CN111512527B - 定子的制造方法以及定子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种定子的制造方法以及定子。该定子的制造方法具备：利用扭斜形成用夹具对扭斜形成用机构部以及扭斜形成用夹具中的一方具有与扭斜的形状对应的形状的扭斜形成用机构部进行加压，由此形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜的工序。

Description

定子的制造方法以及定子
技术领域
本发明涉及定子的制造方法以及定子。
背景技术
以往，公知有具备在定子铁芯形成扭斜的工序的定子的制造方法。例如，在日本特开2012-196033号公报中公开了这样的定子。
日本特开2012-196033号公报公开了带扭斜定子的制造方法。在该带扭斜定子的制造方法中，首先，通过层叠多个磁性金属片，形成定子铁芯。接下来，在定子铁芯的插槽(相邻的齿之间的配置线圈的部分)配置环状的线圈。另外，在定子铁芯的外周面沿着轴线方向设置有槽状的切口。槽状的切口沿着轴线方向以直线状设置。接下来，在槽状的切口配置沿着轴线方向以直线状延伸的棒状的销。之后，使配置于槽状的切口的状态的棒状的销相对于旋转轴线倾斜。由此，使多个磁性金属片沿周向逐渐偏移，从而在定子铁芯形成扭斜。此外，“形成扭斜”是指沿周向对定子铁芯施加扭转。
具体而言，配置于定子铁芯的上侧(轴线方向的一侧)的磁性金属片与棒状的销的倾斜一起向周向的一侧逐渐移动。另外，配置于定子铁芯的下侧(轴线方向的另一侧)的磁性金属片与棒状的销的倾斜一起向周向的另一侧逐渐移动。另外，周向的磁性金属片的移动量越靠近轴线方向的定子铁芯的端部侧就越大。即、周向的磁性金属片的移动量越靠近轴线方向的定子铁芯的中心侧就越小。其结果是，构成定子铁芯的被层叠的多个磁性金属片以相对于旋转轴线倾斜的方式(以直线状)扭斜。
而且，定子铁芯扭斜，由此插槽也相对于轴线方向以直线状倾斜。另外，配置于插槽的线圈的插槽收纳部(线圈中的配置于插槽的部分)也与插槽相同，相对于轴线方向以直线状倾斜。由此，电磁力的变化变小(变化被缓和)，所以马达的振动、噪声变小。具体而言，沿着周向或者径向的方向上的马达的振动变小。
专利文献1：日本特开2012-196033号公报
然而，在日本特开2012-196033号公报中，由于插槽收纳部相对于轴线方向以直线状倾斜，所以往往在轴线方向上，来自插槽收纳部的一方端侧的相对于马达的磁极的电磁力、与来自插槽收纳部的另一方端侧的相对于马达的磁极的电磁力的大小不同(变得不平衡)。因此，存在往往相对于马达在沿着轴线方向的方向产生振动这样的问题点。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种除了能够减少沿着周向或者径向的方向的振动之外，还能够减少沿着轴线方向的方向的振动的定子的制造方法以及定子。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的定子的制造方法具备以下工序：层叠多个电磁钢板由此形成定子铁芯的工序；在定子铁芯的插槽配置线圈的工序；以及在将线圈配置于定子铁芯的插槽之后，利用扭斜形成用夹具对设置于定子铁芯的外周面或者内周面的扭斜形成用机构部进行加压，由此以构成定子铁芯的多个电磁钢板沿轴向逐渐错开的方式形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜的工序，扭斜形成用机构部以及扭斜形成用夹具中的一方具有屈曲形状或者弯曲形状，以便与扭斜的形状对应。
在本发明的第一方面的定子的制造方法中，如上述那样，在将线圈配置于定子铁芯的插槽之后，通过扭斜形成用夹具对扭斜形成用机构部进行加压。由此，扭斜形成用机构部以及扭斜形成用夹具中的一方以与扭斜的形状对应的方式具有屈曲形状或者弯曲形状，所以以随着扭斜形成用机构部以及扭斜形成用夹具中的一方的屈曲形状或者弯曲形状的方式，构成定子铁芯的多个电磁钢板以屈曲形状或者弯曲形状沿周向逐渐错开。其结果是，能够在定子铁芯形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。由此，插槽以及配置于插槽的线圈也以具有屈曲形状或者弯曲形状的方式变形，以便与定子铁芯的扭斜对应。其结果是，能够将插槽收纳部的一方端侧和另一方端侧均配置于周向的一侧或者另一侧，所以能够减少在轴线方向上，来自插槽收纳部的一方端侧的电磁力与来自插槽收纳部的另一方端侧的电磁力的大小之差。由此，沿着轴线方向的方向的振动被减少。另外，由于在定子铁芯形成有屈曲形状或者弯曲形状的扭斜，所以与沿着轴线方向配置线圈的插槽收纳部的情况(没有形成扭斜的情况下)相比，针对线圈的插槽收纳部的周向的电磁力的变化被减少。由此，沿着周向或者径向的方向的振动被减少。上述结果是，除了沿着周向或者径向的方向的振动之外，还能够减少沿着轴线方向的方向的振动。
本发明的第二方面的定子具备：定子铁芯，其层叠有多个电磁钢板；以及线圈，其配置于定子铁芯的插槽，在定子铁芯形成有具有使构成定子铁芯的多个电磁钢板沿周向逐渐错开的屈曲形状或者弯曲形状的扭斜形状的插槽，在定子铁芯的外周面或者内周面设置有扭斜形成用机构部，该扭斜形成用机构部在多个电磁钢板沿周向逐渐错开之前具有与扭斜的形状对应的屈曲形状或者弯曲形状，并且在多个电磁钢板沿周向逐渐错开之后，具有沿着轴线方向的直线形状。
