旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法

2023-10-07 21:15:29 2

旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法
【專利摘要】本發明提供旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法。旋轉電機的定子包括具有多個槽的定子鐵心與多個線圈。多個線圈分別具有：插入於成對的2個槽的第一插入部以及第二插入部；第一線圈末端以及第二線圈末端。第一以及第二線圈末端中的至少一個具有扭轉部與彎曲部。扭轉部通過在靠近第一插入部的部位將線圈末端扭轉而形成。彎曲部通過在靠近第二插入部的部位以使線圈末端彎下的方式彎曲而形成。
【專利說明】旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法
[0001]本申請是申請日為2011年3月8日、申請號為201180012947.9、發明名稱為「旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法」的申請的分案申請。

【技術領域】
[0002]本發明涉及旋轉電機的定子、定子的製造方法、以及定子的線圈的製造方法。

【背景技術】
[0003]專利文獻I中，如該文獻I的圖3所示，以扁立纏繞方式來製作線圈。另外，專利文獻I中，如圖2、圖6、圖8所不，線圈末端部具有形成為曲柄狀的頭頂部。由此，線圈末端部彼此成為在定子的軸向上重疊的狀態，而避免在該軸向上幹涉。
[0004]專利文獻2中，如該文獻2的圖14所示，以扁平纏繞方式來製作線圈。另外，專利文獻2中，如圖16所示，連接線圈的槽插入部與線圈末端的過渡部之間的部分具有2處扭轉位置。並且，專利文獻2中，如圖2所示，線圈末端部彼此為在定子的徑向上相互重疊的狀態(即，在定子的徑向上不幹涉的形狀)。
[0005]專利文獻3的定子鐵心71如圖32所示，具有隔開規定的間隔形成的多個槽71a、以及分別安裝於一對槽71a的多個線圈72。各槽71a具有朝向徑向內側的開口部，該開口部具有比開口部的內側的槽71a的部位的寬度狹窄的寬度。各線圈72具備:分別具有第一端與第二端的第一邊部72a以及第二邊部72b ;與第一以及第二邊部72a、72b的第一端連接的第三邊部72c ;以及與第一以及第二邊部72a、72b的第二端連接的第四邊部72d。第一以及第二邊部72a、72b以具有能夠嵌插於一對槽71a內的厚度的方式通過對齊繞組而層疊。第三邊部72c位於在第一以及第二邊部72a、72b的延伸方向上從該第一以及第二邊部72a、72b偏離的位置，並且以在與層疊方向正交的方向上具有比槽71a的開口部的寬度小的寬度的方式層疊。而且，通過使第三邊部72c通過槽71a的開口部，來將第一以及第二邊部72a、72b安裝於兩槽內而與定子鐵心71組裝起來。
[0006]另外，專利文獻4公開了如下定子的製造方法，S卩，預先準備多個線圈，將各線圈的第一側邊插入定子鐵心的多個槽中的一個，之後，將各線圈的第二側邊插入其它的槽中的一個，當觀察定子鐵心的端面時，線圈為重疊成螺旋狀的形態。專利文獻4的方法中，使用保持夾具，來將預先形成的多個線圈安裝於定子鐵心，在該保持夾具的外周形成有以定子鐵心的槽的間距的整數倍的間距設置的狹縫狀的多個保持槽。將各線圈的第一側邊配置於上述保持夾具的外側，並且，將第二側邊配置於上述保持槽內，在該狀態下，沿保持夾具的圓周排列各線圈。另外，在保持夾具的端面設置具有與定子鐵心的內齒對應的多根葉片部的輔助夾具，而使各線圈的第一側邊保持於對應的上述葉片部的間隙。將該保持夾具與輔助夾具的組合從輔助夾具插入上述定子鐵心的內側，而利用輔助夾具來對各線圈的第一側邊進行導向，並利用保持夾具的端邊緣部將各線圈的第一側邊壓入定子鐵心的對應的槽。這樣，使配置於定子鐵心的內側的保持夾具轉動規定角度，以與定子鐵心的對應的槽匹配的方式定位保持槽，之後，利用推壓部向徑向外側推壓各線圈的第二側邊，而使其插入定子鐵心的對應的槽。
[0007]專利文獻1:日本特開2008-104293號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2008-113474號公報
[0009]專利文獻3:日本特開2003-153478號公報
[0010]專利文獻4:日本特開2007-166850號公報
[0011]專利文獻I中，如圖10所示，鄰接的異相的線圈在定子的軸向上相互重疊，從而難以插入相間絕緣紙，而不適用於高電壓機。
[0012]專利文獻2中，如圖19所示，扭轉數量(扭轉位置)為「2」即較多，從而線圈加工負荷大。由此，預先塗在線圈上的瓷漆等絕緣皮膜劣化，從而不適用於高電壓機。
[0013]專利文獻3所記載的定子中，是線圈72的第三邊部72c位於定子鐵心71的徑向內側的形狀，從而旋轉電機的設計上的制約大。
[0014]專利文獻4的方法中，由於使保持夾具旋轉的角度大，從而與此相伴地線圈的變形量變大。而且，若線圈的變形量大，則線圈的殘存應力變大，從而線圈難以插入槽。


【發明內容】

[0015]本發明的第一個目的在於，在線圈末端，能夠減少扭轉的數量，並且能夠容易插入線圈間絕緣片。
[0016]本發明的第二個目的在於，能夠減少旋轉電機的設計上的制約、且不使線圈較大變形地製造定子。
[0017]為了實現上述第一個目的，本發明的第一個方式的旋轉電機的定子包括環狀的定子鐵心與組裝於上述定子鐵心的多個分布繞組用的線圈。上述定子鐵心具有沿周向排列、並且朝向徑向內側開口的多個槽。上述定子鐵心具有在該定子鐵心的軸向上相互位於相反側的2個端面。上述多個線圈分別具有:插入於上述多個槽中的成對的2個槽的第一插入部以及第二插入部；分別從上述2個端面突出的第一線圈末端以及第二線圈末端。上述第一以及第二線圈末端中的至少一個具有扭轉部與彎曲部。上述扭轉部通過在靠近上述第一插入部的部位將線圈末端扭轉而形成。上述彎曲部通過在靠近上述第二插入部的部位以使線圈末端彎下的方式彎曲而形成。
[0018]本發明的第二個方式的旋轉電機的定子的線圈的製造方法包括卷繞工序、扭轉工序以及彎曲工序。上述卷繞工序中，通過環狀地卷繞導體線，來形成具有第一插入部以及第二插入部、第一線圈末端以及第二線圈末端的線圈。上述扭轉工序中，在靠近上述第一插入部的部位將線圈末端扭轉。上述彎曲工序中，在靠近上述第二插入部的部位以使線圈末端彎下的方式彎曲。
[0019]為了實現上述第二個目的，本發明的第三個方式的旋轉電機的定子的製造方法包括準備具有沿周向排列的多個槽的環狀的定子鐵心的工序。上述多個槽的各個分別具有在上述定子鐵心的內周開口的開口部。鄰接的槽間的槽節距隨著朝向定子鐵心的徑向外側而擴大。上述製造方法包括準備多個線圈的工序。各個線圈預先由導體線以成為閉合環的方式形成。各個線圈分別具有一對線圈末端、以及插入於上述槽的第一側邊以及第二側邊。上述一對線圈末端能夠吸收上述第一側邊與上述第二側邊間的距離的變化。上述第一側邊以及第二側邊的位置關係預先設定為，與該第一側邊以及第二側邊插入槽時的位置關係對應。上述製造方法包括準備能夠配置在上述定子鐵心的徑向內側的保持夾具的工序。對於上述保持夾具而言，在配置於上述定子鐵心的徑向內側的狀態下、在與上述開口部對置的外周的位置上具有保持槽。上述保持夾具在其軸向兩端具有一對端面。上述製造方法包括通過將上述第二側邊插入上述保持槽來分別將上述線圈安裝於保持夾具的工序。該安裝狀態下，在從其軸向觀察保持夾具的情況下，上述第一側邊位於保持夾具的徑向外側，並且，上述一對線圈末端的至少一個具有位於上述第一側邊的範圍內的第一部分與該第一部分以外的第二部分。上述第二部分位於上述一對端面中的一個端面的與上述保持槽對應的部分上。上述製造方法包括如下工序，即，在上述保持夾具的軸心以及上述定子鐵心的軸心位於同一直線上的狀態下，使上述定子鐵心與上述保持夾具中的一個相對於另一個在軸向上相對移動，來將上述保持夾具配置在上述定子鐵心的徑向內側，由此將上述第一側邊插入上述槽。上述製造方法包括如下工序，即，使定子鐵心與保持夾具中的一個相對於另一個相對旋轉，以便使插入於各保持槽的上述第二側邊與應插入的槽對置。上述製造方法包括如下工序，即，使用推出部，對上述線圈施加使上述第二側邊從上述保持槽前往對應的槽內的推出力，從而將第二側邊插入槽。
