线圈固定装置、及具备该线圈固定装置的电动的制造方法
【专利摘要】本发明提供具备不使用粘结剂等且不会对电动机的特性带来不良影响的结构，并且能够将线圈正确地定位并固定在定子铁芯的插槽中的线圈固定装置、及具备该线圈固定装置的电动机。线圈固定装置的定位部件具有：连结部件，其配置在定子铁芯的轴向端面上；多个突起部，其以与固定在定子铁芯上的多个线圈相同的周向角度间隔连接在连结部件上，并且分别从连结部件朝向径向内侧延伸；以及折回部，其连接在该各突起部的前端，并从该前端沿着与各突起部延伸的方向交差的方向延伸。
【专利说明】线圈固定装置、及具备该线圈固定装置的电动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及将线圈定位在电动机的定子铁芯上并固定的线圈固定装置、及具备该线圈固定装置的电动机。
【背景技术】
[0002]作为制造具备转子及定子的电动机的方法具有多种方法。作为其一个例子，有下述方法:准备多个如图11所示那样沿箭头所示的方向卷绕卷线102而构成为规定形状并作为一个线圈104的部件(有时将其称为单位线圈)，并如图12所示那样将这些单位线圈104插入形成在定子铁芯108上的插槽110中并接线，该定子铁芯108设在定子106的内周面。
[0003]在此，如图13所示，若未利用任何方法对暂时插入插槽110中的线圈104进行固定，则有时会导致该线圈104从该插槽110沿箭头方向脱落。作为用于防止这种情况的方法，列举粘结剂。另外，作为其他方法，在日本特开2001-211592号公报中公开有使用楔子的固定方法，具体地记载为“在将楔子5插入插槽2的场合，如图1 (a)所示，将由切缝形成的切割面51朝向外侧而从线圈3的上方如虚线所示那样插入，并通过敲打折弯的部分，使楔子5如(b)图所示那样在插槽内变平”。
[0004]在为了固定线圈而使用粘结剂的场合，为此所做的作业变得复杂，并且线圈等电动机的构成要素有受到由粘结剂引起的化学反应的影响的担忧。另外，作为用于不使线圈从定子铁芯的插槽脱落的其他方法，考虑用树脂对定子内部进行模制成形的方法，但即使这种场合，也需要在树脂固化之前利用粘结剂等进行暂时固定。
[0005]另外，在日本特开2001-211592号公报所记载的固定方法中，虽然没有使用粘结齐U，但如其图1 (b)等所示，需要在铁芯(定子铁芯)1上形成用于保持变平的楔子5的槽口。在铁芯上形成这种槽口，有产生磁通的紊乱从而对电动机的特性带来不良影响的担忧。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供具备不使用粘结剂等且不会对电动机的特性带来不良影响的结构并且能够将线圈正确地定位并固定在定子铁芯的插槽中的线圈固定装置、及具备该线圈固定装置的电动机。
[0007]为了实现上述目的，本申请发明提供一种线圈固定装置，其在电动机中用于将多个线圈分别定位及固定在定子铁芯，该电动机具有:定子，其具有形成有多个插槽的定子铁芯；转子，其构成为能够相对于该定子进行旋转；以及多个线圈，其分别插入于上述多个插槽中，该线圈固定装置具有线圈定位部件，该线圈定位部件具备:连结部件，其配置在上述定子铁芯的轴向端面；多个突起部，其以与上述多个线圈相同的周向角度间隔连接在上述连结部件上，并且分别从上述连结部件朝向径向内侧延伸；以及折回部，其连接在各个上述多个突起部的前端，并从上述前端沿着与上述突起部延伸的方向交差的方向延伸。
[0008]在优选的实施方式中，在上述定子铁芯的轴向两端部分别配置有至少两种上述线圈定位部件，该线圈定位部件具有长度不同且沿着从上述定子铁芯离开的方向延伸的折回部。
[0009]在优选的实施方式中，在上述线圈定位部件的各个上述多个突起部的前端设有在上述定子的轴向上沿着互相相反的方向延伸的两个折回部。
[0010]在优选的实施方式中，在上述线圈定位部件的各个上述多个突起部的前端设有沿着上述定子的周向延伸的折回部。
[0011]在优选的实施方式中，在上述定子铁芯的轴向两端部分别配置有相同形状的上述线圈定位部件。
