专利名称：在电机定子铁心上叠绕线圈的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具有朝外的开口的定子铁心上叠绕线圈的方法和设备。
例如，一种电机定子包括一个基本呈圆筒形的本体，其外或内表面上设有多个凸形部分。这些凸形部分径向延伸。导线绕在凸形部分形成的槽中。
具体来说，先制备一个具有朝外开口的定子铁心，然后在定子铁心的多个绕齿上叠绕线圈。这种叠绕线圈系统是应用广泛的。如图20所示，叠绕线圈式定子2具有一个定子铁心4。多个绕齿6从定子铁心4的外表面径向向外突出。线圈8在齿6中的例如三个上叠绕。
对于上述定子2来说，在最后的线圈8a绕在齿6上以后，该线圈8a容易松动。因此，容易产生整个叠绕组件的空间系数变劣的问题。因此，需要在齿6的径向向内压迫最后的线圈8a，但是，已有人指出线圈8a与齿6的滑动接触可能引起绝缘涂层从线圈8a的剥离。
另外，线圈8a具有相对较大的刚性，因而当绕在齿6上后可能弹回。这样就难于实现高密度的叠绕。因此，整个叠绕组件的空间系数会显著变劣。
例如，日本专利公开文本第52-76601号中公开了上述用于在定子铁心上形成线圈的缠绕设备的一个实例。该设备包括用于固定转子的装置；一个缠绕臂，其转动以便将供线源供应的线缠绕在限定转子上一对槽的齿之间；轴向导向件，其沿着一对槽轴向布置；侧向导向件，其设置在槽的相对两侧；以及线的推入板，其用于径向地推入绕在所述一对槽中的线。
在上述现有技术中，当线通过缠绕臂的转动而绕在转子上的一对槽之间时使用固定在位的轴向导向件和侧向导向件。这支配叠绕的状态和形状。因此，不能通过单一缠绕设备进行各种叠绕工作。因此，已经有人指出该设备缺乏广泛的适用性。
本发明的首要目的是提供一种在定子铁心上叠绕线圈的方法和设备，其可以改善叠绕组的空间系数，有效地保证电绝缘。
本发明的主要目的是提供一种在定子铁心上叠绕线圈的方法和设备，其可以通过简单的工作有效地改善叠绕组的空间系数。
本发明的另一个目的是提供一种在定子铁心上叠绕线圈的方法和设备，其可以有效地改善叠绕组的精度，可以容易地按照各种不同的缠绕条件在定子铁心上叠绕线圈。
对照以下附图，以举例方式描述本发明的推荐实施例，可以进一步理解本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。
图1是按照本发明第一实施例的在定子铁心上叠绕线圈的缠绕设备的示意立体图；图2是图1所示缠绕设备的示意侧视图；图3是图1和2所示缠绕设备一部分的横剖平面图；图4是图1至3所示缠绕设备的主要部分的放大的横剖平面图；图5A表示通过图1至4所示缠绕设备在定子铁心上缠绕第一线圈的方式；图5B表示图5A所示第一线圈已经缠绕的方式；图6类似于图5A，但是，其中第二线圈在定子铁心上缠绕；图7A类似于图5A，但是，其中第四线圈在定子铁心上缠绕；图7B表示图7A所示第四线圈已经缠绕的方式；图8类似于图5A，但是，其中缠绕的是最后的线圈；图9表示图8所示最后的线圈被推向定子铁心中央以便使线圈变形的方式；图10表示在定子铁心上缠绕第一线圈，以便按照本发明第二实施例的缠绕方法进行叠绕的方式；图11表示图10所示第一线圈推向定子铁心中央以最后形成线圈的方式；图12表示第二线圈缠绕在图10所示定子铁心上的方式；图13表示最后的线圈缠绕在图10所示定子铁心上的方式；
图14是一缠绕设备的横剖平面图，该设备用于执行按照本发明第三实施例在定子上叠绕线圈的方法；图15是图14所示缠绕设备的主要部分的放大平面图；图16表示第一线圈缠绕在图14所示定子铁心上的方式；图17表示缠绕在图14所示第一线圈推向定子铁心的中央以最后形成线圈的方式；图18表示第二线圈缠绕在图14所示定子铁心上的方式；图19表示最后的线圈缠绕在图14所示定子铁心上的方式；图20表示用普通方法将线圈缠绕在定子铁心上的方式。
图1是按照本发明第一实施例的实施制造叠绕定子方法的缠绕设备。在图1中用标号10代表以本发明的基础的设备。图2是缠绕设备10的示意侧视图，图3是缠绕设备10的一部分的横剖平面图。
缠绕设备10设有一个定子铁心14。用于在定子铁心上叠绕线圈的齿12从铁心14的外表面径向向外突出。设备10包括一个布局机构16、一个齿定位机构18、一个缠绕喷嘴19、一个翼形成器22、一个线圈推入机构24、一个底板26、以及第一和第二驱动机构28,30。布局机构16能够沿箭头A所示方向分度定子铁心14。齿定位机构18将定子铁心需要的齿放置在缠绕位置P。缠绕喷嘴19送出待缠绕的漆包线。翼形成器22与缠绕喷嘴19配合工作在定子铁心14的例如4个齿12上缠绕线圈20。翼形成器22可以调整其相对于定子铁心14的位置。线圈推入机构24将线圈20推向定子铁心14中央。底板26承载翼形成器22及线圈推入机构24，并能够垂直于定子铁心14，即，在箭头B所示方向移动。第一驱动机构28使缠绕喷嘴19相对于定子铁心14沿箭头B所示方向伸缩。第二驱动机构30使缠绕喷嘴19转动。
