CN113746283A - 线圈束成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈束成形装置，以能够容易地***狭槽的方式成形线圈束。线圈束成形装置(100)***定子铁芯的沿轴向贯通的多个狭槽，且成形卷绕线圈线而成的环状的线圈束的至少一部分，线圈束(10)具有从狭槽的轴向一侧向另一侧移动并容纳于狭槽内的两个线圈边部(11)和连接两个线圈边部(11)且配置于定子铁芯的轴向两侧的线圈跨接部(12)，在线圈跨接部(12)，多个线圈线沿定子铁芯的径向排列，在轴向另一侧的线圈跨接部(12)，以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。

Description

线圈束成形装置

技术领域

本发明涉及一种线圈束成形装置。

背景技术

以往，已知一种向定子铁芯的狭槽***线圈而制造定子的方法。例如，在日本特开2000－125521号公报(专利文献1)中公开了一种向定子铁芯的狭槽***环状的线圈的线圈***装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－125521号公报

发明内容

发明所要解决的课题

通过使用上述专利文献1的线圈***装置，能够将环状的线圈的两个线圈边部容纳于狭槽内，并将连接两个线圈边部的线圈跨接部配置于定子铁芯的轴向两侧。

然而，本发明者着眼于难以使用上述专利文献1的线圈***装置实施将环状的线圈***狭槽的工序的课题。本发明者发现，该课题起因于，由于线圈倾斜，因此线圈跨接部的径向外侧的长度过剩，另一方面，线圈跨接部的径向内侧的长度不足。

本发明鉴于上述问题，提供一种线圈束成形装置，其以能够容易地***狭槽的方式成形线圈束。

用于解决课题的方案

来自本发明的第一观点的线圈束成形装置***定子铁芯的沿轴向贯通的多个狭槽，且成形卷绕线圈线而成的环状的线圈束的至少一部分，线圈束具有：两个线圈边部，其从狭槽的轴向一侧向另一侧移动，且容纳于狭槽内；以及线圈跨接部，其连接两个线圈边部，且配置于定子铁芯的轴向两侧，在线圈跨接部，多个线圈线沿定子铁芯的径向排列，在轴向另一侧的线圈跨接部，以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。

发明效果

本发明能够提供一种线圈束成形装置，其以能够容易地***狭槽的方式成形线圈束。

附图说明

图1是定子的与轴向垂直的截面的示意图。

图2是立体观察实施方式的线圈束成形装置的示意图。

图3是立体观察实施方式的线圈束成形装置的示意图。

图4是立体观察实施方式的线圈束成形装置的示意图。

图5是实施方式的线圈束成形装置的沿着轴向的截面的示意图。

图6是实施方式的线圈束成形装置的沿着轴向的截面的示意图。

图7是表示实施方式的线圈束成形方法的流程图。

图8是变形例的线圈束成形装置的沿着轴向的截面的示意图。

图中：

1—定子，10—线圈束，11—线圈边部，12、12a、12b—线圈跨接部，20—定子铁芯，21—狭槽，100—线圈束成形装置，110、111、112—针杆，120—剥离器，121a—中空部，122—凸部，123—第一部，124—第二部，130—径向移动机构，131—倾斜面，133—开口部，140—轴向移动机构，142—突出部，144—倾斜面。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图中，对相同或相应的部分标注相同的参照符号，不重复其说明。

另外，在以下的说明中，将定子1的中心轴延伸的方向、即狭槽的贯通方向设为“轴向”。轴向没有特别限制，包括铅垂方向、水平方向、与这些方向交叉的方向等。

另外，将与定子1的中心轴正交的方向设为“径向”。将沿着径向的一侧设为内侧，将另一侧设为外侧。而且，将沿着以定子1的中心轴为中心的圆弧的方向设为“周向”。

另外，出于强调特征部分的目的，在以下的说明中使用的附图有时为了方便放大表示成为特征的部分。由此，各构成要素的尺寸及比率不一定与实际相同。另外，出于相同的目的，有时省略不是特征的部分而图示。

(定子)

