旋轉電機的定子的製造方法和用於旋轉電機的盒式線圈與流程

2023-11-04 12:38:12

本發明涉及一種用於製造旋轉電機的定子的方法和一種用於使用該方法的旋轉電機的盒式線圈。

背景技術：

作為卷繞在旋轉電機的定子的多個齒周圍的線圈的卷繞方法，已知一相的卷線卷繞在一個齒周圍的集中卷繞和一相的卷線跨多個齒卷繞的分布卷繞。

日本專利申請公報No.2015-073386(JP 2015-073386 A)中記載，作為三相旋轉電機的定子，在定子的多個齒中的每個齒上都安裝有通過同心/集中卷繞由平角線構成的卷線而形成的線圈單體，並且同一相中的線圈單體的端部彼此連接。

集中卷繞線圈能以例如與定子芯的各齒對應的方式作為卷繞有卷線的線圈單體提前製備。這稱為盒式線圈。為了將盒式線圈組裝在定子芯上，需要特定寬度的組裝間隙。在現有技術中，為了防止盒式線圈由於該組裝間隙而從定子芯脫落，使用用於將盒式線圈固定在定子芯上的具有爪部等的另一部件。

技術實現要素：

本發明提供了一種能夠在不使用特別的固定部件的情況下將盒式線圈固定在定子芯上的用於製造旋轉電機的定子的方法和一種用於該方法的用於旋轉電機的盒式線圈。

根據本發明的一方面的用於製造旋轉電機的定子的方法包括：形成具有從環形定子軛部向徑向內側突出的齒的定子芯；通過同心卷繞平角線特定匝數來形成各所述盒式線圈，各所述盒式線圈是在安裝在所述齒中的一個齒上之前通過對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加變換量而形成的；在抵消所述變換量的同時將各所述盒式線圈安裝在各所述齒上；以及通過將所述盒式線圈的卷繞端子彼此連接來形成所述旋轉電機中的卷線線圈。

根據用於製造具有上述構型的旋轉電機的定子的方法，使用了盒式線圈，該盒式線圈通過同心卷繞平角線而形成並在安裝在所述齒中的一個齒上之前通過對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加特定變換量而形成。該盒式線圈具有螺旋彈簧的特性並且可通過對其使用平角線而具有適當的螺旋彈簧彈性。通過利用該螺旋彈簧彈性，盒式線圈可以在對各齒施加由於變換量的抵消而產生的彈性的反作用力的同時安裝。

根據本發明的另一方面的用於製造旋轉電機的定子的方法包括：形成具有從環形定子軛部向徑向內側突出的齒的定子芯；通過同心卷繞平角線特定匝數來形成各所述盒式線圈，各所述盒式線圈是在安裝在所述定子芯上之前通過對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加變換量而形成的；將各所述絕緣體配置在各所述齒的外周側面上，所述絕緣體具有筒狀形狀並且被保持在所述盒式線圈的內周側面與各所述齒的與所述盒式線圈的內周側面對向的外周側面之間，並且所述絕緣體在所述筒狀形狀的與所述平角線的各匝的內周側面相對應的外側側面上設置有梯級；在抵消所述變換量的同時使所述平角線的各匝的內周側面與各所述絕緣體的所述梯級相接觸，並且安裝各所述盒式線圈；以及通過將所述盒式線圈的卷繞端子彼此連接來形成所述旋轉電機中的特定卷線線圈。

根據用於製造具有上述構型的旋轉電機的定子的方法，盒式線圈以使得盒式線圈的平角線的各匝的內周側面嵌入在絕緣體的梯級上的方式安裝在定子芯上。這樣，與使用平角線的螺旋彈簧的彈力相同的彈性反作用力能可靠地施加至絕緣體。

在根據本發明的所述一方面的用於製造旋轉電機的定子的方法中，所述卷線形狀的所述變換量可以是關於沿所述卷繞方向的軸線的扭轉角的大小。

根據用於製造具有上述構型的旋轉電機的定子的方法，在安裝在齒或絕緣體上之前對至少一匝的卷線形狀關於沿卷繞方向的軸線施加特定扭轉角。這樣，由於卷線的扭轉角的抵消而產生的彈性反作用力能施加至齒或絕緣體。

