CN102549881A - 旋转电机的模制定子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转电机的模制定子的制造方法，其包括：层叠工序，使多张芯片材(6)层叠而构成分割层叠芯组构造体(7)，该芯片材(6)使多个芯片(61)经由桥部(62)与一个连结部接合；绕线工序，在分割层叠芯组构造体(7)的各分割层叠芯(71)的齿部上缠绕线圈；切断工序，在桥部处切断进行了绕线的分割层叠芯(71)使其分离；临时固定工序，以使多个分割层叠芯(71)成型为环状的定子(2)的方式进行临时固定；浇铸工序，在该定子(2)的内周侧插入模制心轴(10)，然后放置于模具，利用树脂凝固定子(2)的外周面。

Description

旋转电机的模制定子的制造方法
技术领域
本发明涉及由分割层叠芯构成的旋转电机的模框(molded frame)型定子的制造方法。
背景技术
以往，作为旋转电机的定子，具有由多个分割层叠芯构成的层叠固定铁心，该多个分割层叠芯以磁极齿为单位分割，层叠固定两片以上的芯片。
在分割层叠芯的齿部设有与层叠固定铁心的径向正交的绕线部，分割层叠芯以该绕线部朝向中心方向的方式呈圆环状组合多个地配置。并且，以围绕它们的方式覆盖环状构造体，并向内径方向推压而作为一体构造构成定子，使用该定子的旋转电机已经被公开。
另外，公开了使用如下定子的旋转电机，即，在使分割层叠芯呈圆环状地组合多个地配置之后，通过将相邻的轭部彼此焊接或粘接而作为一体构造构成的定子(例如，专利文献1)。
另外，公开了如下旋转电机的定子：使铁心片层叠，构成两种分割层叠芯，在轭部的周向两端部设置连结部，利用销使邻接的分割层叠芯彼此以能够旋转的方式连结(例如，专利文献2)。
专利文献1：日本特开平6-105487号公报(实施例1～3、图1、图2、图3)
专利文献2：日本特开2003-52138号公报(权利要求1、图1～图6)
在专利文献2那样的使芯片层叠而构成分割层叠芯的定子的情况下，通常在进行层叠的芯片的上下表面设置凹凸部，该凹凸部用于使分别邻接的芯片彼此凿紧、嵌合。
但是，由于该凹凸部的凿紧工序而在芯片上产生应力。该应力成为阻碍磁通流动的主要原因。
发明内容
本发明是为了解除上述那样的课题而做成的，其目的在于提供一种旋转电机的定子的制造方法，该制造方法在构成旋转电机的定子的分割层叠芯中，能够不在各芯片的上下表面设置结合用的凹凸部等而高精度地层叠芯片并进行绕线，且能够对定子的外周部实施树脂浇铸加工。
本发明的旋转电机的模制定子(molded stator)的制造方法为，在使多个芯片层叠而构成的分割层叠芯上缠绕线圈，使多个上述分割层叠芯呈环状地连结，浇铸外周面并进行固定，其特征在于，包括：
层叠工序，准备多张芯片材(core sheet)，该芯片材使各上述分割层叠芯的同一叠层所使用的芯片经由与这些芯片的后轭部的外周部中心连接的桥(bridge)部与连结部连结，使这些芯片材层叠而构成分割层叠芯组构造体；
绕线工序，在上述分割层叠芯组构造体的各分割层叠芯的齿部上缠绕线圈；
切断工序，通过切断进行了绕线的各上述分割层叠芯的上述桥部，使各上述分割层叠芯自上述分割层叠芯组构造体分离；
临时固定工序，使切断了的各上述分割层叠芯呈环状配置而构成定子，对上述定子的外周部进行临时固定；
浇铸工序，将具有与上述定子的内径相同的直径的轴棒以与上述定子的旋转轴同轴的方式插入上述定子的内周侧，将插入了上述轴棒的上述定子设置于浇铸模具，利用树脂浇铸上述定子的外周面。
本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的特征在于，包括：
层叠工序，准备多张芯片材(core sheet)，该芯片材使各上述分割层叠芯的同一叠层所使用的芯片经由与这些芯片的后轭部的外周部中心连接的桥(bridge)部与连结部连结，使这些芯片材层叠而构成分割层叠芯组构造体；
绕线工序，在上述分割层叠芯组构造体的各分割层叠芯的齿部上缠绕线圈；
切断工序，通过切断进行了绕线的各上述分割层叠芯的上述桥部，使各上述分割层叠芯自上述分割层叠芯组构造体分离；
临时固定工序，使切断了的各上述分割层叠芯呈环状配置而构成定子，对上述定子的外周部进行临时固定；
浇铸工序，将具有与上述定子的内径相同的直径的轴棒以与上述定子的旋转轴同轴的方式插入上述定子的内周侧，将插入了上述轴棒的上述定子设置于浇铸模具，利用树脂浇铸上述定子的外周面，
因此，在构成旋转电机的定子的分割层叠芯中，不需要在各芯片的上下表面设置结合用的凹凸部等，能够明显降低产生于芯片的应力。