在本发明的第二方面的定子中，如上述那样，定子铁芯的外周面或者内周面设置有在多个电磁钢板沿周向逐渐错开之前具有与扭斜的形状对应的屈曲形状或者弯曲形状的扭斜形成用机构部。由此，使具有屈曲形状或者弯曲形状的扭斜形成用机构变形为沿着轴线方向的直线形状，由此以随着扭斜形成用机构部的屈曲形状或者弯曲形状的方式，使构成定子铁芯的多个电磁钢板以屈曲形状或者弯曲形状沿周向逐渐错开。其结果是，能够在定子铁芯形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。由此，插槽以及配置于插槽的线圈也以具有屈曲形状或者弯曲形状的方式变形，以便与定子铁芯的扭斜对应。其结果是，能够将插槽收纳部的一方端侧与另一方端侧都配置于周向的一侧或者另一侧，所以能够减少在轴线方向上，来自插槽收纳部的一方端侧的电磁力与来自插槽收纳部的另一方端侧的电磁力的大小之差。由此，沿着轴线方向的方向的振动被减少。另外，由于在定子铁芯形成有屈曲形状或者弯曲形状的扭斜，所以与沿着轴线方向配置线圈的插槽收纳部的情况(没有形成扭斜的情况)相比，针对线圈的插槽收纳部的周向的电磁力的变化被减少。由此，沿着周向或者径向的方向的振动被减少。上述结果是，能够提供一种除了沿着周向或者径向的方向的振动之外，还能够减少沿着轴线方向的方向的振动的定子。
根据本发明，如上述那样，除了能够减少沿着周向或者径向的方向的振动之外，还能够减少沿着轴线方向的方向的振动。
附图说明
图1是第一实施方式的定子的立体图。
图2是第一实施方式的定子铁芯(电磁钢板)的立体图。
图3是配置于第一实施方式的插槽的线圈的示意图。
图4是第一实施方式的分段导体的立体图。
图5是第一实施方式的定子的制造方法的流程图。
图6是用于说明第一实施方式的定子的制造方法的图1。
图7是用于说明第一实施方式的定子的制造方法的图2。
图8是配置于第二实施方式的插槽的线圈的示意图。
图9是用于说明第二实施方式的定子的制造方法的图。
图10是第三实施方式的定子的立体图。
图11是第三实施方式的定子铁芯(电磁钢板)的立体图。
图12是第三实施方式的定子的制造方法的流程图。
图13是用于说明第三实施方式的定子的制造方法的图1。
图14是用于说明第三实施方式的定子的制造方法的图2。
图15是用于说明第三实施方式的定子的制造方法的图3。
图16是用于说明第三实施方式的定子的制造方法的图4。
图17是用于说明第三实施方式的定子的制造方法的图5。
图18是第一变形例的定子的示意图。
图19是第二变形例的定子的示意图。
图20是第三变形例的定子的示意图。
图21是第四变形例的定子的立体图。
图22是第五变形例的定子的立体图。
图23是第六变形例的定子的示意图。
具体实施方式
以下，结合附图来说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
(定子的构造)
参照图1～图4对第一实施方式的定子1的构造进行说明。
如图1所示，在本申请说明书中，“轴线方向”是指沿着定子铁芯10(转子)的旋转轴线(附图标记O)(Z方向)的方向。另外，“周向”是指定子铁芯10的周向(A方向)。另外，“径向内侧”以及“内径侧”是指朝向定子铁芯10的中心的方向(箭头B1方向)。另外，“径向外侧”以及“外径侧”是指朝向定子铁芯10的外面的方向(箭头B2方向)。
如图1所示，定子1具备圆环状的定子铁芯10。例如，定子1构成内转子型的旋转电机的一部分，定子铁芯10以在径向与转子铁芯(未图示)对置的方式配置。
定子铁芯10通过层叠多个电磁钢板20而形成。定子铁芯10包含：以圆环状与插槽11的径向外侧连接的背轭12；以及设置于相邻的插槽11之间，从背轭12朝向径向内侧延伸的多个齿13。另外，在插槽11配置有用于对线圈30与定子铁芯10进行绝缘的绝缘部件(未图示)。以下，对电磁钢板20、插槽11以及线圈30的具体的构造进行说明。
多个电磁钢板20具有相互相同的形状。具体而言，电磁钢板20包含向外径侧突出的耳部21。耳部21设置有三个(参照图2)。三个耳部21相互以等角度间隔(120度间隔)配置。另外，从轴线方向观察，耳部21具有四边形形状。此外，耳部21构成后述的凸部14。另外，电磁钢板20通过冲头冲裁带状的电磁钢板而形成。即、具有相互相同的形状的多个电磁钢板20通过相同的工序(相同形状的冲头)而形成。
这里，在第一实施方式中，如图3所示，在定子铁芯10形成有使构成定子铁芯10的多个电磁钢板20沿周向逐渐错开的屈曲形状的扭斜。即对定子铁芯10沿周向施加扭转。具体而言，构成定子铁芯10的多个电磁钢板20的形状分别相同，另一方面多个电磁钢板20沿周向逐渐错开，由此成为在定子铁芯10形成有扭斜(扭转)的状态。在轴线方向上，配置于一侧(Z1方向侧)的电磁钢板20沿周向的一侧逐渐错开。另外，在轴线方向上，配置于另一侧(Z2方向侧)的电磁钢板20也沿周向的一侧逐渐错开。此外，电磁钢板20在周向的偏移量越靠近轴线方向的端部侧越大，越靠近中央部侧越小。由此，在电磁钢板20形成V字形状的扭斜。此外，“V字形状”是从径向观察时的V字形状。即“V字形状”是向周向突出的V字形状。
而且，如图1所示，在定子铁芯10的外周面10a设置有凸部14。凸部14通过层叠多个电磁钢板20的耳部21而构成。另外，凸部14被形成为从定子铁芯10的外周面10a向径向外侧突出。另外，凸部14以与多个(三个)耳部21对应的方式设置有三个(参照图2)。而且，凸部14在多个电磁钢板20沿周向逐渐错开之前(参照图6)具有沿着轴线方向的直线形状，并且如图1所示，在多个电磁钢板20沿周向逐渐错开之后，具有与扭斜的形状对应的屈曲形状。此外，凸部14是指在定子铁芯10形成扭斜时，被后述的扭斜形成用夹具50加压由此用于形成扭斜的部分。另外，关于扭斜的形成方法(定子1的制造方法)将在后述。另外，凸部14是技术方案中的“扭斜形成用机构部”的一个例子。
