電機芯部組件和電機組件的製作方法
2023-06-06 21:08:41 2
專利名稱：電機芯部組件和電機組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及電才幾芯部組件、電才幾組件和電才幾組件的形成方法，該電機芯 部具有其上纏繞有導線的外周，電機組件包括由纏繞在芯部組件上的纏繞導
線組成的線圈。本發明尤其涉及電機芯部組件和電才幾組件，該芯部組件與先 前的情況相比可增強用於儲存線圈的槽(存儲部分)內的導線的空間係數， 該電機組件具有比以前高的空間係數。
背景技術：
至今，每個具有在由^f茲性材料製成的芯部的外周上的線圏的定子和轉子 已被廣泛地公知為電機組件。
環形轉子和定子被通常地使用。例如，具有環狀零件的結構、多個沿環 狀零件的直徑徑向延伸設置的芯部、和通過將導線纏繞在每個芯部的外周上
設置的線圈(參考專利文獻l中的圖8)。
作為芯部，存在整體類型，其中芯部由環狀零件整體形成；還存在分離
獻1所示。
在後面的分離型芯部中，芯部的每一個件和通過將導線纏繞在每個芯部 上設置的線圈(下文稱為電機組件)被設置在環狀零件上以形成定子。
圖7 (A)是相關技術中的分離型芯部的透視圖，圖7 (B)是包括分離 型芯部的相關技術中的電機組件的橫截面視圖。該橫截面視圖對應沿圖7 (A)中的B-B線截取的橫截面。
已知的分離型芯部是截面形狀像字母T的芯部100，該芯部包括有外 周的齒101，在該外周上纏繞有導線200;外周件102,該外周件設置在齒 101的一端上，且當該芯部;^文置在環狀零件300上並裝配為電^L的部分時， 該外周件設置在外周側上；內周件103,該內周件設置在齒101與外周件102 相對的相反端側，且當芯部被裝配為電機的部分時，該內周件設置在內周側 上。
在橫截面形狀像字母T的芯部100中，外周件102和內周件103設置有 凸出到齒101的外側的部分，且由齒101的外周表面圍繞的空間、外周件102 的與內周件103相對的面102a、內周件103的與外周件102相對的面103a 形成線圈槽(儲存部分)104。
通過將導線200沿齒101的外周纏繞在外周件102和內周件103之間形 成線圈。
作為芯部100，芯部可由芯部部分100c和絕緣體100i組成，該芯部部 分是由磁性材料製成，該絕緣體是由設置在芯部部分100c的外周的絕緣材 料製成。
在圖7所示的例子中，絕緣體100i設置在對應於芯部部分100c的槽的 部分，且實際的槽104由絕緣體100i成形。
至今，需要增強電機組件的槽內的導線的空間係數。然後，為了降低槽 內的無用空間(導線無法纏繞的空間)並且增強導線的空間係數，考慮將齒 形成為方形截稜錐，而不是在專利文獻l中所示的正方柱形(參考專利文獻 2)。
具體地說，齒101是由一對每個具有從外周件側到內周件側收縮的寬度 的第一梯形面101a，和一對每個具有從外周件側到內周件側變寬的寬度的第 二梯形面101b。
為增強空間係數，還考慮橫截面為矩形的扁平電線，而不是圖7所示的 橫截面為圓形的圓電線作為導線200 (參考專利文獻2 )。
當電機組件被裝配到電機內時，與相鄰的電機組件相對的一個電機組件 的側部稱為線圈側，不與相鄰電才幾元件相對的側部^皮稱為線圏端側。
這裡，第一梯形面101a設置所處的側部變成線圈端側，第二梯形面101b 設置所處的側部變成線圈側。
通過把芯部設置在可旋轉的線圈纏繞器上，並且在從纏繞嘴連續地供應 導線的同時，將導線纏繞在旋轉的芯部上以形成線圏，從而得到電機組件。
由纏繞的導線形成的線圈是通過下述過程製成，在外周件102和內周件 103之間平行於齒101的外周表面並排纏繞導線200以在如圖7(B)所示的 橫截面內形成一層，多個這樣的層從齒101的外周表面到虛擬面(在圖7(B) 中用細的一長兩短交替的虛線表示)層疊，以形成槽104的外形。
例如，與齒101的外周表面接觸的第一層的形成是通過從外周件102
的端部或內周件的端部在齒101的外周表面上開始纏繞導線200,沿齒101 的外周表面在外周件102和內周件103之間纏繞導線200，纏繞該導線直至 其到達一個件(如果纏繞開始是外周件的端部，其是內周件103，或者如果 纏繞開始是內周件的端部，其為外周件102)的端部。
當導線200到達端部時，將導線200折回並且在第一層上以層疊的方式 纏繞，以形成第二層。因此，當導線到達外周件102或內周件103的端部時， 導線被折回從而採用一個導體層疊置在另一個上以形成線圈的方式改變層。
專利文獻l: JP-A-2001-25198
專利文獻2: JP-A-2002-369418
發明內容
本發明要解決的問題
然而，使用相關技術中的芯部，導線的空間係數的改善受到限制。
如上所述，迄今，齒具有類似於方形截稜錐的形狀，且此外扁平線被用 作導線，以降低產生在槽內的無用空間並且改善導線的空間係數。
然而，如果使用這樣的技術，會在槽內產生相對較大的無用空間。
如果相關技術中的形狀像方形截稜錐的齒的表面是由光滑平面形成而 沒有臺階，所以當導線從外周件側到內周件側時，纏繞在齒上的導線的圈數 可減少，且儲存在槽內的線圈的外形可變得類似於如圖7 (B)所示的臺階 (類似於專利文獻2中的圖10)。
即，設置在形成線圈的導線的最外側上的導線(形成線圏外形的導線) 變成在電機組件的橫截面內設置有不同的平行線的狀態。
線圈的外形變成像這樣的臺階的形狀，因此形成與線圈的外形對應的臺 階狀的無用空間105。
因此，在相關技術中的技術中，如果使用扁平線，則空間係數的進一步 改善受到限制。當其線圈的外形像臺階的電機組件被裝配為電機的部分時， 難於增強相鄰電機組件之間的間隙的精度。
此外，由於具有絕緣效果的空氣存在於無用空間內，所以難於釋放通過 給相關技術中的具有較大無用空間的電機組件通電而被加熱的線圈的熱量。
本發明的主要目標是提供一種電機組件，使得可以降低槽內的無用空間 並且更加增強導線的空間係數。
本發明的另一個目標是提供一種電機組件，其具有較高的在使用芯部組
件的槽內的導線的空間係數。
本發明的又一目標是提供該電機組件的形成方法。 解決問題的方法
具體地通過形成具有特殊高度的臺階的齒，本發明的電機組件實現上述
目標。具體結構如下
本發明的電機芯部組件包括外周纏繞有導線的齒；外周件，設置在齒 的一個端側上，當所述芯部組件組裝為電機的一部分時設置在外周側；和內 周件，設置在齒的與外周件相對的相對側上，當芯部組件組裝為電機的一部 分時設置在內周側上。在本發明的電機芯部組件中，由齒的外周面、外周件 的與內周件相對的相對面、內周件的與外周件相對的相對面圍繞的空間用作 導線儲存部。
本發明的電機芯部組件的特徵在於，齒至少在部分外周面上形成有臺 階，產生臺階的兩個臺階面之間的高度滿足下面的(1)和(2)中的任一個 (其中n是自然數)，並且臺階面和形成儲存部的外形的虛擬面是平行的
(1) {Dx ( f 3/2) } xn 當導線的直徑是D時
(2) txn當導線是方形導線且其厚度為t時
本發明的電機組件包括上述的電機芯部組件和由儲存在電機組件的儲 存部內的纏繞導線組成的線圈，其特徵在於形成線圏的外形的導線設置在相 同的線上。
