CN110350734B - 旋转电机定子的制造方法以及制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供旋转电机定子的制造方法以及制造装置。旋转电机定子的制造方法包括插入工序、弯曲工序、以及按压工序。在插入工序中,以使定子线圈的U字状的线圈线的两个脚部各自的前端部亦即突出部与定子铁芯的轴向平行地突出的方式,将两个脚部分别插入对两个脚部而言是不同的槽。在弯曲工序中,对于两个脚部中的第1脚部的突出部,自突出部从槽与定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以突出部的根部侧端部为弯曲起点,使突出部朝定子铁芯的周向第1方向弯曲。在按压工序中,将朝周向第1方向弯曲后的突出部的前端向作为朝向根部侧的方向的周向第2方向按压。
Description
技术领域
本发明涉及旋转电机定子的制造方法以及制造装置。
背景技术
在日本特开2006-136082中,记载有使用了多个分割线圈(线圈线)的旋转电机定子的制造方法。在该制造方法中,向定子铁芯的多个槽插入多个分割线圈,利用线圈捻线装置将分割线圈中的从定子铁芯的端面突出的端部沿周向弯曲成形。之后,对在定子铁芯的径向上相邻的分割线圈的端部进行焊接从而形成定子线圈。
另外,在对分割线圈的端部进行弯曲成形时,向形成于构成线圈捻线装置的捻线圆环的端面的多个孔亦即线圈收容部,插入从定子铁芯的轴向端面突出的分割线圈的端部,并使捻线圆环旋转。之后,使捻线圆环在轴向上向定子铁芯侧移动。由此,分割线圈的端部在周向上弯曲。另外,在弯曲成形后的状态下,在分割线圈的端部未形成有沿轴向延伸的直线部,因此存在能够使配置于定子铁芯的轴向端面的外侧的线圈末端的轴向长度减小的可能性。
然而,在进行线圈线的弯曲工序前,在从定子铁芯的轴向端面突出有多个线圈线的前端部的状态下,因多个线圈线的长度偏差、线圈线的组装偏差等,有可能在多个线圈线的前端的轴向位置产生偏差。在这种情况下,在通过日本特开2006-136082所记载的制造方法使线圈线的前端部在周向上弯曲时,存在弯曲后的线圈线的前端的周向位置从所希望的位置偏离,并且在多个线圈线中前端的偏差变大的可能性。由此,在定子铁芯的径向上相邻的线圈线中前端部偏离,从而存在之后进行的相邻的线圈线的焊接变得困难的可能性。
发明内容
本发明的旋转电机定子的制造方法以及制造装置在使从定子铁芯的端面突出的线圈线的前端部在周向上弯曲的状态下,能够提高线圈线的前端在周向上的定位精度。
本发明的第1方式(aspect)提供一种旋转电机定子的制造方法,该旋转电机定子包括:具有从环状的磁轭沿径向延伸的多个齿、和在相邻的所述齿之间划分出的多个槽的定子铁芯;以及卷绕于所述多个齿的定子线圈,所述定子线圈由多个U字状的线圈线构成,各线圈线具有相互平行的第1脚部和第2脚部、以及将所述第1脚部与所述第2脚部连结起来的连结部,所述旋转电机定子的制造方法包括:插入工序,以使所述第1脚部与所述第2脚部各自的前端部从对应的所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出而成为突出部的方式,将所述各线圈线的所述第1脚部与所述第2脚部分别插入不同的所述槽;弯曲工序,自所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,使所述第1脚部的所述突出部朝所述定子铁芯的周向第1方向弯曲;以及按压工序,将朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部的前端在所述定子铁芯的周向第2方向上向所述突出部的根部按压。在所述按压工序中,将所述突出部的所述前端朝所述周向第2方向进行按压,以使所述突出部的所述前端到达以所述突出部的所述根部的位置为基准在所述周向第1方向离开规定量的最终按压位置,通过所述弯曲工序以及所述按压工序使所述突出部塑性变形。
根据本发明的定子制造方法,在按压工序中,将以第1脚部的突出部的根部位置为基准沿周向第1方向离开规定量的位置作为最终按压位置,将突出部的前端朝周向第2方向进行按压,因此在考虑制造多个旋转电机定子时的相同的位置的突出部的情况下,以与因突出部的偏差而引起的长度的不同对应地使根部侧的变形量不同的方式进行弯曲。具体而言,在突出部比规定长度长的情况下在根部侧较大程度地弯曲,在突出部比规定长度短的情况下在根部侧较小程度地弯曲。由此,在使从定子铁芯的端面突出的线圈线的前端部亦即突出部在周向上弯曲的状态下,能够抑制线圈线的长度偏差所带来的影响,提高线圈线的前端在周向上的定位精度。另外,通过在弯曲工序之后进行按压工序,从而与同时进行开始以线圈线的突出部的根部侧端部为弯曲起点朝向周向第1方向弯曲的弯曲作业、和将突出部的前端朝向周向第2方向按压的情况不同,能够抑制线圈线的突出部在前端部向与根部侧端部相反的方向弯曲的情况。由此,容易确保线圈线的前端部的形状精度。由此,也能够提高线圈线的前端在周向上的定位精度。
在本发明的上述方式的方法中,也可以构成为:在上述按压工序中,一边将所述前端朝所述周向第2方向进行按压,一边使在所述弯曲工序中朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部进一步朝所述周向第1方向弯曲。
根据上述方法,与在按压工序中仅进行将突出部朝周向第2方向按压的情况相比,能够缩短线圈线的突出部的弯曲作业时间。
在上述方法中,也可以构成为:在所述弯曲工序中,在所述定子铁芯的所述突出部侧配置夹具,在使所述夹具与所述突出部的前端部接触,而不使所述夹具与所述突出部的所述前端部的所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述夹具一边朝所述周向第1方向移动一边在轴向上朝向所述定子铁芯移动,从而使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲,在所述按压工序中,在使所述夹具与所述突出部的所述前端部的轴向端和所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述夹具一边朝所述周向第1方向移动一边在轴向上朝向所述定子铁芯移动,从而利用所述夹具一边将所述突出部的所述前端朝所述周向第2方向按压,一边使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲。
根据上述方法,使用相同的夹具来进行弯曲工序以及按压工序,因此容易更连续地进行线圈线的变形作业。
