CN109980823B - 旋转电机的定子及定子线圈的制造方法 - Google Patents
旋转电机的定子及定子线圈的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109980823B CN109980823B CN201811383372.1A CN201811383372A CN109980823B CN 109980823 B CN109980823 B CN 109980823B CN 201811383372 A CN201811383372 A CN 201811383372A CN 109980823 B CN109980823 B CN 109980823B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stator
- coil
- coil segment
- peeled
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/0056—Manufacturing winding connections
- H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
- H02K15/0081—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/38—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
本发明提供一种旋转电机的定子及定子线圈的制造方法。定子包括定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈，所述定子线圈包括第1线圈段和第2线圈段，所述第1线圈段的位于端部的第1剥离部接合于所述第2线圈段的第2剥离部，所述第1剥离部中的与所述第2剥离部相向的接合面包括至少1个凹部。
Description
技术领域
本发明涉及具有定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈的旋转电机的定子及定子线圈的制造方法。
背景技术
在关联技术中，已知有通过将多个线圈段互相接合而构成了定子线圈的导体段(segment conductor)型的定子。例如，在日本特开2015-201966中公开了如下的技术：将U字状的线圈段插通于定子芯的各插槽之后，将所述线圈段的端部焊接于其他线圈段的端部来构成定子线圈(在本说明书中，“U字状”包括“大致U字状”的含义)。
作为将线圈段接合时的焊接的种类，已知有TIG(Tungsten Inert Gas：钨极惰性气体)焊接、激光焊接等。TIG焊接是使用电的电弧焊的一种。所述TIG焊接是通过电子的碰撞使材料的表面发热且通过所述表面的热的传导使熔池生长的热传导型焊接。所述TIG焊接的热影响范围大，因此，在利用TIG焊接对线圈段进行焊接的情况下，必须增大所述线圈段中的为了接合而剥离绝缘皮膜的剥离部。增大剥离绝缘皮膜的剥离部对于定子的小型化是不利的。
激光焊接利用能量密度高的激光使材料的温度上升为融点以上从而将材料熔融、接合。在所述激光焊接中，仅激光能量的到达范围出现温度上升，对其他部位的热影响小。因而，在利用激光焊接对线圈段进行焊接的情况下，能够在充分确保接合面积的同时将热的影响范围抑制为小。由此，能够减小剥离部，作为结果，能够使定子小型化。
发明内容
线圈段的剥离部与其他剥离部进行焊接。在所述剥离部中的与其他剥离部相向的接合面上存在与所述其他剥离部接合的接合区域和不与所述其他剥离部接合的非接合区域。所述接合区域与非接合区域的交界成为接合交界。在激光焊接的情况下，所述接合交界容易成为具有多个峰部的凹凸形状。
接合交界容易成为具有多个峰部的凹凸形状是因为，在进行激光焊接时，会使激光以反复跨重叠的两个剥离部的交界的方式摆动。摆动的结果是，接合面处的激光能量的到达深度发生变动，由此接合交界成为了凹凸形状。在接合交界如上述这样成为具有多个峰部的凹凸形状的情况下，接合部分的应力扩大系数增加，容易产生接合部分的龟裂、劣化。在上述的情况下，难以确保线圈段的接合强度。
本发明提供一种能够进一步提高线圈段彼此的接合强度的旋转电机的定子及定子线圈的制造方法。
本发明的第1方案的旋转电机的定子具有定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈。所述定子线圈包括第1线圈段和第2线圈段。所述第1线圈段的位于端部的第1剥离部接合于所述第2线圈段的第2剥离部，在所述第1剥离部中的与所述第2剥离部相向的接合面上包括至少1个凹部。
根据本发明的第1方案的旋转电机的定子，将两个剥离部进行了焊接时的焊接部分的端部的形状由凹部控制。由此，焊接部分的应力扩大系数下降，能够有效地减少焊接部分的龟裂、破损。作为结果，能够进一步提高第1线圈段与第2线圈段的接合强度。
在本发明的第1方案的旋转电机的定子中，也可以是，所述接合面包括所述第1线圈段与所述第2线圈段接合的接合区域和所述第1线圈段不与所述第2线圈段接合而所述第1剥离部与所述第2剥离部相向的非接合区域，所述凹部处于所述接合区域与所述非接合区域的交界即接合交界的附近。
