专利名称：定子的制造方法、定子及电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及定子的制造方法、定子及具备该定子的电动机。
背景技术：
以往，作为在电动机中使用的定子，已提出了具备SC绕组(分段导体绕组segment conductor winding)的定子等。作为这种定子，提出了一种为了确保导体与电枢芯之间的绝缘性而在构成绕组的导体和电枢芯之间设置了绝缘部件的定子。另外，众所周知，具备SC绕组的定子能够提高绕组的占积率。例如，在日本特开2000-308314号公报中记载的定子具有片状的绝缘部件。该定子的电枢芯具备沿着圆周方向排列的多个齿槽，并且在各齿槽的径向内侧形成有狭缝，狭缝的圆周方向的宽度比齿槽的圆周方向的宽度窄。另外，各狭缝向齿槽的内部及电枢芯的·径向内侧开ロ。而且，所述绝缘部件在将该绝缘部件的端部彼此重合而形成为筒状之后，以该绝缘部件的端部彼此重合形成的重叠部与齿槽的径向外侧的内壁面对置的方式，从齿槽的轴向的一端插入到该齿槽。但是，在日本特开2000-308314号公报中记载的定子中，由于在齿槽的内部存在厚度为绝缘部件厚度的2倍的重叠部，所以存在因该重叠部而导致绕组的占有面积減少、即占积率下降的问题。另外，在日本特开2000-308314号公报中记载了，将整形成与齿槽的内周面对应的四方筒状的绝缘部件插入到齿槽中时，ー边使绝缘部件挠曲ー边插入。在这种情况下，重叠部及四方筒状的绝缘部件的四个角的角部不易挠曲，所以难以使该绝缘部件变形为比齿槽的圆周方向的宽度窄。因此，难以在使绝缘部件不蹭到齿槽的轴向的开ロ缘部或齿槽的内周面的状态下将该绝缘部件插入到齿槽中。在将绝缘部件插入到齿槽中时，绝缘部件若蹭到齿槽的轴向的开ロ缘部或齿槽的内周面，则有可能导致绝缘部件的绝缘性下降。因此，为了确保导体与电枢芯之间的绝缘性，优选增大绝缘部件的厚度。但是，若増大绝缘部件的厚度，则有可能导致占积率下降。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够在确保导体与电枢芯之间的绝缘性的同时抑制占积率下降的定子的制造方法、定子及电动机。为了实现上述目的，本发明的第I方式的定子的制造方法包括准备电枢芯的エ序，该电枢芯具有沿着圆周方向排列的多个齿槽和分别位于所述多个齿槽的径向内侧的多个狭縫。所述多个齿槽分别以在轴向上贯穿所述电枢芯的方式延伸。所述多个狭缝分别与相应的所述齿槽相连，井向电枢芯的径向内侧开ロ。各个狭缝的圆周方向的宽度小于所述齿槽的圆周方向的宽度。上述定子的制造方法包括由片状的绝缘材料形成绝缘部件的エ序。所述绝缘部件具有相互对置的2个对置部和将2个所述对置部的基端部彼此连结的绝缘连结部。上述定子的制造方法包括以使2个所述对置部相互靠近而使所述绝缘部件的宽度在所述齿槽的圆周方向的宽度以下的方式将所述绝缘部件挠曲的エ序。上述定子的制造方法包括这样的エ序，在将所述绝缘部件挠曲的状态下，将2个所述对置部的顶端部从所述电枢芯的轴向插入到各个所述狭缝中的同时，将所述绝缘部件从所述轴向插入到各个所述齿槽中，从而用绝缘部件将各个齿槽的内侧面覆盖。上述定子的制造方法包括将构成绕组的导体从所述轴向插入到各个所述齿槽而位于2个所述对置部之间的エ序。本发明的第2方式的定子，具备电枢芯、多个绝缘部件、以及构成绕组的多个导体。所述电枢芯具有环状部和从所述环状部向径向内侧延伸的多个齿。各个齿具备顶端部，该顶端部具有在圆周方向上突出的ー对转子对置部。各个转子对置部分别具有顶端面。所述顶端面的径向的长度比所述转子对置部的圆周方向的突出长度大。在圆周方向上彼此相邻的所述齿之间形成有齿槽。形成该齿槽的齿槽形成面包括在所述相邻的齿上相互对置的2个侧面和将该侧面的径向外侧端部彼此连结的连结面。在所述齿槽的径向内侧，在圆周方向上相互对置的所述转子对置部的顶端面之间形成有狭缝。所述狭缝与相应的所述齿槽相连并向电枢芯的径向内侧开ロ，所述狭缝的圆周方向的宽度比所述齿槽的圆周方向的宽度 小。所述多个绝缘部件分别将所述齿槽形成面覆盖。各个所述绝缘部件为包括2个对置部和绝缘连结部的片状。所述2个对置部分别将所述2个侧面覆盖。所述绝缘连结部将2个所述对置部的径向外侧的基端部彼此连结且将所述连结面覆盖。2个所述对置部的径向内侧的顶端部被配置在所述狭缝的内部。所述多个导体分别以位于2个所述对置部之间的方式插入到相应的所述齿槽中。本发明的第3方式的电动机，具备上述第2方式所述的定子；和换向极型的转子。该转子被配置在所述定子的内側。该转子具有环状的转子芯及被固定在该转子芯上的多个磁石。该多个磁石具有彼此相同的磁性。所述转子具备小磁性轻量部，该小磁性轻量部的比重及磁性比构成所述转子芯的转子芯材所具有的比重及磁性小。通过以下说明结合附图示例性地阐释本发明的原理，将清楚本发明的其它方面和优点。通过參考目前优选实施例的以下说明及其附图可最好地理解本发明及其目的和优点
