專利名稱：電機用線圈及制造線圈的方法
技術領域：
本發明是有關于一種線圈，特別是有關于用于根據權利要求1前序的電機、根據 權利要求16前序的定子、根據權利要求19前序的制造線圈的方法及根據權利要求22前序 的制造定子的方法。
背景技術：
制造彎曲繞匝(meandering winding)系統是已知技術，并已揭露于WO 01/54250
號專利中。此現有技術中的已知系統的缺點是導體環圈(loop)必需隨后被導入先前已制備 好的定子的溝槽中并加以固定，特別是再設置接點，并使用復雜的方法。
發明內容
本發明的目的在于提供一種線圈或一種定子，其可以輕易的及可靠的加以制造并 用于電機，所述電機同時具有由導電材料制成的高度填料；以及在于可獲得一種線圈或定 子的可靠制造方法。上述目的可通過一線圈來達成，特別是用于一電機，特別是一變壓器 (transformer)或一電機整流器(converter)，特別是一電動馬達，以供導引用于產生一磁 場的一電流，其中所述線圈由數個單獨的繞匝(turns)組成，所述繞匝基本上具體為一平 坦主體，因而可獲得由一個排列于另一個上方而形成的繞匝的一密集構裝，及在各情況下， 一個繞匝除了在一側的至少一電性中斷部之外是具有至少一環繞導體路徑，且一個繞匝的 所述導體路徑在一位置上具有一導電連接部連接至一鄰接繞匝的一導體路徑，其中所述繞 匝也是基本上的相互電性絕緣。達成上述目的的手段是提供一線圈，其具有簡單設計且由數個分隔平坦區段狀的 單獨繞匝所組成，其中由于導電連接設于此側且優選未在所述線圈的頭部區內，故被制造 形成在所述線圈的頭側的所述繞匝頭部是明顯較小。如此可達到電機的較小軸向安裝空 間，其對于許多應用來說非常重要，特別是受到空間不足影響者。再者，如此也達到節省材 料。由于繞匝的平坦設計，其可以在相同的溝槽面積(用于線圈的組裝及固定)內容 置更多的導電材料(特別是銅)，并可容置更多的繞匝數量。如此可達到一狀態使該線圈電 阻減少并在磁場減弱區內獲得相對較大的轉矩(torque)。再者，在相同溝槽區下，如此可容 置更多繞匝，因而可得到相對較大的電流，并因此具有相對較大的轉矩。所述線圈可預先在 電機外部進行制造及檢查。通過在線圈的側邊區內形成具有導電連接部的接點，將可達到一非常大的組裝空 間，以供形成繞匝的所有接點。若在相鄰繞匝之間的基本呈溝槽形的中斷部特別呈偏移(offset)排列及/或其 中在相鄰繞匝之間的導電連接部呈偏移排列，其中導電連接部特別排列在一繞匝內的基本呈溝槽形的中斷部的直接鄰近位置內時，則將可獲得一種在一線圈的各繞匝之間形成接點 的可靠及簡易的方法。若連續數個繞匝各自的所述基本呈溝槽形的中斷部及/或所述繞匝的導電連接 部是各以一預定間距相對于前一繞匝的所述連接部及/或中斷部呈偏移排列，則將可以較 妥善的使用在制造過程期間的加工區域。再者，即使在沒有中斷一鄰接連接之下形成緊密 構裝，此方式亦可制造下一連接部。若所述繞匝的基本呈溝槽形的中斷部及/或導電連接部排列在所述線圈的一縱 向側上，則由所述繞匝形成的線圈的組合構造可以更簡易的制做及更具可靠性。為了獲得更密集的構裝，若所述線圈的特性(特別是所述繞匝的平坦橫截面)適 用于各別需求(特別是具體以不同方式用在一線圈內)且其中所述繞匝特別具體做為矩形 平坦主體時，則將可能使用不同的形狀及設計。若所述繞匝具體是(特別是沖壓)來自于一導電板狀金屬條材(特別是銅條)，則 可能達到一簡易及具成本效益的制造。