專利名稱：電機(jī)及電機(jī)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)及電機(jī)的制造方法。特別地，本發(fā)明涉及用于導(dǎo)線中通過線圈之 間的部分的電絕緣結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
關(guān)于導(dǎo)線的絕緣結(jié)構(gòu)，例如，日本專利申請公開特開平JP-A 5-30695描述了在線 圈導(dǎo)體(即導(dǎo)線)的表面上纏繞帶隨后用熱固型樹脂浸漬以形成絕緣層的技術(shù)。同時，日本專利申請公開特開平JP-A 10-136601描述了用絕緣管包覆引線(即導(dǎo) 線)的技術(shù)。該絕緣管是通過將絕緣膜卷成螺旋形狀并對卷好的膜進(jìn)行超聲焊接處理等使 得該膜成為管狀而形成的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的電機(jī)包括軸、轉(zhuǎn)子、定子和殼體。所述定子包括 包括多個齒的芯、多個線圈和電絕緣管。所述芯由多個單位芯的聯(lián)合體所限定，各單位芯具 有所述多個齒中單個齒。所述多個線圈包括由單根導(dǎo)線限定的兩個或更多個連續(xù)線圈。各 管被設(shè)置為至少包覆導(dǎo)線的經(jīng)過連續(xù)線圈之間的部分。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的電機(jī)，可以高可靠性地保證導(dǎo)線中的在連續(xù)線圈之 間經(jīng)過的部分與電機(jī)的任何其他部件之間的電絕緣性。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的電機(jī)的示意性截面圖。
圖2為從圖1中箭頭I所指示的方向觀察時電機(jī)定子的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的單位芯的示意性透視圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的線圈組的示意性透視圖。
圖5為繞線系統(tǒng)的示意圖。
圖6為從圖5中箭頭II所指示的方向觀察時繞線系統(tǒng)的示意圖。
圖7A為管限制部的示意性正視圖。
圖7B為管限制部的示意性側(cè)視圖。
圖8為處于與圖7A不同的狀態(tài)下的管限制部的示意圖。
圖9為例示了纏繞處理的一個步驟的圖。
圖10為例示了纏繞處理的另一步驟的圖。
圖11為例示了纏繞處理的又一步驟的圖。
圖12為例示了纏繞處理的再一步驟的圖。以及
圖13為例示了纏繞處理的變型例的圖。
具體實施例方式下文，將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。注意的是，如下的描述 在各方面都是示例性的而非限制性的，因此不能以任何方式解釋為限制本發(fā)明的適用性或 用途。圖1和圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的電機(jī)的示意圖。該電機(jī)為無刷電機(jī)，被 用作電動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的驅(qū)動源。該電機(jī)包括軸1、轉(zhuǎn)子2、定子3和殼體4。殼體4包括容器狀托架41和蓋狀罩42。托架41為大致筒狀且具有底部。罩42 被設(shè)置為安裝到托架41以覆蓋托架41的開口。轉(zhuǎn)子2和定子3容納在殼體4中。托架41 的底面在大致中央處具有軸開口 43。設(shè)置為面向托架41的底面的罩42的頂面在大致中央 處也具有軸開口 43。