专利名称：电动机的制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将用于回转驱动转子的线圈配设于定子上的电动机制造技术。
背景技术：
现有的电动机中的定子的构成例如图29(A)所示。从中可知，在电动机的定子本体10的内侧面10a上形成有多个Y字状的场磁极11，并且在各场磁极11上分别呈卷挂状地配设有线圈14。这种在定子本体10上呈卷挂状地配设线圈的作业一般多用自动绕线机。在日本专利公开公报特开2000-14098号中公开了自动绕线机的一例。在该自动绕线机中，如图29(B)所示，如第一圈的线圈绕线n1、第二圈的线圈绕线n2这样，将各线圈绕线依次缠绕在场磁极11的线圈收容部，因此成为将由许多圈绕线绕成的线圈14配设于场磁极11的构成。
根据上述方法，由于将线圈绕线像回绕各场磁极11的励磁铁心13那样用自动绕线机一圈一圈缠绕，所以随着线圈绕线的缠绕圈数的增多，如图29(C)所示，会有靠场磁极11的磁极片12的止挡失去作用而发生线圈绕线n50、n51从场磁极11上脱落的可能。因此，现有技术的自动绕线机的线圈配置手法，有线圈绕线的缠绕数受场磁极11的磁极片12的长度尺寸限制的问题。另一方面，由于维持电动机的高输出功率就需要确保配置于定子本体10的线圈匝数，因此关于线圈绕线的配置技术就要求更高的合理化。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，它以提供一种有利于向定子本体上容易地配设很多圈线圈绕线的技术为目的。
为了达成上述目的，而构成了各技术方案中所记载的发明。
根据技术方案1，而构成了具有定子本体、励磁铁心、磁极片、线圈收容部及线圈的电动机的制造方法。其中，“定子本体”为电动机的定子的构成要素，关于仿照具有中空部的定子的截面形状而形成的薄板状的钢板，通过叠层状地叠合许多层该钢板，而制成筒状的定子铁心时，该钢板及定子铁心的任意一个都对应定子本体。另外，通过叠层状地叠合许多层仿照定子截面的分割形状而形成的薄板状的钢板而制成定子铁心的分割体之后，再将多个该分割体组合而制造定子铁心时，该定子铁心的分割体及将该分割体组合而成的定子铁心的任意一个都对应该定子本体。
“励磁铁心”被配设为从定子本体的内周面上突出的状态。励磁铁心在实际中最好是立设为从定子本体的内周面朝向应由该定子本体构成的定子的中空部中心呈大致直角状的状态。“磁极片”为从励磁铁心以与该励磁铁心交叉的方式延伸设置的要素，一般也称为极弧角部。磁极片的“与励磁铁心交叉”状态，包含与励磁铁心垂直状交叉的状态、或者相对于励磁铁心某种程度倾斜状的交叉状态。在实际中，在场磁铁的上端区域，最好是构成为向该励磁铁心的两侧方向向上倾斜若干且左右对称状延伸设置。另外，“线圈收容部”形成于励磁铁心·磁极片及定子本体的内周面之间，一般也称为切槽。另外，“线圈”收容于上述线圈收容部上。通过将该励磁铁心或磁极片及线圈组合、而形成用于产生在电动机中驱动转子的磁场的场磁极。
作为关于构成上述那样地构成的电动机的各制造工序的要素，在本发明中包括以下步骤将磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯的步骤；将被捆扎的线圈配置于线圈收容部的步骤；将向从线圈收容部离开的一侧折弯的磁极片向线圈收容部侧折弯、由此使收容于线圈收容部的线圈由磁极片保持的步骤。所谓磁极片的“折弯”样态，使磁极片呈锐角状弯曲的样态自不必说，也包含使磁极片呈圆滑状弯曲的样态。另外，既包含所有的磁极片呈同样弯曲的样态，也包括一部分的磁极片与其他磁极片呈不同弯曲的样态。所谓“向从线圈收容部离开一侧折弯”，在实际中最好是向应由定子本体构成的定子的中空部中心侧折弯。所谓“被捆扎的线圈”是指构成线圈的各线圈绕线被捆扎着的状态，在实际中最好是与磁极片的折弯工序离开、将线圈绕线捆扎而形成作为预装体的线圈单元。另外将磁极片向线圈收容部侧折弯时，该磁极片既可以折成恢复为被向从线圈收容部离开一侧折弯之前的初始形状的形状，也可以折成与该初始形状不同的形状。
在本发明中包含这样的构成，即，将磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯一次之后，使被捆扎的线圈收容于线圈收容部上，然后再将被折弯的磁极片向线圈收容部侧折弯，以此能够保持收容于线圈收容部上的线圈。通过配设已被捆扎过的线圈，来未然地防止配设于线圈收容部上的线圈绕线散开并超出磁极片而脱落。而且由于使用被捆扎过的线圈，所以没有必要通过磁极片来保持该线圈的整个线圈部分，而可以避免线圈匝数由于磁极片的长度尺寸而受到制约。因此在电动机的场磁极中，可以在线圈收容部有限的收容空间内合理地增大所配置的线圈匝数，从而可以在不徒然使电动机大型化的情况下确保高的电动机输出功率。
另外，在本发明中，由于采用将磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯一次之后，将被捆扎过的线圈收容于线圈收容部的构成，在进行线圈的收容作业时，能够切实地防止磁极片干涉线圈而妨碍作业的问题。
另外，在本发明中，由于采用了将磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯而使其不影响线圈收容作业之后，将该磁极片向线圈收容部侧再度折弯而形成场磁极的构成，所以没有必要为了圆滑地收容被捆扎过的线圈而将磁极片设计为特殊形状，而可以直接采用现有的具有一般的·定型的磁极片形状的自动绕线机用的定子铁心。因此，根据本发明，对于与这样的现有自动绕线机对应的定子本体，可以不必特意对其构造进行设计变更，而在线圈收容部上合理地配设多线圈匝数的线圈。
另外，根据本发明，不必制造为了在线圈收容部中配设许多线圈绕线而预先制造磁极片从线圈收容部离开形状的钢板。即，在制造时不会产生制造磁极片占有定子铁心的大量中央空间状态的钢板的必要。因此，本发明适用于实际的制造工序，在使用冲压机等冲裁定子铁心的薄板状钢板时，比较典型的是，能够确保在定子铁心的钢板的中空部有用于获得转子钢板的足够的冲裁空间(尺寸)。因此，能够进行同时取得定子铁心的钢板与转子的钢板的冲裁，进而，钢板的利用率高而可降低材料成本，且由于通过一次冲裁工序能够得到两方的钢板，所以生产效率提高。