若所述繞匝除了所述導電連接部之外是相互電性絕緣的(特別是通過薄絕緣層， 特別是由紙及/或清漆及/或氧化物制成者)時，則可獲得一安全的設計。較有利的是，若在所述繞匝之間的導電連接部是通過硬焊及/或機械壓合及/或 在保護氣氛或相似物下進行的焊接來形成的。通過在保護氣氛下進行硬焊的生產允許快速 及安全的進行制造，其中特別是數個繞匝可在一加工步驟中進行電性連接。上述例如可通 過快速感應加熱在短時間內完成。特別是，另外一連接裝置可以電氣的及/或通過一小板 來定位在所述欲連接的點位置上，及所述繞匝可以一個放置于另一個之上。也可使用預加 應力以產生短期加熱至一熔化溫度，其中優選使用一保護氣氛。若線圈(包含所述繞匝之間的導電連接部)在電機外側被組裝及僅需隨后被插入 電機中，則就電機組裝上可提供高度簡化。所述線圈因而亦可電性連接至在插入狀態下無 法達到的點位置，如此可獲得相對較大的工作區域。另外，加工后的線圈可在定子上分開固 定或以彈性方式插入到不同的電機中，例如變壓器。較有利的是，若在組裝后，才利用所述基本呈溝槽形的中斷部及/或所述導電連 接部排列在定子的一溝槽區內的方式將所述線圈引入定子中。較有利的是，若所述中斷部具體是根據電性需求來設置的。若具有電流連接的一接點區設置在所述線圈的至少一端側的繞匝，其中所述接點 區特別設有供焊接工藝用的焊條(特別是錫層)，及/或所述接點區特別是絕緣的，及/或 特別是具有焊珠或焊接凸塊(bumps)以供進一步形成電性接點，則可以制得一可靠的電性 接點。可以在將所述線圈組裝到電機內之前或之后才形成所述接點區。為了穩固的固定線圈于電機外側，較有利的是，若所述繞匝(windings)設有一減 少腐蝕的或抗腐蝕的覆層。若兩端側的繞匝各具有一接點區，其中所述端側的繞匝的兩接點區排列在一繞匝 端部，及/或在各情況下將一接點區設置在相對設置的兩繞匝端部的其中一個上，則電機 將可具有一彈性設計。若特別在形成電性接點前，所述繞匝，除了繞匝與另一繞匝之間的導電連接部之 外，是設有一粘著層(特別是用于可熱性活化的粘接工藝，其中所述粘著層特別是較厚于所述絕緣層)，則將可達到繞匝與另一繞匝之間較良好的機械連接。上述目的亦可通過一種具有內定子或外定子的電機整流器的定子來達成，其中所 述定子具有如權利要求1至17任一項所述的至少一線圈，其中所述定子具有一分隔設計， 特別是一星狀軛鐵(yoke)設計，且所述線圈組裝在所述星狀體的一齒部上做為個別齒狀 線圈。所述個別齒狀線圈的繞匝在一齒部的一基部(foot)區的鄰近位置是制成較小于 在齒部的一肩部(shoulder)區者。若數個線圈設置在其接點區具有一接點單元以供同步形成接點，則可具有簡易的 設計及可節省成本的制造。上述目的亦可通過一種制造線圈的方法來達成，特別是如權利要求1至15任一項 所述的線圈，其中基本呈矩形的平坦繞匝在一縱向區內具有基本呈溝槽形的中斷部，且是 一個排列在另一個之上，以及在各情況下，鄰接的繞匝是通過使用一連接方法在此縱向區 內形成一導電連接來加以連接，其中所述線圈(包含所述繞匝之間的所述導電連接部)優 選先在電機外側組裝，及僅需隨后插入到電機內。較有利的是，若所述繞匝之間的導電連接部通過焊接來同步形成，特別是硬焊，特 別是在保護氣氛及/或機械壓力或相似物下，特別是在所有繞匝的數個繞匝之間。為了穩固連接，優選使用一可被熱性活化的粘結劑，以使所述繞匝相互機械固定， 特別是在所述繞匝相互絕緣之前。上述目的亦可通過一種制造定子的方法來達成，所述定子特別是如權利要求16 至18任一項所述，并具有如權利要求1至15任一項所述的線圈，其特別是根據權利要求19 至21所述的方法來制造，其中所述線圈先堆疊在由個別平坦繞匝來組成的定子的外側，并 焊接在一起，以在定子的溝槽區內制造個別導電連接部，及隨后在各情況下組裝在，一星狀 軛鐵結構的星狀體的一齒部上，以在各情況下做為一線圈構裝，并在組裝在所述星狀體上 之后再接著將所述星狀體插入所述軛鐵內。本發明其他特征及優點是出現在權利要求及下述說明中，其中本發明主要標的具 體實施例將配合附圖作詳細說明。下述實施例的陳述并非限制性，但僅是用以示例便于了解。