结果，能够高精度地制造磁特性优良的定子。
附图说明
图1是本发明的旋转电机的模制定子的实施方式1的剖视图。
图2是表示本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式1的层叠工序、绕线工序、切断工序的图。
图3是本发明的旋转电机的定子的分割层叠芯的立体图。
图4是表示本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式1的临时固定工序的图。是表示工序的图。
图5是表示本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式1的浇铸工序的图。
图6是本发明的旋转电机的模制定子的实施方式2的立体图。
图7是本发明的旋转电机的模制定子的制造所使用的分割层叠芯组构造体的实施方式2的剖视图。
图8是本发明的旋转电机的模制定子的制造所使用的芯片材的连结部的上下表面上设置的凹部、凸部的实施方式3的立体图。
图9是本发明的旋转电机的模制定子的制造所使用的分割层叠芯组构造体的实施方式3的剖视图。
图10是本发明的旋转电机的模制定子的制造所使用的分割层叠芯组构造体的实施方式5的剖视图。
图11是本发明的旋转电机的模制定子的实施方式6的主要部分剖视图。
具体实施方式
实施方式1
利用附图说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式1。
图1是本发明的旋转电机的模制定子1的剖视图。该图1表示模制定子1的剖面，该模制定子1通过如下方式制造而成，即：使缠绕有线圈3的多个分割层叠芯71呈环状组合并利用薄膜带4固定，然后将其放入模具并利用树脂5固定周围。
以下，按顺序说明该模制定子1的制造方法。
图2是表示层叠工序、绕线工序及切断工序的图。
图2(a)是表示一张芯片材6的形状的图。
图2(b)是表示多张芯片材6层叠而成的分割层叠芯组构造体7的图。
图2(c)是表示在分割层叠芯组构造体7上缠绕了线圈3的状态的图。
图2(d)是表示自缠绕有线圈3的分割层叠芯组构造体7切断分割层叠芯71的工序的图。
从层叠工序依次进行说明。
首先，如图2(a)所示，从电磁钢板冲切出多个构成定子2的分割层叠芯71所使用的芯片61。此时，不是分散地冲切芯片61。而是以如下状态冲切规定数量的芯片61，即：使各芯片61的轭部的外周侧中心部的一部分经由桥部62与共同的连结部63连结的状态。
使多张通过这样冲切出的芯片材6按顺序层叠，如图2(b)所示那样地构成分割层叠芯组构造体7。以上的工序为层叠工序。
接下来，说明绕线工序。
在绕线工序中，在分割层叠芯组构造体7的各分割层叠芯71的齿部上缠绕线圈3。
在缠绕线圈3时，以各芯片材6在绕线中途不错位的方式从上下推压层叠连结部73等来进行固定，上述层叠连结部73是层叠各芯片材6的连结部63的部分。通过这样能够高精度地缠绕线圈3。
在该绕线工序中，以负担规定张力的方式缠绕线圈3，因此，形成有线圈3的分割层叠芯71的各芯片61即使没有用于使上下的芯片61相互嵌合的嵌合部也不会相互错位。
接下来，说明切断工序。
图3是表示切断了的分割层叠芯71的立体图。
如图2(c)所示，在全部的分割层叠芯71上形成线圈3之后，在使层叠连结部73保持固定的状态下，通过切断层叠桥部72将各分割层叠芯71从分割层叠芯组构造体7切断。
另外，对于在绕线时是否在分割层叠芯71之间实施连接线，根据制造的旋转电机决定即可。
接下来，说明临时固定工序。
图4是表示临时固定工序的图。如图4(a)所示，使分割层叠芯71呈环状组合而构成定子2，并如图4(b)所示那样利用具有绝缘性及耐热性的薄膜带4对周围进行临时固定。
在之后的浇铸工序的处理中，进行定子2的最终形状的调整，因此，在临时固定工序中不需要那么拘泥分割层叠芯之间的固定精度。
接下来说明浇铸工序。
图5是表示浇铸工序的图。
在该工序中，首先，在通过之前的临时固定工序临时固定成环状的定子2的内周部插入模制心轴10来调整定子2的形状。
该模制心轴10的直径与定子2的内径相同。
因此，定子2的内周面、即各分割层叠芯71的齿部的内周侧顶端面仿照模制心轴10的外周面，能够以该内周面为基准高精度地保持定子2的形状。
接下来，将在内周侧插入有模制心轴10的定子2放置于模具9中的规定位置，从浇注口注入树脂。
在树脂5凝固之后，分解模具9，拔出模制心轴10，定子2的外周部和上下端面的外周部由树脂浇铸，而完成图6所示的模制定子1。
