CN115004526A - 线圈段的扭转方法、扭转夹具和扭转装置 - Google Patents

Abstract

在内扭转夹具(26)的与最内层对应的外周表面上，沿周向间隔地形成有多个第一容纳凹部(38a)和多个第二容纳凹部(38b)，所述第一容纳凹部(38a)容纳普通线圈段(12)的槽插入部(12a)的远端部(12d)，所述第二容纳凹部(38b)容纳变型线圈段(14)的长槽插入部(14b)的远端部(14d)。在将扭转前的长槽插入部(14b)的远端部(14d)插入第二容纳凹部(38b)的状态下，第一容纳凹部(38a)位于相对于待收容的远端部(12d)沿周向偏移的位置处。内扭转夹具(26)在该状态下旋转以执行一次扭转，然后将普通线圈段(12)的远端部(12d)进一步插入第一容纳凹部(38a)，以执行二次扭转，二次扭转的旋转量大于一次扭转的旋转量。

Description

线圈段的扭转方法、扭转夹具和扭转装置

技术领域

本发明涉及诸如电动机或发电机等旋转电机的定子的线圈段的扭转方法，以及在线圈段的扭转处理中使用的扭转夹具和扭转装置。

背景技术

作为诸如电动机或发电机等旋转电机的定子的线圈，已知一种所谓的段型线圈。这种段型线圈通过以下方式获得：将各自具有直线状延伸的槽插入部对的多个U形线圈段插入至沿定子芯部(铁芯)(以下，简称为芯部)的周向布置的多个槽中，以便跨过槽以在芯部的径向上形成多个层；对于每层将这些线圈段的从芯部端面突出的在插入方向上的远端部沿相反方向扭转；并且通过焊接等在芯部的径向上将相邻层中的远端部电接合。U形线圈段还称为发夹(hairpin)。

扭转处理包括扭转(扭曲)和折叠(折曲)的概念，并且在下文简称为扭转。

在上述线圈段中，包括待成为引线(诸如输入线和中性线)的线圈段，并且这些线圈段是变型线圈段，与远端部将要彼此接合的普通线圈段相比，该变型线圈段从芯部的端面突出的长度更长。

在传统扭转技术中，当执行扭转时，将普通线圈段的远端部和位于与普通线圈段相同层的变型线圈段的远端部插入至相同的扭转夹具中，通过扭转夹具的旋转，每层沿相同方向在周向上扭转，并且在径向上的相邻层的线圈段沿相反的方向在周向上扭转。

因此，在扭转后，变型线圈段的远端部与普通线圈段的远端部在周向上处于相同位置。即，普通线圈段的远端部与变型线圈段的远端部的接合部排在芯部的径向上处于对准位置。

根据这种传统技术，例如，当待由位于芯部的最内位置处的层(最内层)中的变型线圈段形成的引线与布置在径向外侧的端子构件进行电连接时，连接必须构造成跨过普通线圈段的远端部的接合部排上方。

尽管在专利文献1中所述的线圈中没有构造成插入U形线圈，但如图17(B)所示，上述方法适于通过使线圈的端部沿芯部的径向弯曲来减小尺寸。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利申请公开No.2009-11116

发明内容

[技术问题]

在引线跨过接合部排上方的上述连接构造中，变型线圈段应当具有长引线部，这导致了由铜、铝等制成的线圈段的材料成本增加。

此外，在这种类型的定子中，线圈从线圈的芯部端面的较小突出量有助于电动机等的小型化，甚至存在毫米级差异的影响，因此上述连接构造对小型化存在阻碍。

此外，当引线的上升高度较大时，由于引线和端子构件之间的连接部的刚性降低，所以引线部的固有频率降低。因此，例如，存在由于伴随着与车辆发动机的旋转相关联的振动而共振可能导致布线部中的断线应力的问题。

鉴于这种现状来完成本发明，并且本发明的目的在于降低使用线圈段的旋转电机的定子中的线圈段与端子构件之间的连接部的成本和提高该连接部的刚性，从而有助于旋转电机的小型化。

[问题解决方案]

为了实现以上目的，根据本发明的线圈段的扭转方法包括首先制备工件，在该工件中，多个线圈段插入沿构造成形成旋转电机的定子的芯部的周向布置的多个槽中，各个线圈段的从芯部的端面朝向插入的插入方向突出的远端部在芯部的径向上形成多个层，并且在多个层中的一层中布置有短远端部和长远端部，短远端部是远端部中待与其它线圈段的远端部接合的任何远端部，并且长远端部从芯部的端面突出并且长于短远端部。

然后，分别执行如下步骤：在长远端部至少部分地插入扭转夹具的第二容纳凹部中并且短远端部没有插入扭转夹具的第一容纳凹部中的状态下，执行一次扭转(primarytwisting)，使得扭转夹具旋转预定量，扭转夹具包括构造成容纳短远端部的第一容纳凹部和构造成容纳长远端部的第二容纳凹部，并且然后，在长远端部保持至少部分地插入第二容纳凹部中并且短远端部至少部分地插入第一容纳凹部中的状态下，执行二次扭转(secondary twisting)，使得扭转夹具的旋转量大于预定量。

在本发明的线圈段的扭转方法中，通过一次扭转和二次扭转来扭转多个线圈段的远端部，使得当沿周向观察时，长远端部布置在相邻的短远端部之间。

在以上线圈段的扭转方法中，优选的是，在执行一次扭转前，在长远端部至少部分地插入扭转夹具的第二容纳凹部中的状态下，第一容纳凹部中的每一个置于相对于待由第一容纳凹部容纳的每个短远端部沿周向偏移的位置处，并且在执行一次扭转后，第一容纳凹部中的每一个处于与待由第一容纳凹部容纳的每个短远端部基本相对的位置处。