[0020]本發明的第四個方式的旋轉電機的定子包括環狀的定子鐵心、以及組裝於上述定子鐵心的多個線圈。上述定子鐵心具有沿周向排列的多個槽。上述多個槽分別具有在上述定子鐵心的內周開口的開口部。鄰接的槽間的槽節距隨著朝向定子鐵心的徑向外側而擴大。各個線圈分別具有:插入於上述槽的第一側邊以及第二側邊；與第一側邊以及第二側邊連續的一對線圈末端。上述一對線圈末端中的至少一個具有第一屈曲部、第二屈曲部以及連結部。上述第一屈曲部從上述第一側邊的端部朝向定子鐵心的徑向屈曲。上述第二屈曲部從上述第二側邊的端部朝向定子鐵心的周向屈曲。上述連結部具有與上述第一屈曲部連續的第一端以及與上述第二屈曲部連續的第二端、並且沿定子鐵心的周向延伸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的第一實施方式的電動機的定子的俯視圖。
[0022]圖2是圖1的定子的主視圖。
[0023]圖3是圖1的定子的立體圖。
[0024]圖4是圖1的定子所具備的線圈的立體圖。
[0025]圖5(a)是成形工序後的線圈的俯視圖，圖5(b)是成形工序後的線圈的主視圖，圖5(c)是成形工序後的線圈的左視圖，圖5(d)是成形工序後的線圈的右視圖。
[0026]圖6是沿圖5 (b)的6-6線的剖視圖。
[0027]圖7是表示展開定子的狀態下的槽、線圈、以及線圈的接線狀態的說明圖。
[0028]圖8是表示線圈的製作工序的工序圖。
[0029]圖9是線圈製作所使用的線圈架的外形圖。
[0030]圖10(a)?圖10 (i)是對用於製作線圈的線圈卷繞進行說明的說明圖。
[0031]圖11是表示線圈製作時的線圈卷繞後的線圈形狀的俯視圖。
[0032]圖12是表示別例的線圈的製作工序的工序圖。
[0033]圖13是別例的線圈製作所使用的線圈架的外形圖。
[0034]圖14是表示將其它的別例的定子展開的狀態下的槽、線圈、以及線圈的接線狀態的說明圖。
[0035]圖15是用於比較的線圈的立體圖。
[0036]圖16(a)是本發明的第二實施方式的定子的製造裝置的示意俯視圖，圖16(b)是圖16(a)的裝置的示意主視圖。
[0037]圖17是圖16(a)的保持夾具的示意立體圖。
[0038]圖18是輔助夾具的示意立體圖。
[0039]圖19(a)是推壓部的示意立體圖，圖19(b)是推動部移動後的狀態的推壓部的示意立體圖。
[0040]圖20(a)是線圈的部分示意立體圖，圖20(b)是線圈的示意俯視圖。
[0041]圖21(a)是省略定子的一部分的不意俯視圖，圖21(b)是表不插入於槽的各相的線圈的第一側邊以及第二側邊的關係的示意圖。
[0042]圖22是表示在定子鐵心與保持夾具中插入有線圈的狀態的示意俯視圖。
[0043]圖23是表示保持夾具轉動後的狀態的與圖22對應的示意俯視圖。
[0044]圖24是表示推動部的一部分與線圈末端抵接的狀態的示意俯視圖。
[0045]圖25是表示第一側邊以及第二側邊插入至規定位置的狀態的示意俯視圖。
[0046]圖26是其它的實施方式的推壓部的示意平剖視圖。
[0047]圖27(a)是沿圖26的27_27線的剖視圖，圖27(b)是推壓體的立體圖。
[0048]圖28是表示其它的實施方式的與圖22對應的示意俯視圖。
[0049]圖29是與圖23對應的示意俯視圖。
[0050]圖30(a)是表示其它的實施方式的線圈末端的部分示意立體圖，圖30(b)是線圈末端的示意俯視圖，圖30(c)是表示其它的實施方式的導體線的部分示意立體圖。
[0051]圖31 (a)是其它的實施方式的定子的示意俯視圖，圖31 (b)是表示插入於槽的各相的線圈的第一側邊以及第二側邊的關係的示意圖。
[0052]圖32是以往技術的定子的示意俯視圖。

【具體實施方式】
[0053]以下，根據附圖，對具體化本發明的第一實施方式進行說明。
[0054]圖1、圖2、圖3表示第一實施方式的電動機的定子10。定子10用於分布繞組的3相8極電動機。
[0055]圖1、圖2、圖3中，定子10具有形成為環狀的定子鐵心20、以及插入於定子鐵心20的槽的線圈30。線圈30是分布繞組用的線圈。
[0056]如圖2所示，定子鐵心20具有規定的厚度tl。以LI來表示定子10(定子鐵心20)的軸向(軸線)。沿定子鐵心20的內周並在周向上排列有48個槽(圖1中由附圖標記SI?S48來表示)。各槽SI?S48朝向定子鐵心20的內周開口，並且剖面呈長方形，以位於始於定子鐵心20的中心O的放射線上的方式延伸。另外，定子鐵心20的相鄰的槽間成為齒。
[0057]轉子配置於環狀的定子10的環內。
[0058]圖4、圖5、圖6表示線圈30。線圈30是疊繞線圈，圖1中，如附圖標記Cl?C48所示地設有48個。
[0059]線圈30插入於槽而組裝在定子鐵心20上。換句話說，48個線圈(Cl?C48)分別插入於定子鐵心20的多個槽(SI?S48)中的成對的2個槽。例如，圖1中，線圈Cl插入於槽S1、與相對於該槽SI (即，將槽SI算為第O個)沿順時針位於第6個位置的槽S7。這樣，在定子鐵心20的內周面沿周向形成的槽中，供線圈30插入的一對槽的間隔(間距)為「6」，S卩，線圈節距為「6」。
[0060]另外，在一個槽中插入2個線圈30。例如，圖1中，在槽SI中插入線圈Cl與線圈C43。
[0061]如圖6所示，線圈30由對齊的多根導體線構成，使用扁線作為導體線。如圖2、圖5所示，線圈30預先成形為環狀形狀，其具有:插入於一對槽的一對插入部(第一插入部以及第二插入部)31、32 ;以及從槽向外伸出的一對線圈末端(第一線圈末端以及第二線圈末端)33、34。以扁平纏繞方式來卷繞線圈30 (參照表示線圈製作時的線圈卷繞後的線圈形狀的圖U)。
[0062]如圖6所示，對於線圈30的插入部31、32而言，剖面呈長方形的扁線的長邊彼此接觸，並且，多個扁線以並列成一列的方式配置在槽內。另外，線圈30通過疊繞形成。SP，如圖1、圖6所示，在線圈末端33、34，以在一個槽內層疊地配置的最內周側的扁線與在另一個槽內層疊地配置的最外周側的扁線對應的方式延伸。
[0063]線圈30的線圈末端33、34分別具有一處使線圈30沿周向彎下的部分(圖4、圖5中的彎曲部A)，並且，分別具有一處扭轉部B (圖4、圖5)。
[0064]如圖5所示，扭轉部B通過如下方式形成，即，對於從定子鐵心20的兩端面21、22 (參照圖2)中的端面(第一端面)21突出的線圈末端33，將從插入於2個槽的插入部31,32中的一個插入部31連續的位置扭轉。第一實施方式中，如圖6所示，線圈末端33逆時針扭轉70°左右。從定子鐵心20的端面22突出的線圈末端34也為相同的構成。S卩，扭轉部B通過將從插入部31連續的部位扭轉來形成。
[0065]另外，彎曲部A通過如下方式形成，即，對於線圈末端33，將與插入於2個槽的插入部31、32中的第二插入部32連續的部位彎曲2次(A1、A2)，而使之沿周向彎下。詳細而言，彎曲部A包括由圖5的Al所示的「由第一線圈彎下而實現的彎曲部位」、以及由A2所示的「由第二線圈彎下而實現的彎曲部位」。在圖5(b)的彎曲部位Al，接近90°地彎曲，並且，在圖5(c)的彎曲部位A2，彎曲45°左右。彎曲部A具有作為在定子的軸向上將彎下的線圈末端抬起的抬起部的彎曲部位A2。線圈末端34也冋樣具有彎曲部A。S卩，在線圈末端34，與插入部32連續的部位通過彎曲2次(A1、A2)而沿周向彎下。
[0066]這樣，以扁平纏繞方式來卷繞線圈30，並且，如圖4、圖5所示，扭轉部B在每個線圈末端上設置I處，在彎曲部A將線圈沿周向彎下。
[0067]另外，如圖5(a)所示，在線圈30的線圈末端33、34上，扭轉部B與彎曲部A之間的過渡部形成為沿徑向凸出的圓弧形狀。由此，如圖3所示，線圈末端33、34形成為在定子鐵心20的徑向上不幹涉的形狀，並不與其它線圈的線圈末端接觸。
