CN117791990A - 定子的制造方法及定子制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的问题是，提供一种定子的制造方法，可以将装配于定子铁心的插槽中的多个分段线圈的直线部维持直立姿势不紊乱地接合，从而可以提高定子的精度。为了解决上述问题，本发明提供一种定子的制造方法，在借由多个分段线圈的直线部来形成线圈端部的定子中，该直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心的插槽内并从定子铁心的其中一端面突出，将线圈端部处的插槽内的在径向上邻接的一对直线部的端部彼此接合，并且，在使线圈端部处的多层的直线部之中的至少一个层间在径向上扩宽的状态下，从周向上对沿定子铁心的径向排列的直线部的端部附近进行支承并将端部彼此接合。

Description

定子的制造方法及定子制造装置

技术领域

本发明涉及一种定子的制造方法及定子制造装置。

背景技术

以往，已知有一种定子，借由将多个分段线圈的直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心的插槽内，并将从定子铁心的其中一端面突出的多个直线部弯折，而形成了线圈端部(例如，参照专利文献1)。

在线圈端部，在径向上邻接的一对直线部的端部彼此被焊接而接合。接合时，构成线圈端部的多个直线部的端部被夹持治具从周向上夹持并支承，一对一对地在径向上对齐。因此，可以有效率地进行焊接作业。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本专利第6549872号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

一般而言，插槽的沿定子铁心的径向的尺寸形成得比将插入至插槽内的所有的直线部沿定子铁心的径向捆束来排列时的长度长。这是为了容易将分段线圈的多个直线部插入至插槽内。即使将所有的直线部插入至插槽内，在插槽内也会稍微形成间隙。因此，在夹持治具夹持直线部时，被夹持的分段线圈被沿定子铁心的周向拉拽，由此，有时插槽内的直线部的直立姿势紊乱而向径向倾倒。如果直线部的直立姿势紊乱，则有可能由于倾倒的直线部的角部与其他直线部碰撞，而使覆盖分段线圈的表面的绝缘覆膜受损，使定子的精度下降。

本发明的目的在于，提供一种定子的制造方法及定子制造装置，可以将装配于定子铁心的插槽中的多个分段线圈的直线部维持直立姿势不紊乱地接合，从而可以提高定子的精度。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的定子的制造方法，是在借由多个分段线圈(例如，后述的分段线圈30)的直线部(例如，后述的直线部31)来形成线圈端部(例如，后述的线圈端部300)的定子(例如，后述的定子1)中，该直线部以沿径向(例如，后述的Y方向)排列多层(例如，后述的1T层～8T层)的方式插入至定子铁心(例如，后述的定子铁心2)的插槽(例如，后述的插槽22)内并从前述定子铁心的其中一端面(例如，后述的端面2b)突出，将前述线圈端部处的前述插槽内的在径向上邻接的一对前述直线部的端部(例如，后述的立起部312)彼此接合，并且，在使前述线圈端部处的前述多层的前述直线部之中的至少一个层间在径向上扩宽的状态下，从周向(例如，后述的X方向)上对沿前述定子铁心的径向排列的前述直线部的前述端部附近进行支承并将前述端部彼此接合。

(2)在上述(1)所述的定子的制造方法中，可选地，借由从前述定子铁心的前述其中一端面侧将环状的间隔部件(例如，后述的间隔部件5)插入至前述至少一个层间，而使前述层间在径向上扩宽。

