CN108028581A - 定子的组装方法 - Google Patents

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CN108028581A CN201680054025.7A CN201680054025A CN108028581A CN 108028581 A CN108028581 A CN 108028581A CN 201680054025 A CN201680054025 A CN 201680054025A CN 108028581 A CN108028581 A CN 108028581A
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Abstract

本发明提供一种定子的组装方法，在该定子的组装方法中，从将安装有绝缘部件的线圈组件配置于定子铁芯的径向内侧的状态起，将线圈从圆环状的线圈组件的径向内侧朝径向外侧压出从而将线圈插入插槽。

Description

定子的组装方法
技术领域
本发明涉及定子的组装方法。
背景技术
以往，公知有具备将线圈插入圆环状的定子铁芯的插槽的工序的定子的制造方法。例如日本特开2011-193597号公报公开了这样的定子的制造方法。
在日本特开2011-193597号公报的定子的制造方法中，准备具有圆柱状并且在外周面形成有以与插槽相同的间距形成的多个保持槽的夹具、和由平角线形成的具有一对插槽收纳部的多个线圈。然后，向夹具的多个保持槽插入一个线圈的插槽收纳部和其它线圈的插槽收纳部。之后，在以使保持槽和插槽连通的方式将夹具配置于定子铁芯的内侧的状态下，一边使线圈变形一边从径向内侧朝径向外侧压出，将线圈插入插槽。
以往，还公知有具备将线圈插入圆环状的定子铁芯的插槽的工序的线圈插入方法。例如日本特开2011-200107号公报公开了这样的线圈插入方法。
在日本特开2011-200107号公报的线圈插入方法中，预先相对于定子铁芯的插槽配置绝缘纸，避免线圈的侧面与齿的壁面接触，插入线圈。
专利文献1：日本特开2011-193597号公报
专利文献2：日本特开2011-200107号公报
这里，在日本特开2011-193597号公报记载的定子的制造方法中，认为在将由平角线形成的线圈插入定子铁芯的插槽时，存在线圈的侧面与定子铁芯的齿(形成插槽的部分)的壁面接触，线圈和线圈的绝缘被膜破损的情况。因此，考虑在日本特开2011-193597号公报记载的定子的制造方法中，应用日本特开2011-200107号公报的线圈插入方法，预先相对于定子铁芯的插槽配置绝缘纸的方法。然而，使如日本特开2011-193597号公报那样配置于定子铁芯的径向内侧的线圈变形并将线圈插入像日本特开2011-200107号公报那样配置有绝缘纸的定子铁芯的情况下，认为存在由于插入中的线圈在插槽内沿周向变形为弧形，线圈相对于绝缘纸加压接触，线圈推开绝缘纸的不良情况。其结果是，存在线圈侧面与齿的壁面接触，线圈和线圈的绝缘被膜划伤的问题。另外，日本特开2011-193597号公报也公开了将多根圆线捆成偏平形状作为线圈，为了维持该偏平形状而使用卷绕有绝缘片(绝缘纸)的线圈的技术，但为了对每个线圈分别独立地卷绕绝缘纸，对于插入一个插槽的多个插槽收纳部而言，需要将与多个插槽收纳部的数量对应的绝缘纸卷绕于线圈，在该情况下，存在用于卷绕绝缘纸的劳动增加之类的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的一个目的是提供能够防止线圈划伤并且抑制定子组装时的劳动的定子的组装方法。
为了实现上述目的，本发明的一个方案的定子的组装方法是将具有由导体形成的多个插槽收纳部和由导体形成的线圈端部的线圈，安装于具有形成于从背轭朝径向内侧延伸的邻接的齿间并收纳多个上述插槽收纳部的插槽的圆环状的定子铁芯，上述定子的组装方法包含如下工序：形成由多个上述线圈呈圆环状配置而成的线圈组件的线圈组件形成工序；相对于上述线圈组件的由至少两个上述线圈的上述插槽收纳部构成的插槽收纳部束安装绝缘部件的绝缘部件安装工序；以及从安装有上述绝缘部件的上述线圈组件配置于上述定子铁芯的径向内侧的状态起，将形成上述线圈组件的上述线圈从圆环状的上述线圈组件的径向内侧朝径向外侧压出，从而将上述线圈的上述插槽收纳部和上述绝缘部件插入上述插槽的线圈插入工序。
本发明的一个方案的定子的组装方法中，如上述那样，相对于线圈组件的由至少两个线圈的插槽收纳部构成的插槽收纳部束安装绝缘部件，从而能够通过一次的作业相对于配置于一个插槽的多个插槽收纳部安装绝缘部件。其结果是，与在插槽配置有绝缘部件后将线圈插入插槽的情况不同，能够防止线圈侧面与齿壁面接触，能够防止线圈和线圈的绝缘被膜被齿壁面划伤。另外，与在每个插槽收纳部安装绝缘部件的情况相比，能够减少用于安装绝缘部件的劳动，所以能够减少定子的组装时间。即能够防止线圈划伤并且能够减少定子的组装时间。另外，从将安装有绝缘部件的线圈组件配置于定子铁芯的径向内侧的状态起，将形成线圈组件的线圈从圆环状的线圈组件的径向内侧朝径向外侧压出从而将线圈的插槽收纳部和绝缘部件插入插槽。由此，与在插槽配置有绝缘部件后将线圈插入插槽的情况不同，防止因线圈与绝缘部件摩擦引起的绝缘部件的压弯，所以能够提高定子的组装工序的成品率。