[0068]圖7表示將第一實施方式的定子展開的狀態下的槽、線圈、以及線圈的接線狀態。如圖7所示，在一個槽中插入2個線圈，並且，使其線圈節距為「6」。例如，圖7中，在槽編號I中插入的線圈為U相線圈與U相線圈，在槽編號I的右鄰的槽編號2中也插入U相線圈與U相線圈，在槽編號2的右鄰的槽編號3中插入V相線圈與V相線圈。
[0069]這樣，線圈30在線圈末端具有:通過將靠近第一插入部的部位扭轉來形成的扭轉部B ;以及通過使靠近第二插入部的部位彎下來形成的彎曲部A。
[0070]圖1中表示了作為線圈間絕緣片的相間絕緣紙P的插入位置。異相的鄰接的線圈的線圈末端以相對於周向斜向延伸的狀態重疊。S卩，在定子的軸向上不重疊。因而，相間絕緣紙P從定子鐵心的上方(即、定子鐵心的軸向)插入。
[0071]這樣，在鄰接的線圈的線圈末端中的相互在周向上重疊的部分之間形成空間，該空間具有包括在定子的軸向的線圈末端的兩端部間跨越的大致平面的形狀。此外，「定子的軸向」可以不完全與定子的軸向一致，也可以稍微傾斜。另外，「大致平面」包括稍微的彎曲(能夠插入相間絕緣紙P的程度的彎曲)。
[0072]接下來，使用圖8、圖9、圖10、圖11來說明線圈的製作。
[0073]圖8表示線圈的製作工序。當製作該線圈時，使用圖9所示的線圈架40。圖9的線圈架40的外形形狀大致形成為梯形，在梯形的平行的邊中的長邊上形成有凹部40a。如圖10(a)?圖10(i)所示，在製作線圈時進行線圈卷繞。其結果，如圖11所示，扁線成為線圈卷繞後的線圈形狀。
[0074]圖8中，對於線圈製作而言，在相對於扁線而進行了線圈卷繞之後，經過成形工序。首先，對線圈卷繞進行說明。
[0075]如圖10(a)所示，卷繞裝置具有圖9所示的線圈架40與輥41。而且，在線圈架40的外周面固定扁線43的一端。詳細而言，將扁線43固定在線圈架40的梯形的平行的邊中的短邊上。而且，如圖10(b)所示，旋轉線圈架40而以扁平纏繞方式將扁線43卷繞於線圈架40的梯形的斜邊。進而，如圖10(c)所示地移動線圈架40，並且如圖10(d)所示地旋轉線圈架40而以扁平纏繞方式來將扁線43卷繞於線圈架40的梯形的平行的邊中的長邊。
[0076]接下來，如圖10(e)、圖10(f)、圖10(g)所示，通過從將扁線43張設於線圈架40的凹部40a的狀態使輥41沿線圈架40的凹部40a的表面移動，從而如圖10(h)所示地將扁線43成形為與線圈架40的凹部40a配合的形狀。並且，如圖10 (i)所示地旋轉線圈架40，由此以扁平纏繞方式將扁線43卷繞於線圈架40的梯形的斜邊。由此，遍及線圈架40的整周，以扁平纏繞方式來卷繞I圈扁線43。
[0077]重複該圖10(a)?圖10(i)的動作，由此來以扁平纏繞方式將數圈扁線43卷繞於線圈架40。
[0078]通過這樣的線圈卷繞，來環狀地卷繞線圈，而成為圖11所示的線圈形狀。此時，由於以扁平纏繞方式來製作，所以圖11中，彎曲的半徑(R)小。另外，圖11中，卷繞的線圈的形狀大致為梯形，在梯形的平行的邊中的長邊上形成有凹部，梯形的平行的邊中的長邊的兩端部分為用於形成彎曲部A的部位。
[0079]返回圖8的說明，對線圈卷繞後的成形工序進行說明。
[0080]成形工序具有彎曲部A的形成工序(A部彎曲)、扭轉部B的形成工序(B部扭轉)、以及圓弧(R)形成圖5(a)所示的線圈末端的工序。
[0081]扭轉部B的形成工序中，在線圈末端33將與第一插入部31連續的部位扭轉。同樣，對於線圈末端34也將與第一插入部31連續的部位扭轉。
[0082]彎曲部A的形成工序中，在線圈末端33將與第二插入部32連續的位置沿周向彎曲2次。詳細而言，在圖5的由第一線圈彎下而實現的彎曲部位Al、與由第二線圈彎下而實現的彎曲部位A2彎曲。同樣，對於線圈末端34也將與第二插入部32連續的部位沿周向彎曲2次。
[0083]圖5 (a)所示的圓弧形成線圈末端的工序中，在線圈末端33從與插入部31、32連續的部位開始，將前端部分整形為向徑向凸出的圓弧形狀(廣義為彎曲形狀)。同樣，對於線圈末端34也從與插入部31、32連續的部位開始，將前端部分整形為徑向凸出的圓弧形狀(廣義為彎曲形狀)。
[0084]此外，對於圖8的成形工序中的彎曲部A的形成工序(A部彎曲)、扭轉部B的形成工序(B部扭轉)、以及圓弧形成線圈末端的工序而言，它們的順序沒有限定。例如，也可以在進行了彎曲部A的形成之後，進行扭轉部B的形成，之後進行圓弧形成線圈末端的工序。也可以與此相反，在進行了圓弧形成線圈末端的工序之後，進行扭轉部B的形成，之後進行彎曲部A的形成。另外，也可以同時進行彎曲部A的形成工序、扭轉部B的形成工序、以及圓弧形成線圈末端的工序。
[0085]而且，將預先成型的線圈30插入定子鐵心20的槽來進行組裝。詳細而言，通過將線圈30的插入部31、32插入定子鐵心20的槽來進行組裝。由此，與將線圈插入槽後對線圈末端進行衝壓加工的情況相比，在組裝線圈前使線圈變形即可，從而能夠容易使線圈變形。
[0086]根據第一實施方式，能夠得到如下優點。
[0087](I)專利文獻I中，在線圈末端上異相的鄰接線圈在軸向上接觸，從而難以插入相間絕緣紙。因此，專利文獻I的構成不適用於高電壓機。與此相對，第一實施方式中，如圖1所示，異相的鄰接線圈在徑向上接觸，而相間絕緣紙P能夠從軸向插入，並且容易插入。由此，在電動機為高電壓規格的情況下優選第一實施方式的構成。
[0088]另外，專利文獻2中，線圈末端的扭轉數量為「2」即較多、線圈加工負荷大，從而絕緣皮膜容易劣化。因此，專利文獻2的構成不適用於高電壓機。與此相對，第一實施方式中，如圖4所示，在每一個線圈末端，僅在一處設有使線圈沿周向彎下的部分(彎曲部A)，並且，僅在一處設有扭轉部B。因此，扭轉數量(扭轉位置)為「I」即較少，線圈加工負荷少。因此，第一實施方式的構成中，能夠抑制絕緣皮膜劣化。由此，第一實施方式的構成適用於高電壓機。這樣，成形工序中的線圈扭轉數量僅為「1」，能夠減少線圈末端的扭轉的數量，從而能夠減少加工負荷。這樣，由於能夠減少線圈加工負荷，從而能夠使瓷漆皮膜厚變薄。因而，能夠實現低成本化，也能夠適用於高電壓機，從而使用範圍廣。
[0089](2)專利文獻I中，如圖15所示，使用扁線作為導體線，以扁立纏繞方式來卷繞該扁線，由此形成線圈100，因此，彎曲部的截面係數高，加工負荷大，而難以製作。另外，彎曲半徑(彎曲R)變大，線圈末端長度變長。與此相對，第一實施方式中，使用扁線作為導體線，以扁平纏繞方式來卷繞該扁線，由此形成線圈，因此能夠容易地對線圈進行彎曲加工。換句話說，線圈卷繞為扁平纏繞，從而加工負荷少，容易製作線圈。因此，能夠實現低成本化。
[0090]另外，由於以扁平纏繞方式來形成線圈，所以彎曲半徑(彎曲R)小，另外，具有向外側彎下的部分，從而，如圖2所示，能夠縮小定子的軸向的線圈末端長度，進而能夠實現電動機的小型化。
[0091](3)如圖5(a)所示，由於在線圈30的線圈末端33、34上，扭轉部B與彎曲部A之間的過渡部形成為向徑向凸出的彎曲形狀，從而鄰接的線圈彼此難以幹涉，因而在避免線圈彼此的接觸方面優選。
[0092](4)作為線圈的製造方法，具有:通過將導體線卷繞為環狀、來形成線圈的卷繞工序；對該卷繞了的線圈的一對插入部中的第一插入部一側的線圈末端的部位進行扭轉的扭轉工序；以及使一對插入部中的第二插入部一側的線圈末端的部位彎下的彎曲工序。另外，彎曲工序中，具有在定子的軸向上將彎下的線圈抬起的抬起工序。並且，在卷繞的線圈的線圈末端，將由扭轉工序形成的扭轉部與由彎曲工序形成的彎曲部之間的導體線的過渡部整形為向徑向凸出的彎曲形狀。
[0093]由此，能夠得到具有上述(I)、(2)、(3)的構造的線圈。
[0094]上述第一實施方式也可以變更為以下的方式。
[0095]也可以代替圖8的工序而通過圖12的工序來製作線圈。此時，代替圖9的線圈架40而使用圖13所示的線圈架45。圖13所示的線圈架45形成為梯形形狀，沒有設置圖9的線圈架40的凹部40a。圖12的工序中，當進行線圈卷繞時，將扁線卷繞於圖13的線圈架45。然後，在成形工序中，成形圖11的E部所示的凹部。之後，與圖8相同，進行彎曲部A的形成(A部彎曲)、扭轉部B的形成(B部扭轉)、以及線圈末端圓弧形成。