另外,本发明的第2方式(aspect)提供一种旋转电机定子的制造方法,该旋转电机定子包括:具有从环状的磁轭沿径向延伸的多个齿、和在相邻的所述齿之间划分出的多个槽的定子铁芯;以及卷绕于所述多个齿的定子线圈,所述定子线圈包括多个U字状的线圈线,各线圈线具有相互平行的第1脚部和第2脚部、以及将所述第1脚部与所述第2脚部连结起来的连结部,所述旋转电机定子的制造方法包括:插入工序,以使所述第1脚部与所述第2脚部各自的前端部从对应的所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出而成为突出部的方式,将所述各线圈线的所述第1脚部与所述第2脚部分别插入不同的所述槽;非约束弯曲工序,自所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,在允许所述突出部的前端部在所述定子铁芯的周向第1方向侧的自由移动的非约束状态下,使所述第1脚部的所述突出部朝所述定子铁芯的周向第1方向弯曲;以及约束弯曲工序,在对所述前端部在所述周向第1方向侧进行约束的状态下一边使所述突出部的前端朝轴向上的规定位置移动一边使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲,以使得所述前端到达如下位置,即:从对于朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部而假定一边在所述非约束状态下使前端朝轴向上的规定位置移动一边使所述突出部朝所述周向第1方向连续地弯曲的情况下所述前端到达的位置、朝所述定子铁芯的周向第2方向返回的位置。
根据本发明的上述方式的方法,在使从定子铁芯的端面突出的线圈线的前端部亦即突出部在周向弯曲的状态下,能够抑制线圈线的长度偏差所带来的影响,能够提高线圈线的前端在周向上的定位精度。另外,通过在非约束弯曲工序之后进行约束弯曲工序,因此容易确保线圈线的前端部的形状精度。
本发明的第3方式提供一种制造装置,用于本发明的第1方式所涉及的旋转电机定子的制造方法。该制造装置包括:保持部,其在将所述第1脚部以及所述第2脚部分别插入不同的所述槽,以使得所述第1脚部以及所述第2脚部各自的所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态下,对所述定子铁芯进行保持;夹具,其自所述突出部与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,将所述第1脚部的所述突出部朝所述周向第1方向弯曲;夹具驱动部,其使所述夹具移动;以及控制部,其对所述夹具驱动部进行控制,所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得所述夹具在相对于所述定子铁芯以第1轨迹相对移动而接近所述定子铁芯后,以第2轨迹相对移动,所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第1轨迹下的相对移动,将所述第1脚部的所述突出部以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点朝所述周向第1方向弯曲,所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第2轨迹下的相对移动,将朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部在所述周向第2方向上朝向所述根部按压至所述前端到达所述最终按压位置为止。
根据本发明的上述方式所涉及的定子制造装置,在第2轨迹下的夹具与定子铁芯的相对移动中,将突出部的前端朝周向第2方向按压至最终按压位置,因此在考虑了制造多个旋转电机定子时的相同的位置的突出部的情况下,以与因突出部的偏差而引起的长度的不同对应地使根部侧的变形量不同的方式进行弯曲。由此,在使从定子铁芯的端面突出的线圈线的前端部亦即突出部在周向弯曲上的状态下,能够抑制线圈线的长度偏差所带来的影响,能够提高线圈线的前端在周向上的定位精度。
在上述制造装置中,也可以构成为:所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第2轨迹下的相对移动,一边将所述前端朝所述周向第2方向按压,一边将通过所述第1轨迹而朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部进一步朝所述周向第1方向弯曲。
根据该结构,与仅通过第2轨迹下的夹具与定子铁芯的相对移动而将线圈线的突出部在周向第2方向上按压的情况相比,能够缩短线圈线的突出部的弯曲作业时间。
在上述制造装置中,也可以构成为:所述夹具具备环形部,该环形部能够以位于所述定子铁芯的中心轴的延长线上的轴为中心旋转,且包括从所述定子铁芯侧端面突出的多个爪部,所述爪部具有:第1面,其面向所述周向第1方向,是向所述定子铁芯侧突出的凸曲面;以及第2面,其面向所述周向第2方向,是与周向正交的平面或者是向所述周向第1方向侧凹陷的凹曲面,所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得在使所述环形部的所述爪部的所述第1面与所述第1脚部的所述突出部的侧面接触的状态下,使所述环形部一边在轴向上向所述定子铁芯侧移动一边向所述周向第1方向移动,之后,在使所述爪部的所述第2面与所述突出部的所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述突出部的所述前端以接近所述根部的方式一边在轴向上向所述定子铁芯侧移动一边向所述周向第1方向移动。
根据上述结构,容易连续地进行在使线圈线的突出部与爪部的第1面接触的状态下使突出部在周向上弯曲的作业、和在由爪部的第2面约束了突出部的前端部的状态下一边将前端向根部侧按压一边在周向上弯曲的作业。
根据本发明所涉及的旋转电机定子的制造方法以及制造装置,在使从定子铁芯的端面突出的线圈线的前端部在周向上弯曲的状态下,能够提高线圈线的前端在周向上的定位精度。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、技术以及工业意义,附图中相同的数字示出相同的部件,并且其中:
图1是表示通过本发明的实施方式的制造方法制造的旋转电机定子的周向一部分的立体图。
图2A是省略了定子铁芯的一部分的立体图。
图2B是表示插入定子铁芯前的线圈线的图。
图3是表示实施方式的旋转电机定子的制造方法的流程图。
图4A是表示在线圈线插入工序中将线圈线插入定子铁芯的状态的图。
图4B是表示在弯曲工序的紧前状态下使插入有线圈线的定子铁芯和弯曲加工用的夹具对置的状态的图。
图5A是在从下方观察弯曲加工用的夹具的状态下省略一部分而表示周向一部分的立体图。
图5B是图5A的A部放大图。
图6是在构成弯曲加工用的夹具的环形部的周向一部分中使周向沿横向延伸来表示的剖视图。
图7是表示在实施方式中弯曲工序与按压工序中的夹具的环形部以及线圈线的突出部移动的状态的图。
图8是放大表示图7的B部的按压工序中的环形部以及线圈线的突出部移动的状态的图。
图9A是表示弯曲工序以及按压工序中的夹具的爪部前端的移动轨迹的图。
图9B是表示在焊接工序中将相邻的线圈线固定于焊接固定装置后进行焊接的状态的剖视图。
图10是表示在多个线圈线从定子铁芯的轴向端面突出的情况下存在多个线圈线的前端的偏差的状态的图。
图11A是在通过实施方式的制造方法使线圈线弯曲的情况下表示多个线圈线的前端的间隔的图。
图11B是图11A的C部放大图。
图11C是图11A的D部放大图。
图12是表示通过比较例的旋转电机定子的制造方法使线圈线弯曲的情况下的夹具以及线圈线的突出部移动的状态的图。
图13是在通过比较例的制造方法使线圈线弯曲的情况下表示多个线圈线的前端的间隔的图。
图14是表示本发明的实施方式的另一例子的爪部与线圈线的、与图6对应的图。
