定子组装方法以及定子组装装置与流程

文档序号:11142752阅读:1479来源:国知局
定子组装方法以及定子组装装置与制造工艺

本发明涉及定子组装方法以及定子组装装置,特别涉及将具有由导线形成的插槽收容部和线圈端部的线圈,安装于具有从后轭分别朝向径向内侧延伸的多个齿、和形成于两个齿之间的插槽的圆环状的定子铁心的方法以及装置。



背景技术:

以往,公知有将线圈安装于圆环状的定子铁心的定子组装方法以及定子组装装置(例如参照专利文献1)。定子铁心具有:从后轭分别朝向径向内侧延伸的多个齿、和形成于两个齿之间的插槽。另外,线圈由导线形成,且具有收容于上述插槽的直线部和位于上述插槽外的线圈端部。通过组合多个线圈而形成圆环状的线圈组件。

上述定子组装装置具备配置在定子铁心的内径侧的夹具。该夹具形成为大致圆柱状,并且在外周面具有供线圈组件的各线圈的直线部插入的多个保持槽。上述定子组装方法具备:将线圈一个个地沿周向依次安装于夹具的各保持槽的工序;以及在将安装于夹具的各线圈配置于定子铁心的内径侧空间的基础上,从内径侧向外径侧以放射状推压,从而将该各线圈的直线部插入定子铁心的插槽的工序。

专利文献1:日本特开2011-193597号公报

然而,在上述专利文献1记载的定子组装方法以及定子组装装置的结构中,大致圆柱状的夹具具有形成于外周面的相邻的保持槽彼此的间隔越在接近夹具中心的位置越变窄的构造。因此在将线圈组件的线圈组装于夹具的过程中,线圈两侧的直线部彼此从比较远的状态向接近的方向变形,而且然后在该线圈向定子铁心组装时,线圈再次变形。

因此,在如上述的结构那样将线圈组装于大致圆柱状的夹具的基础上安装于圆环状的定子铁心的方法中,在向定子铁心组装前向夹具组装时,线圈端部的本来不想弯曲的部位因变形而加工固化。例如,在形成为大致六边形的线圈中,上述的线圈端部的本来不想弯曲的部位是线圈端部的直线状的斜边部等。因此在向定子铁心组装时,在该组装后,存在收容于插槽内的线圈部分的变形增大,而且在插槽内线圈被按压于齿的壁面的压力(面压力)增大而导致插入负载增大的问题。其结果例如有可能产生线圈受伤、组装后的线圈的形状精度的变差、设备的大型化等不良情况。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述问题所做出的,目的在于提供能够在通过将组合有具有线圈端部与直线部的多个线圈的线圈组件,从圆环状的定子铁心的内径侧朝向外径侧插入,从而安装于该定子铁心的基础上,抑制将各线圈插入插槽时的插入负载的定子组装方法以及定子组装装置。

本发明的一个方式是一种定子组装方法,将具有由导线形成的插槽收容部和线圈端部的线圈安装于圆环状的定子铁心,该定子铁心具有:从后轭分别朝向径向内侧延伸的多个齿、和形成于两个所述齿之间的插槽,所述定子组装方法的特征在于,具备以下工序:线圈组件形成工序,形成将多个所述线圈配置为圆环状并且具有插槽收容束的线圈组件,所述插槽收容束将在周向上分离的两个所述线圈的所述插槽收容部收容于所述定子铁心的相同的所述插槽;夹具配置工序,使用于形成引导面的引导夹具相对于在所述线圈组件的沿周向相邻配置的两个所述插槽收容束之间形成的齿孔移动并插入,将所述引导夹具配置于所述线圈组件;以及线圈插入工序,在所述线圈组件配置于所述定子铁心的内径侧空间并且所述引导夹具的所述引导面为与所述齿的壁面平行的状态下,将构成所述线圈组件的多个所述线圈以放射状从内径侧向外径侧推压,由此利用所述引导夹具对多个所述线圈进行引导,并且将所述线圈的所述插槽收容部插入所述定子铁心的所述插槽。

另外,本发明的一个方式一种定子组装装置,将具有由导线形成的插槽收容部和线圈端部的线圈安装于圆环状的定子铁心,该定子铁心具有:从后轭分别朝向径向内侧延伸的多个齿、和形成于两个所述齿之间的插槽,所述定子组装装置的特征在于,具备:用于形成引导面的引导夹具,其相对于在线圈组件的沿周向相邻配置的两个所述插槽收容束之间形成的齿孔移动并插入,从而配置于该线圈组件,所述线圈组件将多个所述线圈配置为圆环状并且具有插槽收容束,该插槽收容束将在周向上分离的两个所述线圈的所述插槽收容部收容于所述定子铁心的相同的所述插槽;以及推压单元,在所述线圈组件配置于所述定子铁心的内径侧空间并且所述引导夹具的所述引导面为与所述齿的壁面平行的状态下,该推压单元将构成所述线圈组件的多个所述线圈以放射状从内径侧向外径侧推压,由此利用所述引导夹具对多个所述线圈进行引导,并且将所述线圈的所述插槽收容部插入所述定子铁心的所述插槽。

根据本发明,能够在通过将组合有具有线圈端部和直线部的多个线圈的线圈组件,从圆环状的定子铁心的内径侧朝向外径侧插入而安装于该定子铁心的基础上,抑制将各线圈插入插槽时的插入负载。

