定子及其製造方法

2023-09-18 09:15:15 2

專利名稱：定子及其製造方法
技術領域：
本發明涉及定子及其製造方法
背景技術：
作為汽車等車輛中搭載的旋轉電機的電動機和發電機具有轉子以及在轉子周圍配置成環狀的環形形狀的定子。在電動機的情況下通過對定子通電能夠得到旋轉力，在發電機的情況下通過轉子的旋轉能夠得到電流。定子具有環狀的定子芯，所述定子芯具有定子繞組，該定子芯被樹脂密封，並且被樹脂密封的定子芯被容納在稱為冷卻套的定子罩內。在由下述日本專利文獻特開2006-2M562號公報(專利文獻1)公開的旋轉電機中，公開了在設置於定子芯的凸狀部與設置於電動機罩(相當於定子罩)的凹狀部之間加入模製樹脂，將定子芯的凸狀部嵌入電動機罩的凹狀部的結構。通過在凸狀部與凹狀部之間加入模製樹脂，定子芯的凸狀部被固定於凹狀部，從而限制定子芯相對於電動機罩的移動。在由下述日本專利文獻特開2006-174637號公報(專利文獻2)公開的旋轉電機的定子的製造方法中，公開了採用樹脂模製定子芯的定子的製造方法，在設置於定子芯的凸狀部嵌合到設置於定子罩的內表面的凹狀部的狀態下，向定子罩內注入模製樹脂的製造方法。通過將定子芯的凸狀部嵌合於定子罩的凹狀部，來限制由於樹脂注入時的樹脂成形壓導致的定子芯的移動。在先技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利文獻特開2006-2M562號公報專利文獻2 日本專利文獻特開2006-174637號公報

發明內容
發明所要解決的問題在上述專利文獻1以及專利文獻2中公開了限制定子芯相對於定子罩移動的技術。但是沒有公開在定子的製造過程中設置於定子罩的定位孔產生偏移的問題。在定子罩上設置有用於將旋轉電機固定到外部框體的定位孔。該定位孔設置於由定子罩向外伸出的凸緣部。一般情況下定位孔被設置於凸緣部，所述凸緣部被設置在構成定子罩的定子芯的結合環上。該結合環通過「熱裝」固定於定子芯。具體地說，通過暫且加熱結合環使結合環膨脹從而使結合環的內徑擴大。將定子芯裝入內徑擴大了的結合環的內側。之後通過冷卻結合環使結合環的內徑收縮。其結果是，結合環被固定在定子芯的外周面。這樣，設置了定位孔的結合環在定子的製造過程中由於加熱而擴大，由於冷卻而收縮，因此導致定位孔的位置從最初的設計位置產生了偏移。這樣的結合環的擴大、收縮在模製樹脂成形時也有可能發生。其結果是，可能導致由於定子的位置偏移引起的旋轉電機的性能下降。本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的在於提供具有不會降低旋轉電機的性能的結構的定子及其製造方法。用於解決問題的手段在基於本發明的定子的製造方法中，所述定子用於旋轉電機並具有環形形狀，所述製造方法包括以下步驟將定子芯定位固定於夾具，以使所述定子芯的中心位置與旋轉電機的旋轉軸心一致；以及在所述定子芯被固定到所述夾具的狀態下，以所述中心位置為定位基準，在凸緣部上形成固定孔，所述凸緣部被設置於所述定子芯的結合環上。根據所述定子的製造方法的其他方面，將所述定子芯定位固定於夾具的步驟包括以下步驟將所述定子芯定位固定於中心定位用夾具，以使所述定子芯的中心位置(Al)與旋轉電機的旋轉軸心一致；以及在所述定子芯被固定到所述中心定位用夾具的狀態下，將所述結合環固定到所述定子芯的外周面。根據所述定子的製造方法的其他方面，在所述凸緣部上形成所述固定孔的步驟包括以所述中心位置為定位基準，通過鑽孔機對所述凸緣部進行鑽孔加工的步驟。根據所述定子的製造方法的其他方面，在所述凸緣部上形成所述固定孔的步驟包括以所述中心位置為定位基準，將空心鉚釘固定到被設置於所述凸緣部的導孔中的步驟。