电机以及电机制造方法
【专利摘要】本发明涉及电机以及电机制造方法。该电机，具有定子(10)和转子(42)，定子(10)包括作为使用了扁平导线的分布式绕组线圈的笼式线圈(12)和定子铁芯(13)，转子(42)包括中心轴(41)，所述电机的特征在于，笼式线圈(12)的一端的线圈末端部具有相对于定子铁芯的槽内导线部(SA、SB)向转子侧弯曲的弯曲部(JA、JB)，作为一端的线圈末端部的下侧同心圆部(H)、水平部(FA和FB)位于比齿(13a)的内周面(13b)更靠近转子的轴心侧的位置，一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部是通过在平直方向上重叠地卷绕五根扁平导线形成的。
【专利说明】电机以及电机制造方法
[0001]本申请是申请号为201080066317.5、申请日为2010年7月20日、PCT号为PCT/JP2010/062137、发明名称为“电机以及电机制造方法”的申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及具有定子和转子的电机，所述定子包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈和定子铁芯，所述转子包括中心轴。
【背景技术】
[0003]与圆细线不同，扁平导线具有强的刚性，难以发生变形，因此，例如将使用了截面为约1_X约10_的扁平导线的分布式绕组线圈插入定子铁芯的槽内来进行组装是困难的。为了解决该问题，提出有各种方案。
[0004]在专利文献I中，提出有以下方案:即，当将导线经卷绕的线圈从径向的内侧向外侧插入到形成在齿的周边的槽内时，为了使插入变得容易，对导线的宽度和线圈的倾斜角度进行钻研。
[0005]另一方面，在专利文献2中，公开有如下方法:即，通过多重地卷绕被插入在槽内的导线来构成线圈，将所述线圈安装至插入夹具，将插入夹具配置在定子铁芯内，从插入夹具将线圈插入至定子铁芯的槽内。
[0006]另外，在专利文献3中，公开有在分布式绕组线圈内、使插入的顶端部向轴心侧弯曲的技术。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利文献特开2002-051489号公报；
[0010]专利文献2:日本专利文献特开2008-167567号公报；
[0011]专利文献3:国际公开公报W092/01327号。
【发明内容】
[0012]但是，在以往的向定子铁芯插入线圈的方法中，存在以下问题。
[0013]S卩，在如专利文献I所述的针对各齿单独地插入线圈的方法中，存在以下问题:即，必须进行与齿数相应次数的插入，因此在插入上需要花费很多时间。另外，存在插入装置复杂化、大型化的问题。
[0014]另外，当如专利文献2所述的那样使用了插入夹具时，存在以下问题:即，即使顺利地进行了插入，当将在插入夹具内发生了弹性变形的线圈插入到槽内后，线圈由于回弹而变形，导线的一部分从槽飞出到外部。
[0015]无论在专利文献I还是在专利文献2的技术中，都是从径向的内侧向外侧针对齿、槽插入线圈，因此上述问题产生，由此，本 申请人:想到:如果能够将线圈从轴心方向插入到槽内，则能够解决上述问题。
[0016]但是，如果是集中式绕组线圈，则在使插入的顶端部向轴心侧弯曲时，容易使残留部分插入到槽内，但在分布式绕组线圈的情况下，弯曲部分的形状复杂，从而存在弯曲本身即存在困难的问题。
[0017]作为在集中式绕组线圈内、使插入的顶端部弯曲的技术，公开有专利文献3所述的技术，但是，在专利文献3的技术中，需要单个地制造弯曲位置不同的多个导体，并一个个地对其进行组合，因此存在需要花费制造时间、成本高的问题。
[0018]本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种低成本的电机，在所述电机中，能够容易地将使用了扁平导线的分布式绕组线圈从轴心方向插入到槽内。
[0019]为了解决问题的方法
[0020]为了解决上述问题，本发明的一个方式的电机以及电机的制造方法具有如下所述的构成。
[0021](I) 一种电机，具有定子和转子，所述定子包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈和定子铁芯，所述转子包括中心轴，所述电机的特征在于，
