專利名稱：在電機定子鐵心上疊繞線圈的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在具有朝外的開口的定子鐵心上疊繞線圈的方法和設備。
例如，一種電機定子包括一個基本呈圓筒形的本體，其外或內(nèi)表面上設有多個凸形部分。這些凸形部分徑向延伸。導線繞在凸形部分形成的槽中。
具體來說，先制備一個具有朝外開口的定子鐵心，然后在定子鐵心的多個繞齒上疊繞線圈。這種疊繞線圈系統(tǒng)是應用廣泛的。如圖20所示，疊繞線圈式定子2具有一個定子鐵心4。多個繞齒6從定子鐵心4的外表面徑向向外突出。線圈8在齒6中的例如三個上疊繞。
對于上述定子2來說，在最后的線圈8a繞在齒6上以后，該線圈8a容易松動。因此，容易產(chǎn)生整個疊繞組件的空間系數(shù)變劣的問題。因此，需要在齒6的徑向向內(nèi)壓迫最后的線圈8a，但是，已有人指出線圈8a與齒6的滑動接觸可能引起絕緣涂層從線圈8a的剝離。
另外，線圈8a具有相對較大的剛性，因而當繞在齒6上后可能彈回。這樣就難于實現(xiàn)高密度的疊繞。因此，整個疊繞組件的空間系數(shù)會顯著變劣。
例如，日本專利公開文本第52-76601號中公開了上述用于在定子鐵心上形成線圈的纏繞設備的一個實例。該設備包括用于固定轉子的裝置；一個纏繞臂，其轉動以便將供線源供應的線纏繞在限定轉子上一對槽的齒之間；軸向導向件，其沿著一對槽軸向布置；側向導向件，其設置在槽的相對兩側；以及線的推入板，其用于徑向地推入繞在所述一對槽中的線。
在上述現(xiàn)有技術中，當線通過纏繞臂的轉動而繞在轉子上的一對槽之間時使用固定在位的軸向導向件和側向導向件。這支配疊繞的狀態(tài)和形狀。因此，不能通過單一纏繞設備進行各種疊繞工作。因此，已經(jīng)有人指出該設備缺乏廣泛的適用性。
本發(fā)明的首要目的是提供一種在定子鐵心上疊繞線圈的方法和設備，其可以改善疊繞組的空間系數(shù)，有效地保證電絕緣。
本發(fā)明的主要目的是提供一種在定子鐵心上疊繞線圈的方法和設備，其可以通過簡單的工作有效地改善疊繞組的空間系數(shù)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在定子鐵心上疊繞線圈的方法和設備，其可以有效地改善疊繞組的精度，可以容易地按照各種不同的纏繞條件在定子鐵心上疊繞線圈。
對照以下附圖，以舉例方式描述本發(fā)明的推薦實施例，可以進一步理解本發(fā)明的上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點。


圖1是按照本發(fā)明第一實施例的在定子鐵心上疊繞線圈的纏繞設備的示意立體圖；圖2是圖1所示纏繞設備的示意側視圖；圖3是圖1和2所示纏繞設備一部分的橫剖平面圖；圖4是圖1至3所示纏繞設備的主要部分的放大的橫剖平面圖；圖5A表示通過圖1至4所示纏繞設備在定子鐵心上纏繞第一線圈的方式；圖5B表示圖5A所示第一線圈已經(jīng)纏繞的方式；圖6類似于圖5A，但是，其中第二線圈在定子鐵心上纏繞；圖7A類似于圖5A，但是，其中第四線圈在定子鐵心上纏繞；圖7B表示圖7A所示第四線圈已經(jīng)纏繞的方式；圖8類似于圖5A，但是，其中纏繞的是最后的線圈；圖9表示圖8所示最后的線圈被推向定子鐵心中央以便使線圈變形的方式；圖10表示在定子鐵心上纏繞第一線圈，以便按照本發(fā)明第二實施例的纏繞方法進行疊繞的方式；圖11表示圖10所示第一線圈推向定子鐵心中央以最后形成線圈的方式；圖12表示第二線圈纏繞在圖10所示定子鐵心上的方式；圖13表示最后的線圈纏繞在圖10所示定子鐵心上的方式；
圖14是一纏繞設備的橫剖平面圖，該設備用于執(zhí)行按照本發(fā)明第三實施例在定子上疊繞線圈的方法；圖15是圖14所示纏繞設備的主要部分的放大平面圖；圖16表示第一線圈纏繞在圖14所示定子鐵心上的方式；圖17表示纏繞在圖14所示第一線圈推向定子鐵心的中央以最后形成線圈的方式；圖18表示第二線圈纏繞在圖14所示定子鐵心上的方式；圖19表示最后的線圈纏繞在圖14所示定子鐵心上的方式；圖20表示用普通方法將線圈纏繞在定子鐵心上的方式。
圖1是按照本發(fā)明第一實施例的實施制造疊繞定子方法的纏繞設備。在圖1中用標號10代表以本發(fā)明的基礎的設備。圖2是纏繞設備10的示意側視圖，圖3是纏繞設備10的一部分的橫剖平面圖。
纏繞設備10設有一個定子鐵心14。用于在定子鐵心上疊繞線圈的齒12從鐵心14的外表面徑向向外突出。設備10包括一個布局機構16、一個齒定位機構18、一個纏繞噴嘴19、一個翼形成器22、一個線圈推入機構24、一個底板26、以及第一和第二驅動機構28,30。布局機構16能夠沿箭頭A所示方向分度定子鐵心14。齒定位機構18將定子鐵心需要的齒放置在纏繞位置P。纏繞噴嘴19送出待纏繞的漆包線。翼形成器22與纏繞噴嘴19配合工作在定子鐵心14的例如4個齒12上纏繞線圈20。翼形成器22可以調(diào)整其相對于定子鐵心14的位置。線圈推入機構24將線圈20推向定子鐵心14中央。底板26承載翼形成器22及線圈推入機構24，并能夠垂直于定子鐵心14，即，在箭頭B所示方向移動。第一驅動機構28使纏繞噴嘴19相對于定子鐵心14沿箭頭B所示方向伸縮。第二驅動機構30使纏繞噴嘴19轉動。