[0096]也可以代替圖7地如圖14所示，在一個槽中插入2個線圈，並且，將其線圈節距設為「5」。例如，圖14中，槽編號I中插入線圈為U相線圈與U相線圈，槽編號I的右鄰的槽編號2中為V相線圈與U相線圈，槽編號2的右鄰的槽編號3中為V相線圈與V相線圈。
[0097]作為線圈的導體線使用剖面呈長方形的扁線，但不限定於此，也可以使用剖面呈圓形的圓線來對齊地卷繞。
[0098]線圈的過渡部的凸部可以不是圓弧，彎曲即可。
[0099]線圈的彎曲部A也可以僅具有沿周向彎下的部位Al。
[0100]線圈的彎曲部A彎曲2次，但也可以彎曲3次以上。
[0101]線圈形成為梯形，但不限定於梯形。
[0102]以下，根據圖16(a)?圖25，對具體化本發明的第二實施方式進行說明。
[0103]如圖16 (a)、圖16(b)所示，定子的製造裝置具有支承部130、升降裝置131以及轉動裝置132。支承部130對定子鐵心110進行支承。在保持夾具120的軸心與支承並固定在支承部130上的定子鐵心110的軸心位於同軸上的狀態下，升降裝置131使保持夾具120升降移動。轉動裝置132使支承在升降裝置131上的保持夾具120轉動。
[0104]定子鐵心110形成為環狀，並且在其內周具備隔開恆定間隔的多個齒111。齒111的中心線位於從定子鐵心110的中心放射狀地延伸的直線上。在相鄰的齒111之間形成有槽112。詳細而言，在定子鐵心110上形成有多個槽112，各槽112具有在定子鐵心110的內周開口的開口部112a。定子鐵心110具有從開口部112a朝向槽112的底部擴大的槽節距。槽節距指的是，相鄰的2個槽112的中心線間的距離。換句話說，槽12從開口部12a放射狀地延伸。
[0105]如圖17所示，保持夾具120具有支柱121、固定於其上端並且大致形成為圓柱狀的主體122。在支柱121的下端形成有圓板狀的固定部123，該固定部123將保持夾具120固定在轉動裝置132上。在主體122的外周面，以沿主體122的徑向延伸的狀態形成有多個保持槽122a。保持槽122a以與定子鐵心110的槽112的開口部112a的節距相同的節距形成。而且，保持夾具120以保持槽122a分別位於與定子鐵心110的槽112的開口部112a對置的位置的方式，形成為能夠配置在定子鐵心110的內側。
[0106]如圖16(a)、圖16(b)所示，支承部130具備支承板135，該支承板135固定在立起設置於基板133上的4根支柱134的上部，在支承板135上固定有能夠收納定子鐵心110的收納支承體136。收納支承體136大致形成為具有與定子鐵心110的外徑幾乎相等的內徑的有底圓筒狀。在收納支承體136的底部形成有孔，該孔能夠供組裝於保持夾具120的主體122以及保持夾具120的後述的線圈的第一側邊通過。
[0107]如圖16(b)所示，升降裝置131具有能夠通過相對於基板133立起設置的液壓缸137而升降的升降支承體138。升降支承體138形成為具有階梯差的形狀，被立起設置於基板133的導向支柱139導向並升降移動。
[0108]轉動裝置132裝備在升降支承體138上，在形成於升降支承體138上的未圖示的支承軸上，可旋轉地支承有齒輪體140。支承軸形成為，該支承軸的軸心與收納於收納支承體136的狀態下的定子鐵心110的軸心在同軸上。在齒輪體140的上表面，可裝卸地安裝有保持夾具120的固定部123。在升降支承體138上，固定有驅動齒輪體140的伺服馬達141，在伺服馬達141的輸出軸上，固定有與齒輪體140嚙合的齒輪142。因此，若保持夾具120在固定部123上固定於齒輪體140的狀態下，驅動伺服馬達141，則保持夾具120與收納於收納支承體136的狀態下的定子鐵心110同軸，且相對於該定子鐵心110相對旋轉。伺服馬達141被未圖示的控制裝置控制。
[0109]該製造裝置具備圖19 (a)、圖19(b)所示的推壓件145。在保持夾具120配置於定子鐵心I1的內側、並且後述的線圈設置在定子鐵心110與保持夾具120之間的狀態下，當使線圈從保持夾具120側向定子鐵心110側移動時使用推壓件145。推壓件145具有導向軸146,在導向軸146的外周,沿周向等間隔地形成有多個導向槽146a,該多個導向槽146a沿軸向延伸。在導向軸146的下端形成有凸部146b，該凸部146b能夠與形成於保持夾具120的主體122的上表面的嵌合凹部122b嵌合。
[0110]在導向軸146的外周，以能夠沿導向槽146a滑動的方式安裝有環狀的推壓體147。推壓體147在內周具有與導向軸146的導向槽146a嵌合的內齒。在推壓體147的下表面，安裝有板狀的多片推動部148，各推動部148與導向軸146的所對應的導向槽146a嵌合，並放射狀地安裝於導向軸146。在推動部148的下方部分，具有隨著朝嚮導向軸146而寬度變窄的錐狀的推壓部148a。S卩，推動部148具有趨向前端而與軸心的距離變小的推壓部148a。第二實施方式的情況下，導向軸146的導向槽146a以及推動部148與保持夾具120的保持槽122a數目相同，並以相同節距形成。此外，為便於圖示，圖19 (a)、圖19(b)中，導向槽146a以及推動部148的數量圖示為比保持槽122a的數量少。
[0111]而且，雖未圖示，製造裝置具有壓下裝置，在支承於收納支承體136的定子鐵心110的內側的規定位置配置有保持夾具120，並且在保持夾具120的上表面配置有推壓件145，在該狀態下，該壓下裝置進行向下方壓下推壓體147的作用。
[0112]如圖20 (a)、圖20(b)所示，對於線圈150，使用扁線作為導體線150a，以扁立纏繞方式來進行導體線150a的卷繞。線圈150具有:作為平行延伸的直線狀部分的第一側邊151a以及第二側邊151b ;與第一側邊151a以及第二側邊151b連續的I組線圈末端152。I組線圈末端152相對於與第一側邊151a以及第二側邊151b正交的平面對稱地形成。此夕卜，圖20(a)中，圖示了線圈150的上半部分。
[0113]線圈150預先以第一側邊151a以及第二側邊151b的位置關係與相對於槽112的插入完成時的狀態對應的方式形成。「對應的方式」也包括完全一致的情況、幾乎一致的情況(特別是比槽112的間隔稍寬的情況)。兩線圈末端152形成為能夠吸收第一側邊151a與第二側邊151b的距離的變化。詳細而言，線圈末端152具有:從第一側邊151a的端部朝向定子鐵心110的徑向屈曲的第一屈曲部152a ;從第二側邊151b的端部朝向定子鐵心110的周向屈曲的第二屈曲部152b ;連結部152c，其具有與第一屈曲部152a連續的第一端、以及與第二屈曲部152b連續的第二端，並且沿定子鐵心110的周向延伸。
[0114]連結部152c具有位於中途的扭曲部152d、比上述扭曲部靠近上述第一屈曲部152a的第一部分L2、以及比上述扭曲部靠近上述第二屈曲部152b的第二部分LI，上述第一部分L2為在定子S的軸向上不與相鄰的線圈末端重疊的部分，上述第二部分LI為在定子S的軸向上與相鄰的線圈末端重疊的部分。第一屈曲部152a屈曲成大致四分之一圓弧狀。另外，扭曲部152d靠近連結部152c的中央形成，並且連結部152c在扭曲部152d扭曲約90度。
[0115]通過使線圈末端152的形狀為上述形狀，連結部152c具有在定子的軸向上與相鄰的線圈末端152的連結部152c重疊的部分、以及在定子的軸向上不與相鄰的線圈末端152的連結部152c重疊的部分。而且，當將全部線圈150組裝在定子鐵心110上時，全部線圈150的線圈末端長度(線圈末端152從定子鐵心110的端面突出的長度)相同。此外，圖
20(a)、圖20(b)中，由雙點劃線LI圍起的部分是在定子的軸向上連結部152c彼此重疊的部分(第二部分)，由雙點劃線L2圍起的部分是在定子的軸向上連結部152c彼此不重疊的部分(第一部分)。