根据本实施方式1的旋转电机的模制定子1的制造方法，在构成旋转电机的定子的分割层叠芯71中，不需要在各芯片61的上下表面设置结合用的凹凸部等，能够明显降低施加于芯片61的应力。结果，能够高精度地制造磁特性优良的效率良好的旋转电机的模制定子1。
另外，在模制时，将模制心轴10插入定子2的内侧，从而能够以定子2的内周面为基准对分割层叠芯71进行整形。由此，能够谋求降低齿槽转矩、转矩波动。
另外，在层叠的芯片61之间不会产生由凿紧、粘接形成的空隙，因此能够良好地保持芯占空因数。
另外，不需要焊接、粘接、高精度的销孔的加工等，因此能够大幅度削减制造成本。
此外，在废弃时，由于没有焊接、粘接铁心片，因此只要使树脂溶解、将线圈切断即能简单地分解，具有非常容易进行分类、回收再利用这样的效果。
实施方式2
利用附图说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式2。
另外，仅说明与实施方式1不同的部分，省略共同部分。
图7是沿与长度方向垂直的方向且沿层叠方向在包括桥部62的位置处将本实施方式2的分割层叠芯组构造体107切断的剖视图。
在实施方式1中采用了通过如下方式进行固定的方法，即：不设置用于使上下邻接的各芯片材6嵌合的构件，直接层叠芯片材6，将线圈3缠绕于齿部。
在本实施方式中，在各芯片材的连结部163的上表面设置凹部65，在下表面设置凸部64，在使芯片材106层叠之后，使凹部65与凸部64凿紧、结合。
在图7中，省略了最上部所使用的芯片材的上表面的凹部，将最下层的芯片材的上表面的凹部直接设成贯通孔，但也可以层叠全部相同的芯片材106。
其他的结构与实施方式1相同。
像这样，通过使与层叠连结部173的上下邻接的芯片材106之间相结合，在绕线时能够可靠地防止芯片材106之间的错位，能够高精度地保持层叠状态。
另外，即使在凹部65和凸部64的凿紧加工时产生应力，由于在分割层叠芯组构造体107的各齿上缠绕线圈3之后，切断层叠桥部而使分割层叠芯71分离，所以分割层叠芯71自身不会受到该应力的影响。
此外，由于各芯片材106相结合，因此与实施方式1相比，缠绕线圈3之前的分割层叠芯组构造体107的管理容易。
实施方式3
利用附图说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式3。另外，仅记载与实施方式1及实施方式2不同的部分，省略共同部分。
图8(a)、(b)是表示设于芯片材的连结部的上下表面的凹部、凸部的变形例的图。
图9是沿长度方向且沿层叠方向将芯片材206、2061交替层叠而成的分割层叠芯组构造体的层叠连结部273等分成两部分的剖视图。
在图8(a)的下侧图示的芯片材206的连结部263上，如图所示那样地从右侧交替设有凸部264、开口部265。
另外，在图8(a)的上侧图示的芯片材2061的连结部2631上，如图所示那样地从右侧交替设有开口部265、凸部264。
在图中，开口部265和凸部264交替设置，但也可以不设置分割层叠芯的最上层所使用的芯片材的凸部264和构成最下层的芯片材的开口部265。
凸部264由切割弯曲芯片材206、2061的连结部263、2631而成形。
步骤为：在连结部263、2631上的规定位置，对除了弯曲加工成凸部264的支承部的一边以外的三边进行冲压切断。
通过从背面推压切断了的部分来弯曲加工凸部264。
为了使开口部265的内壁面中的一个内壁面保持与凸部264的接触压力并提高芯片材206、2061层叠时的水平、垂直两方向的层叠精度，设置板簧2651。
在图中，该板簧2651设置于开口部265的内壁面即距桥部最远的内壁面的下侧端部。由此，板簧2651成为上下挠曲的构造。
凸部264的与连结部263的长度方向垂直的宽度设定得稍大于板簧2651同与其相对的壁面之间的间隔。
在使芯片材206、2061交替层叠并从上下夹紧、推压时，板簧2651向图中的上侧挠曲，将凸部264推压于与板簧2651相对的开口部内壁面。
通过这样，全部的凸部264的芯片61侧的侧面被同等地推压于开口部265的芯片61侧的内壁面。
根据这样的结构，除了能够得到实施方式2的效果外，还能够进一步提高芯片材的层叠精度。
实施方式4
利用图9说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式4。另外，仅记载与实施方式3不同的部分，省略共同部分。
在实施方式3中，说明了凸部的冲压加工，但在小型旋转电机用的定子的情况、即芯片材较小较薄的情况下，也可以通过蚀刻对凸部、开口部及板簧进行微细加工。
在对包括芯片在内的芯片材整体进行蚀刻加工的情况下，先将开口部打开，然后对弹簧部分进行加工使其较薄。在该情况下，板簧2651从3个方向固定于壁面。
