CN111466069B - 线圈段切割方法及线圈段切割装置 - Google Patents

Abstract

切割单元(10)具有：支撑部件(12)，其具有插入孔(12A、12B、12C)；以及可动部件(14)，其具有与插入孔连接的通孔(14A、14B、14C)。方形通孔(14A、14B、14C)的上表面的左侧是第一可动刃，并且右侧是第二可动刃。首先，使可动部件14向右侧移动预定量，并且仅切断段端部(3、5、7)的剥离部(3a、5a、7a)。接着，使可动部件(14)向左侧移动预定量，并且仅切断段端部(4、6、8)的剥离部(4a、6a、8a)。结果，线圈段的端部的长度被对准和切割，从而实现高质量的焊接。

Description

线圈段切割方法及线圈段切割装置

技术领域

本发明涉及对从诸如电动机、发电机等旋转电机(回转式电机)的定子或转子的芯部(铁芯)的端面突出的线圈段的端部(脚部)进行切割的线圈段切割方法及线圈段切割装置。

背景技术

作为旋转电机中的定子或转子的线圈，已知一种所谓的段型线圈，其中多个线圈段(在下文中，也简称为段)分别插入到沿定子或转子的周向布置的多个槽中，每个线圈段通过将预定长度的直线线材弯曲成U形而形成，从芯部的端面突出的段在插入方向上的末端部(段端部)被扭转，并且在末端部的端部处的剥离部(其中绝缘涂层材料被剥离)通过焊接等彼此电连接。这种类型的线圈段也称为发夹(hairpin)。

扭转后的具有与芯部的轴向平行的部分的段端部，在不同的道(层)的段间的平行部的剥离部彼此紧密接触的状态下，通过TIG(钨极惰性气体)焊接等接合。

在这种情况下，如果剥离部在芯部的轴向上的长度不均匀，则在焊接时易于出现气孔等。这可能导致待制造的旋转电机的机械特性或电气特性随着时间而劣化。

在这种段型线圈中，在将直导线切割成预定长度、将它们弯曲成U形、将它们插入槽中以及将它们扭转的每个过程中，不均匀性累积。因此，在扭转之后，剥离部的长度可能不均匀。

因此，为了抑制焊接时的缺陷，采用了在扭转后将剥离部的末端部切断并对准(例如，见PTL1的段落[0043]及图11)。

通常，这样进行切割：在将彼此接合的两个段端部插入固定支撑部件的孔中的状态下，使可在支撑部件上滑动的刃部沿一个方向移动，以利用剪切力切割这两个段端部。尽管也已经使用切割工具手动地进行切割，但是切割精度低于其中可动刃通过驱动机构移动的机械过程。PTL1公开了一种如其图12所示的切割方法，该方法通过这样切割待彼此连接的两个段端部：从两个段端部的两侧移动刃部以夹住并同时切割这两个段端部。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL1]日本专利申请公开No.2017-99220

[PTL2]日本专利申请公开No.2017-98161

发明内容

[技术问题]

在使可动刃沿一个方向移动以进行切割的构造中，如图7B所示，由于段端部3、4的剥离部3a、4a的可动刃移动方向的下游侧角部因金属流动而延伸，因此容易产生毛刺S。

在一个剥离部4a中，毛刺向外突出。在该状态下进行焊接时，由于毛刺部分在焊接熔融时成为熔渣而脱落，并进入到槽内，因此有可能导致电动机的电气特性或机械特性随着时间而劣化。

PTL1公开了一种构造，通过用从剥离部两侧旋转的切割刃夹住剥离部而同时地切割剥离部。然而，在该方法中，由于力用作从切割刃的根部侧向切割刃侧推压，因此位于切割刃侧的剥离部的外侧鼓出，有可能产生毛刺。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，将线圈段的端部切割成均匀的长度，从而能够进行高质量的焊接。

[问题解决方案]

为了实现上述目的，本发明的线圈段切割方法是这样一种线圈段切割方法：切割线圈段的待彼此接合的第一段端部和第二段端部，以使待彼此接合的所述第一段端部和所述第二段端部的顶点的位置对准，所述线圈段插入定子或转子的芯部的槽中以在所述芯部的径向上形成多个层，所述第一段端部和所述第二段端部是从所述芯部的端面突出的部分，所述线圈段切割方法包括：在所述第一段端部和所述第二段端部彼此堆叠并被支撑的状态下，用第一可动刃切割所述第一段端部，所述第一可动刃移动成使得所述第一可动刃将所述第一段端部推到所述第二段端部上；以及用第二可动刃切割所述第二段端部，所述第二可动刃移动成使得所述第二可动刃将所述第二段端部推到所述第一段端部上。

