專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波形繞組卷裝方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法。
背景技術(shù)：
作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的卷裝方法，已知將線圈導(dǎo)體卷裝為波形的波形繞組卷裝方式。作為通過(guò)波形繞組卷裝方式構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的一個(gè)例子，例如可以舉出專(zhuān)利文獻(xiàn)I以及2記載的發(fā)明。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的發(fā)明中，以與帶狀波形繞組夾具的寬度方向平行地形成狹縫導(dǎo)體部的方式卷繞線圈導(dǎo)體，來(lái)形成帶狀波形繞組線圈。接著，一邊使環(huán)狀波形繞組夾具旋轉(zhuǎn)，一邊卷繞多層帶狀波形繞組線圈，從而形成環(huán)狀波形繞組線圈。然后，將環(huán)狀波形繞組線圈安裝于定子芯的狹縫，從而構(gòu)成定子。對(duì)于在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的發(fā)明也相同。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I以及2記載的發(fā)明中還公開(kāi)了如下的方法，S卩，每圍繞定子芯一周設(shè)置環(huán)狀波形繞組線圈，并連接它們的端部，由此形成多層的環(huán)狀波形繞組線圈。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-11116號(hào)公報(bào)；專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2004-320886號(hào)公報(bào)。但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I以及2記載的發(fā)明中，帶狀波形繞組線圈被卷繞重疊了多層并為環(huán)狀，因此卷繞的環(huán)狀波形繞組線圈的外周側(cè)的線圈間間距變寬，而內(nèi)周側(cè)的線圈間間距變窄。因此，在卷繞帶狀波形繞組線圈的工序以及將環(huán)狀波形繞組線圈向定子芯安裝的工序中，在軸向線圈端部產(chǎn)生變形，可能導(dǎo)致線圈形成不良或絕緣劣化。另外，對(duì)于每圍繞定子芯一周設(shè)置環(huán)狀波形繞組線圈并連接它們的端部的方法，例如，在為了提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出而使狹縫內(nèi)的線圈導(dǎo)體數(shù)增加時(shí)，焊接點(diǎn)數(shù)量增加而作業(yè)效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其問(wèn)題在于提供一種能夠提高形成線圈的作業(yè)效率，并且能夠抑制在形成線圈的過(guò)程中產(chǎn)生的波形繞組線圈的變形，防止波形繞組線圈的絕緣劣化的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法。技術(shù)方案I的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，將具有交替在定子芯的各狹縫中穿過(guò)的線圈邊部和與線圈邊部形成一體且與線圈邊部的相同側(cè)端部連接的線圈端部的線圈導(dǎo)體，卷繞成波形繞組結(jié)構(gòu)，來(lái)安裝在各狹縫上，其特征在于，具有:卷裝工序，在設(shè)置有相對(duì)于軸線傾斜的引導(dǎo)部的線圈架上，沿著引導(dǎo)部卷裝上述線圈導(dǎo)體；加壓成形工序，使在線圈架的厚度方向上相鄰的線圈邊部緊貼并進(jìn)行加壓成形，來(lái)形成板狀線圈；卷繞工序，將板狀線圈以螺旋狀卷繞在卷繞夾具上；狹縫安裝工序，使卷繞夾具的卷芯一邊沿著定子的周向旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯的內(nèi)徑部移動(dòng)，來(lái)將卷繞成螺旋狀的板狀線圈的線圈邊部插入于狹縫。技術(shù)方案2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，在狹縫安裝工序中，卷繞夾具的卷芯每移動(dòng)一個(gè)繞線間距，一個(gè)板狀線圈的線圈邊部插入狹縫。技術(shù)方案3的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，在技術(shù)方案I或2的基礎(chǔ)上，在卷裝工序中，每定子芯的一周的量，改變線圈架的高度，來(lái)卷裝線圈導(dǎo)體。