图I是本发明的ー实施方式的电动机的剖视图。图2是图I的定子及转子的局部剖视图。图3是图2的定子的局部放大剖视图。图4A是图3的电枢芯的局部放大立体图。图4B是沿着表示电枢芯的图4A的IV-IV线的端视图。图5是图2的定子的局部剖视图。图6是图5的分段导体的示意图。图7是图2的转子的立体图。图8A是图3的绝缘部件的俯视图。图8B是图8A的绝缘部件的立体图。图9是用于说明图8B的绝缘部件插入エ序的示意图。
图10是用于说明图8B的绝缘部件插入エ序的电枢芯及绝缘部件的局部剖视图。图11是绝缘部件插入エ序后的电枢芯及绝缘部件的局部剖视图。图12A 13B是用于说明张开エ序的示意图。图14是用于说明变形エ序的示意图。图15是用于说明导体插入エ序的示意图。
具体实施例方式下面，依照附图来说明将本发明具体化的一个实施方式。
如图I所示，电动机I的电动机壳体2具有筒状外壳3，形成为有底筒状；和正面端板4，将该筒状外壳3的正面侧(图I中左側)的开ロ部封闭。另外，在筒状外壳3的背面侧(图I中右侧)的端部上安装有电路收纳箱5，电路收纳箱5中收纳了电路板等电源电路。在筒状外壳3的内周面固定着定子6。定子6具有电枢芯7。电枢芯7通过层叠多个芯片11来形成。所述芯片11具有板形状，由钢板构成。而且，如图2所示，电枢芯7具有形成为圆环状的环状部12 ;和沿着圆周方向排列的多个齿13。多个齿13分别从所述环状部12向径向内侧延伸。本实施方式的电枢芯7具备60个齿13。如图3所示，在各齿13的径向内侧的端部、即顶端部上形成有一对转子对置部13a, —对转子对置部13a在圆周方向上彼此向相反侧突出。各转子对置部13a的顶端面(即，转子对置部13a在圆周方向上的端面)构成以大致沿着径向的方式延伸并与轴向平行的平面状的平坦面13b。在圆周方向上对置的转子对置部13a的平坦面13b彼此相互平行。另外，平坦面13b的径向的长度LI比转子对置部13a在圆周方向上的突出量L2长。此外，各转子对置部13a具有位于径向外侧的2个倾斜面13c。各个倾斜面13c以随着从转子对置部13a的基端朝向顶端而从环状部12渐远的方式傾斜。而且，在电枢芯7上，在圆周方向上相邻的齿13之间形成有齿槽S，齿槽S在轴向上贯穿电枢芯7。此外，在各齿13的顶端部上设置有所述转子对置部13a，从而在各齿槽S的径向内侧形成有狭缝14，狭缝14在圆周方向上的宽度W2比齿槽S在圆周方向上的宽度Wl窄。各狭缝14是形成于在圆周方向上对置的平坦面13b之间的缝隙。各狭缝14向径向两侧开ロ，在径向外侧，向齿槽的内部开ロ，在径向内侧，向电枢芯7内侧的空间(S卩，比齿13的径向内侧的顶端面靠近径向内侧的空间)开ロ。此外，各狭缝14还向轴向的两侧开ロ。而且，各齿槽S通过该狭缝14与电枢芯7内侧的空间连通。另外，在本实施方式中，各齿槽S是相邻的齿13之间的空间，是比平坦面13b靠径向外侧的部分。即，齿槽S由齿槽形成面形成，齿槽形成面包括在相邻的齿13上相互对置的2个侧面和将该侧面的径向外侧端部彼此连结的连结面。更详细地说，各齿槽S是由齿13的圆周方向的两侧面上的比转子对置部13a靠近径向外侧的部位(径向外侧端部)、倾斜面13c、及在相邻的齿13之间露出到径向内侧的环状部12的内侧面包围起来的空间。如图4A及图4B所示，各齿槽S的轴向的两端开ロ部(一端开ロ部及另一端开ロ部)的各个开ロ缘部上形成有倒角部15，倒角部15通过对各齿槽S上的开ロ部的角部进行倒角加工而形成。倒角部15例如通过冲压加工对所述开ロ缘部的角部进行按压而形成。在本实施方式中，倒角部15具有将所述开ロ缘部加工成圆弧状的形状。
如图3所示,在各齿槽S中插入有片状的绝缘部件16,绝缘部件16由绝缘性树脂材料形成。本实施方式的绝缘部件16的厚度为小于所述狭缝14的圆周方向的宽度W2的一半的值。各绝缘部件16具有以彼此对置的方式形成为折返形状的两端部，从轴向插入到齿槽S中。该绝缘部件16包括2个对置部16a、16b，分别将齿槽S的圆周方向的两侧面覆盖；以及绝缘连结部16c，将2个对置部16a、16b的径向外侧的端部(基端部)彼此连结，将齿槽S的径向外侧的侧面覆盖。而且，2个对置部16a、16b的径向内侧的端部被配置在所述狭缝14的内部。另外，在各绝缘部件16中，2个对置部16a、16b在圆周方向上分开着。而且,插入到齿槽S中的绝缘部件16被整形成沿着齿槽S的内侧面，将齿槽S的内侧面覆盖。