定子及定子的制造方法与流程

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定子及定子的制造方法与流程

本发明涉及定子及定子的制造方法。



背景技术:

以往,已知有具备通过层叠环状的钢板而形成的铁心和收容于铁心的槽的线圈的定子。这样的定子例如被日本特开2012-125043号公报所公开。

在日本特开2012-125043号公报中记载的定子中,连续卷绕(同心卷绕)相同导线(同心卷绕)而成的多个同心卷绕线圈收容于通过层叠环状的钢板而形成的铁心的槽。在该同心卷绕线圈中,从径向观察,轴向上一侧的线圈端部以沿轴向延伸的方式形成为直线状。另外,轴向上另一侧的线圈端部以向定子的内径侧突出的方式折弯。由此,构成线圈端部的多个导体线的向内径侧折弯的部分配置为沿定子的轴向层叠。而且,同心卷绕线圈从另一侧的线圈终端侧(折弯的线圈端部一侧)沿轴向移动,从而同心卷绕线圈被收容于槽。

专利文献1:日本特开2012-125043号公报

然而,在日本特开2012-125043号公报中记载的定子中,在轴向上另一侧,构成线圈端部的多个导体线的向内径侧折弯的部分被配置为沿轴向层叠,因此与线圈端部未折弯的同心卷绕线圈(沿径向层叠构成线圈端部的多个导体线而成的同心卷绕线圈)相比,存在同心卷绕线圈的线圈端部的轴向上的长度变大的不良。因此,存在定子的轴向上的长度变大的问题。



技术实现要素:

本发明为解决上述课题而产生,本发明的一个目的在于提供能够防止轴向上的长度变大的定子。

为了实现上述目的,本发明的第一方面的定子具备:铁心,其通过层叠环状的钢板而形成,具有齿和设置于齿间的槽;和多个连续线圈,它们由相同的导体线连续而形成,具有多个收容于不同的槽的槽收容部、连接槽收容部彼此的轴向上一侧的线圈端部以及连接槽收容部彼此的轴向上另一侧的线圈端部,在多个连续线圈中的分别收容于在周向上相邻的槽的第一连续线圈的线圈端部和第二连续线圈的线圈端部分别设置有偏移部分,该偏移部分以向定子的径向偏移一根导体线的宽度的方式在径向上弯曲,第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之后的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔构成为大于第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之前的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔。这里,“连续线圈”不包含分段线圈(将在轴向上一侧设置有线圈端部而在另一侧未设置有线圈端部的多个导体线插入槽之后,通过焊接连接各导体线的线圈),而包含同心卷绕线圈和波形线圈。

在本发明的第一方面的定子中,如上所述,将第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之后的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔构成得大于第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之前的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔。由此,能够一边缓缓地增大第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔一边使第一连续线圈和第二连续线圈从内径侧向外径侧移动,而插入向外径侧呈放射状张开的槽。即,无需使第一连续线圈和第二连续线圈的线圈端部以向定子的内径侧突出的方式折弯,就能在将构成线圈端部的多个导体线沿径向层叠的状态下,将第一连续线圈和第二连续线圈插入槽。其结果是,能够防止第一连续线圈和第二连续线圈的轴向上的长度变大,因此能够防止定子的轴向上的长度变大。

本发明的第二方面的定子的制造方法具备:将第一连续线圈和第二连续线圈配置于铁心的内径侧的工序,第一连续线圈和第二连续线圈各自由相同的导体线连续而形成,包括多个收容于不同的槽的槽收容部、连接槽收容部彼此的轴向上一侧的线圈端部以及连接槽收容部彼此的轴向上另一侧的线圈端部,并且,在线圈端部设置有以沿定子的径向偏移一根导体线的宽度的方式在径向上弯曲的偏移部分,且第一连续线圈和第二连续线圈被分别收容于周向上相邻的槽,铁心通过层叠环状的钢板而形成,具有齿和设置于齿间的槽;和以在将所述槽数设为n的情况下,一边维持着在轴向视角下偏移部分的整个宽度被配置于具有由下式(4)规定的中心角θ且以铁心的中心为中心的扇形的范围内的状态一边将第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之后的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔大于第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之前的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔的方式,将第一连续线圈和第二连续线圈分别从内径侧向外径侧移动而将它们插入周向上相邻的槽的工序。这里,“连续线圈”不包含分段线圈(将在轴向上一侧设置有线圈端部而在另一侧未设置有线圈端部的多个导体线插入槽之后,通过焊接连接各导体线而成的线圈),而包含同心卷绕线圈和波形线圈。

