電動機的電樞及電動機的電樞製造方法

2023-08-09 02:01:16 2

專利名稱：電動機的電樞及電動機的電樞製造方法
技術領域：
本發明涉及電動機的電樞及電動機的電樞製造方法。
背景技術：
通常，電動機的電樞具有鐵芯以及卷繞在該鐵芯上的繞組(卷線)。繞組由多根金屬絲(素線)綑紮而構成，具有多個線圈部和將線圈部彼此相連結的連結部。在鐵芯上設置有多個槽以及形成於槽之間的多個齒。其中，在所謂的集中繞組型電樞結構中，在每個齒上設有一個線圈部。作為集中繞組型電樞，例如，已知有專利文獻1中公開的技術。在專利文獻1公開的定子中，環狀鐵芯對應各個齒而被分割成多個分割鐵芯，在各分割鐵芯的齒上整齊布置地卷繞有兩根金屬絲而形成線圈部。並且，在該電樞中，繞組被扭轉以便在隔著滿足規定條件的N個線圈部的間隔的線圈部之間使兩根金屬絲的位置交換。由此，因各金屬絲的周長不均而引起的電感之差被抵消，從而能夠提高電樞的效率。其中，由於兩根金屬絲整齊布置地卷繞在齒上，因此在繞組被扭轉的部分，兩根金屬絲保持平行地旋轉180°而彼此交換位置。並且，該定子是按以下方式製造的。首先，在保持裝置上保持一個分割鐵芯，在被保持的分割鐵芯上整齊布置地卷繞兩根金屬絲。使卷繞完金屬絲的分割鐵芯在保持裝置中沿軸線移動，與下一個分割鐵芯一同保持於保持裝置上。而且，在下一個分割鐵芯6上重新卷繞金屬絲。通過連續地反覆進行這一系列的工序，連續地形成分別設置在多個分割鐵芯上的多個線圈部以及將各線圈部連結的連結部。而且，在將各分割鐵芯組裝成環狀並相互固定，從而完成電樞的製造。專利文獻1 (日本)特開2008-1098 號公報但是，在如上所述的電樞中，在製造時，需要將各金屬絲準確地卷繞在規定的位置上，而且，需要以使金屬絲保持平行地準確交換彼此位置的方式扭轉金屬絲。在該工序中， 當金屬絲的數量增加時，很難維持其整齊布置形態。並且，即使金屬絲數量為兩根，為了維持其整齊布置形態，仍然需要按上述方式在各分割鐵芯上分別卷繞金屬絲的工序。此情況下，由於需要將鐵芯分割為多個分割鐵芯，因此在各分割鐵芯的邊界處產生磁損耗。因此， 難以提高電動機效率。並且，因維持整齊布置形態的必要性而難以實現自動化。另一方面，目前，逐漸開始使用在鐵芯的齒上非整齊布置(非整列)地卷繞多根金屬絲的多股卷繞法(多條卷工法)。與上述整齊布置地卷繞的情況相比，該多股卷繞法存在配置在槽內的金屬絲的體積佔有率(佔積率)低的缺點，另一方面，該多股卷繞法易於實現自動化而有較大優點。目前，在通過多股卷繞法形成的電樞中，如上所述的整齊布置地卷繞的金屬絲中的電感不均的問題還未被認識。這是因為，在通過多股卷繞法形成的電樞中，由於多根金屬絲非整齊布置地卷繞，因此具有不易產生像上述整齊布置地卷繞時那樣的金屬絲不均衡的特性
發明內容
本發明的目的在於，提供一種電動機的電樞及其製造方法，在如上所述金屬絲非整齊布置地卷繞的電樞中，能夠進一步提高電動機效率並易於實現製造工序自動化。第一發明的電動機的電樞具有鐵芯以及繞組。鐵芯具有多個槽以及形成於槽之間的多個齒。繞組由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲構成。繞組具有卷繞在各齒上的多個線圈部和將線圈部彼此連結的連結部，並且，所述繞組在連結部具有被扭轉的形狀。如上所述，在通過多股卷繞法形成的電樞中，各金屬絲的電感不均的問題還未被認識。但是，本申請的發明人發現，即使多個金屬絲非整齊布置地配置，但從宏觀上看各金屬絲的配置出現偏差，該偏差將成為電感不均的主要原因。因此，在本發明的電動機的電樞中，由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲構成的繞組在連結部形成被扭轉的形狀。因此，能夠緩和各金屬絲的配置偏差，從而進一步降低電感不均。由此，能夠提高電動機效率。並且， 繞組由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲構成。因此，與繞組整齊布置地卷繞在齒上的情況相比，對被卷繞的金屬絲的位置精度的要求降低。並且，關於金屬絲的扭轉位置，也無需具有滿足特定關係式的嚴格的精度。因此，易於實現製造工序的自動化。