CN107204691A - 定子的制造方法和定子的制造用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供定子的制造方法和定子的制造用夹具，能防止感应加热中产生的钢板的磁悬浮或因此而引起的钢板弯曲，并防止粉末树脂或清漆等附着或进入紧固孔周边。定子具有圆环状的定子铁芯和电导体，定子铁芯是将在周缘部附近形成有多个紧固孔的多个薄板以多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠起来而形成的，电导体被插入于在定子铁芯上形成有多个的槽中，该定子的制造方法具有：安装工序，将按压部件安装至定子铁芯，按压部件从上方覆盖紧固孔及其附近并且向层叠方向内侧按压定子铁芯；加热工序，通过感应加热对定子铁芯进行加热；涂布工序，将树脂涂布到在加热工序中升温后的电导体上；和拆卸工序，将按压部件从涂布工序后的定子铁芯上卸除。

Description

定子的制造方法和定子的制造用夹具

技术领域

本发明涉及定子的制造方法和定子的制造用夹具。

背景技术

以往，公知有具有定子和转子的电动机或发电机等旋转电机。旋转电机的定子通常按照如下的方式制造。

首先，层叠多张大致圆环状的钢板来制作定子铁芯，另一方面，制作多个线圈元件，该线圈元件是将多个电导体捆扎而成型为大致U字状的结构。接着，使制作出的多个线圈元件在圆周方向上重叠而排列成圆环状，在该状态下，将各电导体的末端部贯插至呈圆环状并列设置于定子铁芯的各槽中。接着，在使从各槽突出的多个电导体的末端部沿圆周方向拧转弯曲之后，将其末端部彼此接合。然后，在从各槽露出的电导体的表面的一部分上涂布树脂而进行绝缘处理。由此，制造出旋转电机的定子。

但是，上述的绝缘处理是这样进行的：在借助感应加热使定子铁芯被加热之后，在变成了高温的电导体上涂布粉末树脂。然而，钢板受到加热时产生的磁力线的影响而引起磁悬浮，热不会传递到悬浮的层的下层而只对悬浮的钢板进行过加热，从而超过绝缘纸的耐热温度或者产生钢板的热变形等问题。因此，作为抑制钢板的弯曲和磁悬浮的方法，提出了在钢板上配置由圆环状的非磁性体构成的按压板的方法(例如，参照专利文献1)或在钢板上设置重石的方法(例如，参照专利文献2)。

另一方面，在定子铁芯上设置有多个用于对所层叠的多个钢板进行固定的紧固孔。因此，在涂布树脂时，有时因粉末树脂或清漆等异物会附着在这些紧固孔的周围，从而导致紧固面与垫圈不紧贴而会妨碍紧固作业。因此，以往，作业者利用遮蔽带对紧固孔附近进行覆盖，在该状态下进行树脂的涂布。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2012－240254号公报

专利文献2：日本特开昭60－74417号公报

然而，在以往的技术中，作业者为了进行绝缘处理，而必须分别进行在定子铁芯上设置按压板的设置作业以及遮蔽带的粘贴作业这2个作业，使得作业工序变得复杂。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种定子的制造方法和定子的制造用夹具，能够防止感应加热中产生的钢板的磁悬浮，并且能够防止粉末树脂或清漆等附着或进入到紧固孔周边。

(1)一种定子的制造方法(例如，后述的定子的制造方法S1)，该定子具有电导体(例如，后述的电导体3A)和大致圆环状的定子铁芯(例如，后述的定子铁芯2)，该定子铁芯是将多张在周缘部附近形成有多个紧固孔(例如，后述的紧固孔27)的薄板(例如，后述的钢板20)以所述多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠而形成的，该电导体的一部分被插入于槽(例如，后述的槽2A)中，在该定子铁芯上形成有多个所述槽，该定子的制造方法具有以下工序：安装工序(例如，后述的安装工序S2)，将按压部件安装至所述定子铁芯，该按压部件从上方覆盖所述紧固孔及其附近并且向层叠方向内侧按压所述定子铁芯；加热工序(例如，后述的加热工序S3)，通过感应加热对所述定子铁芯进行加热；涂布工序(例如，树脂涂布工序S4)，将树脂涂布到在所述加热工序中升温后的电导体上；以及拆卸工序(例如，后述的拆卸工序S5)，将所述按压部件从所述涂布工序后的所述定子铁芯卸除。

