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9对第一实施方式的定子100进行说明。定子100构成旋转电机102的一部分。另外,定子100配置为在半径方向上与转子101的外周面对置。即、旋转电机102构成为内转子型的旋转电机。旋转电机102例如构成为被供给三相交流(U相、V相以及W相)的电力而进行驱动的马达。
此外,在本申请说明书中,“轴向”以及“中心轴线方向”是指沿着定子100的中心轴线C1(参照图1)的方向(箭头Z1方向或者箭头Z2方向)。另外,“周向”是指定子100的周向(箭头A1方向或者箭头A2方向)。另外,“径向”是指定子100的径向。而且,“径向内侧”以及“内径侧”是指朝向定子100的中心轴线C1的方向(箭头B1方向侧),“径向外侧”以及“外径侧”是指从定子100的中心轴线C1远离的方向(箭头B2方向侧)。
(线圈以及定子铁芯的结构)
如图1所示,在定子100设置有多个线圈10。多个线圈10包含供给U相的交流电的U相线圈10U、供给V相的交流电的V相线圈10V、以及供给W相的交流电的W相线圈10W。此外,在以下的记载中,在没有特别区别U相线圈10U、V相线圈10V以及W相线圈10W的情况下,仅作为“线圈10”来进行说明。
如图2所示,定子100具备定子铁芯20。在定子铁芯20设置有多个插槽21。另外,在定子铁芯20设置有构成插槽21的多个齿22。插槽21形成在周向上相邻的各个齿22之间。而且,齿22分别形成为从背轭23向径向内侧突出。插槽21具有在径向内侧开口的开口部21a。对于插槽21而言,插槽21的外径侧部分21c的周向的宽度W2构成为比插槽21的内径侧部分21b的周向的宽度W1大。
这里,在第一实施方式中,线圈10包含:定子铁芯20的多个插槽21中的周向位置相互不同的插槽21所收纳的一对插槽收纳部11;以及与一对插槽收纳部11连接,以从定子铁芯20(齿22)的旋转轴方向(轴向)的端面20a(参照图8)向中心轴线方向(轴向外侧)突出的方式配置的线圈端部12。
一对插槽收纳部11由第一插槽收纳部(外径侧插槽收纳部)11a以及第二插槽收纳部(内径侧插槽收纳部)11b构成。第一插槽收纳部11a配置于插槽21(第一插槽)的外径侧部分21c。另外,第二插槽收纳部11b配置于从配置有第一插槽收纳部11a的插槽21在周向上离开规定数量的插槽21的量(在图2中,插槽间距是6)的插槽21(第二插槽)的内径侧部分21b。即、线圈10是双层重叠卷绕线圈并且是分布卷绕线圈。此外,第一插槽收纳部11a是技术方案的“径向一侧的插槽收纳部”以及“一个插槽收纳部”的一个例子。另外,第二插槽收纳部11b是技术方案的“径向另一侧的插槽收纳部”以及“另一个插槽收纳部”的一个例子。
另外,如图1所示,在相同的插槽21中,在内径侧部分21b与外径侧部分21c中,配置有同相的插槽收纳部11。另外,如图2所示,在插槽21配置有一对插槽收纳部11、后述的第一连接部分33a、第二连接部分33b以及插槽绝缘片40。
如图3所示,一对插槽收纳部11与线圈端部12连续地形成。一对插槽收纳部11分别形成为在中心轴线C1方向以直线状延伸。线圈端部12连接第一插槽收纳部11a和第二插槽收纳部11b,并且配置为跨越多个插槽21(参照图2),且沿着周向延伸。另外,线圈端部12分别设置于一对插槽收纳部11的箭头Z1方向侧与箭头Z2方向侧。
另外,在第一实施方式中,线圈10通过将导线10a卷绕多次而形成。例如,导线10a构成为圆形线。例如,线圈10从径向内侧观察,具有六边形形状或者八边形形状。另外,在线圈10设置有捆扎被卷绕多次的导线10a的捆扎部10b。捆扎部10b例如由绝缘体形成,形成为带状。而且,捆扎部10b以覆盖插槽收纳部11与线圈端部12的各连接部分(例如线圈端部12的根部的四个地方)的周围的方式,以卷绕后的状态被固定。此外,导线10a是技术方案的“导体”的一个例子。
如图4所示,一相的线圈10(例如,U相线圈10U)的线圈端部12与其它相的线圈10(例如,V相线圈10V)的线圈端部12在径向以及周向上邻接配置。
(绝缘片的结构)
这里,在第一实施方式中,如图4所示,定子100具备多个(例如,与线圈10的数量相同)绝缘片30。绝缘片30配置于线圈端部12,包含在以沿着中心轴线C1方向延伸的方式设置的多个折弯部31(参照图5)被展开的状态(参照图6)下被配置的线圈端部绝缘部32。另外,在绝缘片30设置有与线圈端部绝缘部32连接的连接部分33。
在第一实施方式中,多个绝缘片30的线圈端部绝缘部32的各个配置于多个线圈10的线圈端部12各自的径向外侧。例如,在定子100中,在线圈10配置于全部的插槽21的状态下,成为在相互邻接的线圈10彼此(线圈端部12)之间配置有绝缘片30的状态。而且,成为在多个线圈10中的径向内侧的线圈10的线圈端部12、与邻接于径向内侧的线圈10的径向外侧的线圈10的线圈端部12的径向之间配置有安装于径向内侧的线圈10的绝缘片30的状态。此外,在图4中,为了便于说明,虽以线圈10与绝缘片30被分离配置的方式(具有间隙的方式)进行了图示,但线圈10与绝缘片30也可以接触。例如,线圈端部12的径向外侧的侧面12a与绝缘片30的线圈端部绝缘部32接触。另外,径向外侧是技术方案的“径向一侧”的一个例子。
例如,绝缘片30由Nomex(注册商标)或者Kapton(注册商标)的任一个或者其组合形成。此外,Nomex是由芳族聚酰胺聚合物形成的纤维(绝缘纸)。另外,也可以通过由PEN(polyethylene naphthalate:聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜构成的芯材、和以覆盖芯材的两面的方式设置的由芳纶纤维构成的表面部件构成绝缘片30。另外,也可以通过粘合材、熔融等全面地相互粘合上述材料或者其它材料,由此构成为一张片状的绝缘片30。
〈折弯部的结构〉
如图5以及图6所示,绝缘片30形成为片状,一张片状的绝缘片30被多次弯曲,由此在线圈端部绝缘部32形成有多个折弯部31。此外,图5示出了多个折弯部31被展开前(折弯部31被折叠后的状态:参照图7A)的绝缘片30,示出了定子100制造时的绝缘片30的状态。另外,图6示出了多个折弯部31被展开后(参照图7B以及C)的绝缘片30,示出了定子100完成后的绝缘片30的状态。
在第一实施方式中,多个折弯部31形成为相互平行地沿着中心轴线C1方向延伸。由此,多个折弯部31被展开后的多个折弯部31的与中心轴线C1方向正交的方向的长度L2(参照图6)比多个折弯部31被展开前的多个折弯部31的与中心轴线C1方向正交的方向的长度L1(参照图5)长。而且,多个折弯部31被展开后的线圈端部绝缘部32的与中心轴线C1方向正交的方向的长度L4(参照图6)也比多个折弯部31被展开前的线圈端部绝缘部32的与中心轴线C1方向正交的方向的长度L3(参照图5)长。另外,线圈端部绝缘部32的中心轴线C1方向的长度L5通过展开多个折弯部31而大致没有变化。
如图7A所示,折弯部31例如绝缘片30的一部分被折回(折叠)而形成。例如,折弯部31沿中心轴线C1方向观察,形成为大致S字形。大致S字形的折弯部31具有与中心轴线C1方向正交的方向(径向)的长度L21。而且,折弯部31被从与中心轴线C1方向交叉的方向的两侧拉伸,由此折弯部31的被折回的部分(图7B)被打开,如图7C所示,折弯部31的与中心轴线C1方向正交的方向的长度成为比长度L21长的L22。而且,成为折弯部31的与折弯位置对应的位置的折弯线31a露出的状态。另外,如图6所示,多个折弯线31a相互平行地沿着中心轴线C1方向而形成。
〈线圈端部绝缘部的结构〉
线圈端部绝缘部32具有确保异相间(或者同相间)的线圈端部12彼此的绝缘性能的功能。如图8所示,线圈端部绝缘部32具有与线圈端部12的形状对应的形状。具体而言,沿径向观察,线圈端部绝缘部32与线圈端部12相互配置于重叠的位置。优选沿径向观察,线圈端部绝缘部32形成为覆盖线圈端部12整体(侧面12a整体)。
这里,在第一实施方式中,在绝缘片30设置有配置于箭头Z1方向侧的第一线圈端部绝缘部32a、以及配置于箭头Z2方向侧的第二线圈端部绝缘部32b。第一线圈端部绝缘部32a与第二线圈端部绝缘部32b具有相同的形状。第一线圈端部绝缘部32a与第二线圈端部绝缘部32b都配置于线圈10的径向外侧。
如图6所示,在线圈端部绝缘部32设置有设置于比线圈端部12靠定子铁芯20侧的孔部34a、以及从孔部34a遍及定子铁芯20侧的端面的切口34b。由此,在线圈端部12与定子铁芯20之间以钻入的方式配置其它线圈端部12的情况下,能够打开线圈端部绝缘部32的切口34b并且使线圈端部绝缘部32的切口34b附近的部分向径向变形。由此,即使线圈端部12彼此在中心轴线C1方向接近,也能够确保线圈端部12彼此的绝缘性能。另外,即使在切口34b扩展的情况下,也能够通过孔部34a分散(减少应力集中)由变形引起的负荷,所以能够确保线圈端部绝缘部32的机械强度。
〈连接部分的结构〉
如图6所示,在第一实施方式中,在绝缘片30设置有连接第一线圈端部绝缘部32a与第二线圈端部绝缘部32b的连接部分33(脚部)。例如,连接部分33具有与一对插槽收纳部11对应的形状(矩形形状)。具体而言,连接部分33的周向的长度L31是插槽21的宽度W2以下。另外,连接部分33的沿着中心轴线C1方向的长度L32是定子铁芯20的沿着中心轴线C1方向的长度L33(参照图8)以上的大小。
如图2所示,连接部分33包含配置于径向外侧的第一连接部分33a、以及配置于径向内侧的第二连接部分33b。这里,在第一实施方式中,在插槽21内,第一连接部分33a配置于一对插槽收纳部11中的第一插槽收纳部11a、与构成插槽21的径向外侧的底部的定子铁芯20(背轭23)的内表面23a(内壁面)之间。另外,在插槽21内,第二连接部分33b配置于第二插槽收纳部11b与开口部21a之间。
(插槽绝缘片的结构)
另外,在第一实施方式中,如图2所示,线圈10具备对插槽收纳部11与插槽21进行绝缘的插槽绝缘片40。具体而言,插槽绝缘片40由与绝缘片30相同的材料构成,例如由Nomex、Kapton或者PEN薄膜中的任一个或者它们的组合构成。
如图9所示,插槽绝缘片40包含配置于插槽收纳部11与插槽21之间的插槽绝缘部41。插槽绝缘部41配置为覆盖插槽21的内侧面。而且,插槽绝缘部41具有确保线圈10(插槽收纳部11)与插槽21之间的绝缘的功能。
另外,插槽绝缘片40包含从定子铁芯20的旋转轴方向的端面20a向箭头Z1方向或者箭头Z2方向突出,并且沿定子铁芯20的周向观察,以与捆扎部10b重叠(参照图8)的方式配置的领状部42。即、领状部42配置为经由捆扎部10b覆盖线圈端部12的径向外侧以及周向两侧。另外,领状部42与插槽绝缘部41连续地形成,在定子铁芯20的端面20a侧折回,由此形成为领状。
[定子的制造方法]
接下来,参照图1~图7以及图10~图23对第一实施方式的定子100的制造方法进行说明。图10示出了表示第一实施方式的定子100的制造工序的流程图。
(线圈以及绝缘片的准备工序)
在步骤S1中,准备多个线圈10、和多个绝缘片30。具体而言,如图3所示,准备多个线圈10,其中,该线圈10包含在配置于定子铁芯20的情况下,收纳于多个插槽21的一对插槽收纳部11;以及与一对插槽收纳部11连接,从定子铁芯20的端面20a向定子铁芯20的中心轴线C1方向突出的线圈端部12。
详细而言,如图11所示,将导线10a多次卷绕在线圈架(未图示),以具有大致椭圆形状(轨道形状)的方式形成线圈10。而且,在线圈10中的成为一对插槽收纳部11的部分、和成为线圈端部12的部分的各连接部分的四个部位卷绕并安装捆扎部10b。
