旋转电机的定子、使用了该定子的旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法转让专利

申请号 : CN201780010779.7

文献号 : CN108702044B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 箱田智史鬼桥隆之桶谷直弘

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

具备配置成环状的多个磁极片(2)和轭铁片(3),磁极片(2)具有沿着环状的外周部配置的背轭部(4A)以及从背轭部(4A)沿环状的中心方向伸长的齿部(5),轭铁片(3)仅具有沿着环状的外周部配置的背轭部(4B),磁极片(2)与轭铁片(3)交替地配置成环状,在相互邻接的背轭部(4A、4B)的端部能够折弯地连结。

权利要求 :

1.一种旋转电机的定子,

具备配置成环状的多个磁极片和轭铁片,

所述磁极片具有:背轭部,沿着所述环状的外周部配置;以及齿部,从所述背轭部沿所述环状的中心方向伸长,所述磁极片的所述背轭部与所述磁极片的层叠方向垂直地延伸,在与所述轭铁片的接头处缠绕线圈的所述背轭部的径向内表面是没有倾斜的平坦的面,所述背轭部的径向外表面与所述径向内表面平行,所述轭铁片仅具有沿着所述环状的外周部配置的背轭部,

在至少一对邻接的所述磁极片间具有至少一个所述轭铁片,所述磁极片与所述轭铁片能够折弯地连结,所述磁极片的所述背轭部的长度方向的两个端面相对于所述环状的中心轴所形成的角度比所述轭铁片的所述背轭部的长度方向的两个端面相对于所述环状的所述中心轴所形成的角度大。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子,其中,

所述磁极片的所述背轭部的背面和所述轭铁片的所述背轭部的背面能够展开在一条直线上。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的定子,其中,

用于结合成所述环状的所述磁极片和所述轭铁片在所述磁极片以及所述轭铁片的一方的端面设置有结合凹部,在另一方的端面设置有结合凸部。

4.根据权利要求2所述的旋转电机的定子,其中,

用于结合成所述环状的所述磁极片和所述轭铁片在所述磁极片以及所述轭铁片的一方的端面设置有结合凹部,在另一方的端面设置有结合凸部。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的旋转电机的定子,其中,为了将所述磁极片与所述轭铁片能够折弯地连结,在所述磁极片的所述背轭部以及所述轭铁片的所述背轭部的外周设置有薄型部。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的旋转电机的定子,其中,沿着轴向层叠薄板来形成所述磁极片和所述轭铁片,为了将所述磁极片与所述轭铁片能够折弯地连结,在所述磁极片以及所述轭铁片的周向端部设置有在轴向上相互嵌合的凸部和凹部。

7.一种旋转电机,

所述旋转电机具备权利要求1至6中的任意一项所述的旋转电机的定子和能够旋转地设置于所述旋转电机的定子内的转子。

8.一种旋转电机的定子的制造方法,所述旋转电机的定子具备配置成环状的多个磁极片和轭铁片,所述磁极片具有:背轭部,沿着所述环状的外周部配置;以及齿部,从所述背轭部沿所述环状的中心方向伸长,所述磁极片的所述背轭部与所述磁极片的层叠方向垂直地延伸,在与所述轭铁片的接头处缠绕线圈的所述背轭部的径向内表面是没有倾斜的平坦的面,所述背轭部的径向外表面与所述径向内表面平行,所述轭铁片仅具有沿着所述环状的外周部配置的背轭部,所述磁极片与所述轭铁片交替地配置成环状,其中,所述旋转电机的定子的制造方法包括:冲裁工序,以使所述磁极片的所述背轭部的长度方向的两个端面相对于所述环状的中心轴所形成的角度比所述轭铁片的所述背轭部的长度方向的两个端面相对于所述环状的所述中心轴所形成的角度大、并且所述磁极片的所述背轭部的背面和所述轭铁片的所述背轭部的背面能够展开在一条直线上的方式所述磁极片与所述轭铁片在能够折弯地被连结的状态下被冲裁、在轴向上层叠并固定;

绕线工序,一边保持所述轭铁片一边将线圈缠绕于所述齿部,以通过折弯中心部的方式使搭接线延行而连续地绕线于邻接的所述齿部;以及芯闭合工序,将在所述齿部缠绕有所述线圈的所述磁极片和所述轭铁片折弯成环状,使对接的端面结合而一体化。

9.根据权利要求8所述的旋转电机的定子的制造方法,其中,

在所述绕线工序中,使用多个自动绕线机一边保持所述轭铁片一边将所述线圈同时缠绕于多个所述齿部。

说明书 :