(技术方案2所述的发明)根据技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的电动机的制造方法中，具有以下步骤准备第1夹具的步骤，其中，该第1夹具具备用于保持磁极片的保持部、且该第1夹具的长度尺寸大于定子本体的轴向长度；使该第1夹具穿入定子本体的内周面侧、由保持部保持磁极片、并使第1夹具的端部从定子本体的轴向两端面突出的步骤；将从定子本体的两端面突出的第1夹具的各端部向从定子本体的内周面离开的一侧推压，以此将被保持部保持的磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯的步骤。
由于采用了用第1夹具的保持部保持磁极片、同时对从定子本体的轴向两端面突出的第1夹具的端部进行推压操作、将磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯的构成，能够不受定子本体干涉地进行第1夹具的推压操作，而使磁极片的折弯作业能够合理且容易地完成。其中作为通过第1夹具进行的磁极片的折弯方式，可适当地包含通过第1夹具将磁极片一个一个分别折弯的方式和将多个磁极片同时折弯的方式中的任意一种。
(技术方案3所述的发明)根据技术方案3所述的发明，在技术方案2所述的电动机的制造方法中，至少一个磁极片比其它的磁极片向从线圈收容部离开的一侧折弯的距离短。
根据本发明，能够确保定子本体的内周部区域(定子本体为大致筒状时的中空部)宽敞，进而能够更容易地向定子本体上配设线圈绕线。
(技术方案4所述的发明)根据技术方案4所述的发明，在上述技术方案1～3所述的电动机的制造方法中，具有准备具备向定子本体的轴向延伸设置并与磁极片的圆弧形状相对应的推压部的第2夹具的步骤；使该第2夹具穿入定子本体的内周面侧，并以使推压部从与内周面相对的一侧抵接在磁极片上的状态、将该第2夹具向定子本体的内周面侧推压，以此将磁极片向线圈收容部侧折弯成圆弧状的步骤。由于通过对应磁极片圆弧形状的推压部将磁极片向线圈收容部侧折弯，所以能够容易地进行将磁极片折弯成圆弧形状的作业。
在这里，在磁极片已用上述第1夹具折弯了时，若该第2夹具的“对应于磁极片圆弧形状的推压部”为与磁极片位于初始位置时的磁极片的内侧面的圆弧形状相同的曲面形状，那么使用第2夹具可将磁极片向线圈收容部侧折弯而恢复为大概初始位置。然而，在没有必要使其恢复为初始位置的情况下，只要第2夹具的推压部是能将磁极片向线圈收容部侧折弯的形状就足够了。
其中第2夹具可以设定为比定子本体的轴向长度长的尺寸，或者也可以为与其大致相同、或者短的尺寸。设定为长尺寸的情况下，最好是使穿入定子本体中的第2夹具的端部呈从定子本体的轴向两端面突出的状态，将该突出的第2夹具的端部向定子本体的内周面侧推压，以此将磁极片向线圈收容部侧折弯成圆弧状。
(技术方案5所述的发明)根据技术方案5所述的发明，而构成了具有第1夹具、第2夹具、推压装置的电动机的制造装置。
作为第1夹具，设置有向定子本体的轴向延伸设置、并保持磁极片的夹具；作为第2夹具，设置有向定子本体的轴向延伸设置、并设有对应于磁极片的圆弧形状的推压部的夹具。而且，推压装置向从线圈收容部离开的一侧推压保持着磁极片状态的第1夹具，以此将上述磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯，在避免因该磁极片造成的干涉的状态下，能够使上述预先被捆扎过的线圈收容于上述线圈收容部中，并且向线圈收容部侧推压处于使推压部抵接于被该第1夹具折弯了的磁极片上的状态的第2夹具，以此将上述磁极片向上述线圈收容部侧折弯成圆弧状。这样，能够通过该磁极片稳定地保持收容于线圈收容部的线圈。
根据本发明的电动机的制造装置，相对于定子本体，能够容易地配置并保持被预先被捆扎过的许多圈线圈绕线。其中推压装置典型的是由气动缸等推压装置构成，它适当地包含用一个推压装置推压第1夹具及第2夹具双方的构成，和用对应第1夹具及第2夹具而准备的各推压装置分别推压第1、第2夹具的构成中的任何一种。
(技术方案6所述的发明)根据技术方案6所述的发明，如技术方案5所述的电动机的制造装置的推压装置，其将至少一个磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的距离比将其他磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的距离短。
在推压装置中，典型的是，将处于保持磁极片的状态的第1夹具向从线圈收容部离开的一侧推压时，关于抵接于第1夹具上的抵接(推压)面，在抵接于至少一个第1夹具的部位设置有缺口部。虽然关于该抵接面考虑有各种构成，但相对而言，只要是该至少一个第1夹具被向从线圈收容部离开的一侧推压的距离比其他的第1夹具的短的构成即可。
根据本发明，能够确保定子本体的内周部区域(定子本体为大致筒状时的中空部)宽敞，进而能够更容易地向定子本体上配设线圈绕线。
根据本发明，制造电动机时，对于构成该电动机定子的定子本体，提供了有利于容易地配设许多圈线圈绕线的技术。
图1是表示本实施方式的电动机中的定子铁心(定子本体)100的整体构成。
图2是表示夹具200的构成的立体图。
图3的(A)和(B)都表示在磁极片112、122上配置了夹具200的状态。
图4表示将配置了夹具200的定子铁心100配置在固定夹具300上的状态。
图5的(A)和(B)都表示为了将磁极片112、122向从切槽113、123离开的一侧折弯，而使用空气冲压机的气缸400a、400b推压夹具200的状态。
图6表示将磁极片112、122向从切槽113、123离开的一侧折弯了的状态的定子铁心100。
图7是表示线圈单元140、150的构成的俯视图。
图8表示在将磁极片112、122向从切槽113、123离开的一侧折弯的定子铁心100上配置了线圈单元140、150的状态。
图9是表示夹具500的构成的立体图。
图10的(A)和(B)都表示使夹具500抵接于磁极片112、122上的状态。