[0022]线圈的一端的线圈末端部相对于定子铁芯的槽内导线部向转子侧弯曲，
[0023]一端的线圈末端部位于比定子铁芯的内周面更靠近转子的轴心侧的位置，
[0024]一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部通过在平直方向上重叠地卷绕多根扁平导线形成，
[0025]—端的线圈末端部形成同心圆状的半圆，
[0026]另一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆，
[0027]在一端的线圈末端部的同心圆状的半圆的两侧，一对端子向外侧突出，
[0028]端子与相邻的线圈的端子在转子的轴心方向上重叠。
[0029](2)如⑴所述的电机，优选其特征在于，
[0030]在所述一端的线圈末端部，配置在相邻的槽内的多根所述扁平导线在所述转子的径向上重叠，
[0031]在另一端的线圈末端部，配置在相邻的槽内的多根所述扁平导线在所述转子的轴心方向上重叠。
[0032](3) 一种电机的制造方法，所述电机具有定子和转子，所述定子包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈，所述转子包括中心轴，所述电机的制造方法的特征在于，具有:
[0033]第一工序，在使所述扁平导线的平直部接触的同时，重叠地卷绕所述扁平导线；
[0034]第二工序，所述弯曲工序是指相对于槽内导线部、将分布式绕组线圈的一端的线圈末端部向转子侧弯曲的工序；以及
[0035]第三工序，扩张所述经重叠地卷绕的所述扁平导线从而形成两个槽内导线部；
[0036]在所述第三工序中，抓住一对槽内导线部中一者的一对第一爪式卡盘和抓住另一槽内导线部的一对第二爪式卡盘被保持成能够分别以中心轴为中心旋转，所述第一爪式卡盘顺时针旋转，所述第二爪式卡盘逆时针旋转。
[0037](4)如(3)所述的电机制造方法，优选其特征在于，具有:
[0038]第四工序，将所述分布式绕组线圈从轴心方向插入所述定子的槽。
[0039](5) 一种电机，所述电机是通过(3)或(4)所述的电机制造方法而制造的，其特征在于，
[0040]所述线圈的一端的线圈末端部相对于所述定子铁芯的槽内导线部向所述转子侧弯曲，
[0041]所述一端的线圈末端部位于比所述定子铁芯的内周面更靠近所述转子的轴心侧的位置，
[0042]所述一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部是通过将多根所述扁平导线在平直方向上重叠地卷绕而形成的，
[0043]所述一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆，
[0044]所述另一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆。
[0045]发明效果
[0046]接下来，针对本发明涉及的电机以及电机的制造方法的作用和效果进行说明。
[0047](I) 一种电机，所述电机具有定子和转子，所述定子包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈和定子铁芯，所述转子包括中心轴，所述电机的特征在于，
[0048]线圈的一端的线圈末端部被相对于定子铁芯的槽内导线部向转子侧弯曲，
[0049]一端的线圈末端部位于比定子铁芯的内周面更靠近转子的轴心侧的位置，
[0050]一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部是通过在平直方向上重叠地卷绕多根扁平导线形成的，
[0051]所述一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆，
[0052]所述另一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆，
[0053]在所述另一端的线圈末端部的所述同心圆状的半圆的两侧，一对端子向外侧突出，
[0054]所述端子与相邻线圈的端子在所述转子的轴心方向上重叠。