在根據本發明的所述一方面的用於製造旋轉電機的定子的方法中，所述卷線形狀的所述變換量可以是相對於所述沿卷繞方向的軸線沿著所述定子芯的周向的位移量。

根據用於製造具有上述構型的旋轉電機的定子的方法，在安裝在齒或絕緣體上之前對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線沿著定子芯的周向施加特定位移量。這樣，由於卷線的位移量的抵消而產生的彈性反作用力能施加至齒或絕緣體。

根據本發明的一方面的用於旋轉電機的盒式線圈包括平角線。所述平角線被同心卷繞特定匝數。所述平角線是通過在安裝在所述旋轉電機的定子的定子芯上之前對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加變換量而卷繞的。

根據具有上述構型的用於旋轉電機的盒式線圈，所述盒式線圈是通過在安裝在定子芯上之前對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加特定變換量而形成的。該盒式線圈具有螺旋彈簧的特性並且通過對其使用平角線而能具有適當的螺旋彈簧彈性。通過利用該螺旋彈簧彈性，盒式線圈能在對定子芯施加由於變換量的抵消而產生的彈性的反作用力的同時安裝。

根據本發明的方面，盒式線圈能在不使用特別的固定部件的情況下固定在定子芯上。

附圖說明

下面將參照附圖說明本發明的示例性實施方式的特徵、優點以及技術和工業意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，並且其中：

圖1是通過根據本發明的實施方式中的用於製造旋轉電機的定子的方法製造的旋轉電機的定子的俯視圖，其中定子是從作為動力線引出的軸向的引線側看去的；

圖2是以圖1中的引線側為下側的卷繞在一個齒周圍並從徑向內側看去的盒式線圈的透視圖；

圖3A是從圖2移除了定子軛部的視圖；

圖3B是從圖3A拔出了絕緣體的透視圖；

圖3C是卷繞在圖3A中的定子芯周圍之前的盒式線圈的透視圖；

圖3D是圖3C中的盒式線圈經由圖3B中的絕緣體安裝在定子芯上時的狀態的透視圖；

圖4是示出根據本發明的實施方式中的用於製造旋轉電機的定子的方法的各流程的流程圖；

圖5A是示出作為比較例的用於卷繞現有技術的盒式線圈的方法的視圖；

圖5B是示出根據本發明的實施例中的用於卷繞用於旋轉電機的盒式線圈的方法的視圖；

圖6是示出根據本發明的實施例中的用於卷繞用於旋轉電機的盒式線圈的另一方法的視圖；

圖7A是示出當圖5B中的盒式線圈安裝在定子芯上時產生的反作用力的視圖；以及

圖7B是示出當圖6中的盒式線圈安裝在定子芯上時產生的反作用力的視圖。

具體實施方式

以下將利用附圖對根據本發明的實施方式進行詳細說明。以下將用於裝設在車輛中的旋轉電機的定子作為利用用於製造旋轉電機的定子的方法製造的旋轉電機的定子進行說明。然而，應當將它理解為出於說明目的而敘述的範例。旋轉電機的定子的應用可以不必是車輛裝設，只要使用了同心卷繞的盒式線圈即可。以下將說明的形狀、尺寸、齒數、匝數、材質等僅僅是出於說明目的例示且因此可以根據旋轉電機的定子的規格適當地變更。在以下說明中，在全部附圖中利用同樣的附圖標記表示同樣的構件，並且將不重複對其的說明。

圖1是作為通過以下將說明的用於製造旋轉電機的定子的方法製造的旋轉電機的定子的、用於裝設在車輛中的旋轉電機的旋轉電機定子10的構型的視圖。除非另外指出，否則旋轉電機定子10在下文中將被稱為定子10。要與未示出的驅動線路連接的動力線18從定子10引出。使用定子10的旋轉電機是通過驅動線路的控制而在車輛的動力行駛期間用作電動機並且在車輛的制動期間用作發電機的電動發電機，並且是三相同步旋轉電機。該旋轉電機通過包括以下構件而構成：圖1所示的作為定子的定子10；和作為環形轉子的轉子，該轉子配置在定子10的徑向內側，其間設置有特定間隙。圖1中未示出該轉子。