在这样的线圈段切割方法中，可以设计成这样，当用所述第一可动刃切割所述第一段端部时，所述第二段端部由第一固定刃接收并支撑，当用所述第二可动刃切割所述第二段端部时，所述第一段端部由第二固定刃接收并支撑。

此外，可以设计成这样，所述第一可动刃和所述第二可动刃一体地设置在一个部件上，并且在通过沿一个方向移动所述一个部件来切割所述第一段端部之后，通过沿与所述一个方向相反的方向移动所述一个部件来切割所述第二段端部。

此外，可以设计成这样，在所述芯部被支撑为使得所述第一段端部和所述第二段端部面向下的状态下，所述第一段端部和所述第二段端部被切割。

本发明的线圈段切割装置是这样一种线圈段切割装置，其构造为切割线圈段的待彼此接合的第一段端部和第二段端部，以使待接合的所述第一段端部和所述第二段端部的顶点的位置对准，所述线圈段插入定子或转子的芯部的槽中以在所述芯部的径向上形成多个层，所述第一段端部和所述第二段端部是从所述芯部的端面突出的部分，所述线圈段切割装置包括：支撑部件，其构造为在所述第一段端部和所述第二段端部彼此堆叠的状态下支撑所述第一段端部和所述第二段端部；第一可动刃，其构造为移动以将所述第一段端部推到所述第二段端部上；第二可动刃，其构造为移动以将所述第二段端部推到所述第一段端部上；以及驱动机构，其构造为驱动所述第一可动刃和所述第二可动刃，以用所述第一可动刃切割所述第一段端部，并且用所述第二可动刃切割所述第二段端部。

这种线圈段切割装置还可以包括：第一固定刃，其构造为在用所述第一可动刃切割所述第一段端部时接收和支撑所述第二段端部；以及第二固定刃，其构造为在用所述第二可动刃切割所述第二段端部时接收并支撑所述第一段端部。

此外，可以设计成这样，所述第一可动刃和所述第二可动刃与一个可动部件一体地设置，所述可动部件能够相对于所述支撑部件滑动，并且，所述第一固定刃和所述第二固定刃与所述支撑部件一体地设置。

此外，可以设计成这样，所述支撑部件包括用于供所述第一段端部和所述第二段端部插入的多个插入孔，所述插入孔沿着所述可动部件的移动方向对准，每个插入孔包括第一固定刃和第二固定刃，所述可动部件包括多个通孔，所述多个通孔构造为当所述可动部件处于预定位置时分别与所述多个插入孔连接，并且每个通孔包括所述第一可动刃和所述第二可动刃。

此外，所述线圈段切割装置还可以包括工件支撑部件，所述工件支撑部件构造为容纳和支撑所述芯部，并且能够改变所述芯部的姿态，使得所述第一段端部和所述第二段端部面朝下。

[发明效果]

根据本发明，能够将线圈段的端部切割成均匀的长度，以能够进行高质量的焊接。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的线圈段切割装置在将段端部插入其切割单元之前的状态的图。

图2是图1所示的切割单元的分解透视图。

图3是图1所示切割单元的支撑部件的主要部分的仰视图。

图4A是示出由图1所示的线圈段切割装置进行的切割操作的剖视图，示出了段端部的剥离部插入到切割单元中的状态。

图4B是示出图4A之后的状态的图，其中，各个段端部中的一个段端部的剥离部被切断。

图4C是示出图4B之后的状态的图，其中，各个段端部中的其它段端部的剥离部被切断。

图5A是详细示出图4B中的切割操作的放大剖视图，示出了切割中间的状态。

图5B是示出图5A之后的状态的图，其中切割已经以超限的方式执行。

图6A是详细示出图4C中的切割操作的放大剖视图，示出了切割中间的状态。

图6B是示出图6A之后的状态的图，其中切割已经以超限的方式执行。

图7A是着眼于通过电弧焊接进行接合时的效果，示意性地示出由根据本发明的实施例的线圈段切割装置切割的线圈段端部的状态的图。

图7B是与图7A对应的图，示出了通过常规方法切割的段端部的状态的实例。

图8A是着眼于通过激光进行接合时的效果，示意性地示出由根据本发明的实施例的线圈段切割装置切割的段端部的状态的图。

图8B是与图8A对应的图，示出了通过常规方法切割的段端部的状态的实例。

图9是示出配备有图1所示的切割单元的线圈段切割装置的示意性正视图。

图10是图9所示的线圈段切割装置的示意性侧视图。

图11是图9所示的线圈段切割装置的示意性俯视图。

图12是图9所示的线圈段切割装置的示意性正视图，其中工件面向下。

图13是与图11对应的示意性俯视图，示出了图9所示的线圈段切割装置，其中，移除了其工件保持机构，以便可以看到其驱动机构。

图14是示出图9所示的线圈段切割装置的控制单元的构造的图。

图15是示出结合有根据本实施例的线圈段切割装置的旋转电机制造系统的概要的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。首先，将描述使用根据本实施例的线圈段切割装置的线圈段切割方法。