即，绝缘部件16将在圆周方向上彼此相邻的齿13中彼此对置的两侧面(详细地说，比两侧面上的转子对置部13a靠近径向外侧的部位)、倾斜面13c、及位于相邻的齿13之间并露出到径向内侧的环状部12的内侧面(将2个对置部16a、16b的径向外侧的端部彼此连结、且位于齿槽S的径向外侧的所述环状部12的侧面)覆盖。此外，各绝缘部件16的2个对置 部16a、16b的径向内侧的端部分别在狭缝14内将平坦面13b覆盖。另外，如图5所示，在轴向上，绝缘部件16的长度比齿槽S的长度长，绝缘部件16从齿槽S的轴向的两端开ロ部突出到齿槽S的外部。如图2所示，在电枢芯7上缠绕有3相(U相、V相、W相)星形连接的分段绕组18。分段绕组18构成为多个分段导体17彼此电连接。各分段导体17由截面形状均一的线材形成，形成为大致U字状，具有2个直线部17a、17b和将这些直线部17a、17b连结的连结部17c。如图5及图6所示，直线部17a、17b贯穿于在圆周方向上位置不同的齿槽S中，并在齿槽S内配置于不同的径向位置(内侧和外侧)。另外，如图4及图6所示，在本实施方式的定子6中，在齿槽S内沿着径向配置有4个所述直线部17a、17b。而且，作为所述分段导体17包括2种分段导体，第一种是2个直线部17a、17b位于从径向内侧起第一个和第四个的分段导体17(图6中示于外侧的分段导体17x)，第二种是2个直线部17a、17b位于从径向内侧起第二个和第三个的分段导体(图6中示于内侧的分段导体17y)。另外，分段绕组18主要由上述的大致U字状的2种分段导体17构成。但是，作为分段绕组18的一部分且成为例如绕组端部(电源连接端子、中性点连接端子等)的分段导体17，使用特殊种类的分段导体(例如只具备I个直线部的分段导体)。而且，如图5及图6所示，在轴向上贯穿齿槽S并突出到外部的各直线部17a、17b的顶端部变形(折弯)。已变形的顶端部通过焊接等而与其他的顶端部或特殊种类的分段导体电连接。像这样，各直线部17a、17b的顶端部与其他的直线部17a、17b的顶端部、特殊种类的分段导体电连接，从而由多个分段导体17构成分段绕组18。另外，各直线部17a、17b被插入到绝缘部件16的内侧并将齿槽S贯穿。而且，各直线部17a、17b的顶端部在倒角部15附近折弯，隔着所述绝缘部件16被所述倒角部15按压。在图6中，用双点划线示出折弯了的直线部17a、17b的顶端侧的部位。另外，各分段导体17通过介于各分段导体17与电枢芯7之间的绝缘部件16而与电枢芯7电绝缘。如图I所示，在定子6的内侧配置有与该定子6在径向上对置的转子21。在转子21上贯穿插入有旋转轴22，转子21被紧固在旋转轴22上。在本实施方式中，旋转轴22是金属(优选非磁体材质)制轴，通过被支承在筒状外壳3的底部3a上的轴承24及被支承在正面端板4上的轴承25可自由旋转地支承。转子21是换向极型转子。如图7所示，转子21具有通过层叠由钢板形成的多张转子用芯片26而形成的环状的转子芯27，该转子芯27被外嵌到旋转轴22上而被紧固。如图I、图2及图7所示，转子芯27具有轴固定筒部31，形成为圆筒状，被外嵌到旋转轴22上；磁石固定筒部32，将该轴固定筒部31的外侧面隔着一定间隔包囲；以及桥接部33，以轴固定筒部31与磁石固定筒部32之间的间隔保持恒定的方式将轴固定筒部31和磁石固定筒部32之间连结。在磁石固定筒部32的外周面上,沿着圆周方向以等角度间隔设置有5个凹部32a。各个凹部32a分别形成为俯视呈扇形状，并在整个轴向上延伸。而且，通过形成扇状的凹部32a，从而在磁石固定筒部32上形成分别位于各凹部32a之间的5个突极34。在沿圆周方向形成的5个凹部32a上分别紧固配置有磁石35。5个磁石35分别以在径向上内侧的面为N极、在径向上定子6侧(外側)的面为S极的方式配置在转子芯·27上。其结果，在圆周方向上与磁石35相邻的突极34的外侧面(定子6侧的面)的磁极为N极,与磁石35的外侧面不同。另外，本实施方式的与转子21对应的定子6的齿13的数量“Z”如下设定。将转子21的磁石35的数量(=磁极对)设为“P”(其中，P为2以上的整数)，将分段绕组18的相数设为“m”时，齿13的数量“Z”如下“Z = 2XpXmXn”(其中，“n” 为自然数)。在本实施方式中，根据该数学式，齿13的数量“Z”被设为Z = 2X5 (磁石35的数量)X3(相数)X2 = 60。另外，将轴固定筒部31和磁石固定筒部32连结保持的桥接部33在转子21上设置有5个。各桥接部33从轴固定筒部31的外周面延出，并与磁石固定筒部32的内周面相连。具体地讲，各桥接部33在凹部32a对应的位置与磁石固定筒部32的内周面相连。而且，各桥接部33被设置成其圆周方向的中心位置(角度)与磁石35的圆周方向的中心位置(角度)在径向上排列(角度一致)。