CN102594054A - 电线的加工方法及制造电线的电线制造装置 - Google Patents

电线的加工方法及制造电线的电线制造装置 Download PDF

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Abstract

一种电线的加工方法及制造电线的电线制造装置。在剥去绝缘被膜的状态下使接合电线邻接，则在导体的端部的接合面部上，形成作为两导体外皮的绝缘被膜的厚度程度的间隙。并且，导体的尖端较细而导致其间隙变得更大。因此两导体间的紧贴性被破坏，从而存在发生接合不良的可能性。在电线(接合导体)相互对向的接合面部上，在前端的导体的剥离部与其附近的绝缘被覆部的面处于同一面上、或者使导体的剥离部的面相对其附近的绝缘被覆部的面突出的状态下，上述导体由其中心轴端向接合面侧变形而构成。这样可以减小在电线(接合导体)之间产生的间隙，进而提高接合的可靠性，同时，导体的接合作业变得容易，进而可以提高车辆用交流发电机等旋转电机的定子的生产性。

Description

电线的加工方法及制造电线的电线制造装置
本申请是申请日为2006年5月24日、申请号为2006100844458、名称为“电线的接合构造与加工方法、旋转电机定子及其制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及例如车辆用交流发电机等旋转电机的定子及其制造方法、以及电线的接合构造及其制造方法。
背景技术
在以往的技术中，公知，从电线(接合用导体)的前端向长度方向横跨指定范围的端部的导体截面积，使其小于主部的导体截面积而进行塑性变形，并且使绝缘被膜同样被覆主部以及主部附近的端部的一部分，还有，使2根电线(接合用导体)端部一致而进行接合。
【专利文献1】特开2002-95198号公报
在该以往技术中，抑制绝缘被膜的损伤而端部截面积被削减，因此可以降低在接合时的入热量，而结合部附近的绝缘材料，没有因接合时的热量而所劣化，进而具有不会破坏绝缘性的效果。
然而，在上述以往技术中，在剥去绝缘被膜的状态下使接合电线邻接，则在导体的端部的接合面部上，形成作为两导体外皮的绝缘被膜厚度程度的间隙。还有，使导体的前端尖细而导致该间隙变得更大。因此两导体间的紧密接触性被破坏，从而存在发生接合不良的可能性。
发明内容
本发明其目的在于尽量减小电线(接合导体)间产生的间隙，进而提高接合的可靠性，同时，使导体的接合作业容易地进行，进而提高车辆用交流发电机等旋转电机的定子的生产性。
为了达到上述的目的，本发明构成为，在电线(接合导体)相互对向的接合面部上，在前端的导体的剥离部与其附近的绝缘被覆部的面处于同一面上、或者使导体的剥离部的面相对其附近的绝缘被覆部的面突出的状态下，导体剥离部的中心轴线相对绝缘被覆部的中心轴线进行偏移。
通过如上述方式构成的本发明，去除绝缘被膜的导体的前端的接合面部为没有间隙的状态下接合面相互对向的，因此接合时不需要用较大力量将两者推压，并且接合后由回弹现象而导致接合面分开的可能性可以变小。其结果，可以实现接合作业的合理化，同时，提高在接合面部上的接合状态的可靠性，并且提高旋转电机的定子等的生产率、可靠性。
附图说明
图1是表示实施本发明的电线(接合导体)连接部的放大侧视图。
图2是说明将接合面部按照容易焊接的形状来切断的工序的图。
图3是表示接合面部的焊接接合状态的图。
图4是用于说明将接合面部Tig焊接的情形的图。
图5是表示切除短边的漆包被膜的工序的图。
图6是表示切除长边的漆包被膜的工序的图。
图7是在图5中的圆框部分的放大图。
图8是在图6中的圆框部分的放大图。
图9是切除装置的概略示意图。
图10是用于说明切除短边的漆包被膜的工序的图。
图11是表示已切除短边的漆包被膜的绝缘导体的侧视图。