(3)本发明的定子制造装置(例如，后述的定子制造装置4)，在借由以多个分段线圈(例如，后述的分段线圈30)的直线部(例如，后述的直线部31)来形成线圈端部(例如，后述的线圈端部300)的定子(例如，后述的定子1)中，该直线部沿径向(例如，后述的Y方向)排列多层(例如，后述的1T层～8T层)的方式插入至定子铁心(例如，后述的定子铁心2)的插槽(例如，后述的插槽22)内并从前述定子铁心的其中一端面(例如，后述的端面2b)突出，将前述线圈端部处的前述插槽内的在径向上邻接的一对前述直线部的端部(例如，后述的立起部312)彼此接合，并且该定子制造装置包括：环状的间隔部件(例如，后述的间隔部件5)，借由从前述定子铁心的前述其中一端面侧，插入至前述线圈端部处的前述多层的前述直线部之中的至少一个层间，而使前述层间在径向上扩宽；及，夹持治具(例如，后述的夹持治具6)，从周向(例如，后述的X方向)上对前述层间在径向上进行了扩宽的状态的前述线圈端部处的沿前述定子铁心的径向排列的前述直线部的前述端部附近进行支承。

(4)在上述(3)所述的定子制造装置中，可选地，前述夹持治具具有从周向上对前述直线部的前述端部附近进行夹持的一对夹持件主体(例如，后述的夹持件主体61)，前述一对夹持件主体分别具备多个导引突起(例如，后述的导引突起611,612)，所述多个导引突起借由从周向上对前述直线部的前述端部附近进行夹持，使要被接合的一对前述直线部的前述端部彼此以相互接近的方式在径向上移动，前述多个导引突起之中，配置于与被前述间隔部件扩宽的前述层间对应的部位的前述导引突起(例如，后述的导引突起612)的径向的宽度，比配置于其他部位的前述导引突起(例如，后述的导引突起611)的径向的宽度更大。

(发明的效果)

根据本发明，可以提供一种定子的制造方法及定子制造装置，可以将装配于定子铁心的插槽中的多个分段线圈的直线部维持直立姿势不紊乱地接合，从而可以提高定子的精度。

附图说明

图1是本实施方式的定子的立体图。

图2是本实施方式的定子的分解立体图。

图3是绘示在本实施方式的定子中的定子铁心的插槽中插入经捆束的分段线圈的情形的立体图。

图4是绘示在本实施方式的定子中的定子铁心的插槽中插入了所有的分段线圈的状态的立体图。

图5是绘示在本实施方式的定子中的插槽内排列有8层直线部的状态的图。

图6是放大绘示本实施方式的定子的其中一端面处的线圈端部的一部分的立体图。

图7是分解绘示本实施方式的定子制造装置的概略构造的立体图。

图8是本实施方式的间隔部件的平面图。

图9是沿着图8中的A-A线的剖面图。

图10是绘示在本实施方式的定子的线圈端部插入有间隔部件而扩宽了层间的状态的平面图。

图11是绘示本实施方式的夹持治具的其中一夹持件主体的立体图。

图12是使本实施方式的一对夹持件主体相向配置的夹持治具的平面图。

图13是绘示利用本实施方式的夹持治具来对分段线圈的直线部进行支承前的状态的平面图。

图14是绘示利用本实施方式的夹持治具来对分段线圈的直线部进行支承后的状态的平面图。

图15A是对本实施方式的定子的制造方法及定子制造装置的效果进行说明的图。

图15B是对因现有的定子的制造方法而产生了直线部的倾倒的状态进行说明的图。

图16是绘示由本实施方式的夹持治具支承着的分段线圈的直线部的端部彼此被接合的状态的平面图。

具体实施方式

以下，参照图式对本实施方式的定子的制造方法及定子制造装置进行详细说明。首先，参照图1～图5对定子1进行说明。定子1例如是旋转电机的定子，构成为包括定子铁心2及装配于定子铁心2的分段线圈组3。

定子铁心2具有圆环部21，所述圆环部21由层叠多个薄壁的铁心板而成的层叠体构成。圆环部21具有：在轴向上贯通中心的轴孔20；以及，配置于轴孔20的周围，在定子铁心2的轴向上贯通的多个插槽22。插槽22沿着圆环部21的周向以固定的间隔放射状排列，且具有朝向轴孔20以小宽度开口的开口部22a。