根據所述定子的製造方法的其他方面，在所述凸緣部上形成所述固定孔的步驟包括以所述中心位置為定位基準，通過衝壓開孔加工對所述凸緣部進行衝孔加工的步驟。根據所述定子的製造方法的其他方面，將所述定子芯定位固定於夾具的步驟包括將外周面結合了結合環的所述定子芯固定到用於進行樹脂模製的模具內的步驟。根據所述定子的製造方法的其他方面，對於在所述凸緣部上形成所述固定孔的步驟，在對被固定到所述模具內的所述定子芯進行樹脂模製的步驟中，同時進行在被設置於所述凸緣部的導孔上樹脂成形所述固定孔的步驟。在基於本發明的定子中，所述定子被用於旋轉電機並具有環形形狀，並且包括定子芯；以及被固定於所述定子芯的外周面的結合環，被設置於所述結合環的凸緣部具有以所述定子芯的中心位置為基準而形成的固定孔，所述中心位置用作旋轉電機的旋轉軸心。根據所述定子的其他方面，所述固定孔是通過對所述凸緣部進行鑽孔加工而形成的孔。根據所述定子的其他方面，所述固定孔是通過將空心鉚釘固定到被設置於所述凸緣部的導孔中而形成的孔。根據所述定子的其他方面，所述固定孔是通過對所述凸緣部進行衝壓開孔加工而形成的孔。根據所述定子的其他方面，所述固定孔是通過對被設置於所述凸緣部的導孔進行樹脂成形而形成的孔。發明的效果根據基於本發明的定子及其製造方法，能夠提供具有不會降低旋轉電機的性能的結構的定子及其製造方法。


圖1是示出實施方式1中的定子的結構的整體立體圖；圖2是示出實施方式1中的定子芯和結合環的結構的剖面圖；圖3是示出實施方式1中的定子的製造方法的第一剖面圖；圖4是示出實施方式1中的定子的製造方法的第二剖面圖；圖5是示出實施方式1中的定子的製造方法的第三剖面圖；圖6是在實施方式1中的結合環的凸緣部形成的定位孔的平面圖；圖7是圖6中沿VII-VII線觀察的剖面圖；圖8是示出實施方式2中的定子的製造方法的剖面圖；圖9是在實施方式2中的結合環的凸緣部形成的定位孔的平面圖；圖10是圖9中沿X-X線觀察的剖面圖；圖11是示出實施方式3中的定子的製造方法的剖面圖；圖12是在實施方式3中的結合環的凸緣部形成的定位孔的平面圖；圖13是圖12中沿XIII-XIII線觀察的剖面圖；圖14是示出實施方式4中的定子的製造方法的剖面圖；圖15是在實施方式4中的結合環的凸緣部形成的定位孔的平面圖；圖16是圖12中沿XVI-XVI線觀察的剖面圖。
具體實施例方式下面參照附圖來說明基於本發明的實施方式中的定子。此外，在以下說明的實施方式中，在提到個數、量等的情況下，除非特別說明的情況以外，本發明的範圍未必限定於該個數、量等。另外，在以下的說明中，有時對於相同或相當的部件標註相同的標號，不重複說明。實施方式1參照圖1以及圖2，定子1具有包括定子繞組的環狀的定子芯501，該定子芯501 被樹脂密封，並且被樹脂密封的定子芯501被容納在稱為冷卻套的罩內。冷卻套包括位於定子芯501的外側的結合環100、位於定子芯501的外側的內側環200以及位於定子芯501 的兩端的線圈末端的線圈末端蓋300、400。如圖2所示，結合環100固定於定子芯501的外周表面。在該結合環100的圓周上以120°為間隔的三處設有沿半徑方向向外擴展的凸緣部110。在這些凸緣部110上分別設有固定孔lioh。這些凸緣部110上設置的固定孔IlOh以定子芯501的中心位置Al即旋轉電機的旋轉軸心為基準被設置於正確的位置。以下，對包含該固定孔IlOh的開口步驟的定子的製造方法進行說明。此外，以下圖3 圖5所示的剖面圖是與圖2中V-V線剖面對應的剖面圖。定子芯定位步驟如圖3所示，為了使定子芯501的中心位置Al與旋轉電機的旋轉軸心一致，將定子芯501定位固定於中心定位用夾具700。