技術(shù)方案4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，在加壓成形工序中，在將卷裝的線圈導(dǎo)體從上述線圈架卸下的狀態(tài)下在厚度方向上進(jìn)行加壓成形，由此相鄰的線圈邊部以兩層且相距一個(gè)繞線間距的狀態(tài)排列。技術(shù)方案5的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，在卷繞工序中，使板狀線圈的線圈邊朝向的方向與定子的軸向一致，來(lái)將板狀線圈卷繞為螺旋狀。技術(shù)方案6的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，在卷裝工序中，隨著周次增加，使線圈導(dǎo)體長(zhǎng)度縮短。根據(jù)技術(shù)方案I的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，沿著相對(duì)于軸線1-1’傾斜的引導(dǎo)部卷裝線圈導(dǎo)體，使線圈邊部方向和定子的軸向一致來(lái)以螺旋狀卷繞板狀線圈，因此板狀線圈不會(huì)在卷繞夾具的卷芯上重疊，能夠以使螺旋前進(jìn)方向的線圈邊部之間的間距均等的方式卷繞板狀線圈。因此，在板狀線圈的卷繞工序中，不向板狀線圈施加過(guò)大的張力，因此能夠抑制板狀線圈的變形。因此，能夠防止因板狀線圈變形而引起的線圈形成不良或絕緣劣化。另外，使卷繞夾具的卷芯一邊沿著定子的周向旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯的內(nèi)徑部移動(dòng)，來(lái)將卷繞成螺旋狀的板狀線圈的線圈邊部插入于狹縫，因此能夠通過(guò)增加板狀線圈的卷繞周次數(shù)，來(lái)使狹縫內(nèi)的線圈導(dǎo)體數(shù)增加，從而能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。因此，不必像按照定子芯的周次設(shè)置環(huán)狀波形繞組線圈并連接它們的端部的方法那樣，增加線圈終端部的焊接點(diǎn)數(shù)量。根據(jù)技術(shù)方案2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，卷繞夾具的卷芯每移動(dòng)一個(gè)繞線間距，一個(gè)板狀線圈的線圈邊部插入狹縫，因此能夠按照安裝于狹縫的周次來(lái)調(diào)整線圈邊部的推送力。因此，能夠以將板狀線圈插入于狹縫時(shí)需要的最小的推送力，將板狀線圈向狹縫推送，從而能夠抑制在狹縫安裝工序中產(chǎn)生的板狀線圈的變形。根據(jù)權(quán)利要求3的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，每定子芯的一周的量，改變線圈架的高度，來(lái)卷裝線圈導(dǎo)體，因此能夠按照安裝于狹縫的周次，以需要的線圈導(dǎo)體長(zhǎng)度卷裝線圈導(dǎo)體，能夠使線圈端部的高度為需要的最低的高度。因此，能夠抑制繞線電阻的增加，降低銅損。另外，能夠使線圈端部的高度以需要的最低高度均等，因此能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的體積趨于小型化。


圖1是示出第一實(shí)施方式的線圈導(dǎo)體卷裝于線圈架的狀態(tài)的主視圖。圖2是圖1所示的線圈架端部的放大圖。圖3是線圈架的側(cè)視圖。圖4是示出引導(dǎo)部的傾斜角和定子的各軸間的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。圖5中的(a)是板狀線圈的俯視圖，圖5中的(b)是板狀線圈的主視圖。圖6是示出利用卷繞夾具卷繞板狀線圈的狀態(tài)的立體圖。圖7是圖6所示的定子芯的局部放大圖，是示出將板狀線圈插入于狹縫的狀態(tài)的立體圖。圖8是示意性地示出卷繞夾具的截面的示意圖。圖9是示出推送機(jī)構(gòu)的推送部、板狀線圈以及狹縫間的位置關(guān)系的定子的軸向的局部剖視圖。圖10是示出板狀線圈安裝于狹縫的狀態(tài)的定子的軸向的俯視圖。圖11A、圖11B、圖11C、圖1lD是示出板狀線圈的端部結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。圖12是第二實(shí)施方式的線圈架的主視圖。圖13是示出在圖12的線圈架的一部分卷繞有線圈導(dǎo)體的狀態(tài)的主視圖。圖14是第二實(shí)施方式的定子的徑向的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，對(duì)于各實(shí)施方式的共同的部位標(biāo)注共同的附圖標(biāo)記來(lái)對(duì)應(yīng)，從而省略重復(fù)的說(shuō)明。此外，各圖是示意圖，而并不是由細(xì)微部分結(jié)構(gòu)的尺寸規(guī)定的。(I)第一實(shí)施方式本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法是將線圈導(dǎo)體30卷裝成波形繞組結(jié)構(gòu)來(lái)安裝于各狹縫62的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子60的制造方法。在本實(shí)施方式中，具有卷裝工序、力口壓成形工序、卷繞工序以及狹縫安裝工序，并按該順序?qū)嵤?卷裝工序)卷裝工序是在線圈架40上卷繞線圈導(dǎo)體30的工序。圖1是示出線圈導(dǎo)體30卷裝于線圈架40的狀態(tài)的主視圖。圖2是圖1所示的線圈架40的端部的放大圖。圖3是線圈架40的側(cè)視圖。