此外，在定子1及定子铁心2中，如图中的箭头所示，周向是排列插槽22的X方向。径向是沿着放射方向的Y方向。轴向是贯通轴孔20的Z方向。

分段线圈组3是多个分段线圈30的集合体。分段线圈30例如借由将剖面为矩形状的扁平线构成的导体成形为大致U字形状而构成。分段线圈30如图2及图3所示，分别具有一对平行的直线部31、及连结该一对直线部31的其中一端部彼此的连结部32。在本实施方式中，如图3所示，四根分段线圈30沿定子铁心2的径向层叠并被捆束。经捆束的四根分段线圈30借由将其中一直线部31与另一直线部31分别沿着轴向插入至两个插槽22,22而装配于定子铁心2。插入至插槽22的各分段线圈30的直线部31,31如图4所示，从定子铁心2的插入侧的端面2a的相反侧的端面(其中一端面)2b以直立的方式突出。

在本实施方式中，在一个插槽22中，以沿定子铁心2的径向排列的方式，插入经捆束的四根分段线圈30的直线部31、及另行捆束的四根分段线圈30的直线部31。由此，如图5所示，在插槽22内，分别沿径向排列8根直线部31。在各插槽22内的8根直线部31中，配置于定子铁心2的径向的同一位置的多个直线部31形成一个层。因而，在本实施方式的定子铁心2上，从径向内方朝向外方，装配由1T层～8T层构成的8层构造的分段线圈组3。

插槽22的沿定子铁心2的径向的尺寸，比将8根直线部31沿定子铁心2的径向捆束排列时的尺寸更大。因此，即使将8根直线部31以沿径向排列的方式插入至插槽22内，在插槽22内也会存在直线部31能稍微移动的间隙。此外，虽会在定子铁心2的插槽22内分别插入绝缘部件，但在各图中，省略了绝缘部件的图示。

在将所有的分段线圈30插入至定子铁心2的所有的插槽22中后，从定子铁心2的端面2b突出的直线部31如图6所示，分别在定子铁心2的周向上弯折而形成线圈端部300。形成线圈端部300的各直线部31分别具有沿定子铁心2的周向倾斜地弯折的斜行部311、及斜行部311的前端侧以沿定子铁心2的轴向立起的方式弯折而成的立起部312。

配置于各插槽22内的径向的同一位置的直线部31的斜行部311以弯折方向为同一方向的方式弯折，且在径向上相邻的直线部31,31的斜行部311,311以弯折方向互相为相反方向的方式弯折。在经弯折的同相的分段线圈30中，直线部31,31的立起部312,312彼此在径向上对齐。其后，立起部312,312彼此借由后述的定子制造装置4所具有的焊枪42(参照图7)焊接而接合。

分段线圈30整体如图6所示，被树脂制的绝缘覆膜3A包覆。但是，仅对于分段线圈30各自的直线部31的前端部31a，将遍及其规定的长度上的绝缘覆膜3A完全剥离。由此，在直线部31的前端部31a分别形成了覆膜剥离部3B。立起部312仅借由覆膜剥离部3B而形成。

接下来，参照图7～图12对定子制造装置4的构造进行说明。定子制造装置4将从定子铁心2的端面2b突出的线圈端部300的各立起部312接合。由此制造定子1。

如图7所示，定子制造装置4具有对定子1进行固定的固定治具41、焊枪42、间隔部件5及夹持治具6。焊枪42借由钨惰性气体(Tungsten Inert Gas,TIG)焊接等将一对立起部312,312焊接。

间隔部件5借由不锈钢等金属材料而形成为环状。间隔部件5设置为能够借由未图示的升降装置或作业者的手工作业而插入至从定子铁心2的端面2b突出的线圈端部300的层间。间隔部件5如图8及图9所示，具有间隔件主体51及多个耳部52。

间隔件主体51形成为圆筒状。间隔件主体51的轴向(Z方向)的长度比从定子铁心2的端面2b突出的线圈端部300的轴向的突出高度稍短。因而，在间隔部件5以前端与定子铁心2的端面2b抵接的方式插入至线圈端部300的层间时，线圈端部300的立起部312比间隔部件5更突出。因此，确保了后述的夹持治具6的夹持部位。