另外，如图3所示，定子铁芯10的插槽11以及齿13都具有屈曲形状，以与定子铁芯10的扭斜对应。具体而言，插槽11以及齿13从定子铁芯10的径向观察，都具有V字形状(向周向突出的V字形状)。即定子铁芯10通过构成定子铁芯10的多个电磁钢板20沿周向逐渐错开而形成有屈曲形状的扭斜，所以插槽11以及齿13也被形成为具有屈曲形状，以与定子铁芯10的扭斜对应。另外，周向的插槽11的宽度W(齿13的宽度)沿着轴线方向是相同的。由此，能够将由后述的扁平导线40a(周向的宽度大致恒定的矩形线)构成的分段导体40配置于插槽11内。
此外，在图3中，插槽11的侧壁11a图示为具有阶梯形状。另一方面，在轴线方向上，由于电磁钢板20的厚度相对于定子铁芯10的长度非常小(薄)，所以插槽11的侧壁11a具有接近平坦面的形状。
如图1所示，在定子1配置有线圈30。如图4所示，线圈30由收纳于多个插槽11的多个分段导体40构成。分段导体40(SC线圈)是指由形成为近似U字形状的剖面具有四边形的导线(扁平导线40a)构成的线圈。另外，多个分段导体40(扁平导线40a)的各个被未图示的绝缘膜覆盖。此外，由扁平导线40a构成线圈30，由此能够提高插槽11的占积率，所以能够提高马达的性能(使马达小型化)。
另外，分段导体40包含插入相互不同的插槽11的一对插槽收纳部41。如图4所示，形成扭斜之前的插槽收纳部41是直线状。另一方面，形成扭斜之后的插槽收纳部41(参照图3)具有屈曲形状，以与定子铁芯10的屈曲形状的扭斜对应。具体而言，插槽收纳部41从定子铁芯10的径向观察，都具有V字形状(向周向突出的V字形状)。即、在定子铁芯10通过构成定子铁芯10的多个电磁钢板20沿周向逐渐错开而形成屈曲形状的扭斜，所以配置于定子铁芯10的插槽收纳部41被电磁钢板20向周向按压，由此以具有屈曲形状的方式变形，以便与定子铁芯10的扭斜对应。另外，插槽收纳部41相对于与轴线方向正交的线段P(参照图3)，具有线对称的V字形状。
另外，分段导体40包含连接一对插槽收纳部41的一方端侧(Z1方向侧)彼此的线圈端部42。线圈端部42包含与一对插槽收纳部41连接的一对肩部43、和连接一对肩部43彼此的顶部44。一对肩部43中的一方设置为从顶部44向周向的一侧延伸，一对肩部43中的另一方设置为从顶部44向周向的另一侧延伸。此外，在图4中，插槽收纳部41的另一端侧(Z2方向侧)构成为不与其它部分连接而沿着轴线方向延伸。然而，在将分段导体40配置于插槽11之后，一个插槽收纳部41的另一端侧与其它插槽收纳部41的另一端侧被相互连接(焊接)，而形成线圈端部。例如，连接一个分段导体40的插槽收纳部41的另一端侧、与其它分段导体40的插槽收纳部41的另一端侧，由此形成波形绕组的线圈30。此外，将线圈30设为波形绕组，由此与在线圈端部的上部连接同芯绕组线圈的导线部彼此的情况相比，能够使线圈30的线圈端部小型化(简化)。
(定子的制造方法)
接下来，对定子1的制造方法进行说明。
首先，如图5所示，在步骤S1中，通过层叠多个电磁钢板20而形成定子铁芯10。具体而言，如图6所示，层叠具有相同的形状的多个电磁钢板20。另外，多个电磁钢板20以各自的耳部21沿着轴线方向的方式层叠。由此，沿着轴线方向形成直线状(棱柱状)的凸部14。凸部14被形成三个。此外，在该阶段，插槽11以及齿13均沿着轴线方向形成为直线状。另外，层叠多个电磁钢板20，由此形成直线状的凸部14。
接下来，在步骤S2中，将线圈30配置在定子铁芯10的插槽11。具体而言，将分段导体40配置于插槽11。此外，如图4所示，在该阶段，分段导体40的插槽收纳部41沿着轴线方向形成为直线状。另外，分段导体40沿着轴线方向移动，由此从插槽收纳部41的另一方端侧(与线圈端部42侧相反的一侧)插入插槽11。此外，在轴线方向的分段导体40的一方端侧设置有线圈端部42，所以线圈端部42成为跨越齿13的状态，分段导体40从插槽11的脱落被防止(移动被限制)。
接下来，在步骤S3中，在第一实施方式中，如图7所示，配置沿着周向对凸部14加压，并且具有与定子铁芯10的扭斜的形状对应的屈曲形状的扭斜形成用夹具50。扭斜形成用夹具50包含：具有与扭斜的形状对应的、向周向突出的屈曲形状的扭斜形成用夹具51；和具有与扭斜的形状对应的、向周向凹陷的屈曲形状的扭斜形成用夹具52。即扭斜形成用夹具51构成为在周向的一侧(A1方向侧)以V字形状突出。另外，扭斜形成用夹具52构成为在周向的一侧(A1方向侧)以V字形状凹陷。另外，扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52均由板状的金属部件构成。另外，扭斜形成用夹具51的V字与扭斜形成用夹具52的V字一致。即在将扭斜形成用夹具52嵌入到扭斜形成用夹具51的情况下，扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52无间隙地接触。此外，扭斜形成用夹具51以及扭斜形成用夹具52分别是技术方案中的“第一扭斜形成用夹具”以及“第二扭斜形成用夹具”的一个例子。
