CN109256875A - 定子用分割铁芯的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子用分割铁芯的制造方法。电磁线圈(16)通过在绝缘体(14)的卷绕部位(58)上卷绕导线(70)而构成。卷绕部位(58)构成为大致多边形。另外，在将从导线供给部(86)供给的导线(70)卷绕于卷绕部位(58)的卷绕工序中，当导线(70)到达卷绕部位(58)的角部时，导线(70)被赋予在构成了定子(40)时朝向该定子(40)的直径方向外方侧的残余应力。之后，导线(70)的绝缘覆盖层彼此被熔接。根据本发明，能够实现定子、包含该定子而构成的马达的小型化，而且能够维持定子用分割铁芯及定子的生产效率。

Description

定子用分割铁芯的制造方法

技术领域

本发明涉及一种定子用分割铁芯的制造方法，用于得到构成马达的定子。

背景技术

众所周知，马达具有：定子，其为包含有电磁线圈的圆环形状；和转子，其保持永久磁铁并沿着所述定子的绕圈方向旋转。在此，定子例如由多个定子用分割铁芯组合而成，该定子用分割铁芯是通过在分割铁芯上覆盖绝缘体，再在所述绝缘体上卷绕带状的导线(也被称为为“扁平线”)而得到的。

绝缘体的、卷绕导线的卷绕部位为大致矩形。如日本发明专利公开公报特开2008－148406号中记载的那样，从管嘴供给的导线卷绕于该卷绕部位。导线例如从卷绕部位的、在构成定子时成为外径侧向成为内径侧卷绕，当到达卷绕部位的最内内径侧后，从内径侧向外径侧卷绕。此时，之后被卷绕的从内径侧向外径侧的导线层层叠在之前被卷绕的从外径侧向内径侧的导线层上。即，电磁线圈中层叠有多个导线层。

在导线上形成有绝缘覆盖层。如上所述地卷绕后，对电磁线圈进行加热，使绝缘覆盖层软化，之后冷却而使软化的绝缘覆盖层硬化。随着该硬化的进行，绝缘覆盖层彼此接合。即，被进行熔接。

发明内容

电磁线圈因作用于导线层彼此之间的摩擦力作用而停留在被卷绕的位置(初始位置)上。即，维持排列状态。相对于此，若在进行熔接时绝缘覆盖层被软化，则摩擦力下降，电磁线圈向定子的直径方向内方移动若干距离。即，导线的排列状态被打乱。在该电磁线圈彼此之间形成规定的间隙，以免在发生该移动时电磁线圈接触到相邻的其他的分割铁芯的电磁线圈。

换而言之，定子的绕圈方向尺寸(圆环的周长)需要为包含有形成在相邻的分割铁芯彼此之间的间隙的尺寸。因此，免不了将定子构成为大型的部件。

如果以低速进行导线的卷绕，那么能够减少电磁线圈的、向定子的直径方向内方的移动量。但是，在这种情况下，导线的卷绕效率下降，以至于定子乃至马达的生产效率下降。

如上所述，在现有技术所涉及的定子用分割铁芯的制造方法中，有如下问题，即，难以将定子进行小型化的同时提高导线的卷绕效率。

本发明的主要目的在于提供一种能够实现定子的小型化的定子用分割铁芯的制造方法。

本发明的另一个目的在于提供一种能够避免导线的卷绕效率下降的定子用分割铁芯的制造方法。

根据本发明的一实施方式，提供一种定子用分割铁芯的制造方法，通过对铁芯隔着绝缘体卷绕导线而设置线圈，来得到定子用分割铁芯，使用卷绕所述导线的卷绕部位为大致多边形的部件来作为所述绝缘体，该制造方法具有卷绕工序和熔接工序，其中，所述卷绕工序是：在将从导线供给部供给的所述导线卷绕于所述卷绕部位的角部时，对所述导线赋予在构成了定子时朝向该定子的直径方向外方侧的残余应力，所述熔接工序是：对所述导线的绝缘覆盖层彼此进行熔接。

