TWI739145B - 旋轉電機之定子之製造方法及旋轉電機 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種能夠容易使磁楔之內周面相對定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均，提昇旋轉電機之效率之旋轉電機之定子之製造方法及旋轉電機。 於旋轉電機之定子3之製造方法中，具有：第1製程，其係將包含磁粉15及未硬化狀態或半硬化狀態之樹脂16之混合物17填充至定子芯7之槽8之開口部11；第2製程，其係利用沿著定子芯7之內周面配置之具有柔軟性之薄片18，使混合物17之內周面相對定子芯7之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均；及第3製程，其係於使混合物17之內周面變得平均之狀態下，將樹脂16硬化，使磁楔14成形。

Description

旋轉電機之定子之製造方法及旋轉電機

本發明係關於一種旋轉電機之定子之製造方法及旋轉電機。

旋轉電機具有旋轉軸、固定於旋轉軸之外周側之轉子、及相隔地配置於轉子之外周側之定子。定子具備定子芯、及插入至形成於定子芯之內周側之複數個槽之線圈。各槽粗略分類具有收納線圈之儲存部、及定子芯之內周面上開口之開口部。先前，已知於各槽之開口部，設有包含具有磁粉及樹脂之混合物之磁楔。藉此，因高頻磁通沿著定子芯之內周面及磁楔之內周面流動，故高頻磁通自定子側向轉子側洩漏得以抑制。因而，可提昇旋轉電機之效率。

專利文獻1係揭示上述旋轉電機之定子之製造方法。於該製造方法中，使用具有較定子芯之內徑尺寸略小之外徑尺寸之注射缸，將包含磁粉及半硬化狀態之樹脂之混合物填充至複數個槽之開口部。此後，將樹脂硬化，使磁楔成形。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭61-026453號公報

然而，上述先前技術中存在如下所述之課題。於專利文獻1之旋轉電機之定子之製造方法中，因存在定子芯之內徑尺寸與注射缸之外徑尺寸之差值，故磁楔之內周面無法相對於定子芯之內周面成為同一圓周面。因此，無法充分地抑制高頻磁通從定子側向轉子側洩漏。又，必須根據定子芯之內徑尺寸，變更注射缸之外徑尺寸。

本發明係鑒於上述狀況，將可容易使磁楔之內周面相對定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均，提昇旋轉電機之效率作為課題之一。

為解決上述課題，而適用申請專利範圍中記載之構成。本發明包含複數個用以解決上述課題之方法，但舉其一例，則本發明係製造包含定子芯、插入至形成於上述定子芯之內周側之複數個槽之線圈、及分別形成於上述定子芯之內周面上開口之上述複數個槽之開口部且包含含有磁粉及樹脂之混合物之複數個磁楔之旋轉電機之定子之方法，且具有：第1製程，其係將包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物填充至上述複數個槽之開口部；第2製程，其係利用沿著上述定子芯之內周面配置之具有柔軟性之薄片，使填充至上述複數個槽之開口部且包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物之內周面相對上述定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均；及第3製程，其係於使上述混合物之內周面變得平均之狀態下，將上述樹脂硬化，使上 述磁楔成形。

根據本發明，可容易使磁楔之內周面相對於定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均，從而提昇旋轉電機之效率。

再者，上述以外之課題、構成及效果藉由以下之說明而明確。

1:旋轉軸

2:轉子

3:定子

4:轉子芯

5:複數個槽

6:複數個導條

7:定子芯

8:槽

9:線圈

10:儲存部

11:開口部

12A:絕緣材(槽襯)

12B:絕緣材(插條)