例如，通過使管嘴陸續放出多根金屬絲並相對於未被分割的一體的鐵芯移動，從而能夠使多根金屬絲同時卷繞在齒上而形成線圈部。並且，在形成連結部時，易於進行金屬絲的扭轉。第二發明的電動機的電樞是在第一發明的基礎上，繞組所包含的金屬絲至少為三根。在該電動機的電樞中，在非整齊布置地卷繞有三根以上金屬絲的電樞中，形成為繞組在連結部被扭轉的形狀。由此，能夠進一步降低各金屬絲的電感偏差，從而刻意提高電動機效率。第三發明的電動機的電樞是在第一發明的基礎上，連結部從多個齒中的一個齒的齒根橫跨至另一個齒的齒根而設置。在該電動機的電樞中，與連結部從一個齒的齒根橫跨至另一齒的齒頂而設置的情況相比，能夠確保鄰接的線圈部與連結部的距離較長。由此，能夠提高鄰接的線圈部與連結部的絕緣性，從而提高電動機效率。第四發明的電動機的電樞是在第一發明的基礎上，齒設置在鐵芯的內周側，連結部設置在鐵芯的外周側。在該電動機的電樞中，能夠提高線圈部與連結部的絕緣性。從而能夠進一步提高電動機效率。第五發明的電動機的電樞是在第一發明的基礎上，鐵芯一體形成。在該電動機的電樞中，與鐵芯被分割的情況相比，易於實現製造工序的自動化。並且，由於能夠抑制產生磁損耗，因此能夠提高電動機效率。第六發明的電動機的電樞是在第一至第五發明中任一發明的基礎上，連結部具有第一連結部和第二連結部。在第一連結部，繞組朝規定方向被扭轉180°。而且，在第二連結部，繞組朝與所述規定方向相反的方向被扭轉180°。在該電動機的電樞中，在繞組被扭轉的連結部的前後線圈部，多個金屬絲的配置大致成180°地交換。由此，能夠進一步降低各金屬絲的電感不均。 第七發明的電動機的電樞是在第一至第五發明中任一發明的基礎上，繞組在多個連結部總計被扭轉180°。
在該電動機的電樞中，與繞組在一個部位的連結部被扭轉180°的情況相比，能夠抑制繞組因扭轉而鼓起。第八發明的電動機的電樞是在第七發明的基礎上，連結部具有繞組朝規定方向被扭轉而形成的第一連結部、繞組朝與規定方向相反的方向被扭轉而形成的第二連結部。在該電動機的電樞中，在第一連結部與第二連結部，繞組的扭轉方向相反。由此， 在逐漸改變處於非整齊布置狀態的金屬絲的相對位置時，能夠避免因每一次改變時的扭轉角度較小而導致過多的力施加於繞組材料。第九發明的電動機的電樞製造方法，具有形成多個線圈部的步驟以及使金屬絲扭轉的步驟。在形成多個線圈部的步驟中，通過使被綑紮的多根金屬絲非整齊布置地卷繞在形成於鐵芯的多個齒上而形成卷繞在各齒上的多個線圈部。在使金屬絲扭轉的步驟中，在形成各線圈部期間，形成利用自線圈部連續的金屬絲而將線圈部彼此連結的連結部並使金屬絲在連結部被扭轉。在該電動機的電樞製造方法中，由於形成為繞組在連結部被扭轉的形狀。因此，能夠降低各金屬絲的電感不均，提高電動機效率。並且，繞組通過使被綑紮的多根金屬絲非整齊布置地卷繞在齒上而形成線圈部，由此，與金屬絲整齊布置地卷繞在齒上的情況相比，對被卷繞的金屬絲的位置精度的要求降低。因此，易於實現製造工序的自動化。例如，通過使管嘴陸續放出多根金屬絲並相對於未被分割的一體的鐵芯移動，能夠同時在齒上卷繞多根金屬絲而形成線圈部。並且，在形成連結部時，易於進行金屬絲的扭轉。第十發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，通過使陸續放出多根金屬絲的管嘴在齒之間移動，從而將金屬絲卷繞在齒上。在該電動機的電樞製造方法中，通過使管嘴在齒之間移動而使多根金屬絲同時直接卷繞在齒上。由此，能夠實現製造工序的自動化。第十一發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，使陸續放出多根金屬絲的管嘴沿齒移動，並且，卡止部件將從管嘴陸續放出的多根金屬絲卡止並將其插入齒之間，從而使金屬絲卷繞在齒上。在該電動機的電樞製造方法中，通過卡止部件，使從管嘴中陸續放出的多根金屬絲移動並卷繞在齒上。因此，即使在齒之間的間隔狹小而不能使管嘴在齒之間移動的情況下，仍然能夠實現製造工序的自動化。第十二發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，連結部從多個齒中的一個齒的齒根橫跨至另一個齒的齒根而設置。