在现有技术中，在将导线卷绕于角部时，不会对该导线有意图地赋予任意的残余应力。相对于此，在本发明中，在将导线卷绕于角部时，对该导线有意图地赋予在将定子用分割铁芯组装到定子时朝向该定子的直径方向外方的任意的残余应力。因此，在熔接工序中，在绝缘覆盖层软化了时，导线向定子的直径方向外方移动。

即，根据本发明，在进行熔接工序时，能够避免导线向定子的直径方向内方移动，以及作为其结果的电磁线圈彼此接触(发生短路)。因此，不需要在定子的直径方向内方侧于相邻的电磁线圈彼此之间设置考虑导线的移动量部分的间隙。

根据上述的理由，能够尽可能地减小间隙。与此相对应地能够减小定子的周长。即，能够实现定子、包含该定子而构成的马达的小型化。

而且，在这种情况下，不需要降低导线的卷绕速度。因此，确保充分的卷绕效率，从而能够维持定子用分割铁芯及定子的生产效率。

此外，隔着绝缘体卷绕导线的铁芯的齿部沿着定子的直径方向呈放射状延伸。因此，相邻的电磁线圈彼此的间隔距离随着朝向定子的直径方向外方而增大。因此，即使导线向定子的直径方向外方移动，也能够确保相邻的电磁线圈彼此之间的间隙。即，在定子的直径方向外方，也能够避免电磁线圈彼此接触。

为了赋予残余应力，在将导线卷绕在卷绕部位的角部的过程中，可以在导线与导线供给部之间设置规定角度的倾斜。为此，例如，使导线供给部移动。伴随于此，在卷绕部位的角部和导线之间产生摩擦，其结果，导线被赋予残余应力。

导线的、向定子的直径方向内方的移动在导线为带状的扁平线时效果显著。因此，优选对由扁平线构成的导线赋予残余应力。在这种情况下，导线也向定子的直径方向外方移动。即，能够容易地防止导线向定子的直径方向内方移动。

根据本发明，在将导线卷绕于绝缘体的卷绕部位时，尤其是在导线到达所述卷绕部位的角部时，对该导线有意图地赋予向定子的直径方向外方的任意的残余应力。因此，在熔接工序中，导线向定子的直径方向外方移动。即，能够避免导线向定子的直径方向内方移动。

换而言之，能够避免在进行熔接工序时，电磁线圈彼此在定子的直径方向内方侧接触而发生短路。因此，不需要在定子的直径方向内方侧于相邻的电磁线圈彼此之间设置考虑导线的移动量部分的间隙。

据此，能够尽可能地减小间隙。与此相对应地能够减小定子的周长，且能够实现该定子、包含该定子而构成的马达的小型化。

而且，在这种情况下，不需要降低导线的卷绕速度，因此，确保充分的卷绕效率，从而能够维持定子用分割铁芯及定子的生产效率。

上述的目的、特征及优点，通过参考附图对以下实施方式所做的说明应易于被理解。

附图说明

图1是构成定子的分割铁芯的概略整体立体图。

图2是形成电磁线圈之前的分割铁芯(半成品)的概略立体分解图。

图3是示意性地表示用于在半成品上卷绕导线而得到电磁线圈的铁芯制造装置的主要部分的结构说明图。

图4A和图4B分别是通过在图2的半成品上卷绕导线来形成第1层时的主视图、左视图。

图5A表示现有技术中所涉及的导线的卷绕方法，图5B和图5C分别表示本发明的实施方式所涉及的分割铁芯的制造方法的卷绕工序中的导线的奇数层的卷绕方法、偶数层的卷绕方法。

图6是由图1的分割铁芯得到的定子的概略整体俯视图。

具体实施方式

下面，列举优选实施方式并参照附图来对本发明所涉及的定子用分割铁芯的制造方法进行详细说明。此外，下面也将定子用分割铁芯简记为“分割铁芯”。

首先，参照图1和图2对构成定子的分割铁芯进行说明。分割铁芯10具有：由大致T字状的金属薄板(钢板)形成的分割铁芯12；覆盖分割铁芯12的绝缘体14；隔着绝缘体14围绕着分割铁芯12的局部的电磁线圈16。