另外,如图5所示,形成(准备)绝缘片30,该绝缘片30包含:包含沿着中心轴线C1方向延伸的多个折弯部31的、线圈端部绝缘部32(第一线圈端部绝缘部32a以及第二线圈端部绝缘部32b);以及连接第一线圈端部绝缘部32a与第二线圈端部绝缘部32b的连接部分33(第一连接部分33a以及第二连接部分33b)。此外,此时,以被折回(被折叠)后的状态(参照图7A)准备多个折弯部31。
(配置插槽绝缘片的工序)
在步骤S2中,在配置绝缘片30的工序(S3)之前,将插槽绝缘片40配置于插槽21。具体而言,如图12所示,将插槽绝缘片40沿中心轴线C1方向或者经由开口部21a沿径向插入定子铁芯20内的各插槽21。而且,成为将插槽绝缘部41配置于插槽21的状态,并且成为领状部42从定子铁芯20的端面20a向中心轴线C1方向的外侧突出的状态。
(将绝缘片配置于插槽的工序)
在步骤S3中,将绝缘片30配置于定子铁芯20(插槽21)。详细而言,该工序(S3)在准备绝缘片30的工序(S1)之后并且在配置第一插槽收纳部11a的工序(S5)之前被进行。
如图13~图16所示,在第一实施方式中,在通过配置于绝缘片30与构成供第一插槽收纳部11a配置的插槽21(第一插槽)的齿22之间的第一保持夹具50保持绝缘片30的状态下,将绝缘片30配置于定子铁芯20。详细而言,在通过配置于绝缘片30与齿22之间的外侧夹具51、以及配置于比绝缘片30靠插槽21的内侧并与外侧夹具51一起夹持绝缘片30的内侧夹具52,保持绝缘片30的状态下,将绝缘片30配置于定子铁芯20。
详细而言,如图13所示,将第一保持夹具50安装在绝缘片30。这里,第一保持夹具50包含相对于绝缘片30配置于外侧(齿22侧)的外侧夹具51、和相对于绝缘片30配置于内侧(插槽21的内侧)的内侧夹具52。外侧夹具51以及内侧夹具52例如形成为薄板(例如,小于1mm,优选是0.1mm左右的板)或者薄片状的部件。另外,外侧夹具51以及内侧夹具52由具有比定子铁芯20、绝缘片30以及插槽绝缘片40中的至少一个部件的摩擦系数低的摩擦系数的材料(易滑动材料)构成。例如,外侧夹具51以及内侧夹具52由金属部件(抛光钢板等),或者树脂部件(Kapton)构成。
如图14所示,外侧夹具51包含配置于后述的周向按压夹具60的槽部61的按压夹具侧外侧夹具51a;以及沿着插槽21的外周(齿22的周向侧面以及内表面23a)配置的插槽侧外侧夹具51b。按压夹具侧外侧夹具51a以及插槽侧外侧夹具51b沿中心轴线C1方向观察,均形成为近似U字形状。近似U字形状的按压夹具侧外侧夹具51a的底部配置于箭头B1方向的槽部61的底部61a侧。近似U字形状的插槽侧外侧夹具51b的底部配置于箭头B2方向的定子铁芯20的内表面23a侧。而且,通过按压夹具侧外侧夹具51a以及插槽侧外侧夹具51b形成为大致环状。
内侧夹具52配置于外侧夹具51的内侧,配置为与外侧夹具51一起夹住绝缘片30。例如,内侧夹具52形成为大致环状。而且,内侧夹具52在形成为大致环状的部分,具有向内侧凹陷的凹部52a。而且,在凹部52a与外侧夹具51的间隙CL配置绝缘片30的多个折弯部31,成为通过第一保持夹具50保持了绝缘片30的状态。
如图13所示,外侧夹具51的沿着中心轴线C1方向的长度L41比内侧夹具52的沿着中心轴线C1方向的长度L42小。外侧夹具51的箭头Z1方向的端部51c配置于比内侧夹具52的箭头Z1方向的端部52b以及绝缘片30的箭头Z1方向的端部30a靠箭头Z2方向侧的位置(中心轴线C1方向位置)。另外,外侧夹具51的箭头Z2方向的端面51d配置于比内侧夹具52的箭头Z2方向的端面52c以及绝缘片30的箭头Z2方向的端面30b靠箭头Z2方向侧的位置。
内侧夹具52的箭头Z1方向的端部52b配置于比绝缘片30的箭头Z1方向的端部30a靠箭头Z1方向侧的位置。另外,内侧夹具52的箭头Z2方向的端面52c配置于比绝缘片30的箭头Z2方向的端面30b靠箭头Z2方向侧的位置。另外,外侧夹具51的径向的宽度W11比内侧夹具52的径向的宽度W12大。
而且,如图15以及图16所示,以槽部61的开口部在径向上与插槽21的开口部21a对置的方式,配置用于使线圈10变形(成型)的周向按压夹具60。另外,在将线圈10成型时,支承线圈10的第一插槽收纳部11a侧的部分的形成为板状的支承夹具62配置于各齿22的端面(端面22a)。
而且,在通过第一保持夹具50保持绝缘片30的状态下,将绝缘片30沿着中心轴线C1方向插入插槽21以及周向按压夹具60的槽部61。此时,外侧夹具51作为将绝缘片30插入插槽21以及周向按压夹具60的槽部61时的引导件以及绝缘片30的保护件发挥功能。即、以不使绝缘片30与定子铁芯20相互摩擦而一边使外侧夹具51与定子铁芯20接触一边将绝缘片30配置于插槽21以及槽部61。由此,如图16所示,成为第一保持夹具50与绝缘片30一起配置于插槽21以及槽部61的状态。
(除去外侧夹具的工序)
在步骤S4中,如图17以及图18所示,从插槽21除去外侧夹具51。该工序(S4)在配置绝缘片30的工序(S3)之后并且在配置第一插槽收纳部11a的工序(S5)之前被进行。
具体而言,如图17所示,使外侧夹具51相对于线圈10、定子铁芯20、绝缘片30、周向按压夹具60以及支承夹具62,向箭头Z2方向相对移动,由此拔出外侧夹具51。由此,外侧夹具51被从插槽21(绝缘片30与齿22之间)除去。
而且,如图18所示,在第一实施方式中,外侧夹具51被从绝缘片30与齿22之间除去,由此绝缘片30的折弯部31被内侧夹具52向插槽21的外侧按压,而折弯部31与齿22(定子铁芯20)的中心轴线C1方向的端面22a卡合。详细而言,外侧夹具51被除去,由此内侧夹具52向插槽21的外侧(齿22侧)移动(在插槽21内沿周向扩展)。由此,沿中心轴线C1方向观察,线圈端部绝缘部32被内侧夹具52从与插槽21重叠的位置向齿22侧按压。由此,向齿22侧移动了的折弯部31与齿22的中心轴线C1方向的端面22a以及周向按压夹具60的轴线方向的端面卡合,绝缘片30相对于定子铁芯20在中心轴线C1方向被定位(移动被限制)。
(将第一插槽收纳部配置于插槽的工序)
在步骤S5中,将第一插槽收纳部11a配置于插槽21(第一插槽)。详细而言,如图19以及图20所示,将第一插槽收纳部11a配置于插槽21内且内侧夹具52的内侧,并且将第二插槽收纳部11b配置于周向按压夹具60的槽部61内且内侧夹具52的内侧。
另外,在第一实施方式中,第一插槽收纳部11a以及第二插槽收纳部11b被内侧夹具52引导,并且第一插槽收纳部11a以及第二插槽收纳部11b配置于比内侧夹具52靠插槽21的内侧。例如,如图19所示,线圈10配置于比定子铁芯20靠箭头Z1方向侧。而且,线圈10相对于定子铁芯20朝向中心轴线C1方向相对移动,由此线圈10被插入内侧夹具52的内侧。即、线圈10沿着内侧夹具52的内侧表面(一边与内侧夹具52的内侧表面接触),第一插槽收纳部11a被插入插槽21,并且第二插槽收纳部11b被插入槽部61。由此,如图20所示,成为在第一插槽收纳部11a与内表面23a的径向之间配置有内侧夹具52的状态,成为在第二插槽收纳部11b与槽部61的底部61a的径向之间配置有内侧夹具52的状态。
而且,此时,成为绝缘片30的第一连接部分33a配置于第一插槽收纳部11a与内表面23a的径向之间的状态。另外,成为绝缘片30的第二连接部分33b配置于第二插槽收纳部11b与槽部61的底部61a的径向之间的状态。
(除去内侧夹具的工序)
在步骤S6中,如图21以及图22所示,内侧夹具52被除去。该工序(S6)在将第一插槽收纳部11a配置于插槽21的工序(S5)之后并且在将第二插槽收纳部11b配置于插槽21的工序(S8)之前,从绝缘片30与第一插槽收纳部11a之间除去内侧夹具52。具体而言,使内侧夹具52从插槽21向中心轴线C1方向相对移动。由此,如图22所示,成为在插槽21配置有第一插槽收纳部11a、第一连接部分33a以及插槽绝缘片40的状态。另外,成为在槽部61配置有第二插槽收纳部11b和第二连接部分33b的状态。
(对线圈进行成型的工序)
在步骤S7中,如图23所示,线圈10被成型。该工序(S7)在配置绝缘片30的工序(S3)之后并且在将第二插槽收纳部11b配置于插槽21的工序(S8)之前进行。在第一实施方式中,绝缘片30的折弯部31向与延伸的方向(Z方向)交叉的方向(周向)展开,并且使第一插槽收纳部11a与第二插槽收纳部11b的距离D1(参照图11)增大到D2(参照图3),由此使第二插槽收纳部11b向与配置有第一插槽收纳部11a的插槽21(第一插槽)不同的插槽21(第二插槽)的周向位置移动。此外,在图23中,为了进行说明,虽仅图示了一个线圈10,但在各插槽21配置有第一插槽收纳部11a,在各槽部61配置有第二插槽收纳部11b。
具体而言,在第一实施方式中,在将绝缘片30配置在线圈端部12的箭头A1方向侧的状态下,第二插槽收纳部11b被周向按压夹具60从箭头A2方向侧向箭头A1方向侧按压,由此使折弯部31展开并且使第二插槽收纳部11b向与周向位置与配置有第一插槽收纳部11a的插槽21(第一插槽)不同的插槽21(第二插槽)对应的周向位置移动。
详细而言,第一插槽收纳部11a以不向径向内侧移动的方式,在第一插槽收纳部11a的径向内侧的部分被支承夹具62支承的状态下,周向按压夹具60绕中心轴线C向箭头E1方向(箭头A1方向)转动,由此使槽部61的周向位置相对于定子铁芯20相对地变化。由此,第一插槽收纳部11a与第二插槽收纳部11b的周向位置从大致相同的状态变为不同的状态,由此距离D1(参照图11)增大到D2(参照图3)大。此外,距离D1与D2是指第一插槽收纳部11a与第二插槽收纳部11b之间最短的距离。由此,如图5以及图6所示,各折弯部31的长度L1(L21)增大到L2(L22)。线圈端部绝缘部32的长度L3增大到L4。
(将第二插槽收纳部配置于插槽的工序)
在步骤S8中,如图23所示,将第二插槽收纳部11b配置于插槽21。在第一实施方式中,在配置第一插槽收纳部11a的工序(S5)之后,向与绝缘片30的折弯部31延伸的方向交叉的方向使绝缘片30展开,并且使第二插槽收纳部11b向径向的外侧移动,而将第二插槽收纳部11b配置于与第一插槽21不同的第二插槽21。详细而言,在将第一连接部分33a配置于第一插槽收纳部11a与内表面23a之间的状态下,并且在将第二连接部分33b配置于第二插槽收纳部11b与径向按压夹具70之间的状态下,通过径向按压夹具70使第二插槽收纳部11b向径向外侧(箭头E2方向)移动,由此将第二插槽收纳部11b配置于插槽21。
具体而言,将径向按压夹具70插入槽部61的底部61a与第二连接部分33b之间的槽部61的内侧。例如,径向按压夹具70具有相对于中心轴线C1方向倾斜的锥状的按压面71,径向按压夹具70相对于周向按压夹具60向中心轴线C1方向相对移动,由此按压面71在槽部61中向径向外侧移动。由此,按压面71经由第二连接部分33b,将第二插槽收纳部11b向径向外侧按压,由此第二插槽收纳部11b向径向外侧移动,并经由开口部21a而插入插槽21的内径侧部分21b(参照图2)。
由此,如图4所示,成为在相邻的线圈端部12彼此之间配置有绝缘片30的状态。然后,周向按压夹具60、支承夹具62、径向按压夹具70被除去,由此完成了图1所示的定子100。
[第二实施方式]
接下来,参照图1、图3、图24以及图25对第二实施方式的定子200进行说明。此外,在以下的记载中,对与第一实施方式相同的构造标注相同的附图标记并省略说明。
[定子的构造]
(线圈以及定子铁芯的结构)
如图1所示,定子200具备定子铁芯220。定子铁芯220在轴向上具有长度L10(参照图39)。如图24所示,在定子铁芯220中,在插槽21的开口部21a的附近配置有用于防止线圈10向径向内侧的移动(脱落)的板状的楔形部件21e。具体而言,楔形部件21e设置于插槽21的开口部21a的附近的槽部21d。而且,槽部21d为了配置(沿中心轴线方向插入)该板状的楔形部件21e,周向的宽度构成为比W1大(宽度W3)。
(绝缘片的结构)
