定子製造方法以及定子的製作方法
2023-05-03 13:32:56 2
專利名稱：定子製造方法以及定子的製作方法
技術領域：
本發明涉及定子製造方法，用於製造將分割鐵心組件配置成圓筒狀而成的定子， 所述分割鐵心組件是在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而成的。
背景技術：
作為定子製造方法，通過將被分割成多個的分割鐵心部件組裝成圓筒形狀來構成定子而進行。實際上，將在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而成的分割鐵心組件構成為圓筒形狀，構成定子組件並對線圈末端部進行樹脂模製，從而完成定子。
在使分割鐵心組件構成為圓筒形狀來構成定子組件的情況下，如專利文獻I所示，採用通過金屬制環約束外周的方法。
但是，為了使金屬制環嵌合，而需要進行使金屬制環熱膨脹等的操作，存在成本提高的問題。
為了解決該問題，例如在專利文獻2中提出以下技術。首先，將分割鐵心組件排列成圓筒狀來形成定子組件，並在用外周約束夾具約束了外周的狀態下，對被形成在齒間的多個槽部內進行樹脂模製。接著，拆下外周約束夾具，對定子組件的外周進行樹脂模製。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻I :日本專利文獻特開2009-131006號公報；
專利文獻2 :日本專利文獻特開2009-261150號公報。發明內容
發明所要解決的問題
但是，在專利文獻2的定子製造方法中存在以下問題。
S卩，由於存在將定子組件的外周用外周約束夾具約束來對槽內進行樹脂模製的工序、以及拆下外周約束夾具並對定子組件的外周進行樹脂模製的工序，因此在樹脂模製成形工序的製造周期中需要時間，存在成本提高的問題。
另外，在使用了通常的樹脂的情況下，存在以下問題為了保持定子的強度而必須加厚模製的厚度，從而定子大型化。
本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提供以下的定子製造方法以及定子，所述定子製造方法能夠在不使用金屬制環的情況下縮短樹脂模製成形工序的時間來製造具有足夠的強度的定子。
用於解決問題的手段
為了解決上述問題，本發明的一個方式的定子製造方法以及定子具有以下構成。
(I) 一種定子製造方法，用於製造將分割鐵心組件配置成圓筒狀而成的定子，所述分割鐵心組件是在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而成的，所述定子製造方法的特徵在於， 在固定模具中將分割鐵心組件插入成圓筒狀，在配置成圓筒狀的分割鐵心組件的線圈末端3部配置包含玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片，通過可動模具對樹脂片進行加壓來模製成形， 由此使分割鐵心組件一體化。這裡，玻璃纖維(碳纖維)的長度設為IOmm以上。另外，玻璃纖維(碳纖維)的體積比率設為30%以上。玻璃纖維(碳纖維)使用直徑為幾微米、方向性例如隨機的纖維。
(2)在⑴所述的定子製造方法中，優選的是所述可動模具在對所述分割鐵心組件進行定位之後，對所述樹脂片進行加壓成形。
(3)在(I)或(2)所述的定子製造方法中，優選的是，使用熱固性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之後，對所述樹脂片進行加熱而使其固化。
(4)在⑴或⑵所述的定子製造方法中，優選的是使用熱塑性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之前，對所述樹脂片進行加熱而使其熔融。
(5)在⑴至(3)所述的定子製造方法中，優選的是當將所述樹脂片配置在所述線圈末端部時，根據所述線圈末端部的模製位置來改變所述玻璃纖維或者所述碳纖維的長度。在需要強度的位置，優選的是將玻璃纖維(碳纖維)的長度設為30mm 50mm左右或者其以上。發明的效果
本發明的定子製造方法以及定子起到如下的作用和效果。
(I) 一種定子製造方法，用於製造將分割鐵心組件配置成圓筒狀而成的定子，所述分割鐵心組件是在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而成的，所述定子製造方法的特徵在於， 在固定模具中將分割鐵心組件插入成圓筒狀，在配置成圓筒狀的分割鐵心組件的線圈末端部配置包含玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片，通過可動模具對樹脂片進行加壓來模製成形， 由此使分割鐵心組件一體化，由此即使不使用金屬制環，也能夠通過包含在樹脂中的玻璃纖維或者碳纖維提高定子的強度。特別是，覆蓋線圈末端部的外徑側的樹脂的強度通過玻璃纖維(碳纖維)被提高，由此能夠足夠抵抗住對各分割鐵心組件向徑外方向作用的力。