[式6]

θ=360/n···(4)

在本发明的第二方面的定子的制造方法中,如上所述,具备以第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之后的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔大于第一连续线圈和第二连续线圈被收容于槽之前的、第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔的方式,使第一连续线圈和第二连续线圈分别从内径侧向外径侧移动,从而将它们插入在周向上相邻的槽的工序。由此,能够一边使第一连续线圈的槽收容部与第二连续线圈的槽收容部之间的周向上的间隔缓缓变大,一边使第一连续线圈和第二连续线圈从内径侧向外径侧移动,从而插入向外径侧呈放射状地张开的槽。即,无需将第一连续线圈和第二连续线圈的线圈端部以向定子的内径侧突出的方式折弯,便能在使构成线圈端部的多个导体线沿径向层叠的状态下,将第一连续线圈和第二连续线圈插入槽中。其结果是,能够防止第一连续线圈和第二连续线圈的轴向上的长度变大,因此能够提供能防止定子的轴向上的长度变大的定子的制造方法。

此外,在本申请中,除了上述第一方面的定子和第二方面的定子的制造方法以外,还考虑了如下的其它结构。

(附记项)

即,在本申请的其它结构的定子中,具备:铁心,其通过层叠环状的钢板而形成,具有齿和设置于齿间的槽;和多个连续线圈,它们由相同的导体线连续而形成,具有多个收容于不同的槽的槽收容部、连接槽收容部彼此的轴向上一侧的线圈端部、以及连接槽收容部彼此的轴向上另一侧的线圈端部,在多个连续线圈中的分别收容于周向上相邻的槽的第一连续线圈的线圈端部和第二连续线圈的线圈端部,分别设置有以沿定子的径向偏移一根导体线的宽度的方式在径向上弯曲的偏移部分,在将轴向视角下的从铁心的中心到齿的靠内径侧的端部为止的长度设为r,将轴向视角下的线圈端部的径向上的宽度设为b,将槽数设为n1,将配置于槽的连续线圈的匝数设为n2的情况下,偏移部分的周向上的宽度a构成为满足下式(6)。

[式7]

a≤2×π×(r-(b×(n2-1)))/n1···(6)

根据本发明,如上所述,能够防止定子的轴向上的长度变大。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的定子的立体图(1)。

图2是本发明的一个实施方式的定子的立体图(2)。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明的一个实施方式的同心卷绕线圈的立体图。

图5中,(a)是本发明的一个实施方式的同心卷绕线圈的从轴向观察的图,(b)是本发明的一个实施方式的同心卷绕线圈的从径向观察的图。

图6是从轴向观察本发明的一个实施方式的同心卷绕线圈插入槽之前的状态和插入槽之后的状态的图。

图7是本发明的一个实施方式的同心卷绕线圈插入槽之前的状态的立体图。

图8是本发明的一个实施方式的变形例的波形线圈的立体图。

具体实施方式

下面,基于附图说明本发明的实施方式。

[本实施方式]

(定子的构造)

参照图1~图7,说明本实施方式的定子100的构造。

如图1~图3所示,定子100具有铁心10和同心卷绕线圈20。此外,同心卷绕线圈20是权利要求书的“连续线圈”的一个例子。另外,同心卷绕线圈20在定子100被用于3相交流马达的情况下,构成u相线圈、v相线圈以及w相线圈中的任意线圈。

此外,在本申请说明书中,“周向”意思是定子铁心100的周向(图1和图2的e方向),“径向”意思是定子铁心100的径向(图1和图2的f方向)。即,“径向”意思是沿通过定子铁心100的中心的直线的方向。另外,“轴向”意思是定子铁心100的旋转轴方向(图1和图2的g方向)。另外,“轴向上一侧”和“轴向上另一侧”分别是指定子铁心100的轴向上一侧(图1和图2的g1方向侧)和定子铁心100的轴向上另一侧(图1和图2的g2方向侧)。另外,“内径侧”意思是朝向定子铁心100的中心的方向侧。另外,“外径侧”意思是从定子铁心100的中心朝向径向外侧的方向侧。

