專利名稱：定子的制造方法、定子及電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及定子的制造方法、定子及具備該定子的電動機。
背景技術：
以往，作為在電動機中使用的定子，已提出了具備SC繞組(分段導體繞組segment conductor winding)的定子等。作為這種定子，提出了一種為了確保導體與電樞芯之間的絕緣性而在構成繞組的導體和電樞芯之間設置了絕緣部件的定子。另外，眾所周知，具備SC繞組的定子能夠提高繞組的占積率。例如，在日本特開2000-308314號公報中記載的定子具有片狀的絕緣部件。該定子的電樞芯具備沿著圓周方向排列的多個齒槽，并且在各齒槽的徑向內側形成有狹縫，狹縫的圓周方向的寬度比齒槽的圓周方向的寬度窄。另外，各狹縫向齒槽的內部及電樞芯的·徑向內側開ロ。而且，所述絕緣部件在將該絕緣部件的端部彼此重合而形成為筒狀之后，以該絕緣部件的端部彼此重合形成的重疊部與齒槽的徑向外側的內壁面對置的方式，從齒槽的軸向的一端插入到該齒槽。但是，在日本特開2000-308314號公報中記載的定子中，由于在齒槽的內部存在厚度為絕緣部件厚度的2倍的重疊部，所以存在因該重疊部而導致繞組的占有面積減少、即占積率下降的問題。另外，在日本特開2000-308314號公報中記載了，將整形成與齒槽的內周面對應的四方筒狀的絕緣部件插入到齒槽中時，ー邊使絕緣部件撓曲ー邊插入。在這種情況下，重疊部及四方筒狀的絕緣部件的四個角的角部不易撓曲，所以難以使該絕緣部件變形為比齒槽的圓周方向的寬度窄。因此，難以在使絕緣部件不蹭到齒槽的軸向的開ロ緣部或齒槽的內周面的狀態下將該絕緣部件插入到齒槽中。在將絕緣部件插入到齒槽中時，絕緣部件若蹭到齒槽的軸向的開ロ緣部或齒槽的內周面，則有可能導致絕緣部件的絕緣性下降。因此，為了確保導體與電樞芯之間的絕緣性，優選增大絕緣部件的厚度。但是，若増大絕緣部件的厚度，則有可能導致占積率下降。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種能夠在確保導體與電樞芯之間的絕緣性的同時抑制占積率下降的定子的制造方法、定子及電動機。為了實現上述目的，本發明的第I方式的定子的制造方法包括準備電樞芯的エ序，該電樞芯具有沿著圓周方向排列的多個齒槽和分別位于所述多個齒槽的徑向內側的多個狹縫。所述多個齒槽分別以在軸向上貫穿所述電樞芯的方式延伸。所述多個狹縫分別與相應的所述齒槽相連，井向電樞芯的徑向內側開ロ。各個狹縫的圓周方向的寬度小于所述齒槽的圓周方向的寬度。上述定子的制造方法包括由片狀的絕緣材料形成絕緣部件的エ序。所述絕緣部件具有相互對置的2個對置部和將2個所述對置部的基端部彼此連結的絕緣連結部。上述定子的制造方法包括以使2個所述對置部相互靠近而使所述絕緣部件的寬度在所述齒槽的圓周方向的寬度以下的方式將所述絕緣部件撓曲的エ序。上述定子的制造方法包括這樣的エ序，在將所述絕緣部件撓曲的狀態下，將2個所述對置部的頂端部從所述電樞芯的軸向插入到各個所述狹縫中的同時，將所述絕緣部件從所述軸向插入到各個所述齒槽中，從而用絕緣部件將各個齒槽的內側面覆蓋。上述定子的制造方法包括將構成繞組的導體從所述軸向插入到各個所述齒槽而位于2個所述對置部之間的エ序。本發明的第2方式的定子，具備電樞芯、多個絕緣部件、以及構成繞組的多個導體。所述電樞芯具有環狀部和從所述環狀部向徑向內側延伸的多個齒。各個齒具備頂端部，該頂端部具有在圓周方向上突出的ー對轉子對置部。各個轉子對置部分別具有頂端面。所述頂端面的徑向的長度比所述轉子對置部的圓周方向的突出長度大。在圓周方向上彼此相鄰的所述齒之間形成有齒槽。形成該齒槽的齒槽形成面包括在所述相鄰的齒上相互對置的2個側面和將該側面的徑向外側端部彼此連結的連結面。在所述齒槽的徑向內側，在圓周方向上相互對置的所述轉子對置部的頂端面之間形成有狹縫。所述狹縫與相應的所述齒槽相連并向電樞芯的徑向內側開ロ，所述狹縫的圓周方向的寬度比所述齒槽的圓周方向的寬度 小。所述多個絕緣部件分別將所述齒槽形成面覆蓋。各個所述絕緣部件為包括2個對置部和絕緣連結部的片狀。所述2個對置部分別將所述2個側面覆蓋。所述絕緣連結部將2個所述對置部的徑向外側的基端部彼此連結且將所述連結面覆蓋。2個所述對置部的徑向內側的頂端部被配置在所述狹縫的內部。所述多個導體分別以位于2個所述對置部之間的方式插入到相應的所述齒槽中。本發明的第3方式的電動機，具備上述第2方式所述的定子；和換向極型的轉子。該轉子被配置在所述定子的內側。該轉子具有環狀的轉子芯及被固定在該轉子芯上的多個磁石。該多個磁石具有彼此相同的磁性。所述轉子具備小磁性輕量部，該小磁性輕量部的比重及磁性比構成所述轉子芯的轉子芯材所具有的比重及磁性小。通過以下說明結合附圖示例性地闡釋本發明的原理，將清楚本發明的其它方面和優點。通過參考目前優選實施例的以下說明及其附圖可最好地理解本發明及其目的和優點