[0116]另外，圖22表示在定子鐵心110的內側配置有保持夾具120、第一側邊151a插入於槽112、並且第二側邊151b插入於保持槽122a的狀態。在沿定子鐵心110的軸向觀察的情況下，線圈末端152具有位於插入有第一側邊151a的槽112的範圍內的第一部分與該第一部分以外的第二部分，該第二部分位於形成有保持夾具120的保持槽122a的部分的端面上。
[0117]接下來，對使用了如上述那樣構成的製造裝置的定子的製造方法進行說明。
[0118]如圖21 (a)所示，在第二實施方式的定子S上形成有48個槽。各線圈150以下述方式組裝於定子鐵心110:使第一側邊151a以及第二側邊151b的間隔為6個槽節距，即、在插入有第一側邊151a的槽112與插入有第二側邊151b的槽112之間存在5個槽112。另夕卜，在第一側邊151a插入於槽112的內側(底部附近)、第二側邊151b插入於槽112的開口部112a附近的狀態下，各線圈150以雙層卷繞的方式組裝在定子鐵心110上。此外，圖
21(a)中，圖示了定子S的一半，僅圖示了一個線圈150的線圈末端152。而且，為了易於理解相鄰的線圈150的第一側邊151a以及第二側邊151b的關係,對於6個線圈150,賦予每個線圈150不同的圖案，並且賦予相同的線圈150的第一側邊151a以及第二側邊151b彼此相同的圖案。
[0119]另外，如圖21(b)所示，對於各線圈150而言，在供相同的相的線圈150的第一側邊151a與第二側邊151b插入的槽12兩個兩個連續的狀態下，以U相、V相、W相按順序交替的方式進行導體線的端部的接線。
[0120]製造定子S的情況下，首先，在從齒輪體140取下保持夾具120的狀態下，對於線圈150，以使其第一側邊151a位於主體122的外側，並且，使線圈末端152基本上沿主體122的外周延伸的方式，將第二側邊151b插入各保持槽122a。接下來，在升降裝置131的升降支承體138配置於下降位置的狀態下，將保持夾具120固定在齒輪體140上。此外，也可以構成為，不將保持夾具120從齒輪體140取下而將其固定在齒輪體140上，在該狀態下，將線圈150安裝在保持夾具120上。另一方面，將定子鐵心110固定在支承部130的收納支承體136上。該狀態下，在定子鐵心110的軸心與保持夾具120的軸心位於同軸上的狀態下，保持夾具120位於定子鐵心110的下方。
[0121]接下來，保持夾具120將線圈150安裝為上述的狀態，驅動升降裝置131使其上升，而將保持夾具120設定為如下狀態，S卩，其配置在定子鐵心110的內側，並且，將各線圈150的第一側邊151a插入於定子鐵心110的槽112。即，在保持夾具120以及定子鐵心110的軸心位於同一直線上的狀態下，使保持夾具120以及定子鐵心110沿軸向相對移動，而使第一側邊151a沿定子鐵心110的軸向移動，並且使之插入槽112內。而且，在保持夾具120配置在定子鐵心110的內側的狀態下，將多個線圈150設定為如下狀態，S卩，將其第一側邊151a插入槽112，將第二側邊151b插入保持槽122a。
[0122]詳細而言，此時，例如，使用圖18所示的輔助夾具125。輔助夾具125形成為外徑與保持夾具120的主體122的外徑相同的圓筒狀，其具有基部126、以及從基部126朝向前端並與軸向平行地延伸的多個板狀的葉片部127。在鄰接的葉片部127之間，形成有寬度與保持槽122a的寬度相同的狹縫狀的間隙128。輔助夾具125設置為，葉片部127的游離的端部與保持夾具120的上端面抵接。此時，對於以上述狀態而安裝並保持於保持夾具120的線圈150的第一側邊151a側而言，將其插入葉片部127的對應的各間隙128，並將其保持為與定子鐵心110的規定的槽112對應的狀態。
[0123]該狀態下，若驅動升降裝置131使其上升從而升降支承體138上升，則保持夾具120以及輔助夾具125上升。上升中途，首先，將輔助夾具125的基部126插入定子鐵心110的內側(內周側)，接下來，將各線圈150的第一側邊151a插入槽112的靠近開口部112a的部位。在保持夾具120配置於定子鐵心110的內側的狀態下，對於線圈末端152而言，由於位於插入有第一側邊151a的槽112的範圍內的部分以外的部分為位於保持夾具120的形成有保持槽122a的部分的端面上的形狀，從而能夠使線圈末端152不與定子鐵心110幹涉地將保持夾具120插入並配置於定子鐵心110的內側。而且，若升降裝置131的上升驅動結束，則完成各線圈150的第一側邊151a向槽112的插入。然後，取下輔助夾具125。
[0124]各線圈150形成為，第一側邊151a以及第二側邊151b的位置關係與相對於槽112的插入完成時的狀態對應，槽節距在槽112的開口部112a的位置最小，在槽112的底部最大。因此，在上述設置完成的狀態下，如圖22所示，各線圈150的第二側邊151b不會成為與應插入的槽112對置的狀態，該槽112即為與插入有該線圈150的第一側邊151a的槽112離開6個槽節距的槽112。圖22中，第二側邊151b不會成為與從插入有第一側邊151a的槽112離開約7個槽節距的槽112對置的狀態。
[0125]接下來，驅動轉動裝置132的伺服馬達141，在固定有定子鐵心110的狀態下，使保持夾具120轉動規定量，而如圖23所示，被定位為與供各線圈150的各第二側邊151b插入的槽112對置的狀態、即與從插入有第一側邊151a的槽112離開6個槽節距的槽112對置的狀態。此時，通過兩線圈末端152發生撓曲，來使第一側邊151a與第二側邊151b的距離比最初的狀態短，而吸收第一側邊151a與第二側邊151b的距離的變化，從而線圈150能夠無障礙地變形。另外，第一側邊151a以及第二側邊151b處於被撓曲的狀態的線圈末端152向擴大它們的距離的方向施力的狀態。
[0126]接下來，使用推壓件145，對各線圈150施加將插入於保持槽122a的第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力，而將第二側邊151b插入定子鐵心110的槽112。詳細而言，在將導向軸146的凸部146b與保持夾具120的嵌合凹部122b嵌合的狀態下，配置推壓件145，並在該狀態下，利用製造裝置的壓下裝置來壓下推壓體147。這樣，推動部148與推壓體147 —同沿導向軸146的導向槽146a下降，從而推壓部148a進入保持槽122a。
[0127]而且，如圖24所示，若從推壓部148a與線圈末端152抵接的狀態進一步使推壓體147下降，則對線圈150施加將插入於保持槽122a的第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力，從而將第二側邊151b插入定子鐵心110的槽112。另外，在槽112的靠近開口部112a的部位中插入的第一側邊151a也向槽112的內側移動。此外，在利用推動部148對線圈末端152施加推壓力前的狀態下，當在定子鐵心110的軸向上觀察時，連結部152c的一部分形成為，從各線圈150的第二側邊151b的後端面應繼續移動的範圍內伸出的形狀。第二側邊151b的後端面指的是，與保持槽122a的內側對置的第二側邊151b的面。另外，應繼續移動的範圍指的是，第二側邊151b被推動部148推壓而到達槽112的規定位置為止所移動的範圍。因此，從利用推壓部148a將各第二側邊151b從保持槽122a完全推出的時刻開始，由於推動部148的推壓力，連結部152c —邊向定子鐵心110的徑向彎曲，一邊移動至規定的插入位置。
[0128]第一側邊151a以及第二側邊151b處於被撓曲的狀態的線圈末端152向擴大它們的距離的方向施力的狀態。因此，利用推動部148施加將第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力，而隨著第一側邊151a以及第二側邊151b朝向槽12的底部移動，第一側邊151a與第二側邊151b的距離由於線圈末端152的作用而擴大。因此，即使在一邊使如由扁線形成的線圈150之類變形需要大的力的線圈150變形、一邊將其插入定子鐵心110的槽112的情況下，也不會使線圈150過分地變形。因此，能夠防止定子鐵心110的變形、損傷、或者導體線150a的絕緣覆蓋的剝離。
