电动机的制造方法以及电动机的制造装置与流程

本发明涉及电动机的制造方法以及电动机的制造装置。

背景技术：

例如，在专利文献1中，已经公开一种相间绝缘物插入装置，其使用将由一对绝缘纸与连结上述绝缘纸的连结部件形成的相间绝缘物吸附并保持在外周的规定位置的保持器，在定子芯的内周安装相间绝缘物。

上述相间绝缘物插入装置使由绝缘物供给单元保持的相间绝缘物按压在保持器的外周面而发生变形，使相间绝缘物吸附并保持在保持器的外周面的规定位置。

而且，上述相间绝缘物插入装置将吸附并保持有相间绝缘物的保持器移动至定子芯内的规定位置，在定子芯内将相间绝缘物向定子芯内周推出，使相间绝缘物安装在定子芯内周。

然而，专利文献1所公开的相间绝缘物插入装置在向定子芯内插入保持器之前，在预先使相间绝缘物发生了变形的状态下，吸附并保持在保持器。

因此，专利文献1所公开的相间绝缘物插入装置需要用于将相间绝缘物放置在保持器的时间，并且在放置于保持器时相间绝缘物可能错位，从生产率的角度出发，存在进一步改进的空间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭61-185046号公报

技术实现要素：

电动机具有：在内周侧安装有形成各相的多个线圈的定子芯、以及实现在上述多个线圈的线圈端部各线圈间的绝缘的相间绝缘纸，使用引导夹具，将上述相间绝缘纸插入在上述定子芯的内周面形成的凹槽中。上述引导夹具将上述相间绝缘纸沿定子芯中心轴线插入，使在该引导夹具内通过的上述相间绝缘纸变形为规定形状，将在该引导夹具内通过的上述相间绝缘纸的两侧部分沿上述定子芯中心轴线，同时插入上述定子芯的不同的两个凹槽内。

根据本发明，能够在短时间内精度良好地将相间绝缘纸插入定子芯中。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的电动机的制造装置的概况的说明图。

图2是表示相间绝缘纸的一个例子的俯视图。

图3是示意性地表示相间绝缘纸由插入夹具吸附的行程的说明图。

图4是按照时序排列了在定子芯中插入相间绝缘纸时的插入夹具及引导夹具的动作来示意性地表示的工序说明图。

图5是按照时序排列了在定子芯中插入了相间绝缘纸后的插入夹具及引导夹具的动作来示意性地表示的工序说明图。

图6是在引导夹具中插入相间绝缘纸时的绝缘纸插入装置的立体图。

图7是在引导夹具中插入相间绝缘纸时的绝缘纸插入装置的侧视图。

图8是沿着图1的a-a线的剖视图。

图9是在引导夹具中插入相间绝缘纸之前的绝缘纸插入装置的俯视图。

图10是在引导夹具中插入相间绝缘纸时的绝缘纸插入装置的俯视图。

图11是引导夹具的立体图。

图12是按照时序排列了绝缘纸插入装置的动作来示意性地表示的工序说明图。

图13是示意性地表示绝缘纸插入装置的其它实施方式的立体图。

图14是示意性地表示绝缘纸插入装置的其它实施方式的说明图。

图15是表示相间绝缘纸的其它实施方式的俯视图。

图16是表示相间绝缘纸的其它实施方式的俯视图。

图17是表示相间绝缘纸的其它实施方式的俯视图。

图18是示意性地表示在抓握并保持相间绝缘纸的情况下插入夹具所具有的机械手的说明图。

图19是示意性地表示相间绝缘纸与袖(カフス)支承夹具的关系的说明图。

图20是表示定子芯与袖支承夹具的立体图。

图21是由袖支承夹具覆盖端面的定子芯的俯视图。

图22是将预先带折痕的相间绝缘纸插入后的定子芯的立体图。

图23是将预先带折痕的相间绝缘纸插入后的定子芯的俯视图。

图24是示意性地表示在定子芯的外侧配置有两台绝缘纸插入装置的例子的说明图。

具体实施方式

下面，基于附图，详细地说明本发明的一个实施例。

图1是示意性地表示本发明的电动机的制造装置的概况的说明图，示意性地表示了在将由绝缘材料形成的绝缘纸即相间绝缘纸2插入电动机的定子芯3中的工序中使用的绝缘纸插入装置1的概况。