在本發明的電機芯部組件中，齒形成有具有特定高度的臺階且產生臺階 的臺階面平行於形成儲存部的外形的虛擬面。
如果纏繞導線為沿臺階面並排排列，即排列在一條線上，由導線組成的 層設置為平行於虛擬面。
如果導線在設置在齒上的層上沿該層纏繞為多個層以形成線圈，那麼形 成每層的導線排列在一條線上，類似於設置在齒上(在臺階面上)的較低層 的導線，並且設置為平行於虛擬面。
因此，如果一個連續長度的導線纏繞在具有臺階面的齒上以形成線圈並 且該線圈儲存在儲存部內，設置在形成線圈的導線的最外側上的導線，即形 成線圈外形的導線設置在相同的線上並且該線平行於虛擬面。
在相關技術中包括形狀像方形截稜錐的齒的電機組件中，如圖7所示， 該齒沒有具有特定高度的臺階因此線圈的外形變成臺階狀，即，臺階被包括。
相反，在使用本發明的芯部組件的電機組件中，該齒具有特定高度的臺 階且因此線圈的外形可以為光滑而沒有臺階。
在該電機組件中，形成線圈外形的導線平行於儲存部的虛擬面，因此臺 階狀的無用空間沒有出現在儲存部中。
因此，在使用本發明的芯部組件的電機組件中，儲存部中的無用空間可 比相關技術中的電機組件的小，導線的空間係數可得以增強。
由於無用空間較小，所以具有絕緣效果的空氣層可被減少，使得包括本 發明的芯部組件的電機組件的散熱可被增強。
下面將詳細論述本發明
本發明的芯部組件包括其外周上纏繞有導線的齒；外周件，設置在齒 的一端側上；和內周件，設置在齒的與外周件相對的相對端側上。
外周件和內周件包括凸出到齒的外側的部分，以提供由齒的外周面、外 周件的與內周件相對的相對面、內周件的與外周件相對的相對面圍繞的空 間。
這意味著本發明的芯部組件形成為橫截面和縱截面的形狀都像字母T。
芯部組件(電機組件)的橫截面是包括由纏繞在齒上的線組成的線圈的 中心軸線(下面稱為線圈中心軸線)的面(下面稱為軸線面)，當該芯部組 件組裝為電機的一部分時在垂直於電機旋轉軸的面上截取時是橫截面，軸向 面的縱截面是當芯部組件在垂直於橫截面的面上截取時的截面。
導線的橫截面是當導線被在垂直於導線的軸線方向截取時的截面。
當芯部組件用於電機組件時，由齒的外周面和兩個相對面圍繞的空間被 用作通過纏繞導線形成的線圈的々者存部。
通過連接外周件的端部和內周件的端部的虛擬線產生的平面變為形成 儲存部的外形的虛擬面。
在電機組件中，通常線圏儲存在儲存部，從而不從虛擬面凸出。
優選地，外周件的與內周件相對的相對面和內周件的與外周件相對的相 對面設置為彼此平行。
特別地，優選地相對面設置為垂直於齒的外周面。
當導線被纏繞在齒上多層時，通常，導線在外周件和內周件的端部被折 回，即在相對面上，並且導線纏繞為下一層。
當導線被折回時，纏繞方向從s扭轉改變為z扭轉或,人z扭轉改變為s
扭轉。為了這樣纏繞導線，如果齒的外周面和相對面彼此垂直，那麼當導線 被折回時，相對面變為邊界擋止物，^使得當導線前進到下一層時，隨著前一 層的纏繞方向(扭轉)出現的纏繞漂移可被防止。
這種外周件和內周件的尺寸可響應於齒的尺寸、用於支撐芯部組件的環 狀部分的尺寸進行適當地選^^。
典型地，可採用方柱形作為外周件和內周件的形狀。
為了使外周件和內周件的形狀形成為類似於方柱，外周件的與接觸齒一 側的面相對的面(當芯部組件組裝為電機的一部分時設置在最外側上的面) 和內周件的與接觸齒一側的面相對的面(設置在最內側上的面)可以是平面
或可以是曲面；它們可適當地選擇為符合用於支撐芯部組件的環狀部分的形狀。
作為齒的形狀，專利文獻l中所述的方柱形(其中形成外形的面是由平
行於線圈中心軸線的面組成)是公知的；然而，如果採用方柱形，那麼槽內 的無用空間增加，並且因此難於增強槽內的導線的空間係數，也難於增強散 熱。
因此，優選地齒的形狀是可以更多減少槽內無用空間的形狀；具體地具 有例如斜坡的形狀。
該斜坡指具有橫過線圈中心軸線的延伸面的面。作為具有這樣的斜坡的 齒的形狀，例如，除了具有平面為斜坡的n角錐(n是3或更大的自然數) 之外，還有非角稜錐形例如具有曲面作為斜面的梯形錐形和截錐形。
為了使齒的形狀形成為類似於n角錐，其上纏繞有導線的n面中的至少 一個面被設置成斜i皮；優選地，兩個相對面形成斜坡；更優選地，所有面都 設置成斜坡，類似於非角稜錐形。斜坡的傾斜角(相對於線圏中心軸線的角) 可響應於設置在電機組件內的儲存部(槽)的數目、電機組件的尺寸、任何 需要的電機特性等進行適當地選擇，使得儘可能地不降低儲存部分的容量； 例如，其可以是約為5。到15。。
在本發明的芯部組件中，齒的外周面形成為平行於形成儲存部分的外形 的虛擬面，而不管齒具有斜坡的形狀或齒具有平行於線圈中心軸線的面。
空間係數(％)指(導體橫截面面積)/ (儲存部的橫截面面積)xioo。 導線橫截面面積指形成線圈的導線的橫截面的面積的總和。
如果導線包括絕緣覆層，除了絕緣覆層之外的橫截面面積採用為導體橫截面面積。導線和儲存部的橫截面是沿相同方向的橫截面(橫向或縱向橫截 面)。
典型地，方形截稜錐可以為n角錐形。
為了使齒的形狀形成為類似於方形截稜錐，結構I.其中導線纏繞其上 的四個面中的一個面形成為斜坡且其它三個面設置成平行於線圈中心軸線 的面；結構II.其中兩個面形成為斜坡並且其他兩個面形成為平行於線圈中 心軸線的面；結構III.其中四個面可設置為斜;皮。
在結構I或II中，兩個相對面可形成為類似於梯形，該梯形的寬度從外 周件側向內周件側變窄(或變寬)，並且其它兩個面可形成為類似於矩形。
在結構III中，兩個相對面可形成為第一梯形面，該梯形面的每個具有 從外周件側向內周件側變窄的寬度，其它兩個相對面可形成為第二梯形面， 該梯形面的每個具有從外周件側向內周件側變寬的寬度。
相鄰面的寬度能夠可選擇地改變，如結構III中，由此當垂直於線圈中 心軸線截取齒時，橫截面面積(磁通路面積)可形成為基本上相同。儘管當 電機使用時，磁通量穿過芯部組件的齒，但是如果該齒具有這樣的形狀，即 磁通路面積從外周件側向內周件側減少(結構II中的一個類型)，可能的是 磁通量密度可增加並且磁通量可在內周件側上飽和。
因此，齒構造為使得磁通路面積從外周件側到內周件側相同，使得齒的 磁特性可形成為從外周件側到內周件側一致。
在本發明中，如上所述的齒至少在外周面的一部分上形成有臺階。例如， 為了使齒的形成為類似於n角錐，該齒在導線纏繞的n面的至少一個面上形 成有臺階；優選地，在兩個相對面上；更優選地，在外周面的所有面上。
為了使齒的形狀類似於非角稜錐，優選地該齒也在外周面的所有面上形 成有臺階。
形狀類似於n角錐的齒或形狀類似於非角稜錐的齒在該齒的所有面上形 成有臺階，由此當截取齒的橫截面垂直於線圏中心軸線時，橫截面面積(磁 通路面積)可形成為基本上相同並且該齒的》茲特性可設置為從外周件側到內 周件側一致。
在本發明中，對臺階高度(產生臺階的兩個臺階面之間的高度)進行限定。
具體地說，臺階高度響應於纏繞在齒上的導線的形狀進行限定。