图15是表示本发明的实施方式的另一例子的爪部与线圈线的、与图6对应的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明的形状、材料、以及个数是用于说明的例示,能够根据旋转电机定子的规格而适当地变更。以下,在全部的附图中对于相同的要素标注相同的附图标记来进行说明。另外,在正文中的说明中,根据需要而使用在其之前叙述的附图标记。
另外,在以下的附图以及实施方式的说明中,R表示旋转电机定子以及定子铁芯的径向,θ表示旋转电机定子以及定子铁芯的周向,Z表示旋转电机定子以及定子铁芯的轴向。R、Z、以及θ的方向相互正交。这里,图1、图2A所示的轴向Z实际上是沿着位于定子铁芯12的中心轴的延长线上的轴O1(图2A)的方向。
图1是表示通过实施方式的制造方法制造的旋转电机定子10的周向一部分的立体图。以下,将旋转电机定子10记载为定子10。如图1所示,定子10具备定子铁芯12和定子线圈20。
图2A是省略了定子铁芯12的一部分的立体图。定子铁芯12是环状的磁性体部件,例如通过将多个硅钢鈑(电磁钢鈑)沿轴向Z层叠而构成。定子铁芯也可以通过对树脂粘合剂和磁性材料粉末进行加压成形而构成。
定子铁芯12具有以环状配置于外周侧的磁轭13、和从磁轭13的内周面沿径向R延伸的多个齿14。多个齿14在周向θ上相互空开间隔地配置。在相邻的两个齿14之间形成有作为沟的槽15。
回到图1,定子线圈20具备沿螺旋状延伸的U、V、W的三相的线圈21、22、23。U、V、W的三相的线圈21、22、23分别插通于槽15,并且以跨过多个齿14的方式卷绕于多个齿14。
U、V、W的三相的线圈21、22、23分别将多个分割线圈21a、22a、23a以串联的方式连接而形成。各分割线圈21a、22a、23a在使多个大致U字状的线圈线25(图2B)弯曲后进行焊接而形成。
图2B是表示插入定子铁芯12(图2A)前的线圈线25的图。线圈线25具有:作为相互平行的两个直线状的脚部的第1脚部26a和第2脚部26b;以及将第1脚部26a和第2脚部26b的第1方向侧端连结起来并形成为山形的连结部28。各脚部26a、26b的前端面形成为截面以山形弯曲的曲面状。线圈线25利用绝缘皮膜30覆盖作为矩形截面的扁平线的导体基线29的长度方向中间部,通过使该导体基线29的两端部从绝缘皮膜30露出而形成。
在形成各分割线圈21a、22a、23a(图1)时,沿径向R(图1)排列的多个线圈线25跨过多个齿14的轴向Z第1方向侧端面(图1的下端面),向以夹着多个齿14的方式配置的两个槽15插入多个线圈线25。此时,使线圈线25的两个脚部各自的作为前端部的突出部从定子铁芯12的轴向Z第2方向侧端面(图1的上端面)突出。而且,在多个线圈线25的突出部沿周向被弯曲加工后,以使多个线圈线相连而形成螺旋的方式,通过激光焊接等将在径向R上重叠的线圈线25的突出部的前端部焊接。此时,在线圈线25中,将导体基线29的露出的部分焊接。由此,各分割线圈21a、22a、23a以跨过多个齿14的方式卷绕于多个齿14。另外,U、V、W相的线圈21、22、23分别通过将多个分割线圈21a、22a、23a的端部连结而形成为圆环状。
并且,在各相的线圈21、22、23中,配置于第1方向侧端的线圈线的突出部向定子铁芯12的径向外侧延伸而成为连接端部31,在该连接端部31电连接有电源侧的动力线。在图1中,以相互反方向的斜线示出U相线圈21以及V相线圈22,以多个上下方向线示出W相线圈23。在各相的线圈21、22、23中,配置于第2方向侧端的线圈线的突出部在定子铁芯12的外周侧通过中性点汇流条34连接。由此,在多个齿14以分布绕组的方式卷绕有定子线圈20。此时,在从定子铁芯12的轴向第2方向侧端面(图1的上端面)突出的线圈线25的突出部的前端部,未形成有沿轴向平行的直线部。由此,能够减小定子线圈20中的配置于定子铁芯12的轴向第2方向侧端面的外侧的线圈末端20a的轴向长度。
在制造旋转电机(未图示)时,在定子10的内周侧以空开径向R的间隔的方式配置转子(未图示)。
旋转电机能够以具有马达以及发电机的功能的双方的方式构成,但也可以仅具有马达以及发电机的功能的一方。
接下来,对用于制造上述的定子10的实施方式的定子的制造方法进行详细的说明。图3是表示实施方式的定子的制造方法的流程图。首先,作为步骤S10,该制造方法进行线圈线插入工序。
图4A是表示在线圈线插入工序中将线圈线25插入定子铁芯12的状态的图。在线圈线插入工序中,以使构成定子线圈的多个U字状的线圈线25中的各两个脚部26a、26b各自的作为前端部的突出部27从定子铁芯12的轴向Z第2方向侧端面(图4A的上端面)突出的方式,将两个脚部26a、26b分别沿图4A的箭头α方向插入对两个脚部而言是不同的槽15(图2A)。在该状态下,各线圈线25中的两个脚部26a、26b各自的突出部27与定子铁芯12的轴向Z平行地从槽15突出。在图4A中,示出了插入定子铁芯12的线圈线25的数量比图1少的情况。
并且,在线圈线插入工序中,形成一个分割线圈的多个、例如6个U字状的线圈线25在沿径向R排列的状态下,插入两个槽15(图1、图2A)。
接下来,依次进行图3所示的步骤S12的弯曲工序和步骤S14的按压工序。在弯曲工序以及按压工序中,使用构成定子制造装置的弯曲加工用装置40(图4B)。图4B是表示在弯曲工序的紧前状态下,使插入有线圈线25的定子铁芯12与弯曲加工用的夹具41对置的状态的图。
弯曲加工用装置40构成为包括对定子铁芯12进行保持的保持部60、夹具41、夹具驱动部62、以及控制部63。在多个线圈线25的每一个中第1以及第2脚部26a、26b分别插入对第1与第2脚部26a、26b而言是不同的槽15(图2A)的状态下,保持部60抓住并保持定子铁芯12的下端部。在该状态下,在多个线圈线25的每一个中,第1以及第2脚部26a、26b各自的突出部27从定子铁芯12的轴向第2方向侧端面(图4B的上端面)突出。此时,在多个线圈线25的每一个中,第1以及第2脚部26a、26b各自的突出部27从对第1以及第2脚部26a、26b而言是不同的槽15与定子铁芯12的轴向Z平行地突出。保持部60例如也可以构成为配置于定子铁芯12的径向外侧的多个位置,使沿径向延伸的多个臂部与定子铁芯12的外周面抵接,从而抓持该外周面。
夹具41是使多个线圈线25的突出部27沿定子铁芯12的周向弯曲的弯曲加工用的夹具。例如,从两个脚部26a、26b中的第1脚部26a的突出部27从槽15(图2A)与定子铁芯12的轴向平行地突出的状态起,夹具41使该突出部27朝图2A所示的定子铁芯12的周向第1方向弯曲。图5A是在从下方观察夹具41的状态下省略一部分而示出周向一部分的立体图。图5B是图5A的A部放大图。图6是在构成夹具41的环形部42的周向一部分使周向沿横向延伸而示出的剖视图。
夹具41配置于由保持部60保持的定子铁芯12的上侧,经由后述的夹具驱动部62而支承于固定部件64的下侧。夹具41构成为包括:以位于定子铁芯12的中心轴的延长线上的轴O1为中心配置并具有圆筒部的支承部49;和支承于支承部49的内侧的多个环形部42~47(图5A)以及多个分隔件48(图5A、图5B)。多个环形部42~47是彼此直径不同的圆筒状,并以使中心轴一致而沿径向排列的方式配置。多个分隔件48是彼此直径不同的圆筒状,配置在沿径向相邻的环形部42~47之间。环形部42~47的径向的厚度比分隔件48的径向的厚度大。例如,环形部42~47以及分隔件48分别设置有6个。环形部42~47以及分隔件48以位于定子铁芯12的中心轴O1(图4B)的延长线上的轴为中心配置。