附图说明

图1是使用本发明的一个实施例的定子组装方法以及定子组装装置完成组装的定子的立体图。

图2是表示在本实施例中由多个同心绕组形成圆环笼状的线圈组件的顺序的图。

图3A是表示在本实施例中相同的插槽中收容插槽收容部的同相的两个同心绕组的位置关系的从轴中心侧观察时的图。

图3B是表示在本实施例中相同的插槽中收容插槽收容部的同相的两个同心绕组的位置关系的从轴向侧观察时的图。

图4是本实施例的定子组装装置具备的引导夹具的立体图。

图5是表示在本实施例的定子组装装置中组装定子时的工序的图。

图6A是本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组16向定子铁心的各插槽插入前的立体图。

图6B是本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组16向定子铁心的各插槽插入过程中的立体图。

图7A是本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入前的状况的侧视图。

图7B是表示本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入前的状况的剖视图。

图7C是表示本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入前的状况的主要部分的侧视图。

图8A是表示本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入过程中的状况的侧视图。

图8B是表示本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入过程中的状况的剖视图。

图8C是表示本实施例的定子组装装置具备的推压装置的、同心绕组向插槽插入过程中的状况的主要部分的侧视图。

图9是表示基于本实施例的定子组装装置的定子组装时的引导夹具与同心绕组的位置关系的图。

图10是用于说明基于本实施例的定子组装装置的定子组装的效果的图。

具体实施方式

以下,使用附图对本发明的定子组装方法以及定子组装装置的具体实施方式进行说明。

图1是使用本发明的一个实施例的定子组装方法以及定子组装装置完成了组装的定子的立体图。图2是表示在本实施例中由多个同心绕组形成圆环笼状的线圈组件的顺序的图。另外,图3是表示在本实施例中的相同插槽中收容插槽收容部的同相的两个同心绕组的位置关系的图。另外,在图3(A)中示出从轴中心侧观察时的图,在图3(B)中示出从轴向侧观察时的图。

本实施例的定子组装装置10例如是对三相交流马达等的旋转电机所使用的定子亦即定子12进行组装的装置。定子12是经由规定的空隙相对于作为旋转件的转子而配置在径向外侧、并且通过通电而产生使转子旋转的磁场的部件。定子12具备定子铁心14和定子线圈16。

定子铁心14是形成为中空圆筒状的部件。在定子铁心14的内径侧形成有用于收容转子的空间(内径侧空间)18。另外,定子铁心14也可以通过将经绝缘涂层的多个电磁钢板沿轴向层叠而形成。另外,也可以在定子铁心14的径向外侧端面安装有圆筒状的轭,该圆筒状的轭由对经绝缘涂层的软磁性体粉末进行压缩成型的材料形成。

定子铁心14具有:形成为圆环状的后轭20、和从后轭20的径向内侧端面朝向径向内侧(轴中心侧)延伸的齿22。齿22相对于后轭20沿周向设置有多个(例如48个),并且沿着周向以等间隔设置。在周向上相邻的两个齿22之间形成有保持定子线圈16的插槽24。

在定子铁心14设置有用于将定子12安装固定于马达壳体的耳部26。耳部26形成为从定子铁心14主体(具体而言为后轭20)的径向外侧端面(外周面)朝向径向外侧突出的山型形状。耳部26沿周向分离地设置于多个位置(例如三个位置)。在各耳部26设置有沿轴向贯通的贯通孔28。定子12通过使贯通耳部26的贯通孔28的螺栓经由马达壳体进行螺母紧固,由此固定于马达壳体。

另外,定子线圈16由导线形成。该导线由导电性高的例如铜、铝等金属构成。另外,该导线也可以为剖面形成为圆形的导线,但也可以是剖面形成为矩形(具体而言为长方形)的扁平导线。以下,该导线为扁平导线。另外,也可以对该扁平导线的剖面角部进行倒角加工。定子线圈16相对于定子铁心14沿周向配设有多个(例如48个)。

各定子线圈16分别是通过对卷绕有规定的多圈(例如5圈)的导线进行弯曲加工而成形的同心绕组(盒式线圈)。以下,将各定子线圈16称为同心绕组16。各同心绕组16分别由卷线形成装置将一根直线状的导线形成为椭圆形,并且在卷绕有规定的多圈之后利用成形装置弯曲加工为大致六边形或者大致八边形而成形。

各同心绕组16具有插槽收容部30、32和线圈端部34、36。插槽收容部30、32分别是收容在定子铁心14的插槽24内的部位,并且是以沿轴向贯通该插槽24的方式大致以直线状延伸的部位。插槽收容部30和插槽收容部32收容于沿定子铁心14的周向离开规定距离的相互不同的插槽24。线圈端部34、36分别是从定子铁心14的轴向端部向轴向外侧突出的部位,并且是以将沿周向离开的两个插槽收容部30、32彼此连接的方式弯曲的部位。

同心绕组16构成为层叠多根导线,并且构成为在层叠方向上相邻的导线之间形成规定的间隙。另外,在导线是扁平导线的情况下,导线的层叠方向是扁平导线的剖面短边方向即可。同心绕组16以两个插槽收容部30、32的分离距离(间隔)根据层叠方向位置变化的方式形成为剖面为梯形。形成该剖面梯形是为了将同心绕组16的插槽收容部30、32分别适当地收容于插槽24而进行的。同心绕组16以使导线的层叠方向与同定子铁心14的轴向正交的径向一致的方式组装于定子铁心14。

同心绕组16的线圈端部34、36分别形成为多个不同的非直线状。具体而言,线圈端部34、36分别形成为三种非直线状,弯曲成形为朝向定子铁心14的径向以阶段状屈曲的曲轴状、圆弧成形为配合圆环状的定子铁心14的圆弧而弯曲的圆弧状,并且扁立(edge wise)成形为沿扁平导线的剖面长边方向屈曲的屈曲状。弯曲成形是为了扁平导线向层叠方向的导线之间的变道而进行的弯曲加工。圆弧成形是为了将同心绕组16高效地收容于插槽24内进行的弯曲加工。另外,扁立成形是为了高效地配置多个同心绕组16进行的弯曲加工。