图11表示将配置有夹具500的定子铁心100配置于固定夹具300上的状态。
图12的(A)和(B)都表示为了将磁极片112、122向切槽113、123的方向推压，而使用空气冲压机的气缸400a、400b推压夹具500的状态。
图13示意性地表示设置有场磁极110、120的定子铁心100的构成。
图14示意性地表示定子铁心组装部件600的构成。
图15的(A)和(B)都表示为了将磁极片612向从切槽613离开的方向折弯，而使用空气冲压机的气缸400a～400d推压夹具200的状态。
图16表示为了将磁极片612向切槽613的方向推压，而使用安装有夹具700的空气冲压机的气缸400e推压磁极片612的状态。
图17表示将在各磁极片上配置了夹具200的定子铁心100配置在固定夹具300上、准备具备缺口部401k、401m的气缸400k、400m的状态。
图18表示为了将磁极片112b、122b向从切槽113、123离开的一侧折弯，而使用气缸400k、400m推压夹具200的两端部202的状态。
图19表示为了将磁极片112b、112c、122b、122c向从切槽113、123离开的一侧折弯的状态的，特别是磁极片122b的折弯距离比其他磁极片112b、112c、122c的折弯距离小的状态的定子铁心100。
图20表示使用折弯距离短的磁极片122b作为导向片、使各线圈单元140转入切槽113地进行配置的状态。
图21是表示将两端开口筒状的定子铁心100的磁极片112b、112c、122b、122c向从切槽113、123离开的方向折弯的电动机的制造装置1的构成的剖视图。
图22表示电动机的制造装置1的构成的侧视图。
图23是表示将两端开口筒状的定子铁心100的磁极片112、122向切槽113、123侧折弯(使其恢复至初始位置)的电动机的制造装置2的构成的剖视图。
图24表示电动机的制造装置2的构成的侧视图。
图25表示电动机的制造装置2的构成的俯视图。
图26表示将两个由呈分割为两部分形状的钢板叠合而成的铁心组装部件600叠合、将各磁极片612向从切槽613离开的方向折弯时的电动机的制造装置1的状态。
图27是表示将由呈分割为两部分形状的钢板叠合而成的铁心组装部件600的磁极片612向切槽613侧折弯(使其恢复至初始位置)的电动机的制造装置3的构成的剖视图。
图28是表示电动机的制造装置3的构成的侧视图。
图29的(A)、(B)、(C)都示意性地表示现有技术的构成。
具体实施例方式
(第1实施方式)以下，参照图1～图13对关于用于实施本发明的优选方式之一例进行说明。在本实施方式中，作为一例，对具有转子与定子的交流换向器电动机(也称为交流-直流两用电动机、串激电动机)的制造方法进行说明。本实施方式的交流换向器电动机的定子铁心100的构造如图1示意性所示。定子铁心100通过将许多个具有如图1所示的截面形状的薄板状的钢板叠合，而形成内部具有中空部101的两端开口筒状的叠层铁心。在本实施方式中，通过将薄板状的钢板层叠，如图3(B)中所示形成轴向长为L2的定子铁心100。本实施方式中的薄板状的钢板及定子铁心100为分别对应本发明中的“定子本体”的要素。
在如图1所示的定子铁心100的内侧面100a上相互相对地配设有一对场磁极110、120。各场磁极110、120具有配设为向中空部101呈突出状的励磁铁心111和121、从该励磁铁心111、121的上侧两端区域同该励磁铁心111和121交叉地延伸设置的磁极片112和122。磁极片也称为极弧角部。各磁极片112、122中的、面向中空部101的一侧的内侧面(在图1中以符号112a、122a标示)在图1所示的初始状态时，被构成为相对中空部101的中心成大概130度的圆弧形状。
在各场磁极110、120的两侧区域上，通过励磁铁心111和121、磁极片112和122以及定子铁心100的内侧面100a形成有切槽113和123。该切槽113和123为用作收容和保持后述线圈单元(在图7中以符号140、150标示)的空间区域，是对应于本发明中“线圈收容部”的要素。
接下来如图2所示，准备用于在上述定子铁心100上配设线圈单元的夹具200。夹具200被构成为具有端面203、204的长度为L1的细长条状的刚体，并且沿其长度方向呈延伸状地形成有能与图1所示的磁极片112、122接合的槽201。槽201分别设有面向各端面203、204的开口部203a、204a。该槽201为对应于本发明中“磁极片的保持部”的要素。
关于这样准备好的夹具200，如图3(A)所示，将其安装为使槽201接合于互相邻接的磁极片112、122上。具体为，槽201的开口部203a、204a(参照图2)的一方分配给磁极片112、122，并将夹具200向定子铁心100的中空部101内穿入。由此得到各磁极片112、122嵌合于夹具200的槽201中的状态。
在这里，从如图3(B)所示的定子铁心100的侧视图中理解到，夹具200被形成为其长度方向的长度L1比定子铁心100的长度方向的长度L2长，而装配于定子铁心100上的夹具200的两端部202从该定子铁心100只突出规定量的状态。
接下来，对如图4所示的固定夹具300，将配置有夹具200的定子铁心100配置为各场磁极110、120在图中水平方向上相对。固定夹具300被形成为截面呈大致“コ”字形，并且具有能够将定子铁心100保持为固定状的宽L3及高L4的收容部。这样，被空气冲压机驱动的气缸400a、400b如图5(B)所示，被配置构成为能够分别抵接于从定子铁心100突出的夹具200的各端部202上。另外，该气缸400a、400b直到推压动作开始之前，如图4所示，被配置成为位于配置在固定夹具300上的定子铁心100的上方。