橫截面為圓形的圓導線或橫截面為矩形的扁平導線常用作形成包括在 電機組件中的線圈的導線。為了使用圓導線作為導線並且通常在多個層上纏 繞導線，層疊導線，使得下一層導線裝配入導線的相鄰線之間產生的間隙內， 如圖8所示。
因此，層疊導線的每一層上升A^Dx (^3/2) },其中D是圓導線的 直徑。
因此，如果具有高度滿足表達式1: {Dx ( (3/2) }xn (其中n是自然 數)的臺階適當地設置在齒的外周面上，通過沿具有臺階的齒的外周面纏繞 導線形成的線圈的外形可形成為光滑沒有臺階。
接下來，在本發明的芯部組件中，計劃在齒的外周面上形成臺階，其滿 足(Dx (^3/2) }xn,其中D是導線的直徑，n是自然數。可使用任何不同 於橫截面為圓形的圓導線的導線，如果其為上升(Dx (/"3/2) }的層疊的導 線。
另一方面，為了使用例如扁平線的方形線作為導線並且通常地纏繞該導 線在多個層上，層疊導線的每一層上升t,其中t是方形導線的厚度。
因此，如果具有高度滿足表達式2: t x n (其中n是自然數)的臺階適 當地設置在齒的外周面上，那麼通過沿具有臺階的齒的外周面纏繞導線形成 的線圈的外形可形成為光滑沒有臺階。
接下來，在本發明的芯部組件中，為了使用方形線作為導線，計劃在齒 的外周面上形成臺階，該臺階滿足txn，其中導線的厚度是t，且n是自然 數。
如果其為上升t的層疊的導線，那麼可使用任何不同於橫截面是矩形的 扁平導線的導線。
例如，橫截面為多邊形的多邊形導線，例如可使用橫截面為六邊形的導線。
臺階高度可設置滿足表達式1: {Dx ( (3/2) pn或表達式2: t x n， 如上所述，n (自然數)可以是奇數或可以是偶數。如果n設定為奇數，與 該奇數一樣多的導線行層疊於每個臺階；如果n設定為偶數，與該偶數一樣 多的導線行層疊於每個臺階。
為了在包括高度滿足表達式1或表達式2(例如其中n是奇數)的臺階 的齒上形成線圈，執行下述步驟。導線沿齒的外周面進行纏繞，其開始於外
周件的端部或內周件的端部，當導線到達外周件的端部或內周件的端部時， 導線被折回且被纏繞，使得其層疊在由已纏繞的導線組成的層上。
當導線到達臺階時，其被以類似於在外周件等的端部折回的方式折回， 如上所述，或沿該臺階上升。為了纏繞導線為多個層以形成線圈，形成多數 層以沿該臺階上升形成臺階。
即，在纏繞期間，通過纏繞在外周件和內周件之間的導線形成的層的外 形沿齒的臺階變成臺階狀。
因此，為了沿該臺階上升，執行上升處理，為了下降臺階，執行下降處
理。上升(下降)處理指當形成一層(m)的導線上升(下降)臺階時，調
整纏繞嘴的供料器斜度的處理。
為了得到形成線圈外形的最後層，按照需要執行線的跳轉處理。 當進行從一層(m)到下一層(m+l)的轉換時，如果第m層的終止和
第m+l層的開始彼此分開，那麼線的跳轉處理是指簡單地傳遞導線以從終
止到開始端形成連接的處理。
因此，通過線的跳轉處理而傳遞的導線部分地沿齒的周向方向存在，並
且沒有完全纏繞在齒的外周面上。
特別地，為了形成最外層，如果執行線的跳轉處理，那麼待跳轉的導線
的開始，即層m的終端定位在外周件的端部或內周件的端部。 因此，該端部可被用作邊界擋止物，以允許導線進行轉換。 如在圖9中用箭頭所示，跳轉的導線的終止的部分，即在第m+l層的
開始處的導線m+ls所設置的部分成為在執行上升處理或下降處理時導線被
設置成臺階狀的部分，導線m形成第m層，即由三個導線m,、 m2和m3圍
繞的部分。
因此，在跳轉的導線的終止處的導線m+ls容易根據導線mi、 m2和m3 進行定位。
因此，為了形成使用本發明的芯部組件的電機組件，通過線的跳轉處理 傳遞的導線可更可靠地設置在任何所需位置，且由於線的跳轉處理導致的伴 隨導線的轉移而產生的纏繞漂移可被減少。
在本發明的磁性組件中，將臺階面設置為平行於由儲存部的外形產生的 虛擬面v,由此層m設置在相同的線上且平行於虛擬面v,且具有允許存儲 一條導線的高度H的空間S設置在不形成最外層的層m的導線m2、 m3、 m4、 m5…禾口虛扣乂面v之間。
層m+l可通過纏繞導線以填充空間s而容易地形成。形成最外層的導線 可容易地排列在相同的線上且平行於虛擬面v定位。
因此，本發明的芯部組件在導線的可加工性方面極好，且可相對容易地 形成線圈。
如果本發明的芯部組件用於如上所述形成線圈，那麼由於形成齒的外周 面的臺階面設置為平行於由儲存部的外形產生的虛擬面，在纏繞期間設置在 臺階面上的每層排列在相同的線上，且設置成平行於虛擬面，形成線圈的外 形的最外層也排列在相同的線上且設置為平行於虛擬面。
圏的外形變得光滑沒有臺階。
因此，採用使用本發明芯部組件的電機組件，無用空間可減小以有效地 使用儲存部，並且空間係數可增強，且加熱線圈的散熱也可增強。
在圖9中，箭頭示出由線的跳轉處理傳遞的導線的移動狀態；在該圖中， 導線從左跳轉，但可從右跳轉。
在圖9中，O表示導線，其中的字符表示導線部分所屬層的數字。
與本方面的芯部組件相反，例如，在圖7 (B)所示的相關技術中的芯 部100中，如果纏繞導線開始於外周件102的端部，那麼導線201從第五層 的端部跳轉到第六層的端部，如圖7(B)中箭頭所示。
或內周件103的端部中，且定位在槽104的中間部分。
已跳轉導線201的終端也定位在槽104的中間部分，且定位裝置等不存在。
在線的跳轉處理中，導線大程度地跳轉，且因此相對較大的力沿導線的 纏繞方向作用，並且當一個層和下一層更遠地彼此離開時，該力變得更大。
在相關技術中的芯部100中，由於伴隨線的跳轉的作用力，所以導線在 跳轉的導線的開始和終止處不固定，並且導線難於設置在任何所需的位置， 容易產生纏繞漂移(纏繞無序)。當出現纏繞漂移時，在相關技術中的芯部 100中，導線不能精確地纏繞，導致空間係數降低。
為了防止纏繞漂移，當導線在執行線的跳轉處理中被移動時，認為芯部 旋轉速度被降低，在這種情況下導致纏繞加工費時。
芯部可被停止且導線可使用獨立的夾具等被強迫變形，在某些情況下在 尋皮纏繞前。
在該情況下，對於每次線的跳轉處理，芯部被分離和結合到纏繞器，因 此較費時。
因此，在相關技術中的芯部包括很多由於線的跳轉處理導致的缺陷。 在本發明的芯部組件中，當執行線的跳轉處理時，導線可靠地定位，如 上所述，使得由線的跳轉處理導致的缺陷可被減少。
另一方面，在本發明的n設置為偶數的芯部組件中，當纏繞導線時，下 降處理、上升處理和線的跳轉處理可跳過，且與上述的n設為奇數的芯部組 件相比較，本發明的芯部組件的導線的纏繞可加工性極好。
在本發明的n設為偶數並且包括具有臺階滿足表達式1或表達式2的齒 的芯部組件中，導線沿齒的外周面纏繞，並且其開始於外周件的端部或內周 件的端部，當導線到達外周件的端部、內周件的端部或臺階時，導線被折回 且纏繞為使其層疊在由已纏繞的導線組成的層上，由此可形成線圈。
因此，在芯部組件中，在纏繞期間，由纏繞在外周件和內周件之間的導 線形成的層的外形也是光滑的沒有臺階的形狀，類似於最終線圈外形。
因此，在芯部組件中，為了形成每個層，纏繞嘴的進料器斜度可形成為 從外周件側到內周件側相等，使得不僅上升處理和下降處理，而且還有線的 跳轉處理也是不必要的。