圖I是本發明的ー實施方式的電動機的剖視圖。圖2是圖I的定子及轉子的局部剖視圖。圖3是圖2的定子的局部放大剖視圖。圖4A是圖3的電樞芯的局部放大立體圖。圖4B是沿著表示電樞芯的圖4A的IV-IV線的端視圖。圖5是圖2的定子的局部剖視圖。圖6是圖5的分段導體的示意圖。圖7是圖2的轉子的立體圖。圖8A是圖3的絕緣部件的俯視圖。圖8B是圖8A的絕緣部件的立體圖。圖9是用于說明圖8B的絕緣部件插入エ序的示意圖。
圖10是用于說明圖8B的絕緣部件插入エ序的電樞芯及絕緣部件的局部剖視圖。圖11是絕緣部件插入エ序后的電樞芯及絕緣部件的局部剖視圖。圖12A 13B是用于說明張開エ序的示意圖。圖14是用于說明變形エ序的示意圖。圖15是用于說明導體插入エ序的示意圖。
具體實施例方式下面，依照附圖來說明將本發明具體化的一個實施方式。
如圖I所示，電動機I的電動機殼體2具有筒狀外殼3，形成為有底筒狀；和正面端板4，將該筒狀外殼3的正面側(圖I中左側)的開ロ部封閉。另外，在筒狀外殼3的背面側(圖I中右側)的端部上安裝有電路收納箱5，電路收納箱5中收納了電路板等電源電路。在筒狀外殼3的內周面固定著定子6。定子6具有電樞芯7。電樞芯7通過層疊多個芯片11來形成。所述芯片11具有板形狀，由鋼板構成。而且，如圖2所示，電樞芯7具有形成為圓環狀的環狀部12 ;和沿著圓周方向排列的多個齒13。多個齒13分別從所述環狀部12向徑向內側延伸。本實施方式的電樞芯7具備60個齒13。如圖3所示，在各齒13的徑向內側的端部、即頂端部上形成有一對轉子對置部13a, —對轉子對置部13a在圓周方向上彼此向相反側突出。各轉子對置部13a的頂端面(即，轉子對置部13a在圓周方向上的端面)構成以大致沿著徑向的方式延伸并與軸向平行的平面狀的平坦面13b。在圓周方向上對置的轉子對置部13a的平坦面13b彼此相互平行。另外，平坦面13b的徑向的長度LI比轉子對置部13a在圓周方向上的突出量L2長。此外，各轉子對置部13a具有位于徑向外側的2個傾斜面13c。各個傾斜面13c以隨著從轉子對置部13a的基端朝向頂端而從環狀部12漸遠的方式傾斜。而且，在電樞芯7上，在圓周方向上相鄰的齒13之間形成有齒槽S，齒槽S在軸向上貫穿電樞芯7。此外，在各齒13的頂端部上設置有所述轉子對置部13a，從而在各齒槽S的徑向內側形成有狹縫14，狹縫14在圓周方向上的寬度W2比齒槽S在圓周方向上的寬度Wl窄。各狹縫14是形成于在圓周方向上對置的平坦面13b之間的縫隙。各狹縫14向徑向兩側開ロ，在徑向外側，向齒槽的內部開ロ，在徑向內側，向電樞芯7內側的空間(S卩，比齒13的徑向內側的頂端面靠近徑向內側的空間)開ロ。此外，各狹縫14還向軸向的兩側開ロ。而且，各齒槽S通過該狹縫14與電樞芯7內側的空間連通。另外，在本實施方式中，各齒槽S是相鄰的齒13之間的空間，是比平坦面13b靠徑向外側的部分。即，齒槽S由齒槽形成面形成，齒槽形成面包括在相鄰的齒13上相互對置的2個側面和將該側面的徑向外側端部彼此連結的連結面。更詳細地說，各齒槽S是由齒13的圓周方向的兩側面上的比轉子對置部13a靠近徑向外側的部位(徑向外側端部)、傾斜面13c、及在相鄰的齒13之間露出到徑向內側的環狀部12的內側面包圍起來的空間。如圖4A及圖4B所示，各齒槽S的軸向的兩端開ロ部(一端開ロ部及另一端開ロ部)的各個開ロ緣部上形成有倒角部15，倒角部15通過對各齒槽S上的開ロ部的角部進行倒角加工而形成。倒角部15例如通過沖壓加工對所述開ロ緣部的角部進行按壓而形成。在本實施方式中，倒角部15具有將所述開ロ緣部加工成圓弧狀的形狀。
如圖3所示,在各齒槽S中插入有片狀的絕緣部件16,絕緣部件16由絕緣性樹脂材料形成。本實施方式的絕緣部件16的厚度為小于所述狹縫14的圓周方向的寬度W2的一半的值。各絕緣部件16具有以彼此對置的方式形成為折返形狀的兩端部，從軸向插入到齒槽S中。該絕緣部件16包括2個對置部16a、16b，分別將齒槽S的圓周方向的兩側面覆蓋；以及絕緣連結部16c，將2個對置部16a、16b的徑向外側的端部(基端部)彼此連結，將齒槽S的徑向外側的側面覆蓋。而且，2個對置部16a、16b的徑向內側的端部被配置在所述狹縫14的內部。另外，在各絕緣部件16中，2個對置部16a、16b在圓周方向上分開著。而且,插入到齒槽S中的絕緣部件16被整形成沿著齒槽S的內側面，將齒槽S的內側面覆蓋。