如图1所示，定子1是马达的构成部件，与未图示的转子相互作用而产生旋转扭矩。本实施方式的定子1设为跨越几个狭槽21卷绕线圈的分布卷绕。定子1具备线圈束10和定子铁芯20。

＜定子铁芯＞

定子铁芯20形成为中空的圆柱形状。定子铁芯20通过将薄的硅钢板重叠而形成。在定子铁芯20以放射状形成有多个齿23。在齿23彼此之间形成有狭槽21。齿23隔着狭槽21沿径向延伸。在狭槽21形成有作为径向开口部的狭槽开口22。本实施方式的定子铁芯20是一体型的定子铁芯。

＜线圈束＞

如图2所示，线圈束10通过将线圈线卷绕成环状而成。即，线圈束10是环状的线圈。本实施方式的线圈线是圆线，但没有特别限制，也可以是扁平线等。

线圈束10具有两个线圈边部11和线圈跨接部12。两个线圈边部11容纳于狭槽21内。具体而言，收纳一方的线圈边部11的狭槽21和收纳另一方的线圈边部11的狭槽21不同。收纳一方的线圈边部11的狭槽21和收纳另一方的线圈边部11的狭槽21可以相邻，也可以隔着其它的狭槽21沿周向配置。

线圈边部11是整齐卷绕。即，在整齐卷绕中，沿预定方向规则地层叠线圈边部11。此外，本实施方式的线圈边部11在狭槽21中沿周向规则地层叠，但不限于此。

线圈跨接部12连接两个线圈边部11。线圈跨接部12配置于轴向两侧。具体而言，位于轴向一侧的线圈跨接部12是连结两个线圈边部11的一端部的一侧线圈末端。位于轴向另一侧的线圈跨接部12是连结线圈边部11的另一端部的另一侧线圈末端。

在线圈跨接部12沿定子铁芯20的径向排列有多个线圈线。因此，线圈跨接部12由位于径向外侧的线圈跨接部12a和位于径向内侧的线圈跨接部12b构成。在本实施方式中，在线圈跨接部12，多个线圈线沿径向排列，并且多个线圈线在周向的剖视下排列。

(线圈束成形装置)

图2～图4是立体观察利用线圈束成形装置100将线圈束10***狭槽21的各工序的示意图。在图2～图4中，省略线圈束成形装置100的一部分结构而示出。为了表示线圈束成形装置100的主要结构，图5示意性地表示沿轴向切断后的状态。图6表示在图5中成形一个线圈束的工序。使用图2～图6，对线圈束成形装置100进行说明。

线圈束成形装置100***沿定子铁芯20的轴向贯通的多个狭槽21，成形卷绕线圈线而成的环状的线圈束的至少一部分。线圈束成形装置100在轴向另一侧的线圈跨接部12以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。

另外，本实施方式的线圈束成形装置100向沿定子铁芯20的轴向贯通的多个狭槽21***将线圈线卷绕成环状的线圈束10。详细而言，线圈束成形装置100以横跨定子铁芯20的两个狭槽21的方式从各个狭槽开口22***线圈束10。

线圈束成形装置100具备图2～图4所示的多个针杆110、作为线圈移动机构的剥离器120、图5及图6所示的径向移动机构130、以及轴向移动机构140。

＜针杆＞

如图2～图4所示，多个针杆110保持线圈束10。针杆110在定子铁芯20的径向内侧沿定子铁芯20的周向并排配置。针杆110沿定子铁芯20的轴向延伸。详细而言，多个针杆110与齿23对应地配设于同一圆周上。利用针杆110能够将线圈束10容易地***狭槽21。

本实施方式的针杆110由两个针杆111、112构成。针杆111、112隔着多个齿23配置。针杆111、112将挂在后述的剥离器120的一个线圈束10沿轴向及径向引导至狭槽21。针杆111、112是沿轴向延伸的棒状的部件。针杆111、112能够沿轴向移动。