接下来如图5(A)及图5(B)所示，关于从设置于固定夹具300上的定子铁心100的两端面突出的夹具200，使空气冲压机的气缸400a、400b从图中上方对其两端部202进行抵接，并使该气缸400a、400b进行下降动作，以大约2000N的压力载荷推压夹具200。该推压动作对应本发明中的“向从定子本体的内周面离开的一侧推压第1夹具的各端部”的构成。因此磁极片112、122通过夹具200向从切槽113、123离开的方向只折弯规定距离。磁极片112、122的曲折量最好适当设定为，该磁极片112、122不会干涉到后述的线圈单元140、150，线圈单元140、150能够容易地插入切槽113、123的程度。另外，关于在图5(A)中位于下方的磁极片112、122，将定子铁心100按图4中所示状态的上下倒转的状态配设于固定夹具300中之后，与上述磁极片112、122同样，将其通过使用夹具200·固定夹具300·空气冲压机向从切槽113、123离开的方向折弯，其详细说明省略。
这样，如图6所示，能够得到各磁极片112、122在定子铁心100的中空部101内向从各切槽113、123离开的方向被折弯的状态。其中，在折弯作业之后，场磁极110的各磁极片112的前端间隔距离及场磁极120的各磁极片122的前端间隔距离各定义为“L7”。
接下来如图7所示，准备预先将线圈绕线捆扎了状态的线圈单元140、150。线圈单元140、150被构成为规定匝数的线圈绕线的被捆扎过的带子，并且形成为将其侧部141、151上部及下部142、152用绝缘纸覆盖的矩形形状。线圈单元140、150的内侧宽尺寸L5(图7中的左右方向尺寸)如图6所示，设定为与折弯后的磁极片112的前端间隔距离L7大致相同，或比其大若干。另外，线圈单元140、150的内侧长度尺寸(图7中的上下方向尺寸)L6设定为与定子铁心100的长度方向尺寸L2(参照图3(B))大致相同。
这样准备预捆扎了线圈绕线的状态的线圈单元140、150之后，如图8所示，对于线圈单元140和线圈单元150分别安装配置于场磁极110的切槽113和场磁极120的切槽123上。此时，由于各磁极片112、122已向从各切槽113、123离开的方向折弯，所以可以有效地防止该磁极片112、122对穿入各切槽113、123的线圈单元140、150干涉的不良情况。其中，为了方便而省略图示，该线圈单元150收容于切槽113之后，在本实施方式中，使用线圈一次成型机，关于从线圈单元140的定子铁心100的两端开口部突出的部分140a(同时参照图10(B))，在定子铁心100的两端，向定子铁心100的外周方向同时推压。以此使线圈单元140收入切槽113的深处(励磁铁心111时)，通过进行一次成形而使线圈单元140与切槽113相吻合。线圈单元150也和线圈单元140一样进行一次成形。由于关于该线圈单元140、150的一次成形，由于与现有技术的方法相同，所以省略详细说明。
接下来，将各线圈单元140、150收容于对应的切槽113、123中之后，准备用于将折弯的磁极片112、122再度向切槽113、123侧折弯的夹具。该夹具如在图9中所注的标号500。夹具500构成为长度为L1的细长条状刚体，并且具有对应于初始状态的磁极片112、122的内侧面112a、112a的圆弧形状面(推压面)M1和同该圆弧形状面M1相对的平面M2。圆弧形状面M1为构成下述的磁极片112、122的推压面的、对应于本发明中磁极片的圆弧形状所对应的“推压部”的要素。
这样，像这样地准备的夹具500，如图10(A)所示，穿入定子铁心100内的中空部101，并使夹具500的圆弧形状面M1抵接于相互邻接的磁极片112、122上。如图10(B)所示，夹具500长度方向的长度L1被形成为比定子铁心100的长度方向的长度L2长的状态，装配于定子铁心100中的夹具500的两端部502为从该定子铁心100只突出规定量的状态。
接下来如图11所示，各场磁极110、120在图中水平方向上互为相对，且装配于定子铁心100中的夹具500的平面M2面向图中上方那样地将定子铁心100配置于固定夹具300中。
然后，如图12(A)及图12(B)所示，使通过空气冲压机而动作的气缸400c、400d在从定子铁心100的两端面突出的端部502上与夹具500的平面M2面接触。其中在图12(B)中，为了方便而省略了固定夹具300的记载。于是通过使气缸400c、400d的下降动作，以约2000N的载荷向图中下方推压夹具500。因此，将磁极片112、122向切槽113、123的方向推压。由于此时夹具500的圆弧形状面M1具有与将磁极片112、122置于图1所示的初始位置时的内侧面112a、122a大致相同的形状，磁极片112、122通过夹具500的推压动作能够容易地恢复为初始位置。另外，关于在图12(A)中位于上方的磁极片112、122，将定子铁心100按将图中状态上下倒转的状态配设于固定夹具300中之后，与上述磁极片112、122同样，使用夹具500·固定夹具300及空气冲压机向切槽113、123侧推压而使其恢复的初始位置，其详细说明省略。
然后，使用省略其图示的线圈二次成形机，进行线圈单元140、150的二次成形以规整从线圈单元140、150的定子铁心100的两端部突出的部分140a、150a的轴向及内周形状。关于这种线圈单元140、150的二次成形，由于其与现有技术的方法相同，所以省略其详细说明。
其结果，如图13所示，被切槽113、123收容的线圈单元140、150被恢复为初始位置的磁极片112、122保持，配置有线圈绕线的场磁极110、120形成于定子铁心100的内侧面100a上。
其中，如图13所示，若配置为磁极片112、122的前端部陷入线圈单元140、150中若干的状态，线圈单元140、150就能够更加切实地被磁极片112、122保持。
在本实施方式中，关于形成于定子铁心100中的磁极片112、122，采用的是向从切槽113、123离开的方向折弯，将由线圈绕线被预捆扎而成的线圈单元140、150收容于切槽113、123之后，使其再度恢复初始位置的构成。通过使用预先被捆扎的线圈单元140、150形成场磁极110、120，能够未然地防止切槽113、123内的线圈绕线散开并超出磁极片112、122而从场磁极110、120脱落。而且通过采用捆扎为束状的线圈单元140、150，所以没有必要通过磁极片112、122来保持线圈单元140、150的全部线圈绕线，不会产生线圈匝数由于磁极片112、122的长度尺寸而受到制约的情况。因此在电动机的场磁极中，因此可以合理地增大配置在切槽113、123的有限的收容空间内的线圈匝数。