分割铁芯12具有：沿定子的绕圈方向延伸的轭(yoke)部18；和从轭部18的大致中央向定子的直径方向内方突出的齿(teeth)部20。在轭部18的绕圈方向一端部形成有大致半圆状的嵌合凹部22，在绕圈方向另一端部形成有能够嵌合于所述嵌合凹部22的大致半圆状的嵌合凸部24。在嵌合凹部22上嵌合相邻的其他的分割铁芯10的嵌合凸部24，据此，将多个分割铁芯10呈圆环状连结而构成定子40(参照图6)。

此外，齿部20成为定子40的内周侧，轭部18成为外周侧。因此，多个分割铁芯10的齿部20彼此以圆环状排列配置。

绝缘体14例如由树脂形成。该绝缘体14具有：绕线管(coilbobbin)42，其被电磁线圈16卷绕；和引出线收装部44，其收装从电磁线圈16引出的2个末端部(引出线)16a、16b。其中，尤其如图2所示，绕线管42以第1绕线管构成部件46和第2绕线管构成部件48夹持齿部20的方式彼此嵌合而构成。

第1绕线管构成部件46具有：底侧基部50；从该底侧基部50的两端大致垂直地立起的第1相向壁部52a、52b，另一方面，第2绕线管构成部件48除了引出线收装部44之外，还具有：顶侧基部54；从该顶侧基部54的两端大致垂下的第2相向壁部56a、56b。通过在第1相向壁部52a、52b上叠加第2相向壁部56a、56b，来形成卷绕部位58。

尤其基于图2所理解的那样，卷绕部位58由4个表面，即，第2相向壁部56a的一侧表面、底侧基部50的底表面、第2相向壁部56b的一侧表面、顶侧基部54的上表面构成。各表面分别为后述的右方侧表面60、背面62、左方侧表面64和正面66，且为大致矩形(大致四边形)。通过将导线70卷绕于该卷绕部位58，而形成电磁线圈16。此外，卷绕部位58的形状只要是多边形即可，而不特别地限定于大致矩形(大致四边形)。

在本实施方式中，使用扁平线作为导线70。由扁平线构成的导线70首先从定子40的外径侧向内径侧卷绕，而到达最内侧内径部。以此形成第1层，于是，导线70随后在第1层上从内径侧向外径侧卷绕至到达最外侧外径部。以此形成第2层。即，第2层叠加在第1层上。

之后，也同样地被进行卷绕。因此，导线70在奇数层从外径侧朝向内径侧卷绕，在偶数层从内径侧朝向外径侧卷绕。

在导线70上施加有绝缘覆盖层。第1层的绝缘覆盖层熔接于卷绕部位58(底侧基部50、第2相向壁部56a、顶侧基部54、第2相向壁部56b)，另一方面，各层的绝缘覆盖层彼此熔接。据此，电磁线圈16粘着于卷绕部位58，并且从第1层至最终一层成一体化。

接着，对将导线70卷绕于绝缘体14来得到分割铁芯10的制造方法进行说明。如图3所示，铁芯制造装置80具有供给导线70的活动管嘴(floating nozzle)82。该活动管嘴82能够沿着直线引导件84位移，且导出导线70的管嘴部86(导线供给部)能够以设置于直线引导件84附近的摆动部88为中心进行摆动。换而言之，管嘴部86进行所谓的“摆头运动”。

铁芯制造装置80还具有旋转支承轴90。夹持多个分割铁芯12的绝缘体14支承于该旋转支承轴90。因此，绝缘体14能够与分割铁芯12一起进行旋转动作。

本实施方式所涉及的分割铁芯10的制造方法使用上述结构的铁芯制造装置80，按照如下方式实施。

分割铁芯12被绝缘体14夹持的半成品P以引出线收装部44、即定子40的外径侧成为下方的方式保持于旋转支承轴90。在该状态下，进行卷绕工序。即，从管嘴部86供给导线70(扁平线)的同时，使旋转支承轴90顺时针旋转。伴随于此，通过使半成品P一体地旋转，将导线70卷绕于绝缘体14的卷绕部位58。由于导线70如上述那样被从卷绕部位58的外径侧向内径侧卷绕，因此，如图4A和图4B所示，第1层被从下方向上方卷绕。此时，活动管嘴82的管嘴部86与导线70大致平行(参照图3)。

