CN102934336B - 定子制造方法以及定子 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够制造不使用金属制环、缩短树脂模制成形工序的时间并具有足够强度的定子的定子制造方法、以及定子。该定子制造方法涉及制造将在分割铁心部件(33)的齿(35)上卷绕线圈(36)而成的分割铁心组件(32)配置成圆筒状的定子(30)的技术。在该定子制造方法中，在固定模具(10)中将分割铁心组件(32)插入成圆筒状，在配置成圆筒状的分割铁心组件(32)的线圈末端部(36a、36b)配置包含玻璃纤维或者碳纤维的树脂片(37a、37b)，通过可动模具(20)的滑行部(23)对树脂片(37a、37b)进行加压来模制成形，由此使分割铁心组件(32)一体化。可动模具(20)在通过圆筒部(22)对分割铁心组件(32)进行了定位后，通过滑行部(23)对树脂片(37a、37b)进行加压来模制成形。
Description
技术领域
本发明涉及定子制造方法，用于制造将分割铁心组件配置成圆筒状而成的定子，所述分割铁心组件是在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而成的。
背景技术
作为定子制造方法，通过将被分割成多个的分割铁心部件组装成圆筒形状来构成定子而进行。实际上，将在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而成的分割铁心组件构成为圆筒形状，构成定子组件并对线圈末端部进行树脂模制，从而完成定子。
在使分割铁心组件构成为圆筒形状来构成定子组件的情况下，如专利文献1所示，采用通过金属制环约束外周的方法。
但是，为了使金属制环嵌合，而需要进行使金属制环热膨胀等的操作，存在成本提高的问题。
为了解决该问题，例如在专利文献2中提出以下技术。首先，将分割铁心组件排列成圆筒状来形成定子组件，并在用外周约束夹具约束了外周的状态下，对被形成在齿间的多个槽部内进行树脂模制。接着，拆下外周约束夹具，对定子组件的外周进行树脂模制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利文献特开2009-131006号公报；
专利文献2：日本专利文献特开2009-261150号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献2的定子制造方法中存在以下问题。
即，由于存在将定子组件的外周用外周约束夹具约束来对槽内进行树脂模制的工序、以及拆下外周约束夹具并对定子组件的外周进行树脂模制的工序，因此在树脂模制成形工序的制造周期中需要时间，存在成本提高的问题。
另外，在使用了通常的树脂的情况下，存在以下问题：为了保持定子的强度而必须加厚模制的厚度，从而定子大型化。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供以下的定子制造方法以及定子，所述定子制造方法能够在不使用金属制环的情况下缩短树脂模制成形工序的时间来制造具有足够的强度的定子。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的一个方式的定子制造方法以及定子具有以下构成。
(1)一种定子制造方法，用于制造将分割铁心组件配置成圆筒状而成的定子，所述分割铁心组件是在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而成的，所述定子制造方法的特征在于，在固定模具中将分割铁心组件插入成圆筒状，在配置成圆筒状的分割铁心组件的线圈末端部配置包含玻璃纤维或者碳纤维的树脂片，通过可动模具对树脂片进行加压来模制成形，由此使分割铁心组件一体化。这里，玻璃纤维(碳纤维)的长度设为10mm以上。另外，玻璃纤维(碳纤维)的体积比率设为30％以上。玻璃纤维(碳纤维)使用直径为几微米、方向性例如随机的纤维。
(2)在(1)所述的定子制造方法中，优选的是：所述可动模具在对所述分割铁心组件进行定位之后，对所述树脂片进行加压成形。
(3)在(1)或(2)所述的定子制造方法中，优选的是，使用热固性树脂作为所述树脂片，在对所述树脂片进行加压成形之后，对所述树脂片进行加热而使其固化。
(4)在(1)或(2)所述的定子制造方法中，优选的是：使用热塑性树脂作为所述树脂片，在对所述树脂片进行加压成形之前，对所述树脂片进行加热而使其熔融。