如图25所示,定子200具备多个绝缘片230。绝缘片230包含线圈端部绝缘部232。线圈端部绝缘部232与第一实施方式的线圈端部绝缘部32不同,没有设置孔部34a以及切口34b。
〈固定部的结构〉
在定子200的制造时,在线圈端部绝缘部232设置有固定多个折弯部31彼此并用于不使折弯部31打开的固定部35。例如,固定部35设置为与第一线圈端部绝缘部32a的Z2方向的端部连接。另外,固定部35设置为与第二线圈端部绝缘部32b的Z1方向的端部连接。固定部35利用粘合剂等使折弯部31的被折回的部分相互固定而形成。另外,固定部35形成为从第一线圈端部绝缘部32a以及第二线圈端部绝缘部32b朝向线圈10的卷绕内侧突出。另外,固定部35在完成定子200时被除去。此外,固定部35是技术方案的“突出部分”的一个例子。
(定子的制造装置)
接下来,参照图25~图75对本实施方式的定子200的制造装置300进行说明。此外,在以下的说明中,在配置于定子铁芯220的状态下,将成为轴向(Z方向)的方向(外径侧插槽收纳部11a以及内径侧插槽收纳部11b延伸的方向)设为E方向,将线圈10的卷绕轴线方向设为F方向,将与E方向正交并且与F方向正交的方向设为G方向。
(线圈形成部的结构)
如图27所示,制造装置300具备用于形成线圈10的线圈形成部310。线圈形成部310包含线圈芯311、两个侧板312以及两个线圈芯保持夹具313。而且,如图28所示,两个侧板312配置为从F方向两侧夹住线圈芯311,由此构成线圈架。而且,线圈形成部310构成为将导线10a卷绕在线圈芯311(线圈架),由此形成沿F方向观察,具有椭圆(轨道形状)形状(参照图27),并在E方向具有长度L51的线圈10。另外,线圈芯311形成为沿F方向观察,具有长圆(或者椭圆)形状,并且具有G方向的宽度W11(参照图28)。另外,线圈芯311与侧板312配置为将绝缘片230夹入线圈芯311与侧板312之间。
如图28所示,线圈芯保持夹具313构成为以经由侧板312从F方向的两侧夹住线圈芯311的方式保持线圈芯311。由此,线圈芯保持夹具313构成为从F方向的两侧保持线圈10。例如,线圈芯保持夹具313形成为具有G方向的宽度W12,并沿E方向延伸的板状。宽度W12与宽度W11大致相同。另外,线圈芯保持夹具313构成为能够与侧板312一体地向E方向移动。
(线圈保持夹具的结构)
如图29~图31所示,制造装置300具备多个线圈保持夹具320,所述多个线圈保持夹具320设置于多个线圈10的各个,通过保持线圈10而限制线圈10的至少一部分的变形。
如图29所示,线圈保持夹具320包含:以从定子铁芯220的周向两侧(在图29中,F方向的两侧)夹持的方式保持线圈10的板部件321以及322、以及连接部件323。板部件321以及322构成为以从定子铁芯220的周向两侧夹持的方式保持线圈10,由此限制定子铁芯220的周向的线圈10的变形。换言之,板部件321以及322构成为防止线圈10的尺寸的扩大。
另外,板部件321包含配置于线圈10的F2方向侧的第一部分321a、以及与第一部分321a连接并配置于线圈10的G方向两侧的第二部分321b。另外,板部件322包含配置于线圈10的F1方向侧的第一部分322a、以及与第一部分322a连接并配置于线圈10的G方向两侧的第二部分322b。而且,能够通过第一部分321a以及322a,限制线圈10以向F方向两侧扩大的方式进行变形的情况。即、线圈10的F方向的宽度W21成为插槽21的宽度W2(或者宽度W1)以下。另外,能够通过第二部分321b以及322b,限制线圈10以向G方向两侧扩大的方式进行变形的情况。
另外,如图30所示,板部件321以及322分别形成为从定子铁芯220的周向(A1方向侧)观察,通过设置有开口部321c以及322c而具有近似U字形。在板部件321设置有在定子铁芯220的Z1方向侧开口的开口部321c。在板部件322设置有在定子铁芯220的Z1方向侧开口的开口部322c。即、开口部321c作为从板部件321的Z1方向侧的端部321e向Z2方向切口的切口部而形成。另外,开口部322c作为从板部件322的Z1方向侧的端部322e向Z2方向切口的切口部而形成。
另外,开口部321c以及322c的E方向的长度L52是线圈变形工序(S30)之前的状态的线圈10的E方向的长度L51以上。另外,开口部321c以及322c的G方向的宽度W13是线圈芯311的宽度W11以及线圈芯保持夹具313的宽度W12以上。由此,线圈保持夹具320构成为在通过线圈芯保持夹具313保持开口部321c以及322c线圈10以及线圈芯311的状态下,能够保持线圈10。
另外,板部件321以及322构成为以将绝缘片230夹在线圈10(线圈端部12)与板部件322之间的方式,保持线圈10。即、线圈保持夹具320构成为保持安装有绝缘片230的线圈10。另外,板部件321以及322构成为从周向观察,以绝缘片230的固定部35经由开口部321c以及322c露出的方式,保持线圈10。
如图30所示,连接部件323构成为在各个端部321d以及322d附近连接板部件321与322。具体而言,如图31所示,连接部件323包含两个连接板部323a和转动轴部323b。即连接部件323构成为铰链状。此外,“端部321d以及322d附近”是指包含端部321d以及322d,并且从端部321d以及322d到线圈10的E2方向侧的成为线圈端部12的部分之间的区域以及从端部321d以及322d进一步向E2方向的区域。
而且,线圈保持夹具320构成为能够以转动轴部323b为支点,在图32所示的打开板部件321以及322的状态、与图29以及图30所示的关闭板部件321以及322的状态之间改变。即、关闭的状态是指板部件321与322成为大致平行,板部件321以及322双方与线圈10抵接(接近)的状态(保持线圈10的状态)。另外,打开的状态是指板部件321以及322中的至少一个绕转动轴部323b转动,板部件321或者322的任一个不与线圈10接触的状态(不保持线圈10的状态)。
(第一线圈配置部的结构)
如图33所示,制造装置300具备用于将外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21的第一线圈配置部330。在本实施方式中,第一线圈配置部330构成为将安装有线圈保持夹具320的线圈10的外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21。具体而言,制造装置300的第一线圈配置部330包含夹具按压部件331、按压位置限制部件332以及线圈位置固定夹具333。
夹具按压部件331构成为在Z2方向侧的端部331a与线圈保持夹具320的端部321e以及322e接触的状态下,通过未图示的驱动装置,沿Z2方向对夹具按压部件331施加按压力,由此夹具按压部件331将线圈保持夹具320向Z2方向按压。由此,第一线圈配置部330构成为将安装有线圈保持夹具320的线圈10的外径侧插槽收纳部11a沿轴向插入插槽21。
如图34、图35A以及图35B所示,按压位置限制部件332构成为配置于夹具按压部件331的周向外侧,与夹具按压部件331一体地移动。而且,第一线圈配置部330构成为与夹具按压部件331一体地移动的按压位置限制部件332与定子铁芯220的端面20a(参照图9)接触,来限制夹具按压部件331的轴向的移动,由此限制外径侧插槽收纳部11a的插槽21的轴向位置。
如图33以及图34所示,线圈位置固定夹具333构成为保持线圈10的卷绕内侧。具体而言,如图36A以及图36B所示,包含沿轴向延伸的板状部333a、和与板状部333a连接并向周向(A1方向)突出的突出部333b。突出部333b形成为向A1方向突出的圆柱状。而且,在制造装置300中,突出部333b配置为与线圈10的卷绕内侧的侧面抵接(拉挂)。由此,线圈位置固定夹具333构成为在固定线圈10的轴向位置的状态下,使线圈保持夹具320相对于定子铁芯220向Z2方向侧移动,由此在使线圈10残留在插槽21的状态下,能够取下线圈保持夹具320。
(固定部切除装置的结构)
如图37以及图38所示,制造装置300具备切除绝缘片230的固定部35的固定部切除装置340。固定部切除装置340包含刃部341、线圈保护件342、夹紧件343、承受件344以及切屑排出件345。此外,刃部341是技术方案的“切除夹具”的一个例子。
如图37所示,刃部341设置于切屑排出件345的E方向的两端的各个,配置为从切屑排出件345向F2方向突出。如图38所示,两个中的一个刃部341配置为沿F2方向观察,与绝缘片230的固定部35与第一线圈端部绝缘部32a的边界部分35a重叠。另外,另一个刃部341配置为沿F2方向观察,与固定部35与第二线圈端部绝缘部32b的边界部分35a重叠。由此,刃部341沿F2方向通过沿绝缘片30的固定部35与第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)的边界部分35a,由此能够从绝缘片230切断固定部35而切除固定部35。
线圈保护件342在线圈10的卷绕内侧,配置于刃部341与线圈10的G方向之间。由此,线圈保护件342在刃部341切除固定部35时,能够限制线圈10向卷绕内侧移动(变形)的情况。
夹紧件343在线圈10的卷绕内侧,配置于线圈保护件342的E方向的两端的各个。如图37所示,夹紧件343构成为与刃部341、线圈保护件342以及切屑排出件345一起向F2方向移动。此外,夹紧件343也可以构成为在线圈保护件342向F2方向移动后,与刃部341以及切屑排出件345一起向F2方向移动。
如图38所示,承受件344在线圈10的卷绕内侧,配置于线圈保护件342的E方向的两端的各个。如图37所示,承受件344配置于夹紧件343的F2方向侧,构成为在夹紧件343、刃部341、线圈保护件342以及切屑排出件345向F2方向移动时,经由第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)与夹紧件343抵接,由此限制夹紧件343向F2方向的移动。由此,在刃部341切除固定部35时,能够在夹紧件343与承受件344之间夹住固定部35与第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)的边界部分35a的E1方向侧(E2方向侧)的附近。
切屑排出件345构成为在夹紧件343与承受件344抵接的状态下,相对于夹紧件343以及线圈保护件342,与刃部341一体地向F2方向移动。另外,切屑排出件345配置于两个刃部341的E方向之间。由此,构成为通过切屑排出件345将切除后的固定部35向F2方向侧推出。即、在第二实施方式中,刃部341构成为沿与固定部35正交的方向(F方向)延伸,并且通过折弯部31与固定部35的边界部分35a由此切除固定部35。
(线圈变形装置的结构)
如图39所示,定子200的制造装置300具备线圈变形装置80。线圈变形装置80具备多个线圈引导夹具81、下侧旋转驱动装置82、上侧联接器83、线圈按压装置84(参照图39以及图40)、下侧联接器85以及轴86。此外,线圈引导夹具81以及线圈按压装置84分别是技术方案的“周向按压夹具”以及“径向按压夹具”的一个例子。
如图41所示,线圈引导夹具81以沿着周向相邻的方式相互独立地设置有多个(在本实施方式中是48个)。而且,多个线圈引导夹具81分别具有从Z1方向侧观察,朝向径向内侧前端变细的近似三角形形状或者楔型形状。而且,多个线圈引导夹具81彼此在周向上相互以等角度间隔分离地配置,设置有间隙CL1。间隙CL1的宽度W30比内径侧插槽收纳部11b的宽度W21大,沿着径向具有大致恒定的大小。由此,间隙CL1构成为内径侧插槽收纳部11b能够跨越间隙CL1的径向的两侧而移动。换言之,在间隙CL1的径向的两侧分别设置有内径侧插槽收纳部11b能够通过的开口。此外,“间隙CL1的宽度”是指从一个线圈引导夹具81的周向的端面81a到与邻接于一个线圈引导夹具81的其它线圈引导夹具81的端面81a对置的端面81b的距离。