(2)在(I)所述的定子製造方法中，其特徵在於，所述可動模具在對所述分割鐵心組件進行定位之後，對所述樹脂片進行加壓成形，由此能夠不使用如專利文獻2的技術的那樣的外周約束夾具而進行樹脂模製。因此，能夠不需要安裝或者拆卸外周約束夾具的作業而縮短樹脂模製成形工序的時間。另外，由於不需要特別準備外周約束夾具，因此能夠降低設備費成本。
(3)在(I)或(2)所述的定子製造方法中，其特徵在於，使用熱固性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之後，對所述樹脂片進行加熱而使其固化，由此能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部和齒間(槽內)、線圈彼此之間。
(4)在(I)或(2)所述的定子製造方法中，其特徵在於，使用熱塑性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之前，對所述樹脂片進行加熱而使其熔融，由此能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部和齒間(槽內)、線圈彼此之間。
(4)在(I)至(3)中任一項所述的定子製造方法中，其特徵在於，當將所述樹脂片配置在所述線圈末端部時，根據所述線圈末端部的模製位置來改變所述玻璃纖維或者所述碳纖維的長度，因此能夠僅在需要強度的位置使用玻璃纖維或者碳纖維長的樹脂片。玻璃纖維或者碳纖維長的樹脂片由於價格高，因此在不需要的位置使用玻璃纖維或者碳纖維短的樹脂片，因此能夠降低材料費的成本。
圖I是示出第I實施方式涉及的定子製造裝置的截面圖。
圖2是示出該實施方式涉及的定子的俯視圖。
圖3是圖2所示的定子的水平方向的截面圖。
圖4是圖2所示的定子的IV-IV線的放大截面圖。
圖5是示出第I實施方式涉及的定子製造方法中的卷繞工序的情況的說明圖。
圖6是示出該製造方法中的配置工序的情況的說明圖。
圖7是示出該製造方法中的定位工序的情況的說明圖。
圖8是示出該製造方法中的定位工序的情況的說明圖。
圖9是示出該製造方法中的成形工序的情況的說明圖。
圖10是示出該定子的變更例I的水平方向的截面圖。
圖11是圖10所示的定子的XI-XI線的放大截面圖。
圖12是示出該定子的變更例2的放大截面圖。
圖13是示出該定子的變更例3的水平方向的截面圖。
圖14是示出第2實施方式涉及的定子的放大截面圖。
圖15是示出第2實施方式涉及的定子製造方法中的成形工序的情況的說明圖。
圖16是示出該定子的變更例4的放大截面圖。
圖17是示出該定子的變更例5的放大截面圖。
具體實施方式
以下，參考附圖對將本發明涉及的定子製造方法以及定子具體化的實施方式進行詳細說明。該定子製造方法是在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而形成分割鐵心組件，並將該分割鐵心組件配置成圓筒狀來一體地模製成形。
[第I實施方式]
首先，參考圖I對在第I實施方式中使用的定子製造裝置的簡要構成來進行說明。 圖I是示出第I實施方式涉及的定子製造裝置的截面圖。
如圖I所示，定子製造裝置I包括固定在裝置側的固定模具10以及可移動地設置的可動模具20。另外，在該裝置I的模具10、20中內置有未圖示的(電磁感應)加熱裝置和冷卻水路。
固定模具10包括被形成為水平面狀的水平面部11、以及從水平面部11向上方突出形成的圓柱部12。水平面部11是從下方支承分割鐵心組件32的支承面。在該水平面部11，沿分割鐵心組件32的外周形成有向上方突出形成的凸部11a。圓柱部12用於將分割鐵心組件32定位配置成圓筒狀。該圓柱部12構成圓柱形狀。圓柱部12的軸沿上下方向設置。圓柱部12的直徑Dl是與所製造的定子的內徑相同的長度。圓柱部12的外周面 12b是用於與分割鐵心組件32的內周面32b抵接的抵接面。
可動模具20被配置在固定模具10的上方，並被設置成能夠向上下方向往復移動。 該可動部20具有圓柱部21、圓筒部22、滑行部23。
圓柱部21構成圓柱形狀。圓柱部21的軸與固定模具10的圓柱部12的軸一致。5圓柱部21的直徑D2是與固定模具10的圓柱部12的直徑Dl相同的長度。圓柱部21的下表面21a是用於與固定模具10的圓柱部12的上表面12a抵接的抵接面。