軸1設(shè)置為穿過軸開口 43，并由殼體4通過軸承44支撐以能夠相對 于殼體4轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子2為大致圓柱狀，并固定在軸1的軸向中部，使得轉(zhuǎn)子2與軸1同軸。轉(zhuǎn)子2 的外周面上設(shè)置有多個磁體21，使得在周向北極和南極彼此交替。定子3為大致筒狀，并且 繞轉(zhuǎn)子2設(shè)置，同時在定子3的內(nèi)周面和轉(zhuǎn)子2的外周面之間具有小間隙。參照圖2，定子3包括芯31、多個線圈32 (在本優(yōu)選實施方式中為12個)和管5。 芯31包括大致筒狀的芯基33和從芯基33向中央突出的多個齒34 (在本優(yōu)選實施方式中 為12個)。芯31由多個單位芯35 (在本優(yōu)選實施方式中為12個)的聯(lián)合體限定。圖3為各個單位芯35的示意圖。如圖3中所示，單位芯35由截面大致成字母“T” 形狀的層疊的金屬片限定。單位芯35包括限定了芯基33的一部分的單位芯基36、和一 個齒34。通過集中繞線法，導(dǎo)線37繞各個齒34纏繞同時在各齒34和導(dǎo)線37之間設(shè)置有 電絕緣的絕緣體39，以限定12個線圈32。在該優(yōu)選實施方式中，12個線圈32由6個線圈 組38組成。參照圖4，各線圈組38由單根導(dǎo)線37所限定的兩個線圈32(連續(xù)線圈32a)組 成。下面將詳細(xì)描述線圈組38。由單根導(dǎo)線37限定的各對連續(xù)線圈32a之間沿周向設(shè)置有構(gòu)成另一個線圈組38 的一個連續(xù)線圈32a和構(gòu)成又一個線圈組38的一個連續(xù)線圈32a。雖然沒有示出，但是導(dǎo) 線37從各個連續(xù)線圈32a引出的一端連接至母線的預(yù)定端子。對于各線圈組38，一個管5 被設(shè)置為包覆導(dǎo)線37中的從一個連續(xù)線圈32a過渡到另一個連續(xù)線圈32a的部分(下文 中也稱為“過渡部分” )37a。在該優(yōu)選實施方式中，管5的數(shù)目為6。各管5例如由具有良好的耐熱性和電絕緣性的軟材料(如碳氟聚合物或玻璃纖 維)制成?？梢酝ㄟ^普通的擠壓成形或通過編織玻璃纖維使得管5在整體上是連續(xù)的，來 制作管5。管5可以在不需要絕緣的端部具有斷開，只要管5在需要絕緣的地方?jīng)]有斷開或 沒有接縫(單件制品)。在該優(yōu)選實施方式中，管5在整體上是連續(xù)的并被設(shè)置為包覆過渡 部分37a中需要絕緣的部分。管5的內(nèi)直徑大于導(dǎo)線37的外直徑，使得當(dāng)導(dǎo)線37穿過管5時導(dǎo)線37可以在管 5內(nèi)移動而阻力很小。管5優(yōu)選地具有50mm至100mm范圍內(nèi)的長度，但可以根據(jù)需要而具 有任何適當(dāng)?shù)拈L度。各管5由在整體上均勻且連續(xù)的單體來限定，因此除非管5受到磨損或斷裂等，否 則管5不會未能防止露出相應(yīng)的過渡部分37a。此外，由于導(dǎo)線37被設(shè)置為穿在管5內(nèi)，因此防止了管5從導(dǎo)線37移開。因此，高可靠性地保證了在各過渡部分37a和任何其他部件 之間的電絕緣。在根據(jù)該優(yōu)選實施方式的電機(jī)中，所有的管5被設(shè)置在定子3的一個軸向側(cè)上，即 在沿軸1的軸向的一側(cè)上。更具體地，參照圖1，在該優(yōu)選實施方式中，所有的管5被設(shè)置在 靠近殼體4的罩42的一側(cè)上，以防止管5妨礙電機(jī)的任何其他部件。當(dāng)管5被設(shè)置為包覆各個過渡部分37a時，容納管5所需要的空間可能導(dǎo)致定子 3的軸向尺寸相應(yīng)地增加。因此，為了防止定子3在軸向尺寸的增加，所有的管5被專門設(shè) 置在定子3的一個軸向側(cè)上，以獲得對管5的高效容納。接著，下面將描述根據(jù)該優(yōu)選實施方式的電機(jī)的制造方法。