如圖1至4所示，布局機構16和齒定位機構18安裝在底板32上。定位機構18包括設置在底板32上的踏板34和設置在踏板34上的缸36。
定位桿38從筒36水平延伸且在其前端有錐面38a。錐面38的形狀使其可以插入定子鐵心14的相鄰齒12之間限定的空間(見圖4)。一個齒定位件40與定位桿38相對地設置，剛性地安裝在底板26上。該齒定位件40抵靠相鄰的齒12以便使定子鐵心設定就位。
如圖2所示，包括第一驅動機構的第一電動機42安裝在底板32上。驅動軸42a從第一電動機42水平延伸，第一滾珠絲杠44共軸地連接于驅動軸42a。滾珠絲杠44的兩端可轉動地安裝在底板32上，并與一個裝在一個滑座48的一端上的一個螺母部分50相嚙合。滑座48可沿軌道52a和52b前后移動，所述軌道在底板32上沿箭頭B所示方向相互平行地延伸。
如圖1和3所示，第二驅動機構30的第二電機54固定地安裝在滑座48上。第二電機54具有一根驅動軸54a，皮帶輪56牢固地安裝在該驅動軸上。與皮帶輪56接合的定時皮帶58與轉動筒60一端上形成的皮帶輪部分62相接合。轉動筒60可轉動地通過軸承64安裝在滑座48上。轉動筒60具有一個擴大部分66和一個與擴大部分連續(xù)的頸部。開口68在該頸部上形成。柱70通過開口68面對筒60的內(nèi)部。導輪72可轉動地安裝在柱70的前端。
纏繞噴嘴19牢固地安裝在擴大部分66的外周面上。多個導輪76可轉動地安裝在噴嘴19中。漆包線L可通過導輪76送出纏繞噴嘴19。如圖1和2所示，漆包線L是從安裝在底板32外側的漆包線供應源送出的。張緊器82將一定的張力作用在漆包線L上。送出的漆包線L穿過轉動筒60中央并通過導輪72送向纏繞噴嘴19。
如圖3所示，一支承筒通過軸承84安裝在轉動筒60中的擴大部分66中。底板26通過彈簧90安裝在與支承筒86連為整體的框架88上，以便前后移動。
如圖4所示，翼形成器22具有左導向器(第一導向器)92和右導向器(第二導向器)94。左導向器92在其前端有一個窄平部分。該窄平部分牢固地安裝在滑架95上并通過彈簧96和導軌98安裝在底板26上以便沿箭頭C所示方向前后移動。按照與左導向器92相同的方式，右導向器94牢固地安裝在滑架99上并能夠沿箭頭D所示方向通過彈簧100和導軌102移向和移離底板26。
如圖1和3所示，滑座48設有左導向器位置調(diào)整裝置(第一導向器位置調(diào)整機構)104，其用于使左導向器92沿箭頭C所示方向進退?；?8還設有右導向器位置調(diào)整裝置(第二導向器位置調(diào)整機構)106，其用于使右導向器94沿箭頭D所示方向伸縮。左導向器位置調(diào)整裝置104裝有第一位置改變電機(第一驅動裝置)108，其具有一根驅動軸108a，第二滾珠絲杠110與該軸相連接。第二滾珠絲杠110與第一移動體112的螺母部分114相嚙合，第一外滾筒118通過軸承116可轉動地安裝在第一移動體上。
第一外滾筒118設置在轉動筒60內(nèi)，以便能夠沿箭頭B所示方向前后移動。第二外筒120共軸且可移動地連接于第一外筒118的前端。第一推輪(第一推動件)124通過第一安裝板(第一進退件)122可轉動地裝在第二外筒120的前端。第一推輪124抵靠滑架95，左導向器92牢固地安裝在滑架95上。
右導向器位置調(diào)整裝置106按照與左導向器位置調(diào)整裝置104相同的方式具有第二位置改變電機(第二驅動裝置)126。第二位置改變裝置126具有一根驅動軸126a，第三滾珠絲杠128連接于該軸。第三滾珠絲杠128與第二移動體130的螺母部分132相嚙合。第一內(nèi)滾筒136通過軸承134可轉動地支承在第二移動體130上。第一內(nèi)滾筒136共軸地設置在第一外筒118內(nèi)。第二內(nèi)筒138共軸且可轉動地連接于第一內(nèi)筒136的前端。第二推輪(第二推動件)142通過第二安裝板(第二進退件)140可轉動地安裝在第二內(nèi)筒138的前端。第二推輪142抵靠滑架99，右導向器94剛性地安裝在滑架99上。
鉤筒144設置在第二內(nèi)滾筒138內(nèi)。鉤筒144的后端可轉動地連接于筒145。筒146具有一根從其延伸的桿146a，第三移動體148連接于桿146a。筒145可轉動地支承在第三移動體148上。
在支承筒86的直徑方向上延伸的連接銷149牢固地安裝在筒86上。連接銷149通過第二外筒120整體地插入第二內(nèi)筒138及鉤筒144中。第二外筒120和第二內(nèi)筒安裝得能夠沿箭頭B所示方向移向及移離支承筒86，并且不能相對于支承筒86轉動。