需要说明的是，相间绝缘纸2实现在沿着定子芯中心轴线lt的方向上位于定子芯3的端面(一端面3a及另一端面3b)的外侧的线圈端部62(参照后面叙述的图23)中各线圈间的绝缘。也就是说，将相间绝缘纸2插入定子芯3中的工序实际上是在定子芯3卷绕各相(例如，三相交流马达的情况下为u相、v相、w相)的线圈的工序之间来实施。但是，在图1中，为了便于说明，省略了图示线圈。另外，在后面叙述的图4～图12中，为了便于说明，也省略了图示线圈。

绝缘纸插入装置1具有：支承定子芯3的支承基座4、收纳有相间绝缘纸2的绝缘纸收纳箱5、将相间绝缘纸2沿定子芯中心轴线lt插入定子芯3中的插入夹具6、使插入夹具6移动的作为夹具移动机构的插入夹具移动机构7、辅助将相间绝缘纸2向定子芯3插入的引导夹具8、以及使引导夹具移动的作为夹具移动机构的引导夹具移动机构9。

插入夹具移动机构7及引导夹具移动机构9将位于定子芯3的外侧的、例如马达等的促动器(未图示)作为驱动源而工作。

定子芯3呈现为圆筒形状，在内周面具有多个凹槽10。定子芯3例如将由电磁钢板形成的大量环状的部件层压而构成。

定子芯3在内周侧安装有形成各相的多个线圈。在本说明书中，为了便于说明，除了后面叙述的图23以外，在图示定子芯3时都省略了线圈。

凹槽10是沿着定子芯中心轴线lt从定子芯3的一端面3a连续至另一端面3b的剖面为u字状的凹部。凹槽10沿定子芯3的周向等间隔地形成。

如图1、图2所示，相间绝缘纸2具有：相互分离的一对绝缘部11、以及连结上述一对绝缘部11的相互分离的一对脚部12。另外，相间绝缘纸2在由一对绝缘部11与一对脚部12包围的内侧具有长方形的开口部13。也就是说，相间绝缘纸2作为大致长方形的框状而形成。

绝缘部11的前端两侧被切除，形成为越靠近前端侧则宽度越窄的结构。换言之，绝缘部11呈现为前端侧为窄幅的大致等脚架(脚台)形状。

脚部12与绝缘部11的两侧连接。脚部12插入定子芯3的凹槽10中，设定为比定子芯3的沿定子芯中心轴线lt(参照后面叙述的图4)的长度长。另外，脚部12的宽度例如形成为比凹槽10的沿定子芯周向的宽度细。

开口部13具有四角形成为r字形状的圆形。也就是说，开口部13的四角以各自规定的曲率向外侧凸出而弯曲。换言之，在开口部13，相间绝缘纸2的绝缘部11与脚部12连续的部分的形状以规定的曲率向外侧凸出而弯曲。

相间绝缘纸2的厚度例如为0.2mm左右。

图3是示意性地表示了相间绝缘纸2由插入夹具6吸附的行程的说明图。

如图3所示，插入夹具6由两个真空垫14分别吸附并保持在绝缘纸收纳箱5中收纳的相间绝缘纸2的一对绝缘部11。具体而言，如图2中虚线所示，由一个真空垫14吸附并保持各绝缘部11的中央。真空垫14利用负压吸附相间绝缘纸2。需要说明的是，相间绝缘纸2也可以由多个真空垫14分别吸附并保持各绝缘部11。

当由多个真空垫14吸附并保持一个绝缘部11时，插入夹具6能够更稳定地保持相间绝缘纸2。当然，即使由一个真空垫14吸附并保持一个绝缘部11，也可以由插入夹具6稳定地保持相间绝缘纸2。

也就是说，插入夹具6也可以保持绝缘部11的一处或多处。换言之，一对绝缘部11也可以分别由插入夹具6保持一处或多处。

图4是按照时序排列了在定子芯3中插入相间绝缘纸2时的插入夹具6及引导夹具8的动作来示意性地表示的工序说明图。

吸附并保持有相间绝缘纸2的插入夹具6利用插入夹具移动机构7，移动至在支承基座4放置的定子芯3的上方，如图4(a)所示，沿定子芯中心轴线lt将相间绝缘纸2插入引导夹具8中。如图4(b)所示，插入引导夹具8中的相间绝缘纸2在通过引导夹具8时变形为规定形状。然后，如图4(c)所示，通过了引导夹具8的相间绝缘纸2利用插入夹具6，沿定子芯中心轴线lt插入定子芯3的凹槽10中。在图4(c)所示的状态下，相间绝缘纸2的脚部12位于凹槽10内。