[0055]因此，当想要以一端的线圈末端部侧为前头、将线圈从轴心侧插入到定子的槽时，一端的线圈末端部穿过定子铁芯的内周面的内侧，因此能够容易地将线圈从轴心方向插入到槽内。当插入时，不会使线圈发生弹性变形，因此不会出现线圈的一部分由于回弹而从槽内飞出的情况。另外，因为是在重叠地进行了卷绕的状态下同时地弯曲多根通过在平直方向上重叠地卷绕多根扁平导线形成的构件，所以能够使制造工序简单化，并且能够减少成本。
[0056](2)如⑴所述的电机，其特征在于，
[0057]在所述一端的线圈末端部中，配置在相邻的槽内的多根扁平导线在所述转子的径向上重叠，
[0058]在另一端的线圈末端部中，配置在相邻的槽内的多根所述扁平导线在所述转子的轴心方向上重叠。
[0059]因此，在线圈末端部中，避免了配置在相邻的槽内的导线的干扰，因此不需要在轴心方向上变形，不需要多余的变形，因此，能够使制造工序简单化从而实现成本的削减。
[0060](3)具有包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈的定子和包括中心轴的转子的电机的制造方法，具有:第一工序，在使所述扁平导线的平直部接触的同时，重叠地卷绕所述扁平导线；第二工序，将所述分布式绕组线圈的一端的线圈末端部相对于槽内导线部向所述转子侧弯曲；以及第三工序，扩张所述经重叠地卷绕的所述扁平导线从而形成两个槽内导线部，所述电机的制造方法的特征在于，在所述第三工序中，抓住一对槽内导线部中一者的一对第一爪式卡盘和抓住另一槽内导线部的一对第二爪式卡盘被保持成能够分别以中心轴为中心旋转，所述第一爪式卡盘顺时针旋转，所述第二爪式卡盘逆时针旋转，并且还包括第四工序，将所述分布式绕组线圈从轴心方向插入所述定子的槽。
[0061]因此，能够形成弯曲部，并且容易地形成插入到两个位置的槽内的槽内导线部。
【专利附图】
【附图说明】
[0062]图1是基准单元的立体图；
[0063]图2是基准单元的主视图；
[0064]图3是基准单元的平面图；
[0065]图4是基准单元的右视图；
[0066]图5是示出了基准单元的制造工序中的卷绕工序的图；
[0067]图6是示出了基准单元的制造工序中的弯曲工序的第一图；
[0068]图7是示出了基准单元的制造工序中的弯曲工序的第二图；
[0069]图8是示出了基准单元的制造工序中的弯曲工序的第三图；
[0070]图9是示出了基准单元的制造工序中的扩张工序的第一图；
[0071]图10是示出了基准单元的制造工序中的扩张工序的第二图；
[0072]图11是示出了基准单元的制造工序中的扩张工序的第三图；
[0073]图12是示出了将基准单元插入定子铁芯的插入工序的第一图；
[0074]图13是示出了笼式线圈的整体的图；
[0075]图14是示出了笼式线圈的整体的平面图；
[0076]图15是笼式线圈的主视图；
[0077]图16是示出了将基准单元插入定子铁芯的插入工序的第一图；
[0078]图17是示出了将基准单元插入定子铁芯的插入工序的第二图；
[0079]图18是示出了将基准单元插入定子铁芯的插入工序的第三图；
[0080]图19是示出了将基准单元插入定子铁芯的插入工序的第四图；
[0081]图20是示出了将转子插入定子的插入工序的第一图；
[0082]图21是示出了将转子插入定子的插入工序的第二图。
【具体实施方式】
[0083]接下来，参照附图对本发明的一个实施方式的电机以及电机的制造方法进行说明。
[0084]在图1中，示出了通过使五根扁平导线同时成形获得的基准单元11的立体图。在图2中，示出了图1的基准单元11的主视图，在图3中示出了从上方观察图1的平面图，在图4中示出了图1的右视图。
[0085]基准单元11包括配置在槽内的槽内导线部SA、槽内导线部SB。
[0086]如图1所示，槽内导线部SA是通过五根扁平导线以长边面(平直面)接触的方式重叠形成的部件，其示出了第一槽内导线部SA1、第二槽内导线部SA2、第三槽内导线部SA3、第四槽内导线部SA4、以及第五槽内导线部SA5的集合体。另外,如图4所示，槽内导线部SB是通过五根扁平导线以长边面(平直面)接触的方式重叠形成的部件，其示出了第一槽内导线部SB1、第二槽内导线部SB2、第三槽内导线部SB3、第四槽内导线部SB4、以及第五槽内导线部SB5的集合体。