根据本发明，如上述那样，能够防止线圈划伤并且能够抑制定子的组装时的劳动。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的定子的内部的一部分的俯视图。
图2是表示本发明的一实施方式的定子的结构的立体图。
图3是表示本发明的一实施方式的定子的绝缘片的结构的剖视图。
图4是表示本发明的一实施方式的定子的绝缘片的结构的立体图。
图5是表示本发明的一实施方式的绝缘片的襟部的结构的剖视图。
图6是用于说明本发明的一实施方式的配置于插槽的线圈的结构的图。
图7是从径向内侧观察本发明的一实施方式的配置于插槽的同芯卷绕线圈的结构的图。
图8是本发明的本实施方式的引导夹具的立体图。
图9是用于说明本发明的一实施方式的线圈插入工序的图。
图10是表示本发明的一实施方式的线圈的结构的立体图。
图11是用于说明本发明的一实施方式的线圈组件形成工序的图。
图12是用于说明本发明的一实施方式的绝缘部件安装工序的图(安装前)。
图13是用于说明本发明的一实施方式的绝缘部件安装工序的图(安装后)。
图14是用于说明本发明的一实施方式的向线圈组件安装引导夹具和定子铁芯的工序的图(安装前)。
图15是用于说明本发明的一实施方式的向线圈组件安装引导夹具和定子铁芯的工序的图(安装有引导夹具的一部分的状态)。
图16是用于说明本发明的一实施方式的向线圈组件安装引导夹具和定子铁芯的工序的图(安装有引导夹具的一部分和定子铁芯的状态)。
图17是用于说明本发明的一实施方式的向线圈组件安装引导夹具和定子铁芯的工序的图(安装后)。
图18是用于说明本发明的一实施方式的使用引导夹具的线圈插入工序的图(插入前的放大图)。
图19是用于说明本发明的一实施方式的使用引导夹具的线圈插入工序的图(插入后的放大图)。
图20是用于说明本发明的一实施方式的将线圈插入插槽的过程中的情形的图。
图21是表示绝缘片的材料的拉伸强度的测定结果的图。
图22是表示本发明的一实施方式的绝缘片与比较例的绝缘片的实验结果的图。
具体实施方式
以下，结合附图来说明本发明的实施方式。
[定子的结构]
参照图1～图7，说明本实施方式的定子100的构造。本实施方式的定子100例如作为设置于马达(旋转电机)的定子而构成。此外，图1示出了从定子铁芯20的轴向上侧(箭头Z1方向侧)观察定子100的内部的状态。此外，本申请说明书中，在只记载为“轴向”的情况下，是指定子铁芯20的轴向，在只记载为“周向”的情况下，是指定子铁芯20的周向，在只记载为“径向”的情况下，是指定子铁芯20的径向。另外，径向外侧是指定子铁芯20的径向外侧(图8、图18以及图19的D1方向)，径向内侧是指定子铁芯20的径向内侧(图8、图18以及图19的D2方向)。
如图1所示，转子铁芯10具有多个永久磁铁11。多个永久磁铁11沿周向大致以等角度间隔配置。
(定子的整体的结构)
如图1和图2所示，定子100具备定子铁芯20、线圈30(同芯卷绕线圈)、绝缘片40。此外，绝缘片40是“绝缘部件”的一个例子。
定子铁芯20以在径向上与转子铁芯10对置的方式配置。而且，定子铁芯20具有形成为圆环状的背轭20a、和从背轭20a朝径向内侧延伸的多个(例如48个)齿21。多个齿21在定子铁芯20上沿周向大致以等角度间隔设置。另外，在邻接的齿21间形成有插槽22。另外，如图1所示，插槽22的内壁面23具有沿径向延伸并且在周向上相互对置地配置的内壁面23a、和配置于径向外侧的内壁面23b。另外，如图2所示，定子铁芯20在轴向上具有长度L1。
如图2所示，线圈30由剖面近似矩形的平角导线同心卷绕形成的盒式线圈构成。另外，线圈30在定子铁芯20上沿周向配置有多个(例如48个)从而形成了线圈组件50。另外，在定子100应用于三相交流马达的情况下，各线圈30构成U相线圈、V相线圈以及W相线圈中的某一者。此外，本申请说明书中，将“平角导线”作为包含由一根导线构成的平角导线、和捆束多根细线从而剖面的外形为平角导线形状(近似矩形)的导线在内的广义概念来记载。
如图1所示，绝缘片40沿着多个插槽22的各内壁面23(23a和23b)配置。而且，绝缘片40具有将线圈30与插槽22绝缘的功能。
(绝缘片的结构)
这里，在本实施方式中，如图3所示，绝缘片40具有将芳纶纸41和聚合物薄膜42直接接合的双层构造。绝缘片40例如通过对芳纶纸41的接合面41a以及聚合物薄膜42的接合面42a进行等离子处理，将等离子处理的芳纶纸41和聚合物薄膜42直接重叠并热压而形成。
芳纶纸41例如作为芳纶无纺布而形成。而且，芳纶纸41构成为在将线圈30安装于插槽22时，形成作为针对插槽22的滑动面而构成的表面41b。此外，芳纶纸41是“第二层”的一个例子。
聚合物薄膜42例如由PEN(Polyethylene naphthalate：聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜、PPS(Polyphenylenesulfide：聚硫化苯)薄膜或者PET(Polyethylene terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜构成。这里，PEN薄膜和PPS薄膜相比PET薄膜，具有高的耐热性，所以从该观点考虑，相比PET薄膜，优选由PEN薄膜或者PPS薄膜构成聚合物薄膜42。此外，聚合物薄膜42是“第一层”的一个例子。