在比多个线圈引导夹具81靠径向内侧设置有空间S,构成为在空间S中,线圈按压装置84的插入部84a能够沿中心轴线方向移动。
另外,如图39所示,多个线圈引导夹具81包含:沿着径向的剖面形状为大致矩形形状的引导主体部81c;从引导主体部81c向Z2方向侧突出,并且与设置于线圈引导夹具81的下侧(Z2方向侧)的下侧旋转驱动装置82连接的下侧连接部81d;以及从引导主体部81c向Z1方向侧突出,并且与上侧联接器83连接的上侧连接部81e。此外,引导主体部81c、下侧连接部81d以及上侧连接部81e被一体地形成。另外,引导主体部81c在中心轴线方向上具有长度L11。
另外,轴86设置为以贯通下侧旋转驱动装置82以及上侧联接器83双方的方式沿中心轴线方向(Z方向)延伸。此外,轴86设置为使以周状设置的多个线圈引导夹具81的中央沿中心轴线方向(Z方向)延伸。
这里,轴86构成为将来自下侧旋转驱动装置82的旋转驱动力向上侧联接器83传递。下面说明具体的结构。
如图42所示,在线圈10变形时,上侧联接器83被安装于多个线圈引导夹具81(上侧连接部81e)的上端部81f(参照图39)。具体而言,上侧联接器83包含在被安装于线圈引导夹具81的上端部81f的状态下,与多个线圈引导夹具81各自的上端部81f嵌合的凹部83a。另外,上侧联接器83包含板状的凸缘部件83b、以及被安装于凸缘部件83b的盖部件83c。如图43所示,凹部83a在凸缘部件83b的下表面83d(参照图42)以沿着周状相邻的方式设置有多个。
另外,如图42所示,在盖部件83c设置有供用于紧固盖部件83c与凸缘部件83b的螺纹部件(未图示)插入的多个螺孔83e。此外,盖部件83c被紧固于凸缘部件83b的上表面83f(Z1方向侧的表面)。
另外,凸缘部件83b以及盖部件83c分别具有在上侧联接器83被安装于线圈引导夹具81的上端部81f的状态下,以能够传递旋转驱动力的方式供轴86嵌合的(参照图39)贯通孔83g以及贯通孔83h。贯通孔83g和贯通孔83h以从中心轴线方向观察重叠的方式设置。
另外,如图44A所示,轴86包含设置于轴86的周面86a的凸部86b。凸部86b沿着周面86a以周状(等角度间隔)而设置有多个。此外,凸部86b虽具有朝向径向外侧前端变细的形状,但并不限于该形状。
另外,如图44B所示,在上侧联接器83的盖部件83c的贯通孔83h设置有在嵌合了轴86的状态下,与轴86的凸部86b卡合的凹部83i。凹部83i沿着贯通孔83h的周面83j以周状(等角度间隔)设置有多个。另外,多个凹部83i的各个设置为沿中心轴线方向(Z方向)延伸。
另外,在上侧联接器83的凸缘部件83b的贯通孔83g设置有在嵌合了轴86的状态下,与轴86的凸部86b卡合的凹部83k(参照图43)。凹部83k沿着贯通孔83h的周面83l(参照图43)以周状设置有多个。另外,多个凹部83k的各个设置为沿中心轴线方向(Z方向)延伸。
凸部86b、与凹部83i以及凹部83k卡合,由此轴86的旋转力被向上侧联接器83(盖部件83c)传递,上侧联接器83旋转。其结果是,上侧联接器83以及下侧旋转驱动装置82各自旋转,由此线圈引导夹具81在上下方向的两端受到旋转驱动力。其结果是,多个线圈引导夹具81旋转。此外,凹部83i以及凹部83k的各个与凸部86b相同,具有朝向径向外侧前端变细的形状。另外,盖部件83c以凹部83i以及凹部83k从中心轴线方向观察重叠的方式,被紧固在凸缘部件83b。此外,在图44B中,由于简化,所以省略螺孔83e的图示。
此外,从Z1方向侧观察,盖部件83c以及凸缘部件83b各自具有圆形形状。另外,盖部件83c的直径r1(参照图44B)以及凸缘部件83b的直径r2(参照图44B)的各个小于具有圆环形状的定子铁芯220的内周侧的直径r3(参照图1)。即、在上侧联接器83被安装于线圈引导夹具81的状态下,上侧联接器83的整体从Z1方向侧观察被定子铁芯220包围。
另外,如图45所示,在线圈10变形时,下侧联接器85被安装于下侧旋转驱动装置82。下侧联接器85构成为在线圈10变形时,经由轴86将下侧旋转驱动装置82的旋转驱动力向上侧联接器83传递。
具体而言,下侧联接器85包含在线圈10变形时供轴86插入的贯通孔85a。另外,下侧联接器85包含多个与下侧旋转驱动装置82紧固用的多个螺孔85b。将未图示的螺纹部件插入螺孔85b,由此下侧联接器85被紧固于下侧旋转驱动装置82。
另外,如图46所示,在下侧联接器85的贯通孔85a的周面85c以周状(等角度间隔)设置有沿中心轴线方向(Z方向)延伸的多个凹部85d。凹部85d、与轴86的凸部86b(参照图44A)卡合,由此下侧旋转驱动装置82的旋转驱动力经由下侧联接器85而被向轴86传递。其结果是,利用经由下侧联接器85而传递到轴86的旋转驱动力,上侧联接器83旋转。
另外,如图40所示,线圈按压装置84包含具有在插入方向(Z2方向)前端变细的锥形状的插入部84a。插入部84a的插入方向侧(Z2方向侧)的前端侧形成为锥状。具体而言,插入部84a包含:圆筒形状的圆筒部184;以及以周状地包围圆筒部184的方式与圆筒部184连接,在插入方向前端变细的多个(在本实施方式中是48个)的板状的叶片部284。多个叶片部284设置为从中心轴线方向观察,从圆筒部184以放射状(参照图47)延伸。另外,多个叶片部284设置为从中心轴线方向(Z1方向侧)观察,与线圈引导夹具81彼此的间隙CL1(参照图72)重叠。
插入部84a向中心轴线方向(Z2方向侧)移动,由此被插入定子铁芯220的内侧。另外,插入部84a在插入时,将内径侧插槽收纳部11b从径向外侧的配置有外径侧插槽收纳部11a的插槽21向位于沿周向离开的位置的插槽21侧按压。
具体而言,线圈按压装置84包含配置于线圈引导夹具81的径向内侧的多个(在本实施方式中为48个)按压部84b。多个按压部84b的各个配置于相互不同的插槽21的径向内侧。而且,插入部84a向Z2方向侧移动,由此按压部84b被插入部84a(叶片部284)向径向外侧按压,进入相邻的线圈引导夹具81彼此的间隙CL1(参照图72)。由此,内径侧插槽收纳部11b被按压部84b从径向内侧向径向外侧按压。
这里,插入部84a包含沿中心轴线方向(Z方向)延伸,并且在插入时供轴86插入的插入孔84c。此外,与插入方向相反的一侧(Z1方向侧)的插入孔84c的直径r4大于插入方向侧(Z2方向侧)的插入孔84c的直径r5。
另外,如图48所示,定子200的制造装置300具备保持楔形部件21e的楔形保持部件87。楔形保持部件87的中心轴线方向(Z方向)的长度L62比楔形部件21e的中心轴线方向的长度L63长。
另外,楔形保持部件87的中心轴线方向(Z方向)的长度L42大于定子铁芯220的中心轴线方向的长度L10(参照图39)。由此,如后所述在通过楔形保持部件87从径向内侧按压内径侧插槽收纳部11b时,从定子铁芯220向中心轴线方向(Z1方向侧以及Z2方向侧)突出的线圈端部12被楔形保持部件87按压而扩张。
楔形部件21e配置在设置于楔形保持部件87的径向外侧的表面87a的台阶部87b。楔形部件21e配置于台阶部87b,由此设置于比楔形保持部件87的中心轴线方向(Z方向)的中央靠上侧(Z1方向侧)的部分87c。此外,以下将楔形保持部件587中的、比部分87c靠下侧(Z2方向侧)的部分作为部分87d。
另外,部分87d相对于部分87c,设置于在将楔形部件21e配置于开口部21a时的楔形保持部件87的移动方向侧(Z2方向侧)。
另外,如图49所示,在楔形部件21e配置于台阶部87b的状态下,设置于楔形部件21e的凹部21f、与设置于楔形保持部件87的凸部87e卡合,由此楔形部件21e被临时固定。凹部21f以及凸部87e的各个分别设置于楔形部件21e的中心轴线方向的两端侧。
另外,楔形保持部件87从中心轴线方向(Z方向)观察,配置于内径侧插槽收纳部11b的径向内侧。具体而言,楔形保持部件87配置为从中心轴线方向观察,在径向上被内径侧插槽收纳部11b(插槽21)与按压部84b夹持(参照图41)。详细而言,楔形保持部件87配置为在按压部84b被插入部84a按压之前,在设置于线圈引导夹具81的下侧连接部81d的台阶部81g(参照图39)中,被在周向上邻接的引导主体部81c(间隙CL1)夹持。此外,楔形保持部件87以与多个内径侧插槽收纳部11b(间隙CL1)的各个对应的方式设置有多个(在本实施方式中是48个)。
另外,如图40所示,定子200的制造装置300具备从中心轴线方向(Z方向)观察,在周向上与插槽21的开口部21a(参照图24)邻接地设置的肘节机构84d。肘节机构84d以与多个线圈引导夹具81的各个对应的方式设置有多个(在本实施方式中是48个)。具体而言,从中心轴线方向观察,肘节机构84d设置为与线圈引导夹具81的引导主体部81c的径向外侧的端部重叠(参照图41)。另外,肘节机构84d从中心轴线方向观察,设置于被在周向上邻接的叶片部284夹持的位置(参照图47)。
多个肘节机构84d的各个被安装于插入部84a,以沿着插入部84a(圆筒部184)的外周面84e的方式设置。即、多个肘节机构84d设置为以周状包围插入部84a。
另外,如图50所示,在多个肘节机构84d的各个设置有沿中心轴线方向(Z方向)延伸的板状部分84f、以及被安装于板状部分84f的线圈引导夹具81侧(Z2方向侧)的端部的肘节84g。
肘节84g由被安装于板状部分84f的第一部分84h、和以在周向上夹住第一部分54h的方式设置的一对第二部分84i构成。一对第二部分84i构成为能够以贯通一对第二部分84i与第一部分84h的销84j为轴转动。此外,虽省略了图示,但在第一部分84h以及一对第二部分84i的各个设置有销84j贯通的贯通孔。
由此,一对第二部分84i(从Z1方向侧移动)与引导主体部81c抵接,由此一对第二部分84i相互向相反方向(从周向观察为顺时针与逆时针)转动。其结果是,从周向观察以相互交叉的方式被固定的一对第二部分84i被引导主体部81c从下方侧(Z2方向侧)按压,以相互交叉的角度变大的方式扩展。由此,如图51所示,从定子铁芯220向Z1方向侧突出的线圈端部12被一对第二部分84i的一个端部从径向内侧向径向外侧按压。
另外,如图40所示,定子200的制造装置300具备被安装于插入部84a,并且以沿着插入部84a(圆筒部184)的外周面84e的方式设置的楔形打入部件84k。楔形打入部件84k以与多个楔形保持部件87对应的方式设置有多个(在本实施方式中为48个)。多个楔形保持部件87的各个构成为能够沿着外周面84e向中心轴线方向滑动移动。
另外,定子200的制造装置300包含被安装于插入部84a并且以沿着插入部84a(圆筒部184)的外周面84e的方式设置的套筒84l。套筒84l具有以包围插入部84a的方式设置的圆筒形状。另外,套筒84l构成为向中心轴线方向滑动移动,由此从上方侧按压多个楔形打入部件84k。由此,多个楔形打入部件84k的各个构成为与套筒84l一体地滑动移动。
另外,定子200的制造装置300包含被安装于插入部84a并且以沿着插入部84a(圆筒部184)的外周面84e的方式设置的套筒84m。套筒84m具有以包围插入部84a的方式设置的圆筒形状。另外,套筒84m构成为向中心轴线方向滑动移动,由此从上方侧按压多个肘节机构84d(板状部分84f)。由此,多个肘节机构84d(板状部分84f)的各个构成为与套筒84m一体地滑动移动。
这里,插入部84a、肘节机构84d(套筒84m)以及楔形打入部件84k(套筒84l)构成为能够相互独立地沿着中心轴线方向(Z方向)移动。即、对于插入部84a、肘节机构84d(套筒84m)以及楔形打入部件84k(套筒84l)的各个而言,能够使移动的时刻以及移动量相互不同。即、肘节机构84d(套筒84m)以及楔形打入部件84k(套筒84l)的各个由于被安装于插入部84a所以伴随着插入部84a的移动而移动,并且能够沿着插入部84a(圆筒部184)的外周面84e与插入部84a的移动独立地移动。
