專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的實(shí)施方式涉及像AC伺服馬達(dá)這樣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)等一般的旋轉(zhuǎn)電機(jī)由于用于驅(qū)動(dòng)的負(fù)載電流而定子線圈的溫度上升。由于定子線圈的容許溫度而額定輸出被限制，因此定子線圈的冷卻性能成為決定額定輸出的大小的要因。作為提高了定子線圈的冷卻性能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一例，能舉出在WO 2008/149649 Al號(hào)公報(bào)中記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在該文獻(xiàn)所記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，將在定子線圈中產(chǎn)生的熱直接從定子線圈的線圈端散熱到托架上，提高了定子線圈的冷卻性能。在上述文獻(xiàn)所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，將定子線圈安裝在定子鐵心上，使用模制樹脂來進(jìn)行成形而制作定子。在制造工序中，縮短加工時(shí)間直接影響到構(gòu)成制造成本的加工費(fèi)的降低。注塑成形需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，因此成為了縮短加工時(shí)間的較大的障礙。另外，在將廢棄不要的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的材料作為資源而分解回收時(shí)，樹脂注塑的定子尤其是對(duì)于鐵材與銅材的分離成為較大的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的如下，在不損壞以往的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈的冷卻性能的情況下， 提供能夠縮短加工時(shí)間和提高分解回收的再利用性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)形態(tài)中，在具備被旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子；定子；及支撐所述轉(zhuǎn)子與所述定子的托架的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，定子具有將卷繞銅圓線并加壓成形外形的多個(gè)空芯線圈配置成環(huán)狀且使用樹脂來進(jìn)行一體化的定子線圈；及分割到每個(gè)齒的定子鐵心。根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)形態(tài)，不是在制造工序的主線上使用模制樹脂來成形定子線圈，而是將預(yù)先在副線上一體成形的定子線圈作為1個(gè)部件來準(zhǔn)備，因此能夠只通過主線上的組裝來完成旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠大幅地降低加工時(shí)間。另外，廢棄不要的旋轉(zhuǎn)電機(jī)如下，只拆下連結(jié)螺栓就能夠容易地進(jìn)行分解，尤其是容易分離鐵材與銅材，能夠飛躍性地提高再利用性。


圖1是第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸向剖視圖。圖2是第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的徑向剖視圖。圖3是定子線圈的外觀圖。圖4是安裝有接線部的定子線圈的外觀圖。圖5是定子線圈的對(duì)負(fù)載側(cè)托架的安裝示意圖。
圖6是定子鐵心的安裝示意圖。
圖7是框架的安裝示意圖。
圖8是定子線圈的構(gòu)造示意圖。
圖9是其他定子線圈的構(gòu)造示意圖。
圖10是其他定子線圈的外觀圖。
圖11是其他定子線圈的構(gòu)造示意圖。
圖12是空芯線圈的卷線構(gòu)造示意圖。
圖13是空芯線圈的加壓成形示意圖。
圖14是空芯線圈的加熱粘結(jié)示意圖。
圖15是第2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的部件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16是定子鐵心的形狀示意圖。