在上述(1)的发明的制造方法中，首先，设有安装工序，在该安装工序中，将按压部件安装至所述定子铁芯，该按压部件从上方覆盖紧固孔及其附近并且向层叠方向内侧按压所述定子铁芯。接着，设有加热工序和树脂涂布工序，在通过感应加热使定子铁芯被加热之后，在电导体上涂布树脂。然后，设有拆卸工序，将按压部件从进行了绝缘处理后的定子铁芯卸除，从而形成能够安装至旋转电机的定子。

由此，根据(1)的发明，安装于定子铁芯的按压部件能够防止在感应加热中可能会产生的钢板的磁悬浮和因该磁悬浮引起的钢板的弯曲，并且在树脂的涂布工序中，按压部件能够防止树脂或清漆等附着于紧固孔附近。

由于仅通过安装该按压部件就完成了树脂相对于电导体的涂布准备，因此作业效率得以提高，并且卸除后的按压部件能够进行再利用。

(2)根据上述(1)的定子的制造方法，所述按压部件被配置成在所述定子铁芯的圆周方向上被分割开。

在上述(2)的定子的制造方法中，其根据上述(1)的定子的制造方法，特别是按压部件被配置成在定子铁芯的圆周方向上被分割开。

由此，各按压部件能够单独拆卸，并且即使在安装了各按压部件之后将定子结构部件(例如三相线)连接起来，也能够将按压部件卸除。并且，即使1个按压部件因热膨胀而变形，该变形的影响也不会传递给相邻的按压部件，能够防止按压部件的变形。

(3)根据上述(1)或(2)的定子的制造方法，在所述安装工序中，通过利用同一紧固部件(例如，后述的螺栓60)将形成于所述按压部件的孔部和所述定子铁芯的紧固孔紧固在一起，从而向层叠方向内侧按压所述定子铁芯。

在上述(3)的定子的制造方法中，根据上述(1)或(2)的定子的制造方法，特别是利用同一紧固部件将所述按压部件所具有的孔部与所述定子铁芯的紧固孔紧固在一起。

由此，按压部件能够一体地安装于定子铁芯。因此，在各工序的转移时等定子铁芯的搬送变得容易，并且紧固部件不会松动，能够可靠地防止粉末树脂附着在紧固孔周边。

(4)一种定子(例如，后述的定子1)的制造用夹具，该定子具有电导体(例如，后述的电导体3A)和大致圆环状的定子铁芯(例如，后述的定子铁芯2)，该定子铁芯是将多张在周缘部附近形成有多个紧固孔(例如，后述的紧固孔27)的薄板(例如，后述的钢板20)以所述多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠而形成的，该电导体的一部分被插入于槽(例如，后述的槽2A)中，在该定子铁芯上形成有多个所述槽，

该定子的制造用夹具(例如，后述的按压部件50)被配置成在所述定子铁芯的圆周方向上被分割开，所述定子的制造用夹具从上方覆盖所述紧固孔及其附近并且具有孔部，该孔部形成为能够与所述定子铁芯的紧固孔紧固在一起。

在上述(4)的定子的制造用夹具中，特别是以从上方覆盖大致圆环状的定子铁芯的方式设置有该制造用夹具，该定子铁芯是将多张薄板以多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠而形成的。由此，制造用夹具能够防止在感应加热中可能产生的钢板的磁悬浮和因该磁悬浮引起的钢板的弯曲，并且制造用夹具能够作为掩蔽材料而防止树脂或清漆等附着于紧固孔及其附近。

上述(4)的定子的制造用夹具能够紧固于定子铁芯的紧固孔，并且形成为在定子铁芯的圆周方向上被分割开。由此，即使在安装了各制造用夹具之后将定子结构部件(例如三相线)连接起来，也能够将各制造用夹具卸除。并且，即使1个制造用夹具因热膨胀变形，该变形的影响也不会传递给相邻的制造用夹具，因此能够防止各制造用夹具的变形。

根据本发明，可提供一种定子的制造方法和定子的制造用夹具，能够防止在感应加热中所产生的钢板的磁悬浮，并且能够防止粉末树脂或清漆等附着或进入紧固孔周边。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的定子的结构的立体图。

图2是本实施方式的定子的俯视图。

图3是本实施方式的树脂涂布前的定子的俯视图。

图4是本实施方式的第1按压部件的立体图。

图5是本实施方式的第2按压部件的立体图。

图6是本实施方式的第1按压部件的主视图。

图7是图6中的第1按压部件的左侧视图。

标号说明

1：定子；2：定子铁芯；2A：槽；3A：电导体；4：树脂；20：钢板(薄板)；27：紧固孔；50：按压部件；51：主体部；54：紧固孔(孔部)；60：螺栓(紧固部件)。