间隔件主体51的径向的板厚具有与插入了8根直线部31的插槽22内残留的间隙相当的厚度以上的厚度。因而，在间隔件主体51插入至线圈端部300的层间时，线圈端部300的两个层被分别向插槽22的径向内方与外方按压。如图9所示，为了改善向线圈端部300的层间的插入性，间隔件主体51的下端部51a形成为尖细状。

耳部52配置于间隔件主体51的上端部，并向径向外侧延伸。本实施方式的间隔部件5具有在间隔件主体51的周向上以90度的角度配置的四个耳部52。耳部52是成为间隔部件5安装于未图示的升降装置时的固定部的部位，或者成为由作业者操作时的操作部的部位。耳部52分别形成为小宽度的矩形板状。耳部52的周向的宽度具有能收纳于在线圈端部300的周向上相邻的立起部312,312间的程度的宽度。

间隔部件5从定子铁心2的端面2b侧插入至线圈端部300的任一层间。如图10所示，在本实施方式中，间隔部件5插入至由8层直线部31构成的线圈端部300之中的4T层与5T层之间。但是，间隔部件5只要插入至线圈端部300的至少一个层间即可，也可以分别插入至两个以上的层间。

插入至线圈端部300的层间的间隔部件5的各耳部52配置于在定子铁心2的周向上相邻的立起部312,312之间。此时，借由间隔部件5的间隔件主体51，将1T层～4T层向插槽22内的径向内方按压，将5T层～8T层向插槽22内的径向外方按压。由此，插入至插槽22内的分段线圈30的8层的直线部31被划分为各具有四层的两个层。该两个层间借由间隔部件5的间隔件主体51而被在定子铁心2的径向上扩宽。

夹持治具6借由一对夹持件主体61,61而构成。一对夹持件主体61,61为左右对称结构，因此参照图11，对一个夹持件主体61进行说明。夹持件主体61借由不锈钢等金属材料沿着定子铁心2的径向形成为长条的棒状。在夹持件主体61的长度方向的两端部分别设置有一体成形的安装部62,62，所述安装部62,62用于借由螺栓63(参照图13～图15)安装于未图示的夹持件驱动装置。

在夹持件主体61上，在与另一夹持件主体61相向的面61a上，具有多个导引突起611,612。详细而言，在夹持件主体61的面61a上，一体地形成两个导引突起611与一个导引突起612。一个导引突起612配置于夹持件主体61的长度方向的大致中央部。具体而言，导引突起612配置于与插入至线圈端部300的间隔部件5的间隔件主体51的正上方对应的位置。导引突起611在夹持件主体61的长度方向上的导引突起612的两侧，空开规定的间隔，各配置一个。

导引突起611,612均在定子铁心2的径向上具有两个倾斜面，以形成为朝向另一夹持件主体61尖细状地突出的大致三角形状或大致梯形状。如图12所示，导引突起612的沿定子铁心2的径向的宽度W1比两个导引突起611,611的宽度W2更大。在安装部62,62的附近的夹持件主体61的两端部，在两个导引突起611,611的外侧，空开规定的间隔，形成有与导引突起611的其中一倾斜面相向的倾斜面613,613。由此，如图11所示，在夹持件主体61的面61a上的导引突起611与倾斜面613之间、以及导引突起611与导引突起612之间，形成对所夹持的一对立起部312,312分别进行导引并收容的收容槽614。

如图13所示，对于夹持治具6，在以导引突起611,612互相相向的方式配置一对夹持件主体61,61的状态下，从插入了间隔部件5后的线圈端部300的上方加以装配。详细而言，一对夹持件主体61,61配置为可以从定子铁心2的周向的两侧对沿着定子铁心2的径向排列的8根直线部31的立起部312的端部附近进行夹持。各夹持件主体61,61的中央的导引突起612配置于插入至线圈端部300的4T层与5T层之间的间隔件主体51的大致正上方。