＜剥离器＞

作为线圈移动机构的剥离器120配置于定子铁芯20的径向内侧。剥离器120沿着定子铁芯20的轴向移动。即，剥离器120使线圈束10从轴向一侧向另一侧移动。利用剥离器120，一边使线圈束10在定子铁芯20的径向内侧沿轴向移动，一边将线圈束10的一部分从狭槽开口22***狭槽21内部。具体而言，剥离器120挂住线圈束10的径向的内侧，将线圈束10沿着针杆110上提。

如图2～图6所示，剥离器120包括主体部121和凸部122。主体部121及凸部122可以由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。

主体部121在轴向另一侧具有中空部121a。在图2～图4中，主体部121为具有沿轴向贯通的中空部121a的圆筒形状。

凸部122设于轴向另一侧的端部，且朝向轴向另一侧突出。详细而言，凸部122设于主体部121的轴向另一侧的端部，且从该端部朝向轴向另一侧突出。

在凸部122的至少一部分，凸部122的轴向另一侧的高度位置随着朝向径向内侧而降低。即，凸部122的至少一部分朝向轴向一侧扩径。在图5中，在凸部122的除了径向最外周部的大致整体，凸部122的轴向另一侧的高度位置随着朝向径向内侧而逐渐降低。

如图5及图6所示，凸部122具有第一部123和第二部124。第一部123及第二部124可以由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。

第一部123与后述的突出部142在轴向上对置。第二部124与径向移动机构130在径向上对置。第二部124还与径向移动机构130在轴向上对置。即，第二部124与突出部142不对置。第一部123位于比第二部124靠径向外侧。

径向移动机构130配置于凸部122的径向内侧。详细而言，径向移动机构130的径向的外侧位置比凸部122的径向的外侧位置靠内侧。

径向移动机构130沿径向移动。利用径向移动机构130将保持于针杆110的线圈束10从径向内侧压缩。详细而言，径向移动机构130与凸部122的第二部124在径向上对置。由此，能够通过凸部122的第二部124和径向移动机构130将线圈束10的径向内侧的部分沿径向压缩。

径向移动机构130配置于剥离器120的中空部121a。此外，径向移动机构130通过在径向上移动，可以具有位于剥离器120的中空部121a的情况和不位于剥离器120的中空部121a的情况。

径向移动机构130的一部分随着径向的移动与轴向移动机构140及剥离器120接触。详细而言，径向移动机构130具有与轴向移动机构140接触的倾斜面131。倾斜面131随着朝向轴向另一侧而向径向外侧倾斜。另外，径向移动机构130具有与剥离器120的主体部121接触的平坦面132。平坦面132沿轴向延伸。

径向移动机构130在轴向另一侧具有开口部133。在图5中，径向移动机构130具有沿轴向贯通的开口部133。开口部133随着朝向轴向另一侧而开口宽度相同或变大。

如图6所示，轴向移动机构140配置于多个针杆110的径向内侧。如图5及图6所示，轴向移动机构140配置于剥离器120的轴向另一侧。详细而言，轴向移动机构140的轴向的另一侧位置比凸部122的轴向的另一侧位置靠另一侧。另外，轴向移动机构140的径向的外侧位置与凸部122的径向的外侧位置相同或者比其靠外侧。另外，轴向移动机构140的径向外侧位置比径向移动机构130的径向的外侧位置靠外侧。

轴向移动机构140沿轴向移动。轴向移动机构140进行接近凸部122的运动及远离凸部122的运动。利用轴向移动机构140将保持于针杆110的线圈束10从轴向另一侧压缩。详细而言，通过轴向移动机构140接近凸部122，能够通过轴向移动机构140和凸部122将径向外侧的线圈跨接部12a沿轴向压缩。

轴向移动机构140配置于剥离器120的中空部121a。此外，轴向移动机构140通过在轴向上移动，可以具有位于剥离器120的中空部121a的情况和不位于中空部121a的情况。由此，能够紧凑地构成具备剥离器120、轴向移动机构140以及径向移动机构130的线圈束成形装置100。