在环形部42~47各自的定子铁芯12侧端亦即下端的周向等间隔的多个位置,突出有多个爪部50。分隔件48的定子铁芯12侧端向比环形部42~47的爪部50所突出的定子铁芯12侧端靠下侧的部位突出。由此,在径向上相邻的环形部42~47的爪部50之间有配置分隔件48。
各环形部42~47与在该环形部42~47的径向内侧邻接的分隔件48成为一体,并借助后述的夹具驱动部62而在轴向以及旋转方向上移动。
夹具驱动部62配置在夹具41的上侧。夹具驱动部62使环形部42~47以及分隔件48在轴向以及旋转方向上移动。因此,虽然省略图示,但夹具驱动部62包括旋转移动用的两个第1马达、轴向移动用的两个第2马达、将第1和第2马达的动力向环形部42~47传递的动力传递部、以及动力传递切换部。例如,两个第1马达的旋转轴的动力经由动力传递部向沿径向排列的两个环形部传递而使两个环形部向相互反方向旋转。另一方面,两个第2马达的旋转轴的动力也经由动力传递部向沿径向排列的上述的两个环形部传递,从而两个环形部沿轴向独立地移动。
动力传递切换部构成为能够将传递两个第2马达以及两个第1马达的动力的两个环形部切换为其他相邻的两个环形部。并且,控制部63控制夹具驱动部62的各马达以及动力传递切换部等。控制部63具有作为运算处理部的CPU、和RAM、ROM等存储部。CPU具有读取并执行预先存储于存储部的程序的功能。运算处理部只要是能够通过执行程序而实现功能的部件即可。由此,例如在夹具41包含6个环形部42~47的情况下,位于最外周部的两个环形部42、43朝轴向的同方向以及旋转方向的反方向移动,接着径向中间的两个环形部44、45朝轴向的同方向以及旋转方向的反方向移动。最后,位于最内周部的两个环形部46、47朝轴向的同方向以及旋转方向的反方向移动。
通过上述的弯曲加工用装置40,与多个环形部42~47的下侧对置的多个线圈线25的突出部27以位于两个圆周上并沿径向R相邻的双层的突出部27为单位,依次被弯曲加工。此外,也能够省略动力传递切换部,而利用两个第1马达中的一个第1马达以及两个第2马达中的一个第2马达使在径向上每隔一个位置的多个环形部经由动力传递部同时在轴向以及旋转方向上移动。之后,利用两个第1马达中的剩下的第1马达以及两个第2马达中的剩下的第2马达使剩下的多个环形部经由动力传递部同时在轴向以及旋转方向上移动。以下,从最外周向最内周依次将多个环形部42~47记载为第1环形部42、第2环形部43、第3环形部44、第4环形部45、第5环形部46、第6环形部47。对于第1、第3、以及第5环形部42、44、46而言,除了直径和周向长度不同以外,具有相同的结构。对于第2、第4、以及第6环形部43、45、47而言,也是除了直径和周向长度不同以外,具有相同的结构。对于第1、第3、以及第5环形部42、44、46与第2、第4、以及第6环形部43、45、47而言,爪部50的取向方向相反。第1、第3、以及第5环形部42、44、46用于通过弯曲加工以及按压加工使多个线圈线25的第1脚部26a以及第2脚部26b中的第1脚部26a的突出部27塑性变形。第2、第4、以及第6环形部43、45、47用于通过弯曲加工以及按压加工使多个线圈线25的第1脚部26a以及第2脚部26b中的第2脚部26b的突出部27塑性变形。以下,基本上说明用于对第1脚部26a进行弯曲加工以及按压加工的最外周的第1环形部42的结构。
如图5B、图6所示,第1环形部42的爪部50具有:形成于夹具41的周向第1方向侧的第1面51、和形成于夹具41的周向第2方向侧的第2面52。周向第2方向是与周向第1方向相反的方向。如图4B所示,使夹具41与插入有线圈线25的定子铁芯12成为以夹具的轴O1位于定子铁芯的中心轴的延长线上的方式对置的状态。在该状态下,夹具的周向第1方向与定子铁芯的周向第1方向一致,夹具的周向第2方向与定子铁芯的周向第2方向也一致。如图5B、图6所示,第1面51是以圆弧形截面向定子铁芯12侧突出的凸曲面。第2面52是相对于夹具41的周向正交的平面。第1面51与第2面52在第1环形部42的下端连续。
图7是表示在实施方式中弯曲工序与按压工序中的夹具41的环形部42以及线圈线25的第1脚部26a的突出部27移动的状态的图。图8是放大表示图7的B部处的按压工序中的第1环形部42以及第1脚部26a的突出部27移动的状态的图。图4B所示的控制部63控制夹具驱动部62,从而控制部63与弯曲工序对应地如图7的(1)~(3)所示那样使夹具41的第1环形部42处的爪部50的第1面51与线圈线25的第1脚部26a的突出部27中的前端部的侧面接触。而且,在该状态下,控制部63使第1环形部42一边在轴向上朝定子铁芯侧移动,一边在周向第1方向上移动。由此,对于第1脚部的突出部27而言,突出部27自该突出部27从槽与定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以突出部27的根部侧端部G1(图7)为弯曲起点向周向第1方向弯曲。此时,突出部27的根部27a位于定子铁芯的轴向第2方向侧端(图1、图2A的上端)上的槽15的出口。另外,突出部27的根部27a在突出部27中处于与第1脚部26a相邻的齿14的轴向第2方向侧端面(图1、图2A的上端面)上的槽15侧的端对应的位置。例如,突出部27被按压于齿14的轴向第2方向侧端面上的槽15侧的端,以突出部27的根部侧端部G1为弯曲起点而向周向第1方向弯曲。
之后,控制部63控制夹具驱动部62,从而在图7的(3)之后将第1环形部42的轴向位置亦即高度位置(图7的上下方向位置)维持为恒定的状态下,使第1环形部42朝周向第1方向移动。然后,使第1环形部42再次一边在轴向上向定子铁芯侧移动,一边向周向第1方向移动。由此,如图7(4)、图8(4)所示,使爪部50的第2面52与第1脚部26a的突出部27中的前端部的周向第1方向侧的端接触,并使第1环形部42的下端与突出部27的前端部的上端接触。在该状态下,以使突出部27的前端与突出部的根部27a接近的方式,一边使第1环形部42在轴向上朝定子铁芯侧移动,一边使第1环形部42朝周向第1方向移动。由此,在图7(4)所示的按压工序的初始时之后,突出部27被从前端向周向第2方向侧按压,从而与初始时相比,在图7(6)所示的按压工序的结束时,突出部27的根部侧端部处的弯曲角度急剧变小。因此,与图7(4)所示的按压工序的初始时的突出部27的前端和根部27a的距离L1相比,图7(6)所示的按压工序的结束时的突出部27的前端与根部27a的距离L2变小。
图9A是表示弯曲工序以及按压工序中的夹具41的爪部50的前端P(图6)的移动轨迹的图。能够根据该移动轨迹而推断爪部50的整体以及第1环形部42的下端面的轨迹。在图9A中,通过横轴以从基准位置起的周向长度(mm)示出第1环形部42的爪部50的前端P相对于基准位置朝向周向第1方向侧的相位。另外,在图9A中,通过纵轴示出第1环形部42的爪部50的前端P相对于基准位置的高度(mm)。