如图1所示，该切割方法是对多个线圈段的作为从芯部2的端面突出的各端部的各段端部3、4、5、6、7、8的末端进行切割(切断)的方法，其中，线圈段分别插入在定子或转子的芯部2的槽中，以在芯部2的径向上形成多层(在此为六层)。执行该切割，以将各段端部3至8的末端处的剥离部3a、4a、5a、6a、7a和8a的顶点的位置(沿芯部的轴向的高度)对准。顺便提及，在图1中，仅示出了圆筒状芯部2的一部分。

剥离部是诸如瓷釉等绝缘层被剥离的部分。图1示出了扭转段端部以通过TIG焊接等将它们接合之后的状态。

段端部3和4、段端部5和6以及段端部7和8是相邻层的成对的段端部，并且在切割后的过程中，每对中的段端部彼此接合。

在该实例中，在扭转之后，段端部3的剥离部3a和段端部8的剥离部8a在图中向下突出得分别比要与它们接合的段端部的剥离部长，因此，它们的顶点的位置不对准。

如果在剥离部的顶点的位置不对准的状态下进行焊接，则如上所述，容易产生气孔等。这可能导致待制造的旋转电机的机械特性或电气特性随时间而劣化。

为了解决这种问题，在扭转之后，对段端部的末端进行切割，以使段端部的剥离部的顶点的位置与要与其接合的段端部的顶点的位置对准。该切割由切割单元10执行。

如图1和图2所示，切割单元10包括：固定在后述的线圈段切割装置的不可动部分上的细长块状的支撑部件12、以及以能够滑动的方式设置在支撑部件12的下表面上的细长块状的可动部件14。

图1所示的可动部件14由图2中从箭头X方向沿线I-I截取的竖直剖视图示出。

如图2所示，支撑部件12在其纵向中央部具有：用于插入两个相邻的段端部的插入孔12A、12B和12C，插入孔12A、12B和12C中的每个插入孔未示出用于将支撑部件12固定到不可动部分的螺钉孔；等等。

可动部件14具有：当可动部件14位于图1所示的位置时，分别与插入孔12A、12B和12C相对并相连的方形通孔14A、14B和14C；用于将可动部件14联接到稍后描述的驱动机构的螺钉孔；等等。即，切割单元10具有将芯部2的在径向上排列的多个段端部的各自的剥离部一并切断的构造。

支撑部件12的插入孔12A、12B和12C分别包括：在图1中的上表面侧具有大的开口直径的渐缩部12A1、12B1和12C1；以及横截面为方形的直线部12A2、12B2和12C2，以分别将两个段端部的堆叠的剥离部引导到通孔14A、14B和14C中，从而段端部的剥离部可以在堆叠状态下容易地插入到插入孔12A、12B和12C中。

段端部3、4、5、6、7和8的剥离部的每个末端为山形，使得该末端能够容易地插入到插入孔12A、12B或12C中。剥离部的末端的形状是在旋转电机制造系统中的线材供给时由切割单元104(见图15)的切割刃的形状形成的。

可动部件14的通孔14A、14B和14C分别具有在图中沿水平方向延伸、朝向下侧渐扩的渐扩表面14A1、14B1和14C1。

如图2所示，由于可动部件14的各通孔14A、14B和14C的朝向下侧的渐扩形状，可动部件14的通孔14A、14B和14C的顶面的在纵向上的相应一侧(L侧的相应一边)用作锐角的第一可动刃16，并且可动部件14的通孔14A、14B和14C的顶面的在纵向上的相应的另一侧(R侧的相应一边)用作锐角的第二可动刃18，因此，第一可动刃16和第二可动刃18与作为可相对于支撑部件12滑动的一个部件的可动部件14一体地设置。

另一方面，如图3所示，在支撑部件12的各直线部12A2、12B2和12C2的下表面上，支撑部件12的在纵向上的相应一侧(R侧的相应一边)用作直角的第一固定刃20，并且支撑部件12的在纵向上的相应的另一侧(L侧的相应一边)用作直角的第二固定刃22。因此，第一固定刃20和第二固定刃22与支撑部件12一体地设置。

另外，可以使芯部2移动，以将剥离部插入到支撑部件12的插入孔12A、12B和12C中，但在本实施例中，如图1中的白色箭头所示，使切割部10上升。从能量效率的角度出发，与使作为重物的芯部2侧上升或下降相比，优选使相对轻的切割部10侧上升或下降。