如圖4所示，線圈推入機構24包括一個左推入件(第一推入件)150和一個右推入件(第二推入件)152。左推入件150能夠通過彈簧154及導軌158沿箭頭E所示方向前后移動，而右推入件152能夠通過彈簧156和導軌160沿箭頭F所示方向前后移動。用于使左推入件150沿箭頭E所示方向進退的左推動裝置(第一推動裝置)162和用于使右推入件152沿箭頭F所示方向進退的右推動裝置(第二推動裝置)164安裝在底板32上。
如圖1和3所示，左推動裝置162設有可擺動地安裝在柱166上的第一推動筒168。桿168a從第一推動筒168延伸。能夠抵靠左推入件150的第一推動件170剛性地安裝在桿168a的前端上。第一推動筒168連接于第一擺動筒172。
在推動裝置164設有第二推動筒176，它可以通過柱174按照與左推動裝置162相同的方式擺動。能夠抵靠右推入件152的第二推動件178固定地安裝在從第一推動筒176延伸的桿176a的前端上。水平延伸的第二擺動筒180連接于第二推動筒176。
如圖4所示，一個側成形器182在底板32上垂直于齒定位機構18安裝，并具有用于擺動側導向件192a和192b的筒184a,184b，這兩個筒相對地設置。筒184a和184b分別具有桿186a,186b，連接件188a和188b分別與其接合。連接件188a和188b可分別通過樞軸190a和190b擺動。側導向件192a和192b分別牢固地安裝在連接件兩則。
下面聯(lián)系按照本發(fā)明第一實施例的纏繞線圈的方法描述上述纏繞設備10的操作。
首先，將定子鐵心14放置在布局機構16上。該定子鐵心14包括一疊層鋼板，它是由用粘合劑或類似物粘合在一起的多層磁性鋼板制成的。定子鐵心14通過布局機構16以一定角位放置。然后，驅動形成齒定位機構18的筒36，使定位桿38向定子鐵心14位移。在前端的錐面38a插在相鄰的齒12之間，從而使這些齒12固定在位。
相對于定位桿38設置齒定位件40。筒146使鉤筒144沿箭頭B1所示方向移動。因此，支承筒86通過連接銷149沿箭頭B1所示方向移動。彈簧90的彈力使齒定位件40與定子鐵心14的一定的齒12抵接，使齒12就位。
在側成形器182中，側導向件192a和192b的定位使其開口在例如四個齒12上面對定子鐵心14的外表面(見圖5A)。構成翼成形器22的左導向器92和右導向器94徑向內(nèi)移，與定子鐵心14接觸。
更具體來說，如果構成左導向器位置調(diào)整裝置104的第一位置改變電機108被區(qū)動，并且如果連接于驅動軸108a的第二滾珠絲杠110沿一定方向轉動，那么，與第二滾珠絲杠110嚙合的螺母部分114使第一移動體112沿箭頭B1所示方向移動。第一外筒118和第二外筒120通過軸承116安裝在第一移動體112上。外筒118和120在轉動筒60內(nèi)沿箭頭B1所示方向移動。
第一推輪124通過第一安裝板122安裝在第二外筒120的前端。第一推輪124隨第二外筒120沿箭頭B1所示方向移動，從而使左導向器反抗彈簧96的彈力沿箭頭C1所示方向移動，迫使左導向器進入定子鐵心14的一定齒12之間的空間，并與定子鐵心14的底面接觸。
在右導向器位置調(diào)整裝置106中，按照與左導向器位置調(diào)整裝置104相同的方式，第二位置改變電機126通過第二滾珠絲杠128沿箭頭B1所示方向驅動第二移動體130。裝在第二移動體130上的第一內(nèi)筒136和第二內(nèi)筒138沿箭頭B1所示方向移動。通過第二安裝板140裝在第二內(nèi)筒138前端上的第二推輪142沿箭頭D1所示方向推動右導向器94，使右導向器進入一定的齒12之間形成的空間中。
在這種狀態(tài)下，驅動構成第二驅動機構30的第二電機54。牢固地固定在電機驅動軸54a上的皮帶輪56通過套在皮帶輪56和皮帶輪部分62上的定時皮帶58使轉動筒60連同第一外筒118和第一內(nèi)筒136轉動。纏繞噴嘴19安裝在轉動筒60上，開始隨轉動筒60轉動。漆包線L纏繞在定子鐵心14的齒中的4個齒上，同時由側導向件192a和192b引導，從而形成第一線圈20a(見圖5A)。
如圖5B所示，纏繞噴嘴19設計得使漆包線L放置在構成翼成形器22的左導向器92和右導向器94上，并且纏繞在一個區(qū)域上，該區(qū)域寬于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的區(qū)域。纏繞噴嘴19連同滑座48由構成第一驅動機構28的第一電機42沿箭頭B所示方向被驅動，滑座48具有與第一滾珠絲杠44嚙合的螺母部分50，從而形成第一線圈20a。
在一個比四個齒12上的空間寬的范圍內(nèi)形成第一線圈20a之后，左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106沿著與上述方向相反的方向被驅動。因此，第一推輪124和第二推輪142沿箭頭B2所示方向移動。彈簧96和100的彈力分別使左導向器92和右導向器94沿箭頭C2和D2所示方向移動。因此，導向器92和94移出齒12的轉動軌跡。