(5)在(1)至(4)所述的定子制造方法中，优选的是：当将所述树脂片配置在所述线圈末端部时，根据所述线圈末端部的模制位置来改变所述玻璃纤维或者所述碳纤维的长度。在需要强度的位置，优选的是将玻璃纤维(碳纤维)的长度设为30mm～50mm左右或者其以上。发明的效果
本发明的定子制造方法以及定子起到如下的作用和效果。
(1)一种定子制造方法，用于制造将分割铁心组件配置成圆筒状而成的定子，所述分割铁心组件是在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而成的，所述定子制造方法的特征在于，在固定模具中将分割铁心组件插入成圆筒状，在配置成圆筒状的分割铁心组件的线圈末端部配置包含玻璃纤维或者碳纤维的树脂片，通过可动模具对树脂片进行加压来模制成形，由此使分割铁心组件一体化，由此即使不使用金属制环，也能够通过包含在树脂中的玻璃纤维或者碳纤维提高定子的强度。特别是，覆盖线圈末端部的外径侧的树脂的强度通过玻璃纤维(碳纤维)被提高，由此能够足够抵抗住对各分割铁心组件向径外方向作用的力。
(2)在(1)所述的定子制造方法中，其特征在于，所述可动模具在对所述分割铁心组件进行定位之后，对所述树脂片进行加压成形，由此能够不使用如专利文献2的技术的那样的外周约束夹具而进行树脂模制。因此，能够不需要安装或者拆卸外周约束夹具的作业而缩短树脂模制成形工序的时间。另外，由于不需要特别准备外周约束夹具，因此能够降低设备费成本。
(3)在(1)或(2)所述的定子制造方法中，其特征在于，使用热固性树脂作为所述树脂片，在对所述树脂片进行加压成形之后，对所述树脂片进行加热而使其固化，由此能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部和齿间(槽内)、线圈彼此之间。
(4)在(1)或(2)所述的定子制造方法中，其特征在于，使用热塑性树脂作为所述树脂片，在对所述树脂片进行加压成形之前，对所述树脂片进行加热而使其熔融，由此能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部和齿间(槽内)、线圈彼此之间。
(5)在(1)至(4)中任一项所述的定子制造方法中，其特征在于，当将所述树脂片配置在所述线圈末端部时，根据所述线圈末端部的模制位置来改变所述玻璃纤维或者所述碳纤维的长度，因此能够仅在需要强度的位置使用玻璃纤维或者碳纤维长的树脂片。玻璃纤维或者碳纤维长的树脂片由于价格高，因此在不需要的位置使用玻璃纤维或者碳纤维短的树脂片，因此能够降低材料费的成本。
附图说明
图1是示出第1实施方式涉及的定子制造装置的截面图。
图2是示出该实施方式涉及的定子的俯视图。
图3是图2所示的定子的水平方向的截面图。
图4是图2所示的定子的IV-IV线的放大截面图。
图5是示出第1实施方式涉及的定子制造方法中的卷绕工序的情况的说明图。
图6是示出该制造方法中的配置工序的情况的说明图。
图7是示出该制造方法中的定位工序的情况的说明图。
图8是示出该制造方法中的定位工序的情况的说明图。
图9是示出该制造方法中的成形工序的情况的说明图。
图10是示出该定子的变更例1的水平方向的截面图。
图11是图10所示的定子的XI-XI线的放大截面图。
图12是示出该定子的变更例2的放大截面图。
图13是示出该定子的变更例3的水平方向的截面图。
图14是示出第2实施方式涉及的定子的放大截面图。
图15是示出第2实施方式涉及的定子制造方法中的成形工序的情况的说明图。
图16是示出该定子的变更例4的放大截面图。
图17是示出该定子的变更例5的放大截面图。
具体实施方式
以下，参考附图对将本发明涉及的定子制造方法以及定子具体化的实施方式进行详细说明。该定子制造方法是在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而形成分割铁心组件，并将该分割铁心组件配置成圆筒状来一体地模制成形。
[第1实施方式]
首先，参考图1对在第1实施方式中使用的定子制造装置的简要构成来进行说明。图1是示出第1实施方式涉及的定子制造装置的截面图。
如图1所示，定子制造装置1包括固定在装置侧的固定模具10以及可移动地设置的可动模具20。另外，在该装置1的模具10、20中内置有未图示的(电磁感应)加热装置和冷却水路。
