定子的制造方法、马达与流程

文档序号:18706541发布日期:2019-09-17 23:47阅读:259来源:国知局
定子的制造方法、马达与流程

本发明涉及定子的制造方法、马达。



背景技术:

在现有的马达中,为了向定子提供电流,与外部电源侧连接的汇流条与定子的线圈连接(例如专利文献1)。在专利文献1中,形成线圈的导电线的端部被汇流条的连接部夹持而压接,进而被焊接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第5417721号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在此,在使用绕线机自动地卷绕导电线而形成线圈部时,以往难以将导电线的端部定位在汇流条的连接部。因此,在之后的工序中,难以进行包括定子的线圈与汇流条的压接以及焊接在内的自动组装。

本发明鉴于上述情况,其目的在于提供能够容易地进行在定子铁芯上设置线圈部的卷绕工序的定子的制造方法以及马达。

用于解决课题的手段

本发明的例示性的定子的制造方法是所述定子的所述制造方法,该定子具有:定子铁芯,其以中心轴线为中心进行配置,被绝缘件覆盖;多个线圈部,它们隔着所述绝缘件设置于所述定子铁芯;以及中间汇流条,其与构成所述线圈部的导线的一部分电连接,其中,该定子的制造方法构成为具有如下工序:安装工序,将所述中间汇流条安装于所述绝缘件的安装部;卷绕工序,将所述线圈部隔着所述绝缘件分别设置于所述定子铁芯;以及连接工序,将所述导线的一部分与所述中间汇流条电连接,所述安装工序包含如下工序:支承工序,在所述卷绕工序开始前,将所述中间汇流条支承在所述安装部中的比所述线圈部沿轴向远离的第一位置;以及固定工序,在所述卷绕工序结束后,将所述中间汇流条在轴向上固定在所述第一位置与所述线圈部之间的第二位置。

本发明的例示性的马达构成为,具有:转子,其能够以在上下方向上延伸的中心轴线为中心进行旋转;以及环状的定子,其在径向上与所述转子对置,驱动所述转子,所述定子具有:定子铁芯,其以中心轴线为中心进行配置;绝缘件,其覆盖所述定子铁芯;多个线圈部,它们隔着所述绝缘件设置于所述定子铁芯;以及中间汇流条,其与构成所述线圈部的导线的一部分电连接,所述中间汇流条具有与所述导线电连接的保持部,所述绝缘件具有供所述中间汇流条安装的安装部,所述中间汇流条和所述安装部中的至少一方具有支承部,该支承部能够将所述中间汇流条支承在比所述线圈部沿轴向远离的第一位置,所述安装部将所述中间汇流条在轴向上固定在所述第一位置与所述线圈部之间的第二位置。

发明效果

根据本发明的例示性的定子的制造方法以及马达,可以提供能够容易地进行在定子铁芯上设置线圈部的卷绕工序的定子的制造方法以及马达。

附图说明

图1是示出马达的结构例的剖视图。

图2是示出中间汇流条的结构例的立体图。

图3是示出中间汇流条的其他结构例的立体图。

图4a示出了在安装工序的一例中将中间汇流条插入于收纳槽之前的状态。

图4b示出了在安装工序的一例中将中间汇流条临时固定在第一位置的状态。

图4c示出了在安装工序的一例中将中间汇流条固定在第二位置的状态。

图5a示出了在安装工序的另一例中将中间汇流条插入于收纳槽之前的状态。

图5b示出了在安装工序的另一例中将中间汇流条临时固定在第一位置的状态。

图5c示出了在安装工序的另一例中将中间汇流条固定在第二位置的状态。

图6是示出主汇流条和中间汇流条的压入构造的一例的立体图。

图7是沿周向配置的层叠铁芯件的俯视图。

图8是从径向观察相邻的层叠铁芯件的连结部分的局部放大图。

图9是层叠铁芯件的立体图。

图10是铁芯片的立体图。

图11a是用于说明定子中的导线向定子铁芯的卷绕方法的第一示意图。

图11b是用于说明导线向定子铁芯的卷绕方法的第二示意图。

图12是示出各相的线圈部的三角形接线的第三示意图。

图13是示出中间汇流条的其他结构例的立体图。

图14是用于说明铁芯连结工序的一例的立体图。

图15是用于说明绝缘件包覆工序的一例的立体图。

图16是用于说明支承工序的一例的立体图。

图17是用于说明固定工序的一例的立体图。

图18是用于说明圆环形成工序的一例的立体图。

图19是用于说明在支承工序前实施的圆环形成工序的一例的立体图。

图20是示出实施方式的第一变形例的连结铁芯片的一例的俯视图。

图21是实施方式的第二变形例的层叠铁芯件的俯视图。

图22是实施方式的第三变形例的定子铁芯的俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的例示性的实施方式进行说明。

另外,在本说明书中,在马达100中,将与中心轴线ca平行的方向称为“轴向”。并且,在轴向上,将从第一轴承113朝向第二轴承125的方向称为“上方”,将从第二轴承125朝向第一轴承113的方向称为“下方”。另外,在各个构成要素的表面中,将朝向轴向上方的面称为“上表面”,将朝向轴向下方的面称为“下表面”。

另外,将与中心轴线ca垂直的方向称为“径向”。并且,在径向上,将朝向中心轴线ca的方向称为“内侧”,将远离中心轴线ca的方向称为“外侧”。另外,在各个构成要素的侧面中,将朝向径向内侧的侧面称为“内侧面”,将朝向径向外侧的侧面称为“外侧面”。

另外,将以中心轴线ca为中心的周向称为“周向”。另外,在从轴向上方观察的周向上,将顺时针方向称为“顺时针”,将逆时针方向称为“逆时针”。

另外,以上所说明的方向以及面的名称并不表示组装到实际的设备中的情况下的位置关系以及方向等。

<1.第一实施方式>

<1-1.马达的概略结构>

图1是示出马达100的结构例的剖视图。在图1中,用包含中心轴线ca的切断面切断马达100。图1的马达100是内转子型的三相马达。

如图1所示,马达100具有轴101、转子102、壳体单元110以及汇流条单元120。壳体单元110具有定子1、壳体112以及第一轴承113。另外,汇流条单元120具有主汇流条121、汇流条保持架122、基板123、第二轴承125、轴承保持架部126以及托架129。