现在参照图4A至图6B，将描述通过切割单元10进行的段端部的切割操作。

图4A示出了这样的状态：切割单元10被升高以将各个段端部的剥离部插入到支撑部件12的插入孔12A、12B和12C中，并且各个段端部的剥离部进入到可动部件14的通孔14A、14B和14C中。从避免浪费的角度考虑，优选的是，将剥离部进入到通孔14A、14B和14C中的穿透深度设定为通过切割消除长度上的不均匀性的最小深度。

在完成将各个段端部的剥离部插入到切割单元10中之后，如图4B所示，可动部件14通过后面描述的驱动机构向图中的右侧(箭头R的方向)移动预定量。结果，段端部3、5和7的剥离部3a、5a和7a的相应末端被第一可动刃16切断。

切断块3a1、5a1、7a1分别穿过通孔14A、14B和14C而落到可动部件14的外部，并收纳在未图示的收纳凹部。可动部件14上的第一可动刃16中的每一个的移动量由控制单元(见图14)控制，该控制单元构造成控制稍后描述的驱动机构，使得可动刃16仅切割三对段端部中的相应的一个段端部3、5和7的剥离部3a、5a和7a(在下文中，分别称为“第一段端部”和“第一剥离部”)。

在这种情况下，各第一可动刃16移动以将第一段端部3、5和7分别压到对应的其它段端部4、6和8(在下文中，称为“第二段端部”)上。因此，如图5A中以放大方式所示，由诸如铜等软材料制成的各个第一剥离部3a、5a和7a由于第一可动刃16的挤压力而向图中的右侧弯曲(偏转)，并且在弯曲发生的同时进行各个第一剥离部3a、5a和7a的切割。因为在各个插入孔12A、12B和12C中存在允许剥离部插入的间隙，并且因此存在用于各个剥离部在插入孔12A、12B和12C中移动的空间，所以发生弯曲。

因此，在切割之后，各个第一剥离部3a、5a和7a保持朝向对应的第二段端部4、6和8的剥离部4a、6a和8a(在下文中，称为“第二剥离部”)的弯曲构造。由第一可动刃16的挤压和切割引起的毛刺形成为朝向各个第二剥离部4a、6a和8a延伸。

如图5B所示，第一可动刃16移动，使得它们的切割刃稍微咬入相应的第二剥离部4a、6a和8a。即，第一可动刃16的移动量是稍微超过相应的第一剥离部3a、5a和7a在横向方向(箭头L和R的方向)上的宽度的量。

第一可动刃16的这种过度运动(超限)确保了在切割时各个第一剥离部3a、5a和7a朝向对应的第二剥离部4a、6a和8a弯曲，并且还确保了毛刺仅出现在第二剥离部4a、6a和8a侧。为了清楚起见，在图5B中，切断块3a1、5a1和7a1用阴影线表示(与在图6B中相同)。

在切割第一剥离部3a、5a和7a时，没有被切割的各个第二剥离部4a、6a和8a由面对第一可动刃16的第一固定刃20支撑。

由第一固定刃20产生的阻力通过第二剥离部4a、6a和8a在与第一可动刃16的行进方向相反的方向上作用，并且作用为推动第一剥离部3a、5a和7a的相应后侧(即，与第一可动刃16切入的一侧相反的一侧)。结果，即使发生弯曲，由于剥离部由软材料形成，所以也可以仅切割第一剥离部3a、5a和7a。

然后，在切断第一剥离部3a、5a和7a之后的状态停止的可动部件14向图中的左侧(箭头L的方向)(与图4C所示的方向相反的方向)移动预定量。

结果，第二剥离部4a、6a和8a的对应的末端被第二可动刃18切断。切断块4a1、6a1和8a1分别通过通孔14A、14B和14C而落到可动部件14的外部，并且被收纳在未图示的收纳凹部内。

可动部件14上的每个第二可动刃18的移动量由控制单元控制，该控制单元构造成控制稍后描述的驱动机构，使得第二可动刃18仅切割三对段端部中的相应的第二段端部4、6和8的第二剥离部4a、6a和8a。

在这种情况下，各第二可动刃18移动以将第二段端部4、6和8分别压到对应的第一段端部3、5和7上。因此，如图6A中以放大方式所示，第二剥离部4a、6a和8a在消除向右侧的弯曲(偏转)然后向相反的左侧弯曲的同时被切割。