在該電動機的電樞製造方法中，與連結部從一個齒的齒根橫跨至另一齒的齒頂而設置的情況相比，能夠確保鄰接的線圈部與連結部的距離較長。由此，能夠提高鄰接的線圈部與連結部的絕緣性，從而提高電動機效率。第十三發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，齒設置在鐵芯的內周側，連結部設置在鐵芯的外周側。在該電動機的電樞製造方法中，能夠提高線圈部與連結部的絕緣性，從而能夠進一步提高電動機效率。第十四發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，鐵芯一體形成。在該電動機的電樞製造方法中，與鐵芯被分割的情況相比，易於實現製造工序的
6自動化。並且，由於能夠抑制產生磁損耗，因此能夠提高電動機效率。第十五發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明至第十四發明中任一發明的基礎上，在形成連結部中的第一連結部時，使金屬絲朝規定方向被扭轉180°。而且，在形成連結部中的第二連結部時，使金屬絲朝與所述規定方向相反的方向被扭轉180°。在該電動機的電樞製造方法中，在繞組被扭轉的連結部的前後線圈部，多個金屬絲的配置大致成180°地交換。由此，能夠進一步降低各金屬絲的電感不均。第十六發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明至第十四發明中任一發明的基礎上，金屬絲在多個連結部總計被扭轉180°。在該電動機的電樞製造方法中，與繞組在一個部位的連結部被扭轉180°的情況相比，能夠抑制繞組因扭轉而鼓起。 第十七發明的電動機的電樞製造方法是在第十六發明的基礎上，在形成連結部中的第一連結部時，金屬絲朝規定方向被扭轉，在形成第二連結部時，金屬絲朝與規定方向相反的方向被扭轉。在該電動機的電樞製造方法中，在第一連結部與第二連結部，繞組的扭轉方向相反。由此，在逐漸改變處於非整齊布置狀態的金屬絲的相對位置時，能夠避免因每一次改變時的扭轉角度較小而導致過多的力施加於繞組材料。第十八發明的電動機的電樞製造方法是在第九發明的基礎上，繞組所包含的金屬絲至少為三根。在該電動機的電樞製造方法中，由於卷繞的金屬絲的數量較多，儘管卷繞時金屬絲彼此的位置關係的不確定性增大，但由於金屬絲在連結部被扭轉，因此，作為卷繞在多個齒上的線圈整體，能夠降低金屬絲之間的電感不均。由此，能夠提高電動機效率。在本發明中，能夠降低繞組的各金屬絲的電感不均。由此，能夠提高電動機效率。


圖1是表示定子結構的示意圖。 圖2是表示鐵芯形狀的圖。圖2是表示鐵芯形狀的圖。圖3是表示繞組展開後的狀態以及各線圈部的配置的示意圖。圖4是定子的局部剖視放大圖。圖5是表示連結部的金屬絲的線束的圖。圖6是表示繞組裝置的外觀結構的示意圖。圖7是表示管嘴結構的主視圖。圖8是圖7中的VIII-VIII線剖視圖。圖9是表示繞組裝置結構的控制框圖。圖10是表示形成線圈部時管嘴的動作的圖。圖11是表示線圈部的繞組卷繞順序的圖。圖12是表示線圈部的每一圈的金屬絲配置的放大圖。
圖13是表示形成連結部時管嘴的動作的圖。圖14是表示金屬絲的電感的曲線圖。圖15是表示其他實施方式的繞組裝置的外觀結構的示意圖。
圖16是表示其他實施方式的繞組裝置的外觀結構的示意圖。附圖標記說明1定子(電樞)2 鐵芯3 5繞組8a 81線圈部9a 9k連結部25 管嘴83，85卡止部件S 槽T 齒W金屬絲
具體實施例方式[結構]圖1示出了本發明一實施方式的定子1。該定子1是設置在內轉子式三相同步電動機上的定子，即，一個線圈部卷繞在一個齒上的所謂集中繞組型定子。定子1具有鐵芯2 以及繞組3 5。如圖2所示，鐵芯2具有圓環狀的軛(3—夕)6、36個齒1\36個槽5。另外，在圖 2中，僅對多個齒以及多個槽中的一部分標註附圖標記，其他部分的附圖標記省略。齒T設置在鐵芯2的內周側，從軛6的內周面朝徑向內側突出。鐵芯2是一體形成的非分割鐵芯， 各齒T與軛6 —體化。槽S形成於各齒T之間，朝鐵芯2的內周側開口。另外，在以下說明中，對於各槽S以及各齒T而言，將徑向內側稱為「齒頂側」，徑向外側稱為「齒根側」。繞組3 5為U相繞組3、V相繞組4、W相繞組5這3根繞組3 5。