同心绕组16通过沿周向配置多个,由此构成圆环笼状的线圈组件40。线圈组件40通过将多个同心绕组16沿周向排列配置为圆环状而形成为圆环笼状。同心绕组16构成为:在为了形成线圈组件40而被组合之前,两侧的插槽收容部30、32彼此的间隔比较小。另外,在通过将多个同心绕组16以圆环状配置并组合而形成线圈组件40之后,该线圈组件40具有收容于定子铁心14的内径侧空间18的程度的外径。

线圈组件40的形成以实现以下(A)~(C)所示的内容的方式进行。(A)多个同心绕组16一边在收容的插槽24沿周向一个个地错开、一边配置。(B)相互在周向上相邻配置的两个同心绕组16彼此以各段的扁平导线沿层叠方向(即、径向)交替重叠的方式组装。(C)相互沿周向离开规定距离配置的同相的两个同心绕组16,以一方的插槽收容部30的各段的扁平导线与另一方的插槽收容部32的各段的扁平导线在定子铁心14的相同的插槽24沿层叠方向(即、径向)交替排列地被收容的方式组装。

若进行上述(B)所示的组装,则在线圈组件40的相互在周向上相邻配置的两个同心绕组16的插槽收容部30、32之间,形成有供定子铁心14的齿22插入配置的齿孔42。另外,以下将线圈组件40的收容于相同的插槽24的两个同心绕组16的插槽收容部30、32的束,称为插槽收容束46。即,上述齿孔42在线圈组件40的沿周向相邻配置的两个插槽收容束46之间形成。

另外,各同心绕组16分别在定子12例如应用于三相交流马达的情况下,构成U相线圈、V相线圈以及W相线圈的任一个。例如线圈组件40构成为:通过同心绕组16亦即U相线圈、V相线圈以及W相线圈的同相的线圈每两个沿周向排列配置,通过沿周向排列的6个同心绕组16形成一极。

定子12还具备:用于确保定子铁心14和各同心绕组16的电绝缘性的绝缘部件44。绝缘部件44具有与定子铁心14的插槽24的形状吻合的形状,形成为按照插槽24安装的剖面“コ”字状。绝缘部件44是形成为由纸、树脂(例如热固化性树脂、热塑性树脂等)等构成的薄膜状的部件。绝缘部件44在形成有由规定多个同心绕组16构成的线圈组件40之后,从该插槽收容部30、32的外径侧朝向内径侧插入该各同心绕组16的插槽收容部30、32(即,该线圈组件40的插槽收容束46),由此安装于线圈组件40。

接下来,参照图4~图10,对基于本实施例的定子组装装置10的定子12的组装顺序进行说明。

图4示出本实施例的定子组装装置10具备的引导夹具的立体图。图5示出表示在本实施例的定子组装装置10中对定子12进行组装时的工序的图。另外在图5中,从便于说明、容易理解的观点出发,示出定子组装装置10、定子12沿与轴平行的方向切割为一半的状况。

在本实施例中,定子组装装置10具备定子12组装(具体而言,同心绕组16向定子铁心14的各插槽24的插入)所需的引导夹具50。引导夹具50是按照线圈组件40的每个齿孔42安装的夹具,相对于一个线圈组件40设置有多个。引导夹具50在形成有圆环笼状的线圈组件40之后,并且在该线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32安装有绝缘部件44之后,安装于该线圈组件40。

另外,线圈组件40构成为:将各同心绕组16的插槽收容部30、32向定子铁心14的各插槽24插入之前与插入之后相比,各同心绕组16的两个插槽收容部30、32的分离距离(即,在周向上相邻的两个插槽收容部束46的间隔)较小。即,线圈组件40构成为上述插入前与上述插入后相比,轴向长度(从线圈端部34的轴向前端至线圈端部36的轴向前端的距离)较大并且外径较小(具体而言,外径比定子铁心14的齿22的内径略小)。

以下,为了方便,将插槽收容部30、32插入定子铁心14的各插槽24之前的线圈组件40称为初始线圈组件40,将插槽收容部30、32插入定子铁心14的各插槽24之后的线圈组件40称为最终线圈组件40。

如图4所示,上述各引导夹具50具有其整体被插入初始线圈组件40的齿孔42的第一引导夹具52。第一引导夹具52是形成为以与初始线圈组件40的齿孔42嵌合的方式朝向定子12以及定子铁心14的径向以及轴向双方延伸的板状的夹具。第一引导夹具52以从外径侧至内径侧周向厚度(宽度)减小的方式形成为尖细形状。

第一引导夹具52在将线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32向插槽24插入时,相对于齿22在该齿22的内径侧相邻地对置。第一引导夹具52具有平面状的引导面。第一引导夹具52的引导面在同心绕组16向插槽24插入时,与齿22的壁面(即,周向的朝向插槽24侧的侧面)成为平行。第一引导夹具52形成为:其外径端位置的宽度(即,周向厚度)与定子铁心14的齿22的前端(内径端位置)的宽度大致相同,或者稍微变大。第一引导夹具52具有在将线圈组件40的各同心绕组16向插槽24插入时,在周向上引导该同心绕组16的功能。

各引导夹具50还具有其一部分被插入初始线圈组件40的齿孔42的第二引导夹具54以及第三引导夹具56。第二引导夹具54是相对于第一引导夹具52在轴向一侧相邻配置的夹具。另外,第三引导夹具56是相对于第一引导夹具52在轴向另一侧相邻配置的夹具。第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别是朝向径向延伸的形成为内径侧前端尖的楔形的夹具。

