CN110168861A - 分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法及旋转电机的制造方法 - Google Patents

分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法及旋转电机的制造方法 Download PDF

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筱原正季
司城大辅
北野达也
神田宪人
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Abstract

分割铁芯单元(30)具有:分割铁芯(31);线圈(5);以及绝缘部件,其将分割铁芯(31)和线圈(5)绝缘,绝缘部件具有端面用绝缘部件(4),各端面用绝缘部件(4)在外周面的周向中央部具有在轴向上延伸的直线状的第一槽(4k),分割铁芯(31)的轭部(31y)在外周面的周向中央部具有跨分割铁芯(31)的全长在轴向上延伸的直线状的第二槽(31k),两个端面用绝缘部件(4)各自的第一槽(4k)和分割铁芯(31)的第二槽(31k)连通,两个第一槽(4k)从轴向观察时与所述第二槽(31k)看起来重合。

Description

分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法及旋转电 机的制造方法
技术领域
本发明涉及分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法及旋转电机的制造方法。
背景技术
以往,提出有对在周向分割出的多个分割铁芯进行组合而构成旋转电机的铁芯的技术。各个分割铁芯由轭部和齿部构成,将形成为大致T字形状的钢板层叠而形成。并且,为了在确保了层叠钢板和线圈的绝缘性的基础上卷绕磁导线,在对分割铁芯进行绕线的部分外装有例如合成树脂制的绝缘体(绝缘部件)。
在将绝缘体作为其他部件形成而与分割铁芯一体化的情况下,为了跨分割铁芯的绕线部分的整周设置绝缘体,将绝缘体分割为3个部件。在该种绝缘体中,使分别覆盖分割铁芯的齿的周向两侧的纵壁部分和一方的线圈端侧端面的三面部分的一对L字形状部件相对配置,并且,通过以从另一方的线圈端侧端面向轴向凸出的方式形成的凸出部件覆盖分割铁芯的另一方的线圈端侧端面(例如,参照专利文献1)。
在对专利文献1记载的分割铁芯卷绕磁导线的情况下,在将由分割出的多个部件构成的绝缘体组装至分割铁芯的状态下卷绕磁导线,因此,由于卷绕时施加于线圈的张力,构成绝缘体的部件和分割铁芯从规定的位置关系偏移,不能将磁导线向分割铁芯的规定的位置配置,有可能线圈的排列性恶化,旋转电机的性能降低。
因此,为了防止上述的“偏移”产生,提出有如下方案,即,作为其他形状的绝缘体,具有:侧壁部件,其设置成覆盖沿分割铁芯的长边方向的侧面;以及凸出部件,其设置成为了引导分割铁芯的长边方向两端外侧的绕线而从该长边方向两端向外侧凸出。在该技术中,在凸出部件设置有各凸缘部,该各凸缘部从铁芯的半径方向的内外侧覆盖分割铁芯的长边方向两端外侧的绕线。
而且,在各凸缘部设置有被保持面,该被保持面与在进行磁导线的卷绕时用于将凸出部件向铁芯的半径方向按压、固定的保持部件抵接。另外,在与保持部件的被保持面抵接的保持面设置有卡合凹凸部,在被保持面设置有与保持面的卡合凹凸部啮合的形状的卡合凹凸部。在进行磁导线的卷绕时,保持部件和凸出部件卡合固定。在凸出部件设置有防止侧壁部件从分割铁芯背离的卡止片(例如参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2008-43107号公报
专利文献2:日本特开2011-72093号公报
发明内容
在专利文献2提出的分割铁芯中,在卷绕磁导线的情况下,通过被保持面按压固定凸出部件,因此能够防止由于卷绕时施加于磁导线的张力而导致的绝缘体的凸出部件和侧壁部件的位置偏移。但是,需要与生产机型不同的旋转电机时的分割铁芯或凸出部件的形状变化、特别是凸出部件的被保持面的曲率变化以及配置凸出部件的轴向的位置变化相应地分别针对每个机型更换专用的保持件,存在耗费换产的时间和专用的保持件的成本的课题。
本发明是为了解决上述课题而提出的,目的在于提供生产机型不同的旋转电机时的换产容易、针对每个机型不需要专用的保持件的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
本发明涉及的分割铁芯单元具有:
分割铁芯,其由轭部和从所述轭部向径向内侧凸出的齿部构成;
线圈,其是将磁导线在所述齿部卷绕而形成的;以及
在该分割铁芯单元中,