在中心定位用夾具700上設有容納定子芯501 的下端的環狀的凹部區域701，並且包括將定子芯501由定子芯501的內周面側向半徑方向外側按壓的內徑保持部件702。通過由內徑保持部件702向外側按壓定子芯501，完成定子芯501的定位。結合環固定步驟另一方面，如圖4所示，結合環100被加熱裝置600加熱，保持在其內徑擴大後的狀態，在內徑擴大了的結合環100的內側容納定子芯501。之後，通過冷卻結合環100來收縮結合環100的內徑。其結果是，結合環100被固定於定子芯501的外周面。固定孔形成步驟接著，參照圖5，在定子芯501被固定於中心定位用夾具700的狀態下，以中心位置Al作為定位基準，在設置於定子芯501的結合環100的凸緣部110上通過使用了鑽孔機 Dl的鑽孔加工來形成固定孔110h。如圖6以及圖7所示，固定孔IlOh的位置被開設在以中心位置Al為基準Rl的距離處。從平面上來說，是以中心位置Al為基準以預定的圓心角間隔(例如120°間隔)被開口。作用、效果這樣，在實施方式1中的定子以及定子的製造方法中，包括以下步驟將定子芯 501定位固定於中心定位用夾具700，以使定子芯501的中心位置Al與旋轉電機的旋轉軸心一致；以及在定子芯501被固定於中心定位用夾具700的狀態下，以中心位置Al作為定位基準，在設置於定子芯501的結合環100的凸緣部110上形成固定孔110h。通過採用該步驟，不受由於結合環100的加熱、冷卻而發生偏移的影響，能夠將固定孔IlOh形成在以中心位置Al為基準的正確的位置上。其結果是，能夠使與轉子之間形成的氣隙的空隙是符合設計的值，因此能夠提高旋轉電機的性能。另外，轉子與芯偏移被抑制，能夠降低旋轉電機的噪音。實施方式2參照圖8至圖10來對本實施方式中的定子及其製造方法進行說明。在本實施方式的定子中，其特徵在於具有通過將空心鉚釘810固定於凸緣部110上預設的導孔IlOm中而形成的孔，作為設置在結合環100的凸緣部110上的固定孔110h。以下，針對固定孔IlOh 的成形步驟進行說明。此外，直到將結合環100固定到定子芯501的工序與上述實施方式 1相同。如圖8所示，在中心定位用夾具700的結合環100的外側以中心位置Al為基準的正確的位置上預先設置定位銷800，在該定位銷800上安裝有空心鉚釘810。在空心鉚釘 810被安裝到定位銷800的狀態下，將結合環100固定到定子芯501。在結合環100的凸緣部110上預先設有導孔110m，因此定位銷800以及空心鉚釘810不會與凸緣部110幹涉。之後，如圖9以及圖10所示，通過實施將突出於凸緣部110表面的空心鉚釘810 向外側彎折的加工(鉚接加工)，完成空心鉚釘810對凸緣部110的固定。定位銷800被設置於以中心位置Al為基準的Rl的距離處，因此固定孔IlOh的位置被開設在以中心位置Al 為基準的Rl的距離處。從平面上來說，是以中心位置Al為基準以預定的圓心角間隔(例如120°間隔)被開口。如此，在本實施方式中的定子及其製造方法中，也能夠得到與上述實施方式1同樣的作用效果。實施方式3
參照圖11至圖13來對本實施方式中的定子及其製造方法進行說明。在本實施方式的定子中，其特徵在於具有通過對凸緣部110進行衝壓開孔加工而形成的孔作為設置在結合環100的凸緣部110上的固定孔110h。以下針對固定孔IlOh的成形步驟進行說明。 此外，直到將結合環100固定到定子芯501的工序與上述實施方式1相同。如圖8所示，在中心定位用夾具700的結合環100的外側以中心位置Al為基準的正確的位置上預先設置退讓孔703。在凸緣部110被中心定位用夾具700載置的狀態下，使用穿孔機Pl在凸緣部110上穿孔。