線圈導(dǎo)體30具有:交替穿過(guò)定子芯61的各狹縫62的線圈邊部10 ;與線圈邊部10形成一體并與線圈邊部10的同一側(cè)端部連接的線圈端部20。線圈導(dǎo)體30使用繞線的導(dǎo)體表面被瓷漆(enamel)等絕緣層覆蓋且截面為多邊形的多邊形線。此外，繞線的截面形狀，不特別被限定，而可以采用任意的截面形狀。例如，能夠采用截面為圓形的圓線等各種截面形狀的繞線。另外，定子芯61能夠使由電磁鋼板形成的芯板在定子60的軸向Z上層疊多張來(lái)形成。線圈架40具有主體部41以及側(cè)框部42、42，主體部41以能夠從寬度方向裝卸的方式被側(cè)框部42、42夾持。在主體部41的卷裝部411、411設(shè)置有以傾斜角Θ相對(duì)于軸線1-1’傾斜的引導(dǎo)部43。引導(dǎo)部43例如由能夠引導(dǎo)線圈導(dǎo)體30的槽構(gòu)成，槽的間距設(shè)定為，與線圈邊部10安裝于狹縫62時(shí)的繞線間距S相同。此外，引導(dǎo)部43也可以僅設(shè)置于主體部41的一個(gè)卷裝部411上。圖4是示出引導(dǎo)部43的傾斜角和定子60的各軸間的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。橫軸表示定子60的周向X，縱軸表示定子60的軸向Z。在該圖中，將線圈導(dǎo)體30開(kāi)始卷裝的線圈邊部10與軸線1-1’的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)A，將卷裝定子芯61 —周的卷裝結(jié)束的線圈邊部10與軸線1-1’的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)B。另外，將軸線1-1’與橫軸的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)C，將從點(diǎn)A至橫軸的距離設(shè)為AD，將從點(diǎn)A至縱軸的距離設(shè)為AE。在此，當(dāng)設(shè)定子60的狹縫數(shù)量為η (在該圖中為48個(gè))時(shí)，定子芯61的周向X上的長(zhǎng)度可以利用繞線間距S來(lái)用nX S表示，在該圖中，相當(dāng)于AE之間的長(zhǎng)度。Z BAE為90° - Θ，因此傾斜角Θ可以利用BE的距離h，用下式I來(lái)表示。此外，如后述那樣，對(duì)線圈導(dǎo)體30加壓成形的板狀線圈31以螺旋狀卷繞于卷繞夾具50的卷芯51，因此距離h可以是將線圈邊部10及線圈端部20的軸向Z上的長(zhǎng)度和后述的間隙IG進(jìn)行相加而成的距離。
(式I)θ =90° -tan-1 (h/ (ηXS))在本工序中，沿著線圈架40的引導(dǎo)部43卷裝線圈導(dǎo)體30。具體地說(shuō)，可以使線圈導(dǎo)體30以傾斜角Θ相對(duì)于軸線1-1’固定，使線圈架40圍繞軸線1-1’旋轉(zhuǎn)來(lái)卷裝，也可以固定線圈架40來(lái)以螺旋狀卷裝線圈導(dǎo)體30。此外，繞線可以每一條地卷裝在線圈架40上，也可以使每多條同時(shí)卷裝。例如，如圖2所示，可以同時(shí)卷裝12個(gè)繞線。在該情況下，在線圈架40的長(zhǎng)度方向上，以U相(順?lè)较騏l)、U相(順?lè)较騏2 )、W相(逆方向Wl)、W相(逆方向W2)、V相(順?lè)较騐1)、V相(順?lè)较騐2)、U相(逆方向U1)、U相(逆方向U2)、W相(順?lè)较騑l)、W相(順?lè)较騑2 )、V相(逆方向Vl)、V相(逆方向V2 )的順序，形成相線圈。在此，順?lè)较蛑笍南喽俗觽?cè)觀察向離開(kāi)的方向卷裝，將這樣的線圈導(dǎo)體30稱(chēng)為線圈單元la。另外，逆方向指向接近相端子側(cè)的方向卷裝，將這樣的線圈導(dǎo)體30稱(chēng)為線圈單元lb。在本實(shí)施方式中，2個(gè)同相的線圈邊部10、10在線圈架40的長(zhǎng)度方向上相鄰，與在線圈架40的厚度方向上相向的線圈邊部10、10—起共4個(gè)，構(gòu)成同相線圈的繞線單位。同相的線圈邊部10、10、10U0由線圈端部20連接，使在旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)流動(dòng)的電流方向一致，從而能夠構(gòu)成由12個(gè)繞線單位形成的三相旋轉(zhuǎn)電機(jī)。對(duì)于線圈導(dǎo)體30的連接順序以及線圈終端部，在后面詳細(xì)敘述。(加壓成形工序)加壓成形工序是使在線圈架40的厚度方向上相鄰的線圈邊部10、10緊貼并進(jìn)行加壓成形來(lái)形成板狀線圈 31的工序。圖5中的(a)是板狀線圈31的俯視圖，圖5中的(b)是板狀線圈31的主視圖。首先，將卷裝的線圈導(dǎo)體30從線圈架40卸下。在支撐線圈架40的主體部41的狀態(tài)下，使側(cè)框部42、42分別與軸線Ι-Γ平行地移動(dòng)，由此能夠從主體部41卸下側(cè)框部42、42。然后，從線圈導(dǎo)體30卸下主體部41。此時(shí)，為了保持在線圈架40的厚度方向上相鄰的線圈邊部10、10的相鄰狀態(tài)，例如能夠采用梳狀?yuàn)A具。通過(guò)使梳狀?yuàn)A具的凸部之間的間距與繞線間距S相同，在梳狀?yuàn)A具的各凹部中插入在線圈架40的厚度方向上相鄰的線圈邊部10、10，從而能夠保持該相鄰狀態(tài)。