绝缘部件,其将所述分割铁芯和所述线圈电气绝缘,
所述绝缘部件具有将所述分割铁芯的轴向的两个端面分别包覆的端面用绝缘部件,
各所述端面用绝缘部件在外周面的周向中央部具有在轴向上延伸的直线状的第一槽,
所述轭部在所述分割铁芯的外周面的周向中央部具有跨所述轭部的全长在轴向上延伸的直线状的第二槽,
两个所述第一槽和所述第二槽连通,
两个所述第一槽在从轴向观察时与所述第二槽看起来重合。
此外,本发明涉及的旋转电机由以下部件构成:
定子,其是将多个所述分割铁芯单元组合成环状而成的;
框架,其收容所述定子;以及
转子,其可旋转地支承于所述定子的内侧。
另外,本发明涉及的分割铁芯单元的制造方法具有以下工序:
绝缘部件安装工序,将所述端面用绝缘部件安装于所述分割铁芯;
固定工序,将具有比所述分割铁芯的轴长更长且能够在周向上开闭的两个把持爪的把持件以关闭了两个所述把持爪的状态插入至两个所述第一槽以及所述第二槽中,然后将两个所述把持爪在周向上打开,通过两个所述把持爪,在周向上按压两个所述第一槽和所述第二槽的两个侧壁,将两个所述端面用绝缘部件和所述分割铁芯固定于所述把持件;以及
绕线工序,对固定了两个所述端面用绝缘部件和所述分割铁芯的分割铁芯单元中间体卷绕磁导线而形成线圈。
另外,本发明涉及的旋转电机的制造方法具有以下工序:
分割铁芯单元结合工序,将以所述分割铁芯单元的制造方法制造出的多个所述分割铁芯单元组合成环状而形成定子;以及
旋转电机组装工序,其将所述定子插入、固定于框架,在所述定子的内侧可旋转地配置转子。
发明的效果
根据本发明涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,能够提供生产机型不同的旋转电机时的换产容易、针对每个机型不需要专用的保持件的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的旋转电机的剖面图。
图2是本发明的实施方式1涉及的分割铁芯单元的主视图。
图3是本发明的实施方式1涉及的分割铁芯单元中间体的分解图。
图4是本发明的实施方式1涉及的分割铁芯单元中间体的组装斜视图。
图5A是本发明的实施方式1涉及的端面用绝缘部件的放大斜视图。
图5B是本发明的实施方式1涉及的端面用绝缘部件的放大斜视图。
图6是表示本发明的实施方式1涉及的旋转电机的制造工序的流程图。
图7是在本发明的实施方式1涉及的绕线装置固定的分割铁芯单元中间体的主视图。
图8是表示在本发明的实施方式1涉及的第一槽以及第二槽插入有保持件的状态的主视图。
图9是表示将本发明的实施方式1涉及的保持件打开后的状态的主视图。
图10是在本发明的实施方式1涉及的飞轮绕线装置固定的分割铁芯单元中间体的主视图。
图11是表示本发明的实施方式2涉及的连结铁芯的绕线要领的主视图。
图12A是本发明的实施方式3涉及的分割铁芯单元中间体的主视图。
图12B是表示本发明的实施方式3涉及的保持件和两个第一槽及第二槽的固定状态的图。
图13A是本发明的实施方式4涉及的分割铁芯单元中间体的主视图。
图13B是表示本发明的实施方式4涉及的保持件和两个第一槽及第二槽的固定状态的图。
图14是从周向观察处于图9的状态的保持件和分割铁芯单元中间体的侧视图。
图15A是本发明的实施方式5涉及的分割铁芯单元中间体的主视图。
图15B是表示本发明的实施方式5涉及的保持件和两个第一槽及第二槽的固定状态的图。
图16A是本发明的实施方式6涉及的分割铁芯单元中间体的主视图。
图16B是表示本发明的实施方式6涉及的保持件和两个第一槽以及第二槽的固定状态的图。
具体实施方式
实施方式1
下面,使用附图说明本发明的实施方式1涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法及旋转电机的制造方法。
在本说明书中,如果没有特别说明而说到“轴向”、“周向”、“径向”、“内周侧”、“外周侧”、“内周面”、“外周面”时,则是假定组合了分割铁芯单元的定子,分别指该定子的“轴向”、“周向”、“径向”、“内周侧”、“外周侧”、“内周面”、“外周面”。另外,在本说明书中,如果没有特别说明而说到“上”、“下”时,在作为基准的场所,假定与轴向垂直的面,以该面为边界将包含定子的中心点的一侧作为“下”,将其相反侧作为“上”。
图1是旋转电机100的剖面图。
图2是分割铁芯单元30的俯视图。
图3是分割铁芯单元中间体30A的分解图。
图4是分割铁芯单元中间体30A的组装斜视图。
图5A、图5B是端面用绝缘部件4的斜视图。图5A是从上方观察的斜视图,图5B是从下方观察的斜视图。
