CN116896235A - 楔插入装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种楔插入装置，其将楔从轴向一侧朝向另一侧插入到沿定子铁芯的轴向贯通的槽中，该楔配置在插入到槽中的线圈与定子铁芯之间，楔插入装置具备：多个叶片，其在轴向上移动，且配置在定子铁芯的径向内侧，并保持线圈；楔推动器，其使楔从轴向一侧向另一侧移动；以及翅片部，其配置在叶片之间，楔推动器与翅片部连结。

Description

楔插入装置

技术领域

本发明涉及一种楔插入装置。

背景技术

以往，已知有将线圈及楔插入到定子铁芯的槽中来制造定子的方法。例如，在日本特开2000-125521号公报(专利文献1)中公开了一种将环状的线圈及楔插入到定子铁芯的槽中的线圈插入装置。专利文献1的线圈插入装置具备保持线圈的叶片和推压楔的楔推动器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-125521号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人发现，在上述专利文献1的线圈插入装置中，存在叶片发生挠曲的问题。

本发明的目的在于提供一种抑制叶片的挠曲的楔插入装置。

用于解决课题的方案

根据本发明的第一方案，楔插入装置将楔从轴向一侧朝向另一侧插入到沿定子铁芯的轴向贯通的槽中，该楔配置在插入到槽中的线圈与定子铁芯之间，楔插入装置具备：多个叶片，其在轴向上移动，且配置在定子铁芯的径向内侧，并保持线圈；楔推动器，其使楔从轴向一侧向另一侧移动；以及翅片部，其配置在叶片之间，楔推动器与翅片部连结。

发明效果

本发明能够提供一种抑制叶片的挠曲的楔插入装置。

附图说明

图1是第一实施方式的定子的与轴向垂直的剖面的示意图。

图2是第一实施方式的楔插入装置的示意图。

图3是第一实施方式的楔插入装置的侧视图。

图4是第一实施方式的楔插入方法的流程图。

图5是表示第一实施方式的楔插入方法的示意图。

图6是表示第一实施方式的楔插入方法的示意图。

图7是表示第一实施方式的楔插入方法的示意图。

图8是将现有技术的楔插入装置与第一实施方式的楔插入装置进行比较的示意图。

图9是第二实施方式的楔插入装置的立体图。

图10是第二实施方式的楔插入装置的侧视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的参照符号，不重复其说明。

另外，在以下的说明中，将定子1的中心轴延伸的方向、即槽21的贯通方向设为“轴向”。将沿轴向的一侧设为下(后)侧，将另一侧设为上(前)侧。上下(前后)方向是为了确定位置关系而使用的，并不限定实际的方向。即，下方向不一定意味着重力方向。轴向没有特别限定，包括铅垂方向、水平方向、与这些方向交叉的方向等。

另外，将与定子1的中心轴正交的方向设为“径向”。并且，将沿着以定子1的中心轴为中心的圆弧的方向设为“周向”。

另外，对于在以下的说明中使用的附图，出于强调特征部分的目的，有时为了方便而将成为特征的部分放大示出。因此，各构成要素的尺寸及比率未必与实际相同。另外，出于同样的目的，有时省略不成为特征的部分而进行图示。

[第一实施方式]

(定子)

如图1所示，定子1是马达的构成部件，与未图示的转子相互作用而产生旋转转矩。本实施方式的定子1被设为跨越几个槽21而卷绕线圈10的分布绕组。定子1具备线圈10、定子铁芯20、楔30和绝缘纸40。

＜定子铁芯＞

定子铁芯20形成为中空的圆柱形状。定子铁芯20通过重叠薄的硅钢板而形成。在定子铁芯20上放射状地形成有多个齿23。在齿23彼此之间形成有槽21。齿23经由槽21沿径向延伸。在槽21上形成有作为径向开口部的槽开口22。本实施方式的定子铁芯20是一体型的定子铁芯。