轴101是沿着中心轴线ca在上下方向上延伸的旋转轴,具有转子102。

转子102能够以在上下方向上延伸的中心轴线ca为中心与轴101一起旋转。转子102是层叠电磁钢板而成的层叠体,具有旋转驱动用的转子磁铁102a。

接下来,对壳体单元110的结构进行说明。壳体112是金属制的有底圆筒体。在从轴向观察时,在壳体112的以中心轴线ca为中心的底部的中央形成有供轴101贯穿插入的开口。另外,在径向上,在该开口的内侧保持有第一轴承113。第一轴承113在轴向的下方将轴101支承为能够旋转。

定子1呈环状,在径向上与转子102对置,驱动转子102。如后述的图18所示,定子1具有定子铁芯10、绝缘件11、多个线圈部12以及中间汇流条13。

定子铁芯10是将多个层叠铁芯件2呈环状配置而成的。层叠铁芯件2是层叠电磁钢板而成的层叠体。层叠铁芯件2具有圆弧状的铁芯背部件21和从铁芯背部件21向径向内侧延伸的齿部22。在齿部22上卷绕有线圈部12。层叠铁芯件2的数量在本实施方式中为12个,但并不限定于该例示,也可以是12个以外的多个。另外,关于层叠铁芯件2,在后面进行说明。

绝缘件11是树脂制的绝缘部件,嵌入于定子铁芯10,将定子铁芯10与各个线圈部12之间电绝缘。绝缘件11也可以通过嵌件成型而一体地设置于层叠铁芯件2。

另外,绝缘件11具有供中间汇流条13安装的安装部11a。安装部11a具有收纳中间汇流条13的至少一部分的收纳槽11b。

多个线圈部12隔着绝缘件11设置于定子铁芯10。各个线圈部12由隔着绝缘件11而卷绕在层叠铁芯件2上的导线12a构成。导线12a例如由搪瓷包覆铜线等被绝缘部件包覆的金属线构成。当向线圈部12提供驱动电流时,在层叠铁芯件2上产生径向的磁通。定子1利用该磁通使转子102产生周向的扭矩,使转子102以中心轴线ca为中心进行旋转。

如后所述,多个线圈部12具有u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4。u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4分别是电相位相互不同的线圈部12,经由作为从各相的线圈部12引出的导线12a的一部分的搭接线12b-1、12b-2、12b-3而进行三角形接线。另外,以下有时将各搭接线12b-1、12b-2、12b-3统称为搭接线12b。

u相线圈部u1~u4和w相线圈部w1~w4之间的第一端子部、v相线圈部v1~v4和u相线圈部u1~u4之间的第二端子部以及w相线圈部w1~w4和v相线圈部v1~v4之间的第三端子部分别与不同的中间汇流条13a~13c连接。另外,在本实施方式中,三角形接线的u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4由一根导线12a形成。这样,通过三角形接线,各个线圈部12的接线作业变得容易。因此,能够容易地进行在各个层叠铁芯件2的齿部22上设置线圈部12时的卷绕作业。另外,关于各个线圈部12的三角形接线,在后面进行说明。

中间汇流条13是由铜等金属制成的,与构成线圈部12的导线12a的一部分电连接。图2是示出中间汇流条13的结构例的立体图。如图2所示,中间汇流条13具有主体部130、与导线12a电连接的保持部131、第一支承部132以及压入部133。

保持部131是从主体部130的下端延伸并呈钩状弯曲的部位。在通过导线12a的卷绕来设置各相的线圈部12时,搭接线12b被钩挂于保持部131。而且,当导线12a的卷绕完成时,在保持部131的前端朝向主体部130加压的同时对该保持部131进行通电,由此导线12a的绝缘覆膜因保持部131的热而熔化。另外,这样的接合方法有时被称为熔合(fusing)。由此,保持部131在其与主体部130之间可靠地保持搭接线12b,并与搭接线12b(即导线12a)电连接。保持部131与导线12a的接合方法例如可以使用日本特许第5417721号公报中记载的方法,但并不限定于该方法。

另外,关于中间汇流条13与搭接线12b的电连接,在图2中示出了适合于上述的被称为熔合的接合方法的中间汇流条13的结构例,但并不限定于该例示,也可以通过在保持部131压入搭接线12b来实现。图3是示出中间汇流条13的其他结构例的立体图。在图3中,主体部130与保持部131之间的间隙的距离比搭接线12b的直径窄。因此,当搭接线12b被压入于主体部130和保持部131之间的间隙时,搭接线12b被主体部130和保持部131夹持而被保持。导线12a的绝缘覆膜在被主体部130和保持部131夹持时剥离,导线12a与中间汇流条13电连接。

这里,对将中间汇流条13安装于绝缘件11的安装部11a的工序进行说明。图4a~图4c是用于说明中间汇流条13的安装工序的一例的图。第一支承部132是能够将中间汇流条13在安装部11a中支承在比线圈部12沿轴向远离的第一位置的支承部的一例。该第一位置例如是如下的位置(参照图4b):在如图4a~图4c所示的那样将插入于安装部11a之前的状态(参照图4a)的中间汇流条13相对于安装部11a以规定的值的力按压时,按照中间汇流条13与收纳槽11b嵌合的关系,使中间汇流条13在收纳槽11a的中途停止。接着,当以规定的值以上的力按压中间汇流条13时,第一支承部132进一步被压入到收纳槽11b的内部。然后,如图4c所示,中间汇流条13的下端与收纳槽11a的底部接触,中间汇流条13被支承在第二位置。这样,在中间汇流条13被收纳在绝缘件11的收纳槽11b中时,中间汇流条13能够利用第一支承部132来按压收纳槽11b的内侧面,同时在轴向上相对于收纳槽11b支承在两个阶段的位置。