13:齒部

14:磁楔

15:磁粉

16:樹脂

17:混合物

18:薄片

18A:磁片

19:治具

圖1係表示本發明之一實施形態中之旋轉電機之構造之徑方向剖視圖。

圖2係表示本發明之一實施形態中之旋轉電機之定子之構造之局部放大剖視圖。

圖3係表示本發明之一實施形態中之旋轉電機之定子之製造方法之製程之流程圖。

圖4係表示本發明之一實施形態中之定子芯之槽中被插入絕緣材及線圈之狀態之剖視圖。

圖5係表示沿著本發明之一實施形態中之定子芯之內周面配置之薄片之徑方向剖視圖。

圖6係表示本發明之一實施形態中之薄片之捲繞方法之立體圖。

圖7係表示使用本發明之一實施形態中之薄片使填充至定子芯之槽中之混合物之內周面變得平均之狀態之剖視圖。

圖8係表示使用本發明之第1變化例中之薄片使填充至定子芯之槽中 之混合物之內周面變得平均之狀態且磁粉被吸引至混合物之內周面側之狀態之剖視圖。

圖9係表示沿著本發明之第2變化例中之定子芯之內周面配置之薄片之徑方向剖視圖。

圖10係表示沿著本發明之第3變化例中之定子芯之內周面配置之薄片之徑方向剖視圖。

圖11係表示沿著本發明之第4變化例中之定子芯之內周面配置之薄片之徑方向剖視圖。

圖12係表示沿著本發明之第5變化例中之定子芯之內周面配置之薄片之徑方向剖視圖。

圖13係表示本發明之第6變化例中之薄片之捲繞方法之立體圖。

圖14係表示本發明之第7變化例中之旋轉電機之定子之製造方法之製程之流程圖。

圖15係表示配置於本發明之第7變化例中之定子芯之軸向一側及另一側之治具之側視圖。

一面參照圖式，一面說明本發明之一實施形態。

圖1係表示本實施形態中之旋轉電機之構造之徑方向剖視圖。圖2係表示本實施形態中之旋轉電機之定子之構造之局部放大剖視圖。

本實施形態之旋轉電機係鼠籠式感應電動機，且具備旋轉軸1、固定於旋轉軸1之外周側之轉子2、及相隔地配置於轉子2之外周側之定子3。

轉子2具備：轉子芯4；複數個導條6，其等分別插入至形成於轉子芯4之外周側之複數個槽5中，且於轉子芯4之軸向(圖1中相對紙面垂直之方向)延伸；端環(未圖示)，其配置於轉子芯4之軸向一側，連結複數個導條6之一側端部；及端環(未圖示)，其配置於轉子芯4之軸向另一側，連結複數個導條6之另一側端部。轉子芯4包含軸向上積層而成之複數個電磁鋼板。

定子3具備：定子芯7；及線圈9，其插入至形成於定子芯7之內周側之複數個槽8。定子芯7包含軸向上積層而成之複數個電磁鋼板。線圈9具有插入至槽8中之部分、及從槽8突出至定子芯7之軸向一側及另一側之部分(參照下述之圖15)。而且，若對線圈9供給電力，則定子3產生旋轉磁場，使轉子2及旋轉軸1旋轉。

各槽8粗略分類包含收納線圈9之儲存部10、及於定子芯7之內周面上開口之開口部11。各槽8為半開型，且形成為定子芯7之周向(圖2中為左右方向)中之開口部11之寬度尺寸小於儲存部10之寬度尺寸。於各槽8之儲存部10之內壁設置有絕緣材12A(槽襯)，該絕緣材12A與絕緣材12B(插條)一同地覆蓋線圈9。

於定子芯7之複數個槽8之間，形成有複數個齒部13。若於各槽8之開口部11未設置下述之磁楔14，則因存在於槽8之開口部11中之空氣與齒部13之磁導率之差異，而產生磁通密度之不均。因此，高頻磁通從定子3側向轉子2側洩漏，造成損失。因此，為抑制如此之損失，提昇旋轉電機之效率，而於各槽8之開口部11設置有磁楔14。磁楔14含有包含磁粉15(詳細而言，例如為鐵粉)及樹脂16之混合物17，且磁粉15之體積率達到例如60%。

再者，於本實施形態中，磁楔14設置於各槽8之開口部11及儲存部10之一部分。換言之，磁楔14成為與開口部11之內壁、儲存部10之內壁、及絕緣材12A、12B接觸般之形狀。藉此，即便轉子2之磁吸力發揮作用，磁楔14亦不會從定子芯7之槽8中脫落。