如图1至4所示，布局机构16和齿定位机构18安装在底板32上。定位机构18包括设置在底板32上的踏板34和设置在踏板34上的缸36。
定位杆38从筒36水平延伸且在其前端有锥面38a。锥面38的形状使其可以插入定子铁心14的相邻齿12之间限定的空间(见图4)。一个齿定位件40与定位杆38相对地设置，刚性地安装在底板26上。该齿定位件40抵靠相邻的齿12以便使定子铁心设定就位。
如图2所示，包括第一驱动机构的第一电动机42安装在底板32上。驱动轴42a从第一电动机42水平延伸，第一滚珠丝杠44共轴地连接于驱动轴42a。滚珠丝杠44的两端可转动地安装在底板32上，并与一个装在一个滑座48的一端上的一个螺母部分50相啮合。滑座48可沿轨道52a和52b前后移动，所述轨道在底板32上沿箭头B所示方向相互平行地延伸。
如图1和3所示，第二驱动机构30的第二电机54固定地安装在滑座48上。第二电机54具有一根驱动轴54a，皮带轮56牢固地安装在该驱动轴上。与皮带轮56接合的定时皮带58与转动筒60一端上形成的皮带轮部分62相接合。转动筒60可转动地通过轴承64安装在滑座48上。转动筒60具有一个扩大部分66和一个与扩大部分连续的颈部。开口68在该颈部上形成。柱70通过开口68面对筒60的内部。导轮72可转动地安装在柱70的前端。
缠绕喷嘴19牢固地安装在扩大部分66的外周面上。多个导轮76可转动地安装在喷嘴19中。漆包线L可通过导轮76送出缠绕喷嘴19。如图1和2所示，漆包线L是从安装在底板32外侧的漆包线供应源送出的。张紧器82将一定的张力作用在漆包线L上。送出的漆包线L穿过转动筒60中央并通过导轮72送向缠绕喷嘴19。
如图3所示，一支承筒通过轴承84安装在转动筒60中的扩大部分66中。底板26通过弹簧90安装在与支承筒86连为整体的框架88上，以便前后移动。
如图4所示，翼形成器22具有左导向器(第一导向器)92和右导向器(第二导向器)94。左导向器92在其前端有一个窄平部分。该窄平部分牢固地安装在滑架95上并通过弹簧96和导轨98安装在底板26上以便沿箭头C所示方向前后移动。按照与左导向器92相同的方式，右导向器94牢固地安装在滑架99上并能够沿箭头D所示方向通过弹簧100和导轨102移向和移离底板26。
如图1和3所示，滑座48设有左导向器位置调整装置(第一导向器位置调整机构)104，其用于使左导向器92沿箭头C所示方向进退。滑座48还设有右导向器位置调整装置(第二导向器位置调整机构)106，其用于使右导向器94沿箭头D所示方向伸缩。左导向器位置调整装置104装有第一位置改变电机(第一驱动装置)108，其具有一根驱动轴108a，第二滚珠丝杠110与该轴相连接。第二滚珠丝杠110与第一移动体112的螺母部分114相啮合，第一外滚筒118通过轴承116可转动地安装在第一移动体上。
第一外滚筒118设置在转动筒60内，以便能够沿箭头B所示方向前后移动。第二外筒120共轴且可移动地连接于第一外筒118的前端。第一推轮(第一推动件)124通过第一安装板(第一进退件)122可转动地装在第二外筒120的前端。第一推轮124抵靠滑架95，左导向器92牢固地安装在滑架95上。
右导向器位置调整装置106按照与左导向器位置调整装置104相同的方式具有第二位置改变电机(第二驱动装置)126。第二位置改变装置126具有一根驱动轴126a，第三滚珠丝杠128连接于该轴。第三滚珠丝杠128与第二移动体130的螺母部分132相啮合。第一内滚筒136通过轴承134可转动地支承在第二移动体130上。第一内滚筒136共轴地设置在第一外筒118内。第二内筒138共轴且可转动地连接于第一内筒136的前端。第二推轮(第二推动件)142通过第二安装板(第二进退件)140可转动地安装在第二内筒138的前端。第二推轮142抵靠滑架99，右导向器94刚性地安装在滑架99上。
钩筒144设置在第二内滚筒138内。钩筒144的后端可转动地连接于筒145。筒146具有一根从其延伸的杆146a，第三移动体148连接于杆146a。筒145可转动地支承在第三移动体148上。
在支承筒86的直径方向上延伸的连接销149牢固地安装在筒86上。连接销149通过第二外筒120整体地插入第二内筒138及钩筒144中。第二外筒120和第二内筒安装得能够沿箭头B所示方向移向及移离支承筒86，并且不能相对于支承筒86转动。
