專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及其制造方法，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子由一體形成有磁極齒部分的多個(gè)磁軛部分相連成帶狀的沖裁鋼片構(gòu)成。
歷來(lái)，作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的環(huán)狀定子鐵心之一例，有將被分成多個(gè)的單位鐵心組合成一個(gè)環(huán)狀鐵心的一種環(huán)狀定子鐵心。此時(shí)的單位鐵心由單位鋼片層疊而成，該各單位鋼片由通過(guò)撓性部分相連接的多個(gè)鐵心區(qū)域構(gòu)成，在各鐵心區(qū)域分別一體形成有所需個(gè)數(shù)的單位磁軛及單位磁極齒。該單位鋼片在層疊成單位鐵心狀態(tài)下的圓弧形狀是通過(guò)對(duì)其撓性部分進(jìn)行彎曲加工形成的。這樣的單位鋼片的形狀呈現(xiàn)各鐵心區(qū)域通過(guò)撓性部分大致直線狀連續(xù)的展開形狀，其基本上比圓弧狀更接近直線狀，因此，與將鋼片沖裁成環(huán)狀或半圓狀、1/4圓等的圓弧狀相比，其優(yōu)點(diǎn)是鋼片的材料利用率高。
然而，要將多個(gè)被分割的單位鐵心相連接而成為一個(gè)環(huán)狀鐵心，各單位鋼片相互間存在多個(gè)連接部分，并且在一個(gè)單位鋼片內(nèi)存在多個(gè)相緊挨著的單位磁軛，這些連接部分和相緊挨部分的磁阻不可避免地會(huì)比鋼片材料連續(xù)著的部分要高，對(duì)定子磁軛的磁特性有不良影響。另外，要使連接部分及緊挨部分的磁阻能與其他部分一樣保持較低的值，連接加工也并非容易。此外，若采用將機(jī)械卷繞等完成的定子線圈從后面裝上磁極齒的制造方法，則必需有將完成的線圈插入磁極齒的工序。此時(shí)，為了確保線圈插入空間，定子鐵心成為有大的開口槽的結(jié)構(gòu)，該大的開口部分的存在導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩不勻。
此外，若采用這樣的將定子線圈插入磁極齒的制造方法，則必須采用該插入后的止脫結(jié)構(gòu)或止動(dòng)結(jié)構(gòu)，這希望能用簡(jiǎn)單的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的第1目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及其制造方法，其能在保證鋼片有高的沖裁材料利用率的情況下，使單位鐵心相互間的連接部分及緊挨部分的磁阻盡可能有低的值。
本發(fā)明的第2目的在于，提供一種能降低轉(zhuǎn)矩不勻的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及其制造方法。
本發(fā)明的第3目的在于，提供一種能容易地阻止定子線圈從磁極齒脫出或移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子及其制造方法。
由本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，包括由多片鋼片層疊而成的展開鐵心形成的環(huán)狀定子鐵心及裝在定子磁極齒上的線圈，每片所述鋼片呈具有單位磁軛和磁極齒的多個(gè)單位鐵心由與單位磁軛成一體的連接部依次相連接的形態(tài)，并且，每一單位磁軛均有一圓周方向端部，該圓周方向端部在鋼片層疊方向與相鄰的每一單位磁軛的圓周方向端部相重疊。
由本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，包括如下工序?qū)⒍嗥撈瑢盈B而成展開鐵心的工序，每片所述鋼片呈具有單位磁軛和磁極齒的多個(gè)單位鐵心由與單位磁軛成一體的連接部依次相連接的形態(tài)；將所述展開鐵心彎成圓環(huán)狀的定子鐵心的工序，每一單位磁軛均有一如下的圓周方向端部，即，當(dāng)展開鐵心被彎成環(huán)狀時(shí)，該圓周方向端部在鋼片層疊方向與相鄰的每一單位磁軛的圓周方向端部相重疊；在將展開鐵心彎成圓環(huán)狀的工序之前或之后，在所述磁極齒上繞裝線圈的工序。
若采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，因?yàn)檎归_鐵心的連接部位數(shù)少，并且在單位磁軛端部的相互拼合部分呈該各鋼片端部在層疊方向重疊的結(jié)構(gòu)，故能抑制該部分的磁阻增大。
根據(jù)本發(fā)明制造方法的第1具體形態(tài)，該方法是在所述展開鐵心的狀態(tài)下，在各磁極齒頂端的圓周方向兩側(cè)，分別形成向該磁極齒的伸出方向進(jìn)一步伸出的一對(duì)突片部，使所述線圈通過(guò)該突片部而與所述磁極齒嵌合，然后將所述突片部向側(cè)方向彎折成形而使其向側(cè)向伸出。
采用該方法，由于在將線圈插入磁極齒之后，再進(jìn)行使突片部向側(cè)方向伸出的加工，各磁極齒間的槽開口寬度變小，所以能改善轉(zhuǎn)矩不勻。此外，由于在將線圈插入磁極齒之后，再進(jìn)行使突片部向側(cè)方向伸出的加工，所以在進(jìn)行將展開鐵心彎成環(huán)狀的作業(yè)過(guò)程中，突片部能阻止線圈發(fā)生從磁極齒上脫出或沿著磁極齒自由移動(dòng)這樣的不良情況。
本發(fā)明制造方法的第2具體形態(tài)，其特點(diǎn)在于，展開鐵心的各鋼片的一磁極齒具有的成對(duì)的兩突片部的長(zhǎng)度相異，且該兩突片部的長(zhǎng)度在鋼片間每一片或每數(shù)片相異。采用該方法，能對(duì)定子鐵心的槽開口給予降低轉(zhuǎn)矩不勻用的扭轉(zhuǎn)。
本發(fā)明制造方法的第3具體形態(tài)，是將引導(dǎo)工具緊貼在磁極齒頂端中央部分，將一對(duì)成形工具抵靠在磁極齒圓周方向兩側(cè)端面上，在此狀態(tài)下，使成形工具向磁極齒伸出方向移動(dòng)，使一對(duì)突片部彎折至引導(dǎo)工具的兩側(cè)面進(jìn)行成形的方法。若采用該方法，當(dāng)突片部被彎折加工時(shí)，能保證該對(duì)突片部間隔為預(yù)定的設(shè)定值。
本發(fā)明制造方法的第4具體形態(tài)，是將展開鐵心的各鋼片所形成的單位磁軛部分的兩端邊形成為不同傾斜角度的邊，并通過(guò)將該鋼片每給定片數(shù)正反翻轉(zhuǎn)地層疊，從而形成層疊方向的重疊部分的方法。若采用該方法，雖然將鋼片沖裁成相同形狀，卻能形成上述重疊部分。
本發(fā)明制造方法的第5具體形態(tài)，其線圈采用通過(guò)使線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)而卷入電磁線來(lái)形成的線圈形成方法，在該方法中，有如下兩種電磁線進(jìn)給方式一種是使線圈繞制軸停止或減速時(shí)，使電磁線每一匝向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與其外徑基本相同間距的間距進(jìn)給方式，另一種是邊使所述線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)，邊使所述電磁線每旋轉(zhuǎn)一周向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與電磁線外徑基本相同間距的引導(dǎo)進(jìn)給方式，在電磁線的至少繞線開始時(shí)，采用間距進(jìn)給方式卷繞電磁線，其余則采用引導(dǎo)進(jìn)給方式進(jìn)行卷繞。若采用該方法，能將電磁線以無(wú)間隙且排列整齊的狀態(tài)進(jìn)行卷繞，能提高線圈的充填系數(shù)。


圖1為說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施例的制造情況用的、連續(xù)示出定子的不同制造步驟的圖。
圖2為完成狀態(tài)的定子的俯視圖。
圖3為從圖1的箭頭Y方向看到的圖。
圖4為示出線圈骨架和線圈部分的卷繞情況的局部剖視圖。
圖5為說(shuō)明線圈繞制時(shí)繞線層階躍用的線圈骨架及線圈的縱剖側(cè)視圖。
圖6為線圈卷繞裝置的概略俯視圖。
圖7為示出電磁線卷繞情況的概略縱剖主視圖。
圖8為圖7的主視圖。
圖9和圖10為分別說(shuō)明不同部分的繞線層階躍用的電磁線的局部性剖面圖。