旋转电机100具有框架1、转子2和定子3。框架1设为中空的圆筒形状,在框架1的内周面嵌合有定子3的外周面。转子2具有以其外周面和定子3的内周面相对的方式配置的磁铁,通过未图示的轴承相对于定子3可旋转地被支承。定子3通过配置成环状的12个分割铁芯单元30构成。分割铁芯单元30的数量不限于12个。
分割铁芯单元30由相对于图2的纸面在垂直方向层叠钢板而形成的分割铁芯31、线圈5、将分割铁芯31和线圈5电气绝缘的绝缘部件构成。如图3、4所示,分割铁芯31由外周为圆弧状的轭部31y、从轭部31y向径向内侧凸出的齿部31t、从齿部31t的径向的内侧前端31tin向周向两侧伸出的靴部31s构成。另外,绝缘部件由分别覆盖分割铁芯31的齿部31t的周向两侧的侧壁的侧面用绝缘部件6、分别覆盖齿部31t的轴向端面和轭部31y的轴向端面的一部分的端面用绝缘部件4构成。
分割铁芯单元中间体30A是在分割铁芯单元30卷绕磁导线前的状态的部件。
在分割铁芯31安装了侧面用绝缘部件6和端面用绝缘部件4的状态下,在齿部31t卷绕磁导线W,通过将线圈5安装于分割铁芯单元中间体30A而得到分割铁芯单元30。
此外,在图1中为了简化,将定子3的相邻的轭部31y彼此接触的面表示为平面状,但为了成为嵌合的结构,也可以将一方设为凹部、将另一方设为凸部。
如图3、4所示,侧面用绝缘部件6形成为覆盖分割铁芯31的齿部31t的周向侧面31ts、轭部31y的内周面31yin和靴部31s的外周面31sg的形状,并且,形成为跨分割铁芯31的长边方向(轴向CL)的全长的长度。此外,侧面用绝缘部件6通过纸等具有绝缘性的物质形成。
如图3~图5所示,端面用绝缘部件4为了覆盖分割铁芯31的轴向端面,形成为与和分割铁芯31的长边方向垂直的剖面具有大致同一剖面的形状,并且以规定长度从分割铁芯31的长边方向端面向轴向、上方凸出。覆盖齿部31t的轴向端面的部分是齿包覆部4t。覆盖轭部31y的轴向端面的部分是轭包覆部4y。轭包覆部4y的径向的宽度比分割铁芯31的轭部31y的径向的宽度窄。端面用绝缘部件4通过具有绝缘性的合成树脂形成。另外,端面用绝缘部件4的形状或材质也可以不同。
另外,在端面用绝缘部件4具备在轴向竖起的内凸缘4in和外凸缘4out。内凸缘4in从齿部31t的内侧前端31tin的轴向端面以及靴部31s的轴向端面向上方竖起。外凸缘4out沿比轭部31y的轴向端面的内周侧的边缘稍内侧部分、从轭包覆部4y上在轴向上竖起。通过内凸缘4in和外凸缘4out、和齿包覆部4t形成线圈5的绕框。
因此,内凸缘4in以及外凸缘4out相对于齿包覆部4t在轴向上凸出的长度(向分割铁芯31的长边方向的凸出量)设定为大于或等于齿包覆部4t上的线圈5的轴向的厚度。
如图3~图5所示,在端面用绝缘部件4的内凸缘4in具备一对卡合爪4b(第一卡合爪),该一对卡合爪4b在组装至分割铁芯31的组装状态下通过树脂的弹性恢复力卡合于靴部31s的外周面31sg。另外,在轭包覆部4y具备一对卡合爪4c(第二卡合爪),该一对卡合爪4c在组装至分割铁芯31的组装状态下通过树脂的弹性恢复力卡合于轭部31y的内周面31yin。由此,端面用绝缘部件4被保持为临时固定于分割铁芯31的轴向端面的状态。
另外,在齿包覆部4t的侧面且径向中央部,具备沿齿部31t的周向侧面31ts向轴向下方凸出的凸起4d。侧面用绝缘部件6的轴向端部6t被夹入、保持于该凸起4d和齿部31t之间。
由此,在端面用绝缘部件4和侧面用绝缘部件6组装至分割铁芯31的组装状态(绕线前的阶段)下、能够简单地防止侧面用绝缘部件6从分割铁芯31脱离。另外,无需将端面用绝缘部件4和侧面用绝缘部件6与分割铁芯31粘接、固定,就能够将线圈形成前的状态的分割铁芯单元中间体30A作为一体处理。
如图3所示,在外凸缘4out设置有引导槽4L和卷绕槽4R,该引导槽4L用于对线圈5的卷绕起始端部进行定位并且向外部拉出、固定磁导线,该卷绕槽4R用于将绕线结束后的卷绕结束端部卷绕、临时固定。
在轭包覆部4y的外周面的周向中央部形成有在轴向上延伸的、直线状且与轴向垂直的剖面是一边开放的矩形的第一槽4k。第一槽4k的径向的宽度比第二槽31k的径向的宽度窄。在分割铁芯31的外周面的周向中央部形成有跨分割铁芯31的全长在轴向上延伸的第二槽31k。而且,在分割铁芯31的轴向的两个端面分别安装了端面用绝缘部件4的状态下,两个端面用绝缘部件4各自的第一槽4k和分割铁芯31的第二槽31k笔直地连通。此外,两个第一槽4k从轴向观察时与第二槽31k看起来重合。
下面,说明旋转电机100的制造方法。
图6是表示旋转电机100的制造工序的流程图。
首先,如图3、图4所示,在分割铁芯31安装侧面用绝缘部件6,从分割铁芯31的轴向两侧以第一槽4k和第二槽31k在轴向上连通的方式安装端面用绝缘部件4(步骤S001:绝缘部件安装工序)。