即，絕緣部件16將在圓周方向上彼此相鄰的齒13中彼此對置的兩側面(詳細地說，比兩側面上的轉子對置部13a靠近徑向外側的部位)、傾斜面13c、及位于相鄰的齒13之間并露出到徑向內側的環狀部12的內側面(將2個對置部16a、16b的徑向外側的端部彼此連結、且位于齒槽S的徑向外側的所述環狀部12的側面)覆蓋。此外，各絕緣部件16的2個對置 部16a、16b的徑向內側的端部分別在狹縫14內將平坦面13b覆蓋。另外，如圖5所示，在軸向上，絕緣部件16的長度比齒槽S的長度長，絕緣部件16從齒槽S的軸向的兩端開ロ部突出到齒槽S的外部。如圖2所示，在電樞芯7上纏繞有3相(U相、V相、W相)星形連接的分段繞組18。分段繞組18構成為多個分段導體17彼此電連接。各分段導體17由截面形狀均一的線材形成，形成為大致U字狀，具有2個直線部17a、17b和將這些直線部17a、17b連結的連結部17c。如圖5及圖6所示，直線部17a、17b貫穿于在圓周方向上位置不同的齒槽S中，并在齒槽S內配置于不同的徑向位置(內側和外側)。另外，如圖4及圖6所示，在本實施方式的定子6中，在齒槽S內沿著徑向配置有4個所述直線部17a、17b。而且，作為所述分段導體17包括2種分段導體，第一種是2個直線部17a、17b位于從徑向內側起第一個和第四個的分段導體17(圖6中示于外側的分段導體17x)，第二種是2個直線部17a、17b位于從徑向內側起第二個和第三個的分段導體(圖6中示于內側的分段導體17y)。另外，分段繞組18主要由上述的大致U字狀的2種分段導體17構成。但是，作為分段繞組18的一部分且成為例如繞組端部(電源連接端子、中性點連接端子等)的分段導體17，使用特殊種類的分段導體(例如只具備I個直線部的分段導體)。而且，如圖5及圖6所示，在軸向上貫穿齒槽S并突出到外部的各直線部17a、17b的頂端部變形(折彎)。已變形的頂端部通過焊接等而與其他的頂端部或特殊種類的分段導體電連接。像這樣，各直線部17a、17b的頂端部與其他的直線部17a、17b的頂端部、特殊種類的分段導體電連接，從而由多個分段導體17構成分段繞組18。另外，各直線部17a、17b被插入到絕緣部件16的內側并將齒槽S貫穿。而且，各直線部17a、17b的頂端部在倒角部15附近折彎，隔著所述絕緣部件16被所述倒角部15按壓。在圖6中，用雙點劃線示出折彎了的直線部17a、17b的頂端側的部位。另外，各分段導體17通過介于各分段導體17與電樞芯7之間的絕緣部件16而與電樞芯7電絕緣。如圖I所示，在定子6的內側配置有與該定子6在徑向上對置的轉子21。在轉子21上貫穿插入有旋轉軸22，轉子21被緊固在旋轉軸22上。在本實施方式中，旋轉軸22是金屬(優選非磁體材質)制軸，通過被支承在筒狀外殼3的底部3a上的軸承24及被支承在正面端板4上的軸承25可自由旋轉地支承。轉子21是換向極型轉子。如圖7所示，轉子21具有通過層疊由鋼板形成的多張轉子用芯片26而形成的環狀的轉子芯27，該轉子芯27被外嵌到旋轉軸22上而被緊固。如圖I、圖2及圖7所示，轉子芯27具有軸固定筒部31，形成為圓筒狀，被外嵌到旋轉軸22上；磁石固定筒部32，將該軸固定筒部31的外側面隔著一定間隔包囲；以及橋接部33，以軸固定筒部31與磁石固定筒部32之間的間隔保持恒定的方式將軸固定筒部31和磁石固定筒部32之間連結。在磁石固定筒部32的外周面上,沿著圓周方向以等角度間隔設置有5個凹部32a。各個凹部32a分別形成為俯視呈扇形狀，并在整個軸向上延伸。而且，通過形成扇狀的凹部32a，從而在磁石固定筒部32上形成分別位于各凹部32a之間的5個突極34。在沿圓周方向形成的5個凹部32a上分別緊固配置有磁石35。5個磁石35分別以在徑向上內側的面為N極、在徑向上定子6側(外側)的面為S極的方式配置在轉子芯·27上。其結果，在圓周方向上與磁石35相鄰的突極34的外側面(定子6側的面)的磁極為N極,與磁石35的外側面不同。另外，本實施方式的與轉子21對應的定子6的齒13的數量“Z”如下設定。將轉子21的磁石35的數量(=磁極對)設為“P”(其中，P為2以上的整數)，將分段繞組18的相數設為“m”時，齒13的數量“Z”如下“Z = 2XpXmXn”(其中，“n” 為自然數)。在本實施方式中，根據該數學式，齒13的數量“Z”被設為Z = 2X5 (磁石35的數量)X3(相數)X2 = 60。另外，將軸固定筒部31和磁石固定筒部32連結保持的橋接部33在轉子21上設置有5個。各橋接部33從軸固定筒部31的外周面延出，并與磁石固定筒部32的內周面相連。具體地講，各橋接部33在凹部32a對應的位置與磁石固定筒部32的內周面相連。而且，各橋接部33被設置成其圓周方向的中心位置(角度)與磁石35的圓周方向的中心位置(角度)在徑向上排列(角度一致)。