即,首先,如图4a所示,中间汇流条13的轴向的下端向绝缘件11的收纳槽11b插入。此时,中间汇流条13的第一支承部132与收纳槽11b的内侧面弹性接触。因此,如图4b所示,中间汇流条13将安装于安装部11a的中间汇流条13相对于收纳槽11b支承在轴向上的第一位置。第一位置是中间汇流条13相对于收纳槽11b临时固定的位置。如后所述,通过导线12a在定子铁芯10上的卷绕来设置各相的线圈部12的工序是在中间汇流条13相对于收纳槽11b被临时固定在第一位置的状态下进行的。另外,当支承在第一位置的中间汇流条13被朝向轴向下方以规定的值以上的力按压时,中间汇流条13被进一步朝向轴向下方插入到收纳槽11b中。然后,如图4c所示,中间汇流条13相对于收纳槽11b被支承在轴向上的第二位置。第二位置是比第一位置靠轴向下方的位置,是中间汇流条13相对于收纳槽11b完全固定的位置。如后所述,在完成了通过导线12a在定子铁芯10上的卷绕来形成各相的线圈部12之后,中间汇流条13相对于收纳槽11b被固定在第二位置。

另外,收纳在收纳槽11b中的中间汇流条13能够支承在两个阶段的位置的结构并不限定于上述的例示。例如,也可以在绝缘件11的安装部11a(特别是收纳槽11b的内侧面)设置具有与第一支承部132相同的结构的第二支承部11c。图5a~图5c是用于说明中间汇流条13的安装工序的另一例的图。如图5a~图5c所示,第二支承部11c例如是设置在安装部11a的内侧面而与中间汇流条13弹性接触的一对突起。以规定的值以上的力来按压插入于安装部11a之前的状态(参照图5a)的中间汇流条13。当第二支承部11c与中间汇流条13的下端接触时,中间汇流条13被支承在第一位置(参照图5b)。接着,当以规定的值以上的力按压中间汇流条13时,第二支承部11c弹性地变形,中间汇流条13被进一步压入到收纳槽11b的内部。然后,中间汇流条13的下端与收纳槽11a的底部接触,中间汇流条13被支承在第二位置(参照图5c)。这里,在中间汇流条13的两侧面设置有一对凹部134。因此,当中间汇流条13被支承在第二位置时,第二支承部11c与凹部134卡合,抑制或防止了中间汇流条13在第二位置处的支承出现脱离。

在将中间汇流条13支承在第一位置时,通过以规定的值以上的力进行按压,能够进行中间汇流条13的定位,如图5a~图5c所示,通过使中间汇流条13与安装部11a的一部分接触,中间汇流条13的定位变得更加容易。另外,也可以将中间汇流条13的与第一位置对应的定位用的标记设置在其他部位(例如绝缘件11等),以标记的位置为基准将中间汇流条13压入于收纳槽11a中。这样,中间汇流条13的定位变得更加容易。

这样,中间汇流条13和安装部11a中的至少一方也可以具有支承部,该支承部能够将中间汇流条13支承在比线圈部12沿轴向远离的第一位置。支承部具有设置在中间汇流条13的第一支承部132和设置在安装部11a的第二支承部11c中的至少一方。而且,至少一方通过规定的值以上的力的作用而变形,由此,以不足规定的值的力将中间汇流条13支承在第一位置。因此,例如在定子铁芯10上设置线圈部12时,通过将中间汇流条13临时固定在第一位置,通过导线12a的卷绕而设置线圈部12的后述的卷绕工序变得容易。另外,在设置了线圈部12后,通过作用规定的值以上的力而使突起变形,从而能够将中间汇流条13固定在第二位置。因此,能够在不降低线圈部12的卷绕工序的作业性的情况下抑制中间汇流条13在轴向上的突出,因此能够有助于定子1的小型化。

压入部133是从中间汇流条13的主体部130的上端的中央切掉的部位。中间汇流条13的上端的压入部133的缺口宽度从上端的开口侧朝向下方逐渐变小。最小的缺口宽度比固定在压入部133的主汇流条121的厚度稍小。因此,主汇流条121通过被压入到压入部133内而被压入部133固定。通过压入部133和主汇流条121的压入构造,中间汇流条13与主汇流条121电连接。

另外,中间汇流条13包含:第一中间汇流条13a,其与u相线圈部u1~u4和w相线圈部w1~w4之间的第一端子部连接;第二中间汇流条13b,其与v相线圈部v1~v4和u相线圈部u1~u4之间的第二端子部电连接;以及第三中间汇流条13c,其与w相线圈部w1~w4和v相线圈部v1~v4之间的第三端子部电连接。另外,如后所述,第一端子部例如是搭接线12b-1。第二端子部例如是搭接线12b-2。第三端子部例如是搭接线12b-3。或者,第一端子部例如也可以是连接u相线圈部u1~u4的一端部uin和w相线圈部w1~w4的另一端部wout的第一接线部,第二端子部例如也可以是连接v相线圈部v1~v4的一端部vin和u相线圈部u1~u4的另一端部uout的第二接线部,第三端子部例如也可以是连接w相线圈部w1~w4的一端部win和v相线圈部v1~v4的另一端部vout的第三接线部。关于这些在后面说明。

接下来,参照图6对汇流条单元120的结构进行说明。马达100具有主汇流条121。主汇流条121从外部电源(未图示)向定子1提供驱动电流。更具体而言,主汇流条121被压入于中间汇流条13的压入部133,通过该压入构造,经由中间汇流条13而与定子1的各线圈部12电连接,向各线圈部12提供驱动电流。图6是示出主汇流条121和中间汇流条13的压入构造的一例的立体图。如图6所示,主汇流条121具有第一主汇流条121a、第二主汇流条121b以及第三主汇流条121c。第一主汇流条121a被压入于第一中间汇流条13a的压入部133,与第一中间汇流条13a电连接。第二主汇流条121b被压入于第二中间汇流条13b的压入部133,与第二中间汇流条13b电连接。第三主汇流条121c被压入于第三中间汇流条133的压入部133,与第三中间汇流条13c电连接。这样,通过中间汇流条13和主汇流条121的压入构造,能够将定子1与通过向定子1提供驱动电流来控制马达100的控制部电连接。

另外,不限于图6的例示,也可以是主汇流条121具有压入部133,中间汇流条13被压入于该压入部133。即,只要通过使中间汇流条13和主汇流条121中的一方向另一方压入而使中间汇流条13与主汇流条121电连接即可。