如图4所示，线圈推入机构24包括一个左推入件(第一推入件)150和一个右推入件(第二推入件)152。左推入件150能够通过弹簧154及导轨158沿箭头E所示方向前后移动，而右推入件152能够通过弹簧156和导轨160沿箭头F所示方向前后移动。用于使左推入件150沿箭头E所示方向进退的左推动装置(第一推动装置)162和用于使右推入件152沿箭头F所示方向进退的右推动装置(第二推动装置)164安装在底板32上。
如图1和3所示，左推动装置162设有可摆动地安装在柱166上的第一推动筒168。杆168a从第一推动筒168延伸。能够抵靠左推入件150的第一推动件170刚性地安装在杆168a的前端上。第一推动筒168连接于第一摆动筒172。
在推动装置164设有第二推动筒176，它可以通过柱174按照与左推动装置162相同的方式摆动。能够抵靠右推入件152的第二推动件178固定地安装在从第一推动筒176延伸的杆176a的前端上。水平延伸的第二摆动筒180连接于第二推动筒176。
如图4所示，一个侧成形器182在底板32上垂直于齿定位机构18安装，并具有用于摆动侧导向件192a和192b的筒184a,184b，这两个筒相对地设置。筒184a和184b分别具有杆186a,186b，连接件188a和188b分别与其接合。连接件188a和188b可分别通过枢轴190a和190b摆动。侧导向件192a和192b分别牢固地安装在连接件两则。
下面联系按照本发明第一实施例的缠绕线圈的方法描述上述缠绕设备10的操作。
首先，将定子铁心14放置在布局机构16上。该定子铁心14包括一叠层钢板，它是由用粘合剂或类似物粘合在一起的多层磁性钢板制成的。定子铁心14通过布局机构16以一定角位放置。然后，驱动形成齿定位机构18的筒36，使定位杆38向定子铁心14位移。在前端的锥面38a插在相邻的齿12之间，从而使这些齿12固定在位。
相对于定位杆38设置齿定位件40。筒146使钩筒144沿箭头B1所示方向移动。因此，支承筒86通过连接销149沿箭头B1所示方向移动。弹簧90的弹力使齿定位件40与定子铁心14的一定的齿12抵接，使齿12就位。
在侧成形器182中，侧导向件192a和192b的定位使其开口在例如四个齿12上面对定子铁心14的外表面(见图5A)。构成翼成形器22的左导向器92和右导向器94径向内移，与定子铁心14接触。
更具体来说，如果构成左导向器位置调整装置104的第一位置改变电机108被区动，并且如果连接于驱动轴108a的第二滚珠丝杠110沿一定方向转动，那么，与第二滚珠丝杠110啮合的螺母部分114使第一移动体112沿箭头B1所示方向移动。第一外筒118和第二外筒120通过轴承116安装在第一移动体112上。外筒118和120在转动筒60内沿箭头B1所示方向移动。
第一推轮124通过第一安装板122安装在第二外筒120的前端。第一推轮124随第二外筒120沿箭头B1所示方向移动，从而使左导向器反抗弹簧96的弹力沿箭头C1所示方向移动，迫使左导向器进入定子铁心14的一定齿12之间的空间，并与定子铁心14的底面接触。
在右导向器位置调整装置106中，按照与左导向器位置调整装置104相同的方式，第二位置改变电机126通过第二滚珠丝杠128沿箭头B1所示方向驱动第二移动体130。装在第二移动体130上的第一内筒136和第二内筒138沿箭头B1所示方向移动。通过第二安装板140装在第二内筒138前端上的第二推轮142沿箭头D1所示方向推动右导向器94，使右导向器进入一定的齿12之间形成的空间中。
在这种状态下，驱动构成第二驱动机构30的第二电机54。牢固地固定在电机驱动轴54a上的皮带轮56通过套在皮带轮56和皮带轮部分62上的定时皮带58使转动筒60连同第一外筒118和第一内筒136转动。缠绕喷嘴19安装在转动筒60上，开始随转动筒60转动。漆包线L缠绕在定子铁心14的齿中的4个齿上，同时由侧导向件192a和192b引导，从而形成第一线圈20a(见图5A)。
如图5B所示，缠绕喷嘴19设计得使漆包线L放置在构成翼成形器22的左导向器92和右导向器94上，并且缠绕在一个区域上，该区域宽于由一定数目的齿12所覆盖的区域。缠绕喷嘴19连同滑座48由构成第一驱动机构28的第一电机42沿箭头B所示方向被驱动，滑座48具有与第一滚珠丝杠44啮合的螺母部分50，从而形成第一线圈20a。
在一个比四个齿12上的空间宽的范围内形成第一线圈20a之后，左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106沿着与上述方向相反的方向被驱动。因此，第一推轮124和第二推轮142沿箭头B2所示方向移动。弹簧96和100的弹力分别使左导向器92和右导向器94沿箭头C2和D2所示方向移动。因此，导向器92和94移出齿12的转动轨迹。