另外,如图3所示,铁心10层叠环状的钢板而形成。即,铁心10不是被分割了的铁心。另外,在铁心10的内径侧(径向内侧)形成有用于收容转子(未图示)的内径侧空间。另外,铁心10具有形成为环状的背轭11和从背轭11朝向径向内侧延伸的多个齿12。多个齿12在周向上大致等角度间隔地设置于铁心10。另外,在相邻的齿12间,形成有槽13。槽13设置有多个(例如,48个)。

(同心卷绕线圈的构造)

如图4所示,同心卷绕线圈20由相同的导体线30呈同心状地连续卷绕多次而形成。另外,同心卷绕线圈20具有收容于不同的槽13的槽收容部21(设置于周向上的一侧和另一侧的一对(多个)槽收容部21)、连接一对槽收容部21彼此的轴向上一侧的线圈端部22(线圈端部22a)以及连接一对槽收容部21彼此的轴向上另一侧的线圈端部22(线圈端部22b)。即,同心卷绕线圈20不是通过焊接等接合一根导体线30而成,而是通过多次卷绕而形成。另外,同心卷绕线圈20在构成轴向上一侧的线圈端部22a和另一侧的线圈端部22b的多个导体线30沿径向层叠的状态下,收容于槽13。

另外,如图4和图5所示,在多个同心卷绕线圈20的线圈端部22分别设置有沿定子100的径向偏移一根导体线30的宽度b的偏移部分23。具体而言,构成线圈端部22的导体线30设置于周向上的一侧,具有根据环状的铁心10的圆弧弯曲成圆弧状的第一弯曲部分24a和配置于比第一弯曲部分24a向径向内侧一根导体线30的宽度b的量的第二弯曲部分24b。而且,第一弯曲部分24a和第二弯曲部分24b通过偏移部分23连接。

具体而言,如图5中的(b)所示,线圈端部22具有向径向外侧突出的顶部25和设置于顶部25的轴向内侧并沿与轴向正交的方向大致平坦的平坦部26。而且,从定子100的径向观察,偏移部分23的一端是通过线圈端部22的平坦部26并与轴向正交的面s同导体线30的靠轴向外侧的面27a交叉的点(点p1)。另外,如图5中的(a)所示,在轴向视角下,偏移部分23的另一端是与径向内侧邻接的导体线30(30b)的靠外径侧的面27b与导体线30(30a)的靠内径侧的面27c重叠的点(点p2)。即,偏移部分23包括以沿定子100的径向偏移一根导体线30的宽度b的方式在径向上弯曲的部分以及弯曲的部分的附近。

另外,如图3所示,同心卷绕线圈20具有分别收容于在周向上相邻的槽13中的同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b。此外,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b表示多个同心卷绕线圈20中在周向上邻接的两个同心卷绕线圈20中的任意线圈。另外,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b分别是权利要求书的“第一连续线圈”和“第二连续线圈”的一个例子。这里,在本实施方式中,分别收容于在周向上相邻的槽13中的同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d1大于同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的、同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d2(参见图6和图7)。

具体而言,如图6所示,多个同心卷绕线圈20(同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b)在被收容于槽13之前,被配置于铁心10的内径侧。而且,多个同心卷绕线圈20被收容于槽13的状态下的槽收容部21间的间隔d1大于多个同心卷绕线圈20被配置于铁心10的内径侧的状态下的槽收容部21间的间隔d2。

另外,在本实施方式中,如图6所示,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之后的、同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23之间的周向上的间隔d3大于同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前(参见图6的虚线所示的同心卷绕线圈20)的、同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23之间的周向上的间隔d4。即,多个同心卷绕线圈20被收容于槽13的状态下的偏移部分23间的间隔d3大于多个同心卷绕线圈20被配置于铁心10的内径侧的状态下的偏移部分23间的间隔d4。

另外,在本实施方式中,在将槽13的数设为n1的情况下,在轴向视角下,偏移部分23分别具有被收纳于具有由下式(7)规定的中心角θ且以铁心10的中心为中心的扇形40的范围内的周向上的宽度a。此外,在槽13的数量为48个的情况下,θ为7.5度(=360/48)。

[式8]

θ=360/n1···(7)

具体而言,在多次卷绕相同的导体线30而成的同心卷绕线圈20的线圈端部22设置有多个偏移部分23,多个偏移部分23全部具有被收纳于具有由上式(7)规定的中心角θ的扇形40的范围内的周向上的宽度a。此外,多个偏移部分23的周向上的宽度a分别大致相等。