此外，由于采用了将磁极片112、122折弯而使其从切槽113、123离开的工序以防止其妨碍将线圈单元140、150收容于切槽113、123中时的作业，所以不需对场磁极的形状加以特别的设计变更，而可以直接使用具有定型的磁极片112、122的形状的现有的自动绕线机用的定子铁心100进行作业。
另外，在本实施方式中，没有必要为了在切槽113、123中配设许多圈线圈绕线而制造磁极片112、122预先从切槽113、123离开形状的定子铁心100用钢板。因此，用冲压机等冲裁定子铁心100的薄板状钢板时，如图1所示，能够确保在定子铁心100用的钢板的中空部101上有足够的尺寸，以取到用作制造转子的钢板。因此，能够由冲裁共同取得制造定子铁心100的钢板与转子的钢板，进而，钢板的利用率高而可降低材料成本，且由于通过一次冲裁工序能够得到用于两方面的钢板，所以生产效率提高。
(第2实施方式)在第2实施方式中，如图14所示，使用了在第1实施方式中使用的定子铁心100的呈分割为两部分形状的铁心组装部件600。定子铁心组装部件600通过将许多具有如图14所示的截面形状的薄板状的钢板叠合，而形成具有开口部601的截面呈大致C字形状的组装部件。定子铁心是将两个按这样形成的叠层状的组装部件组合为相对状而制成的。在本实施方式中的薄板状钢板及定子铁心组装部件600分别对应本发明中的定子本体。
在定子铁心组装部件600的内侧面600a上配设有场磁极610。场磁极610的构成与上述第1实施方式的场磁极110的构成在实质上是相同的。场磁极610通过从内侧面600a呈立设状地配置的励磁铁心611、从该励磁铁心611的上端两侧部与该励磁铁心呈交叉状延伸设置的磁极片612、面向呈圆弧状的磁极片612的开口部601的内侧面612a、形成于磁极片612与内侧面600a之间的切槽613而构成。
首先，准备了在第1实施方式中使用的如图2所示的夹具200之后，将其配置于磁极片612上。这样，将处于配置了夹具200的状态的定子铁心组装部件600，以开口部601向图中上方地配置于图15(A)、(B)所示的固定夹具800上。固定夹具800如图15(B)所示，被形成为其长度方向的长度L8比定子铁心组装部件600的长度L2短若干的状态。另外，定子铁心组装部件600的轴向的长度L8被形成为比夹具200的轴向的长度L1还短的状态，夹具200的两端部202为从该定子铁心组装部件600突出的状态。
接下来，将空气冲压机的气缸400e、400g从图中左方抵接于从定子铁心组装部件600的两端面突出的夹具200的两端部202上，并且将气缸400f、400h从图中右方抵接于从定子铁心组装部件600的两端面突出的夹具200的两端部202上。另外，从图15(A)中的上方通过气缸400i推压图中左右的磁极片612的中间位置，定子铁心组装部件600被固定而不会从固定夹具800浮起。这些从固定夹具800的侧视15(B)中来看，气缸400e、400f及气缸400g、400h分别与从定子铁心组装部件600突出的夹具200的两端部202抵接，气缸400i在固定夹具800的中央部中为与定子铁心组装部件600抵接的状态。在这种状态下，使各气缸400e、400f、400g、400h动作，将各磁极片612折弯，而得到使其向从各切槽613离开的一侧只离开规定的距离的状态。此外，准备了如图7所示的线圈单元140之后，将其如图15(A)所示地插入·装配于切槽613中。此时，由于磁极片612以从切槽613离开的方式折弯，所以能够避免对插入切槽613中的线圈单元140的干涉，线圈单元140能够顺利地收容于切槽613中。
接下来如图16所示，将处于线圈单元140收容于切槽613中状态的定子铁心组装部件600设置于固定夹具800中，并用于将被折弯的磁极片612再度向切槽613侧折弯的夹具700投入固定夹具中。夹具700对磁极片612的推压面M3，对应磁极片612而被形成为圆弧状；另一方面，在平面M4上形成有能够接合于空气冲压机的气缸400j上的凹部。
然后，在将夹具700安装于气缸400j上的状态下，将该夹具700的推压面(圆弧形状面)M3抵接于磁极面612上、并使其进行推压动作。由于夹具700的圆弧形状面M3具有与将磁极片612置于如图14所示的初始位置时的内侧面612a大致相同的形状，所以通过使气缸400e进行下降动作，能够容易地且切实地将磁极片612折弯为圆弧状而使其恢复初始位置。
其结果是，如图16所示，被切槽613收容的线圈单元140被向初始位置被折弯成恢复状的磁极片612有效地收容·保持，配设有线圈绕线的场磁极610被形成于定子铁心组装部件600的内侧面600a上。通过将两个如此得到的定子铁心组装部件600相对对合并焊接，而得到与在上述第1实施方式中说明的同样的两端开口筒状的定子铁心。
在本实施方式中，采用了由呈分割为两部分形状的铁心组装部件600形成的磁极片610被向从切槽613离开的方向折弯，在将由预先线圈绕线被捆扎为束状而成的线圈单元140收容于切槽613之后，使上述磁极片610再度恢复初始位置的构成。将两个以此得到的定子铁心组装部件600相对组合并焊接，而得到两端开口筒状的定子铁心。由于呈分割为两部分形状的定子铁心组装部件600按图14所示的那样构成截面呈大致C字形状的状态、而截面的一侧端(在图14中为右侧)为开口状态，所以线圈单元140向切槽613中的配设作业变得更加容易。
(第3实施方式)在第3实施方式中，如图17所示，将在第1实施方式中使用的气缸400a、400b(同时参照图4)替换为使用气缸400k、400m，在该气缸400k、400m的底面M5上设有缺口部401k、401m，该缺口部401k、401m抵接于配置在磁极片122b上的夹具200上。缺口部401k、401m具备相对于底面M5成规定的倾斜角θ的倾斜面402k、402m。
首先，准备在第1实施方式中使用的如图2所示的夹具200和如图4所示的夹具300。而后如图17所示，将在磁极片112b、122b上配置有夹具200的定子铁心100配置为其场磁极110、120相对于固定夹具300在图中水平方向上呈相对的状态。此时，夹具200的两端部202以从定子铁心100的两端面突出的状态配置于磁极片112b、122b上(同时参照第1实施方式的图5(B))。