具体实施方式

以下，关于本发明的一个实施方式，参照附图详细地进行说明。并且，在以下的说明中，将配置有电导体的顶部的一侧作为上，将配置有电导体的底部的一侧作为下。在本实施方式的定子的制造方法中，通过在将安装部件安装于定子铁芯的状态下将绝缘树脂涂布于电导体，从而制造出定子。

首先，对利用本实施方式的制造方法而制造的定子1进行说明。

图1是示出本发明的一个实施方式的定子的结构的立体图。图2是定子1的俯视图。图3是本实施方式的树脂涂布前的定子1的俯视图。

定子1形成为大致圆环状，其构成为包括定子铁芯2、线圈3、树脂4、按压部件(定子1的制造用夹具)50。未图示的转子旋转自如地配置于定子1的内侧。并且，用于进行定子铁芯2的感应加热的未图示的内线圈和外线圈被夹着定子铁芯2配置在定子铁芯2的内周与外周。

定子铁芯2形成为大致圆环状。在定子铁芯2的内周上，以相等间隔形成有多个沿定子铁芯2的中心轴线方向上贯穿的槽2A。

槽2A在定子铁芯2的径向上的截面形状形成为从定子铁芯的内周缘朝向径向外侧呈放射状延伸。各槽2A与沿旋转轴线方向延伸的缝2B连通，该缝2B在圆周方向上隔开相等间隔地形成在定子铁芯2的内周面上。

定子铁芯2是通过层叠多张钢板20而形成的，该钢板20在外周具有向外方突出的6个突出部21(21A～21F)。这6个突出部21在圆周方向上等间隔地形成。

在6个突出部21(21A～21F)的水平方向上的侧面上设置有第1弯曲部25(25A～25F)和第2弯曲部26(26A～26F)，该第1弯曲部25(25A～25F)在从突出部21的末端部22到突出部21的根部23之间形成有凸部24(24A～24F)，该第2弯曲部26(26A～26F)呈从突出部21的末端部22弯曲到突出部21的根部23的形状。

在从定子铁芯2的径向外侧观察内侧时，3个突出部21A、21C、21E中，第1弯曲部25(25A、25C、25E)形成于左侧，另一方面，3个突出部21B、21D、21F中，第1弯曲部25(25B、25D、25F)形成于右侧。由此，在相邻的2个突出部21彼此之间，配置有彼此的第1弯曲部25或者第2弯曲部26。

并且，在突出部21的中心部附近形成有能够紧固螺栓的紧固孔27，该紧固孔27沿钢板20的上下方向贯穿。在将按压部件50卸除之后，该紧固孔27供未图示的紧固部件贯插而进行紧固。

线圈3由多个线圈元件3B构成，该线圈元件3B通过将多个电导体3A捆扎而形成为大致U字状。线圈3的顶部3C成型为俯视观察时呈大致S字状。

该线圈3在将多个线圈元件3B在圆周方向上重叠并且排列成圆环状的状态下被贯插到各槽2A中。并且，在线圈元件3B的下方形成有连接部3D，该连接部3D通过TIG焊接等将以规定的间隔排列的电导体3A的下方端部连接起来。在连接部3D上被涂布用于绝缘的树脂4。

树脂4由在涂布前具有粉末状或者液体状的形态的绝缘树脂材料构成。树脂4是在涂布到线圈3的连接部3D上之后通过进行加热固化而形成的。在本实施方式中使用了粉末状的树脂4。

通电加热装置5具有3个电源供给线5A～5C，各供给线与线圈元件3B的连接部3D电连接。通电加热装置5从3个供给线输出初始相位分别错开三分之一波长的交流电流。

关于按压部件50，参照图4～7来详细地进行说明。这里，图4是本实施方式的第1按压部件50A的立体图。图5是本实施方式的第2按压部件50B的立体图。图6是本实施方式的第1按压部件50A的主视图。图7是图6中的第1按压部件50A的左侧视图。

如图4和图5所示，按压部件50构成为包含紧固孔(孔部)54、螺栓(紧固部件)60以及未图示的螺母。按压部件50在使紧固孔54与突出部21的紧固孔27连通的状态下被螺栓60和螺母紧固。按压部件50防止感应加热时的钢板20的磁悬浮和因该磁悬浮引起的钢板的弯曲。这里，虽然使用螺母进行紧固，但也可以代替螺母而使用在托板上切出内螺纹而得到的结构。