[0087]在位于图1的上侧的线圈末端部的中央，形成有上侧同心圆部G。如图4所示，上侧同心圆部G是第二同心圆部G2、第三同心圆部G3、第四同心圆部G4、以及第五同心圆部G5等四根扁平导线的集合体。没有包含第一同心圆部是因为:在后面说明的倾斜部EA5作为端子M向外部突出。
[0088]在槽内导线部SA的上端形成有弯曲部IA。扁平导线在弯曲部IA如图2所示向上侦_心圆部G的方向弯曲。在上侧同心圆部G与槽内导线部SA之间形成有倾斜部EA。如图3所示，弯曲部IA示出了五根扁平导线的弯曲部IA1、IA2、IA3、IA4、以及IA5的集合体。如图1、图4所示，倾斜部EA示出了五根扁平导线的倾斜部EA1、EA2、EA3、EA4、以及EA5的集合体。
[0089]在倾斜部EA中，如图4所示，与槽内导线SA相同地，五根扁平导线在径向(图4的左右方向)上重叠。
[0090]在槽内导线部SB的上端形成有弯曲部IB。扁平导线在弯曲部IB如图2所示向上侦_心圆部G的方向弯曲。在上侧同心圆部G与槽内导线部SB之间形成有倾斜部EB。如图3所示，弯曲部IB示出了五根扁平导线的弯曲部IB1、IB2、IB3、IB4、以及IB5的集合体。如图4所示，倾斜部EB示出了五根扁平导线的倾斜部EB1、EB2、EB3、EB4、以及EB5的集合体。
[0091]在倾斜部EB中，如图4所示，与槽内导线SB相同地，五根扁平导线在径向(图4的左右方向)上重叠。
[0092]如图4所示，位于倾斜部EA的最内周部的EA5的端子M弯曲并向外部突出。另外，位于倾斜部EB的最外周的EB5的端子N弯曲并向外部突出。
[0093]在槽内导线部SA的下端，形成有弯曲部JA。扁平导线在弯曲部JA如图4所示以90度向内周侧(图的左方)弯曲。如图4所示，弯曲部JA示出了五根扁平导线的弯曲部JA1、JA2、JA3、JA4、以及 JA5 的集合体。
[0094]另外，在槽内导线部SB的下端，形成有弯曲部JB。扁平导线在弯曲部JB如图4所示呈90度向内周侧(图的左方)弯曲。如图4所示，示出了五根扁平导线的弯曲部JB1、JB2、JB3、JB4、以及JB5的集合体。
[0095]在内周侧顶端部，形成有下侧同心圆部H。如图2所示，在弯曲部JA与下侧同心圆部H之间形成有水平部FA。在弯曲部JB与下侧同心圆部H之间形成有水平部FB。
[0096]如图4所示，下侧同心圆部H示出了五根扁平导线的下侧同心圆部H1、H2、H3、H4、以及H5的集合体。
[0097]如图2所示，水平部FA示出了五根扁平导线的水平部FA1、FA2、FA3、FA4、以及FA5的集合体。在此，在水平部FA中，如图2所示，五根扁平导线的水平部在轴心方向(图2的上下方向)上重叠。
[0098]另外，如图2所示，水平部FB示出了五根扁平导线的水平部FB1、FB2、FB3、FB4、以及FB5的集合体。在此，在水平部FB中，如图2所示，五根扁平导线的水平部在轴心方向(图2的上下方向)上重叠。
[0099]接下来，说明基准单元11的制造方法。基准单元11的制造方法具有卷绕工序、弯曲工序、以及扩张工序。
[0100]在图5中，示出了基准单元11的制造工序中的卷绕工序。
[0101]截面平直的三角形的模具19被设置为能够以中心轴19a为中心旋转。
[0102]在模具19上固定扁平导线20的顶端20a，使模具19以中心轴19a为中心向箭头P所示的方向旋转，将扁平导线20在模具19上缠绕五圈。此时，扁平导线20被在平直方向上重叠地缠绕。即，重叠地缠绕截面为约ImmX约1mm的扁平导线的约1mm的长边。
[0103]接下来，针对弯曲工序进行说明。
[0104]在图6中，示出了基准单元11的制造工序中的弯曲工序的第一工序，在图7中示出了第二工序，在图8中示出了第三工序。
[0105]将在卷绕工序中卷绕了五圈的扁平导线20从模具19上卸下，放置在图6所示的位置。在该状态下，三角形的扁平导线20的最短的短边20b与夹具22相接。在遍及第二短的中边20c的整个长度的范围，平行地配置有夹具21。在第一长的长边20d的中央附近配置有夹具23。
[0106]接下来，如图7所示，平行地移动夹具21，直到与中边20c相接的位置。同时，夹具23与长边20d的弯曲部20e抵接。同时，夹具22使短边20b向顺时针方向旋转，使扁平导线20在弯曲部20e弯曲。
[0107]然后，如图8所示，弯曲扁平导线20，直到中边20c与短边20b成直角(90度)。
[0108]接下来，针对扩张工序进行说明。