[0012]在优选的实施方式中，上述连结部件具备环状形状，该环状形状具有与上述定子的内周面嵌合的外周边缘。
[0013]另外，本申请发明提供具备上述线圈固定装置的电动机。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]通过参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，会使本发明的上述或其他目的、特征及优点更加明确。
[0015]图1是设置了本发明的第一实施方式的线圈固定装置的定子的局部放大图。
[0016]图2是构成图1的线圈固定装置的定位部件的局部放大图。
[0017]图3是设置了本发明的第二实施方式的线圈固定装置的定子的局部放大图。
[0018]图4是与图3类似的图，是表示线圈的安装结束的状态的图。
[0019]图5是设置了本发明的第三实施方式的线圈固定装置的定子的局部放大图。
[0020]图6是构成图5的线圈固定装置的定位部件的局部放大图。
[0021]图7是设置了本发明的第四实施方式的线圈固定装置的定子的局部放大图。
[0022]图8是与局部放大图一起表示构成图7的线圈固定装置的定位部件的图。
[0023]图9是表示将线圈配置在具备第四实施方式的线圈固定装置的定子上的状态的图。
[0024]图10是表示使线圈固定装置从图9的状态旋转移动，并固定了线圈的状态的图。
[0025]图11是表示安装在电动机的定子铁芯上的线圈的图。
[0026]图12是表示将图11的线圈插入于形成在现有技术的电动机的定子铁芯上的插槽中的状态的图。
[0027]图13是图12的局部放大图，是用于说明暂时插入于定子铁芯的插槽内的线圈能够脱离的情况的图。
【具体实施方式】
[0028]图1是表示将本发明的第一实施方式的线圈固定装置应用于电动机的例子的图。在电动机14中线圈固定装置使用于线圈的定位及固定，该电动机14具有定子10、以及配置在定子10的内侧且构成为能够相对于定子10进行旋转的转子12 (示意性地图示)。定子10具有大致圆筒状的壳体16、以及形成在壳体16的内周面的定子铁芯18，在定子铁芯18上形成有用于分别收放与上述线圈104相同的多个线圈20的多个插槽22。另外，线圈固定装置以外的构成要素可以与现有的构成要素相同，因此省略详细的说明。
[0029]图2是详细表示线圈固定装置的局部放大图。线圈固定装置具有两个定位部件24，各定位部件24具有:配置在定子铁芯18的轴向端面26上的连结部件28 ;多个突起部30，其以与固定在定子铁芯18上的多个线圈20相同的周向角度间隔连接在连结部件28上，并且分别从连结部件28向径向内侧延伸；以及折回部32，其连接在各突起部30的前端，并从该前端朝向与各突起部30延伸的方向交差的方向(在图示例中，是从定子铁芯18离开的方向(定子铁芯18的轴向))延伸。在图示例中，连结部件28是连结多个突起部30的大致环状的部件，突起部30从定子铁芯18的轴向端面26稍微离开并朝向径向内侧延伸，突起部30及折回部32互相正交。另外，定位部件24能够利用树脂成形等一体制造，如后所述，突起部30能够相对于连结部件28弹性变形。
[0030]在图1所示的实施方式中，在定子铁芯18的轴向两端面上以互相朝向相反的方向的方式安装两个定位部件24，从而构成线圈固定装置。在使用这种线圈固定装置的场合，一边使折回部32朝向如箭头34所示的、朝向定子铁芯的轴向端面26的方向(大致轴向)弹性变形，一边将线圈20沿箭头36所示的插入方向(大致径向)插入插槽22内。之后，通过使折回部32恢复至原来的位置并将折回部32钩挂在线圈20的内周部，利用折回部32及突起部30正确地对各线圈20的位置进行定位并固定。
[0031]另外，在第一实施方式中使用两个定位部件24，但在未要求可靠地防止暂时固定保持在定子铁芯18上的线圈20在其插入方向(在图示例中，从转子的旋转轴大致朝向径向外侧的方向)上偏离的情况等场合，可以使定位部件仅为任一个，在这种场合也能够对线圈20的定位得到一定的效果。