轴向移动机构140包括主体部141、突出部142以及连结部143。主体部141、突出部142以及连结部143可以由一个部件构成，也可以由不同的部件构成。

主体部141沿轴向延伸。轴向移动机构140的主体部141配置于径向移动机构130的开口部133。此外，主体部141通过沿轴向移动，可以具有位于径向移动机构130的开口部133的情况和不位于开口部133的情况。由此，能够紧凑地构成具备剥离器120、轴向移动机构140以及径向移动机构130的线圈束成形装置100。此外，轴向移动机构140的另外一部分也可以配置于径向移动机构130的开口部133。

突出部142位于主体部141的径向外侧。突出部142朝向凸部122的径向外侧的部分向轴向一侧突出。由此，能够通过剥离器120的凸部122的径向外侧的部分和轴向移动机构140的突出部142将径向外侧的线圈跨接部12b沿轴向压缩。具体而言，突出部142朝向凸部122的第一部123沿轴向延伸。由此，能够通过第一部123和突出部142将径向外侧的线圈跨接部12b沿轴向压缩。

突出部142的轴向一侧的端面是沿径向延伸的平坦面、或者朝向径向内侧倾斜的倾斜面。突出部142通过沿轴向移动接近凸部122的第一部123，从而与轴向另一侧的线圈跨接部12接触。

连结部143连结主体部141和突出部142。连结部143沿径向延伸。

轴向移动机构140通过轴向的移动使径向移动机构130沿径向移动。由此，能够减少用于使径向移动机构130沿径向移动的部件。此外，径向移动机构130也可以通过径向的移动使轴向移动机构140沿轴向移动。

轴向移动机构140的一部分随着轴向的移动与径向移动机构130接触。详细而言，轴向移动机构140具有与径向移动机构130接触的倾斜面144。倾斜面144随着朝向轴向另一侧而向径向外侧倾斜。倾斜面144形成于主体部141。当轴向移动机构140及径向移动机构130的至少一方具有与另一方接触的倾斜面144、131时，能够容易地实现通过轴向移动机构140的轴向的移动使径向移动机构130沿径向移动的装置。

(线圈束成形方法及线圈***方法)

接着，参照图1～图7，对本实施方式的线圈束成形方法及线圈***方法进行说明。本实施方式的线圈成形方法及线圈***方法是使用了上述的线圈束成形装置100的线圈束10的成形方法及***方法。

首先，如图2及图7所示，将线圈线卷绕成环状，形成具有容纳于狭槽21内的两个线圈边部11和连接两个线圈边部11且配置于定子铁芯20的轴向两侧的线圈跨接部12的线圈束10(步骤S10)。在该工序(步骤S10)中，使用圆线的线圈线。具体而言，例如，使用卷绕模，将线圈线卷绕成环状，从而形成线圈束10。

然后，将线圈束成形装置100设置于定子铁芯20(步骤S20)。在该工序(步骤S20)中，在定子铁芯20的径向的内侧配置针杆111、112。另外，在针杆111、112的轴向下侧配置线圈束10。详细而言，以支撑于针杆111、112之间的方式配置线圈束10。而且，在多个针杆111、112的径向的中央且轴向下方配置剥离器120。

然后，如图3所示，利用作为线圈移动机构的剥离器120将线圈束10向轴向另一侧移动(步骤S30)。在图3中，使剥离器120朝向轴向另一侧前进。此时，线圈束10的内侧以挂在剥离器120的状态朝向轴向另一侧被上提。如图4所示，当将线圈束10向轴向另一侧进一步移动时，在线圈束10向径向内侧倾斜的状态下，线圈边部11***狭槽21。

当利用剥离器120使线圈束10移动(步骤S30)时，构成线圈束10的线圈线沿着随着朝向径向内侧而高度降低的凸部122整齐排列。

然后，成形轴向另一侧的线圈跨接部12(步骤S40)。在该工序(步骤S40)中，在轴向另一侧的线圈跨接部12以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。具体而言，在该工序(步骤S40)中，如下实施。

如图6所示，将径向移动机构130配置于凸部122的径向内侧。另外，将轴向移动机构140配置于针杆111、112的径向内侧且剥离器120的轴向另一侧。当将轴向移动机构140向轴向一侧移动时，轴向移动机构140的倾斜面144和径向移动机构130的倾斜面131接触，从而径向移动机构130向径向外侧移动。这样，轴向移动机构140通过轴向的移动使径向移动机构130在径向上移动。