如图6B所示，第二可动刃18的移动量是稍微超过相应的第二剥离部4a、6a和8a在横向方向(箭头L和R的方向)上的宽度的量。

第二可动刃18的这种过度运动(超限)确保了在切割时各个第二剥离部4a、6a和8a朝向对应的第一剥离部3a、5a和7a弯曲，并且还确保了毛刺仅出现在第一剥离部3a、5a、7a侧。在切割第二剥离部4a、6a和8a时，其末端已经被切割的各个第一剥离部3a、5a和7a由面向第二可动刃18的第二固定刃22支撑。

由第二固定刃22产生的阻力通过第一剥离部3a、5a和7a在与第二可动刃18的行进方向相反的方向上作用，并且作用为推动第二剥离部4a、6a和8a的相应后侧(即，与第二可动刃18切入的一侧相反的一侧)。结果，即使发生弯曲，由于剥离部由软材料形成，因此也可以仅切割第二剥离部4a、6a和8a。

尽管在本实施例中，可动部件14首先从左向右移动，然后沿相反方向移动，但是顺序可以颠倒。此外，在本实施例中，由于在使段端部朝向竖直方向下方的状态下切断剥离部的末端，所以切断块落到芯部2的外部。因此，能够防止切断块落到芯部2的内部而使机械特性或电特性随时间而劣化。

如上所述，通过将待切割的每对的两个段端部中的一个剥离部压在另一个上，剥离部被一个接一个地交替切割，因此，如图7A所示，每个剥离部中产生的毛刺S出现在该对段端部的内部。

如果在该状态下，通过TIG焊接等焊接使每对段端部的剥离部彼此接合，则熔融的毛刺S冷却并固化成接合部的一部分而不会脱落到芯部2内。因此能够防止毛刺S导致使用要形成的线圈的旋转电机的机械特性或电气特性劣化。此外，由于每对的段端部通常在被夹具沿箭头F的方向从两侧挤压的状态下被焊接，所以当毛刺部分在焊接期间熔化时，由切割引起的每个剥离部的弯曲和由毛刺S引起的间隙g消失。在图7A中，阴影表示由绝缘树脂制成的涂层。虚线表示焊接用的电弧。

图7B示出了作为比较例的可动刃沿一个方向移动并且以与图7A相同的方式同时切断段端部3和4的剥离部的末端的状态。在图7B所示的状态下，在段端部4的剥离部4a上产生的毛刺存在于接合部的外侧。因此，在通过使用TIG焊接等焊接使每对剥离部彼此电连接时，熔融毛刺S有可能脱落到芯部2内。这可能使得使用要形成的线圈的旋转电机的机械特性或电气特性劣化。

接下来，将参考图8A和图8B从另一方面描述本实施例的优点。毛刺S在图7A和图7B中被强调，而剥离部的弯曲在图8A和图8B中被强调。在本实施例中，如上所述，在使可动刃的移动方向反转的同时，分别切断第一段端部和第二段端部中的每一个的剥离部。因此，如图8A所示，由于切割时的压力所引起的弯曲，剥离部3a和剥离部4a彼此抵靠。

因此，当使用激光使剥离部3a和剥离部4a彼此接合时，防止了激光束Lb穿过剥离部3a和剥离部4a之间的间隙而损伤段端部3或段端部4的绝缘层。

在PTL1(日本专利申请公开No.2017-99220)中提出的切割方法中，当通过从两侧夹持来执行切割时，每个剥离部限制其对应部分(另一剥离部)的移动，另外，在切割后由于回弹(弹性回复)而不会引起彼此抵靠的弯曲。因此，如图8B所示，在剥离部3a、剥离部4a之间容易产生间隙，并且激光束Lb容易进入内部而损伤段端部3或段端部4的绝缘层。当绝缘层破损时，有可能导致旋转电机的电特性随着时间的推移而劣化。

为了解决由激光束穿透引起的绝缘层破损的问题，例如，PTL2(日本专利申请公开No.2017-98161)公开了这样的构造：在倾斜切割扁平导线以在其接合侧的侧表面上倾斜地保留其涂层之后，弯曲剥离部以笔直拉伸接合侧表面，从而防止在接合侧表面之间出现允许激光穿透的间隙。

然而，由于该方法涉及导体的切断，因此导致导电性降低，并且进一步导致电动机输出降低。

相反，在本实施例中，切割时的压力使待接合的剥离部弯曲，以在不切割导体的情况下解决由于激光束的穿透对绝缘层造成损伤的问题。

即，根据本发明的切割方法，能够同时解决在焊接时熔融毛刺部分脱落到槽内的问题、以及在使用激光作为接合手段的情况下绝缘层的损伤的问题，而不会导致导电性的劣化。

一对段端部3和4在图7A至图8B中被示出，并且这也适用于一对段端部5和6以及一对段端部7和8。

此外，尽管在本实施例中例示了用于共同地切割六层段端部的构造，但通过增加支撑部件12的插入孔和可动部件14中的对应的通孔的数量以由此增加第一可动刃16、第二可动刃18、第一固定刃20和第二固定刃22的数量，类似的构造能够应用于采用八层或更多层的情况。