但是，如图9所示，在层叠加压芯片材时，凸部264最初与板簧2651接触的部分为远离开口部265的壁面的部分。
因此，即使在通过蚀刻形成板簧2651的情况下，板簧2651也向上侧挠曲，能够将凸部264推压于开口部壁面。
在连结部也不会产生冲切变形和焊接变形，因此能够提供磁特性恶化少的模制定子。
实施方式5
利用附图说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式5。另外，仅记载与实施方式2不同的部分，省略共同部分。
在实施方式2中，在上下重叠的各芯片材的连结部的上下表面设置凹部和凸部并将它们凿紧而利用连结部163使芯片材106结合。
在本实施方式中，各芯片材通过其它的方法将连结部463的上下之间结合。
图10(a)表示利用粘接剂11固定的状态。
另外，图10(b)表示将连结部的端部焊接了的状态。
在利用上述方法固定的情况下也能够得到与实施方式2的情况相同的效果。
实施方式6
利用附图说明本发明的旋转电机的模制定子的制造方法的实施方式6。另外，仅记载与实施方式1不同的部分，省略共通部分。
图11是本发明的旋转电机的模制定子的实施方式6的主要部分剖视图。
在本实施方式中，在浇铸工序中追加如下工序：在定子的邻接的齿之间即槽开口(slot opening)12中，与定子的旋转轴平行地夹持板状构件13。
通过将模制心轴10插入定子的内周侧之前的工序，或者，代替模制心轴10利用具有保持板状构件13的功能的模制心轴，与插入模制心轴同时地将板状构件13插入槽开口12。
通过这样，在模制时能够均等地维持槽开口12之间的间隔，能够良好地保持模制定子的形状精度，能够提供磁特性恶化少的高效率的旋转电机的定子。

Claims (8)

1.一种旋转电机的模制定子的制造方法，该旋转电机的模制定子的制造方法在使多个芯片层叠而构成的分割层叠芯上缠绕线圈，使多个上述分割层叠芯连结成环状，浇铸外周面而进行固定，其特征在于，包括：
层叠工序，该层叠工序准备多张芯片材，上述芯片材使各上述分割层叠芯的同一叠层所使用的芯片经由与这些芯片的后轭部的外周部中心连接的桥部与连结部连结，使这些芯片材层叠而构成分割层叠芯组构造体；
绕线工序，该绕线工序在上述分割层叠芯组构造体的各分割层叠芯的齿部上缠绕线圈；
切断工序，该切断工序通过切断进行了绕线的各上述分割层叠芯的上述桥部，使各上述分割层叠芯从上述分割层叠芯组构造体分离；
临时固定工序，该临时固定工序使切断了的各上述分割层叠芯呈环状地配置而构成定子，对上述定子的外周部进行临时固定；
浇铸工序，该浇铸工序将具有与上述定子的内径相同的直径的轴棒插入上述定子的内周侧，将插入有上述轴棒的上述定子设置于浇铸模具，利用树脂浇铸上述定子的外周面。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述芯片材的上述连结部的上下表面的一面上具有凹部，在另一面上具有凸部，在上述层叠工序中，使上述凹部与上述凸部嵌合而将上下邻接的芯片材彼此固定。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
上述凸部通过切割弯曲上述芯片材而形成。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述凹部的开口部具有板簧，在嵌合上下邻接的芯片材时，该板簧产生相对于芯片材层叠方向向垂直方向推压凸部的分力。
5.根据权利要求1所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述层叠工序中，通过粘接上述连结部使上下邻接的上述芯片材彼此固定。
6.根据权利要求1所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述层叠工序中，通过焊接上述连结部使上下邻接的上述芯片材彼此固定。
7.根据权利要求1～权利要求6中任意一项所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述临时固定工序中，利用薄膜绝热片材对上述定子的外周部进行临时固定。
8.根据权利要求1所述的旋转电机的模制定子的制造方法，其特征在于，
在上述浇铸工序中具有如下工序：在相互邻接的各上述分割层叠芯的齿间的槽开口部，与上述定子的轴向平行地插入并夹持板状构件。
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