圖17是定子鐵心的倒角形狀示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明公開的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。并且，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)，從而適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)說明。<第1實(shí)施方式>首先，參照?qǐng)D1對(duì)第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸向剖視圖。如圖1所示，本實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備被旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子30 ；定子31 ；及支撐所述部件的負(fù)載側(cè)托架43與負(fù)載相反側(cè)托架44。轉(zhuǎn)子30的轉(zhuǎn)子鐵心33如下，通過負(fù)載側(cè)側(cè)板35與負(fù)載相反側(cè)側(cè)板36來固定在軸 34上，介由負(fù)載側(cè)軸承37與負(fù)載相反側(cè)軸承38被旋轉(zhuǎn)自如地支撐在負(fù)載側(cè)托架43與負(fù)載相反側(cè)托架44上，在軸的負(fù)載相反側(cè)端部設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的編碼器部41。定子線圈的負(fù)載側(cè)線圈端40a以埋入于負(fù)載側(cè)托架的凹部43a的方式被緊貼設(shè)置。因此，能夠使定子線圈的從負(fù)載側(cè)線圈端6a到負(fù)載側(cè)托架43的熱傳導(dǎo)良好，相對(duì)于定子線圈的容許溫度能夠?qū)崿F(xiàn)更大的負(fù)載電流，提高額定輸出。從外部通過未圖示的導(dǎo)線由定子線圈的接線部42向定子線圈40通電。通過未圖示的螺栓將負(fù)載相反側(cè)托架與框架51 —起連結(jié)在負(fù)載側(cè)托架43上。為了防止異物進(jìn)入到轉(zhuǎn)子內(nèi)部，在負(fù)載側(cè)托架的軸承部的外側(cè)設(shè)有防塵圈49。圖2是第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的徑向剖視圖。如圖2所示，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子31如下，永久磁鐵32的每1個(gè)磁極以V字狀設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心33中，是構(gòu)成10個(gè)磁極的埋入磁鐵型構(gòu)造。定子具有分成12個(gè)分割到每個(gè)齒的定子鐵心45 ；及使用模制樹脂47來一體成形的定子線圈40。被分割的定子鐵心的齒部45a的寬度在徑向上一定，由于是所謂開放式槽，因此定子線圈能夠到與定子鐵心相同的內(nèi)周為止較大地設(shè)置占有面積，能夠相應(yīng)地使用銅圓線而降低電阻，能夠得到減少發(fā)熱的效果。圖3是定子線圈的外觀圖。
在圖3中，定子線圈40是如下部件，以集中線圈方式被卷繞，使用模制樹脂47來將加壓成形外形的12個(gè)空芯線圈一體成形。定子線圈40如下，由在空芯線圈的一體化中包含的絕緣材料或模制樹脂47自身的絕緣性能來覆蓋除了設(shè)有空芯線圈的導(dǎo)體端部46a 的線圈端部的外側(cè)，空芯線圈不接觸定子線圈40的表面，因此即使直接緊貼托架，絕緣性也被確保。另外，在空芯線圈的一體化中包含的絕緣材料或樹脂填充于各個(gè)空芯線圈之間， 空芯線圈彼此不直接接觸，因此空芯線圈彼此的絕緣性被確保。圖4是安裝有接線部的定子線圈的外觀圖。在圖4中，構(gòu)成定子線圈40的各個(gè)空芯線圈的導(dǎo)體端部46a如下，通過安裝預(yù)先設(shè)有安裝孔的接線基板來設(shè)置接線部52。圖5是定子線圈的對(duì)負(fù)載側(cè)托架的安裝示意圖。在圖5中，定子線圈40如下，由于不介由定子鐵心而安裝在負(fù)載側(cè)托架43上，因此能夠?qū)⒇?fù)載側(cè)線圈端40a的端面確實(shí)地緊貼在托架上。定子線圈的負(fù)載側(cè)線圈端40a如下，在負(fù)載側(cè)托架的凹部43a中涂敷粘結(jié)材料而進(jìn)行緊貼。粘結(jié)材料降低定子線圈40與負(fù)載側(cè)托架43的對(duì)于熱傳導(dǎo)的接觸阻力，提高定子線圈的冷卻性能。圖6是定子鐵心的安裝示意圖。在圖6中，在定子線圈40上存在安裝定子鐵心的齒部4 的定子線圈的空隙40b， 從外側(cè)安裝分割到每個(gè)齒的定子鐵心45。