繼而，說明本實施形態之旋轉電機之定子之製造方法。圖3係表示本實施形態中之旋轉電機之定子之製造方法之製程之流程圖。

於步驟S1中，於定子芯7之各槽8中將絕緣材12A、線圈9、及絕緣材12B以此順序插入，並利用清漆等固定該等(參照圖4)。

此後，於步驟S2中，沿著定子芯7之內周面之整體配置具有柔軟性及耐水性之樹脂製之薄片18(參照圖5)。薄片18係四邊形狀，且以捲繞為圓筒狀之狀態(詳細而言，例如圖6所示，以對向之2個邊接觸，並且第1角與第2角接觸，且第3角與第4角接觸之方式捲繞而成之狀態)配置。

此後，於步驟S3中，將包含磁粉15及未硬化狀態或半硬化狀態之樹脂16之混合物17從定子芯7之軸向一側填充至各槽8之開口部11及儲存部10之一部分。此時，若混合物17從各槽8溢出至定子芯7之軸向另一側，則將該溢出之混合物17去除。

此後，於步驟S4中，利用薄片18(詳細而言，以沿著定子芯7之內周面之方式對薄片18施力)，使填充至各槽8中之混合物17之內周面相對定子芯7之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均(參照圖7)。此時，若混合物17從各槽8溢出至定子芯7之軸向一側或另一側，則將該溢出之混合物17去除。

此後，於步驟S5中，利用加熱將樹脂16硬化，使磁楔14成 形。再者，若薄片18不具有耐熱性，則於樹脂16之硬化前將薄片18拆除。另一方面，若薄片18具有耐熱性，則於樹脂16之硬化後拆除薄片18即可。

如上所述，於本實施形態中，可使磁楔14之內周面相對定子芯7之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均。藉此，可抑制高頻磁通從定子3側向轉子2側洩漏，提昇旋轉電機之效率。又，可藉由使用具有柔軟性之薄片18，而容易使磁楔14之內周面變得平均。又，即便定子芯7之內徑尺寸變化，亦可容易地應對。

再者，於上述一實施形態中，以樹脂16為加熱硬化型之情形為例進行了說明，但不限於此，於不脫離本發明之宗旨及技術思想之範圍內可進行變化。例如樹脂16亦可為熱熔融型(即，藉由冷卻而硬化者)。

又，於上述一實施形態中，以磁楔14設置於槽8之開口部11及儲存部10之一部分之情形為例進行了說明，但不限於此，磁楔14亦可僅設置於槽8之開口部11。又，於上述一實施形態中，將以各槽8為半開型，且開口部11之寬度尺寸小於儲存部10之寬度尺寸之方式形成之情形作為例子進行了說明，但不限於此，亦可以各槽8為開放型，且開口部11之寬度尺寸與儲存部10之寬度尺寸相同之方式形成。

又，於上述一實施形態中，雖未特別說明，但亦可於將混合物17填充至各槽8之開口部11之前，對定子芯7之內周面(換言之，齒部13之內周面)塗佈脫模劑。此後，亦可使用黏著劑，將樹脂製之薄片18貼附於定子芯7之內周面。於該情形時，可藉由將薄片18拆除，而容易地將定子芯7之內周面上附著之混合物去除。

又，於上述一實施形態中，以使用樹脂製之薄片18，使填 充至複數個槽8之開口部11中之混合物17之內周面變得平均之情形為例進行了說明，但不限於此，於不脫離本發明之宗旨及技術思想之範圍內可進行變化。亦可例如圖8中所示之第1變化例所述，使用具有柔軟性之磁片18A，使填充至複數個槽8之開口部11中之混合物17之內周面變得平均。於該變化例中，即便不使用黏著劑，亦可將磁片18A貼附於定子芯7之內周面。又，亦可藉由磁片18A之磁力，將磁粉15吸引至混合物17之內周面側。而且，可於混合物17之內周面變得平均且磁粉15被吸引至混合物17之內周面側之狀態下，將樹脂16硬化，使磁楔14成形。藉此，可抑制磁楔14之內周面中之磁導率之不均。因而，可進一步抑制高頻磁通從定子3側向轉子2側洩漏，從而進一步提昇旋轉電機之效率。再者，亦可與上述一實施形態同樣地，雖使用樹脂製之薄片18，但為實現與上述第1變化例同樣之目的，而將電磁鐵等配置於薄片18之內側。