由此，如圖12以及圖13所示，形成了大致圓筒形的穿孔毛刺部1 IOp，通過穿孔毛刺部IlOp形成規定的固定孔110h。退讓孔703以及穿孔機Pl的位置設置於以中心位置Al為基準的Rl的距離處，因此固定孔IlOh的位置被開設在以中心位置Al為基準的Rl的距離處。從平面上來說是以中心位置Al為基準以預定的圓心角間隔(例如120°間隔)被開口。如此，在本實施方式中的定子以及其製造方法中，也能夠得到與上述實施方式1 同樣的作用效果。實施方式4在上述實施方式1 3中的定子製造方法中，在結合環100對定子芯的固定工序結束之後，形成了固定孔lioh，因此不受由於結合環100的加熱、冷卻而發生偏移的影響， 能夠在以中心位置Al為基準的正確的位置形成固定孔110h。但是，在形成了固定孔IlOh之後，需要實施定子芯的樹脂模製工序。在該模製樹脂的注入時，再次加熱、冷卻結合環100，因此可能產生固定孔IlOh的位置偏移。這樣的情況下，如以下所示，可以使用在凸緣部110設置的導孔IlOm上通過樹脂成形而形成的孔作為固定孔IlOh0如圖14所示，在將定子芯501定位固定在夾具的步驟中，將外周面結合了結合環 100狀態的定子芯501載置於由樹脂模製用的下模具1000以及上模具2000形成的空腔 1000C、2000C 內。下模具1000以及上模具2000的結合環100的外周部分上分別設有樹脂導入凹部 IOOOh和孔形成用銷2000p。樹脂導入凹部IOOOh位於設置於凸緣部110的導孔IlOm的下方，孔形成用銷2000p設置為穿過導孔IlOm並與樹脂導入凹部IOOOh的底部抵接。另外， 孔形成用銷2000p設置於以中心位置Al為基準的正確的位置。在上述的結構中，通過樹脂導入管路2100向空腔1000C、2000C內導入樹脂的情況下，樹脂也被導入到孔形成用銷2000p的周圍。其結果是，如圖15以及圖16所示，設置於凸緣部110的導孔IlOm被樹脂IlOr覆蓋，而在孔形成用銷2000p所處的位置形成了固定孔 IlOh0孔形成用銷2000p的位置設置於以中心位置Al為基準的Rl的距離處，因此固定孔IlOh的位置被開設在以中心位置Al為基準的Rl的距離處。從平面上來說，是以中心位置Al為基準以預定的圓心角間隔(例如120°間隔)被開口。以上，根據本實施方式的定子以及其製造方法，與定子芯的樹脂模製工序同時地形成了固定孔110h，因此不受由於結合環100的加熱、冷卻而發生偏移以及由於樹脂模製的加熱、冷卻而發生偏移的影響，能夠在以中心位置Al為基準的正確的位置上形成固定孔 110h。其結果是，能夠使與轉子之間形成的氣隙的空隙是符合設計的值，因此能夠提高旋轉電機的性能。另外，轉子與芯偏移被抑制，能夠降低旋轉電機的噪音。以上，對本發明的實施方式進行了說明，應認為此次公開的實施方式在所有方面均僅為例示而不具有限制性。本發明的範圍通過權利要求書來表示，並包括與權利要求書等同的意義和範圍內的所有變更。符號說明1定子；100結合環；110凸緣部；IlOh固定孔；IlOm導孔；IlOp穿孔毛刺部；IlOr 樹脂；200內側環；300，400線圈末端蓋；501定子芯；600加熱裝置；700中心定位用夾具； 701凹部區域；702內徑保持部件；703退讓孔；800定位銷；810空心鉚釘；1000C，2000C空腔；IOOOh樹脂導入凹部；2000p孔形成用銷；2100樹脂導入管路；Al中心位置；Dl鑽孔機； Pl穿孔機。
權利要求
1 一種定子的製造方法，所述定子用於旋轉電機並具有環形形狀，所述製造方法包括以下步驟將定子芯(501)定位固定於夾具(700，1000,2000)，以使所述定子芯(501)的中心位置 (Al)與旋轉電機的旋轉軸心一致；以及在所述定子芯(501)被固定到所述夾具(700，1000，2000)的狀態下，以所述中心位置 (Al)為定位基準，在凸緣部(110)上形成固定孔(IlOh)，所述凸緣部(110)被設置於所述定子芯(501)的結合環(100)上。