另外,主汇流条121也可以是与中间汇流条13相同的部件。即,第一主汇流条121a可以是与第一中间汇流条13a相同的部件,第二主汇流条121b可以是与第二中间汇流条13b相同的部件,第三主汇流条121c可以是与第三中间汇流条13c相同的部件。在这样的结构中,与上述的压入构造同样地,也能够将定子1与通过向定子1提供驱动电流来控制马达100的控制部电连接。

此外,也可以使用导电性的布线部件来代替主汇流条121。

再次返回到图1,马达100具有树脂制的汇流条保持架122。汇流条保持架122对主汇流条121和基板123进行保持。此外,汇流条保持架122对汇流条单元120还具有的副汇流条(未图示)进行保持。副汇流条与基板123电连接,将基板123与外部的电路、装置等连接。在汇流条单元120中,主汇流条122、副汇流条在汇流条保持架122中嵌件成型。轴承保持架部126在汇流条保持架122成型时形成。另外,在图6中,为了易于理解主汇流条121和中间汇流条13a~13c的结构,省略汇流条保持架122的图示。

马达100具有基板123。基板123例如是搭载有电子部件的树脂制的电路板。在基板123上搭载有检测与转子102一起旋转的传感器用磁铁(未图示)的旋转位置的例如霍尔元件等传感器(未图示)。

马达100具有第二轴承125。第二轴承125在轴向上方将轴101支承为能够旋转。在从轴向观察时,在以中心轴线ca为中心的汇流条保持架122的中央部设置有轴承保持架部126。第二轴承125被保持在轴承保持架部126的径向的内侧面。

马达100具有托架129。托架129安装在汇流条保持架122的轴向上的上端。托架129由金属制成,但也可以由树脂制成。

以上说明的马达100具有:转子102,其能够以在上下方向上延伸的中心轴线ca为中心进行旋转;以及定子1,其在径向上与转子102对置,驱动转子102。定子1具有:定子铁芯10,其以中心轴线ca为中心进行配置;绝缘件11,其覆盖定子铁芯10;多个线圈部12,它们隔着绝缘件11设置于定子铁芯10;以及中间汇流条13,其与构成线圈部12的导线12a的一部分电连接。中间汇流条13具有与导线12a电连接的保持部131。绝缘件11具有供中间汇流条13安装的安装部11a。中间汇流条13和安装部11a中的至少一方具有支承部,该支承部能够将中间汇流条13支承在比线圈部12沿轴向远离的第一位置。安装部11a在轴向上将中间汇流条13固定在第一位置与线圈部12之间的第二位置。

根据上述的马达100,安装在绝缘件11的安装部11a的中间汇流条13能够在卷绕工序开始前被支承部(例如第一支承部132、第二支承部11c)支承在第一位置。因此,能够容易地进行在定子铁芯10上设置线圈部12的卷绕工序,不会被位于与第二位置相比远离线圈部12的第一位置的中间汇流条13妨碍。另外,安装在安装部11a中的中间汇流条13在卷绕工序结束后被固定在第一位置与线圈部12之间的第二位置。因此,能够在不降低线圈部12的卷绕工序的作业性的情况下抑制中间汇流条13在轴向上的突出,因此能够有助于定子1的小型化。

<1-2.层叠铁芯件>

<1-2-1.层叠铁芯件的结构>

接下来,对层叠铁芯件2进行说明。各个层叠铁芯件2例如是由使用电磁钢板形成的铁芯片20在轴向上层叠而成的层叠钢板构成的铁芯部件。图7是呈环状配置的层叠铁芯件2的俯视图。图8是从径向观察相邻的层叠铁芯件2的连结部分的局部放大图。图9是层叠铁芯件2的立体图。图10是铁芯片20的立体图。另外,图8对应于从径向观察图7的点划线的包围部分的构造。

如图7所示,多个层叠铁芯件2在定子1中以中心轴线ca为中心呈环状配置。在本实施方式中,多个层叠铁芯件2是各自分开的部件,不直接连接。另外,多个层叠铁芯件2的数量在本实施方式中为12个,但并不限定于该例示,也可以是12个以外的多个。

各个层叠铁芯件2具有铁芯背部件21和齿部22。齿部22从铁芯背部件21向径向内侧延伸。齿部22的径向内侧具有向周向的两端突出的齿突出部221。在齿部22隔着绝缘件11卷绕有导线12a。铁芯背部件21在圆弧上分别向周向的一侧和另一端侧延伸。

各个铁芯片20具有构成铁芯背部件21的铁芯背部片部210和构成齿部22的齿片部222。齿片部222从铁芯背部片部210向径向内侧延伸。齿片部222的径向的内侧具有向周向的两侧突出的齿片突出部210。铁芯背部片部210呈圆弧状,分别向周向的一侧和另一侧延伸。以下,将铁芯背部片部210的向周向的一侧延伸的端部称为第一铁芯背部片端部211,将铁芯背部片部210的向周向的另一侧延伸的端部称为第二铁芯背部片端部212。在各个铁芯片20中,从齿片部222的周向的中心线起,第一铁芯背部片端部211在周向上的长度比第二铁芯背部片端部212长。

在通过多个铁芯片20的层叠而形成层叠铁芯件2时,在周向上,第一铁芯背部片端部211和第二铁芯背部片端部212每隔2层铁芯片20便进行反向(参照图9)。另外,并不限定于该例示,第一铁芯背部片端部211和第二铁芯背部片端部212也可以每隔1层或3层以上的多层铁芯片20进行反向。另外,虽然铁芯片20每隔1层或多层便反向地层叠,但也可以使从电磁钢板冲裁出的铁芯片20反向地反转,还可以以成为相反方向的方式对电磁钢板进行冲裁,从而不用反转便进行层叠。