包括齒定位機構18的筒36被驅動。定位桿38向后移動，使前端上的錐面38a從齒12間移走。另一方面，筒146使鉤筒沿箭頭B2所示方向移動。因此，支承筒沿箭頭B2所示方向位移，從而使齒定位機構40從齒12移走。
在這種狀態(tài)下，布局機構16使定子鐵心14沿箭頭A所示方向轉過一定角度。該角度等于兩相鄰的齒12之間的角度。齒定位機構18將定子鐵心14設置并固定在一定的位置上。然后再次驅動左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106。左導向器92和右導向器94進入相鄰齒12之間形成的空間。
然后，驅動第二驅動機構30以轉動纏繞噴嘴19。第一驅動機構28使纏繞噴嘴19沿箭頭B所示方向擺動。第二線圈20b在定子鐵心14上的一個位置上形成，該位置沿箭頭G所示周向從第一線圈20a移過一個等于一個齒距的距離(見圖6)。第二線圈20b的至少一部分在定子鐵心14的徑向(由箭頭H指示)上重疊第一線圈20a。第二線圈20b在四個齒12上疊繞，該范圍寬于由一定的齒12所覆蓋的范圍，其方式與第一線圈20a相同。
與第一實施例相似，在一個寬于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的范圍的范圍上形成第四線圈20d，其至少部分地在定子鐵心14的徑向上重疊第一線圈20a。然后，在一個基本等于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的范圍的范圍內(nèi)形成第五線圈，其在徑向上不覆蓋第一線圈20a。
具體來說，如圖7A所示，左導向器92和右導向器94從定子鐵心14的底面間隔開來。第二驅動機構30轉動纏繞噴嘴19，在四個齒12上形成第五線圈20e。由于這個原因，第五線圈20e纏繞在一個基本等于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的范圍的范圍上。也就是說，線圈20e緊緊地纏繞在一定的齒12上(見圖7B)。
第六線圈20f和以后的線圈按照與第五線圈20e相同的方式各自在一個基本等于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的范圍的范圍上形成。當?shù)?N-2)個線圈20n-2與第一線圈20a徑向重疊地纏繞時，其范圍寬于齒12的一個齒距，因而左導向器92和右導向器94纏繞在線圈20n-2中。然后，第(N-1)個線圈和最后的第N個線圈20n按照與第(N-2)個線圈20n-2相同的方式纏繞(見圖8)。
然后，如圖3所示，包括左推動裝置162和右推動裝置164的第一擺動筒172和第二擺動筒180被驅動。第一推動筒168和第二推動筒176從實線所示退回位置擺至虛線所示位置。
現(xiàn)在，第一推動筒168和第二推動筒176被驅動，使第一推動件170和第二推動件178前進。左推入件150和右推入件152分別沿箭頭E1和F1所示方向被推動。如圖9所示，左推入件150和右推入件152分別沿箭頭E1和F1所示方向分別反抗彈簧154和156被移動。這就將第N個線圈20n推向定子鐵心14，從而最后形成繞組。
在第一實施例中，第一線圖20a和與第一線圈20a沿箭頭H所示徑向重疊的其它線圈20b,20c,20d,20n-1,20n-2和20n(下文中稱為其它線圈20)在一個范圍上分別被纏繞，該范圍寬于由一定數(shù)目的齒12所覆蓋的范圍。因此，在第N個線圈20n被纏繞后，當?shù)贜個線圈20n通過線圈推入機構24推向定子鐵心14的中央時，可保證第一線圈20a和其它線圈20等被方便地向著定子鐵心14中央變形。由于在每個第一線圈20a及其它線圈20等和相應的齒12之間存在間隙，因而第一線圈20a和其它線圈20等以較大的自由度變形，因此線圈可以容易且可靠地變形。
這樣就有效地改善了在定子鐵心14上線圈20等的空間系數(shù)。另外，可防止線圈20等與齒12滑動接觸。因此，在漆包線L上的絕緣涂層不會被剝離，可以很好地保持線圈20等的絕緣。
下面描述按照本發(fā)明第二實施例使用纏繞設備10纏繞線圈的方法。在各附圖中相同的零件使用相同的標號，與第一實施例中使用的相同的操作下文中不再贅述。
如圖10所示，構成翼成形器22的左導向器92和右導向器94在定子鐵心14的徑向向內(nèi)位移，分別進入兩相鄰齒12之間的空間。在這種狀態(tài)下，構成第二驅動機構30的第二電機54被區(qū)動以便開始纏繞噴嘴19連同轉動筒60的轉動。漆包線L在側導向件192a和192b的引導下在定子鐵心14的四個齒12上纏繞，從而形成線圈20a。
此時，構成第一驅動機構28的第一電機42沿箭頭B1所示方向驅動纏繞噴嘴連同滑座48，滑座48具有與第一滾珠絲杠44嚙合的螺母部分50，因此形成第一線圈20a。
在四個齒12上纏繞第一線圈20a之后，沿著與上述方向相反的方向驅動左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106，使第一推輪124和第二推輪142沿箭頭B2所示方向移動。彈簧96和100的彈力分別使左導向器92和右導向器94沿箭頭C2和D2所示方向移動，使這些導向器移出齒12的轉動軌跡。