如上述那样,在控制部63(图4B)控制夹具驱动部62(图4B)时,控制部63以使夹具41相对于定子铁芯12以第1轨迹相对移动而接近定子铁芯后,以第2轨迹相对移动的方式,控制夹具驱动部62。此时,第1环形部42的爪部50的前端P(图6)相对于定子铁芯以图9A中的粗实线β1所示的曲线状的第1轨迹相对移动,从而夹具41与上述的弯曲工序对应地接近定子铁芯。通过该第1轨迹中的夹具41与定子铁芯的相对移动,从而如后述那样,第1脚部26a的突出部27以突出部27的根部侧端部为弯曲起点,朝定子铁芯12的周向第1方向弯曲。此时,弯曲工序成为后述的非约束弯曲工序。
并且,第1环形部42的爪部50的前端P(图6)相对于定子铁芯以图9A中的粗实线β2所示的曲线状的第2轨迹相对移动,从而夹具41以与按压工序对应地接近定子铁芯的方式由控制部63控制。通过该第2轨迹中的夹具41与定子铁芯的相对移动,从而对于在周向第1方向上弯曲后的线圈线25的突出部27,突出部27的前端朝向作为根部侧的定子铁芯12的周向第2方向(图7的箭头α方向)被按压至图7(6)、图8(6)的第2面52的周向位置亦即后述的最终按压位置。另外,通过第2轨迹中的夹具41与定子铁芯的相对移动,从而一边将突出部27的前端朝向作为根部侧的定子铁芯12的周向第2方向按压,一边使在周向第1方向弯曲后的线圈线25的突出部27进一步朝定子铁芯12的周向第1方向弯曲。此时,按压工序成为后述的约束弯曲工序。图9A所示的第1轨迹以及第2轨迹中各自的爪部前端的高度位置由以爪部前端的相位为变量的函数表述。
在图9A中,在第1轨迹与第2轨迹之间设定有由细实线β3表示的直线状的中间轨迹。在中间轨迹中,爪部50的前端在高度位置恒定的状态下,向周向第1方向移动。该中间轨迹是在弯曲工序的结束时爪部50的前端P不按压突出部27的前端部而向周向第1方向移动时的轨迹。通过该中间轨迹,爪部50的前端P的周向位置相对于突出部27的周向第1方向侧端从周向第2方向侧切换为周向第1方向侧。这样的切换对应于在图7(3)中爪部50以使高度位置为恒定的方式向左侧移动的情况。当爪部50以该中间轨迹移动时,既不进行弯曲工序,也不进行按压工序。
并且,在图9A中,作为比较例,也通过点划线γ示出了假设使突出部27以非约束状态连续地在周向第1方向上弯曲的情况下的爪部50的前端的轨迹亦即非约束轨迹。“非约束状态”是允许线圈线25的突出部27的前端部的朝向周向第1方向侧的自由移动的状态。如图9A所示,实施方式的爪部50的轨迹亦即第2轨迹β2的结束位置T1比非约束轨迹γ的结束位置T2朝周向第2方向返回。
弯曲工序以及按压工序使用上述的弯曲加工用装置40(图4B)来进行,在弯曲工序之后进行按压工序。首先,在弯曲工序中,如图4B所示,在使多个线圈线25的突出部27从定子铁芯12的轴向第2方向侧端面(图4B的上端面)以与定子铁芯的轴向平行地朝上的方式突出的状态下,利用保持部60对定子铁芯12进行保持。而且,在线圈线25的突出部27侧亦即定子铁芯12的上侧配置夹具41。
而且,如图7(1)~(3)所示,使第1环形部42的爪部50的第1面51与突出部27的前端部接触。另一方面,不使第1环形部42与突出部27的前端部的周向第1方向侧端接触。在该状态下,使第1环形部42一边朝周向第1方向移动一边在轴向上朝向定子铁芯12移动,从而使突出部27朝周向第1方向弯曲。此时,使爪部50的前端P位置相对于定子铁芯12以第1轨迹β1(图9A)相对地移动。由此,在弯曲工序中,线圈线25的第1以及第2脚部26a、26b(图2B)中的第1脚部26a的突出部27以突出部27的根部侧端部为弯曲起点,朝周向第1方向弯曲。此时,如图7(1)~(3)所示,爪部50相对于突出部27的接触位置从爪部50的第1面51的根部附近向前端附近缓缓移动。另一方面,对于从定子铁芯12的轴向第2方向侧端面突出的多个突出部27中的通过第1环形部42弯曲的最外周的多个突出部27而言,为了将相邻的分割线圈连结,在线圈线25的第1以及第2脚部26a、26b的双方都朝周向第1方向弯曲。这样的弯曲工序成为在允许线圈线25的突出部27的前端部的朝向周向第1方向侧的自由移动的非约束状态下,使突出部27朝周向第1方向弯曲的非约束弯曲工序。
接下来,在按压工序中,如图7(4)(6)、图8(4)~(6)所示,使第1环形部42的爪部50的第2面52与突出部27的前端部的周向第1方向侧端接触,并使第1环形部42的下端面与突出部27的前端部的轴向端接触。而且,在该状态下,通过使第1环形部42一边朝周向第1方向移动,一边在轴向上向定子铁芯12移动,从而对于突出部27而言,一边利用第1环形部42的爪部50将前端向定子铁芯的周向第2方向按压,一边利用第1环形部42的下端面使突出部27朝定子铁芯的周向第1方向弯曲。此时,对于最外周的多个线圈线25中的第1脚部26a的突出部27而言,图7(6)、图8(6)的爪部50的第2面52的周向位置是以突出部27的根部的位置为基准在周向第1方向上离开相同的规定量L3(图7)的位置亦即最终按压位置。在按压工序中,将该位置作为最终按压位置,使突出部27的前端沿周向第2方向按压。另外,对于多个突出部27,将从突出部27的根部位置离开相同的规定量L3的位置作为最终按压位置进行按压是通过如下方式实现的,即:利用在多个突出部27中作为共用的夹具的第1环形部42的周向等间隔的多个位置配置的爪部50将多个突出部27朝周向第2方向按压。这样的弯曲工序成为在限制了突出部27的前端部的朝向周向第1方向侧的自由移动的约束状态下,使突出部27朝周向第1方向弯曲的约束弯曲工序。通过上述的弯曲工序以及按压工序使突出部27塑性变形。此时,使爪部50的前端P位置相对于定子铁芯12以第2轨迹β2(图9A)相对移动。在这种情况下,也可以从爪部50的前端P以第2轨迹β2开始移动而后到达第2轨迹β2的中途的时刻(例如爪部50前端位于图9A的点C的时刻)起,利用第1环形部42的下侧面对突出部27进行按压。而且,也可以在之后利用爪部50的第2面52对突出部27的周向第1方向侧端进行按压。由此,在按压工序中,对于朝周向第1方向弯曲的突出部27,前端被朝向作为根部侧的周向第2方向按压,同时突出部27朝周向第1方向弯曲。通过上述的弯曲工序以及按压工序,如后述那样,抑制线圈线的长度偏差的影响,实现线圈线的前端的周向的定位精度的提高。
在上述说明中,对利用第1环形部42将多个突出部27中的位于最外周的多个第1脚部26a的突出部27弯曲加工的情况进行了说明,但对于利用第2~第6环形部43~47将剩下的突出部弯曲加工的情况也是相同的。此时,第3以及第5环形部44、46与第1环形部42相同地,一边朝周向第1方向移动一边在轴向上向定子铁芯侧移动。由此,最外周以外的第1脚部26a的突出部与最外周的第1脚部26a相同地被进行弯曲加工以及按压加工。另一方面,第2、第4、以及第6环形部43、45、47一边朝与第1环形部42周向的相反方向亦即周向第2方向移动,边在轴向上向定子铁芯侧移动。由此,在弯曲工序中,利用第2、第4、以及第6环形部43、45、47将多个第2脚部26b的突出部27朝周向第2方向进行弯曲加工。并且,在按压工序中,对于朝周向第2方向弯曲后的突出部27,前端被向作为根部侧的周向第1方向按压,同时突出部27朝周向第2方向弯曲。
在按压工序的结束后,如图3的步骤S16所示,进行焊接工序。此时,在夹具41从多个线圈线25的各突出部27离开后,沿径向相邻的突出部27的前端部被由焊接固定装置70(图9B)夹持的状态下被固定。如上述那样通过弯曲加工以及按压加工使突出部27塑性变形,因此即便如上述那样在夹具41从突出部27离开后也能实现线圈线的前端的周向的定位精度的提高。