另外,在本实施方式中,在将槽13的数设定为n1的情况下,在轴向视角下,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的偏移部分23分别具有被收纳于具有由上式(7)规定的中心角θ且以铁心10的中心为中心的扇形40的范围内的周向上的宽度a。

另外,在本实施方式中,在将轴向视角下的从铁心10的中心到齿12的靠内径侧的端部12a为止的长度设为r,将轴向视角下的线圈端部22的径向上的宽度设为b,将槽13的数量设为n1,将配置于槽13的同心卷绕线圈20的匝数设为n2的情况下,偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足下式(8)。

[式9]

a≤2×π×(r-(b×(n2-1)))/n1···(6)

这里,上式(8)的右边的r-(b×(n2-1))表示在同心卷绕线圈20的靠最外周侧的线圈端部22(导体线30)与齿12的靠内径侧的端部12a接触的情况(图6的用虚线表示的同心卷绕线圈20的状态)下的、轴向视角下的从铁心10的中心到在同心卷绕线圈20a或者同心卷绕线圈20b的最内周侧配置的线圈端部22(导体线30d)的靠径向外侧的端面30c为止的长度。另外,上式(8)中的2×π×(r-(b×(n2-1)))是在同心卷绕线圈20的靠最外周侧的线圈端部22(导体线30)与齿12的靠内径侧的端部12a接触的情况(图6的用虚线表示的同心卷绕线圈20的状态)下的沿在同心卷绕线圈20的最内周侧配置的线圈端部22(导体线30d)的靠径向外侧的端面30c的圆c的圆周长。

另外,在本实施方式中,偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足下式(9)。

[式10]

a≥b···(9)

这里,从轴向观察,通过将导体线30折弯成大致直角,而沿定子100的径向偏移了一根导体线30的宽度b的情况下,偏移部分23的周向上的宽度a与宽度b相等。即,上式(8)中的b表示偏移部分23的周向上的宽度a的最小值。

另外,在本实施方式中,如图5中的(b)所示,导体线30由扁平导线构成。而且,偏移部分23的周向上的端部23b通过由扁平导线构成的线圈端部22以扁绕(edgewise)弯曲的方式向轴向外侧折弯而形成。另外,如图5中的(a)所示,在轴向视角下,偏移部分23的周向上的中央部23c附近通过沿径向偏移(变动)一根导体线30的宽度b的方式,以平绕弯曲的方式向径向弯曲而形成。而且,如图5中的(b)所示,从径向观察,线圈端部22的偏移部分23形成为大致半圆形状。即,从径向观察,偏移部分23被弯曲加工成,从朝向线圈端部22的顶部25倾斜延伸的一对倾斜部分的上端以更大的倾斜角度(近乎垂直的倾斜角度)向上方突出的大致半圆形状。通过基于该弯曲加工的加工固化,偏移部分23的刚度(不易变形性)被提高得大于线圈端部22的偏移部分23以外的部分。此外,扁绕(edgewise)弯曲是指将具有长方形形状的截面的扁平导线的短边作为内径面折弯。另外,平绕弯曲是指将扁平导线的长边作为内径面折弯。

另外,在本实施方式中,如图6所示,槽收容部21的周向上的宽度w1为槽13的靠内径侧的开口端13a的周向上的宽度w2以下。另外,槽收容部21的周向上的宽度w1为槽13的各径向位置各自之间的周向上的宽度w3以下。此外,槽收容部21由绝缘部件(绝缘纸等)覆盖,包括绝缘部件在内的槽收容部21的周向上的宽度w1为开口端13a的周向上的宽度w2(槽13的各径向位置各自之间的周向上的宽度w3)以下。

(本实施方式的构造的效果)

在本实施方式中,能够获得如下效果。

在本实施方式中,如上所述,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之后的、同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d1构成为大于同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的、同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d2。由此,能够一边使同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d1缓缓变大,一边使同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b从内径侧向外径侧移动,从而插入在外径侧呈放射状张开的槽13中。即,能够在不将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b的线圈端部22以向定子100的内径侧突出的方式弯折而是沿径向层叠有构成线圈端部22的多个导体线30的状态下,将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入槽13中。其结果是,能够防止同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b的轴向上的长度变大,因此能够防止定子100的轴向上的长度变大。

