线圈13A的线圈端部13a的绝缘薄膜的底部区域Ifa被去除，使得线圈端部13a具有平的底部表面。同样，去除覆盖上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13b的绝缘薄膜的上部区域Ifb，使得线圈端部13b具有平的上部表面。换言之，下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13a、13b具有在立板15b的细槽15c内相互面对的区域，在该区域中分别留有绝缘薄膜。因此，下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be的线圈端部13a、13b插入每个导体部段15a的立板15b的细槽15c，其中线圈端部13a、13b在覆盖绝缘薄膜的区域处的非结合部分保持相互邻靠接合，如图6A所示。在这种配置状态下，线圈端部13a、13b的绝缘薄膜通过熔融而熔化，并且相互电气和机械结合。
以此方式，采用所示的现有技术结构，如图8A和8B所示，下部层线圈端部11具有预先去除其绝缘薄膜的顶部和底部端壁111a、111b。同样，上部层线圈端部211具有预先去除其绝缘薄膜的顶部和底部端壁211a、211b。随后，在下部层线圈端部111的顶部端壁111a和上部层线圈端部211的底部端壁211b保持相互邻靠接合的状态下，两个线圈端部111、211插入导体部段的立板300的细槽310内。在这种状态下，下部层线圈端部111的顶部端壁111a和上部层线圈端部211的底部端壁211b通过熔融相互电气和机械结合。对于这种现有技术结构来说，预先去除下部层线圈端部111的顶部端壁111a的绝缘薄膜T2和上部层线圈端部211的底部端壁211b的绝缘薄膜B1造成上部和下部层线圈211和111相互靠近的交叉区域处上部和下部层线圈211、111之间的窄小的最小间隙。
相反，采用第一实施例的变型形式的电枢的结构，由于绝缘薄膜保留在其主轴线与电枢14A的径向对准地布置在细槽25内的两个线圈端部13a、13b的相对端壁上，可以在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be相互靠近的交叉区域处、在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间确保变宽的间隙。由此，不需要扁平导线有意地形成现有技术结构中所需的特别冲切构造，以便获得下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部之间的绝缘距离，并且绝缘距离可容易在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处获得。
另外，由于下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be相互靠近的交叉区域处具有覆盖各自绝缘薄膜的相对壁，足以在交叉区域处、在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间的空间内确保少量绝缘距离。因此，当前实施例的启动器的电枢可在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间的间隙中具有稳定的质量。因此，不需要层间绝缘片材放置在下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间。
虽然可单独使用第一实施例的变型，将理解到根据需要，第一和第二实施例可结合使用。
现在，参考图9-15描述按照本发明的第二实施例的启动器的电枢。第二实施例的电枢不同于第一实施例之处在于上部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在上部层线圈延伸部和下部上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的弯曲部分。同样，第二实施例针对用于在从电枢的电枢芯形成部分中抽出的上部层线圈延伸部上形成弯曲部分的成形机器。
图9是表示形成第二实施例的启动器一部分的电枢的透视图。图10-15是表示用于按照本发明的第二实施例电枢的成形机器的视图。
采用本发明的启动器，电枢14B可转动地支承在启动器1的轭9内，如图1所示的结构那样。
电枢14B包括电枢轴11、固定安装在电枢轴11上的电枢芯12、卷绕在电枢芯12上的多个电枢线圈13以及在如图1所示的相同结构上在其一端处固定安装在电枢轴11上的换向器15。
电枢芯12还具有沿着电枢芯12的周边等距离放置的周向延伸细槽25(在图9所示的结构中的二十五个细槽)，如图9所示。细槽25在其整个轴向长度上形成在电枢芯12上。
