旋轉電機的模製定子的製造方法
2023-10-07 02:43:49
專利名稱：旋轉電機的模製定子的製造方法
技術領域：
本發明涉及由分割層疊芯構成的旋轉電機的模框(molded frame)型定子的製造方法。
背景技術：
以往，作為旋轉電機的定子，具有由多個分割層疊芯構成的層疊固定鐵心，該多個分割層疊芯以磁極齒為單位分割，層疊固定兩片以上的晶片。在分割層疊芯的齒部設有與層疊固定鐵心的徑向正交的繞線部，分割層疊芯以該繞線部朝向中心方向的方式呈圓環狀組合多個地配置。並且，以圍繞它們的方式覆蓋環狀構造體，並向內徑方向推壓而作為一體構造構成定子，使用該定子的旋轉電機已經被公開。另外，公開了使用如下定子的旋轉電機，S卩，在使分割層疊芯呈圓環狀地組合多個地配置之後，通過將相鄰的軛部彼此焊接或粘接而作為一體構造構成的定子(例如，專利文獻1)。另外，公開了如下旋轉電機的定子使鐵心片層疊，構成兩種分割層疊芯，在軛部的周向兩端部設置連結部，利用銷使鄰接的分割層疊芯彼此以能夠旋轉的方式連結(例如，專利文獻2)。專利文獻1 日本特開平6-10M87號公報(實施例1 3、圖1、圖2、圖3)專利文獻2 日本特開2003-52138號公報(權利要求1、圖1 圖6)在專利文獻2那樣的使晶片層疊而構成分割層疊芯的定子的情況下，通常在進行層疊的晶片的上下表面設置凹凸部，該凹凸部用於使分別鄰接的晶片彼此鑿緊、嵌合。但是，由於該凹凸部的鑿緊工序而在晶片上產生應力。該應力成為阻礙磁通流動的主要原因。
發明內容
本發明是為了解除上述那樣的課題而做成的，其目的在於提供一種旋轉電機的定子的製造方法，該製造方法在構成旋轉電機的定子的分割層疊芯中，能夠不在各晶片的上下表面設置結合用的凹凸部等而高精度地層疊晶片並進行繞線，且能夠對定子的外周部實施樹脂澆鑄加工。本發明的旋轉電機的模製定子(molded stator)的製造方法為，在使多個晶片層疊而構成的分割層疊芯上纏繞線圈，使多個上述分割層疊芯呈環狀地連結，澆鑄外周面並進行固定，其特徵在於，包括層疊工序，準備多張晶片材(core sheet)，該晶片材使各上述分割層疊芯的同一疊層所使用的晶片經由與這些晶片的後軛部的外周部中心連接的橋(bridge)部與連結部連結，使這些晶片材層疊而構成分割層疊芯組構造體；繞線工序，在上述分割層疊芯組構造體的各分割層疊芯的齒部上纏繞線圈；切斷工序，通過切斷進行了繞線的各上述分割層疊芯的上述橋部，使各上述分割層疊芯自上述分割層疊芯組構造體分離；臨時固定工序，使切斷了的各上述分割層疊芯呈環狀配置而構成定子，對上述定子的外周部進行臨時固定；澆鑄工序，將具有與上述定子的內徑相同的直徑的軸棒以與上述定子的旋轉軸同軸的方式插入上述定子的內周側，將插入了上述軸棒的上述定子設置於澆鑄模具，利用樹脂澆鑄上述定子的外周面。本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的特徵在於，包括層疊工序，準備多張晶片材(core sheet)，該晶片材使各上述分割層疊芯的同一疊層所使用的晶片經由與這些晶片的後軛部的外周部中心連接的橋(bridge)部與連結部連結，使這些晶片材層疊而構成分割層疊芯組構造體；繞線工序，在上述分割層疊芯組構造體的各分割層疊芯的齒部上纏繞線圈；切斷工序，通過切斷進行了繞線的各上述分割層疊芯的上述橋部，使各上述分割層疊芯自上述分割層疊芯組構造體分離；臨時固定工序，使切斷了的各上述分割層疊芯呈環狀配置而構成定子，對上述定子的外周部進行臨時固定；澆鑄工序，將具有與上述定子的內徑相同的直徑的軸棒以與上述定子的旋轉軸同軸的方式插入上述定子的內周側，將插入了上述軸棒的上述定子設置於澆鑄模具，利用樹脂澆鑄上述定子的外周面，因此，在構成旋轉電機的定子的分割層疊芯中，不需要在各晶片的上下表面設置結合用的凹凸部等，能夠明顯降低產生於晶片的應力。結果，能夠高精度地製造磁特性優良的定子。