2.根據權利要求1所述的定子的製造方法，其中，將所述定子芯(501)定位固定於夾具的步驟包括以下步驟將所述定子芯(501)定位固定於中心定位用夾具(700)，以使所述定子芯(501)的中心位置(Al)與旋轉電機的旋轉軸心一致；以及在所述定子芯(501)被固定到所述中心定位用夾具(700)的狀態下，將所述結合環 (100)固定到所述定子芯(501)的外周面。
3.根據權利要求2所述的定子的製造方法，其中，在所述凸緣部(110)上形成所述固定孔(IlOh)的步驟包括以所述中心位置(Al)為定位基準，通過鑽孔機對所述凸緣部(110)進行鑽孔加工的步驟。
4.根據權利要求2所述的定子的製造方法，其中，在所述凸緣部(110)上形成所述固定孔(IlOh)的步驟包括以所述中心位置(Al)為定位基準，將空心鉚釘(810)固定到被設置於所述凸緣部(110)的導孔(IlOm)中的步驟。
5.根據權利要求2所述的定子的製造方法，其中，在所述凸緣部(110)上形成所述固定孔(IlOh)的步驟包括以所述中心位置(Al)為定位基準，通過衝壓開孔加工對所述凸緣部(110)進行衝孔加工的步驟。
6.根據權利要求1所述的定子的製造方法，其中，將所述定子芯(501)定位固定於夾具的步驟包括將外周面結合了結合環(100)的所述定子芯(501)固定到用於進行樹脂模製的模具(1000,2000)內的步驟。
7.根據權利要求6所述的定子的製造方法，其中，對於在所述凸緣部(110)上形成所述固定孔(IlOh)的步驟，在對被固定到所述模具(1000,2000)內的所述定子芯(501)進行樹脂模製的步驟中， 同時進行在被設置於所述凸緣部(110)的導孔(IlOm)上樹脂成形所述固定孔(IlOh)的步馬聚ο
8.一種定子，被用於旋轉電機並具有環形形狀，所述定子包括定子芯(501)；以及被固定於所述定子芯(501)的外周面的結合環(100)，被設置於所述結合環的凸緣部(110)具有以所述定子芯(501)的中心位置(Al)為基準而形成的固定孔(IlOh)，所述中心位置用作旋轉電機的旋轉軸心。
9.根據權利要求8所述的定子，其中，所述固定孔(IlOh)是通過對所述凸緣部(110)進行鑽孔加工而形成的孔。
10.根據權利要求8所述的定子，其中，所述固定孔(IlOh)是通過將空心鉚釘(810)固定到被設置於所述凸緣部(110)的導孔(IlOm)中而形成的孔。
11.根據權利要求8所述的定子，其中，所述固定孔(IlOh)是通過對所述凸緣部(110)進行衝壓開孔加工而形成的孔。
12.根據權利要求8所述的定子，其中，所述固定孔(IlOh)是通過對被設置於所述凸緣部(110)的導孔(IlOm)進行樹脂成形而形成的孔。
全文摘要
在定子芯(501)被固定到中心定位用夾具(700)的狀態下，以中心位置(A1)為定位基準，在被設置於定子芯(501)的結合環(100)的凸緣部(110)上通過使用了鑽孔機(D1)的鑽孔加工來形成固定孔(110h)。固定孔(110h)的位置被開設在以中心位置(A1)為基準的(R1)的距離處。從平面上來說是以中心位置A1為基準以預定的圓心角間隔(例如120°間隔)被開口。
文檔編號H02K15/14GK102396136SQ20098015877
公開日2012年3月28日 申請日期2009年4月15日 優先權日2009年4月15日
發明者宮本知彥, 浦野廣曉, 荒川亞富, 遠藤康浩 申請人:豐田自動車株式會社