另外，構成齒定位機構18的筒36被驅動以便使桿38退回。這使前端的錐面38a從齒12之間的空間移走。另一方面，筒146使鉤筒144沿箭頭B2所示方向移動。因此，支承筒沿箭頭B2所示方向移動。這使齒定位件40離開齒12。
在這種狀態(tài)下，布局機構16使定子鐵心14沿箭頭A所示方向轉過一定角度。該角度等于相鄰齒12之間的角度。齒定位機構18將定子鐵心固定在位，然后線圈推入機構24被驅動。
具體來說，如圖3所示，分別構成左推動裝置162和右推動裝置164的第一擺動筒172和第二擺動筒180被驅動。第一推動筒168和第二推動筒176從其實線所示位置擺至虛線所示位置。然后，第一推動筒168和第二推動筒176被驅動以便使第一推動件170和第二推動件178前進，從而使左推入件150和右推入件152分別沿箭頭E1和F1所示方向移動。
因此，左推入件150和右推入件152分別反抗彈簧154和156的彈力分別沿箭頭E1和F1所示方向移動。第一線圈20a被推向定子鐵心14中央，從而最后形成線圈(見圖11)。
緊接推動和形成第一線圈20a之后，左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106再次被驅動。構成翼形成器22的左導向器92和右導向器94進入相鄰齒12之間形成的空間。第二驅動機構30被驅動以轉動纏繞噴嘴19。纏繞噴嘴沿箭頭B所示方向擺過第一驅動機構28。
因此，第二(下一個)線圈20b在定子鐵心14上在從第一線圈20a沿箭頭G(圖12)所示周向移動一個齒距的位置上形成。第二線圈20b至少部分地沿定子鐵心14的徑向(由箭頭H指示)重疊第一線圈20a。
當布局機構16沿箭頭A所示方向將定子鐵心14轉動一個相應于齒12的齒距的角度后，線圈推入機構24被驅動。因此，第二線圈20b按照與第一線圈20a相同的方式被推向定子鐵心14中央，被最后形成。緊接其后形成至少部分沿定子鐵心14的徑向重疊第二線圈20b的第三線圈20c。
類似地，每次形成下一個線圈20之前，線圈20都被推向定子鐵心14中央，被最后形成，直至形成最后的線圈20n。以這樣的方式制成所需要的定子ST(見圖13)。
在第二實施例中，在始于第一線圈20a的形成且止于最后的線圈20n的形成的過程中，每個線圈20緊在下一個線圈20形成之前被線圈推入機構24推向定子鐵心14中央最后形成線圈。由于每個線圈20都以這種方式推向定子鐵心14中央并被最后形成，因而可以實現(xiàn)高密度的疊繞。疊繞的空間系數(shù)得到有效的改善。
另外，每個線圈20緊在下一個線圈20被形成之前被推向定子鐵心14中央，因此可防止前一線圈20彈回。這進一步保證疊繞的空間系數(shù)得到改善。
在纏繞設備10中，在四個齒12上形成每個線圈20的翼成形器22設有左導向器92和右導向器94，它們可以分別通過左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106獨立地移向及移離定子鐵心14。因此，即使疊繞的結構不同，也可簡單地選擇構成翼成形器22的左導向器92和右導向器94的驅動控制，從而容易地解決換型的問題，從而容易地得到高質量的定子ST。
在這種情形中，構成線圈推入機構24的左推入件150和右推入件152分別通過左推動裝置162和右推動裝置164前進或者后退，將每個線圈20推向定子鐵心14中央，將其成形，因此有效地改善了纏繞在定子ST上的疊繞組的空間系數(shù)。
翼成形器22和線圈推入機構安裝在底板26上。該底板26可垂直于定子鐵心14移動。這顯著地簡化了結構，因而可以容易地實現(xiàn)高質量的疊繞。
圖14是用于實施本發(fā)明第三實施例的定子疊繞方法的纏繞設備200的橫剖平面圖。與用于實施第一和第二實施例的纏繞方法的纏繞設備10相同的零件使用相同的標號并將不再贅述。
纏繞設備200包括具有定子鐵心14的布局機構16；齒定位機構18，其用于將用于纏繞的齒12放置就位；纏繞噴嘴19，其用于送出漆包線L；翼成形器22，其用于使在例如四個齒12上由纏繞噴嘴19纏繞的線圈20成形；一個線圈凹部成形機構202；底板26，在其上安裝翼成形器22和線圈凹部成形機構202；第一驅動機構28，其用于使纏繞噴嘴19沿定子鐵心14的徑向(由箭頭B指示)前、后移動；以及第二驅動機構30，其用于轉動纏繞噴嘴19。定子鐵心14具有在其中央的環(huán)形支承部分11和從該支承部分11徑向向外伸出的齒12。布局機構16可以間斷地沿箭頭A所示方向轉動定子鐵心14。線圈凹部成形機構202將線圈20的相應于兩相鄰齒12之間的空間的兩個部位推向定子鐵心14中央以形成凹部(下文講述)。