圖1是本發明的旋轉電機的模製定子的實施方式1的剖視圖。圖2是表示本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式1的層疊工序、 繞線工序、切斷工序的圖。圖3是本發明的旋轉電機的定子的分割層疊芯的立體圖。圖4是表示本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式1的臨時固定工序的圖。是表示工序的圖。圖5是表示本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式1的澆鑄工序的圖。圖6是本發明的旋轉電機的模製定子的實施方式2的立體圖。圖7是本發明的旋轉電機的模製定子的製造所使用的分割層疊芯組構造體的實施方式2的剖視圖。圖8是本發明的旋轉電機的模製定子的製造所使用的晶片材的連結部的上下表面上設置的凹部、凸部的實施方式3的立體圖。圖9是本發明的旋轉電機的模製定子的製造所使用的分割層疊芯組構造體的實施方式3的剖視圖。圖10是本發明的旋轉電機的模製定子的製造所使用的分割層疊芯組構造體的實施方式5的剖視圖。圖11是本發明的旋轉電機的模製定子的實施方式6的主要部分剖視圖。
具體實施例方式實施方式1利用
本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式1。圖1是本發明的旋轉電機的模製定子1的剖視圖。該圖1表示模製定子1的剖面， 該模製定子1通過如下方式製造而成，即使纏繞有線圈3的多個分割層疊芯71呈環狀組合併利用薄膜帶4固定，然後將其放入模具並利用樹脂5固定周圍。以下，按順序說明該模製定子1的製造方法。圖2是表示層疊工序、繞線工序及切斷工序的圖。圖2(a)是表示一張晶片材6的形狀的圖。圖2(b)是表示多張晶片材6層疊而成的分割層疊芯組構造體7的圖。圖2(c)是表示在分割層疊芯組構造體7上纏繞了線圈3的狀態的圖。圖2(d)是表示自纏繞有線圈3的分割層疊芯組構造體7切斷分割層疊芯71的工序的圖。從層疊工序依次進行說明。首先，如圖2 (a)所示，從電磁鋼板衝切出多個構成定子2的分割層疊芯71所使用的晶片61。此時，不是分散地衝切晶片61。而是以如下狀態衝切規定數量的晶片61，即使各晶片61的軛部的外周側中心部的一部分經由橋部62與共同的連結部63連結的狀態。使多張通過這樣衝切出的晶片材6按順序層疊，如圖2 (b)所示那樣地構成分割層疊芯組構造體7。以上的工序為層疊工序。接下來，說明繞線工序。在繞線工序中，在分割層疊芯組構造體7的各分割層疊芯71的齒部上纏繞線圈3。在纏繞線圈3時，以各晶片材6在繞線中途不錯位的方式從上下推壓層疊連結部 73等來進行固定，上述層疊連結部73是層疊各晶片材6的連結部63的部分。通過這樣能夠高精度地纏繞線圈3。在該繞線工序中，以負擔規定張力的方式纏繞線圈3，因此，形成有線圈3的分割層疊芯71的各晶片61即使沒有用於使上下的晶片61相互嵌合的嵌合部也不會相互錯位。接下來，說明切斷工序。圖3是表示切斷了的分割層疊芯71的立體圖。如圖2(c)所示，在全部的分割層疊芯71上形成線圈3之後，在使層疊連結部73 保持固定的狀態下，通過切斷層疊橋部72將各分割層疊芯71從分割層疊芯組構造體7切斷。另外，對於在繞線時是否在分割層疊芯71之間實施連接線，根據製造的旋轉電機決定即可。接下來，說明臨時固定工序。圖4是表示臨時固定工序的圖。