圓筒部22構成圓筒形狀。圓筒部22的軸與圓柱部21的軸一致。圓筒部22的內徑D3是在圓柱部21的直徑D2上加上定子的徑向厚度T的兩倍而得的長度。圓筒部22的下表面22a使用於與固定模具10的水平面部11抵接的抵接面。圓筒部22的內周面22b是用於與分割鐵心組件32的外周面32c抵接的抵接面。在該圓筒部22中，由下表面22a和內周面22b形成的角部分遍布一周被倒角，形成傾斜面22c。該傾斜面22c是用於與固定模具10的水平面部11的凸部Ila抵接的抵接面。另外，圓筒部22與圓柱部21 —體地上下移動。
滑行部23被配置在圓柱部21和圓筒部22之間。滑行部23構成圓筒形狀。滑行部23的軸與圓柱部21以及圓筒部22的軸一致。滑行部23的內徑被形成為與圓柱部21 的直徑D2相同，或者比圓柱部21的直徑D2稍大。滑行部23的外徑被形成為與圓筒部22 的內徑D3相同、或者比圓筒部22的內徑D3稍小。因此，滑行部23的徑向厚度與製造的定子的徑向厚度T大致相同。滑行部23的內周面23b是能夠與圓柱部21的外周面21b滑動的滑動面。滑行部23的外周面23c是能夠與圓筒部22的內周面22b滑動的滑動面。滑行部23的下表面23a是用於對樹脂片37a、37b加壓的加壓面。
[定子]
接著，參考圖2 圖4對通過上述定子製造裝置I製造的定子30進行說明。圖2 是表示本實施方式的定子的俯視圖。圖3是圖2所示的定子的水平方向的截面圖。圖4是圖2所示的定子的IV-IV線的放大截面圖。
如圖2所示，定子30是將被分割形成的多個分割鐵心組件32組裝成圓筒形狀而成的。在本實施方式中，通過18個分割鐵心組件32構成定子30。
分割鐵心部件33是將通過擠壓等形成的電磁鋼板層疊多層而成的。該分割鐵心部件33如圖3所示具有形成外周側的軛34以及從軛34向軸心方向突出形成的齒35。在該齒35上卷繞了線圈36而得的是分割鐵心組件32。並且，將該分割鐵心組件32配置成圓筒形狀而得的是定子組件31 (參考圖6)。各分割鐵心組件32的上下兩側的線圈末端部 36a、36b如圖4所示通過樹脂片37a、37b進行模製。此外，在分割鐵心組件32的線圈末端部36a設置有端子部38。該端子部38經由匯流條與同相的端子部38連接，但是在各圖中省略匯流條來示出。
本實施方式的樹脂片37a、37b是使用在SMC成形上的。使用在該樹脂片37a、37b 上的樹脂可以是熱固性樹脂，也可以是熱塑性樹脂，在本實施方式中使用熱固性樹脂、例如不飽和聚酯。此外，如果是具有能夠抵抗馬達運轉時產生的熱的耐熱性的樹脂，則可以使用在樹脂片37a、37b上。例如，作為其他的熱固性樹脂，可以使用環氧、酚類樹脂等。另一方面，作為熱塑性樹脂，可以使用PPS等。另外，在本實施方式的樹脂片37a、37b中包含玻璃纖維或者碳纖維。玻璃纖維(碳纖維)的長度是IOmm以上。玻璃纖維(碳纖維)的體積比率是30%以上。玻璃纖維(碳纖維)使用直徑幾微米、方向性隨機的纖維。該樹脂片37a、 37b以成為模製所需的厚度的方式重疊使用。另外，樹脂片37a、37b根據線圈末端部36a的端子部38和匯流條的模製位置形成未圖示的凹部或槽。
[定子製造方法]6
接著，參考圖5至圖9對本實施方式涉及的定子製造方法進行說明。在該定子製造方法中，主要按照卷繞工序、配置工序、定位工序、成形工序的順序進行。圖5是示出本實施方式涉及的定子製造方法中的卷繞工序的情況的說明圖。圖6是示出該製造方法中的配置工序的情況的說明圖。圖7和圖8是示出該製造方法中的定位工序的情況的說明圖。圖 9是示出該製造方法中的成形工序的情況的說明圖。
在卷繞工序中，如圖5所示，在各分割鐵心部件33的齒35上卷繞多層線圈36。由此，形成18個分割鐵心組件32。
在配置工序中，如圖6所示，將18個分割鐵心組件32配置成圓筒狀。在本實施方式中，在配置分割鐵心組件32時，如圖I所示，將樹脂片37a配置在上側的線圈末端部36a， 將樹脂片37b配置在下側的線圈末端部36b。並且，如圖6所示，使分割鐵心組件32的內周面32b和固定模具10的圓柱部12的外周面12b抵接來將各分割鐵心組件32配置成圓筒狀。此時，各分割鐵心組件32從下方被固定模具10的水平面部11支承，而配置成相同的高度位置。這樣，形成定子組件31。此外，雖然未進行圖示，但是優選在固定模具10上設置用於決定各分割鐵心組件32的高度位置的凸部等。