第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别以从外径侧至内径侧周向厚度变小的方式形成为尖细形状。第二引导夹具54在将线圈组件40的各同心绕组16向插槽24插入时,相对于齿22在齿22的轴向外侧相邻地对置。另外,第三引导夹具56在将线圈组件40的各同心绕组16向插槽24插入时,相对于齿22在齿22的轴向外侧相邻地对置。

第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别以在定子铁心14的轴向外侧从轴向观察时与齿22重叠的方式朝向径向延伸。第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别以其内径侧的各径向位置彼此的宽度(即,周向厚度)与第一引导夹具52的相同的径向位置的宽度大致相同的方式形成,并且以其各径向位置各自的宽度成为齿22的相同的径向位置的宽度以上的方式形成。

第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别具有在将线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32向插槽24插入时,在周向上引导该同心绕组16的功能,并且具有防止上述绝缘部件44相对于齿22在轴向上脱开的功能。

在第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别设置有切缺部60、62。切缺部60、62分别设置于内径侧,是与在将同心绕组16向插槽24插入时,在相互沿周向相邻的两个第一引导夹具52之间形成的孔以及定子铁心14的插槽24连通的部位。若相互在周向上相邻配置的两个第二引导夹具54沿周向排列,则一方的引导夹具54的切缺部60与另一方的引导夹具54的切缺部62形成将同心绕组16插入插槽时进行引导的孔。另外,若相互在周向上相邻配置的两个第三引导夹具56沿周向排列,则一方的引导夹具56的切缺部60与另一方的引导夹具56的切缺部62形成将同心绕组16插入插槽时进行引导的孔。

在本实施例的定子组装装置10中,形成多个同心绕组16配置为圆环状的初始线圈组件40,并且在该初始线圈组件40的同心绕组16的插槽收容部30、32安装有绝缘部件44,然后,将引导夹具50插入该初始线圈组件40的齿孔42进行安装。具体而言,首先如图5(A)所示,准备将多个同心绕组16配置为圆环状且安装有绝缘部件44的初始线圈组件40、多个引导夹具50以及定子铁心14。而且,如图5(B)所示,通过相对于初始线圈组件40的齿孔42,将第一引导夹具52以及第三引导夹具56按照该齿孔42从线圈组件40的外径侧向内径侧移动并插入,由此将这些引导夹具52、56配置于线圈组件40。

如上述那样,初始线圈组件40构成为:其外径比定子铁心14的齿22的内径略小,因此能够相对于将第一引导夹具52以及第三引导夹具56插入齿孔42的初始线圈组件40,从尚未安装第二引导夹具54的轴向侧进行定子铁心14的组装。

因此,在上述的第一引导夹具52以及第三引导夹具56安装于初始线圈组件40之后,如图5(C)所示,相对于该初始线圈组件40,将齿22朝向内径侧突出的定子铁心14,从尚未安装第二引导夹具54的轴向侧进行组装。若进行该组装,则在定子铁心14的内径侧空间18配置初始线圈组件40。而且最后,如图5(D)所示,通过相对于初始线圈组件40的齿孔42,将第二引导夹具54按照该齿孔42从线圈组件40的外径侧向内径侧移动并插入,由此将该第二引导夹具54配置于线圈组件40。

另外,在进行了安装有第一引导夹具52以及第三引导夹具56的初始线圈组件40与定子铁心14的插入配置之后,或者在进行了该插入配置后的第二引导夹具54向齿孔42的插入之后,初始线圈组件40与定子铁心14相互沿周向被定位。该定位以第一引导夹具52相对于齿22在该齿22的内径侧相邻地对置,并且各同心绕组16的插槽收容部30、32相对于插槽24在该插槽24的内径侧相邻地对置的方式进行。

图6表示本实施例的定子组装装置10具备的推压装置的立体图。另外,在图6(A)中示出同心绕组16向定子铁心14的各插槽24插入前的状况,另外在图6(B)中示出同心绕组16向定子铁心14的各插槽24插入过程中的状况。图7示出表示本实施例的定子组装装置10具备的推压装置的同心绕组16向插槽24插入前的状况的图。图8示出表示本实施例的定子组装装置10具备的推压装置的同心绕组16向插槽24插入过程中的状况的图。另外,在图7(A)以及图8(A)中示出推压装置的侧视图,在图7(B)以及图8(B)中示出沿直线III-III将图7(A)以及图8(A)所示的推压装置切断后的剖视图,另外,在图7(C)以及图8(C)中示出从沿IV-IV将图7(B)以及图8(B)所示的推压装置切断后的位置的侧视图。

定子组装装置10还具备产生定子12组装(具体而言,同心绕组16向定子铁心14的各插槽24插入)所需的按压力的推压装置70。推压装置70具有保持台72和辊74。

保持台72是对包括线圈组件40和定子铁心14的定子12进行保持的台,该线圈组件40在同心绕组16的插槽收容部30、32安装有绝缘部件44并且在齿孔42安装有引导夹具50。保持台72将该定子12保持为能够绕轴旋转。例如如图6所示,保持台72将定子12保持为其轴朝向水平方向。

辊74是将构成保持于保持台72的定子12的线圈组件40的多个同心绕组16(具体而言,该线圈端部34、36),从内径侧向外径侧以放射状推压的部件。辊74配置于该线圈组件40的内径侧,并且配置于定子铁心14的轴向外侧。辊74是形成为圆柱状的部件,并且以其轴沿与定子12的轴相同的方向延伸的方式配置。

辊74包括:与线圈组件40的同心绕组16的线圈端部34接触的辊74a、以及与线圈组件40的同心绕组16的线圈端部36接触的辊74b。辊74a与辊74b通过将线圈组件40的内径侧沿轴向贯通的轴76而相互连结。