接下来，使上述空气冲压机的气缸400k、400m从图中上方抵接于夹具200的两端部202上，该两端部202从设置于固定夹具300中的定子铁心100的两端面上突出。此时，配置于磁极片112b上的夹具200抵接于气缸400k、400m的底面M5上；配置于磁极片122b上的夹具200抵接于气缸400k、400m的缺口部401k、401m的倾斜面402k、402m上。然后如图18所示，使气缸400k、400m进行下降动作，从上方推压各夹具200的两端部202。
因此，磁极片112b、122b通过夹具200向从切槽113、123离开的方向被折弯，但由于磁极片122b是如上述那样抵接于倾斜面402k、402m上而被折弯的，所以比抵接于底面M5上而被折弯的磁极片112b折弯的距离短。
关于在图18中位于下方的磁极片112c、122c，将定子铁心100按图18中所示状态的上下倒转的状态，与上述磁极片112、122同样，配设夹具200·固定夹具300。然后使用用于第1实施方式的未设有缺口部的气缸400a、400b(同时参照图4、图5)从上方推压各夹具200的两端部202。
这样，如图19所示，得到了各磁极片112b、112c、122b、122c在定子铁心100的中空部101内、向从各切槽113、123离开的方向被折弯的状态。在这里，在磁极片之中的磁极片122b如上述那样，比112b、112c、122c被折弯的距离短，因此当将场磁极110的磁极片112b、112c间的距离定义为“L7”、将场磁极120的磁极片122b、122c间的距离定义为“L9”时，定子铁心100被成形为“L9”比“L7”大的折弯状态。
接下来，准备线圈单元140、150(同时参照图7)之后，如图20所示的那样将线圈单元150配置于场磁极120的切槽123中。接下来将线圈单元140插入中空部101内，并使线圈单元的两侧部141与各磁极片的内侧面112a、122a相对。然后一边使线圈单元140的一侧部141(在图20中位于上侧的侧部)沿磁极片122b一侧的内侧面122a回转，一边配置于一方的切槽113(在图20中位于左侧的切槽113)中。同时将另一侧部141配置于另一方的切槽113(在图20中位于右侧的切槽113)中。这样，线圈单元140使用磁极片122b为导向片一边向图中左方向回转大致90度，一边配置于切槽113中。
然后，与第1实施方式同样地对线圈单元140和线圈单元150进行一次成形后，使用如图11、图12所示的夹具500·固定夹具300·气缸400c、400d将磁极片112b、112c、122b、122c折弯成圆弧状(向切槽112、123侧折弯)、恢复到初始位置(未图示)，其详细说明从略。
在本实施方式中，将磁极片112b、112c、122b、122c向从切槽113、123离开的方向折弯时，由于使用了设有缺口部401k、401m的气缸400k、400m，磁极片122b的折弯距离比其他的磁极片的短。在定子铁心100上配置线圈单元140、150，特别是第2步配置的线圈(在本实施方式中的线圈单元140)时，若将磁极片配置成完全一样(任意磁极片间距离都为“L7”时)会出现与先配置的线圈单元干涉等的不良情况而造成向切槽中配置困难。所以如本实施方式，关于第2个配置的线圈单元，线圈单元的侧面收容于中空部而与磁极片的内侧面相对，然后以折弯距离较短的磁极片为导向片，使磁极片的内侧面沿线圈单元的侧面地一边回转线圈单元一边配置于切槽中。因此，线圈单元向切槽中的配置变得更加容易。
接下来，参照图21～图28对实现上述第1～第3实施方式的电动机制造方法的电动机的制造装置进行说明。在图21、图22中表示有将呈两端开口筒状的定子铁心的各磁极片向从切槽离开的方向折弯的装置；在图23～图25中表示有将上述各磁极片向切槽侧折弯(使其恢复到初始位置)的装置。另外，在图26中表示有将两个由呈分割为两部分形状的钢板叠合而成的铁心组装部件组合、将各磁极片向从切槽离开的方向折弯的装置；在图27、图28中表示有将上述各磁极片向切槽侧折弯(使其恢复到初始位置)的装置。
(组装呈两端开口筒状的定子铁心的电动机的制造装置)首先，使用如图21所示的电动机的制造装置1的俯视图及如图22所示的侧面图、对第3实施方式那样的将呈两端开口筒状的定子铁心100的磁极片112b、112c、122b、122c向从切槽113、123离开的方向折弯的电动机的制造装置1的构成进行说明。
如图21、图22所示，电动机的制造装置1具有设置于呈俯视大致为长方形的基台1a上的推压机器1b、固定部件1c、导向部件1d、配置于各磁极片上的夹具200(同时参照图2)。推压机器1b配设于基台1a的长度方向上的一方端部；固定部件1c配设于基台1a的长度方向上的另一方端部，并且在推压机器1b与固定部件1c之间，导向部件1d被配设为在长度方向上平行的两列。
在该推压机器1b中设置有能够在水平方向(在图21、图22中的左右方向)上滑动的气动缸1b1。在该气动缸1b1的前端上安装有垂直方向的截面呈大致“コ”字状的推压部件1b2，使其开口部朝向图中的左方。另外，在固定部件1c上，与推压部件1b2相对地安装有垂直方向的截面呈大致“C”字状的推压部件1c1，使其开口部朝向图中的右方。
推压部件1c1被固定于配设为两列的导向部件1d之间。另一方面，推压部1b2可滑动地被支承于导向部件1d之间。
另外，在推压部件1c1上设有用于与配置于磁极片122b上的夹具200抵接的缺口部1c1a。
在这里，推压机器1b及气动缸1b1及推压部件1b2、固定部件1c及推压部件1c1为对应本发明的“推压装置”的要素。另外，含有推压部件的气动缸或固定部件对应第1～第3实施方式的气缸。
关于这种构成的电动机的制造装置1，将在各磁极片112b、112c、122b、122c上配置有夹具200的定子铁心100配置于推压部件1b2、1c1之间，使定子铁心100的长度方向成为铅垂方向(图22中的上下方向)。在推压部件1c1上设有通过弹性部件(省略图示)安装在推压部件1c1上的定子铁心保持部件，通过该保持部件、定子铁心100的配置位置被限制并被保持。此时，夹具200的两端部202从定子铁心100的两端开口部突出。