而且，形成在轴固定筒部31的外侧面与磁石固定筒部32的内侧面之间的空间被沿着圆周方向配置的5个桥接部33分割成5个部分。由此，在轴固定筒部31与磁石固定筒部32之间形成在轴向上贯穿的5个空隙36。该空隙36的比重及磁性比由积层钢板构成的转子芯材小，所以转子芯27通过形成有该空隙36而变轻，能够减轻电动机I。也就是说，空隙36作为小磁性轻量部发挥作用。如图I及图2所示，在上述的电动机I中，当从电路收纳箱5内的电源电路向分段绕组18供给驱动电流时，在定子6上产生用于使转子21旋转的旋转磁场，在齿13与转子21之间收受磁通，转子21被旋转驱动。接着，说明本实施方式的定子6的制造方法。首先，如图4A及图4B所示，进行对齿槽S的轴向的两端开ロ部的开ロ缘部实施倒角加工的倒角エ序。在倒角エ序中，对各齿槽S的轴向的两端的开ロ部的各个开ロ缘部的角部实施冲压加工，从而在该角部上形成圆弧状的倒角。由此，在各齿槽S的开ロ缘部上形成圆弧状的倒角部15。接着，如图8A及图8B所示,进行绝缘部件形成エ序，由片状的绝缘材料41形成截面呈大致C字状的绝缘部件16。绝缘材料41形成为四边形的片状。而且，在绝缘部件形成エ序中，将绝缘材料41以该绝缘材料41的两端部彼此对置的方式折弯。由此，由绝缘材料41形成截面呈C字状的绝缘部件16，绝缘部件16具有相互对置的2个对置部16a、16b ；和将2个对置部16a、16b的相互对置的基端部彼此连结的绝缘连结部16c。在绝缘部件形成エ序中形成的绝缘部件16中，对置部16a、16b在厚度方向上相互对置且平行地延伸。另外，绝缘连结部16c形成为四边形状，并且对置部16a、16b与绝缘连结部16c形成直角。而且，绝缘部件16的宽度W3(绝缘部件16在对置部16a、16b的对置方向上的宽度)比齿槽S的圆周方向的宽度Wl(參见图3)稍微窄。此外，绝缘部件16的长度L3(与对置部16a、16b及绝缘连结部16c平行的方向的长度)比齿槽S的轴向的长度长。另外，对置部16a、16b在与绝缘连结部16c正交的方向上的长度L4比图10所示的齿槽S的径向的长度L5长，在本实施方式中，与齿13 的径向的长度(即，齿13的基端与顶端之间的长度)大致相等。接着,如图9所示,进行绝缘部件插入エ序,将绝缘部件16插入到齿槽S中。在绝缘部件插入エ序中，利用由未予图示的驱动装置驱动的一对夹具51、52，将在所述绝缘部件形成エ序中形成的绝缘部件16的对置部16a、16b从对置部16a、16b的对置方向的两侧慢慢地夹持。由此，使对置部16a、16b相互靠近的同时，将绝缘连结部16c挠曲以缩小对置部16a、16b之间的间隔。被夹具51、52夹持的绝缘部件16由在绝缘部件形成エ序中形成的形状变形(挠曲)，如图10所示，其宽度W4变得比齿槽S的圆周方向的宽度Wl窄。此外，在对置部16a、16b的绝缘连结部16c相反侧的端部(顶端部)上，绝缘部件16的宽度W5比狭缝14的圆周方向的宽度W2窄。而且，如图9所示，被夹具51、52夹持的绝缘部件16以绝缘连结部16c侧的端部朝向电枢芯7的径向外侧、且绝缘连结部16c相反侧的端部朝向电枢芯7的径向内侧的方式在轴向上与齿槽S的轴向的一端开ロ部对置配置。此时，绝缘连结部16c沿着电枢芯7的轴向延伸。而且，通过未予图示的工具，使绝缘部件16沿着电枢芯7的轴向相对于夹具51、52移动，从而将绝缘部件16从齿槽S的轴向的一端开ロ部沿着电枢芯7的轴向插入到齿槽S的内部。此时，一对对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部(S卩，对置部16a、16b的径向内侧的端部)从轴向插入到狭缝14内。另外，如图10所示，2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部能够从狭缝14突出到电枢芯7的内側。此外，如上所述，绝缘部件16通过被夹具51、52夹持，从而其宽度W4比齿槽S的圆周方向的宽度Wl窄，该绝缘部件16的绝缘连结部16c相反侧的端部的宽度W5比狭缝14的圆周方向的宽度W2窄。因此，绝缘部件16能够在不与齿槽S的内侧面及狭缝14的内侧面(即，平坦面13b)接触的状态下插入到齿槽S的内部。而且，绝缘部件16插入到齿槽S内，直到处于在轴向上将齿槽S贯穿并从齿槽S的轴向的两侧的开ロ部向轴向的两侧突出的状态。插入到各齿槽S中的绝缘部件16因由夹具51、52产生的约束カ解除，而如图11所示，在绝缘部件16的弹力作用下对置部16a、16b张开而在圆周方向上彼此分开。因此，对置部16a、16b的绝缘连结部16c相反侧的端部，SP、对置部16a、16b的径向内侧的端部与狭缝14的内侧面接触。