保持台72和辊74能够相对地向径向移动。例如,辊74能够相对于保持台72而向该保持台72保持的定子12的径向移动。另外,在保持台72将定子12以其轴朝向水平方向的方式保持的情况下,该保持台72(即定子12)与辊74能够在上下方向相对移动。上述保持台72与辊74的相对移动,在线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32适当地收容于插槽24并且轴76不与定子铁心14的齿22的前端接触的范围进行。

另外,辊74a与辊74b也可以不通过上述轴76相互连结,而是分别通过所谓的悬臂而与线圈端部34、36接触。另外,辊74a与辊74b也可以通过上述轴76相互连结,另一方面,仅支承上述两个辊74a、74b中的一方。

图9示出表示基于本实施例的定子组装装置10的定子组装时的引导夹具50与同心绕组16的位置关系的图。另外,在图9(A)中示出插槽收容部30、32向插槽24插入前的状况,在图9(B)中示出插槽收容部30、32向插槽24插入后的状况。另外,图10表示用于说明基于本实施例的定子组装装置10的定子组装的效果的图。

在本实施例的定子组装装置10中,如上述那样,在初始线圈组件40的齿孔42安装有引导夹具50,并且将该初始线圈组件40向定子铁心14的内径侧空间18插入配置后,将带有该引导夹具50的初始线圈组件40配置于定子铁心14的内径侧空间18的定子12,以能够旋转的方式配置于保持台72(图6(A)以及图7所示的状态)。以下适当地将带有引导夹具50的定子12称为带夹具定子12。另外,在带夹具定子12中,以引导夹具50彼此的位置关系以及定子铁心14与引导夹具50的位置关系不发生变化的方式,用未图示的螺栓等固定。

而且,使保持于该保持台72的带夹具定子12旋转,并且使辊74从该定子12的轴中心侧向径向外侧相对于保持台72相对地逐渐移动。若进行该定子12的旋转以及辊74的相对移动,则辊74a与构成该定子12的线圈组件40的各同心绕组16的线圈端部34依次接触,并且将各线圈端部34依次向外径侧按压,并且辊74b与该各同心绕组16的线圈端部36依次接触并将各线圈端部36依次向外径侧按压。

若利用辊74将同心绕组16的线圈端部34、36向外径侧按压,则追随于该线圈端部34、36的按压,与上述线圈端部34、36相连的插槽收容部30、32从内径侧向外径侧被拉动。如上述那样,初始线圈组件40与定子铁心14以第一引导夹具52相对于齿22在该齿22的内径侧相邻地对置、并且各同心绕组16的插槽收容部30、32相对于插槽24在该插槽24的内径侧相邻地对置的方式相互在周向上定位。此时,第一引导夹具52的引导面与插槽24的壁面平行。另外,在第二引导夹具54以及第三引导夹具56形成有在将同心绕组16向插槽插入时进行引导的切缺部60、62。

因此,如上述那样,插槽收容部30、32追随于线圈端部34、36向外径侧的按压,并向外径侧被拉动,被第一引导夹具52、第二引导夹具54以及第三引导夹具56引导并且被插入插槽24。另外,在该插入的过程中,各同心绕组16以线圈端部34的轴向前端与线圈端部36的轴向前端的轴向距离逐渐减小、并且插槽收容部30与插槽收容部32的周向距离(间隔)逐渐扩大的方式变形(参照图9)。

若将构成圆环笼状的线圈组件40的全部同心绕组16的插槽收容部30、32向外径侧按压,则将这些沿周向存在的全部同心绕组16从内径侧向外径侧以放射状推压,因此各同心绕组16被引导夹具50引导,并且该插槽收容部30、32被插入插槽24。另外,该插槽收容部30、32的插入作为包括收容于相同的插槽24的两个同心绕组16的插槽收容部30、32的插槽收容束46进行。而且,若将全部同心绕组16的插槽收容部30、32插入插槽24,则之后使辊74向外径侧的相对移动以及定子12的旋转停止。

根据该定子组装方法,能够将周向位置相互不同且在周向上离开配置的两个同心绕组16彼此的组装,以一方的同心绕组16的插槽收容部30的扁平导线与另一方的同心绕组16的插槽收容部32的扁平导线在相同的插槽24沿径向交替地排列的方式进行,并且在形成有规定多个同心绕组16配置为圆环状的线圈组件40之后,将构成该线圈组件40的多个同心绕组16的插槽收容部30、32向圆环状的定子铁心14的插槽24插入。

即,能够在形成有上述构造的初始线圈组件之后,按照该初始线圈组件40的在相互沿周向相邻配置的两个同心绕组16的插槽收容部30、32(即,两个插槽收容束46)之间形成的每个齿孔42,安装配置引导夹具50,并且在将该带有引导夹具50的初始线圈组件40配置于定子铁心14的内径侧空间18且将该引导夹具50(具体而言,第一引导夹具52)的引导面形成为与齿22的壁面平行的状态下,将构成该带有引导夹具50的初始线圈组件40的各同心绕组16的线圈端部34、36,由推压装置70的辊74向外径侧按压,从而将各同心绕组16的插槽收容部30、32向插槽24插入并将各同心绕组16向外径侧推压,由此将该线圈组件40组装于圆环状的定子铁心14。

另外,在基于本实施例的定子组装装置10的定子组装方法中,在将在齿孔42安装有引导夹具50的线圈组件40,以将该各同心绕组16向外径侧推压的方式组装于圆环状的定子铁心14时,各同心绕组16的插槽收容部30、32由引导夹具50支承。具体而言,插槽收容部30、32被在周向两侧相邻的两个第一引导夹具52夹持并引导,并且被相互沿周向相邻的两个第二引导夹具54的切缺部60、62引导,且被相互沿周向相邻的两个第三引导夹具56的切缺部60、62引导。