圖1揭示一具線圈的電機的定子軛鐵結構的的剖面示意圖； 圖2揭示一電機內的星狀軛鐵結構；
圖3揭示一具有線圈的星狀體的剖面； 圖4揭示一星狀軛鐵的剖面示意圖； 圖5揭示一線圈的一部分的立體示意圖； 圖6a、b、c揭示一線圈的繞匝的示意圖；及 圖7a、b揭示一線圈的繞匝的示意圖。
具體實施例方式圖1揭示一具線圈1的一電機的一星狀軛鐵結構15的的剖面示意圖。在插入工藝后，一曝露出的溝槽22，優選在溝槽的深度上方具有一恒定的寬度，例如0. 33 mm(毫米)， 且其形成在二齒部16的兩線圈1之間。為達此目的，基于所述齒部16的圓形路徑配置，所 述繞匝(turn)橫截面的尺寸將連續性的由最內側的繞匝2向最外側的繞匝2增加。在一 尺寸的例子中，一第一繞匝的寬度大約為3. 3 mm，厚度大約為1 mm，及縱向側為112 mm，溝 槽區14。所述繞匝的尺寸優選是例如隨著另一繞匝增加，另一繞匝具有約10. 6 mm的寬度， 約1 mm χ的恒定厚度約124 mm的縱向側，其設置是適用于溝槽幾何形狀。在二繞匝之間 的絕緣物約有0.2 mm的厚度。在一第一繞匝中，所述中斷部4在最上方的繞匝處的寬度約 3 mm至5 mm，及所述導電連接部7的寬度約5 mm。圖2揭示一星狀軛鐵結構15，具有線圈1在一電機的所有齒部16上。所述接點區 23突出于所述線圈1外并對應于繞組(winding)末端，以做為電源供應末端的接點。圖3揭示一星狀體17的剖面。所述繞匝2概要繪示，因而最小的繞匝2抵接在所 述齒部16的基部區20，及架構成隨后連續擴大繞匝2直到最大的繞匝2位于所述齒部16 的肩部區21。圖4揭示一具有齒部16的星狀體17及一軛鐵19的剖面示意圖，其中在所述線圈 組裝在所述齒部16上之后，所述星狀體17立即插入所述軛鐵19內。圖5揭示一線圈1的一部分的立體示意圖。所述繞匝2是一個排列在另一個的上 方，并利用絕緣層M各自區隔。各繞匝2具有一中斷部7，并放置成通過一連接部7接觸一 相鄰繞匝2。最外側的繞匝2具有一繞組末端，其具有一接點區23以提供電流。圖6揭示一線圈1的繞匝2在平面及橫截面上的示意圖。圖6a揭示一示例用的繞匝2由一齒部16的基部區構成，其具有一接點區23，以 便在所述線圈1的一狹窄側25上的繞組末端提供電源供應連接；以及一導電連接部4，以 連接至一相鄰繞匝2。圖6b揭示圖6a的一繞匝2的橫截面，包含二相鄰絕緣層M及在二繞匝2之間的 導電連接部4。圖6c揭示一繞匝2，其中所述接點區23設于一狹窄側25的繞組末端的不同位置 處。圖7a及7b揭示一線圈1的繞匝2的示意圖。所述繞匝2具有數個中斷部4呈偏 移排列，且導體路徑具有不同寬度，其中a是較窄，及b是較寬。在AA及BB的截面上，清楚 可知的是所述繞匝利用絕緣層來形成絕緣，其中一導電連接部在各種情況下形成在直接相 鄰或以其他方式相鄰的繞匝上。變化例1揭示亦可提供一單側絕緣層24。所述中斷部排列 在所述繞匝2的縱向側上，以允許所述線圈由所述繞匝形成簡易構裝，且優選僅需隨后插 入所述齒部中。參考圖示列表