另外,在本实施方式中,如上所述,同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23之间的周向上的间隔d3大于同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的、同心卷绕线圈20a的偏移部分23和同心卷绕线圈20b的偏移部分23之间的周向上的间隔d4。由此,在使同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b从内径侧向外径侧移动而收容于槽13中时,同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23之间的周向上的间隔d3变大(相互分离),因此能够防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

另外,在本实施方式中,通过连续卷绕相同的导体线30而形成同心卷绕线圈20。这里,分段线圈(将大致u字形状的多个导体线插入槽13,并将各导体线以彼此接近的方式折弯之后,通过焊接连接各导体线而成的线圈)中,在将各导体线以彼此接近的方式弯折时,难以弯折成所希望的形状。因此,在分段线圈中,存在分段线圈的轴向上的长度变大的情况。另一方面,本实施方式的同心卷绕线圈20通过将导体线30卷绕于线圈架而形成,因此容易将同心卷绕线圈20形成为所希望的形状。由此,能够抑制因同心卷绕线圈20未形成为所希望的形状所致的轴向上的长度变大。

另外,在本实施方式中,通过层叠环状的钢板而形成铁心10。即,铁心10不被分割。这里,在被分割了的铁心中,在接合被分割了的铁心彼此时的接合面(磁路的通道),磁场的损失增大。另外,分割了的铁心彼此通过热装环接合。此时,铁心的直径缩小。另一方面,通过不分割本实施方式的铁心10,能够防止磁场损失增大以及铁心10的直径缩小。

另外,在本实施方式中,如上所述,在将槽13的数量设定为n1的情况下,在轴向视角下,偏移部分23分别具有收纳于具有由上式(7)规定的中心角θ且以铁心10的中心为中心的扇形40的范围内的周向上的宽度a。由此,偏移部分23在以从铁心10的中心到各个偏移部分23为止的长度为半径的圆的圆周上,配置于该圆周除以槽13的数量(位于该圆周上的偏移部分23的数量)所得的长度的范围内。即,在位于一个圆周上的多个偏移部分23相互不干扰的范围内配置各个偏移部分23。由此,能够防止在一个圆周上,同心卷绕线圈20a的偏移部分23和同心卷绕线圈20b的偏移部分23产生干扰。

另外,在本实施方式中,在将槽13的数量设为n1的情况下,在轴向视角下,同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的偏移部分23分别具有收纳于具有由上式(7)规定的中心角θ且以铁心10的中心为中心的扇形40的范围内的周向上的宽度a。由此,在同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前,在一个圆周上,也能够防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23和同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

另外,在本实施方式中,如上所述,在将轴向视角下的从铁心10的中心到齿12的靠内径侧的端部12a为止的长度设为r、将轴向视角下的线圈端部22的径向上的宽度设为b、将槽13的数量设为n1、将配置于槽13的同心卷绕线圈20的匝数设为n2的情况下,将偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足上式(8)。这里,上式(8)的右边的r-(b×(n2-1))表示在将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的状态下,轴向视角下的从铁心10的中心到在同心卷绕线圈20a或者同心卷绕线圈20b的最内周侧配置的线圈端部22(导体线30d)的靠径向外侧的端面30c为止的长度。另外,上式(8)的右边表示在以从铁心10的中心到在最内周侧配置的线圈端部22(导体线30d)的靠径向外侧的端面30c为止的长度为半径的圆c的圆周除以槽13的数量所得的长度的范围内,配置在最内周侧配置的偏移部分23。即,通过构成为满足上式(8),在偏移部分23被配置于最内周侧的状态(同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23最接近的状态)下,也能够防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

另外,在本实施方式中,如上所述,将偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足上式(9)。这里,在偏移部分23以大致90°的角度偏移了一根导体线30的宽度b的情况下,偏移部分23的周向上的宽度a成为最小值。在该情况下,周向上的宽度a与一根导体线30的宽度b相等。即,通过将偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足上式(9),在偏移部分23的周向上的宽度a为最小值的状态下,也能够防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

另外,在本实施方式中,如上所述,导体线30由扁平导线构成,以扁绕(edgewise)弯曲方式将由扁平导线构成的线圈端部22向轴向外侧折弯而形成偏移部分23的周向上的端部23b,并且,在轴线观察下,以沿径向偏移一根导体线30的宽度的方式,以平绕弯曲方式沿径向弯曲而形成偏移部分23的周向上的中央部23c附近。由此,偏移部分23的周向上的端部23b扁绕(edgewise)弯曲,并且,偏移部分23的周向上的中央部23c附近被平绕弯曲,而加工固化,因此在将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入槽13时,能够防止偏移部分23变形(在周向上扩大)。其结果是,能够有效地防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