在按压部件50的主体部51上，分别成型出了具有与突出部21A、21C、21E匹配的形状的第1按压部件50A、50C、50E(在图4中为第1按压部件50A)以及具有与突出部21B、21D、21F匹配的形状的第2按压部件50B、50D、50F(在图5中为第2按压部件50B)。主体部51的材料使用不锈钢等非磁性部件。

在主体部51的表面部52上被进行了涂覆以使得所附着的树脂或清漆等能够简单地脱落。并且，主体部51的背面部53以0.1以下的平面度进行设置，以避免树脂粉末进入背面部53与突出部21之间的间隙中。

在主体部51上设置有紧固孔(孔部)54、第1旋转防止部55、第2旋转防止部56、上下左右判别部57以及测量用切口部58。

第1旋转防止部55(55A～55F)和第2旋转防止部56(56A～56F)将安装按压部件50时从螺栓60受到的应力抵消，防止主体部51的旋转(在图4中为第1旋转防止部55A和第2旋转防止部56A)。

第1旋转防止部55设置于第1弯曲部25侧。第1旋转防止部55形成为：在从主体部51朝向定子铁芯2的径向外侧延伸之后，向下方折回以使第1旋转防止部55的末端部551与图1所示的凸部24的一部分抵接。

并且，第2旋转防止部56设置于第2弯曲部26侧，并且形成为：在从主体部51朝向定子铁芯2的径向外侧延伸之后，向下方折回以使第2旋转防止部56的末端部561与第2弯曲部26的一部分抵接。

上下左右判别部57(57A～57F)设置于上述主体部51的第1旋转防止部55侧(在图4中为上下左右判别部57A)。上下左右判别部57形成为：在从主体部51朝向定子铁芯2的径向外侧延伸之后，以上下左右判别部57的末端部571被配置于主体部51的上方的方式折回。

上下左右判别部57使突出部21的形状与主体部51的形状的匹配性的判别变得容易。

测量用切口部58以能够进行激光照射的面积设置在突出部21的末端部22上。测量用切口部58在利用未图示的激光测量器对从定子铁芯2的下表面到上表面的高度进行测量时使用。并且，也可以用于微量规等机械式测量器。

关于具有如上的结构的定子1的制造方法S1，在下文中进行说明。

本实施方式的定子1的制造方法S1构成为包括安装工序S2、加热工序S3、树脂涂布工序S4以及拆卸工序S5。

在安装工序S2中，在定子铁芯2的各突出部21的上表面上安装按压部件50。具体而言，首先使用上下左右判别部57，配置与突出部21的形状相符的按压部件50，使按压部件50的紧固孔54与突出部21的紧固孔27连通。通过使螺栓60贯插到连通的紧固孔中，并利用螺母对该螺栓60的端部进行紧固，从而使按压部件50与定子铁芯2成型为一体。

在加热工序S3中，通过通电加热对线圈3进行加热，利用感应加热对定子铁芯2进行加热。具体而言，借助于通电加热装置5所施加的电流而产生基于线圈3内的电阻的焦耳热，从而对线圈3进行加热。并且，借助施加给隔着定子铁芯配置在定子铁芯的内周与外周的未图示的内线圈和外线圈的电流，而在定子铁芯中流过感应电流，进行发热。此时，虽然产生温度的上升以及磁力线，但通过按压部件50抑制了定子铁芯2的钢板20的变形或浮起。这里，虽然为了在加热工序S3中缩短加热时间而一并使用了用于加热线圈的通电加热和用于加热定子铁芯的感应加热，但如果时间上没有限制则也可以只进行加热定子铁芯的感应加热。

在树脂涂布工序S4中，在线圈3的连接部3D上涂布树脂4。具体而言，将通过上述加热工序S3而加热了的线圈3的连接部3D插入到未图示的树脂4的贮留槽内，借助该线圈3的热而使树脂粉末熔接。然后，将定子铁芯2放入炉内，使树脂固定于线圈3。

此时，连通的紧固孔处于被按压部件50掩蔽的状态，树脂或清漆等不会附着于该紧固孔周边。在树脂涂布工序S4中也可以具有在线圈3的顶部涂布树脂的工序。在该情况下，从顶部流过来的树脂也不会附着于紧固孔周边。

在拆卸工序S5中，将按压部件50从定子铁芯2卸除。具体而言，仅通过将安装于螺栓60的螺母去除，就能够将按压部件50卸除。此时，如果是以往的圆管状的按压板，则在安装了按压板之后安装于定子铁芯的部件(例如三相线)等成为障碍，无法将按压板卸除，而本发明的按压部件50由于在圆周方向上被分割开，因此不用顾及三相线等能够单独地进行拆卸。