另外，扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52以夹住凸部14的方式配置。即、在周向上，在凸部14的A2方向侧配置扭斜形成用夹具51，在凸部14的A1方向侧配置扭斜形成用夹具52。另外，扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52的对(组)设置有与凸部14相同的数量(三个)。三个扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52的对(组)全部以夹住凸部14的方式配置。
接下来，在步骤S4中，在将线圈30(分段导体40)配置在定子铁芯10的插槽11之后，通过扭斜形成用夹具51以及52对设置于定子铁芯10的外周面10a的凸部14进行加压，由此使构成定子铁芯10的多个电磁钢板20沿周向逐渐错开。由此，相对于插槽11形成屈曲形状的扭斜(具有扭斜形状的插槽11)。具体而言，在利用扭斜形成用夹具51与扭斜形成用夹具52夹住凸部14的状态下，扭斜形成用夹具51以及扭斜形成用夹具52以相互接近的方式对凸部14进行加压。由此，将在形成扭斜之前的直线状的凸部14、在扭斜的形成后形成为与成为屈曲形状或者弯曲形状的插槽11相同的形状。具体而言，以与扭斜形成用夹具51以及扭斜形成用夹具52的形状对应的方式，在定子铁芯10形成V字形状的扭斜。此外，扭斜形成用夹具51以及52可以以一起沿周向相互接近的方式移动，也可以固定扭斜形成用夹具51以及52中的一方而使另一方移动。
另外，在第一实施方式中，同时利用多个扭斜形成用夹具50(多个扭斜形成用夹具51以及52的组)对设置于定子铁芯10的外周面10a的多个凸部14进行加压，由此形成扭斜。
另外，伴随着定子铁芯10的扭斜，将形成扭斜之前的配置于直线状的插槽11的线圈30的直线状的插槽收纳部41、在扭斜的形成后形成为与成为屈曲形状或者弯曲形状的插槽11对应的形状。具体而言，伴随着定子铁芯10的扭斜，配置于插槽11、齿13以及插槽11的线圈30(分段导体40)也均变形为V字形状。这里，若加热线圈30(分段导体40)，则线圈30(分段导体40)变得柔软，所以能够通过比较小的力使线圈30(分段导体40)变形。
然后，连接分段导体40的插槽收纳部41的另一方端彼此，由此完成定子1。此外，凸部14在定子1的完成后，可以切掉，也可以作为定子1相对于壳体的止转用的键来使用。另外，在定子1的完成后，在切掉凸部14的情况下，圆环状的部件被嵌入定子铁芯10的外侧。由此，固定定子铁芯10(电磁钢板20)。
[第二实施方式]
(定子的结构)
参照图8以及图9对第二实施方式的定子100的结构进行说明。在第二实施方式中，在定子铁芯110形成有平滑变化的屈曲形状的扭斜。
如图8所示，在第二实施方式的定子100(定子铁芯110)中，从定子铁芯110的径向观察，形成有平滑变化的弯曲形状的扭斜。具体而言，以定子铁芯110的插槽111的侧壁111a(沿周向对置的一对侧壁111a)沿着轴线方向具有平滑的曲面的方式，使多个电磁钢板120沿着周向错开。由此，轴线方向的插槽111的侧壁111a的角度的变化变得平滑。例如，在轴线方向的定子铁芯110的一方端侧(以及另一方端侧)，电磁钢板120在周向的偏移量比较小。然后，朝向轴线方向的定子铁芯110的中心侧，电磁钢板120在周向的偏移量逐渐变大。另外，在轴线方向的定子铁芯110的中心附近，电磁钢板120在周向的偏移量逐渐变小。由此，形成平滑变化的弯曲形状的扭斜。
例如，扭斜(插槽111的侧壁111a)的曲率半径是扁平导线40a的最小弯曲半径以上。此外，最小弯曲半径是指在弯曲扁平导线40a时，扁平导线40a的绝缘皮膜不被损伤的最小的半径。
另外，随着在定子铁芯110形成平滑变化的弯曲形状的扭斜，插槽111以及齿113也形成为平滑变化的弯曲形状。并且，配置于插槽111的线圈30(插槽收纳部41)也形成(变形)为平滑变化的弯曲形状。
另外，如图9所示，扭斜形成用夹具150包含：具有以与平滑变化的弯曲形状的扭斜对应的方式，向周向突出的平滑变化的弯曲形状的扭斜形成用夹具151；以及具有以与平滑变化的弯曲形状的扭斜对应的方式，向周向凹陷的平滑变化的屈曲形状的扭斜形成用夹具152。而且，利用扭斜形成用夹具151以及152从两侧夹住形成扭斜之前的、沿着轴线方向延伸的直线状的凸部114并且进行加压，由此形成平滑变化的弯曲形状的扭斜。此外，凸部114是技术方案中的“扭斜形成用机构部”的一个例子。另外，扭斜形成用夹具151以及扭斜形成用夹具152分别是技术方案中的“第一扭斜形成用夹具”以及“第二扭斜形成用夹具”的一个例子。
此外，第二实施方式的其它的结构以及制造方法与上述第一实施方式相同。
[第三实施方式]
(定子的结构)
参照图10～图17对第三实施方式的定子200的结构进行说明。在第三实施方式中，在定子铁芯210设置有用于形成扭斜的孔部214a。此外，孔部214a是技术方案中的“扭斜形成用机构部”的一个例子。
如图10以及图11所示，第三实施方式的定子200的定子铁芯210通过层叠多个电磁钢板220而形成。电磁钢板220包含向外径侧突出的耳部221。在耳部221设置有圆形状的孔部221a。另外，耳部221设置有多个(在第三实施方式中是三个)。三个耳部221被等角度间隔地设置。而且，通过层叠多个电磁钢板220，而利用被层叠的耳部221形成了凸部214。另外，通过层叠多个电磁钢板220，通过连续的孔部221a形成有由贯通孔构成的孔部214a。孔部214a以沿着轴线方向的方式形成为直线状。此外，孔部214a在定子200的完成后，能够作为供用于将定子200固定于壳体等的螺栓插入的孔部214a而使用。