由此，通过对置部16a、16b的径向内侧的端部与狭缝14的内侧面之间的摩擦力，容易将绝缘部件16保持在齿槽S的内部。接着，进行绝缘部件变形エ序，使绝缘部件16变形而贴着齿槽S的内侧面。如图14所示，在绝缘部件变形エ序中，使用截面形状比齿槽S的截面形状(与轴向正交的截面形状)小一圈(小与绝缘部件16的厚度对应的量)的棒状的加热工具61。加热工具61可通过未予图示的驱动装置沿着电枢芯7的轴向移动。而且，通过将加热到预定温度的加热工具61插入到各绝缘部件16的内侧，从而能够使各绝缘部件16变形而贴着齿槽S的内侧面。此时,加热工具61从齿槽S的轴向的一端开ロ部插入到齿槽S内，并插入到齿槽S的约3分之I的深度。由此，在各齿槽S的轴向的一端开ロ部侧中，绝缘部件16形成为贴着齿槽S的内侧面的形状，所以绝缘部件16的内侧空间在圆周方向上扩大。接着，如图12A及图12B所示，进行张开エ序，将从齿槽S向轴向突出的绝缘部件16的轴向的一端部在圆周方向上张开。在张开エ序中，在从齿槽S的轴向的一端开ロ部突出的绝缘部件16的轴向的一端部上，压接被加热到预定温度的加热成形器71。加热成形器71由形成为大致四角锥状的多个加热成形部72连成一体而成。另外，在图12A及图12B中，只示出多个加热成形部72之中的I个。加热成形部72的顶端部72a形成为与齿槽S的形状对应的形状，能够插入到齿槽S中。并且，加热成形部72的基端侧的部位形成为其 圆周方向的宽度比齿槽S的圆周方向的宽度大。此外，多个(本实施方式中为30个)加热成形部72在圆周方向上隔着预定的间隔配置，以便能够同时插入到隔ー个的齿槽S中。如图12A所示，被加热到预定温度的加热成形部72通过加热成形器71的未予图示的驱动装置而以从轴向朝向与从齿槽S的轴向的一端开ロ部突出的绝缘部件16的轴向的一端部的内侧抵接的方式移动。另外，从齿槽S的轴向的一端开ロ部突出的绝缘部件16的轴向的一端部是在所述变形エ序中被插入加热工具61的一侧的端部。而且，如图12B所示，加热成形部72被按压到绝缘部件16的内侧，直到其顶端部72a从齿槽S的轴向的一端开ロ部插入到齿槽S的内部。由此，从齿槽S的轴向的一端开ロ部突出的绝缘部件16的轴向的一端部根据加热成形部72的外形形状而在圆周方向上张开。即，在从齿槽S的轴向的一端开ロ部突出的绝缘部件16的轴向的一端部上形成有在圆周方向上张开的张开部44。在本实施方式的张开エ序中，如图13A所示，在插入到圆周方向上隔ー个的齿槽S内的绝缘部件16的轴向的一端部上形成张开部44时，加热成形部72通过驱动装置而在轴向上从电枢芯7脱离。然后，加热成形部72通过驱动装置而在圆周方向上移动I个齿槽分，如图13B所示，通过加热成形部72同样地在插入到剩下的隔I个的齿槽S内的绝缘部件16的轴向的一端部上形成张开部44。接着，如图15所示，进行导体插入エ序，向插入到齿槽S内的绝缘部件16的内侧，从轴向插入多个分段导体17。在导体插人工序中，将分段导体17的2个直线部17a、17b分别插入到在圆周方向上相隔预定数量的2个齿槽S中。直线部17a、17b从张开部44侧插入到绝缘部件16的内侦彳。另外，分段导体17沿着电枢芯7的轴向相对于电枢芯7移动，直到直线部17a、17b的顶端部从齿槽S的轴向的另一端开ロ部(S卩，张开部44相反侧的开ロ部)突出到齿槽S的外部。接着，进行折弯エ序，将从齿槽S的轴向的另一端开ロ部突出的直线部17a、17b的顶端部在圆周方向上折弯。如图5所示，在折弯エ序中，各直线部17a、17b在与齿槽S的轴向的另一端开ロ部的开ロ缘部上设置的倒角部15之间存在绝缘部件16的状态下，对倒角部15进行按压并在该倒角部15附近沿圆周方向折弯。而且，各直线部17a、17b的顶端部在圆周方向上折弯，从而各直线部17a、17b的顶端分别被配置在与相连的其他直线部17a、17b相邻的位置上。接着，进行将直线部17a、17b电连接的连接エ序。在连接エ序中，通过焊接将各个直线部17a、17b分别与其他直线部17a、17b电连接。由此，由多个分段导体17形成分段绕组18，这样来完成定子6。接着，阐述本实施方式的定子6的制造方法的作用。在绝缘部件形成エ序中形成的绝缘部件16为截面大致C字状，所以容易使在2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部，即C字状的开ロ部侧的端部靠近。因此，在绝缘部件插入エ序中，容易缩小绝缘部件16的绝缘连结部16c相反侧的端部的宽度的同时，容易在对置部16a、16b的厚度方向上缩小该绝缘部件16的宽度。由此，能够容易地使绝缘部件16变形(挠曲)成比齿槽S的圆周方向的宽度窄。如上所述，根据本实施方式，能够得到以下的优点。·