因此，由於本發明的n設為偶數的芯部組件不包括線的跳轉處理，與不 僅相關技術中的芯部比較，而且與上述的n設為奇數的芯部組件比較，導線 可更容易地纏繞並且纏繞時間可被縮短。
本發明的n設為偶數的芯部組件沒有損害外觀且非常美觀，因為其不包 括任何由線的跳轉處理所處理過的導線。
內；如果導線從槽凸出，所以電機組件之間的間隙管理變得難於執行。
然而，由於本發明的n設為偶數的芯部組件不包括任何由線的跳轉處理
處理過的導線，所以纏繞在齒上的導線可全部儲存在槽內，使得電機組件之
間的間隙管理可被相對準確地執行。
另外，當執行纏繞導線的端部處理時，本發明的n設為偶數的芯部組件
還可消除對於線的跳轉處理的需要。
通常，纏繞導線的端部設置在外周件的端部或內周件的端部以供處理。 因此，如果纏繞導線定位在槽的中間部分，那麼需要傳遞導線以移動該端部 到外周件的端部或內周件的端部以執行端部處理。
相反，在本發明的n設為偶數的芯部組件中，對導線進行的纏繞可終止 在外周件的端部或內周件的端部，因此用於執行端部處理的線的跳轉處理不 再需要。
從外周件側到內周件側設置的臺階的數目可響應於電機組件的尺寸、任
何所需的電機特性等進行適當地選擇，使得儘可能不降低儲存部的容量；其
可以是一個或可以是兩個或多個。
為了設置兩個或多個臺階，相鄰臺階之間的間距可響應於齒的尺寸、儲
存部的尺寸而適當地選擇，使得儘可能不降低儲存部的容量。 為了設置兩個或多個臺階，臺階的高度可製成為相同或不同。 當臺階的數目為N時，N+1個臺階面形成在形成有這種臺階的齒的外周面上。
線圈中心軸線，那麼臺階面形成為沿傾斜角度相等。
這意味著相應於一個斜面產生的臺階面形成為平行。 臺階面形成為平行於形成上述儲存部的外形的虛擬面。 每個臺階面的尺寸可響應於電機組件的尺寸、每次被纏繞的導線的數目
等進行適當地選擇。
為了 一次並排纏繞多個導線，如果每個臺階面的尺寸設置為使得待纏繞
的多個導線的數目為自然數，則容易執行芯部組件的纏繞加工。
如果每個臺階面的尺寸調整為使得一次纏繞的導線的數量為自然數，那
麼將易於執行纏繞操作，因為可在每次一次纏繞多個導線時執行上升處理、
下降處理和變層處理。
如果齒的形狀像方形截稜錐並且橫截面具有從外周件側到內周件側變
窄的寬度，那麼優選地將該臺階設置成橫截面從外周件側到內周件側上升。 另 一 方面，優選地臺階設置為縱截面從外周件側到內周件側降低。 即，如果形成齒的四個面，具體地說，設置在線圈端側上的一對面和設
置在線圈側上的一對面形成有臺階，優選地,皮設置在線圈端側上的面形成有
臺階，使得從外周件側到內周件側上升(從而上升臺階)，並且設置在線圏
側上的面形成有臺階，使得從外周件側到內周件側降低(從而降低臺階)。 由此設置臺階，因此芯部組件可更實現小型化且由此電機也可小型化。 例如，考慮一種芯部組件，其中將齒形成為當齒垂直於線圈中心軸線截
取時，橫截面面積(磁通路面積)變得相等，並將且臺階形成為使得橫截面
從外周件側到內周件側下降。
內周件的寬度在電機組件的橫截面內變得比外周件窄。
因此，在芯部組件中，內周件側上的磁通路在橫截面內變短，因此為了 均等磁通路面積，齒需要形成為使得內周件側上的磁通路在縱截面內變長。
即，內周件側上的寬度(軸向寬度)需要在縱截面內形成為更長；為了 達到這一點，線圈側上的面的內周件側上的寬度需要形成為較長，並且在線 圈端側上的面的內周件側需要向外凸出。
對於形成有臺階並且該臺階在縱截面內從外周件側到內周件側上升的 情況，同樣是這樣。
與具有不一致》茲通路的芯部組件相比較，具有一致》茲通^各面積的芯部組 件可改善扭矩。
因此，如果嘗試獲得相同的扭矩，那麼具有一致磁通路面積的芯部組件 可形成為更小。
因此，這樣的芯部組件有助於電機的小型化。
為了形成具有臺階的齒，連接形成臺階的兩個臺階面的連接面與較低的 但連接面是相對於臺階面傾斜的，由此空間係數可更大程度地增強。
具體地說，優選地將該臺階角設定為60。或更少。如果兩個臺階面Fd 和Fu和連接面Fc設置為垂直，即，將角度&設定為90。，如圖IO所示， 那麼在連接面Fc和導線200，之間會產生無用空間Sd,如圖10 (A)所示。
然而，如果臺階角02設定為60°,如圖10 (B)所示，則一條導線(在 圖10 (B)中用粗虛線表示的導線)可放入的間隙設置在靠近連接面Fc的 導線200，和連接面Fc之間，並且將導線設定在該間隙內，由此無用空間可 -陂減少。
因此，本發明的形成有滿足上述特定臺階角的臺階的芯部組件可增強空 間係數。
然而，取決於芯部組件的尺寸精度和導線的尺寸精度的某種漂移也是可
能產生的，由此如果將臺階角設定為60°，恐怕導線不能進入該間隙，可能
從導線200"和連接面Fc之間跳出，也可能鼓起。
因此，為了設置具有餘量的間隙，優選地將臺階角0設定為60。或更小； 將臺階角設定為大約為55。是比較合適的。
連接面和更高臺階面產生的交角可形成為圓角。
這意^^未著臺階的角可形成為類似於R。為了^^用包括有瓷釉(enamel) 等的絕緣覆層的導線，如果臺階的角形成為尖的，那麼恐怕絕緣覆層可與該 角接觸並且可能剝落。
因此，優選地臺階的角被倒成圓角以防止絕緣性能的降低。
R的尺寸可進行適當地選擇。
齒的外周表面(臺階面)可形成有凹槽，導線裝配在該凹槽內。 設置凹槽，由此可穩固地執行導線相對於齒的定位，並且可減少纏繞漂移。
凹槽的形狀可以是任何形狀，只要允許導線定位並且不阻礙纏繞加工即可。
例如，可設置多個凸起以利用凸起之間產生的凹槽。 在本發明的上述芯部組件中，齒、外周件和內周件可採用磁性材料形成 為一個部件。
作為磁性材料，可使用例如，鐵族材料，更具體的矽鋼的鋼等；可考慮 的是使用由這種磁性材料組成的板材或粉末來形成本發明的芯部組件。
為了使用板材形成芯部組件，例如，由磁性材料製成的板材可切割為類 似字母T，並且多個所得T形板可堆積以形成橫截面和縱截面形狀像字母T 的芯部組件。
為了使用板材，優選地使用表面上包括有絕緣覆層的板材，或者當堆積 板時，絕緣材料設置在相鄰的板材之間，使得出現渦流而導致的損失可被降 低。
對於使用板材，所得芯部組件強度極好且更優選。 另一方面，為了使用粉末形成芯部組件，例如將粉末填充到預定形狀的 模具中且進行壓制，由此可形成芯部組件。
為了使用粉末，複雜形狀的芯部組件可容易地形成為一個部件。 複雜形狀的芯部組件可以是其中在齒的所有表面上設置有臺階的芯部
組件，使得當齒的截面與線圏中心軸線相交地截取時，橫截面面積變得相等， 更具體地，例如，下述形狀的芯部組件其中齒的形狀像方形截稜錐且橫截 面的寬度從外周件側到內周件側變窄，且縱截面的寬度從內周件側到外周件 側變窄。
為了使用粉末，如果絕緣材料還混合有磁性材料粉末並且每個粉末表面 形成有絕緣覆層，成形的壓制粉末的電阻可增加，並且出現渦流所導致的損 失可降低。
作為絕緣材料，例如，可使用磷酸鹽(phosphate)族的無機材料、聚醯 亞胺(polyimide)的有機材料、聚醯胺(polyamide)等。
本發明的芯部組件可由上述磁性材料形成；其還可包括由磁性材料製成 的芯部部分以及設置在芯部部分的外周上的由絕緣材料製成的絕緣體。