[0129]而且，如圖25所示，在推壓體147的下降完成的狀態下，各推動部148成為如下狀態，即，第一側邊151a與槽112的底部抵接、且第二側邊151b插入槽112內直至第二側邊151b與其它的線圈150的第一側邊151a抵接的位置，並且線圈150以雙層卷繞的方式組裝在定子鐵心110上。
[0130]接下來，壓下裝置復位至原先的待機位置，在從保持夾具120取下推壓件145之後，驅動升降裝置131使其下降，而使保持夾具120與升降支承體138 —起下降至收納支承體136的下方。之後，從收納支承體136取出定子鐵心110，在該定子鐵心110的槽112的規定位置插入有線圈150。而且,進行各線圈150的導體線150a的端部的接線,從而完成定子S。
[0131]槽節距在槽112的開口部112a的位置最小，在槽112的底部最大。線圈150的自由狀態的第一側邊151a與第二側邊151b的間隔形成為與應插入的槽112的開口部112a的間隔幾乎相同。而且，若簡單地朝向槽112的內側(底部側)推壓第一側邊151a以及第二側邊151b，則在第一側邊151a以及第二側邊151b與槽112的壁面接觸的狀態下，由於來自槽112的壁面的反作用力，一邊擴大第一側邊151a與第二側邊151b的間隔一邊進行移動。因此，作為形成線圈150的導體線150a，綑紮多根圓線而整體形成為扁平的狀態，並且用樹脂來固定、以使維持扁平形狀，或者在外側卷繞合成樹脂制的絕緣片，而形成為導體線，在使用上述導體線或扁線的情況下，存在產生線圈150的變形、損傷的情況。
[0132]但是，線圈150預先以第一側邊151a以及第二側邊151b的位置關係與相對於槽112的插入完成時的狀態對應的方式形成。該位置關係中設定為如下狀態，即，在定子鐵心110的內側配置保持夾具120，而且將各線圈150的第一側邊151a插入槽112，並且將第二側邊151b插入保持夾具120的保持槽122a。之後，使定子鐵心110與保持夾具120相對旋轉，將各保持槽122a定位為，使插入於該保持槽122a的第二側邊151b成為與應插入的槽112對置的狀態。此時，通過使線圈末端152撓曲，來使第一側邊151a與第二側邊151b的距離比最初的狀態短，但第一側邊151a以及第二側邊151b處於被發生了撓曲的狀態的線圈末端152向擴大它們的距離的方向施力的狀態。因此，利用推壓件145，對線圈150施加將第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力，而將第二側邊151b插入槽112，此時，隨著第一側邊151a以及第二側邊151b朝向槽112的底部移動，第一側邊151a與第二側邊151b的距離由於線圈末端152的作用而擴大。因此，旋轉電機的設計上的制約變少，即使在一邊使如由扁線形成的線圈150之類變形需要大的力的線圈變形、一邊將其插入定子鐵心110的槽112的情況下,也能夠防止定子鐵心110的變形、損傷。
[0133]根據第二實施方式，能夠得到如下優點。
[0134](5)定子的製造方法中，使用保持夾具120，該保持夾具120在多個保持槽122a與定子鐵心110的槽112的開口部112a對置的狀態下，能夠配置在定子鐵心110的內側。另夕卜，作為線圈150使用如下線圈，即，預先由導體線150a形成，並且以第一側邊151a以及第二側邊151b的位置關係與相對於槽112的插入完成時的狀態對應的方式形成，兩線圈末端152能夠吸收第一側邊151a與第二側邊151b的距離的變化。另外，對於至少一個線圈末端152而言，在定子鐵心110的內側配置保持夾具120，並在槽112中插入第一側邊151a、在保持槽122a中插入第二側邊151b，在該狀態下，當在定子鐵心110的軸向上觀察時，具有位於插入有第一側邊151a的槽112的範圍內的第一部分、以及該第一部分以外的第二部分，該第二部分位於保持夾具120的形成有保持槽122a的部分的端面上。而且，在保持夾具120的保持槽122a中插入第二側邊151b，並且，在保持夾具120以及定子鐵心110的軸心位於同一直線上的狀態下，使保持夾具120以及定子鐵心110沿軸向相對移動，而將第一側邊151a插入槽112。由此，設定為在定子鐵心110的內側配置有保持夾具120的狀態。之後，使定子鐵心110與保持夾具120相對旋轉，而將各保持槽122a定位為，使插入於該保持槽122a的第二側邊151b成為與用於插入的槽112對置的狀態。該狀態下，利用作為推壓部的推壓件145，對線圈150施加將插入於保持槽122a的第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力，從而將第二側邊151b插入定子鐵心110的槽112。因此，線圈末端152沒有存在於定子鐵心的徑向內側的部分，從而旋轉電機的設計上的制約變少。另外，在將線圈150插入槽112之前，預先形成插入線圈150時的形狀或者與之相近的形狀，從而與專利文獻4所記載的方法不同，不需要進行線圈150的大的變形。因此，能夠容易將線圈150插入槽112。另外，即使在將如由扁線形成的線圈150之類變形需要大的力的線圈150插入定子鐵心110的槽112的情況下,也能夠防止定子鐵心110的變形、損傷,並且能夠防止導體線150a的絕緣覆蓋的剝離。
[0135](6)在將多個線圈150的第一側邊151a向保持夾具120的外側伸出、將第二側邊151b分別插入保持槽122a的狀態下，以使其線圈末端152沿保持夾具120的周向延伸的方式排列各線圈150。而且，輔助夾具125具有與定子鐵心110的齒111的一個一個對應地設置的多個葉片部127，將該輔助夾具125配置於保持夾具120的端面，而使各線圈150的第一側邊151a位於對應的葉片部127之間。將該保持夾具120從輔助夾具125側插入定子鐵心110的內側，利用輔助夾具125來對各線圈150的第一側邊151a進行導向，並將其壓入定子鐵心110的對應的槽112，從而相對於定子鐵心110以及保持夾具120設置多個線圈150。在將多個線圈150的第二側邊151b插入保持夾具120的保持槽122a的狀態下，使保持夾具120以及定子鐵心110沿軸向相對移動，而將第一側邊151a插入槽112，而與保持夾具120 —起配置於定子鐵心110的內側，這需要向保持夾具120的外周突出的全部的第一側邊151a成為與槽112對置的狀態。但是，根據線圈150以及保持夾具120的製造時的允許誤差，在第二側邊151b插入於保持槽122a的狀態下，第二側邊151b在保持槽122a內稍微晃動，從而僅是將第二側邊151b插入保持夾具120的保持槽122a，全部的第一側邊151a不一定成為與槽112對置的狀態，從而使全部的第一側邊151a成為與槽112對置的狀態比較費時。但是，本發明中，第一側邊151a分別被輔助夾具125導向而成為與槽112對置的狀態。因此，容易設定如下狀態，即，將多個線圈150的第一側邊151a插入定子鐵心110的槽112，並且，將第二側邊151b插入在定子鐵心110的內側配置的保持夾具120的保持槽122a。
[0136](7)作為推壓部，使用推壓件145，該推壓件145與保持槽122a對應地放射狀地配置有板狀的推動部148,該推動部148趨向前端、與軸心的距離變小。而且,將該推壓件145的推動部148從前端插入對應的各保持槽122a，對於插入於保持槽122a的線圈150的第二側邊151b而言，向保持夾具120的徑向外側對其推出而將其插入定子鐵心110的對應的槽112。因此，與在保持夾具125內設置推壓部的方式相比，推壓部的構成比較簡單。
[0137](8)作為形成線圈150的導體線150a，使用扁線。因此，對於導體線150a，與使用剖面呈圓形、剖面呈橢圓形的導體線150a的情況相比，能夠提高線圈150的佔積率。