由于PTL1中描述的方法采用了通过从两侧旋转刃来夹持段端部以切割段端部的构造，因此一个刃同时咬入多个段端部，因此需要大的驱动力。

该驱动力与要切割的段端部的数量成比例。另外，由于导体金属由于旋转产生的夹持而被沿一个方向推出，因此存在毛刺如上所述向外突出的问题。

相反，在本实施例中，一个可动刃对应于一个段端部，并且可动部件14的运动是直线运动。因此，可以通过低驱动力和简单的构造来应对多层的共同切割。由于本实施例采用通过将一个剥离部交替地按压在另一个上来逐一地切割每对的段端部的剥离部的方法，所以由于金属流动而产生的毛刺总是出现在接合部的内侧。

接下来，参照图9至图14，将具体地描述具有切割单元10的线圈段切割装置的构造。

如图9所示，根据本实施例的线圈段切割装置30包括：可移动水平基座34，其具有脚轮32；竖直基座36，其从水平基座34沿竖直方向延伸；驱动机构38，其设置在水平基座34上，并且构造成使可动部件14移动；工件保持机构40，其在驱动机构38的上侧由竖直基座36支撑；等等。

驱动机构38包括：伺服电机42，其是固定于水平基座34的驱动源；升降板44，其通过伺服电机42在竖直方向上移动；直线运动导向件46，其支撑在升降板44上；刃平台48，其固定在升降板44上；等等。

直线运动导向件46包括：基座50，其固定于升降板44；伺服电机52，其是在图9中支撑在基座50的左端侧的驱动源；滚珠丝杠部54，其随着伺服电机52的旋转而旋转(见图13)；以及螺母部56，其与滚珠丝杠部54螺合而移动；以及滑动件58，其固定于螺母部56。

可动部件14经由未图示的插入孔等固定于滑动件58。块体60和62固定于刃平台48，并且具有第一固定刃20和第二固定刃22的支撑部件12(见图3)通过未示出的螺钉孔等固定到块体60和62。

升降板44的中央部与伺服电机42的杆42a(见图12)连接，并且升降板44的两侧被通过伺服电机42的驱动而上下移动的滑动轴64、66支撑。

工件保持机构40包括：齿轮机构70，其通过手柄68(见图10)旋转；工件保持台72，其与齿轮机构70连接；等等。通过转动手柄68，工件保持台72能够绕图9所示的轴线74旋转，以使工件76面朝下。

通过分别从顶部和底部穿过圆筒状工件76的内部并与工件76装配在一起的固定夹具80和82，将工件76(芯部)紧固并固定到工件保持台72。图9示出了工件76以段端部78朝上的状态被保持并固定到工件保持台72的状态。

段端部78是图1所示的段端部3至8的总称。此外，实际制造线圈时，将线圈段插入在作为芯部的工件76的整个周部上放射状设置的槽中，并且使段端部从与每个槽的插入侧相反的一侧突出。然而，在图9至图13中，为了使附图更加清楚，仅示出了线圈段切割装置30的切割位置和与其相对的位置的段端部。

在此，图14示出了线圈段切割装置30的控制单元的构造。

控制单元具有控制伺服电机42和52的操作的功能，并且包括CPU 91、非易失性存储器92、RAM 93、操作单元I/F 94、操作单元95、驱动单元I/F 96、通信I/F 97和系统总线98。

CPU 91是这样的处理器：其构造为通过使用RAM 93作为作业区域来执行存储在非易失性存储器92中的程序，从而根据存储在非易失性存储器92中的参数和操作者在操作部95中进行的操作来控制伺服电机42、52的操作。

存储在非易失性存储器92中的参数包括升降板44的移动量、用于切割段端部的可动部件14的移动量等。

操作单元95是构造为接受操作者的操作的单元，诸如按键、按钮、触摸面板等。操作单元I/F 94构造为向CPU 91提供指示在操作单元95上执行的操作的信号。

驱动单元I/F 96是用于根据来自CPU 91的指令向伺服电机42和52提供控制信号的接口。

通信I/F97是构造为与外部装置通信的接口。

接下来，图10是从图9的右侧观察的侧视图，并且图11是俯视图。

在图10中，附图标记83表示分度柱塞的操作杆，该分度柱塞能够以预定的分度量手动旋转固定到工件保持台72的工件76。

当线圈段切割装置30的操作者使杆83向下方转动时，解除工件76相对于工件保持台72的锁定状态，并且随后能够手动地使经由未图示的轴承支撑在工件保持台72上的工件76绕轴线75旋转。当操作者使杆83向上方转动时，工件76被锁定于工件保持台72，并且能够切断线圈段的端部。