旋转电机的定子、使用了该定子的旋转电机以及旋转电机的

定子的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转电机的定子、使用了该定子的旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法。

背景技术

[0002] 作为旋转电机的定子,使用将通过冲压等冲裁而得到的薄板状的硅钢板层叠多张并通过铆接或焊接等一体化而成的构造的层叠铁芯。然后,通过将绕线高密度地卷绕于定子,能够实现旋转电机的高效化和大容量化,进而实现小型化。为了提高作业性,采用将定子铁芯分割为多个而成的分割铁芯。例如,公开了如下定子:背轭部彼此能够折弯地连结,将两个单元芯作为1组而连续地实施绕线,将其以环状配置3组(例如,参照专利文献1)。
[0003] 在该定子中,背轭部彼此能够折弯地连结,从而不切断线圈地连续地缠绕于各磁极片,从而能够削减绕线末端部的连接次数,降低制作成本。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2010-246352号公报(第[0011]、[0012]段以及图1、2)发明内容
[0007] 但是,在将专利文献1公开的发明应用于例如4个齿的定子而以环状配置各磁极片的情况下,背轭部成为圆弧形状,在绕线于齿部时,绕线机的工作范围在背轭部受到制约。因此,在要求更高的占空系数的旋转电机中,需要在绕线作业上下工夫。
[0008] 本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供能够取宽的齿部间的空间的旋转电机的定子、使用了该定子的旋转电机以及旋转电机的定子的制造方法。
[0009] 本发明的旋转电机的定子具备配置成环状的多个磁极片和轭铁片,磁极片具有沿着环状的外周部配置的背轭部以及从背轭部沿环状的中心方向伸长的齿部,轭铁片仅具有沿着环状的外周部配置的背轭部,在至少一对邻接的磁极片间具有至少一个轭铁片,一对磁极片与一对磁极片间的轭铁片能够折弯地连结。
[0010] 本发明的旋转电机具备上述旋转电机的定子和能够旋转地设置于旋转电机的定子内的转子。
[0011] 本发明的旋转电机的定子的制造方法中,所述旋转电机的定子具备配置成环状的多个磁极片和轭铁片,磁极片具有:背轭部,沿着环状的外周部配置;以及齿部,从背轭部沿环状的中心方向伸长,轭铁片仅具有沿着环状的外周部配置的背轭部,磁极片与轭铁片交替地配置成环状,其中,所述旋转电机的定子的制造方法包括:冲裁工序,以使磁极片的背轭部的长度方向以及轭铁片的背轭部的长度方向与电磁钢板的辊轧方向一致的方式使磁极片与轭铁片能够折弯地连结而进行冲裁,在轴向上层叠并固定;绕线工序,将线圈缠绕于齿部;以及芯闭合工序,将在齿部缠绕有线圈的磁极片和轭铁片折弯成环状,使要对接的端面结合并一体化。
[0012] 根据本发明的旋转电机的定子,包括具有背轭部和齿部的磁极片以及仅具有背轭部的轭铁片,所以能够取宽的齿部间的空间。
[0013] 根据本发明的旋转电机,使用包括具有背轭部和齿部的磁极片和仅具有背轭部的轭铁片的旋转电机的定子,所以能够取宽的齿部间的空间。
[0014] 根据本发明的旋转电机的定子的制造方法,包括具有背轭部和齿部的磁极片和仅具有背轭部的轭铁片,所以能够取宽的齿部间的空间。

附图说明

[0015] 图1是示出本发明的实施方式1的电动机的旋转电机的定子的结构的剖视图。
[0016] 图2是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的磁极片、轭铁片的板材下料图。
[0017] 图3是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的绕线作业的说明图。
[0018] 图4是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的连结时的嵌合说明图。
[0019] 图5是示出本发明的实施方式1的旋转电机的定子的比较例的结构的剖视图。
[0020] 图6是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的比较例的磁极片的板材下料图。
[0021] 图7是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的比较例的绕线作业的说明图。
[0022] 图8是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的磁极片与轭铁片的关系说明图。
[0023] 图9是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的磁极片与轭铁片的关系说明图。
[0024] 图10是本发明的实施方式1的旋转电机的定子的制造方法的流程图。
[0025] 图11是示出本发明的实施方式1的旋转电机的定子的其它结构例的剖视图。
[0026] 图12是示出本发明的实施方式1的旋转电机的定子的其它结构例的剖视图。
[0027] 图13是本发明的实施方式2的旋转电机的定子的绕线作业的说明图。
[0028] 图14是本发明的实施方式2的旋转电机的定子的比较例的绕线作业的说明图。
[0029] 图15是本发明的实施方式3的旋转电机的定子的连结机构的说明图。
[0030] 图16是示出本发明的实施方式4的旋转电机的定子的结构的剖视图。
[0031] 图17是示出本发明的实施方式5的旋转电机的结构的剖视图。