圖11和圖12為分別示出本發(fā)明第2實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖13和圖14為分別示出本發(fā)明第3實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖15和圖16為分別示出本發(fā)明第4實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖17和圖18為分別示出本發(fā)明第5實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖19-圖21為分別示出本發(fā)明第6實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖22為分別示出展開鐵心的鋼片沖裁形態(tài)的俯視圖。
圖23-圖25為分別示出本發(fā)明第7實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖26和圖27為分別示出本發(fā)明第8實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖28和圖29為分別示出本發(fā)明第9實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖30-圖32為示出本發(fā)明第10實(shí)施例中的不同制造步驟中的定子局部的俯視圖。
圖33為展開鐵心的局部立體圖。
圖34為圖33所示鐵心的俯視圖。
圖35為第10實(shí)施例中完成狀態(tài)的定子的俯視圖。
圖36為從圖35的箭頭X方向看到的圖。
圖37為本發(fā)明第11實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖38為示出第11實(shí)施例中的鐵心的與圖23相當(dāng)?shù)膱D。
圖39為本發(fā)明第12實(shí)施例的、配置有導(dǎo)向夾具和成形夾具的磁極齒部分的立體圖。
圖40為圖39所示部分的側(cè)視圖。
圖41-圖43為說(shuō)明第12實(shí)施例進(jìn)行突片部彎曲加工的各步驟用的俯視圖。
圖44和圖45為分不同步驟示出本發(fā)明第13實(shí)施例用導(dǎo)向夾具和成形夾具進(jìn)行成形的情況的立體圖。
圖46-圖48為本發(fā)明第14實(shí)施例的與圖44-圖45相當(dāng)?shù)膱D。
圖49為示出本發(fā)明第15實(shí)施例的完成狀態(tài)的定子的俯視圖。
圖50-圖52為對(duì)圖49所示定子的局部分不同步制造驟示出的俯視圖。
圖53-圖56為示出本發(fā)明第16實(shí)施例的、與圖50-52相當(dāng)?shù)膱D。
圖57為本發(fā)明第17實(shí)施例的完成狀態(tài)定子的俯視圖。
圖58和圖59為分別示出第17實(shí)施例中的不同制造步驟下的定子局部的俯視圖。
圖60為示出展開鐵心的鋼片沖裁形態(tài)的俯視圖。
圖61-圖64為分別示出本發(fā)明第18實(shí)施例中的不同制造步驟的俯視圖。
圖65為本發(fā)明第19實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖66為本發(fā)明第20實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖67為本發(fā)明第21實(shí)施例的完成狀態(tài)定子的俯視圖。
圖68-圖71分別為本發(fā)明第21實(shí)施例的不同制造步驟下的定子的俯視圖。
圖72-圖75分別為本發(fā)明第22實(shí)施例的不同制造步驟下的定子的俯視圖。
圖76-圖79分別為本發(fā)明第23實(shí)施例的不同制造步驟下的定子的俯視圖。
圖80為本發(fā)明第24實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖81為示出展開鐵心的鋼片沖裁形態(tài)的俯視圖。
圖82為本發(fā)明第25實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖83為本發(fā)明第26實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖84-圖87分別為本發(fā)明第27實(shí)施例的不同制造步驟的俯視圖。
圖88為本發(fā)明第28實(shí)施例的與圖1相當(dāng)?shù)膱D。
圖89和圖90分別為線圈卷裝初始狀態(tài)的俯視圖及線圈卷裝完成狀態(tài)的橫向剖視圖。
圖91為示出線圈接線狀態(tài)的電路圖。
圖92為示出止脫銷的安裝狀態(tài)的縱向剖視圖。
圖93為定子鐵心的俯視圖。
圖94為定子的俯視圖。
圖95為本發(fā)明第29實(shí)施例的線圈骨架的俯視圖。
圖96為向圖95的箭頭A方向看的圖。
圖97為本發(fā)明第30實(shí)施例的與圖95相當(dāng)?shù)膱D。
圖98為本發(fā)明第31實(shí)施例的與圖94相當(dāng)?shù)膱D。
圖99為本發(fā)明第31實(shí)施例的展開鐵心的局部俯視圖。
圖100為示出鐵心重疊部分的層疊狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖101為本發(fā)明第31實(shí)施例的與圖93相當(dāng)?shù)膱D。
圖102為本發(fā)明第32實(shí)施例的與圖99相當(dāng)?shù)膱D。
圖103為本發(fā)明第33實(shí)施例的與圖101相當(dāng)?shù)膱D。
以下參照?qǐng)D1至圖10，說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。首先，圖2中示出了完成狀態(tài)的內(nèi)轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子11?，F(xiàn)說(shuō)明該定子11的制造順序。圖1所示的展開鐵心12是將許多片鋼片12a(參照從圖1的箭頭Y看到的圖即圖3)層疊而成的，該展開鐵心12形成為將6個(gè)單位鐵心13用可塑性變形的連接部13a相連接的形態(tài)。各單位鐵心13具有呈圓弧狀的單位磁軛14，以及在該單位磁軛14的內(nèi)徑側(cè)向旋轉(zhuǎn)中心方向伸出狀地一體形成的磁極齒15。
在展開鐵心12的各磁極齒15頂端的圓周方向兩側(cè)，分別形成有向該磁極齒15的伸出方向進(jìn)一步伸出的一對(duì)突片部16、16，此時(shí)，在各突片部16、16根部的磁極齒15的兩側(cè)面上，形成有例如V字形的凹部16a、16a。該突片部16、16的外側(cè)寬度尺寸A設(shè)定為與磁極齒15的寬度尺寸B大致相同或更小。
線圈骨架17上卷裝有定子線圈18。其卷裝方法以后敘述。該線圈骨架17如圖5所示，具有剖面形狀在定子鐵心的鋼片層疊方向?yàn)榧?xì)長(zhǎng)的矩形狀的棱柱簡(jiǎn)狀的繞線胴體部17a，如圖4所示，該繞線胴體部17a的軸向兩端形成有凸緣部17b、17c，轉(zhuǎn)子側(cè)的凸緣部17b與轉(zhuǎn)子相對(duì)的面呈平坦?fàn)?，磁軛?cè)的凸緣部17c的外側(cè)面的橫剖面呈圓弧面，以便與單位磁軛14的內(nèi)徑側(cè)的面相一致。
如圖1所示，相對(duì)展開鐵心12，使上述線圈骨架17內(nèi)穿過(guò)上述突片部16、16而嵌裝在上述磁極齒15上，再用呈圓弧面狀的沖頭P的推壓面推壓上述突片部16、16，使其向兩側(cè)擴(kuò)展?fàn)畹貜澢?。由此而呈現(xiàn)磁極齒15頂端與突片部16、16相連的圓弧面狀。
然后，在磁極齒15上嵌裝有線圈骨架17的狀態(tài)下，將展開鐵心12的各單位鐵心13間的連接部13a彎折而依次使其變圓，再將展開鐵心12的兩端部例如用焊接相接合。于是制造成圖2所示的環(huán)狀定子鐵心11。在該完成狀態(tài)下，線圈骨架17的繞線胴體部17a的長(zhǎng)邊部是相鄰的。
上述線圈18是如下所述地卷繞的。圖4示出了線圈18的剖面。此時(shí)，線圈18被卷繞成其線圈卷繞層的最外周面大致為60°角度的傾斜面。圖6示出了卷繞線圈18的繞線裝置19，繞線軸20由卷繞軸電動(dòng)機(jī)21驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，卷繞軸20上安裝有線圈骨架17。另一方面，進(jìn)給機(jī)構(gòu)22通過(guò)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)24使具有導(dǎo)向輥23a、23a的進(jìn)給導(dǎo)向件23作正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)，使其向箭頭C或其相反方向D(與繞線軸20平行)移動(dòng)。