图7是在绕线装置70固定的分割铁芯单元中间体30A的主视图。
图8是表示在第一槽4k以及第二槽31k插入了保持件79的状态的主视图。
图9是表示打开了保持件79的状态的主视图。
图14是从周向观察处于图9的状态的保持件和分割铁芯单元中间体的侧视图。
绕线装置70具备:卡盘75,其用于把持从上述外凸缘4out的引导槽4L拉出的线圈5的卷绕起始端部5St;保持件79,其固定分割铁芯单元中间体30A;以及喷嘴76,其抽出磁导线W。保持件79由把持爪79a和把持爪79b构成。把持爪79a、79b分别能够向图8所示的箭头方向移动。即,保持件79能够将把持爪79a和把持爪79b在周向上开闭。另外,把持爪79a、79b的轴向的全长比第二槽31k长。也可以如图14所示,大于连通的两个第一槽4k以及第二槽31k的轴向的全长。
在步骤S001之后,如图8所示,在关闭了保持件79的把持爪79a、79b的状态下,从外周侧向内侧插入至两个第一槽4k以及第二槽31k的底部,然后,如图9所示,在周向上打开。由此,把持爪79a、79b分别对由两个第一槽4k以及第二槽31k形成的两个侧壁S向周向相反侧按压,通过其摩擦力,两个端面用绝缘部件4和分割铁芯31固定于保持件79(步骤S002:固定工序)。
这样,由于两个第一槽4k以及第二槽31k在分割铁芯31的长边方向设置,把持爪79a、79b在周向上按压分割铁芯31,因此,在进行磁导线的卷绕时,能够防止端面用绝缘部件4相对于分割铁芯31在周向上位置偏移。
首先,在磁导线W的卷绕开始前,通过卡盘75把持、固定卷绕起始端部5St(步骤S003:端部固定工序)。由此,磁导线W通过引导槽4L被定位、绕线开始位置的定位准确,与不固定磁导线W的卷绕起始端部的情况相比,能够更准确地将磁导线W向规定的位置进行卷绕。
然后,将抽出磁导线W的喷嘴76配置于外凸缘4out的径向内侧且从分割铁芯单元中间体30A在周向上分割的位置。然后,使分割铁芯单元中间体30A一边以齿部31t的径向的中心轴B为中心旋转,一边向图7的箭头C方向移动,由此,将磁导线W卷绕于分割铁芯单元中间体30A(步骤S004:绕线工序)。
接下来,将结束了磁导线W的卷绕的分割铁芯单元30排列、固定为圆环状,将各个线圈5的卷绕起始端部和卷绕结束端部分别与未图示的印刷衬底等电连接,得到图1所示的定子3(步骤S005:分割铁芯单元结合工序)。然后,将该定子3插入、固定于框架1的内侧,在定子3的内侧可旋转地配置转子2,由此,得到旋转电机100(步骤S006:旋转电机组装工序)。
在分割铁芯单元中间体30A卷绕磁导线W时,在磁导线W产生张力,如果由于该张力而使端面用绝缘部件4受到外力,则相对于分割铁芯31在周向上偏移的力会在端面用绝缘部件4产生。端面用绝缘部件4通过卡合爪4b以及卡合爪4c的弹性恢复力临时固定于分割铁芯31,因此,如果在端面用绝缘部件4施加上述的张力,如果该张力在弹性区域的范围,则端面用绝缘部件4从分割铁芯31的端面在周向上偏移,如果张力超过弹性区域,则卡合爪4b、4c有可能破损。
因此,在本实施方式中,通过相同的保持件79按压由分别设置的连通的两个第一槽4k以及第二槽31k形成的槽的两个侧壁S,对两个端面用绝缘部件4和分割铁芯31进行固定,在此基础上,卷绕磁导线W,由此,能够完全防止端面用绝缘部件4和分割铁芯31在绕线时偏移。
根据本发明的实施方式1涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,能够提供生产机型不同的旋转电机时的换产容易、针对每个机型不需要专用的保持件的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
另外,通过固定于分割铁芯31的端面用绝缘部件4,侧面用绝缘部件6也保持于分割铁芯31的齿部31t的周向的两个侧面,即使侧面用绝缘部件6和分割铁芯31没有相互粘接固定,也能够使侧面用绝缘部件6不产生偏移而卷绕磁导线W。
由此,通过废止粘接剂而能够削减粘接剂的材料费,并且能够消除各种管理的麻烦等。另外,也不需要粘接剂的涂敷机或粘接剂的硬化炉等,不仅能够削减设备投资金额,还能够通过废止粘接剂涂敷工序而缩小生产线的设置空间,因此,能够促进使用了分割铁芯31的分割铁芯单元30以及旋转电机100的生产效率的提高以及低廉化。
另外,在端面用绝缘部件4的内凸缘4in设置的卡合爪4b通过树脂的弹性恢复力卡合于靴部31s的外周面31sg,在外凸缘4out设置的卡合爪4c同样地卡合于轭部31y的内周面31yin,由此,决定端面用绝缘部件4相对于分割铁芯31的相对位置。因此,如果如现有例那样、采用通过不同的保持件将分割铁芯和端面用绝缘部件固定于绕线装置进行卷绕的方式,则分割铁芯和端面用绝缘部件的相对位置关系在凸起的弹性恢复力涉及的范围内会有偏差。