絕緣體通常設置為使得線圈和儲存在槽內的芯部部分絕緣。因此，同樣
在本發明中，為了包括該絕緣體，優選地其形成為覆蓋該部件的與芯部部分 中儲存部對應的外周。
同時，實際儲存部由絕緣體形成。當然，該絕緣體可形成為覆蓋芯部部 分的所有外周。
為了包括絕緣體，芯部部分和絕緣體都可具有上述臺階和凹槽。
即，芯部部分和絕緣體可製造得類似，或通過僅使絕緣體具有臺階和凹 槽而沒有為芯部部分設置臺階或凹槽，而製造得不相似。
作為形成絕緣體的絕緣材料，例如，可使用諸如PPS(聚苯硫醚)或LCP (液晶聚合物)的樹脂。可將無機填充物加入這種樹脂中。
當使用電機組件時，對線圈進行加熱並由此使熱量通過芯部組件釋放到 外部。因為與相關技術中的芯部相比較，芯部組件和線圏的接觸面積較大， 所以當線圈的熱量可良好地傳遞到芯部組件時，本發明的具有包含臺階的齒 的芯部組件能夠極好地散熱。另外，絕緣體由包含無機填充物的樹脂形成， 因此可更大程度地改善散熱。
作為無機填充物，可使用例如，玻璃(二氧化矽)、氧化鋁(alumina) (氧化鋁)、氧化鈦等的絕緣材料。
更具體地，可使用直徑幾/mi和長度幾百/mi的纖維玻璃，且可使用直 徑幾pm到幾十/xm的盤狀(尖端狀)氧化鋁或氧化鈦。
可適當地選擇增加量。優選地，這樣的絕緣體具有下述結構，即分離件
組合成一個件，使得其可容易地設置在芯部部分的外周。
在本發明的包括上述電機芯部組件和儲存在該芯部組件的儲存部中的 纏繞導線組成的線圈的電機組件中，至少設置在芯部組件中的具有臺階的面 上的線圈的外形變得光滑沒有臺階。
特別地，將臺階設置為在芯部組件的齒的所有面上，由此線圏的整個外 形變得光滑沒有臺階。臺階面形成為平行於虛擬面，由此線圏的外形變得平 行於(或等同於)形成儲存部的外形的虛擬面。
因此，在本發明的電機組件中，可降低無用空間，且儲存部內的導線的 空間係數相比以前可得以增強。
由於無用空間減少，所以本發明的電機組件可更高效地釋放已加熱線圏 的熱量。在本發明中，形成線圈外形的導線是產生形成線圈的層的導線並且 不包括通過上述線的跳轉處理而傳遞的導線。
因此，在本發明中，允許使通過線的跳轉處理而傳遞的導線凸出。如果
n被設為偶數，線的跳轉如上所述被跳過，因此將所有形成線圏的導線儲存
在儲存部中。
本發明的上述電機組件通過設置上述本發明的芯部組件而形成，即沿齒 的外周在外周件和內周件之間纏繞，開始於芯部組件的齒的外周件端部或內 周件端部，且終止纏繞導線使得設置在最外側上的導線排列在相同的線上。 纏繞開始在外周件端部或內周件端部，使得其可以將導線的開始端抽出到外側。
當正常纏繞導線時，導線的圈數可增加並且導線的空間係數可增強。開 始纏繞導線，並且當導線到達臺階時，將其折回，或如上所述執行上升處理 或下降處理。開始纏繞導線並且當導線到達外周件端部(與內周件相反面) 或內周件端部(與外周件相反面)時，將導線折回，並且使層改變(變層處 理)。同時，外周件和內周件設置為使得外周件與內周件的相對面和內周件 與外周件的向對面垂直於齒的外周表面(臺階面)，因此可防止纏繞漂移並 且導線可容易地前進到下 一層。
導線纏繞為使得設置在最外周側上的導線沒有變成臺階狀。如果n被設 為奇數，按需執行線的跳轉處理。
預設數目的如上述形成的本發明的電機組件可設置在環狀部分上以組 成電才幾。
作為組成電機組件，產生線圈的導線端部可連接為集中纏繞結構或重疊 纏繞結構。
例如，這樣的電機可用作外定子型電機和內定子型電機。 本發明的優點
本發明的上述芯部組件可減少無用空間，與相關技術中的芯部相比較， 可以增強儲存部中導線的空間係數。
因此，與相關技術中的電機組件相比較，本發明的包括有本發明的芯部 組件的電機組件具有較高的導線的空間係數。
本發明的電機組件散熱極好，因為當無用空間減少時通電而加熱的線圈 的熱量可容易地釋放。
此外，在本發明的電機組件中，線圈的外形是光滑的而不是臺階形，因 此當電機組件組裝入電機中時，相鄰電機組件之間的間隙管理容易執行，且 可帶來極好的電機的間隙精度。
此外，在本發明的芯部組件中，如果將n設定為奇數，導線的空間係數 可更大程度地增強；如果將n設定為偶數，可帶來極好的導線的可加工性。
特別地，如果將n設定為偶數，那麼可消除在相關技術中對於線的跳轉 處理的需要。因此，使用本發明的芯部組件，可提供一種不僅改善可加工性 而且還美觀的電機組件，因為不存在需要通過線的跳轉處理而傳遞的導線。
圖1 (A)是示意性地示出本發明的芯部組件的透視圖，圖1 (B)是示 出齒部的俯視圖，在該狀態中圖1 (A)所示的芯部組件是沿箭頭表示的方 向觀察；
圖2 (A)是包括芯部組件的本發明的電機組件的橫截面視圖，該芯部 組件具有高度為D x ( f 3/2)的臺階，圖2 (B)是描述該臺階部分的放大 視圖3是描述導線被纏繞在芯部組件上的狀態的示意圖4是描述包括具有高度為D x ( f 3/2)的臺階的芯部組件的本發明
的電機組件的形成步驟的示意圖，並且示出右部的橫截面；
圖5是包括具有高度為D x ( (3/2) x2的臺階的芯部組件的本發明的
電機組件的橫截面視圖； 圖6是描述包括具有高度為D x ( (3/2) x2的臺階的芯部組件的本發 明的電機組件的形成步驟的示意圖，且示出右部的橫截面；
圖7 (A)是示意性示出相關技術中的分離型芯部的透視圖，圖7 (B) 是包括相關技術的分離型芯部的相關技術的電機組件的橫截面視圖8是描述橫截面為圓形的導線的疊置狀態的示意圈過程中進行線的跳轉處理時的導線狀態的示意圖IO是示意圖，其描述導線被設置在本發明的芯部組件的齒的外周上 的狀態和示出放大時的臺階部；(A)示出臺階角度為90。的情況，(B)示出 臺階角度為60。的情況。
參考標號的說明
10、 20芯部組件 10c、 20c芯部部分
10i、 20i絕緣體 11、 21齒
lla、 llb、 21a、 21b臺階面 11A第一梯形面
11B第二梯形面
12、 22外周件
13、 23內周件 14a、 24a虛擬面 100芯部
100i絕緣體 101a第一梯形面 102外周件 103內周件 105無用空間 300環狀部
llc、 21c連接面
12a、 13a、 22a、 23a相對面
14、 24儲存部
25凸出部 100c芯部部分
101齒
101b第二梯形面 102a、 103a相乂於面 104存儲部 200導線 400嘴
本發明的最佳實施方式 本發明的實施例將基於附圖予以論述。 (第一實施例當n是奇數時)
圖1 (A)是示意性地示出本發明的芯部組件的透視圖，圖1 (B)是示 出在芯部組件從圖1 (A)上面看的狀態中的齒部的頂視圖，圖2 (A)是本
發明的電機組件的橫截面視圖，圖2 (B )是臺階部的放大視圖。
在圖1中，臺階未示出。在圖2 (A)中，設置在右半邊的導線未示出；
然而，實際上，導線還存在於右半邊中，如同存在於左半邊中。這一點也適
用於後面所述的圖5。
本發明的電機組件包括由磁性材料製成的電機芯部組件10,和具有纏繞
在芯部組件10上的導線200的線圈。
這樣的電機組件被組合設置在環狀部分300上，以形成用作電機定子的環形。