如圖4(a)所示，使分割層疊芯71呈環狀組合而構成定子2，並如圖4(b)所示那樣利用具有絕緣性及耐熱性的薄膜帶4對周圍進行臨時固定。在之後的澆鑄工序的處理中，進行定子2的最終形狀的調整，因此，在臨時固定工序中不需要那麼拘泥分割層疊芯之間的固定精度。接下來說明澆鑄工序。圖5是表示澆鑄工序的圖。在該工序中，首先，在通過之前的臨時固定工序臨時固定成環狀的定子2的內周部插入模製心軸10來調整定子2的形狀。該模製心軸10的直徑與定子2的內徑相同。因此，定子2的內周面、即各分割層疊芯71的齒部的內周側頂端面仿照模製心軸 10的外周面，能夠以該內周面為基準高精度地保持定子2的形狀。接下來，將在內周側插入有模製心軸10的定子2放置於模具9中的規定位置，從澆注口注入樹脂。在樹脂5凝固之後，分解模具9，拔出模製心軸10，定子2的外周部和上下端面的外周部由樹脂澆鑄，而完成圖6所示的模製定子1。根據本實施方式1的旋轉電機的模製定子1的製造方法，在構成旋轉電機的定子的分割層疊芯71中，不需要在各晶片61的上下表面設置結合用的凹凸部等，能夠明顯降低施加於晶片61的應力。結果，能夠高精度地製造磁特性優良的效率良好的旋轉電機的模製定子1。另外，在模製時，將模製心軸10插入定子2的內側，從而能夠以定子2的內周面為基準對分割層疊芯71進行整形。由此，能夠謀求降低齒槽轉矩、轉矩波動。另外，在層疊的晶片61之間不會產生由鑿緊、粘接形成的空隙，因此能夠良好地保持芯佔空因數。另外，不需要焊接、粘接、高精度的銷孔的加工等，因此能夠大幅度削減製造成本。此外，在廢棄時，由於沒有焊接、粘接鐵心片，因此只要使樹脂溶解、將線圈切斷即能簡單地分解，具有非常容易進行分類、回收再利用這樣的效果。實施方式2利用
本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式2。另外，僅說明與實施方式1不同的部分，省略共同部分。圖7是沿與長度方向垂直的方向且沿層疊方向在包括橋部62的位置處將本實施方式2的分割層疊芯組構造體107切斷的剖視圖。在實施方式1中採用了通過如下方式進行固定的方法，即不設置用於使上下鄰接的各晶片材6嵌合的構件，直接層疊晶片材6，將線圈3纏繞於齒部。在本實施方式中，在各晶片材的連結部163的上表面設置凹部65，在下表面設置凸部64，在使晶片材106層疊之後，使凹部65與凸部64鑿緊、結合。在圖7中，省略了最上部所使用的晶片材的上表面的凹部，將最下層的晶片材的上表面的凹部直接設成貫通孔，但也可以層疊全部相同的晶片材106。其他的結構與實施方式1相同。像這樣，通過使與層疊連結部173的上下鄰接的晶片材106之間相結合，在繞線時能夠可靠地防止晶片材106之間的錯位，能夠高精度地保持層疊狀態。
另外，即使在凹部65和凸部64的鑿緊加工時產生應力，由於在分割層疊芯組構造體107的各齒上纏繞線圈3之後，切斷層疊橋部而使分割層疊芯71分離，所以分割層疊芯 71自身不會受到該應力的影響。此外，由於各晶片材106相結合，因此與實施方式1相比，纏繞線圈3之前的分割層疊芯組構造體107的管理容易。實施方式3利用
本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式3。另外，僅記載與實施方式1及實施方式2不同的部分，省略共同部分。圖8(a)、(b)是表示設於晶片材的連結部的上下表面的凹部、凸部的變形例的圖。圖9是沿長度方向且沿層疊方向將晶片材206、2061交替層疊而成的分割層疊芯組構造體的層疊連結部273等分成兩部分的剖視圖。在圖8 (a)的下側圖示的晶片材206的連結部263上，如圖所示那樣地從右側交替設有凸部264、開口部洸5。