此外，优选的是，布置有长远端部的一层是在径向上的最内层或最外层。

此外，优选的是，一次扭转中的扭转夹具旋转的预定量为槽间距的约1/2倍，并且二次扭转中的扭转夹具的旋转量为槽的间距的一倍以上。

此外，优选的是，执行二次扭转以使扭转夹具沿与一次扭转相反的方向旋转。

此外，本发明除了作为上述方法的实施外，本发明还可以实施为适于实施上述扭转方法的扭转夹具或扭转装置。不排除将本发明实施为扭转设备的操作方法、用于控制扭转设备的计算机程序以及存储这种程序的计算机可读记录介质。

[发明效果]

根据上述构造，在使用线圈段的旋转电机的定子中，可以使线圈段与端子构件之间的连接部的成本降低，可以使该连接部的刚性提高，并且这可以有助于旋转电机的小型化。

附图说明

图1是示出了使用根据本发明的线圈段的扭转方法制造的旋转电机的定子的示例的透视图。

图2A是示出了普通线圈段的示例的示意性透视图。

图2B是示出了变型线圈段的示例的示意性透视图。

图2C是示出了具有将远端部作为中性点的线圈段的示例的示意性透视图。

图3是图1的主要部分的放大透视图。

图4是沿图1的线IV-IV截取的示意性截面图。

图5是作为本发明的实施例的扭转装置的示意性构造图。

图6是图5的扭转装置中的扭转夹具的分解透视图。

图7是沿图6的线VII-VII截取的内扭转夹具26的示意性截面图。

图8A是说明图5所示的扭转装置的扭转操作的图，以呈直线展开图的方式示出了扭转前的线圈段与内扭转夹具的容纳凹部之间的位置关系。

图8B是与图8A相对应的图，示出了在与图8A不同位置处的扭转前的线圈段与内扭转夹具的容纳凹部之间的位置关系。

图8C是与图8A相对应的图，示出了在扭转开始时的线圈段与内扭转夹具之间的位置关系。

图8D是示出了从图8C的状态下将变型线圈段的远端部部分地插入第二容纳凹部中的状态的图。

图8E是示出了从图8D的状态下通过旋转内扭转夹具来执行一次扭转的状态的图。

图8F是示出了从图8E的状态下将普通线圈段的远端部插入第一容纳凹部中的状态的图。

图8G是示出了从图8F的状态下执行第二次扭转的状态的图。

图9是芯部和线圈段的主要部分的透视图，示出了二次扭转结束时的输入引线。

图10A是说明在二次扭转后使输入引线弯曲的步骤的示意图，示出了在二次扭转结束时的输入引线的状态。

图10B是示出了在图10A的状态后完成弯曲的状态的图。

图11A是与图8A相对应的图，示出了关于根据变型例的扭转夹具，扭转前的线圈段与内扭转夹具的容纳凹部之间的位置关系。

图11B是与图8D相对应的图，说明了变型例中的扭转操作。

具体实施方式

下文将参照附图对本发明的实施例进行描述。

首先，参照图1，将对可以使用根据本发明的线圈段的扭转方法制造的旋转电机的定子的示例的示意性构造进行描述。

图1是定子的透视图。

图1示出的定子2包括：中空筒状芯部6，其具有沿周向布置的多个槽4；以及三相(U相、V相、W相)的线圈8，其通过将多个U形线圈段(段导体)插入至槽4中以便跨过槽4并且连接线圈段而构成。附图标记5表示为使线圈段与芯部6绝缘的绝缘片。在以下描述中，包括“U”的附图标记表示与U相线圈相关的构造。该情况同样适用于“V”和“W”。

每个线圈段沿芯部6的轴向从图中的下侧插入槽4中，并且通过后述的扭转夹具使从图中的芯部6的轴向上的上侧(输入侧或电源侧)上的端面突出的部分沿芯部6的周向弯曲。对芯部6的径向上相邻的每一层沿相反方向执行弯曲(扭转)，并且在扭转后在径向上相邻的层之间彼此面对的线圈段的远端部彼此电接合。

尽管图1示出了接合前的状态，但是在以下描述中，彼此面对的远端部的构造(准确地，在线圈段的在其远端处绝缘膜被移除的部分彼此相对的构造)被称为接合部10。

在定子2中，将六个线圈段的槽插入部(稍后描述)插入至每个槽4中。由于所有线圈段的厚度是相同的，所以插入至一个槽4中的六个槽插入部的径向布置对于所有槽是相同的。因此，插入至一个槽中的六个槽插入部可以被认为形成从最外周侧向最内周侧堆叠的六层，并且在本说明书中，除非另有说明，否则术语“层”是指该槽插入部的层。

芯部6具有通过冲压或蚀刻形成的多个薄环形电磁钢板在筒轴向上层叠并且彼此一体化的构造。朝向芯部6的中心突出的多个齿7(磁极齿)以预定的周向间隔放射状地形成在芯部6的内周侧上。芯部6的内周表面基本上由各个齿7的远端侧的表面形成，但是各个齿7的远端侧的表面彼此分离。为了易于看清图1中心附近的附图标记，图的一部分用白色填充，但是在填充部分中，各个齿7同样彼此分离。此外，槽4形成在相邻的齿7之间。