＜线圈＞

线圈10是将线圈线卷绕成环状而形成的。本实施方式的线圈线是圆线，但没有特别限定，也可以是扁线等。

线圈10具有两个线圈边部和线圈搭接部。两个线圈边部收纳在槽21中。具体而言，收纳一个线圈边部的槽21与收纳另一个线圈边部的槽21不同。收纳一个线圈边部的槽21和收纳另一个线圈边部的槽21可以如图1所示隔着其他槽沿周向配置，也可以相邻(未图示)。

＜楔＞

楔30配置在配置于槽21内的线圈10与槽开口22之间。楔30堵塞槽开口22。楔30将定子铁芯20与线圈10绝缘。楔30的轴向长度大于槽21的轴向长度。

本实施方式的楔30在轴向观察时为U字形状。详细而言，包括沿周向延伸的周向部和从周向部的两端部朝向径向外侧延伸的两个径向部。周向部和径向部可以由一个部件构成，也可以连接互不相同的部件。

＜绝缘纸＞

绝缘纸40覆盖插入到槽21中的线圈10。绝缘纸40沿着在槽21中划分除径向内侧以外的空间的齿而配置。本实施方式的绝缘纸40为U字形状。在图1中，绝缘纸40的开口和楔30的开口是彼此相反的方向。

(楔插入装置)

参照图1～图3，对楔插入装置100进行说明。另外，图2是减少构成楔插入装置100的楔推动器140等的数量而简略示出的剖视图。图2以示出各部件的位置关系为目的，将各部件的一部分不接触地分离示出。另外，在图2中，用实线示出脱模器120，另一方面，仅将配置在槽21中的一个楔30用虚线示出。图3是将构成楔插入装置100的一个楔推动器140、一个翅片部150以及一个楔引导件130放大示出的侧视图。楔插入装置100将配置在插入到槽21中的线圈10与定子铁芯20之间的楔30从轴向一侧朝向另一侧插入到沿定子铁芯20的轴向贯通的槽21中。

本实施方式的楔插入装置100兼用作线圈插入装置，该线圈插入装置能够将线圈10从轴向一侧朝向另一侧插入到槽21中，所述线圈10是将线圈线卷绕成环状而形成的。详细而言，本实施方式的楔插入装置100以跨越定子铁芯20的多个槽21的方式从各个槽开口22插入线圈10。

如图2所示，楔插入装置100具备：叶片110、脱模器120、楔引导件130、楔推动器140、翅片部150和连结部160。

＜叶片＞

如图2所示，叶片110保持线圈10。叶片110在定子铁芯20的径向内侧沿定子铁芯20的周向配置，并沿轴向延伸。通过叶片110，能够将线圈10容易地插入到槽21中。

叶片110沿轴向移动。本实施方式的叶片110是沿轴向移动的可动叶片。

叶片110沿定子铁芯20的周向排列配置。在此，叶片110经由多个齿23而配置。详细而言，多个叶片110与齿23对应地配设在同一圆周上。

用两个叶片110保持一个线圈边部。叶片110将被后述的脱模器120钩挂住的线圈10沿轴向及径向引导至槽21。

叶片110具有配置在槽开口22中的形状。叶片110是沿轴向延伸的棒状部件。

本实施方式的叶片110的径向外侧端缘位于比定子铁芯20的径向内侧端缘靠径向内侧，但也可以位于比定子铁芯20的径向内侧端缘靠径向外侧。

＜脱模器＞

脱模器120是使线圈10移动的线圈移动机构。脱模器120配置在定子铁芯20的径向内侧，沿轴向移动。脱模器120将线圈10从轴向一侧朝向另一侧插入。脱模器120与线圈10接触。利用脱模器120，线圈10在定子铁芯20的径向内侧沿轴向移动，并且线圈10的一部分从槽开口22插入到槽21内部。具体而言，脱模器120钩挂住线圈10的径向内侧，将线圈10沿着叶片110提起。脱模器120既可以与叶片110一起向轴向另一侧移动，也可以不与叶片110一起向轴向另一侧移动。