在定位工序中，如圖7和圖8所示，對配置成圓筒狀的各分割鐵心組件32進行定位。具體地，使可動模具20向下方移動，用圓筒部22覆蓋分割鐵心組件32的外周。S卩，使分割鐵心組件32的外周面32c和可動模具20的圓筒部22的內周面22b抵接來決定各分割鐵心組件32的徑向位置。這裡，在本實施方式的圓筒部22中，通過下表面22a和內周面 22b形成的角部分遍布一周被倒角，來形成傾斜面22c。因此，如圖7所示，當使圓筒部22向下方移動時，各分割鐵心組件32按壓圓筒部22的傾斜面22c來逐漸向軸心方向移動。這樣，能夠形成以將各分割鐵心組件32向固定模具10的圓柱部12按壓的方式使相鄰的分割鐵心組件32之間緊密地一體化的定子組件31。另外，通過對由圓筒部22的下表面22a和內周面22b形成的角部分倒角，圓筒部22在下降時不會被分割鐵心組件32卡住。因此，能夠使圓筒部22的內周面22b和分割鐵心組件32的外周面32c順利地抵接，並對各分割鐵心組件32進行定位。在圖8所示的狀態下，各分割鐵心組件32被固定模具10的圓柱部12 和可動模具20的圓筒部22夾持並被固定以免向徑向發生錯位。
在成形工序中，如圖9所示，通過SMC成形對分割鐵心組件32的線圈末端部36a、 36b進行樹脂模製。具體地，使可動模具20的滑行部23向下方滑行，並通過滑行部23的下表面23a對樹脂片37a、37b進行加壓。由此，能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部 36a、36b和齒35間(槽內)、線圈彼此之間。之後,通過內置在金屬模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置使樹脂片37a、37b加熱並固化。之後，使可動模具20向上方移動並從固定模具10取出定子30。如此，能夠得到定子30。另外，金屬模具10、20通過內置的冷卻水路被冷卻。如此，通過內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置進行急速加熱，並通過內置在模具10、20中的冷卻水路急速冷卻，由此能夠縮短成形工序所需的時間。
此外，在由水平面部11、圓柱部12的外周面12b、圓筒部22的內周面22b以及滑行部23的下表面23a圍繞的空間內存在空氣。當該空氣殘留在成形後的樹脂內時，產生定子30的強度下降等的問題。但是，根據本實施方式的製造裝置1，伴隨著滑行部23向下方移動，該空氣從圓筒部22的下表面22a和水平面部11的間隙、滑行部23的內周面23b和圓柱部21的外周面21b的間隙、滑行部23的外周面23c和圓筒部22的內周面22b的間隙7漏出。由此，能夠防止空氣混入到模製樹脂內。
另一方面，在作為熱塑性樹脂而使用PPS等熱塑性樹脂的情況下，通過預先內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置急速加入到樹脂片37a、37b的融點以上，使樹脂成為熔融狀態。在該狀態下，使可動模具20的滑行部23向下方滑行，並通過滑行部23的下表面23a對樹脂片37a、37b加壓。由此，能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部36a、 36b和齒35間(槽內)、線圈彼此之間。
之後，通過內置在模具10、20中的冷卻水路來急速地冷卻來使樹脂固化。如此，由內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置進行急速加熱，通過內置在模具10、20中的冷卻水路進行急速冷卻，由此能夠縮短成形工序所需的時間。並且，在使樹脂固化之後，使可動模具20向上方移動，並從固定模具10中取出定子30。如此，能夠得到定子30。
以上，為了詳細地說明，根據本實施方式的定子製造方法，在製造將在分割鐵心部件33的齒35上卷繞了線圈36而成的分割鐵心組件32配置成圓筒狀的定子30的定子製造方法中，在固定模具10中將分割鐵心組件32插入成圓筒狀，在配置成圓筒狀的分割鐵心組件32的線圈末端部36a、36b配置包含了玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片37a、37b，通過可動模具20的滑行部23對樹脂片37a、37b進行加壓來進行模製成形，由此使分割鐵心組件 32 —體化，因此即使不使用金屬制環，也能夠通過包含在樹脂中的玻璃纖維或者碳纖維來提高定子30的強度。
特別是，通過玻璃纖維(碳纖維)提高覆蓋線圈末端部36a、36b的外徑側的樹脂的強度，也能夠足夠抵抗住對各分割鐵心組件32向徑外方向作用的力。
另外，根據本實施方式的定子製造方法，當將熱固性樹脂用於樹脂片37a、37b的情況下，在對樹脂片37a、37b加壓成形後進行加熱使其固化，在將熱塑性樹脂用於樹脂片 37a、37b的情況下，在對樹脂片37a、37b加壓之前加熱到融點以上並使其熔融，因此能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部36a、36b和齒35間(槽內)、線圈之間。此時，通過內置在金屬模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置進行急速加熱，並通過內置在金屬模具10、20 中的冷卻水路進行急速冷卻，能夠縮短成形工序所需的時間。伴隨於此，能夠降低加熱裝置或冷卻用泵的消耗電力。