固定模具10包括被形成为水平面状的水平面部11、以及从水平面部11向上方突出形成的圆柱部12。水平面部11是从下方支承分割铁心组件32的支承面。在该水平面部11，沿分割铁心组件32的外周形成有向上方突出形成的凸部11a。圆柱部12用于将分割铁心组件32定位配置成圆筒状。该圆柱部12构成圆柱形状。圆柱部12的轴沿上下方向设置。圆柱部12的直径D1是与所制造的定子的内径相同的长度。圆柱部12的外周面12b是用于与分割铁心组件32的内周面32b抵接的抵接面。
可动模具20被配置在固定模具10的上方，并被设置成能够向上下方向往复移动。该可动部20具有圆柱部21、圆筒部22、滑行部23。
圆柱部21构成圆柱形状。圆柱部21的轴与固定模具10的圆柱部12的轴一致。圆柱部21的直径D2是与固定模具10的圆柱部12的直径D1相同的长度。圆柱部21的下表面21a是用于与固定模具10的圆柱部12的上表面12a抵接的抵接面。
圆筒部22构成圆筒形状。圆筒部22的轴与圆柱部21的轴一致。圆筒部22的内径D3是在圆柱部21的直径D2上加上定子的径向厚度T的两倍而得的长度。圆筒部22的下表面22a使用于与固定模具10的水平面部11抵接的抵接面。圆筒部22的内周面22b是用于与分割铁心组件32的外周面32c抵接的抵接面。在该圆筒部22中，由下表面22a和内周面22b形成的角部分遍布一周被倒角，形成倾斜面22c。该倾斜面22c是用于与固定模具10的水平面部11的凸部11a抵接的抵接面。另外，圆筒部22与圆柱部21一体地上下移动。
滑行部23被配置在圆柱部21和圆筒部22之间。滑行部23构成圆筒形状。滑行部23的轴与圆柱部21以及圆筒部22的轴一致。滑行部23的内径被形成为与圆柱部21的直径D2相同，或者比圆柱部21的直径D2稍大。滑行部23的外径被形成为与圆筒部22的内径D3相同、或者比圆筒部22的内径D3稍小。因此，滑行部23的径向厚度与制造的定子的径向厚度T大致相同。滑行部23的内周面23b是能够与圆柱部21的外周面21b滑动的滑动面。滑行部23的外周面23c是能够与圆筒部22的内周面22b滑动的滑动面。滑行部23的下表面23a是用于对树脂片37a、37b加压的加压面。
[定子]
接着，参考图2～图4对通过上述定子制造装置1制造的定子30进行说明。图2是表示本实施方式的定子的俯视图。图3是图2所示的定子的水平方向的截面图。图4是图2所示的定子的IV-IV线的放大截面图。
如图2所示，定子30是将被分割形成的多个分割铁心组件32组装成圆筒形状而成的。在本实施方式中，通过18个分割铁心组件32构成定子30。
分割铁心部件33是将通过挤压等形成的电磁钢板层叠多层而成的。该分割铁心部件33如图3所示具有形成外周侧的轭34以及从轭34向轴心方向突出形成的齿35。在该齿35上卷绕了线圈36而得的是分割铁心组件32。并且，将该分割铁心组件32配置成圆筒形状而得的是定子组件31(参考图6)。各分割铁心组件32的上下两侧的线圈末端部36a、36b如图4所示通过树脂片37a、37b进行模制。此外，在分割铁心组件32的线圈末端部36a设置有端子部38。该端子部38经由汇流条与同相的端子部38连接，但是在各图中省略汇流条来示出。
本实施方式的树脂片37a、37b是使用在SMC成形上的。使用在该树脂片37a、37b上的树脂可以是热固性树脂，也可以是热塑性树脂，在本实施方式中使用热固性树脂、例如不饱和聚酯。此外，如果是具有能够抵抗马达运转时产生的热的耐热性的树脂，则可以使用在树脂片37a、37b上。例如，作为其他的热固性树脂，可以使用环氧、酚类树脂等。另一方面，作为热塑性树脂，可以使用PPS等。另外，在本实施方式的树脂片37a、37b中包含玻璃纤维或者碳纤维。玻璃纤维(碳纤维)的长度是10mm以上。玻璃纤维(碳纤维)的体积比率是30％以上。玻璃纤维(碳纤维)使用直径几微米、方向性随机的纤维。该树脂片37a、37b以成为模制所需的厚度的方式重叠使用。另外，树脂片37a、37b根据线圈末端部36a的端子部38和汇流条的模制位置形成未图示的凹部或槽。
[定子制造方法]
接着，参考图5至图9对本实施方式涉及的定子制造方法进行说明。在该定子制造方法中，主要按照卷绕工序、配置工序、定位工序、成形工序的顺序进行。图5是示出本实施方式涉及的定子制造方法中的卷绕工序的情况的说明图。图6是示出该制造方法中的配置工序的情况的说明图。图7和图8是示出该制造方法中的定位工序的情况的说明图。图9是示出该制造方法中的成形工序的情况的说明图。
在卷绕工序中，如图5所示，在各分割铁心部件33的齿35上卷绕多层线圈36。由此，形成18个分割铁心组件32。