因此,根据本实施例,如图10所示,能够在将线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32向插槽24插入时进行引导的基础上,抑制该插槽收容部30、32沿周向鼓出,并且能够抑制该插槽收容部30、32屈曲。

另外,与本实施例的结构不同,在将多个同心绕组16配置于在外周面设置有多个保持槽的引导夹具的结构(对比例的结构)中,在各线圈16组装于该引导夹具的过程中,对于线圈16而言,两侧的插槽收容部30、32彼此从比较远的状态向接近的方向变形,然后该线圈16在向定子铁心14组装时再次变形。因此在上述对比例的结构中,在线圈16向定子铁心14组装前向夹具组装时,线圈端部34、36的本来想要弯曲的部位(例如线圈端部34、36的直线状的斜边部)而变形而加工固化。在该情况下,在线圈16向定子铁心14组装时,在该组装后收容于插槽24的插槽收容部30、32的变形增大,在插槽24内线圈16按压于齿22的壁面的压力(面压力)变大,导致该插入负载变大。

与此相对,在本实施例的结构中,在线圈组件40的各同心绕组16向定子铁心14组装前,在组装线圈16与引导夹具50的过程中,不需要线圈16的插槽收容部30、32彼此向接近的方向变形,或者该变形量极小。因此在线圈16与引导夹具50组装时,线圈端部34、36的斜边部等不会因变形而加工固化,因此插槽收容部30、32的变形不会变大。

因此,根据本实施例,在线圈16向定子铁心14组装时,在插槽24内线圈16被按压于齿22的壁面的压力(面压力)不会变大,从而抑制该线圈16插入插槽24时的插入负载。因此能够防止线圈16受伤、向定子铁心4组装后的线圈16的形状精度变差,能够避免制造设备大型化等不便。

另外,在本实施例的定子组装装置10中,第二引导夹具54以及第三引导夹具56分别形成为:其各径向位置各自的宽度(即周向厚度)为定子铁心14的齿22的相同径向位置的宽度以上。因此根据本实施例,在线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32向插槽24插入时,在由第二引导夹具54以及第三引导夹具56引导时,该插槽收容部30、32的扁平导线能够避免与齿22的表面(特别是,在端面形成的锐角的角部)摩擦,因此能够防止在同心绕组16带有伤、在齿22的表面带有伤、绝缘部件44容易断裂等情况。

另外,在基于本实施例的定子组装装置10的定子组装方法中,能够在将在齿孔42安装有引导夹具50的线圈组件40,以将该各同心绕组16向外径侧推压的方式组装于圆环状的定子铁心14时,将该组装仅利用由推压装置70的辊74向外径侧的按压,一边使各同心绕组16变形一边进行。

因此,根据本实施例,与设置将同心绕组16朝向轴向侧按压的按压夹具的构造不同,在将线圈组件40向定子铁心14组装时,同心绕组16不会被该轴向侧的按压夹具朝向轴向侧按压,该轴向侧的按压夹具与同心绕组16的接触面积不会变得微小,因此能够防止在同心绕组16带有伤。

另外,在基于本实施例的定子组装装置10的定子组装方法中,在将在齿孔42安装有引导夹具50的线圈组件40,以将该各同心绕组16向外径侧推压的方式组装于圆环状的定子铁心14时,将该组装以不使定子铁心14移动的方式,一边保持于保持台72一边进行,因此不需要设置使定子铁心14移动的装置,能够实现定子组装装置10的简化。

另外,在基于本实施例的定子组装装置10的定子组装方法中,在形成将多个同心绕组16配置为圆环状的初始线圈组件40之后,向该初始线圈组件40的各同心绕组16的插槽收容部30、32各自从外径侧朝向内径侧插入剖面“コ”字状的绝缘部件44。如上述那样,在线圈组件40的相互在周向上相邻配置的两个同心绕组16的插槽收容部30、32之间,形成有供定子铁心14的齿22插入配置的齿孔42,因此在线圈组件40向定子铁心14组装之前,在各同心绕组16的插槽收容部30、32的周向形成齿22等不存在的空间。因此能够容易地进行绝缘部件44向各同心绕组16的插槽收容部30、32的插入。另外,由于能够同时进行以往通过与线圈的插入不同的工序进行的绝缘部件44的插入,因此能够缩短作业时间,提高生产性。

如上述那样,在各同心绕组16的插槽收容部30、32从其外径侧安装绝缘部件44之后,将线圈组件40的各同心绕组16向外径侧推压,进行向圆环状的定子铁心14的组装。此时,各同心绕组16的插槽收容部30、32与绝缘部件44成为一体并从内径侧向外径侧移动而插入定子铁心14的插槽24。因此能够在将线圈组件40以将其各同心绕组16向外径侧推压的方式组装于圆环状的定子铁心14时,将配置于同心绕组16与定子铁心14之间的薄膜状的绝缘部件44适当地配置在插槽24内,能够抑制在该绝缘部件44形成皱或者产生断裂。

然而在上述实施例中,推压装置70相当于权利要求书所记载的“推压单元”,第一引导夹具52相当于权利要求书所记载的“引导夹具”,第二引导夹具54以及第三引导夹具56相当于权利要求书所记载的“引导夹具”以及“扩福引导夹具”。

另外,在上述实施例中,将引导夹具50向初始线圈组件40安装,通过从该线圈组件40的外径侧向内径侧的插入来进行。根据该结构,能够容易进行引导夹具50向初始线圈组件40的安装。但本发明并不限定于此,若在初始线圈组件40的内径侧存在充分的空间,则也可以通过从该线圈组件40的内径侧向外径侧的插入,来进行引导夹具50向初始线圈组件40安装。