又，於上述一實施形態中，以沿著定子芯7之內周面之整體配置薄片18之情形為例進行了說明，但不限於此，於不脫離本發明之宗旨及技術思想之範圍內可進行變化。以至少覆蓋1個槽8，亦即至少沿著2個齒部13之內周面之方式配置薄片18或磁片18A即可。具體而言，亦可例如圖9中所示之第2變化例所述，以覆蓋2個槽8之方式，亦即以沿著3個齒部13之內周面之方式，配置薄片18或磁片18A。又，亦可例如圖10中所示之第3變化例所述，以沿著定子芯7之內周面之四分之一之方式，配置薄片18或磁片18A。又，亦可例如圖11中所示之第4變化例所述，以沿著定子芯7之內周面之一半之方式，配置薄片18或磁片18A。又，亦可例如圖12中所示之第5變化例所述，以沿著定子芯7之內周面之四分之三之方式，配置薄片18或磁片18A。而且，一面使薄片18或磁片18A移動，一面使填充 至各槽8之開口部11中之混合物17之內周面變得平均即可。於該等變化例中，即便定子芯7之內徑尺寸變化，亦可容易地應對。

又，於上述一實施形態中，作為四邊形狀之薄片18之捲繞方法，以對向之2個邊接觸，並且第1角與第2角接觸，且第3角與第4角接觸之方式進行捲繞之情形為例進行了說明，但不限於此，於不脫離本發明之宗旨及技術思想之範圍內可進行變化。亦可例如圖13中所示之第6變化例所述，以雖然對向之2個邊接觸，但第1角與第2角不接觸，且第3角與第4角不接觸之方式，斜向地捲繞薄片18或磁片18A。藉此，即便定子芯7之內徑尺寸變化，亦可容易地應對。

又，於上述一實施形態中，以沿著定子芯7之內周面配置薄片18後，從定子芯7之軸向一側對各槽8填充混合物17，將從各槽8溢出至定子芯7之軸向另一側之混合物17去除之情形為例進行了說明，但不限於此，於不脫離本發明之宗旨及技術思想之範圍內可進行變化。使用圖14及圖15，說明如此之變化例。

圖14係表示本變化例中之旋轉電機之定子之製造方法之製程之流程圖。

於步驟S1中，將絕緣材12A、線圈9、及絕緣材12B以此順序插入至定子芯7之各槽8，並以清漆等固定該等。此後，於步驟S6中，於定子芯7之軸向一側及另一側配置例如圓筒形狀之治具19，利用該等治具19覆蓋槽8(參照圖15)。

此後，於步驟S3中，將包含磁粉15及未硬化狀態或半硬化狀態之樹脂16之混合物17從定子芯7之內周側填充至各槽8中。此時，若混合物17從各槽8溢出至定子芯7之內周側，則將溢出之混合物17去除。

此後，於步驟S2中，沿著定子芯7之內周面，配置薄片18或磁片18A。此後，於步驟S4中，使用薄片18或磁片18A，使填充至各槽8中之混合物17之內周面相對於定子芯7之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均。此後，於步驟S5中藉由加熱而將樹脂16硬化，使磁楔14成形。

即便於本變化例中，亦可使磁楔14之內周面相對於定子芯7之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均。藉此，便可抑制高頻磁通從定子3側向轉子2側洩漏，從而提昇旋轉電機之效率。又，亦可藉由使用具有柔軟性之薄片18或磁片18A，而容易地使磁楔14之內周面變得平均。又，即便定子芯7之內徑尺寸變化，亦可容易地應對。