[0109]在图9中，示出了基准单元11的制造工序中的扩张工序的第一图。在图10中，示出了扩张工序的第二图。在图11中，示出了图9的侧面图。
[0110]如图9和图11所示，一对爪式卡盘33(33A、33B)抓住上侧同心圆部G(五根扁平导线)。下侧同心圆部H(五根扁平导线)被一对引导爪40 (40A、40B)固定。一对爪式卡盘32(32A、32B)抓住槽内导线部SA(五根扁平导线)。一对爪式卡盘31 (31A、31B)抓住槽内导线部SB (五根扁平导线)。
[0111]在此，一对爪式卡盘32(32A、32B)和一对爪式卡盘31 (31A、31B)被保持成能够分别以中心轴34为中心旋转。基板36被固定在两根引导棒38的顶端。两根引导棒38被以可滑动的方式保持在经固定的固定部39。在固定部39的两侧，固定设置有一对气缸37的主体。另外，一对气缸37的棒顶端与基板36连结,通过气缸37的驱动，引导棒38和基板36相对于固定部39滑动。在基板36上，附设有一对连杆机构35A、35B，连杆机构35A与爪式卡盘32的基板连接，连杆机构35B与爪式卡盘31的基板连接。
[0112]通过上述的构成，如图9所示，在各自抓住了扁平导线20的状态下，驱动气缸37。由此，当基板36滑动到图10的位置时，一对爪式卡盘32 (32A、32B)在抓住了槽内导线部SA的状态下在图10中顺时针旋转，使得槽内导线部SA发生塑性变形，直到其相对于上侧同心圆部G和下侧同心圆部H位于顺时针的预定位置。
[0113]同时，一对爪式卡盘31(31A、31B)在抓住了槽内导线部SB的状态下在图10中逆时针旋转，使得槽内导线部SB发生塑性变形，直到其相对于上侧同心圆部G和下侧同心圆部H位于逆时针的预定位置。
[0114]接下来，使端子M和端子N弯曲并发生塑性变形。由此，基准单元11完成。
[0115]接下来，将制造出的基准单元重叠多个。
[0116]在图12中，利用立体图示出重叠了作为六个基准单元11的U相的第一基准单元UUU相的第二基准单元U2、V相的第一基准单元V1、V相的第二基准单元V2、W相的第一基准单元Wl、以及W相的第二基准单元W2的状态。第一基准单元和第二基准单元的槽内导线部被插入到一个齿的两侧，因此六个基准单元11成为一个单位。此外，在构成U相基准单元的部位标注以“U”开始的符号，关于构成V相和W相基准单元的部位也以同样的方法示出。
[0117]在基准单元U1、U2、V1、V2、Wl、W2 的倾斜部 U1EB、U2EB、V1EB、V2EB、W1EB、W2EB中，五根扁平导线(EBl?EB5)在定子铁芯13 (转子)的径向上重叠。
[0118]U相的第二基准单元U2的倾斜部U2EB相对于U相的第一基准单元的倾斜部UlEB在轴心方向的下侧(定子铁芯13的方向)重叠。同样地，V相的第一基准单元Vl的倾斜部VlEB相对于U相的第二基准单元U2的倾斜部U2EB在轴心方向的下侧重叠。
[0119]g卩，在配置在相邻的槽内的基准单元Ul、U2、Vl、V2、Wl、W2中，倾斜部U1EB、U2EB、V1EB、V2EB、W1EB、W2EB以在顺时针方向上依次位于上一个倾斜部EB的轴心方向的下侧的方式重叠。
[0120]在基准单元Ul、U2、V1、V2、Wl、W2 的倾斜部 U1EA、U2EA、V1EA、V2EA、W1EA、W2EA中，五根扁平导线(EAl?EA5)在定子铁芯13(转子)的径向上重叠。
[0121]U相的第二基准单元U2的倾斜部U2EA相对于U相的第一基准单元的倾斜部UlEA在轴心方向的上侧(定子铁芯13的相反方向)重叠。同样地，V相的第一基准单元Vl的倾斜部VlEA相对于U相的第二基准单元U2的倾斜部U2EA在轴心方向的上侧重叠。
[0122]即，在配置在相邻的槽内的基准单元Ul、U2、Vl、V2、Wl、W2中，倾斜部U1EA、U2EA、V1EA、V2EA、W1EA、W2EA在顺时针方向上排列并且以依次位于上一个倾斜部EA的轴心方向的上侧的方式重叠。
[0123]在基准单元U1、U2、V1、V2、Wl、W2 的水平部 U1FB、U2FB、V1FB、V2FB、W1FB、W2FB中，五根扁平导线(FBI?FB5)在定子铁芯13 (转子)的轴心方向上重叠。
[0124]U相的第二基准单元U2的水平部U2FB与U相的第一基准单元Ul的水平部UlFB在径向上顺时针地在外周的位置重叠。V相的基准单元Vl的水平部VlFB与U相的第二基准单元U2的水平部U2FB在径向上顺时针地在外周的位置重叠。
