第22回 前篇 电机线圈的极致匠艺：
“线圈绕制匠人”永滨佳喜

现在，以3D打印、AI技术为代表的技术升级备受瞩目。但是，汽车行业生产一线却依旧存在着一些依靠“老手艺”而运转的部门。

ToyotaTimes将聚焦这些用其自身精湛技艺支撑起汽车行业的“匠人”们，并开启一个直指日本制造业精髓的新特辑“支撑日本汽车制造业的匠人们”。

本期时报为致力于混合动力车（HEV）和纯电动车（BEV）电机线圈研发长达30年，隶属于动力传动系统制造基础技术部的永滨佳喜采访特辑前篇。

第22回 支撑电动化时代核心部件研发的“线圈绕制匠人”永滨佳喜

丰田汽车 动力传动系统制造基础技术部 工长

决定电机性能的线圈

以HEV和BEV为代表的电动化浪潮席卷汽车业界已久。作为电动化车型动力源的电机，其性能的优劣，根本上取决于定子上缠绕的铜线线圈。有一位匠人，30年来始终潜心钻研“缠绕线圈”工艺的研发与试制。

位于爱知县丰田市丰田汽车总部工厂的动力系统研发楼，是永滨佳喜的舞台。自1995年入职以来，从丰田首款纯电动车“RAV4 EV”搭载的零代电机，到2022年问世的第5代混合动力车电机，永滨始终深耕于电机试制研发的一线。如今，他已取得丰田内部最高专业技能资格——S级。

从手绕线圈技能的掌握，到扁平线圈的新技术攻关，再到设备调整，永滨广泛参与了电机研发的试制工程。他所掌握的这些技能，在电动化不断发展的当下，正变得越发不可或缺。

电机为何会旋转

作为汽车的动力源，三相交流AC电机主要由两大部分构成：定子与转子。定子周围缠绕着铜线线圈，而转子则位于结构中心并内置磁铁。

线圈通电后会生成磁场，该磁场与转子上的磁铁相互作用，从而形成旋转动力。这意味着，线圈的绕制方式直接决定着电机的最终性能。

在动力系统研发楼内，陈列着用于培养后辈而制作的彩色线圈模型。这些以红、蓝、黄三色区分的线圈，清晰地展示了电机的三相基本结构。

多数汽车电机采用三相交流电驱动。其工作原理是错开时序向U、V、W三相线圈依次馈入交流电流，从而产生一个旋转磁场，该磁场则会牵引转子实现旋转运动。

制作彩色线圈模型旨在让大家能更直观地理解三相线圈的布局，而三相的布局方式，则是决定电机功率与能效的关键影响因素之一。

永滨通过专用卡规严格检测从定子突出部分线圈的大小，并据此进行缠绕作业。

外观的规整度直接决定了性能的优劣，这正是线圈绕制技艺的精髓所在。

在舟屋长大的少年与“编织”文化

永滨的故乡位于京都府丹后半岛的伊根。在这个舟屋（一种传统建筑）林立的地区，永滨出生在一个渔民家庭。他的父亲是一名从事远洋渔业的渔人，家中堆满了各种渔具。

令永滨记忆深刻的是一种名为“萨摩编织”的绳索编织技术。这项复杂工艺是在三股编织好的绳索中再编入三根绳索，用于连接绳索或制作绳圈。

初中时期，永滨曾帮家里修补渔网。虽然不被允许触碰渔业中重要的部分，但修补破网这样较为简单的工作交给了他。在那里，他目睹了错综复杂的网眼之美。

永滨是家中的次子。由于长子继承家业，他决定离家发展。在痴迷篮球的中学时代，他对拥有强大企业运动队的松下公司产生了兴趣。

因此永滨进入了电气科高中，并在那里拿到了丰田工业学园（当时称为丰田工业高等学园）的宣传册。在这里，不仅能偿还高中三年的奖学金，还能一边领取工作薪资一边学习技能，并且未来可以在丰田工作。在班主任的建议下，永滨决定进入丰田工业学园学习。