該繞線裝置19一邊使繞線軸20旋轉(zhuǎn)，一邊使進(jìn)給導(dǎo)向件23移動(dòng)，從而使電磁線18a向箭頭C方向或D方向進(jìn)給，此時(shí)電磁線18a的進(jìn)給方式有如下兩種，一種是使繞線軸20停止或減速后，使電磁線18a每一匝移動(dòng)與其直徑大致相同的間距的間距進(jìn)給方式，另一種是邊使繞線軸20旋轉(zhuǎn)邊使電磁線18a在每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)移動(dòng)與電磁線18a的外徑大致相同間距的引導(dǎo)進(jìn)給方式。
但在本實(shí)施例中，在整個(gè)卷繞層的繞線開始的1-2匝及繞線結(jié)束的1-2匝用間距進(jìn)給方式，其他的則用引導(dǎo)進(jìn)給方式進(jìn)行繞線。尤其當(dāng)卷繞好第1層、進(jìn)行在該第1層之上使繞導(dǎo)線的繞線層階躍時(shí)，即，從圖4的電磁線18a的卷繞位置(用符號(hào)6表示)向第2層的第1圈卷繞位置7進(jìn)行繞線層階躍時(shí)，是如下進(jìn)行的。
即，將電磁線18a卷繞到線圈骨架17的凸緣部17b之后(卷繞位置6)，如圖7所示，使繞線軸20停止，使進(jìn)給導(dǎo)向件23向箭頭D方向進(jìn)給3個(gè)間距之后(該進(jìn)給位置用符號(hào)d1表示)，使繞線軸20轉(zhuǎn)動(dòng)90°以內(nèi)，然后，從該位置向箭頭C方向返回2-2.5個(gè)間距(即到達(dá)從卷繞位置6向箭頭D方向移動(dòng)1-0.5間距的位置d2)。因此，卷繞位置7能準(zhǔn)確地位于第1層的卷繞位置5與卷繞位置6之間。
此外，當(dāng)從圖4的卷繞位置17向下一層的卷繞位置18進(jìn)行繞線層階躍時(shí)，通過(guò)間距進(jìn)給方式向箭頭D方向進(jìn)給2個(gè)間距，從而使電磁線18a在第2匝進(jìn)行繞線層階躍。于是，線圈18的最外周面被卷繞成大致60°角度的傾斜面。又，所以要使線圈18最外周面傾斜(此時(shí)為60°)，是為了在定子11的完成環(huán)狀狀態(tài)下，能使線圈18在圓周方向相互不干擾，并能使線圈的卷繞數(shù)更多。
此外，在線圈骨架17的凸緣部17b和凸緣部17c側(cè)的各繞線層階躍(該繞線層階躍部在圖5、圖8及圖10中用符號(hào)18b表示)用線圈18的短邊部(線圈骨架17的繞線胴體部17a的短邊部)進(jìn)行。
若采用如上所述的本實(shí)施例，則在定子11的完成品中，在磁極齒15的頂端存在向側(cè)面方向即周向伸出的突片部16、16，所以，在定子11和轉(zhuǎn)子(在圖2中用雙點(diǎn)劃線表示)之間的空隙中，磁通沿圓周方向均勻分布，能降低轉(zhuǎn)矩不勻等，改善電機(jī)特性。
此時(shí)，因?yàn)榇嬖谕黄?6、16，故線圈骨架17向磁極齒15的插入存在問(wèn)題，這是由如下所述解決的。即，在突片部的制造階段，就預(yù)先在展開鐵心12的各磁極齒15的頂端形成向該磁極齒15的突出方向進(jìn)一步突出的上述突片部16、16。在該狀態(tài)下，線圈骨架17能嵌合到磁極齒15上。然后，使該突片部16、16穿過(guò)線圈骨架17，將線圈骨架17嵌合在磁極齒15上，再將突片部16、16向側(cè)方向彎折而使其向側(cè)方伸出，所以，能將線圈骨架17無(wú)妨礙地嵌合到磁極齒15上，同時(shí)也能阻止線圈骨架17從磁極齒15向脫出方向移動(dòng)，因此，對(duì)定子11的制造無(wú)任何妨礙。
又因?yàn)楦鶕?jù)本實(shí)施例，在整個(gè)繞線層的繞線開始的1-2匝及繞線結(jié)束的1-2匝用間距進(jìn)給方式進(jìn)行繞線，其他的用引導(dǎo)進(jìn)給方式進(jìn)行繞線，所以，能將電磁線18a卷繞成在所有層都無(wú)間隙且整齊排列的狀態(tài)，能提高充填系數(shù)，改善電機(jī)效率。尤其是，因?yàn)槟芫砝@成在第1層無(wú)間隙的整齊排列狀態(tài)，所以進(jìn)行下一層的繞線時(shí)，如圖9所示，電磁線18a進(jìn)入各電磁線18a之間的凹部，在所有的層能卷繞得無(wú)間隙且整齊排列。又，以往是在線圈骨架7的繞線胴體部設(shè)置半圓形槽，以使電磁線能整齊排列，但這樣線圈骨架7的制造就麻煩，且存在電磁線的外徑變化時(shí)不能適應(yīng)的問(wèn)題。對(duì)于這一點(diǎn)，本實(shí)施例通過(guò)上述的繞線層階躍方法，能使第1層無(wú)間隙地整齊排列，所以不必在線圈骨架17上形成槽，并且，對(duì)于電磁線18a外徑的變化也能適應(yīng)。
還有，若采用本實(shí)施例，因?yàn)槭窃诰€圈18相互不相鄰的線圈18的短邊部分進(jìn)行向下一層的繞線層階躍，所以，不會(huì)因?yàn)槔@線層階躍導(dǎo)致的膨起而引起線圈18相互間的干擾。即，從圖8-圖10可知，當(dāng)電磁線18a向后續(xù)繞線層階躍時(shí)，在短邊部的重疊部分如圖10所示，而在其他部分則呈如圖9所示的重疊狀態(tài)，比較圖9的n2和圖10的n1可知，該重疊尺寸n2＜n1。因此，若將在圖10所示部分產(chǎn)生的繞線層階躍移至線圈18的長(zhǎng)邊部分進(jìn)行，就可能發(fā)生相鄰線圈相干擾的問(wèn)題，但在本實(shí)施例中，不會(huì)發(fā)生此不良情況。
另外在上述實(shí)施例中，是在整個(gè)繞線層的繞線開始的1-2匝及繞線結(jié)束的1-2匝用間距進(jìn)給方式進(jìn)行繞線，其他的用引導(dǎo)進(jìn)給方式進(jìn)行繞線，但是，若至少在電磁線18a的繞線開始時(shí)用間距進(jìn)給方式，其他的用引導(dǎo)進(jìn)給方式，也能卷繞成整齊排列狀態(tài)。
將繞線層的第1層全部用間距進(jìn)給方式進(jìn)行繞線也行，此時(shí)，能將電磁線18a卷繞成更無(wú)間隙且整齊排列的狀態(tài)，能提高充填系數(shù)，改善電機(jī)效率，并且，能使電磁線18a的特別是第1層可靠地整齊排列。
圖11和圖12示出了本發(fā)明的第2實(shí)施例，在該實(shí)施例中，未形成有上述第1實(shí)施例中的凹部16a、16a。該實(shí)施例也能獲得基本相同的效果。
圖13、圖14示出了本發(fā)明第3實(shí)施例，在該實(shí)施例中，突片部16、16做成在轉(zhuǎn)子軸向看到的平面形狀為頂端變細(xì)的形狀，同時(shí)，線圈骨架17內(nèi)徑側(cè)的凸緣部17b中的轉(zhuǎn)子側(cè)的面17bA整體基本呈彎曲狀地傾斜成傾斜面。將線圈骨架17嵌裝在磁極齒15上之后，使該突片部16、16擴(kuò)展開向側(cè)方向彎折成形。這時(shí)該突片部16、16因線圈骨架17的凸緣部17b的傾斜面17bA而大致成圓弧面。
圖15、16示出了本發(fā)明的第4實(shí)施例。在該實(shí)施例中，突片部16、16整個(gè)內(nèi)側(cè)面預(yù)先形成為曲率小的大致橢圓形的圓弧面，這一點(diǎn)與上述第1實(shí)施例不同。嵌裝上線圈骨架17后，使突片部16、16擴(kuò)展開，抵靠在線圈骨架17的平坦的凸緣部17b上，則突片部16、16的轉(zhuǎn)子側(cè)的面自然而然被彎折成圓弧狀。
圖17、圖18示出了本發(fā)明第5實(shí)施例。在該實(shí)施例中，突片部16、16呈相對(duì)狀態(tài)的大致橢圓形狀，且其頂端預(yù)先形成有凸部16b、16b，這一點(diǎn)與上述第4實(shí)施例不相同。該實(shí)施例當(dāng)突片部16、16向側(cè)方向彎折時(shí)，也能自然而然地成為圓弧狀。
圖19-圖22示出了本發(fā)明第6實(shí)施例。在該實(shí)施例中，在最初制造階段，在展開鐵心12的各磁極齒15頂端的兩側(cè)，形成向該磁極齒15的圓周方向側(cè)方向伸出的突片部31、31。然后如圖20所示，用未圖示的成形工具將突片部31、31向磁極齒15的伸出方向彎折成形，再將線圈骨架17套插在成形后的突片部31、31上而與磁極齒15嵌合，然后，將該突片部31、31向側(cè)方向彎折成形(圖21示出該成形結(jié)束狀態(tài))。又，然后再將展開鐵心12彎成圓形，將兩端部相接合。