另外，双层构造的绝缘片40构成为芳纶纸41的厚度t1大于聚合物薄膜42的厚度t2。例如绝缘片40构成为芳纶纸41的厚度t1是聚合物薄膜42的厚度t2的2倍以上。
另外，如图4所示，绝缘片40具有沿插槽22的内壁面23(参照图1)的形状。这里，在本实施方式中，绝缘片40形成为从轴向观察具有近似U字形状，并且从周向观察近似矩形。而且，近似U字形状的绝缘片40从平板形状的状态折弯而形成，在径向内侧设置有开口部40a。此外，开口部40a是“绝缘部件的开口部分”的一个例子。
而且，绝缘片40具有襟部43a和43b，侧面部44a、44b以及44c。襟部43a和43b设置于绝缘片40的轴向(与Z轴方向平行的方向)的两侧，绝缘片40以形成沿插槽22的形状的折弯线143的方式在平行于Z轴的方向折弯而形成。此外，襟部43a和43b是“绝缘部件的一部分”的一个例子。
另外，绝缘片40在形成有襟部43a和43b、侧面部44a～44c的状态下，沿轴向具有长度L2。而且，绝缘片40构成为绝缘片40的轴向的长度L2大于定子铁芯20的轴向的长度L1。
而且，如图5所示，襟部43a(以及43b)构成为绝缘片40的一部分从插槽22向箭头Z1方向侧突出，并且向箭头Z2方向侧(齿21侧)折回。由此，襟部43a配置于齿21的轴向上侧(箭头Z1方向侧)。
另外，在本实施方式中，如图5所示，线圈30插入插槽22时，襟部43a(以及43b)成为配置于后述的第一引导夹具61与线圈30之间的状态。由此，襟部43a(以及43b)具有防止第一引导夹具61直接接触线圈30的功能，所以能够在组装定子100时，防止由于使用第一引导夹具61而损伤线圈30。
另外，如图6所示，侧面部44a和44b以与插槽22的内壁面23a对置的方式配置。具体而言，侧面部44a配置为在插槽22的箭头X1方向侧，夹在线圈30与齿21之间。另外，侧面部44b配置为在沿周向相对于侧面部44a的另一侧(箭头X2方向侧)，夹在线圈30与齿21之间。另外，侧面部44c配置为在径向上夹在线圈30与齿21之间。
这里，在本实施方式中，如图6所示，绝缘片40(侧面部44a～44c)的外侧的表面41b由芳纶纸41形成，绝缘片40的内侧的表面42b由聚合物薄膜42形成。由此，芳纶纸41配置于定子铁芯20侧，聚合物薄膜42配置于线圈30侧(插槽收纳部32侧)。
另外，在本实施方式中，如图6所示，在插槽22收纳有多个插槽收纳部32(插槽收纳部束332)。详细地说，在插槽22配置有一个线圈30(30a)的一对插槽收纳部32中的一者即插槽收纳部132、和其它线圈30(30b)的一对插槽收纳部32中的一者即插槽收纳部232。而且，双层构造的绝缘片40构成为将插槽收纳部132和插槽收纳部232全都包围。即双层构造的绝缘片40以包围由插槽收纳部132和插槽收纳部232构成的插槽收纳部束332的方式构成。
具体而言，在一个插槽22中，卷绕多圈(例如4圈)的线圈30a的插槽收纳部132、与卷绕多圈的线圈30b的插槽收纳部232以在径向相互重合的方式配置。而且，绝缘片40配置为以沿插槽22的内壁面23具有近似U字形状的方式将在径向重合的插槽收纳部132和232(插槽收纳部束332)包围。
(线圈的结构)
如图6所示，线圈30由剖面近似矩形的平角导线31形成。平角导线31由导电性高的金属(例如铜、铝等)形成。此外，平角导线31的剖面角部也可以倒角(R加工)为圆形。
另外，线圈30如图7所示，在一根直线状的平角导线31被卷线形成装置(未图示)卷绕多次(例如4次)后，通过成型装置(未图示)形成为规定的形状(例如近似六边形或者近似八边形)。
这里，在本实施方式中，如图7所示，线圈30具有由导体形成且收纳于插槽22的部分即一对插槽收纳部32、和由导体形成且连接一对插槽收纳部32彼此的线圈端部33。
具体而言，插槽收纳部32以沿轴向平行地延伸的方式形成，与其它线圈30的插槽收纳部32一起收纳于插槽22。
线圈端部33具有从定子铁芯20的端面20b向轴向的一侧(箭头Z1方向侧)突出的部分和向另一侧(箭头Z2方向侧)突出的部分。另外，线圈端部33具有从轴向观察沿着周向弯曲的形状(参照图1)。
这里，在本实施方式中，如图6所示，多个线圈30的插槽收纳部32配置为从轴向观察，与插槽22的内壁面23a对置的平角导线31的插槽对置面31a相对于插槽22的内壁面23a倾斜。
具体而言，平角导线31的插槽对置面31a相对于插槽22的内壁面23a(绝缘片40的侧面部44a)倾斜锐角的角度θ(朝箭头C1方向)。而且，线圈30a的插槽对置面31a相对于绝缘片40的侧面部44a朝箭头C1方向倾斜锐角的角度θ，另一方面，线圈30b的插槽对置面31a相对于绝缘片40的侧面部44b倾斜锐角的角度θ(朝箭头C2方向)。由此，在插槽22的内部，线圈30a和30b在周向两侧接触绝缘片40。
