旋转电机用定子的制造装置及旋转电机用定子的制造方法与流程

本发明涉及旋转电机用定子的制造装置及旋转电机用定子的制造方法。

背景技术：

以往，已知有对于在圆环状的定子铁心的内周部形成的插槽而从径向内侧向该插槽中插入线圈的一对的插入装置(例如参照日本特开平9-140106号公报)。一对的插入装置配置于定子铁心的轴向的两侧，且具备向定子铁心的内侧的插入位置和外部的待机位置移动的夹持机构。一对的插入装置的夹持机构在插入位置对在定子铁心的内侧配置的线圈的直线部的两端部进行夹持而将线圈的直线部插入插槽中。

发明要解决的课题

然而，根据上述以往技术的一例的线圈的插入装置，一对的插入装置彼此同步地针对多个线圈中的各线圈反复进行同一动作(例如向插入位置的进入、将线圈向插槽中的插入、以及向待机位置的退避)，因此对全部的线圈进行处理所需的时间有可能变长。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供能够提高向定子铁心组装多个线圈的作业的效率的旋转电机用定子的制造装置及旋转电机用定子的制造方法。

用于解决课题的方案

本发明的旋转电机用定子(例如实施方式中的旋转电机用定子10)的制造装置(例如实施方式中的制造装置40)的特征在于，具备至少一对的第一线圈组装装置(例如实施方式中的第一线圈组装装置41)及第二线圈组装装置(例如实施方式中的第一线圈组装装置41)，所述第一线圈组装装置及所述第二线圈组装装置配置于圆环状的定子铁心(例如实施方式中的定子铁心11)的轴向(例如实施方式中的轴向dc)上的两侧，且向在所述定子铁心上形成的多个插槽(例如实施方式中的插槽12)中插入多个线圈段(例如实施方式中的线圈段20)，所述第一线圈组装装置将所述线圈段从所述轴向的第一方向侧朝向所述定子铁心输送，所述第二线圈组装装置将所述线圈段从所述轴向的第二方向侧朝向所述定子铁心输送。

根据这样的结构，一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置分别从定子铁心的轴向的两侧将线圈段向定子铁心输送。由此，例如，与仅具备一个线圈组装装置的情况、或者多个线圈组装装置对共用的线圈段同步地进行同一动作的情况等相比，能够缩短对全部的线圈段进行处理所需的时间。其结果是，能够提高向定子铁心的多个插槽中组装多个线圈段的作业的效率。

另外，在本发明的旋转电机用定子的制造装置中，优选的是，所述第一线圈组装装置与所述第二线圈组装装置在所述轴向上将所述定子铁心夹在所述第一线圈组装装置与所述第二线圈组装装置之间地对置配置，且将所述线圈段向共用的所述插槽中交替地插入。

根据这样的结构，能够使一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置同时地执行互不相同的动作、例如线圈段向插槽中的插入动作、以及线圈段的取得等除了插入动作以外的其他动作等。由此，能够缩短将规定数量的线圈段向各插槽中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段的作业的效率。

另外，在本发明的旋转电机用定子的制造装置中，优选的是，所述第一线圈组装装置及所述第二线圈组装装置将线圈取得工序(例如实施方式中的步骤s04、s09)与线圈插入工序(例如实施方式中的步骤s03、s05)以互不相同的组合交替地执行，所述线圈取得工序是从在所述定子铁心的大致径向上与所述插槽相面对的插入位置退避并取得所述线圈段的工序，所述线圈插入工序是一边保持所述线圈段一边进入所述插入位置并将所述线圈段向所述插槽中插入的工序。

根据这样的结构，能够使一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置同时地执行线圈取得工序及线圈插入工序。由此，能够缩短将规定数量的线圈段向各插槽中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段的作业的效率。

另外，在本发明的旋转电机用定子的制造装置中，优选的是，所述第一线圈组装装置与所述第二线圈组装装置从所述轴向观察时在所述定子铁心的周向(例如实施方式中的周向dr)上错开地配置，且将所述线圈段向互不相同的所述插槽中插入。

根据这样的结构，一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置能够相互独立地向不同的插槽中插入线圈段。由此，能够缩短将规定数量的线圈段向互不相同的插槽中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段的作业的效率。

另外，在本发明的旋转电机用定子的制造装置中，优选的是，所述插槽是朝向所述定子铁心的径向内侧开放且使所述线圈段能够从大致所述径向插入的开放式插槽，所述第一线圈组装装置及所述第二线圈组装装置分别将所述线圈段从所述径向内侧向所述插槽中插入。