在U相繞組 3、V相繞組4、W相繞組5的各一端，分別設置有U相第一端子Al、V相第一端子Bi、W相第一端子Cl。並且，在U相繞組3、V相繞組4、W相繞組5的各另一端，分別設置有U相第二端子A2、V相第二端子B2、W相第二端子C2。如圖3所示，U相第一端子Al、V相第一端子 B1、W相第一端子Cl互相連結，U相第二端子A2、V相第二端子B2、W相第二端子C2互相連結，各端子與電源裝置7相連接。由於上述繞組3 5中，除繞組所插入的槽不同外，其他結構大致相同，因此，以下對U相繞組3進行說明。如圖3所示，U相繞組3具有12個線圈部8a 81、11個連結部9a 躲。圖3是將U相繞組3展開的示意圖。U相繞組3由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲W構成(參照圖12)，例如，由10根金屬絲W構成。線圈部8a 81以及連結部9a 躲分別由連續的多根金屬絲W的線束形成。一個線圈部卷繞在一個齒上。例如，如圖1所示，第一線圈部8a卷繞在第一齒Tl 上，插入第一槽Sl與第二槽S2中。第二線圈部8b卷繞在第四齒T4上，插入第四槽S4與第五槽S5中。另外，在以下的說明中，將U相繞組3的線圈部8a 81從U相第一端子Al側開始依次稱為第一線圈部8a 第十二線圈部81。並且，將卷繞有U相繞組3的第一線圈部8a的齒作為第一齒Tl，在圖1中按逆時針順序依次稱為第一齒Tl 第三十六齒T36。並且，將第一齒Tl與第三十六齒T36之間的槽作為第一槽Si，在圖1中按逆時針順序依次稱為第一槽Sl 第三十六槽S36。 如圖3所示，U相繞組3的第一線圈部8a 第十二線圈部81串聯連結。圖3中各線圈部右側的附圖標記中的數字部分表示各線圈部所插入的齒的序號。並且，「N」以及 「S」表示各線圈部所形成的磁極。例如，第一線圈部8a右側的附圖標記「1N」是指第一線圈部8a卷繞在第一齒Tl上而形成N極。並且，第二線圈部8b右側的附圖標記「4S」是指第二線圈部8b卷繞在第4齒T4上而形成S極。 連結部9a 躲是將線圈部8a 81彼此連結的部分。如圖4所示，各連結部9a 9k在線圈部8a 81彼此之間從齒根側橫跨至齒根側而設置。另外，圖4是定子1的局部剖視放大圖。在軛6的外周面上，沿圓周方向設有朝內周側凹陷的槽10，連結部9a 躲插入該槽10中。因此，各連結部9a 9k被設置在鐵芯2的外周側。以下，將使第一線圈部 8a與第二線圈部8b相連結的連結部作為第一連結部9a，在圖3中從U相第一端子Al側開始，依次稱為第一連結部9a 第i^一連結部躲。U相繞組3在第一連結部9a 第十一連結部9k處分別形成為扭轉180°的形狀(參照圖5)。[定子1的製造方法]下面，參照圖6對用於形成繞組3 5的繞組裝置21的結構進行說明。以下，設定三條互相垂直的X軸、Y軸、Z軸。X軸是沿水平前後方向(參照箭頭Ax)延伸的軸、Y軸是沿水平橫向(參照箭頭Ay)延伸的軸、Z軸是沿垂直方向(參照箭頭Az)延伸的軸。繞組裝置21構成為使管嘴25繞齒T移動，從而將金屬絲W卷繞在齒T上。繞組裝置21具有索引機構22、管嘴移動機構23、管嘴傾斜機構M、管嘴25、控制器沈(參照圖 9)。索引機構22是使鐵芯2繞其中心軸相對於基臺31轉動的裝置。索引機構22具有相對於基臺31能夠繞Z軸旋轉地被支撐的索引臺32、使該索引臺32旋轉驅動的伺服電機33(參照圖9)。在使鐵芯2固定於索引臺32的狀態下，通過伺服電機33使索引臺32 旋轉驅動，從而使鐵芯2繞其中心軸轉動。管嘴移動機構23是使管嘴25沿三維方向移動的裝置。管嘴移動機構23具有橫向移動臺35、前後移動臺36、升降臺37、管嘴支撐部件38。橫向移動臺35通過電磁驅動器 41 (參照圖9)而相對於基臺31沿Y軸方向移動。前後移動臺36通過電磁驅動器42 (參照圖9)而相對於橫向移動臺35沿X軸方向移動。升降臺37通過電磁驅動器43 (參照圖 9)而相對於前後移動臺36沿Z軸方向移動。電磁驅動器41 43利用例如絲槓軸、滾珠絲槓、伺服電機等公知的移動機構。管嘴支撐部件38安裝在升降臺37上，通過升降臺37的移動而上下移動。在管嘴支撐部件38的下端安裝有管嘴25。管嘴傾斜機構M是變更管嘴25相對於管嘴支撐部件38的傾斜角度的裝置。管嘴傾斜機構M具有連結於管嘴25後端部的軸39、使軸39沿Z軸方向移動的電磁驅動器 44 (參照圖9)。管嘴25以沿X軸方向延伸的軸為中心可轉動地安裝在管嘴支撐部件38上， 通過電磁驅動器44使軸39沿Z軸方向移動，從而變更管嘴25的角度(參照圖10)。管嘴25是陸續放出金屬絲W的裝置。從未圖示的金屬絲供給裝置向管嘴25供給多根金屬絲W。而且，通過使管嘴25同時陸續放出多根金屬絲W並繞齒T移動，從而使多根