在本工序中，為了對(duì)線圈邊部10、10進(jìn)行加壓成形，采用未圖示的加壓成形夾具。加壓成形夾具具有與線圈架40的卷裝部411的形狀大致相同的一對(duì)加壓部。通過(guò)一對(duì)加壓部從線圈架40的厚度方向夾持線圈邊部10、10，在線圈架40的厚度方向上進(jìn)行加壓成形。由此，在線圈架40的厚度方向上相鄰的線圈邊部10、10，以在線圈架40的長(zhǎng)度方向(軸線1-1’方向)上兩層且相距一個(gè)繞線間距的狀態(tài)排列。當(dāng)如后述那樣連接線圈終端部時(shí)，形成板狀線圈31。此外，考慮在加壓成形時(shí)繞線損傷的情況，可以在加壓成形后涂上修補(bǔ)用樹(shù)脂涂層等。(卷繞工序)卷繞工序是在卷繞夾具50的卷芯51上以螺旋狀卷繞板狀線圈31的工序。圖6是示出利用卷繞夾具50卷繞板狀線圈31的狀態(tài)的立體圖。在本工序中，使板狀線圈31的線圈邊部10的方向與定子60的軸向Z —致，以螺旋狀卷繞板狀線圈31。如圖4所示，當(dāng)以螺旋狀卷繞板狀線圈31時(shí)，以使線圈邊部10的方向與定子60的軸向Z—致的方式，設(shè)定線圈架40的引導(dǎo)部43的傾斜角Θ。另外，如圖6所示，卷繞夾具50的卷芯51的軸芯方向與定子60的軸向Z —致。因此，在使板狀線圈31相對(duì)于軸線1-1’傾斜角度Θ的狀態(tài)下，通過(guò)在卷芯51上卷繞板狀線圈31，能夠使板狀線圈31的線圈邊部10的方向與定子60的軸向Z —致且以螺旋狀卷繞板狀線圈31。此外，能夠在卷繞夾具50的卷芯51上設(shè)置沿著軸芯方向延伸的螺旋狀的卷繞引導(dǎo)部511。卷繞引導(dǎo)部511的間距設(shè)置為與卷繞間距相同，也可以與繞線間距S相同。由此，在使板狀線圈31相對(duì)于軸線1-1’傾斜角度Θ的狀態(tài)下，易于在卷芯51上卷繞板狀線圈31。在本實(shí)施方式中，板狀線圈31能夠沿著定子芯61的周向X繞4周。在此，將配置于狹縫62的最外周的板狀線圈31稱(chēng)為第一板狀線圈3L1。將配置于第一板狀線圈3L1的內(nèi)周側(cè)的板狀線圈31稱(chēng)為第二板狀線圈3L2。將配置于第二板狀線圈3L2的內(nèi)周側(cè)的板狀線圈31稱(chēng)為第三板狀線圈3L3。并且，將配置于第三板狀線圈3L3的內(nèi)周側(cè)即配置于狹縫62的最內(nèi)周的板狀線圈31稱(chēng)為第四板狀線圈3L4。圖6示出從線圈始端部31S開(kāi)始卷繞板狀線圈31且將板狀線圈31卷繞至線圈終端部31E的狀態(tài)。因此，在卷芯51上從線圈始端部31S側(cè)以第一板狀線圈3L1、第2板狀線圈3L2、第三板狀線圈3L3、第四板狀線圈3L4的順序卷繞有板狀線圈31。此外，如該圖所示，板狀線圈31在卷芯51的軸芯方向上以間隙IG卷繞為螺旋狀。通過(guò)設(shè)置間隙1G，能夠防止周次不同的板狀線圈31的線圈端部20重疊的情況。因此，在后述的狹縫安裝工序中，能夠?qū)⒕€圈邊部10順利地插入于狹縫62中。在本實(shí)施方式中，沿著相對(duì)于軸線1-1’傾斜的引導(dǎo)部43卷裝線圈導(dǎo)體30，使線圈邊部10的方向與定子的軸向Z —致來(lái)以螺旋狀卷繞板狀線圈31，因此板狀線圈31不會(huì)在卷繞夾具50的卷芯51上重疊，能夠以使螺旋前進(jìn)方向上的線圈邊部10之間的間距均勻的方式卷繞板狀線圈31。因此，在板狀線圈31的卷繞工序中，不向板狀線圈31施加過(guò)大的張力，因此能夠抑制板狀線圈31變形。因此，能夠防止因板狀線圈31變形而引起的線圈形成不良或絕緣劣化。(狹縫安裝工序)狹縫安裝工序是使卷繞夾具50的卷芯51 —邊沿著定子60的周向X旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯61的內(nèi)徑部63移動(dòng)，將以螺旋狀卷繞的板狀線圈31的線圈邊部10插入于狹縫62的工序。圖7是圖6所示的定子芯61的局部放大圖，是示出將板狀線圈31插入于狹縫62的狀態(tài)的立體圖。該圖示出卷繞夾具50的卷芯51每移動(dòng)一個(gè)繞線間距，沿著定子60的徑向Y推送一個(gè)板狀線圈31的線圈邊部10，來(lái)插入于狹縫62的情況。圖8是示意性地示出卷繞夾具50的截面的示意圖。卷繞夾具50具有支撐部52，該支撐部52在圓筒狀的卷芯51的內(nèi)周側(cè)支撐卷芯51并使其能夠旋轉(zhuǎn)。在支撐部52的內(nèi)周側(cè)與卷芯51同軸地支撐有由滾珠螺桿等構(gòu)成的進(jìn)給機(jī)構(gòu)53并使其能夠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)53經(jīng)由減速機(jī)54與伺服馬達(dá)55相連接。減速機(jī)54的輸出側(cè)與卷芯51的軸芯方向端部相連接，通過(guò)使伺服馬達(dá)55旋轉(zhuǎn)，卷芯51能夠沿著定子60的周向X每次旋轉(zhuǎn)360° /S(S是繞線間距，下面相同)的旋轉(zhuǎn)角。另外，卷芯51具有齒條及小齒輪機(jī)構(gòu)56，小齒輪與伺服馬達(dá)57相連接。小齒輪與伺服馬達(dá)57的旋轉(zhuǎn)連動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，通過(guò)齒條將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，從而卷芯51能夠沿著定子60的軸向Z移動(dòng)。