另外，插入夹具6具有作为推出机构的推出板15，该推出板15将在定子芯3的凹槽10中插入的相间绝缘纸2向定子芯3的径向外侧推出。

图5是按照时序排列了在定子芯3中插入相间绝缘纸2后的插入夹具6及引导夹具8的动作来示意性地表示的工序说明图。

当插入夹具6将相间绝缘纸2沿定子芯中心轴线lt插入至定子芯3的规定位置，并在上方避让以使引导夹具8不会与插入夹具6发生碰撞时(图5(a))，使推出板15工作，将相间绝缘纸2向定子芯3的径向外侧推出(图5(b))。通过相间绝缘纸2由推出板15向定子芯3的径向外侧推出，凹槽10内的脚部12被进一步压入凹槽10内。

需要说明的是，图4及图5中的标记16为后面叙述的袖支承夹具。图4及图5中的标记17是保持定子芯3的作为保持部件的托盘。图4及图5中的标记18是固定袖支承夹具16的固定部件。

如图4～图7所示，引导夹具8在将相间绝缘纸2沿定子芯中心轴线lt插入定子芯3中时，在定子芯3的一端面侧配置在与定子芯3的一端面3a分开规定距离的规定位置。换言之，引导夹具8在将相间绝缘纸2插入定子芯3中时，与定子芯3的一端面侧接近而配置。

在此，图6是在引导夹具8中插入相间绝缘纸2时的绝缘纸插入装置1的立体图。图7是在引导夹具8插入相间绝缘纸2时的绝缘纸插入装置1的侧视图。

引导夹具8将相间绝缘纸2沿定子芯中心轴线lt(直接)插入凹槽10中。

引导夹具8使相间绝缘纸2在引导夹具8内通过时变形为大致u字状的规定形状，以使在引导夹具8内通过的相间绝缘纸2同时被引导向定子芯3的规定的不同的两个凹槽10内。

也就是说，引导夹具8将相间绝缘纸2从引导夹具8的一端侧沿定子芯中心轴线lt插入，使在引导夹具8内通过的相间绝缘纸2变形为规定形状。然后，引导夹具8使在引导夹具8内通过而从引导夹具8的另一端侧排出的相间绝缘纸2向定子芯3的规定的凹槽10内移动。换言之，引导夹具8将从引导夹具8的另一端侧排出的相间绝缘纸2的前端的两侧部分、即绝缘部11的两侧部分分别同时向定子芯3的不同的两个凹槽10引导。

如图4～图11所示，引导夹具8具有：主体部21、以及经由比相间绝缘纸2厚的垫片22而安装在主体部21的两侧的一对外周部件23。

在此，图8是沿着图1的a-a线的剖视图。图9是在引导夹具8中插入相间绝缘纸2之前的绝缘纸插入装置1的俯视图。图10是在引导夹具8中插入有相间绝缘纸2时的绝缘纸插入装置1的俯视图。图11是引导夹具8的立体图。

引导夹具8在主体部21与外周部件23之间具有对应于垫片22的厚度的间隙24。垫片22是例如厚度为1mm左右的板状部件。

如图8～图10所示，引导夹具8设定为，在定子芯3的一端面侧的规定位置配置时，两侧的间隙24分别与插入相间绝缘纸2的两侧部分的不同的两个凹槽10重合。

主体部21的位于引导夹具8的一端侧的一端面21a的一部分进行了倒角。详细地说，如图7所示，主体部21的一端面21a之中相间绝缘纸2所通过的一侧的外周部分进行了倒角，成为与上述定子芯中心轴线lt形成有规定的角度α(例如30°)而倾斜的倾斜面。