图12是用于说明切除长边的漆包被膜的工序的图。
图13是表示切除完短边侧、长边侧的漆包被膜的绝缘导体的侧视图。
图14是表示将切除完短边侧、长边侧的漆包被膜的绝缘导体放在切断装置上的状态的图。
图15是表示用于说明另外的加工方法的图。
图16是表示在旋转机的定子上使用的线圈导体的母材的图。
图17是表示被弯曲的线圈导体的图。
图18是表示整形为六角形状的内线圈和外线圈的图。
图19是表示实施本发明的旋转机定子的一部分的图。
图20是用于说明定子组装工序的前工序的图。
图21是用于说明钉子组装工序的前工序的图。
图22是用于说明在定子组装工件夹具上安放定子铁心的状态的图。
图23是用于说明在定子铁心上安放内线圈的状态的图。
图24是用于说明将外线圈在定子铁心上安放的状态的图。
图25是表示安放着内线圈、外线圈的定子铁心的图。
图26是用于说明旋转成形外线圈的工序的图。
图27是用于说明将外线圈按照为了接合的必要状态来变形，进而加固的工序的图。
图28是用于说明焊接接合面部的工序的图。
图29是用于说明旋转成形内线圈的工序的图。
图30是用于说明将内线圈按照为了接合的必要状态来变形，进而加固的工序的图。
图31是用于说明焊接内线圈接合面部的工序的图。
图中：1、2-电线(接合导体)；1B、2B-漆包被膜；1E、2E-第1倾斜面；1G、2G-第2倾斜面；1H、2H-平坦面；1J、2J-平坦面；1K、2K-第3倾斜面；1L、2L-截面；30-熔融金属；50、60-切除装置；131-内线圈；133-外线圈；160-定子；161-插槽；300-定子组装工件夹具。
具体实施方式
以下，将本发明的实施例参照附图说明。
图1是表示实施本发明的电线(接合导体)连接部的放大侧视图。
电线(接合导体)1和2为将截面为方形的导体1A、2A的周围以漆包被覆1B、2B来进行被覆、绝缘的。
在电线(接合导体)1和2的前端上的漆包被覆1B、2B被削掉，并且在前端上设有截面积最小的突起部分1C、2C。该小突起部分1C、2C切断一根长导体(详细内容将后述)，从而进行在形成所需长度的导体片时的切断部的作用。在该小突起部分1C、2C与漆包被覆1B、2B部分中间，形成有进行焊接接合面部1D、2D作用的中等程度大小的截面积部分。小突起部分1C、2C与焊接接合面部1D、2D之间的一侧由向漆包被覆1B、2B侧向外侧扩展的有着倾斜的第一倾斜面1E、2E来连接。
焊接接合面部1D、2D与漆包被覆1B、2B部分(截面积最大的部分)之间由段差部1F、2F来连接。
还有，在该段差部1F、2F与漆包被覆1B、2B部分之间具有向漆包被覆1B、2B侧朝外侧扩展的有着倾斜的第2倾斜面1G、2G。
电线(接合导体)1和2的具有倾斜的第1倾斜面1E、2E以及包含段差部1F、2F的侧的相反侧从漆包被膜1B、2B到小突起部分1C、2C的前端为止以平面来形成。
并且通过该平面部1H、2H，连接导体1与2的双方的前端部贴紧。
该结构的特征为，以平面部1H、2H来形成的接合面上没有空隙的结构。通过上述结构，结合面部的放热面积大约减少25％，在焊接接合时用少量的热量来可以充分地接合。通过使导体的前端部成为较小的截面积，以较少的加热量来可以解决问题相结合，可以得到更有效的加热。
在电线(接合导体)1和2的前端上剩余的2面为，平坦面1J、2J与其后部的平坦面(未图示)。
该平坦面1J、2J也其漆包被覆1B、2B被削掉，其结果在平坦面1J、2J与漆包被覆1B、2B面中间具有向漆包被覆1B、2B侧朝外侧扩展的有着倾斜的第3倾斜面1K、2K。后部的面也具有同样的构造。
第1倾斜面1E、2E、第2倾斜面1G、2G、第3倾斜面1K、2K、平坦面1J、2J以及其背面，通过削掉导体漆包被覆1B、2B的刀具(将后述)的刃所形成。
图2是说明将接合面部按照容易焊接的形状来切断的工序的图。
