[发明专利]用于旋转电机的定子制造装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的定子制造装置及定子制造方法，尤其涉及这 样一种用于旋转电机的定子制造装置及定子制造方法，在制造用于旋转电机的 定子过程中，利用该制造装置和方法，待被制造的定子的分段芯被热套(冷缩) 配合到外圆柱体。

背景技术

近年来，用作电动机和发电机的旋转电机要求小体积、大功率和高质量。 以安装在车辆上的旋转电机为例，用于安装这种旋转电机的空间越来越 小，但是却要求输出越来越高。

如日本专利3894004号中所公开的，已知的旋转电机包括设置有由连续线 圈形成的定子绕组的定子的电机。在这种旋转电机的定子中，使用十二根绕线 来形成定子绕组的三相线圈。由此，定子具有二十四个线端从定子芯的轴向端 面轴向突出的结构。因此，这种类型的定子在定子芯的轴向端面外侧需要很大 的空间，以使线端可以互相连接。但是这引起了增加定子轴向尺寸的问题。

为了解决这一问题，考虑通过减小定子绕组的尺寸来减小定子的尺寸。

同时，作为一个用于制造包括连续线圈的定子的方法的实例，已知下述方法。 在该方法中，首先，利用导电线制作多个成形线，其中每个导电线中并列设置 的多个平直部经由转向部彼此连接。然后，这些成形线集成为一个集成体。在 该集成体中，一个成形线与另一个成形线配对，多个这种成形线对在集成体的 纵向上并置。在组成集成体的每个成形线对中，一个成形线的多个平直部叠置 在另一个成形线的各个平直部上，从而形成沿集成体纵向的多个平直重叠部。

通过这种方式，多个平直重叠部在集成体的纵向上并置。然后集成体按照预 定匝数绕芯元件缠绕，由此形成缠绕体。在该缠绕体中，每个成形线对的多个 平直重叠部径向堆叠，从而在周向上形成多个平直堆叠部。通过这种方式得到 的缠绕体用作圆柱鼠笼定子绕组。在将这种定子绕组装配到定子芯的过程中， 每个平直堆叠部放置在定子芯的各个槽中，而在槽的外部配置转向部。

但是，将这种圆柱鼠笼定子绕组装配到已经具有芯形状的整体型定子芯中是 非常困难的。为了解决这一问题，使用了分段芯，其每一个具有周向将环状芯 划分为多个片段的形状。使用这些分段芯可以允许分段芯从外侧单独装配到圆 柱鼠笼定子绕组，然后将整体安装到一个外圆柱体中，以制造定子。与外圆柱 体的安装通过采用所谓的热套配合方法来实现。 在实现热套配合的过程中，周向配置了多个分段芯的定子芯需要从外周侧在 径向上均匀收缩。否则，定子芯会变形，并且不能保证用于旋转电机所需要的 圆度(如0.05mm)。由于定子芯实际上沿周向划分，因此定子芯很难均匀收缩， 由此，分段芯引起了难于实现在整个定子芯内分布的均一直径的热套配合的问 题。

发明内容

考虑到上述情况提出了本发明，其目的是提供沿周向配置了多个分段芯的定 子芯易于均匀地实现径向收缩的解决方法，从而使定子芯可以获得均一的直径。

为了解决上述问题，本发明的定子制造装置用于通过将外圆柱体热套配合 到芯组件来制造用于旋转电机的定子，该芯组件装配有多个缠绕以提供鼠笼绕 组的相线圈，形成定子芯的分段芯安装在鼠笼绕组的外圆周，该装置包括：锥 形导向单元，其包括：直径大于定子芯外径的大直径部；直径大于外圆柱体内 径并且小于热膨胀状态下外圆柱体内径的小直径部，以及带有锥形面的通孔， 该通孔从大直径部到小直径部贯穿锥形导向单元，该装置还包括：加热单元， 其加热和热膨胀外圆柱体以增加外圆柱体的内径；驱动单元，其当通过使定子 芯沿其锥形面从锥形导向单元的大直径部侧到小直径部侧穿过通孔而减小定子 芯的外径时，将定子芯插入外圆柱体；以及控制单元，其实现如下控制：由驱 动单元减小了直径的定子芯插入外圆柱体，该外圆柱体由于热膨胀而增加了内 径。

根据本发明，驱动单元适于通过使定子芯沿在锥形导向单元所形成的通孔 的锥形面上穿过以减小定子芯的外径。由此，整个定子芯的直径分布一致。特 别地，根据其内径的定子芯的圆度(表示为最大内切圆半径和最小外接圆半径的 差)可以减小到0.05mm或更小。

根据本发明，驱动单元适用于当通过使定子芯沿在锥形导向单元所形成的通 孔的锥形面上穿过以减小定子芯的外径时，将定子芯插入到外圆柱体。由此， 能够通过单个步骤实现了径向的减小和插入到外圆柱体(热套配合)。

优选地，在锥形导向单元的一部分上提供绝热元件，当具有减小的直径的定 子铁心插入到具有增大的直径的外圆柱体时，此部分与加热单元接触。