具体实施方式

[0032] 实施方式1.
[0033] 实施方式1涉及包括磁极片和轭铁片的旋转电机的定子、以及具备冲裁工序、绕线工序以及芯闭合工序的旋转电机的定子的制造方法。
[0034] 以下,关于本申请发明的实施方式1的旋转电机的定子的结构以及旋转电机的定子的制造方法,根据示出旋转电机的定子的结构的剖视图即图1、磁极片、轭铁片的板材下料图即图2、绕线作业的说明图即图3、连结时的嵌合说明图即图4、示出比较例的结构的剖视图即图5、比较例的磁极片的板材下料图即图6、比较例的绕线作业的说明图即图7、磁极片与轭铁片的关系说明图即图8~图9、旋转电机的定子的制造方法的流程图即图10以及旋转电机的定子的其它结构例的剖视图即图11~图12进行说明。
[0035] 首先,根据图1说明实施方式1的旋转电机的定子结构。图1是示出旋转电机的定子1的结构的剖视图。
[0036] 在实施方式1中,以包括各4个磁极片2和轭铁片3的旋转电机的定子1为例进行说明。
[0037] 磁极片2为将薄板的电磁钢板沿着轴向层叠多张的构造。磁极片2具有沿与层叠方向垂直的方向延伸的背轭部4A和从背轭部4A朝向定子径向内侧突出的齿部5。
[0038] 轭铁片3为将薄板的电磁钢板沿着轴向层叠多张的构造。轭铁片3仅具有沿与层叠方向垂直的方向延伸的背轭部4B。
[0039] 此外,将磁极片2的背轭部区分为4A,将轭铁片3背轭部区分为4B,但在无需特别区分的情况下,适当地记载为背轭部4。
[0040] 磁极片2与轭铁片3交替地配置成环状,利用相互邻接的背轭部4A以及4B的外周的薄型部6能够折弯地连结。但是,相互邻接的背轭部4A、4B中仅1个部位未连结,在一方设置结合凸部7,在另一方设置结合凹部8,相互对接。
[0041] 即,旋转电机的定子1具备配置成环状的多个磁极片2和轭铁片3,磁极片2具有沿着环状的外周部配置的背轭部4A以及从背轭部4A沿环状的中心方向伸长的齿部5。轭铁片3仅具有沿着环状的外周部配置的背轭部4B。
[0042] 绝缘件9覆盖磁极片2的齿部5的周围,线圈10卷绕于绝缘件9的周围。
[0043] 此外,在此表现为环状,但从图1的剖视图也可明确,在此所称的环状并不仅限于剖面为完整的圆形的环状。是包括例如大致4边形、大致6边形、大致8边形以及其它多边形等宽泛地为环状的情况的概念。
[0044] 另外,在图1中箭头H表示磁通流过的方向。在其它图中也同样地箭头H表示磁通流过的方向。
[0045] 接下来,说明用于从电磁钢板31制作旋转电机的定子1的磁极片2以及轭铁片3的板材下料以及冲裁。
[0046] 图2是为了得到旋转电机的定子1而从带状的电磁钢板31取下钢板片32的情况下的板材下料图。
[0047] 另外,在图2中,箭头J表示电磁钢板31的输送方向。在其它图中也同样地箭头J表示电磁钢板31的输送方向。此外,电磁钢板31的输送方向J与电磁钢板31的辊轧方向J一致。
[0048] 钢板片32包括磁极片2以及轭铁片3,磁极片2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致。钢板片32的长度方向、即磁极片2和轭铁片3的背轭部4A、4B的长度方向与电磁钢板31的输送方向J一致,沿与电磁钢板31的输送方向J垂直的方向并列地配置有两个钢板片32。
[0049] 此时,两个钢板片32配置成两个钢板片32所具有的齿部5对置,并且使在一方的钢板片32的齿部5与齿部5之间容纳另一方的钢板片32的齿部5而并列配置。
[0050] 如图2所示,配置于电磁钢板31上的两个钢板片32被冲裁。从带状的电磁钢板31冲裁而得到的钢板片32自动地被层叠预定张数,通过铆接而固定,构成旋转电机的定子1的磁极片2以及轭铁片3。
[0051] 之后,包含绝缘材料的绝缘件9一体成型于磁极片2的齿部5的外周。
[0052] 此外,在图2中,A0为斜线部的面积、即1个钢板片32的面积。
[0053] 接下来,说明旋转电机的定子1的绕线作业。
[0054] 图3是在形成旋转电机的定子1的情况下使用自动绕线机21进行的绕线作业的说明图。图3(a)是绕线作业中的磁极片2、轭铁片3以及自动绕线机21的俯视图。图3(b)是图3(a)的X-X’剖视图。