要插入本实施例的定子2中的未示出转子的极数(磁极)是八，并且相对于极数八，三相的线圈8中的每相的槽数是二。因此，共有四十八个槽4布置在芯部6中。

此处，图2A示出了示例性线圈段。

通过将表面覆盖有绝缘膜的矩形导线弯曲变形为U形来形成每个线圈段。具体地，如图2A所示，线圈段12具有分别直线状地延伸的一对槽插入部12a、12b以及连接该对槽插入部12a、12b的连接部12c，并且连接部12c具有阶梯形，以便将一个槽插入部12a和另一个槽插入部12b布置在不同层中。

附图标记12d示出了当线圈段12插入至芯部6中时从芯部6的端面突出的范围。

此外，在沿每个槽插入部12a、12b的插入方向的远端侧的预定长度的部分处(在比附图标记12d表示的范围窄的范围中)，移除绝缘膜，并且可以将该部分与其它线圈段的槽插入部、连接端子等电连接。

本实施例的线圈段包括：普通线圈段12，其具有的槽插入部12a、12b的长度与图2A所示的长度相同，如图1所示，该普通线圈段12的远端部在接合部10处分别与其它线圈段连接；并且，除此之外还包括变型线圈段14，其具有的槽插入部从芯部6的端面突出的长度长于线圈段12的槽插入部从芯部6的端面突出的长度；以及线圈段16，其具有的槽插入部类似地从芯部6的端面突出的长度长于线圈段12的槽插入部从芯部6的端面突出的长度，并且形成中性线。

图2B示出了示例性变型线圈段14。变型线圈段14与线圈段12的共同点在于，变型线圈段14具有分别直线状地延伸的一对槽插入部14a、14b以及连接该对槽插入部14a、14b的连接部14c，并且连接部14c具有用于层更换的阶梯形(曲柄形)。

然而，变型线圈段14的一个槽插入部14b长于另一个槽插入部14a，该另一个槽插入部14a的长度与普通线圈段12的槽插入部12a、12b的长度类似。槽插入部14b的远端部从芯部6的端面突出的长度长于槽插入部12a、12b、14a的远端部从芯部6的端面突出的长度，并且槽插入部14b的该远端部成为输入引线。附图标记14d示出了当线圈段14插入至芯部6时槽插入部14b从芯部6的端面突出的范围。在槽插入部14a侧，突出与图2A的12d相同长度的部分。

在下文中，由附图标记14d表示的部分称为长远端部，并且由附图标记12d表示的部分称为短远端部。

此外，在图2C中，示例性线圈段16具有将成为中性线的远端部。

另外，在线圈段16中，一个槽插入部16b略长于另一个槽插入部16a。

严格来说，同样在普通线圈段12中，每个槽插入部从芯部6的端面突出的长度根据槽插入部形成的层而彼此略有不同，相对应地，槽4之间的周向长度根据芯部6的径向上的位置而不同。

然而，由于线圈段12、16的槽插入部之间的长度差小于图2B中的m，所以在槽插入部14b长于其它部分时，仅线圈段14的槽插入部14b(的远端部14d)被认为是稍后所述的一次扭转的对象。

回到图1的说明，如上所述，将六个槽插入部插入每个槽4中，使得插入的槽插入部沿芯部6的径向排成一排。每个相的线圈具有这样的构造：其中，通过使在接合部10处面对的槽插入部电连接而将多个线圈段串联连接，从而形成分别具有绕芯部6约六匝并且布置在周向不同位置处的两个线圈，并且还将使该两个线圈并联连接。每个线圈从最内层朝向最外层布线，然后返回至最内层，并且线圈的两端位于最内层中。

如图1所示，在芯部6的最内层中，布置有通过对变型线圈段14的长远端部14d进行弯曲而分别形成的输入引线14U1、14U2、14V1、14V2、14W1、14W2。例如，这些引线的远端部中的每一个与连接至逆变器的AC输出部的端子构件15U、15V、15W中的一些电连接。由图1中的附图标记表示的输入引线14U1至14W2位于各个线圈的一端处，并且例如，端子构件15U还用于并联连接U相的两个线圈。这同样适用于V相和W相。

此外，在最内层中，还布置了由线圈段16的较长槽插入部的远端部分别形成的中性线16U1、16U2、16V1、16V2、16W1、16W2，这些中性线与作为中性点的未示出的长板形公共导体电连接。中性线16U1至16W2位于各个线圈的另一端处。

图3是图1的主要部分的放大图。

如图3所示，输入引线14U1、14U2、14V1、14V2布置成在芯部6的周向上横卧在线圈段12的彼此接合的接合部10之间(在径向上排列的接合部10的排之间的周向间隙21中)。图3中未示出的输入引线14W1、14W2(图1所示)也类似地布置。

即，变型线圈段14的位于径向上的一端侧处的最内层的远端部布置成位于接合部10之间的间隙21中并且导出至径向上的另一端侧(最外周侧)，其中该变型线圈段14的远端部从芯部6的端面突出的长度长于普通线圈段12具有的在接合部10处接合的远端部从芯部6的端面突出的长度。

更具体地，输入引线14U1、14U2、14V1、14V2中的每一个包括：弯曲部14d-1，其通过将变型线圈段14的长远端部14d与同一层的普通线圈段12的短远端部12d向同一方向弯曲(扭转)形成；导出部14d-2，其在接合部10的排之间的间隙21中从内周侧延伸至外周侧；以及上升部14d-3，其在从最外层向外突出的位置处从导出部14d-2的末端沿芯部6的轴向上升。各个上升部14d-3与端子构件15U或15V连接。

导出部14d-2是在与间隙21相对应的位置处沿径向弯曲的部分。

图1所示的输入引线14W1、14W2也具有相同构造。

图4示出了沿图1的线IV-IV截取的示意性截面图。

如图4所示，通过采用由输入引线和端子构件组成的上述端子连接构造，可以在距芯部的端面较低的高度处(以短距离)使输入引线14U1与端子构件15U连接。这也适用于其它输入引线。