在焊接接合前，电线(接合导体)1和2的前端部，在中等程度截面积的焊接接合面部1D、2D的中间位置上，通过将切断装置20的切断刃20A、20B向图2的矢量方向操作而被切断。
图3表示，在截面上，通过Tig焊接(Tungsten Inert Gas焊接)来焊接接合的状态。
图4是用于说明将接合面部Tig焊接的情形的图。
将该截面1L、2L通过Tig焊接(Tungsten Inert Gas焊接)进行焊接，从而将电线(接合导体)1A、2A的接合面以熔融金属30来接合。
具体来说，焊枪40的开口夹41上具有耐热性强的钨电极42，在其周围上将惰性气体(惰性气体/氩气体或者氦气体)44从气体导入管43开始导入，并且通过气体管口47的内部向焊接部分的周围喷出。该惰性气体的喷流48将焊接部从空气中隔离，使焊接部成为无氧气状态。而其结果由于焊接处没有氧气(空气)，因此具有材料难以被氧化的特征。由于电线(接合导体)1A、2A为铜，因此将电线(接合导体)1A、2A作为正电极，并且将喷口41的电极41A作为负电极而施加直流电压，则钨电极42与接合电线(接合导体)1A、2A的接合面1L、2L之间可以产生电弧40B。在该焊接中，电弧40B的温度达到5000度至30000度。通过该电弧40B的热量，来熔融接合面1L、2L之间的接合面部而进行焊接。
如果因放热面积小而放热量少，则对应于此，焊接部的温度可以快速升高至金属的熔融温度为止。
另外，接合面没有间隙，因此没有空气(氧气)的聚集场所，还有即使喷射到焊接部的惰性气体的流动在焊接部上产生负压部，由于没有在焊接部上引入空气的通路之类的间隙，而向接合面部引入(逆流)空气(氧气)的可能性不存在，从而焊接部难以被氧化。
还有，由于接合面贴紧，因此在焊接时不需要从外部以强力来压住着。上述构成可以解除焊接后接合面部产生回弹(排斥压住的力量而想返回到象原来那样的分离状态的现象)而导致焊接部分离的问题。还有，不需要为了防止由回弹引起的分开，而保持着推压力直到接合面部冷却为止，从而接合所需要的时间可以缩短。
还有，在将电线(接合导体)向上竖立进行接合时，段差部1F、2F作为熔融金属的飞溅物的容器来使用，从而降低由于飞溅物附着在绝缘被膜的表面上，而破坏绝缘性的可能性。
基于图5、图6将说明有关在以上说明的电线(接合导体)1、2的制造方法以及制造装置。
尽管对实施例的电线(接合导体)1、2在前面也说明过，电线(接合导体)1、2的垂直于导体的延长方向轴线的截面为由长边和短边构成的长方形截面的矩型导体，其周围以漆包被覆1A、2A来绝缘被覆。
在导体的端部上，与另外的导体焊接接合时，漆包被覆成为阻碍。因此，需要去除作为导体接合面部的导体端部的漆包被覆，使焊接接合容易。另外，使漆包被覆的去除作业、与按照使用目的以特定长度来切断的切断作业，可以连续地进行而有必要采用适合自动化的加工方法。
图5至图12是用于说明漆包被覆的去除作业的图，图5是表示将短边的漆包被覆切除的工序的图，图6是表示将长边的漆包被覆切除的工序的图。图7是在图5中的圆框部分的放大图，图8是在图6中的圆框部分的放大图，图9是切除装置的概略示意图。
切除装置50、60由固定模具51、61与可动模具52、62构成。
固定模具51、61由一对固定工件夹具51A、51B、61A、61B与在其中央设有的导体导槽兼固定刃51C、61C来构成。
可动模具52、62由一对可动刃52A、52B、62A、62B与在其中央设有的导体推压52C、62C来构成。
导体导槽兼固定刃51C、61C与可动刃52A、52B、62A、62B分别具有刀尖51a、51b、61a、61b、52a、52b、62a、62b。
在加工线的前、后上并列地设置有切除装置50、60，首先以切除装置50来切除短边的漆包被覆100A，相关切除部被送进到切除装置60的位置为止，在该位置上长边的漆包被覆100A被切除。如上所述，连续地在长导体上按一定的间隔，形成切除漆包被覆的部分。