在配置工序中，如图6所示，将18个分割铁心组件32配置成圆筒状。在本实施方式中，在配置分割铁心组件32时，如图1所示，将树脂片37a配置在上侧的线圈末端部36a，将树脂片37b配置在下侧的线圈末端部36b。并且，如图6所示，使分割铁心组件32的内周面32b和固定模具10的圆柱部12的外周面12b抵接来将各分割铁心组件32配置成圆筒状。此时，各分割铁心组件32从下方被固定模具10的水平面部11支承，而配置成相同的高度位置。这样，形成定子组件31。此外，虽然未进行图示，但是优选在固定模具10上设置用于决定各分割铁心组件32的高度位置的凸部等。
在定位工序中，如图7和图8所示，对配置成圆筒状的各分割铁心组件32进行定位。具体地，使可动模具20向下方移动，用圆筒部22覆盖分割铁心组件32的外周。即，使分割铁心组件32的外周面32c和可动模具20的圆筒部22的内周面22b抵接来决定各分割铁心组件32的径向位置。这里，在本实施方式的圆筒部22中，通过下表面22a和内周面22b形成的角部分遍布一周被倒角，来形成倾斜面22c。因此，如图7所示，当使圆筒部22向下方移动时，各分割铁心组件32按压圆筒部22的倾斜面22c来逐渐向轴心方向移动。这样，能够形成以将各分割铁心组件32向固定模具10的圆柱部12按压的方式使相邻的分割铁心组件32之间紧密地一体化的定子组件31。另外，通过对由圆筒部22的下表面22a和内周面22b形成的角部分倒角，圆筒部22在下降时不会被分割铁心组件32卡住。因此，能够使圆筒部22的内周面22b和分割铁心组件32的外周面32c顺利地抵接，并对各分割铁心组件32进行定位。在图8所示的状态下，各分割铁心组件32被固定模具10的圆柱部12和可动模具20的圆筒部22夹持并被固定以免向径向发生错位。
在成形工序中，如图9所示，通过SMC成形对分割铁心组件32的线圈末端部36a、36b进行树脂模制。具体地，使可动模具20的滑行部23向下方滑行，并通过滑行部23的下表面23a对树脂片37a、37b进行加压。由此，能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部36a、36b和齿35间(槽内)、线圈彼此之间。之后，通过内置在金属模具10、20中的(电磁感应)加热装置使树脂片37a、37b加热并固化。之后，使可动模具20向上方移动并从固定模具10取出定子30。如此，能够得到定子30。另外，金属模具10、20通过内置的冷却水路被冷却。如此，通过内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置进行急速加热，并通过内置在模具10、20中的冷却水路急速冷却，由此能够缩短成形工序所需的时间。
此外，在由水平面部11、圆柱部12的外周面12b、圆筒部22的内周面22b以及滑行部23的下表面23a围绕的空间内存在空气。当该空气残留在成形后的树脂内时，产生定子30的强度下降等的问题。但是，根据本实施方式的制造装置1，伴随着滑行部23向下方移动，该空气从圆筒部22的下表面22a和水平面部11的间隙、滑行部23的内周面23b和圆柱部21的外周面21b的间隙、滑行部23的外周面23c和圆筒部22的内周面22b的间隙漏出。由此，能够防止空气混入到模制树脂内。
另一方面，在作为热塑性树脂而使用PPS等热塑性树脂的情况下，通过预先内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置急速加入到树脂片37a、37b的融点以上，使树脂成为熔融状态。在该状态下，使可动模具20的滑行部23向下方滑行，并通过滑行部23的下表面23a对树脂片37a、37b加压。由此，能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部36a、36b和齿35间(槽内)、线圈彼此之间。
之后，通过内置在模具10、20中的冷却水路来急速地冷却来使树脂固化。如此，由内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置进行急速加热，通过内置在模具10、20中的冷却水路进行急速冷却，由此能够缩短成形工序所需的时间。并且，在使树脂固化之后，使可动模具20向上方移动，并从固定模具10中取出定子30。如此，能够得到定子30。
以上，为了详细地说明，根据本实施方式的定子制造方法，在制造将在分割铁心部件33的齿35上卷绕了线圈36而成的分割铁心组件32配置成圆筒状的定子30的定子制造方法中，在固定模具10中将分割铁心组件32插入成圆筒状，在配置成圆筒状的分割铁心组件32的线圈末端部36a、36b配置包含了玻璃纤维或者碳纤维的树脂片37a、37b，通过可动模具20的滑行部23对树脂片37a、37b进行加压来进行模制成形，由此使分割铁心组件32一体化，因此即使不使用金属制环，也能够通过包含在树脂中的玻璃纤维或者碳纤维来提高定子30的强度。