若采用該實(shí)施例，在最初制造階段，在展開鐵心12的各磁極齒15頂端的兩側(cè)，形成向該磁極齒15側(cè)向伸出的突片部31、31，所以從圖22可知，在沖裁板料狀態(tài)下，整體大小在磁極齒15的延伸方向不伸長(zhǎng)，鋼片32沖裁時(shí)的材料利用率高。
此時(shí)，在圖19所示階段，要將線圈骨架17嵌裝到磁極齒15上會(huì)受到突片部31、31的障礙，但因?yàn)閷⒃撏黄?1、31向?qū)盈B的磁極齒15的伸出方向彎折后，再使突片部31、31穿過(guò)線圈骨架17并使線圈骨架17嵌裝在磁極齒15上，所以能解決上述問(wèn)題。并且在制成的定子中，在磁極齒15的頂端存在向側(cè)方向即周向伸出的突片部31、31，所以，磁通在定子和轉(zhuǎn)子之間均勻分布，能改善電機(jī)效率。
圖23-圖25示出了本發(fā)明第7實(shí)施例，該實(shí)施例在如下方面與上述第6實(shí)施例不相同。即，在最初制造階段，在各突片部31、31與磁極齒15的分界部分，形成缺口部33，然后將突片部31、31向磁極齒15的伸出方向彎折成形。
該實(shí)施例可獲得如下效果。在如上所述無(wú)上述缺口部33的情況下，當(dāng)突片部31、33從向磁極齒15的側(cè)方伸出狀態(tài)向磁極齒15的伸出方向彎折時(shí)，該部分會(huì)難于彎折，突片部31、31間的外側(cè)寬度有可能會(huì)大于磁極齒15的寬度，使線圈骨架17難于嵌裝。但若采用本實(shí)施例，因?yàn)樵诟魍黄?1、31與磁極齒15的分界部分形成有缺口部33、33，所以，突片部31、31能從其根部起很好地彎折，兩突片部31、31的外側(cè)寬度就不會(huì)大于磁極齒15的寬度，線圈骨架17的嵌裝就不存在障礙。
圖26、圖27示出了本發(fā)明第8實(shí)施例。在該實(shí)施例中，線圈骨架17的內(nèi)徑側(cè)凸緣部17b中的轉(zhuǎn)子側(cè)的面17bA形成為圓弧面。將線圈骨架17嵌裝在磁極齒15上之后，使突片部16、16擴(kuò)展開而向側(cè)方向彎折并抵靠在上述圓弧面17bA上。此時(shí)，雖然突片部16、16本身呈平板狀，但由于線圈骨架17凸緣部17b的圓弧面17bA，故成為正確的圓弧面。此時(shí)，凸緣部17b的圓弧面17bA與突片部16的接合良好。另外，當(dāng)將突片部16、16擴(kuò)展開并推靠在上述圓弧面17bA上時(shí)，也可以如本發(fā)明第9實(shí)施例的圖28所示，將其過(guò)量推入，再利用回彈力，使突片部16、16最終形成圓弧面狀(見(jiàn)圖29)。
圖30至圖36示出了本發(fā)明第10實(shí)施例。在該實(shí)施例中，如圖30-圖33所示，具有作為展開鐵心的第1展開鐵心12A、第2展開鐵心12B及第3展開鐵心12C。第1展開鐵心12A的一側(cè)的突片部16AL的長(zhǎng)度比成對(duì)的另一側(cè)的突片部16AR的長(zhǎng)度要長(zhǎng)。第2展開鐵心16B的一側(cè)的突片部16BL的長(zhǎng)度與另一側(cè)突片部16BR的長(zhǎng)度大致相等，且設(shè)定為上述突片部16AL及突片部16AR的中間長(zhǎng)度。第3展開鐵心12C的一側(cè)的突片部16CL的長(zhǎng)度比另一側(cè)的突片部16CR的長(zhǎng)度要短。此時(shí)，設(shè)定突片部16CL與突片部16AR為相同長(zhǎng)度，而突片部16CR與突片部16AL為相同長(zhǎng)度。
將第1展開鐵心12A、第2展開鐵心12B及第3展開鐵心12C沿軸向依次層疊(參照?qǐng)D33及圖34)。然后，嵌裝上線圈骨架17后，用未圖示的成形工具將各突片部16AL、16AR、16BL、16BR、16CL、16CR從圖34所示狀態(tài)向側(cè)方向(周向)彎折，再將這些展開鐵心12A、12B、12C弄圓并將鐵心的兩端部相接合(參照?qǐng)D35)。于是如圖36所示，各突片部16AL、16AR、16BL、16BR、16CL、16CR呈在軸向階梯狀地扭轉(zhuǎn)的形態(tài)，槽縫的開口槽有了扭轉(zhuǎn)。
圖37和圖38示出了本發(fā)明第11實(shí)施例(主要與權(quán)利要求5相關(guān)連)。即，展開鐵心12是由許多片鋼片32層疊而成，各鋼片32中的各對(duì)突片部16L、16R的長(zhǎng)度分別設(shè)定為沿層疊方向依次不同，且突片部16L為依次變短，突片部16R為依次變長(zhǎng)。若采用本實(shí)施例，定子鐵心的槽縫開口槽就有連續(xù)的扭轉(zhuǎn)。
圖39-圖43作為第12實(shí)施例，示出了將突片部31、31從向圓周方向伸出的狀態(tài)彎折為向磁極齒伸出方向伸出的彎折方法。引導(dǎo)工具41是抵靠在磁極齒15頂端中央部上的，其上形成有夾入磁極齒15的層疊方向兩側(cè)端面的按壓部41a、41a。此外，例如由滾柱構(gòu)成的一對(duì)成形工具42、42是抵靠在磁極齒15的兩側(cè)端面上的。另外，支承工具43是托住展開鐵心12的外徑側(cè)面用的。
這樣，將引導(dǎo)工具41緊貼在磁極齒15的頂端中央部，并用按壓部41a、41a將磁極齒15的層疊方向的兩側(cè)端夾入，在此狀態(tài)下，使上述成形工具42、42向磁極齒15的伸出方向(參照?qǐng)D41的箭頭)移動(dòng)，使一對(duì)突片部31、31倒向引導(dǎo)工具41的兩側(cè)面，從而將一對(duì)突片部31、31向磁極齒15的伸出方向彎折成形。該實(shí)施例可獲得如下效果。
即，因?yàn)槭菍⒁龑?dǎo)工具41緊貼在磁極齒15的頂端中央部的狀態(tài)下，使成形工具42、42向磁極齒15的伸出方向移動(dòng)，使一對(duì)突片部31、31倒向引導(dǎo)工具41的兩側(cè)面，所以，一對(duì)突片部31、31能良好地彎折成形，突片部31、31間的外側(cè)寬度不會(huì)比磁極齒15的寬度大，線圈骨架17嵌裝時(shí)不會(huì)有障礙。而且，因?yàn)橛冒磯翰?1a、41a按壓住磁極齒15的層疊方向的兩側(cè)端面，故能防止磁極齒15向?qū)盈B方向擴(kuò)大。
圖44、圖45示出了第13實(shí)施例。在該實(shí)施例中，上述按壓部41a、41a將突片部31、31的層疊方向兩側(cè)端面也夾入。該實(shí)施例能防止磁極齒15和突片部31、31向?qū)盈B方向擴(kuò)大。
圖46-圖48示出本發(fā)明第14實(shí)施例。在該實(shí)施例中，引導(dǎo)工具41呈向著磁極齒15的伸出方向依次變窄的錐形(在其錐形部加有符號(hào)41b)，這一點(diǎn)與第12實(shí)施例(尤其參照?qǐng)D41)不相同。因此，一對(duì)突片部31、31被彎折成形為依次變窄，故線圈骨架17的嵌裝變?nèi)菀住?br> 圖49-圖52示出了本發(fā)明第15實(shí)施例，該實(shí)施例示出了外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子51。展開鐵心52形成為由連接部53a將6個(gè)單位鐵心53相連接的形態(tài)。各單位鐵心53具有呈圓弧狀的單位磁軛54和與該單位磁軛54一體形成并向單位磁軛54的外徑側(cè)放射狀伸出的磁極齒55。
展開鐵心52的各磁極齒55的頂端分別形成有向該磁極齒55的伸出方向進(jìn)一步伸出的一對(duì)突片部56、56，此時(shí)，在各突片部56、56的根部的磁極齒55兩側(cè)面上，形成有例如V字形的凹部56a、56a。線圈骨架57上卷裝有線圈(定子線圈)58。
使上述線圈骨架57相對(duì)展開鐵心52穿過(guò)上述突片部56、56而嵌裝在上述磁極齒55上，再用未圖示的沖頭推壓上述突片部56、56部分，使其彎折形成向側(cè)方向擴(kuò)張開。此時(shí)，磁極齒55頂端及突片部56、56呈連續(xù)的圓弧面。然后，使展開鐵心52變圓，將其兩端部相接合。這樣就制成定子51。該實(shí)施例是外轉(zhuǎn)子式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子51，但能獲得與第1實(shí)施例一樣的效果。
圖53-圖56示出了本發(fā)明第16實(shí)施例。在該實(shí)施例中，在最初制造階段，在展開鐵心52的各磁極齒55的頂端兩側(cè)，形成向該磁極齒55的側(cè)方向伸出的突片部61、61。另外，在突片部61、61與磁極齒55的分界部分，形成有缺口部62、62。然后如圖54所示，用未圖示的成形工具將該突片部61、61向磁極齒55的伸出方向彎折成形，之后，使線圈骨架57穿過(guò)成形后的突片部61、61而嵌裝在磁極齒55上，再將該突片部61、61向側(cè)方向彎折成形。這之后，使展開鐵心52變圓，將其兩端部相接合。