<1-2-2.相邻的层叠铁芯件的连结>

相邻的层叠铁芯件2在铁芯背部片部210的周向的端部连结。即,构成相邻的层叠铁芯件2中的一个层叠铁芯件2的铁芯片20的铁芯背部片部210的第一缘部和构成另一个层叠铁芯件2的铁芯片20的铁芯背部片部210的第二缘部在铁芯片20的层叠方向上每隔2层交替地重合(参照图8)。另外,第一缘部是在周向上从一个层叠铁芯件2的铁芯背部片部210朝向另一个层叠铁芯件2延伸的第一铁芯背部片端部211。另外,第二缘部是在周向上从另一个层叠铁芯件2的铁芯背部片部210朝向一个层叠铁芯件2延伸的第二铁芯背部片端部212。如图8所示,通过在相邻的层叠铁芯件2中第一缘部与第二缘部交替地重合,能够连结相邻的层叠铁芯件2,形成由多个层叠铁芯件2连结成一体的连结铁芯2a。

<1-3.线圈部的三角形接线>

接下来,对本实施方式中的线圈部12的三角形接线的一例进行说明。图11a是用于说明定子1中的导线12a向定子铁芯10的卷绕方法的第一示意图。图11b是用于说明导线12a向定子铁芯10的卷绕方法的第二示意图。图12是示出各相线圈部12的三角形接线的第三示意图。

另外,图11a是从轴向的上方观察定子1的示意图,图11b是从径向的外侧观察各个线圈部12的示意图。另外,在图11a中,为了易于理解附图,图示了由多个层叠铁芯件2构成的定子铁芯10和各个线圈部12,但省略了绝缘件11和中间汇流条13的图示。另外,在图11b中,为了方便,将从径向的内侧观察时的各相线圈部12以呈直线状排列的方式进行图示。另外,以下,在图11a的定子1中,将从径向的内侧观察的顺时针方向称为“cw(clockwise:顺时针)”,将从径向的内侧观察的逆时针方向称为“ccw(counterclockwise:逆时针)”。另外,在定子铁芯10中,将在周向上顺时针排列的层叠铁芯件2的齿部22分别称为齿部t1~t12。

12个线圈部12包含4个u相线圈部u1~u4、4个v相线圈部v1~v4、4个w相线圈部w1~w4。在从轴向上方观察的俯视图中,如图11a所示,在定子铁芯10上,在从轴向上方观察的俯视的周向上各设置有两个各相线圈部12。具体而言,在周向上按顺时针的顺序设置有u相线圈部u2、u相线圈部u1、w相线圈部w4、w相线圈部w3、v相线圈部v2、v相线圈部v1、u相线圈部u4、u相线圈部u3、w相线圈部w2、w相线圈部w1、v相线圈部v4以及v相线圈部v3。u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4分别由一根导线12a形成。

即,u相导线12a首先以将一端部uin作为一个引出线而保留的状态沿cw方向卷绕在层叠铁芯件2的齿部t2,形成u相线圈部u1。形成u相线圈部u1后的导线12a沿ccw方向卷绕在周向的沿逆时针方向相邻的齿部t1,形成u相线圈部u2。形成u相线圈部u2后的导线12a沿ccw方向卷绕在位于在周向上远离的位置的齿部t8,形成u相线圈部u3。形成u相线圈部u3后的导线12a沿cw方向卷绕在周向的逆时针方向相邻的齿部t7,形成u相线圈部u4。形成u相线圈部u4后的导线12a的另一端部uout成为另一个引出线。

另外,v相导线12a首先以将一端部vin作为一个引出线而保留的状态沿cw方向卷绕在层叠铁芯件2的齿部t6,形成v相线圈部v1。形成v相线圈部v1后的导线12a沿ccw方向卷绕在周向的沿逆时针方向相邻的齿部t5,形成v相线圈部v2。形成v相线圈部v2后的导线12a沿ccw方向卷绕在位于在周向上远离的位置的齿部t12,形成v相线圈部v3。形成v相线圈部v3后的导线12a沿cw方向卷绕在周向的沿逆时针方向相邻的齿部t11,形成v相线圈部v4。形成v相线圈部v4后的导线12a的另一端部vout成为另一个引出线。

另外,w相的导线12a首先以将一端部win作为一个引出线而保留的状态沿cw方向卷绕在层叠铁芯件2的齿部t10,形成w相线圈部w1。形成w相线圈部w1后的导线12a沿ccw方向卷绕在周向的沿逆时针方向相邻的齿部t9,形成w相线圈部w2。形成w相线圈部w2后的导线12a沿ccw方向卷绕在位于在周向上远离的位置的齿部t4,形成w相线圈部w3。形成w相线圈部w3后的导线12a沿cw方向卷绕在周向的沿逆时针方向相邻的齿部t3,形成w相线圈部w4。形成w相线圈部w4后的导线12a的另一端部wout成为另一个引出线。

并且,如图12所示,各相线圈部12由一根导线12a形成。即,u相导线12a、v相导线12a以及w相导线12a是相同的导线12a。

更具体而言,作为u相的一个引出线的一端部uin和作为w相的另一个引出线的另一端部wout经由搭接线12b-1而作为相同的导线12a相连。如图11b所示,该搭接线12b-1由第一中间汇流条13a的保持部131进行保持并与第一中间汇流条13a电连接。

另外,作为v相的一个引出线的一端部vin和作为u相的另一个引出线的另一端部uout经由搭接线12b-2而作为相同的导线12a相接。如图11b所示,该搭接线12b-2由第二中间汇流条13b的保持部131进行保持并与第一中间汇流条13b电连接。

另外,作为w相的一个引出线的一端部win和作为v相的另一个引出线的另一端部vout经由搭接线12b-3而作为相同的导线12a相连。如图11b所示,该搭接线12b-3由第三中间汇流条13c的保持部131进行保持并与第三中间汇流条13c电连接。

另外,并不限定于图11b和图12的例示,各相线圈部12也可以不由一根导线12a形成。即,形成u相线圈部u1~u4的导线12a、形成v相线圈部v1~v4的导线12a、形成w相线圈部w1~w4的导线12a也可以是不同的导线。并且,一端部uin和另一端部wout也可以直接保持于第一中间汇流条13a的保持部131,并与第一中间汇流条13a电连接。同样地,一端部vin和另一端部uout也可以直接保持于第二中间汇流条13b的保持部131,并与第二中间汇流条13b电连接。另外,一端部win和另一端部vout也可以直接保持于第三中间汇流条13c的保持部131,并与第三中间汇流条13c电连接。