包括齿定位机构18的筒36被驱动。定位杆38向后移动，使前端上的锥面38a从齿12间移走。另一方面，筒146使钩筒沿箭头B2所示方向移动。因此，支承筒沿箭头B2所示方向位移，从而使齿定位机构40从齿12移走。
在这种状态下，布局机构16使定子铁心14沿箭头A所示方向转过一定角度。该角度等于两相邻的齿12之间的角度。齿定位机构18将定子铁心14设置并固定在一定的位置上。然后再次驱动左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106。左导向器92和右导向器94进入相邻齿12之间形成的空间。
然后，驱动第二驱动机构30以转动缠绕喷嘴19。第一驱动机构28使缠绕喷嘴19沿箭头B所示方向摆动。第二线圈20b在定子铁心14上的一个位置上形成，该位置沿箭头G所示周向从第一线圈20a移过一个等于一个齿距的距离(见图6)。第二线圈20b的至少一部分在定子铁心14的径向(由箭头H指示)上重叠第一线圈20a。第二线圈20b在四个齿12上叠绕，该范围宽于由一定的齿12所覆盖的范围，其方式与第一线圈20a相同。
与第一实施例相似，在一个宽于由一定数目的齿12所覆盖的范围的范围上形成第四线圈20d，其至少部分地在定子铁心14的径向上重叠第一线圈20a。然后，在一个基本等于由一定数目的齿12所覆盖的范围的范围内形成第五线圈，其在径向上不覆盖第一线圈20a。
具体来说，如图7A所示，左导向器92和右导向器94从定子铁心14的底面间隔开来。第二驱动机构30转动缠绕喷嘴19，在四个齿12上形成第五线圈20e。由于这个原因，第五线圈20e缠绕在一个基本等于由一定数目的齿12所覆盖的范围的范围上。也就是说，线圈20e紧紧地缠绕在一定的齿12上(见图7B)。
第六线圈20f和以后的线圈按照与第五线圈20e相同的方式各自在一个基本等于由一定数目的齿12所覆盖的范围的范围上形成。当第(N-2)个线圈20n-2与第一线圈20a径向重叠地缠绕时，其范围宽于齿12的一个齿距，因而左导向器92和右导向器94缠绕在线圈20n-2中。然后，第(N-1)个线圈和最后的第N个线圈20n按照与第(N-2)个线圈20n-2相同的方式缠绕(见图8)。
然后，如图3所示，包括左推动装置162和右推动装置164的第一摆动筒172和第二摆动筒180被驱动。第一推动筒168和第二推动筒176从实线所示退回位置摆至虚线所示位置。
现在，第一推动筒168和第二推动筒176被驱动，使第一推动件170和第二推动件178前进。左推入件150和右推入件152分别沿箭头E1和F1所示方向被推动。如图9所示，左推入件150和右推入件152分别沿箭头E1和F1所示方向分别反抗弹簧154和156被移动。这就将第N个线圈20n推向定子铁心14，从而最后形成绕组。
在第一实施例中，第一线图20a和与第一线圈20a沿箭头H所示径向重叠的其它线圈20b,20c,20d,20n-1,20n-2和20n(下文中称为其它线圈20)在一个范围上分别被缠绕，该范围宽于由一定数目的齿12所覆盖的范围。因此，在第N个线圈20n被缠绕后，当第N个线圈20n通过线圈推入机构24推向定子铁心14的中央时，可保证第一线圈20a和其它线圈20等被方便地向着定子铁心14中央变形。由于在每个第一线圈20a及其它线圈20等和相应的齿12之间存在间隙，因而第一线圈20a和其它线圈20等以较大的自由度变形，因此线圈可以容易且可靠地变形。
这样就有效地改善了在定子铁心14上线圈20等的空间系数。另外，可防止线圈20等与齿12滑动接触。因此，在漆包线L上的绝缘涂层不会被剥离，可以很好地保持线圈20等的绝缘。
下面描述按照本发明第二实施例使用缠绕设备10缠绕线圈的方法。在各附图中相同的零件使用相同的标号，与第一实施例中使用的相同的操作下文中不再赘述。
如图10所示，构成翼成形器22的左导向器92和右导向器94在定子铁心14的径向向内位移，分别进入两相邻齿12之间的空间。在这种状态下，构成第二驱动机构30的第二电机54被区动以便开始缠绕喷嘴19连同转动筒60的转动。漆包线L在侧导向件192a和192b的引导下在定子铁心14的四个齿12上缠绕，从而形成线圈20a。
此时，构成第一驱动机构28的第一电机42沿箭头B1所示方向驱动缠绕喷嘴连同滑座48，滑座48具有与第一滚珠丝杠44啮合的螺母部分50，因此形成第一线圈20a。
在四个齿12上缠绕第一线圈20a之后，沿着与上述方向相反的方向驱动左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106，使第一推轮124和第二推轮142沿箭头B2所示方向移动。弹簧96和100的弹力分别使左导向器92和右导向器94沿箭头C2和D2所示方向移动，使这些导向器移出齿12的转动轨迹。