如圖15和16所示，線圈凹部成形機構202設有一個左凹部成形件204和一個右凹部成形件206，它們可以分別借助彈簧154和156，分別通過導軌158和160沿箭頭E和F所示方向前后移動。左凹部成形件204和右凹部成形件206具有彎曲以相互接近的前端部分204a和206a。前端部分204a和206a可以插在定子鐵心14的齒12之間，從而使齒12設置在前端部分之間。
上述纏繞設備200的操作將結合按照第三實施例的纏繞方法描述。在圖16所示狀態(tài)下，構成第二驅動機構30的第二電機54被驅動以轉動纏繞噴嘴19連同轉動筒60。因此，漆包線L被纏繞在定子鐵心14上的四個齒12上，形成第一線圈20a。然后，如圖16所示，分別構成左推動裝置162和右推動裝置164的第一擺動筒172和第二擺動筒180被驅動以便使第一推動筒168和第二推動筒176從其由實線所示退回位置擺至虛線所示位置。這兩個筒168和176進一步被驅動，以便使第一推動件170和第二推動件178前進，分別沿箭頭E1和F1所示方向推動左凹部成形件204和右凹部成形件204(圖15)。
因此，左凹部成形件204和右凹部成形件206分別反抗彈簧154和156的彈力沿箭頭E1和F1所示方向移動。凹部形成件204和206的前端部分204a和206a分別插在定子鐵心14的齒12之間，使每個前端部分處于兩個相鄰的齒12之間。因此，如圖17所示，兩個凹部210a和210b在第一線圈20a上相應于齒12之間的空間的部位上借助推動而形成。
在形成凹部210a和210b之后，第一推動筒168和第二推動筒176被切斷能量從而分別借助彈簧154和156的彈力使左凹部成形件204和右凹部成形件206沿箭頭E2和F2所示的方向退回。構成左推動裝置162和右推動裝置164的第一擺動筒172和第二擺動筒180分別動作以便使第一擺推動筒168和第二推動筒176從虛線所示位置擺至實線所示位置。
另一方面，左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106沿著與上述方向相反的方向被驅動，因此，第一推輪124和第二推輪142沿箭頭B2所示方向移動。彈簧96和100的彈力分別使左導向器92和右導向器94沿箭頭C2和D2所示方向移動，從而使兩個導向器移出齒12的轉動軌跡。
構成齒定位機構18的筒36被驅動以退回定位桿38，使前端錐面38a移離齒12之間的空間。另一方面，鉤筒144通過筒146的動作沿著由箭頭B2所示的方向移動。因此，支承筒86沿箭頭B2所示方向移動。因此，齒定位件40從齒12移走。
在這種狀態(tài)下，定子鐵心14被布局機構16沿箭頭A所示方向轉動一定的角度。該角度等于相鄰的齒12之間的角度。齒定位機構18設置并固定定子鐵心14的位置。然后，左導向器位置調(diào)整裝置104和右導向器位置調(diào)整裝置106被再次驅動，使構成翼成形器22的左導向器92和右導向器94前進至齒12之間的空間。第二驅動機構30也被驅動以便轉動纏繞噴嘴19。該噴嘴19通過第一驅動機構28沿箭頭B所示方向擺動。因此，第二線圈20b在定子鐵心14上在從第一線圈20a沿箭頭G(圖18)所示周向移過齒12的一個齒距的位置上形成。
在第三實施例中，凹部210a和210b被推動操作形成在第一線圈20a上。第二線圈20b的前端部分被接納在凹部210a中。因此，可以完成高密度的疊繞。疊繞組的空間系數(shù)可以得到改善。當左凹部成形件204和右凹部分成形件206的推動動作在線圈20上形成凹部210a和210b時，線圈20被推向定子鐵心14的中央。因此，可以保證疊繞組的空間系數(shù)得到改善。
類似地，相應于齒12之間的空間的兩個凹部210a和210b通過左凹部成形件204和右凹部成形件206的推動動作在每個線圈20上形成，直至形成最后的線圈20n。下一個線圈20的前端部分接納在凹部210a中，因此制成高密度疊繞有線圈的定子ST(見圖19)。
在第三實施例中，每個線圈20被推動，在相應于齒12之間的空間的部位上形成兩個凹部210a和210b。因此，當線圈20被推動時，可以防止浮動，因此可以實現(xiàn)高密度疊繞。如果線圈20可以可靠地被推動，只要形成接納線圈20的前端即可。
如上所述，在按照本發(fā)明的疊繞組中，第一線圈和其它沿定子鐵心與第一線圈重疊的線圈纏繞在一個范圍內(nèi)，該范圍寬于纏繞齒的齒距。纏繞線圈之后，可以保證線圈被推動，向著定子鐵心中央變形。因此，疊繞組的空間系數(shù)可以得到有效的改善，可防止線圈與齒接觸；如發(fā)生接觸的話，絕緣涂層就會剝離。線圈的絕緣性可滿意地保持。
另外，在本發(fā)明中，線圈是分別在一定數(shù)目的定子鐵心的齒12上纏繞的。每個線圈被推向定子鐵心的中央，緊在下一線圈纏繞之前使各線圈成形。因此，可實現(xiàn)高密度的疊繞。纏繞組的空間系數(shù)可得到有效的改善。另外，可以使線圈在下一線圈纏繞之前防止彈回。
另外，在本發(fā)明中，線圈是當定子鐵心的齒由齒定位機構固定時，由纏繞噴嘴通過翼成形器送出的線形成的。翼形成器相對于定子鐵心的位置受到調(diào)整。因此，疊繞線圈可以按照各種不同的纏繞條件容易、可靠地在定子鐵心上形成。因此，纏繞設備在使用時有廣泛的適用性。另外，結構也得以簡化，可以有效地抑制生產(chǎn)成本的增加。