另外，线圈30配置为位于平角导线31的对角的一对角部31b附近与绝缘片40的表面42b(聚合物薄膜42)抵接。由此，平角导线31的角部31b附近向插槽22的内壁面23a侧按压绝缘片40而构成。具体而言，线圈30a的角部31b向箭头X1方向侧按压绝缘片40而构成，线圈30b的角部31b向箭头X2方向侧按压绝缘片40而构成。
另外，如图7所示，平角导线31(插槽收纳部32)构成为在从插槽22的一方端(箭头Z1方向侧)到另一方端侧(箭头Z2方向侧)的大致整个区域，与绝缘片40的表面42b(聚合物薄膜42)抵接。而且，线圈30构成为向近似六边形的平角导线31的内侧方向按压绝缘片40。
[本实施方式的构造的效果]
本实施方式的构造中，能够得到以下那样的效果。
在本实施方式中，在定子100中设置有形成为双层构造的绝缘片，该绝缘片使圆环状的定子铁芯20、安装于线圈30并在插槽22侧形成滑动面(表面41b)的芳纶纸41、形成与表面41b相反一侧的表面42b的聚合物薄膜42直接接合，上述定子铁芯20具有形成于从背轭20a朝径向内侧延伸的邻接的齿21间并供多个线圈30配置的插槽22。由此，通过使用双层构造的绝缘片40，从而在与绝缘片40合计的厚度相同的情况下，与使用具有双层的芳纶纸和一层的聚合物薄膜这样三层构造的绝缘片的情况相比，能够增大每一层的芳纶纸41的厚度t1。由此，在将线圈30插入插槽22时，能够防止形成滑动面(表面41b)的芳纶纸41破损(破裂)。其结果，在将绝缘片40配置于定子铁芯20与线圈30之间时，能够防止绝缘片40破损。
另外，本实施方式中，在双层构造的绝缘片40中，芳纶纸41的厚度t1大于聚合物薄膜42的厚度t2。由此，因为芳纶纸41的厚度t1大，能够更可靠地防止形成滑动面的芳纶纸41破损。
[引导夹具的结构]
接下来，参照图8和图9，说明在本实施方式的定子100的组装时使用的引导夹具60。
如图8和图9所示，引导夹具60具有第一引导夹具61和第二引导夹具62，在线圈30的插槽收纳部32插入插槽22时，引导线圈30而构成。
如图8所示，第一引导夹具61(第一引导夹具61a和61b)构成为从轴向观察，周向的宽度从径向外侧朝径向内侧逐渐变小。而且，第一引导夹具61在将线圈30插入插槽22时，配置于齿21的轴向两侧。即第一引导夹具61a配置于箭头Z1方向侧，第一引导夹具61b配置于箭头Z2方向侧。
另外，如图8所示，第一引导夹具61具有从齿21朝径向内侧延伸的部分161。而且，部分161构成为插入线圈组件50的邻接的线圈30中的一者的插槽收纳部32与另一方的插槽收纳部32之间(齿孔51，参照图11)。
另外，第一引导夹具61如图9所示，从轴向观察，第一引导夹具61的各径向位置的各周向的宽度W1为齿21的相同的径向位置的周向的宽度W2以上。此外，图9中，作为一个例子图示出了宽度W1与宽度W2大致相等地设定的状态。而且，在本实施方式中，第一引导夹具61配置为从轴向观察，覆盖沿齿21的径向延伸的边缘部21a。由此，在将线圈30插入插槽22时，能够防止边缘部21a与线圈30接触而损伤线圈30。
另外，从齿21朝径向内侧延伸的部分161如图8所示，在轴向上与齿21对置一侧的相反侧倒角为圆形。由此，在线圈30接触第一引导夹具61的部分161的情况下，也能够防止线圈30损伤。
而且，在本实施方式中，如图9(图18和图19)所示，第一引导夹具61(部分161)构成为在将线圈30和绝缘片40插入插槽22时，在第一引导夹具61的部分161与线圈30之间配置有襟部43a或者43b的状态下引导线圈30。详细情况参照图18和图19后述。
如图8所示，第二引导夹具62具有板状，构成为从轴向观察，周向的宽度从外径侧朝内径侧逐渐变小。另外，第二引导夹具62配置于齿21的径向内侧。另外，在将线圈30插入插槽22时，第二引导夹具62与线圈30的插槽收纳部32之间配置有绝缘片40的侧面部44a或者44b的状态下，第二引导夹具62从周向引导插槽收纳部32而构成。另外，第二引导夹具62沿轴向的长度L3与定子铁芯20沿轴向的长度L1(参照图2)大致相等。
[定子的组装方法]
接下来，参照图2～图4、以及图9～图20，说明定子100的组装方法。
(绝缘部件形成工序)
如图3所示，绝缘部件形成工序中，形成双层构造的绝缘片40。具体而言，准备芳纶纸41和聚合物薄膜42。然后，利用低温等离子处理机(未图示)对芳纶纸41的接合面41a和聚合物薄膜42的接合面42a进行等离子处理。而且，等离子处理的芳纶纸41和聚合物薄膜42以沿厚度方向(与Z轴方向平行的方向)重叠的状态被热压，形成绝缘片40。通过该方法，芳纶纸41和聚合物薄膜42直接接合而不经由粘合层，形成绝缘片40。
而且，如图4所示，绝缘片40从平板形状折弯，从而形成为沿插槽22的内壁面23的从轴向观察近似U字形状。具体而言，将绝缘片40的襟部43a和43b、相互相连的侧面部44a～44c、从轴向观察朝一侧开放的开口部40a折弯而形成。即绝缘片40相连且具有开口部40a。
(线圈组件形成工序)
接下来，如图10和图11所示，线圈组件形成工序中，形成将多个线圈30配置为圆环状的线圈组件50。具体而言，准备多个图10所示的线圈30。然后，如图11所示，将多个线圈30错开插槽22的间距并相互沿周向邻接地配置。即形成圆环状的线圈组件50。
