CN113273063A - 旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法 - Google Patents

旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种能够提高线圈的占空系数并且提高生产率的旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法。本发明的旋转电机的定子(1)具备:铁芯(20),其具有环状连结体和多个齿部(22),环状连结体是多个磁轭(21)隔开间隔地呈圆环状连结而成的;以及绕线管(40),其为了卷绕形成线圈(30)的导线而安装于齿部(22),齿部(22)形成为与磁轭(21)分体的部件,并且能够在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下由环状连结体保持。

Description

旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法
技术领域
本发明涉及一种旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法。
背景技术
在旋转电机的定子中,为了实现小型化以及高输出化,例如进行了提高线圈的占空系数的研究。在专利文献1中,记载了这样的技术:为了提高占空系数,在按每个层叠铁芯单片形成线圈后,将多个层叠铁芯单片结合成环状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第3355700号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所记载的技术中,将单独形成的线圈彼此接线的部位变多。因此,定子的生产率降低。
本发明是为了解决上述课题而完成的。其目的在于提供一种能够提高线圈的占空系数并且提高生产率的旋转电机的定子和旋转电机的定子的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的旋转电机的定子具备:铁芯,其具有环状连结体和多个齿部,环状连结体是多个磁轭隔开间隔地呈圆环状连结而成的;以及绕线管,其为了卷绕形成线圈的导线而安装于齿部,齿部形成为与磁轭分体的部件,并且能够在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下由环状连结体保持。
本发明的旋转电机的定子的制造方法包括:保持工序,使多个齿部在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下保持于环状连结体,环状连结体是多个磁轭隔开间隔地呈圆环状连结而成的;线圈形成工序,对分别安装于多个齿部的全部的绕线管依次卷绕导线;以及旋转工序,使齿部相对于磁轭旋转为朝向环状连结体的径向内侧。
发明效果
根据这些发明,齿部在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下由环状连结体保持。因此,能够提高线圈的占空系数并且提高生产率。
附图说明
图1是实施方式1中的定子的立体图。
图2是示出实施方式1中的定子的线圈形成前的状态的立体图。
图3是实施方式1中的环状连结体的立体图。
图4是从实施方式1中的环状连结体的周向观察的磁轭的放大图。
图5是实施方式1中的齿部的立体图。
图6是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。
图7是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。
图8是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。
图9是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。
图10是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。
图11是示出实施方式1中的定子的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。在各图中,对相同或相当的部分标注相同的标号。适当简化或者省略重复的说明。
实施方式1
图1是实施方式1中的定子的立体图。
图1示出从斜上方观察的定子1。在以下的说明中,以图1为基准,指定定子1的各部件的上下方向。
旋转电机的定子1具备铁芯20以及多个线圈30。图1例示具备12个线圈30的定子1。
铁芯20具有多个磁轭21和多个齿部22。多个磁轭21隔开等间隔地连结为圆环状,从而形成环状连结体。齿部22未形成为与磁轭21一体的部件。
齿部22例如呈棱柱形状。在齿部22安装有由绝缘材料形成的绕线管40。绕线管40以沿着长度方向覆盖齿部22的周围的方式设置。齿部22的长度方向上的一端部例如从绕线管40突出。齿部22的长度方向上的另一端部例如不从绕线管40突出。线圈30通过将导线卷绕于绕线管40而形成。
齿部22安装于环状连结体。如图1所示,在完成状态的定子1中,齿部22的一端部位于隔开间隔地相邻的2个磁轭21之间。此时,齿部22的上表面位于2个磁轭21的上表面之间。此时,齿部22的外径面位于2个磁轭21的外径面之间。齿部22的另一端部朝向环状连结体的径向内侧。绕线管40的端面与环状连结体的内径面接触或对置。绕线管40的端面的一部分位于比环状连结体的上表面靠上方的位置。
图2是示出实施方式1中的定子的线圈形成前的状态的立体图。
图2中的环状连结体的上表面朝下。
图2中的齿部22以在一端部悬挂于环状连结体的方式被保持。此时,齿部22的外径面朝上,齿部22的下表面朝向环状连结体的径向内侧。在实施方式1中,线圈30通过将导线卷绕于图2所示的状态的绕线管40而形成。
图3是实施方式1中的环状连结体的立体图。
图3中的环状连结体与图1同样,上表面朝上。
在磁轭21形成有槽21a。槽21a形成于环状连结体的周向上的2个端面双方。即,1个磁轭21具有2个槽21a。槽21a例如在靠近磁轭21的上表面的高度处从外径面朝向内侧形成。
环状连结体具有多个连结部21b。连结部21b将隔开间隔地相邻的2个磁轭21的周向上的端面彼此连结。连结部21b例如形成为从磁轭21的下表面与外径面交叉的缘部沿周向突出。
图4是从实施方式1中的环状连结体的周向观察到的磁轭的放大图。
图4中的磁轭21与图3同样,上表面朝上。在图5的视点中,左侧是环状连结体的径向外侧,右侧是环状连结体的径向内侧。
如图4所示,槽21a呈弯曲的形状。槽21a具有水平部分和垂直部分。水平部分从磁轭21的外径面朝向径向内侧形成。垂直部分从水平部分的最里部朝向沿着环状连结体的中心轴的方向形成。垂直部分例如从水平部分的最里部朝向磁轭21的下表面侧形成。