[0032]图3是表示将本发明的第二实施方式的线圈固定装置应用于电动机的例子的图。在第一实施方式中，在定子铁芯18的轴向两端面安装相同的定位部件(但朝向相反)，但是，在第二实施方式中，在定子铁芯18的轴向端面设置不同的结构的定位部件，具体地说，折回部的长度不同。更详细地，下侧的定位部件40具有:配置在定子铁芯18的轴向端面的连结部件42 ;多个突起部44，其以与固定在定子铁芯18上的多个线圈20相同的周向角度间隔连接在连结部件42上，并且分别从连结部件42向径向内侧延伸；以及折回部46，其连接在各突起部44的前端，并从该前端朝向与各突起部44延伸的方向交差的方向(在图示例中，是从定子铁芯18离开的方向(定子铁芯18的轴向))延伸。在图示例中，连结部件42是连结多个突起部44的大致环状的部件。另外，突起部44与第一实施方式不同，以与定子铁芯18的轴向端面抵接的方式延伸。另外，能够使折回部46的长度比较长(例如线圈20的厚度d以上)。
[0033]另一方面，上侧的定位部件50具有:配置在定子铁芯18的轴向端面的连结部件52 ;多个突起部54，其以与多个线圈20相同的周向角度间隔连接在连结部件52上，并且分别从连结部件52向径向内侧延伸；以及多个折回部56，其分别连接在各个突起部54的前端，并从该前端朝向离开定子铁芯18的方向(定子铁芯18的轴向)延伸。在图示例中，连结部件52是连结多个突起部54的大致环状的部件。另外，突起部54也与第一实施方式不同，以与定子铁芯18的轴向端面抵接的方式延伸。另外，能够使折回部56的长度比折回部46短(例如线圈20的厚度d的I / 2以下或I / 3以下)。
[0034]第二实施方式的线圈20的安装以如下方式进行。首先，如图3所示，使线圈20相对于定子10的轴向(上下方向)稍微倾斜，将线圈20的下端侧配合在下侧的定位部件40的较长的折回部46上。接着，通过使线圈20的上端侧大致以其下端侧为中心向定子10的内周面转动，如图4所示地线圈20的上端侧配合在较短的折回部56上。这样，线圈20利用定位部件40及50正确地被定位并被固定。
[0035]在第二实施方式中，通过适当调整折回部56的长度，即使不使突起部54、折回部56弹性变形，也能够对线圈20进行定位并固定，因此定位部件40及50不需要由挠性的材料制造，可以由实质刚性的材料制造。另外，突起部44及54还可以如图示那样与定子铁芯18的轴向端面抵接，因此通过适当调整该突起部的轴向长度(厚度)，能正确地进行线圈20相对于定子10的轴向的定位。
[0036]图5是表示将本发明的第三实施方式的线圈固定装置应用于电动机的例子的图。在第三实施方式中，与第一实施方式相同地在上下使用相同的定位部件，但在各突起部上设置两种折回部这一点与上述第一及第二实施方式不同。具体地说，如图6所示，构成第三实施方式的固定装置的定位部件60具有:配置在定子铁芯18的轴向端面26上的连结部件62 ;多个突起部64，其以与固定在定子铁芯18上的多个线圈20相同的周向角度间隔连接在连结部件62上，并且分别从连结部件62向径向内侧延伸；以及两个折回部66a及66b，其连接在各突起部64的前端，并从该前端朝向与各突起部64延伸的方向交差的方向(在图示例中，从定子铁芯18离开的方向(定子铁芯18的轴向))延伸。在图示例中，连结部件62是连结多个突起部64的大致环状的部件，突起部64稍微从定子铁芯18的轴向端面26离开而朝向径向内侧延伸，突起部64及折回部66a互相正交，突起部64及折回部66b也互相正交，并且折回部66a及66b朝向互相相反的方向延伸。
[0037]能够使折回部66a的长度与第二实施方式的定位部件40的折回部46相同地比较长(例如线圈20的厚度d以上)，另外，能够使折回部66b的长度与第二实施方式的定位部件50的折回部56相同地比折回部66a短(例如线圈20的厚度d的I / 2以下或I / 3以下)。