这里，在本实施方式中，如图6和图11所示，以将相互沿周向邻接地配置的两个线圈30的插槽收纳部32(132和232)在径向上交替排列地配置的方式形成插槽收纳部束332。具体而言，相互沿周向邻接地配置的线圈30彼此以各层平角导线在层叠方向(径向)交替排列的方式配置(参照图6)。另外，在利用多个线圈30形成线圈组件50的状态下，在相互沿周向邻接地配置的线圈30(插槽收纳部32)彼此之间，形成供定子铁芯20的齿21插入的齿孔51。
(绝缘部件安装工序)
接下来，如图12和图13所示，绝缘部件安装工序中，在线圈组件50的由至少两个线圈30的插槽收纳部32(132、232)构成的插槽收纳部束332，安装具有从轴向观察朝一侧开放的开口部40a的绝缘片40。而且，在本实施方式中，如图12所示，数目与插槽22的个数相同(例如48个)的绝缘片40以绝缘片40的开口部40a朝径向内侧的状态，在线圈组件50的径向外侧等角度间隔地配置。换言之，绝缘片40以在径向上分别与线圈30的插槽收纳部32对置的方式配置。而且，绝缘片40以绝缘片40的近似U字形状的开口部40a与径向内侧(插槽收纳部32侧)对置的方式配置。
而且，如图12和图13所示，绝缘片40从线圈组件50的径向外侧朝径向内侧，安装于形成有线圈组件50的状态的线圈30的插槽收纳部32。由此，如图9所示，一个绝缘片40以包围多个插槽收纳部32的方式配置。
另外，在本实施方式中，如图12所示，将配置于线圈组件50的径向外侧的绝缘片40从线圈组件50的径向外侧，如图13所示那样朝径向内侧安装，从而对于绝缘片40而言，以使聚合物薄膜42配置于线圈30(插槽收纳部32)侧的方式，将双层构造的绝缘片40安装于插槽收纳部32。此外，这里绝缘片40也可以通过粘合剂等固定于插槽收纳部32。
(引导夹具插入工序)
接下来，引导夹具插入工序中，如图14～图17所示，向形成线圈组件50的线圈30插入引导夹具60(第一引导夹具61a和61b、第二引导夹具62)。
具体而言，如图14所示，安装有绝缘片40的状态的线圈组件50、多个引导夹具60(第一引导夹具61以及第二引导夹具62)、定子铁芯20配置于规定的位置。例如多个引导夹具60配置于线圈组件50的径向的外侧，定子铁芯20配置于线圈组件50的轴向一侧(例如箭头Z1方向侧)。
而且，如图15所示，将配置于轴向的一侧(箭头Z2方向侧)的多个第一引导夹具61b、和多个第二引导夹具62同时插入线圈组件50的每个齿孔51。此时，成为在第一引导夹具61b与线圈30之间配置有绝缘片40的襟部43b(参照图14)的状态。此外，虽然没有图示，但从轴向观察绝缘片40的襟部43a和43b卡挂于第一引导夹具61b而构成夹具，利用第一引导夹具61b将绝缘片40定位而构成。
而且，如图16所示，使定子铁芯20相对于线圈组件50沿轴向相对移动，从而在定子铁芯20的径向内侧的空间配置线圈组件50。详细地说，定子铁芯20从线圈组件50的没有安装引导夹具60(第一引导夹具61b)一侧(箭头Z1方向侧)，相对于线圈组件50移动而组装于线圈组件50。
而且，如图17所示，多个引导夹具60(第一引导夹具61a)从线圈组件50的径向外侧朝径向内侧同时插入线圈30。此时，成为第一引导夹具61a与线圈30之间配置有绝缘片40的襟部43a(参照图16)的状态。
(线圈插入工序)
接下来，如图2、图9以及图18～图20所示，线圈插入工序中，从将安装有绝缘片40的线圈组件50配置于定子铁芯20的径向内侧的状态起，利用第一引导夹具61和第二引导夹具62将形成线圈组件50的线圈30从圆环状的线圈组件50的径向内侧朝径向外侧引导并压出，从而将线圈30的插槽收纳部32和绝缘片40插入插槽22。
具体而言，如图9所示，线圈30的线圈端部33被辊63朝定子铁芯20的径向外侧按压。此时，辊63相对于定子铁芯20在周向相对移动。由此，线圈端部33的整体不是同时朝定子铁芯20的径向外侧被按压，而是线圈端部33从周向的一侧朝另一侧逐渐(局部)被按压。此外，图9中示出了在定子铁芯20的插槽22中的一部分的插槽22配置两个线圈30的状态，但实际上在全部的插槽22分别配置两个线圈30。
这里，在本实施方式中，如图9所示，利用覆盖沿齿21的径向延伸的边缘部21a的轴向一侧而配置的从齿21朝径向内侧延伸的第一引导夹具61引导线圈30，并且将形成线圈组件50的多个线圈30从径向内侧朝径向外侧压出，从而将线圈30的插槽收纳部32和绝缘片40插入插槽22。
具体而言，如图18和图19所示，在绝缘片40的襟部43a和43b配置于(夹在)第一引导夹具61的部分161与线圈30之间的状态下，使绝缘片40的襟部43a和43b相对于第一引导夹具61的部分161的周向的表面滑动并且将绝缘片40和线圈30都插入插槽22。
另外，在本实施方式中，如图18和图19所示，在线圈插入工序中的线圈插入开始时，线圈30(线圈组件50)位于定子铁芯20的径向内侧时，利用第二引导夹具62引导线圈30，并且使线圈30和绝缘片40从径向内侧朝径向外侧移动。另外，此时，第二引导夹具62在第二引导夹具62与插槽收纳部32之间配置有绝缘片40的侧面部44a或者44b的状态下，从周向引导插槽收纳部32。