另外,在上述实施例中,将从内径侧向外径侧以放射状推压构成线圈组件40的各同心绕组16的辊74a、74b形成为圆柱状。但本发明并不限定于此,也可以将该辊74a、74b形成为对同心绕组16接触的外径侧的角部进行了切割的锥状。根据该变形例,能够将同心绕组16的线圈端部34、36成形为相对于插槽收容部30、32向径向外侧倾斜的形状,能够缩短定子12的轴长。

另外,在上述实施例中,将从内径侧向外径侧以放射状推压构成线圈组件40的各同心绕组16的辊74a、74b,通过沿轴向贯通线圈组件40的内径侧的轴76相互连结。但是,本发明并不限定于此,也可以将辊74a与辊74b,不使用上述轴76地分别独立地进行支承。在该变形例中,也能够将同心绕组16的线圈端部34、36,成形为相对于插槽收容部30、32向径向外侧倾斜的形状,能够缩短定子12的轴长。

另外,在上述实施例中,通过使保持于保持台72的带夹具定子12旋转,并且使辊74从该定子12的轴中心侧向径向外侧相对地移动,一边改变辊74接触的线圈组件40的周向位置一边将各同心绕组16以放射状推压。但是,本发明并不限定于此,例如,也可以使用从定子12的轴中心侧朝向径向外侧移动的棒状或者板状的夹具,将全部的同心绕组16在整周上同时以放射状推压。

另外,在上述实施例中,将绝缘部件44配置于多个同心绕组16被配置为圆环状的线圈组件40之后,与同心绕组16一同地插入定子铁心14的插槽24。但是,本发明并不限定于此,也可以将绝缘部件44配置于定子铁心14的插槽24内,然后将线圈组件40的同心绕组16插入该插槽24。

另外,在上述实施例中,将引导夹具50向线圈组件40的组装,在完成圆环笼状的线圈组件40之后进行。但是,本发明并不限定于此,也可以将该引导夹具50的组装,在以某种程度数量(例如一半数量)组装有线圈组件40的同心绕组16的阶段进行。而且,然后也可以将同心绕组16各一半的半个组件彼此组合,组装最后的引导夹具50。

另外,在上述实施例中,使引导夹具50的形状为尖细形状,将该引导夹具50从线圈组件40的外径侧向内径侧插入。但是,本发明并不限定于此,例如,也可以使板状的引导夹具从线圈组件40的内径侧向径向外侧滑动组装于该线圈组件40。

另外,在上述实施例中,将由多个同心绕组16构成的线圈组件40,以在线圈端部34侧与线圈端部36侧具有相同直径的方式形成为圆筒状。但是,本发明并不限定于此,也可以将线圈组件40,以在线圈端部34侧与线圈端部36侧具有不同直径的方式形成为圆锥状(即剖面锥状)。

另外,关于以上的实施例,进一步公开如下。

[1]一种定子组装方法,将具有由导线形成的插槽收容部(30、32)和线圈端部(34、36)的线圈(16),安装于圆环状的定子铁心(14),该定子铁心(14)具有:从后轭(20)分别朝向径向内侧延伸的多个齿(22)、和形成于两个所述齿(22)之间的插槽(24)的,在所述定子组装方法中,具备以下工序:线圈组件形成工序,形成将多个所述线圈(16)配置为圆环状并且具有插槽收容束(46)的线圈组件(40),所述插槽收容束(46)将在周向上分离的两个所述线圈(16)的所述插槽收容部(30、32)收容于所述定子铁心(14)的相同的所述插槽(24);夹具配置工序,使用于形成引导面的引导夹具(50)相对于在所述线圈组件(40)的沿周向相邻配置的两个所述插槽收容束(46)之间形成的齿孔(42)移动并插入,将所述引导夹具(50)配置于所述线圈组件(40);线圈插入工序,在所述线圈组件(40)配置于所述定子铁心(14)的内径侧空间并且所述引导夹具(50)的所述引导面为与所述齿(22)的壁面平行的状态下,将构成所述线圈组件(40)的多个所述线圈(16)以放射状从内径侧向外径侧推压,由此利用所述引导夹具(50)对多个所述线圈(16)进行引导,并且将所述线圈(16)的所述插槽收容部(30、32)插入所述定子铁心(14)的所述插槽(24)。

根据上述[1]记载的结构,形成有将多个线圈(16)配置为圆环状并且具有插槽收容束的线圈组件(40),该插槽收容束将在周向上分离的两个线圈(16)的插槽收容部(30、32)收容于相同的插槽(24)。而且,使引导夹具(50)移动并插入该线圈组件(40)的齿孔(42),将该引导夹具(50)配置于线圈组件(40)。另外,在该线圈组件(40)配置于定子铁心(14)的内径侧空间并且引导夹具(50)的引导面与齿(22)的壁面平行的状态下,利用引导夹具引导线圈组件(40)的各线圈(16),并且将线圈(16)的插槽收容部(30、32)插入定子铁心(14)的插槽(24)。

在该方法中,在由多个线圈(16)构成线圈组件(40)的基础上,不需要将各线圈(16)组装于夹具,不需要使各线圈(16)向两侧的插槽收容部(30、32)彼此接近的方向变形、或者该变形量少。因此能够在将线圈组件(40)安装于定子铁心(14)的基础上,抑制将各线圈(16)插入插槽(24)时的插入负载。

[2]一种定子组装方法,在上述[1]记载的定子组装方法中,所述引导夹具(50)是宽度从一侧至另一侧逐渐减小的夹具,所述夹具配置工序将所述引导夹具(50)以该引导夹具(50)的一侧朝向所述线圈组件(40)的外径侧并且该引导夹具(50)的另一侧朝向所述线圈组件(40)的内径侧的方式配置于所述线圈组件(40)。

[3]一种定子组装方法,在上述[1]或[2]记载的定子组装方法中,所述夹具配置工序通过将所述引导夹具(50)从所述线圈组件(40)的外径侧朝向内径侧插入于所述齿孔(42),由此配置于所述线圈组件(40)。