1線圈
2繞匝
3縱向方向
4中斷部
5側邊
6點位置7連接部8間距9橫截面10平坦部11縱向側12定子13個別齒狀線圈14溝槽區15定子軛鐵結構16齒部17星狀體18縱向區19軛鐵20基部區21肩部區22溝槽23接點區24絕緣層25狹窄側
權利要求
1.一種線圈(1)，特別是用于一電機，特別是一變壓器或一電機整流器，特別是一電動 馬達，以供導引用于產生磁場的一電流，其特征在于所述線圈由數個單獨的繞匝(2)組 成，所述繞匝( 基本上具體為一平坦主體，因而可獲得由一個排列于另一個上方而形成 的繞匝⑵的一密集構裝，及在各情況下，一個繞匝⑵除了在一側(5)的至少一電性中斷 部(4)之外是具有至少一環繞導體路徑，且一個繞匝O)的所述導體路徑在一位置(6)上 具有一導電連接部(7)連接至一鄰接繞匝O)的一導體路徑，其中所述繞匝( 也是基本 上的相互電性絕緣。
2.如權利要求1所述的線圈，其特征在于在相鄰繞匝(2)之間的所述基本呈溝槽形 的中斷部特是別呈偏移排列，及/或其中在相鄰繞匝( 之間的導電連接部(7)呈偏移排 列，其中所述導電連接部(7)特別排列在一繞匝(2)內的基本呈溝槽形的中斷部⑷的直 接鄰近位置內。
3.如權利要求1至2所述的線圈，其特征在于連續數個繞匝(2)各自的所述基本呈 溝槽形的中斷部(4)及/或所述繞匝O)的導電連接部(7)是各以一預定間距(8)相對于 前一繞匝O)的所述連接部及/或中斷部呈偏移排列。
4.如權利要求1至3任一項所述的線圈，其特征在于所述繞匝O)的基本呈溝槽形 的中斷部⑷及/或導電連接部(7)排列在所述線圈⑴的一縱向側(11)上。
5.如權利要求1至4任一項所述的線圈，其特征在于所述線圈O)的特性，特別是所 述繞匝⑵的平坦橫截面(9)，適用于各別需求，特別是具體以不同方式用在一線圈⑴內， 且其中所述繞匝( 特別具體做為矩形平坦主體(10)。
6.如權利要求1至5任一項所述的線圈，其特征在于所述繞匝(2)具體是，特別是沖 壓，來自于一導電板狀金屬條材，特別是銅條。
7.如權利要求1至6任一項所述的線圈，其特征在于所述繞匝O)除了所述導電連 接部(7)之外是相互電性絕緣的，其特別是通過薄絕緣層(M)，特別是由紙及/或清漆及/ 或氧化物制成的。
8.如權利要求1至7任一項所述的線圈，其特征在于在所述繞匝(2)之間的導電連 接部(7)是通過硬焊及/或機械壓合及/或在保護氣氛或相似物下進行的焊接來形成的。
9 如權利要求1至8任一項所述的線圈，其特征在于所述線圈(1)，包含所述繞匝(2) 之間的導電連接部(7)在所述電機外側被組裝，及僅需隨后被插入所述電機中。
10.如權利要求1至9任一項所述的線圈，其特征在于在組裝后，才利用所述基本呈 溝槽形的中斷部(4)及/或所述導電連接部(7)排列在所述定子(1 的一溝槽區(14)內 的方式將所述線圈引入所述定子(12)中。
11.如權利要求1至10任一項所述的線圈，其特征在于所述中斷部(4)具體是根據 電性需求來設置的。
12.如權利要求1至11任一項所述的線圈，其特征在于具有電流連接的一接點區 (23)設置在所述線圈(1)的至少一端側的繞匝O)，其中所述接點區03)特別設有供焊接 工藝用的焊條，特別是一錫層，及/或所述接點區特別是絕緣的，及/或特別是具有焊 珠或焊接凸塊以供進一步形成電性接點。
13.如權利要求1至12任一項所述的線圈，其特征在于所述繞匝設有一減少腐蝕的 或抗腐蝕的覆層。