另外，在圖8(a)的上側圖示的晶片材2061的連結部沈31上，如圖所示那樣地從右側交替設有開口部265、凸部沈4。在圖中，開口部265和凸部264交替設置，但也可以不設置分割層疊芯的最上層所使用的晶片材的凸部264和構成最下層的晶片材的開口部沈5。凸部洸4由切割彎曲晶片材206、2061的連結部洸3、洸31而成形。步驟為在連結部沈3、沈31上的規定位置，對除了彎曲加工成凸部沈4的支承部的一邊以外的三邊進行衝壓切斷。通過從背面推壓切斷了的部分來彎曲加工凸部沈4。為了使開口部沈5的內壁面中的一個內壁面保持與凸部沈4的接觸壓力並提高晶片材206、2061層疊時的水平、垂直兩方向的層疊精度，設置板簧沈51。在圖中，該板簧沈51設置於開口部265的內壁面即距橋部最遠的內壁面的下側端部。由此，板簧沈51成為上下撓曲的構造。凸部沈4的與連結部沈3的長度方向垂直的寬度設定得稍大於板簧沈51同與其相對的壁面之間的間隔。在使晶片材206、2061交替層疊並從上下夾緊、推壓時，板簧沈51向圖中的上側撓曲，將凸部264推壓於與板簧沈51相對的開口部內壁面。通過這樣，全部的凸部沈4的晶片61側的側面被同等地推壓於開口部沈5的晶片 61側的內壁面。根據這樣的結構，除了能夠得到實施方式2的效果外，還能夠進一步提高晶片材的層疊精度。實施方式4利用圖9說明本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式4。另外，僅記載與實施方式3不同的部分，省略共同部分。在實施方式3中，說明了凸部的衝壓加工，但在小型旋轉電機用的定子的情況、即晶片材較小較薄的情況下，也可以通過蝕刻對凸部、開口部及板簧進行微細加工。在對包括晶片在內的晶片材整體進行蝕刻加工的情況下，先將開口部打開，然後對彈簧部分進行加工使其較薄。在該情況下，板簧2651從3個方向固定於壁面。但是，如圖9所示，在層疊加壓晶片材時，凸部264最初與板簧沈51接觸的部分為遠離開口部沈5的壁面的部分。因此，即使在通過蝕刻形成板簧沈51的情況下，板簧沈51也向上側撓曲，能夠將凸部264推壓於開口部壁面。在連結部也不會產生衝切變形和焊接變形，因此能夠提供磁特性惡化少的模製定子。實施方式5利用
本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式5。另外，僅記載與實施方式2不同的部分，省略共同部分。在實施方式2中，在上下重疊的各晶片材的連結部的上下表面設置凹部和凸部並將它們鑿緊而利用連結部163使晶片材106結合。在本實施方式中，各晶片材通過其它的方法將連結部463的上下之間結合。圖10(a)表示利用粘接劑11固定的狀態。另外，圖10(b)表示將連結部的端部焊接了的狀態。在利用上述方法固定的情況下也能夠得到與實施方式2的情況相同的效果。實施方式6利用
本發明的旋轉電機的模製定子的製造方法的實施方式6。另外，僅記載與實施方式1不同的部分，省略共通部分。圖11是本發明的旋轉電機的模製定子的實施方式6的主要部分剖視圖。在本實施方式中，在澆鑄工序中追加如下工序在定子的鄰接的齒之間即槽開口 (slot opening) 12中，與定子的旋轉軸平行地夾持板狀構件13。通過將模製心軸10插入定子的內周側之前的工序，或者，代替模製心軸10利用具有保持板狀構件13的功能的模製心軸，與插入模製心軸同時地將板狀構件13插入槽開口 12。通過這樣，在模製時能夠均等地維持槽開口 12之間的間隔，能夠良好地保持模製定子的形狀精度，能夠提供磁特性惡化少的高效率的旋轉電機的定子。
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權利要求