[0125]S卩，如图12所示，在配置在相邻的槽内的基准单元U1、U2、V1、V2、W1、W2中，水平部U1FB、U2FB、V1FB、V2FB、W1FB、W2FB在顺时针方向上排列并且依次与上一个水平部FB在径向上顺时针地在外周的位置重叠。
[0126]在基准单元Ul、U2、V1、V2、Wl、W2 的水平部 U1FA、U2FA、V1FA、V2FA、W1FA、W2FA中，五根扁平导线(FAl?FA5)在定子铁芯13 (转子)的轴心方向上重叠。
[0127]U相的第二基准单元U2的水平部U2FA与U相的第一基准单元Ul的水平部UlFA在径向上顺时针地在内周的位置重叠。V相的基准单元Vl的水平部VlFA与U相的第二基准单元U2的水平部U2FA在径向上顺时针地在内周的位置重叠。
[0128]S卩，如图12所示，在配置在相邻的槽内的基准单元U1、U2、V1、V2、W1、W2中，水平部U1FA、U2FA、V1FA、V2FA、W1FA、W2FA在顺时针方向上排列并且依次与上一个水平部F在径向上顺时针地在内周的位置重叠。
[0129]上侧同心圆部U1G、U2G、V1G、V2G、WIG、W2G在周向上依次排列。
[0130]下侧同心圆部U1H、U2H、V1H、V2H、W1H、W2H在周向上依次排列。
[0131]当重叠了 24个基准单元11时，这些基准单元11构成半圆形。通过制造两组这些基准单元11并使它们合体，重叠有48个基准单元11的圆形的笼式线圈12完成。
[0132]在图13中，利用立体图示出了重叠有48个基准单元11的笼式线圈12的构成。在图14中，示出了笼式线圈12的平面图(从图13的上方进行了观察的图)。在图15中，示出了笼式线圈12的主视图。本实施方式的电机的定子的定子铁芯具有48个槽、48个齿。
[0133]各基准单元11具有两个槽内导线部SA、SB，如图4所示，槽内导线部SA和槽内导线部SB以在径向(图4的上下方向)上错开五根扁平导线的厚度的方式排列。
[0134]如图14所示，U相的第一基准单元U1、U相的第二基准单元U2、V相的第一基准单元Vl、V相的第二基准单元V2、W相的第一基准单元Wl、W相的第二基准单元W2依次重叠。然后，U相的两个基准单元、V相的两个基准单元、W相的两个基准单元依次重叠，最后，以U相的第十五基准单元U15、U相的第十六基准单元、V相的第十五基准单元V15、V相的第十六基准单元V16、W相的第十五基准单元W15、W相的第十六基准单元W16结束。在U、V、W三相中，各具有16个基准单元11，因此总计具有48个基准单元11。
[0135]在一个槽内，插入有两组(计十根)以五根为一组的扁平导线。
[0136]接下来，针对将笼式线圈12插入定子铁芯13的方法进行说明。在图16中，示出了将笼式线圈12的下侧部的大约一半插入到了定子铁芯13的状态。在图16中，如果绘出整个笼式线圈12，则难以理解，因此只绘出作为笼式线圈12的一部分的六组基准单元U1、U2、V1、V2、Wl、W2 (与图12所示的装置相同)。在此，只针对作为笼式线圈12的一部分的六组基准单元仍、似、￥1、￥2、11、12的插入作用进行说明，但是整个笼式线圈12具有与此处的说明相同的插入作用。另外，省略了关于绝缘体的说明，但是可以在插入笼式线圈12之前，事先在定子铁芯13的各槽部S安装绝缘体。
[0137]如图16 所示，下侧同心圆部 U1H、U2H、V1H、V2H、W1H、W2H、水平部 U1FB、U2FB、V1FB、
的位置比定子铁芯13的齿13a顶端的内周面13b更靠近定子13的中心线侧。
[0138]因此，当以从图16的上侧向定子13的中心轴的轴心方向的向下的朝向将槽内导线部 U1SB、U2SB、V1SB、V2SB、W1SB、W2SB、以及槽内导线部 U1SA、U2SA、VISA、V2SA、W1SA、W2SA插入到第一槽SI至第十二槽S12时，下侧同心圆部H、水平部FB、以及水平部FA不干扰定子铁芯13，因此能够将笼式线圈12插入到定子铁芯13的槽S。
[0139]在此，例如，在第一槽SI的外周侧(里侧)，插入有U相的第一基准单元Ul的五根槽内导线部UlSB (SBl?SB5)。另一组槽内导线UlSA(SAl?SA5)被插入到第七槽S7的内周侧(跟前侧)。