[0038]因此，第三实施方式中的线圈20的安装能够与第二实施方式相同的方式进行。SP，首先，使线圈20相对于定子10的轴向(上下方向)稍微倾斜，将线圈20的下端侧配合在设于下侧的定位部件60的较长的折回部66a上。接着，通过使线圈20的上端侧大致以其下端侧为中心向定子10的内周面转动，如图5所示地线圈20的上端侧配合在设于上侧的定位部件60的较短的折回部66b上。这样,线圈20利用上下的定位部件60正确地被定位并被固定。
[0039]在第三实施方式中，通过适当调整折回部66b的长度，即使不使突起部64、折回部66a,66b弹性变形，也能够对线圈20进行定位并固定，因此定位部件60不需要由挠性材料制造，也可以由实质刚性的材料制造。另外，如图6所示，通过形成从连结部件62的外周边缘大致垂直地延伸的凸缘部68，能够在上下使用相同形状的定位部件，并且能够正确地进行线圈的轴向的定位。详细地说，如图5所示，通过在定位部件60上形成凸缘部68，上侧的定位部件通过使其连结部件62与定子铁芯的轴向端面抵接而能够在轴向上正确地进行定位，下侧的定位部件通过使其凸缘部68的上端与定子铁芯的轴向端面抵接而能够在轴向上正确地进行定位。因此，在第三实施方式中，能够确保使用相同形状的定位部件的优点(降低制造成本、提高部件管理性等)，并且还能提高线圈的定位精度。
[0040]图7是表示将本发明的第四实施方式的线圈固定装置应用于电动机的例子的图。在第四实施方式中，设在突起部前端的折回部延伸的方向与上述第一?第三实施方式不同。具体地说，如图8所示，构成第四实施方式的固定装置的定位部件70具有:配置在定子铁芯18的轴向端面26上的连结部件72 ;多个突起部74，其以与固定在定子铁芯18上的多个线圈相同的周向角度间隔连接在连结部件72上，并且分别从连结部件72向径向内侧延伸；以及折回部76，其连接在各突起部74的前端，并从该前端朝向与各突起部74延伸的方向交差的方向(在图示例中，定子铁芯18的周向)延伸。在图示例中，连结部件72是连结多个突起部74的大致环状的部件，突起部74稍微从定子铁芯18的轴向端面26离开而朝向径向内侧延伸，突起部74及折回部76互相大致正交，并且各折回部76在以箭头78所图示的定子铁芯的周向上延伸。
[0041]接着，参照图9及图10，对使用线圈固定装置70的线圈的固定顺序进行说明。首先，如图7或图9所示，将相同形状的两个线圈固定装置70安装在定子铁芯18的轴向的两端部。在此，线圈固定装置70以不妨碍线圈20向插槽22内的插入的方式安装在定子铁芯18上。具体地说，各个折回部76的定子周向的长度设定为被插槽22划分的定子铁芯18的方块部分80的宽度(周向长度)以下，如图7所示，各折回部76以不从方块部分80朝向周向突出的方式对线圈固定装置70进行定位。
[0042]如图9所示，从该状态将线圈20插入插槽22内。因此，在第四实施方式中，与其他实施方式不同，在插入线圈时，线圈固定装置70不与线圈20产生干涉，没有必要如图3所示那样为了插入插槽内而使线圈倾斜。另外，在图9的状态下，线圈20有从定子铁芯18脱落的担忧，因此优选使用未图示的夹具等预先从内径侧推压线圈(预先保持在插槽内)。
[0043]接着，如图10所示，使两个线圈固定装置70沿周向朝向互相相反的方向旋转，将折回部76钩挂在各线圈20的上部及下部，从而将各线圈20定位并固定在定子铁芯18上。在此，各线圈固定装置70的旋转移动距离只要是各折回部76从定子铁芯18的方块部分80向周向突出的程度即可。通过从图10的状态取下上述未图示的夹具等，线圈的固定作业结束。在第四实施方式中，所使用的两个线圈固定装置可以是相同形状，因此在部件管理方面有利，并且在线圈插入时不与线圈固定装置产生干涉，并且也不需要使线圈倾斜，因此尤其适合电动机的生产工序、组装工序等的自动化。