9金屬絲W成束地卷繞在齒T上。由此，通過替代粗金屬絲W而卷繞多根細金屬絲W，能夠提高金屬絲3 5的體積佔有率(密度)，從而提高電動機的性能。如圖7及圖8所示，管嘴 25形成為縱長的剖面形狀以使其能夠插入齒T之間的槽S中。在管嘴25上形成有各金屬絲W穿過的多個引導孔48，在管嘴25的前端，多個引導孔48隔著規定間隔地排列並開口。 另外，在一個引導孔48中可以穿過多根金屬絲W，也可以僅穿過一根金屬絲W。並且，該管嘴25設有如上所述用於在連結部9a 躲使金屬絲W的線束扭轉的管嘴翻轉機構。如圖7所示，該管嘴翻轉機構具有固定部52、可動部53、電動機M。固定部 52是位於管嘴25後端側的部分，安裝在管嘴支撐部件38上。可動部53以沿水平方向延伸的旋轉軸陽為中心可轉動地安裝於固定部52。在可動部53的前端，上述多個引導孔48開口。如圖8所示，多個引導孔48以隔著旋轉軸55的方式分為兩組。其中的一組Gl (以下， 稱為「第一組G1」)的引導孔48沿管嘴25的高度方向排成一列而配置，並且相對於旋轉軸 55沿管嘴25的厚度方向偏心配置。另外，在此，將圖8的紙面上下方向稱為「管嘴25的高度方向」，將圖8的紙面左右方向稱為「管嘴25的厚度方向」。另一組G2(以下，稱為「第二組G2」)的引導孔48也同樣，沿管嘴25的高度方向排成一列而配置。第二組G2的引導孔 48相對於第一組Gl的引導孔48沿管嘴25的厚度方向偏心配置。電動機M使可動部53 相對於固定部52旋轉移動。另外，圖8(b)示出了可動部53從圖8 (a)的狀態旋轉180°後的狀態。圖9示出的控制器26通過控制管嘴移動機構23的各種電磁驅動器41 43來控制管嘴25的移動。控制器沈通過控制管嘴的電動機M以及管嘴傾斜機構M的電磁驅動器44來控制管嘴的姿勢。並且，控制器沈通過控制索引機構22的伺服電機來控制鐵芯2 的旋轉位置。在控制器26中存儲有用於形成如上所述的繞組3 5的程序，控制器沈根據該程序來自動控制鐵芯2以及管嘴25的動作。在該繞組裝置21中，通過使管嘴25 —邊從引導孔48中陸續放出多根金屬絲W — 邊繞齒T移動，使金屬絲W的線束卷繞在齒T上，從而形成線圈部。而且，通過連續地形成多個線圈部以及連結部而形成上述定子1的繞組3 5。以下，對由上述控制器沈控制的管嘴25的動作進行說明。如圖10 (a)所示，管嘴25從鐵芯2的上方下降，並且管嘴25的前端在齒T之間的槽S內通過而下降。在管嘴25到達鐵芯2下方時，使管嘴25停止，並使鐵芯2旋轉移動與 1個齒相應的量。其後，如圖10(b)所示，使管嘴25上升並使管嘴25的前端在相鄰的槽S 內通過而上升。在管嘴25到達鐵芯2上方時，為了恢復金屬絲W的扭轉，使鐵芯2旋轉一圈後，使此前的槽S返回到管嘴25的下方。而且，再次使管嘴25下降並使管嘴25的前端在槽S內通過而下降。此時，管嘴25從前次的卷繞位置朝徑向偏移後下降。通過反覆進行以上操作，使金屬絲W的線束朝徑向偏移並卷繞在齒T上。具體地說，管嘴25從齒T的齒根側開始對應每一圈而朝齒頂側偏移並反覆進行金屬絲W的卷繞。作為示例，圖11示出了第一線圈部8a以及第二線圈部8b的金屬絲W的卷繞順序。在圖11中，一個圓60示意性表示卷繞一圈的多個金屬絲W的線束。並且，圓60 中的「X」標記表示金屬絲W從圖的表面側向裡側卷繞。圓60中的「 」標記表示金屬絲W 從圖的裡側向表面側卷繞。另外，圓60旁邊的數字表示金屬絲W卷繞的圈數。如圖11所示，在第一線圈8a，在第一圈，使金屬絲W卷繞在第一齒Tl的最靠齒根側。在第五圈，在卷