該基本結構類似於圖7所示的相關技術中的電機組件的結構。本發明的 電機組件主要特徵在於芯部組件10的形狀；具體地其特徵在於，其包括臺 階，該臺階具有在齒11的外周表面上的特定的高度，該齒上纏繞有導線200 且齒11的外周表面(產生臺階的臺階面lla和lib)平行於虛擬面14a，該 虛擬面產生用於儲存線圈的儲存部14的外形。
對電機組件IO上的說明主要在下面給出。
芯部組件10的基本結構類似於圖7所示的相關技術中的芯部組件的結構。
具體地說，芯部組件包括纏繞有導線的齒11;外周件12，設置在齒 11的一端側上(圖1 (B)中面bcfg側)，且當芯部組件^皮-沒置在環狀零件 300上並裝配為電機的一部分時，設置在外周側；內周件13,其設置在齒ll 的與外周件12相對的相對側(圖1 (B)中面adeh側)，且當該芯部組件被 裝配為電機的一部分時，如圖1所示，其被設置在內周側。
外周件12和內周件13設置有凸出到齒11的外側的部分，因此橫截面 和縱截面的形狀變得像字母T。
由齒11的外周表面、外周件12的與內周件13相對的面12a、和內周件 13的與外周件12相對的面13a圍繞的空間形成線圈儲存部14。
由連"l妄外周件12的端部和內周件13的端部的線組成的面變成虛擬面 14a，該虛擬面形成^f諸存部14的外形。
在該實施例中，由；茲性材料製成的芯部部分10c和由絕^彖材料製成的絕 緣體10i組成芯部組件10。
芯部部分10c通過填充磁性材料粉末到模具中並且壓制和模製該粉末形
成，因此橫截面和縱截面變成像字母T的形狀。
絕緣體10i由PPS、 LCP樹脂等形成，且設置用來絕緣芯部部分10c和 導線。
因此，絕緣體10i設置成覆蓋導線與芯部部分10c接觸的部分，具體地 說，與芯部部分10c中的儲存部對應的部分。
因此，在該實施例中，絕緣體10i形成實際儲存部14。
在該實施例中，設置在芯部部分10c中的齒中的絕緣體10i的部分形成 遵循芯部部分10c的外形的較薄形狀，且設置在與芯部部分10c內的外周件 相對的面上的和設置在與芯部部分10c內的內周件相對的面上的絕緣體10i 的部分都形成較厚形狀。
由絕緣體10i構成的相對面12a和13a都設置成垂直於齒11的外周面。
絕緣體10i具有下述結構，其中一對分離件組合成一個件，且可容易地 設置在芯部部分10c中。
齒11的形狀類似於方形截稜錐，具有四個斜面cfed、 bgha、 bcda和gfeh， 如圖1 (B)所示，該齒ll由一對其橫截面(對應圖1中x-x截面)寬度從 外周件側向內周件側變窄的第一梯形面IIA(圖l(B)中的面cfed和bgha), 和一對其縱截面(對應圖1中y-y截面)寬度從外周件側向內周件側變寬的 第二梯形面11B (圖1 (B)中的面bcda和gfeh)。
第一梯形面11A所設置的側面被稱為線圏端側，第二梯形面11B所設 置的側面稱為線圏側。
當電機組件設置在環狀部300上並且裝配到電機內時，設置在一個電機 組件的線圈端側(此處即第一梯形面11A)上的面並非相對於相鄰的電機組 件且如圖1中所示從前方觀察。
當電機組件被設置在環狀部300上且裝配到電機內時，設置在一個電機 組件的線圈側(此處即第二梯形面11B)上的面相對於相鄰的電機組件且未 從前方觀察。
臺階面11A和1 IB的每一個都以與設置在齒11上的線圈的中心軸線(在 下文中稱為線圈中心軸線)c成a—10。傾斜角傾斜(對於傾斜角a，參見圖 2 (B))。
由於齒11因此形成有斜坡，儲存部的容量可被增加且相鄰面的寬度可 選擇性地改變，因此當截取齒的橫截面以垂直於線圈中心軸線C時，橫截面
的面積(；茲通路)可基本相等。
使用這樣的芯部組件10時，可得到從外周件側到內周件側具有一致磁 場特性的電機組件。
而且，為了增強儲存部內的導線的空間係數，齒11具有形成有多個臺 階的外周表面，如圖2所示，且對於每個臺階，產生臺階的兩個面(臺階面
lla和llb)之間的高度(臺階高度)h滿足(D x ( f 3/2) } xn (表達式1 )，
其中D是導線200的直徑，且n是自然數。在該實施例中，將直徑為D的
橫截面為圓形的圓導線用作導線200。
該臺階設置成4吏得臺階面lla和llb平行於虛擬面14a。 在該實施例中，設置有三個臺階，且每個臺階的高度被設置滿足上述表
達式1 (n=l )。
這三個臺階設置為其橫截面從外周件側到內周件側變高，且設置成縱截 面從外周件側到內周件側變低，但圖中未示出。
此外，齒11在所有面上形成有臺階，因此當截取齒11的截面以垂直於 線圏中心軸線C時，截面面積(磁通路面積)變為相等。
即，如圖2所示，該臺階不僅設置在線圈側，而且在線圏端側。
根據該結構，芯部組件10可形成電機組件，該電機組件具有從外周件 側到內周件側一致的磁場特性。
當該齒形成為佳j尋石茲通路面積變得一致時，芯部組件10的扭矩改善。 因此，如果想要獲得與具有非一致;茲通路面積的芯部組件相同的扭矩，芯部 組件IO可形成得更小。
因此，為了使用芯部組件IO，可設置更小尺寸的電機。
使用所述芯部組件10時，如果導線通常纏繞在齒11的外周上以形成線 圈，那麼形成線圏的外周的導線設置在橫截面和縱截面內的相同的線上。
該線變得平行於產生儲存部14的外形的虛擬面14a。即，由於設置在芯 部組件10上的線圈的外形沒有變成臺階狀，不像如圖7中所示的相關技術 內的電機組件，包括芯部組件10的電機組件不存在儲存部14內的臺階狀無 用空間，如圖2所示。
因此，包括芯部組件10的電機組件可最大化利用儲存部14且與現有技 術相比可增強導線200的空間係數。
下面說明將導線200纏繞在芯部組件10上以形成電機組件的步驟。圖3
是描述導線被纏繞在芯部組件上的狀態的示意圖，圖4是本發明的電機組件 的部分的放大橫截面視圖，且僅示出右半邊。
示出在導線內的每個數字表示導線屬於的層的標號。首先，設置上述芯 部組件10。在該實施例中，芯部組件10包括如上所述的絕緣體10i,因此該
絕緣體10i設置在芯部部分10c的齒的外周上以形成芯部組件10。
接下來，芯部組件IO設定在線圈纏繞器(未示出)上，當旋轉芯部組
件10時，從纏繞嘴400供應的導線200如圖3所示進行纏繞。
在該實施例中， 一條導線被從纏繞嘴供應且被纏繞在芯部組件10上。 在該實施例中，對導線進行纏繞起始於內周件13的端部(起始於在圖4
中用"s"表示的導線200的部分)並且執行正常的纏繞。
第一層的形成是通過沿齒11的外周面(臺階面)纏繞導線200以使得
在線圏側的面上從較高的臺階側(內周件側)向較低側(外周件側)下降且
在線圈端側的面上從較低側(內周件側)向較高側(外周件側)上升。
當到達臺階時，執行調整纏繞嘴的下降處理，以降低該臺階，如圖4中
用向下的短箭頭所示，其被重複以繼續從內周件13向外周件12纏繞導線
200。
在該實施例中，下降處理被執行三次以形成第一層。
位於齒11上的第一層設置為平行於遵循臺階面的虛擬面14a，因為齒 11的外周面的臺階面設置為平行於虛擬面14a。
當第一層的導線200到達外周件12的端部時，執行變層處理以形成下 一層(第二層).