[0138](9)多個槽112具有朝向內周開口的開口部112a，並且定子S具備以槽節距從開口部112a朝向槽112的底部擴大的方式形成的環狀的定子鐵心110、以及插入於多個槽112的線圈150。而且，各線圈150具有插入於槽112的第一側邊151a以及第二側邊151b、與第一側邊151a以及第二側邊151b連續的I組線圈末端152。線圈末端152具有:從第一側邊151a的端部朝向定子鐵心110的徑向屈曲的第一屈曲部152a ;從第二側邊151b的端部朝向定子鐵心110的周向屈曲的第二屈曲部152b ;以及連結部152c，其具有與第一屈曲部152a連續的第一端以及與上述第二屈曲部152b連續的第二端，並沿定子鐵心的周向延伸。因此，該定子S能夠通過上述的製造方法來製造，即使在使如由扁線形成的線圈150之類變形需要大的力的線圈150變形、並且將其插入定子鐵心110的槽112的情況下，也能夠以防止定子鐵心I1的變形、損傷的狀態進行製造。
[0139](10)連結部152c具有扭曲部152d、比扭曲部152d靠近第一屈曲部152a的第一部分L2、以及比上述扭曲部靠近上述第二屈曲部152b的第二部分LI。上述第一部分L2是在定子S的軸向上不與相鄰的線圈末端重疊的部分，上述第二部分LI是在定子S的軸向上與相鄰的線圈末端重疊的部分。因此，在相鄰的線圈末端152上，由於連結部152c彼此有在定子鐵心110的軸向上不重疊的部分，從而與連結部152c彼此遍及全長地在定子鐵心110的軸向上重疊的情況相比，能夠縮短線圈末端152的線圈末端長度。
[0140](11)相對於與第一側邊151a以及第二側邊151b正交的平面而對稱地形成線圈150的I組線圈末端152。因此，與非對稱地形成線圈末端152的情況相比，當以縮短第一側邊151a與第二側邊151b的距離、或從縮短狀態開始擴大的方式使兩線圈末端152變形時，能夠順利地且容易地變形。
[0141]接下來，根據圖26?圖27(b)，對第三實施方式進行說明。第三實施方式中，製造裝置的推壓部的構成、線圈末端152的形狀與第二實施方式不同，其它的構成與第二實施方式相同。對與第二實施方式基本相同的部分賦予相同的附圖標記而省略詳細說明。
[0142]第三實施方式的推壓部不使用推壓件145。具體而言，保持夾具120配置於定子鐵心I1的內側、並且被定位為使插入於各保持槽122a的第二側邊151b成為與應插入的槽112對置的狀態，在該狀態下，推壓部直接對第二側邊151b施加將該第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力。
[0143]例如，如圖26、圖27 (a)、圖27(b)所示，推壓部具有:在插入於各保持槽122a的狀態下，能夠在保持槽122a內沿保持夾具120的徑向移動的推出體155 ;對推出體155從保持夾具120的中心側朝向外周側地施加推出力的推出力賦予部156。
[0144]推出體155具有:圓柱狀的推壓棒155a，其具有與保持槽122a的寬度幾乎相等的直徑，並且，具有比保持槽122a的上下方向的長度長的長度；以及在其上端形成的頭部155b。推出力賦予部156具有:與各保持槽122a對應地沿放射方向延伸地形成在保持夾具120的主體122上的活塞收容部157 ;收容於各活塞收容部157的活塞158 ;以及能夠向各活塞收容部157供給工作流體的流體通路159。各活塞158設為如下狀態，即，活塞杆158a通過將活塞收容部157與保持槽122a連通的孔而向保持槽122a內突出。
[0145]另外，線圈末端152形成為連結部152c不直接接受推出體155的推壓力的形狀。具體而言，使保持夾具120旋轉，而定位為使插入於各保持槽122a的第二側邊151b成為與應插入的槽112對置的狀態，在該狀態下，當從定子鐵心110的軸向觀察線圈末端152時，連結部152c形成為位於各線圈150的第二側邊151b的後端面應繼續移動的範圍內的形狀。
[0146]而且，將第一側邊151a插入槽112，將第二側邊151b插入保持槽122a，並且將各保持槽122a定位為使插入於該保持槽122a的第二側邊151b成為與應插入的槽112對置的狀態，在該狀態下，向流體通路159供給工作流體。這樣，各活塞158朝向保持槽122a側移動，而活塞杆158a使推出體155沿保持槽122a向槽112側移動，從而推出體155的推壓棒155a直接對第二側邊151b施加將該第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力。另外，若成為從流體通路159排出工作流體的狀態，則活塞158由於未圖示的復位彈簧而向活塞杆158a的沒入側移動。
[0147]因此，根據該第三實施方式，除了能夠得到與第二實施方式的(5)、(6)、⑶?
(11)相同的優點，還能得到如下優點。
[0148](12)推出部直接對第二側邊151b施加推出力。因此，與推出部通過對第二側邊151b以外的部分、例如線圈末端152施加推出力來間接地對第二側邊151b施加推出力的情況相比，能夠高效地對第二側邊151b施加推出力。
[0149](13)推出部具有:在插入於各保持槽122a的狀態下能夠沿保持槽122a的徑向移動的推出體155 ;以及從保持夾具120的中心側朝向外周側地對推出體155施加推出力的推出力賦予部156。因此，能夠不與線圈末端152幹涉地對各第二側邊151b施加推出力。
[0150]上述第二以及第三實施方式也能夠如下變更。
[0151]如第二實施方式所述，也可以構成為，在使用推壓件145的情況下，推動部148不推壓線圈末端152，而直接對第二側邊151b施加將該第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力。例如，在定子鐵心110的內側配置保持夾具120，並且，將多個線圈150的第一側邊151a插入槽112，將第二側邊151b插入保持槽122a，在該狀態下，當從定子鐵心110的軸向觀察時，如圖28所示，連結部152c形成為位於第二側邊151b的寬度(徑向的長度)內的形狀。之後，使定子鐵心110與保持夾具120相對旋轉，將各保持槽122a定位為使插入於該保持槽122a的第二側邊151b成為與應插入的槽112對置的狀態，在該狀態下，當在定子鐵心110的軸向觀察的情況下，如圖29所示，連結部152c形成為位於第二側邊151b的寬度內的形狀。該情況下，由於推動部148進入保持槽122a，推壓部148a與第二側邊151b抵接，而直接對第二側邊151b施加將該第二側邊151b從保持槽122a向對應的槽112內推出的力。
[0152]推動部148具有趨向前端而與軸心的距離變小的推壓部148a即可，不限定於板狀。例如，推動部148也可以由如下棒狀部件形成，S卩，基端側與軸心平行地延伸，從設於中途的彎曲部開始沿朝向軸心的方向延伸。
[0153]如圖30 (a)、圖30(b)所示，線圈150也可以具有半圓狀的第一屈曲部152a。該情況下，與圖20 (a)、圖20 (b)所示的線圈150相比，第一屈曲部152a的曲率半徑變大，而線圈150的形成變得容易。此外，在將第二側邊151b插入槽112的插入作業結束後，根據需要，以縮短距定子鐵心I1的端面的軸向的突出長度的方式對第一屈曲部152a進行彎曲加工。
[0154]對於線圈150而言，在第二側邊151b插入於保持槽122a的狀態下，使定子鐵心110以及保持夾具120以其軸心位於相同直線上的狀態相對移動，而將第一側邊151a插入槽112，此時，位於保持夾具120的插入側的線圈末端152構成為不與定子鐵心110幹涉即可。因此，I組線圈末端152中的僅第一線圈末端152具有上述第一彎曲部152a、上述第二彎曲部152b以及上述連結部152c即可。該情況下，位於與第一線圈末端152相反的一側的第二線圈末端152的形狀所要求的制約比第一線圈末端152少，從而能夠減少第二線圈末端152從定子鐵心110的端面突出的量，進而能夠實現定子S的小型化。
[0155]若兩個線圈末端152是具有上述第一屈曲部152a、上述第二部152b以及上述連結部152c的線圈150,則兩線圈末端152也可以不相對於與第一側邊151a以及第二側邊151b正交的平面對稱地形成。