如图9所示，在切除装置50的入口和出口上设有用于平直地送进绝缘导体的导体送进导槽101、102。通过未图示的送进装置以一定长度被送进来的绝缘导体100，被引导为使其长边对接在切除装置50的导体导槽兼固定刃51C的端面上形成的槽51F中。
如图5、图7以及图10所示，利用设置在与导体导槽兼固定刃51C对向的位置上的导体推压52C，向导体导槽兼固定刃51C的方向推压，从而固定绝缘导体100的位置(参考图10(a)、(c))。
其次可动刃52A、52B从图中的上方沿着下方动作，其结果，在可动刃52A、52B的刀尖52a、52b与导体导槽兼固定刃51C的刀尖51a、51b之间产生的剪断力上表现切除过程中的状态，而被切除的被覆与导体的一部分(由切割引起的切割屑)保留在形成于固定工件夹具51A、51B与导体导槽兼固定刃51C之间的间隙51D、51E中(参考图10(b)、(d))。
短边的漆包被覆100A的切除结束，则绝缘导体100通过未图示的送进装置送进到下一个切除装置60的位置为止。
图1表示短边的漆包被覆100A的切除结束时刻的绝缘导体的外观。在与图1中的构成部分相同的部分上使用相同的符号。
切除装置60配置在将切除装置50正好旋转90度的位置上，并且相对切除装置50的可动刃52A、52B，切除装置60的可动刃62A、62B配置在相同的加工线上，使其向直角方向进行往返运动。其结果，绝缘导体保持与切除装置50的位置上的状态完全相同的状态，原封不动地平直地被送进。
切除装置60与在图9中表示的装置也相同，在入口与出口上设有用于将绝缘导体平直地送进的导体送进导槽101、102。利用未图示的送进装置以一定长度送进来的绝缘导体100的短边的漆包被覆100A被切除的部分，放在形成在切除装置60的导体导槽兼固定刃61C的端面上的槽61F的位置上。在该状态下，在切除部的面与槽61F的面之间还存在间隙(参考图12(a)、(d))。
图6、图8表示其过程中的状态。成为图6、图8的状态之前，首先可动刃62A、62B从图中的右方向左方动作，其结果可动刃62A、62B的刀尖62a、62b对接在绝缘导体100的需要切除的部分上。如图12(b)、(e)所示，可动刃62A、62B的刀尖62a、62b从可动刃52A、52B的刀尖52a、52b开始在轴方向上较长地形成着，因此从前工序中以可动刃52A、52B的刀尖52a、52b来剪断的部分相比，可以对经轴方向的较长的部分进行切断。通过上述方式，可以解决如果只有先切除的部分的截面积小的部分与可动刃62A、62B的刀尖62a、62b相适合，则以截面积小的部分来完成切碎导体的问题。
另外，可动刃62A、62B的刀尖62a、62b向导体导槽兼固定刃61C的方向动作，则截面积还没变小的长边部分以刀尖62a、62b来开始被切除。此时，可动刃62A、62B的推压力，通过在由可动刃62A、62B的刀尖52a、52b在前工序中切除的部分相比位于轴方向更外侧的区域中截面积较大部分的外表面对接在固定工件夹具61A、61B上而被接受(参考图12(b)、(e))。
还有，刀尖62a、62b向导体导槽兼固定刃61C侧动作，则刀尖62a、62b到达在前面工序中以可动刃52A、52B的刀尖52a、52b来被切除的截面积变小的部分的面上。该时刻在前面工序中被切除而截面积变小的部分受到导体推压62C与可动刃62A、62B的推压力，而进行在图面左方上的变形。该变形持续进行到截面积变小的部分的槽61F侧的面被压在该槽61F的底面为止(参考图12(c)、(f))。
截面积较小的部分的槽61F侧的面，与该槽61F的底面对接以后，由在可动刃62A、62B的刀尖62a、62b和导体导槽兼固定刃61C的刀尖61a、61b之间产生的剪断力而被切除。