而且，形成在軸固定筒部31的外側面與磁石固定筒部32的內側面之間的空間被沿著圓周方向配置的5個橋接部33分割成5個部分。由此，在軸固定筒部31與磁石固定筒部32之間形成在軸向上貫穿的5個空隙36。該空隙36的比重及磁性比由積層鋼板構成的轉子芯材小，所以轉子芯27通過形成有該空隙36而變輕，能夠減輕電動機I。也就是說，空隙36作為小磁性輕量部發揮作用。如圖I及圖2所示，在上述的電動機I中，當從電路收納箱5內的電源電路向分段繞組18供給驅動電流時，在定子6上產生用于使轉子21旋轉的旋轉磁場，在齒13與轉子21之間收受磁通，轉子21被旋轉驅動。接著，說明本實施方式的定子6的制造方法。首先，如圖4A及圖4B所示，進行對齒槽S的軸向的兩端開ロ部的開ロ緣部實施倒角加工的倒角エ序。在倒角エ序中，對各齒槽S的軸向的兩端的開ロ部的各個開ロ緣部的角部實施沖壓加工，從而在該角部上形成圓弧狀的倒角。由此，在各齒槽S的開ロ緣部上形成圓弧狀的倒角部15。接著，如圖8A及圖8B所示,進行絕緣部件形成エ序，由片狀的絕緣材料41形成截面呈大致C字狀的絕緣部件16。絕緣材料41形成為四邊形的片狀。而且，在絕緣部件形成エ序中，將絕緣材料41以該絕緣材料41的兩端部彼此對置的方式折彎。由此，由絕緣材料41形成截面呈C字狀的絕緣部件16，絕緣部件16具有相互對置的2個對置部16a、16b ；和將2個對置部16a、16b的相互對置的基端部彼此連結的絕緣連結部16c。在絕緣部件形成エ序中形成的絕緣部件16中，對置部16a、16b在厚度方向上相互對置且平行地延伸。另外，絕緣連結部16c形成為四邊形狀，并且對置部16a、16b與絕緣連結部16c形成直角。而且，絕緣部件16的寬度W3(絕緣部件16在對置部16a、16b的對置方向上的寬度)比齒槽S的圓周方向的寬度Wl(參見圖3)稍微窄。此外，絕緣部件16的長度L3(與對置部16a、16b及絕緣連結部16c平行的方向的長度)比齒槽S的軸向的長度長。另外，對置部16a、16b在與絕緣連結部16c正交的方向上的長度L4比圖10所示的齒槽S的徑向的長度L5長，在本實施方式中，與齒13 的徑向的長度(即，齒13的基端與頂端之間的長度)大致相等。接著,如圖9所示,進行絕緣部件插入エ序,將絕緣部件16插入到齒槽S中。在絕緣部件插入エ序中，利用由未予圖示的驅動裝置驅動的一對夾具51、52，將在所述絕緣部件形成エ序中形成的絕緣部件16的對置部16a、16b從對置部16a、16b的對置方向的兩側慢慢地夾持。由此，使對置部16a、16b相互靠近的同時，將絕緣連結部16c撓曲以縮小對置部16a、16b之間的間隔。被夾具51、52夾持的絕緣部件16由在絕緣部件形成エ序中形成的形狀變形(撓曲)，如圖10所示，其寬度W4變得比齒槽S的圓周方向的寬度Wl窄。此外，在對置部16a、16b的絕緣連結部16c相反側的端部(頂端部)上，絕緣部件16的寬度W5比狹縫14的圓周方向的寬度W2窄。而且，如圖9所示，被夾具51、52夾持的絕緣部件16以絕緣連結部16c側的端部朝向電樞芯7的徑向外側、且絕緣連結部16c相反側的端部朝向電樞芯7的徑向內側的方式在軸向上與齒槽S的軸向的一端開ロ部對置配置。此時，絕緣連結部16c沿著電樞芯7的軸向延伸。而且，通過未予圖示的工具，使絕緣部件16沿著電樞芯7的軸向相對于夾具51、52移動，從而將絕緣部件16從齒槽S的軸向的一端開ロ部沿著電樞芯7的軸向插入到齒槽S的內部。此時，一對對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部(S卩，對置部16a、16b的徑向內側的端部)從軸向插入到狹縫14內。另外，如圖10所示，2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部能夠從狹縫14突出到電樞芯7的內側。此外，如上所述，絕緣部件16通過被夾具51、52夾持，從而其寬度W4比齒槽S的圓周方向的寬度Wl窄，該絕緣部件16的絕緣連結部16c相反側的端部的寬度W5比狹縫14的圓周方向的寬度W2窄。因此，絕緣部件16能夠在不與齒槽S的內側面及狹縫14的內側面(即，平坦面13b)接觸的狀態下插入到齒槽S的內部。而且，絕緣部件16插入到齒槽S內，直到處于在軸向上將齒槽S貫穿并從齒槽S的軸向的兩側的開ロ部向軸向的兩側突出的狀態。插入到各齒槽S中的絕緣部件16因由夾具51、52產生的約束カ解除，而如圖11所示，在絕緣部件16的彈力作用下對置部16a、16b張開而在圓周方向上彼此分開。因此，對置部16a、16b的絕緣連結部16c相反側的端部，SP、對置部16a、16b的徑向內側的端部與狹縫14的內側面接觸。