(移动限制夹具的结构)
如图52~图60所示,制造装置300具备限制外径侧插槽收纳部11a向径向内侧的移动的移动限制夹具360。
如图52所示,移动限制夹具360配置于齿22的端面20a。具体而言,移动限制夹具360分别配置于定子铁芯220的轴向两侧(参照图22)的端面20a。而且,如图53所示,移动限制夹具360构成为通过转动来切换限制外径侧插槽收纳部11a向径向内侧的移动的限制状态、以及如图54以及图55所示,不限制外径侧插槽收纳部11a向径向内侧的移动的非限制状态。
具体而言,移动限制夹具360包含:绕沿着径向的转动轴线C2转动,并且沿定子铁芯220的径向(B方向)延伸的棒状部361;以及如图53所示,设置于棒状部361的前端部361a,限制外径侧插槽收纳部11a向径向的移动的限制部362。另外,移动限制夹具360包含限制夹具主体部363、紧固部件364以及转动用夹具365(参照图60)。
而且,移动限制夹具360构成为通过棒状部361转动,来切换限制部362向定子铁芯220的轴向外侧(在图54以及图55中,Z1方向)突出的非限制状态、以及限制部362向周向一侧(在图52以及图53中,A2方向)突出的限制状态。
如图57以及图58所示,棒状部361形成为沿定子铁芯220的径向延伸的圆柱状或者圆筒状。而且,棒状部361的直径D1是齿22的周向的宽度W41以下的大小。
限制部362具有在突出的方向前端变细的形状。而且,限制部362的厚度t1(厚度最大的部分的厚度)比棒状部361的直径D1小。另外,如图56所示,限制部362形成为平板状。而且,限制部362中的与棒状部361的边界部分(图56的点线部分)的径向的长度L71比限制部362中的周向前端部的径向的长度L72长。这里,边界部分是指限制部362中的从棒状部361突出的部分(露出的部分)亦即第一部分362a、与限制部362中的配置于棒状部361的内部的部分亦即第二部分362b的边界。
另外,限制部362设置有多个紧固用孔362c。紧固部件364(参照图53)经由棒状部361被紧固在紧固用孔362c,由此棒状部361与限制部362被相互固定。
限制夹具主体363包含引导部363a、转动机构部363b以及辊部363c。引导部363a构成为以棒状部361能够转动的方式,保持棒状部361的周向两侧以及轴向两侧。另外,限制夹具主体363构成为棒状部361通过未图示的驱动装置能够沿着定子铁芯220的径向,相对于限制夹具主体363移动。即、引导部363a具有引导棒状部361的转动以及径向的移动的功能。另外,限制夹具主体363构成为通过未图示的驱动装置,能够相对于定子铁芯220沿径向移动。
如图59A以及图59B所示,转动机构部363b沿径向观察,形成为大致L字形。而且,转动机构部363b构成为与转动用夹具365连接,与转动用夹具365的转动(定子铁芯220的绕周向的转动)联动,改变(转动)转动机构部363b的朝向。而且,转动机构部363b固定于棒状部361,转动机构部363b向H1方向转动,由此棒状部361联动而向H1方向转动。即、转动用夹具365向A1方向转动,由此棒状部361向H1方向转动(从图59A的状态变化为图59B的状态),转动用夹具365向A2方向转动,由此棒状部361向H2方向转动(从图59B的状态变化为图59A的状态)。
如图53以及图55所示,辊部363c构成为与棒状部361接触,辊部363c转动,由此使棒状部361向径向移动(滑动移动)。
另外,如图60所示,限制夹具主体363沿轴向观察,配置为圆环状,并且在周向上邻接地配置。另外,限制夹具主体363以定子铁芯220的齿22为单位而设置。由此,在移动限制夹具360处于限制状态的情况下,限制部362成为配置为与配置于周向相邻的限制夹具主体363的棒状部361接近或者接触的状态。
转动用夹具365沿Z2方向观察,形成为圆环状。另外,转动用夹具365分别配置于定子铁芯220的轴向两侧。而且,转动用夹具365构成为通过未图示的驱动装置,绕中心轴线C1转动。而且,转动用夹具365的转动被向配置于定子铁芯220的轴向一侧的全部的转动机构部363b传递,由此转动机构部363b绕转动轴线C2的转动,使配置于定子铁芯220的轴向一侧的全部的棒状部361同时转动。
另外,线圈变形装置80构成为使移动限制夹具360转动,由此在将移动限制夹具360从非限制状态切换到限制状态的状态下,使线圈引导夹具81相对于定子铁芯220,向定子铁芯220的周向移动,由此使线圈10变形。
而且,线圈变形装置80构成为使移动限制夹具360转动,由此在将移动限制夹具360从限制状态切换到非限制状态的状态下,将通过线圈变形装置80变形后的线圈10的内径侧插槽收纳部11b插入位于与配置有外径侧插槽收纳部11a的插槽21在周向上离开的位置的插槽21。
(定子的制造方法)
接下来,对本实施方式的定子200的制造方法(制造工序)进行说明。在图61中示出了与定子200的制造工序相关的流程图。另外,在图62~图65示出了用于说明各工序中的详细制造工序的流程图。
(线圈形成工序)
在步骤S10中,形成线圈10。具体而言,如图62所示,实施步骤S11、S12以及S13。此外,步骤S10是技术方案的“准备绝缘片的工序”的一个例子。
在步骤S11中,将导线10a卷绕在线圈芯211,由此形成线圈10。具体而言,如图27以及图28所示,将导线10a多次卷绕在由线圈芯311以及两个侧板312形成的线圈架。这里,在线圈芯311的F1方向侧具有固定部35,在安装了固定有多个折弯部31的绝缘片230的状态下,导线10a被卷绕在线圈芯311。由此,形成安装有绝缘片230的线圈10。另外,线圈芯311以及侧板312被线圈芯保持夹具313保持。
此外,在步骤S11之前,多个折弯部31彼此在固定部35中通过粘合剂等而被固定。即在第二实施方式中,准备绝缘片的工序(步骤S10)包含以不使绝缘片230的多个折弯部31打开的方式固定多个折弯部31彼此的工序。
在步骤S12中,将通过保持线圈10而限制线圈10的至少一部分的变形的线圈保持夹具320安装于多个线圈10的各个。具体而言,如图29所示,以通过板部件321以及322从定子铁芯220的周向两侧夹持的方式保持线圈10,由此安装限制定子铁芯220的周向的线圈10的变形的线圈保持夹具320。
详细而言,如图32A以及图32B所示,将连接部件323的转动轴部323b作为支点(旋转轴),在使板部件321与322之间打开的状态下,将线圈10配置于线圈保持夹具320。此时,如图30所示,以线圈10的卷绕内侧的开口、与线圈保持夹具320的开口部321c以及322c在F方向上重叠的方式,将线圈10配置于线圈保持夹具320。
然后,将连接部件323的转动轴部323b作为支点(旋转轴),使板部件321与322之间关闭,由此线圈10以被板部件321以及322夹持的方式被保持。由此,通过板部件321的第一部分321a以及板部件322的第一部分322a,限制线圈10以向周向(F方向)扩展的方式变形的情况。另外,通过板部件321的第二部分321b以及板部件322的第二部分3222b,限制线圈10以向径向(G方向)扩展的方式变形的情况。
另外,如图32A所示,线圈10向线圈保持夹具320的配置,在经由开口部321c以及322c而通过保持设置于线圈10的卷绕内侧的线圈芯311的线圈芯保持夹具313保持线圈10的状态下进行。即、在步骤S11中,从线圈10被卷绕的时刻到将线圈保持夹具320安装于线圈10的时刻,不从线圈10取下线圈芯保持夹具313。由此,能够从线圈10被卷绕的时刻开始,防止线圈10的变形。
而且,在将线圈保持夹具320安装于线圈10的状态下,经由开口部321c以及322c,沿E1方向或者F方向取下线圈芯保持夹具313。另外,从板部件321以及322与线圈10之间沿E1方向取出侧板312。而且,经由开口部321c以及322c,沿F方向取下线圈芯311。
另外,如图30所示,以将具有固定部35的绝缘片230夹在线圈10与线圈保持夹具320(板部件322)之间的方式,将线圈保持夹具320安装于线圈10。
在步骤S13中,如图66A~图66C所示,绝缘片230的固定部35被切除。即、在线圈保持夹具320被安装于线圈10的状态下,通过固定部切除装置340切除固定部35。具体而言,首先,如图66A所示,将固定部切除装置340的承受件344配置于安装有线圈保持夹具320的线圈10的F2方向侧。
而且,如图66B所示,刃部341、线圈保护件342、夹紧件343以及切屑排出件345朝向安装有线圈保持夹具320的线圈10沿F2方向,使夹紧件343在其与承受件344之间夹着固定部35与第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)的边界部分35a的E1方向侧(E2方向侧)的附近的状态下,移动到与承受件544抵接为止。即、如图38所示,将线圈保护件342配置于线圈10的卷绕内侧,并且配置于线圈保持夹具320的板部件321以及222的开口部321c以及322c。此外,在图66A以及图66B中,虽记载了线圈保护件342与刃部341、夹紧件343以及切屑排出件345一体地移动的例子,但并不限于该例子,线圈保护件342也可以与刃部341、夹紧件343以及切屑排出件345分开移动。
而且,如图66C所示,在夹紧件343经由第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)与承受件344抵接的状态下,相对于夹紧件343以及线圈保护件342,使切屑排出件345与刃部341一体地向F2方向移动。而且,刃部341通过固定部35与绝缘片230的第一线圈端部绝缘部32a(第二线圈端部绝缘部32b)的边界部分35a,并切断边界部分35a,由此固定部35被从绝缘片230切除。而且,被切除后的固定部35被切屑排出件345向F2方向侧挤出,而排出从线圈10附近切除的固定部35(切屑)。而且,在将线圈保持夹具320安装于线圈10的状态下,从固定部切除装置340取下线圈10。即在第二实施方式中,步骤S13是使刃部341从与固定部35正交的方向(F方向)通过折弯部31与固定部35的边界部分35a,由此切除固定部35,从而解除多个折弯部31的固定的工序。
然后,进入步骤S20。即在第二实施方式中,后述的配置绝缘片(230)的工序(S24)是在将绝缘片230安装于线圈10的状态,并且绝缘片230以及线圈10被线圈保持夹具320保持的状态下,与线圈10一起配置绝缘片230的工序。
〈外径侧插槽收纳部配置工序〉
接下来,在步骤S20中,将外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21(外径侧部分21c)。具体而言,如图63所示,实施步骤S21~S26的工序。
在步骤S21中,将定子铁芯220配置于线圈变形装置80的线圈引导夹具81的径向外侧。具体而言,如图67所示,在上侧联接器83(参照图39)被从多个线圈引导夹具81取下的状态下,将定子铁芯220配置于线圈引导夹具81的Z1方向侧,使定子铁芯220相对于线圈引导夹具81向Z2方向移动,由此组合定子铁芯220与线圈引导夹具81。
在步骤S22中,如图2所示,将插槽绝缘片40配置于各插槽21。例如,将插槽绝缘片40配置于定子铁芯20的Z1方向侧,使插槽绝缘片40相对于定子铁芯20向Z2方向移动,由此将插槽绝缘片40插入插槽21。详细而言,以将插槽绝缘片40的插槽绝缘部41配置于插槽21内、并且插槽绝缘片40的领状部42从齿22的端面20a向轴向外侧突出的方式(参照图58),将插槽绝缘片40配置于插槽21。