具體地說，導線200被折回，使得第二層的導線200設置在由最接近外 周件12的導線200和產生第一層的導線200的兩條導線產生的間隙中。
在該實施例中，臺階面和相對面12a、 13a設置成如上所述彼此垂直使 得其可用作邊界擋止物，並且可容易地折回。
當進行折回時，第一層和第二層沿纏繞方向變得相對。
第二層的形成是通過纏繞導線200，使得從較低的臺階側向較高側以與 第一層相反的方式上升。
當導線200到達臺階時，嘴被調整且上升處理被重複執行，以繼續從外 周件12向內周件13纏繞導線200。
在該實施例中，上升處理被執行三次以形成第二層。位於第一層上的第二層設置為平行於遵循第一層的虛擬面14a，第一層 平行於虛擬面14a設置。
通過重複下降處理、上升處理來形成其它層，變層處理的方式類似於第 一層和第二層。
每個層設置成平行於遵循位於該層下方的層的虛擬面14a。即，在線圈 形成過程中，每個層糹皮設置成平行於虛擬面14a。
通過在形成第二層中執行第三上升處理而在由最接近內周件13的位置
開始部分，並且在形成第三到第八層的每個過程中該下降處理和上升處理被 重複兩次。
纏繞在芯部組件10上的形成第八層的導線200的部分(該齒11的中部 到內周件13設置的導線200)成為形成線圈的外形的導線。
當作為第八層的終端的導線200到達內周件13，以形成第九層時，移動 導線200到齒11的中部的線的跳轉處理被執行，如圖4中用虛線所示。
當執行線的跳轉處理時，由於待跳轉的導線的開始部分到達內周件13， 使用內周件13作為邊界擋止物，其可以容易地傳遞至外周件。
在第九層形成前，具有可放置一根導線200的高度的空間在形成第八層 的導線和虛擬面14a之間開;^文，存在於該空間的端部內的第八層的三個導線 用作待跳轉的導線的終止的邊界擋止物，由此可容易地定位導線的終端。
因此，在該芯部組件中，可容易地執行線的跳轉處理並且由線的跳轉處 理導致的纏繞漂移也難於發生。跳轉的導線的終端也變為第九層的導線的開 始。
在執行線跳轉處理之後，隨後纏繞導線，使得從齒11的中部填充該空 間，使得第九層的部分(作為形成線圈外形的最外層的部分)可被容易地形 成。
設置成填充該空間的第九層導線設置成排列在與形成線圏的外形的第 八層的導線相同的線上。
在中途執行一次下降處理，纏繞導線直至導線200到達外周件12，終止 形成第九層，將導線200在外周件12處折回，以形成第十層。
第十層形成前，具有可放置一條導線200的高度的空間在形成第九層的 導線和虛擬面14a之間開放，如上述第九層形成前那樣。纏繞導線以填充該
空間，由此可容易地形成第十層。第十層終止在齒11的中部(在圖4中用"E"
表示的導線200是纏繞終端的導線)。形成第十層的導線設置為排列在與第 八層的導線的部分和形成線圏外形的第九層的導線的部分相同的線上，並且 形成線圈的外形。
由導線的部分組成的線設置成平行於虛擬面14a。
因此，導線200纏繞在具有上述臺階的上述芯部組件10上，由此可形 成具有光滑外形而不具有臺階的線圈。
形成線圈的最外層導線設置成平行於虛擬面14a，使得電機組件的儲存 部14可被有效利用且空間係數可被增強。
線圈通過纏繞一段連續長度的導線而形成。
在該實施例中， 一次纏繞一條導線的情況已經說明，但是兩條或多條導 線可共同纏繞。
為了一次纏繞多條導線，導線可供給到芯部組件，使得它們並排排列。 為了一次在芯部組件上纏繞多個導線，如果調節每個臺階面的尺寸，使 得自然數的多個導線一次被纏繞，這樣易於執行上升處理、下降處理和變層
處理。這一點還適用於後面的第二實施例。
使用在該實施例中的芯部組件的形狀像方形截稜錐，該稜錐由 一對第一 梯形面和一對第二梯形面組成，但其形狀可以像由一對梯形面和一對矩形面 組成的方形截稜錐。面。
4旦該齒可<叉由四個面的一個上的臺階形成。
同時，在形成有臺階的面上形成的線圏的外形變得光滑沒有臺階。
另外，在該實施例中，使用包括絕緣體的芯部組件，但如果使用包括絕 緣覆層的導線，則可以不包括絕緣體。
此外，在該實施例中，芯部組件的形成是通過使用磁性材料粉末進行粉 末壓制和模製，但可通過堆積多層磁性材料組成的板材來形成。
特別地，為了採用形狀像由一對梯形面和一對矩形面組成的方形截稜錐 的芯部組件，該芯部組件可通過堆積多層由石茲性材料組成的板材而容易地形
成o
使用板材的芯部組件在強度上比由粉末壓制和模製形成的芯部組件更好。
這些點還還適用於後面所述的第二實施例。
在用於該實施例中的芯部組件10中，通過連接產生臺階的兩個臺階面
lla和lib的面lie與較低的臺階的臺階面lib的延長面(見圖2 (B))形 成的角度(臺階角度)0被設置為60°。
將該臺階角設定為60。，由此在芯部組件10中，產生在連接面11c和導 線之間無用空間可減少且空間係數可增強。
如果臺階角被設置為約55。，在連接面11c和導線之間產生餘量，使得 導線可容易地設置且這種芯部組件的纏繞可加工性極好。
在用於該實施例的芯部組件中，連接兩個臺階面lla和llb的連接面Uc 與臺階面產生的邊角是尖的，但可以是圓的。
具有圓角的芯部組件可防止下述缺陷，即如果使用包括絕緣覆層的導 線，則絕緣覆層與該邊角接觸且被剝掉等。
這一點也適用於後面所述的第二實施例。
此外，在該實施例中，已經說明橫截面為圓形的圓導線被用作導線的情 況，但可使用橫截面為矩形的扁平導線。
在這種情況下，臺階高度可以是nxt，其中t是扁平導線的厚度，n是自 然數。
這一點也適用於後面所述的第二實施例。
(第二實施例當n是偶數時) 在第一實施例中，已說明n是奇數的情況。 在第二實施例中，已說明n是偶數的情況。 圖5是本發明的電機組件的橫截面視圖。
電機組件的基本結構類似於第一實施例，其將不在詳細描述。概述如下 示出在該實施例中的電^li且件是由電^/L芯部組件20和具有纏繞在芯部組件 20上的導線200的線圈組成。
芯部組件20在齒21的整個外周面上包括具有特定高度(Dx(f 3/2)}xn (D是導線200的直徑)的臺階，該齒形狀像方形截稜錐，導線纏繞在其上， 即，纏繞在線圈側和線圈端側面，形成臺階的臺階面21a和21b平^"於形成
儲存部24的外形的虛擬面24a。
具有形狀都像字母T的橫截面和縱截面的芯部組件20包括導線200纏 繞在其上的齒21、設置在齒21的一端側上的外周件22、和設置在齒21的 相反端側上的與外周件22相對的內周件23。
齒21形成為當垂直於線圈中心軸線截耳又截面時，截面面積(i茲通5各面 積)變得一致。
由齒21的外周面、外周件22的與內周件23相對的相對面22a、內周件 23的與外周件22相對的相對面23a圍繞的空間形成線圈儲存部24,由連接 外周件22的端部和內周件23的端部的線組成的面為虛擬面24a,該虛擬面 形成儲存部24的外形。
芯部組件20由通過衝齊壓和才莫制；茲性材剩-4分末形成的芯部部分20c和由 絕緣材料製成的絕緣體20i組成。
絕緣體20i形成為覆蓋芯部部分20c內的儲存部的外周。
在該實施例中，絕緣體20i形成在具有多個凸起25的外周面上，導線 200裝配入在凸起25之間產生的凹槽內。
根據該結構，當纏繞導線200時，導線200可容易地定位且導線200的 纏繞漂移可得以防止。
該實施例中所示的芯部組件20較大程度地不同於第一實施例中的芯部 組件，不同之處包括設置在芯部組件20的齒21的外周上的臺階的高度。
在第二實施例中，該高度被設為(Dx(f 3/2)}x2。同樣在該實施例中， 橫截面為圓形的圓導線用作導線。
在該實施例中，設置一個臺階。而且，在該實施例中，臺階角0設定為
60。。
使用所述芯部組件20，由此如果導線通常地纏繞在齒21的外周上以形 成線圈時，形成線圈外形的導線設置在橫截面和縱截面內相同的線上，並且 該線變得平行於形成儲存部24的外形的虛擬面24a。
因此，包括芯部組件20的電機組件可減少無用空間，相比於第一實施 例中所示的電機組件，可增強導線200的空間係數，並且改善散熱。
如果在臺階高度px(f 3/2)}xn中的n設定為偶數，類似於該實施例中 所示的芯部組件20，與第一實施例中的結構相比較，可帶來導線的優異纏繞 可力口工'性。
下面將"i侖述形成電^L組件的步驟。
圖6是本發明的電機組件的部分的放大的橫截面視圖，其僅示出右半邊。 示出在導線中的每個數字表示導線所屬的層的標號。