轴向移动机构140向轴向一侧移动而接近凸部122，从而轴向移动机构140及凸部122与轴向另一侧的线圈跨接部12接触。详细而言，轴向移动机构140的突出部142向轴向一侧移动，接近凸部122的第一部123，从而突出部142及凸部122与轴向另一侧的线圈跨接部12接触。凸部122的轴向另一侧的高度位置随着朝向径向内侧而降低，因此由突出部142施加给轴向另一侧的线圈跨接部12的张力随着朝向径向内侧而减小。即，通过轴向移动机构140的突出部142接近凸部122，从而能够由突出部142和凸部122沿轴向压缩径向外侧的线圈跨接部12a。详细而言，能够由凸部122的第一部123和突出部142将线圈束10的径向外侧的部分在轴向上压缩。因此，能够以使位于径向外侧的线圈跨接部12a的长度比位于径向内侧的线圈跨接部12b的长度短的方式成形。

另外，径向移动机构130沿径向移动并接近凸部122，从而径向移动机构130与线圈束10接触。因此，能够将保持于针杆110的线圈束10从径向内侧压缩。详细而言，径向移动机构130沿径向移动并接近凸部122的第二部124，从而径向移动机构130与线圈束10接触。因此，能够由凸部122的第二部124和径向移动机构130在径向上压缩线圈束10的径向内侧的部分。

然后，向径向外侧按压倾斜的线圈束10，将线圈束10***到狭槽21(步骤S40)。在该工序(步骤S40)中，使倾斜的轴向另一侧的线圈跨接部12向径向外侧(图4的箭头A的方向)倾倒。径向内侧的线圈跨接部12b移动至狭槽21的移动距离比径向外侧的线圈跨接部12a移动至狭槽21的移动距离长。在成形的工序(步骤S40)中，以使径向内侧的线圈跨接部12b的长度比径向外侧的线圈跨接部12a的长度长的方式成形。因此，确保了移动距离长的径向内侧的线圈跨接部12b的长度，因此能够将倾斜的线圈束10容易地向径向外侧移动。

此外，使用线圈束成形装置100成形线圈束的工序(步骤S40)也可以与向狭槽21***的工序(步骤S50)同时实施，也可以在向狭槽21***的工序(步骤S50)之前实施。

然后，将线圈束成形装置100从定子铁芯20卸下(步骤S60)。具体而言，卸下针杆110。朝向下方移动剥离器120。再卸下径向移动机构130及轴向移动机构140。

通过实施以上的工序(步骤S10～S60)，能够向定子铁芯20的沿轴向贯通的多个狭槽21***将线圈线卷绕成环状的线圈束10。因此，能够制造图1所示的定子1。

此外，在本实施方式中，***线圈的两个狭槽21设为隔着三个狭槽21的一狭槽21和另一狭槽21，但不限于此。另外，在本实施方式中，举例说明了向两个狭槽21***一个线圈束10的方法。也可以同时向四个以上的狭槽21***多个线圈束10。

(作用)

本实施方式的线圈束成形装置100在轴向另一侧的线圈跨接部12以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。由此，以使轴向另一侧的线圈跨接部12a的径向外侧的长度比轴向另一侧的线圈跨接部12b的径向内侧的长度短的方式成形。通过这样成形线圈束10，在将倾斜的线圈束10为了***狭槽21而向狭槽21的径向外侧按压时，确保了径向内侧的线圈跨接部12b的长度。因此，根据本实施方式的线圈束成形装置100，能够以能够容易地***狭槽21的方式成形线圈束10。

在此，作为使线圈束10移动的线圈移动机构的剥离器120包括向轴向另一侧突出的凸部122。因此，当利用剥离器120使线圈束10移动时，构成线圈束10的线圈线沿凸部122整齐排列。而且，凸部122的轴向另一侧的高度位置随着朝向径向内侧而降低。因此，施加到轴向另一侧的线圈跨接部12的张力随着朝向径向内侧而减小。从而，当将线圈束10***狭槽21时，以线圈跨接部12a的径向外侧的长度相对短，且线圈跨接部12b的径向内侧的长度相对长的方式成形线圈束10。