若采用該實(shí)施例，雖然在外轉(zhuǎn)子式方面與上述第6及第7實(shí)施例不相同，但能獲得與該第6和第7實(shí)施例相同的效果。
圖57至圖60示出了本發(fā)明第17實(shí)施例。該實(shí)施例示出了內(nèi)轉(zhuǎn)子式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子71。展開鐵心72形成為由連接部73a將6個(gè)單位鐵心73相連接的形態(tài)。各單位鐵心73具有呈圓弧狀的單位磁軛74及與該單位磁軛74一體形成并在該單位磁軛74的內(nèi)徑側(cè)向旋轉(zhuǎn)中心方向伸出的磁極齒75。在上述單位磁軛74的磁極齒75根部附近74a形成為平坦?fàn)?。又，圖60示出了構(gòu)成展開鐵心72的鋼片的沖裁形狀。
上述磁極齒75上嵌裝有線圈骨架76，在該線圈骨架76上卷裝有線圈77。
定子71是在將線圈骨架76嵌裝在展開鐵心72的磁極齒75上之后，將該展開鐵心72弄圓并將兩端部接合而制成的。
在上述實(shí)施例中，因?yàn)閷挝淮跑?4的磁極齒75根部附近74a做成平坦?fàn)睿?，磁軛寬度YW(參照?qǐng)D58)變大，其結(jié)果，向磁極齒75方向的磁通合流部分的截面積增大，因此不改變整體的大小，就能保證必需的磁軛面積，因此能降低磁阻。
圖61-圖64示出了本發(fā)明第18實(shí)施例，在該實(shí)施例中，在磁極齒75頂端形成有一對(duì)突片部78、78，這一點(diǎn)與上述實(shí)施例不相同。在該實(shí)施例中，以與第6實(shí)施例(參照?qǐng)D19-圖22)相同的順序制造定子71。此時(shí)，圖61示出了構(gòu)成展開鐵心72的鋼片的沖裁形狀。因?yàn)樵搶?shí)施例使磁軛寬度YW增大，所以與上述第6實(shí)施例相比，鋼片沖裁時(shí)的材料利用率更好，且磁通能實(shí)現(xiàn)均勻化。
圖65示出了本發(fā)明第19實(shí)施例，其單位磁軛74的磁極齒75根部附近74a形成為平坦?fàn)睿谄鋬啥肆粲腥舾蓤A弧狀的部分。該實(shí)施例適用于線圈骨架76的長(zhǎng)度BL較長(zhǎng)時(shí)。
圖66示出本發(fā)明第20實(shí)施例，其磁極齒75與平坦部74a的夾角Ka大于90°。這樣，磁阻可進(jìn)一步降低。
圖67-圖75示出了本發(fā)明第21實(shí)施例。圖67所示的定子81是如下所述地制造的。圖70所示的展開鐵心82是將圖68所示的鋼片82a層疊而構(gòu)成的。上述鋼片82a形成為單位鐵心片部82e相連的形態(tài)，而單位鐵心片部82e具有單位磁軛片部82b、磁極齒片部82c及突片部用的片部82d。
在該鋼片82a中，各單位磁軛片部82b形成為兩側(cè)端面有不同的傾斜角度(一側(cè)用角度α表示，另一側(cè)用角度β表示)。再將該鋼片82a一片片地表里翻轉(zhuǎn)層疊(參照?qǐng)D68-圖70)，單位鐵心82e的各鋼片端部便錯(cuò)開重疊。
在圖70中，通過(guò)鋼片82a的層疊，形成展開鐵心82，同時(shí)形成單位鐵心83、單位磁軛84、磁極齒85、突片部86及連接部83a。從該圖70所示狀態(tài)如雙點(diǎn)劃線所示，彎折突片部86、86而使其一度向磁極齒85伸出方向伸出，然后，將線圈骨架88嵌裝在磁極齒85上，再將突片部86、86向側(cè)方向彎折，然后使展開鐵心82變圓，并接合兩端部。
若采用本實(shí)施例，因?yàn)檎归_鐵心82中的單位鐵心83的各鋼片端部錯(cuò)開重疊，所以在完成狀態(tài)下，相鄰雙方的單位鐵心83的各鋼片端部相咬合并在層疊方向重疊，故能降低磁阻。即，當(dāng)單位鐵心的各鋼片端部整齊劃一時(shí)，使展開鐵心變圓后，單位鐵心以相對(duì)接狀態(tài)相接觸，在各單位鐵心的接合部的磁阻稍大。而若采用上述實(shí)施例，展開鐵心82中的雙方的單位鐵心83的各鋼片端部相互咬合并重疊，接合部的接觸面積變大，能減小接合部的磁阻。
而且，通過(guò)將該鋼片82a一片片地表里翻轉(zhuǎn)層疊，單位鐵心83的各鋼片端部即錯(cuò)開重疊，作為鋼片82a只要制造相同形狀的就行，制造性良好，能降低制造成本。
此時(shí)，也可以如作為本發(fā)明第22實(shí)施例所示的圖72-圖75那樣，在鋼片82a端部，如圖72、73那樣形成V形的凸部82t，并一片片地表里翻轉(zhuǎn)，如圖74那樣使其成層疊狀態(tài)，使其然后如圖75那樣呈環(huán)狀時(shí)，端部無(wú)間隙地重疊。再有，也可以如作為本發(fā)明第23實(shí)施例示出的圖76-圖79那樣，在鋼片82a的兩端部形成V形凸部82ta、82tb。
圖80及圖81示出了本發(fā)明第24實(shí)施例，示出的是外轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的展開鐵心91。在展開鐵心91中，單位鐵心92的磁極齒93的根部分92a形成為平坦?fàn)睢ｍ槺闾嵋幌?，歷來(lái)，外轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的展開鐵心，其單位鐵心呈圓弧狀。在這一點(diǎn)上，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，單位鐵心92的磁極齒93的根部分92a形成為平坦?fàn)?，所以磁軛寬度YW增大，故不改變整體大小就能在向著磁極齒磁通合流的部分增大磁軛截面面積，故能降低磁阻。另外，以上述展開鐵心91的形狀，如圖81所示，能利用原來(lái)拋棄的根部分92a，所以鋼片沖裁的材料利用率也高。
此時(shí)，也可以如作為本發(fā)明第25實(shí)施例示出的圖82所示那樣，將平坦?fàn)畹母糠?2a進(jìn)一步做成向上隆起的圓弧狀(在該部分加上符號(hào)92b)，另外也可以如作為本發(fā)明第26實(shí)施例示出的圖83所示那樣，在磁極齒93的頂端部形成突片部94。
圖84-圖87示出了本發(fā)明第27實(shí)施例，該實(shí)施例是在外轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子中，使單位鐵心101的鋼片101a端部一片片地錯(cuò)開重疊而成的。此時(shí)也是使鋼片101a一片片地表里翻轉(zhuǎn)而成的。該實(shí)施例也能獲得與圖67-圖71所示的第21實(shí)施例相同的效果。
以下參照?qǐng)D88-圖94說(shuō)明本發(fā)明第28實(shí)施例。在圖88中，展開鐵心111是由連接部112將單位鐵心111A-111F相連接而成的，單位鐵心111A與111F之間是分開的。另外，單位鐵心111A-111F是將多片鋼片層疊而成的，具有圓弧狀的單位磁軛113及剖面為矩形的磁極齒114。
在各磁極齒114的外面嵌裝有線圈骨架115。這些線圈骨架115如圖89、圖90所示，在呈棱筒狀的胴體部115a的兩端部一體形成有框狀的凸緣部115b、115c，各凸緣部115b的外周面形成為與單位磁軛113的內(nèi)周面大致相同形狀的凸出曲面即圓弧部115d，如圖88所示，各圓弧部115d與單位磁軛113的內(nèi)周面緊密接觸。又，各線圈骨架115由聚丙烯、尼龍、ABS等的合成樹脂形成。
在各凸緣部115b的軸向端面上，如圖89、圖90所示，在圓弧部中央安裝有銷端子116a，而在圓弧部的一端部安裝有銷端子116b。另外，在各線圈骨架115的胴體部115a上，卷裝有線圈117。這些線圈117是將電磁線117a的卷繞始端部繞裝在銷端子116a上之后，如箭頭所示，使卷繞方向從定子鐵心外徑側(cè)向內(nèi)徑側(cè)、再?gòu)膬?nèi)徑側(cè)向外徑側(cè)，每卷繞一線圈層便翻轉(zhuǎn)一次地進(jìn)行繞線，從而卷裝成大致階梯狀的線圈，各線圈117的卷繞終端部繞在銷端子116b上。又，電磁線117a相當(dāng)于芯線，剖面為圓形。
圖90中的符號(hào)1-n表示電磁線117的卷繞順序，電磁線117a的奇數(shù)層(＝k層)的卷繞數(shù)及偶數(shù)層(＝k+1層)的卷繞數(shù)根據(jù)下式(1)及(2)設(shè)定。
N-α(k-1)/2……(1)N-α(k-1)/2-1 ……(2)其中，k為正的奇數(shù)，N為第1層的卷繞數(shù)(在圖89、圖90中，N＝10)，α為2以上的自然數(shù)(圖89、圖90中，α＝3)。