另外，如图20所示，线圈插入工序中，形成插槽收纳部32的平角导线31从轴向(箭头Z1方向侧)观察，朝箭头C1或者C2方向扭转并且和绝缘片40一起插入插槽22。即平角导线31从轴向观察，平角导线31的插槽对置面31a相对于插槽22的内壁面23倾斜，平角导线31的角部31b附近向插槽22的内壁面23(内壁面23a)侧(箭头A1方向侧和箭头A2方向侧)按压绝缘片40，并且使平角导线31从定子铁芯20的内径侧朝外径侧(箭头B方向侧)(内壁面23b侧)移动，从而将线圈30插入插槽22。
因此，线圈30以绝缘片40的芳纶纸41的表面41b相对于内壁面23a滑动的状态插入插槽22。而且，线圈30和绝缘片40一体地移动到到达插槽22的内壁面23b附近为止。
(引导夹具取下工序)
接下来，如图2所示，从定子100(定子铁芯20)取下引导夹具60。具体而言，使第一引导夹具61a和61b(参照图17)从线圈组件50的径向内侧朝径向外侧移动，从而从线圈组件50取下第一引导夹具61a和61b。然后，使第二引导夹具62(参照图17)从定子铁芯20沿轴向移动，从而取下第二引导夹具62。由此，结束定子100的组装。
[本实施方式的组装方法的效果]
本实施方式的组装方法中，能够得到以下那样的效果。
在本实施方式中，相对于线圈组件50的由至少两个线圈30的插槽收纳部32(132、232)构成的插槽收纳部束332安装绝缘片40，从而能够通过一次的作业，相对于配置于一个插槽22的多个插槽收纳部32安装绝缘片40。其结果是，与在插槽22配置有绝缘片40后将线圈30插入插槽22的情况不同，能够防止线圈30与内壁面23接触，能够防止线圈30和线圈30的绝缘被膜被内壁面23划伤。另外，与在多个插槽收纳部32的每一个安装绝缘片40的情况相比，能够缩短用于安装绝缘片40的作业时间(具体而言，各工序的周期时间)，所以能够减少定子100的组装时间。即能够防止线圈30划伤并且减少定子100的组装时间。另外，从将安装有绝缘片40的线圈组件50配置于定子铁芯20的径向内侧的状态，将形成线圈组件50的线圈30从圆环状的线圈组件50的径向内侧朝径向外侧压出，从而将线圈30的插槽收纳部32和绝缘片40插入插槽22。由此，与在插槽22配置有绝缘片40后将线圈30插入插槽22的情况不同，能防止由于线圈30与绝缘片40摩擦引起的绝缘片40的压弯，所以能够提高定子100的组装工序的成品率。
另外，像日本特开2011-193597号公报那样相对于线圈为单位插槽收纳部卷绕绝缘片的技术中，在插入一个插槽的插槽收纳部彼此之间夹两片绝缘片，但线圈彼此的绝缘基本由绝缘被膜实现，从绝缘的观点考虑，配置于插槽收纳部彼此之间的绝缘片是多余的，因此插槽内的线圈的填充量(存线率)降低。与此相对，在本实施方式中，在插入一个插槽22的插槽收纳部32彼此之间没有配置绝缘片40，所以与日本特开2011-193597号公报的技术相比，具有能够提高插槽22内的线圈30的填充量(存线率)的有利效果。
另外，在本实施方式中，绝缘部件安装工序是：在相连且具有开口部40a并且从轴向观察具有近似U字形状而形成的绝缘片40的开口部40a朝径向内侧的状态下，将绝缘片40从径向外侧朝径向内侧安装于线圈组件50的工序。由此，使绝缘片40从线圈组件50的径向外侧朝径向内侧移动，就能够容易将绝缘片40安装于线圈组件50的线圈30。
另外，在本实施方式中，线圈插入工序是：利用配置为覆盖齿21的沿径向延伸的边缘部21a的轴向一侧并从齿21朝径向内侧延伸的第一引导夹具61，一边引导线圈30一边将形成线圈组件50的多个线圈30从径向内侧朝径向外侧压出，从而将线圈30的插槽收纳部32和绝缘片40插入插槽22的工序。由此，利用第一引导夹具61，线圈30难以接触齿21的沿径向延伸的边缘部21a，所以能够防止因与边缘部21a接触引起的线圈30的损伤。
另外，在本实施方式中，线圈插入工序是：在线圈30与配置于齿21的至少轴向一方侧的第一引导夹具61之间配置有绝缘片40的襟部43a(或者43b)的状态下，将线圈30的插槽收纳部32和绝缘片40插入插槽22的工序。由此，防止线圈30与第一引导夹具61接触、摩擦，所以能够更可靠地防止线圈30损伤。
另外，在本实施方式中，线圈插入工序是：在线圈组件50(线圈30)位于定子铁芯20的径向内侧时，一边利用配置于齿21的径向内侧的第二引导夹具62引导线圈30(插槽收纳部32)一边使线圈30和绝缘片40从径向内侧朝径向外侧移动的工序。由此，能够抑制线圈30沿周向(呈鼓状)变形并且能够使线圈30以及绝缘片40从径向内侧朝径向外侧移动。此外，第二引导夹具62的引导线圈30的侧面形成为与齿21的侧壁(内壁面23)平行，在与线圈组件50一起配置于定子铁芯20的径向内侧(内径侧)的状态下，齿21的侧壁(内壁面23)和第二引导夹具62的侧面形成大致同一平面而构成。
另外，在本实施方式中，线圈组件形成工序是：形成将两个线圈30的插槽收纳部32(132、232)沿径向交替排列地配置的插槽收纳部束332的工序。这里，一般难以在每个将两个线圈30的插槽收纳部32(132、232)沿径向交替排列地配置的插槽收纳部束332的线圈30卷绕绝缘片40。因此，在使用具有开口部40a的绝缘片40的本实施方式中，如上述那样构成插槽收纳部束332的情况下，也能够容易将绝缘片40安装于插槽收纳部束332，所以在该情况下，能够特别有效地减少用于安装绝缘片40的作业时间。