电枢线圈13包括涂覆绝缘体的铜线材，并且卷绕在电枢芯12上，使得涂覆绝缘体的铜线材以上部和下部层的形式插入电枢芯12的细槽25内。电枢线圈13具有上部层线圈13A和上部层线圈13B，上部层线圈13A和上部层线圈13B分别具有从电枢芯12的细槽25的一端抽出的下部和上部层线圈延伸部13Ae和13Be和连接到换向器15上的远端线圈端13a、13b(见图1和2)。
采用第二实施例的电枢14B，如图9所示，下部线圈13A和上部线圈层13BB以下部和上部层的形式布置在电枢芯12的细槽25内，并且下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be从电枢芯12的一端抽出。下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be在电枢芯12的周边上在相反方向上弯曲，以便连接到不同导体部段上，并且在与参考第一实施例描述的图5所示的相同结构内在交叉区域X内相互交叉。
在上部层线圈13B和下部层线圈13A的上部和下部层线圈延伸部13Be、13Ae相互交叉的交叉区域X处，上部层线圈13B和下部层线圈13A的上部和下部层线圈延伸部13Be、13Ae相互靠近，上部和下部层线圈延伸部13Be、13Ae之间出现绝缘距离。为了解决这种问题，至少一个上部层线圈延伸部13Be、13Ae(即当前实施例的上部层线圈延伸部13Be)具有轮廓变形部分，该轮廓变形部分具有在上部层线圈延伸部13Be和下部层线圈延伸部13Ae相互交叉的交叉区域(如同图5所示的交叉区域X)处形成的弯曲部分13Bc。设置包括位于上部层线圈延伸部13Be上的弯曲部分13Bc的轮廓变形部分可以在上部层线圈延伸部13Be和下部层线圈延伸部13Ae之间确保足够的绝缘距离，而不需要在上部层线圈延伸部13Be和下部层线圈延伸部13Ae上形成台阶形部分的压力冲切操作。
采用第二实施例，使用图10-15所示的成形机器30形成上部层线圈延伸部13Be的这种轮廓变形部分。
更特别是，成形机器30的结构构造成在上部层线圈13B的上部层线圈延伸部13Be上形成弯曲部分13Bc，其中换向器15固定支承在电枢轴11上，即下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be在轴向上从电枢芯12的细槽25抽出。
参考图10，成形机器30表示成包括加工保持机构31、线圈限制环32、成形夹具34、压力冲头36以及内部夹具38。
加工保持机构31包括从底座43直立的一组工件接收器40、42以及紧固机构44。
所述一组工件接收器40、42包括在与换向器相对的位置上支承电枢轴11的前端11b的工件接收器40以及在靠近换向器的位置处经由成形夹具34支承电枢轴11的后端11b的工件接收器42。
紧固机构44包括紧固手柄45、在其后端部分处从底座43直立的紧固立柱46、从紧固手柄45经由紧固立柱46向前延伸的紧固螺钉45a以及固定在成形夹具34的后端表面上的紧固构件48。转动紧固手柄45使得紧固螺钉45a的前端45b压靠电枢轴11的最后面的端部11c的端表面，由此在轴向上将电枢轴11保持在固定位置上。
如图11所示，线圈限制环32刚好在上部层线圈延伸部13Be在径向上从细槽25延伸之后的位置处放置在上部层线圈13B的外周边上，并且限制上部线圈13B的外周边，以便防止上部层线圈13B在弯曲部分13Bc成形过程中在径向向外的方向上升高。如图12所示，线圈限制环32包括通过多个螺钉32c、32c连接成单件的上部和下部半圆形半件32a、32b。
如图13A所示，成形夹具34包括圆柱形构件50，其一端在底壁52处闭合。圆柱形构件50具有轴向延伸圆形内孔50a以及形成有多个轴向延伸线圈插入凹口54的前端部分，凹口的数量等于沿着圆柱形构件50的周边形成在等距离位置处的细槽25的数量，以便限制从电枢芯12的细槽25抽出的上部层线圈13B的上部层线圈延伸部13Be。
如图13B所示，每个线圈插入凹口54与形成在圆柱形构件50的前端上的插入舌部56相关。轴向延伸以便起到线圈插入凹口54的底壁作用的插入舌部56具有适用于在轴向上插入下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间的间隙的成形部分56a以及在线圈插入凹口54的两个周向侧面向外径向延伸的壁部分54a。成形部分56a由形成凸脊形状的插入舌部56的外周边形成。插入舌部56形成朝着成形部分56a的前部远端逐渐减小其径向厚度的倾斜构造。插入舌部56还具有与成形部分56a连续的后部弯曲倾斜部分56b，以便在上部层线圈延伸部13Be上形成最终形状的弯曲部分13Bc。此外，成形夹具34具有在靠近插入舌部56的成形部分56a的位置处形成多个径向延伸的冲头引导凹口50b的前部区域。成形夹具34的底壁52具有电枢轴11的末端11c延伸通过其中的中心孔52a以及固定螺栓58分别延伸穿过其中的多个螺栓头孔52b和多个螺栓插入孔52c。