图6、图8是表示其过程中的状态的图，因此被切除的漆包被覆和导体的一部分保留在固定工件夹具61A、61B与导体导槽兼固定刃61C之间形成的间隙61D、61E中。
另外，在图9中，以固定模具51与可动模具52的刃由定位销56A、56B定位。
因此，图13表示对绝缘导体100的短边、长边侧的漆包被膜完成切除的导体。使用的符号与在图1中的电线(接合导体)1、2相同的符号，相同的符号表示相同的部分。
这样电线(接合导体)1、2，通过切除装置50、60对漆包被覆完成切除的状态下，成为一对电线(接合导体)1、2的一部分由成为突起部1C的截面积最小的部分来连接的状态。
截面积最小的部分是在进行短边侧的切除加工时，利用在可动刃52A、52B的刀尖52a、52b的中心部上形成有的刃来形成的。在图13中短边的尺寸为L1、长边的尺寸为L2，其中L1＜L2。
就在加工线的切除装置60的后方位置上设有切断装置，若切除装置60完成切除，则电线被送进至该切断装置的位置为止。
图14表示将沿着图13中的P-P截面进行切分的绝缘导体，设置在切断装置上的状态。
如图14所示，切断装置具有切断刃110以及在其两侧上设有的切断辅助工件夹具111。切断辅助工件夹具111具有使切断刃110的导槽、以及导体维持不动的压紧工件夹具功能。通过切断辅助工件夹具111将导体按压在承模112上的状态下，使切断刃110向承模112动作，从而截面积小的部分被切断，并且形成突起部1C。
此时，在电线(接合导体)1、2的承模112上接触的面，切断后形成接合面1H、2H。如在图14中清楚地表示，接合面1H、2H被变形(由中心偏移到一侧)而使其与漆包被覆1B、2B的面形成同一平面(拉平：把相邻二个平面调整成同一水平面)。
还有，在上述实施例中，说明了作为将漆包被覆切除部按上述方式变形的时刻，在进行长边侧的漆包被覆切除工序时同时使其变形(由中心偏移到一侧)的情况，然而在切除工序中不进行变形(由中心偏移到一侧)，如图15所示，在切断工序中通过推压工件夹具113、114将切除部如虚线所示相长边方向推压变形而使其偏移，然后通过切断刃110也可以切断最小截面积部。
图16是表示具备在图1、图13以及图14中所表示的电线(接合导体)部的旋转电机的定子的线圈导体的图。
各个线圈导体是构成旋转电机的定子的部件，其有被插入在定子的插槽内侧部分的线圈131、被插入到插槽外侧部分的线圈133、以及连接这些内线圈和外线圈的过渡线圈132。
通过上述工序在各线圈导体的两端上形成有上述形状的漆包覆波切除部131A、131B、132A、132B、133A、133B。
各线圈导体，如图17所示，大致在中央处弯曲。有关弯曲加工将后述。
还有，如图18所示，内线圈13与外线圈大致上形成为六角形状。旋转部131C、133C以及倾斜边部131G、131F、133G、133F分别形成定子线圈的过渡线部。
漆包被覆切除部131A、131B、133A、133B，其已预定好的多个接合面部如图1所示那样在接合面上被接合，并且如图2所示那样被切断之后，如图3、图4所示那样被焊接。
按上述方式形成的各线圈，如图9所示，被插入在定子160的插槽161内，并且各自的接合面上焊接结合而形成定子线圈。
下面，通过图20至图31来具体地说明钉子线圈131、133的成形工序、以及定子160的组装工序。
成为内线圈131、外线圈133的母材的、在图16中表示的线圈导体，通过未图示的U字形工序以U字形状来成形，通过在图20中表示的工序，U字形状的多个内线圈131、外线圈133分别插入放置在各自的插入工件夹具200中。
在图21所示的工序中，在插入工件夹具200中放置有的多个内线圈131、外线圈133的U字状部分，通过旋转工件夹具210来旋转成形。
在图22所示的工序中，在具有线圈导槽301的定子组装工件夹具300上放置有定子铁心302。