圖7是框架的安裝示意圖。在圖7中，在安裝有定子鐵心45的狀態(tài)下，將框架51安裝在負(fù)載側(cè)托架的嵌合部 43b，與負(fù)載相反側(cè)托架一起用螺栓進(jìn)行連結(jié)。圖8是定子線圈的構(gòu)造示意圖。在圖8中，也能夠隔著空芯線圈的空隙將構(gòu)成定子線圈40的各個(gè)空芯線圈46安裝在成形模上，使用模制樹脂來一體成形。而且，在要求更高的絕緣強(qiáng)度的情況下，作為空芯線圈之間的絕緣也能夠附加絕緣膠帶50等。另外，作為對(duì)于框架、定子鐵心的絕緣，也能夠?qū)⑼鈧?cè)的絕緣體48a與內(nèi)側(cè)的絕緣體48b安裝在空芯線圈的空隙46a中，使用模制樹脂來一體成形。另外，如圖9所示的其他定子線圈的構(gòu)造示意圖那樣，尤其在定子線圈的相間要求較高絕緣可靠性的情況下，能夠?qū)⒕埘サ扔沙尚萎a(chǎn)生的絕緣體53作為相關(guān)絕緣體來設(shè)置在空芯線圈46之間，并使用模制樹脂來一體成形，從而確立對(duì)應(yīng)于要求的強(qiáng)度與可靠性。另外，也可以預(yù)先安裝接線基板52，使用模制樹脂來一體成形。如此這樣，如圖10 所示的其他定子線圈的外觀圖那樣，構(gòu)成馬達(dá)的部件數(shù)量進(jìn)一步減少，組裝作業(yè)進(jìn)一步變得容易。另外，如圖11所示的其他定子線圈的構(gòu)造示意圖那樣，也能夠在空芯線圈46的端面將氮化鋁或氧化鋁等的熱傳導(dǎo)性較高的陶瓷板陽作為絕緣體來進(jìn)行緊貼，使用模制樹脂47來一體成形。根據(jù)該方法，從空芯線圈46到負(fù)載側(cè)托架的散熱性能能夠飛躍性地提高。在空芯線圈的外圓筒部46b上設(shè)置同樣的高熱傳導(dǎo)體也有較大的效果。圖12是空芯線圈的卷線構(gòu)造示意圖，表示空芯線圈的原材料即具有絕緣皮膜的銅圓線的卷繞順序與位置。本實(shí)施例的空芯線圈如下制作，將熔合線的銅圓線75卷繞在夾具上，加壓成形外形，加熱而進(jìn)行熱粘結(jié)。首先，按照?qǐng)D所示的順序卷繞銅圓線75。圖12表示安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上時(shí)從負(fù)載相反側(cè)觀察徑向斷面時(shí)的卷繞順序與位置。表示在銅圓線上的正數(shù)表示卷繞在負(fù)載側(cè)的銅圓線從右側(cè)出來的順序，表示在銅圓線上的負(fù)數(shù)表示卷繞在負(fù)載側(cè)的銅圓線從左側(cè)出來的順序。隔著規(guī)定的間隔而將卷線隔板B73與卷線隔板U74設(shè)置并固定在使用于加壓成形中的夾具即中心銷71與模72上，如圖12所示，以外側(cè)層的卷繞數(shù)與內(nèi)側(cè)層的卷繞數(shù)相比各少1圈以上的方式卷繞銅圓線。在負(fù)載相反側(cè)線圈端以外的范圍內(nèi)卷繞成完全整齊排列，銅圓線的交叉全部在負(fù)載相反側(cè)線圈端進(jìn)行。在負(fù)載相反側(cè)線圈端部設(shè)置空芯線圈的導(dǎo)體端部。如此這樣，能夠高速地卷繞成完全整齊排列。接著，加壓成形空芯線圈。圖13是空芯線圈的加壓成形示意圖。除去在銅圓線的卷繞中使用的卷線隔板B 與卷線隔板U，安裝沖頭77而使成形前的空芯線圈76下降到成形后的空芯線圈外形線S為止來進(jìn)行加壓成形。空芯線圈如下，加壓成形除了設(shè)有空芯線圈的導(dǎo)體端部的線圈端側(cè)面部的全部的外形。因此被加壓成形的空芯線圈具有正確的外形尺寸。接著，加熱粘結(jié)空芯線圈。圖14是空芯線圈的加熱粘結(jié)示意圖。如圖14所示，空芯線圈如下制作，在保持使用沖頭77來加壓成形外形的狀態(tài)下， 加熱熔合線的熱粘結(jié)皮膜來進(jìn)行熱粘結(jié)?？招揪€圈的加熱方法如下，從空芯線圈的導(dǎo)體端部76a通電而發(fā)熱。也可以不使用熔合線，在添加加熱硬化性粘結(jié)劑之后進(jìn)行加熱而成形。如以上說明，本實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)如下，具有使用模制樹脂來一體成形的定子線圈，從而能夠縮短加工時(shí)間。另外，通過在后續(xù)工序中組裝定子鐵心，從而也能夠提高再利用性。<第2實(shí)施方式>下面，參照?qǐng)D15對(duì)第2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行說明。圖15是本發(fā)明的第 2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的部件結(jié)構(gòu)示意圖。