如图14所示，当借助未图示的夹持件驱动装置的驱动，一对夹持件主体61,61以关闭的方式工作时，被一对夹持件主体61,61夹持的8根立起部312在导引突起611与倾斜面613之间、以及导引突起611与导引突起612之间分别被夹持各两根。各两根的立起部312被导引突起611,612各自的倾斜面与倾斜面613引导，以互相接近的方式在径向上移动，并被收容于收容槽614内。由此，8根立起部312成为各两根的捆束并在定子铁心2的径向上对齐。

配置于间隔件主体51的大致正上方的导引突起612的宽度W1，比导引突起611的宽度W2更大，因此隔着间隔件主体51而配置的4T层的直线部31的立起部312与5T层的直线部31的立起部312被导引突起612导引，而与插槽22内的直线部31同样地被顺畅地扩宽。

在线圈端部300的4T层与8T层之间，插入有间隔部件5的间隔件主体51。因此，如图15A所示，插槽22内的直线部31在4T层与5T层之间被在定子铁心2的径向上扩宽，分别被向插槽22内的内方端及外方端按压。由此，在定子铁心2的径向的8根立起部312被夹持治具6的一对夹持件主体61,61从周向上紧夹时，即使各分段线圈30被沿定子铁心2的周向拉拽，直线部31的位置也不会在插槽22内偏移。因而，各立起部312的直立姿势不会紊乱。

相对于此，针对不在线圈端部300插入间隔部件5的情况进行说明。该情况下，如图15B所示，当定子铁心2的径向的8根立起部312被夹持治具6的一对夹持件主体61,61从周向上紧夹，由此，分段线圈30被沿定子铁心2的周向拉拽时，直线部31的位置在插槽22内偏移。因此，有时会在一部分的直线部31中发生向定子铁心2的径向的倾倒。此时，有可能由于绝缘覆膜3A和覆膜剥离部3B的边界部3C与其他分段线圈30发生角碰撞，而损伤绝缘覆膜3A。

在借由夹持治具6对8根立起部312进行了紧夹后，借由焊枪42，将对齐的两根立起部312,312焊接。由此，如图16所示，两根立起部312,312在前端形成焊接部100而被接合。同样地，借由将沿定子铁心2的径向排列的各两根的立起部312,312全部接合，而获得定子1。

根据本实施方式的定子制造方法及定子制造装置4，起到以下效果。

本实施方式的定子1的制造方法，是在借由多个分段线圈30的直线部31来形成线圈端部300的定子1中，该直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心2的插槽22内并从定子铁心2的其中一端面2b突出，将线圈端部300处的插槽22内的在径向上邻接的一对直线部31,31的端部即立起部312,312彼此接合，并且，在使线圈端部300处的多层的直线部31之中的至少一个层间在径向上扩宽的状态下，从周向上对沿定子铁心2的径向排列的直线部31的端部附近进行支承并将端部彼此接合。

由此，插槽22内的直线部31中的至少一个层间被在定子铁心2的径向上扩宽，分别被向插槽22内的内方端及外方端按压，因此即使直线部31的端部附近即立起部312的端部附近被紧夹，直线部31也不会在插槽22内偏移，各直线部31的立起部312的直立姿势不会紊乱。因此，可以将直立姿势没有紊乱的状态的分段线圈30的直线部31接合，从而可以提高定子1的精度。

在本实施方式的定子1的制造方法中，借由从定子铁心2的其中一端面2b侧将环状的间隔部件5插入至至少一个层间，而使层间在径向上扩宽。

由此，可以容易地将插槽22内的直线部31在定子铁心2的径向上扩宽，可以可靠地防止直立姿势的紊乱。

本实施方式的定子制造装置4，在借由多个分段线圈30的直线部31来形成线圈端部300的定子1中，该直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心2的插槽22内并从定子铁心2的其中一端面2b突出，将线圈端部300处的插槽22内的在径向上邻接的一对直线部31,31的端部即立起部312,312彼此接合，并且该定子制造装置包括：环状的间隔部件5，借由从定子铁心2的其中一端面2b侧，插入至线圈端部300处的多层的直线部31之中的至少一个层间，而使层间在径向上扩宽；及，夹持治具6，从周向上对层间在径向上进行了扩宽的状态的线圈端部300处的沿定子铁心2的径向排列的直线部31的端部附近即立起部312的端部附近进行支承。