圖1是定子10的從軸向上的引線側看去的頂視圖。在定子10在軸向上的兩側之中，引線側是從定子10引出動力線18的一側。軸向上的引線側的相反側是反引線側。圖1示出定子10的周向、徑向和軸向。周向上的兩側方向是定子10的從引線側看去的頂視圖中的右旋方向和左旋方向。以下，右旋方向將被稱為順時針方向，而左旋方向將被稱為逆時針方向。徑向上的兩側方向是定子芯12的內側方向和外側方向。軸向上的兩側方向是引線側方向和反引線側方向。

定子10是通過包括定子芯12、安裝在定子芯12上的盒式線圈14和配置在定子芯12與盒式線圈14之間的絕緣體16而構成的。

定子芯12是環形的磁性構件並且包括環形的定子軛部20和從定子軛部20向徑向內側突出的多個齒22。鄰接的齒22之間的空間為槽24。齒22是盒式線圈14安裝在其上且由此用作磁極的突出部。

這種定子芯12是通過層疊多塊環形的磁性薄板28(參照圖2)而形成的，並且各環形的磁性薄板28呈特定形狀成型，從而提供定子軛部20和齒22並形成槽24。磁性薄板28的兩面接受電絕緣處理。能使用電磁鋼板作為磁性薄板28的材質。代替磁性薄板的層疊體，可使用使磁性粉末呈特定形狀一體地成型而形成的製品。

盒式線圈14是同心卷繞的線圈並通過將一相的卷線卷繞在一個齒22周圍特定匝數而形成。不同相的盒式線圈14配置在鄰接的齒22之間的一個槽24中。

這種盒式線圈14是通過利用特定線圈架卷繞附有絕緣膜的導線特定匝數並從線圈架取下卷繞的導線而形成的線圈單體。附有絕緣膜的導線通過利用作為位於齒22兩側的空間的槽24而未直接卷繞在定子10的齒22周圍。相反，盒式線圈14嵌入並安裝在齒22上，該盒式線圈是作為與定子芯12分開的構件的線圈單體。盒式線圈14是利用附有絕緣膜的導線形成的線圈單體。該盒式線圈14是通過下面所述的其中未使用繞線架等的方法形成的線圈單體。

作為用於盒式線圈14的附有絕緣膜的導線的要素線，能使用銅線、銅錫合金線、鍍銀的銅錫合金線等。作為要素線，使用具有大致矩形截面形狀的平角線。作為絕緣膜，使用由聚醯胺-醯亞胺製成的搪瓷膜。代替該材質，能使用聚酯-醯亞胺、聚醯亞胺、聚酯、二甲氧基甲烷等。

在定子芯12的各齒22上安裝盒式線圈14的一個單元。在圖1的例子中，定子芯12具有五個U相齒22、五個V相齒22和五個W相齒22，並且在這十五個齒22中的每個齒上安裝盒式線圈14的一個單元。在圖1中，盒式線圈14分別安裝在其上的齒22被示出為用於U相的U1至U5、用於V相的V1至V5和用於W相的W1至W5。

在三相同步旋轉電機中，U相線圈、V相線圈和W相線圈的群組沿定子芯12的周向順次配置。例如，五個U相盒式線圈14在以三個齒的間隔彼此分離開的狀態下沿定子芯12的周向配置。類似地，五個V相盒式線圈14也在以三個齒的間隔彼此分離開的狀態下沿定子芯12的周向配置，並且五個W相盒式線圈14也在以三個齒的間隔彼此分離開的狀態下沿定子芯12的周向配置。

各盒式線圈14具有卷線的卷繞開始端和卷繞終止端。在沿定子芯12的周向配置的同一相的五個盒式線圈14中，第一盒式線圈14的卷繞開始端與動力線18連接。第一盒式線圈14的卷繞終止端利用跳線26與以三個齒的間隔與第一盒式線圈14分離開的第二盒式線圈14的卷繞開始端連接。第二盒式線圈14的卷繞終止端利用跳線26與以三個齒的間隔與第二盒式線圈14分離開的第三盒式線圈14的卷繞開始端連接。重複該過程，並且最後的第五盒式線圈14的卷繞終止端與其它兩相的各第五盒式線圈14的卷繞終止端連接並用作中性點N。在圖1中，用於各相的跳線26被彼此區別並且被示出為U相跳線26U、V相跳線26V和W相跳線26W。