根据上述[3]记载的结构,能够容易地进行引导夹具(50)向线圈组件(40)的配置。

[4]一种定子组装方法,在上述[1]~[3]中的任一项记载的定子组装方法中,所述引导夹具(50)是朝向所述定子铁心(14)的径向以及轴向双方延伸的板状部件。

[5]一种定子组装方法,在上述[1]~[4]中的任一项记载的定子组装方法中,所述引导夹具(50)包括扩幅引导部(54、56),该扩幅引导部(54、56)从轴向观察时以在所述定子铁心(14)的轴向外侧与所述齿(22)重叠的方式朝向径向延伸,所述扩幅引导部(54、56)的各径向位置各自的宽度为所述齿(22)在相同的径向位置的宽度以上。

根据上述[5]记载的结构,在线圈组件(40)的各线圈(16)在向插槽(24)插入时被扩幅引导部(54、56)引导时,能够避免该线圈(16)的导线与齿(22)的表面摩擦。

[6]一种定子组装方法,在上述[1]~[5]中的任一项记载的定子组装方法中,所述导线是扁平导线。

[7]一种定子组装方法,在上述[1]~[6]中的任一项记载的定子组装方法中,所述线圈(16)是同心绕组。

[8]一种定子组装方法,在上述[1]~[7]中的任一项记载的定子组装方法中,对于所述线圈组件(40)而言,所述插槽收容部(30、32)分别收容于相同的所述插槽(24)的两个所述线圈(16)彼此的组装,以所述插槽收容部(30、32)的所述导线沿径向交替排列的方式进行。

[9]一种定子组装方法,在上述[1]~[8]中的任一项记载的定子组装方法中,具备绝缘部件安装工序,在该绝缘部件安装工序中将绝缘部件(44)安装于在所述线圈组件形成工序中形成的所述线圈组件(40)的多个所述插槽收容束,所述线圈插入工序通过将在所述绝缘部件安装工序中安装了所述绝缘部件(44)的所述线圈组件(40)的所述插槽收容束,插入所述定子铁心(14)的所述插槽(24),由此将所述线圈(16)的所述插槽收容部(30、32)插入所述定子铁心(14)的所述插槽(24)。

根据上述[9]记载的结构,能够将用于确保线圈(16)与定子铁心(14)的电绝缘性的绝缘部件(44)容易地安装于线圈组件(40)的线圈(16)。

[10]一种定子组装装置(10),将具有由导线形成的插槽收容部(30、32)和线圈端部(34、36)的线圈(16)安装于圆环状的定子铁心(14),该定子铁心(14)具有:从后轭(20)分别朝向径向内侧延伸的多个齿(22)、和形成于两个所述齿(22)之间的插槽(24),所述定子组装装置的特征在于,具备:用于形成引导面的引导夹具(50),其相对于在线圈组件(40)的沿周向相邻配置的两个所述插槽收容束之间形成的齿孔(42)移动并插入,从而配置于该线圈组件(40),所述线圈组件(40)将多个所述线圈(16)配置为圆环状并且具有插槽收容束,该插槽收容束将在周向上分离的两个所述线圈(16)的所述插槽收容部(30、32)收容于所述定子铁心(14)的相同的所述插槽(24);推压单元(70),在所述线圈组件(40)配置于所述定子铁心(14)的内径侧空间并且所述引导夹具(50)的所述引导面与所述齿(22)的壁面平行的状态下,该推压单元(70)将构成所述线圈组件(40)的多个所述线圈(16)以放射状从内径侧向外径侧推压,由此利用所述引导夹具(50)对多个所述线圈(16)进行引导,并且将所述线圈(16)的所述插槽收容部(30、32)插入所述定子铁心(14)的所述插槽(24)。

根据上述[10]记载的结构,在形成有将多个线圈(16)配置为圆环状并且具有将沿周向分离的两个线圈(16)的插槽收容部(30、32)收容于相同的插槽(24)的插槽收容束的线圈组件(40)之后,使引导夹具(50)移动并插入该线圈组件(40)的齿孔(42),从而将该引导夹具(50)配置于线圈组件(40)。另外,在该线圈组件(40)配置于定子铁心(14)的内径侧空间并且引导夹具(50)的引导面与齿(22)的壁面平行的状态下,通过推压单元(70)利用引导夹具引导线圈组件(40)的各线圈(16),并且将线圈(16)的插槽收容部(30、32)插入定子铁心(14)的插槽(24)。

在该装置中,在由多个线圈(16)构成线圈组件(40)的基础上,不需要将各线圈(16)组装于夹具,不需要使各线圈(16)向两侧的插槽收容部(30、32)彼此接近的方向变形,或者该变形量少。因此能够在将线圈组件(40)安装于定子铁心(14)的基础上抑制将各线圈(16)插入插槽(24)时的插入负载。

[11]一种定子组装装置(10),在上述[10]记载的定子组装装置(10)中,所述推压单元(70)包括与所述线圈(16)的所述线圈端部(34、36)接触的辊(74)。

此外,本国际申请主张基于于2014年(平成26年)6月5日申请的日本国专利申请2014-117144号的优先权,在本国际申请中引用该日本国专利申请2014-117144号的全内容。

附图标记说明:10…定子组装装置;12…定子;14…定子铁心;16…定子线圈(同心绕组);18…内径侧空间;20…后轭;22…齿;24…插槽;30、32…插槽收容部;34、36…线圈端部;40…线圈组件;42…齿孔;44…绝缘部件;50…引导夹具;52…第一引导夹具;54…第二引导夹具;56…第三引导夹具;60、62…切缺部;70…推压装置;72…保持台;74…辊。

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