放置在保持在线圈插入孔凹口54内的上部线圈层13B的上部层线圈延伸部13Be径向外部位置处的压力冲头36具有插入穿过成形夹具34的圆柱形构件50的引导凹口50b的下部远端36a。压力冲头36的远端36a具有伸入线圈插入凹口54的底端，并且在受压时，压力冲头36的远端36a压靠上部线圈层13BB的上部层线圈延伸部13Be。
采用压力冲头36，远端36a具有压靠上部层线圈延伸部13Be的形成为圆形R形的底端，并且在周向上具有给定宽度。压力冲头36的远端36a的宽度选择成具有压力冲头36的远端36a可插入成形夹具34的引导凹槽50b中的尺寸，并且该尺寸大于上部层线圈延伸部13Be的周向宽度。
回到图10，内部夹具38分别具有圆柱形外部构造以及用于容纳电枢轴11的内部孔38a、38b、38c、端部11a和末端11c。内部夹具38容纳在圆柱形孔34a内，并且经由安装在成形夹具34的圆柱形孔34a上的环形支承板60通过支承在成形夹具34的底壁52上的固定螺栓58在其中固定支承，其中在成形夹具34的圆柱形壁34a和内部夹具38的外部圆柱形表面之间限定给定环形引导空间62。采用这种结构，内部夹具38插入下部层线圈延伸部13Ae径向内部的区域内，并且起到在插入舌部56插入下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be之间的间隙时限制下部层线圈延伸部13Ae的内周边的限制装置的作用。
接着，将描述使用成形机器30在上部层线圈延伸部13Be上形成成形部分13Bc的方法。
最初，成形夹具34和内部夹具38插入在电枢14的径向上从电枢芯12的相关细槽25抽出的下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be。即，内部夹具38插入下部层线圈延伸部13Ae的径向内部区域。同样，插入舌部56插入下部层线圈延伸部13Ae和上部层线圈延伸部13Be之间的间隙。在这种情况下，上部层线圈延伸部13Be伸入成形夹具34的线圈插入凹口54，并且固定保持在固定位置。
随后，线圈限制环32定位并安装在电枢芯12的外周边的拐角区域上，由此在刚好从电枢芯12的相关细槽25延伸的位置处限制上部层线圈延伸部13Be的外周边。接着，成形夹具34的插入舌部56插入上部和下部层线圈延伸部13Ae、13Be之间，同时使得上部层线圈延伸部13Be引导并固定保持在线圈插入凹口54内。随后，压力冲头36经由冲头引导凹口50b径向向内压靠，造成远端36a压靠上部层线圈延伸部13Be。由此，上部层线圈延伸部13Be形成有弯曲部分13Bc，如同跟随图15所示的成形夹具34的成形部分56a的形状的轮廓变形部分那样。
在完成形成上部层线圈延伸部13Be的弯曲部分的压力冲切操作时，电枢芯12和成形夹具34转过等于一个细槽的转动角度。在这种情况下，降低压力冲头36可以进行随后的步骤，以便在另一上部层线圈延伸部13Be上形成另一弯曲部分13Bc。随后的步骤以所述顺序进行，由此在上部层线圈延伸部13Be上形成弯曲部分。
(第二实施例的有利效果)采用所述当前实施例的电枢14B，弯曲部分13Bc在下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉区域处形成在上部层线圈延伸部13Be上。因此，在下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be之间可以确保足够的作为绝缘距离的空气间隙。此外，上部层线圈延伸部13Be的弯曲部分13Bc塑性变形成跟随成形部分56a形状的弯曲形状，没有绝缘薄膜剥离。因此，不需要过大量的绝缘距离在下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be相互交叉的交叉区域X处设置在两个上部和下部层线圈延伸部13Be、13Ae之间。这使得弯曲部分13Bc形成最小的构造，造成作用在上部层线圈延伸部13Be上的应力减小。
采用所示的成形机器30，不需要使用压力冲切机器进行压力冲切操作以便在与交叉区域X相对应的区域内在下部和上部承线圈延伸部13Ae、13Be上形成台阶形部分。因此，下部和上部承线圈延伸部13Ae、13Be不具有冲切操作造成的毛刺，并且容易解决由于出现毛刺造成的多种问题。
另外，成形机器30装备有可以在刚好从相关细槽25抽出的位置处限制上部层线圈延伸部13Be的线圈限制环32。在上部层线圈延伸部13Be通过压力冲头36的远端36a压靠时，这种结构防止由于其反作用而使得上部层线圈延伸部13Be在径向向外的方向上浮动。这使得上部层线圈延伸部13Be与电枢芯12电接触(以便接地)。
另外，由于成形机器30装备有紧固机构44以便在其轴向上压靠电枢轴11，在使用压力冲头36在上部层线圈延伸部13Be上形成弯曲部分13Bc时的阶段中不出现电枢芯12的轴向移动。即，弯曲部分13Bc可形成在上部层线圈延伸部13Be上，其中上部层线圈延伸部13Be固定局限于给定轴向位置。因此，弯曲部分13Bc可跟随成形夹具34的成形部分56a的形状以高效和可靠的方式形成在上部层线圈延伸部13Be上。