另外，与上述第一实施方式相同，在定子铁芯210形成有V字形状的扭斜。另外，插槽211以及齿213也变形为V字形状。另外，线圈30(插槽收纳部41)也变形为V字形状。
另外，如图11所示，多个电磁钢板220不具有相互相同的形状。即在层叠多个电磁钢板220时，周向的耳部221的孔部221a的位置在多个电磁钢板220的各个中一致。另一方面，在层叠多个电磁钢板220时，构成为多个电磁钢板220各自的、与周向的插槽211对应的电磁钢板220的部分的位置逐渐沿周向错开。由此，构成V字形状的插槽211以及齿213。
(定子的制造方法)
接下来，对第三实施方式的定子200的制造方法进行说明。
首先，如图12所示，在步骤S11中，层叠多个电磁钢板220由此形成定子铁芯210(参照图13)。这里，以与多个电磁钢板220的插槽211对应的部分在周向上一致的方式，层叠多个电磁钢板220。由此，插槽211以及齿213形成为沿着轴线方向的直线状。另一方面，在第三实施方式中，在层叠了多个电磁钢板220的状态下，孔部214a具有与扭斜的形状(完成后的定子铁芯210的扭斜的形状)对应的屈曲形状。具体而言，如图14所示，从径向观察，孔部214a以V字形状弯曲。此外，图14示出了从定子铁芯210的内径侧观察孔部214a的状态。
接下来，在步骤S12中，将线圈30(多个分段导体40)配置于定子铁芯210的插槽211。此外，步骤S12与上述第一实施方式步骤S2相同。
接下来，在步骤S13中，在第三实施方式中，如图13所示，在孔部214a的正上方配置具有直线状的棒形状的扭斜形成用夹具250。扭斜形成用夹具250以与多个孔部214a对应的方式被设置多个。另外，如图14所示，扭斜形成用夹具250的前端为了减少因与孔部214a的接触引起的孔部214a的损伤，形成为接近半球形状的形状。
接下来，在步骤S14中，在第三实施方式中，如图15所示，将具有直线状的棒形状的扭斜形成用夹具250沿着轴线方向插入(加压)到孔部214a。此外，多个扭斜形成用夹具250被同时插入孔部214a。由此，构成定子铁芯210的多个电磁钢板220沿周向逐渐错开。最终孔部214a形成为沿着轴线方向的直线状。其结果是，在定子铁芯210形成与多个电磁钢板220沿周向错开之前的孔部214a的屈曲形状对应的屈曲形状的扭斜。具体而言，在定子铁芯210形成V字形状的扭斜。由此，如图17所示，直线状的插槽211以及齿213沿着图16所示的轴线方向变形为V字形状。另外，配置于插槽211的线圈30(插槽收纳部41)也变形为V字形状。
此外，也可以在使定子铁芯210静止的状态下，使扭斜形成用夹具250向下方移动而插入孔部214a，也可以在使扭斜形成用夹具250静止的状态下，使定子铁芯210与扭斜形成用夹具250侧接近，由此将扭斜形成用夹具250插入孔部214a。另外，也可以按照使扭斜形成用夹具250与定子铁芯210双方相互接近的方式使它们移动，由此将扭斜形成用夹具250插入孔部214a。
此外，第三实施方式的其它的结构以及制造方法与上述第一实施方式相同。
[第一～第三实施方式效果]
在上述第一～第三实施方式中，能够得到以下那样的效果。
在第一～第三实施方式中，如上述那样，在将线圈(30)配置于定子铁芯(10、110、210)的插槽(11、111、211)之后，通过扭斜形成用夹具(50、150、250)对扭斜形成用机构部(14、114、214a)进行加压。由此，扭斜形成用机构部(14、114、214a)以及扭斜形成用夹具(50、150、250)中的一方以与扭斜的形状对应的方式具有屈曲形状或者弯曲形状，所以以随着扭斜形成用机构部(14、114、214a)以及扭斜形成用夹具(50、150、250)中的一方的屈曲形状或者弯曲形状的方式，构成定子铁芯(10、110、210)的多个电磁钢板(20、120、220)以屈曲形状或者弯曲形状沿周向逐渐错开。其结果是，能够在定子铁芯(10、110、210)形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。由此，插槽(11、111、211)以及配置于插槽(11、111、211)的线圈(30)也变形为以与定子铁芯(10、110、210)的扭斜对应的方式具有屈曲形状或者弯曲形状的方式变形。其结果是，能够将插槽收纳部(41)的一方端侧与另一方端侧均配置于周向的一侧或者另一侧，所以能够减少在轴线方向上，来自插槽收纳部(41)的一方端侧的电磁力、与来自插槽收纳部(41)的另一方端侧的电磁力的大小之差。由此，能够减少沿着轴线方向的方向的振动。另外，由于在定子铁芯(10、110、210)形成有屈曲形状或者弯曲形状的扭斜，所以与沿着轴线方向配置线圈(30)的插槽收纳部(41)的情况(没有形成扭斜的情况)相比，针对线圈(30)的插槽收纳部(41)的周向的电磁力的变化被减少。由此，沿着周向或者径向的方向的振动被减少。上述结果是，除了沿着周向或者径向的方向的振动之外，还能够减少沿着轴线方向的方向的振动。另外，针对插槽收纳部(41)的周向的电磁力的变化被减少，所以能够减少成为线圈(30)所产生的涡流(铁损)、扭矩脉动以及噪声振动的原因的谐波。