因此，与传统结构相比，可以降低线圈段的材料成本，其中，在传统结构中，输入引线在最内层的位置处上升并且端子构件跨过接合部10的排上方而与输入引线连接。此外，由于可以使输入引线的导出部14d-2在芯部6的轴向上的高度降低，这十分有助于定子2的小型化。

尽管在图4的构造中，上升部14d-3的上升长度相对较长，但是即使上升长度小于该上升长度，或者在还不布置上升部14d-3的情况下，能够通过此处描述的端子连接构造使线圈与端子构件连接。根据这些构造，能够进一步提高线圈段的材料成本降低和定子2的小型化的效果。

此外，由于能够使输入引线的导出部14d-2在芯部6的轴向上的高度降低，因此能够使输入引线与端子构件之间的连接部的刚性提高。这使得能够增加输入引线的固有频率。即，尽管当连接部的刚性较低时输入引线的固有频率降低，但能够抑制该固有频率的降低。例如，通过这种方式来增加固有频率，可以降低连接部由于伴随着与车辆发动机旋转相关联的振动而共振从而为布线部带来断线应力的风险。

接下来，参照图5至图8G，将描述能够实现具有上述效果的端子连接构造的线圈段的扭转方法、以及在该扭转方法中使用的扭转夹具和实施该扭转方法的扭转装置的实施例。

图5是根据本发明的实施例的扭转装置的示意性构造图。

如图5所示，扭转装置18包括：工件保持机构20，其构造成在扭转处理前保持定子2(在该定子2中将适当线圈段插入至芯部6的各个槽4中)，使得线圈段的突出远端部面向下方；扭转夹具22；旋转驱动机构24，其构造成旋转驱动扭转夹具22；控制器25，其构造成控制旋转驱动机构24并且执行扭转程序；等等。

扭转夹具22是使在线圈段12、14、16的槽插入部的插入方向上的远端部沿芯部6的周向弯曲的工具，其中，该线圈段12、14、16插入图1所示的芯部6的多个槽4中，从芯部6的端面突出，并且位于最内层和最内层的相邻层(从内周侧起的第二层)。

扭转夹具22包括：内扭转夹具26，其构造成使布置在最内层的槽插入部的远端部扭转；以及外扭转夹具28，其构造成使布置在从内周侧起的第二层中的槽插入部的远端部扭转。内扭转夹具26具有与在径向上的最内层相对应的直径，在该最内层中布置有形成变型线圈段14的槽插入部14b的长远端部14d，并且外扭转夹具28具有与从内周侧起的第二层相对应的直径。

旋转驱动机构24包括旋转驱动机构，该旋转驱动机构构造成分别旋转驱动内扭转夹具26和外扭转夹具28。旋转驱动机构通过电动机30的动力驱动内扭转夹具26，并且通过电动机32的动力驱动外扭转夹具28。经由电动机驱动器使电动机30和电动机32与控制器25连接。诸如内扭转夹具26和外扭转夹具28的旋转量和旋转方向等数据存储在控制器25的非易失性存储器25a中，并且控制器25基于该数据控制旋转驱动机构24。

通过驱动机构34使工件保持机构20可以沿竖直方向(箭头Z方向)移动，并且在扭转操作时，在控制器25的控制下，同时执行定子2的下降运动和扭转夹具22的旋转操作。

图6是图5的扭转装置中的扭转夹具的分解透视图。

如图6所示，内扭转夹具26包括：中空筒状夹具主体36，其与旋转驱动机构24连接；以及在夹具主体36的轴向上的上端部处分别形成在夹具主体36的外周表面的第一容纳凹部38a、第二容纳凹部38b和第三容纳凹部38c。第一容纳凹部38a、第二容纳凹部38b和第三容纳凹部38c在周向上间隔地形成。

图7是沿图6的线VII-VII截取的内扭转夹具26的示意性截面图。

如图7所示，在夹具主体36的底表面36a形成有插入孔36b，旋转驱动机构24的驱动轴将插入至该插入孔36b中，并且在该底表面36a还沿周向以相等间隔形成有多个(此处为四个)螺纹孔36c。夹具主体36通过这些螺纹孔36c使用螺栓而紧固至旋转驱动机构24。

在夹具主体36的上端侧形成有阶梯环形引导表面36d，该阶梯环形引导表面36d构造成将各个线圈段的槽插入部的远端部引导至各个容纳凹部中。

第一容纳凹部38a容纳线圈段12、14、16的槽插入部中的形成待彼此电连接以形成接合部10的成对的槽插入部的远端部(短远端部12d)。

第二容纳凹部38b容纳槽插入部14b的分别作为输入引线14U1、14U2、14V1、14V2、14W1、14W2的远端部(长远端部14d)。

第三容纳凹部38c的轴向高度小于第二容纳凹部38b的轴向高度并且大于第一容纳凹部38a的轴向高度，并且第三容纳凹部38c分别容纳槽插入部16b的远端部(参见图2C；下文中称为远端部16d)，该槽插入部16b是线圈段16的待成为中性线的较长槽插入部。

顺便提及，收容在第一容纳凹部38a中的每个远端部的范围是在每个线圈段12、14、16的槽插入部(对于线圈段14是槽插入部14a)中，从槽插入部的末端到大致在图1中沿芯部6的轴向上升的部分的范围。即，例如是示为短远端部12d的范围的一部分。

收容在第二容纳凹部38b中的每个长远端部14d的范围是在每个线圈段14的槽插入部14b中，从槽插入部14b的末端到大致形成图3中的导出部14-2和上升部14-3的部分的范围。这是示为长远端部14d的范围的一部分。