此外，由于在相邻壁表面54a、54a之间设置具有线圈插入凹口54的成形夹具34以及插入舌部56，上部层线圈延伸部13Be可以可靠地局限于线圈插入凹口54内。因此，上部层线圈延伸部13Be可在稳定状态下耐以使用，使其容易在上部层线圈延伸部13Be上以高度可靠的方式形成弯曲部分13Bc。
另外，成形夹具34的插入舌部56具有从插入舌部56朝其远端逐渐减小其径向厚度的倾斜引导壁。这造成插入舌部56插入下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be之间的间隙时的操作过程中上部层线圈延伸部13Be和插入舌部56之间的接触阻力减小。这使其可以使得插入舌部56容易插入下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be。
此外，在将插入舌部56插入下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be之间的间隙的操作过程中，下部层线圈延伸部13Ae插入限定在圆柱形孔50a的内壁和内部夹具38的外周边之间的环形引导空间62内，使其可以防止下部层线圈延伸部13Ae向内径向塌陷。
另外，采用成形机器30，用于压靠上部层线圈延伸部13Be的压力冲头36的远端36a形成R形。采用这种构造，压力冲头36的远端36a可具有与上部层线圈延伸部13Be的最小接触表面面积，减小上部层线圈延伸部13Be的绝缘质量退化。另外，形成在压力冲头36上的远端36a上的R形可以抑制压力冲头36的远端36a上的应力集中，由此防止压力冲头36的远端36a上出现裂纹或破碎。此外，采用其中压力冲头36的远端36a的宽度确定成大于上部层线圈延伸部13Be的周向宽度的结构，压力冲头36的远端36a可在其整个周向宽度上压靠上部层线圈延伸部13Be，防止上部层线圈延伸部13Be出现局部变形及其绝缘质量出现退化。
(第二实施例的变型)虽然参考其中上部层线圈延伸部13Be具有作为轮廓变形部分的弯曲部分13Bc的一个实例描述了当前实施例，其它选择形式也是可以的，可以使得下部层线圈延伸部13Ae具有作为轮廓变形部分的弯曲部分，其形状类似于上部层线圈延伸部13Be的弯曲部分13Bc。在另一选择形式中，下部和上部层线圈延伸部13Ae、13Be都可分别具有类似于弯曲部分13Bc的弯曲部分。
虽然上面参考采用单个压力冲头36的结构提出当前实施例的成形机器30，成形机器30可以构造成具有与成形夹具34的整个线圈插入凹口54相关的多个压力冲头36。采用这种选择形式，弯曲部分13Bc可同时形成在上部线圈13B的所有上部层线圈延伸部13Bc上，造成成形操作的效率增加。
同样，插入舌部56的成形部分56a可以变化，使得成形部分56a具有考虑上部层线圈延伸部13Be在压力冲头36压靠上部层线圈延伸部Be时出现反弹作用的形状。
此外，成形机器30可在结构上改变，以便使得成形夹具34的外周边形成冲切引导凹口，以便将压力冲头36引导到给定位置。采用这种选择形式，可方便地实现压力冲头36的定位，并且稳定上部层线圈延伸部13Be的弯曲位置。
除此之外，虽然上面参考多种实施例的启动器描述本发明的电转动机器，勿庸置疑的是除了启动器之外，根据需要，本发明的电转动机器可适用于例如马达或交流发电机的另一种机器。
虽然详细描述了本发明的特定实施例，本领域普通技术人员将理解到可在此披露的总体教导的启发下开发出这些细节的多种变型和选型。因此，所披露的特定配置指的是示例性的，而不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求起及其等同概念的完整范围来给出。
权利要求
1.一种电转动机器，包括其上载有多个永磁体的轭；固定支承在电枢轴上并可转动地布置在轭中的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边；多个涂覆绝缘体的电枢线圈，该电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材；以及换向器，换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板；其中下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部，并且至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离。
2.如权利要求1所述的电转动机器，其特征在于每个细槽的立板具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