特别是，通过玻璃纤维(碳纤维)提高覆盖线圈末端部36a、36b的外径侧的树脂的强度，也能够足够抵抗住对各分割铁心组件32向径外方向作用的力。
另外，根据本实施方式的定子制造方法，当将热固性树脂用于树脂片37a、37b的情况下，在对树脂片37a、37b加压成形后进行加热使其固化，在将热塑性树脂用于树脂片37a、37b的情况下，在对树脂片37a、37b加压之前加热到融点以上并使其熔融，因此能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部36a、36b和齿35间(槽内)、线圈之间。此时，通过内置在金属模具10、20中的(电磁感应)加热装置进行急速加热，并通过内置在金属模具10、20中的冷却水路进行急速冷却，能够缩短成形工序所需的时间。伴随于此，能够降低加热装置或冷却用泵的消耗电力。
另外，根据本实施方式的定子制造方法，通过可动模具20的圆筒部22对分割铁心组件32进行了定位之后，对树脂片37a、37b进行加压成形，因此能够不使用如专利文献2的技术那样的外周约束夹具进行树脂模制。因此，能够不需要安装或拆卸外周约束夹具的作业而缩短成形工序的时间。另外，由于不需要特别准备外周约束夹具，因此能够降低设备费的成本。
接着，参考图10至图13对本实施方式涉及的定子的变更例1～3进行说明。图10是示出变更例1涉及的定子的水平方向的截面图。图11是图10所示的定子的XI-XI线中的放大截面图。图12是示出变更例2涉及的定子的放大截面图。图13是示出变更例3涉及的定子的水平方向的截面图。此外，在变更例1～3中，对于与上述实施方式同样的部件标注相同的符号并适当省略说明。
[变更例1]
在变更例1涉及的定子40中，如图10所示，在各分割铁心组件42的轭44的外周侧中央位置，沿轴向延伸设置有截面为V字型的槽44a、44b。更详细地说，如图11所示，变更例1的槽44a、44b由形成在轭44中的轴向的上端侧的槽44a和形成在轭44中的轴向的下端侧的槽44b构成。该槽44a、44b由与树脂片37a、37b相同材料的树脂45a、45b模制。对上端侧的槽44a模制的树脂45a与对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片37a一体地形成。另外，对下端侧的槽44b模制的树脂45b与对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片37b一体地形成。
在变更例1涉及的定子40中，对轭44的外周侧中的上端侧的槽44a模制的树脂45a和对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片37a一体地形成，并且对轭44的外周侧中的下端侧的槽44b模制的树脂45b和对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片37b一体地形成，因此能够更加提高定子40的外周侧中的强度。
[变更例2]
在变更例2涉及的定子50中，如图12所示，在各分割铁心组件52的轭54的外周侧中央位置，沿轴向延伸设置有截面为V字型的槽54a。特别是，变更例2的槽54a与变更例1不同，从轭54中的轴向的上端侧连续形成到下端侧。该槽54a通过与树脂片37a、37b相同的材料的树脂55模制。对槽54a模制的树脂55的上端部55a与对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片37a一体地形成。另外，对槽54a模制的树脂55的下端部55b与对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片37b一体地形成。
在变更例2涉及的定子50中，对形成在轭54的外周侧的槽54a模制的树脂55的上端部55a和对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片37a被一体地形成，并且对形成在轭54的外周侧的槽54a模制的树脂55的下端部55b和对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片37b被一体地形成，因此能够更加提高定子50的外周侧中的强度。特别是，通过上下连续的槽54a，树脂55与上下两侧的树脂片37a、37b一体地形成，因此能够得到与变更例1比进一步提高了外周侧的强度的定子50。