由此，卷繞夾具50能夠使卷芯51 —邊沿著定子60的周向X旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯61的內(nèi)徑部63移動(dòng)。卷芯51每沿著定子60的周向X旋轉(zhuǎn)360° /S，能夠沿著定子60的軸向Z移動(dòng)S/tan Θ。此外，定子芯61的內(nèi)徑部63是指，容納有未圖示的轉(zhuǎn)子的部分。在進(jìn)給機(jī)構(gòu)53上經(jīng)由凸輪機(jī)構(gòu)58設(shè)置有推送機(jī)構(gòu)59。借助伺服馬達(dá)55旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)53的未圖示的被驅(qū)動(dòng)部沿著定子60的軸向Z移動(dòng)。此時(shí)，設(shè)置于被驅(qū)動(dòng)部的突出部581相對(duì)于推送機(jī)構(gòu)59傾斜移動(dòng)，由此能夠?qū)⑼扑蜋C(jī)構(gòu)59的推送部591向定子60的徑向Y推送。推送部591的寬度比狹縫62的周向X上的長(zhǎng)度稍微小，推送部591的高度59h與狹縫62的軸向Z上的長(zhǎng)度大致相同。通過(guò)將推送部591向定子60的徑向Y推送，能夠?qū)鍫罹€圈31的線圈邊部10向定子60的徑向Y推送，從而能夠?qū)⒕€圈邊部10插入于狹縫62中。圖8示出推送部591剛剛推送線圈邊部10之后的狀態(tài)。此時(shí)，突出部581處于最下降位置，推送部591從卷芯51的外周面被推送出距離5L1。另一方面，在推送機(jī)構(gòu)59處于非動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，突出部581處于非動(dòng)作位置580，推送部591與卷芯51的外周面大致處于同一面上。此外，能夠按照配置于狹縫62的板狀線圈31的周次，改變推送部591從卷芯51的外周面被推送出的距離。例如，在推送配置于狹縫62的最內(nèi)周的第四板狀線圈3L4時(shí)，使突出部581傾斜移動(dòng)至調(diào)整位置582，從而能夠從卷芯51的外周面將推送部591推送出距離5L2。由此，能夠調(diào)整從狹縫62的開(kāi)口部到第四板狀線圈3L4的距離。圖9是示出推送機(jī)構(gòu)59的推送部591、板狀線圈31以及狹縫62間的位置關(guān)系的定子60的軸向Z的局部剖視圖。在本工序中，每使卷芯51沿著定子60的周向X旋轉(zhuǎn)360° /S，使卷芯51沿著定子60的軸向Z移動(dòng)S/tan Θ。然后，使板狀線圈31的線圈邊部10與狹縫62的開(kāi)口部相向，通過(guò)推送部591推送線圈邊部10。當(dāng)推送了線圈邊部10時(shí)，同樣使卷芯51旋轉(zhuǎn)以及移動(dòng)，使推送部591復(fù)原至非動(dòng)作狀態(tài)，并且使沿著周向X相鄰的線圈邊部10與下一狹縫62的開(kāi)口部相向。然后，通過(guò)推送部591推送線圈邊部10。通過(guò)重復(fù)上述動(dòng)作，使卷芯51旋轉(zhuǎn)，來(lái)將配置于狹縫62的最外周的第一板狀線圈3L1插入于狹縫62中。同樣，當(dāng)卷芯51再旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，配置于第一板狀線圈3L1的內(nèi)周側(cè)的第二板狀線圈3L2插入于狹縫62中。此時(shí)，第一板狀線圈3L1被第二板狀線圈3L2向定子60的徑向Y推送。當(dāng)卷芯51再旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，配置于第二板狀線圈3L2的內(nèi)周側(cè)的第三板狀線圈3L3插入于狹縫62中。此時(shí)，第一板狀線圈3L1以及第二板狀線圈3L2被第三板狀線圈3L3向定子60的徑向Y推送。當(dāng)卷芯51再旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，配置于狹縫62的最內(nèi)周的第四板狀線圈3L4插入于狹縫62中。此時(shí)，第一板狀線圈3L1、第二板狀線圈3L2以及第三板狀線圈3L3被第四板狀線圈3L4向定子60的徑向Y推送。這樣，第一板狀線圈3L1至第四板狀線圈3L4配置于狹縫62內(nèi)的規(guī)定位置。圖10是示出板狀線圈31安裝于狹縫62中的狀態(tài)的定子60的軸向Z的俯視圖。該圖示出定子芯61的4周的量的板狀線圈31安裝于狹縫62的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，卷繞夾具50的卷芯51每移動(dòng)一個(gè)繞線間距，向狹縫62插入一個(gè)板狀線圈31的線圈邊部10，因此能夠按照安裝于狹縫62的周次，來(lái)調(diào)整線圈邊部10的推送力。因此，能夠利用在將板狀線圈31插入于狹縫62時(shí)需要的最小的推送力，來(lái)將板狀線圈31推送到狹縫62中，從而能夠抑制在狹縫安裝工序中產(chǎn)生的板狀線圈31的變形。另夕卜，在本實(shí)施方式中，使卷繞夾具50的卷芯51 —邊沿著定子60的周向X旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯61的內(nèi)徑部63移動(dòng)，使以螺旋狀卷繞的板狀線圈31的線圈邊部10插入于狹縫62中，因此通過(guò)使板狀線圈31的卷繞周次數(shù)增加，能夠使狹縫62內(nèi)的線圈導(dǎo)體數(shù)增加，從而能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。(板狀線圈的線圈終端部)