也就是说，主体部21的一端面21a的进行了倒角的部分26为了引导相间绝缘纸2向引导夹具8插入，形成为与定子芯中心轴线lt形成有规定的角度而倾斜的倾斜面。

外周部件23具有将位于引导夹具8的一端侧的部分折曲而形成的插入导向部25。也就是说，引导夹具8具有一对插入导向部25。

如图9所示，引导夹具8被设定使插入导向部25的形成位置的宽度比相间绝缘纸2的宽度大。

插入导向部25具有与上述定子芯中心轴线lt形成有规定的角度β(例如30°)而倾斜的倾斜面。

也就是说，插入导向部25为了引导相间绝缘纸2向引导夹具8插入，形成为与定子芯中心轴线lt形成有规定的角度而倾斜的倾斜面。

如图10所示，利用主体部21的一端面21a的进行了倒角的部分26与插入导向部25，向间隙24引导相间绝缘纸2的两侧部分，并插入相间绝缘纸2的两侧部分。

另外，如图6、图7、图9～图11所示，插入导向部25的内侧侧部27为了减少相间绝缘纸2的插入阻力而形成为r形状(例如，曲率半径为5mm)。

图12是按照时序排列了上述实施例的绝缘纸插入装置1的动作来示意性地表示的工序说明图。

图12(a)表示了插入夹具6及引导夹具8处于各待机位置的初始状态。

图12(b)表示了引导夹具移动机构9工作、使引导夹具8从图12(a)的状态移动至定子芯3的一端面侧的规定位置的状态。

图12(c)表示了插入夹具移动机构7工作、插入夹具6从绝缘纸收纳箱5取出相间绝缘纸2的状态。

图12(d)表示了利用插入夹具移动机构7、吸附有相间绝缘纸2的插入夹具6移动至定子芯3的内周侧的状态。

图12(e)表示了将相间绝缘纸2沿定子芯中心轴线lt插入定子芯3的凹槽10中的状态。

图12(f)表示了将引导夹具8恢复至待机位置后、将插入凹槽10中的相间绝缘纸2向定子芯3的径向外侧推出的状态。

在上述的绝缘纸插入装置1中，因为能够将相间绝缘纸2沿引导夹具8直接插入定子芯3中，所以能够在短时间内精度良好地将相间绝缘纸2插入定子芯3中。

即，与上述现有技术相比，能够节省在上述保持器中放置的时间，并且能够避免因相间绝缘纸向上述保持器放置时的错位而引起的插入问题，总体上能够使生产效率提高。

另外，相间绝缘纸2在插入引导夹具8及定子芯3中时，沿着定子芯中心轴线lt的方向的两端即一对绝缘部11由插入夹具6吸附并保持。因此，相间绝缘纸2能够由插入夹具6以稳定的姿势可靠地插入引导夹具8及定子芯3中。

引导夹具8具有主体部21的一端面21a的进行了倒角的部分26与插入导向部25，作为为了引导相间绝缘纸2向引导夹具8插入、与定子芯中心轴线lt形成有规定的角度而倾斜的倾斜面。因此，插入夹具6能够将相间绝缘纸2可靠地插入引导夹具8的间隙24中。

相间绝缘纸2的绝缘部11的前端两侧被切除，形成为越靠近前端侧则宽度越窄的结构。因此，即使通过上述的绝缘部11的前端形状，也能够提高相间绝缘纸2向引导夹具8的间隙24的插入性。

因为相间绝缘纸2的开口部13的四角形成为r字状，所以，能够抑制向引导夹具8插入时的卡挂，能够容易地插入引导夹具8中。

因为插入夹具6具有推出板15，所以能够使相间绝缘纸2可靠地保持在凹槽中。另外，通过使用将相间绝缘纸2向定子芯3插入的插入夹具6，来将相间绝缘纸2推入凹槽10内，能够省略用于将相间绝缘纸2推入凹槽10内的专用装置(夹具)，能够使生产率提高。

因为插入夹具移动机构7及引导夹具移动机构9的驱动源位于定子芯3的外侧，所以，不必依赖于定子芯3的大小，能够由绝缘纸插入装置1在定子芯3的凹槽10中插入相间绝缘纸2。

需要说明的是，如图13及图14所示，插入夹具6也可以构成为具有能够卡住相间绝缘纸2的爪部31。也就是说，插入夹具6也可以构成为具有爪部31，该爪部31在定子芯3的凹槽10中插入相间绝缘纸2时，卡住相间绝缘纸2的绝缘部11，能够将相间绝缘纸2向插入方向推动并插入。

另外，如图13及图14所示，引导夹具8也可以沿着定子芯中心轴线lt、遍及全长连续而形成与插入夹具6的爪部31对应的槽部32。

图13是示意性地表示插入夹具6具有爪部31、引导夹具8具有槽部32的绝缘纸插入装置1的立体图。图14是示意性地表示插入夹具6具有爪部31、引导夹具8具有槽部32的绝缘纸插入装置1的说明图。

因为爪部31随着插入夹具6的移动而移动，所以能够推动相间绝缘纸2并插入引导夹具8及定子芯3中。因此，绝缘纸插入装置1能够将由插入夹具6保持的相间绝缘纸2更可靠地插入定子芯3的凹槽10中。