图5是实施方式1中的齿部的立体图。
齿部22具有旋转轴22a。旋转轴22a从齿部22的一端部向环状连结体的周向突出。旋转轴22a设置于齿部22的与下表面及外径面相邻的2个侧面双方。旋转轴22a例如在齿部22的侧面设置于靠近外径面的位置。
在齿部22的一端部形成有切口22b。切口22b形成于沿着环状连结体的周向的缘部。切口22b例如形成于齿部22的下表面与外径面交叉的缘部。
绕线管40例如也可以通过利用左右对称的部件夹持齿部22而形成。绕线管40例如也可以一体成型。在绕线管40的位于齿部22的一端部侧的端面例如设置有多个突起40a。绕线管40的突起40a根据旋转电机的规格而适当配置。
图6至图10是用于说明实施方式1中的定子的制造方法的示意图。图11是示出实施方式1中的定子的制造方法的流程图。
图6至图10是从固定的视点观察定子1的制造过程中的环状连结体与1个齿部22的位置关系的变化的图。在图6至图10中,省略了齿部22中的一端部以外的部分以及绕线管40的图示。
图6及图7中的磁轭21与图2同样,上表面朝下。在图6和图7的视点中,左侧是环状连结体的径向内侧,右侧是环状连结体的径向外侧。
图8至图10中的磁轭21与图1同样,上表面朝上。在图8至图10的视点中,左侧是环状连结体的径向外侧,右侧是环状连结体的径向内侧。
以下,参照图6至图11,对制造定子1的步骤的一例进行说明。
在步骤S101中,实施保持工序。在保持工序中,例如,如图6所示,对于上表面朝下的水平设置的环状连结体,将齿部22的2个旋转轴22a从径向外侧插入到2个槽21a中。若齿部22从图6的状态向径向内侧移动,则如图7所示,旋转轴22a被压入到槽21a的水平部分的最里部。由此,齿部22被保持在隔开间隔地相邻的2个磁轭21之间。若对全部的齿部22实施保持工序,则如图2所示,从水平设置的环状连结体朝下地保持多个齿部22。
在步骤S102中,实施线圈形成工序。在线圈形成工序中,例如,如图2所示,在多个齿部22保持于环状连结体的状态下,对全部的绕线管40依次卷绕导线。在线圈形成工序中,例如,1根导线不在中途被切断而是连续地卷绕于全部的绕线管40。
在步骤S103中,实施上下翻转工序。在上下翻转工序中,以磁轭21的上表面朝上的方式使环状连结体上下翻转。图8示出在维持图6及图7的视点的情况下以沿着进深方向的轴为中心使环状连结体上下翻转的状态的磁轭21。
在步骤S104中,实施旋转工序。在旋转工序中,如图8所示,以位于槽21a的水平部分的最里部的旋转轴22a为支点,齿部22朝向环状连结体的径向内侧旋转。如图9所示,齿部22旋转至切口22b与连结部21b接触。
在步骤S105中,实施固定工序。在固定工序中,如图10所示,旋转轴22a被压入到槽21a的垂直部分的最里部,由此齿部22相对于环状连结体固定。连结部21b在旋转轴22a位于槽21a的垂直部分的最里部的状态下嵌入切口22b。
通过固定工序,齿部22以另一端部朝向环状连结体的径向内侧的状态被固定。若对全部的齿部22实施固定工序,则完成图1所示的定子1。
另外,上下翻转工序及旋转工序只要在线圈形成工序之后即可,可以先实施任一个工序。此外,例如,为了省略上下翻转工序,在保持工序中,也可以从以上表面朝上的方式水平设置的环状连结体朝上地保持多个齿部22。
根据以上所说明的实施方式1,铁芯20具有环状连结体和多个齿部22,环状连结体是多个磁轭21隔开间隔地呈圆环状连结而成的。绕线管40为了卷绕形成线圈30的导线而安装于齿部22。齿部22形成为与磁轭21分体的部件,并且能够在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下由环状连结体保持。由此,能够在扩大齿部22彼此的间隔的状态下将导线卷绕于绕线管40。即,能够扩大绕线嘴通过的空间。此外,将导线连续地卷绕于多个绕线管40而不切断,能够削减接线工时。因此,能够提高线圈30的占空系数并且提高生产率。
此外,磁轭21具有形成于环状连结体的周向上的端面的槽21a。齿部22具有向环状连结体的周向突出的旋转轴22a,旋转轴22a被插入槽21a中,从而齿部22被保持或固定在隔开间隔地相邻的2个磁轭21之间。即,齿部22相对于环状连结体并非焊接,而是机械地安装。因此,能够抑制因热应变引起的旋转电机的振动以及噪音。
此外,磁轭21的槽21a具有:水平部分,其从环状连结体的外径面朝向径向内侧形成;以及垂直部分,其从水平部分的最里部朝向沿着环状连结体的中心轴的方向形成。齿部22在旋转轴22a位于槽21a的水平部分的最里部的状态下,能够以旋转轴22a为中心朝向环状连结体的内侧旋转。因此,能够使齿部22从朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态旋转到朝向径向内侧的状态。
此外,环状连结体具有将隔开间隔地相邻的2个磁轭21的周向上的端面彼此连结的连结部21b。齿部22具有形成于沿着环状连结体的周向的缘部的切口22b。连结部21b在齿部22朝向环状连结体的径向内侧且旋转轴22a位于槽21a的垂直部分的最里部的状态下,嵌入齿部22的切口22b。因此,也可以将连结部21b用作能够旋转的齿部22的止动件和定位部件。
此外,旋转电机的定子的制造方法例如包括:保持工序,使多个齿部22在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下保持于环状连结体,所述环状连结体是多个磁轭21隔开间隔地呈圆环状连结而成的;线圈形成工序,对分别安装于多个齿部22的全部的绕线管40依次卷绕导线;以及旋转工序,使齿部22相对于磁轭21旋转为朝向环状连结体的径向内侧。因此,能够提高线圈30的占空系数并且提高生产率。
此外,旋转电机的定子的制造方法例如包括在线圈形成工序之后进行的上下翻转工序。在该情况下,在保持工序中,从水平设置的环状连结体朝下地保持多个齿部22。在上下翻转工序中,环状连结体被上下翻转。在该情况下,能够在以从环状连结体悬挂的方式稳定地保持齿部22的状态下实施线圈形成工序。
在实施方式1中,例示了齿部22和线圈30为12个的定子1,但齿部22的数量和相数能够根据旋转电机的规格适当变更。
在实施方式1中,设置于绕线管40的端面的多个突起40a例如在线圈形成时被使用。通过使搭接线穿过突起40a之间,确保搭接线间的距离,能够确保绝缘距离。
实施方式1中的定子1在使齿部22旋转时搭接线不松弛,因此以内转子型的旋转电机为对象,但通过在将搭接线钩挂于销或辅具等而使搭接线松弛的状态下卷绕导线后,在齿部22旋转前从销或辅具将钩挂的搭接线拉出,也能够应用于外转子型的旋转电机。
产业上的可利用性
如上所述,本发明可以在制造旋转电机的定子时使用。
标号说明
1:定子;
20:铁芯;
21:磁轭;
21a:槽;
21b:连结部;
22:齿部;
22a:旋转轴;
22b:切口;
30:线圈;
40:绕线管;
40a:突起。