圖91示出了將6個(gè)線圈117相連接的狀態(tài)，異相線圈117的卷繞始端部伴隨著在銷端子116a間繞裝上過(guò)渡線(未圖示)而共同相連接。另外，同相線圈117伴隨著在銷端子116b相互間繞裝上過(guò)渡線(未圖示)而串聯(lián)連接。
如圖89、90所示，在各凸緣部115b的圓弧部中央，與銷端子116a相對(duì)應(yīng)地形成有凹狀的芯線收容部115e。這些芯線收容部的寬度尺寸W設(shè)定為與電磁線117a的直徑尺寸基本相等，各線圈117的卷繞始端部收容在芯線收容部115e內(nèi)。因此，因?yàn)楦骶€圈117的卷繞始端部配置在線圈骨架115的軸向端面?zhèn)龋?，各線圈117在軸向端面?zhèn)冗M(jìn)行層的過(guò)渡。
如圖88所示，在各磁極齒114的伸出端部的圓周方向兩側(cè)面上形成有凹部114a、114a。又如圖89、圖90所示，在各線圈骨架115的凸緣部115c上形成有銷插入孔115f、115f，再如圖92所示，U字形的止脫銷118穿過(guò)凸緣部115c的銷插入孔115f、115f而推入各磁極齒114的凹部114a、114a內(nèi)。這些止脫銷118相當(dāng)于止脫裝置，阻止線圈骨架115從磁極齒114上脫出。
圖93的定子鐵心119是將展開鐵心111彎成圓環(huán)狀后，在單位鐵心111A與111F之間進(jìn)行激光焊接而形成的，該激光焊接是對(duì)單位鐵心111A與111F之間的外周部(用α表示)進(jìn)行的。另外，符號(hào)120表示由多個(gè)單位磁軛113構(gòu)成的磁軛，符號(hào)121表示位于磁極齒114相互之間的大致梯形(扇形)的槽。
如圖89、圖90所示，各線圈骨架115的凸緣部115c的外側(cè)面形成為圓弧部115g，這些圓弧部115g如圖88所示，設(shè)定為與磁極齒114的頂端面大致相同的R形狀。另外如圖94所示，在定子鐵心119的內(nèi)徑部，收容有轉(zhuǎn)子122，各圓弧部115g與轉(zhuǎn)子122的外周面之間的氣隙設(shè)定為極小的基本一定的值。又，轉(zhuǎn)子122是在轉(zhuǎn)子鐵心上裝上轉(zhuǎn)子磁鐵(永久磁鐵)構(gòu)成的。
以下說(shuō)明定子的裝配順序。將線圈117卷繞在線圈骨架115的胴體部115a上，并把線圈117的卷繞始端部及卷繞終端部繞在銷端子116a及116b上。在該狀態(tài)下，將線圈骨架115嵌裝在展開鐵心111的各磁極齒114上，然后，將止脫銷118從各線圈骨架115的銷插入孔115f、115f推入磁極齒114的凹部114a、114a內(nèi)，阻止各線圈骨架115從磁極齒114脫出。再將展開鐵心111沿著圓形工具(心軸)弄圓，在單位鐵心111A與111F之間進(jìn)行激光焊接。
根據(jù)上述實(shí)施例，因?yàn)槭窃谧柚沽司€圈骨架115從磁極齒114上脫出之后將展開鐵心111弄圓的，所以，可以防止在成形工序中線圈骨架115相對(duì)磁極齒114發(fā)生錯(cuò)位或從磁極齒114上脫出。因此，在將卷繞有線圈117的線圈骨架115嵌裝在各磁極齒114上之后，能無(wú)障礙地將展開鐵心111弄圓并使之接合，故能實(shí)現(xiàn)裝配的自動(dòng)化，因此，裝配作業(yè)性能提高。
此外，通過(guò)線圈骨架115將止脫銷118插入磁極齒114的凹部114a、114a內(nèi)，利用止脫銷118阻止線圈骨架115脫出。所以，能簡(jiǎn)單且牢固地阻止線圈骨架115脫出。
另外，因?yàn)樵趩挝昏F心111A和111F之間進(jìn)行激光焊接，所以與對(duì)兩者之間進(jìn)行電弧焊(鎢極隋性氣體保護(hù)電弧焊)時(shí)不同，僅激光照射部分被加熱，母材的熔入量少。因此，焊接部分與連接橋部分呈磁性大致相同的形態(tài)，改善了磁回路的平衡性，故電機(jī)可小型化和高轉(zhuǎn)矩化。
此外，因?yàn)樵诰€圈骨架115的凸緣部115c上形成圓弧部115g，所以與凸緣部115c形成為平板狀的情況不同，圓弧部115g與轉(zhuǎn)子122外周面的氣隙能設(shè)定極小的基本一定的值。因此，胴體部115a的沿徑向的長(zhǎng)度尺寸增大，線圈117的卷繞數(shù)增加，故從這一點(diǎn)考慮，電動(dòng)機(jī)也能小型化及高轉(zhuǎn)矩化。
另外，當(dāng)在線圈骨架115上繞線圈117時(shí)，對(duì)電磁線117a的卷繞數(shù)如上述(1)式和(2)式那樣進(jìn)行設(shè)定，并從內(nèi)周部起向外周部大致階梯狀地使線圈117膨起。因此，尤其對(duì)于3相6極式的定子，線圈117與槽121的內(nèi)側(cè)面形狀相對(duì)應(yīng)，槽121內(nèi)能有效利用為線圈117的占有空間，故從這一點(diǎn)考慮，電動(dòng)機(jī)也能小型化及高轉(zhuǎn)矩化。
此外，在空間上尚有余地的各線圈骨架115的外周部安裝有一對(duì)銷端子116a及116b。因此，將各線圈115的卷繞始端部及卷繞終端部繞在銷端子116a及116b上，隨著在銷端子116a之間連接上過(guò)渡線，異相線圈117的端部就被連在一起，而隨著在銷端子116b之間連接上過(guò)渡線，就能將同相線圈117的端部串聯(lián)連接，故能有效利用空間，方便地處理端部。
另外，因?yàn)閷⒁粋€(gè)銷端子116a配置在磁極齒114的周向中央部分，將線圈117的卷繞始端部收容在芯線收容部115e內(nèi)，故線圈117的卷繞始端部被配置在線圈骨架115的軸向端面?zhèn)?。因此，線圈117在線圈骨架115的軸向端面?zhèn)冗M(jìn)行卷繞層之間的過(guò)渡，故能防止線圈117的層過(guò)渡部分在槽121內(nèi)膨起。因此從這一點(diǎn)考慮，槽121內(nèi)也能被有效利用，線圈117能在槽121內(nèi)更高密度地充填，電動(dòng)機(jī)能小型化及高轉(zhuǎn)矩化。
又，在上述第28實(shí)施例中，在磁極齒114的圓周方向兩側(cè)面上形成有凹部114a，但并不受此限，例如也可以僅在圓周方向一側(cè)面上形成凹部114a。此種結(jié)構(gòu)時(shí)，只要將L字形的止脫銷通過(guò)線圈骨架115插入凹部114a即可。
以下參照?qǐng)D95、圖96說(shuō)明本發(fā)明第29實(shí)施例。與上述第28實(shí)施例相同的構(gòu)件標(biāo)上相同的符號(hào)并省略說(shuō)明，以下僅對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。在各線圈骨架115上一體形成有止脫凸部115h、115h。這些止脫凸部115h相當(dāng)于止脫裝置，位于凸緣部115c的內(nèi)側(cè)面。
根據(jù)上述實(shí)施例，若在將線圈117卷繞在線圈骨架115的胴體部115a上，并將線圈117的端部繞在銷端子116a及116b上之后，將線圈骨架115嵌裝在各磁極齒114上，各止脫凸部115h即與磁極齒114的凹部114a卡合，就能阻止各線圈骨架115從磁極齒114上脫出。因此，不再需要止脫銷118，可減少一零件數(shù)。并且，不再需要插裝止脫銷118的人工，且線圈骨架115一下子就能方便地防止脫出，裝配作業(yè)性能進(jìn)一步提高。
又，在上述第29實(shí)施例中，在磁極齒114的圓周方向兩側(cè)面上形成有凹部114a，但并不受此限，例如也可以僅在圓周方向的一側(cè)面上設(shè)置凹部114a。此種結(jié)構(gòu)時(shí)，只要省去凸緣部115c的一個(gè)止脫凸部115h即可。
以下參照?qǐng)D97說(shuō)明本發(fā)明第30實(shí)施例。與上述第28實(shí)施例相同的構(gòu)件標(biāo)上相同的符號(hào)并省略說(shuō)明，以下僅對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。在各線圈骨架115的凸緣部115c處，埋設(shè)有壓粉鐵心制的磁性楔體123。這些磁性楔體123是與線圈骨架115一起插入成形而埋設(shè)的，各磁性楔體123的一端部從凸緣部115c之內(nèi)向面外突出，各磁性楔體123的另一端部延伸至槽121內(nèi)。
根據(jù)上述實(shí)施例，若在將線圈117卷繞在線圈骨架115的胴體部115a上，并將線圈117的端部繞在銷端子116a及116b上之后，將線圈骨架115嵌裝在各磁極齒114上，各磁性楔體123的一端部即與磁極齒114的凹部114a卡合，就能阻止各線圈骨架115從磁極齒114上脫出。