并且,在各个中间汇流条13a~13c中,各相的一端部uin、vin、win和另一端部uout、vout、wout也可以由不同的保持部131进行保持。图13是示出中间汇流条13的其他结构例的立体图。如图13所示,在各个中间汇流条13a~13c中,保持部131也可以具有单独连接多个导线12a的第一保持部131a和第二保持部131b。而且,也可以是,在第一保持部131a连接第一导线12a(即各相的一端部uin、vin、win),在第二保持部131b连接第二导线12a(即另一端部uout、vout、wout)。

例如,在各中间汇流条13a~13c中,在将一端部uin、vin、win和另一端部uin、vin、win与一个中间汇流条13连接的情况下,也可以用一个保持部131对两者进行保持并与中间汇流条13连接。但是,在使用绕线机使已经保持着第一导线12a(例如一端部uin、vin、win)的保持部131保持第二导线12a(另一端部uin、vin、win)的情况下,由于已经与保持部131连接的第一导线12a会妨碍到绕线机的管嘴,因此难以进行卷绕第二导线12a的作业。与此相对,如果将第一导线12a保持在第一保持部131a,将第二导线12a保持在第二保持部131b,则能够避免上述那样的不良情况。

<1-4.定子的制造方法>

接下来,对定子1的制造方法的一例进行说明。定子1的制造方法包含片形成工序、层叠工序,保持工序、绝缘件包覆工序、安装工序、卷绕工序以及圆环形成工序,其中,该定子1由层叠铁芯件2以中心轴线ca为中心呈环状配置多个而成,该层叠铁芯件2从铁芯背部件21沿径向延伸出齿部22。

<1-4-1.片形成工序>

在片形成工序中,例如通过电磁钢板的冲裁加工,单独形成多个板状的铁芯片20(参照图10)。

<1-4-2.层叠工序>

层叠工序包含片层叠工序和铁芯连结工序。在片层叠工序中,通过层叠多个铁芯片20,形成层叠铁芯件2。在铁芯连结工序中,如图14所示,从铁芯背部件21沿径向延伸出齿部22的多个层叠铁芯件2以能够屈曲的方式一体地呈直线状连结多个。通过该处理,形成连结铁芯2a。更具体而言,在层叠工序中,对多个层叠铁芯件2进行排列,构成相邻的层叠铁芯件2中的一个层叠铁芯件2的铁芯片20的铁芯背部片部210的第一缘部和构成另一个层叠铁芯件2的铁芯片20的铁芯背部片部210的第二缘部在铁芯片20的层叠方向上每隔2层交替地重合(参照图8)。

另外,第一缘部是在一个层叠铁芯件2中朝向周向的另一个层叠铁芯件2延伸的第一铁芯背部片端部211。另外,第二缘部是在另一个层叠铁芯件2中朝向周向的一个层叠铁芯件2延伸的第二铁芯背部片端部212。这样,在相邻的层叠铁芯件2中,通过第一缘部与第二缘部在层叠方向上交替地重合,能够连结相邻的层叠铁芯件2。因此,能够形成由多个层叠铁芯件2连结成一体的直线状的定子铁芯10。

在层叠工序中,也可以同时进行片形成工序、片层叠工序以及铁芯连结工序。即,在片形成工序中,以构成同一层的多个铁芯片20呈直线状排列的方式进行冲裁。然后,以第一铁芯背部片端部211和第二铁芯背部片端部212反向的构成下一层的多个铁芯片20也呈直线状排列的方式进行冲裁。通过反复地将它们层叠多张,能够形成图14所示的由多个层叠铁芯件2连结成一体的直线状的定子铁芯10。

在由多个层叠铁芯件2连结成一体的直线状的定子铁芯10中,相邻的齿部22的间隔比层叠铁芯件2呈环状配置时的间隔大。

<1-4-3.保持工序>

在保持工序中,各个层叠铁芯件2被绕线机的固定夹具(未图示)保持。通过该处理,将一体连接的定子铁芯10保持在绕线机上。

<1-4-4.绝缘件包覆工序>

在绝缘件包覆工序中,各个层叠铁芯件2的至少一部分被绝缘件11覆盖。绝缘件11从定子铁芯10的轴向的上下嵌入,覆盖除了齿部22的内侧面和铁芯背部件21的外侧面之外的定子铁芯10的表面。如图15所示,在绝缘件11上还形成有具有收纳槽11b的安装部11a。安装部11a与所有的铁芯背部件21对应地形成,但在图15的例示中,在其中的3个部位的安装部11a安装上述的中间汇流条13。

<1-4-5.安装工序和卷绕工序>

接下来,实施安装工序和卷绕工序。在安装工序中,将中间汇流条13安装在绝缘件11的安装部11a。另外,安装工序包含卷绕工序开始前实施的支承工序和卷绕工序结束后实施的固定工序。另外,在卷绕工序中,使用绕线机将各相线圈部12隔着绝缘件11分别设置在定子铁芯10上。

具体而言,在卷绕工序开始前,首先实施支承工序。在支承工序中,如图16所示,将中间汇流条13插入于收纳槽11b。但是,在支承工序中,中间汇流条13通过支承部(例如第一支承部132、第二支承部11c)的作用而被支承在安装部11a中的比线圈部12沿轴向远离的第一位置。

接下来,在卷绕工序中,在相邻的齿部22彼此分离的状态下进行使用绕线机隔着绝缘件11卷绕导线12a的工序。由此,在各个齿部22设置线圈部12。这样,由于相邻的齿部22彼此分离,因此绕线机的绕线管嘴与相邻的齿部22不干涉。因此,在各个层叠铁芯件2的齿部22设置线圈部12的作业变得容易。由此,能够整齐地卷绕线圈部12,能够提高线圈部12的占积率。另外,也容易使设置线圈部12的工序自动化。

另外,在卷绕工序中,也可以在各个层叠铁芯件2呈圆弧状或环状排列且各个齿部22从铁芯背部件21向径向外侧延伸的状态下设置线圈部12。这样,由于能够进一步扩大相邻的齿部22的间隔,因此在设置线圈部12时不容易被相邻的齿部22妨碍。因此,在各个层叠铁芯件2的齿部22设置线圈部12的作业变得容易。