由此，可以容易地将插槽22内的直线部31中的至少一个层间在定子铁心2的径向上扩宽，分别向插槽22内的内方端及外方端按压，因此即使利用夹持治具6将直线部31的端部附近即立起部312的端部附近紧夹，直线部31也不会在插槽22内偏移，各直线部31的立起部312的直立姿势不会紊乱。因此，可以将直立姿势的紊乱得到可靠防止的状态的分段线圈30的直线部31接合，从而可以提高定子1的精度。

在本实施方式的定子制造装置4中，夹持治具6具有从周向上对直线部31的端部附近即立起部312的端部附近进行夹持的一对夹持件主体61,61，一对夹持件主体61,61分别具备多个导引突起611,612，所述多个导引突起611,612借由从周向上对直线部31的端部附近即立起部312的端部附近进行夹持，而使要被接合的一对直线部31的端部即立起部312,312彼此以相互接近的方式在径向上移动，多个导引突起611,612之中，配置于与被间隔部件5扩宽的层间对应的部位的导引突起612的径向的宽度W1，比配置于其他部位的导引突起611的径向的宽度W2更大。

由此，隔着间隔部件5而配置的直线部31,31的立起部312,312之间也被导引突起612导引，而与插槽22内的直线部31,31同样地被顺畅地扩宽。

附图标记

1定子

2定子铁心

2b端面(其中一端面)

22插槽

30分段线圈

31直线部

300线圈端部

4定子制造装置

5间隔部件

6夹持治具

61夹持件主体

611、612导引突起

Claims (4)

1.一种定子的制造方法，在借由多个分段线圈的直线部来形成线圈端部的定子中，该直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心的插槽内并从前述定子铁心的其中一端面突出，将前述线圈端部处的前述插槽内的在径向上邻接的一对前述直线部的端部彼此接合，并且，

在使前述线圈端部处的前述多层的前述直线部之中的至少一个层间在径向上扩宽的状态下，从周向上对沿前述定子铁心的径向排列的前述直线部的前述端部附近进行支承并将前述端部彼此接合。

2.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其中，借由从前述定子铁心的前述其中一端面侧将环状的间隔部件插入至前述至少一个层间，而使前述层间在径向上扩宽。

3.一种定子制造装置，在借由多个分段线圈的直线部来形成线圈端部的定子中，该直线部以沿径向排列多层的方式插入至定子铁心的插槽内并从前述定子铁心的其中一端面突出，将前述线圈端部处的前述插槽内的在径向上邻接的一对前述直线部的端部彼此接合，并且该定子制造装置包括：

环状的间隔部件，借由从前述定子铁心的前述其中一端面侧，插入至前述线圈端部处的前述多层的前述直线部之中的至少一个层间，而使前述层间在径向上扩宽；及，

夹持治具，从周向上对前述层间在径向上进行了扩宽的状态的前述线圈端部处的沿前述定子铁心的径向排列的前述直线部的前述端部附近进行支承。

4.根据权利要求3所述的定子制造装置，其中，前述夹持治具具有从周向上对前述直线部的前述端部附近进行夹持的一对夹持件主体，

前述一对夹持件主体分别具备多个导引突起，所述多个导引突起借由从周向上对前述直线部的前述端部附近进行夹持，使要被接合的一对前述直线部的前述端部彼此以相互接近的方式在径向上移动，

前述多个导引突起之中，配置于与被前述间隔部件扩宽的前述层间对应的部位的前述导引突起的径向的宽度，比配置于其他部位的前述导引突起的径向的宽度更大。