因此，不再需要止脫銷118，可減少零件數(shù)。并且，不再需要插裝止脫銷118的人工，且線圈骨架115一下子就能方便地防止脫出，裝配作業(yè)性能進(jìn)一步提高。而且，因?yàn)橥ㄟ^(guò)各磁極齒114的磁通由于磁性楔體123的存在而向氣隙的圓周方向分散，從而轉(zhuǎn)子122的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)降低，轉(zhuǎn)子122的旋轉(zhuǎn)特性改善。
接著根據(jù)圖98說(shuō)明本發(fā)明第31實(shí)施例。又，對(duì)于與上述第1實(shí)施例相同的構(gòu)件標(biāo)上相同的符號(hào)并省略對(duì)其的說(shuō)明，以下僅對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。在各線圈骨架115內(nèi)周側(cè)的凸緣部115c的周向兩端部，形成有傾斜面115i。
根據(jù)上述實(shí)施例，若將線圈117卷繞在線圈骨架115上之后，將線圈骨架115嵌裝在各磁極齒114上，再使展開鐵心111成為環(huán)狀，則各線圈骨架115的傾斜面115i與相鄰線圈骨架115的傾斜面115i緊密接觸，就能阻止各線圈骨架115從磁極齒114上脫出。因此，不再需要止脫銷118，構(gòu)件數(shù)可減少，且不再需要插裝止脫銷118的人工，裝配作業(yè)性能進(jìn)一步提高。而且，因?yàn)槭鞘咕€圈骨架115的傾斜面115i相互之間接觸，線圈骨架115的相互間接觸量增多，因此對(duì)線圈骨架115的止脫效果更可靠。
又，在上述第31實(shí)施例中，各凸緣部115c的兩端部形成有傾斜面115i，但并不受此限，例如也可以不設(shè)傾斜面115i，而使凸緣部115c的端部間接觸。
以下根據(jù)圖99-圖101說(shuō)明本發(fā)明第32實(shí)施例。又，對(duì)于與上述第28實(shí)施例相同的構(gòu)件標(biāo)上相同的符號(hào)并省略對(duì)其的說(shuō)明，以下僅對(duì)不同構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。如圖99、圖100所示，通過(guò)使各鋼片的單位磁軛113圓周方向兩端部的切斷傾斜角大小相異，從而形成作為凹部的后退部113a及作為凸部的凸出部113b，將這樣的展開鋼片以一定片數(shù)例如每一片正反面相反地交替層疊起來(lái)。由此，如圖100、101所示，在展開鐵心被彎成圓形的形態(tài)下，在相鄰的單位磁軛113的端部相互之間，形成各鋼片的端部113a、113b在層疊方向重疊的重疊部113c。圖103中的剖面線是識(shí)別單位鐵心111C和111D用的，不是示出剖面形狀用的。
根據(jù)上述實(shí)施例，在將線圈骨架115嵌裝在各磁極齒114上之后，邊對(duì)展開鐵心111施加超聲波振動(dòng)，邊使展開鐵心111彎成圓環(huán)狀。于是，如上所述，各單位磁軛113中的各鋼片的凸出部113b插入后退部113a間，形成多個(gè)重疊部113c，在該狀態(tài)下，對(duì)單位鐵心111A和111F之間進(jìn)行激光焊接。因此，與單位鐵心111A-111F相互間不重疊時(shí)相比，磁效率提高，故電動(dòng)機(jī)能小型化和高轉(zhuǎn)矩化。
而且，因?yàn)樵谑拐归_鐵心111成為圓環(huán)狀時(shí)，對(duì)展開鐵心111施加了超聲波振動(dòng)，所以，即使在重疊部113c間鋼片端部相碰時(shí)，也會(huì)向?qū)盈B方向偏移，能順利形成重疊部113c。因此，容易使展開鐵心111變?yōu)榄h(huán)狀，裝配作業(yè)性能改善。
另外，在上述第32實(shí)施例中，各重疊部113c的鋼片切斷端邊形成為直線狀，但并不受此限，例如也可以如本發(fā)明第33實(shí)施例的圖102所示，形成為不是直線狀而是曲線狀或彎曲線狀。此種結(jié)構(gòu)時(shí)，因?yàn)橹丿B部113c相互間軸向重疊量增加，故磁效率進(jìn)一步提高。
另外，在上述第32-33實(shí)施例中，是將許多片展開鋼片一片隔一片地正反翻轉(zhuǎn)而形成重疊部113c，但并不受此限，例如也可以如示出本發(fā)明第34實(shí)施例的圖103所示，每隔多片鋼片例如每2片正反翻轉(zhuǎn)地重疊起來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，包括由多片鋼片層疊而成的展開鐵心形成的環(huán)狀定子鐵心及裝在定子的磁極齒上的線圈，每片所述鋼片呈具有單位磁軛和磁極齒的多個(gè)單位鐵心由與單位磁軛成一體的連接部依次相連接的形態(tài)，其特征在于，每一單位磁軛均有一圓周方向端部，該圓周方向端部在鋼片層疊方向與相鄰的每一單位磁軛的圓周方向端部相重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其特征在于，所述單位磁軛的鐵心內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的面中的至少磁極齒根部周圍的面為平坦面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其特征在于，線圈卷繞在嵌裝于磁極齒上的線圈骨架上，在該線圈骨架與磁極齒之間設(shè)有阻止該線圈骨架從磁極齒上脫出的止脫裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其特征在于，在各線圈骨架的磁極齒頂端側(cè)的端部設(shè)有凸緣部，這些凸緣部與相鄰線圈骨架的凸緣部接觸，起著阻止線圈骨架從磁極齒上脫出的止脫裝置的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，其特征在于，在各凸緣部的周向兩端部設(shè)有傾斜面，這些傾斜面與相鄰的凸緣部的傾斜面相接觸。
6.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，包括如下工序?qū)⒍嗥撈瑢盈B成展開鐵心的工序，每片所述鋼片呈具有單位磁軛和磁極齒的多個(gè)單位鐵心由與單位磁軛成一體的連接部依次相連接的形態(tài)；將所述展開鐵心彎成圓環(huán)狀的定子鐵心的工序，每一所述單位磁軛均有一如下的圓周方向端部，即，當(dāng)所述展開鐵心被彎成圓環(huán)狀時(shí)，該圓周方向端部在鋼片層疊方向與相鄰的每一單位磁軛的圓周方向端部相重疊；在將展開鐵心彎成圓環(huán)狀的工序之前或之后，在所述磁極齒上繞裝線圈的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在所述展開鐵心狀態(tài)下的各磁極齒頂端圓周方向兩側(cè)，分別有一對(duì)向該磁極齒伸出方向進(jìn)一步伸出的突片部；使所述線圈穿過(guò)該突片部而與所述磁極齒嵌合；然后將所述突片部向側(cè)方向彎折成形而使其向側(cè)向伸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在所述展開鐵心狀態(tài)下的各磁極齒頂端圓周方向兩側(cè)，分別有一對(duì)向該磁極齒的側(cè)方向伸出的突片部；將該突片部向磁極齒的伸出方向彎折成形，使所述線圈穿過(guò)該呈彎折狀態(tài)的突片部而與所述磁極齒嵌合；然后將所述突片部向側(cè)方向彎折成形而使其向側(cè)向伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在所述展開鐵心狀態(tài)下形成有缺口部，該缺口部位于各突片部的彎折部或其附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，展開鐵心的由鋼片層疊成一定厚度的至少第1和第2單位展開鐵心相互重疊，一磁極齒具有的向磁極齒伸出方向進(jìn)一步伸出的成對(duì)的所述兩突片部的長(zhǎng)度相異，且所述兩突片部的長(zhǎng)度在第1和第2單位展開鐵心間也相異。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，一磁極齒具有的向磁極齒伸出方向進(jìn)一步伸出的成對(duì)的所述兩突片部的長(zhǎng)度相異，且所述兩突片部的長(zhǎng)度在各鋼片間也相異。