在此，导线70穿过引出线收装部44，接近卷绕部位58的、与引出线收装部44相对的正面66，之后，按照图4A中的右方侧面60、正面66的背面(背面62)、左方侧面64、正面66的顺序卷绕。即，导线70与第1角部、第2角部、第3角部和第4角部抵接，其中，第1角部位于正面66和右方侧面60之间，第2角部位于右方侧面60和背面62之间，第3角部位于背面62和左方侧面64之间，第4角部位于左方侧面64和正面66之间。此外，第1角部～第4角部作为和缓的圆角部(R部)而形成。

并且，在卷绕于左方侧面64时，如图4B所示，导线70朝向上方而稍微倾斜。即，左方侧面64作为横切(traverse)面进行所谓的线道改变，导线70向内径侧移动。因此，在第1层中，不会形成导线70叠加的部位。

在现有技术中，如图5A所示，以在第3角部上导线70与管嘴部86的形成角度成为规定的角度θ3’的方式使管嘴部86沿着直线引导件84位移。据此，导线70以角度θ3’斜着移动，被进行线道改变。另一方面，管嘴部86在第3角部以外不进行位移。第2层之后也与此相同。

与此相对，在本实施方式中，当导线70被卷绕于第1角部～第4角部的各角部时，通过使活动管嘴82在第1角部～第4角部的全部角部中位移或者使管嘴部86摆动，而能够在管嘴部86和导线70之间形成规定的角度θ1～θ4。通过形成该角度，使导线70成为在第1角部～第4角部暂时越界的状态。之后，以使管嘴部86与导线70成平行的方式，使管嘴部86位移或摆动的同时，继续半成品P的旋转。在图5B中用虚线表示从越界至返回到平行状态。

在形成所述角度时，导线70的、与第1角部～第4角部抵接的部位和第1角部～第4角部之间产生摩擦。通过该摩擦，导线70被赋予残余应力。卷绕方向和越界方向如上所述，因此，残余应力的方向为指向定子40的直径方向外方的方向。

此外，第3角部的角度θ3可以是与为了进行线道改变而所需的角度θ3’相同的角度，也可以是该角度以上的角度。在超出θ3’而使其越界时，只要返回到θ3’即可。另外，优选θ3＜θ4。

在一边反复进行线道改变，一边将导线70卷绕至最内侧内径部后，进行第2层的卷绕。在这种情况下，第2层从内径侧向外径侧，即，从图4A和图4B的上方向下方卷绕。此外，半成品P的旋转方向与第1层卷绕时相同，为顺时针方向，因此，导线70按照卷绕部位58的左方侧面64、正面66、右方侧面60、背面62的顺序被卷绕。但是，在第2层中，右方侧面60成为被进行线道改变的横切面。

在这种情况下，当导线70被卷绕于第1角部～第4角部的各角部时，也通过使活动管嘴82在第1角部～第4角部的全部角部中位移，或者使管嘴部86摆动，而能够在管嘴部86与导线70之间形成规定的角度θ1～θ4。即，导线70暂时越界。之后，管嘴部86被进行位移或摆动，而与导线70成平行。在图5C中用虚线表示从越界至返回到平行状态。

其结果，在第2层中，导线70也被赋予残余应力。卷绕方向和越界方向如上所述，因此，残余应力的方向与第1层相同，为指向定子40的直径方向外方的方向。

之后，从第3层至形成最终一层，在奇数层以第1层作为依照，且在偶数层以第2层为依照，对导线70赋予残余应力。据此，在全部层形成被赋予朝向定子40的直径方向外方的任意残余应力的电磁线圈16。即，直至得到分割铁芯10。此外，由于导线70与卷绕部位58之间的摩擦力、以及重叠层彼此之间的摩擦力比残余应力大，因此，在该时间点，导线70(电磁线圈16)不会移动。