由此，通過對置部16a、16b的徑向內側的端部與狹縫14的內側面之間的摩擦力，容易將絕緣部件16保持在齒槽S的內部。接著，進行絕緣部件變形エ序，使絕緣部件16變形而貼著齒槽S的內側面。如圖14所示，在絕緣部件變形エ序中，使用截面形狀比齒槽S的截面形狀(與軸向正交的截面形狀)小一圈(小與絕緣部件16的厚度對應的量)的棒狀的加熱工具61。加熱工具61可通過未予圖示的驅動裝置沿著電樞芯7的軸向移動。而且，通過將加熱到預定溫度的加熱工具61插入到各絕緣部件16的內側，從而能夠使各絕緣部件16變形而貼著齒槽S的內側面。此時,加熱工具61從齒槽S的軸向的一端開ロ部插入到齒槽S內，并插入到齒槽S的約3分之I的深度。由此，在各齒槽S的軸向的一端開ロ部側中，絕緣部件16形成為貼著齒槽S的內側面的形狀，所以絕緣部件16的內側空間在圓周方向上擴大。接著，如圖12A及圖12B所示，進行張開エ序，將從齒槽S向軸向突出的絕緣部件16的軸向的一端部在圓周方向上張開。在張開エ序中，在從齒槽S的軸向的一端開ロ部突出的絕緣部件16的軸向的一端部上，壓接被加熱到預定溫度的加熱成形器71。加熱成形器71由形成為大致四角錐狀的多個加熱成形部72連成一體而成。另外，在圖12A及圖12B中，只示出多個加熱成形部72之中的I個。加熱成形部72的頂端部72a形成為與齒槽S的形狀對應的形狀，能夠插入到齒槽S中。并且，加熱成形部72的基端側的部位形成為其 圓周方向的寬度比齒槽S的圓周方向的寬度大。此外，多個(本實施方式中為30個)加熱成形部72在圓周方向上隔著預定的間隔配置，以便能夠同時插入到隔ー個的齒槽S中。如圖12A所示，被加熱到預定溫度的加熱成形部72通過加熱成形器71的未予圖示的驅動裝置而以從軸向朝向與從齒槽S的軸向的一端開ロ部突出的絕緣部件16的軸向的一端部的內側抵接的方式移動。另外，從齒槽S的軸向的一端開ロ部突出的絕緣部件16的軸向的一端部是在所述變形エ序中被插入加熱工具61的一側的端部。而且，如圖12B所示，加熱成形部72被按壓到絕緣部件16的內側，直到其頂端部72a從齒槽S的軸向的一端開ロ部插入到齒槽S的內部。由此，從齒槽S的軸向的一端開ロ部突出的絕緣部件16的軸向的一端部根據加熱成形部72的外形形狀而在圓周方向上張開。即，在從齒槽S的軸向的一端開ロ部突出的絕緣部件16的軸向的一端部上形成有在圓周方向上張開的張開部44。在本實施方式的張開エ序中，如圖13A所示，在插入到圓周方向上隔ー個的齒槽S內的絕緣部件16的軸向的一端部上形成張開部44時，加熱成形部72通過驅動裝置而在軸向上從電樞芯7脫離。然后，加熱成形部72通過驅動裝置而在圓周方向上移動I個齒槽分，如圖13B所示，通過加熱成形部72同樣地在插入到剩下的隔I個的齒槽S內的絕緣部件16的軸向的一端部上形成張開部44。接著，如圖15所示，進行導體插入エ序，向插入到齒槽S內的絕緣部件16的內側，從軸向插入多個分段導體17。在導體插人工序中，將分段導體17的2個直線部17a、17b分別插入到在圓周方向上相隔預定數量的2個齒槽S中。直線部17a、17b從張開部44側插入到絕緣部件16的內偵彳。另外，分段導體17沿著電樞芯7的軸向相對于電樞芯7移動，直到直線部17a、17b的頂端部從齒槽S的軸向的另一端開ロ部(S卩，張開部44相反側的開ロ部)突出到齒槽S的外部。接著，進行折彎エ序，將從齒槽S的軸向的另一端開ロ部突出的直線部17a、17b的頂端部在圓周方向上折彎。如圖5所示，在折彎エ序中，各直線部17a、17b在與齒槽S的軸向的另一端開ロ部的開ロ緣部上設置的倒角部15之間存在絕緣部件16的狀態下，對倒角部15進行按壓并在該倒角部15附近沿圓周方向折彎。而且，各直線部17a、17b的頂端部在圓周方向上折彎，從而各直線部17a、17b的頂端分別被配置在與相連的其他直線部17a、17b相鄰的位置上。接著，進行將直線部17a、17b電連接的連接エ序。在連接エ序中，通過焊接將各個直線部17a、17b分別與其他直線部17a、17b電連接。由此，由多個分段導體17形成分段繞組18，這樣來完成定子6。接著，闡述本實施方式的定子6的制造方法的作用。在絕緣部件形成エ序中形成的絕緣部件16為截面大致C字狀，所以容易使在2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部，即C字狀的開ロ部側的端部靠近。因此，在絕緣部件插入エ序中，容易縮小絕緣部件16的絕緣連結部16c相反側的端部的寬度的同時，容易在對置部16a、16b的厚度方向上縮小該絕緣部件16的寬度。由此，能夠容易地使絕緣部件16變形(撓曲)成比齒槽S的圓周方向的寬度窄。如上所述，根據本實施方式，能夠得到以下的優點。·