挑战丰田首款纯电动车

1995年，永滨入职丰田汽车公司。他被分配到工厂，负责生产自动化设备专用的电机，具体来说，这里负责内部生产AGV（无人搬运车）用的小型电机等。

入职后不久，永滨就经历了一场命运般的邂逅：丰田首款纯电动车“RAV4  EV”的电机研发项目正式启动。

当时丰田内部没有其他部门能制造驱动用电机，永滨所在的部门因拥有能手工绕制线圈的技能而被选中。

从此日复一日的缠绕线圈作业开始了，而前辈们的指导十分严格。

如此严苛自有其道理。构成线圈的漆包线（铜线）覆盖着42微米的绝缘涂层，即便涂层出现细微损伤，在通电进行电阻值和绝缘性的标准检测中也无法识别，细微伤痕会被漏检。

要确认是否存在损伤，就需要进行破坏性测试。将线圈浸入特殊盐水溶液中，检查液体是否会从伤痕处渗入。但这就是对线圈的破坏，测试后的线圈无法再使用。

若带有损伤的线圈被装入车辆，行驶中可能会导致电机发热，最坏情况下甚至会引发火灾。正因如此，前辈们才会如此严格指导。

在反复失败和重来的过程中，永滨逐渐掌握了高超的技能。这段严苛的修行为他奠定了手工绕线技能的基础。然而这仅是长达三十年修炼的起点。

难以言传的匠人直觉

手工绕线这一技能的核心是什么？答案是：无法用语言完全描述的指尖感知。

定子上刻有放射状的线槽，需要将铜线线圈卷入这些线槽中。此时使用的是被永滨称为“梳子”的工具。

连这个工具也是永滨自己制作的。为了在不损伤铜线及其周围绝缘部分的前提下，精准传递所需的力，永滨将“梳子”的前端做成了斜角。

在绕线作业中，必须时刻感知铜线的状态。铜线在绕线过程中会产生扭绞。如若不加处理，铜线会发生扭转，导致绕线成形不良。

永滨将盛有铜线束的桶左右旋转，来调整这些扭绞。通过这种方式在绕制过程中控制铜线的卷曲特性，保持其处于最佳状态。

铜线是一种纤细的材料。它容易受损，反复弯折几次就会硬化变脆。正因如此，需要掌握不对铜线施加压力的力道。

永滨的这些技能，并非通过言语传授得来。他仔细观察前辈的操作，并自己反复进行了尝试与摸索。

“边看边学，以自己的方式对工具做了各种改进”永滨微笑着说。在那个时代，“自己的技术自己磨”是匠人的文化。永滨正是在这种文化中，经历了一次次的失败，才终于掌握了这些技能。他还告诉我们，随着经验积累，自己的感觉也越发敏锐。

这便是匠人的技能。它无法量化，也难以用语言完全传达。但它确实存在，也是它确保了电机的性能。

初代普锐斯迈向量产的壁垒

1996年，永滨继RAV4 EV之后参与的一个大型项目，即世界首款量产混合动力车——初代“普锐斯”专用电机的研发。

由于RAV4 EV是少量生产，线圈全部以手工卷绕应对。但普锐斯是以量产为前提的。手工卷绕根本无法满足需求。所有工序都必须转向机器量产。

最终采用的，是一种被称为“Racing方式”的工法。通过对名为线圈端部（coil end）的部位进行预成型，使其达到规定尺寸，然后再以绝缘绳进行捆扎。使用专用的钩针进行类似编织的连续操作时，需要将钩针的高度、角度以及绳子的张力等条件参数化，并导入到设备中。借此，将确立的制造条件按工序逐一移转至整条电机生产。随着从单件加工向量产制造的转变，工作方式也逐渐呈现出变化。

当时，担任初代普锐斯研发负责人的内山田竹志先生（后任丰田汽车会长）也频繁亲临试制一线。据说他曾向永滨等人提出这样的问题：

“线圈不能再多卷一圈吗？”

为了哪怕稍微提升一点性能，能否增加线圈的卷绕圈数。内山田先生的这份执着，也传递给了一线的技能人员们。

1997年，初代普锐斯发售。此后，它作为世界首款量产混合动力车，成为载入汽车史册的车型——这已是众所周知的事实。

永滨流露出怀念的表情，说当时自己也品尝到了成就感。然而，紧接着他便遭遇了挫折。

随着普锐斯量产的开始，永滨被派遣到量产一线提供支援。在那里他所面对的，是一个与试制一线截然不同的世界。

这次经历对永滨而言成为一个重大转折点。他认识到，研发试制的职责并非仅仅是制作试作品，还要着眼于量产，准备好能让设备稳定运行的条件。

试制部门、制造部门、设备厂商。所有环节协同合作，才能诞生出优秀的产品。永滨从量产一线的挫折中，知晓了这一本质。

在下篇中，将为您介绍从圆线到扁平线圈的技术革新、时隔十年的手工绕线委托，以及面向下一代的技能传承。