线圈、旋转电机及直线电机的制作方法_2

文档序号:8982054阅读:来源:国知局
式的直线电机I具有构成定子的励磁2与构成转子的电枢3。励磁2具有设置在磁轭安装部4上的励磁磁轭5与配置在励磁磁轭5上的多个永磁铁6。多个永磁铁6配置为沿励磁磁轭5的顺长方向(电枢3的移动方向)以等间距相邻并且交替极性不同。
[0037]电枢3经由磁隙与励磁2的永磁铁6平行地相对配置。该电枢3具有:电枢基座
7、铁心8、以包围铁心8的方式而安装在电枢基座7上的托架9、与3个I组的多个(本例为3个)线圈10。
[0038]铁心8安装在电枢基座7的与励磁2相对的面上,由将电磁钢板冲裁呈梳齿状并进行层叠的层叠体构成。另外铁心8具有向励磁2的方向突出的多个(在本例为三个)齿8a。各齿8a在电枢3的顺长方向(图2中的左右方向)上隔开相等间隔而设置。
[0039]线圈10安装在铁心8,并以与托架9呈大致紧贴的方式而收纳配置。具体地说,线圈10的内周侧的孔部18 (参照后面叙述的图5(c))与齿8a嵌合,各线圈10收容在相邻的齿8a之间所形成的槽Sb中。此时,线圈10中从铁心8露出的部分的外周部(详细为后面叙述的直线部17a或者17b)在与托架9的凹部11的内表面Ila接触的状态下,安装于托架9。此外,在托架9的外周面形成有冷却片12。
[0040]在电枢3的宽度方向一端部(图1中的左侧)上,设有位于线圈10与电枢基座7之间的接线部14。各线圈10中,如后面所述,在导体15(参照后面叙述的图3)的卷绕开始侧以及卷绕结束侧上形成有从线圈10突出的导体15的第一突出部15a以及第二突出部15b。接线部14连接各线圈10的第一突出部15a以及第二突出部15b,并与未图示的外部电源连接。在直线电机I中,从外部电源经由接线部14以及第一与第二突出部15a、15b向各线圈10供给U相、V相、W相的对应相的三相交流电,由此在线圈10中产生磁场。其结果,在线圈10与励磁2的永磁铁6之间排斥力与吸引力相互作用,使电枢3上产生推力。由此,电枢3沿图中空心箭头所示的前进方向移动。
[0041]<本实施方式的特征>
[0042]在上述构成的直线电机I中,本实施方式的特征是运用了用于使线圈10的表面平滑的导体15(参照后面叙述的图3等)的卷绕方法。以下,按照顺序详细地进行说明。大致上,线圈10经过以下工序制造:沿环绕方向卷绕导体15的第一工序与对由第一工序所得到的未成形线圈17 (参照后面叙述的图4等)的规定部位进行加压成形的第二工序。
[0043]<第一工序的概要>
[0044]接着,利用图3(a)?(k)以及图4(a)?(d)说明上述第一工序。此外,在以下的说明中,上下方向(高度方向)、前后方向、左右方向与图3(a)?(j)、图3(k)、图4(a)?(d)等各图中适当所示的箭头方向相对应。在第一工序中,对导体15在沿大致水平方向的环绕方向上重复进行卷绕,而形成在径向上层叠的多个导体筒部16 (后面叙述)。导体15是由具有绝缘性能以及热熔接性能的树脂所覆盖的接合线的圆铜线。
[0045]<卷绕用夹具>
[0046]在卷绕导体15时,使用以规定姿态所配置的卷绕用夹具30。在本例中该卷绕用夹具30具有具有大致长方形的水平截面的大致长方体状的中心销部31。该中心销部31通过未图示的适当的嵌合结构在高度方向大致一半的位置(参照图3(a) (j)中的虚线h)上能被分割成上下两部分。在该被分割的中心销部31的上半侧部分的上端部上一体地设有上垫片部32a,在中心销部31的下半侧部分的下端部上一体地设有下垫片部32b。此外,如图3(k)所示,在上垫片部32a上设有使导体15穿过的通孔33a、33b。通孔33a、33b分别设在与中心销部31的四个角部31a、31b、31c、31d中的一个角部(本例为右前侧的第一角部31a)接近的位置与其径向外侧位置。
[0047]<第一个卷绕部的形成>
[0048]首先,如图3(a)所示,导体15从上垫片部32a的通孔33a向上方延伸规定量,作为第一突出部15a。之后,对于位于上垫片部32a的下表面附近、导体15中的与上述第一突出部15a连续的部分,将中心销部31的右前侧的第一角部31a作为环绕的起点15s,并按照该第一角部31a —右后侧的第二角部31b —左后侧的第三角部31c —左前侧的第四角部31d—右前侧的第一角部31a的顺序绕中心销部31的周围卷绕一周。
[0049]S卩,详细地说,如图4(a)以及上述图3(a)所示,导体15从位于右前侧的上述第一角部31a的上述起点15s向右后侧的上述第二角部31b朝水平方向(相当于环绕方向)延伸设置(延伸设置部15A1-1),接着导体15从上述第二角部31b向左后侧的上述第三角部31c朝水平方向延伸设置(延伸设置部15A1-2),接着导体15从上述第三角部31c向左前侧的上述第四角部31d朝水平方向延伸设置(延伸设置部15A1-3)。这样,形成由相对于起点15s呈同一间距(即与起点s为相同的上下方向位置)的三个延伸设置部15Α1-1、15Α-2、15A-3构成的第一平行部15A1。