接著，示出板狀線圈31的線圈終端部的結(jié)構(gòu)例。圖11A、圖11B、圖11C、圖1lD是示出板狀線圈31的端部結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。該圖示出在板厚方向上觀察的板兩端部的繞線的連接狀態(tài)。圖1lA至圖1lC依次表示U相至W相的一個(gè)相的連接狀態(tài)，圖1lD表示三個(gè)相的連接狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，Xl相(X是U、V、W中的某一個(gè)，下面相同)的線圈單元Ia與X2相的線圈單元Ib串聯(lián)而形成相單位線圈5X1。另外，X2相的線圈單元Ia與Xl相的線圈單元Ib串聯(lián)而形成相單位線圈5X2。相單位線圈5X1、5X2并聯(lián)，從而形成相線圈6X。在該圖中，用實(shí)線表示線圈單元la，用虛線表示線圈單元lb。圖中的圓圈數(shù)字表示從相端子5TX至中性點(diǎn)5N的繞線的連接順序。相單位線圈5X1、5X2并聯(lián)，因此為了便于說(shuō)明，利用從I開(kāi)始的圓圈數(shù)字表示相單位線圈5X1的繞線的連接順序，利用從100開(kāi)始的圓圈數(shù)字表示相單位線圈5X2的繞線的連接順序。下面，基于圖1lA舉例說(shuō)明U相，而對(duì)于V相以及W相也相同。Ul相的線圈單元Ia與U2相的線圈單元Ib串聯(lián)而形成相單位線圈5U1。Ul相的線圈單元la，將U相端子5TU作為起點(diǎn)向紙面右方卷裝(圓圈數(shù)字I至5)。Ul相的線圈單元Ia在板端部的連接點(diǎn)5JUl，與U2相的線圈單元Ib相連接。U2相的線圈單元Ib在連接點(diǎn)5JU1卷繞返回而向紙面左方卷裝(圓圈數(shù)字6至11)，與中性點(diǎn)5N相連接。此外，U2相的線圈單元la、Ib相對(duì)于Ul相的線圈單元la、Ib在可動(dòng)元件磁極的移動(dòng)方向(紙面右方向)上分離一個(gè)繞線間距，線圈單元la、Ib在板厚度方向上成對(duì)。U2相的線圈單元Ia與Ul相的線圈單元Ib串聯(lián)而形成相單位線圈5U2。U2相的線圈單元la，將U相端子5TU作為起點(diǎn)向紙面右方卷繞(圓圈數(shù)字100至104)。U2相的線圈單元Ia在板端部的連接點(diǎn)5JU2,與Ul相的線圈單元Ib相連接。Ul相的線圈單元Ib在連接點(diǎn)5JU2卷繞返回而向紙面左方卷繞(圓圈數(shù)字105至110)，在板端部的連接點(diǎn)5JU3與U2相的線圈單元Ib連接，來(lái)與中性點(diǎn)5N相連接。此外，也可以不在連接點(diǎn)5JU3進(jìn)行連接，而直接分配至中性點(diǎn)5N，來(lái)使三相都在中性點(diǎn)5N進(jìn)行接合處理。在將板狀線圈31安裝于狹縫62之后，在相端子5TX進(jìn)行接合及引出處理，在中性點(diǎn)5N進(jìn)行接合以及在板端部的連接點(diǎn)5JX1、5JX2接合繞線。在接合三相之后對(duì)接合部進(jìn)行絕緣處理，通過(guò)浸潰漆膜(varnish)、樹(shù)脂鑄模等將繞線固定在定子芯61上。此外，優(yōu)選，通過(guò)絕緣材料使狹縫62與板狀線圈31之間絕緣。另外，通過(guò)使定子芯61為楔形等，能夠防止板狀線圈31從狹縫62脫落。在本實(shí)施方式中，以除了線圈邊部10、10換接的板端部之外，整節(jié)距繞組成為波形繞組結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行卷裝，因此能夠使整節(jié)距繞組部分的線圈端部20的高度均勻。另夕卜，能夠在板端部換接線圈邊部10、10，因此容易制作線圈，從而提高操作性。而且，對(duì)線圈邊部10、10進(jìn)行換接的同相的線圈端部20不在板厚度方向上重疊，因此能夠使換接線圈邊部10、10的線圈端部20緊湊。(變形方式)線圈架40的引導(dǎo)部43，例如可以采用沿著線圈架40的寬度方向延伸的引導(dǎo)銷(xiāo)。在該情況下，引導(dǎo)銷(xiāo)分別設(shè)置在側(cè)框 部42、42，在側(cè)框部42、42之間成對(duì)。一對(duì)引導(dǎo)銷(xiāo)配置為，使將引導(dǎo)銷(xiāo)的基端部彼此連接的直線相對(duì)于線圈架40的軸線Ι-Γ傾斜傾斜角Θ。在軸線1-1’方向上相鄰的引導(dǎo)銷(xiāo)的間距設(shè)定為，與在線圈邊部10安裝于狹縫62時(shí)的繞線間距S相同。推送機(jī)構(gòu)59的推送部591，也可以沿著定子芯61的周向X設(shè)置多個(gè)。由此，能夠?qū)⒍鄠€(gè)線圈邊部10同時(shí)插入于各狹縫62中。在該情況下，線圈邊部10以從定子芯61突出的狀態(tài)插入于狹縫62中，因此需要使線圈邊部10沿著定子60的軸向Z適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)。