1.一種旋轉電機的模製定子的製造方法，該旋轉電機的模製定子的製造方法在使多個晶片層疊而構成的分割層疊芯上纏繞線圈，使多個上述分割層疊芯連結成環狀，澆鑄外周面而進行固定，其特徵在於，包括層疊工序，該層疊工序準備多張晶片材，上述晶片材使各上述分割層疊芯的同一疊層所使用的晶片經由與這些晶片的後軛部的外周部中心連接的橋部與連結部連結，使這些晶片材層疊而構成分割層疊芯組構造體；繞線工序，該繞線工序在上述分割層疊芯組構造體的各分割層疊芯的齒部上纏繞線圈；切斷工序，該切斷工序通過切斷進行了繞線的各上述分割層疊芯的上述橋部，使各上述分割層疊芯從上述分割層疊芯組構造體分離；臨時固定工序，該臨時固定工序使切斷了的各上述分割層疊芯呈環狀地配置而構成定子，對上述定子的外周部進行臨時固定；澆鑄工序，該澆鑄工序將具有與上述定子的內徑相同的直徑的軸棒插入上述定子的內周側，將插入有上述軸棒的上述定子設置於澆鑄模具，利用樹脂澆鑄上述定子的外周面。
2.根據權利要求1所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於，在上述晶片材的上述連結部的上下表面的一面上具有凹部，在另一面上具有凸部，在上述層疊工序中，使上述凹部與上述凸部嵌合而將上下鄰接的晶片材彼此固定。
3.根據權利要求2所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於， 上述凸部通過切割彎曲上述晶片材而形成。
4.根據權利要求3所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於，在上述凹部的開口部具有板簧，在嵌合上下鄰接的晶片材時，該板簧產生相對於晶片材層疊方向向垂直方向推壓凸部的分力。
5.根據權利要求1所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於，在上述層疊工序中，通過粘接上述連結部使上下鄰接的上述晶片材彼此固定。
6.根據權利要求1所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於，在上述層疊工序中，通過焊接上述連結部使上下鄰接的上述晶片材彼此固定。
7.根據權利要求1 權利要求6中任意一項所述的旋轉電機的模製定子的製造方法， 其特徵在於，在上述臨時固定工序中，利用薄膜絕熱片材對上述定子的外周部進行臨時固定。
8.根據權利要求1所述的旋轉電機的模製定子的製造方法，其特徵在於，在上述澆鑄工序中具有如下工序在相互鄰接的各上述分割層疊芯的齒間的槽開口部，與上述定子的軸向平行地插入並夾持板狀構件。
全文摘要
本發明提供一種旋轉電機的模製定子的製造方法，其包括層疊工序，使多張晶片材(6)層疊而構成分割層疊芯組構造體(7)，該晶片材(6)使多個晶片(61)經由橋部(62)與一個連結部接合；繞線工序，在分割層疊芯組構造體(7)的各分割層疊芯(71)的齒部上纏繞線圈；切斷工序，在橋部處切斷進行了繞線的分割層疊芯(71)使其分離；臨時固定工序，以使多個分割層疊芯(71)成型為環狀的定子(2)的方式進行臨時固定；澆鑄工序，在該定子(2)的內周側插入模製心軸(10)，然後放置於模具，利用樹脂凝固定子(2)的外周面。
文檔編號H02K3/44GK102549881SQ200980161669
公開日2012年7月4日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者三宅展明, 中原裕治, 土屋文昭, 小牧亮子, 湯谷政洋, 長谷川治之, 青海豪則 申請人:三菱電機株式會社