在步骤S23中,如图67所示,将移动限制夹具360配置于定子铁芯220的轴向的两侧。具体而言,在将移动限制夹具360配置于定子铁芯220的径向外侧之后,使移动限制夹具360向径向内侧(图67的J1方向)移动,由此将移动限制夹具360配置于定子铁芯220的轴向的端面20a。另外,如图60所示,将移动限制夹具360配置在设置于定子铁芯220的多个齿22的端面20a的各个。
详细而言,如图58所示,移动限制夹具360在非限制状态下,被配置于定子铁芯220的轴向的齿22的端面20a。即、在限制部362向定子铁芯220的轴向外侧突出的非限制状态下,将移动限制夹具360配置于齿22的端面20a。例如,在限制部362为非限制状态下,使移动限制夹具360从定子铁芯220的径向外侧朝向径向内侧移动。而且,移动限制夹具360配置为移动限制夹具360的棒状部361在周向上与插槽绝缘片40的领状部42相邻。
在步骤S24中,将安装有线圈保持夹具320的线圈10的外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21,并且将安装有线圈保持夹具320的线圈10的内径侧插槽收纳部11b配置于线圈变形装置80(线圈引导夹具81)。具体而言,如图67所示,使安装有线圈保持夹具320的线圈10相对于定子铁芯220向J2方向(Z2方向)移动,以连接部件323为前端(Z2方向侧)而将外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21。此外,步骤S24是技术方案的“将绝缘片配置于定子铁芯的工序”以及“将一个插槽收纳部配置于第一插槽的工序”的一个例子。
详细而言,通过夹具按压部件331将线圈保持夹具320向Z2方向按压,由此将安装有线圈保持夹具320的线圈10插入插槽21以及线圈变形装置80的间隙CL1。具体而言,内径侧插槽收纳部11b在比在插槽21(内径侧部分21b)的径向内侧开口的开口部21a靠径向内侧,并且在径向上与插槽21(内径侧部分21b)的开口部21a相对的位置,被配置于多个线圈引导夹具81(间隙CL)。
而且,与夹具按压部件331一体地移动的按压位置限制部件332与定子铁芯220的轴向的端面20a接触,而限制夹具按压部件331向Z2方向的移动,由此外径侧插槽收纳部11a的插槽21的轴向位置被限制,并且内径侧插槽收纳部11b的线圈引导夹具81的轴向位置被限制。
在步骤S25中,线圈保持夹具320被从线圈10取下。具体而言,如图68所示,通过线圈位置固定夹具333保持线圈10的卷绕内侧,由此在固定了线圈10的轴向位置的状态下,使线圈保持夹具320沿J3方向(Z2方向)相对移动,从而线圈保持夹具320被从线圈10取下。详细而言,如图67所示,在比开口部321c以及322靠Z2方向侧从通过线圈位置固定夹具333的突出部333b保持线圈10的状态,使线圈保持夹具320沿J3方向相对移动,由此以使突出部333b沿Z方向通过开口部321c以及322c的方式,取下线圈保持夹具320。
在步骤S26中,线圈位置固定夹具333被从线圈10取下。另外,夹具按压部件331、与按压位置限制部件332被从线圈10取下。具体而言,使线圈位置固定夹具333向A2方向移动,由此突出部333b被从线圈10的卷绕内侧取下。然后,使夹具按压部件331、按压位置限制部件332以及线圈位置固定夹具333沿J4方向(Z1方向)相对于线圈10移动,由此夹具按压部件331、按压位置限制部件332以及线圈位置固定夹具333被从线圈10取下。
〈使线圈变形的工序〉
接下来,在步骤S30中,进行使线圈10变形的工序。具体而言,如图64所示,实施步骤S31~S33的工序。
在步骤S31中,将多个移动限制夹具360的各个从非限制状态(参照图52)切换到限制状态(图70以及图71)。即成为外径侧插槽收纳部11a向径向内侧的移动被限制的状态。此外,在图69~图71中,为了便于说明,虽图示了一个线圈10以及一个移动限制夹具360,但在各插槽21配置有线圈10,在各齿22配置有移动限制夹具360。
具体而言,首先,如图70所示,在使移动限制夹具360向比插槽21的开口部21a靠径向内侧移动的状态下,使棒状部361转动,由此从限制部362向轴向外侧(Z1方向)突出的状态切换为限制部362向A2方向突出的状态。
然后,如图71所示,使限制部362向A2方向突出的状态下的移动限制夹具360的棒状部361向径向外侧移动,由此将限制部362配置于开口部21a。由此,成为插槽21的径向内侧的一部分被堵塞的状态,在外径侧插槽收纳部11a欲向径向内侧移动的情况下,外径侧插槽收纳部11a与限制部362抵接。
另外,设置于各齿22的多个移动限制夹具360通过转动用夹具365而同时转动,由此被从非限制状态切换为限制状态。即、与转动用夹具365向A2方向的转动联动,如图59A以及图59B所示,各移动限制夹具360绕转动轴线C2向H2方向转动。由此,如图57所示,多个移动限制夹具360的各个被配置于与配置有移动限制夹具360的齿22的周向一侧邻接的插槽21的开口部21a。即、成为多个移动限制夹具360的各个限制与A2方向侧邻接的插槽21的外径侧插槽收纳部11a向径向的移动的状态。
在步骤S32中,上侧联接器83(参照图39)被安装于多个线圈引导夹具81的上端部81f(参照图40)。具体而言,使多个线圈引导夹具81各自的上端部81f与以周状设置于上侧联接器83(凸缘部件83b)的多个凹部83a(参照图42)嵌合,并且以能够传递旋转驱动力方式使轴86与盖部件53c的贯通孔83h(参照图42)以及凸缘部件83b的贯通孔83g(参照图42)嵌合。此外,在将轴86嵌合于贯通孔83h以及贯通孔83g之前,利用螺纹部件等将盖部件83c紧固在凸缘部件83b。
另外,在轴86与贯通孔83h以及贯通孔83g嵌合时,在设置于轴86的周面86a的凸部86b(参照图44A)、与设置于盖部件83c的贯通孔83h的周面83j的凹部83i(参照图44B)以及设置于凸缘部件83b的贯通孔83g的周面83l的凹部83k(参照图43)卡合的状态下,使轴86与贯通孔83h以及贯通孔83g嵌合。
接下来,在步骤S33中,在将内径侧插槽收纳部11b配置于间隙CL1并且将外径侧插槽收纳部11a配置于插槽21的状态下,使下侧旋转驱动装置82(参照图40)旋转。由此,使安装于下侧旋转驱动装置82的下侧联接器85(参照图40)旋转。然后,设置于下侧联接器85的贯通孔85a的周面85c的凹部85d(参照图46)、与轴86的凸部86b(参照图44A)卡合,所以下侧联接器85旋转,由此下侧旋转驱动装置82的旋转驱动力经由下侧联接器85而被向轴86传递。由此,经由下侧联接器85而向轴86传递的旋转驱动力经由轴86而被向上侧联接器83传递。此外,步骤S33是技术方案的“使另一个插槽收纳部向与第一插槽不同的第二插槽的周向位置移动,而对线圈进行成型的工序”的一个例子。
其结果是,上侧联接器83伴随着下侧旋转驱动装置82的旋转而旋转,由此多个线圈引导夹具的各个在中心轴线方向的两端侧受到旋转驱动力。由此,使多个线圈引导夹具81的各个旋转。而且,使配置于线圈引导夹具81彼此的间隙CL1的内径侧插槽收纳部11b向周向移动(参照图72),并且使线圈10变形。由此,外径侧插槽收纳部11a与内径侧插槽收纳部11b之间的距离比变形前大,绝缘片230的折弯部31被打开(参照图7B以及图7C)。
〈配置内径侧插槽收纳部以及楔形部件的工序〉
接下来,在步骤S40中,进行配置内径侧插槽收纳部11b以及楔形部件21e的工序。具体而言,实施图65所示的步骤S41~S46的工序。
首先,在步骤S41中,如图58所示,使棒状部361转动,由此限制部362被从限制状态切换为非限制状态。然后,如图40所示,使移动限制夹具360朝向比插槽21(齿22)靠径向外侧移动,由此使移动限制夹具360从齿22退避。即、在限制部362向Z1方向突出的状态下,使移动限制夹具360(棒状部361)向R2方向移动。
而且,在步骤S42中,取下被安装于线圈引导夹具81的上端部81f的上侧联接器83(参照图39)。此时,下侧联接器85以及轴86没有被取下而被保留。
接下来,在步骤S43中,将插入部84a(参照图40)从线圈引导夹具81的上端部81f侧(Z1方向侧)向定子铁芯220的内侧插入。此外,此时,一边使轴86插入到插入部84a的插入孔84c一边将插入部84a插入定子铁芯220的内侧。此外,步骤S43是技术方案的“使另一个向径向的外侧移动,而将另一个插槽收纳部配置于多个插槽中的与第一插槽不同的第二插槽的工序”的一个例子。
插入部84a被插入,由此按压部84b(参照图40)被插入部84a(叶片部284、参照图40)从径向内侧向径向外侧按压并且向径向外侧移动。其结果是,配置于按压部84b的径向外侧的内径侧插槽收纳部11b被按压部84b从径向内侧向径向外侧按压。由此,使内径侧插槽收纳部11b从配置有外径侧插槽收纳部11a的插槽21向位于在周向离开的位置的插槽21内(参照图72)移动(从径向内侧插入)。
此外,此时,楔形保持部件87(参照图41等)被按压部84b与内径侧插槽收纳部11b夹持并且向径向外侧的插槽21侧移动。即、使按压部84b向径向外侧的插槽21侧移动,由此基于按压部84b的按压力经由楔形保持部件87而被向内径侧插槽收纳部11b传递。由此,内径侧插槽收纳部11b相对于插槽21被从径向内侧向径向外侧压入。
详细而言,内径侧插槽收纳部11b被楔形保持部件87中的、保持楔形部件21e的部分87c以外的部分87d,从径向内侧朝向径向外侧按压。即,此时,楔形部件21e在中心轴线方向上从定子铁芯220向上方侧(Z1方向侧)突出的状态(参照图73)下,进行经由楔形保持部件87的内径侧插槽收纳部11b的按压。
接下来,在步骤S44中,使肘节机构84d以及套筒84m(参照图40)向中心轴线方向(Z2方向侧)(与插入部84a以及楔形打入部件84k独立地)移动。然后,肘节84g的一对第二部分84i与引导主体部81c抵接,由此使被板状部分84f与引导主体部81c夹持的一对第二部分84i(参照图50)以沿径向相互打开的方式转动。其结果是,通过一对第二部分84i中的一个,将从定子铁芯220向Z1方向侧突出的线圈端部12从径向内侧向径向外侧按压。
接下来,在步骤S45中,在线圈端部12被肘节机构84d按压的状态下,使楔形打入部件84k以及套筒84l(参照图40)向中心轴线方向(Z2方向侧)(与插入部84a以及肘节机构84d独立地)滑动移动。然后,在下端通过楔形打入部件84k而与楔形保持部件87的上端抵接的状态下,使楔形打入部件84k移动,由此楔形保持部件87被楔形打入部件84k从上方侧(Z1方向侧)按压。其结果是,使楔形保持部件87向下方(Z2方向侧)移动(参照图74)。
此时,楔形保持部件87通过线圈引导夹具81彼此的间隙CL1,被线圈引导夹具81引导,并且向下方侧(Z2方向侧)移动。而且,被楔形保持部件87保持的楔形部件21e通过使楔形保持部件87移动,而被从上方侧(Z1方向侧)插入开口部21a(槽部21d)(参照图24)。此外,此时在经由楔形保持部件87按压内径侧插槽收纳部11b的状态下,进行楔形保持部件87的移动。
而且,在步骤S46中,进行插入部84a向上方侧(Z1方向侧)的抽出(参照图75)。插入部84a被向上方侧(Z1方向侧)抽出,由此经由楔形保持部件87的由按压部84b引起的向内径侧插槽收纳部11b的按压被解除。由此,楔形保持部件87被从下方侧抽出。然后,各夹具被从定子200取下,完成了定子200。然后,将转子101配置于定子200的径向内侧,来制造旋转电机102。
[上述实施方式的制造方法的效果]
在上述实施方式的制造方法中,能够得到以下那样的效果。