此夕卜，推送機(jī)構(gòu)59只要能夠?qū)⒁月菪隣罹砝@的板狀線圈31的線圈邊部10插入于狹縫62中即可，而并不限定其結(jié)構(gòu)。例如，推送機(jī)構(gòu)59也可以形成為向推送部591噴出空氣等，來(lái)將推送部591向狹縫62推送。同相的線圈邊部10的種類(lèi)數(shù)并不限定于兩個(gè)(XI相、X2相)，也可以是3個(gè)以上(XI相、X2相、X3相、……、Xm相，其中m是自然數(shù))。另外，對(duì)于板狀線圈31的線圈終端部，能夠使從相端子側(cè)觀察時(shí)向離開(kāi)的方向卷裝的線圈單元Ia和向接近相端子側(cè)的方向卷裝的線圈單元Ib形成一體，來(lái)卷繞繞線。在該情況下，不需要在板端部的連接點(diǎn)5JX1、5JX2接合繞線。此外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)并不限定于Y結(jié)線方式，也可以由Λ結(jié)線方式形成。另外，也可以串聯(lián)相單位線圈5Χ1、5Χ2，來(lái)形成相線圈6Χ。(2)第二實(shí)施方式在本實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式不同的是卷裝工序。圖12是線圈架40a的主視圖。圖13是示出在圖12的線圈架40a的一部分卷繞有線圈導(dǎo)體30的狀態(tài)的主視圖。圖14是定子60的徑向Y的局部剖視圖。圖14相當(dāng)于圖10所示的11-11’部分的剖視圖。本實(shí)施方式中采用的線圈架40a與在第一實(shí)施方式中采用的線圈架40相比，側(cè)框部42a、42a具有特征。此外，在本實(shí)施方式中采用的主體部41a的引導(dǎo)部43的傾斜角為Θ ’，但是也可以與在第一實(shí)施方式中采用的主體部41相同，使引導(dǎo)部43的傾斜角為Θ。如圖12所示，側(cè)框部42a在長(zhǎng)度方向上依次具有第一卷裝部421、第一漸變部422、第二卷裝部423、第二漸變部424、第三卷裝部425、第三漸變部426以及第四卷裝部427。第一卷裝部421是卷裝與配置于狹縫62的最外周的第一板狀線圈3L1相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30的部分，線圈架40a的 傾斜方向上的長(zhǎng)度為4L1。第二卷裝部423是卷裝與第二板狀線圈3L2相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30的部分，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度為4L2。第一漸變部422是與第一板狀線圈3L1相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30和與第二板狀線圈3L2相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30之間的第一板上升部1T1，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度從4L1漸漸縮短至4L2。第三卷裝部425是卷裝與第三板狀線圈3L3相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30的部分，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度為4L3。第二漸變部424是與第二板狀線圈3L2相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30和與第三板狀線圈3L3相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30之間的第二板上升部1T2，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度從4L2漸漸縮短至4L3。第四卷裝部427是卷裝與配置于狹縫62的最內(nèi)周的第四板狀線圈3L4相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30的部分，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度為4L4。第三漸變部426是與第三板狀線圈3L3相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30和與第四板狀線圈3L4相當(dāng)?shù)木€圈導(dǎo)體30之間的第三板上升部1T3，線圈架40a的傾斜方向上的長(zhǎng)度從4L3漸漸縮短至4L4。此外，第一板上升部ITl至第三板上升部1T3是在圖10中用虛線包圍的區(qū)域。相對(duì)于線圈架40的軸線1-1’的傾斜角為Θ ’，因此線圈架40a的寬度方向的高度(下面僅稱(chēng)為線圈架40a的高度)，例如在第一卷裝部421的情況下為4LlXsin0 ’。對(duì)于第二卷裝部423、第三卷裝部425以及第4卷繞部427也相同，線圈架40a的高度是4L2X sin Θ ’、4L3X sin Θ ’、4L4X sin Θ ’。