另一方面,如果使用本实施方式涉及的保持件,则通过一个保持件79固定两个端面用绝缘部件4以及分割铁芯31,因此,不会产生分割铁芯31和端面用绝缘部件4的相对位置关系的偏差。由此,在卷绕磁导线W时,能够使分割铁芯单元中间体30A和磁导线W的轨道的位置关系稳定,因此,能够将线圈5配置于分割铁芯单元30的规定的位置。通过线圈5的排列性提高,能够增加线圈5的匝数,能够提高旋转电机100的输出。
另外,两个端面用绝缘部件4各自的第一槽4k以及分割铁芯31的第二槽31k一气贯通地设置于分割铁芯单元中间体30A的轴向上,将保持件79的把持爪79a、79b从分割铁芯31的外周侧向内侧插入。如果保持件79的轴向的长度与制造的旋转电机内、分割铁芯的轴长最长的长度匹配,则不需要如现有例那样针对分割铁芯的长边方向的层叠厚度的变化来变更保持件。另外,两个端面用绝缘部件4以及分割铁芯31向绕线装置的固定是通过保持件79的把持爪79a、79b分别将由两个第一槽4k以及第二槽31k形成的两个侧壁S向周向相反侧按压,通过其摩擦力进行的,因此,不需要如现有技术那样,在每次进行齿部的径向的内侧前端和靴部的内周面的曲率、轭部的外周面的曲率、内凸缘、外凸缘的任意者的曲率不同的分割铁芯单元的制造时变更保持件。
因此,没有由保持件79的换产引起的磁导线W的轨道相对于绕线时的分割铁芯单元中间体30A的变化,能够在分割铁芯单元中间体30A的固定的位置卷绕磁导线W,能够提高线圈5的排列性。由此,能够增加线圈5的匝数,能够提高旋转电机100的输出。
另外,缩短了保持件79的换产时间,因此,能够提高分割铁芯单元30的生产效率。
另外,不需要与制造的分割铁芯单元30的形状匹配地变更保持件79,因此,能够削减保持件79的数量,能够降低保持件的管理的麻烦。另外,如上所述,分割铁芯单元中间体30A仅从分割铁芯31的外周侧的一个方向通过保持件79固定,因此,不需要如现有例那样的从分割铁芯的内周侧对分割铁芯单元中间体进行保持的保持件,能够使绕线装置小型化。由此,能够使使用了分割铁芯31的分割铁芯单元30的生产线低廉化。
图10是在飞轮绕线装置70B固定的分割铁芯单元中间体的主视图。
在至此为止的说明中,是使分割铁芯单元中间体30A旋转而在分割铁芯单元中间体30A卷绕磁导线W,但也可以使用其他绕线方法,例如图10所示的那样通常称为飞轮绕线方法的、通过使具有喷嘴76B的飞轮77在分割铁芯单元中间体30A的周围环绕,在分割铁芯单元中间体30A卷绕磁导线W的方法。
在通过卷绕磁导线W时使分割铁芯单元中间体30A旋转而形成线圈5的绕线方法中,在分割铁芯单元中间体30A的重心从其旋转轴偏移的情况下,在分割铁芯单元中间体30A与旋转速度相应地产生偏心的离心力,在保持件79和分割铁芯单元中间体30A的接触面引起应力集中。另一方面,在飞轮绕线中不产生那样的应力集中,能够无视分割铁芯单元中间体30A的重心位置而使磁导线W的卷绕高速化,能够提高分割铁芯单元30的生产效率。特别在体积以及质量大的分割铁芯单元中间体30A的绕线时是有用的。
另外,如果如现有例那样、从分割铁芯的径向内侧向分割铁芯单元按压保持件,则在分割铁芯的径向内侧存在绕线时旋转运动的飞轮和对分割铁芯进行固定的保持件,因此,绕线装置的机构容易变复杂且大型化。另一方面,在本实施方式中,不需要径向内侧的保持件,因此,与现有例进行比较,能够使飞轮绕线装置70B的结构简单化且小型化,能够使分割铁芯单元30以及旋转电机100的生产线低廉化。
实施方式2
下面,使用附图说明本发明的实施方式2涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
图11是表示利用连结铁芯的情况下的绕线要领的主视图。
在实施方式1中,对具有零散地分割的分割铁芯31的分割铁芯单元中间体30A进行磁导线W的卷绕,但在本实施方式中,将多个分割铁芯231的周向端部彼此通过薄片或能够连结的绝缘部件连结来进行绕线。
通过连结多个分割铁芯231,从而能够操作性良好地将分割铁芯单元设为圆环状而制造定子3。另外,将构成分割铁芯231的铁芯片的周向端部彼此通过薄片连结,以设为圆环状的形状从磁性钢板冲压,由此,与不连结铁芯片而零散地进行冲压的情况相比,能够提高将连结铁芯组合成圆环状的状态下的铁芯的正圆度。由此,能够使转子2的外周面和定子3的内周面之间的间隙跨整周均匀化,能够抑制旋转电机的扭矩脉动。
如图11所示,在具有连结的分割铁芯231的多个分割铁芯单元中间体230A卷绕磁导线W时,以如下那样的通常称为喷嘴卷绕的方法进行绕线。
