发针式绕组电机的定子总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及定子总成，尤其涉及一种多个发针（hairpin)结合到定子铁芯的槽并依次连接形成定子的线圈绕组的发针式绕组电机的定子总成。
【背景技术】
[0002]油价的飙升及环境问题促使人们研究可提高车辆燃油效率的各种方法。例如，现在有一种电子式四轮驱动系统（electric 4wheel drive :e_4WD)。众所周知，机械式四轮驱动系统通过引擎驱动前轮，并通过传动轴（propeller shaft)及联轴器（coupling)向后轮传递引擎的驱动力以驱动后轮。电子式四轮驱动系统是通过电机改进上述传统机械式四轮驱动系统的一种方式，其中前轮由引擎驱动，后轮由电机驱动。因此，电子式四轮驱动系统不需要用于传输引擎驱动力的传动轴或联轴器，能够与再生制动系统等相结合提高车辆的燃油效率。
[0003]为了使上述电子式四轮驱动系统有效发挥功能或燃油效率显著提高，需开发大功率小型化的电机。无论以电为主动力的电动汽车（electric vehicle)还是各种类型的混合动力汽车（hybrid vehicle)同样都需要这种电机。
[0004]通常，电机的输出功率与卷绕在定子铁芯的线圈匝（turn)数成正比。但是增加线圈的匝数的话定子铁芯或电机的尺寸相应增大，不利于电机的小型化。因此，为了不增加电机尺寸的同时提高电机的输出功率，可采用增加卷绕在定子铁芯上的线圈的占积率的方案。即，可通过尽可能缩小定子铁芯与卷绕的线圈之间的空间或各线圈之间的空间提高线圈占积率。从这种角度出发，现在在积极研究米用具有四角截面的扁平线圈（flat coil)的方案，以代替使用线圈绕组上具有圆形截面的环形线圈。与环形线圈相比，扁平线圈因其截面形态从而能够缩小死角空间、提高占积率。
[0005]但是扁平线圈与环形线圈相比，不便于进行线圈卷绕作业。为了最大化占积率，扁平线圈需要制作成截面大于环形线圈的截面，因此刚性增大，难以使用绕线机。考虑到这种问题，现在有一种将分离的多个发针分别插入固定到定子铁芯之后依次焊接接合各发针形成线圈绕组的方法，这种方法便于扁平线圈的线圈卷绕作业。通过上述方法形成线圈绕组得到的电机（以下称为“发针式绕组电机”）是将U字或V字形的多个发针插入固定到定子铁芯的各槽之后，依次焊接接合配置在各槽中的发针，以形成定子铁芯的线圈绕组。因此，发针式绕组电机能够克服绕线机装置性制约，即使是扁平线圈也能够较为容易地进行线圈卷绕作业，并且还能够提高线圈的占积率，从而能够实现大功率小型化的电机。
[0006]并且，在将采用扁平线圈的电机制作成偏斜（skew)结构的情况下，发针的试片弯曲角度可能增大。线圈弯曲量越大，绝缘性能越低。电机使用的是高压，因此绝缘性能尤为重要，而上述问题均会影响电机的绝缘性能。
【实用新型内容】
[0007]技术问题
[0008]本实用新型的实施例的目的在于提供一种在发针式绕组电机适用偏斜方式的情况下将发针试片制作成弯曲部的斜线长度不对称的结构，以最小化绝缘性能下降程度的定子总成。
[0009]技术方案
[0010]根据本实用新型一个方面的发针式绕组电机的定子总成，包括：定子铁芯，其沿周向具有多个槽，各所述槽沿半径方向具有多个层；以及多个发针，其结合到各所述槽且相互连接形成线圈绕组，其中，各所述发针具有插入结合到各所述槽内的各层的一对腿部与连接所述一对腿部的头部，在所述定子铁芯的一侧部，所述多个发针结合于各所述槽，多个头部沿所述定子铁芯的半径方向配置，一对腿部在以所述头部为中心的状态下测定可以不对称。
[0011]并且，所述腿部的弯曲角度可以由下述数学式所示非对称比例确定，
[0012]非对称比例=I：tan2(α - Θ )
[0013]其中，α是腿部的初始角度，Θ是偏斜角度。
[0014]并且，越接近所述定子铁芯的外周或内周侧，所述头部的弯曲角度可以越大。
[0015]并且，所述多个头部中最靠近所述定子铁芯的内周侧的头部的局部可以伸到所述定子铁芯的内周侧端部的里侧。
[0016]并且，所述头部的弯曲角度可以为90度。
[0017]此时，与所述头部连接的一对腿部的弯曲角度可以分别为35度及55度。
[0018]并且，在六极三十六槽永磁铁电机的定子的偏斜量为一个槽的状态下，一个槽的角度可以为10度。
[0019]此时，所述腿部的弯曲角度由非对称比例确定，所述非对称比例为O. 49。
[0020]并且，在六极三十六槽永磁铁电机的定子的偏斜量为一个槽的状态下，一个槽的角度可以为10度，此时头部角度可以是90度。这种情况下，所述腿部的弯曲角度由非对称比例确定，所述非对称比例可以为O. 49。
[0021]技术效果
[0022]根据本实用新型实施例的发针式绕组电机的定子总成，向定子铁芯的头部侧凸出的各头部的弯曲角度不对称，因此能够防止弯曲角度增大的情况下绝缘性能下降的问题。
【附图说明】
[0023]图I为显示发针式绕组电机的定子铁芯的立体图；
[0024]图2a为显示根据本实用新型的发针插入结合于定子铁芯的槽内之前的形态的立体图；
[0025]图2b为显示根据本实用新型的发针插入结合于定子铁芯的槽内并弯曲后的形态的立体图；
[0026]图3为显示发针结合于定子铁芯的状态的立体图；