[变更例3]
在变更例3涉及的定子60中，如图13所示，在邻接的分割铁心组件62之间的轭64的外周侧抵接位置，沿轴向延伸设置有截面为V字型的槽64a。该槽64a由与树脂片37a、37b相同的材料的树脂65模制。此外，该槽64a如图11所示的变更例1的槽44a、44b那样可以形成在轭64中的轴向的上端侧以及下端侧，也可以如图12所示的变更例2的槽54a那样，从轭64中的轴向的上端侧连续形成到下端侧。
在变更例3涉及的定子60中，与变更例1、2同样，能够通过树脂65更加提高定子60的外周侧中的强度。并且，由于通过树脂对邻接的分割铁心组件62之间的轭64的外周侧抵接位置模制，因此也能够防止邻接的分割铁心组件62之间的错位。由此，能够更加提高定子60的强度。
[第2实施方式]
接着，参考图14对本发明的第2实施方式涉及的定子70进行说明。图14是示出第2实施方式涉及的定子的放大截面图。此外，在第2实施方式中，对于与上述第1实施方式同样的部件标注相同的标号并适当省略说明，以下，以不同点为中心进行说明。
第2实施方式的定子70在根据线圈末端部36a、36b的模制位置，改变包含在树脂片的玻璃纤维或者碳纤维的长度的方面上与上述第1实施方式的定子不同。
在本实施方式的定子70中，如图14所示，线圈末端部36a、36b的内径侧通过树脂片77a、77b被模制。另一方面，线圈末端部36a、36b的外径侧通过树脂片78a、78b被模制。使用在该树脂片77a、77b、78a、78b上的树脂可以是热固性树脂，也可以是热塑性树脂，在本实施方式中，也使用热固性树脂、例如不饱和聚酯。此外，如果是具有能够抵抗在马达运转时产生的热的耐热性的树脂，也可以使用在树脂片77a、77b、78a、78b上。例如，作为其他的热固性树脂，可以使用环氧、酚类树脂等。另一方面，作为热塑性树脂，可以使用PPS等。内径侧的树脂片77a、77b包含10mm～50mm左右的长度的玻璃纤维(碳纤维)。另一方面，外径侧的树脂片78a、78b至少包含30mm～50mm左右或者其以上的长度的玻璃纤维(碳纤维)。各树脂片77a、77b、78a、78b中的玻璃纤维(碳纤维)的体积比率是30％以上。在本实施方式中，玻璃纤维(碳纤维)也是使用直径几微米、方向性随机的纤维。
这里，参考图15对第2实施方式的定子制造装置及其制造方法进行说明。图15是示出第2实施方式涉及的定子制造方法中的成形工序的情况的说明图。
如图15所示，本实施方式的定子制造装置代替第1实施方式的滑行部23，而具有用于对线圈末端部36a、36b的内径侧成形的第1滑行部81和对线圈末端部36a、36b的外径侧成形的第2滑行部82。
第1滑行部81在圆柱部21和圆筒部22之间被配置在内径侧。第2滑行部82在圆柱部21和圆筒部22之间被配置在外径侧。第1滑行部81和第2滑行部82构成圆筒形状。第1滑行部81和第2滑行部82的轴与圆柱部21和圆筒部22的轴一致。第1滑行部81的内径形成为与圆柱部21的直径D2相同、或者比圆柱部21的直径D2稍大(参考图2)。第2滑行部82的外径形成为与圆筒部22的内径D3相同、或者比圆筒部22的内径D3稍小(参考图2)。并且，第1滑行部81的外周面81c和第2滑行部82的内周面82b为彼此能够滑动的滑动面。因此，当将第1滑行部81的径向厚度和第2滑行部82的径向厚度相加时，成为与要制造的定子的径向厚度T相同。另外，第1滑行部81的内周面81b是能够与圆柱部21的外周面21b滑动的滑动面。第2滑行部82的外周面82c是能够与圆筒部22的内周面22b滑动的滑动面。第1滑行部81的下表面81a是用于对树脂片77a、77b加压的加压面。第2滑行部82的下表面82a是用于对树脂片78a、78b加压的加压面。
在本实施方式的定子制造方法中，主要也是依照卷绕工序、配置工序、定位工序、成形工序进行。此外，在该定子制造方法中，卷绕工序、定位工序与上述第1实施方式同样地进行，因此以下以配置工序以及成形工序为中心进行说明。
在配置工序中，与第1实施方式同样，将各分割铁心组件32沿固定模具10的圆柱部12的外周面12b配置成圆筒状。此时，在本实施方式中，在线圈末端部36a、36b的内径侧配置树脂片77a、77b，并在线圈末端部36a、36b的外径侧配置树脂片78a、78b。