根据这样的结构，能够抑制第一线圈组装装置及第二线圈组装装置的配置及动作所需的空间增大。因此，能够提高旋转电机用定子的制造装置的空间效率。

另外，在本发明的旋转电机用定子的制造装置中，优选的是，所述第一线圈组装装置及所述第二线圈组装装置分别具备对多个所述线圈段进行保持的保持部(例如实施方式中的保持部51)，且将由所述保持部保持的所述多个所述线圈段向多个所述插槽中插入。

根据这样的结构，能够对多个插槽分别同时地插入线圈段。由此，能够缩短对全部的线圈段进行处理所需的时间。其结果是，能够提高向定子铁心的多个插槽中组装多个线圈段的作业的效率。

另外，本发明的旋转电机用定子的制造方法的特征在于，从圆环状的定子铁心(例如实施方式中的定子铁心11)的轴向(例如实施方式中的轴向dc)上的两侧交替地进入与在所述定子铁心上形成的至少一个共用的插槽(例如实施方式中的插槽12)相面对的插入位置，并且向所述至少一个共用的插槽中插入至少一个线圈段(例如实施方式中的线圈段20)。

根据这样的方法，能够在定子铁心的轴向的两侧同时地执行互不相同的动作、例如线圈段向插槽中的插入动作、以及线圈段的取得等除了插入动作以外的其他动作等。由此，能够缩短将规定数量的线圈段向各插槽中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段的作业的效率。

另外，本发明的旋转电机用定子的制造方法的特征在于，从圆环状的定子铁心的轴向上的两侧进入与在所述定子铁心上形成的互不相同的至少一个插槽相面对的插入位置，并且向所述互不相同的至少一个插槽中插入线圈段。

根据这样的方法，能够从定子铁心的轴向的两侧相互独立地向不同的插槽中插入线圈段。由此，能够缩短将规定数量的线圈段向互不相同的插槽中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段的作业的效率。

发明效果

根据本发明，能够提高向定子铁心组装多个线圈段的作业的效率。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子的立体图。

图2是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子的一部分的放大立体图。

图3是表示在本发明的实施方式的旋转电机用定子中设置于插槽的线圈段的布局的图。

图4是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子的制造所使用的制造装置中的一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置的简要结构的立体图。

图5是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子的制造方法的流程的流程图。

图6是表示本发明的实施方式的第一变形例的旋转电机用定子的制造所使用的多对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置的简要结构的立体图。

图7是表示本发明的实施方式的第二变形例的旋转电机用定子的制造所使用的一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置各自的一部分的简要结构的立体图。

图8是表示本发明的实施方式的第二变形例的旋转电机用定子的制造所使用的一对的第一线圈组装装置及第二线圈组装装置各自的保持部的动作例的图。

附图标记说明：

10…旋转电机用定子；11…定子铁心；12…插槽；20…线圈段；40…制造装置；41…第一线圈组装装置；42…第二线圈组装装置；51…保持部；dc…轴向；dr…周向；s03、s05…步骤(线圈插入工序)；s04、s09…步骤(线圈取得工序)。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的旋转电机用定子的制造装置及旋转电机用定子的制造方法的一实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子10的立体图。图2是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子10的一部分的放大立体图。

如图1及图2所示，旋转电机用定子10主要具备定子铁心11和组装于定子铁心11的线圈15。

定子铁心11的外形形成为圆环状。定子铁心11例如由层叠的多张圆环状的电磁钢板形成。在定子铁心11的内周面11i设置有沿着定子铁心11的周向dr等间隔地排列的多个插槽12。

插槽12是所谓的开放式插槽，其沿着轴向贯穿定子铁心11，并且朝向径向内侧开放。插槽12例如形成为从定子铁心11的内周面11i朝向定子铁心11的径向外侧凹陷的凹槽状。插槽12沿着轴向dc延伸，从定子铁心11的轴向dc的第一端部11e连续到第二端部11f。插槽12在定子铁心11的第一端部11e及第二端部11f分别沿着轴向dc开口。

图3是表示在本发明的实施方式的旋转电机用定子10中设置于插槽12的线圈段20的布局的图。

如图2及图3所示，线圈15具备在定子铁心11的多个插槽12分别设置的多个线圈段20。各线圈段20是所谓的磁导线，由线材20w构成，所述线材20w包括导体和对该导体进行覆盖的绝缘覆膜。