另外，也可以在S2～S5的各工序之间进行将其他的部件安装于定子铁芯的工序、或将线圈之间连接的工序等其他的工序。

根据本实施方式的定子1的制造方法S1，实现了如下的效果。

首先，设有安装工序S2，在该工序中，从定子铁芯2的上方安装按压部件50以对紧固孔27及其附近进行覆盖。接着，设有加热工序S3和树脂涂布工序S4，在使电导体3A被加热之后，在该电导体3A上涂布树脂4。然后，设有拆卸工序S5，通过将按压部件50从执行了绝缘处理后的定子铁芯2卸除，而形成能够安装至旋转电机的定子1。

由此，根据本实施方式，安装于定子铁芯2的按压部件50能够防止在感应加热中可能产生的钢板20的磁悬浮和因该磁悬浮引起的钢板的弯曲，并且在树脂涂布工序中，按压部件50能够防止树脂或清漆等附着于紧固孔27及其附近。

并且，由于仅通过安装该按压部件50就完成了树脂相对于电导体3A的涂布准备，因此作业效率提高，并且拆卸后的按压部件能够进行再利用。

在本实施方式中，按压部件50被配置成在定子铁芯2的圆周方向上被分割开。

由此，按压部件50能够单独地拆卸，并且能够利用定子铁芯2的圆周上的按压部件50之间的间隙使通电加热装置5等相对于定子铁芯2装卸。并且，即使1个按压部件50因热膨胀而变形，该变形的影响也不会传递给相邻的按压部件50，能够防止按压部件50的变形。

在本实施方式中，所述按压部件50所具有的孔部(紧固孔)54与所述定子铁芯2的紧固孔27利用同一紧固部件(螺栓)60而紧固在一起。

由此，能够将按压部件50一体地安装于定子铁芯2。因此，在各工序的转移时等定子铁芯2的搬送变得容易，并且紧固部件60不会松动，能够可靠地防止树脂附着在紧固孔27上。

在本实施方式中，制造用夹具(按压部件)50被设置为从上方覆盖大致圆环状的定子铁芯2，该定子铁芯2是将多个薄板以多个紧固孔27沿层叠方向排列的方式层叠而形成的。由此，制造用夹具50能够防止在感应加热中可能产生的钢板的磁悬浮，并且制造用夹具50能够作为掩蔽材料而防止树脂或清漆等附着于紧固孔附近。

制造用夹具50能够紧固于定子铁芯2的紧固孔27，并且形成为在定子铁芯2的圆周方向上被分割开。由此，各制造用夹具50能够单独地拆卸，并且即使1个制造用夹具50因热膨胀而变形，该变形的影响也不会传递给相邻的制造用夹具50，因此能够防止制造用夹具50的变形。

另外，本发明不限于上述实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良都包含在本发明中。

Claims (4)

1.一种定子的制造方法，该定子具有电导体和大致圆环状的定子铁芯，该定子铁芯是将多张在周缘部附近形成有多个紧固孔的薄板以所述多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠而形成的，该电导体的一部分被插入于槽中，在该定子铁芯上形成有多个所述槽，该定子的制造方法具有以下工序：

安装工序，将按压部件安装至所述定子铁芯，该按压部件从上方覆盖所述紧固孔及其附近并且向层叠方向内侧按压所述定子铁芯；

加热工序，通过感应加热对所述定子铁芯进行加热；

涂布工序，将树脂涂布至在所述加热工序中升温后的电导体上；以及

拆卸工序，将所述按压部件从所述涂布工序后的所述定子铁芯上卸除。

2.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，

所述按压部件被配置成在所述定子铁芯的圆周方向上被分割开。

3.根据权利要求1或2所述的定子的制造方法，其中

在所述安装工序中，通过利用同一紧固部件将形成于所述按压部件的孔部与所述定子铁芯的紧固孔紧固在一起，而向层叠方向内侧按压所述定子铁芯。

4.一种定子的制造用夹具，该定子具有电导体和大致圆环状的定子铁芯，该定子铁芯是将多张在周缘部附近形成有多个紧固孔的薄板以所述多个紧固孔沿层叠方向排列的方式层叠而形成的，该电导体的一部分被插入于槽中，在该定子铁芯上形成有多个所述槽，

所述定子的制造用夹具被配置成在所述定子铁芯的圆周方向上被分割开，所述定子的制造用夹具从上方覆盖所述紧固孔及其附近并且具有孔部，该孔部形成为能够与所述定子铁芯的紧固孔紧固在一起。