(I)由于在絕緣部件形成エ序中形成的絕緣部件16為截面大致C字狀，所以能夠容易地使2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部(頂端部)，即、C字狀的開ロ部側的端部彼此靠近或離開。因此，能夠容易地使絕緣部件16的絕緣連結部16c相反側的端部的寬度縮小的同時，縮小該絕緣部件16在對置部16a、16b的厚度方向上的寬度。由此，能夠容易地使絕緣部件16變形(撓曲)成比齒槽S的圓周方向的寬度Wl窄。因此，在絕緣部件插入エ序中，將絕緣部件16插入到齒槽S中吋，能夠抑制絕緣部件16與齒槽S的內側面接觸。其結果，能夠避免絕緣部件16損傷，所以即使在由厚度薄的絕緣材料41來形成絕緣部件16的情況下，也能夠確保分段導體17與電樞芯7之間的絕緣性。另外，由于在齒槽S的內部沒有形成絕緣部件16重疊的部位，所以能夠抑制起因于絕緣部件16的占積率的下降。由此，能夠確保分段導體17與電樞芯7之間的絕緣性的同時，能夠抑制占積率下降。(2)在導體插人工序中，通過將分段導體17從張開部44側插入到絕緣部件16的內側，從而能夠將分段導體17容易地插入到絕緣部件16的內側。因此，能夠抑制直線部17a、17b的頂端部損傷到絕緣部件16。其結果，有助于減小絕緣部件16的厚度。(3)在倒角エ序中，通過對齒槽S的軸向的兩端開ロ部的開ロ緣部實施倒角加工，從而即使在之后進行的絕緣部件插入エ序中，絕緣部件16擦到齒槽S的軸向的兩端開ロ部的開ロ緣部，也能夠抑制該絕緣部件16因齒槽S的軸向的兩端開ロ部的開ロ緣部而受損。因此，有助于減小絕緣部件16的厚度。(4)在變形エ序中，當絕緣部件16沿著齒槽S的內側面變形時，絕緣部件16的內側的空間在圓周方向上擴大。因此，能夠更加容易地將分段導體17插入到絕緣部件16的內側，所以能夠進一歩抑制分段導體17的頂端部給絕緣部件16造成損傷。由此，也有助于減小絕緣部件16的厚度。(5)在絕緣部件插入エ序中，當絕緣部件16插入到齒槽S中時，2個對置部16a、16b的徑向內側的端部(即，2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部)被插入到狹縫14的內部。而且，絕緣部件16只要形成為在變形エ序中沿著齒槽S的內側面變形了時，2個對置部16a、16b的徑向內側的端部被配置在狹縫14的內部，就能夠將齒槽S的內側面整個覆蓋。因此，像本實施方式這樣，當轉子對置部13a的頂端面(即，平坦面13b)的徑向的長度LI比轉子對置部13a的圓周方向的突出量L2長時，在變形エ序之后可以配置2個對置部16a、16b的徑向內側的端部的范圍在徑向擴大。因此，能夠放寬絕緣部件16上的2個對置部16a、16b的絕緣連結部16c側的端部與絕緣連結部16c相反側的端部之間的長度(即，長度L4)的尺寸精度。其結果，能夠降低定子6的制造成本。(6)由分段導體17構成繞組(分段繞組18)，所以能夠更提高占積率。其結果，能夠減小姆單位輸出的電動機I的體積。另外，齒槽S的軸向的兩端開ロ部的開ロ緣部分別實施倒角而形成倒角部15。因此，在圓周方向上折彎分段導體17的直線部17a、17b時，能夠抑制被夾持在直線部17a、17b與齒槽S的軸向的開ロ部的開ロ緣部之間的絕緣部件16被該開ロ緣部損傷。(7)在定子6中，片狀的絕緣部件16能夠容易地使2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部彼此，即2個對置部16a、16b的徑向內側的端部彼此靠近或分開。因此，能夠減小絕緣部件16上的絕緣連結部16c相反側的端部彼此之間的寬度的同時，容易在對置部16a、16b的厚度方向上減小該絕緣部件16的寬度。因此，能夠容易地將絕緣部件16變形(撓曲)成比齒槽S的圓周方向的寬度窄，所以在將絕緣部件16插入到齒槽S中時，能夠抑制絕緣部件16與齒槽S的內側面接觸。其結果，絕緣部件16的損傷得到抑制， 所以即使在絕緣部件16的厚度薄的情況下，也能夠確保分段導體17與電樞芯7之間的絕緣性。另外，由于在齒槽S的內部沒有形成絕緣部件16重合的部位，所以能夠抑制由絕緣部件16引起的占積率下降。由此，能夠在確保分段導體17與電樞芯7之間的絕緣性的同時，抑制占積率下降。另外，在定子6中，絕緣部件16只要形成為2個對置部16a、16b的徑向內側的端部被配置到狹縫14的內部，就能夠將齒槽S的內側面整個覆蓋。因此，像本實施方式那樣，轉子對置部13a的頂端面(即，平坦面13b)的徑向的長度LI比轉子對置部13a的圓周方向的突出量L2長時，在各絕緣部件16上可以配置2個對置部16a、16b的徑向內側的端部的范圍在徑向上擴大。因此，能夠放寬對置部16a、16b的徑向的長度的尺寸精度。