[0055] 此外,为了使绕线状态易于理解,示出将线圈10缠绕于4个磁极片2的齿部5的状态,关于施加有绕线的齿部5示出了剖面。
[0056] 为了使以后的说明易于理解,在图3(a)中将左端的磁极片2记载为第1磁极片2,并依次记载为第2磁极片2、第3磁极片2,然后将右端的磁极片2记载为第4磁极片2。
[0057] 自动绕线机21具备用于固定绕线前的磁极片2以及轭铁片3的固定夹具22、线圈提供缠绕用的飞轮(flyer)23。固定夹具22具备基部24、压板25、螺钉26以及引导用销27。
[0058] 以磁极片2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致的方式设置于基部24的轴向端面。如图3(b)所示,使轭铁片3的径向外侧的端面与基部24面接触,从而将其定位。压板25用于在轴向上将轭铁片3的背轭部4B夹持于基部24而固定。用压板25和基部24将轭铁片3的背轭部4B夹入,并用螺钉26固定。
[0059] 引导用销27用于在绕线时引导将卷绕于各磁极片2的齿部5的线圈10进行连接的搭接线20。引导用销27以位于连接磁极片2和轭铁片3的折弯部的旋转中心附近的方式设置于基部24。飞轮23配置成旋转轴B与磁极片2的齿部5的长度方向一致,在与磁极片2的齿部5的长度方向一致的方向C上进行滑动动作,另外,在与磁极片2的背轭部4A的长度方向一致的方向D上也进行滑动动作。
[0060] 在向第1磁极片2的齿部5的绕线作业结束之后,使飞轮23在方向D上滑动移动,移动至飞轮23的旋转轴B与邻接的未绕线的第2磁极片2的齿部5对置的位置。此时,不切断缠绕于第1磁极片2的齿部的线圈10的卷绕结束部分,将其作为搭接线20而沿着固定夹具22所具有的引导用销27的外侧。接着,对第2磁极片2的齿部5向与将线圈10缠绕于第1齿部5的方向相反的方向缠绕线圈10。如上述说明那样,从第1磁极片2的齿部5至第4磁极片2的齿部5依次进行绕线作业。
[0061] 接下来,说明在磁极片2的齿部的绕线作业结束后闭合芯而一体化来完成旋转电机的定子1的作业。
[0062] 图4是使绕线作业结束后的各4个磁极片2以及轭铁片3从绕线作业时的直线形状折弯成环状而变形时的图。将各磁极片2的齿部5的自由端侧的前端部依次压抵于芯件30,将磁极片2以及轭铁片3从绕线时的直线形状折弯成环状。
[0063] 在闭合成环状时对接的磁极片2和轭铁片3的端面分别形成有结合凸部7和结合凹部8,通过从周向插入而嵌合两个端面。在嵌合后,从结合凸部7与结合凹部8的嵌合部的外周侧例如利用如TIG(tungsten inert gas,钨极惰性气体)焊接那样的焊接手段来将对接的端面彼此进行结合而一体化。这样,芯闭合作业结束,旋转电机的定子1完成。
[0064] 通过将结合凸部7和结合凹部8设置于对接面,能够抑制对接时的半径方向的松动,能够提高内径真圆度。
[0065] 接下来,为了使包括磁极片2和轭铁片3的旋转电机的定子1的特征明确,进行与比较例的对比。
[0066] 图5是示出比较例的旋转电机的定子101的结构的剖视图。旋转电机的定子101仅具有4个磁极片102。磁极片102为将薄板的电磁钢板沿着轴向层叠多张的构造,具有沿与层叠方向垂直的方向延伸的背轭部104和从背轭部104沿环状的中心方向伸长的齿部105。线圈110卷绕于覆盖齿部105的绝缘件的周围。磁极片102通过相互邻接的背轭部104的外周的薄型部106能够折弯地连结。
[0067] 此外,在图5中,箭头H表示磁通流过的方向。
[0068] 图6是为了得到旋转电机的定子101而从带状的电磁钢板31取出钢板片132的情况下的板材下料图。钢板片132为各个磁极片102的背轭部104的长度方向一致的形状。磁极片102的背轭部104的长度方向与电磁钢板31的输送方向J一致,沿与电磁钢板31的输送方向J垂直的方向并列配置两个钢板片132。