如上所述，電機(jī)的定子 3由6個線圈組38的組合來限定，各線圈組是通過繞兩個單位芯35中各單位芯的齒34連 續(xù)地纏繞單根導(dǎo)線37形成的。圖4例示了一個線圈組38。在形成根據(jù)該優(yōu)選實施方式的線圈組38時，首先將導(dǎo) 線37繞兩個單位芯35中的一個單位芯的齒34順時針地(從齒34的頂端所面對的方向觀 看時)纏繞預(yù)定圈數(shù)，從而形成連續(xù)線圈32a中的第一個連續(xù)線圈(下文中稱為“第一連續(xù) 線圈”32a)，隨后以類似的方式繞另一單位芯35的齒34纏繞導(dǎo)線37，使得在兩個連續(xù)線圈 32a之間形成過渡部分37a，從而形成連續(xù)線圈32a中的第二個連續(xù)線圈(下文中稱為“第 二連續(xù)線圈” 32a)。管5被設(shè)置在第一連續(xù)線圈32a和第二連續(xù)線圈32a之間的過渡部分 37a 處。在纏繞處理期間，執(zhí)行繞兩個連續(xù)線圈32a之間的過渡部分37a設(shè)置管5的處理， 該纏繞處理包括以下的步驟1)至步驟4)。步驟1)將兩個單位芯35安裝到繞線機(jī)，使得單位芯35并排設(shè)置(單位芯支撐 步驟)。步驟2)從導(dǎo)線37的一端開始，將從導(dǎo)線進(jìn)給裝置53抽出的導(dǎo)線37插入管5中， 并臨時支撐管5使得導(dǎo)線37能夠穿過管5 (管支撐步驟)。步驟3)將通過管5供給的導(dǎo)線37繞兩個單位芯35中的各單位芯的齒34進(jìn)行 纏繞，以連續(xù)地形成兩個連續(xù)線圈32a(纏繞步驟)。步驟4)在纏繞步驟期間，在形成兩個連續(xù)線圈32a的中途供給管5(管供給步驟)。圖5和圖6例示了用于執(zhí)行上述步驟的繞線系統(tǒng)50。繞線系統(tǒng)50包括用于支 撐兩個單位芯35的夾具51、用于協(xié)同夾具51支撐單位芯35并控制單位芯35的轉(zhuǎn)動的繞 線機(jī)52、以及用于根據(jù)繞線機(jī)52的轉(zhuǎn)動供給導(dǎo)線37的導(dǎo)線進(jìn)給裝置53。夾具51包括兩個安裝部51a，兩個單位芯35分別安裝于該兩個安裝部51a。將兩 個單位芯35安裝到夾具51，使得兩單位芯35并排設(shè)置并且各個齒34被設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸線S 上。此外，夾具51還包括鉤部51b，導(dǎo)線37的一端固定到該鉤部51b。繞線機(jī)52包括一對支撐軸54。各個支撐軸54在頂端具有支撐面54a，并且該對 支撐軸54被設(shè)置為使各支撐軸54的支撐面54a彼此面對?？梢钥刂聘髦屋S54沿著轉(zhuǎn) 動軸線S的位置，以及還控制各支撐軸54繞轉(zhuǎn)動軸線S的轉(zhuǎn)動。導(dǎo)線進(jìn)給裝置53包括用于供給導(dǎo)線37的進(jìn)給機(jī)構(gòu)55、用于夾持導(dǎo)線37的夾持 裝置56以及用于控制管5的供給的管進(jìn)給控制裝置57。進(jìn)給機(jī)構(gòu)55被設(shè)置為從纏繞有導(dǎo) 線37的卷軸抽取導(dǎo)線37，并與繞線機(jī)52協(xié)作供給導(dǎo)線37。
5
圖7A、圖7B和圖8示出了管進(jìn)給控制裝置57。該管進(jìn)給控制裝置57包括一對管 限制部58。各管限制部58包括從頂端伸出的栓58a。兩個管限制部58被設(shè)置為使得其頂 端彼此面對?？梢钥刂苾蓚€管限制部58的相對位置，使得管限制部58具有如圖7A和圖7B 所示的、管限制部58的頂端被設(shè)置為彼此靠近的管支撐位置關(guān)系，或者具有如圖8所示的、 管限制部58的頂端被設(shè)置為彼此遠(yuǎn)離的管進(jìn)給位置關(guān)系。當(dāng)管限制部58具有管支撐位置 關(guān)系時，兩個栓58a被設(shè)置為彼此靠近且其間具有小的間隙(下文稱為“通過口”)59。