10繞位置到達第一齒Tl的齒頂時，此後使金屬絲W的位置朝齒根側偏移而反覆進行金屬絲W 的卷繞。而且，在第八圈，在卷繞位置到達第一齒Tl的齒根時，結束第一線圈部8a的形成工序。其後，進行第二線圈部8b的形成。在第二線圈部8b的形成過程中，使金屬絲W沿與第一線圈部8a形成時的方向相反的方向卷繞在第二齒T2上。在形成如上所述的線圈部期間，由於金屬絲W作為線束而卷繞在齒上，因此未對一束中包含的各個金屬絲W的配置進行控制。因此，如圖12所示，各條金屬絲W非整齊布置地卷繞在齒T上。另外，圖12中，圓內的數字表示該金屬絲W在齒T上卷繞的圈數。這樣，儘管各個金屬絲W非整齊布置地卷繞在齒T上，但由於金屬絲W彼此保持規定間隔地從管嘴25中陸續放出，因此，能夠使金屬絲W彼此不發生相互接觸地順暢陸續放出。其結果是，可防止金屬絲W因彼此相互摩擦而攪在一起，可提高繞組3 5的體積佔有率(密度)，從而提高電動機M的性能。並且，當管嘴25陸續放出多根金屬絲W的同時從齒T之間通過而移動時，通過管嘴傾斜機構M來變更管嘴25的傾斜角度。例如，如圖10 (a)所示，在管嘴25下降時，以使管嘴25的前端向上方傾斜的方式使管嘴25轉動。另外，如圖10(b)所示，在管嘴25上升時，以使管嘴25的前端向下方傾斜的方式使管嘴25轉動。由此，能夠減小從管嘴25中陸續放出的金屬絲W之間的摩擦，有效防止金屬絲W攪在一起。在結束一個線圈部的形成之後，以使金屬絲W的線束的中心與管嘴25的中心處於一致的狀態的方式，使管嘴25的前端向下轉動(參照圖13中用雙點劃線表示的管嘴25)。 在該狀態下，通過管嘴翻轉機構使管嘴25的可動部53旋轉180°，從而使金屬絲W的線束扭轉180°。此時，如上所述由於引導孔48偏心配置，因此從管嘴25中陸續放出的金屬絲 W彼此保持偏移的狀態而被扭轉。由此，在使管嘴25的可動部53旋轉時，減少了金屬絲W 彼此之間接觸的情況。並且，由於在使金屬絲W的線束的中心與管嘴25的中心一致的狀態下進行扭轉，因此能夠不破壞從管嘴25中陸續放出的多根金屬絲W的張力平衡地進行扭轉，從而能夠穩定地形成連結部。其後，管嘴25從齒T的上方越過軛6而向鐵芯2的外周側移動(參照圖13中用實線表示的管嘴25)。由此，管嘴25的前端移動至與設置在鐵芯2 外周面的槽10相對的位置。而且，通過使鐵芯2轉動，如圖4所示，從管嘴25引出的金屬絲W的線束被插入鐵芯2的槽10中，從而形成連結部9a。由此，在形成各線圈部8a 81 期間，通過從各線圈部8a 81連續的金屬絲W的線束形成使各線圈部8a 81彼此連結的連結部9a 躲，所形成的連結部被收納在槽10內。而且，管嘴25越過軛6而返回到鐵芯2的內周側。接著，通過使管嘴25與上述同樣地繞下一個齒T移動來形成下一個線圈部。[特徵]圖14示出了將本實施方式的定子1與繞組未在連結部扭轉的現有定子中的各金屬絲W的電感進行比較的數據。圖14中，線Ll表示本實施方式的定子1的金屬絲W的電感。線L2表示現有的定子的金屬絲W的電感。從圖14中可知，本實施方式的定子1在構成繞組3 5的多個金屬絲W中，較現有的定子相比，能夠進一步抑制電感的不均。由此， 具有本實施方式的定子1的電動機，相比具有現有的定子的電動機，能夠獲得更高的線圈效率。並且，相比現有技術，能夠實現高輸出化、小型化、輕量化。在本實施方式的定子1中，線圈3 5在連結部形成為扭轉的形狀。因此，能夠降低各金屬絲W的電感不均，提高電動機效率。並且，繞組3 5分別由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲W構成。因此，與金屬絲W整齊布置地卷繞在齒T上的情況相比，對被卷繞的金屬絲W的位置精度的要求降低。因此，如上所述，通過使管嘴25陸續放出多根金屬絲W的同時相對於未被分割的一體的鐵芯2移動，從而能夠形成線圈部。並且，在形成連結部時， 通過管嘴翻轉機構能夠容易地進行金屬絲W的扭轉動作。因此，易於實現製造工序的自動化。在本實施方式的定子1中，與連結部從某齒T(例如圖11的第一齒Tl)的齒根橫跨至另一齒T(例如，圖11的齒Τ4)的齒頂而設置的情況相比，能夠確保鄰接的線圈部與連結部的距離較長。由此，能夠提高鄰接的線圈部與連結部的絕緣性。並且，由於連結部配置在鐵芯2的外周側，因此能夠進一步提高線圈部與連結部的絕緣性。由此能夠進一步提高電動機效率。〈其他實施方式〉(a)鐵芯2的槽S以及齒T的數量、構成繞組3 5的金屬絲W的數量、線圈部以及連結部的數量並不限於以上說明中記載的數量，也可為其他的數量。