[0069] 与在图2中说明的旋转电机的定子1同样地,两个钢板片132被配置成两个钢板片132所具有的齿部105对置。而且,使在一方的钢板片132的齿部105与齿部105之间容纳另一方的钢板片132的齿部105,并列配置两个钢板片132,对其进行冲裁。
[0070] 此外,在图6中B0为斜线部的面积、即1个钢板片132的面积。
[0071] 在此,根据图2以及图6说明实施方式1的旋转电机的定子1与比较例的旋转电机的定子101的磁性材料使用率的差异。
[0072] 在图2所示的实施方式1的旋转电机的定子1的板材下料配置中,当将钢板片32的面积设为A0时,材料使用率(2A0/(L1×L2))为37.8%。
[0073] 相对于此,在图6所示的比较例的旋转电机的定子101的板材下料配置中,当将钢板片132的面积设为B0时,材料使用率(2B0/(L3×L4))为36.7%。
[0074] 这样,包括磁极片2和轭铁片3的实施方式1的旋转电机的定子1与仅由磁极片102构成的比较例的旋转电机的定子101相比,能够得到高的材料使用率。
[0075] 其理由在于,在图2的板材下料配置中,与图6的板材下料配置相比,磁极片2和轭铁片3的各背轭部4A、4B的长度方向与电磁钢板31的辊轧方向J一致的量大。
[0076] 另外,在图2所示的旋转电机的定子1的板材下料配置中,流经图1的磁极片2和轭铁片3的背轭部4的磁通的方向H与电磁钢板的辊轧方向J一致。
[0077] 相对于此,在图6所示的比较例的旋转电机的定子101的板材下料配置中,流经图5的磁极片102的背轭部104的磁通中的磁通的方向与电磁钢板31的辊轧方向J一致的量比旋转电机的定子1的情况少。
[0078] 一般而言,在辊轧方向和与其正交的方向上,辊轧方向的磁阻更小,能够降低铁损。因此,实施方式1的旋转电机的定子1的板材下料配置与比较例的旋转电机的定子101的板材下料配置相比,能够得到良好的磁特性的磁极片2以及轭铁片3。
[0079] 图7是在比较例的旋转电机的定子101上使用自动绕线机21进行的绕线作业的说明图。此外,在图7中省略了固定夹具。
[0080] 当在磁极片102的齿部105上进行绕线作业时,当将要绕线到磁极片102的齿部5的背轭部104侧时,飞轮23的旋转面Q与背轭部104发生干扰。因此,难以仅使用飞轮23来绕线于该部位。
[0081] 相对于此,在实施方式1的旋转电机的定子1中,从图3可明确,当在磁极片2的齿部5进行绕线作业时,轭铁片3的背轭部4B位于比飞轮23的旋转面Q靠外侧的位置。因此,能够可靠地避免轭铁片3的背轭部4B与飞轮23发生干扰。由此,能够使磁极片2的齿部5向背轭部
4A侧的排列卷绕变容易,且能够进行高速绕线。
[0082] 另外,当比较实施方式1的旋转电机的定子1的绕线时的各磁极片2的齿部5间间距E1(图3)和比较例的旋转电机的定子101的绕线时的各磁极片102的齿部105间间距E2(图7)时,为E1>E2。因此,易于避免在绕线于磁极片2的齿部5时邻接的磁极片2的齿部5干扰到飞轮23。
[0083] 接下来,根据图8以及图9,说明实施方式1的旋转电机的定子1的磁极片2与轭铁片3的关系。在图8、图9中,将与薄型部6对应的部分设为接头11。
[0084] 图8示出了构成旋转电机的定子1的磁极片2的背轭部4A和轭铁片3背轭部4B的周向的长度、即接头11的间隔不同的情况。在此,图8(a)为示出旋转电机的定子1的结构的剖面,图8(b)示出了绕线时的配置形状。
[0085] 在图8(a)中,由磁极片2的两端的接头11和中心轴形成的角度为θ1,由轭铁片3的两端的接头11和中心轴形成的角度为θ2。在此,磁极片2和轭铁片3被配置成θ1>θ2。
[0086] 因此,如图8(b)所示,在绝缘件9的背轭侧的背面存在磁极片2的背轭部4A。因而,在配置成磁极片2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致而将线圈缠绕于磁极片2的齿部5时,能够抑制绝缘件9向背轭侧倾倒。
[0087] 另一方面,图9示出了构成旋转电机的定子1的磁极片2的背轭部4A和轭铁片3背轭部4B的周向的长度、即接头11的间隔相等的情况。在此,图9(a)为示出旋转电机的定子1的结构的剖面,图9(b)示出了绕线时的配置形状。