再者，於以上之中，作為本發明之適用對象之旋轉電機，以鼠籠式感應電動機(詳細而言，具備具有導條6及端環之轉子2者)為例進行了說明，但不限於此。即，本發明亦可適用於例如永久磁鐵同步電動機(詳細而言，具備具有永久磁鐵之轉子者)，或者，亦可適用於發電機。

8:槽

9:線圈

10:儲存部

11:開口部

12A:絕緣材(槽襯)

12B:絕緣材(插條)

13:齒部

14:磁楔

15:磁粉

16:樹脂

17:混合物

18:薄片

Claims (8)

1. 一種旋轉電機之定子之製造方法，其係製造包含定子芯、插入至形成於上述定子芯之內周側之複數個槽之線圈、及分別設置在於上述定子芯之內周面上開口之上述複數個槽之開口部且包含含有磁粉及樹脂之混合物之複數個磁楔者，其特徵在於具有：第1製程，其係將包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物填充至上述複數個槽之開口部；第2製程，其係使用沿著上述定子芯之內周面配置之具有柔軟性之磁片，使填充至上述複數個槽之開口部且包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物之內周面相對上述定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均，並且將上述磁粉吸引至上述混合物之內周面側；及第3製程，其係於使上述混合物之內周面變得平均之狀態下，將上述樹脂硬化，使上述複數個磁楔成形。
2. 如請求項1之旋轉電機之定子之製造方法，其中上述磁片係沿著上述定子芯之內周面之整體或一部分配置。
3. 如請求項1之旋轉電機之定子之製造方法，其中上述磁片係使用黏著劑，貼附於上述定子芯之內周面。
4. 一種旋轉電機之定子之製造方法，其係製造包含定子芯、插入至形成於上述定子芯之內周側之複數個槽之線圈、及分別設置在於上述定子芯之內周面上開口之上述複數個槽之開口部且包含含有磁粉及樹脂之混合物之複數個磁楔者，其特徵在於具有：第1製程，其係將包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物填充至上述複數個槽之開口部；第2製程，其係使用沿著上述定子芯之內周面配置之具有柔軟性之薄片，使填充至上述複數個槽之開口部且包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物之內周面相對上述定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均；及第3製程，其係於使上述混合物之內周面變得平均且上述磁粉被吸引至上述混合物之內周面側之狀態下，將上述樹脂硬化，使上述複數個磁楔成形。
5. 如請求項4之旋轉電機之定子之製造方法，其中上述薄片係沿著上述定子芯之內周面之整體或一部分配置。
6. 如請求項4之旋轉電機之定子之製造方法，其中上述薄片係使用黏著劑，貼附於上述定子芯之內周面。
7. 一種旋轉電機，其具備旋轉軸、固定於上述旋轉軸之外周側之轉子、及相隔地配置於上述轉子之外周側之定子，且 上述定子具備定子芯、插入至形成於上述定子芯之內周側之複數個槽中之線圈、及分別設置在於上述定子芯之內周面上開口之上述複數個槽之開口部且包含含有磁粉及樹脂之混合物之複數個磁楔，其特徵在於：上述複數個磁楔係：於使用沿著上述定子芯之內周面配置且吸引上述磁粉之具有柔軟性之磁片，使填充至上述複數個槽之開口部且包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物之內周面相對上述定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均之狀態下，使上述樹脂硬化而成形。
8. 一種旋轉電機，其具備旋轉軸、固定於上述旋轉軸之外周側之轉子、及相隔地配置於上述轉子之外周側之定子，且上述定子具備定子芯、插入至形成於上述定子芯之內周側之複數個槽中之線圈、及分別設置在於上述定子芯之內周面上開口之上述複數個槽之開口部且包含含有磁粉及樹脂之混合物之複數個磁楔，其特徵在於：上述複數個磁楔係於使用沿著上述定子芯之內周面配置之具有柔軟性之薄片，使填充至上述複數個槽之開口部且包含上述磁粉及未硬化狀態或半硬化狀態之上述樹脂之上述混合物之內周面相對上述定子芯之內周面以成為同一圓筒側面之方式變得平均且上述磁粉被吸引至上述混合物之內周面側之狀態下，使上述樹脂硬化而成形。

Images