(I)由于在绝缘部件形成エ序中形成的绝缘部件16为截面大致C字状，所以能够容易地使2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部(顶端部)，即、C字状的开ロ部侧的端部彼此靠近或离开。因此，能够容易地使绝缘部件16的绝缘连结部16c相反侧的端部的宽度缩小的同时，缩小该绝缘部件16在对置部16a、16b的厚度方向上的宽度。由此，能够容易地使绝缘部件16变形(挠曲)成比齿槽S的圆周方向的宽度Wl窄。因此，在绝缘部件插入エ序中，将绝缘部件16插入到齿槽S中吋，能够抑制绝缘部件16与齿槽S的内侧面接触。其结果，能够避免绝缘部件16损伤，所以即使在由厚度薄的绝缘材料41来形成绝缘部件16的情况下，也能够确保分段导体17与电枢芯7之间的绝缘性。另外，由于在齿槽S的内部没有形成绝缘部件16重叠的部位，所以能够抑制起因于绝缘部件16的占积率的下降。由此，能够确保分段导体17与电枢芯7之间的绝缘性的同时，能够抑制占积率下降。(2)在导体插人工序中，通过将分段导体17从张开部44侧插入到绝缘部件16的内侧，从而能够将分段导体17容易地插入到绝缘部件16的内側。因此，能够抑制直线部17a、17b的顶端部损伤到绝缘部件16。其结果，有助于减小绝缘部件16的厚度。(3)在倒角エ序中，通过对齿槽S的轴向的两端开ロ部的开ロ缘部实施倒角加工，从而即使在之后进行的绝缘部件插入エ序中，绝缘部件16擦到齿槽S的轴向的两端开ロ部的开ロ缘部，也能够抑制该绝缘部件16因齿槽S的轴向的两端开ロ部的开ロ缘部而受损。因此，有助于减小绝缘部件16的厚度。(4)在变形エ序中，当绝缘部件16沿着齿槽S的内侧面变形时，绝缘部件16的内侧的空间在圆周方向上扩大。因此，能够更加容易地将分段导体17插入到绝缘部件16的内侧，所以能够进一歩抑制分段导体17的顶端部给绝缘部件16造成损伤。由此，也有助于减小绝缘部件16的厚度。(5)在绝缘部件插入エ序中，当绝缘部件16插入到齿槽S中时，2个对置部16a、16b的径向内侧的端部(即，2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部)被插入到狭缝14的内部。而且，绝缘部件16只要形成为在变形エ序中沿着齿槽S的内侧面变形了时，2个对置部16a、16b的径向内侧的端部被配置在狭缝14的内部，就能够将齿槽S的内侧面整个覆盖。因此，像本实施方式这样，当转子对置部13a的顶端面(即，平坦面13b)的径向的长度LI比转子对置部13a的圆周方向的突出量L2长时，在变形エ序之后可以配置2个对置部16a、16b的径向内侧的端部的范围在径向扩大。因此，能够放宽绝缘部件16上的2个对置部16a、16b的绝缘连结部16c侧的端部与绝缘连结部16c相反侧的端部之间的长度(即，长度L4)的尺寸精度。其结果，能够降低定子6的制造成本。(6)由分段导体17构成绕组(分段绕组18)，所以能够更提高占积率。其结果，能够减小姆单位输出的电动机I的体积。另外，齿槽S的轴向的两端开ロ部的开ロ缘部分别实施倒角而形成倒角部15。因此，在圆周方向上折弯分段导体17的直线部17a、17b时，能够抑制被夹持在直线部17a、17b与齿槽S的轴向的开ロ部的开ロ缘部之间的绝缘部件16被该开ロ缘部损伤。(7)在定子6中，片状的绝缘部件16能够容易地使2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部彼此，即2个对置部16a、16b的径向内侧的端部彼此靠近或分开。因此，能够减小绝缘部件16上的绝缘连结部16c相反侧的端部彼此之间的宽度的同时，容易在对置部16a、16b的厚度方向上减小该绝缘部件16的宽度。因此，能够容易地将绝缘部件16变形(挠曲)成比齿槽S的圆周方向的宽度窄，所以在将绝缘部件16插入到齿槽S中时，能够抑制绝缘部件16与齿槽S的内侧面接触。其结果，绝缘部件16的损伤得到抑制， 所以即使在绝缘部件16的厚度薄的情况下，也能够确保分段导体17与电枢芯7之间的绝缘性。另外，由于在齿槽S的内部没有形成绝缘部件16重合的部位，所以能够抑制由绝缘部件16引起的占积率下降。由此，能够在确保分段导体17与电枢芯7之间的绝缘性的同时，抑制占积率下降。另外，在定子6中，绝缘部件16只要形成为2个对置部16a、16b的径向内侧的端部被配置到狭缝14的内部，就能够将齿槽S的内侧面整个覆盖。因此，像本实施方式那样，转子对置部13a的顶端面(即，平坦面13b)的径向的长度LI比转子对置部13a的圆周方向的突出量L2长时，在各绝缘部件16上可以配置2个对置部16a、16b的径向内侧的端部的范围在径向上扩大。