另外，根據本實施方式的定子製造方法，通過可動模具20的圓筒部22對分割鐵心組件32進行了定位之後，對樹脂片37a、37b進行加壓成形，因此能夠不使用如專利文獻2 的技術那樣的外周約束夾具進行樹脂模製。因此，能夠不需要安裝或拆卸外周約束夾具的作業而縮短成形工序的時間。另外，由於不需要特別準備外周約束夾具，因此能夠降低設備費的成本。
接著，參考圖10至圖13對本實施方式涉及的定子的變更例I 3進行說明。圖 10是示出變更例I涉及的定子的水平方向的截面圖。圖11是圖10所示的定子的XI-XI線中的放大截面圖。圖12是示出變更例2涉及的定子的放大截面圖。圖13是示出變更例3 涉及的定子的水平方向的截面圖。此外，在變更例I 3中，對於與上述實施方式同樣的部件標註相同的符號並適當省略說明。
[變更例I]
在變更例I涉及的定子40中，如圖10所示，在各分割鐵心組件42的軛44的外周側中央位置，沿軸向延伸設置有截面為V字型的槽44a、44b。更詳細地說，如圖11所示，變更例I的槽44a、44b由形成在軛44中的軸向的上端側的槽44a和形成在軛44中的軸向的下端側的槽44b構成。該槽44a、44b由與樹脂片37a、37b相同材料的樹脂45a、45b模製。 對上端側的槽44a模製的樹脂45a與對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片37a —體地形成。另外，對下端側的槽44b模製的樹脂45b與對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片37b 一體地形成。
在變更例I涉及的定子40中，對軛44的外周側中的上端側的槽44a模製的樹脂 45a和對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片37a —體地形成,並且對軛44的外周側中的下端側的槽44b模製的樹脂45b和對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片37b —體地形成, 因此能夠更加提高定子40的外周側中的強度。
[變更例2]
在變更例2涉及的定子50中，如圖12所示，在各分割鐵心組件52的軛54的外周側中央位置，沿軸向延伸設置有截面為V字型的槽54a。特別是，變更例2的槽54a與變更例I不同，從軛54中的軸向的上端側連續形成到下端側。該槽54a通過與樹脂片37a、37b 相同的材料的樹脂55模製。對槽54a模製的樹脂55的上端部55a與對上側的線圈末端部 36a模製的樹脂片37a —體地形成。另外，對槽54a模製的樹脂55的下端部55b與對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片37b —體地形成。
在變更例2涉及的定子50中，對形成在軛54的外周側的槽54a模製的樹脂55的上端部55a和對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片37a被一體地形成，並且對形成在軛 54的外周側的槽54a模製的樹脂55的下端部55b和對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片37b被一體地形成，因此能夠更加提高定子50的外周側中的強度。特別是，通過上下連續的槽54a，樹脂55與上下兩側的樹脂片37a、37b —體地形成，因此能夠得到與變更例I比進一步提高了外周側的強度的定子50。
[變更例3]
在變更例3涉及的定子60中，如圖13所示，在鄰接的分割鐵心組件62之間的軛64 的外周側抵接位置，沿軸向延伸設置有截面為V字型的槽64a。該槽64a由與樹脂片37a、 37b相同的材料的樹脂65模製。此外，該槽64a如圖11所示的變更例I的槽44a、44b那樣可以形成在軛64中的軸向的上端側以及下端側，也可以如圖12所示的變更例2的槽54a 那樣，從軛64中的軸向的上端側連續形成到下端側。
在變更例3涉及的定子60中，與變更例1、2同樣，能夠通過樹脂65更加提高定子 60的外周側中的強度。並且，由於通過樹脂對鄰接的分割鐵心組件62之間的軛64的外周側抵接位置模製，因此也能夠防止鄰接的分割鐵心組件62之間的錯位。由此，能夠更加提高定子60的強度。