环状的线圈10的径向的内侧钩挂于脱模器120。在脱模器120中钩挂线圈的部分的直径是保持线圈10的叶片110之间的距离。

本实施方式的脱模器120的径向外侧端缘位于比定子铁芯20的径向内侧端缘靠径向内侧的位置，但也可以位于比定子铁芯20的径向内侧端缘靠径向外侧的位置。

脱模器120具有配置在槽开口22中的形状。在本实施方式中，脱模器120的轴向另一侧的端部为半球状。脱模器120的轴向另一侧的端面是曲面。

＜楔引导件＞

楔引导件130收纳楔30。楔引导件130将楔30引导到槽21中。

楔引导件130配置在定子铁芯20的轴向一侧，且配置在相邻的槽21之间。楔引导件130沿轴向延伸。在本实施方式中，配置有多个楔引导件130。

＜楔推动器＞

楔推动器140使楔30从轴向一侧向另一侧移动。具体而言，楔推动器140固定在楔30上。

楔推动器140沿轴向延伸。在本实施方式中，配置有多个楔推动器140。

楔推动器140在轴向上具有一侧端面141和另一侧端面142。另一侧端面142安装在楔30的轴向一侧。

楔推动器140沿轴向移动。由此，使楔30沿轴向移动。基于楔推动器140的楔30的插入方向与线圈10的插入方向相同。

＜翅片部＞

翅片部150配置在叶片110之间。楔推动器140与翅片部150连结。因此，在利用楔推动器140将楔30插入到槽21中时，与楔推动器140连结的翅片部150能够支撑叶片110。因此，在将楔30插入到槽21中时，能够抑制叶片110的挠曲。

翅片部150位于楔推动器140的径向内侧。在此，翅片部150与楔推动器140的径向中央部连结。

一个翅片部150配置在相邻的叶片110之间。因此，一个翅片部150在周向一端支撑相邻的两个叶片110。在此，在多个叶片110之间配置有多个翅片部150。即，在一个叶片110的周向两端配置有两个翅片部150。因此，两个翅片部150在周向两端支撑一个叶片110。

在图2中，翅片部150沿着叶片110而在径向上延伸。翅片部150与叶片110的周向端部接触。

详细而言，翅片部150的周向外侧面具有沿着叶片110的周向外侧面的形状。因此，翅片部150与叶片110面接触。在本实施方式中，翅片部150的周向外侧面与叶片110的周向外侧面滑动。

翅片部150沿轴向延伸。翅片部150在轴向上具有一侧端面151和另一侧端面152。

如图3所示，翅片部150的一侧端面151位于比楔推动器140的另一侧端面142靠轴向一侧。在轴向上，在楔推动器140的作为与楔30的接触面的另一侧端面152上，对叶片110施加负荷。但是，在此，翅片部150的一侧端面151位于比楔推动器140的另一侧端面142靠轴向一侧，因此翅片部150能够支撑楔推动器140的与楔30的接触面附近。因此，能够有效地抑制叶片110的挠曲。

翅片部150的另一侧端面152位于比楔推动器140的另一侧端面142靠轴向另一侧。在轴向上，在楔推动器140的作为与楔30的接触面的另一侧端面142上，对叶片110施加负荷。但是，在此，翅片部150的另一侧端面152位于比楔推动器140的另一侧端面142靠轴向另一侧，因此翅片部150能够支撑楔推动器140的与楔30的接触面附近。因此，能够有效地抑制叶片110的挠曲。

这样，在楔推动器140中，与楔30接触的另一侧端面142的轴向位置位于翅片部150的一侧端面151与另一侧端面152之间。另外，在本实施方式中，翅片部150在侧视下与楔推动器140的整体重叠。