然后，虽未加以特别图示，操作推压机器1b的作业开关，使气动缸1b1向定子铁心100方向(如图21、图22所示的左方向)滑动。因此，安装于气动缸1b1的前端的呈大致“コ”字形的推压部件1b2向左方向滑动，并且推压部件1b2的上部突出部及下部突出部抵接于配置于磁极片112c、122c上的夹具200(在图22中位于右方的磁极片)的两端部202。进而通过使气动缸1b1向左方向滑动，通过上述定子铁心保持部件保持的定子铁心100略微向左方向移动，推压部件1c1的上部突出部及下部突出部抵接于配置于磁极片112b、122b上的夹具200(在图22中位于左方的夹具)的两端部202上。然后，进而通过使气动缸1b1向左方向移动，各夹具200的两端部202被从左右两方向向定子铁心100的中心部推压。
这样，各磁极片112b、112c、122b、122c向从切槽113、123离开的方向被折弯。关于各磁极片112b、112c、122b、122c被折弯的过程，由于在上述第3实施方式中有记载，所以省略详细说明(同时参照图17～图20)。于是，作为结果，如图19所示地得到了各磁极片112b、112c、122b、122c被折弯的定子铁心100。
该电动机的制造装置1为可以通过一次操作将各磁极片112b、112c、122b、122c折弯的构成，但不言而喻，它也可以是像第3实施方式那样，规定数规定数地(在第3实施方式中为两个两个地)进行折弯的构成。
另外，推压部件1b2、1c1可通过容易的操作进行交换，例如，若代替具有缺口部1c1a的推压部件1c1而使用未设有缺口部的推压部件，能够得到像第1实施方式那样的各磁极片的折弯样态完全一样的定子铁心(同时参照图6)。
另外，该电动机的制造装置1使用在水平方向上滑动的气动缸，配置成配置有夹具200的定子铁心的长度方向朝向铅垂方向，是沿水平方向推压夹具200的两端部202的构成，但也可以如第1、第3实施方式中说明的那样，配置成定子铁心100的长度方向朝向水平方向那样，是沿铅垂方向推压夹具200的两端部202的构成。
接下来，使用如图23所示的电动机的制造装置2的剖视图、及如图24所示的侧视图、及如图25所示的俯视图，对将各磁极片112(112a、112b)、122(122a、122b)向从切槽113、123离开的方向折弯之后、使在切槽113、123上配置有线圈单元140、150的定子铁心100的各磁极片112、122恢复初始位置的电动机的制造装置2的构成进行说明。
如图23～25所示，电动机的制造装置2具有在基台2a上部以支柱等支承部件支承的推压机器2b、设置于基台2a上的固定部件2c、用于将各磁极片向切槽113、123侧折弯的夹具500(同时参照图9)。
在该推压机器2b上，设置有可沿铅垂方向(图23、24中的上下方向)滑动的气动缸2b1，在该气动缸2b1的前端上安装有侧面成大致“コ”字状的推压部件2b2，使其开口部向下。
在设置于基台2a上的固定部件2c上，设置有固定定子铁心100的定子固定部件2c1，在定子固定部件2c1的两侧上设置有夹具支承部件2c2，该夹具支承部件2c2支承穿入定子铁心100的夹具500的两端。各夹具支承部件2c2具有基部2c2a与夹具支承部2c2b，夹具支承部2c2b通过弹簧等的弹性部件安装于基部2c2a上。
在这里，推压机器2b及气动缸2b1及推压部件2b2为对应本发明的“推压装置”的要素。另外，推压机器2b的气动缸2b1与推压部件2b2对应第1实施方式的气缸400c、400d，固定部件2c的定子固定部件2c1对应第1实施方式的固定夹具300。
关于这种构成的电动机的制造装置2，将定子铁心100固定于定子固定部件2c1上，并使定子铁心100的长度方向朝向水平方向。然后使夹具500抵接于定子铁心100的磁极片112、122上并穿入定子铁心100的中空部101。此时，夹具500的两端部502从定子铁心100的两端开口部突出。夹具500的两端部502如图24、25所示的那样配置于夹具支承部2c2b的上表面上。然后，未加以特别图示、操作推压机器2b的作业开关，使气动缸2b1向定子铁心100方向(如图23、图24所示的下方向)下降。因此，安装于气动缸2b1的前端的推压部件2b2下降，而向下方向推压夹具500的两端部502。由于配置有夹具500的两端部502的夹具支承部2c2b被基部2c2b通过弹性部件施加弹力，所以通过推压部件2b2推压两端部502而略向在图23、图24中的下方向移动。然后，进而通过使气动缸2b1下降，夹具500的两端部502向下方向向定子铁心100的外周方向被推压。
这样，各磁极片112、122向切槽113、123的方向被折弯，而恢复到各磁极片112、122的初始位置。关于各磁极片112、122恢复初始位置的过程，由于在第1实施方式中有记载，所以省略详细说明(同时参照图10～图13)。于是，作为结果，如图13所示地得到了配设有线圈单元140、150的定子铁心100。
(组装呈分割为两部分形状的铁心组装部件的电动机的制造装置)另外，如第2实施方式，将呈分割为两部分形状的铁心组装部件600的磁极片612沿从切槽613离开的方向折弯时，如图26所示，能够使用上述电动机的制造装置1(同时参照图21)。
准备两个在其各磁极片612上配置如图2所示的夹具200的定子铁心组装部件600，将这两个定子铁心组装部件600呈相对状组合，并且在推压部件1b2、1c1之间配置定子铁心组装部件600、使其长度方向朝向铅垂方向。然后，使推压机器1b进行作业、将各磁极片612向从各切槽613离开的方向折弯。
对像这样将各磁极片612向从各切槽613离开的方向折弯、将线圈单元140配置于切槽613中之后，使各磁极片612恢复到初始位置的电动机的制造装置3的构成，用如图27所示的电动机的制造装置3的剖视图及如图28所示的侧视图进行说明。其中，在图27、28中，关于与如图23、24所示的电动机的制造装置2相同的构成，使用同一符号进行表示。