同样地制作所需个数的分割铁芯10，并将1个分割铁芯10的嵌合凸部24嵌合于另一个分割铁芯10的嵌合凹部22。反复进行该操作，同时以形成U相、V相、W相的方式设置三角形接线，来构成图6所示的定子40。

接着，进行熔接工序。为此，对各电磁线圈16进行通电。其结果，电磁线圈16带有热的同时，形成于导线70的绝缘覆盖层通过该热而软化。

通过绝缘覆盖层软化，使作用于各层之间的摩擦力下降。在此，在本实施方式中，在形成电磁线圈16的导线70的各层被赋予朝向定子40的直径方向外方的任意的残余应力。因此，在图6中，如以5个电磁线圈16为代表而所标示的箭头所示，电磁线圈16向定子40的直径方向外方移动。即，根据在穿过第1角部～第4角部时导线70被有意图地赋予任意残余应力的本实施方式，能够避免电磁线圈16朝定子40的直径方向内方移动。

因此，能够尽可能地减小定子40的直径方向内方侧中的相邻电磁线圈16彼此之间的间隙CL。如上所述，由于能够避免电磁线圈16向定子40的直径方向内方移动，因此，即使在间隙CL变小了的情况下，也能够防止电磁线圈16彼此接触。因此，能够使定子40的周长变小，结果是能够实现定子40、马达的小型化。

而且，在这种情况下，不需要以低速进行导线70的卷绕。由此来确保导线70的卷绕效率，因此，还能够避免分割铁芯10、乃至于定子40、马达的生产效率下降。

在开始对电磁线圈16通电并经过规定时间后，停止通电。据此，电磁线圈16自然冷却，第1层的导线70的绝缘覆盖层和绝缘体14的卷绕部位58熔接，同时形成各层的导线70的绝缘覆盖层彼此熔接。其结果，电磁线圈16紧贴于卷绕部位58且从第1层至最终一层成一体化。

本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离的本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，也可以在奇数层从内径侧向外径侧卷绕，在偶数层从外径侧向内径侧卷绕。在这种情况下，只要对形成各层的导线70赋予朝向定子40的直径方向外方侧的残余应力即可。

另外，将绝缘覆盖层彼此熔接的方法不限定于向电磁线圈16通电，例如也可以对分割铁芯10进行加热来实现。

Claims (5)

1.一种定子用分割铁芯(10)的制造方法，通过对铁芯(12)隔着绝缘体(14)卷绕导线(70)而设置线圈(16)，来得到定子用分割铁芯，其特征在于，

使用卷绕所述导线(70)的卷绕部位(58)为大致多边形的部件来作为所述绝缘体(14)，

该制造方法具有卷绕工序和熔接工序，其中，

所述卷绕工序是：在将从导线供给部(86)供给的所述导线(70)卷绕于所述卷绕部位(58)的角部时，对所述导线(70)赋予在构成了定子(40)时朝向该定子(40)的直径方向外方侧的残余应力，

所述熔接工序是：对所述导线(70)的绝缘覆盖层彼此进行熔接。

2.根据权利要求1所述的定子用分割铁芯(10)的制造方法，其特征在于，

在将所述导线(70)卷绕于所述卷绕部位(58)的所述角部的过程中，通过使所述导线(70)与所述导线供给部(86)之间以规定角度倾斜，来赋予所述残余应力。

3.根据权利要求1所述的定子用分割铁芯(10)的制造方法，其特征在于，

使用带状的扁平线来作为所述导线(70)。

4.根据权利要求1所述的定子用分割铁芯(10)的制造方法，其特征在于，

所述角部为圆角部。

5.根据权利要求1所述的定子用分割铁芯(10)的制造方法，其特征在于，

所述卷绕部位(58)为大致四边形。