[第2實施方式]
接著，參考圖14對本發明的第2實施方式涉及的定子70進行說明。圖14是示出第2實施方式涉及的定子的放大截面圖。此外，在第2實施方式中，對於與上述第I實施方式同樣的部件標註相同的標號並適當省略說明，以下，以不同點為中心進行說明。
第2實施方式的定子70在根據線圈末端部36a、36b的模製位置，改變包含在樹脂片的玻璃纖維或者碳纖維的長度的方面上與上述第I實施方式的定子不同。
在本實施方式的定子70中，如圖14所示，線圈末端部36a、36b的內徑側通過樹脂片77a、77b被模製。另一方面，線圈末端部36a、36b的外徑側通過樹脂片78a、78b被模製。 使用在該樹脂片77a、77b、78a、78b上的樹脂可以是熱固性樹脂，也可以是熱塑性樹脂，在本實施方式中，也使用熱固性樹脂、例如不飽和聚酯。此外，如果是具有能夠抵抗在馬達運轉時產生的熱的耐熱性的樹脂，也可以使用在樹脂片77a、77b、78a、78b上。例如，作為其他的熱固性樹脂，可以使用環氧、酚類樹脂等。另一方面，作為熱塑性樹脂，可以使用PPS等。 內徑側的樹脂片77a、77b包含IOmm 50mm左右的長度的玻璃纖維(碳纖維)。另一方面， 外徑側的樹脂片78a、78b至少包含30mm 50mm左右或者其以上的長度的玻璃纖維(碳纖維)。各樹脂片77a、77b、78a、78b中的玻璃纖維(碳纖維)的體積比率是30%以上。在本實施方式中，玻璃纖維(碳纖維)也是使用直徑幾微米、方向性隨機的纖維。
這裡，參考圖15對第2實施方式的定子製造裝置及其製造方法進行說明。圖15 是示出第2實施方式涉及的定子製造方法中的成形工序的情況的說明圖。
如圖15所示，本實施方式的定子製造裝置代替第I實施方式的滑行部23，而具有用於對線圈末端部36a、36b的內徑側成形的第I滑行部81和對線圈末端部36a、36b的外徑側成形的第2滑行部82。
第I滑行部81在圓柱部21和圓筒部22之間被配置在內徑側。第2滑行部82在圓柱部21和圓筒部22之間被配置在外徑側。第I滑行部81和第2滑行部82構成圓筒形狀。第I滑行部81和第2滑行部82的軸與圓柱部21和圓筒部22的軸一致。第I滑行部 82的內徑形成為與圓柱部21的直徑D2相同、或者比圓柱部21的直徑D2稍大(參考圖2)。 第2滑行部82的外徑形成為與圓筒部22的內徑D3相同、或者比圓筒部22的內徑D3稍小 (參考圖2)。並且，第I滑行部的外周面81c和第2滑行部82的內周面82b為彼此能夠滑動的滑動面。因此，當將第I滑行部81的徑向厚度和第2滑行部82的徑向厚度相加時，成為與要製造的定子的徑向厚度T相同。另外，第I滑行部81的內周面81b是能夠與圓柱部 21的外周面21b滑動的滑動面。第2滑行部82的外周面82c是能夠與圓筒部22的內周面 22b滑動的滑動面。第I滑行部81的下表面81a是用於對樹脂片77a、77b加壓的加壓面。 第2滑行部82的下表面82a是用於對樹脂片78a、78b加壓的加壓面。
在本實施方式的定子製造方法中，主要也是依照卷繞工序、配置工序、定位工序、 成形工序進行。此外，在該定子製造方法中，卷繞工序、定位工序與上述第I實施方式同樣地進行，因此以下以配置工序以及成形工序為中心進行說明。
在配置工序中，與第I實施方式同樣，將各分割鐵心組件32沿固定模具10的圓柱部12的外周面12b配置成圓筒狀。此時，在本實施方式中，在線圈末端部36a、36b的內徑側配置樹脂片77a、77b，並在線圈末端部36a、36b的外徑側配置樹脂片78a、78b。
在成形工序中，首先，通過樹脂片77a、77b對線圈末端部36a、36b的內徑側進行模製，接著通過樹脂片78a、78b對線圈末端部36a、36b的外徑側進行模製。具體地，首先，使第 I滑行部81向下方滑行。由此，第I滑行部81的下表面81a對樹脂片77a、77b進行加壓而使其變形，並對分割鐵心組件32的上下兩側線圈末端部36a、36b中的內徑側進行模製。之後，使第2滑行部82向下方滑行。由此，第2滑行部82的下表面82a對樹脂片78a、78b加壓來使其變形，對分割鐵心組件32的上下兩側線圈末端部36a、36b中的外徑側進行模製。 如此，能夠使樹脂沒有間隙地流入到線圈末端部36a、36b和齒35間(槽內)、線圈彼此之間。之後，通過內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置對樹脂片77a、77b、78a、78b進行加熱並使其固化。之後，使可動模具20向上方移動，並從固定模具10取出定子70。如此，能夠得到定子70。另外，模具10、20通過內置的冷卻水路被冷卻。如此，通過內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置進行急速加熱，並通過內置在模具10、20中的冷卻水路進行急速冷卻，由此能夠縮短成形工序所需的時間。