3.如权利要求1所述的电转动机器，其特征在于至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
4.如权利要求1所述的电转动机器，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
5.如权利要求1所述的电转动机器，其特征在于下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
6.如权利要求1所述的电转动机器，其特征在于用于每个电枢线圈的扁平线材通过拉伸步骤来形成。
7.如权利要求3所述的电转动机器，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
8.如权利要求4所述的电转动机器，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
9.一种用于电转动机器的电枢，包括电枢轴；固定支承在电枢轴上并适用于在电转动机器内转动的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边；多个涂覆绝缘体的电枢线圈，电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材；换向器，该换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板；其中下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部，并且至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离。
10.如权利要求9所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于每个细槽的立板具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
11.如权利要求9所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
12.如权利要求9所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
13.如权利要求9所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
14.如权利要求9所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于用于每个电枢线圈的扁平线材通过拉伸步骤来形成。
15.如权利要求11所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
16.如权利要求12所述的用于电转动机器的电枢，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
17一种制造电转动机器的方法，包括制备固定支承在电枢轴上并具有形成有多个细槽的外周边的电枢芯以及以与电枢芯面对面的关系承载在电枢轴上的换向器，换向器包括包括周向放置在等距离隔开的位置上的多个导体部段，导体部段分别具有立板；在电枢芯的细槽内以多层方式卷绕多个上部和下部涂覆绝缘体的线圈，使得上部和下部涂覆绝缘体的线圈以上部和下部层的方式布置在每个细槽内；上部和下部涂覆绝缘体的线圈分别作为上部和下部层线圈延伸部从电枢芯的细槽抽出；轮廓变形部分在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部内，以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部之间形成绝缘距离；以及下部和上部层线圈延伸部的远端电连接到换向器的导体部段的每个立板上。
18.如权利要求17所述的制造电转动机器的方法，其特征在于每个细槽的立板具有在其中容纳形成上部和下部层的下部和上部层线圈延伸部的远端的立板细槽，其中下部和上部层线圈延伸部的远端分别具有覆盖绝缘薄膜的相对表面，该薄膜通过熔融而熔化，使得下部和上部层线圈延伸部的远端相互电气和机械结合。
19.如权利要求17所述的制造电转动机器的方法，其特征在于至少一个下部和下部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域的地区内的扭转部分。
20.如权利要求17所述的制造电转动机器的方法，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的轮廓变形部分包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的弯曲部分。