如图27所示，电动机的制造装置3具有在基台2a上部被支柱等支承部件支承的推压机器2b、设置于基台2a上的固定部件3c，是大致与如图23～25所示的电动机的制造装置2同样的构成。在不具备夹具500这点上与电动机的制造装置2不同。另外，在电动机的制造装置3中，在气动缸2b1的前端上安装有与如图16所示的夹具700有同样形状的推压部件3b(具有对应磁极片612、形成为圆弧形状的推压面的推压部件)。与之相伴随的，在设置于基台2a上的固定部件3c上，设置有固定定子铁心100的定子固定部件2c1，而没有设置支承夹具500的两端的夹具支承部件2c2。
关于这种构成的电动机的制造装置3，如图27所示，将配置有线圈单元140的定子铁心组装部件600固定于定子固定部件2c1上，使其开口部位于上方。然后，未加以特别图示、操作推压机器2b的作业开关，使气动缸2b1向定子铁心100方向(如图27、图28所示的下方向)下降。因此，安装于气动缸2b1的前端的推压部件3b下降，而抵接于磁极片612上进行推压。这样，各磁极片612向切槽侧被折弯，而恢复到磁极片612的初始位置。关于各磁极片612恢复初始位置的过程，由于在第2实施方式中有记载，所以省略详细说明(同时参照图16)。于是，作为结果，如图16所示地得到了配设有线圈单元140的定子铁心组装部件600。
在上述第1～第3实施方式中，关于本发明的电动机的制造方法、关于在交流换向器电动机的定子铁心中配置励磁线圈而形成场磁极的样态进行了说明，本发明可适用于在定子铁心的内侧面上具有场磁极的各种电动机的制造技术。
另外，在上述第1～第3实施方式中，对在定子铁心的内侧面上设定有两极的场磁极的情况进行了说明，本发明对于具有3极或3极以上的电动机(例如感应电动机、无刷电动机)的制造技术也可适用。
此外，在制造配设于定子铁心的场磁极的数目多的电动机时，也可采用通过使用能够一次将许多磁极片折弯的构成的夹具来削减组装工序的构成。
其中，关于上述各实施方式的空气冲压机，最好是设定为应切实地进行均一地折弯磁极片的作业·恢复初始位置作业、只要气动缸下降了规定尺寸就自动停止。
权利要求
1.一种电动机的制造方法，其中的电动机具有构成电动机的定子的定子本体、从上述定子本体的内周面上呈突出状地配设的励磁铁心、从上述励磁铁心以与该励磁铁心交叉的方式延伸设置的磁极片、形成于上述励磁铁心及上述磁极片及上述定子本体的内周面之间的线圈收容部、收容于上述线圈收容部中的线圈，其特征在于，该电动机的制造方法包括以下步骤将上述磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的步骤；将被捆扎过的线圈配置于上述线圈收容部的步骤；将向从上述线圈收容部离开的方向折弯的上述磁极片向该线圈收容部侧折弯、由此使收容于上述线圈收容部中的上述线圈由该磁极片保持的步骤。
2.如权利要求1所述的电动机的制造方法，其特征在于，包括准备第1夹具的步骤，其中，该第1夹具具备用于保持上述磁极片的保持部、且该第1夹具的长度尺寸大于上述定子本体的轴向长度；使上述第1夹具穿入上述定子本体的内周面侧、并由上述保持部保持上述磁极片、并使上述第1夹具的端部从上述定子本体的轴向两端面突出的步骤；将从上述定子本体的两端面突出的上述第1夹具的各端部向从上述定子本体的内周面离开的一侧推压，由此将被上述保持部保持的上述磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的步骤。
3.如权利要求2所述的电动机的制造方法，其特征在于，上述磁极片之中的至少一个磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的距离比其它的磁极片的短。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电动机的制造方法，其特征在于，包括准备向上述定子本体的轴向延伸设置并具有与上述磁极片的圆弧形状对应的推压部的第2夹具的步骤；使上述第2夹具穿入上述定子本体的内周面侧，并以使上述推压部从与上述内周面相对的一侧抵接于上述磁极片上的状态、将该第2夹具向上述定子本体的内周面侧推压，由此将上述磁极片向上述线圈收容部侧折弯成圆弧状的步骤。
5.一种电动机的制造装置，其中的电动机具有构成电动机的定子的定子本体、从上述定子本体的内周面上呈突出状地配设的励磁铁心、从上述励磁铁心与该励磁铁心交叉地延伸设置的磁极片、形成于上述励磁铁心与上述磁极片与上述定子本体的内周面之间的线圈收容部、被保持于上述线圈收容部中的预先被捆扎过的线圈，其特征在于，该电动机的制造装置具有向上述定子本体的轴向延伸设置、并保持磁极片的第1夹具、向上述定子本体的轴向延伸设置、并设有对应于上述磁极片的圆弧形状的推压部的第2夹具、推压装置，该推压装置向从上述线圈收容部离开的一侧推压处于保持上述磁极片的状态的上述第1夹具，由此将上述磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯，在避免该磁极片的干涉的状态下能够使上述预先被捆扎过的线圈收容于上述线圈收容部中，并且向上述线圈收容部侧推压处于使上述推压部抵接于被该第1夹具折弯了的上述磁极片上的状态的上述第2夹具，由此将上述磁极片向上述线圈收容部侧折弯成圆弧状。
6.如权利要求5所述的电动机的制造装置，其特征在于，上述磁极片中的至少一个磁极片的向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的距离比其他磁极片的短。
全文摘要
本发明的电动机的制造方法，它具有构成电动机的定子的定子本体、配设为呈从上述定子本体的内周面上突出状的励磁铁心、从上述励磁铁心延伸设置为与该励磁铁心交叉的磁极片、形成于上述励磁铁心及上述磁极片及上述定子本体的内周面之间的线圈收容部、收容于上述线圈收容部中的线圈，其特征在于包含以下步骤将上述磁极片向从上述线圈收容部离开的一侧折弯的步骤；将被捆扎过的线圈配置于上述线圈收容部的步骤；将向从上述线圈收容部离开的方向折弯的上述磁极片向该线圈收容部侧折弯、以此使收容于上述线圈收容部的上述线圈通过该磁极片保持的步骤。
文档编号H02K15/00GK1617428SQ20041007475
公开日2005年5月18日 申请日期2004年9月14日 优先权日2003年11月10日
发明者深津伸一, 杉浦启介, 末永充生 申请人:株式会社牧田