另外，构成齿定位机构18的筒36被驱动以便使杆38退回。这使前端的锥面38a从齿12之间的空间移走。另一方面，筒146使钩筒144沿箭头B2所示方向移动。因此，支承筒沿箭头B2所示方向移动。这使齿定位件40离开齿12。
在这种状态下，布局机构16使定子铁心14沿箭头A所示方向转过一定角度。该角度等于相邻齿12之间的角度。齿定位机构18将定子铁心固定在位，然后线圈推入机构24被驱动。
具体来说，如图3所示，分别构成左推动装置162和右推动装置164的第一摆动筒172和第二摆动筒180被驱动。第一推动筒168和第二推动筒176从其实线所示位置摆至虚线所示位置。然后，第一推动筒168和第二推动筒176被驱动以便使第一推动件170和第二推动件178前进，从而使左推入件150和右推入件152分别沿箭头E1和F1所示方向移动。
因此，左推入件150和右推入件152分别反抗弹簧154和156的弹力分别沿箭头E1和F1所示方向移动。第一线圈20a被推向定子铁心14中央，从而最后形成线圈(见图11)。
紧接推动和形成第一线圈20a之后，左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106再次被驱动。构成翼形成器22的左导向器92和右导向器94进入相邻齿12之间形成的空间。第二驱动机构30被驱动以转动缠绕喷嘴19。缠绕喷嘴沿箭头B所示方向摆过第一驱动机构28。
因此，第二(下一个)线圈20b在定子铁心14上在从第一线圈20a沿箭头G(图12)所示周向移动一个齿距的位置上形成。第二线圈20b至少部分地沿定子铁心14的径向(由箭头H指示)重叠第一线圈20a。
当布局机构16沿箭头A所示方向将定子铁心14转动一个相应于齿12的齿距的角度后，线圈推入机构24被驱动。因此，第二线圈20b按照与第一线圈20a相同的方式被推向定子铁心14中央，被最后形成。紧接其后形成至少部分沿定子铁心14的径向重叠第二线圈20b的第三线圈20c。
类似地，每次形成下一个线圈20之前，线圈20都被推向定子铁心14中央，被最后形成，直至形成最后的线圈20n。以这样的方式制成所需要的定子ST(见图13)。
在第二实施例中，在始于第一线圈20a的形成且止于最后的线圈20n的形成的过程中，每个线圈20紧在下一个线圈20形成之前被线圈推入机构24推向定子铁心14中央最后形成线圈。由于每个线圈20都以这种方式推向定子铁心14中央并被最后形成，因而可以实现高密度的叠绕。叠绕的空间系数得到有效的改善。
另外，每个线圈20紧在下一个线圈20被形成之前被推向定子铁心14中央，因此可防止前一线圈20弹回。这进一步保证叠绕的空间系数得到改善。
在缠绕设备10中，在四个齿12上形成每个线圈20的翼成形器22设有左导向器92和右导向器94，它们可以分别通过左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106独立地移向及移离定子铁心14。因此，即使叠绕的结构不同，也可简单地选择构成翼成形器22的左导向器92和右导向器94的驱动控制，从而容易地解决换型的问题，从而容易地得到高质量的定子ST。
在这种情形中，构成线圈推入机构24的左推入件150和右推入件152分别通过左推动装置162和右推动装置164前进或者后退，将每个线圈20推向定子铁心14中央，将其成形，因此有效地改善了缠绕在定子ST上的叠绕组的空间系数。
翼成形器22和线圈推入机构安装在底板26上。该底板26可垂直于定子铁心14移动。这显著地简化了结构，因而可以容易地实现高质量的叠绕。
图14是用于实施本发明第三实施例的定子叠绕方法的缠绕设备200的横剖平面图。与用于实施第一和第二实施例的缠绕方法的缠绕设备10相同的零件使用相同的标号并将不再赘述。
缠绕设备200包括具有定子铁心14的布局机构16；齿定位机构18，其用于将用于缠绕的齿12放置就位；缠绕喷嘴19，其用于送出漆包线L；翼成形器22，其用于使在例如四个齿12上由缠绕喷嘴19缠绕的线圈20成形；一个线圈凹部成形机构202；底板26，在其上安装翼成形器22和线圈凹部成形机构202；第一驱动机构28，其用于使缠绕喷嘴19沿定子铁心14的径向(由箭头B指示)前、后移动；以及第二驱动机构30，其用于转动缠绕喷嘴19。定子铁心14具有在其中央的环形支承部分11和从该支承部分11径向向外伸出的齿12。布局机构16可以间断地沿箭头A所示方向转动定子铁心14。线圈凹部成形机构202将线圈20的相应于两相邻齿12之间的空间的两个部位推向定子铁心14中央以形成凹部(下文讲述)。