在图3中，翅片部150的一侧端面151的轴向位置与楔推动器140的一侧端面141的轴向位置相同。翅片部150的另一侧端面152位于比楔推动器140的另一侧端面142靠轴向另一侧。

如图2所示，翅片部150的径向内侧端缘153位于叶片110的径向内侧。由此，能够增加翅片部150与叶片110的接触面积，因此，在将楔30插入到槽21中时，能够进一步抑制叶片110的挠曲。

在本实施方式中，翅片部150的径向宽度比叶片110的径向宽度大。翅片部150的周向宽度比叶片110的周向宽度小。

另外，在本实施方式中，翅片部150的径向宽度比楔推动器140的径向宽度大。翅片部150的周向宽度比楔推动器140的周向宽度小。

＜连结部＞

连结部160连结多个翅片部150。连结部160配置在翅片部150的径向内侧。通过连结部160能够提高翅片部150的强度，因此能够进一步抑制叶片110的挠曲。

在图2中，连结部160沿着叶片110而在周向上延伸。连结部160与叶片110的径向内侧端部接触。通过翅片部150和连结部160，能够从周向及径向支撑叶片110。

另外，连结部160可以与翅片部150为一个部件，也可以连接互不相同的部件。

连结部160连结相邻的翅片部150。在本实施方式中，一个连结部160连结相邻的两个翅片部150。由此，能够利用相邻的两个翅片部150和连结部160支撑一个叶片110。详细而言，能够利用两个翅片部150支撑一个叶片110的周向两侧，并且利用连结部160支撑一个叶片的径向内侧。

另外，在本实施方式中，第一叶片110由两个翅片部150及一个连结部160支撑，第一叶片110的周向相邻的第二叶片110由两个翅片部150支撑。

连结部160的径向宽度R160的最小值为翅片部150的周向宽度C150的最大值以上。由此，能够提高连结部160的强度，因此在将楔30插入到槽21中时，能够进一步抑制叶片110的挠曲。

另外，在连结部160中，径向宽度R160比周向宽度小。因此，连结部160的周向宽度的最大值比翅片部150的周向宽度C150的最大值大。

连结部160的径向外侧面161具有沿着叶片110的径向内侧面111的形状。由此，能够增加翅片部150与叶片110的接触面积，因此，在将楔30插入到槽21中时，能够进一步抑制叶片110的挠曲。

在此，连结部160的径向外侧面161具有沿着叶片110的径向内侧面111弯曲的形状。连结部160与叶片110面接触。在本实施方式中，连结部160的径向外侧面161与叶片110的径向内侧面111滑动。

另外，连结部160的一侧端面的轴向位置与翅片部150的一侧端面151的轴向位置相同。连结部160的另一侧端面的轴向位置与翅片部150的另一侧端面152的轴向位置相同。

(楔插入方法)

接着，参照图1～图7对本实施方式的楔插入方法进行说明。楔插入方法是使用了上述楔插入装置100的楔30的插入方法。在本实施方式中，使用楔插入装置100将楔30和线圈10插入到槽21中。另外，图4是表示楔插入方法的流程图。图5～图7示意性地示出了将楔插入装置100中的插入线圈的部件沿轴向切断的状态。通过楔插入装置100，按照图5～图7的顺序将线圈10插入到槽21中。另外，在图5～图7中，省略了绝缘纸40的图示。

首先，如图4所示，将楔插入装置100设置于定子铁芯20(步骤S1)。在该步骤S1中，如图5所示，在定子铁芯20的轴向一侧配置楔插入装置100。

详细而言，以被保持在多个叶片110之间的方式配置线圈10。另外，在多个叶片110的径向的中央且轴向一侧配置脱模器120。进而，以被楔引导件130及楔推动器140支撑的方式配置楔30。

接着，使脱模器120从轴向一侧向另一侧移动(步骤S2)。在该步骤S2中，脱模器120与叶片110一起向轴向另一侧移动。另外，伴随着脱模器120的移动，使楔引导件130和楔推动器140从轴向一侧向另一侧移动。