另外,在卷绕工序中,设置在多个层叠铁芯件2的各个线圈部12例如通过1根绕组12a而进行三角形接线。即,电相位彼此不同的u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4分别经由搭接线12b-1、12b-2、12b-3进行三角形接线。在线圈部12中,从绕线管嘴导出的导线12a绕齿部22旋转,卷绕在齿部22上。此时,导线12a也经由保持部131进行卷绕,由此搭接线12b-1被保持在第一中间汇流条13a的保持部131。在所有的线圈部12的卷绕作业完成后,规定的电极器具(未图示)一边对保持部131和主体部130进行加压一边通电。保持部131、主体部130以及导线12a的接触部熔化而接合。此时,导线12a的绝缘覆膜也熔化,由此搭接线12b-1被固定在第一中间汇流条13a,并且与第一中间汇流条13a电连接。

另外,关于搭接线12b-2,也由第二中间汇流条13b的保持部131进行保持,与搭接线12b-1同样地固定在第三中间汇流条13b,并且与第二中间汇流条13b电连接。

另外,关于搭接线12b-3,也由第三中间汇流条13c的保持部131进行保持,与搭接线12b-1同样地固定在第三中间汇流条13c,并且与第三中间汇流条13c电连接。

这样,通过对电相位彼此不同的u相线圈部u1~u4、v相线圈部v1~v4以及w相线圈部w1~w4进行三角形接线,各线圈部12的接线作业变得容易。因此,能够提高在各个层叠铁芯件2的齿部22设置线圈部12时的作业效率。

在卷绕工序结束后,实施固定工序。图17是用于说明固定工序的一例的立体图。另外,在图17中,为了容易观察中间汇流条13的安装位置,省略了各个线圈部12(即,卷绕在齿部22的导线12a)的图示。另外,在图17中,例示了在各个层叠铁芯件2呈直线状排列且各个齿部22从铁芯背部件21向同一方向延伸的状态下进行了卷绕工序后的情况下的固定工序。

在固定工序中,通过在轴向上对中间汇流条13施加规定的值以上的按压力,将中间汇流条13压入到收纳槽11b内。其结果是,中间汇流条13在轴向上被固定在第一位置与线圈部12之间的第二位置。这样,由于能够减小定子1的轴向的尺寸,因此能够有助于定子1的小型化。另外,通过使中间汇流条13从第一位置移动到第二位置,各搭接线12b的张力松弛,因此,在之后的圆环形成工序中,能够使导线12a不容易断线。

这样,由于中间汇流条13的保持部131向齿部22侧突出,因此在卷绕工序中,该保持部131有可能妨碍绕线管嘴的动作,但在本实施方式中,中间汇流条13被保持在第一位置,在远离线圈部12的状态下进行卷绕。因此,中间汇流条13在卷绕工序中不会成为障碍,因此能够容易地卷绕线圈部12。

<1-4-6.圆环形成工序>

图18是用于说明圆环形成工序的一例的立体图。在圆环形成工序中,从图17所示的那样在由多个层叠铁芯件2连结成一体的直线状的定子铁芯10上具有线圈部12的状态起,将各个层叠铁芯件2呈环状排列,通过连接该定子铁芯10的两端,形成图18所示的环状的定子铁芯10。

另外,圆环形成工序并不限定于以上说明的例示,也可以在固定工序之前实施。即,也可以在连结铁芯2a像图19那样形成环状后,像图18那样将中间汇流条13压入到收纳槽11b内的第二位置。

<2.实施方式的第一变形例>

在定子1的制造工序中的片形成工序中,多个铁芯片20也可以以连接成一体的状态形成。以下,对实施方式的第一变形例进行说明。但是,在以下的第一变形例中,对与上述实施方式不同的结构进行说明。另外,对与上述实施方式相同的结构部标注相同的标号,有时省略其说明。

<2-1.层叠铁芯件的结构>

在第一变形例中,多个层叠铁芯件2通过连接成一体的连结铁芯片20a的层叠而形成。图20是示出实施方式的第一变形例中的连结铁芯片20a的一例的俯视图。连结铁芯片20a具有构成铁芯背部件21的铁芯背部片部210、构成齿部22的齿片部222以及连接部260。连接部260将相邻的铁芯背部片部210的周向的端部间连接成能够屈曲。

<2-2.定子的制造方法>

接下来,对第一变形例中的环状的定子1的制造方法的一例进行说明。

<2-2-1.片形成工序>

在第一变形例的定子1的制造方法中,在片形成工序中,例如通过电磁钢板的冲裁加工,形成图20那样的连结铁芯片20a。在连结铁芯片20a中,多个从铁芯背部片部210延伸出齿片部222的板状的铁芯片20经由连接部260而连结成一体。而且,在相邻的铁芯片20中,铁芯背部片部210的周向的端部彼此以能够屈曲的方式直接连接。这样,能够在一体连接的定子铁芯10中直接连结相邻的层叠铁芯件2。因此,能够减少马达100所具有的定子1的部件数量。

<2-2-2.层叠工序>

在层叠工序中,通过层叠多个经由连接部260连接成一体的板状的铁芯片20,形成一体连接的定子铁芯10。换言之,片层叠工序和铁芯连结工序是相同的工序,在铁芯连结工序中,相邻的层叠铁芯件2中的铁芯背部件21的周向的端部以能够屈曲的方式彼此直接连接。这样,由于能够直接连结相邻的层叠铁芯件2,因此能够减少定子1的部件数量。

<2-2-3.保持工序~圆环形成工序>

保持工序、绝缘件包覆工序、安装工序、卷绕工序以及圆环形成工序与上述实施方式相同,因此省略说明。

<3.实施方式的第二变形例>

接下来,对实施方式的第二变形例进行说明。但是,在以下的第二变形例中,对与上述实施方式和各变形例不同的结构进行说明。另外,对与上述实施方式和各变形例相同的结构部标注相同的标号,有时省略其说明。

<3-1.层叠铁芯件的结构>

图21是实施方式的第二变形例的层叠铁芯件2的俯视图。各个层叠铁芯件2具有第一嵌合部27a和第二嵌合部27b。第一嵌合部27a设置在铁芯背部件21的周向的一端。第二嵌合部27b设置在铁芯背部件21的周向的另一端、即与第一嵌合部27a相反的一侧的端部。相邻的层叠铁芯件2通过一个层叠铁芯件2的第一嵌合部27a和另一个层叠铁芯件2的第二嵌合部27b以铁芯片的层叠方向为中心可旋转地嵌合而连结。