(b)在上述實施方式中，作為本發明的電樞，列舉了定子1，但對於轉子，也可適用本發明。並且，上述定子1為內齒式定子，但也可採用齒從軛的外周面朝徑向外側突出的外齒式定子。(c)在上述實施方式中，在所有連結部，繞組3 5均形成為扭轉的形狀，但也可使繞組3 5在一部分連結部形成為扭轉的形狀。(d)在上述實施方式中，繞組3 5在一個連結部被扭轉180°，但也可在多個連結部總計被扭轉180°。由此，與繞組3 5在一個部位的連結部扭轉180°的情況相比， 能夠抑制繞組3 5因扭轉而鼓起。(e)連結部的金屬絲W的線束的扭轉方向可以不完全相同，而部分地朝不同方向扭轉。例如，可在第一連結部9a使U相繞組3朝規定方向扭轉180°，在第二連結部9b使 U相繞組3朝與在第一連結部9a的扭轉方向相反的方向扭轉180°。由此，能夠減少U相繞組3整體的扭轉量。對於V相繞組4、W相繞組5也一樣。並且，可在多個連結部朝規定方向總計被扭轉180°，也可朝與所述規定方向相反的方向總計被扭轉180°。(f)作為具有上述定子的三相同步電動機，例如，可列舉開關磁阻電動機(SR電動機)，但本發明也可適用於其他種類的電動機所具有的定子。(g)在上述實施方式中，可通過使管嘴25在齒T之間移動來使金屬絲W卷繞在齒 T上。但，也可通過圖15、16所示的繞組裝置80來使金屬絲W卷繞在齒T上。該繞組裝置 80具有與上述實施方式的繞組裝置21同樣地陸續放出金屬絲W的管嘴25。而且，該管嘴 25在齒T之間的外側沿齒T移動。並且，繞組裝置80具有上卡止裝置81與下卡止裝置82。 上卡止裝置81配置在鐵芯2上方，具有卡止部件83、卡止部件移動機構84。卡止部件83具有鉤狀形狀以便能夠將金屬絲W的線束卡止。並且，卡止部件83可旋轉地安裝在卡止部件移動機構84上。卡止部件移動機構84使卡止部件83沿鐵芯2的徑向(參照箭頭Ay)移動。並且，卡止部件移動機構84使卡止部件83旋轉。下卡止裝置82具有卡止部件85、卡止部件移動機構86。下卡止裝置82的結構與上卡止裝置81相同。並且，繞組裝置80的其他結構與繞組裝置21相同。在該繞組裝置80中，管嘴25陸續放出金屬絲W的同時在齒T之間的外側沿齒T 移動(參照箭頭Az)。如圖15所示，在管嘴25到達鐵芯2的上方時，上卡止裝置81的卡止部件83旋轉而將從管嘴25中陸續放出的多根金屬絲W卡止，通過使卡止部件83朝鐵芯 2的徑向外側移動，將金屬絲W的線束插入齒T之間。而且，在使鐵芯2旋轉移動與一個齒 T相應的量後，使管嘴25下降。如圖16所示，在管嘴25到達鐵芯2的下方時，上卡止裝置 81的卡止部件83朝上述方向的相反方向旋轉而放開金屬絲W的線束。並且，下卡止裝置 82的卡止部件85旋轉而將金屬絲W卡止，通過使卡止部件85朝鐵芯2的徑向外側移動而將金屬絲W的線束插入齒T之間。通過反覆進行以上操作而使金屬絲W的線束卷繞在齒T 上。並且，在結束一個線圈部的形成後，在與上述實施方式同樣地使管嘴25向鐵芯2 的外周側移動後，使鐵芯2旋轉來形成連結部。此時，通過管嘴翻轉機構使管嘴25翻轉，與上述實施方式同樣地，在連結部進行扭轉。在該繞組裝置80中，即使在因齒T之間的空間狹小而難以插入管嘴25的情況下， 仍然能夠將金屬絲W直接卷繞在齒T上。工業實用性本發明具有能夠提高電動機效率的效果，作為電動機的電樞以及電動機的電樞製造方法是有用的。
權利要求
1.一種電動機的電樞，其特徵在於，具有鐵芯，其具有多個槽以及形成於所述槽之間的多個齒；繞組，其由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲構成，該繞組具有卷繞在各所述齒上的多個線圈部和將所述線圈部彼此連結的連結部，並且，所述繞組在所述連結部具有被扭轉的形狀。
2.根據權利要求1所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述繞組所包含的所述金屬絲至少為三根。
3.根據權利要求1所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述連結部從多個所述齒中的一個齒的齒根橫跨至另一個齒的齒根而設置。