在图23所示的工序中，在定子组装工件夹具300中设置有的定子铁心302的插槽内，内线圈131先使用线圈导槽301而被放置。
在图24所示的工序中，外线圈133在定子铁心302的插槽内中，利用线圈导槽301，插入放置在先被放置的内线圈131的外侧上。
在图25中表示放置有内线圈131、外线圈133的定子铁心302。
在该状态中，内线圈131、外线圈133的接合端部还没作接合的准备。
在图26所示的工序中，通过线圈压入夹具303首先将外线圈133压入在定子302上，使旋转轴304向矢量方向旋转而使得下模具305旋转，进而将接合端部按指定形状来旋转成形。
在图27所示的工序中，取下下模具305将外线圈133的终端变形为如图1所示的为了接合的必要状态，进而加固成形。其后，如图2所示，通过切断装置来切断，准备焊接。
在图28所示的工序中，通过在图3、图4中表示的方法，Tig焊接接合面部。此时，通过传感器306测量焊接高度，并检测是否成为合适的高度。
在图29所示的工序中，通过线圈压入夹具307，将内线圈131压入在定子302上，使旋转轴304向矢量的方向旋转而使得下模具305旋转，进而将接合端部按指定的形状来旋转成形。
在图30所示的工序中，取下下模具305将内线圈131的终端变形为如图1所示的接合所必要的状态，进而加固成形。其后，如图2所示，通过切断装置来切断，准备焊接。
在图31所示的工序中，通过图3、图4所示的方法，将接合面部Tig焊接。此时，通过传感器306测定焊接高度，并检测是否成为合适的高度。
通过如上所述的方式，可以得到图19所示的定子。

Claims (5)

1.一种电线的加工方法，
进行下述的工序：
前工序，在绝缘被覆电线的一部分上形成绝缘被膜被削去而露出导体的、截面为矩形状的部分；和
后工序，在所述前工序之后，切断露出所述导体的部分的中间位置，形成接合面部，
其中，前工序由下述工序构成：
第一绝缘被膜切除工序，形成与所述导体对向的一对剥离面；和
第二绝缘被膜切除工序，通过所述第一次绝缘被膜切除工序来在没有形成剥离面的所述导体的周围上，形成一对剥离面，同时，包含加压成形工序，所述加压成形工序中将所述导体向通过所述第一绝缘被膜切除工序形成的剥离面的一方剥离面的面侧上加压，并且将所述导体的剥离部的中心轴线，从实施绝缘被覆的绝缘被覆部的中心轴线向所述其中一方面侧移动，其移动距离为与通过所述第一绝缘被膜切除工序来削去的厚度相同的距离。
2.如权利要求1所述的电线的加工方法，其特征在于：
所述第一绝缘被膜切除工序，实施在截面上的短边方向的绝缘被膜的切除加工，
所述第二绝缘被膜切除工序，实施在截面上的长边方向的绝缘被膜的切除加工，此时，长边方向的绝缘被膜切除的同时，或者在绝缘被膜切除前、后的任意一个下，实施所述加压成形工序。
3.如权利要求1所述的电线的加工方法，其特征在于：
在所述前工序的第一绝缘被膜切除工序与第二绝缘被膜切除工序之间，实施使所述电线按一定长度来移动的送进工序。
4.一种制造电线的电线制造装置，其特征在于，具备：
第一承模，其具备引导实施绝缘被膜的导体的导槽；和
第一绝缘被膜切除装置，其具有相互特定的间隔来隔开而平行设置的、相对所述第一承模可以往返运动的一对第一剪断刃；和
第二承模，其紧接在所述第一绝缘被膜切除装置上配置，具备支撑所述绝缘被膜导体的导槽；和
第二绝缘被膜切除装置，其具有相互特定的间隔来隔开而平行设置的、相对所述第二承模可以往返运动的一对第二剪断刃，
其中，所述第二绝缘被膜切除装置具有加压装置，所述加压装置对所述导体向所述导体的绝缘被膜切除方向加压而使所述导体偏移。
5.如权利要求4所述的制造电线的电线制造装置，其特征在于：
与所述第一剪断刃的长度相比，第二剪断刃的长度更长。
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