在对段端部进行切割时，操作者反复进行以下动作：在每次完成对沿芯部的径向方向的一行段端部的切割时，使杆83向下旋转并使工件76旋转预定的分度量；以及随后向上转动杆83并在锁定状态下进行切割。

在对段端部进行切割时，操作者转动手柄68以旋转工件保持台72，使得段端部78面向下，这如图12所示。

然后，操作者操作伺服电机42以将升降板44上升到预定位置附近，使杆83从图10的状态向下方转动，以解除分度柱塞的锁定状态，手动地使工件保持台72旋转预定的分度量，并且随后使杆83向上方转动，以进行锁定。

接着，操作者在使待切断的段端部78的行与图1所示的切割单元10的插入孔12A、12B和12C相对的状态下，将升降板44上升到切断位置。因此，如图4A所示，将段端部3、4、5、6、7和8插入到支撑部件12的插入孔12A、12B和12C中，并且使这些段端部的剥离部3a、4a、5a、6a、7a和8a进入到可动部件14的通孔14A、14B和14C中。

然后，如上所述，伺服电机52工作以使可动部件14向图12中的右侧移动预定量，从而切断段端部3、5和7的剥离部3a、5a和7a。然后，伺服电机52工作，使可动部件14向左侧移动预定量，从而切断段端部4、6和8的剥离部4a、6a和8a。

支撑部件12和可动部件14的这些步骤和细节如参考图1到图6B所描述。考虑到要被切割的剥离部的厚度、插入孔12A至12C和通孔14A至14C的形状和尺寸，可动部件14的移动量优选地被确定并预先设定在非易失性存储器92中。

然后，操作者使升降板44下降(后退)预定量，以将段端部3至8从插入孔12A至12C中拔出，然后，操作杆83以解除工件76的锁定，并且使工件76沿周向旋转预定量分度。然后，操作者再次锁定工件76，使升降板44上升，并且使可动部件14移动，以切断下一个要切断的段端部中的剥离部。通过重复这些操作，切割所有的段端部中的剥离部的末端。

在完成所有段端部的剥离部的切断之后，操作者通过操作伺服电机42将升降板44移动到原始位置(最低位置)，并通过手柄68的操作将工件保持台72旋转成面朝上。在这种状态下，工件76可以用下一个要处理的另一个工件替换。

图13是与图11对应的示意俯视图，示出了移除工件保持机构40以便能够看到驱动机构38的状态。

如图13所示，在滑动件58上，沿着滚珠丝杠部54的轴向形成有容纳可动部件14的槽58a，并且在可动部件14被容纳在槽58a内之后，通过螺钉部件等固定可动部件14。

顺便提及，这里说明了手动旋转工件76的实例，但当然可以通过自动控制执行旋转。由线圈段切割装置30执行的段端部的切割(包括其它步骤)可以由采用计算机或控制电路的控制单元通过对伺服电机、锁定机构等的操作的控制而自动地执行。在适于采用自动操作时，图9至图13中的要手动操作且不具有驱动单元的部分可以被修改以用诸如电动机等驱动机构替换诸如杆等操作单元。

接下来，参照图15对结合有上述线圈切割装置30的旋转电机制造系统100进行说明。

旋转电机制造系统100包括：线材供给器101，其中布置有缠绕有作为线材的矩形线材的线轴；矫直单元102，其构造为输送线材，并且在输送期间通过多个辊对来矫正线材的平坦表面和边缘表面上的变形；涂层剥离单元103，其构造为在与具有预定长度的线材的两个端部对应的区域处通过激光束、切割刃等剥离覆盖线材的绝缘涂层；切割单元104，其构造为将剥离区域中的线材切断成预定长度；一次弯曲单元105，其构造为在一个平面(例如，水平面)中将切割的直线材弯曲成预定形状(例如，U形)；二次弯曲单元106，其被构造为在与上述一个平面垂直的平面(例如，竖直平面)中对已经在一次弯曲部分105中弯曲的线材(一次弯曲体)进行弯曲，以在线材的中央部分中形成用于改变槽插入部分在芯部的径向方向上的位置的形状(曲柄形状)；线圈组装单元107，其构造为将通过在二次弯曲部106中弯曲而形成的线圈段组装成环形；线圈扭转单元108，其构造为当将组装的线圈段插入到芯部中时，扭转从芯部的端面突出的段端部；上述线圈段切割装置30，其构造为在扭转之后切断段端部以使它们对准；以及焊接单元109，其构造为在切割之后焊接要接合的段端部的部分以形成线圈。