[0156]存在於一個線圈150的第一側邊151a與第二側邊151b之間的槽112的數量不限定於5個。例如，也可以如圖31(a)所示地設置4個。該情況下，如圖31(b)所示，在各槽112中進行各線圈150的導體線150a的端部的接線，以使成為供相同的相的線圈150的第一側邊151a與第二側邊151b插入的槽112、以及供不同的相的線圈150的第一側邊151a與第二側邊151b插入的槽112交替存在的狀態。
[0157]構成線圈150的導體線150a不限定於扁線，例如，也可以如圖30(c)所示，以使多根剖面呈圓形的導體線150a對齊的狀態來使用。S卩，線圈150也可以是在對齊多根圓線的狀態下卷繞為規定形狀的線圈。該情況下，線圈150的至少收納於定子鐵心110的槽112內的部分被樹脂等固定、被卷繞絕緣片，以使在多根導體線150a作為線圈150形成的狀態下，維持綑紮第一側邊151a以及第二側邊151b的部分的形狀。導體線150a也可以不對齊為一列而對齊為多列。
[0158]升降裝置131不限定於具有液壓缸137來作為使升降支承體138升降的構成。例如，也可以構成為，利用滾珠絲槓機構來使升降支承體138升降、或利用氣缸來使之升降、或利用線性馬達來使之升降。
[0159]定子鐵心110的槽112的數量不限定於48個，也可以比48個多、也可以比48個少。但是，優選為6的倍數。
[0160]不限定於在定子鐵心110的各槽112中兩個兩個地插入第一側邊151a以及第二側邊151b的雙層繞組的定子S，第二以及第三實施方式也可以用於在各槽112中一個一個地插入第一側邊151a以及第二側邊151b的單層繞組的定子S。
[0161]對於製造裝置而言，使定子鐵心110以及保持夾具120以其軸心位於相同直線上的狀態而相對移動，而將第一側邊151a插入槽112，此時，也可以代替使保持夾具120移動的構成，而設為使定子鐵心110移動的構成。
[0162]對於製造裝置而言，在定子鐵心110的內側配置保持夾具120，並且將多個線圈150的第一側邊151a插入槽112、將第二側邊151b插入保持槽122a，在該狀態下，使定子鐵心110旋轉，而定位為使插入於各保持槽122a的第二側邊151b成為與用於插入的槽112對置的狀態也可以。
[0163]線圈150是橫跨2個槽112地組裝的分布繞組即可，不限定為重疊卷繞，例如，也可以為同心卷繞。
[0164]定子鐵心110形成為環狀，多個槽112具有在內周開口的開口部112a，並且以從開口部112a朝向底部具有槽節距的方式形成即可，也可以為結合多個分割鐵心而構成的分割鐵心型。但是，在分割鐵心型的情況下，磁阻力變大，旋轉電機的輸出無法升高，從而優選非分割鐵心型。
[0165]本發明不限定於電動機的定子，也可以用於其它的旋轉電機、例如發電機的定子。
【權利要求】
1.一種製造方法，通過該方法製造旋轉電機的定子，其特徵在於，具備: 準備具有沿周向排列的多個槽的環狀的定子鐵心的工序，所述多個槽的各個分別具有在所述定子鐵心的內周開口的開口部，鄰接的槽間的槽節距隨著朝向定子鐵心的徑向外側而擴大； 準備多個線圈的工序，線圈的各個分別預先由導體線以成為閉合環的方式形成，並且，具有一對線圈末端與插入於所述槽的第一側邊以及第二側邊，所述一對線圈末端能夠撓曲，所述第一側邊以及第二側邊的位置關係預先設定為與該第一側邊以及第二側邊向槽插入時的位置關係對應； 準備能夠配置在所述定子鐵心的徑向內側的保持夾具的工序，對於所述保持夾具而言，在配置於所述定子鐵心的徑向內側的狀態下、在與所述開口部對置的外周的位置上具有保持槽，並且，在該保持夾具的軸向兩端具有一對端面； 通過將所述第二側邊插入所述保持槽來將各個所述線圈安裝於保持夾具的工序，在該安裝狀態下對保持夾具從其軸向觀察的情況下，所述第一側邊位於保持夾具的徑向外側，並且，所述一對線圈末端的至少一個具有位於所述第一側邊的範圍內的第一部分與該第一部分以外的第二部分，該第二部分位於所述一對端面中的一個端面的與所述保持槽對應的部分上； 在所述保持夾具的軸心以及所述定子鐵心的軸心位於同一直線上的狀態下，使所述定子鐵心與所述保持夾具中的一個相對於另一個在軸向上相對移動，來將所述保持夾具配置在所述定子鐵心的徑向內側，由此將所述第一側邊插入所述槽的工序； 以使插入於各保持槽的所述第二側邊與應插入的槽對置的方式使定子鐵心與保持夾具中的一個相對於另一個相對旋轉的工序；以及 使用推出部對所述線圈施加使所述第二側邊從所述保持槽前往對應的槽內的推出力，而將第二側邊插入槽的工序。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 在將各個所述線圈安裝於保持夾具的狀態下，一對線圈末端的至少一個沿所述保持夾具的周向延伸， 所述定子鐵心具備劃定所述槽的齒， 所述製造方法還具備: 準備輔助夾具的工序，該輔助夾具具有多個與各個齒對應的葉片部； 將所述輔助夾具配置在所述保持夾具的端面上而使所述保持夾具與所述輔助夾具組合，並且，將各個所述線圈的第一側邊配置於所述葉片部之間的對應的空間的工序；以及從所述輔助夾具將所述保持夾具與所述輔助夾具的組合向所述定子鐵心的徑向內側插入，利用所述輔助夾具來導向各個所述線圈的第一側邊，從而將各個所述線圈的第一側邊壓入所述定子鐵心的對應的槽的工序。
3.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 所述推出部直接對所述第二側邊施加推出力。
4.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 所述推出部具備多個推動部，該推動部具有隨著趨向前端而距軸心的距離變小的推壓部，所述推動部以與所述保持槽對應的方式放射狀地配置， 通過將所述推動部從前端插入對應的所述保持槽，插入於所述保持槽的線圈的第二側邊向所述保持夾具的徑向外側被推出，並插入所述定子鐵心的對應的槽。
5.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於， 所述推出部具有:推出體，其在插入於所述各保持槽的狀態下，能夠沿保持夾具的徑向移動；以及推出力賦予部，其對所述推出體賦予朝向保持夾具的徑向外側作用的推出力。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的製造方法，其特徵在於， 使用扁線來作為所述導體線。
7.一種定子，是旋轉電機的定子，其特徵在於，具備: 定子鐵心，其是環狀的定子鐵心，具有沿周向排列的多個槽，所述多個槽的各個分別具有在所述定子鐵心的內周開口的開口部，鄰接的槽間的槽節距隨著朝向定子鐵心的徑向外側而擴大； 多個線圈，其是組裝於所述定子鐵心的多個線圈，各個線圈分別具有:插入於所述槽的第一側邊以及第二側邊；與第一側邊以及第二側邊連續的一對線圈末端，所述一對線圈末端中的至少一個具有:從所述第一側邊的端部朝向定子鐵心的徑向屈曲的第一屈曲部；從所述第二側邊的端部朝向定子鐵心的周向屈曲的第二屈曲部；以及連結部，該連結部具有與所述第一屈曲部連續的第一端以及與所述第二屈曲部連續的第二端，並且該連結部沿定子鐵心的周向延伸。
8.根據權利要求7所述的定子，其特徵在於， 所述連結部具有:位於中途的扭曲部；比所述扭曲部靠近所述第一屈曲部的第一部分；以及比所述扭曲部靠近所述第二屈曲部的第二部分，所述第一部分相對於相鄰的線圈末端不在定子的軸向上與其重疊，所述第二部分相對於相鄰的線圈末端在定子的軸向上與其重疊。
9.根據權利要求7所述的定子，其特徵在於， 僅所述一對線圈末端中的一個具有所述第一屈曲部、所述第二屈曲部以及所述連結部。
10.根據權利要求7所述的定子，其特徵在於， 所述一對線圈末端相對於與所述第一側邊以及第二側邊正交的平面而對稱地形成。
11.根據權利要求7?10中任一項所述的旋轉電機的定子，其特徵在於， 使用扁線來作為導體線。
【文檔編號】H02K3/14GK104362783SQ201410513362
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2011年3月8日 優先權日:2010年3月11日
【發明者】柘植廣志, 山口和幸 申請人:株式會社豐田自動織機