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，將引導(dǎo)工具緊貼在磁極齒頂端中央部分，將一對(duì)成形工具抵靠在磁極齒圓周方向兩側(cè)端面上，在此狀態(tài)下，使成形工具向磁極齒伸出方向移動(dòng)，使一對(duì)突片部倒至引導(dǎo)工具的兩側(cè)面，從而將該對(duì)突片部向磁極齒的伸出方向彎折成形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，所述引導(dǎo)工具呈向著磁極齒伸出方向依次變窄的錐形。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，所述引導(dǎo)工具具有夾入磁極齒層疊方向兩側(cè)端的按壓部，將該引導(dǎo)工具緊貼在磁極齒頂端中央部分，并用按壓部夾入磁極齒的層疊方向兩側(cè)端，在此狀態(tài)下，使所述成形工具向磁極齒伸出方向移動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，所述引導(dǎo)工具具有夾入磁極齒層疊方向兩側(cè)端且?jiàn)A入突片部層疊方向兩側(cè)端的按壓部，將該引導(dǎo)工具緊貼在磁極齒頂端中央部分，并用按壓部夾入磁極齒及突片部的層疊方向兩側(cè)端，在此狀態(tài)下，使所述成形工具向磁極齒伸出方向移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，展開鐵心的各鋼片所形成的單位磁軛部分的兩端邊形成為不同傾斜度的邊，并通過(guò)將該鋼片每給定片數(shù)正反翻轉(zhuǎn)地層疊，從而形成層疊方向的重疊部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，其線圈采用通過(guò)使線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)而卷入電磁線來(lái)形成的線圈形成方法，在該方法中，有如下兩種電磁線進(jìn)給方式一種是使線圈繞制軸停止或減速時(shí)，使電磁線每一匝向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與其外徑基本相同間距的間距進(jìn)給方式，另一種是邊使所述線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)，邊使所述電磁線每旋轉(zhuǎn)一周向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與電磁線外徑基本相同間距的引導(dǎo)進(jìn)給方式，在電磁線的線圈卷繞開始時(shí)，采用間距進(jìn)給方式卷繞電磁線。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，其線圈采用通過(guò)使線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)而卷入電磁線來(lái)形成的線圈形成方法，在該方法中，有如下兩種電磁線進(jìn)給方式一種是使線圈繞制軸停止或減速時(shí)，使電磁線每一匝向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與其外徑基本相同間距的間距進(jìn)給方式，另一種是邊使所述線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)，邊使所述電磁線每旋轉(zhuǎn)一周向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與電磁線外徑基本相同間距的引導(dǎo)進(jìn)給方式，在整個(gè)繞線層繞制初期的1-2匝及繞制結(jié)束的1-2匝，采用間距進(jìn)給方式進(jìn)行卷繞，其余的采用引導(dǎo)進(jìn)給方式進(jìn)行卷繞。
19.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，其線圈采用通過(guò)使線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)而卷入電磁線來(lái)形成的線圈形成方法，在該方法中，有如下兩種電磁線進(jìn)給方式一種是使線圈繞制軸停止或減速時(shí)，使電磁線每一匝向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與其外徑基本相同間距的間距進(jìn)給方式，另一種是邊使所述線圈繞制軸旋轉(zhuǎn)，邊使所述電磁線每旋轉(zhuǎn)一周向線圈繞制軸的軸向移動(dòng)與電磁線外徑基本相同間距的引導(dǎo)進(jìn)給方式，線圈繞線層的第一層全部采用間距進(jìn)給方式進(jìn)行卷繞。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，所述線圈被卷繞成矩形，所述線圈配置于每一磁極齒上，并使其長(zhǎng)邊部分彼此相鄰，而在其一短邊部分進(jìn)行移向后續(xù)繞線層的繞線層階躍。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，線圈對(duì)磁極齒的裝著是預(yù)先將線圈卷繞在線圈骨架上，再將該線圈骨架與磁極齒嵌合來(lái)進(jìn)行的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在各線圈骨架與相應(yīng)的磁極齒之間設(shè)有阻止該線圈骨架從磁極齒脫出的止脫裝置的狀態(tài)下，進(jìn)行使展開鐵心彎成圓環(huán)形的成形工序。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在各磁極齒圓周方向側(cè)面設(shè)有凹部，所述止脫裝置包括一通過(guò)線圈骨架插入所述凹部?jī)?nèi)的止脫銷。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在各磁極齒圓周方向側(cè)面設(shè)有凹部，所述止脫裝置包括一凸出設(shè)于相應(yīng)的線圈骨架內(nèi)表面、與所述凹部卡合的止脫凸部。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在各線圈骨架的內(nèi)周部，設(shè)有延伸至定子槽內(nèi)的磁性楔體。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，所述各磁性楔體包括一端部，該端部具有從線圈骨架內(nèi)表面突出的止脫凸部的作用。
27.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，對(duì)展開鐵心的兩端進(jìn)行激光焊接。
28.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，展開鐵心的各鋼片所形成的單位磁軛部分的兩端邊之一形成為凹部狀，另一端邊形成為凸出狀，通過(guò)將該鋼片每一定片數(shù)正反翻轉(zhuǎn)地進(jìn)行層疊，來(lái)形成重疊部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的制造方法，其特征在于，在各線圈骨架的與磁極齒頂端相反側(cè)的端部，設(shè)有凸緣部，該凸緣部的外側(cè)面形成為凸極面狀。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)電機(jī)用定子,是將由撓性部依次連接具有磁極齒部分的多個(gè)單位磁軛形態(tài)的沖裁鋼片多片層疊而獲得展開鐵心之后,將線圈裝在磁極齒上,隨著撓性部的彎折成型而使展開鐵心形成環(huán)狀。此時(shí),各磁軛圓周方向兩端的各鋼片端部呈在層疊方向重疊的形態(tài)。沖裁鋼片時(shí),在磁極齒上形成一對(duì)凸片部,裝上線圈后使其向圓周方向展開,使開口槽寬度變小。在磁極齒與線圈間設(shè)有止脫銷或卡合用凸部,能阻止線圈在鐵心彎圓工序中不小心脫落。
文檔編號(hào)H02K3/52GK1196598SQ9810698
公開日1998年10月21日 申請(qǐng)日期1998年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月11日
發(fā)明者山田豐信, 川村勉, 水谷直樹, 佐藤敏一, 宮岡金悟, 望月資康 申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社