收容在第三容纳凹部38c中的每个远端部16d的范围同样与这些范围一致。

如图6所示，外扭转夹具28包括：中空筒状夹具主体40；以及凸缘部42，其与夹具主体40一体形成在夹具主体40的下表面上。在夹具主体40的轴向上端部的内周表面上，容纳凹部40a沿周向间隔地形成，这些容纳凹部40a构造成容纳布置在从内周侧起的第二层中的槽插入部的远端部。每个容纳凹部40a的高度与内扭转夹具26的第一容纳凹部38a的高度相似。

外扭转夹具28经由凸缘部42和诸如蜗轮等齿轮构造连接至旋转驱动机构24。

内扭转夹具26和外扭转夹具28分别通过内扭转夹具26的侧表面部和外扭转夹具28的侧表面部彼此防止插入至另一扭转夹具的容纳凹部中的槽插入部脱落。

接下来，参照图8A至图8G，将描述使用作为单个扭转夹具的内扭转夹具26将变型线圈段的长远端部14d定位在接合部10的排之间的间隙21中的操作以及该操作的构造。本文描述的操作是本发明的线圈段的扭转方法的实施例。

顺便提及，在图8A至图8G中，为了便于理解，将线圈段的远端部在周向上的布置的一部分以及与线圈段的远端部相对应的内扭转夹具26的容纳凹部在周向上的布置呈直线展开，以便示意性示出这些对象的位置关系。此外，图中的短远端部12d、长远端部14d和远端部16d中的每一个包括剥离绝缘膜的部分和未剥离绝缘膜的部分。

如图8A所示，在扭转前的状态下，均从定子2的芯部6的端面突出的普通线圈段12的短远端部12d与变型线圈段14的长远端部14d在芯部6的周向(箭头R方向)上以相同的槽间距P1布置。槽间距P1是槽4的形成间距。

如图8B所示，线圈段16的较长槽插入部同样以相同的槽间距P1布置。

与此相对应的是，根据布置在槽4中的短远端部12d的周向上的位置来形成内扭转夹具26的第一容纳凹部38a，使得通过使包括芯部6的定子2沿内扭转夹具26的中心轴线靠近内扭转夹具26，各个第一容纳凹部38a可以收容相对应的短远端部12d。

另一方面，在各个第一容纳凹部38a与待收容在该各个第一容纳凹部38a中的短远端部12d彼此面对的状态下，第二容纳凹部38b形成在相对于待收容在第二容纳凹部38b中的长远端部14d沿周向(图中左侧)偏移的位置处。即，第二容纳凹部38b布置在相对于第一容纳凹部38a的形成周期偏移的位置处。

在本实施例中，第二容纳凹部38b的偏移量是第一容纳凹部38a的形成间距P2(＝槽间距P1)的1/2。

在图8B中，通过与图8A相同的方式示出第三容纳凹部38c和第二容纳凹部38b之间的位置关系。

从图8A和图8B之间的比较中可以看出，与第一容纳凹部38a类似，同样根据在远端部16d的周向上的位置来形成第三容纳凹部38c，其中该远端部16d是布置在槽4中的线圈段16的较长远端部，使得通过使包括芯部6的定子2沿内扭转夹具26的中心轴线靠近内扭转夹具26，各个第三容纳凹部38c可以收容相对应的远端部16d。顺便提及，如果调节内扭转夹具26的周向位置，使得各个第一容纳凹部38a可以在该位置处收容相对应的短远端部12d，则各个第三容纳凹部38c可以收容相对应的远端部16d。

在本实施例的扭转方法中，首先，制备定子2作为工件，其中该定子2是插入有线圈段的芯部6，并且将该定子2设置于图5的扭转装置18。然后，通过驱动内扭转夹具26，使该内扭转夹具26的周向位置移动至开始一次扭转的位置。

如图8C所示的位置是内扭转夹具26的长远端部14d与第二容纳凹部38b彼此面对的位置。

如从与图8A的比较中可以看出，在该状态下，第一容纳凹部38a处于相对于待收容在该第一容纳凹部38a中的短远端部12d偏移的位置处。虚线L表示在图8A所示状态下长远端部14d所在的位置。

接下来，从图8C所示的状态，通过由控制器25控制的驱动机构34的操作，如箭头Z2所示使定子2下降，如图8D所示，由此变型线圈段14的长远端部14d部分地插入第二容纳凹部38b。设定定子2的下降量使得短远端部12d不收容在第一容纳凹部38a中，并且远端部16d也不收容在第三容纳凹部38c中，其中该远端部16d是成为中性线的线圈段16的较长槽插入部。在图8D的状态下的远端部16d的竖直位置在图中由虚线示出。可以将下降量的设定存储在控制器25的非易失性存储器25a中。

接下来，如图8D所示，在将长远端部14d保持为部分地收容在第二容纳凹部38b的同时，使内扭转夹具26沿R1方向旋转驱动预定量，以执行一次扭转。

图8E示出了一次扭转后的状态。一次扭转使长远端部14d倾斜变形。

在本实施例中，内扭转夹具26在一次扭转中的旋转的预定量是第一容纳凹部38a的形成间距P2的1/2。即，以第二容纳凹部38b的上述偏移量来执行旋转。严格来说，优选的是，除(1/2)×P2之外，还考虑回弹来设定旋转量。

在一次扭转时，由于短远端部12d和远端部16d没有分别插入第一容纳凹部38a和第三容纳凹部38c中，所以短远端部12d和远端部16d不移动。因此，根据与上述旋转量的关系，如图8E所示，在完成一次扭转后，短远端部12d和远端部16d分别面对第一容纳凹部38a和第三容纳凹部38c。