另外，在本实施方式中，由聚合物薄膜42和芳纶纸41的双层构造形成绝缘片40。而且，绝缘部件安装工序是：以在插槽收纳部32侧配置芳纶纸41而在与插槽收纳部32相反的一侧配置聚合物薄膜42的方式相对于插槽收纳部32安装绝缘片40的工序。由此，通过使用双层构造的绝缘片40，从而在与绝缘片40合计的厚度相同的情况下，与使用具有双层芳纶纸和一层聚合物薄膜这样三层构造的绝缘片的情况相比，能够增大每一层芳纶纸41的厚度t1。由此，在将线圈30插入插槽22时，能够防止形成滑动面的芳纶纸41破损。另外，在插槽收纳部32侧配置聚合物薄膜42，从而因滑动而比较容易破裂的聚合物薄膜42不会滑动，厚度形成较大的芳纶纸41滑动，能够将线圈30插入插槽22，所以能够更可靠地防止绝缘片40破损。
[本实施方式与比较例的比较实验结果]
接下来，参照图21和图22，说明本实施方式的定子100的双层构造的绝缘片40与比较例的定子的绝缘片的比较实验结果。
(芳纶纸和聚合物薄膜的拉伸强度的测定结果)
首先，如图21所示，测定芳纶纸和聚合物薄膜(绝缘片的材料)相对于厚度的拉伸强度。此外，图21中示出了在组装定子100时，假定施加于绝缘片40的压力的大小而表示与该压力对应的拉伸强度的设计值到达线(点线)。
如图21所示，实验的结果明确了在厚度为th1以上时，芳纶纸41的拉伸强度大于设计值到达线的拉伸强度。另外，明确了在厚度th2为以上时，聚合物薄膜42的拉伸强度大于设计值到达线的拉伸强度。
(组装时的绝缘片的状态的观测结果)
接下来，将本实施方式的定子100的双层构造的绝缘片40、第一比较例的定子的三层构造的绝缘片、第二比较例的定子的聚合物薄膜的一层构成的绝缘片分别以安装于线圈30的状态插入插槽22，观测绝缘片的“破裂”和“开裂”的有无。其中，“破裂”是指例如由于负荷而材料开孔或接合剥离。另外，“开裂”是指例如材料沿一个方向裂开的状态。
这里，作为本实施方式的定子100的双层构造的绝缘片40，使用厚度t1(≥th1)(参照图21)的芳纶纸41、和厚度t2的聚合物薄膜42的双层构造的绝缘片。另外，作为第一比较例的旋转电机的三层构造的绝缘片，使用在厚度t3的聚合物薄膜的两面设置厚度为t4(＜th1)的芳纶纸而形成三层构造的绝缘片。另外，作为第二比较例的旋转电机的一层聚合物薄膜的构成的绝缘片，使用厚度为t5(≥th2)的聚合物薄膜。此外，本实施方式的绝缘片40和比较例的绝缘片的合计的厚度大致相等地形成。
如图22所示，实验的结果明确了本实施方式的定子100的双层构造的绝缘片40大致不产生“破裂”和“开裂”。另一方面，明确了第一比较例的旋转电机的三层构造的绝缘片产生“破裂”。明确了第二比较例的旋转电机的一层聚合物薄膜的构成的绝缘片产生“开裂”。
根据以上的结果，明确了与比较例的绝缘片相比，本实施方式的定子100的双层构造的绝缘片40难以产生“破裂”和“开裂”。另外，明确了在以大于设计值到达线的拉伸强度的方式构成绝缘片的情况下，聚合物薄膜的一层构成的绝缘片产生“开裂”。
[变形例]
此外，应认为这次公开的实施方式的全部内容为例示而非用于限制。本发明的范围由专利权利要求书示出而非上述实施方式的说明，而且包含与专利权利要求书等同的意思和范围内的全部改变(变形例)。
例如在上述实施方式中，示出了利用由平角导线31构成的线圈30形成线圈组件50的例子，但本发明不限于此。例如也可以利用由圆线构成的线圈、波绕组等线圈以外的线圈形成线圈组件。
另外，在上述实施方式中，示出了在线圈组件50中相互沿周向邻接地配置的线圈30彼此以各层平角导线31沿层叠方向(径向)交替排列地配置的例子，但本发明不限于此。例如线圈组件50中，各线圈30也可以以各线圈30的插槽收纳部32成为一束的状态配置。
另外，在上述实施方式中，示出了第一引导夹具61配置于齿21的轴向的一方侧和另一方侧它们双方的例子，但本发明不限于此。例如在将线圈30插入插槽22时，只要线圈30与齿21的边缘部21a不接触，则第一引导夹具61也可以仅配置于齿21的轴向的一方侧或者另一方侧。
另外，在上述实施方式中，示出了线圈组件50形成为近似圆筒形状的例子，但本发明不限于此。例如线圈组件50也可以形成为半径沿轴向逐渐变化的剖面为锥形的形状(圆锥形状)。
另外，在上述实施方式中，作为本发明的绝缘部件的一个例子，示出了使用绝缘片40的例子，但本发明不限于此。例如作为绝缘部件，也可以使用与片状不同的立体成型的部件。
另外，在上述实施方式中，示出了在绝缘部件安装工序中，将从轴向观察具有近似U字形状而形成的绝缘片40，从径向外侧朝径向内侧安装于线圈组件50的例子，但本发明不限于此。例如也可以使绝缘片40沿轴向移动而将绝缘片40安装于线圈组件50。
另外，在上述实施方式中，示出了以芳纶无纺布构成绝缘片40的芳纶纸41的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以使绝缘片40的芳纶纸41成为芳纶无纺布以外的纸的状态而构成。例如也可以以芳纶的织物构成芳纶纸41。
另外，在上述实施方式中，示出了利用PEN薄膜、PPS薄膜、或者PET薄膜构成绝缘片40的聚合物薄膜42的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以利用除PEN薄膜、PPS薄膜以及PET薄膜以外的聚合物薄膜构成绝缘片40的聚合物薄膜42。