另一方面，在作為熱塑性樹脂而使用PPS等熱塑性樹脂的情況下，通過預先內置在模具10、20中的(電磁感應)加熱裝置急速加熱到樹脂片77a、78b、78a、78b的融點以上， 使樹脂成為熔融狀態。在該狀態下，使第I滑行部81向下方滑行。由此，第I滑行部81的下表面81a對樹脂片77a、77b進行加壓來使其變形，對分割鐵心組件32的上下兩側線圈末端部36a、36b中的內徑側進行模製。之後，使第2滑行部82向下方滑行。由此，第2滑行部82的下表面82a對樹脂片78a、78b進行加壓來使其變形，對分割鐵心組件32的上下兩側線圈末端部36a、36b中的外徑側進行模製。
之後，通過內置在模具10、20中的冷卻水路急速地進行冷卻來使樹脂固化。並且， 在使樹脂固化後，使可動模具20向上方移動，並從固定模具10取出定子70。如此，能夠得到定子70。
以上，根據本實施方式的定子製造方法，在將樹脂片77a、77b、78a、78b配置在線圈末端部36a、36b時,在線圈末端部36a、36b的外徑側配置包含長的玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片78a、78b。由此，能夠提高特別要求強度的外徑側的強度。這裡，玻璃纖維或者碳纖維的長的樹脂片價格高。因此，在本實施方式中，通過在內徑側配置包含相對短的玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片77a、77b，能夠降低材料費。
接著，參考圖16和圖17對第2實施方式涉及的定子的變更例4、5進行說明。圖 16是示出變更例4涉及的定子的放大截面圖。圖17是示出變更例5涉及的定子的放大截面圖。此外，在變更例4、5中，對於與上述實施方式同樣的部件標註相同的標號並適當地省略說明。
[變更例4]
在變更例4涉及的定子90中，如圖16所示，在各分割鐵心組件92的軛94的外周側中央位置，沿軸向延伸設置有截面為V字型的槽94a、94b。更詳細地說，槽94a、94b由形成在軛94中的軸向的上端側的槽94a和形成在軛94中的軸向的下端側的槽94b構成。該槽94a、94b由樹脂95a、95b模製。樹脂95a和樹脂95b與樹脂片78a以及樹脂片78b同樣地，至少包含30mm 50mm程度或者其以上的長度的玻璃纖維(碳纖維)。各樹脂95a和 95b中的玻璃纖維(碳纖維)的體積比率是30%以上。玻璃纖維(碳纖維)使用直徑為幾微米、方向性隨機的纖維。並且，對上端側的槽94a模製的樹脂95a與對上側的線圈末端部 36a模製的樹脂片78a —體地形成。另外，對下端側的槽94b模製的樹脂95b與對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片78b —體地形成。
在變更例4涉及定子90中，對軛94的上端側的槽94a模製的樹脂95a和對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片78a —體地形成，並且對軛94的下端側的槽94b模製的樹脂95b和對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片78b —體地形成，因此能夠提高定子90中的外徑側的強度。特別是在變更例4中，由於在樹脂95a、95b中包含長的玻璃纖維(碳纖維)，因此能夠更加提高定子90的強度。
在變更例4中，也可以通過樹脂95a、95b對鄰接的分割鐵心組件92之間的軛94的外周側抵接位置進行模製，由此能夠防止鄰接的分割鐵心組件92之間的錯位。
[變更例5]
在變更例5涉及的定子100中，如圖17所示，在各分割鐵心組件102的軛104的外周側中央位置，沿軸向延伸設置有截面為V字型的槽104a。特別是，變更例5的槽104a與變更例4不同，從軛104中的軸向的上端側連續地形成到下端側。該槽104a通過樹脂105 被模製。樹脂105與樹脂片78a和樹脂片78b同樣，至少包含30mm 50mm程度或者其以上的長度的玻璃纖維(碳纖維)。樹脂105中的玻璃纖維(碳纖維)的體積比率是30%以上。玻璃纖維(碳纖維)使用直徑是幾微米、在高度方向排列的纖維。對槽104a模製的樹脂105的上端部105a與對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片78a —體地形成。另外，對槽104a模製的樹脂105的下端部105b與對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片78b —體地形成。