首先,在将多个分割铁芯单元中间体230A从外周侧固定于绕线装置的保持件279的状态下,从内侧将喷嘴276插入至相邻的齿部231t之间。然后,通过使喷嘴276在齿部231t的周围旋转,在分割铁芯单元中间体230A卷绕磁导线W。
另外,对于将多个分割铁芯单元中间体230A连结的部件,将多个喷嘴276分别插入至分割铁芯单元中间体230A之间,同时进行绕线,由此,能够一次性在构成定子3的全部分割铁芯单元中间体230A卷绕磁导线W,与实施方式1相比,能够进一步提高定子3的生产效率。
根据本实施方式涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,在实施方式1说明的效果的基础上,还能够对多个分割铁芯单元中间体230A同时形成线圈5。
实施方式3
下面,使用附图说明本发明的实施方式3涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
图12A是分割铁芯单元中间体330A的主视图。
图12B是表示保持件379和两个第一槽304k以及第二槽331k的固定状态的图。
在轭包覆部304y的外周面的周向中央部形成有在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是T字状的第一槽304k。在分割铁芯331的外周面的周向中央部形成有跨分割铁芯331的全长在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是T字状的第二槽331k。第一槽304k以及第二槽331k的槽底即径向内侧部分向周向扩展。
而且,在分割铁芯331的轴向的两个端面分别安装了端面用绝缘部件304的状态下,两个端面用绝缘部件304各自的第一槽304k和分割铁芯331的第二槽331k笔直地连通。另外,两个第一槽304k如图12A所示,在从轴向观察时与第二槽331k看起来重合。
保持件379的把持爪379a的与轴向垂直的剖面是径向内侧前端向周向凸出的L字形状,把持爪379b是相对于将图12B所示的第一槽304k在径向上二等分的线段A与把持爪379a成对称的形状。把持爪379a、379b能够在第一槽304k以及第二槽331k中在周向上移动,在将双方插入至第一槽304k以及第二槽331k中之后,如果使双方向各自分割的方向在周向上移动,则分别沿由两个第一槽304k以及第二槽331k形成的槽的两个侧壁3S的一方被卡合固定。
根据本实施方式涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,在实施方式1说明的效果的基础上,在进行磁导线W的卷绕时,分割铁芯单元中间体330A在径向上也不发生位置位移,能够进一步提高磁导线W的绕线精度,提高分割铁芯单元以及旋转电机的生产效率。
实施方式4
下面,使用附图说明本发明的实施方式4涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
图13A是分割铁芯单元中间体430A的主视图。
图13B表示保持件479和两个第一槽404k以及第二槽431k的固定状态的图。
在端面用绝缘部件404的轭包覆部404y的外周面的周向中央部形成有在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是燕尾槽状的第一槽404k。在分割铁芯431的外周面的周向中央部形成有跨分割铁芯431的全长在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是燕尾槽状的第二槽431k。第一槽404k以及第二槽431k向径向内侧扩展。
而且,在分割铁芯431的轴向的两个端面分别安装了端面用绝缘部件404的状态下,两个端面用绝缘部件404各自的第一槽404k和分割铁芯431的第二槽431k笔直地连通。另外,两个第一槽404k如图13A所示,在从轴向观察时与第二槽431k看起来重合。
保持件479的把持爪479a、479b的周向外侧的面沿由两个第一槽404k以及第二槽431k形成的槽的两个侧壁4S倾斜。另外,把持爪479a、479b能够在第一槽404k以及第二槽431k中在周向上移动,在将双方插入至第一槽404k以及第二槽431k中后,如果使双方向各自分割的方向在周向上移动,则分别沿由两个第一槽404k以及第二槽431k形成的两个侧壁4S的一方被卡合固定。
根据本实施方式涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,与实施方式3说明的效果同样地,在进行磁导线W的卷绕时,分割铁芯单元中间体430A在径向上也没有位置偏移,能够提高磁导线W的绕线精度和分割铁芯单元以及旋转电机的生产效率。