图9B是表示在焊接工序中将相邻的线圈线25固定于焊接固定装置70后进行焊接的状态的剖视图。焊接固定装置70具有用于进行线圈线25的径向R的定位的两个按压夹具71。在两个按压夹具71的前端部,形成有向定子铁芯侧(图9B的下侧)突出的夹具突起部72。沿径向R相邻的两个突出部27借助两个按压夹具71的夹具突起部72在被从径向R的两侧夹住而相互接触的状态下固定。在该状态下,对于在沿径向R相邻的两个突出部27的接触部,利用激光焊接机74从上方照射能量束,从而将两个突出部27的前端部焊接。此外,焊接工序并不限定于进行激光焊接的情况,也能够进行其他的焊接。之后,通过将中性点汇流条34(图1)与对应的突出部27的端部焊接等,从而形成定子10(图1)。
根据上述的实施方式的定子的制造方法,包括弯曲工序之后的按压工序,在该按压工序中,对于朝周向第1方向弯曲后的线圈线25的突出部27,将前端向作为根部侧的周向第2方向按压。并且,根据上述的定子10的制造装置,在夹具41相对于定子铁芯12以第1轨迹β1(图9A)相对移动后,以第2轨迹β2(图9A)相对移动。通过第1轨迹β1中的相对移动使线圈线25的突出部27朝周向第1方向弯曲,通过第2轨迹β2下的相对移动,对于突出部27,将其前端朝周向第2方向按压。另外,在按压工序或者第2轨迹β2下的夹具41与定子铁芯12的相对移动中,将以第1脚部26a的突出部27的根部位置为基准沿周向第1方向离开规定量L3(图7)的位置作为最终按压位置,朝周向第2方向对突出部27的前端进行按压。由此,在考虑制造多个定子10时的相同的位置的突出部27的情况下,根据由突出部27的偏差引起的长度的不同,以使根部侧的变形量不同的方式进行弯曲。具体而言,在突出部27比规定长度长的情况下,在根部侧较大程度地进行弯曲,在突出部27比规定长度短的情况下,在根部侧较小程度地进行弯曲。因此,在使从定子铁芯12的端面突出的线圈线25的突出部27沿周向弯曲的状态下,能够抑制线圈线的长度偏差所带来的影响,从而提高线圈线25的前端在周向上的定位精度。
另外,通过在弯曲工序之后进行按压工序,与同时进行开始线圈线的突出部的以根部侧端部为弯曲起点的朝向周向第1方向的弯曲作业、和突出部的前端的朝向周向第2方向的按压的情况不同,能够抑制线圈线25的突出部27在前端部向与根部侧端部相反的方向弯曲的情况。由此,容易确保线圈线25的前端部的形状精度。因此,由此在使从定子铁芯12的端面突出的线圈线25的突出部27沿周向弯曲的状态下,能够提高线圈线25的前端在周向上的定位精度。
并且,在实施方式的定子的制造方法中,在按压工序中,对于朝周向第1方向弯曲后的突出部27,一边将其前端朝周向第2方向按压,一边使突出部27朝周向第1方向弯曲。由此,在按压工序中,与仅进行将线圈线的突出部朝周向第2方向按压的情况相比,能够缩短线圈线的突出部的弯曲作业时间。
另外,在实施方式的定子的制造装置中,通过第2轨迹β2(图9A)下的夹具41与定子铁芯12的相对移动,从而对于朝周向第1方向弯曲后的突出部27,一边将其前端朝周向第2方向按压,一边使突出部27朝周向第1方向弯曲。由此,与通过第2轨迹下的相对移动而仅将线圈线的突出部朝周向第2方向按压的情况相比,能够缩短线圈线25的突出部27的弯曲作业时间。
图10是表示在从定子铁芯12的轴向端面突出有多个线圈线25的情况下,存在多个线圈线25的前端的偏差的状态的图。在图10中,示出了多个线圈线25的突出部27中的位于最外周且通过夹具41(图5B)的第1环形部42(图5B)被进行弯曲加工的第1脚部26a的多个突出部27。如图10所示,因多个线圈线25的长度偏差、线圈线25的相对于定子铁芯12的组装偏差等,存在多个线圈线25的前端的轴向位置产生偏差的情况。在图10中,多个线圈线25的前端的轴向位置最大以长度W不同。
图11A是在通过实施方式的制造方法使线圈线25的第1脚部26a弯曲的情况下,表示多个线圈线25的前端的间隔的图。图11B是图11A的C部放大图,图11C是图11A的D部放大图。在通过实施方式的制造方法对线圈线25的第1脚部26a的突出部27进行按压工序的情况下,一边将突出部27的前端朝周向第2方向按压,一边将突出部27朝周向第1方向弯曲。由此,如上述的图10所示那样产生线圈线25的前端的偏差的情况下,通过实施方式的制造方法对突出部27进行按压工序,对于突出部27的长度较大的情况,使根部侧的变形量变大。例如,如图11C所示,以使突出部27在根部侧较大程度地弯曲的方式进行塑性变形,使根部侧的弯曲部的曲率半径变小。
另一方面,对于突出部27的长度较小的情况,使根部侧的变形量变小。例如,如图11B所示,突出部27的根部侧的变形量变小,根部侧的弯曲部的曲率半径变大。这样,通过按压工序,多个突出部27根据长度的不同以使变形量不同的方式弯曲,从而容易在定子铁芯12的周向等间隔的多个位置配置线圈线25的前端。由此,能够抑制线圈线25的长度偏差所带来的影响,提高线圈线25的前端的周向定位精度。因此,如图11A所示,能够使线圈线25的前端的周向位置的间隔E1、E2、E3大致均衡。
并且,在实施方式的定子的制造方法中,在弯曲工序中,在从定子铁芯12的轴向另一端面突出的突出部27侧配置夹具41。而且,使夹具41的第1环形部42与最外周的突出部27的前端部接触。另一方面,在不使第1环形部42与该前端部的周向第1方向侧端接触的状态下,使第1环形部42一边朝周向第1方向移动,一边在轴向上朝向定子铁芯移动,从而使突出部27朝周向第1方向弯曲。另外,在按压工序中,在使第1环形部42与突出部27的前端部的轴向端和周向第1方向侧端接触的状态下,使第1环形部42一边朝周向第1方向移动,一边在轴向上朝向定子铁芯12移动。由此,利用第1环形部42,对于突出部27,一边将其前端朝周向第2方向按压,一边使突出部27朝周向第1方向弯曲。因此,使用相同的第1环形部42来进行弯曲工序以及按压工序,由此容易更连续地进行线圈线25的变形作业。
并且,控制部63控制夹具驱动部62,针对第1脚部26a的突出部27,使得在使第1环形部42中的爪部50的第1面51与突出部27的侧面接触的状态下,使第1环形部42一边在轴向上向定子铁芯侧移动,一边朝周向第1方向移动。之后,控制部63控制夹具驱动部62,以使得在使爪部50的第2面52与突出部27的周向第1方向侧端接触的状态下,以突出部27的前端接近根部的方式,使第1环形部42一边在轴向上向定子铁芯侧移动,一边朝周向第1方向移动。由此,容易连续地进行在使突出部27与爪部50的第1面51接触的状态下使突出部27在周向上弯曲的作业、和在由爪部50的第2面52约束了突出部27的前端部的状态下一边将前端向根部侧按压一边使突出部27在周向上弯曲的作业。
此外,在上述的实施方式中,上述的约束弯曲工序也可以以如下的方式进行。首先,对于通过弯曲工序在周向上弯曲后的突出部27,如图8(4)~(6)的双点划线所示,假想在非约束状态下一边使突出部27的前端向轴向上的规定位置D移动,一边使突出部27朝周向第1方向连续地弯曲。而且,将在这种情况下突出部27的前端所到达的位置设定为假想前端位置Q1。而且,以使突出部27的前端到达从该假想前端位置Q1起朝周向第2方向返回第2规定距离d2的位置Q2的方式,在对突出部27的前端部在周向第1方向侧进行约束的状态下,一边使前端向轴向上的规定位置D移动,一边使突出部27朝周向第1方向弯曲。