如图15和16所示，线圈凹部成形机构202设有一个左凹部成形件204和一个右凹部成形件206，它们可以分别借助弹簧154和156，分别通过导轨158和160沿箭头E和F所示方向前后移动。左凹部成形件204和右凹部成形件206具有弯曲以相互接近的前端部分204a和206a。前端部分204a和206a可以插在定子铁心14的齿12之间，从而使齿12设置在前端部分之间。
上述缠绕设备200的操作将结合按照第三实施例的缠绕方法描述。在图16所示状态下，构成第二驱动机构30的第二电机54被驱动以转动缠绕喷嘴19连同转动筒60。因此，漆包线L被缠绕在定子铁心14上的四个齿12上，形成第一线圈20a。然后，如图16所示，分别构成左推动装置162和右推动装置164的第一摆动筒172和第二摆动筒180被驱动以便使第一推动筒168和第二推动筒176从其由实线所示退回位置摆至虚线所示位置。这两个筒168和176进一步被驱动，以便使第一推动件170和第二推动件178前进，分别沿箭头E1和F1所示方向推动左凹部成形件204和右凹部成形件204(图15)。
因此，左凹部成形件204和右凹部成形件206分别反抗弹簧154和156的弹力沿箭头E1和F1所示方向移动。凹部形成件204和206的前端部分204a和206a分别插在定子铁心14的齿12之间，使每个前端部分处于两个相邻的齿12之间。因此，如图17所示，两个凹部210a和210b在第一线圈20a上相应于齿12之间的空间的部位上借助推动而形成。
在形成凹部210a和210b之后，第一推动筒168和第二推动筒176被切断能量从而分别借助弹簧154和156的弹力使左凹部成形件204和右凹部成形件206沿箭头E2和F2所示的方向退回。构成左推动装置162和右推动装置164的第一摆动筒172和第二摆动筒180分别动作以便使第一摆推动筒168和第二推动筒176从虚线所示位置摆至实线所示位置。
另一方面，左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106沿着与上述方向相反的方向被驱动，因此，第一推轮124和第二推轮142沿箭头B2所示方向移动。弹簧96和100的弹力分别使左导向器92和右导向器94沿箭头C2和D2所示方向移动，从而使两个导向器移出齿12的转动轨迹。
构成齿定位机构18的筒36被驱动以退回定位杆38，使前端锥面38a移离齿12之间的空间。另一方面，钩筒144通过筒146的动作沿着由箭头B2所示的方向移动。因此，支承筒86沿箭头B2所示方向移动。因此，齿定位件40从齿12移走。
在这种状态下，定子铁心14被布局机构16沿箭头A所示方向转动一定的角度。该角度等于相邻的齿12之间的角度。齿定位机构18设置并固定定子铁心14的位置。然后，左导向器位置调整装置104和右导向器位置调整装置106被再次驱动，使构成翼成形器22的左导向器92和右导向器94前进至齿12之间的空间。第二驱动机构30也被驱动以便转动缠绕喷嘴19。该喷嘴19通过第一驱动机构28沿箭头B所示方向摆动。因此，第二线圈20b在定子铁心14上在从第一线圈20a沿箭头G(图18)所示周向移过齿12的一个齿距的位置上形成。
在第三实施例中，凹部210a和210b被推动操作形成在第一线圈20a上。第二线圈20b的前端部分被接纳在凹部210a中。因此，可以完成高密度的叠绕。叠绕组的空间系数可以得到改善。当左凹部成形件204和右凹部分成形件206的推动动作在线圈20上形成凹部210a和210b时，线圈20被推向定子铁心14的中央。因此，可以保证叠绕组的空间系数得到改善。
类似地，相应于齿12之间的空间的两个凹部210a和210b通过左凹部成形件204和右凹部成形件206的推动动作在每个线圈20上形成，直至形成最后的线圈20n。下一个线圈20的前端部分接纳在凹部210a中，因此制成高密度叠绕有线圈的定子ST(见图19)。
在第三实施例中，每个线圈20被推动，在相应于齿12之间的空间的部位上形成两个凹部210a和210b。因此，当线圈20被推动时，可以防止浮动，因此可以实现高密度叠绕。如果线圈20可以可靠地被推动，只要形成接纳线圈20的前端即可。
如上所述，在按照本发明的叠绕组中，第一线圈和其它沿定子铁心与第一线圈重叠的线圈缠绕在一个范围内，该范围宽于缠绕齿的齿距。缠绕线圈之后，可以保证线圈被推动，向着定子铁心中央变形。因此，叠绕组的空间系数可以得到有效的改善，可防止线圈与齿接触；如发生接触的话，绝缘涂层就会剥离。线圈的绝缘性可满意地保持。
另外，在本发明中，线圈是分别在一定数目的定子铁心的齿12上缠绕的。每个线圈被推向定子铁心的中央，紧在下一线圈缠绕之前使各线圈成形。因此，可实现高密度的叠绕。缠绕组的空间系数可得到有效的改善。另外，可以使线圈在下一线圈缠绕之前防止弹回。