[0088] 在图9(a)中,由磁极片2的两端的接头11和中心轴形成的角度为θ3,由轭铁片3的两端的接头11和中心轴形成的角度为θ4。在此,磁极片2和轭铁片3被配置成θ3=θ4。
[0089] 因此,如图9(b)所示,在绝缘件9的背轭侧的背面的一部分不存在磁极片2的背轭部4A。因而,在配置成磁极片2的背轭部4A的长度方向与轭铁片3的背轭部4B的长度方向一致而将线圈缠绕于磁极片2的齿部5时,在背面没有背轭部4A的部分发生绝缘件9向背轭侧倾倒。
[0090] 因而,在实施方式1的旋转电机的定子1中,磁极片2和轭铁片3配置成θ1>θ2,如图8的结构那样,使磁极片2的背轭部4A的周向的长度比轭铁片3背轭部4B的周向的长度大。
[0091] 接下来,根据图10的流程图说明在上述中说明的本实施方式1的旋转电机的定子的制造方法。
[0092] 此外,本实施方式1的旋转电机的定子的制造方法是包括磁极片2和轭铁片3的旋转电机的定子1的制造方法,包括以下的步骤1(S01)至步骤3(S03)的工序。
[0093] 在步骤1(S01)的冲裁工序中,配置成使磁极片2的背轭部4A的长度方向以及轭铁片3的背轭部4B的长度方向与电磁钢板31的辊轧方向J一致,使磁极片2和轭铁片3能够折弯地连结而对薄板进行冲裁,在轴向上将该薄板层叠预定张数,利用铆接而固定,从而形成磁极片2和轭铁片3。
[0094] 在步骤2(S02)的绕线工序中,使用自动绕线机将线圈10缠绕于磁极片2的齿部5。
[0095] 在步骤3(S03)的芯闭合工序中,将在磁极片2的齿部5缠绕有线圈10的直线状的磁极片2和轭铁片3折弯成环状,嵌合磁极片2与轭铁片3的端面的结合凸部7和结合凹部8,利用焊接将端面彼此进行结合而一体化。
[0096] 以上,在实施方式1中,以包括各4个磁极片和轭铁片的旋转电机的定子为例进行了说明,但磁极片2和轭铁片3的数量不限于各4个,也可以为6个、8个、或者其以上。
[0097] 以上,设想磁极片2和轭铁片3为将薄板的电磁钢板沿着轴向层叠多张而成的构造而进行了说明。但是,磁极片2和轭铁片3也可以是块。
[0098] 接下来,根据图11、图12说明其它结构例。此外,为了进行区分,在图11中设为旋转电机的定子71、磁极片72、轭铁片73、磁极片72的背轭部74A、轭铁片73的背轭部74B以及磁极片72的齿部75。另外,在图12中,设为旋转电机的定子81、磁极片82、轭铁片83、磁极片82的背轭部84A、轭铁片83的背轭部84B以及磁极片82的齿部85。
[0099] 以上,说明了磁极片和轭铁片的数量为相同数量的情况、即磁极片与轭铁片交替地配置成环状的情况。但是,如图11所示,即使在磁极片72与磁极片72之间有存在多个轭铁片73的部位的情况、即轭铁片的数量比磁极片多的情况下,也能够避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。
[0100] 另外,图12示出了在磁极片82与磁极片82之间有不存在轭铁片83的部位的情况。即,即使在轭铁片的数量比磁极片少的情况下,也能够避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。
[0101] 从上述所示的说明可知,只要做成在至少一个邻接的磁极片间至少具有轭铁片的结构,则关于在一个邻接的磁极片间具有轭铁片的部分,能够在绕线时远离飞轮的旋转面,所以能够避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。
[0102] 如以上说明,实施方式1涉及包括磁极片和轭铁片的旋转电机的定子、以及具备冲裁工序、绕线工序以及芯闭合工序的旋转电机的定子的制造方法。
[0103] 因此,实施方式1的旋转电机的定子及其制造方法能够取宽的齿部间的空间,避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。
[0104] 实施方式2.