[变形例]

在上述的实施方式中，通过作为线圈移动机构的剥离器120，在轴向另一侧的线圈跨接部12以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形，但不限于基于剥离器120的成形。也可以利用与剥离器120不同的部件在轴向另一侧的线圈跨接部12以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。

另外，线圈束成形装置100的径向移动机构130及轴向移动机构140的形状没有限制，例如也可以是如图8所示的形状。具体而言，径向移动机构130的倾斜面131及轴向移动机构140的倾斜面144随着朝向轴向另一侧而向径向内侧倾斜。另外，也可以省略径向移动机构130及轴向移动机构140。

应当认为本次公开的实施方式在所有方面只是示例，而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书而非上述的实施方式表示，并且意图包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有的变更。

Claims (10)

1.一种线圈束成形装置，其***定子铁芯的沿轴向贯通的多个狭槽，且成形卷绕线圈线而成的环状的线圈束的至少一部分，该线圈束成形装置的特征在于，

上述线圈束具有：

两个线圈边部，其从上述狭槽的轴向一侧向另一侧移动，且容纳于上述狭槽内；以及

线圈跨接部，其连接上述两个线圈边部，且配置于上述定子铁芯的轴向两侧，

在上述线圈跨接部，多个上述线圈线沿上述定子铁芯的径向排列，

在轴向另一侧的上述线圈跨接部，以使径向外侧的长度比径向内侧的长度短的方式成形。

2.根据权利要求1所述的线圈束成形装置，其特征在于，

具备：

多个针杆，其在上述定子铁芯的径向内侧沿上述定子铁芯的周向并排配置并沿上述定子铁芯的轴向延伸，且保持上述线圈；以及

线圈移动机构，其配置于上述针杆的径向内侧，沿轴向移动，且使上述线圈束从轴向一侧向另一侧移动，

上述线圈移动机构包括设于轴向另一侧的端部且朝向轴向另一侧突出的凸部，

在上述凸部的至少一部分，上述凸部的轴向另一侧的高度位置随着朝向径向内侧而降低。

3.根据权利要求2所述的线圈束成形装置，其特征在于，

还具备径向移动机构，该径向移动机构配置于上述凸部的径向内侧，且沿径向移动。

4.根据权利要求2或3所述的线圈束成形装置，其特征在于，

还具备轴向移动机构，该轴向移动机构配置于多个上述针杆的径向内侧，配置于上述线圈移动机构的轴向另一侧，且沿轴向移动。

5.根据权利要求4所述的线圈束成形装置，其特征在于，

上述轴向移动机构包括朝向上述凸部中的径向外侧的部分向轴向一侧突出的突出部。

6.根据权利要求4或5所述的线圈束成形装置，其特征在于，

还具备径向移动机构，该径向移动机构配置于上述凸部的径向内侧，且沿径向移动，

上述凸部具有：

第一部，其与上述突出部在轴向上对置；以及

第二部，其与上述径向移动机构在径向上对置，

上述第一部位于比上述第二部靠径向外侧。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的线圈束成形装置，其特征在于，

还具备径向移动机构，该径向移动机构配置于上述凸部的径向内侧，且沿径向移动，

上述轴向移动机构通过轴向的移动使上述径向移动机构沿径向移动。

8.根据权利要求7所述的线圈束成形装置，其特征在于，

上述轴向移动机构及上述径向移动机构的至少一方具有与另一方接触的倾斜面。

9.根据权利要求7或8所述的线圈束成形装置，其特征在于，

上述线圈移动机构在轴向另一侧具有中空部，

上述轴向移动机构及上述径向移动机构配置于上述中空部。

10.根据权利要求9所述的线圈束成形装置，其特征在于，

上述径向移动机构在轴向另一侧具有开口部，

上述轴向移动机构配置于上述开口部。

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