<3-2.定子的制造方法>

接下来,对第二变形例中的环状的定子1的制造方法的一例进行说明。

<3-2-1.片形成工序>

在第二变形例的定子1的制造方法中,在片形成工序中,例如通过电磁钢板的冲裁加工,形成构成图21那样的层叠铁芯件2的板状的铁芯片20。另外,由于铁芯片20的俯视图与层叠铁芯件2的俯视图相同,因此省略。在铁芯片20的铁芯背部片部210的周向的一端设置有构成第一嵌合部27a的嵌合凸部(未图示)。另外,在铁芯片20的铁芯背部片部210的周向的另一端设置有构成第二嵌合部270b的嵌合凹部(未图示)。

<3-2-2.层叠工序>

在层叠工序中,在片层叠工序中,通过铁芯片20的层叠而形成图21所示的层叠铁芯件2。另外,铁芯连结工序具有嵌合工序。在嵌合工序中,相邻的层叠铁芯件2中的一个第一嵌合部27a和另一个第二嵌合部27b以铁芯片20的层叠方向为中心可旋转地嵌合。通过相邻的层叠铁芯件2中的一个第一嵌合部与另一个第二嵌合部的嵌合,能够连结相邻的层叠铁芯件2,形成由多个层叠铁芯件2连结成一体的连结铁芯2a。

<3-2-3.保持工序~圆环形成工序>

保持工序、绝缘件包覆工序、安装工序、卷绕工序以及圆环形成工序与上述实施方式相同,因此省略说明。

<4.实施方式的第三变形例>

定子铁芯10也可以是由层叠钢板构成的铁芯部件,其中,该层叠钢板由铁芯板10a沿轴向层叠多个而成,该铁芯板10a是通过将电磁钢板冲裁成环状而得的。以下,对实施方式的第三变形例进行说明。但是,在以下的第三变形例中,对与上述实施方式和各变形例不同的结构进行说明。另外,对与上述实施方式和各变形例相同的结构部标注相同的标号,有时省略其说明。

<4-1.层叠铁芯件的结构>

图22是实施方式的第三变形例的定子铁芯10的俯视图。定子铁芯10具有环状的铁芯背部件21a和从铁芯背部件21a向径向的内侧延伸的多个齿部22a。另外,齿部22a具有齿突出部221a。齿突出部221a从径向内侧的齿部22a的前端部向周向的两端突出。另外,向径向的内侧延伸的多个齿部22a的数量在图22中为12个,但并不限定于该例示,也可以是12个以外的多个。

<4-2.定子的制造方法>

接下来,对第三变形例中的环状的定子1的制造方法的一例进行说明。第三变形例中的定子1的制造方法包含定子铁芯形成工序、保持工序、绝缘件包覆工序、安装工序、卷绕工序以及圆环形成工序。

<4-2-1.定子铁芯形成工序>

在定子铁芯形成工序中,形成从环状的铁芯背部件21a沿径向延伸出多个齿部22a的定子铁芯10(参照图22)。定子铁芯形成工序包含板形成工序和板层叠工序。在板形成工序中,例如通过电磁钢板的冲裁加工,形成多个构成定子铁芯10的环状的铁芯板10a。在板层叠工序中,通过铁芯板10a的层叠而形成定子铁芯10。另外,板形成工序和板层叠工序也可以同时进行。即,在冲裁的同时对由电磁钢板冲裁出的铁芯板10a进行层叠。

<4-2-2.保持工序~安装工序>

保持工序、绝缘件包覆工序以及包含支承工序和固定工序的安装工序与上述实施方式相同,因此省略说明。

<4-2-3.卷绕工序>

在中间汇流条13的支承工序之后的卷绕工序中,在环状的定子铁芯10的中央的开口部分内,绕线机的绕线管嘴朝向各个齿部22a配置。在各个齿部22a中,通过绕线机将导线12a经由保持部131进行卷绕。此时,在周向上,相邻的齿突出部221a之间以在卷绕工序中绕线机的绕线管嘴与齿突出部221a不接触的程度分离。另外,中间汇流条13被支承在安装部11a中的比线圈部12沿轴向远离的第一位置。因此,容易进行在各个齿部22a设置线圈部12的作业。在卷绕工序结束后,中间汇流条13在固定工序中被压入到收纳槽11b内,在第二位置被支承。

<4-2-4.圆环形成工序>

圆环形成工序与上述实施方式相同,因此省略说明。

<5.其他>

以上,对本发明的实施方式进行了说明。另外,本发明的范围并不限定于上述的实施方式。本发明可以在不脱离发明的主旨的范围内施加各种变更来实施。另外,在上述的实施方式中进行了说明的事项可以在不产生矛盾的范围内适当地任意组合。

产业上的可利用性

本发明例如在使用绕线机将导线12a卷绕在齿部22(、22a)上的定子的制造方法和具有该定子的马达中是有用的。

标号说明

100:马达;101:轴;102:转子;102a:转子磁铁;110:壳体单元;112:壳体;113:第一轴承;120:汇流条单元;121:主汇流条;122:汇流条保持架;123:基板;125:第二轴承;126:轴承保持架部;129:托架;1:定子;10:定子铁芯;11:绝缘件;11a:安装部;11b:收纳槽;11c:第二支承部;12:线圈部;12a:导线;12b、12b-1、12b-2、12b-3:搭接线;u1~u4:u相线圈部;v1~v4:v相线圈部;w1~w4:w相线圈部;13:中间汇流条;131:保持部;131a:第一保持部;131b:第二保持部;132:第一支承部;133:压入部;134:凹部;2:层叠铁芯件;2a:连结铁芯;20:铁芯片;20a:连结铁芯片;21、21a:铁芯背部件;210:铁芯背部片部;211:第一铁芯背部片端部;212:第二铁芯背部片端部;22、22a:齿部;221、221a:齿突出部;222:齿片部;260:连接部;27a:第一嵌合部;27b:第二嵌合部;ca:中心轴线。

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