在上述第一以及第二实施方式中,在配置一个插槽收纳部(11a)的工序(S5、S24)之后,设置在与绝缘片(30、230)的折弯部(31)延伸的方向交叉的方向上使绝缘片(30、230)展开,并且使一对插槽收纳部(11)中的另一方(11b)向径向的外侧移动,配置另一个插槽收纳部(11b)的工序(S8、S43)。由此,能够展开多个折弯部(31),并且能够使另一个插槽收纳部(11b)向径向的外侧移动。即、在是双层重叠卷绕线圈并且是分布卷绕线圈的情况下,在将插槽收纳部(11)配置于插槽(21)时,能够减少施加于绝缘片(30、230)的负荷(拉动负载)。而且,能够连续进行增大一对插槽收纳部(11)彼此的距离的工序(对线圈进行成型的工序)、和将一对插槽收纳部(11)配置于插槽(21)的工序,所以能够确保绝缘片(30、230)的机械强度,并且能够简化定子(100、200)的制造工序。上述结果是,能够简化定子(100、200)的制造工序,并且能够确保绝缘片(30、230)的机械强度而确保线圈(10)彼此的绝缘。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,还具备在配置绝缘片(30、230)的工序(S3、S24)之后,并且在配置另一个插槽收纳部(11b)的工序(S8、S43)之前,在与绝缘片(30、230)的折弯部(31)延伸的方向交叉的方向上展开绝缘片(30、230),并且增大一对插槽收纳部(11)彼此的距离,由此使一对插槽收纳部(11)中的另一个插槽收纳部(11b)、向多个插槽(21)中的与第一插槽(21)不同的第二插槽(21)的周向位置移动,而对线圈(10)进行成型的工序(S7、S33)。若这样构成,则能够展开多个折弯部(31),并且使另一个插槽收纳部(11b)向与第一插槽(21)不同的第二插槽(21)的周向位置移动。其结果是,除了使另一个插槽收纳部(11b)向径向的外侧移动的情况之外,即使在向周向移动的情况下,也能够减少施加于绝缘片(30、230)的负荷(拉动负载),所以能够简化定子(100、200)的制造工序,并且能够可靠地确保绝缘片(30、230)的机械强度而可靠地确保线圈(10)彼此的绝缘。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,绝缘片(30、230)包含:配置于中心轴线(C1)方向的一侧的第一线圈端部绝缘部(32a)、配置于另一侧的第二线圈端部绝缘部(32b)、以及连接第一线圈端部绝缘部(32a)与第二线圈端部绝缘部(32b)的一对连接部分(33),配置另一个插槽收纳部(11b)的工序(S8、43)是在将一对连接部分(33)中的一个、配置于一个插槽收纳部(11a)与构成第一插槽(21)的径向一侧的底部的定子铁芯(20、220)的内表面(23a)之间的状态下,并且将一对连接部分(33)中的另一个、配置于另一个插槽收纳部(11b)与将另一个插槽收纳部(11b)从径向另一侧向一侧按压的径向按压夹具(70、84)之间的状态下,通过径向按压夹具(70、84)使另一个插槽收纳部(11b)向径向移动,由此配置另一个插槽收纳部(11b)的工序(S8、S43)。若这样构成,则一对连接部分(33)成为被保持在插槽收纳部(11)与定子铁芯(20、220)的内表面(23a)或者径向按压夹具(70、81)之间的状态,所以能够不与绝缘片(30、230)分开设置将绝缘片(30、230)固定于插槽收纳部(11)的结构,而能够以追随一对插槽收纳部(11)彼此的相对移动的方式,展开折弯部(31)。另外,另一个连接部分(33)能够作为另一个插槽收纳部(11b)针对径向按压夹具(70、81)的保护部件(缓冲部件)发挥功能,所以能够防止因另一个插槽收纳部(11b)被径向按压夹具(70、81)按压,而使另一个插槽收纳部(11b)产生损伤等的情况。
另外,在上述第一实施方式中,配置绝缘片(30)的工序(S3)是在配置一个插槽收纳部(11a)的工序(S5)之前,将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)的工序。这里,考虑了在将绝缘片(30)安装于线圈(10)的表面(外侧)的状态下,在将线圈(10)配置于插槽(21)的情况下,存在绝缘片(30)与构成插槽(21)的齿(22)干涉的情况。与此相对,若如上述实施方式那样地构成,则在将线圈(10)(一个插槽收纳部(11a))配置于插槽(21)之前,将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20),所以能够防止绝缘片(30)与齿(22)的机械干涉。
另外,在上述第一实施方式中,配置绝缘片(30)的工序(S3)是在通过配置于绝缘片(30)与构成第一插槽(21)的齿(22)之间的第一保持夹具(50)保持绝缘片(30)的状态下,将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)的工序。若这样构成,则在绝缘片(30)与齿(22)之间配置第一保持夹具(50),所以能够防止绝缘片(30)与齿(22)的机械干涉,并且能够通过第一保持夹具(50)容易地将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)。
另外,在上述第一实施方式中,配置绝缘片(30)的工序(S3)是在通过配置于绝缘片(30)与齿(22)之间的作为第一保持夹具(50)的外侧夹具(51)、和配置于比绝缘片(30)靠第一插槽(21)的内侧并与外侧夹具(51)一起夹持绝缘片(30)的作为第一保持夹具(50)的内侧夹具(52),保持绝缘片(30)的状态下,将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)的工序。若这样构成,则由外侧夹具(51)与内侧夹具(52)夹持,由此在防止绝缘片(30)的形状的变化并且通过第一保持夹具(50)保持绝缘片(30)的状态下,能够将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)。
另外,在上述第一实施方式中,配置一个插槽收纳部(11a)的工序(S5)是通过内侧夹具(52)引导一个插槽收纳部(11a),并且将一个插槽收纳部(11a)配置于比内侧夹具(52)靠第一插槽(21)的内侧的工序。若这样构成,则即使在预先将绝缘片(30)配置于定子铁芯(20)的情况下,也能够通过内侧夹具(52)引导一个插槽收纳部(11a),所以能够防止绝缘片(30)与一个插槽收纳部(11a)的机械干涉(相互摩擦),并且能够容易地将一个插槽收纳部(11a)配置于插槽(21)。
另外,在上述第一实施方式中,还具备在配置绝缘片(30)的工序(S3)之后,并且在配置一个插槽收纳部(11a)的工序(S5)之前,将外侧夹具(51)从绝缘片(30)与齿(22)之间除去,由此通过内侧夹具(52)将绝缘片(30)的折弯部(31)向第一插槽(21)的外侧按压,而使折弯部(31)与齿(22)的中心轴线(C1)方向的端面(22a)卡合的工序(S4)。若这样构成,则通过与端面(22a)卡合的折弯部(31),能够将绝缘片(30)限制在相对于定子铁芯(20)的中心轴线(C1)方向的位置,所以能够防止绝缘片(30)的配置位置偏离所希望的中心轴线(C1)方向的位置。
另外,在上述第一实施方式中,还具备在配置一个插槽收纳部(11a)的工序(S5)之后,并且在配置另一个插槽收纳部(11b)的工序(S8)之前,将内侧夹具(52)从绝缘片(30)与一个插槽收纳部(11a)之间除去的工序。若这样构成,则能够将用于一个定子(100)的制造的内侧夹具(52)在其它定子(100)的制造中使用,所以能够防止定子(100)的制造设备的复杂化。
另外,在上述第二实施方式中,配置绝缘片(230)的工序(S24)是在将绝缘片(230)安装于线圈(10)的状态下,与线圈(10)一起配置绝缘片(230)的工序,准备绝缘片(230)的工序(S10)包含以不使绝缘片(230)的多个折弯部(31)打开的方式固定多个折弯部(31)彼此的工序。若这样构成,则以不使绝缘片(230)的多个折弯部(31)打开的方式进行固定,由此在与绝缘片(230)的折弯部(31)延伸的方向交叉(正交)的方向上,能够固定多个折弯部(31)整体的长度(尺寸)。其结果是,在将绝缘片(230)安装于线圈(10)时,在与绝缘片(230)的折弯部(31)延伸的方向交叉(正交)的方向上,能够容易使绝缘片(230)的长度与线圈(10)的长度一致,所以能够简化准备绝缘片(230)的工序(S10)。
另外,在上述第二实施方式中,固定多个折弯部(31)彼此的工序是固定以从多个折弯部(31)突出的方式设置的突出部分(34),由此固定多个折弯部彼此(31)的工序。若这样构成,则以从折弯部(31)突出的方式设置突出部分(34),所以容易固定突出部分(34),并且在之后的工序中,在解除多个折弯部彼此(31)的固定时,能够容易地切除突出部分(34)。
另外,在上述第二实施方式中,配置绝缘片(230)的工序(S24)是在将绝缘片(230)安装于线圈(10)的状态下、并且通过线圈保持夹具(320)保持绝缘片(230)以及线圈(10)的状态下,与线圈(10)一起配置绝缘片(230)的工序,准备绝缘片(230)的工序(S10)还包含在通过线圈保持夹具(320)保持绝缘片(230)以及线圈(10)的状态下,并且在配置绝缘片(230)的工序(S24)之前,切除突出部分(34),由此解除多个折弯部(31)的固定的工序(S13)。若这样构成,则在通过线圈保持夹具(320)保持绝缘片(230)以及线圈(10)的状态下,突出部分(34)被切除,所以在多个折弯部(31)的固定被解除,配置绝缘片(230)之前,能够防止多个折弯部(31)的展开。
另外,在上述第二实施方式中,解除多个折弯部(31)的固定的工序(S13)是在绝缘片(230)以及线圈(10)被线圈保持夹具(320)保持的状态下,从与突出部分(34)正交的方向使切除夹具(341)通过折弯部与突出部分(34)的边界部分(34c),由此切除突出部分(34),从而解除多个折弯部(31)的固定的工序。若这样构成,则通过使切除夹具(341)通过折弯部与突出部分(34)的边界部分(34c),而能够容易地切除以从多个折弯部(31)突出的方式设置的突出部分(34)。其结果是,能够简化解除多个折弯部(31)的固定的工序(S13),所以能够简化定子的制造工序。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,对线圈(10)进行成型的工序(S7、S33)是在将绝缘片(30、230)配置于线圈端部(12)的周向一侧的状态下,另一个插槽收纳部(11b)被周向按压夹具(60、81)从周向另一侧向一侧按压,由此展开折弯部(31),并且使另一个插槽收纳部(11b)向第二插槽(21)的周向位置移动,而对线圈(10)进行成型的工序。若这样构成,则能够防止配置于周向一侧的绝缘片(30、230)与配置于周向另一侧的周向按压夹具(60、81)机械干涉,而阻碍绝缘片(30、230)的折弯部(31)展开的情况。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,还具备在插槽(21)内,配置于一对插槽收纳部(11)与构成插槽(21)的齿(22)之间的插槽绝缘片(40),还具备在配置绝缘片(30、230)的工序(S3、S24)之前,将插槽绝缘片(40)配置于插槽(21)的工序。这里,在将绝缘片(30、230)配置于插槽(21)的工序以及将一个插槽收纳部(11a)配置于插槽(21)的工序之后,配置插槽绝缘片(40)的情况下,插槽收纳部(11)与齿(22)之间的间隙变小,难以配置插槽绝缘片(40)。与此相对,如上述实施方式那样,若在配置绝缘片(30、230)的工序(S3、S24)之前,将插槽绝缘片(40)配置于插槽(21),则能够容易地将插槽绝缘片(40)配置于插槽(21)。
[上述实施方式装置的效果]
在上述实施方式装置中,能够得到以下那样的效果。
在上述第二实施方式中,如上述那样构成,由此能够简化定子(100、200)的制造工序,并且能够提供能够确保绝缘片(30、230)的机械强度而确保线圈(10)彼此的绝缘的定子(100、200)的制造装置。