在第二实施方式中，如上述那样，从定子铁芯(110)的径向观察，形成平滑变化的弯曲形状的扭斜。根据这样构成，插槽(111)的侧壁(111a)成为平滑的曲面，所以在使线圈(30)变形时，能够减少因构成线圈(30)的扁平导线(41a)的绝缘覆盖层与插槽(111)的角部接触而引起的绝缘覆盖层的损伤(配置于插槽(111)的绝缘纸的损伤)。另外，在以比较小的角度折弯扁平导线(41a)时，往往即使绝缘覆盖层未损伤，也使绝缘覆盖层产生褶皱。在该情况下，往往从扁平导线(41a)产生部分放电。因此，如第二实施方式那样，在定子铁芯(110)形成平滑变化的弯曲形状的扭斜，由此能够防止在扁平导线(41a)产生褶皱的情况，所以能够防止从扁平导线(41a)产生部分放电的情况。另外，与V字形状等扭斜(具有角部的扭斜)相比，能够通过平滑变化的弯曲形状的扭斜进一步抑制轴线方向的振动。此外，“部分放电”是指因空隙等的影响而电场集中，产生局部的放电。
在第一以及第三实施方式中，如上述那样，扭斜形成用机构部(14、214a)以及扭斜形成用夹具(50、250)中的一方以与扭斜的形状对应的方式，具有V字形状，从定子铁芯(10、210)的径向观察，形成V字形状的扭斜。根据这样构成，V字形状的扭斜相对于与轴线方向正交的线段(P)成为线对称，所以能够有效地减少在轴线方向上、来自插槽收纳部(41)的一方端侧的电磁力、与来自插槽收纳部(41)的另一方端侧的电磁力的大小之差。其结果是，能够有效地减少沿着轴线方向的方向的振动。
在第一以及第二实施方式中，如上述那样，通过具有与扭斜的形状对应的屈曲形状或者弯曲形状的扭斜形成用夹具(50、150)沿着周向对设置于定子铁芯(10、110)的外周面(10a)的凸部(14、114)进行加压，由此使构成定子铁芯(10、110)的多个电磁钢板(20、120)沿周向逐渐错开，从而形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。根据这样构成，仅通过具有与扭斜的形状对应的屈曲形状或者弯曲形状的扭斜形成用夹具(50、150)按压凸部(14、114)，就能够容易地形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。此外，在定子铁芯(10、110)的外周面(10a)设置直线状的槽部，在槽部配置直线状的棒形状的夹具并且使夹具扭转而形成扭斜，由此能够形成以直线状倾斜的扭斜。另一方面，在该方法中，形成屈曲形状的扭斜是困难的。
在第一以及第二实施方式中，如上述那样，形成扭斜的工序，在通过第一扭斜形成用夹具(51、151)和第二扭斜形成用夹具(52、152)夹住凸部(14、114)的状态下，通过第一扭斜形成用夹具(51、151)以及第二扭斜形成用夹具(52、152)对扭斜形成用机构部(14、114)进行加压，由此使构成定子铁芯(10、110)的多个电磁钢板(20、120)沿周向逐渐错开，从而形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。根据这样构成，与仅使用第一扭斜形成用夹具(51、151)或者第二扭斜形成用夹具(52、152)中的一方沿周向对凸部(14、114)进行加压的情况相比，能够减少为了形成扭斜而施加于第一扭斜形成用夹具(51、151)与第二扭斜形成用夹具(52、152)的各个的力。其结果是，能够通过加压量比较小的加压装置(移动扭斜形成用夹具(50、150)的机构)形成扭斜。
在第三实施方式中，如上述那样，将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具(250)沿着轴线方向插入设置于定子铁芯(210)的外周面(10a)的孔部(214a)，由此使构成定子铁芯(210)的多个电磁钢板(220)沿周向逐渐错开，由此形成屈曲形状的扭斜。根据这样构成，通过仅将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具(250)插入孔部(214a)(沿着轴线方向加压)，就能够容易地形成屈曲形状的扭斜。另外，由于使直线状的棒形状的扭斜形成用夹具(250)沿着轴线方向移动，所以能够通过比较简单的扭斜形成用夹具(250)的动作，形成屈曲形状的扭斜。其结果是，能够简化用于移动扭斜形成用夹具(250)的机构。
在第一～第三实施方式中，如上述那样，在将线圈(30)配置于定子铁芯(10、110、210)的插槽(11、111、211)之后，同时通过多个扭斜形成用夹具(50、150、250)对设置于定子铁芯(10、110、210)的外周面(10a)的多个扭斜形成用机构部(14、114、214a)进行加压，由此以构成定子铁芯(10、110、210)的多个电磁钢板(20、120、220)沿周向逐渐错开的方式形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。根据这样构成，与通过一个扭斜形成用夹具(50、150、250)进行加压的情况相比，能够减少为了形成扭斜而施加于多个扭斜形成用夹具(50、150、250)的各个的力。其结果是，能够通过加压量比较小的加压装置(移动扭斜形成用夹具(50、150、250)的机构)形成扭斜。
在第一实施方式中，如上述那样，层叠多个电磁钢板(20)，由此形成直线状的插槽(11)，相对于插槽(11)形成屈曲形状或者弯曲形状的扭斜。根据这样构成，与以预先形成扭斜的方式层叠电磁钢板(20)的情况相比，能够容易地层叠多个电磁钢板(20)。