另外，在上述实施方式中，示出了以使芳纶纸41的厚度t1大于聚合物薄膜42的厚度t2的方式构成双层构造的绝缘片40的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以以使芳纶纸41的厚度为聚合物薄膜42的厚度以下的方式构成双层构造的绝缘片40。
另外，在上述实施方式中，示出了利用平角导线31形成线圈30的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以利用不具有角部的剖面为圆形的导线形成线圈30。
另外，在上述实施方式中，示出了平角导线31的插槽对置面31a相对于插槽22的内壁面23倾斜，平角导线31的角部31b附近一边向插槽22的内壁面23侧按压绝缘片40一边将线圈30插入插槽22的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以是平角导线31的插槽对置面31a相对于插槽22的内壁面23不倾斜，而是以大致平行的状态，向插槽22插入线圈30。
另外，在上述实施方式中，示出了使用辊63，将线圈组件50(线圈30)中的局部依次插入插槽22(定子铁芯20)的例子(参照图17)，但本发明不限于此。本发明中，也可以不使用辊63，而是将线圈组件50(线圈30)的整体同时插入插槽22(定子铁芯20)而构成。
另外，在上述实施方式中，示出了在由两个线圈30的插槽收纳部32(132、232)构成的插槽收纳部束332安装绝缘片40的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以在由3个以上的线圈30的插槽收纳部32构成的插槽收纳部束332安装绝缘片40。
附图标记的说明
20 定子铁芯
20a 背轭
21 齿
21a 边缘部
22 插槽
30，30a，30b 线圈
32，132，232 插槽收纳部
40 绝缘片(绝缘部件)
40a 开口部(绝缘部件的开口部分)
41 芳纶纸(第二层)
42 聚合物薄膜(第一层)
43a、43b 襟部(绝缘部件的一部分)
50 线圈组件
61 第一引导夹具
62 第二引导夹具
100 定子
332 插槽收纳部束

Claims (7)

1.一种定子的组装方法，将具有由导体形成的多个插口收纳部和由导体形成的线圈端部的线圈，安装于具有形成于从背轭朝径向内侧延伸的邻接的齿间并收纳多个上述插口收纳部的插口的圆环状的定子铁芯，其中，上述定子的组装方法包含如下工序：
形成由多个上述线圈呈圆环状配置而成的线圈组件的线圈组件形成工序；
相对于上述线圈组件的由至少两个上述线圈的上述插口收纳部构成的插口收纳部束安装绝缘部件的绝缘部件安装工序；以及
从安装有上述绝缘部件的上述线圈组件配置于上述定子铁芯的径向内侧的状态起，将形成上述线圈组件的上述线圈从圆环状的上述线圈组件的径向内侧朝径向外侧压出，从而将上述线圈的上述插口收纳部和上述绝缘部件插入上述插口的线圈插入工序。
2.根据权利要求1所述的定子的组装方法，其中，
上述绝缘部件安装工序是：在成排相连且具有开口部分的上述绝缘部件的上述开口部分朝径向内侧的状态下，将上述绝缘部件从径向外侧朝径向内侧安装于上述线圈组件的工序。
3.根据权利要求1或2所述的定子的组装方法，其中，
上述线圈插入工序是：利用配置为覆盖上述齿的沿径向延伸的边缘部的轴向一侧并从上述齿朝径向内侧延伸的第一引导夹具，一边引导上述线圈一边将形成上述线圈组件的多个上述线圈从径向内侧朝径向外侧压出，从而将上述线圈的上述插口收纳部和上述绝缘部件插入上述插口的工序。
4.根据权利要求3所述的定子的组装方法，其中，
上述线圈插入工序是：在上述线圈与配置于上述齿的至少轴向一方侧的上述第一引导夹具之间配置有上述绝缘部件的局部的状态下，将上述线圈的上述插口收纳部和上述绝缘部件插入上述插口的工序。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的定子的组装方法，其中，
上述线圈插入工序是：在上述线圈组件位于上述定子铁芯的径向内侧时，一边利用配置于上述齿的径向内侧的第二引导夹具引导上述线圈一边将上述线圈和上述绝缘部件从径向内侧朝径向外侧移动的工序。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的定子的组装方法，其中，
上述线圈组件形成工序是：形成将两个上述线圈的上述插口收纳部沿径向交替排列地配置的上述插口收纳部束的工序。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的定子的组装方法，其中，
上述绝缘部件由双层构造形成，该双层构造包括由聚合物薄膜形成的第一层和由芳纶纸形成的第二层，
上述绝缘部件安装工序是：以在上述插口收纳部侧配置上述第一层而在与上述插口收纳部相反的一侧配置上述第二层的方式相对于上述插口收纳部安装上述绝缘部件的工序。
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