根据这样的结构,与上述的实施方式相同地,在使从定子铁芯的端面突出的突出部27沿周向弯曲的状态下,能够抑制线圈线的长度偏差所带来的影响,从而提高线圈线的前端在周向上的定位精度。另外,容易确保线圈线的前端部的形状精度。
此外,在图9A中,作为弯曲工序以及按压工序中的爪部50的前端位置的轨迹的另一例子,也示出了双点划线δ的“按压后弯曲轨迹”以及虚线η的“弯曲后按压轨迹”。在使用双点划线δ的按压后弯曲轨迹的另一例子中,与使用第2轨迹β2的情况相同地,以粗实线β1所示的第1轨迹以及细实线β3所示的中间轨迹使夹具41的环形部的爪部50相对于定子铁芯相对移动。之后,以双点划线δ的按压后弯曲轨迹,使爪部50相对于定子铁芯相对移动。在该情况下,从中间轨迹的结束位置S1朝向按压后弯曲轨迹δ上的位置S2,使爪部50的前端在周向第2方向上向轴向上的定子铁芯侧以大致直线状移动。由此,利用爪部50的第2面52将线圈线25的突出部27从前端朝周向第2方向较大程度地按压,并且使突出部27向定子铁芯侧弯曲。此时,对于突出部27,进行一边将其前端朝周向第2方向按压,一边使突出部27朝周向第1方向弯曲的“按压工序”。
之后,使爪部50的前端从按压后弯曲轨迹δ上的位置S2朝向结束位置T1移动,从而进行利用与环形部的爪部50不同位置的下端面使线圈线25的突出部27朝周向第1方向弯曲的“第2弯曲工序”。按压后弯曲轨迹δ的结束位置T1是第2轨迹的结束位置T1,因此与使用第2轨迹β2的结构相同地,成为突出部27被从前端向根部侧按压的状态。在使用这样的按压后弯曲轨迹δ的结构中,也与使用第2轨迹β2的结构相同地,能够提高线圈线25的前端在周向上的定位精度。
另一方面,在使用图9A的虚线η所示的弯曲后按压轨迹的另一例子中,也以粗实线β1所示的第1轨迹以及细实线β3所示的中间轨迹,使夹具41的环形部的爪部50相对于定子铁芯相对移动。之后,以虚线η的弯曲后按压轨迹,使爪部50相对于定子铁芯相对移动。在该情况下,从中间轨迹的结束位置S1朝向弯曲后按压轨迹η上的位置S3,使爪部50的前端在周向第1方向上向轴向上的定子铁芯侧以大致直线状移动。由此,进行利用与环形部的爪部50不同的位置的下端面使线圈线25的突出部27朝周向第1方向弯曲的“第2弯曲工序”。弯曲后按压轨迹η上的位置S3与第2轨迹β2的结束位置T1高度位置相同,并且处于比该结束位置T1向周向第1方向移动的位置。并且,爪部50的前端从位置S3起在将高度位置维持为恒定的状态下,向结束位置T1移动,从而进行按压工序。在该按压工序中,对于线圈线25的突出部27,其前端朝周向第2方向被按压,但基本上突出部27不朝周向第1方向弯曲。在使用这样的弯曲后按压轨迹η的结构中,也能够提高线圈线25的前端在周向上的定位精度。
图12是表示通过比较例的定子的制造方法使线圈线25弯曲的情况下的夹具41以及线圈线25的突出部27移动的状态的图。图13是在通过比较例的制造方法使线圈线25弯曲的情况下表示多个线圈线25的前端的间隔的图。
在图12所示的比较例的制造方法中,使用图4B~图6所示的夹具41的第1环形部42,仅通过弯曲工序使线圈线25的突出部27朝周向第1方向连续地弯曲。此时,在使线圈线25的突出部27的前端部与第1环形部42的爪部50的第1面51接触的状态下,使突出部27朝周向第1方向缓缓弯曲。在这样的弯曲工序中,突出部27未被从前端向周向第2方向按压,成为允许突出部27的前端部朝周向第1方向侧的自由移动的非约束状态。
在这样的比较例的制造方法中,如图10所示,在线圈线25的前端位置产生偏差时,在对突出部27进行弯曲加工的情况下,仅仅是突出部27朝周向第1方向弯曲。由此,如图13所示,突出部27的前端的定位精度降低,多个突出部27的间隔E1a、E2a、E3a、E4a容易产生不均匀。
图14、图15是表示实施方式的另一例子的爪部50a、50b和线圈线25的与图6对应的图。在图14、图15所示的两个其他例中,爪部50a、50b具有:形成于夹具41的周向第1方向侧的作为凸曲面的第1面51、和形成于夹具41的周向第2方向侧且向周向第1方向侧凹陷的作为凹曲面的第2面52a、52b。在按压工序中,使爪部50a、50b的第2面52a、52b与线圈线25的突出部27的周向端接触。而且,在该状态下,以使突出部27的前端与根部接近的方式,使第1环形部42一边在轴向上向定子铁芯侧(图14、图15的下侧)移动一边向周向第1方向移动,从而突出部27朝周向第1方向弯曲。
在图14所示的其他例中,爪部50a的前端部朝向周向第2方向变尖,其前端部与突出部27的周向端抵接。在图15所示的其他例中,爪部50b的前端部变圆,在第2面52b的截面圆弧形的凹部的内表面,抵接有突出部27的截面圆弧形的前端部。此时,突出部27的前端部与凹部的截面形状几乎一致。在图14、图15所示的其他例中,其他的结构以及作用与使用图1~图11C说明的实施方式相同。
此外,在上述说明中,对夹具所具备的环形部具有多个爪部的情况进行了说明,但并不限定于此,例如也可以构成为夹具具备突出有薄板状的壁部的旋转部件,其中薄板状的壁部从定子铁芯侧的端面的周向多个位置沿径向延伸。在这种情况下,例如在按压工序中,代替爪部而通过壁部一边将线圈线的突出部朝周向第2方向按压,一边使旋转部件朝轴向以及周向第1方向移动,从而使线圈线的突出部朝周向第1方向弯曲。
另外,在定子铁芯中,也可以在供作为线圈线的前端部的突出部突出的轴向第2方向侧端面,配置有环状且树脂制的定子套箍支撑件(stator cuff supports)。定子套箍支撑件在与定子的多个齿对应的周向多个位置配置有柱部,多个柱部的径向内端以及径向外端分别通过内周侧环和外周侧环连结。对于线圈线的突出部而言,作为与齿的轴向另一端面上的槽侧的端对应的位置,以与柱部的周向端接触的突出部的根部侧端部为弯曲起点在周向上弯曲。
另外,在上述的实施方式中,弯曲工序以及按压工序中,对夹具的环形部沿周向以及轴向移动的情况进行了说明。另一方面,也可以构成为在将夹具固定的状态下,使保持有定子铁芯的保持部沿周向以及轴向移动,从而在弯曲工序中使夹具相对于定子铁芯以第1轨迹相对移动,在按压工序中使夹具以第2轨迹相对移动。此时,在使线圈线的突出部与环形部接触的状态下,使定子铁芯旋转,但线圈线仅在与定子铁芯的旋转方向对应的一个方向上弯曲。因此,在弯曲工序以及按压工序中,使夹具所具备的多个环形部中的在径向上每隔一个的多个环形部成为向比剩下的环形部进一步向定子铁芯侧突出的状态。而且,通过使保持部一边向一个方向旋转一边移动,从而利用突出的环形部对线圈线的多个突出部中的位于每隔一个的圆周上的多个突出部进行弯曲加工。之后,使夹具的剩下的每隔一个的多个环形部向比其他的环形部进一步向定子铁芯侧突出,并使保持部向相反方向旋转,同样地反复进行上述过程,从而对全部的突出部进行弯曲加工。
另外,在上述说明中,对定子铁芯中以分布绕组的方式卷绕有定子线圈的情况进行了说明,但也可以构成为在定子铁芯中以集中绕组的方式卷绕有定子线圈。在该情况下,在插入工序中,以使U字状的线圈线跨过一个齿的轴向第1方向侧端面且使两个脚部的突出部从定子铁芯的轴向第2方向侧端面突出的方式,向位于一个齿的两侧的两个槽插入线圈线。
Claims (6)