另外，在本发明中，线圈是当定子铁心的齿由齿定位机构固定时，由缠绕喷嘴通过翼成形器送出的线形成的。翼形成器相对于定子铁心的位置受到调整。因此，叠绕线圈可以按照各种不同的缠绕条件容易、可靠地在定子铁心上形成。因此，缠绕设备在使用时有广泛的适用性。另外，结构也得以简化，可以有效地抑制生产成本的增加。
另外，在本发明中，当线圈在定子铁心的三个或更多的齿上形成之后，在每个线圈上形成一个或多个凹部，下一线圈缠绕在三个或四个齿上，使线圈的一端面凹部之一，从而形成叠绕组。因此，下一线圈的一端被接纳在线圈的凹部中，从而得到高密度的叠绕组。叠绕组空间系数可以得到有效的改善。另外，在线圈被推动件形成凹部处线圈被推向定子铁心中央。这可以保证叠绕组的空间系数得到改善。
权利要求
1．在具有朝外开口的定子铁心(14)上叠绕多个线圈(20)的方法，该方法包括以下步骤准备具有用于缠绕的齿(12)的所述定子铁心(14)，所述齿(12)相互间隔一个齿距；在一定数目的定子铁心(14)的齿上，在一个宽于所述一定数目的齿(12)所覆盖的范围的范围上形成第一线圈(20)；在宽于所述定子铁心(14)的所述一定齿(12)所覆盖的范围的一个范围上，在从所述第一线圈(20)沿周向移动一个齿距的位置上缠绕第N个线圈(20)(N是等于或大于2的整数)，使所述第N个线圈的至少一部分在所述定子铁心(14)的径向上重叠所述第一线圈(20)；在基本等于由所述定子铁心(14)的所述一定数目的齿(12)所覆盖的范围的范围上形成第M个线圈(20)(M是等于或大于3的整数)，使所述第M个线圈(20)在径向上不重叠所述第一线圈(20)；在宽于所述定子铁心(14)的所述一定数目的齿(12)所覆盖的范围的一个范围内形成第P个线圈(20)(P是等于或大于4的整数)，使第P个线圈(20)沿径向重叠所述第一线圈(20)；在宽于所述定子铁心(14)的所述一定数目的齿(12)所覆盖的范围的一个范围内形成最后的线圈(20)；向所述定子铁心(14)中央推动所述最后的线圈(20)以便使最后的线圈最后成形。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述缠绕线圈的各步骤是通过下述方式进行的迫使第一和第二导向器(92),(94)进入所述定子铁心(14)的一定齿(12)之间限定的空间，从一缠绕喷嘴(19)送出线(L)，围绕所述第一和第二导向器(92),(94)缠绕所述线(L)，从而使所述线圈(20)在宽于所述一定数目的齿(12)所覆盖的范围的所述范围上形成。
3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述定子铁心(14)是通过叠置多个铁板并用粘合剂将其粘合在一起而形成的。
4．在具有朝外的开口的定子铁心(14)上叠绕多个线圈(20)的方法，该方法包括以下步骤准备具有用于缠绕的齿(12)的所述定子铁心(14)，所述齿(12)相互间隔一个齿距；从一个缠绕喷嘴(19)供应线(L)；围绕所述定子铁心(14)上一定数目的所述齿(12)通过一个翼成形器(22)用所述线(L)缠绕第一线圈(20)；将所述定子铁心(14)相对于所述翼成形器(22)移至一个位置，该位置从所述线圈(20)沿周向移动一个齿距；通过一个推动装置(24)向所述定子铁心(14)中央推动所述线圈(20)；然后围绕所述定子铁心(14)上的一定数目的齿(12)缠绕下一个线圈(20)；以及类似地及分别地缠绕和推动其它线圈，直至在所述定子铁心(14)上缠绕一定数目的线圈(20)。
5．在具有朝外的开口的定子铁心(14)上叠绕多个线圈(20)的方法，该方法包括以下步骤准备具有用于缠绕的齿(12)的所述定子铁心(14)，所述定子具有中央环形支承部分11，所述齿从该支承部分径向向外突出；从一缠绕喷嘴(19)供应线(L)；围绕所述定子铁心(14)上的三个或更多的所述齿(12)缠绕所述线以形成线圈(20)；用推动件(204,206)推动所述线圈(20)的相应于所述齿(12)之间的任何空间的至少一个部位以形成凹部(210a,210b)；以及在三个或更多的所述齿(12)上缠绕下一线圈(20)，使该线圈(20)的一端面对一个所述凹部(210a)。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征在于用推动件(204,206)推动所述线圈(20)的相应于所述齿(12)之间的任何空间的至少一个部位以形成凹部(210a,210b)的所述步骤包括用所述推动件(204,206)推动所述线圈(20)的相应于所述齿(12)之间的空间的两个部位，以便在所述线圈(20)上形成两个凹部(210a,210b)。