[0050]之后,在上述第四角部31d上,相对于第一平行部15A1,沿上下方向(=即轴向。相当于第一方向)向下方移动导体15的卷绕间距的半个间距(以下适当地简称为“半间距”。与导体15的线径的一半的值大致相等)而向相对于水平方向倾斜的方向上延伸设置导体15。这样,形成连接第一平行部15A1与后面叙述的第二平行部15A2的第一连接部15B1(即上升阶梯部)。之后,导体15向位于上述第一角部31a的终点15e朝水平方向延伸设置,由此形成位于相对于起点15s向下方错开半间距的位置上的第二平行部15A2。
[0051]之后,在上述第一角部31a上,使到达上述第一角部31a的导体15相对于第二平行部15A2向下方移动半间距而向相对于水平方向倾斜的方向延伸设置导体15。这样,形成连接位于第一个卷绕部15A的第二平行部15A2的末端的终点15e与上述同样地从第一角部31a开始卷绕的下一个第二个卷绕部15A的起点15s的第二连接部15B2(即上升阶梯部)。按照以上这样,完成由第一平行部15A1、第一连接部15B1、第二平行部15A2以及第二连接部15B2构成的第一个卷绕部15A(参照图4(a))。
[0052]<第二个以后的卷绕部的形成>
[0053]之后,与上述同样地,形成上述第二个卷绕部15A。即,在上述第一角部31a上从位于与第一个卷绕部15A的起点15s向下方错开I个间距的位置上的起点15s,按照第二角部31b —第三角部31c —第四角部31d向水平方向延伸设置导体15而形成由上述延伸设置部15Α1-1、15Α1-2、15Α1-3构成的第一平行部15A1。之后,与上述同样地,在上述第四角部31d上,经由向倾斜方向延伸的第一连接部15B1,形成向位于上述第一角部31a的终点15e朝水平方向延伸的第二平行部15A2。之后,在上述第一角部31a上,由向倾斜方向延伸的第二连接部15B2,连接上述第二平行部15A2与下一个第三个卷绕部15A。按照以上这样,完成由第一平行部15A1、第一连接部15B1、第二平行部15A2以及第二连接部15B2构成的第二个卷绕部15A。此时,上述第二个卷绕部15A的第一平行部15A1、第一连接部15B1、第二平行部15A2以及第二连接部15B2分别位于与上述第一个卷绕部15A的第一平行部15A1、第一连接部15B1、第二平行部15A2以及第二连接部15B2向下方错开I个间距的位置。
[0054]以下同样地,使导体15沿上下方向向下方分别移动I个间距,并大致沿环绕方向环绕一周,依次生成如第三个卷绕部15A、第四个卷绕部15A…这样的与下方相邻的其他卷绕部15A(参照图3(b))。按照这样,在中心销部31的上垫片部32a与下垫片部32b之间,直至到达下垫片部32b的最下层的卷绕部15A而依次生成卷绕部15A。
[0055]<经由最下层的卷绕部的形成而完成第一导体筒部>
[0056]对于最下层的卷绕部15A,由延伸设置部15Α1-1、15Α1-2、15Α1-3构成的第一平行部15A1与上述其他层的卷绕部15A相同,但第一连接部15B1’、第二平行部15A2以及第二连接部15B2’的卷绕方式与其他层的卷绕部15A不同。
[0057]S卩,在上述第四角部31d上,以使在与第一平行部15A1的上下方向同一位置(同一间距)上并且沿与上述上下方向正交的径向(相当于第二方向)的外侧上移动不足I个间距(比导体15的线径值略小的值)的方式而在水平方向上扩张并延伸设置导体15。这样,形成连接上述第一平行部15A1与后面叙述的第二平行部15A2的第一连接部15B1’ (即上升阶梯部)。之后,如上述这样,在向径向外侧错开的环绕位置上,通过向位于上述第一角部31a附近的终点15e朝水平方向延伸设置导体15,而形成与该最下层的卷绕部15A的起点15s在上下方向的同一位置(同一间距)的第二平行部15A2(参照图3(c))。
[0058]之后,在上述第一角部31a上,使到达上述第一角部31a的导体15相对于第二平行部15A2向上方移动半间距而向相对于水平方向倾斜的方向延伸设置导体15。这样,形成连接位于最下层的卷绕部15A的第二平行部15A2的末端的上述终点15e与上述同样地从第一角部31a开始卷绕的下一个卷绕部15A (后面叙述的作为第二导体筒部16B的第一个的最下层的卷绕部15A)的起点15s的第二连接部15B2’ (即上升阶梯部)。这样,完成由第一平行部15A1、第一连接部15B1’、第二平行部15A2以及第二连接部15B2’构成的最下层的卷绕部15A。
[0059]以上结果,形成自最上层至最下层沿上下方向排列的由多个卷绕部15A构成的第一导体筒部16A(相当于位于最内周侧的导体筒部)(参照图3(c))。
[0060]<第二导体筒部的第一个卷绕部的形成>
[0061]在形成上述第一导体筒部16A之后,按照与上述同样的导体的卷绕方法(但是,向上方依次移动而形成卷绕部15A),在其径向外周侧上形成下一个第二导体筒部16B。S卩,连接上述第一导体筒部16A的最下层的卷绕部15A所具有的第二连接部15B2’与上述第二导体筒部16B的最下层(倒数第一个)的卷绕部15A的起点15s。在该第一个卷绕部15A上,与上述同样地,从位于第一角部31a附近的上述起点15s向第
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