在第一实施方式中，如上述那样，将形成扭斜之前的配置于直线状的插槽(11)的线圈(30)的直线状的插槽收纳部(41)、在扭斜的形成后形成为与成为屈曲形状或者弯曲形状的插槽(11)对应的形状。根据这样构成，形成扭斜之前的插槽(11)是直线状，所以能够容易地将直线状的插槽收纳部(41)配置于插槽(11)。
在第一实施方式中，如上述那样，将形成扭斜之前的直线状的扭斜形成用机构部(14)、在扭斜的形成后形成为与成为屈曲形状或者弯曲形状的插槽(11)相同的形状。根据这样构成，仅通过使扭斜形成用机构部(14)变形，就能够相对于插槽(11)形成所希望的形状的扭斜。
[变形例]
此外，应认为这次公开的实施方式在所有方面仅是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述实施方式的说明而是由技术方案所示，而且包含与技术方案等同的意旨以及范围内所有的改变(变形例)。
例如，在上述第一～第三实施方式中，虽示出了在定子铁芯的外周面设置有凸部(孔部)的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以在定子铁芯的内周面设置有凸部(孔部)。在该情况下，定子构成外转子型的旋转电机的一部分。而且，齿从圆环状的背轭向外径侧突出，并且插槽向外径侧开口。而且，在圆环状的轭部的内周面设置用于形成扭斜的凸部(孔部)。
另外，在上述第一以及第二实施方式中，虽示出了从定子铁芯的径向观察，在定子铁芯形成V字形状的扭斜的例子，但本发明并不限于此。例如，如图18所示的第一变形例的定子300那样，也可以在定子铁芯310形成W字形状的扭斜。由此，即使在轴线方向的定子铁芯310的长度比较长的情况下，也能够减少电磁力的差在轴线方向的一方端侧与另一方端侧变大的情况。另外，如图19所示的第二变形例的定子400那样，也可以在定子铁芯410形成N字形状的扭斜。另外，如图20所示的第三变形例的定子500那样，也可以在定子铁芯510形成U字形状(弯曲形状)的扭斜。此外，上述变形例那样的、W字形状、N字形状或者U字形状的扭斜通过利用W字形状、N字形状或者U字形状的扭斜形成用夹具夹住上述第一实施方式那样的直线状的凸部并进行加压而形成。或者将上述第三实施方式的由贯通孔构成的孔部形成为W字形状、N字形状或者U字形状，将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具插入该孔部，由此形成W字形状、N字形状或者U字形状的扭斜。
另外，在上述第一以及第二实施方式中，虽示出了在定子铁芯的外周面设置有用于形成扭斜的凸部的例子，但本发明并不限于此。例如，如图21所示的第四变形例的定子600那样，也可以在定子铁芯610设置槽部614。槽部614在扭斜的形成前，被形成为沿着轴线方向的直线状。另外，槽部614通过被V字形状的扭斜形成用夹具沿周向加压，而在扭斜的形成后，被形成为屈曲形状(V字形状)。此外，槽部614能够用作定子600相对于壳体的止转用的键槽。此外，槽部614是技术方案中的“扭斜形成用机构部”的一个例子。
另外，在上述第三实施方式中，虽示出了在定子铁芯的外周面(耳部)设置有用于形成扭斜的孔部的例子，但本发明并不限于此。例如，如图22所示的第五变形例的定子700那样，也可以在定子铁芯710设置槽部714。槽部714在扭斜的形成前，被形成为与扭斜的形状对应的屈曲形状(V字形状)。另外，将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具沿着轴线方向插入槽部714，由此在扭斜的形成后，槽部714被形成为沿着轴线方向的直线状。此外，槽部714是技术方案中的“扭斜形成用机构部”的一个例子。
另外，如图23所示的第六变形例的定子800那样，也可以在定子铁芯810设置轴线方向的端部侧具有弯曲形状(曲率)，端部侧以外的部分是直线状的扭斜。由此，端部侧的弯曲形状(曲率)的部分构成分段线圈的防脱件。
另外，在上述第一～第三实施方式中，虽示出了在定子铁芯设置三个凸部或者孔部(扭斜形成用机构部)，并且设置三个扭斜形成用夹具的例子，但本发明并不限于此。例如，凸部或者孔部(扭斜形成用机构部)和扭斜形成用夹具的数量也可以是三个以外。
另外，在上述第三实施方式中，虽示出了将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具仅从定子铁芯的一侧(Z1方向侧)插入孔部的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以将直线状的棒形状的扭斜形成用夹具从定子铁芯的一侧(Z1方向侧)以及另一侧(Z2方向侧)双方插入孔部。
另外，在上述第一～第三实施方式中，虽示出了线圈由扁平导线形成的例子，但本发明并不限于此。例如，线圈也可以由圆线等构成。
附图标记的说明
1、100、200、300、400、500、600、700、800…定子；10、110、210、310、410、510、610、710、810…定子铁芯；11、111、211…插槽；14、114…凸部(扭斜形成用机构部)；20、120、220…电磁钢板；30…线圈；41…插槽收纳部；50、150、250…扭斜形成用夹具；51、151…扭斜形成用夹具(第一扭斜形成用夹具)；52、152…扭斜形成用夹具(第二扭斜形成用夹具)；214a…孔部(扭斜形成用机构部)；614…槽部(扭斜形成用机构部)；714…槽部(扭斜形成用机构部)。

Claims (10)

1.一种定子的制造方法，其具备以下工序：