线圈段20一体地具有呈直线状延伸的插入部21、从插入部21的轴向dc的第一端部21a延伸的第一延伸部22、以及从插入部21的轴向dc的第二端部21b延伸的第二延伸部23。而且，线圈段20在插入部21的第一端部21a与第一延伸部22之间具有弯折部24，在插入部21的第二端部21b与第二延伸部23之间具有弯折部25。第一延伸部22从插入部21的第一端部21a向定子铁心11的周向dr的第一方向侧倾斜地延伸，第二延伸部23从插入部21的第二端部21b向周向dr的第二方向侧倾斜地延伸。由此，第一延伸部22与第二延伸部23从插入部21起在周向dr上向互不相同的方向延伸。即，线圈段20的外形形成为曲轴状。

另外，多个线圈段20沿着径向层叠地设置于各插槽12。图3中的定子铁心11的径向是与轴向dc及周向dr正交的方向。在定子铁心11的径向上彼此相邻的线圈段20的第一延伸部22及第二延伸部23沿着周向dr延伸的方向互不相同。

各线圈段20的插入部21插入各插槽12中。在各插槽12中插入有插入部21的状态下，弯折部24及第一延伸部22相对于定子铁心11的第一端部11e配置于轴向dc的外侧，弯折部25及第二延伸部23相对于定子铁心11的第二端部11f配置于轴向dc的外侧。

在沿着定子铁心11的周向dr设置的多个插槽12保持的多个线圈段20中，电同相的线圈段20彼此接合。即，在u相、v相及w相的三相交流的旋转电机的情况下，在三相的各相中，线圈15的多个线圈段20彼此电接合。

在同相的多个线圈段20中，位于定子铁心11的径向的第一方向侧的线圈段20a的第一延伸部22a与位于径向的第二方向侧的线圈段20b的第一延伸部22b在周向dr上向互不相同的方向延伸。同样地，位于径向的第一方向侧的线圈段20a的第二延伸部23a与位于径向的第二方向侧的线圈段20b的第二延伸部23b在周向dr上向互不相同的方向延伸。

在同相的线圈段20彼此中，径向的第一方向侧的线圈段20a的第一延伸部22a及第二延伸部23a的各顶端部22s、23s与径向的第二方向侧的线圈段20b的第一延伸部22b及第二延伸部23b的各顶端部22t、23t彼此重叠并接合。需要说明的是，接合是指，对形成各线圈段20a、20b的线材20w的导体进行覆盖的绝缘覆膜被去除而导体彼此电连接的状态。

通过像这样在定子铁心11的径向上彼此相邻的多个线圈段20彼此的接合被反复实施，从而构成了线圈15。

如图1所示，在线圈15连接有与u相、v相及w相分别对应的汇流排18。

图4是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子10的制造所使用的制造装置40中的一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42的简要结构的立体图。

如图4所示那样，上述那样的线圈段20被一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42组装于定子铁心11。一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42配置于定子铁心11的轴向dc的两侧。例如，第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42在轴向dc上将定子铁心11夹在该第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42之间地对置配置。

第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42分别具备彼此相同的结构。例如，第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42分别具备保持部51、臂部52及控制部53。

保持部51设置于臂部52的顶端。保持部51保持至少一个线圈段20。例如，保持部51具备通过负压来对三个线圈段20进行吸附固定的吸附保持件51a。

臂部52使保持部51向规定的位置移动。例如，臂部52使保持部51向待机位置及插入位置分别移动。待机位置是在定子铁心11的外部保持部51从保存部(省略图示)取得线圈段20的位置。例如，保存部是保存多个线圈段20的壳体等。插入位置是在定子铁心11的内侧保持部51将线圈段20向插槽12中插入的位置。例如，插入位置是在定子铁心11的大致径向(径向及相对于径向在规定的允许角度范围内倾斜的方向等)上与成为处理对象的插槽12隔开规定间隔地相面对的位置等。

臂部52至少具备径向致动器52a、轴向致动器52b及周向致动器(省略图示)。径向致动器52a使保持部51沿着定子铁心11的径向移动。轴向致动器52b使保持部51沿着定子铁心11的轴向dc移动。周向致动器使保持部51和定子铁心11在周向dr上相对移动。

控制部53控制保持部51及臂部52各自的动作。例如，控制部53是通过由cpu(centralprocessingunit)等处理器执行规定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是具备cpu等处理器、保存程序的rom(readonlymemory)、暂时存储数据的ram(randomaccessmemory)、以及计时器等电子电路的ecu(electroniccontrolunit)。需要说明的是，控制部53的至少一部分也可以是lsi(largescaleintegration)等集成电路。