因此，在该状态下，通过如箭头Z2所示进一步使定子2下降，可以使短远端部12d和远端部16d分别插入第一容纳凹部38a和第三容纳凹部38c中以便收容在该第一容纳凹部38a和第三容纳凹部38c中。

在该状态下，执行使内扭转夹具26旋转的二次扭转，其中内扭转夹具26的旋转量大于一次扭转中的旋转的预定量。在一次扭转和二次扭转之间可能存在时滞，或者操作可以从一次扭转连续过渡到二次扭转。

当如上所述使定子2下降时，在一次扭转中已经扭转的长远端部14d在倾斜变形的状态下将进一步深入插入第二容纳凹部38b中。内扭转夹具26的每个容纳凹部(至少第二容纳凹部38b)的入口设置有被加工为圆形(R形状)的区域，并且该区域被抛光，从而即使第二容纳凹部38b的入口与绝缘膜接触，也可以防止在插入期间使线圈段14的表面上的绝缘膜上产生划痕。

如图8G所示，沿与一次扭转相反的方向执行二次扭转。即，沿与一次扭转相反的方向(箭头R2方向)旋转驱动内扭转夹具26。

在二次扭转中的内扭转夹具26的旋转量是第一容纳凹部38a的形成间距P2的一倍以上。旋转量不限于P2的整数倍。

图9示出了在完成上述二次扭转时输入引线的构造。

在本实施例中，在二次扭转中的内扭转夹具26的旋转量是第一容纳凹部38a的形成间距P2的三倍。因此，普通线圈段12的短远端部12d移位为第一容纳凹部38a的形成间距P2的三倍(＝三个槽间距)。另一方面，关于变型线圈段14的长远端部14d，通过沿相反方向的二次扭转来抵消由一次扭转产生的移位。因此，在长远端部14d垂直于芯部6的端面而竖立的状态下，长远端部14d处于移位为第一容纳凹部38a的形成间距P2的2.5倍的位置处，即，处于如图9所示在周向上与远端部的接合部10之间的间隙21相对应的位置处。

第三容纳凹部38c相对于第一容纳凹部38a的形成周期来形成，而没有第二容纳凹部38b情况下的“偏移”。因此，线圈段16的远端部16d布置成在二次扭转后在径向上与接合部10的排对准。

此外，尽管不是必须的，但在本实施例中，在使用内扭转夹具26进行二次扭转的同时，还沿与内扭转夹具26相反的方向旋转驱动外扭转夹具28，使得可以对从内周侧起的第二层中的线圈段执行扭转。所有构造成容纳第二层中的线圈段的远端部的容纳凹部40a与第一容纳凹部38a的尺寸相同。这是因为布置在第二层中的远端部是用于接合的远端部。

由于间隙21在周向上的宽度大于形成变型线圈段14的线材在周向上的宽度，所以在一次扭转时的内扭转夹具26的旋转量(第一容纳凹部38a的形成间距1/2)和在二次扭转时的内扭转夹具26的旋转量(第一容纳凹部38a的形成间距的一倍以上)不必是精确的。即，这样就足够了：将旋转量设定成使得当二次扭转完成时，变型线圈段14的远端部14d可以在不妨碍后述的用于使该变型线圈段14横卧的弯曲处理的位置处上升。

如上所述，在本实施例中，在将长远端部14d收容在第二容纳凹部38b中的状态下执行一次扭转时，第一容纳凹部38a和第二容纳凹部38b形成为这样：第一容纳凹部38a处于相对于待收容在该第一容纳凹部38a中的短远端部12d偏移的位置处，并且在一次扭转后，短远端部12d处于大致面对第一容纳凹部38a的位置处。然后，在仅对变型线圈段14执行一次扭转后，执行二次扭转。因此，可以使用单个扭转夹具(内扭转夹具26)将长远端部14d的位置从接合部10的排的位置偏移，从而可以易于获得上述的横卧连接构造。

尽管本实施例构造成沿与一次扭转相反的方向执行二次扭转，但是即使沿相同方向旋转时也能获得相同的效果，这是因为长远端部14d与形成接合部10的短远端部12d相比通过一次扭转前进了更长的预定量。顺便提及，从材料成本的观点出发，沿与一次扭转相反的方向执行二次扭转更具成本效益，这是因为可以缩短弯曲部14-1，并且由此还可以缩短变型线圈段14的长远端部14d。

此外，在本实施例中，尽管通过移动定子2使线圈段的各个远端部插入至相对应的容纳凹部，但可以设想的是使扭转夹具侧移动，或者使定子2和扭转夹具均移动。

另外，在二次扭转期间，优选随着内扭转夹具26的旋转使定子2更靠近内扭转夹具26。此时，定子2和扭转夹具22中的至少一者可以相对于另一者在沿定子2和扭转夹具22的中心轴线的方向上相对移动。即，与本实施例相反，在固定定子2的同时，可以使扭转夹具22侧上升，或者甚至可以同时执行定子2的下降和扭转夹具22侧的上升。

在二次扭转后，对成为如图9所示的竖直站立的输入引线14U1、14U2、14V1、14V2、14W1、14W2的长远端部14d执行弯曲处理以用于与图1所示的端子构件15U、15V、15W连接。

将参照图10A和图10B来描述弯曲处理。

例如，参照输入引线14U1，通过以下步骤来执行用于横卧的该弯曲处理。

首先，如图10A所示，将构造成对输入引线14U1的根部的弯曲进行引导的弯曲引导构件50从芯部6的径向外侧插入，在该状态下，将输入引线14U1的远端部收容在处理设备的弯曲构件52中。