Claims (6)

1.一种旋转电机的定子,其具备:
铁芯,其具有环状连结体和多个齿部,所述环状连结体是多个磁轭隔开间隔地呈圆环状连结而成的;以及
绕线管,其为了卷绕形成线圈的导线而安装于所述齿部,
所述齿部形成为与所述磁轭分体的部件,并且能够在朝向沿着所述环状连结体的中心轴的方向的状态下由所述环状连结体保持。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子,其中,
所述磁轭具有槽,该槽形成于所述环状连结体的周向上的端面,
所述齿部具有向所述环状连结体的周向突出的旋转轴,所述旋转轴被插入所述槽中,由此所述齿部被保持在隔开间隔地相邻的2个所述磁轭之间。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子,其中,
所述磁轭的所述槽具有:
水平部分,其从所述环状连结体的外径面朝向径向内侧形成;以及
垂直部分,其从水平部分的最里部朝向沿着所述环状连结体的中心轴的方向形成,
所述齿部在所述旋转轴位于所述槽的水平部分的最里部的状态下,能够以所述旋转轴为中心朝向所述环状连结体的内侧旋转。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的定子,其中,
所述环状连结体具有连结部,该连结部将隔开间隔地相邻的2个所述磁轭的周向上的端面彼此连结,
所述齿部具有切口,该切口形成于沿着所述环状连结体的周向的缘部,
所述连结部在所述齿部朝向所述环状连结体的径向内侧且所述旋转轴位于所述槽的垂直部分的最里部的状态下,嵌入所述齿部的所述切口。
5.一种旋转电机的定子的制造方法,其包括:
保持工序,使多个齿部在朝向沿着环状连结体的中心轴的方向的状态下保持于所述环状连结体,所述环状连结体是多个磁轭隔开间隔地呈圆环状连结而成的;
线圈形成工序,对分别安装于多个所述齿部的全部的绕线管依次卷绕导线;以及
旋转工序,使所述齿部相对于所述磁轭旋转为朝向所述环状连结体的径向内侧。
6.根据权利要求5所述的旋转电机的定子的制造方法,其中,
所述旋转电机的定子的制造方法还包括在所述线圈形成工序之后进行的上下翻转工序,
在所述保持工序中,从水平设置的所述环状连结体朝下地保持多个所述齿部,
在所述上下翻转工序中,所述环状连结体被上下翻转。
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