通过移动叶片110及脱模器120，如图6及图7所示，能够将线圈10插入到定子铁芯20的槽21中(步骤S3)。

另外，使楔引导件130从轴向一侧向另一侧移动，将楔30引导至槽21。然后，使楔推动器140、翅片部150及连结部160从轴向一侧向另一侧移动。通过移动楔推动器140，能够将楔30插入到槽21中(步骤S3)。另外，通过移动翅片部150和连结部160，能够支撑叶片110。在此，翅片部150和连结部160配合叶片110的移动而移动。

接着，将楔插入装置100从定子铁芯20拆下(步骤S4)。具体而言，使脱模器120朝向轴向一侧移动。

通过实施以上的工序(步骤S1～S4)，能够将线圈10和楔30插入到沿定子铁芯20的轴向贯通的多个槽21中。其结果是，能够制造图1所示的定子1。

另外，虽然在图5～图7中未图示绝缘纸40，但还具备用绝缘纸40覆盖插入到槽21中的线圈10的工序。在该工序中，也可以预先在槽21中配置绝缘纸40，并将线圈10插入到槽21中。另外，也可以将覆盖有绝缘纸40的线圈10插入到槽21中。

(作用效果)

参照图8，对本实施方式的楔插入装置100的作用效果进行说明。在图8中，左侧示意性地示出了以往的楔插入装置300，右侧示意性地示出了本实施方式的楔插入装置100。以往的楔插入装置300不具备本实施方式的翅片部150和连结部160。

本发明的发明人发现，在叶片110中发生挠曲的问题是由以下现象引起的。具体而言，如图8所示，在插入高占空系数的W相的线圈10W时，利用先插入的U相及V相的线圈10U、10V的线圈末端，将楔引导件130向内径侧推压。由此，由于叶片110被向内径侧推压，所以叶片110发生挠曲。

在图8中，楔插入装置100、300还包括保持叶片110的叶片台座170。叶片110的轴向一侧端部由叶片台座170保持，叶片110的轴向另一侧端部由脱模器120按压，因此叶片110的轴向上的中间部分挠曲。因此，由于楔引导件130挠曲，所以楔推动器140也挠曲。当楔推动器140的轴向另一侧端部挠曲时，楔推动器140支撑的楔30弯曲。因此，也产生楔30压曲的问题。

针对该问题，本实施方式的楔插入装置100具备配置在叶片110之间且与楔推动器140连结的翅片部150。通过翅片部150，能够沿径向保持叶片110。因此，在通过脱模器120将线圈10插入到槽21中时，与楔推动器140连结的翅片部150能够从径向支撑叶片110的中间部分。因此，在插入高占空系数的W相的线圈10W时，即使利用先插入的U相及V相的线圈10U、10V的线圈末端将楔引导件130向内径侧推压，也能够抑制叶片110的挠曲。

进而，在本实施方式的楔插入装置100中，能够抑制楔推动器140的轴向另一侧的端部发生挠曲。因此，能够抑制楔推动器140支撑的楔30的压曲。

特别是，当楔推动器140的作为与楔30的接触面的另一侧端面142位于翅片部150的一侧端面151与另一侧端面152之间时，即使楔引导件130被向内径侧推压，也能够通过翅片部150进一步抑制叶片110的挠曲。由此，能够进一步抑制楔推动器140的挠曲，因此能够进一步抑制楔推动器140的另一侧端面142支撑的楔30的压曲。在还具备连结多个翅片部150的连结部160的楔插入装置中，该效果更大。

进而，由于翅片部150支撑叶片110，所以能够抑制叶片110的弯曲，因此能够容易地将楔30插入到槽21中。

[第二实施方式]