在成形工序中，首先，通过树脂片77a、77b对线圈末端部36a、36b的内径侧进行模制，接着通过树脂片78a、78b对线圈末端部36a、36b的外径侧进行模制。具体地，首先，使第1滑行部81向下方滑行。由此，第1滑行部81的下表面81a对树脂片77a、77b进行加压而使其变形，并对分割铁心组件32的上下两侧线圈末端部36a、36b中的内径侧进行模制。之后，使第2滑行部82向下方滑行。由此，第2滑行部82的下表面82a对树脂片78a、78b加压来使其变形，对分割铁心组件32的上下两侧线圈末端部36a、36b中的外径侧进行模制。如此，能够使树脂没有间隙地流入到线圈末端部36a、36b和齿35间(槽内)、线圈彼此之间。之后，通过内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置对树脂片77a、77b、78a、78b进行加热并使其固化。之后，使可动模具20向上方移动，并从固定模具10取出定子70。如此，能够得到定子70。另外，模具10、20通过内置的冷却水路被冷却。如此，通过内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置进行急速加热，并通过内置在模具10、20中的冷却水路进行急速冷却，由此能够缩短成形工序所需的时间。
另一方面，在作为热塑性树脂而使用PPS等热塑性树脂的情况下，通过预先内置在模具10、20中的(电磁感应)加热装置急速加热到树脂片77a、77b、78a、78b的融点以上，使树脂成为熔融状态。在该状态下，使第1滑行部81向下方滑行。由此，第1滑行部81的下表面81a对树脂片77a、77b进行加压来使其变形，对分割铁心组件32的上下两侧线圈末端部36a、36b中的内径侧进行模制。之后，使第2滑行部82向下方滑行。由此，第2滑行部82的下表面82a对树脂片78a、78b进行加压来使其变形，对分割铁心组件32的上下两侧线圈末端部36a、36b中的外径侧进行模制。
之后，通过内置在模具10、20中的冷却水路急速地进行冷却来使树脂固化。并且，在使树脂固化后，使可动模具20向上方移动，并从固定模具10取出定子70。如此，能够得到定子70。
以上，根据本实施方式的定子制造方法，在将树脂片77a、77b、78a、78b配置在线圈末端部36a、36b时，在线圈末端部36a、36b的外径侧配置包含长的玻璃纤维或者碳纤维的树脂片78a、78b。由此，能够提高特别要求强度的外径侧的强度。这里，玻璃纤维或者碳纤维的长的树脂片价格高。因此，在本实施方式中，通过在内径侧配置包含相对短的玻璃纤维或者碳纤维的树脂片77a、77b，能够降低材料费。
接着，参考图16和图17对第2实施方式涉及的定子的变更例4、5进行说明。图16是示出变更例4涉及的定子的放大截面图。图17是示出变更例5涉及的定子的放大截面图。此外，在变更例4、5中，对于与上述实施方式同样的部件标注相同的标号并适当地省略说明。
[变更例4]
在变更例4涉及的定子90中，如图16所示，在各分割铁心组件92的轭94的外周侧中央位置，沿轴向延伸设置有截面为V字型的槽94a、94b。更详细地说，槽94a、94b由形成在轭94中的轴向的上端侧的槽94a和形成在轭94中的轴向的下端侧的槽94b构成。该槽94a、94b由树脂95a、95b模制。树脂95a和树脂95b与树脂片78a以及树脂片78b同样地，至少包含30mm～50mm程度或者其以上的长度的玻璃纤维(碳纤维)。各树脂95a和95b中的玻璃纤维(碳纤维)的体积比率是30％以上。玻璃纤维(碳纤维)使用直径为几微米、方向性随机的纤维。并且，对上端侧的槽94a模制的树脂95a与对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片78a一体地形成。另外，对下端侧的槽94b模制的树脂95b与对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片78b一体地形成。
在变更例4涉及定子90中，对轭94的上端侧的槽94a模制的树脂95a和对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片78a一体地形成，并且对轭94的下端侧的槽94b模制的树脂95b和对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片78b一体地形成，因此能够提高定子90中的外径侧的强度。特别是在变更例4中，由于在树脂95a、95b中包含长的玻璃纤维(碳纤维)，因此能够更加提高定子90的强度。