实施方式5
下面,使用附图说明本发明的实施方式5涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
图15A是分割铁芯单元中间体530A的主视图。
图15B是表示保持件79和两个第一槽504k以及第二槽31k的固定状态的图。
在端面用绝缘部件504的轭包覆部504y的外周面的周向中央部,形成有在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是一边开放的矩形的第一槽504k。在分割铁芯31的外周面的周向中央部,形成有跨分割铁芯31的全长在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是一边开放的矩形的第二槽31k。在通过保持件79把持前的状态下,如图15A所示,第一槽504k的周向的宽度比第二槽31k的周向的宽度窄。此外,在图15A中,对各自的周向的宽度夸张地进行显示。
而且,在分割铁芯31的轴向的两个端面分别安装了端面用绝缘部件504的状态下,两个端面用绝缘部件504各自的第一槽504k和分割铁芯31的第二槽31k笔直地连通。在该状态下,如图15A所示,第一槽504k的侧壁504is从第二槽31k的侧壁31is向周向内侧凸出,但两个第一槽504k从轴向观察时与第二槽31k看起来重合。
保持件使用与实施方式1相同的保持件79。把持爪79a、79b能够在第一槽504k以及第二槽31k中在周向上移动,在将双方插入至第一槽504k以及第二槽31k中后,如果使双方向各自分割的方向在周向上移动,则首先第一槽504k的两个侧壁504is与把持爪79a、79b接触、使其在周向上向相反侧弹性变形。并且,如果以把持爪79a、79b之间扩宽的方式使把持爪79a、79b移动,则把持爪79a、79b分别沿由两个第一槽504k以及第二槽31k形成的槽的两个侧壁5S的一方被卡合固定。这样,首先,通过使第一槽504k的侧壁504is弹性变形,把持爪79a、79b分别沿由两个第一槽504k以及第二槽31k形成的槽的侧壁5S的一方被准确地卡合固定。
根据本实施方式涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,在实施方式1说明的效果的基础上,在进行磁导线W的卷绕时,通过使两个端面用绝缘部件504弹性变形,利用其斥力,能够将两个端面用绝缘部件504准确地固定于把持爪79a、79b。由此,能够进一步提高磁导线W的绕线精度和分割铁芯单元以及旋转电机的生产效率。
实施方式6
下面,使用附图说明本发明的实施方式6涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法。
图16A是分割铁芯单元中间体630A的主视图。
图16B是表示保持件79和两个第一槽604k以及第二槽31k的固定状态的图。
在端面用绝缘部件604的轭包覆部604y的外周面的周向中央部形成有在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是一边开放的矩形的第一槽604k。在分割铁芯31的外周面的周向中央部形成有跨分割铁芯31的全长在轴向上延伸的、与轴向垂直的剖面是一边开放的矩形的第二槽31k。在实施方式5中说明的端面用绝缘部件504和在本实施方式中使用的端面用绝缘部件604的不同点在于:端面用绝缘部件604的第一槽604k在第一槽604k的底部的周向的中央部具有跨轴向的全长形成的、与轴向垂直的剖面是V字状的切口部D。
而且,在分割铁芯31的轴向的两个端面分别安装了端面用绝缘部件604的状态下,两个端面用绝缘部件604各自的第一槽604k和分割铁芯31的第二槽31k笔直地连通。在该状态下,如图16A所示,第一槽604k的侧壁604is与第二槽31k的侧壁31is相比向周向内侧凸出,两个第一槽604k在从轴向观察时与第二槽31k看起来重合。
保持件79的把持爪79a、79b能够在第一槽604k以及第二槽31k中在周向上移动,在将双方插入至第一槽604k以及第二槽31k中后,如果使双方向分别分割的方向在周向上移动,首先,第一槽604k的两个侧壁604is和把持爪79a、79b接触使其在周向上向相反侧弹性变形。并且,如果以把持爪79a、79b之间扩宽的方式使把持爪79a、79b移动,则把持爪79a、79b分别沿由两个第一槽604k以及第二槽31k形成的槽的两个侧壁6S的一方被卡合固定。此时,通过在第一槽604k的底部的中央部设置切口部D,能够使得更容易弹性变形、使基于把持爪79a、79b的卡合固定容易。