21.如权利要求17所述的制造电转动机器的方法，其特征在于下部层线圈延伸部在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处在其前后地区内具有大致等于下部层线圈延伸部的截面面积的截面面积。
22.如权利要求17所述的制造电转动机器的方法，其特征在于用于每个电枢线圈的扁平线材通过拉伸步骤来形成。
23.如权利要求19所述的制造电转动机器的方法，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的扭转部分具有其主轴线相对于下部和上部层线圈延伸部中另一个延伸部的截面面积的主轴线以给定角度倾斜的截面面积。
24.如权利要求20所述的制造电转动机器的方法，其特征在于至少一个下部和上部层线圈延伸部的弯曲部分包括以弯曲形状形成在至少一个下部和上部层线圈延伸部上的塑性变形部分。
25.一种用于电转动机器的电枢的成形机器，该电枢具有电枢轴、固定支承在电枢轴上并适用于在电转动机器内转动的电枢芯，其具有形成多个细槽的外周边；多个涂覆绝缘体的电枢线圈以多层形式卷绕在电枢芯的细槽内，每个线圈包括形成在以上部和下部层形式布置在每个细槽内的下部和上部层线圈内的扁平线材；换向器在其一端处固定支承在电枢轴上，并且具有在其周向上等距离布置在电枢轴的外周边上的多个导体部段，导体部段包括分别与下部和上部层线圈电连接的立板；其中下部和上部层线圈包括从电枢芯的每个细槽抽出的下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部；至少一个下部和上部层线圈延伸部包括形成在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处的地区内的轮廓变形部分以便在下部层线圈延伸部和上部层线圈延伸部交叉区域处并在两者之间形成绝缘距离；该成形机器包括可操作地将电枢芯保持在给定位置上的加工保持机构；可操作以便放置在电枢芯的外周边上从而将上部层线圈延伸部限制在刚好从电枢芯的细槽抽出的阶段的线圈限制环；成形夹具，可操作以便插入从电枢芯的细槽抽出的上部和下部层线圈延伸部之间的间隙，并且包括成形部分以便在至少一个下部和上部层线圈延伸部上形成轮廓变形部分；以及压力冲头，可操作以便将至少一个下部和上部层线圈延伸部的外周边压靠成形部分。
26.如权利要求25所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，还包括紧固机构，该机构可操作以便在其轴向上压靠电枢轴，以便将电枢轴定位在给定位置，从而防止电枢芯的轴向移动。
27.如权利要求25所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于成形夹具包括适用于插入上部和下部层线圈延伸部之间的间隙并形成有成形部分的插入舌部，成形部分具有形成有壁表面的两侧，在壁表面之间形成线圈插入凹口，以便容纳上部层线圈延伸部并且使其保持在固定位置上。
28.如权利要求27所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于插入舌部具有从成形部分的尖端部分朝其远端部分减小径向厚度的倾斜引导壁。
29.如权利要求25所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于压力冲头具有相对于上部层线圈延伸部的纵向轴线形成R形的远端，并且相对于上部层线圈延伸部的宽度方向具有给定宽度。
30.如权利要求29所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于压力冲头的宽度确定为等于或略微大于上部层线圈延伸部的宽度。
31.如权利要求25所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于成形夹具具有形成有冲头引导凹口的外周边，以便将压力冲头引导到上部层线圈延伸部上的给定位置上。
32.如权利要求25所述的用于电转动机器的电枢的成形机器，其特征在于，其特征在于内部夹具安装在成形夹具内，以便限制下部层线圈延伸部的内周边。
全文摘要
披露一种电转动机器、用于电机的电枢、形成电转动机器的方法以及形成电转动机器的电枢的成形机器，其中覆盖绝缘体的线圈延伸部延伸并连接到换向器上。上部层线圈延伸部在下部和上部层线圈延伸部相互交叉的交叉区域处具有轮廓变形部分，以便在下部和上部层线圈延伸部之间具有绝缘距离。成形机器包括保持电枢的加工保持件以及在上部层线圈延伸部上形成弯曲部分的成形夹具。
文档编号H02K3/32GK1988326SQ20061016378
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月2日
发明者鬼头和行, 伊藤彰康, 井上胜信, 酒井荣治, 福井实 申请人:株式会社电装