7．在具有朝外的开口的定子铁心(14)上叠绕多个线圈的缠绕设备，所述定子铁心(14)具有从所述定子铁心(14)的外表面径向向外突出的多个缠绕齿(12)，所述缠绕设备包括一个齿定位机构(18)，其用于将所述齿(12)设置在缠绕位置上；一个翼成形器(22)，其用于在所述定子铁心(14)的一定数目的齿(12)上缠绕从一缠绕喷嘴(19)送出的线(L)，所述翼成形器(22)能够调整其相对于所述定子铁心(14)的位置；一个线圈推入机构(24)，其用于向所述定子铁心(14)中央推入所述线圈；以及一个承载所述翼成形器(22)和所述线圈推入机构(24)的底板(26)，所述底板(26)能够垂直于所述定子铁心(14)移动。
8．在具有朝外的开口的定子铁心(14)上叠绕多个线圈(20)的缠绕设备，所述定子铁心(14)具有多个从所述定子铁心(14)的外表面径向向外突出的缠绕齿(12)，所述缠绕设备包括一个齿定位机构(18)，其用于将所述齿(12)设置在缠绕位置上；一个翼成形器(22)，其用于在所述定子铁心(14)的一定数目的齿(12)上缠绕从一缠绕喷嘴(19)送出的线(L)以形成一线圈(20)，所述翼成形器(22)能够调整其相对于所述定子铁心(14)的位置；一个线圈凹部成形机构(202)，其用于将所述线圈(20)推向所述定子铁心(14)中央，以便在所述线圈(20)上形成至少一个相应于所述齿(20)之间的任何空间的凹部(210a,210b)；以及一个承载所述翼成形器(22)和所述线圈凹部成形机构(202)的底板(26)，所述底板(26)能够垂直于所述定子铁心(14)移动。
9．根据权利要求7或8所述的缠绕设备，其特征在于还设有一个滑座(48)，其用于安装所述底板(26)，使所述底板(26)可以进退，所述缠绕喷嘴(19)安装在所述滑座(48)上，所述滑座(48)包括一个第一驱动机构(28)，其用于使所述缠绕喷嘴(19)相对于所述定子铁心(14)移动，以便在所述定子铁心(14)的一定数目的齿(12)上缠绕所述线(L)；以及一个第二驱动机构(30)，其用于转动所述缠绕喷嘴(19)。
10．根据权利要求7或8所述的缠绕设备，其特征在于所述翼成形器(22)包括第一和第二导向器(92,94)，它们能够独立地垂直于所述定子铁心(14)进、退，并且能够进入所述定子铁心(14)的所述齿之间的空间；以及第一和第二导向器位置调整机构(104,106)，它们能够独立地调整所述第一和第二导向器(92,94)的位置。
11．根据权利要求10所述的缠绕设备，其特征在于第一和第二导向器位置调整机构(104,106)中的每一个具有第一和第二驱动装置(108,126)；第一和第二进退件(122,140)，它们能够朝向和背离所述驱动装置(108,126)移动；以及第一和第二推动件(124,142)，它们安装在所述进退件(122,140)上，用于向着所述齿(12)推动所述第一和第二导向器(92,94)中相应的一个。
12．根据权利要求7所述的缠绕设备，其特征在于所述线圈推入机构(24)包括第一和第二推入件(150,152)，其用于独立地垂直于所述定子铁心(14)推向或背离所述定子铁心(14)移动，以便将所述线圈(20)推向所述定子铁心(14)中央；以及第一和第二推动装置(162,164)，其用于独立地垂直于所述定子铁心(14)朝向或背离所述定子铁心移动所述第一和第二推入件(150,152)，在所述缠绕喷嘴(19)转动期间，所述第一和第二推动装置(162,164)退至不干涉所述缠绕喷嘴(19)的位置上。
13．根据权利要求8所述的缠绕设备，其特征在于所述凹部成形机构(202)包括第一和第二凹部成形件(204,206)，其用于独立地垂直于所述定子铁心(14)朝向或背离所述定子铁心(14)移动，以便将所述线圈(20)推向所述定子铁心(14)中央；以及第一和第二推动装置(162,164)，其用于独立地垂直于所述定子铁心(14)朝向或背离所述定子铁心(14)移动所述第一和第二凹部成形件(204,206)，在所述缠绕喷嘴(19)转动期间，所述第一和第二推动装置(162,164)退至不干涉所述缠绕喷嘴(19)的位置上。
全文摘要
本发明涉及在电机或类似装置的定子铁心上叠绕线圈(20a)的方法。首先围绕定子铁心(14)缠绕第一线圈。第二线圈(20)缠绕得在径向上与第一线圈(20a)重叠。线圈是在宽于定子铁心(14)的一定数目的齿(12)所覆盖的范围的一个范围上形成上。以这种方式形成多个线圈。最后的线圈被线圈推入机构(24)推向定子铁心(14)中央。这可防止线圈(20)与齿(12)滑动接触，也可改善空间系数。
文档编号H02K15/04GK1227441SQ99102319
公开日1999年9月1日 申请日期1999年2月13日 优先权日1998年2月16日
发明者角谷修, 渡边法寿, 小林忍 申请人:本田技研工业株式会社