例如，關於U相線圈，三個動力線18的U端子與U1的盒式線圈14的卷繞開始端連接。其卷繞終止端與U2的盒式線圈14的卷繞開始端利用跳線26U連接。U2的盒式線圈14的卷繞終止端與U3的盒式線圈14的卷繞開始端利用另一跳線26U連接。重複該過程，並且U5的盒式線圈14的卷繞終止端用作中性點N。V相卷線線圈和W相卷線線圈同樣如此。正如所述的那樣，卷繞開始端和卷繞終止端，作為盒式線圈14的卷繞終端，通過特定連接方法彼此連接，從而形成旋轉電機中的三相卷線線圈。這樣，形成了與U1至U5對應的五個U相磁極、與V1至V5對應的五個V相磁極和與W1至W5對應的五個W相磁極。

絕緣體16是被保持在盒式線圈14的內周側面與齒22的與盒式線圈14的內周側面對向的外周側面之間的具有筒狀形狀的絕緣體。絕緣體16通過諸如粘接的固定手段固定在定子芯12上。可將通過使具有電絕緣性的板片成型為特定形狀而形成的製品用作這樣的絕緣體16。除紙以外，可使用塑料膜作為具有電絕緣性的板片。以下將說明絕緣體16的細節。注意，在盒式線圈14的絕緣膜的電絕緣性能足夠的情況下，可以不使用絕緣體16。除非另外指出，否則以下將使用絕緣體16。

同心卷繞的線圈在導線彎曲的同時呈特定環形卷繞。因此，根據導線的剛性，與螺旋彈簧相似，驅促線圈回到本來的導線形狀的彈性反作用力沿周向和徑向施加。在本實施方式中，通過積極利用該彈性反作用力，盒式線圈14作為螺旋彈簧而固定在定子芯12上。

圖2是其中與圖1中的U4對應的磁極30被取出、軸向上下逆轉並且引線側作為紙面的下側示出以圖示卷繞方法的視圖。

齒22從定子軛部20向徑向內側突出，且其與沿周向的面平行的截面形狀為矩形。定子軛部20和齒22是通過以相同形狀層疊磁性薄板28而形成的。因此，定子軛部20和齒22沿軸向的高度尺寸相同。根據定子10的規格，可對定子軛部20和齒22使用不同類型的電磁鋼板，從而使其高度尺寸彼此不同。

圖2所示的盒式線圈14嵌入絕緣體16的外側側面上。因此，為了將盒式線圈14與作為安裝前的線圈單體的盒式線圈60(參照圖3C)區別，可將盒式線圈14稱為安裝後的盒式線圈14。對盒式線圈14使用寬度為W0且厚度為t0的平角線，並且盒式線圈14以厚度方向為徑向卷繞在沿卷繞方向的軸線周圍特定匝數。平角線的各匝的卷線形狀是四個角被倒圓的矩形環狀。沿卷繞方向的軸線是平行於徑向的軸線，並且是從作為各匝的卷線形狀的矩形環狀的中心通過的軸線。平角線的(寬度W0/厚度t0)落入1以上至約3的範圍內。根據定子10的規格，平角線的(寬度W0/厚度t0)可具有與以上不同的值。

安裝後的盒式線圈14的卷繞開始端32位於齒22的引線側端部與齒22的徑向外側端部的交點附近。平角線從卷繞開始端32圍繞沿卷繞方向的軸線沿逆時針方向卷繞7匝。沿卷繞方向的軸線是平行於徑向的軸線。7匝之後的卷繞終止端34位於齒22的引線側端部與徑向內側端部的交點附近。在作為各匝的卷線形狀的矩形環狀的四邊之中，兩邊平行於軸向，而其它兩邊平行於周向。注意，齒22的徑向內側端部和絕緣體16的徑向內側端部從盒式線圈14的徑向內側端部沿徑向進一步向徑向內側突出。