以上描述了本发明的优选实施例。然而，本发明不限于这些具体实施例，并且可以想到各种修改和变化。本发明的上述构造可以通过仅提取其一部分来实现，并且上述说明中描述的变化可以以任何组合应用，只要它们不相互冲突即可。在本发明的实施例中描述的效果仅仅是从本发明得到的最优选效果的说明，并且根据本发明的效果不限于在本发明的实施例中描述的效果。

[附图标记列表]

2 芯部

3、4、5、6、7和8 段端部

3a、4a、5a、6a、7a和8a 剥离部(待接合部分)

12 支撑部件

12A、12B和12C 插入孔

14 可动部件

14A、14B和14C 通孔

16 第一可动刃

18 第二可动刃

20 第一固定刃

22 第二固定刃

40 工件保持机构

Claims (9)

1.一种线圈段切割方法，所述线圈段切割方法切割线圈段的待彼此接合的第一段端部和第二段端部，以使待接合的所述第一段端部和所述第二段端部的顶点的位置对准，所述线圈段插入到定子或转子的芯部的槽中以在所述芯部的径向上形成多个层，所述第一段端部和所述第二段端部是从所述芯部的端面突出的部分，所述线圈段切割方法包括：

在所述第一段端部和所述第二段端部彼此堆叠并被支撑的状态下，用第一可动刃切割所述第一段端部，所述第一可动刃移动成使得所述第一可动刃将所述第一段端部压到所述第二段端部上；以及用第二可动刃切割所述第二段端部，所述第二可动刃移动成使得所述第二可动刃将所述第二段端部压到所述第一段端部上。

2.根据权利要求1所述的线圈段切割方法，

其中，当用所述第一可动刃切割所述第一段端部时，所述第二段端部由第一固定刃接收并支撑，并且当用所述第二可动刃切割所述第二段端部时，所述第一段端部由第二固定刃接收并支撑。

3.根据权利要求2所述的线圈段切割方法，

其中，所述第一可动刃和所述第二可动刃一体地设置在一个部件上，并且在通过沿一个方向移动所述一个部件来切割所述第一段端部之后，通过沿与所述一个方向相反的方向移动所述一个部件来切割所述第二段端部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的线圈段切割方法，

其中，在所述芯部被支撑成使得所述第一段端部和所述第二段端部面向下的状态下，所述第一段端部和所述第二段端部被切割。

5.一种线圈段切割装置，其构造为切割线圈段的待彼此接合的第一段端部和第二段端部，以使待接合的所述第一段端部和所述第二段端部的顶点的位置对准，所述线圈段插入到定子或转子的芯部的槽中以在所述芯部的径向上形成多个层，所述第一段端部和所述第二段端部是从所述芯部的端面突出的部分，所述线圈段切割装置包括：

支撑部件，其构造为在所述第一段端部和所述第二段端部彼此堆叠的状态下支撑所述第一段端部和所述第二段端部；

第一可动刃，其构造为移动以将所述第一段端部压到所述第二段端部上；

第二可动刃，其构造为移动以将所述第二段端部压到所述第一段端部上；以及

驱动机构，其构造为驱动所述第一可动刃和所述第二可动刃，以用所述第一可动刃切割所述第一段端部，并且用所述第二可动刃切割所述第二段端部。

6.根据权利要求5所述的线圈段切割装置，包括：

第一固定刃，其构造为在用所述第一可动刃切割所述第一段端部时接收并支撑所述第二段端部；以及

第二固定刃，其构造为在用所述第二可动刃切割所述第二段端部时接收并支撑所述第一段端部。

7.根据权利要求6所述的线圈段切割装置，

其中，所述第一可动刃和所述第二可动刃与一个可动部件一体地设置，所述一个可动部件能够相对于所述支撑部件滑动，并且所述第一固定刃和所述第二固定刃与所述支撑部件一体地设置。

8.根据权利要求7所述的线圈段切割装置，

其中，所述支撑部件包括用于供所述第一段端部和所述第二段端部插入的多个插入孔，所述插入孔沿着所述可动部件的移动方向对准，

所述插入孔中的每一个包括所述第一固定刃和所述第二固定刃，

所述可动部件包括多个通孔，所述多个通孔构造为当所述可动部件处于预定位置时分别与所述多个插入孔连接，并且

所述通孔中的每一个包括所述第一可动刃和所述第二可动刃。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的线圈段切割装置，包括工件保持机构，所述工件保持机构构造为保持所述芯部，并且能够改变所述芯部的姿态，使得所述第一段端部和所述第二段端部面朝下。

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