[0044]另外，在任一个实施方式中，都优选定位部件没有间隙地与定子10的内周部配合，具体地说，优选定位部件所具有的大致环状的连结部件的外周边缘通过与定子10的壳体16的内周面嵌合而固定。但是，第四实施方式的线圈固定装置70能通过与定子10的壳体16的内周面嵌合而固定，另一方面，如图10所示，通过施加规定的力，能够在周向上只旋转规定距离(相对于壳体16的内周面滑动)。由此，定位部件能够相对于定子更正确地进行定位，作为结果，固定保持在该定位部件上的线圈也能相对于定子正确地被定位并被固定。
[0045]上述实施方式的定位部件的任一个都能通过树脂成形等一体制造，但不需要作为一个部件制造大致环状的定位部件，从制造成本等观点来看，可以为分割式的定位部件。
[0046]根据本发明，通过使用具有定位部件的固定装置，能够不使用对电动机的特性带来不良影响的粘结剂等且正确地进行各线圈相对于定子的定位及固定。
[0047]通过使配置在定子铁芯的轴向两端部的定位部件的折回部的长度互相不同，即使不使定位部件弹性变形也能进行各线圈的定位及固定。
[0048]通过在线圈定位部件的各突起部的前端设置朝向互相相反的方向延伸的两个折回部，能够使所使用的定位部件仅为一种，在制造成本、部件管理方面是有利的。[0049]通过在线圈定位部件的各突起部的前端设置沿定子铁芯的周向延伸的折回部，能够仅通过在线圈安装之后使线圈固定装置沿周向旋转来进行线圈的定位及固定。
[0050]通过使定位部件的连结部件成为具有与定子的内周面嵌合的外周边缘的环状形状，能够更正确地使定位部件相对于定子进行定位，作为结果，还能够提高各线圈的定位精度。
【权利要求】
1.一种线圈固定装置，其在电动机(14)中用于将多个线圈(20)分别定位及固定在定子铁芯(18)，该电动机(14)具有:定子(10)，其具有形成有多个插槽(22)的定子铁芯(18);转子(12)，其构成为能够相对于该定子(10)进行旋转；以及多个线圈(20)，其分别插入于上述多个插槽(22)中，上述线圈固定装置的特征在于， 具有线圈定位部件(24、40、50、60、70)，该线圈定位部件(24、40、50、60、70)具备: 连结部件(28、42、52、62、72)，其配置在上述定子铁芯(18)的轴向端面(26)； 多个突起部(30、44、54、64、74)，其以与上述多个线圈(20)相同的周向角度间隔连接在上述连结部件(28、42、52、62、72)上，并且分别从上述连结部件朝向径向内侧延伸；以及 折回部(32、46、56、66a、66b、76)，其连接在各个上述多个突起部(30、44、54、64、74)的前端，并从上述前端沿着与上述突起部延伸的方向交差的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的线圈固定装置，其特征在于， 在上述定子铁芯的轴向两端部分别配置有至少两种上述线圈定位部件(40、50)，该线圈定位部件(40、50)具有长度不同且沿着从上述定子铁芯(18)离开的方向延伸的折回部(46、56)。
3.根据权利要求1或2所述的线圈固定装置，其特征在于， 在上述线圈定位部件(60)的各个上述多个突起部(64)的前端设有在上述定子(10)的轴向上沿着互相相反的方向延伸的两个折回部(66a、66b)。
4.根据权利要求1所述的线圈固定装置，其特征在于， 在上述线圈定位部件(70)的各个上述多个突起部(74)的前端设有沿着上述定子(10)的周向延伸的折回部(76)。
5.根据权利要求4所述的线圈固定装置，其特征在于， 在上述定子铁芯(18)的轴向两端部分别配置有相同形状的上述线圈定位部件(70)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的线圈固定装置，其特征在于， 上述连结部件(28、42、52、62、72)具备环状形状，该环状形状具有与上述定子(10)的内周面嵌合的外周边缘。
7.一种电动机，其特征在于， 具备权利要求1至6中任一项所述的线圈固定装置。
【文档编号】H02K3/48GK103457381SQ201310211327
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】妹尾达也 申请人:发那科株式会社