圖3A至圖3D示出齒22、絕緣體16、安裝在絕緣體16上之後的盒式線圈14和安裝在絕緣體16上之前的盒式線圈60之間的關係。

圖3A是未示出圖2中的定子軛部20的磁極30的視圖，並且與絕緣體16和盒式線圈14組裝在齒22上的視圖相對應。圖3B是通過分解圖3A而獲得的絕緣體16的透視圖。圖3C是安裝前的盒式線圈60的透視圖。圖3D是通過分解圖3A而獲得的安裝後的盒式線圈14的透視圖。在圖3A至圖3C中，通過將雙點劃線連接而示出了與絕緣體16對應的位置。在圖3C和圖3D中，通過將虛線連接而示出了與卷繞開始端32和卷繞終止端34對應的位置。

圖3B所示的絕緣體16具有用於使盒式線圈14和定子軛部20彼此電絕緣的背面板部40。此外，絕緣體16具有與背面板部40連接並使盒式線圈14的內周側面和齒22的與盒式線圈14的內周側面對向的外周側面彼此絕緣的側壁板部42。背面板部40具有供齒22穿過的開口，並且側壁板部42通過與開口的邊緣連接而提供。側壁板部42是沿齒22的外周側面一周的筒狀部件。

齒22是突出部，該突出部的垂直於徑向的截面形狀為矩形。在安裝了盒式線圈14的矩形截面形狀的範圍內，齒22的末端部處沿周向的邊比位於定子軛部20側的根部中沿周向的邊短。亦即，齒22在安裝了盒式線圈14的範圍內呈錐形。在徑向上，在從安裝了盒式線圈14的範圍向徑向內側突出的部分中，齒22沿周向的長度是恆定的。與齒22的該形狀相對應，絕緣體16的側壁板部42具有在安裝了盒式線圈14的範圍內朝末端側變細的形狀。在從安裝了盒式線圈14的範圍向末端側突出的部分中，絕緣體16沿周向的長度是恆定的。

安裝狀態下盒式線圈14的各匝的平角線的內周側面與絕緣體16的側壁板部42中的在周向上位於順時針方向側的側壁板44的外側面和位於逆時針方向側的側壁板46的外側面接觸。在安裝了盒式線圈14的範圍內，絕緣體16朝末端側變細。所以，當具有大致矩形截面形狀的平角線與變細的絕緣體16的外側面接觸時，在平角線的內周側面與絕緣體16的外側面之間形成有間隙。為了防止該間隙的產生，設置了階梯狀的梯級48，其形狀與平角線的各匝的內周側面一致。這樣，當安裝盒式線圈14時，盒式線圈14的各匝的平角線沿絕緣體16的側壁板44、46的外側面上的梯級48排列和配置而不會產生不必要的間隙。

在絕緣體16的側壁板部42中，設置有在軸向上向引線側鼓出的鼓出部50和向反引線側鼓出的鼓出部52以確保在平角線呈矩形環狀彎曲時使用的彎曲半徑。盒式線圈14的各匝的平角線的內周側面與鼓出部50、52的鼓出的外側面接觸。

在圖3C所示的安裝前的盒式線圈60中，平角線從卷繞開始端32圍繞沿卷繞方向的軸線在逆時針方向上卷繞7匝，並且這與安裝後的盒式線圈14相同。(E-E)是沿卷繞方向的軸線並且是平行於徑向並從各匝的平角線的卷線形狀的中心通過的軸線。沿卷繞方向的軸線(E-E)也是平行於徑向並從齒22的垂直於徑向的截面形狀的中心通過的軸線。在安裝前的盒式線圈60中，當圍繞沿卷繞方向的軸線(E-E)卷繞7匝時，各匝的卷線形狀圍繞沿卷繞方向的軸線(E-E)成特定扭轉角度Δθ扭轉。扭轉角Δθ是當盒式線圈60被看作螺旋彈簧時卷線形狀圍繞沿卷繞方向的軸線(E-E)成小的角度扭轉時的角度。扭轉角Δθ是數度的角度且因此與具有1周360度的角度的旋轉角不同。扭轉角Δθ是各匝的卷線形狀不變並且整體卷線形狀圍繞沿卷繞方向的軸線(E-E)扭轉時的角度。7匝中的扭轉角Δθ相互不同。

關於安裝後的盒式線圈14，扭轉角Δθ等於0度。所以，扭轉角Δθ與安裝後的盒式線圈14中的各匝的卷線形狀和安裝前的盒式線圈60中的各匝的卷線形狀之間的圍繞沿卷繞方向的軸線(E-E)的角度差相對應。