4.根據權利要求1所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述齒設置在所述鐵芯的內周側，所述連結部設置在所述鐵芯的外周側。
5.根據權利要求1所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述鐵芯一體形成。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述連結部具有 所述繞組朝所述規定方向被扭轉180°而形成的第一連結部、所述繞組朝與所述規定方向相反的方向被扭轉180°而形成的第二連結部。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述繞組在多個所述連結部總計被扭轉180°。
8.根據權利要求7所述的電動機的電樞，其特徵在於，所述連結部具有所述繞組朝規定方向被扭轉而形成的第一連結部、所述繞組朝與所述規定方向相反的方向被扭轉而形成的第二連結部。
9.一種電動機的電樞製造方法，其特徵在於，具有如下步驟通過使被綑紮的多根金屬絲非整齊布置地卷繞在形成於鐵芯的多個齒上，從而形成卷繞在各所述齒上的多個線圈部；在形成各所述線圈部期間，形成利用自所述線圈部連續的所述金屬絲將所述線圈部彼此連結的連結部並在所述連結部使所述金屬絲扭轉。
10.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，通過使陸續放出多根所述金屬絲的管嘴在所述齒之間移動，從而將所述金屬絲卷繞在所述齒上。
11.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，使陸續放出多根所述金屬絲的管嘴沿所述齒移動，並且，卡止部件將從所述管嘴陸續放出的多根所述金屬絲卡止並將其插入所述齒之間，從而使所述金屬絲卷繞在所述齒上。
12.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，所述連結部從多個所述齒中的一個齒的齒根橫跨至另一個齒的齒根而設置。
13.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，所述連結部設置在所述鐵芯的徑向外側。
14.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，所述鐵芯一體形成。
15.根據權利要求9至14中任一項所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，在形成所述連結部中的第一連結部時，所述金屬絲朝所述規定方向被扭轉180°，在形成第二連結部時，所述金屬絲朝與所述規定方向相反的方向被扭轉180°。
16.根據權利要求9至14中任一項所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，所述金屬絲在多個所述連結部總計被扭轉180°。
17.根據權利要求16所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，在形成所述連結部中的第一連結部時，所述金屬絲朝規定方向被扭轉，在形成第二連結部時，所述金屬絲朝與所述規定方向相反的方向被扭轉。
18.根據權利要求9所述的電動機的電樞製造方法，其特徵在於，所述繞組所包含的所述金屬絲至少為三根。
全文摘要
本發明提供一種能夠提高電動機效率並易於實現製造工序自動化的電動機的電樞。定子(1)具有鐵芯(2)與繞組(3)。鐵芯(2)具有多個槽和形成於槽之間的多個齒。繞組(3)由非整齊布置地被綑紮的多根金屬絲(W)構成。繞組(3)具有卷繞在各個齒上的多個線圈部(8a、8b)、將線圈部(8a、8b)彼此連結的連結部(9a)，並且所述繞組在連結部(9a)具有被扭轉的形狀。
文檔編號H02K3/28GK102265486SQ20098015272
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月21日 優先權日2008年12月26日
發明者千葉貞一郎, 吉田大輔, 腰山俊一 申請人:株式會社小松製作所