因此，能够放宽对置部16a、16b的径向的长度的尺寸精度。其結果，能够降低定子6的制造成本。(8)通过使电动机I具备换向极型的转子21，从而能够将安装到转子21上的磁石35的数量減少一半。因此，能够降低该电动机I的制造成本。另外，由于转子21具有空隙36，所以能够减轻转子21的重量，能够减轻整个电动机I的重量。(9)在绝缘部件插入エ序中将该绝缘部件16挠曲的夹具51、52等的约束カ消失时，由于绝缘部件16在自身的弹力作用下要恢复到原形，所以2个对置部16a、16b彼此在圆周方向上分开。因此，在各绝缘部件16上，在圆周方向上分开的2个对置部16a、16b在圆周方向的宽度比齿槽S的圆周方向的宽度Wl还窄的狭缝14的内部与狭缝14的内侧面(即，平坦面13b)接触。像这样，插入到狭缝14内部的2个对置部16a、16b与狭缝14的内侧面接触，从而绝缘部件16不易相对于电枢芯7移动，所以容易保持配置在齿槽S的内部的状态。因此，能够容易地进行在绝缘部件插入エ序之后进行的エ序。(10)在将像以往那样形成为筒状的绝缘部件插入到齿槽中的情况下，要求筒状的绝缘部件具有较高的尺寸精度。相对于此，本实施方式的绝缘部件16中，2个对置部16a、16b上的绝缘连结部16c相反侧的端部被插入到向齿槽S的内部及电枢芯7的径向内侧开ロ的狭缝14中，所以能够放宽绝缘部件16的径向的长度的尺寸精度(能够取较大的尺寸公差)。其结果，能够更降低定子6的制造成本。
(11)在绝缘部件插入工序中，绝缘部件16的2个对置部16a、16b的绝缘连结部16c相反侧的端部(顶端部)被插入到狭缝14中。狭缝14向齿槽S的内部及径向内侧开口。也就是说，狭缝14与相应的齿槽S相连并向电枢芯7的径向内侧开口。因此，当将绝缘部件16挠曲时，即使绝缘部件16的径向(电枢芯7的径向)的长度增长，也能够容易地将绝缘部件16插入到齿槽S中。另外，本发明的实施方式也可以按照如下方式变更。在上述实施方式中，转子21具备空隙36，然而也可以不具备空隙36。另外，转子21不限于换向极型的转子。例如，转子21也可以是在圆周方向上交替配置了 N极磁石和S极磁石的转子。另外，转子21可以是按每个磁极将磁石埋设在转子芯中的磁石埋入型的转子。另外，转子21的磁石35的数量不限于5个，可以适当变更。
在上述实施方式中，插入到齿槽S中的导体是构成分段绕组18的大致U字状的分段导体17。但是，插入到齿槽S中的导体不限于此分段导体17，可以是由铜线等构成的导体。在上述实施方式中，转子对置部13a的顶端面(S卩，平坦面13b)的径向的长度LI比转子对置部13a的圆周方向的突出量L2长。但是，转子对置部13a的顶端面的径向的长度LI也可以是转子对置部13a的圆周方向的突出量L2以下的长度。在上述实施方式中，在绝缘部件插入工序之后进行变形工序，接着进行张开工序。但是，在绝缘部件插入工序之后，绝缘部件16的2个对置部16a、16b在圆周方向分开。因此，由于能够插入分段导体17，所以也不必一定进行变形工序及张开工序。另外，也可以根据需要，进行变形工序或张开工序的任意一个。在上述实施方式中，张开工序是在变形工序之后进行的，然而只要是在绝缘部件插入工序之后的话，也可以在变形工序之前进行。另外，张开工序也不必一定进行。在上述实施方式的倒角工序中，在齿槽S的轴向的两端开口部的开口缘部上分别形成了倒角部15，但是也可以只在齿槽S的轴向的两端开口部之中的任意一个开口部的开口缘部上形成倒角部15。在上述实施方式中，倒角工序是在绝缘部件形成工序之前进行的。但是，倒角工序只要是在绝缘部件插入工序之前即可，可以在任何时候进行。另外，倒角工序也不必一定进行。在上述实施方式的变形工序中，加热工具61从齿槽S的轴向的一端开口部插入到齿槽S的约3分之I的深度。但是，在变形工序中，将加热工具61插入到齿槽S中的量不限于此。例如，加热工具61也可以插入到该齿槽S直到将该齿槽S贯穿。在上述实施方式的绝缘部件插入工序中，将绝缘部件16挠曲成比齿槽S的圆周方向的宽度Wl窄。但是，在绝缘部件插入工序中，也可以将绝缘部件16挠曲成与齿槽S的圆周方向的宽度Wl相同的宽度。在绝缘部件形成工序中形成的绝缘部件16的形状只要是截面大致C字状即可，不限于上述实施方式的形状。另外，“截面大致C字状”是指包括相互对置的2个对置部和将该2个对置部的相互对置的端部彼此连结的绝缘连结部的绝缘部件的截面形状，例如也包括截面U字状。因此，绝缘部件16例如可以形成为对置部16a、16b之间的间隔随着从缘连结部16c远离而变宽。
在上述实施方式中，电枢芯7具备60个齿13，从而在圆周方向上具备60个齿槽S。但是，齿13的数量(齿槽S的数量)可以适当变更。·
权利要求