另外，在本發(fā)明中，當線圈在定子鐵心的三個或更多的齒上形成之后，在每個線圈上形成一個或多個凹部，下一線圈纏繞在三個或四個齒上，使線圈的一端面凹部之一，從而形成疊繞組。因此，下一線圈的一端被接納在線圈的凹部中，從而得到高密度的疊繞組。疊繞組空間系數(shù)可以得到有效的改善。另外，在線圈被推動件形成凹部處線圈被推向定子鐵心中央。這可以保證疊繞組的空間系數(shù)得到改善。
權利要求
1．在具有朝外開口的定子鐵心(14)上疊繞多個線圈(20)的方法，該方法包括以下步驟準備具有用于纏繞的齒(12)的所述定子鐵心(14)，所述齒(12)相互間隔一個齒距；在一定數(shù)目的定子鐵心(14)的齒上，在一個寬于所述一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的范圍上形成第一線圈(20)；在寬于所述定子鐵心(14)的所述一定齒(12)所覆蓋的范圍的一個范圍上，在從所述第一線圈(20)沿周向移動一個齒距的位置上纏繞第N個線圈(20)(N是等于或大于2的整數(shù))，使所述第N個線圈的至少一部分在所述定子鐵心(14)的徑向上重疊所述第一線圈(20)；在基本等于由所述定子鐵心(14)的所述一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的范圍上形成第M個線圈(20)(M是等于或大于3的整數(shù))，使所述第M個線圈(20)在徑向上不重疊所述第一線圈(20)；在寬于所述定子鐵心(14)的所述一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的一個范圍內(nèi)形成第P個線圈(20)(P是等于或大于4的整數(shù))，使第P個線圈(20)沿徑向重疊所述第一線圈(20)；在寬于所述定子鐵心(14)的所述一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的一個范圍內(nèi)形成最后的線圈(20)；向所述定子鐵心(14)中央推動所述最后的線圈(20)以便使最后的線圈最后成形。
2．根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述纏繞線圈的各步驟是通過下述方式進行的迫使第一和第二導向器(92),(94)進入所述定子鐵心(14)的一定齒(12)之間限定的空間，從一纏繞噴嘴(19)送出線(L)，圍繞所述第一和第二導向器(92),(94)纏繞所述線(L)，從而使所述線圈(20)在寬于所述一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的所述范圍上形成。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述定子鐵心(14)是通過疊置多個鐵板并用粘合劑將其粘合在一起而形成的。
4．在具有朝外的開口的定子鐵心(14)上疊繞多個線圈(20)的方法，該方法包括以下步驟準備具有用于纏繞的齒(12)的所述定子鐵心(14)，所述齒(12)相互間隔一個齒距；從一個纏繞噴嘴(19)供應線(L)；圍繞所述定子鐵心(14)上一定數(shù)目的所述齒(12)通過一個翼成形器(22)用所述線(L)纏繞第一線圈(20)；將所述定子鐵心(14)相對于所述翼成形器(22)移至一個位置，該位置從所述線圈(20)沿周向移動一個齒距；通過一個推動裝置(24)向所述定子鐵心(14)中央推動所述線圈(20)；然后圍繞所述定子鐵心(14)上的一定數(shù)目的齒(12)纏繞下一個線圈(20)；以及類似地及分別地纏繞和推動其它線圈，直至在所述定子鐵心(14)上纏繞一定數(shù)目的線圈(20)。
5．在具有朝外的開口的定子鐵心(14)上疊繞多個線圈(20)的方法，該方法包括以下步驟準備具有用于纏繞的齒(12)的所述定子鐵心(14)，所述定子具有中央環(huán)形支承部分11，所述齒從該支承部分徑向向外突出；從一纏繞噴嘴(19)供應線(L)；圍繞所述定子鐵心(14)上的三個或更多的所述齒(12)纏繞所述線以形成線圈(20)；用推動件(204,206)推動所述線圈(20)的相應于所述齒(12)之間的任何空間的至少一個部位以形成凹部(210a,210b)；以及在三個或更多的所述齒(12)上纏繞下一線圈(20)，使該線圈(20)的一端面對一個所述凹部(210a)。
6．根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于用推動件(204,206)推動所述線圈(20)的相應于所述齒(12)之間的任何空間的至少一個部位以形成凹部(210a,210b)的所述步驟包括用所述推動件(204,206)推動所述線圈(20)的相應于所述齒(12)之間的空間的兩個部位，以便在所述線圈(20)上形成兩個凹部(210a,210b)。