該 通過口 59比導(dǎo)線37的外直徑寬而比管5的外直徑窄。在另一方面，當(dāng)管限制部58具有管 進(jìn)給位置關(guān)系時，控制兩個栓58a之間的距離，以防止管5與任何一個管限制部58接觸。接下來，下面將參照制造一個線圈組38的情況來具體描述上述步驟。參照圖9，從導(dǎo)線進(jìn)給裝置53中抽出導(dǎo)線37，夾持裝置56夾持該導(dǎo)線37，以防止 導(dǎo)線37松弛，并且從導(dǎo)線37的一端開始將導(dǎo)線37插入管5。當(dāng)兩個管限制部58被設(shè)置為 具有管進(jìn)給位置關(guān)系時，管5被供給到管進(jìn)給控制裝置57和夾持裝置56之間的位置，此后 兩個管限制部58被設(shè)置為具有管支撐位置關(guān)系(管支撐步驟)。如圖7A所示，當(dāng)兩個管限 制部58具有管支撐位置關(guān)系時，導(dǎo)線37可以穿過該通過口 59。同時，由于管5的外直徑大 于通過口 59的寬度，因此管5由于管5的端面5a和栓58a接觸而不能穿過該通過口 59。參照圖5，在上述處理之前或之后，將兩個單位芯35安裝到夾具51，隨后將夾具51 和兩個單位芯51夾持在一對支撐軸54之間并由該對支撐軸54支撐(單位芯支撐步驟)。參照圖5和圖10，接下來，進(jìn)一步抽取導(dǎo)線37，并將導(dǎo)線37的端部繞夾具51的鉤 部51b纏繞以固定在鉤部51b。在此，由于管限制部58被設(shè)置為支撐管5并由此防止管5 的供給，因此可以僅抽取導(dǎo)線37。并且，由于管5的內(nèi)直徑大于導(dǎo)線37的外直徑，并且栓 58a被設(shè)置為僅接收管5的端面5a，使得沒有多余的外力施加到管5，因此可以僅抽取導(dǎo)線 37，同時阻力很小。接下來，驅(qū)動繞線機(jī)52來轉(zhuǎn)動支撐軸54，使得導(dǎo)線37繞一個單位芯35的齒34自 動纏繞預(yù)定的圈數(shù)，從而形成第一連續(xù)線圈32a(纏繞步驟)。此時，管限制部58同時還起 到用于使供給導(dǎo)線37的位置穩(wěn)定的管口的作用。參照圖11，在形成第二連續(xù)線圈32a之前，管限制部58被重新定位以具有管進(jìn)給 位置關(guān)系。結(jié)果，如圖8所示，兩個管限制部58都被從管5的端面5a移開，使得管5被供 給到第一連續(xù)線圈32a的繞線端部附近的位置(管進(jìn)給步驟)。在供給管5之后，管限制部 58被重新定位為具有管支撐位置關(guān)系，以重新起管口的作用。參照圖12，接下來，導(dǎo)線37繞另一單位芯35的齒34纏繞預(yù)定的圈數(shù)，從而形成 第二連續(xù)線圈32a(纏繞步驟)。在形成第二連續(xù)線圈32a之后，在第二連續(xù)線圈32a和導(dǎo) 線進(jìn)給裝置53之間的預(yù)定位置斷開導(dǎo)線37，并將導(dǎo)線37的固定在鉤部51b的另一端從鉤 部51b移開?，F(xiàn)在就完成了包括上述一系列步驟的纏繞處理。此后，可以重復(fù)纏繞處理來 制造所需要的數(shù)目的線圈組38。省略對制造電機(jī)的過程中其他步驟(如組裝線圈組38的 步驟)的描述。從前面的描述中很明顯的是，在高可靠性地保證過渡部分37a處的電絕緣的同 時，可以容易地大批量生產(chǎn)根據(jù)該優(yōu)選實施方式的電機(jī)。注意的是，本發(fā)明并不限于根據(jù)上述優(yōu)選實施方式的電機(jī)及該電機(jī)的制造方法， 而是本發(fā)明還可以應(yīng)用于具有各種其他結(jié)構(gòu)的電機(jī)和這類電機(jī)的制造方法。