控制部53利用臂部52使保持部51向待机位置及插入位置分别移动，利用保持部51在待机位置取得线圈段20并且在插入位置将线圈段20向插槽12中插入。

以下，说明在上述那样的旋转电机用定子10的制造方法中尤其是向多个定子铁心11分别组装多个线圈段20的方法。

图5是表示本发明的实施方式的旋转电机用定子10的制造方法的流程的流程图。需要说明的是，在图5所示的一系列处理的执行之前，定子铁心11设置于工件保持台(省略图示)，一对的第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42在轴向dc上将定子铁心11夹在该第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42之间地对置配置。

如图5所示，首先，控制部53在将第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42的各保持部51配置于待机位置的状态下，使各保持部51各保持三个线圈段20(步骤s01)。

接着，控制部53利用臂部52使第一线圈组装装置41的保持部51从待机位置向插入位置移动(步骤s02)。由此，控制部53将由第一线圈组装装置41的保持部51保持着的三个线圈段20从轴向dc的第一方向侧朝向定子铁心11输送。

接着，控制部53利用第一线圈组装装置41将三个线圈段20向处理对象的三个插槽12中插入，并使第一线圈组装装置41的保持部51从插入位置向待机位置移动(步骤s03)。例如，控制部53利用径向致动器52a使第一线圈组装装置41的保持部51从插入位置向径向外侧移动，将保持部51的三个线圈段20的插入部21向处理对象的三个插槽12中插入。然后，控制部53解除保持部51对三个线圈段20的固定而将三个线圈段20组装于三个插槽12。然后，控制部53利用径向致动器52a使保持部51朝向插入位置而向径向内侧移动。然后，控制部53使保持部51从插入位置向待机位置移动。

接着，控制部53在将第一线圈组装装置41的保持部51配置于待机位置的状态下，使保持部51保持三个线圈段20，并且利用臂部52使第二线圈组装装置42的保持部51从待机位置向插入位置移动(步骤s04)。由此，控制部53将由第二线圈组装装置42的保持部51保持着的三个线圈段20从轴向dc的第二方向侧朝向定子铁心11输送。

接着，控制部53利用第二线圈组装装置42将三个线圈段20向处理对象的三个插槽12中插入，并使第二线圈组装装置42的保持部51从插入位置向待机位置移动(步骤s05)。例如，控制部53利用径向致动器52a使第二线圈组装装置42的保持部51从插入位置向径向外侧移动，并将保持部51的三个线圈段20的插入部21向处理对象的三个插槽12中插入。然后，控制部53解除保持部51对三个线圈段20的固定而将三个线圈段20组装于三个插槽12。然后，控制部53利用径向致动器52a使保持部51朝向插入位置而向径向内侧移动。然后，控制部53使保持部51从插入位置向待机位置移动。

接着，控制部53判定线圈段20相对于处理对象的三个插槽12的组装是否结束了(步骤s06)。

在该判定结果为“是”的情况下，控制部53使处理进入步骤s07。

另一方面，在该判定结果为“否”的情况下，控制部53使处理进入后述的步骤s09。

接着，控制部53判定线圈段20相对于全部的插槽12的组装是否结束了(步骤s07)。

在该判定结果为“是”的情况下，控制部53使处理进入结束阶段。

另一方面，在该判定结果为“否”的情况下，控制部53使处理进入步骤s08。

接着，控制部53变更处理对象的插槽12(步骤s08)。例如，控制部53利用周向致动器使保持部51与定子铁心11在周向dr上相对移动，设定为插入位置与新的处理对象的插槽12隔开规定间隔地相面对。

接着，控制部53利用臂部52使第一线圈组装装置41的保持部51从待机位置向插入位置移动，并且在将第二线圈组装装置42的保持部51配置于待机位置的状态下，使保持部51保持三个线圈段20(步骤s09)。然后，控制部53使处理返回到步骤s03。

需要说明的是，在将各线圈段20的插入部21插入插槽12中之后，对于各线圈段20与其他的线圈段20而言，第一延伸部22的顶端部22s、22t彼此、以及第二延伸部23的顶端部23s、23t彼此通过激光焊接等而接合。

由此，旋转电机用定子10的组装完成。

如上所述，根据本实施方式的旋转电机用定子10的制造装置40，一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42分别将线圈段20从定子铁心11的轴向dc的两侧向定子铁心11输送。由此，例如，与仅具备一个线圈组装装置的情况、或者多个线圈组装装置对共用的线圈段20同步地进行同一动作的情况等相比，能够缩短对全部的线圈段20进行处理所需的时间。其结果是，能够提高向定子铁心11的多个插槽12组装多个线圈段20的作业的效率。

另外，一对的第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42在轴向dc上将定子铁心11夹于该第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42之间地对置配置，将向共用的插槽12中插入线圈段20的工序与利用保持部51取得线圈段20的工序以互不相同的组合交替地执行。由此，能够缩短将规定数量的线圈段20向各插槽12中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段20的作业的效率。