其結果，能夠降低定子6的制造成本。(8)通過使電動機I具備換向極型的轉子21，從而能夠將安裝到轉子21上的磁石35的數量減少一半。因此，能夠降低該電動機I的制造成本。另外，由于轉子21具有空隙36，所以能夠減輕轉子21的重量，能夠減輕整個電動機I的重量。(9)在絕緣部件插入エ序中將該絕緣部件16撓曲的夾具51、52等的約束カ消失時，由于絕緣部件16在自身的彈力作用下要恢復到原形，所以2個對置部16a、16b彼此在圓周方向上分開。因此，在各絕緣部件16上，在圓周方向上分開的2個對置部16a、16b在圓周方向的寬度比齒槽S的圓周方向的寬度Wl還窄的狹縫14的內部與狹縫14的內側面(即，平坦面13b)接觸。像這樣，插入到狹縫14內部的2個對置部16a、16b與狹縫14的內側面接觸，從而絕緣部件16不易相對于電樞芯7移動，所以容易保持配置在齒槽S的內部的狀態。因此，能夠容易地進行在絕緣部件插入エ序之后進行的エ序。(10)在將像以往那樣形成為筒狀的絕緣部件插入到齒槽中的情況下，要求筒狀的絕緣部件具有較高的尺寸精度。相對于此，本實施方式的絕緣部件16中，2個對置部16a、16b上的絕緣連結部16c相反側的端部被插入到向齒槽S的內部及電樞芯7的徑向內側開ロ的狹縫14中，所以能夠放寬絕緣部件16的徑向的長度的尺寸精度(能夠取較大的尺寸公差)。其結果，能夠更降低定子6的制造成本。
(11)在絕緣部件插入工序中，絕緣部件16的2個對置部16a、16b的絕緣連結部16c相反側的端部(頂端部)被插入到狹縫14中。狹縫14向齒槽S的內部及徑向內側開口。也就是說，狹縫14與相應的齒槽S相連并向電樞芯7的徑向內側開口。因此，當將絕緣部件16撓曲時，即使絕緣部件16的徑向(電樞芯7的徑向)的長度增長，也能夠容易地將絕緣部件16插入到齒槽S中。另外，本發明的實施方式也可以按照如下方式變更。在上述實施方式中，轉子21具備空隙36，然而也可以不具備空隙36。另外，轉子21不限于換向極型的轉子。例如，轉子21也可以是在圓周方向上交替配置了 N極磁石和S極磁石的轉子。另外，轉子21可以是按每個磁極將磁石埋設在轉子芯中的磁石埋入型的轉子。另外，轉子21的磁石35的數量不限于5個，可以適當變更。
在上述實施方式中，插入到齒槽S中的導體是構成分段繞組18的大致U字狀的分段導體17。但是，插入到齒槽S中的導體不限于此分段導體17，可以是由銅線等構成的導體。在上述實施方式中，轉子對置部13a的頂端面(S卩，平坦面13b)的徑向的長度LI比轉子對置部13a的圓周方向的突出量L2長。但是，轉子對置部13a的頂端面的徑向的長度LI也可以是轉子對置部13a的圓周方向的突出量L2以下的長度。在上述實施方式中，在絕緣部件插入工序之后進行變形工序，接著進行張開工序。但是，在絕緣部件插入工序之后，絕緣部件16的2個對置部16a、16b在圓周方向分開。因此，由于能夠插入分段導體17，所以也不必一定進行變形工序及張開工序。另外，也可以根據需要，進行變形工序或張開工序的任意一個。在上述實施方式中，張開工序是在變形工序之后進行的，然而只要是在絕緣部件插入工序之后的話，也可以在變形工序之前進行。另外，張開工序也不必一定進行。在上述實施方式的倒角工序中，在齒槽S的軸向的兩端開口部的開口緣部上分別形成了倒角部15，但是也可以只在齒槽S的軸向的兩端開口部之中的任意一個開口部的開口緣部上形成倒角部15。在上述實施方式中，倒角工序是在絕緣部件形成工序之前進行的。但是，倒角工序只要是在絕緣部件插入工序之前即可，可以在任何時候進行。另外，倒角工序也不必一定進行。在上述實施方式的變形工序中，加熱工具61從齒槽S的軸向的一端開口部插入到齒槽S的約3分之I的深度。但是，在變形工序中，將加熱工具61插入到齒槽S中的量不限于此。例如，加熱工具61也可以插入到該齒槽S直到將該齒槽S貫穿。在上述實施方式的絕緣部件插入工序中，將絕緣部件16撓曲成比齒槽S的圓周方向的寬度Wl窄。但是，在絕緣部件插入工序中，也可以將絕緣部件16撓曲成與齒槽S的圓周方向的寬度Wl相同的寬度。在絕緣部件形成工序中形成的絕緣部件16的形狀只要是截面大致C字狀即可，不限于上述實施方式的形狀。另外，“截面大致C字狀”是指包括相互對置的2個對置部和將該2個對置部的相互對置的端部彼此連結的絕緣連結部的絕緣部件的截面形狀，例如也包括截面U字狀。因此，絕緣部件16例如可以形成為對置部16a、16b之間的間隔隨著從緣連結部16c遠離而變寬。
在上述實施方式中，電樞芯7具備60個齒13，從而在圓周方向上具備60個齒槽S。但是，齒13的數量(齒槽S的數量)可以適當變更。·
權利要求