在本實(shí)施方式中，設(shè)定第一卷裝部421至第四卷裝部427中線圈架40a的高度，使得在將板狀線圈31安裝到狹縫62之后，第一板狀線圈3L1至第四板狀線圈3L4的各線圈端部20的高度20h均等。在本實(shí)施方式的卷裝工序中，在定子芯61上每卷繞一周，改變線圈架40a的高度來(lái)卷繞線圈導(dǎo)體30。線圈導(dǎo)體30隨著成為第一周(與配置于狹縫62的最外周的第一板狀線圈3L1相當(dāng))、第二周(相當(dāng)于第二板狀線圈3L2)、第三周(相當(dāng)于第三板狀線圈3L3)、第四周(與配置于狹縫62的最內(nèi)周的第四板狀線圈3L4相當(dāng))，所需要的線圈導(dǎo)體長(zhǎng)度變短。在本實(shí)施方式中，每定子芯61的一周的量，改變線圈架40a的高度，來(lái)卷繞線圈導(dǎo)體30，因此能夠按照向狹縫62安裝的周次，以需要的線圈導(dǎo)體長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行卷裝，能夠?qū)⒕€圈端部20的高度20h設(shè)為需要的最低的高度。因此，能夠抑制繞線電阻的增加，并能夠減少銅損。另夕卜，如圖14所示，能夠使線圈端部20的高度20h以所需要的最低的高度均等，因此能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的體積小型化。(3)其它本發(fā)明并不僅限定于上述且在附圖所示的實(shí)施方式，能夠在不脫離宗旨的范圍內(nèi)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。另外，本發(fā)明能夠用于波形繞組卷繞方式的各種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，例如，能夠用于車(chē)輛用電動(dòng)機(jī)或在家庭用電器上利用的電動(dòng)機(jī)或者驅(qū)動(dòng)一般的產(chǎn)業(yè)用機(jī)械的電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，將具有在沿著定子芯的周向形成的狹縫中穿過(guò)的線圈邊部的線圈導(dǎo)體卷裝成波形繞組結(jié)構(gòu)，來(lái)安裝在上述各狹縫上，其特征在于， 具有: 卷裝工序，在設(shè)置有相對(duì)于軸線傾斜的引導(dǎo)部的線圈架上，沿著上述引導(dǎo)部卷裝上述線圈導(dǎo)體； 加壓成形工序，使在上述線圈架的厚度方向上相鄰的上述線圈邊部緊貼并進(jìn)行加壓成形，來(lái)形成板狀線圈； 卷繞工序，將上述板狀線圈以螺旋狀卷繞在卷繞夾具上； 狹縫安裝工序，使上述卷繞夾具的卷芯一邊沿著上述定子的周向旋轉(zhuǎn)一邊向上述定子芯的內(nèi)徑部移動(dòng)，來(lái)將卷繞成螺旋狀的上述板狀線圈的上述線圈邊部插入于上述狹縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在上述狹縫安裝工序中，上述卷繞夾具的上述卷芯每移動(dòng)一個(gè)繞線間距，一個(gè)上述板狀線圈的上述線圈邊部插入上述狹縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在上述卷裝工序中，每上述定子芯的一周的量，改變上述線圈架的高度，來(lái)卷裝上述線圈導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在上述加壓成形工序中，在將卷裝的線圈導(dǎo)體從上述線圈架卸下的狀態(tài)下在上述厚度方向上進(jìn)行加壓成形，由此相鄰的上述線圈邊部以兩層且相距一個(gè)繞線間距的狀態(tài)排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在上述卷繞工序中，使上述板狀線圈的上述線圈邊朝向的方向與上述定子的軸向一致，來(lái)將上述板狀線圈卷繞為螺旋狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在上述卷裝工序中，隨著周次增加，使線圈導(dǎo)體長(zhǎng)度縮短。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高形成線圈的作業(yè)效率，且能夠抑制在形成線圈的過(guò)程中產(chǎn)生的波形繞組線圈的變形，防止波形繞組線圈的絕緣劣化的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法具有卷裝工序，在設(shè)置有相對(duì)于軸線傾斜的引導(dǎo)部的線圈架上，沿著引導(dǎo)部卷裝線圈導(dǎo)體；加壓成形工序，使在線圈架的厚度方向上相鄰的線圈邊部緊貼并進(jìn)行加壓成形，來(lái)形成板狀線圈；卷繞工序，使板狀線圈的線圈邊部方向與定子的軸向一致，在卷繞夾具的卷芯上以螺旋狀卷繞板狀線圈；狹縫安裝工序，使卷繞夾具的卷芯一邊沿著定子的周向旋轉(zhuǎn)一邊向定子芯的內(nèi)徑部移動(dòng)，來(lái)將卷繞成螺旋狀的板狀線圈的線圈邊部插入于狹縫。
文檔編號(hào)H02K15/08GK103166391SQ201210550370
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者山下修平, 佐久間昌史, 福島智宏 申請(qǐng)人:愛(ài)信精機(jī)株式會(huì)社