[0105] 关于实施方式2的旋转电机的定子及其制造方法,使用两台自动绕线机对两个磁极片的齿部同时进行绕线作业。
[0106] 以下,根据绕线作业的说明图即图13以及比较例的绕线作业的说明图即图14,以与实施方式1的差异为中心说明实施方式2的旋转电机的定子及其制造方法。在图13、图14中,与实施方式1的图3、图7相同或者相当的部分附加有相同的附图标记。此外,在图14中,省略了固定夹具。
[0107] 在实施方式1的旋转电机的定子的绕线作业中,使用1台自动绕线机21,对多个磁极片2的齿部5依次进行绕线作业。在实施方式2的旋转电机的定子的绕线作业中,使用两台自动绕线机21,对两个磁极片2的齿部5同时进行绕线作业。
[0108] 在图13中,为了使说明易于理解,还将左端的磁极片2记载为第1磁极片2,依次记载为第2磁极片2、第3磁极片2,然后将右端的磁极片2记载为第4磁极片2。
[0109] 如图13所示,用两台自动绕线机21的飞轮23对两个磁极片2的齿部5同时进行绕线作业。两台自动绕线机21(飞轮23)并列配置成各自的旋转轴B与磁极片2的齿部5的长度方向一致。在向第1以及第3磁极片2的齿部5的绕线作业结束之后,使两台自动绕线机21在方向D上同时进行滑动动作,移动至自动绕线机21的旋转轴B与邻接的未绕线的第2以及第4磁极片2的齿部5对置的位置。
[0110] 此时,不切断缠绕于第1以及第3磁极片2的齿部5的线圈10的卷绕结束部分,将其作为搭接线20而沿着固定夹具22所具有的引导用销27的外侧。接着,对第2以及第4磁极片2的齿部5向与卷绕于第1以及第3磁极片2的齿部5的方向相反的方向实施绕线。这样,依次对未绕线的磁极片2的齿部5实施绕线作业。
[0111] 通过使用两台自动绕线机21,绕线作业的时间与实施方式1相比大幅缩短。
[0112] 另外,作为比较例,能够对在实施方式1中说明的旋转电机的定子101使用两台自动绕线机21。但是,如图14所示,在比较例的旋转电机的定子101中,磁极片102的齿部105间间距E2比图13所示的旋转电机的定子1的磁极片2的齿部5间间距E1窄。因此,自动绕线机21的两台飞轮23容易受到干扰,同时将绕线应用于旋转电机的定子101比应用于旋转电机的定子1的情况更困难。
[0113] 此外,在实施方式2中,旋转电机的定子1具备4个磁极片2的齿部5,所以使用了两台自动绕线机21。针对具备更多的磁极片2的齿部5的旋转电机的定子,不限定于两台自动绕线机21,能够同时应用3台以上的自动绕线机21。
[0114] 如以上说明,关于实施方式2的旋转电机的定子及其制造方法,使用两台自动绕线机,对两个磁极片的齿部同时进行绕线作业。因此,实施方式2的旋转电机的定子及其制造方法能够取宽的齿部间的空间,避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。进而,能够大幅缩短绕线作业的时间。
[0115] 实施方式3.
[0116] 实施方式3涉及作为代替实施方式1的旋转电机的定子的背轭部外周的薄型部的连结机构而用设置于磁极片和轭铁片的凸部和凹部来进行的构造的旋转电机的定子。
[0117] 以下,根据旋转电机的定子的连结机构的说明图即图15,以与实施方式1的差异为中心说明实施方式3的旋转电机的定子的结构。
[0118] 图15(a)是示出实施方式3的旋转电机的定子的结构的剖视图,图15(b)是图15(a)的Y-Y’剖视图。
[0119] 在图15中,与实施方式1的图1相同或者相当的部分附加有相同的附图标记。
[0120] 此外,为了与实施方式1的旋转电机的定子1进行区分,设为旋转电机的定子51、磁极片52、轭铁片53、各背轭部54A、54B、齿部55。
[0121] 在实施方式1的旋转电机的定子1中,磁极片2与轭铁片3通过薄型部6能够折弯地连结。
[0122] 在实施方式3的旋转电机的定子51中,如图15(b)所示,磁极片52和轭铁片53在相互邻接的周向端部设置有凸部57和凹部58。将该凸部57和凹部58在层叠方向上相互铆接固定,构成能够折弯地连结的连结机构。