这样,根据本实施方式6涉及的分割铁芯单元、旋转电机、分割铁芯单元的制造方法以及旋转电机的制造方法,能够容易地调整在实施方式5中说明的弹性变形的量,因此,能够进一步提高磁导线W的绕线精度和分割铁芯单元以及旋转电机的生产效率。
另外,本发明在其发明范围内能够对各实施方式进行自由地组合,或对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号的说明
100旋转电机,1框架,2转子,3定子,30分割铁芯单元,30A、230A、330A、430A、530A、630A分割铁芯单元中间体,31、231、331、431分割铁芯,31k、331k、431k第二槽,31s靴部,31sg外周面,31t、231t齿部,31tin内侧前端,31ts周向侧面,31y轭部,31yin内周面,4、304、404、504、604端面用绝缘部件,4L引导槽,4R卷绕槽,4b、4c卡合爪,4d凸起,4k、304k、404k、504k、604k第一槽,4in内凸缘,4out外凸缘,4t齿包覆部,4y、304y、404y、504y、604y轭包覆部,5线圈,5St卷绕起始端部,6侧面用绝缘部件,6t轴向端部,70绕线装置,70B飞轮绕线装置,75卡盘,76、76B、276喷嘴,77飞轮,79、279、379、479保持件,79a、79b、379a、379b、479a、479b把持爪,W磁导线,CL轴向,A线段,B中心轴,C箭头,S、3S、4S、5S、6S、31is、504is、604is侧壁。

Claims (11)

1.一种分割铁芯单元,其具有:
分割铁芯,其由轭部和从所述轭部向径向内侧凸出的齿部构成;
线圈,其是将磁导线在所述齿部卷绕而形成的;以及
绝缘部件,其将所述分割铁芯和所述线圈电气绝缘,
在该分割铁芯单元中,
所述绝缘部件具有分别覆盖所述分割铁芯的轴向的两个端面的端面用绝缘部件,
各所述端面用绝缘部件在外周面的周向中央部具有在轴向上延伸的直线状的第一槽,
所述轭部在所述分割铁芯的外周面的周向中央部具有跨所述轭部的全长在轴向上延伸的直线状的第二槽,
两个所述第一槽和所述第二槽连通,
两个所述第一槽从轴向观察时与所述第二槽看起来重合。
2.根据权利要求1所述的分割铁芯单元,其中,
所述第一槽以及所述第二槽的与轴向垂直的剖面,是一边开放的矩形。
3.根据权利要求1所述的分割铁芯单元,其中,
所述第一槽以及所述第二槽的与轴向垂直的剖面,是所述第一槽以及所述第二槽的底部向周向扩展的T字状。
4.根据权利要求1所述的分割铁芯单元,其中,
所述第一槽以及所述第二槽的与轴向垂直的剖面,是向径向内侧变宽的燕尾槽状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分割铁芯单元,其中,
所述端面用绝缘部件具备:
一对卡合爪,其与从所述齿部的径向的内侧前端向周向两侧伸出的靴部的外周面卡合;以及
一对第二卡合爪,其与所述轭部的内周面卡合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分割铁芯单元,其中,
所述第一槽的周向的宽度比所述第二槽的周向的宽度窄。
7.根据权利要求6所述的分割铁芯单元,其中,
在所述第一槽的底部的周向的中央部具有跨轴向的全长而形成的切口部。
8.一种旋转电机,其由以下部件构成:
定子,其是将权利要求1至7中任一项所述的多个所述分割铁芯单元组合成环状而成的;
框架,其收容所述定子;以及
转子,其可旋转地支撑于所述定子的内侧。
9.根据权利要求8所述的旋转电机,其中,
在周向上相邻的所述分割铁芯彼此连结。
10.一种分割铁芯单元的制造方法,其是权利要求1至7中任一项所述的分割铁芯单元的制造方法,该分割铁芯单元的制造方法具有以下工序:
绝缘部件安装工序,将所述端面用绝缘部件安装于所述分割铁芯;
固定工序,将具有比所述分割铁芯的轴长更长且能够在周向上开闭的两个把持爪的把持件以关闭了两个所述把持爪的状态插入至两个所述第一槽以及所述第二槽中,然后将两个所述把持爪在周向上打开,通过两个所述把持爪,将两个所述第一槽和所述第二槽的两个侧壁向周向按压,将两个所述端面用绝缘部件和所述分割铁芯固定于所述把持件;以及
绕线工序,对固定了两个所述端面用绝缘部件和所述分割铁芯的分割铁芯单元中间体卷绕磁导线而形成线圈。
11.一种旋转电机的制造方法,其具有以下工序:
分割铁芯单元结合工序,将以权利要求10所述的所述分割铁芯单元的制造方法制造出的多个所述分割铁芯单元组合成环状而形成定子;以及
旋转电机组装工序,将所述定子插入、固定于框架,在所述定子的内侧可旋转地配置转子。
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