7．在具有朝外的開口的定子鐵心(14)上疊繞多個線圈的纏繞設備，所述定子鐵心(14)具有從所述定子鐵心(14)的外表面徑向向外突出的多個纏繞齒(12)，所述纏繞設備包括一個齒定位機構(18)，其用于將所述齒(12)設置在纏繞位置上；一個翼成形器(22)，其用于在所述定子鐵心(14)的一定數(shù)目的齒(12)上纏繞從一纏繞噴嘴(19)送出的線(L)，所述翼成形器(22)能夠調(diào)整其相對于所述定子鐵心(14)的位置；一個線圈推入機構(24)，其用于向所述定子鐵心(14)中央推入所述線圈；以及一個承載所述翼成形器(22)和所述線圈推入機構(24)的底板(26)，所述底板(26)能夠垂直于所述定子鐵心(14)移動。
8．在具有朝外的開口的定子鐵心(14)上疊繞多個線圈(20)的纏繞設備，所述定子鐵心(14)具有多個從所述定子鐵心(14)的外表面徑向向外突出的纏繞齒(12)，所述纏繞設備包括一個齒定位機構(18)，其用于將所述齒(12)設置在纏繞位置上；一個翼成形器(22)，其用于在所述定子鐵心(14)的一定數(shù)目的齒(12)上纏繞從一纏繞噴嘴(19)送出的線(L)以形成一線圈(20)，所述翼成形器(22)能夠調(diào)整其相對于所述定子鐵心(14)的位置；一個線圈凹部成形機構(202)，其用于將所述線圈(20)推向所述定子鐵心(14)中央，以便在所述線圈(20)上形成至少一個相應于所述齒(20)之間的任何空間的凹部(210a,210b)；以及一個承載所述翼成形器(22)和所述線圈凹部成形機構(202)的底板(26)，所述底板(26)能夠垂直于所述定子鐵心(14)移動。
9．根據(jù)權利要求7或8所述的纏繞設備，其特征在于還設有一個滑座(48)，其用于安裝所述底板(26)，使所述底板(26)可以進退，所述纏繞噴嘴(19)安裝在所述滑座(48)上，所述滑座(48)包括一個第一驅動機構(28)，其用于使所述纏繞噴嘴(19)相對于所述定子鐵心(14)移動，以便在所述定子鐵心(14)的一定數(shù)目的齒(12)上纏繞所述線(L)；以及一個第二驅動機構(30)，其用于轉動所述纏繞噴嘴(19)。
10．根據(jù)權利要求7或8所述的纏繞設備，其特征在于所述翼成形器(22)包括第一和第二導向器(92,94)，它們能夠獨立地垂直于所述定子鐵心(14)進、退，并且能夠進入所述定子鐵心(14)的所述齒之間的空間；以及第一和第二導向器位置調(diào)整機構(104,106)，它們能夠獨立地調(diào)整所述第一和第二導向器(92,94)的位置。
11．根據(jù)權利要求10所述的纏繞設備，其特征在于第一和第二導向器位置調(diào)整機構(104,106)中的每一個具有第一和第二驅動裝置(108,126)；第一和第二進退件(122,140)，它們能夠朝向和背離所述驅動裝置(108,126)移動；以及第一和第二推動件(124,142)，它們安裝在所述進退件(122,140)上，用于向著所述齒(12)推動所述第一和第二導向器(92,94)中相應的一個。
12．根據(jù)權利要求7所述的纏繞設備，其特征在于所述線圈推入機構(24)包括第一和第二推入件(150,152)，其用于獨立地垂直于所述定子鐵心(14)推向或背離所述定子鐵心(14)移動，以便將所述線圈(20)推向所述定子鐵心(14)中央；以及第一和第二推動裝置(162,164)，其用于獨立地垂直于所述定子鐵心(14)朝向或背離所述定子鐵心移動所述第一和第二推入件(150,152)，在所述纏繞噴嘴(19)轉動期間，所述第一和第二推動裝置(162,164)退至不干涉所述纏繞噴嘴(19)的位置上。
13．根據(jù)權利要求8所述的纏繞設備，其特征在于所述凹部成形機構(202)包括第一和第二凹部成形件(204,206)，其用于獨立地垂直于所述定子鐵心(14)朝向或背離所述定子鐵心(14)移動，以便將所述線圈(20)推向所述定子鐵心(14)中央；以及第一和第二推動裝置(162,164)，其用于獨立地垂直于所述定子鐵心(14)朝向或背離所述定子鐵心(14)移動所述第一和第二凹部成形件(204,206)，在所述纏繞噴嘴(19)轉動期間，所述第一和第二推動裝置(162,164)退至不干涉所述纏繞噴嘴(19)的位置上。
全文摘要
本發(fā)明涉及在電機或類似裝置的定子鐵心上疊繞線圈(20a)的方法。首先圍繞定子鐵心(14)纏繞第一線圈。第二線圈(20)纏繞得在徑向上與第一線圈(20a)重疊。線圈是在寬于定子鐵心(14)的一定數(shù)目的齒(12)所覆蓋的范圍的一個范圍上形成上。以這種方式形成多個線圈。最后的線圈被線圈推入機構(24)推向定子鐵心(14)中央。這可防止線圈(20)與齒(12)滑動接觸，也可改善空間系數(shù)。
文檔編號H02K15/04GK1227441SQ99102319
公開日1999年9月1日 申請日期1999年2月13日 優(yōu)先權日1998年2月16日
發(fā)明者角谷修, 渡邊法壽, 小林忍 申請人:本田技研工業(yè)株式會社