第2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)如下，定子鐵心的形狀不同于第1實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其他的結(jié)構(gòu)則相同地構(gòu)成。從而，在下面適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)說明，以不同于第1實(shí)施方式的部分為中心進(jìn)行說明。在分成12個(gè)分割到每個(gè)齒的定子鐵心65上設(shè)有螺栓連結(jié)孔65a。在負(fù)載側(cè)托架 63上設(shè)有定子鐵心連結(jié)用螺孔63a。將從外側(cè)安裝在定子線圈的空隙60a中的定子鐵心 65，分別使用螺栓來直接安裝在托架上。如此這樣，雖然部件數(shù)量增加，但是在將廢棄不要的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的材料作為資源來分解回收時(shí)，尤其是只松開螺栓就能夠分離作為鐵材的定子鐵心與作為銅材的定子線圈，能夠提高分解回收的再利用性。圖16是定子鐵心的形狀示意圖。在圖16中，在定子鐵心的齒部85b的角部設(shè)有倒角部85c。通過做成使空芯線圈的空隙的4個(gè)角落部的內(nèi)R的大小相一致的形狀，從而能夠縮短線圈的周長(zhǎng)，能夠降低卷線電阻。圖17是定子鐵心的倒角形狀示意圖，表示空芯線圈與嵌合于空芯線圈的空隙中的定子鐵心的齒部的3種斷面。在圖17中，如圖17(A)所示，在定子鐵心的齒的角部85g不存在倒角的定子鐵心 85d的情況下，需要在空芯線圈86d的角落部存在相當(dāng)于彎曲半徑R的空隙87d，空芯線圈成為在軸向上較長(zhǎng)的構(gòu)件。在表示第2實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心的倒角形狀的圖17(B)的情況下，改變每一張構(gòu)成定子鐵心的鋼板的齒寬，做成具有接近于空芯線圈86e的角落部的彎曲半徑R的形狀的齒角部的倒角8 的定子鐵心85e。因此，不需要角落部的相當(dāng)于彎曲半徑R的空隙，能夠縮短空芯線圈86e的軸向長(zhǎng)度。如圖17(C)所示，也能夠在不改變每一張構(gòu)成定子鐵心的鋼板的齒寬的情況下， 做成在端部使用必要張數(shù)的較小齒寬的鋼板的定子鐵心85f。此時(shí)，雖然角落部產(chǎn)生相當(dāng)于彎曲半徑R的空隙87f，但是能夠在最少地控制定子鐵心的部件數(shù)量的同時(shí)縮短空芯線圈 86f的軸向長(zhǎng)度。通過在定子線圈中使用縮短軸向長(zhǎng)度的空芯線圈，從而不僅能夠進(jìn)一步使旋轉(zhuǎn)電機(jī)呈小型化而且也能夠節(jié)約作為原料的銅圓線，而且由于空芯線圈的卷線長(zhǎng)度被縮短而卷線電阻降低，能夠減輕要求冷卻性能的定子線圈上的發(fā)熱本身。如以上說明，本實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有形狀不同的定子鐵心，從而在第1 實(shí)施方式涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)所能收到的作用、效果的基礎(chǔ)上還能夠提高分解回收的再利用性，能夠提高定子線圈的冷卻性能。這有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源化與增大旋轉(zhuǎn)電機(jī)的額定輸出。根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)形態(tài)，不是在制造工序的主線上使用模制樹脂來成形定子線圈，而是將預(yù)先在副線上一體成形的定子線圈作為1個(gè)部件來準(zhǔn)備，因此能夠只通過主線上的組裝來完成旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠大幅地降低加工時(shí)間。另外，廢棄不要的旋轉(zhuǎn)電機(jī)如下，只拆下連結(jié)螺栓就能夠容易地進(jìn)行分解，尤其是容易分離鋼鐵材與銅材，能夠飛躍性地提高再利用性。