在變更例5涉及的定子100中，對形成在軛104的外周側的槽104a模製的樹脂 105的上端部105a和對上側的線圈末端部36a模製的樹脂片78a—體地形成，並且對形成在軛104的外周側的槽104a模製的樹脂105的下端部105b和對下側的線圈末端部36b模製的樹脂片78b —體地形成，因此能夠提高定子100的外周側的強度。另外，通過上下連續的槽104a，樹脂105與上下兩側的樹脂片78a、78b —體地形成，因此能夠得到比變更例4更高的強度。並且，在定子100中，包含在樹脂105中的玻璃纖維(碳纖維)在高度方向上排列，因此能夠提高作用在各分割鐵心組件102上的拉伸應力。此外，玻璃纖維(碳纖維)的長度優選比定子100的軸向高度長。
在變更例5中，也可以通過樹脂105對鄰接的分割鐵心組件102之間的軛104的外周側抵接位置進行模製，由此能夠防止鄰接的分割鐵心組件102之間的錯位。
此外，上述的實施方式及其變更例僅是簡單的例示，並不是對本發明進行任何限定，在不脫離其主旨的範圍內，能夠進行各種改良、變形。
例如，在上述實施方式的可動模具20中，示出了使滑行部23、81、82相對於圓柱部 21或圓筒部22滑行來進行加壓成形的情況，但是，也可以通過將圓柱部、圓筒部以及滑行部一體形成的可動模具在該工序內對分割鐵心組件進行定位並且進行加壓成形。
符號的說明
I...定子製造裝置
10.. 固定模具
20...可動模具
22...圓筒部
23...滑行部
30.. 定子
32...分割鐵心組件
32b...內周面
32c. ·外周面
33.. 分割鐵心部件
34.. 軛
35.. 齒120120]36...線圈0121]36a、36b. ·線圈末端部0122]37a、37b. · ·樹脂片0123]70.. 定子0124]74.. 軛0125]77a...樹脂片0126]77b...樹脂片0127]78a...樹脂片0128]78b...樹脂片0129]81...第I滑行部0130]82...第2滑行部
權利要求
1.一種定子製造方法，用於製造將分割鐵心組件配置成圓筒狀而成的定子，所述分割鐵心組件是在分割鐵心部件的齒上卷繞線圈而成的，所述定子製造方法的特徵在於，在固定模具中將所述分割鐵心組件插入成圓筒狀，在配置成所述圓筒狀的分割鐵心組件的線圈末端部配置包含玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片，通過可動模具對所述樹脂片進行加壓來模製成形，由此使所述分割鐵心組件一體化。
2.如權利要求I所述的定子製造方法，其特徵在於，所述可動模具在對所述分割鐵心組件進行定位之後，對所述樹脂片進行加壓成形。
3.如權利要求I或2所述的定子製造方法，其特徵在於，使用熱固性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之後，對所述樹脂片進行加熱而使其固化。
4.如權利要求I或2所述的定子製造方法，其特徵在於，使用熱塑性樹脂作為所述樹脂片，在對所述樹脂片進行加壓成形之前，對所述樹脂片進行加熱而使其熔融。
5.如權利要求I至4中任一項所述的定子製造方法，其特徵在於，當將所述樹脂片配置在所述線圈末端部時，根據所述線圈末端部的模製位置來改變所述玻璃纖維或者所述碳纖維的長度。
6.一種定子，其特徵在於，通過權利要求I至5中任一項所述的定子製造方法來製造。
全文摘要
本發明的目的在於提供能夠製造不使用金屬制環、縮短樹脂模製成形工序的時間並具有足夠強度的定子的定子製造方法、以及定子。該定子製造方法涉及製造將在分割鐵心部件(33)的齒(35)上卷繞線圈(36)而成的分割鐵心組件(32)配置成圓筒狀的定子(30)的技術。在該定子製造方法中，在固定模具(10)中將分割鐵心組件(32)插入成圓筒狀，在配置成圓筒狀的分割鐵心組件(32)的線圈末端部(36a、36b)配置包含玻璃纖維或者碳纖維的樹脂片(37a、37b)，通過可動模具(20)的滑行部(23)對樹脂片(37a、37b)進行加壓來模製成形，由此使分割鐵心組件(32)一體化。可動模具(20)在通過圓筒部(22)對分割鐵心組件(32)進行了定位後，通過滑行部(23)對樹脂片(37a、37b)進行加壓來模製成形。
文檔編號H02K15/12GK102934336SQ20108006734
公開日2013年2月13日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者吉村常治, 中西浩二, 上野泰弘 申請人:豐田自動車株式會社