然后，如图10B的箭头Q所示，通过使弯曲构件52倾斜移动，使作为输入引线14U1的长远端部14d弯曲以便横卧在间隙21中，从而形成导出部14d-2。然后，通过弯曲构件52使导出部14d-2的远端部朝向芯部的轴向弯曲，从而形成上升部14d-3。

这同样适用于其它输入引线14U2、14V1、14V2、14W1、14W2。

在上文中，尽管已经描述了通过扭转夹具22来执行最内层中的线圈段的扭转，但是还能够使用与各个层相对应的扭转夹具来扭转其它层中的线圈段的从芯部6的端面突出的部分。由于在其它层中没有作为输入引线的线圈段，所以与其它层相对应的扭转夹具可以仅相等间隔地设置有第一容纳凹部38a，并且不需要第二容纳凹部38b和第三容纳凹部38c。各个扭转方向与相邻层的扭转方向相反。此外，优选的是，每次使用两个扭转夹具来一次执行两层的扭转。

尽管在上述实施例中，第一容纳凹部38a至第三容纳凹部38c形成为在芯部6的外周表面上的沿轴向延伸的纵向槽形，但是容纳凹部可以形成在夹具主体36的内周表面上或夹具主体36的内侧。可替代地，容纳凹部可以在夹具主体36的侧面内部形成为不在侧表面上露出的孔。类似地，容纳凹部40a可以形成在夹具主体40的内周表面、内侧、侧表面内部等上。

此外，尽管在上述实施例中描述了将输入引线横卧在普通线圈段的接合部10之间的周向上的间隙21中并且将输入引线从内周侧导出至外周侧的示例，但是本发明不局限于此，并且可以设想将输入引线从外周侧导出至内周侧。在这种情况下，可以将与第一容纳凹部38a至第三容纳凹部38c相对应的容纳凹部设置在具有与最外层相对应的直径的扭转夹具上，并且可以将与参照图8A至图8G所述的扭转处理类似的扭转处理应用于最外层中的槽插入部。此外，待横卧在间隙21中的对象不局限于输入引线。

此外，尽管在上述实施例中仅使变型线圈段14的长远端部14d在一次扭转中扭转，但还可以使作为线圈段16的较长槽插入部的远端部16d在一次扭转中扭转。在本变型例中，与变型线圈段14的长远端部14d类似，可以将作为线圈段16的较长槽插入部的远端部16d(成为中性线的远端部)布置在与接合部10之间的间隙21相对应的位置处。

图11A示出了用于这种一次扭转的第一容纳凹部38a至第三容纳凹部38c的示例性布置。相同的附图标记用于与图8A至图8G所示的构造相对应的部分。

在图11A所示示例中，在第一容纳凹部38a和待收容在该第一容纳凹部38a中的短远端部12d彼此相对的状态下，不仅第二容纳凹部38b，而且第三容纳凹部38c形成在相对于待收容在第三容纳凹部38c中的远端部16d沿周向(图中左侧)偏移的位置处。即，与第二容纳凹部38b类似，第三容纳凹部38c也形成在相对于第一容纳凹部38a的形成周期偏移的位置处。

第三容纳凹部38c和第二容纳凹部38b的偏移量是第一容纳凹部38a的形成间距P2(＝槽间距P1)的1/2。

图11B示出了使用图11A所示的内扭转夹具的扭转操作的一部分。

通过使用参照图11A描述的内扭转夹具26，当在一次扭转期间将长远端部14d收容在第二容纳凹部38b中时，如图11B所示，还可以将作为线圈段16的较长槽插入部的长远端部16d同时收容在第三容纳凹部38c中。因此，远端部16d也可以是一次扭转的对象。

存在当连接中性线时将中性线的端部焊接至单个板的方法。然而，如果与中性线周向相邻的导体的端部(接合部10)的高度等于或高于中性线的端部的高度，则板可能会与相邻导体的端部或绝缘膜干涉。尽管该问题在如本实施例中包括1/2间距的部位的构造中特别显著，但是通过在如上所述的一次扭转中对作为中性线的远端部进行扭转，并且从而将远端部布置在接合部10的间隙21中，可以避免这种问题。

此外，在上述实施例中，如图6所示，第一容纳凹部38a、第二容纳凹部38b和第三容纳凹部38c具有不同的深度。然而，在一次扭转和二次扭转的两种情况下，当执行扭转时，收容在各个容纳凹部中的远端部不需要插入成该远端部到达容纳凹部的底部。因此，每个容纳凹部可以形成为深于容纳相对应远端部所需的深度。例如，每个容纳凹部的深度可以与图6中最深的第二容纳凹部38b的深度相同。在这种情况下，所有容纳凹部具有相同形状。此外，第一容纳凹部38a和第三容纳凹部38c可以以P2的间距以相等间隔形成，并且如参照图8A所述，第二容纳凹部38b可以形成在从根据P2的间距的位置处偏移间距的1/2的位置处。

上文描述了本发明的优选实施例。然而，本发明不局限于这些具体实施例，并且可以设想到各种变型和变化。可以通过仅提取上述构造的一部分来实现本发明的上述构造，并且只要上述说明中描述的变化彼此不冲突，则该上述变化可以以任何组合应用。在本发明的实施例中描述的效果仅是由本发明产生的最优选效果的说明，并且根据本发明的效果不局限于在本发明的实施例中描述的效果。

[附图标记列表]