[0027]图4为显示根据本实用新型一个实施例的发针式绕组电机的定子总成的局部的剖面图；
[0028]图5及图6为根据本实用新型一个实施例的用于计算非对称弯曲角度的发针的头部的概括示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]100:定子铁芯 110:槽
[0031]200:发针210:腿部
[0032]220 :头部
【具体实施方式】
[0033]以下参照【附图说明】本实用新型的实施例。以下实施例仅用于帮助理解本实用新型，本实用新型的范围并不限定于以下实施例。并且，以下实施例的目的在于向本领域的普通技术人员更加全面地说明本实用新型，若判断认为对相关公知结构或功能的具体说明可能混淆本实用新型的主题时，省略相关技术的详细说明。
[0034]图I为显示发针式绕组电机的定子铁芯的立体图，图2a、图2b为显示发针式绕组电机的发针的立体图，图3为显示发针结合于定子铁芯的状态的立体图，图4为显示根据本实用新型一个实施例的发针式绕组电机的定子总成的局部的剖面图，图5及图6为根据本实用新型一个实施例的用于计算非对称弯曲角度的发针的头部的概括示意图。
[0035]图I为显示发针式绕组电机的定子铁芯的立体图。
[0036]参照图1，发针式绕组电机可包括定子总成及转子总成，定子总成可包括定子铁芯IOO0定子铁芯100整体形状可以是圆形或环形。图中虽未示出，但可以在定子铁芯100的内侧设置转子总成（rotor assembly) 0转子总成可具有旋转轴且可设置成可旋转状态，如本领域技术人员所公知，与卷绕在定子铁芯100上的线圈发生电磁作用进行旋转。
[0037]另外，定子铁芯100可以具有多个槽110。各槽110可以从定子铁芯100的内周向外周侧延长形成。或者，各槽Iio可以向定子铁芯100的半径方向（radial direction)延长形成。并且，为了线圈绕组，朝向定子铁芯100的内周侧的各槽110的端部可以为开放状
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[0038]如图I的放大图所示，各槽110可以是多层（multi-layer)结构。S卩，各槽110可以沿定子铁芯100的半径方向具有多个层111。图I示出的是一个槽110上形成有四个层111的情况。但可以根据电机输出、绕组设计方法等变更各槽110上的层111的形成个数。例如，根据需要，可以在一个槽110上设置两个或八个层111等。为便于说明，重点说明图I所示内容，按照配置在定子铁芯100的内周侧的顺序，将各层111称为第一层111a、第二层111b、第三层111C、第四层Illdo
[0039]定子铁芯100可具有多个槽110。多个槽110可以沿定子铁芯100的周向配置成放射状。可以根据电机输出、绕组设计方法等变更定子铁芯100上的槽110的设置个数。例如，根据需要，可以在定子铁芯100上沿周向形成60个或72个槽110。
[0040]图2a、图2b为显示发针式绕组电机的发针的立体图。
[0041]图2a显示发针200插入结合到定子铁芯100的槽110内之前的形态，图2b显示发针200插入结合到定子铁芯100的槽110内并弯曲（bending)后的形态。
[0042]参照图2a、图2b，发针式绕组电机的定子总成可包括用于在定子铁芯100上形成线圈绕组的多个发针200。如以下所述，多个发针200插入结合到定子铁芯100的槽110，多个发针200结合到槽110后经过弯曲过程相互依次连接形成线圈绕组。
[0043]如图所述，各发针200的整体形状可以是U字形或V字形。发针200用于形成线圈绕组，可以由铜等电导体形成，外侧面可以具有绝缘涂层。
[0044]另外，发针200可以具有一对腿部210及头部220。一对腿部210可以分别向长度方向延长形成，相隔预定间隔配置。一对腿部210的一端部可通过头部220连接。此时，头部220可以是扭曲（twisting)预定角度的形态。其原因在于，为了能够将各腿部210插入结合到各槽110内不同的层111，在加工发针200时对各腿部210进行加工使得扭曲预定角度。
[0045]进一步来讲，说明将发针200加工成如图2a所示形态的过程如下：首先将直线形的扁平线圈（flat coil)切割（cutting)成预定长度，并将切割的扁平线圈弯曲加工成U字形或V字形。通过弯曲加工形成头部220及一对腿部210 (是扭曲成如图2a之前的阶段)。此时，头部220与一对腿部210设置于同一平面上。在该状态通过扭曲夹具等向相反方向拉各腿部210使得变形预定角度的情况下，头部220发生扭转或扭曲现象，从而被加工成图2a所示的发针200。
[0046]另外，各腿部210插入结合到定子铁芯100的槽110，局部容纳到槽110内，端部中一部分露在槽110之外。并且如以下所述，对各腿部210中露在槽110之外的部位进行弯曲加工及焊接接合。即，参照图2b，各腿部210中靠近头部220侧的部位211以直线形态容纳在槽110内，对露在槽110之外的部位212进行弯曲加工，并通过焊接接合将经过弯曲加工的端部213连接到其他发针。为便于说明，以下将各腿部210中容纳在定子铁芯100的槽110的部分称为容纳部211，将露在定子铁芯100的槽110之外的部