另外，一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42分别在定子铁心11的内侧将线圈段20从径向内侧向插槽12中插入。由此，能够抑制第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42的配置及动作所需的空间增大。因此，能够提高旋转电机用定子10的制造装置40的空间效率。

另外，一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42各自的保持部51同时地保持多个线圈段20，因此能够对多个插槽12中的各插槽12同时地插入线圈段20。由此，能够缩短对全部的线圈段20进行处理所需的时间。其结果是，能够提高向定子铁心11的多个插槽12组装多个线圈段20的作业的效率。

另外，在上述的旋转电机用定子10的制造方法中，从圆环状的定子铁心11的轴向dc的两侧交替地进入与定子铁心11的共用的插槽12相面对的插入位置，并且向共用的插槽12中插入线圈段20。

根据这样的方法，在定子铁心11的轴向dc的两侧，将互不相同的动作、例如向共用的插槽12中插入线圈段20的工序与由保持部51取得线圈段20的工序以互不相同的组合交替地执行。由此，能够缩短将规定数量的线圈段20向各插槽12中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段20的作业的效率。

以下，说明实施方式的变形例。

在上述的实施方式中，线圈段20被一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42组装于定子铁心11，但不限定于此。线圈段20也可以被多对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42组装于定子铁心11。

图6是表示本发明的实施方式的第一变形例的旋转电机用定子10的制造所使用的多对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42的简要结构的立体图。

如图6所示，在实施方式的第一变形例中，多个线圈段20被多对(例如两对)的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42组装于定子铁心11。

根据第一变形例，能够缩短将规定数量的线圈段20向各插槽12中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段20的作业的效率。

在上述的实施方式中，第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42各自的保持部51具备通过负压对线圈段20进行吸附固定的吸附保持件51a，但不限定于此。

图7是表示本发明的实施方式的第二变形例的旋转电机用定子10的制造所使用的一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42各自的一部分的简要结构的立体图。图8是表示本发明的实施方式的第二变形例的旋转电机用定子10的制造所使用的一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42各自的保持部51的把持机构51b的动作例的图。

如图7及图8所示，在实施方式的第二变形例中，第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42各自的保持部51也可以具备对线圈段20进行把持固定的把持机构51b。例如，把持机构51b具备三个柄部54和设置于各柄部54的顶端的把持部55。

如图8所示，把持部55具备挤压构件55b和一对的支承构件55a。

一对的支承构件55a把持一个线圈段20的插入部21(例如图8所示的状态a)。一对的支承构件55a在使线圈段20的插入部21的一部分从支承构件55a的顶端突出了的状态下，将线圈段20从厚度方向的两侧夹入并支承。一对的支承构件55a在从顶端突出的线圈段20的插入部21的一部分插入到定子铁心11的插槽12中之后解除线圈段20的支承(例如图8所示的从状态b至状态c)。

挤压构件55b收容于柄部54的内部，且构成为能够向柄部54的外部突出。例如，挤压构件55b通过在一对的支承构件55a之间朝向各支承构件55a的顶端突出，从而将一对的支承构件55a上支承着的线圈段20向外部挤压(例如，图8所示的状态c)。挤压构件55b将解除了一对的支承构件55a的支承的线圈段20、即插入部21的一部分插入到插槽12内的线圈段20向插槽12内按压。

根据第二变形例，能够机械地保持线圈段20。

需要说明的是，在上述的实施方式中，定子铁心11和第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42也可以以水平方向及铅垂方向等适当的方向为基准进行配置。例如，定子铁心11的轴向dc也可以与水平方向或铅垂方向平行地配置。

需要说明的是，在上述的实施方式中，第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42在轴向dc上将定子铁心11夹在该第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42之间地对置配置，且向彼此共用的插槽12中插入线圈段20，但不限定于此。

第一线圈组装装置41与第二线圈组装装置42例如也可以在从轴向dc观察时在定子铁心11的周向dr上错开地配置。在该情况下，第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42向互不相同的插槽12中插入线圈段20。

根据这样的结构，一对的第一线圈组装装置41及第二线圈组装装置42能够相互独立地向不同的插槽12中插入线圈段20。由此，能够缩短将规定数量的线圈段20向互不相同的插槽12中插入所需的时间，能够提高组装多个线圈段20的作业的效率。

本发明的实施方式是作为例子而提示出的，并不意在限定发明的范围。上述的实施方式能够以其他的各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。上述的实施方式或其变形如同包含于发明的范围、主旨那样，包含于技术方案所记载的发明和其等同的范围内。