例如，在本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式中，單位芯35的數(shù)目并不限于12。并且，在其 他優(yōu)選實施方式中，構(gòu)成線圈組38的連續(xù)線圈32a的數(shù)目可以為3個或更多個。在這種情 況下，可以通過使用兩個或更多個夾具51并增加單位芯35的數(shù)目，來容易地實現(xiàn)構(gòu)成線圈 組38的增加了數(shù)目的連續(xù)線圈32a。此外，參照圖13，還可以設(shè)置為在管支撐步驟中，將兩 個或更多個管5供給到管進(jìn)給控制裝置57和夾持裝置56之間的位置，并且在管進(jìn)給步驟 中的適當(dāng)時間分別供給各管5。
權(quán)利要求
一種電機(jī)，該電機(jī)包括軸；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子固定于所述軸；筒狀定子，該筒狀定子被設(shè)置為圍繞所述轉(zhuǎn)子；以及殼體，該殼體被設(shè)置為容納所述轉(zhuǎn)子和所述定子，并且可轉(zhuǎn)動地支撐所述軸，其中，所述定子包括包括多個齒的芯；多個線圈，各線圈由繞所述多個齒中的單個齒纏繞的導(dǎo)線所限定；以及電絕緣管；所述芯由多個單位芯的聯(lián)合體所限定，各單位芯具有所述多個齒中的單個齒；所述多個線圈包括由單根所述導(dǎo)線限定的兩個或更多個連續(xù)線圈；并且各所述管被設(shè)置為至少包覆所述導(dǎo)線的在所述連續(xù)線圈之間經(jīng)過的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述多個線圈是通過集中繞線法形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所有所述管被設(shè)置在所述定子的一側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，各所述管在整體上是連續(xù)的。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)的制造方法，所述制造方法包括以下步驟a)將所述多個單位芯中的兩個或更多個單位芯安裝到繞線機(jī)；b)將從導(dǎo)線進(jìn)給裝置抽出的所述導(dǎo)線，從所述導(dǎo)線的一端開始插入一個或更多個所述 管中，并且臨時支撐所述一個或更多個管，使得所述導(dǎo)線能夠穿過所述一個或更多個管；以 及c)繞所述多個單位芯中的所述兩個或更多個單位芯中的各個單位芯的所述齒，纏繞通 過所述一個或更多個管供給的所述導(dǎo)線，以連續(xù)地形成所述連續(xù)線圈；其中，步驟c)包括d)在形成所述連續(xù)線圈中的每兩個相繼的連續(xù)線圈的中途供給所述一 個或更多個管中的各管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，所述導(dǎo)線進(jìn)給裝置包括管限制部，該管限制部能夠與插入有所述導(dǎo)線的所述管的端面 接觸；在步驟b)中，所述管限制部被設(shè)置為與所述管的所述端面接觸，以臨時支撐所述管；并且在步驟d)中，所述管限制部被從所述管的所述端面移開，以允許供給所述管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機(jī)及電機(jī)的制造方法。一種電機(jī)包括軸、轉(zhuǎn)子、定子和殼體。所述定子包括包括多個齒的芯、多個線圈和電絕緣管。所述芯由多個單位芯的聯(lián)合體所限定，各單位芯具有所述多個齒中的單個齒；所述多個線圈包括由單根導(dǎo)線限定的兩個或更多個連續(xù)線圈。各管被設(shè)置為至少包覆導(dǎo)線的在連續(xù)線圈之間經(jīng)過的部分。
文檔編號H02K3/38GK101989777SQ20101024351
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者大辻基史, 福永慶介, 青野真鄉(xiāng) 申請人:日本電產(chǎn)株式會社