1.一种定子的制造方法，包括 准备电枢芯的工序，该电枢芯具有沿着圆周方向排列的多个齿槽和分别位于所述多个齿槽的径向内侧的多个狭缝，所述多个齿槽分别以在轴向上贯穿所述电枢芯的方式延伸，所述多个狭缝分别与相应的所述齿槽相连，并向电枢芯的径向内侧开口，各个狭缝的圆周方向的宽度小于所述齿槽的圆周方向的宽度； 由片状的绝缘材料形成绝缘部件的工序，所述绝缘部件具有相互对置的2个对置部和将2个所述对置部的基端部彼此连结的绝缘连结部； 以使2个所述对置部相互靠近而使所述绝缘部件的宽度在所述齿槽的圆周方向的宽度以下的方式将所述绝缘部件挠曲的工序； 在将所述绝缘部件挠曲的状态下，将2个所述对置部的顶端部从所述电枢芯的轴向插入到各个所述狭缝中的同时，将所述绝缘部件从所述轴向插入到各个所述齿槽中，从而用 绝缘部件将各个齿槽的内侧面覆盖的工序；以及 将构成绕组的导体从所述轴向插入到各个所述齿槽而位于2个所述对置部之间的工序。
2.根据权利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述绝缘部件的工序之后，还包括将从各个所述齿槽向电枢芯的轴向突出的所述绝缘部件的部分在电枢芯的圆周方向上张开，从而形成张开部的工序， 所述导体从所述张开部插入到2个所述对置部之间。
3.根据权利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述绝缘部件的工序之前，还包括对电枢芯的轴向上的所述齿槽的开口缘部实施倒角加工的工序。
4.根据权利要求I所述的定子的制造方法， 在插入所述导体的工序之前，还包括将插入到所述齿槽中的所述绝缘部件变形成沿着所述齿槽的内侧面的工序。
5.根据权利要求I所述的定子的制造方法， 所述电枢芯具备环状部和从所述环状部向径向内侧延伸的多个齿，各个齿具备顶端部，顶端部具有向圆周方向突出的一对转子对置部，转子对置部分别具有顶端面，在相互相邻的所述齿之间形成有所述齿槽，在圆周方向上彼此对置的所述转子对置部的顶端面之间形成有所述狭缝， 所述顶端面的径向的长度比所述转子对置部的圆周方向的突出量大。
6.根据权利要求I至权利要求5的任意一项所述的定子的制造方法， 所述导体是具有2个直线部和将2个直线部连接的连结部的大致U字状的分段导体， 在插入所述导体的工序中，所述分段导体上的2个所述直线部分别插入到在圆周方向上错开的不同的所述齿槽中。
7.一种定子，具备 电枢芯，具有环状部和从所述环状部向径向内侧延伸的多个齿，各个齿具备顶端部，该顶端部具有在圆周方向上突出的一对转子对置部，各个转子对置部分别具有顶端面，所述顶端面的径向的长度比所述转子对置部的圆周方向的突出长度大，在圆周方向上彼此相邻的所述齿之间形成有齿槽，形成该齿槽的齿槽形成面包括在所述相邻的齿上相互对置的2个侧面和将该侧面的径向外侧端部彼此连结的连结面，在所述齿槽的径向内侧，在圆周方向上相互对置的所述转子对置部的顶端面之间形成有狭缝，所述狭缝与相应的所述齿槽相连并向电枢芯的径向内侧开口，所述狭缝的圆周方向的宽度比所述齿槽的圆周方向的宽度小; 多个绝缘部件，分别将所述齿槽形成面覆盖，各个所述绝缘部件为包括2个对置部和绝缘连结部的片状，所述2个对置部分别将所述2个侧面覆盖，所述绝缘连结部将2个所述对置部的径向外侧的基端部彼此连结且将所述连结面覆盖，2个所述对置部的径向内侧的顶端部被配置在所述狭缝的内部；以及 构成绕组的多个导体，多个导体分别以位于2个所述对置部之间的方式插入到相应的所述齿槽中。
8.—种电动机,具备 权利要求7所述的定子；和 换向极型的转子，该转子被配置在所述定子的内侧，具有环状的转子芯及被固定在该转子芯上的多个磁石，该多个磁石具有彼此相同的磁性， 所述转子具备小磁性轻量部，该小磁性轻量部的比重及磁性比构成所述转子芯的转子芯材所具有的比重及磁性小。
全文摘要
一种能够在确保导体与电枢芯之间的绝缘性的同时抑制占积率下降的定子的制造方法、定子及电动机。定子的制造方法，包括准备电枢芯的工序；由片状的绝缘材料形成具有2个对置部和绝缘连结部的绝缘部件的工序；以使2个对置部相互靠近的方式将所述绝缘部件挠曲的工序；在将绝缘部件挠曲的状态下，将2个对置部的顶端部从电枢芯的轴向插入到各个狭缝中的同时，将绝缘部件从轴向插入到各个齿槽中，从而用绝缘部件将各个齿槽的内侧面覆盖的工序；以及将导体从轴向插入到各个齿槽而位于2个对置部之间的工序。
文档编号H02K15/085GK102857046SQ20121022757
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月25日 优先权日2011年6月27日
发明者金原良将, 兼松康广 申请人:阿斯莫有限公司