據此，將通過比較安裝前的盒式線圈60和安裝後的盒式線圈14來說明扭轉角Δθ。圖3D是其中安裝在磁極30上的盒式線圈14被取出的視圖。當從磁極30取出時，盒式線圈14回到圖3C中的安裝前的盒式線圈60的狀態。注意，圖3D示出處於正安裝在磁極30上的狀態的盒式線圈14。

在圖3D中，對7匝之中位於徑向上的最內側的一匝中的平角線的卷線形狀36的一部分增加了斜線。卷線形狀36包括：具有卷繞終止端34且平行於周向的邊；和在所述邊之前且平行於軸向的邊38。這兩邊之間的角度為90度。

圖3C中的雙點劃線表示與圖3D中的卷線形狀36對應的包括具有卷繞終止端34且平行於周向的邊和在所述邊之前且平行於軸向的邊38的部分。安裝在磁極30上之前的盒式線圈60的7匝之中位於徑向最內側的一匝中的平角線的卷線形狀62包含：具有卷繞終止端64且平行於周向的邊；和在所述邊正前方且平行於軸向的邊66。

這裡，扭轉角Δθ與7匝之中位於徑向最內側的一匝中的平角線的卷線形狀有關。關於平行於軸向的邊，扭轉角Δθ是當安裝後的盒式線圈14的邊38與安裝前的盒式線圈60的邊66彼此重疊時產生的角度差。關於平行於周向的邊，扭轉角Δθ是當具有安裝後的盒式線圈14的卷繞終止端34的邊與具有安裝前的盒式線圈60的卷繞終止端64的邊彼此重疊時產生的角度差。即使當施加扭轉角Δθ時，卷線形狀62也不會從卷線形狀36變化。「卷線形狀62＝卷線形狀36」的關係保持相同，並且卷線形狀62僅成扭轉角Δθ旋轉，該扭轉角是沿周向的面內的微小的角度。

平角線的7匝中的扭轉角Δθ相互不同。如果將平角線的7匝相互區別，則將包含卷繞開始端32的第一匝設定為(N＝1)且將包含卷繞終止端64的第七匝設定為(N＝7)，於是(N＝1)匝的扭轉角Δθ最小且(N＝7)匝的扭轉角Δθ最大。在圖3C的例子中，第一匝的扭轉角Δθ(N＝1)為0度，而第七匝的扭轉角Δθ(N＝7)為約10度。對於第二匝至第六匝而言，扭轉角在0度至10度的範圍內逐漸增大。

在對平角線的各匝的卷線形狀施加特定扭轉角Δθ的狀態下，安裝前的盒式線圈60卷繞在沿卷繞方向的軸線(E-E)周圍，並以這種形狀固定和形成。作為用於固定該形狀的方法，能使用適合的加壓成型法。安裝前的盒式線圈60經由圖3中的絕緣體16安裝在齒22上。此時，平角線的各匝以與絕緣體16的梯級48貼合的這種方式安裝。

由於盒式線圈60與螺旋彈簧一樣具有彈性，所以各匝的卷線的扭轉角通過安裝抵消。例如，在第七匝的情形中，被施加扭轉角Δθ的具有卷線形狀62的卷線部分經由絕緣體16安裝在齒22上。相應地，第七匝作為具有卷線形狀36的卷線部分彈性地回位。此時的彈性反作用力施加至絕緣體16的梯級48。這樣，盒式線圈14在不使用特別的固定部件的情況下經由絕緣體16固定在定子芯12上。

以下將利用圖4及後面的圖對用於製造上述構型的定子10的方法進行詳細說明。圖4是示出用於製造定子10的方法的各流程的流程圖。這裡，形成定子芯12(S10)。定子芯12是通過層疊特定塊數呈特定形狀成型的環形磁性薄板28而形成的。將兩面都進行了電絕緣處理的電磁鋼板用作磁性薄板28。

接下來，在定子芯12的各齒22中配置具有利用圖3B所述的梯級48的絕緣體16(S12)。通過從各齒22的末端側嵌入絕緣體16來執行S12。

與S10和S12同時或在這些步驟之前，形成安裝前盒式線圈60(S14)。在S14中，通過使用如利用圖3C所述的平角線並在各匝的卷線在卷繞在齒22周圍期間相對於沿卷繞方向的軸線(E-E)的扭轉角Δθ彼此變換的同時卷繞各匝來形成安裝前的盒式線圈60。