在变更例4中，也可以通过树脂95a、95b对邻接的分割铁心组件92之间的轭94的外周侧抵接位置进行模制，由此能够防止邻接的分割铁心组件92之间的错位。
[变更例5]
在变更例5涉及的定子100中，如图17所示，在各分割铁心组件102的轭104的外周侧中央位置，沿轴向延伸设置有截面为V字型的槽104a。特别是，变更例5的槽104a与变更例4不同，从轭104中的轴向的上端侧连续地形成到下端侧。该槽104a通过树脂105被模制。树脂105与树脂片78a和树脂片78b同样，至少包含30mm～50mm程度或者其以上的长度的玻璃纤维(碳纤维)。树脂105中的玻璃纤维(碳纤维)的体积比率是30％以上。玻璃纤维(碳纤维)使用直径是几微米、在高度方向排列的纤维。对槽104a模制的树脂105的上端部105a与对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片78a一体地形成。另外，对槽104a模制的树脂105的下端部105b与对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片78b一体地形成。
在变更例5涉及的定子100中，对形成在轭104的外周侧的槽104a模制的树脂105的上端部105a和对上侧的线圈末端部36a模制的树脂片78a一体地形成，并且对形成在轭104的外周侧的槽104a模制的树脂105的下端部105b和对下侧的线圈末端部36b模制的树脂片78b一体地形成，因此能够提高定子100的外周侧的强度。另外，通过上下连续的槽104a，树脂105与上下两侧的树脂片78a、78b一体地形成，因此能够得到比变更例4更高的强度。并且，在定子100中，包含在树脂105中的玻璃纤维(碳纤维)在高度方向上排列，因此能够提高作用在各分割铁心组件102上的拉伸应力。此外，玻璃纤维(碳纤维)的长度优选比定子100的轴向高度长。
在变更例5中，也可以通过树脂105对邻接的分割铁心组件102之间的轭104的外周侧抵接位置进行模制，由此能够防止邻接的分割铁心组件102之间的错位。
此外，上述的实施方式及其变更例仅是简单的例示，并不是对本发明进行任何限定，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种改良、变形。
例如，在上述实施方式的可动模具20中，示出了使滑行部23、81、82相对于圆柱部21或圆筒部22滑行来进行加压成形的情况，但是，也可以通过将圆柱部、圆筒部以及滑行部一体形成的可动模具在该工序内对分割铁心组件进行定位并且进行加压成形。
符号的说明
1...定子制造装置
10...固定模具
20...可动模具
22...圆筒部
23...滑行部
30...定子
32...分割铁心组件
32b...内周面
32c...外周面
33...分割铁心部件
34...轭
35...齿
36...线圈
36a、36b...线圈末端部
37a、37b...树脂片
70...定子
74...轭
77a...树脂片
77b...树脂片
78a...树脂片
78b...树脂片
81...第1滑行部
82...第2滑行部
Claims (5)
1.一种定子制造方法，用于制造将分割铁心组件配置成圆筒状而成的定子，所述分割铁心组件是在分割铁心部件的齿上卷绕线圈而成的，所述定子制造方法的特征在于，
在固定模具中将所述分割铁心组件插入成圆筒状，在配置成所述圆筒状的分割铁心组件的线圈末端部配置包含玻璃纤维或者碳纤维的树脂片，用可动模具的圆筒部覆盖分割铁心组件的外周，通过可动模具的滑行部对所述树脂片进行加压来模制成形，由此使所述分割铁心组件一体化。
2.如权利要求1所述的定子制造方法，其特征在于，
所述可动模具在对所述分割铁心组件进行定位之后，对所述树脂片进行加压成形。
3.如权利要求1或2所述的定子制造方法，其特征在于，
使用热固性树脂作为所述树脂片，
在对所述树脂片进行加压成形之后，对所述树脂片进行加热而使其固化。
4.如权利要求1或2所述的定子制造方法，其特征在于，
使用热塑性树脂作为所述树脂片，
在对所述树脂片进行加压成形之前，对所述树脂片进行加热而使其熔融。
5.如权利要求1或2所述的定子制造方法，其特征在于，
当将所述树脂片配置在所述线圈末端部时，根据所述线圈末端部的模制位置来改变所述玻璃纤维或者所述碳纤维的长度。
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