以上是本發(fā)明的各實(shí)施方式，但是本申請(qǐng)發(fā)明不局限于上述例，在本申請(qǐng)發(fā)明的范圍內(nèi)能夠任意適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)當(dāng)然能夠應(yīng)用于工業(yè)用伺服馬達(dá)中，而且能夠應(yīng)用于家電用馬達(dá)、EV(Electric Vehicle 電力汽車)馬達(dá)等的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)、微型渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)等廣范圍的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具備被旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子；定子；及支撐所述轉(zhuǎn)子與所述定子的托架， 其特征為，所述定子具有將卷繞銅圓線并加壓成形外形的多個(gè)空芯線圈配置成環(huán)狀且使用樹脂來進(jìn)行一體化的定子線圈；及分割到每個(gè)齒的定子鐵心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，以緊貼于托架的方式安裝有所述定子線圈的未設(shè)有空芯線圈的導(dǎo)體端部的線圈端側(cè)面部或外圓筒部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈如下，通過在空芯線圈的一體化中包含的絕緣材料或樹脂來覆蓋除了設(shè)有空芯線圈的導(dǎo)體端部的線圈端部的外側(cè)，空芯線圈未接觸定子線圈的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈如下，在空芯線圈的一體化中包含的絕緣材料或樹脂填充于各個(gè)空芯線圈之間，空芯線圈彼此不直接接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈如下，使與使用于一體成形的樹脂相比熱傳導(dǎo)性更高的絕緣材料，呈一體地包含在未設(shè)有空芯線圈的導(dǎo)體端部的線圈端側(cè)面部或外圓筒部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 所述絕緣材料是氮化鋁或氧化鋁制的薄板狀構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 所述定子線圈具有各個(gè)空芯線圈的接線部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 所述定子線圈未介由定子鐵心而安裝在負(fù)載側(cè)托架上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述定子線圈如下，與定子鐵心一起一體化在框架上并連結(jié)在托架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述空芯線圈如下，卷繞具有絕緣皮膜的銅圓線而構(gòu)成，定子鐵心的槽部及緊貼在托架上的線圈端部被卷繞成完全整齊排列，銅圓線的交叉全部在負(fù)載相反側(cè)線圈端部進(jìn)行， 定子線圈的端部設(shè)置在負(fù)載相反側(cè)線圈端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為，所述空芯線圈如下，外側(cè)層的卷繞數(shù)與內(nèi)側(cè)層的卷繞數(shù)相比各少1圈以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空芯線圈的制造方法，其特征為，所述空芯線圈如下制作，將熔合線卷繞在夾具上，加壓成形外形，加熱而進(jìn)行熱粘結(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空芯線圈的制造方法，其特征為，所述空芯線圈的加熱方法如下，在加壓成形外形的空芯線圈中通電來發(fā)熱。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空芯線圈的制造方法，其特征為，所述空芯線圈如下，將銅圓線卷繞在夾具上，加壓成形外形，添加加熱加熱硬化性粘結(jié)劑而成形。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征為， 將所述定子鐵心的齒的角部倒角成2段以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備被旋轉(zhuǎn)自如地支撐的大致圓筒形的轉(zhuǎn)子；定子；及支撐轉(zhuǎn)子與定子的托架，定子具有將卷繞銅圓線并加壓成形外形的多個(gè)空芯線圈配置成環(huán)狀且使用樹脂來進(jìn)行一體化的定子線圈；及分割到每個(gè)齒的定子鐵心。
文檔編號(hào)H02K3/46GK102570655SQ20111040179
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者野中剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)