首先，設置上述芯部組件20。在該實施例中，芯部組件20包括如上所 述的絕緣體20i,因此絕緣體20i設置在芯部部分20c的齒21的外周上，以 形成芯部組件20。
接下來，芯部組件20設置在線圈纏繞器(未示出)上，當芯部組件20 旋轉時，對從纏繞嘴400供應的導線200進行纏繞。
20上。
供應兩條導線使得它們並排排列(兩個線沿橫向方向排列)。
在該實施例中，導線纏繞開始於外周件22的端部(開始於圖6中"s"表 示的導線200的部分)，並且執行正常的纏繞。
為了形成第一層，纏繞導線〗吏得它們沿齒21的外周面(臺階面21b)從 外周件22的端部排列在相同的線上，當導線到達連接臺階面的連接面21c 時，完成第一層的形成。
設置在齒21上的第一層設置為平行於遵循臺階面的虛擬面24a，因為齒 11的外周面的臺階面設置為平行於虛擬面24a。
接下來，執行變層處理，以形成第二層。在變層處理中，導線被折回， 使得作為第二層的開始導線的導線設置在由最靠近連接面21c的導線200和 連接面21c產生的間隙內。
當執行折回時，第一層和第二層沿纏繞方向變為相反。
為了形成第二層，類似於第一層，導線200纏繞為使得導線200從連接 面21c到外周件22排列在相同的線上，當導線200到達外周件22時，執行 變層處理以形成第三層。
設置在第一層上的第二層設置為平行於遵循第一層的虛擬面24a，該第 一層設置為平行於虛擬面24a。
此後，當導線200到達外周件22和內周件23時，執行變層處理以形成 各層。
每個層設置為平行於遵循該層下方的層的虛擬面24a。 即，在線圈成形過程中，每層設置為平行於虛擬面24a。 在上述第一實施例中，為了形成每個層，移動導線以上升和下降臺階。 然而，在n為偶數的第二實施例的芯部組件中，導線可^L移動以如上所
述排列在相同的線上，並且不需要移動以上升和下降臺階。
因此，為了製造使用第二實施例中所示的芯部組件的電機組件，上升處
理和下降處理變得不必要。
在該實施例中，形成第九層的導線200變為形成線圈的外形的導線。 為了形成第九層，類似於第三層，纏繞導線200,使得導線200從外周
件22的端部到內周件23的端部排列在相同的線上，當導線200到達內周件
23時，導線的纏繞終結。
導線被這樣纏繞在本實施例所示的芯部組件上，由此設置在最外側的形
成線圈外形的導線也排列在相同的線上，並且可形成具有光滑外形沒有臺階
的線圈。
形成線圏的最外層的導線設置為平行於虛擬面24a,使得電機組件的儲 存部24可高效地使用且空間係數可淨皮增強。
此外，在本實施例中所示的芯部組件中，導線的纏繞可終止在內周件23 的端部，如上所述，因此不需要執行如第一實施例的線的跳轉處理，且纏繞 加工時間可被縮短。另外，在本實施例中所示的芯部組件中，導線的纏繞可 終止於內周件23的端部，如上所述，使得可容易地執行導線200的端部處 理，並且也不必要與端部處理同時地跳轉導線。
實用性
本發明的芯部組件可用於形成電機的零件如定子的電機組件。本發明的 電才幾組件還可用作電才幾組件。
該電機可用於電動汽車、混合汽車等。此外，本發明的電機組件的形成 方法可用於製造本發明的上述電機組件。
權利要求
1.一種電機芯部組件，包括外周纏繞有導線的齒；外周件，設置在所述齒的一個端側上並且當所述芯部組件組裝為電機的一部分時設置在外周側上；和內周件，設置在所述齒的與所述外周件相對的相對端側上，當所述芯部組件組裝為電機的一部分時設置在內周側上，其中由所述齒的外周面、所述外周件的與所述內周件相對的相對面、所述內周件的與所述外周件相對的相對面圍繞的空間用作導線儲存部，其特徵在於，所述齒至少在部分外周面上形成有臺階，當導線的直徑是D時，產生所述臺階的兩個臺階面之間的高度滿足{D×(3/2)}×n(其中n是自然數)，以及所述臺階面和形成所述儲存部的外形的虛擬面是平行的。
2. —種電機芯部組件，包括外周纏繞有導線的齒；外周件，設置在所 述齒的一個端側上並且當所述芯部組件組裝為電機的一部分時設置在外周 側上；和內周件，設置在所述齒的與所述外周件相對的相對端側上，當所述 芯部組件組裝為電機的一部分時設置在內周側上，其中由所述齒的外周面、 所述外周件的與所述內周件相對的相對面、所述內周件的與所述外周件相對 的相對面圍繞的空間用作導線儲存部，其特徵在於，所述齒至少在部分外周面上形成有臺階，當導線是方形且厚度為t時，產生所述臺階的兩個臺階面之間的高度滿 足txn (其中n是自然數)，以及所述臺階面和形成所述儲存部的外形的虛擬面是平行的。
3. 如權利要求1或2所述的電機芯部組件，其特徵在於，n是偶數。
4. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述電 機芯部組件包括由磁性材料製成的芯部部分和設置在所述芯部部分的外周 上並且由絕緣材料製成的絕緣體。
5. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述臺 階設置在所述齒的外周面上的所有面上，以及所述臺階還設置為當所述齒的橫截面截取為垂直於作為纏繞在所述齒 上的纏繞導線的線圈的中心軸線時，所述橫截面面積變為基本相等。
6. 如權利要求5所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述電機芯部組件包括由磁性材料製成的芯部部分和設置在所述芯部部分的外周上並且由絕 緣材料製成的絕緣體，以及所述芯部部分通過壓制和模製磁性材料的粉末而形成。
7. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述齒 的形狀類似於方形截稜錐，在橫截面內的寬度從外周件側到內周件側變窄。
8. 如權利要求7所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述臺階設置為在 所述齒的橫截面內從外周件側向內周件側上升。
9. 如權利要求7或8所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述齒所設置 的寬度在橫截面內從內周件側到外周件側變窄。
10. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，連接或更少。
11. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，連接 形成所述臺階的兩個臺階面的連接面和較高臺階面產生的交角是圓角。
12. 如權利要求1至3任一項所述的電機芯部組件，其特徵在於，所述 齒的外周面包括導線裝配在其中的凹槽。
13. —種電機組件，包括如權利要求1至12任一項所述的電機芯部組件形成所述線圈的外形的導線設置在相同的線上。
14. 一種電機組件的形成方法，包括 設置如權利要求1至12任一項所述的電機芯部組件； 通常地沿齒的外周在外周件和內周件之間纏繞導線，纏繞開始於所述芯部組件的齒的外周件端部或內周件端部；和終止導線纏繞，使得設置在最外側上的導線排列在相同的線上。
全文摘要
提供一種能夠增強在儲存部內的導線佔據的容積的芯部組件、包括有該芯部組件的電機組件、和該電機組件的形成方法。該電機組件包括橫截面形狀像字母T的芯部組件(10)和由纏繞在芯部組件(10)的齒(11)上的導線(200)。芯部組件(10)包括齒(11)、和設置在齒(11)的一端上的外周件(12)和設置在齒的另一側上的內周件(13)。線圈容納部分(14)是由齒(11)的外周面、外周件(12)的與內周件相對的相對側(12a)、內周件(13)的與外周件相對的相對側(13a)圍繞的空間。齒11的外周件上具有高度滿足{D×(√￣3/2)}×n(其中導線的直徑是D，n為自然數)的臺階。形成該臺階的臺階面(11a，11b)形成為平行於產生儲存部(14)的外形的虛擬面(14a)。
文檔編號H02K1/16GK101189779SQ200680019308
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月7日 優先權日2005年11月11日
發明者尾山仁, 草別和嗣, 飯塚慎一 申請人:住友電氣工業株式會社