[上述实施方式构造的效果]
在上述实施方式构造中,能够得到以下那样的效果。
在上述第一以及第二实施方式中,如上述那样构成,由此能够简化定子(100、200)的制造工序,并且能够提供一种能够确保绝缘片(30、230)的机械强度而确保线圈(10)彼此的绝缘的定子(100、200)。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,多个折弯部(31)形成为相互平行地沿着中心轴线(C1)方向延伸。若这样构成,则在多个折弯部(31)展开时,能够防止线圈端部绝缘部(32)向中心轴线(C1)方向扩展,并且能够防止向中心轴线(C1)方向以弯曲的方式变形。即、能够防止绝缘片(30、230)沿与线圈(10)变形的方向不同的方向变形。其结果是,能够与一对插槽收纳部(11)彼此的距离(从D1到D2)增大的情况对应地展开绝缘片(30)的折弯部(31),并且能够防止绝缘片(30、230)脱离所希望的形状而变形。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,一对插槽收纳部(11)中的一个插槽收纳部(11a)配置于多个插槽(21)中的第一插槽(21)的径向一侧,并且一对插槽收纳部(11)中的另一个插槽收纳部(11b)配置于多个插槽(21)中的与第一插槽(21)不同的第二插槽(21)的径向另一侧。若这样构成,则除了在使另一个插槽收纳部(11b)向径向的外侧移动的情况下之外,即使在使其向周向移动的情况下,也能够减少施加于绝缘片(30、230)的负荷(拉动负载)。其结果是,在线圈(10)是双层重叠卷绕线圈并且是分布卷绕线圈的情况下,另一个插槽收纳部(11b)能够简化定子(100、200)的制造工序,并且能够可靠地确保绝缘片(30、230)的机械强度而可靠地确保线圈(10)彼此的绝缘。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,绝缘片(30、230)包含:配置于中心轴线(C1)方向的一侧的第一线圈端部绝缘部(32a)、配置于另一侧的第二线圈端部绝缘部(32b)、以及连接第一线圈端部绝缘部(32a)与第二线圈端部绝缘部(32b)的连接部分(33),连接部分(33)配置于一对插槽收纳部(11)中的径向一侧的插槽收纳部(11a)、与构成插槽(21)的径向一侧的底部的定子铁芯(20、220)的内表面(23a)之间。若这样构成,则连接部分(33)成为在一个插槽收纳部(11a)与定子铁芯(20、220)的内表面(23a)之间被夹持的状态(被保持的状态),所以能够固定连接部分(33)与一个插槽收纳部(11a)的相对位置。由此,不需要与绝缘片(30、230)分开设置、对绝缘片(30、230)与一个插槽收纳部(11a)进行固定的构造,所以能够防止定子(100、200)的结构的复杂化。而且,在制造定子(100、200)时,即使在增大一对插槽收纳部(11)彼此的距离(从D1到D2)的情况下,连接部分(33)被插槽收纳部(11a)与内表面(23a)保持,由此也能够追随一对插槽收纳部(11)彼此的相对移动,而容易地展开线圈端部绝缘部(32)的多个折弯部(31)。另外,以连接第一线圈端部绝缘部(32a)与第二线圈端部绝缘部(32b)的方式构成连接部分(33),由此不需要设置将第一线圈端部绝缘部(32a)与第二线圈端部绝缘部(32b)个别地保持于线圈端部(12)的结构,所以能够防止绝缘片(30、230)的构造的复杂化。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,在多个插槽(21)中,分别在径向另一侧设置有开口部(21a),连接部分(33)包含:配置于径向一侧的插槽收纳部(11a)与定子铁芯(20、220)的内表面(23a)之间的第一连接部分(33a)、以及配置于一对插槽收纳部(11)中的径向另一侧的插槽收纳部(11b)与开口部(21a)之间的第二连接部分(33b)。若这样构成,则在制造定子(100、200)时,在将径向按压夹具(70、84)设置在开口部(21a),而按压插槽收纳部(11b)的情况下,能够使第二连接部分(33b)作为保护部件(缓冲部件)发挥功能。其结果是,能够防止由于径向另一侧的插槽收纳部(11b)被径向按压夹具(70、84)按压而使插槽收纳部(11b)产生损伤等的情况。另外,通过第一连接部分(33a)与第二连接部分(33b)固定绝缘片(30、230)与一对插槽收纳部(11)的相对位置固定。由此,能够使第一连接部分(33a)和第二连接部分(33b)追随一对插槽收纳部(11)彼此的相对移动,所以能够容易使多个折弯部(31)展开。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,绝缘片(30、230)设置有多个,多个绝缘片(30、230)的线圈端部绝缘部(32)的各个配置于多个线圈(10)的线圈端部(12)各自的径向一侧。若这样构成,则在制造定子(100、200)时,即使在通过周向按压夹具(60、81)以及径向按压夹具(70、84)将径向另一侧的插槽收纳部(11b)从径向另一侧向一侧按压的情况下,线圈端部绝缘部(32)配置于径向一侧,由此能够防止周向按压夹具(60、81)以及径向按压夹具(70、84)与线圈端部绝缘部(32)的机械干涉。由此,能够防止线圈端部绝缘部(32)损伤的情况,所以能够进一步确保线圈端部(12)彼此的绝缘性能。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,线圈(10)通过将导体(10a)卷绕多次而形成,在线圈(10)或者绝缘片(30、230)设置有捆扎被卷绕多次的导体的捆扎部(10b)。若这样构成,则即使在通过将导体(10a)卷绕多次而形成线圈(10)的情况下,也能够通过捆扎部(10b)维持线圈(10)的形状。
[变形例]
此外,应认为这次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围不是由实施方式的说明而由技术方案上述示出,还包含与技术方案等同的含义以及范围内的所有变更(变形例)。
例如,在上述第一以及第二实施方式中,如图6所示,虽示出了成为多个折弯部的全部被展开的状态的例子,但本发明并不限于此。即、也可以是多个折弯部中的一部分的折弯部被展开的状态。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了将折弯部形成为大致S字形状(折回形状)的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以不折回而通过沿周向弯曲多次的(之字形状的)弯曲部来形成折弯部。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了多个折弯部(折弯线)与中心轴线方向平行地构成的例子,但本发明并不限于此。即、若折弯部(折弯线)与中心轴线方向平行,则是优选的,但例如,多个折弯部(折弯线)也可以形成为相对于中心轴线方向具有倾斜角(小于45度)。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了使线圈端部绝缘部与连接部分一体地形成的例子,但本发明并不限于此。即、若部件个数的增加没有问题的话,则也可以个别地形成线圈端部绝缘部和连接部分,如图76所示的变形例的绝缘片430那样,也可以设为未设置连接部分的结构。例如,在绝缘片430中,捆扎部410b与线圈端部绝缘部432连续地形成,将捆扎部410b卷绕在线圈的线圈端部(未图示),由此捆扎线圈的导线,并且将绝缘片430固定于线圈端部。此外,在绝缘片430中,也形成有多个折弯部31(折弯线31a)。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了将线圈端部绝缘部仅配置于线圈端部的径向一侧的例子,但本发明并不限于此。即、也可以将线圈端部绝缘部配置于线圈端部的径向两侧。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了通过将圆形线卷绕多次而形成线圈的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以通过将扁平线卷绕(成型的)而构成线圈。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了将相互相同相的第一插槽收纳部与第二插槽收纳部配置于相同的插槽的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以将相互不同相的第一插槽收纳部与第二插槽收纳部配置于相同的插槽。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了将捆扎部设置于线圈的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以如图76所示的变形例的绝缘片430那样,使捆扎部410b与绝缘片430(线圈端部绝缘部432)一体地形成。
另外,在上述第一实施方式中,虽示出了在除去外侧夹具之后,将线圈配置于内侧夹具的内侧的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以在将线圈配置于内侧夹具的内侧之后,将外侧夹具与内侧夹具双方一起从定子铁芯除去。
另外,在上述第一以及第二实施方式中,虽示出了在定子设置插槽绝缘片的例子,但本发明并不限于此。例如,在线圈的绝缘覆盖层比较厚,能够充分确保线圈与定子铁芯的绝缘性能的情况下,也可以不将插槽绝缘片设置于定子。
另外,在上述第二实施方式中,虽示出了构成为在绝缘片以及线圈被保持夹具保持的状态下,使切除夹具从与突出部分正交的方向通过折弯部与突出部分的边界部分,由此切除突出部分的例子,但本发明并不限于此。即也可以构成为利用其它方法切除突出部分。
另外,在上述第二实施方式中,虽示出了构成为具备固定以从多个折弯部突出的方式设置的突出部分,由此固定多个折弯部彼此的工序的例子,但本发明并不限于此。即、也可以省略固定多个折弯部彼此的工序。
另外,在上述第二实施方式中,虽示出了具备在配置一个插槽收纳部的工序之后,一边使绝缘片沿与绝缘片的折弯部延伸的方向交叉的方向展开,一边配置另一个插槽收纳部的工序的例子,但本发明并不限于此。例如,也可以构成为具备与配置一个插槽收纳部的工序同时,一边使绝缘片沿与绝缘片的折弯部延伸的方向交叉的方向展开,一边配置另一个插槽收纳部的工序。由此,即使在将一对插槽收纳部大致同时向相互不同的插槽插入的单层重叠卷绕的线圈的情况下,也能够确保绝缘片的机械强度而确保线圈彼此的绝缘。
附图标记的说明
10…线圈、10a…导线(导体)、10b、210b…捆扎部
11…插槽收纳部
11a…第一插槽收纳部(径向一侧的插槽收纳部、一个插槽收纳部)
11b…第二插槽收纳部(径向另一侧的插槽收纳部、另一个插槽收纳部)
12…线圈端部
20、220…定子铁芯
20a…端面(定子铁芯的端面)
21…插槽
22…齿、22a…端面(齿的端面)
23a…内表面
30、230、430…绝缘片
31…折弯部
32、432…线圈端部绝缘部
32a…第一线圈端部绝缘部
32b…第二线圈端部绝缘部
33…连接部分
33a…第一连接部分
33b…第二连接部分
35…固定部(突出部分)
35a…(折弯部与突出部分的)边界部分
40…插槽绝缘片
50…第一保持夹具
51…外侧夹具
52…内侧夹具
60…周向按压夹具
61a…底部
70…径向按压夹具
81…线圈引导夹具(周向按压夹具)
84…线圈按压装置(径向按压夹具)
100、200…定子
320…线圈保持夹具(第二保持夹具)
341…刃部(切除夹具)。