图9是概略地示出构成第二实施方式的楔插入装置200的楔推动器240、翅片部250及连结部260的立体图。图10是概略地示出楔推动器240、翅片部250及连结部260的侧视图。图9及图10所示的第二实施方式的楔插入装置200基本上是与第一实施方式的楔插入装置100相同的结构，但连结部260不同。

本实施方式的楔推动器240及翅片部250与第一实施方式的楔推动器140及翅片部150相同。本实施方式的连结部260在将多个翅片部250全部连结这一点上与第一实施方式的连结部160不同。由此，能够提高连结部260的强度，因此能够进一步抑制叶片110的挠曲。另外，由于能够使连结部260、翅片部250及楔推动器240沿轴向移动，因此它们的移动容易。

具体而言，连结部260为环状。在图9中，连结部260在轴向观察时具有圆形的中空部。另外，连结部260支撑所有的多个叶片110。因此，在所有的多个叶片110中，周向两端由翅片部150支撑，径向内侧由连结部160支撑。

(变形例1)

在上述第一实施方式及第二实施方式中，列举出了连结部160、260连结相邻的翅片部150、250的例子，但并不限定于此，也可以是一个连结部连结不相邻的翅片部。

(变形例2)

在上述第一实施方式及第二实施方式中，楔推动器140、240、翅片部150、250及连结部160、260的轴向一侧的位置相同，但并不限定于此。另外，翅片部150、250和连结部160、260的轴向另一侧的位置相同，但并不限定于此。

(变形例3)

在上述实施方式中，如图1所示，插入线圈的两个槽21被设为夹着四个槽21的一个槽21和另一个槽21，但并不限定于此。

(变形例4)

在上述实施方式中，以在两个槽21中插入一个线圈10和楔30的方法为例进行了说明。也可以在四个以上的槽21中同时插入线圈10和楔30。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是示例，而不是限制性的。本发明的范围不是上述实施方式，而是由权利要求书示出，旨在包含与权利要求书均等的意义及范围内的所有变更。

符号说明

1—定子；10—线圈；20—定子铁芯；21—槽；30—楔；100、200—楔插入装置；110—叶片；140、240—楔推动器；141、151—一侧端面；142、152—另一侧端面；150、250—翅片部；153—径向内侧端缘；160、260—连结部；161—径向外侧面。

Claims (9)

1.一种楔插入装置，其将楔从轴向一侧朝向另一侧插入到沿定子铁芯的轴向贯通的槽中，该楔配置在插入到所述槽中的线圈与所述定子铁芯之间，

所述楔插入装置的特征在于，具备：

多个叶片，其沿轴向移动，且配置在所述定子铁芯的径向内侧，并保持所述线圈；

楔推动器，其使所述楔从轴向一侧向另一侧移动；以及

翅片部，其配置在所述叶片之间，

所述楔推动器与所述翅片部连结。

2.根据权利要求1所述的楔插入装置，其特征在于，

所述翅片部的一侧端面位于比所述楔推动器的另一侧端面靠轴向一侧。

3.根据权利要求1或2所述的楔插入装置，其特征在于，

所述翅片部的另一侧端面位于比所述楔推动器的另一侧端面靠轴向另一侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的楔插入装置，其特征在于，

所述翅片部的径向内侧端缘位于所述叶片的径向内侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的楔插入装置，其特征在于，

在所述叶片之间配置有多个所述翅片部，

还具备连结多个所述翅片部的连结部，

所述连结部配置在所述翅片部的径向内侧。

6.根据权利要求5所述的楔插入装置，其特征在于，

所述连结部连结相邻的所述翅片部。

7.根据权利要求5或6所述的楔插入装置，其特征在于，

所述连结部的径向宽度的最小值为所述翅片部的周向宽度的最大值以上。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的楔插入装置，其特征在于，

所述连结部的径向外侧面具有沿着所述叶片的径向内侧面的形状。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的楔插入装置，其特征在于，

所述连结部连结所有的所述多个翅片部。