另外,在本实施方式中,如上所述,将槽收容部21的周向上的宽度w1设定为槽13的靠内径侧的开口端13a的周向上的宽度w2以下。由此,能够避免同心卷绕线圈20a与齿12的靠内径侧的端部12a的碰撞并容易地将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入槽13。

另外,在本实施方式中,如上所述,将槽收容部21的周向上的宽度w1设定为槽13的各径向位置各自之间的周向上的宽度w3以下。由此,能够容易地,将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入到槽13的外周端13b(参见图6)。

(定子的制造方法)

接下来,参照图6和图7,说明本实施方式的定子100的制造方法。

〈同心卷绕线圈的准备〉

首先,准备多个如上所述的同心卷绕线圈20。即,准备包括收容于槽13中的槽收容部21、对具有沿定子100的径向偏移一根导体线30的宽度b的偏移部分23的槽收容部21彼此进行连接的轴向上一侧的线圈端部22以及连接槽收容部21彼此的另一侧的线圈端部22的由相同的导体线30连续形成的多个同心卷绕线圈20(同心卷绕线圈20a、同心卷绕线圈20b)。而且,形成呈环状地配置有多个同心卷绕线圈20的线圈组件(未图示)。

〈同心卷绕线圈的配置工序〉

接下来,如图6和图7所示,多个同心卷绕线圈20(同心卷绕线圈20a、同心卷绕线圈20b)配置于铁心10的内径侧,该铁心通过层叠环状的钢板而形成,具有齿12和设置于齿12间的槽13。

这里,在本实施方式中,如图6所示,在将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的状态(参见图6的用虚线表示的同心卷绕线圈20)下,轴向视角下从铁心10的中心到在同心卷绕线圈20a或者同心卷绕线圈20b的最内周侧配置的线圈端部22(导体线30d)的靠径向外侧的端面30c为止的长度设为r,将槽数设为n的情况下,偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足下式(10)。

[式11]

a≤2×π×r/n···(10)

另外,在同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的状态下,偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足下式(11)。

[式12]

a≥b···(11)

〈同心卷绕线圈的插入工序〉

接下来,通过使多个同心卷绕线圈20(同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b)分别从内径侧向外径侧移动,而将它们插入在周向上相邻的槽13中。这里,在本实施方式中,在将槽数设为n的情况下,在轴向视角下,多个同心卷绕线圈20一边保持偏移部分23的整个宽度被配置于具有由下式(12)规定的中心角θ且以铁心10的中心为中心的扇形40的范围内的状态,一边插入槽13中。

[式13]

θ=360/n···(12)

另外,在本实施方式中,以同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之后的、同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d1大于同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b被收容于槽13之前的、同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d2的方式,将多个同心卷绕线圈20插入槽13中。即,多个同心卷绕线圈20(同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b)从内径侧向外径侧移动,由此一边使同心卷绕线圈20a的槽收容部21与同心卷绕线圈20b的槽收容部21之间的周向上的间隔d1缓缓变大,一边将多个同心卷绕线圈20插入槽13中。

此时,同心卷绕线圈20从内径侧向外径侧移动,由此同心卷绕线圈20以一个同心卷绕线圈20的周向上的一侧的槽收容部21与另一侧的槽收容部21之间的周向上的宽度w4(图7参照)缓缓变大的方式变形。另外,同心卷绕线圈20从内径侧向外径侧移动,由此,同心卷绕线圈20以第一弯曲部分24a与第二弯曲部分24b的夹角α缓缓变大的方式变形。另一方面,偏移部分23的周向上的端部23b以扁绕(edgewise)弯曲的方式折弯而形成(加工固化),因此偏移部分23大体上不变形。即,偏移部分23的周向上的宽度a大体不变(不张开)。由此,在将多个同心卷绕线圈20向槽13插入时,防止(减小)同心卷绕线圈20的偏移部分23在周向上张开,从而将偏移部分23的整个宽度配置于具有由上式(12)规定的中心角θ的扇形40的范围内。由此,由于偏移部分23在周向上张开,故而防止偏移部分23彼此形成干扰(碰撞)。

(本实施方式的制造方法的效果)