另外，绝缘纸插入装置1通过在引导夹具8形成槽部32，能够使爪部31与引导夹具8的主体部21不接触。

需要说明的是，图13及图14中的引导夹具8沿着定子芯中心轴线lt的主体部21的长度相对较长。即，设定使主体部21的一端面21a与插入导向部25的前端位置在沿着定子芯中心轴线lt的方向上偏离得较大。

需要说明的是，图14中的16是后面叙述的袖支承夹具。图14中的17是保持定子芯3的作为保持部件的托盘。图14中的18是固定袖支承夹具16的固定部件。

另外，也可以在定子芯3中插入图15所示的形状的相间绝缘纸41。

图15所示的相间绝缘纸41是与上述的相间绝缘纸2大致相同的结构，但一对绝缘部11之中只有一方的绝缘部11形成为越靠近前端侧则宽度越窄的结构。

该相间绝缘纸41从越靠近前端侧则宽度越窄的绝缘部11插入引导夹具8中。

另外，如图15所示，相间绝缘纸41也可以分别由两个真空垫14吸附并保持各绝缘部11。需要说明的是，相间绝缘纸41也可以分别由一个真空垫14吸附并保持各绝缘部11。

另外，也可以在定子芯3中插入图16所示形状的相间绝缘纸45。

虽然图16所示的相间绝缘纸45是与上述的相间绝缘纸2大致相同的结构，但绝缘部11呈现为长方形，不是越靠近前端侧宽度越窄。另外，相间绝缘纸45的开口部13的四角未形成为r字状，而是四角形成为棱角。

另外，如图17所示，也可以在定子芯3中插入具有突出片52的相间绝缘纸51。

在使用相间绝缘纸51的情况下，例如也可以在插入夹具6设有图18所示的机械手53来替代真空垫14，由该机械手53抓握突出片52。

虽然相间绝缘纸51是与上述的相间绝缘纸2大致相同的结构，但在绝缘部11具有长方形的突出片52。相间绝缘纸51通过由机械手53抓握突出片52而保持在插入夹具6。

只要突出片52预先折曲，就能够容易地由插入夹具6的机械手53抓握。

这样，即使由插入夹具6抓握绝缘部11的突出片52，也能够由插入夹具6可靠地保持相间绝缘纸51。

需要说明的是，在图17、图18所示的例子中，虽然一个绝缘部11具有一个突出片52，但也可以在一个绝缘部11具有多个突出片52。在该情况下，插入夹具6也可以具有数量对应于突出片52的数量的机械手53，抓握所有的突出片52。

另外，如图19所示，相间绝缘纸2也可以考虑保持定子芯3的支承夹具即袖支承夹具16，设定脚部12的沿上述定子芯中心轴线lt的长度。

具体而言，相间绝缘纸2的脚部12的长度l1也可以设定得比定子芯3的沿着定子芯中心轴线lt的长度l2与两侧的袖支承夹具16的沿着上述定子芯中心轴线lt的长度l3之和短。也就是说，也可以设定相间绝缘纸2的脚部12，以使l1＜l2+l3+l3。袖支承夹具16的上述沿着定子芯中心轴线lt的长度为袖支承夹具16的厚度。

在此，如图19～图21所示，袖支承夹具16是配置在凹槽10之间的大致t字形状的部件，为了覆盖定子芯3的两端面，在定子芯3的两端面配置有多个袖支承夹具。

袖支承夹具16保持与相间绝缘纸2不同的安装在凹槽10中的绝缘纸。另外，袖支承夹具16的与定子芯3的内周侧面对的部分进行了倒角，使各相线圈能够平滑地安装在凹槽。

如图22、图23所示，相间绝缘纸2也可以在绝缘部11预先带折痕61。

折痕61结合(对应于)在定子芯3中插入的线圈的线圈端部62的形状而形成。通过形成上述折痕61，能够沿线圈端部的形状配置相间绝缘纸2的绝缘部11。

另外，如图24所示，也可以在定子芯3的外侧配置两台绝缘纸插入装置1。换言之，也可以在定子芯3的外侧配置多台绝缘纸插入装置1。

在将多台绝缘纸插入装置1配置在定子芯3的外侧的情况下，能够将多枚相间绝缘纸2同时插入定子芯3中。在将多枚相间绝缘纸2同时插入定子芯3的情况下，与逐枚将相间绝缘纸2插入定子芯3中的情况相比，能够缩短组装时间，并能够使生产率进一步提高。

需要说明的是，上述各实施例涉及电动机的制造方法以及电动机的制造装置。