14.如權利要求1至13任一項所述的線圈，其特征在于兩端側的繞匝各具有一接點 區，其中所述端側的繞匝的兩接點區排列在一繞匝端部，及/或在各情況下將一接點區設 置在相對設置的兩繞匝端部的其中一個上。
15.如權利要求1至14任一項所述的線圈，其特征在于特別在形成電性接點前，所述 繞匝，除了所述繞匝與另一繞匝之間的導電連接部之外，是設有一粘著層，特別是用于一可 熱性活化的粘接工藝，其中所述粘著層特別是較厚于所述絕緣層。
16.一種具有內定子或外定子的電機整流器的定子，其特征在于所述定子(1 具有 如權利要求1至17任一項所述的至少一線圈，其中所述定子(12)具有一分隔設計，特別是 一星狀軛鐵設計(15)，且所述線圈組裝在所述星狀體(17)的一齒部(16)上做為個別齒狀 線圈(13)。
17.如權利要求6所述的定子，其特征在于所述個別齒狀線圈(13)的繞匝在一齒部 (16)的一基部區00)的鄰近位置是制成較小于在所述齒部(16)的一肩部區者。
18.如權利要求16或17所述的定子，其特征在于數個線圈在其接點區設有一共同接 點單元，以供同步形成數個線圈的接點。
19.一種制造線圈(1)的方法，特別是如權利要求1至15任一項所述的線圈，其中基 本呈矩形的平坦繞匝( 在一縱向區(18)內具有一基本呈溝槽形的中斷部G)，且是一個 排列在另一個之上，以及在各情況下，鄰接的繞匝( 是通過使用一連接方法在此縱向區 (18)內形成一導電連接(7)來加以連接，其中所述線圈(1)，包含所述繞匝(2)之間的所述 導電連接部(7)，優選在所述電機外側組裝，及僅需隨后插入到所述電機內。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于所述繞匝(2)之間的導電連接部(7)通 過焊接來同步形成，特別是硬焊，特別是在保護氣氛及/或機械壓力或相似物下，特別是在 所有繞匝的數個繞匝之間。
21.如權利要求19或20所述的方法，其特征在于一可被熱性活化的粘結劑被用來使 所述繞匝( 相互機械固定，特別是在所述繞匝相互絕緣之前。
22.一種制造定子(1 的方法，所述定子(1 特別是如權利要求16至18任一項所 述，并具有如權利要求1至15任一項所述的線圈(1)，其特別是根據權利要求19至21所述 的方法來制造，其特征在于所述線圈(1)堆疊在由個別平坦繞匝( 組成的定子(12)的 外側，并焊接在一起，以在所述定子(12)的溝槽區(14)內制造個別導電連接部(7)，及隨后 在各情況下組裝在，一星狀軛鐵結構(1 的星狀體(17)的一齒部(16)上，以在各情況下 做為一線圈構裝，并在組裝在所述星狀體(17)上之后再接著將所述星狀體(17)插入所述 軛鐵(19)內。
全文摘要
本發明關于一種線圈(1)，特別是用于電機，特別是變壓器或電機整流器，特別是電動馬達，以供導引用于產生磁場的電流。所述線圈由數個單獨的繞匝(2)組成，所述繞匝(2)基本上具體為一平坦主體，因而可在堆疊所述繞匝(2)時獲得緊密構裝的結構，及各所述繞匝(2)除了在一側的至少一電性中斷部之外是分別包含至少一循環導體路徑。一個繞匝(2)的所述導體路徑包含在一點位置上的一導電連接部連接至一鄰接繞匝(2)的一導體路徑。所述繞匝(2)是附帶的、基本上的相互電性絕緣。
文檔編號H02K3/52GK102084576SQ200980125363
公開日2011年6月1日 申請日期2009年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者馬庫斯·樸大克 申請人:布羅斯汽車零件維爾茨堡兩合公司