[0140]在第一槽SI的内周侧，插入有未图示的U相的第十六基准单元U16的五根槽内导线部U16SB(SB1?SB5)。由此，在第一槽内，插入有槽内导线部UlSA和槽内导线部U16SB共计十根扁平导线。
[0141]同样地，在第七槽S7的外周侧，插入有未图示的U相的第三基准单元U3的五根槽内导线部U3SB(SB1?SB5)。由此，在第七槽内，插入有槽内导线部UlSA (SAl?SA5)和槽内导线部U3SB(SB1?SB5)共计十根扁平导线。
[0142]在图17中，示出了将笼式线圈12针对定子铁芯13插入到了的预定位置的状态。在图18中，示出了针对图17从上方沿着轴心观察定子铁芯13所得的平面图。在图19中，示出了图18的主视图。
[0143]在图18中，端子N位于端子M的下侧，因此观察不到。在图18中能够观察到端子UlN是因为省略而没有绘出U16M。
[0144]如图19所示，下侧同心圆部H、水平部FB、以及水平部FA的位置被设置为相距定子铁芯13的端面具有一定距离，这是为了避免它们与转子之间的电磁影响。
[0145]在图17中，只示出了笼式线圈12的一部分，但是通过插入笼式线圈12直至图17所示的状态，笼式线圈12向定子铁芯13的组装结束。然后，在处于在槽S内插入有槽内导线部SA、SB的状态下的空间部中，对导热性能良好的树脂进行模压成形。另外，利用总线将端子M、N依次与U相、V相、W相中的每个连接。由此，定子10完成。
[0146]接下来，针对将电机的转子42组装至完成了的定子10的方法进行说明。
[0147]在图20中，示出了定子10的中央截面图。笼式线圈12被组装至定子铁芯13。在该状态下，在定子10的图20的上侧，在定子铁芯13的齿13a的内周面13b的内侧，不存在笼式线圈12。另一方面，在定子10的图20的下侧，作为笼式线圈12的弯曲部的下侧同心圆部H、水平部、以及水平部位于定子铁芯13的齿的内周面的内侧。
[0148]另一方面，电机的转子42在中心轴41的外周形成有转子部43。
[0149]转子42不能够从定子10的下侧插入，但是能够从定子的上侧沿着轴心插入。在图21中示出了将转子42插入了定子10的状态。
[0150]如图21所示，转子42的中心轴41从在笼式线圈12的下侧同心圆部H的内周面形成的中心孔向外突出。
[0151]如在上面进行的详细说明所述，本实施例涉及一种电机，所述电机具有定子10和转子42，定子10包括作为使用了扁平导线的分布式绕组线圈的笼式线圈12和定子铁芯13，转子42包括中心轴41，所述电机的特征在于，笼式线圈12的一端的线圈末端部具有相对于定子铁芯的槽内导线部SA、SB向转子侧弯曲的弯曲部JA、JB，作为一端的线圈末端部的下侧同心圆部H、水平部FA、以及水平部FB位于比齿13a的内周面13b更靠近转子的轴心侧的位置，一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部是通过在平直方向上重叠地卷绕五根扁平导线形成的，因此，当想要以一端的线圈末端部侧为前头、将笼式线圈12从轴心侧插入到定子铁芯13的槽S时，作为一端的线圈末端部的下侧同心圆部H、水平部FA、以及水平部FB穿过齿13a的内周面13b的内侧，因此能够容易地将笼式线圈12从轴心方向插入到槽S内。当插入时，不会使笼式线圈12发生弹性变形，因此不会出现笼式线圈12的一部分由于回弹而从槽S内飞出的情况。另外，因为是在重叠地进行了卷绕的状态下同时地弯曲多根通过在平直方向上重叠地卷绕多根扁平导线形成的构件，所以能够使制造工序简单化,并且能够减少成本。
[0152]另外，本实施例涉及一种电机的制造方法，所述电机具有定子10和转子42，定子10包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈，转子42包括中心轴41，所述电机的特征在于，一端的线圈末端部以及另一端的线圈末端部是通过在平直方向上重叠地卷曲五根扁平导线形成的，一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆(下侧同心圆部H)，另一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆(上侧同心圆部G)，所述电机的制造方法的特征在于，具有弯曲工序和插入工序，所述弯曲工序是指相对于槽内导线部、将分布式绕组线圈的一端的线圈末端部向转子42侧弯曲的工序，所述插入工序是指将所述分布式绕组线圈从轴心方向插入到定子铁芯13的槽S的工序，因此，能够只通过简单的弯曲操作，来弯曲笼式线圈12的一端的线圈末端部。