1.一种旋转电机定子的制造方法,该旋转电机定子包括:具有从环状的磁轭沿径向延伸的多个齿、和在相邻的所述齿之间划分出的多个槽的定子铁芯;以及卷绕于所述多个齿的定子线圈,
所述定子线圈由多个U字状的线圈线构成,各线圈线具有相互平行的第1脚部和第2脚部、以及将所述第1脚部与所述第2脚部连结起来的连结部,
所述旋转电机定子的制造方法的特征在于,包括:
插入工序,以使所述第1脚部与所述第2脚部各自的前端部从对应的所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出而成为突出部的方式,将所述各线圈线的所述第1脚部与所述第2脚部分别插入不同的所述槽;
弯曲工序,自所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,使所述第1脚部的所述突出部朝所述定子铁芯的周向第1方向弯曲;以及
按压工序,将朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部的前端在所述定子铁芯的周向第2方向上向所述突出部的根部按压,其中,
在所述按压工序中,将所述突出部的所述前端朝所述周向第2方向进行按压,以使所述突出部的所述前端到达以所述突出部的所述根部的位置为基准在所述周向第1方向离开规定量的最终按压位置,
通过所述弯曲工序以及所述按压工序使所述突出部塑性变形,
在所述按压工序中,一边将所述前端朝所述周向第2方向进行按压,一边使在所述弯曲工序中朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部进一步朝所述周向第1方向弯曲。
2.根据权利要求1所述的旋转电机定子的制造方法,其特征在于,
在所述弯曲工序中,在所述定子铁芯的所述突出部侧配置夹具,在使所述夹具与所述突出部的前端部接触,而不使所述夹具与所述突出部的所述前端部的所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述夹具一边朝所述周向第1方向移动一边在轴向上朝向所述定子铁芯移动,从而使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲,
在所述按压工序中,在使所述夹具与所述突出部的所述前端部的轴向端和所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述夹具一边朝所述周向第1方向移动一边在轴向上朝向所述定子铁芯移动,从而利用所述夹具一边将所述突出部的所述前端朝所述周向第2方向按压,一边使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲。
3.一种旋转电机定子的制造装置,用于权利要求1所述的旋转电机定子的制造方法,其特征在于,包括:
保持部,其在将所述第1脚部以及所述第2脚部分别插入不同的所述槽,以使得所述第1脚部以及所述第2脚部各自的所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态下,对所述定子铁芯进行保持;
夹具,其自所述突出部与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,将所述第1脚部的所述突出部朝所述周向第1方向弯曲;
夹具驱动部,其使所述夹具移动;以及
控制部,其对所述夹具驱动部进行控制,其中,
所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得所述夹具在相对于所述定子铁芯以第1轨迹相对移动而接近所述定子铁芯后,以第2轨迹相对移动,
所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第1轨迹下的相对移动,将所述第1脚部的所述突出部以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点朝所述周向第1方向弯曲,
所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第2轨迹下的相对移动,将朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部在所述周向第2方向上朝向所述根部按压至所述前端到达所述最终按压位置为止。
4.根据权利要求3所述的旋转电机定子的制造装置,其特征在于,
所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得通过所述夹具与所述定子铁芯在所述第2轨迹下的相对移动,一边将所述前端朝所述周向第2方向按压,一边将通过所述第1轨迹而朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部进一步朝所述周向第1方向弯曲。
5.根据权利要求4所述的旋转电机定子的制造装置,其特征在于,
所述夹具具备环形部,该环形部能够以位于所述定子铁芯的中心轴的延长线上的轴为中心旋转,且包括从所述定子铁芯侧端面突出的多个爪部,
所述爪部具有:第1面,其面向所述周向第1方向,是向所述定子铁芯侧突出的凸曲面;以及第2面,其面向所述周向第2方向,是与周向正交的平面或者是向所述周向第1方向侧凹陷的凹曲面,
所述控制部对所述夹具驱动部进行控制,使得在使所述环形部的所述爪部的所述第1面与所述第1脚部的所述突出部的侧面接触的状态下,使所述环形部一边在轴向上向所述定子铁芯侧移动一边向所述周向第1方向移动,之后,在使所述爪部的所述第2面与所述突出部的所述周向第1方向侧的端接触的状态下,使所述突出部的所述前端以接近所述根部的方式一边在轴向上向所述定子铁芯侧移动一边向所述周向第1方向移动。
6.一种旋转电机定子的制造方法,该旋转电机定子包括:具有从环状的磁轭沿径向延伸的多个齿、和在相邻的所述齿之间划分出的多个槽的定子铁芯;以及卷绕于所述多个齿的定子线圈,
所述定子线圈由多个U字状的线圈线构成,各线圈线具有相互平行的第1脚部和第2脚部、以及将所述第1脚部与所述第2脚部连结起来的连结部,
所述旋转电机定子的制造方法的特征在于,包括:
插入工序,以使所述第1脚部与所述第2脚部各自的前端部从对应的所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出而成为突出部的方式,将所述各线圈线的所述第1脚部与所述第2脚部分别插入不同的所述槽;
非约束弯曲工序,自所述突出部从所述槽与所述定子铁芯的轴向平行地突出的状态起,以所述突出部的根部侧端部为弯曲起点,在允许所述突出部的前端部在所述定子铁芯的周向第1方向侧的自由移动的非约束状态下,使所述第1脚部的所述突出部朝所述定子铁芯的周向第1方向弯曲;以及
约束弯曲工序,在对所述前端部在所述周向第1方向侧进行约束的状态下一边使所述突出部的前端朝轴向上的规定位置移动一边使所述突出部朝所述周向第1方向弯曲,以使得所述前端到达如下位置,即:从对于朝所述周向第1方向弯曲后的所述突出部而假定一边在所述非约束状态下使前端朝轴向上的规定位置移动一边使所述突出部朝所述周向第1方向连续地弯曲的情况下所述前端到达的位置、朝所述定子铁芯的周向第2方向返回的位置。
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