[0123] 在实施方式3的旋转电机的定子51中,将缠绕了线圈10的磁极片52和轭铁片53折弯成环状时的处理比将薄型部6作为连结机构的实施方式1的旋转电机的定子1容易。因此,能够进一步实现生产率的提高。另外,能够提高机械精度。进而,即使折弯多次,也能够避免产生龟裂,其结果,能够避免产生磁阻变高而使磁特性下降等不好的情况。
[0124] 如以上说明,实施方式3涉及作为旋转电机的定子的连结机构而用设置于磁极片和轭铁片的凸部和凹部来进行的构造的旋转电机的定子。
[0125] 因此,实施方式3的旋转电机的定子能够取宽的齿部间的空间,避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。进而,能够提高旋转电机的定子制造的生产率以及机械精度。
[0126] 实施方式4.
[0127] 实施方式4涉及与实施方式1的旋转电机的定子相比增加磁极片以及轭铁片的数量而多极化的构造的旋转电机的定子。
[0128] 以下,关于实施方式4的旋转电机的定子的结构,根据示出旋转电机的定子的结构的剖视图即图16,以与实施方式1的差异为中心进行说明。
[0129] 在图16中,与实施方式1的图1相同或者相当的部分附加有相同的附图标记。
[0130] 此外,为了与实施方式1的旋转电机的定子1进行区分,设为旋转电机的定子61、磁极片62、轭铁片63、各背轭部64A、64B、齿部65。
[0131] 关于图16的旋转电机的定子61,做成与实施方式1的旋转电机的定子1相比增加磁极片2的齿部5的数量并且具备各6个磁极片62和轭铁片63的结构。
[0132] 通过增加磁极片2的齿部5的数量而多极化,能够降低在旋转电机中产生的转矩纹波。
[0133] 此外,在实施方式4中,作为多极化的例子,说明了具备各6个磁极片62和轭铁片63的旋转电机的定子61。关于磁极片62和轭铁片63的数量,不限定于各6个,能够构成具备更多的磁极片62和轭铁片63的旋转电机的定子。
[0134] 如以上说明,实施方式4涉及与实施方式1的旋转电机的定子相比增加磁极片以及轭铁片的数量而多极化的构造的旋转电机的定子。因此,实施方式3的旋转电机的定子能够取宽的齿部间的空间,避免背轭部干扰到绕线机的飞轮。进而,能够降低在旋转电机中产生的转矩纹波。
[0135] 实施方式5.
[0136] 实施方式5涉及使用了实施方式1的旋转电机的定子的旋转电机。
[0137] 以下,根据示出旋转电机的结构的剖视图即图17,说明实施方式5的旋转电机的结构。
[0138] 在图17中,与实施方式1的图1相同或者相当的部分附加有相同的符号编号。
[0139] 在图17,以使用了包括各4个磁极片2和轭铁片3的旋转电机的定子1的情况为例进行说明。此外,在图17中,按照与实施方式1的图1相同的符号编号示出的部位表示与在上述实施方式1中说明的部位同样的结构,所以在此省略说明。
[0140] 旋转电机201具备定子1和能够旋转地设置于定子1内的转子202。转子202具有轴203和磁铁204。
[0141] 旋转电机201是如下构造:在设置于定子1的线圈10中使电流流过而产生磁场,使转子202旋转,从而得到所需的旋转力。这样构成的旋转电机201能够取宽的定子1的齿部5间的空间,避免背轭部4A、4B干扰到绕线机的飞轮。因而,能够高效地对定子1缠绕线圈10,提高旋转电机201的生产率。
[0142] 在此,以实施方式1的包括各4个磁极片和轭铁片的旋转电机的定子为例进行了说明。磁极片和轭铁片的数量不限于各4个,也可以为6个、8个或其以上。
[0143] 另外,在此,说明了磁极片和轭铁片的数量为相同数量的情况,但也可以为如实施方式1的图11所示轭铁片的数量比磁极片多的情况或者如图12所示轭铁片的数量比磁极片少的情况。
[0144] 进而,还能够使用在实施方式3、4中说明的旋转电机的定子。
[0145] 此外,本发明能够在其发明的范围内对各实施方式自由地进行组合,或者对实施方式适当地进行变形、省略。
[0146] 工业上的可利用性
[0147] 本发明包括具有背轭部和齿部的磁极片和仅具有背轭部的轭铁片,能够取宽的齿部间的空间,所以能够广泛应用于旋转电机的定子。