圖5A和圖5B是用於形成安裝前的盒式線圈的方法與現有技術相比較的視圖。在這些視圖中，齒具有沿徑向相同的截面。

圖5A是現有技術中用於製造同心卷繞的盒式線圈15的方法的一個例子的視圖。在現有技術中，具有預定截面形狀的線圈架70用於卷繞。線圈架70能繞沿卷繞方向的軸72旋轉。這裡，平角線的卷繞開始端32固定在線圈架70的適當位置處並沿線圈架70的外周配置。然後，線圈架70在沿箭頭所示的給送方向74給送平角線的同時繞卷繞方向上的軸沿圖5A中的箭頭的方向旋轉。沿給送方向74的給送包含按照卷繞的進行在徑向上的給送和在周向上的給送。這樣，平角線沿線圈架70的外周呈螺旋形狀卷繞。在線圈架70中可設置有呈螺旋形狀的卷繞導向槽。

在利用圖3C所述的用於形成安裝前的盒式線圈60的方法中，準備用於針對各匝具有扭轉角Δθ的扭轉形成的線圈架。平角線的各匝通過使用用於扭轉形成的線圈架而以與圖5A中的方法相似的方法卷繞。這樣，能形成利用圖3C所述的安裝前的盒式線圈60。

圖5B是用於對各匝的卷線形狀施加扭轉角Δθ的另一方法的視圖。圖5B中的盒式線圈61是通過對利用圖5A所示的方法形成的盒式線圈15執行追加工序而形成的。作為該追加工序，對盒式線圈15的角部處的一個倒圓部應用扭轉支承軸76，並以特定扭轉角Δθ將各匝的卷線形狀卷繞在扭轉支承軸76周圍。這裡，「扭轉」意味著，如利用圖3C所述，卷線形狀以微小的角度旋轉並停止在旋轉後的位置處。在圖3C的例子中，第七匝的扭轉角Δθ為約10度。能使用適當的加壓成型法作為用於固定扭轉形狀的方法。

上述安裝前的盒式線圈60、61各自都是通過對各匝的卷線形狀施加扭轉角Δθ而形成的。然而，可採用與上述方法不同的方法。例如，可利用其中對各匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加特定變換量的初始扭曲的方法來形成安裝前的盒式線圈。對於圖6中的盒式線圈63，使用利用圖5A所示的方法形成的盒式線圈15，並且對各匝的卷線形狀沿周向施加特定位移量ΔP作為特定變換量。這些匝中位移量ΔP又相互不同。從卷繞開始端32算起的第一(N＝1)匝的位移量ΔP最小。位移量ΔP隨著表示匝數的N增大而增大，並且第七(N＝7)匝的位移量ΔP最大。可使用適當的加壓成型法作為用於固定被施加該位移量的形狀的方法。

在以上說明中，扭轉角Δθ在從盒式線圈60、61在徑向上的內側看去時被設定為順時針方向上的角度；然而，其可被設定為逆時針方向上的角度。另外，盒式線圈63的位移量ΔP被設定為沿周向在順時針方向上的位移量；然而，其可被設定為沿周向在逆時針方向上的位移量。此外，扭轉角Δθ和位移量ΔP可組合。在以上說明中，這些匝中扭轉角Δθ和位移量ΔP又相互不同；然而，扭轉角Δθ和位移量ΔP可在各匝的一部分中與各匝的該部分的其餘部分不同。扭轉角Δθ和位移量ΔP應用於至少一匝的卷線形狀。例如，扭轉角Δθ或位移量ΔP可僅應用於位於徑向最內側的第七匝。注意，在以上說明中匝數為7；然而，匝數可以不是7。

接下來，回到圖4，將在S14中形成的盒式線圈60安裝在定子芯12上(S16)。這裡，將盒式線圈60安裝在於S12中配置在定子芯12中的絕緣體16上。代替盒式線圈60，可使用圖5B中的盒式線圈61或圖6中的盒式線圈63。在保持與S12中形成的盒式線圈相同的盒式線圈60中，各匝的卷線形狀被施加有特定變換量並具有初始扭曲。盒式線圈60以如下方式安裝：從齒22和絕緣體16的末端側嵌入盒式線圈60，並且在抵消各匝的卷線形狀的變換/移位的同時使平角線的各匝的內周側面與絕緣體16的外側面上的梯級48對齊並進行面接觸。