2 定子

4 槽

6 芯部

10 接合部

12 普通线圈段

12d 短远端部

14 变型线圈段

14d 长远端部

16 具有作为中性线的远端部的线圈段

21 间隙

22 扭转夹具

25 控制器

26 内扭转夹具

28 外扭转夹具

36、40 夹具主体

38a 第一容纳凹部

38b 第二容纳凹部

38c 第二容纳凹部

Claims (10)

1.一种线圈段的扭转方法，包括：

制备工件，在所述工件中，多个线圈段插入沿构造成形成旋转电机的定子的芯部的周向布置的多个槽中，各个线圈段的从所述芯部的端面朝向插入的插入方向突出的远端部在所述芯部的径向上形成多个层，并且在所述多个层中的一层中布置有短远端部和长远端部，所述短远端部是远端部中待与其它线圈段的远端部接合的任何远端部，并且所述长远端部从所述芯部的所述端面突出并且长于所述短远端部；并且

通过分别执行如下步骤来扭转所述多个线圈段的所述远端部，使得当沿所述周向观察时，所述长远端部布置在相邻的短远端部之间：

在所述长远端部至少部分地插入扭转夹具的第二容纳凹部中并且所述短远端部没有插入所述扭转夹具的第一容纳凹部中的状态下，执行一次扭转，所述扭转夹具在所述一次扭转中旋转预定量，所述扭转夹具包括构造成容纳所述短远端部的所述第一容纳凹部和构造成容纳所述长远端部的所述第二容纳凹部，并且然后

在所述长远端部保持至少部分地插入所述第二容纳凹部中并且所述短远端部至少部分地插入所述第一容纳凹部中的状态下，执行二次扭转，所述扭转夹具在所述二次扭转中的旋转量大于所述预定量。

2.根据权利要求1所述的线圈段的扭转方法，

其中，在执行所述一次扭转前，在所述长远端部至少部分地插入所述扭转夹具的所述第二容纳凹部的状态下，所述第一容纳凹部中的每一个置于相对于待由所述第一容纳凹部容纳的每个所述短远端部沿所述周向偏移的位置处，并且

在执行所述一次扭转后，所述第一容纳凹部中的每一个处于与待由所述第一容纳凹部容纳的每个所述短远端部基本相对的位置处。

3.根据权利要求1或2所述的线圈段的扭转方法，

其中，布置有所述长远端部的所述一层是在所述径向上的最内层或最外层。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的线圈段的扭转方法，

其中，在所述一次扭转中的所述扭转夹具所旋转的所述预定量为所述槽的间距的约1/2，并且在所述二次扭转中的所述扭转夹具所旋转的旋转量为所述槽的所述间距的一倍以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的线圈段的扭转方法，

其中，执行所述二次扭转以使所述扭转夹具沿与所述一次扭转相反的方向旋转。

6.一种扭转夹具，其构造成沿芯部的周向扭转多个线圈段的从所述芯部的端面突出的远端部，所述多个线圈段插入沿所述芯部的所述周向布置的多个槽中，各个线圈段的从所述芯部的所述端面朝向所述插入的插入方向突出的所述远端部在所述芯部的径向上形成多个层，所述扭转夹具包括：

中空筒状或筒状主体；

第一容纳凹部，其沿周向间隔地形成在所述主体上并且构造成分别容纳短远端部，所述短远端部是远端部中待与其它线圈段的远端部接合的任何远端部；以及

第二容纳凹部，其沿周向间隔地形成在所述主体上并且构造成分别容纳长远端部，所述长远端部是远端部中从所述芯部的所述端面突出并长于所述短远端部的任何远端部，

其中，所述第一容纳凹部和所述第二容纳凹部布置成这样：在扭转前的所述长远端部由所述第二容纳凹部容纳的状态下，所述第一容纳凹部中的每一个置于相对于待由所述第一容纳凹部容纳的每个短远端部沿所述周向偏移的位置处。

7.根据权利要求6所述的扭转夹具，

其中，在扭转前的所述长远端部由所述第二容纳凹部容纳的状态下，所述第一容纳凹部中的每一个与待由所述第一容纳凹部容纳的每个短远端部之间在所述周向上的偏移量为所述槽的间距的约1/2。

8.一种扭转装置，根据权利要求6或7所述的扭转夹具能够附接至所述扭转装置，所述扭转装置包括：

旋转驱动机构，其构造成旋转驱动所述扭转夹具；

驱动机构，其构造成使插入有所述多个线圈段的所述芯部和所述扭转夹具中的一者相对于所述芯部和所述扭转夹具中的另一者沿所述芯部和所述扭转夹具的轴向相对移动；

控制器，其构造成控制所述旋转驱动机构和所述驱动机构，使得通过分别执行如下步骤从而当沿所述周向观察时，所述长远端部布置在相邻的短远端部之间：

在所述长远端部至少部分地插入所述第二容纳凹部内并且所述短远端部没有插入到所述第一容纳凹部中的状态下，执行一次扭转，所述扭转夹具在所述一次扭转中旋转预定量；并且然后，在所述长远端部保持至少部分地插入所述第二容纳凹部中并且所述短远端部至少部分地插入所述第一容纳凹部中的状态下，执行二次扭转，所述扭转夹具在所述二次扭转中的旋转量大于所述预定量。

9.根据权利要求8所述的扭转装置，

其中，所述扭转夹具的直径与在所述多个层中的作为所述径向上的最内层或最外层的一个层相对应，所述长远端部布置在所述一个层中。

10.根据权利要求8或9所述的扭转装置，

其中，在所述一次扭转中，所述扭转夹具所旋转的所述预定量为所述槽的间距的约1/2，并且在所述二次扭转中，所述扭转夹具所旋转的所述旋转量为所述槽的所述间距的一倍以上。

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