[0153]另外，本实施例涉及的电机的特征在于，在一端的线圈末端部的水平部FA、FB中，配置在相邻的槽S内的各五根扁平导线在转子的径向上重叠，在另一端的线圈末端部的倾斜部EA、EB中，配置在相邻的槽S内的各五根扁平导线在转子的轴心方向上重叠，因此，在线圈末端部中，避免了配置在相邻的槽S内的导线的干扰，因此不需要在轴心方向上变形，不需要多余的变形，因此，能够使制造工序简单化从而实现成本的削减。
[0154]另外，具有包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈的定子10和包括中心轴41的转子42的电机的制造方法，具有弯曲工序和插入工序，所述弯曲工序是指相对于槽内导线部SA、SB、将分布式绕组线圈的一端的线圈末端部向转子42侧弯曲的工序，所述插入工序是指将分布式绕组线圈从轴心方向插入到定子铁芯13的槽S的工序，所述电机的制造方法的特征在于，还具有重叠卷绕工序和扩张工序，所述重叠卷绕工序是指在进行弯曲工序之前、一边使扁平导线20与平直部接触一边重叠地卷绕扁平导线20的工序，所述扩张工序是指在弯曲工序后立即扩张经重叠地卷绕的扁平导线从而形成两个槽内导线部SA、SB的工序,因此,能够形成弯曲部,并且容易地形成插入到两个位置的槽S内的槽内导线部SA、SB。
[0155]此外，本发明的电机以及电机的制造方法并不受到上述实施例的限制，而是能够以各种方式应用。
[0156]例如，在本实施例中，针对具有48个槽S的电机进行了说明，但是槽S的数量可以变化。
[0157]符号说明
[0158]10:定子；
[0159]11:基准单元；
[0160]12:笼式线圈；
[0161]13:定子铁芯；
[0162]41:中心轴；
[0163]42:转子；
[0164]43:转子部；
[0165]Un:U相的第η基准单元；
[0166]Vn:V相的第η基准单元；
[0167]Wn:ff相的第η基准单元；
[0168]G:上侧同心圆部；
[0169]H:下侧同心圆部；
[0170]SA、SB:槽内导线部；
[0171]EA、EB:倾斜部；
[0172]FA、FB:水平部；
[0173]JA、JB:弯曲部。
【权利要求】
1.一种电机的电机制造方法，所述电机具有定子和转子，所述定子包括使用了扁平导线的分布式绕组线圈和定子铁芯，所述转子包括中心轴，所述电机的制造方法的特征在于，具有: 第一工序，在使所述扁平导线的平直部接触的同时，重叠地卷绕所述扁平导线； 第二工序，将所述分布式绕组线圈的一端的线圈末端部相对于槽内导线部向所述转子侧弯曲；以及 第三工序，扩张所述经重叠地卷绕的所述扁平导线从而形成两个槽内导线部； 在所述第三工序中，抓住一对槽内导线部中一者的一对第一爪式卡盘和抓住另一槽内导线部的一对第二爪式卡盘被保持成能够分别以中心轴为中心旋转，所述第一爪式卡盘顺时针旋转，所述第二爪式卡盘逆时针旋转。
2.如权利要求1所述的电机制造方法，其特征在于，具有: 第四工序，将所述分布式绕组线圈从轴心方向插入所述定子的槽。
3.一种电机，所述电机是通过权利要求1或2所述的电机制造方法而制造的，其特征在于， 所述线圈的一端的线圈末端部相对于所述定子铁芯的槽内导线部向所述转子侧弯曲， 所述一端的线圈末端部位于比所述定子铁芯的内周面更靠近所述转子的轴心侧的位置， 所述一端的线圈末端部和另一端的线圈末端部是通过将多根所述扁平导线在平直方向上重叠地卷绕而形成的， 所述一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆， 所述另一端的线圈末端部形成同心圆状的半圆。
【文档编号】H02K15/04GK104283383SQ201410495438
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2010年7月20日 优先权日:2010年4月19日
【发明者】北村学, 渡边敦, 山田贵志, 桥本伸吾, 川崎睦之, 古贺清隆 申请人:丰田自动车株式会社, 爱信艾达株式会社