圖7A是在作為各匝的卷線形狀的變換量的扭轉角Δθ被抵消的狀態下當盒式線圈60安裝在絕緣體16的外側面上時施加的作用的視圖。關於安裝前的盒式線圈60，從具有扭轉角Δθ的狀態對其執行(-Δθ)扭轉角牴消。這樣，盒式線圈60變成安裝後的盒式線圈14。盒式線圈60具有作為螺旋彈簧的特性。因此，盒式線圈60由於(-Δθ)的扭轉角牴消而彈性變形，並且其彈性反作用力施加至絕緣體16的梯級48。利用該彈性反作用力，盒式線圈14固定在絕緣體16上並固定在定子芯12上。這同樣適用於盒式線圈61。

圖7B是當盒式線圈63安裝在絕緣體16的外側面上時施加的作用的視圖。關於安裝前的盒式線圈63，從具有位移量ΔP的狀態對其執行(-ΔP)的位移量抵消。這樣，盒式線圈63變成安裝後的盒式線圈14。盒式線圈63具有作為螺旋彈簧的特性。因此，盒式線圈63由於(-ΔP)的位移量抵消而彈性變形，並且其彈性反作用力施加至絕緣體16的梯級48。利用該彈性反作用力，盒式線圈14固定在絕緣體16上並固定在定子芯12上。

彈性反作用力是試圖抵消由於特定變換量的抵消而引起的彈性變形的力。在圖7A和圖7B的兩種情況下，特定變換量的方向是關於周向的逆時針方向。因此，抵消變換量的彈性變形的方向是關於周向的順時針方向。因此，彈性反作用力的方向，作為彈性變形試圖被沿其抵消的方向，是關於周向的逆時針方向。關於周向的逆時針方向上的該彈性反作用力通過盒式線圈14的卷線形狀的平行於軸向的兩邊之中位於關於周向的順時針方向的邊施加至絕緣體16。圖7A示出彈性反作用力80，而圖7B示出彈性反作用力82。利用這些彈性反作用力80、82，盒式線圈14固定在絕緣體16上並固定在定子芯12上。

將盒式線圈14固定在定子芯12上所需的彈性反作用力80、82的大小是按照旋轉電機的規格如工作環境規定的。為了產生規定大小的彈性反作用力80、82，設定平角線的寬度W0和厚度t0以及平角線的材料的剛性、卷線形狀、匝數、扭轉角Δθ、位移量ΔP等。

回到圖4，對分別嵌合在定子芯12的齒22上的各絕緣體16執行S16中的工序。當對全部齒22完成S16中的工序時，如圖1所示，利用特定連接方法將盒式線圈14的卷繞端子彼此連接，並且形成旋轉電機中的特定卷線線圈(S18)。

在以上描述中，使用了絕緣體16。然而，在盒式線圈14的電絕緣性能足夠並且不需要使用絕緣體16的情況下，S12中的工序被省略。在S16中，將安裝前的盒式線圈60等直接安裝在齒22的外周面上。這種情況下，利用特定變換量的抵消而產生的彈性反作用力從盒式線圈14直接施加至齒22。這樣，將盒式線圈14固定在定子芯12的齒22上。

這裡，將歸納該實施方式。用於製造旋轉電機的定子的方法包括以下步驟：形成具有多個齒的定子芯；通過使用平角線並將其同心卷繞特定匝數來形成盒式線圈，該盒式線圈是在安裝在定子芯上之前通過對至少一匝的卷線形狀相對於沿卷繞方向的軸線施加特定變換量而形成的；將絕緣體配置在齒的外周側面上，該絕緣體具有被保持在盒式線圈的內周側面與齒的與盒式線圈的內周側面對向的外周側面之間的筒狀形狀並且在筒狀形狀的與平角線的各匝的內周側面對應的外側面上設置有梯級；以及在抵消變換量的同時使平角線的各匝的內周側面與絕緣體的梯級接觸，並且安裝盒式線圈。