1.一種定子的制造方法，包括 準備電樞芯的工序，該電樞芯具有沿著圓周方向排列的多個齒槽和分別位于所述多個齒槽的徑向內側的多個狹縫，所述多個齒槽分別以在軸向上貫穿所述電樞芯的方式延伸，所述多個狹縫分別與相應的所述齒槽相連，并向電樞芯的徑向內側開口，各個狹縫的圓周方向的寬度小于所述齒槽的圓周方向的寬度； 由片狀的絕緣材料形成絕緣部件的工序，所述絕緣部件具有相互對置的2個對置部和將2個所述對置部的基端部彼此連結的絕緣連結部； 以使2個所述對置部相互靠近而使所述絕緣部件的寬度在所述齒槽的圓周方向的寬度以下的方式將所述絕緣部件撓曲的工序； 在將所述絕緣部件撓曲的狀態下，將2個所述對置部的頂端部從所述電樞芯的軸向插入到各個所述狹縫中的同時，將所述絕緣部件從所述軸向插入到各個所述齒槽中，從而用 絕緣部件將各個齒槽的內側面覆蓋的工序；以及 將構成繞組的導體從所述軸向插入到各個所述齒槽而位于2個所述對置部之間的工序。
2.根據權利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述絕緣部件的工序之后，還包括將從各個所述齒槽向電樞芯的軸向突出的所述絕緣部件的部分在電樞芯的圓周方向上張開，從而形成張開部的工序， 所述導體從所述張開部插入到2個所述對置部之間。
3.根據權利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述絕緣部件的工序之前，還包括對電樞芯的軸向上的所述齒槽的開口緣部實施倒角加工的工序。
4.根據權利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述導體的工序之前，還包括將插入到所述齒槽中的所述絕緣部件變形成沿著所述齒槽的內側面的工序。
5.根據權利要求I所述的定子的制造方法， 所述電樞芯具備環狀部和從所述環狀部向徑向內側延伸的多個齒，各個齒具備頂端部，頂端部具有向圓周方向突出的一對轉子對置部，轉子對置部分別具有頂端面，在相互相鄰的所述齒之間形成有所述齒槽，在圓周方向上彼此對置的所述轉子對置部的頂端面之間形成有所述狹縫， 所述頂端面的徑向的長度比所述轉子對置部的圓周方向的突出量大。
6.根據權利要求I至權利要求5的任意一項所述的定子的制造方法， 所述導體是具有2個直線部和將2個直線部連接的連結部的大致U字狀的分段導體， 在插入所述導體的工序中，所述分段導體上的2個所述直線部分別插入到在圓周方向上錯開的不同的所述齒槽中。
7.一種定子，具備 電樞芯，具有環狀部和從所述環狀部向徑向內側延伸的多個齒，各個齒具備頂端部，該頂端部具有在圓周方向上突出的一對轉子對置部，各個轉子對置部分別具有頂端面，所述頂端面的徑向的長度比所述轉子對置部的圓周方向的突出長度大，在圓周方向上彼此相鄰的所述齒之間形成有齒槽，形成該齒槽的齒槽形成面包括在所述相鄰的齒上相互對置的2個側面和將該側面的徑向外側端部彼此連結的連結面，在所述齒槽的徑向內側，在圓周方向上相互對置的所述轉子對置部的頂端面之間形成有狹縫，所述狹縫與相應的所述齒槽相連并向電樞芯的徑向內側開口，所述狹縫的圓周方向的寬度比所述齒槽的圓周方向的寬度小; 多個絕緣部件，分別將所述齒槽形成面覆蓋，各個所述絕緣部件為包括2個對置部和絕緣連結部的片狀，所述2個對置部分別將所述2個側面覆蓋，所述絕緣連結部將2個所述對置部的徑向外側的基端部彼此連結且將所述連結面覆蓋，2個所述對置部的徑向內側的頂端部被配置在所述狹縫的內部；以及 構成繞組的多個導體，多個導體分別以位于2個所述對置部之間的方式插入到相應的所述齒槽中。
8.—種電動機,具備 權利要求7所述的定子；和 換向極型的轉子，該轉子被配置在所述定子的內側，具有環狀的轉子芯及被固定在該轉子芯上的多個磁石，該多個磁石具有彼此相同的磁性， 所述轉子具備小磁性輕量部，該小磁性輕量部的比重及磁性比構成所述轉子芯的轉子芯材所具有的比重及磁性小。
全文摘要
一種能夠在確保導體與電樞芯之間的絕緣性的同時抑制占積率下降的定子的制造方法、定子及電動機。定子的制造方法，包括準備電樞芯的工序；由片狀的絕緣材料形成具有2個對置部和絕緣連結部的絕緣部件的工序；以使2個對置部相互靠近的方式將所述絕緣部件撓曲的工序；在將絕緣部件撓曲的狀態下，將2個對置部的頂端部從電樞芯的軸向插入到各個狹縫中的同時，將絕緣部件從軸向插入到各個齒槽中，從而用絕緣部件將各個齒槽的內側面覆蓋的工序；以及將導體從軸向插入到各個齒槽而位于2個對置部之間的工序。
文檔編號H02K15/085GK102857046SQ20121022757
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月25日 優先權日2011年6月27日
發明者金原良將, 兼松康廣 申請人:阿斯莫有限公司