在本实施方式中,能够获得如下效果。

在本实施方式中,如上所述,具备如下工序,以被收容于槽13之后的槽收容部21的周向上的间隔d1大于被收容于槽13之前的槽收容部21的周向上的间隔d2的方式,分别使同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b从内径侧向外径侧移动,由此将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入周向上相邻的槽13中。由此,无需将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b的线圈端部22以向定子100的内径侧突出的方式折弯,便能将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b插入槽13。其结果是,能够防止同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b的轴向上的长度变大,因此能够防止定子100的轴向上的长度变大。

另外,在本实施方式中,如上所述,将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的工序是,在将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的状态下,将轴向视角下的从铁心10的中心到在同心卷绕线圈20a或者同心卷绕线圈20b的最内周侧配置的线圈端部22的靠径向外侧的端面30c为止的长度设为r的情况下,将偏移部分23的周向上的宽度a构成为满足上式(10)。由此,在将同心卷绕线圈20a和同心卷绕线圈20b配置于铁心10的内径侧的状态(同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23最接近的状态)下,也能防止同心卷绕线圈20a的偏移部分23与同心卷绕线圈20b的偏移部分23形成干扰。

[变形例]

此外,这次公开的实施方式应认为在所有方面只是例示而非限定性内容。本发明的范围并非对上述实施方式的说明,而由权利要求书示出,并包括与权利要求书均等的含义以及范围内的全部变更(变形例)。

例如,在上述实施方式中,示出了使用通过连续卷绕相同的导体线而形成的同心卷绕线圈的例子,但本发明并不局限于此。例如,如图8所示,也可以使用由相同的导体线60连续形成的波形线圈50。波形线圈50具有收容于不同的槽13的槽收容部51a、51b及51c、连接槽收容部51a和51b彼此的轴向上一侧线圈端部52a以及连接槽收容部51b和51c彼此的轴向上另一侧线圈端部52b。即,波形线圈50无需通过焊接等接合一根导体线60便形成。另外,在线圈端部52a和52b分别设置有沿定子100的径向偏移一根导体线60的宽度的偏移部分53a和53b。此外,波形线圈50是权利要求书的“连续线圈”的一个例子。

另外,在上述实施方式中,示出了通过由扁平导线构成的导体线连续卷绕而形成同心卷绕线圈的例子,但是本发明并不局限于此。例如,也可以由扁平导线以外的导体线连续卷绕而形成线圈。具体而言,可以由圆线、截面为椭圆的导体线来形成线圈。

另外,在上述实施方式中,示出了偏移部分的周向上的端部以扁绕(edgewise)弯曲方式形成且偏移部分的周向上的中央部附近以平绕弯曲方式形成的例子,但本发明并不局限于此。例如,偏移部分的周向上的端部和中央部附近也可以通过扁绕(edgewise)弯曲、平绕弯曲以外的方法形成。

另外,在上述实施方式中,示出了在使同心卷绕线圈从内径侧向外径侧移动而将同心卷绕线圈插入槽时,偏移部分的周向上的宽度大体不变的例子,但本发明并不局限于此。例如,只要偏移部分的周向上的宽度满足上式(8)或者式(10),在通过使同心卷绕线圈从内径侧向外径侧移动而将同心卷绕线圈插入槽时,偏移部分的周向上的宽度就可以变化(可以变大)。

附图标记说明

10…铁心;12…齿;12a…(齿的靠内径侧的)端部;13…槽;13a…(槽的靠内径侧的)开口端;20…同心卷绕线圈(连续线圈);20a…同心卷绕线圈(第一连续线圈);20b…同心卷绕线圈(第二连续线圈);21…槽收容部;22…线圈端部;23…偏移部分;23b…(偏移部分的周向上的)端部;23c…(偏移部分的周向上的)中央部;30…导体线;30c…(线圈端部的靠径向外侧的)端面;40…扇形;50…波形线圈(连续线圈);51a、51b、51c…槽收容部;52a、52b…线圈端部;53a、53b…偏移部分;60…导体线;100…定子;d1…(槽收容部间的周向上的)间隔;d2…(收容于槽之前的槽收容部间的周向上的)间隔;d3…(偏移部分间的周向上的)间隔;d4…(收容于槽之前的偏移部分间的周向上的)间隔;w1…(槽收容部的周向上的)宽度;w2…(槽的靠内径侧的开口端的周向上的)宽度;w3…(槽的各径向位置的周向上的)宽度。

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