层叠多个电磁钢板由此形成定子铁芯的工序；
在上述定子铁芯的插槽配置线圈的工序；以及
在将上述线圈配置于上述定子铁芯的上述插槽之后，利用扭斜形成用夹具对设置于上述定子铁芯的外周面或者内周面的扭斜形成用机构部进行加压，由此以构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板在周向逐渐错开的方式形成弯曲形状的扭斜的工序，
以上述插槽的侧壁沿着轴线方向具有平滑的曲面的方式，通过使上述多个电磁钢板逐渐错开形成扭斜来形成插槽，并且上述多个电磁钢板的上述定子铁芯的轴向两端的电磁钢板的偏移量小于上述多个电磁钢板的上述定子铁芯的轴向中心的电磁钢板的偏移量，
上述扭斜形成用机构部以及上述扭斜形成用夹具中的一方以与上述扭斜的形状对应的方式具有弯曲形状。
2.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，
形成上述扭斜的工序是从上述定子铁芯的径向观察，形成平滑变化的弯曲形状的上述扭斜的工序。
3.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，
设置于上述定子铁芯的外周面或者内周面的上述扭斜形成用机构部包含以沿着轴线方向延伸的方式形成的凸部或者槽部，并且上述扭斜形成用夹具具有沿着周向对上述凸部或者上述槽部加压的与上述扭斜的形状对应的弯曲形状，
形成上述扭斜的工序是通过具有与上述扭斜的形状对应的弯曲形状的上述扭斜形成用夹具沿着周向对包含上述凸部或者上述槽部的上述扭斜形成用机构部加压，使构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板沿周向逐渐错开，从而形成弯曲形状的上述扭斜的工序。
4.根据权利要求3所述的定子的制造方法，其中，
上述扭斜形成用夹具包含：具有与上述扭斜的形状对应的、向周向突出的弯曲形状的第一扭斜形成用夹具；以及具有与上述扭斜的形状对应的、向周向凹陷的弯曲形状的第二扭斜形成用夹具，
形成上述扭斜的工序是在通过上述第一扭斜形成用夹具和上述第二扭斜形成用夹具夹住包含上述凸部或者上述槽部的上述扭斜形成用机构部的状态下，通过上述第一扭斜形成用夹具以及上述第二扭斜形成用夹具对上述扭斜形成用机构部加压，使构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板在周向逐渐错开，从而形成弯曲形状的上述扭斜的工序。
5.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，
设置于上述定子铁芯的外周面或者内周面的上述扭斜形成用机构部包含：具有与上述扭斜的形状对应的弯曲形状的孔部或者槽部，并且上述扭斜形成用夹具具有插入上述孔部或者上述槽部的直线状的棒形状，
形成上述扭斜的工序是通过沿着轴线方向将上述直线状的棒形状的扭斜形成用夹具插入包含上述孔部或者上述槽部的上述扭斜形成用机构部，使构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板在周向逐渐错开，从而形成弯曲形状的上述扭斜的工序。
6.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，
上述扭斜形成用机构部被设置多个，
上述扭斜形成用夹具以与多个上述扭斜形成用机构部对应的方式设置多个，
形成上述扭斜的工序是在上述定子铁芯的上述插槽配置上述线圈之后，同时通过多个上述扭斜形成用夹具对设置于上述定子铁芯的外周面或者内周面的上述多个扭斜形成用机构部加压，由此以构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板在周向逐渐错开的方式形成弯曲形状的上述扭斜的工序。
7.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，
形成上述定子铁芯的工序是通过层叠上述多个电磁钢板，形成直线状的上述插槽的工序，
形成上述扭斜的工序是对上述插槽形成弯曲形状的上述扭斜的工序。
8.根据权利要求7所述的定子的制造方法，其中，
形成上述扭斜的工序是：将配置于上述扭斜形成之前的直线状的上述插槽的上述线圈的直线状的插槽收纳部形成为与在上述扭斜形成后成为弯曲形状的上述插槽对应的形状的工序。
9.根据权利要求7所述的定子的制造方法，其中，
形成上述定子铁芯的工序是通过层叠上述多个电磁钢板，形成直线状的上述扭斜形成用机构部的工序，
形成上述扭斜的工序是将上述扭斜形成之前的直线状的上述扭斜形成用机构部形成为与在上述扭斜形成后成为弯曲形状的上述插槽相同的形状的工序。
10.一种定子，其具备：
定子铁芯，其层叠有多个电磁钢板；以及
线圈，其配置于上述定子铁芯的插槽，
在上述定子铁芯形成有具有使构成上述定子铁芯的上述多个电磁钢板在周向逐渐错开的弯曲形状的扭斜形状的上述插槽，
以上述插槽的侧壁沿着轴线方向具有平滑的曲面的方式，通过使上述多个电磁钢板逐渐错开形成扭斜来形成插槽，并且上述多个电磁钢板的上述定子铁芯的轴向两端的电磁钢板的偏移量小于上述多个电磁钢板的上述定子铁芯的轴向中心的电磁钢板的偏移量，
在上述定子铁芯的外周面或者内周面设置有扭斜形成用机构部，该扭斜形成用机构部在上述多个电磁钢板在周向逐渐错开之前具有与上述扭斜的形状对应的弯曲形状。
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