根据本发明的第1方案的旋转电机的定子，通过将凹部形成于接合交界的附近，能够更可靠地使焊接部分的端部即接合交界的形状成为应力扩大系数更小的形状。作为结果，能够更可靠地提高第1线圈段与第2线圈段的接合强度。
在本发明的第1方案的旋转电机的定子中，也可以是，所述接合区域在所述定子的轴向上比所述非接合区域位于所述定子线圈的外侧。
根据本发明的第1方案的旋转电机的定子，能够将用于焊接剥离部的焊接能量(例如激光焊接时的激光能量)在所述定子的轴向上从所述定子线圈的外侧施加，因此能够防止焊接能量与其他部件的干涉。
在本发明的第1方案的旋转电机的定子中，也可以是，所述凹部在与所述轴向交叉的方向上延伸，是直线状或平滑的弧状(在本说明书中，“弧状”包括“大致弧状”的含义)。
根据本发明的第1方案的旋转电机的定子，在焊接时，能够将接合面处的焊接能量(例如激光焊接时的激光能量)的到达深度的偏差利用凹部吸收，能够进一步减小接合交界的应力扩大系数。
在本发明的第1方案的旋转电机的定子中，也可以是，所述接合面包括多个所述凹部，所述凹部在所述轴向上互相隔开间隔地排列。
根据本发明的第1方案的旋转电机的定子，即使焊接能量的到达深度的偏差的振幅大或者到达深度偏离预想值，也能够利用多个凹部吸收，能够更可靠地减少接合交界的应力扩大系数。
在本发明的第1方案的旋转电机的定子中，也可以是，在与所述第1剥离部的所述凹部相向的所述第2剥离部的表面上存在至少1个凹部。
本发明的第2方案的定子线圈的制造方法包括如下步骤：在所述定子线圈所包含的第1线圈段的端部形成第1剥离部，并且在所述第1剥离部形成至少一个凹部，在所述第1剥离部处，所述第1线圈段的绝缘皮膜被剥离；及在使所述第1剥离部以所述凹部与位于所述定子线圈所包含的第2线圈段的端部的第2剥离部相向的方式与所述第2剥离部重叠的状态下进行焊接。
根据本发明的第2方案的定子线圈的制造方法，将两个剥离部进行了焊接时的焊接部分的端部的形状由凹部控制。由此，焊接部分的应力扩大系数下降，能够有效地减少焊接部分的龟裂、破损。作为结果，能够进一步提高第1线圈段与第2线圈段的接合强度。
在本发明的第2方案的定子线圈的制造方法中，也可以是，所述第1剥离部与所述第2剥离部通过激光焊接来焊接。
根据本发明的第2方案的定子线圈的制造方法，通过利用激光焊接进行焊接，能够将对焊接部分以外的热影响抑制为小。因而，能够将剥离部抑制为小，进而能够使定子小型化。
在本发明的第2方案的定子线圈的制造方法中，也可以是，在所述激光焊接中，激光具有能够将所述第1剥离部及所述第2剥离部的材料熔融的激光能量，所述激光能量到达所述第1剥离部及所述第2剥离部的范围，所述凹部形成于所述第1剥离部及所述第2剥离部的范围的端部的附近。
根据本发明的第2方案的定子线圈的制造方法，能够更可靠地使焊接部分的端部的形状成为应力扩大系数小的形状。作为结果，能够更可靠地提高第1线圈段与第2线圈段的接合强度。
在本发明的第2方案的定子线圈的制造方法中，也可以是，在所述激光焊接中，激光从组装所述定子线圈的定子的轴向上的所述定子线圈的外侧进行照射，并且以反复跨所述第1剥离部与第2剥离部重叠的交界的方式摆动。
根据本发明的第2方案的定子线圈的制造方法，能够将接合面的周边的材料可靠地熔融，能够将两个剥离部可靠地接合。
根据本发明的方案的旋转电机的定子及定子线圈的制造方法，将两个剥离部进行了焊接时的焊接部分的端部的形状由凹部控制。由此，焊接部分的应力扩大系数下降，能够有效地减少焊接部分的龟裂、破损。作为结果，能够进一步提高线圈段彼此的接合强度。
附图说明
本发明的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，并且，其中：
图1是旋转电机的定子的局部立体图。
图2是示出线圈段的一例的图。
图3是示出剥离部的周边的图。
图4是从图3中的Ⅳ观察剥离部的周边而得到的图。
图5是图3中的概略V-V剖视图。
图6是在图3中省略了近前侧的线圈段的图示的图。
图7是说明激光能量的到达范围与焊接区域的关系的概念图。
图8是说明激光能量的到达范围与焊接区域的关系的另一概念图。
图9是示出测定剥离部的接合强度而得到的实验结果的图。
图10是示出定子线圈的制造的流程的流程图。
图11是示出凹部的另一例的图。
图12是示出凹部的另一例的图。
图13是示出凹部的另一例的图。
图14是示出凹部的另一例的图。
图15是示出凹部的另一例的图。
图16是示出另一定子线圈的一例的图。
图17是示出关联技术中的剥离部的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对旋转电机的定子10的结构进行说明。图1是旋转电机的定子10的局部立体图。在以下的说明中，“周向”“轴向”“径向”都意味着定子10的周向、轴向、径向。
所述定子10与转子组合而构成旋转电机。应用所述定子10的旋转电机没有特别的限定，既可以作为电动机来使用，也可以作为发电机来使用。例如，所述定子10可以应用于搭载于电动车辆的、作为生成行驶用动力的电动机发挥功能并且作为利用制动力等进行发电的发电机发挥功能的旋转电机。
定子10具有定子芯12和卷绕于所述定子芯12的定子线圈14。定子芯12是圆筒形部件，包括圆环状的轭和从所述轭的内周面沿径向突出的多个齿18(在本说明书中，“圆筒形部件”包括“大致圆筒形部件”的含义)。多个齿18在周向上以预定间隔排列，在相邻的两个齿18之间形成有供定子线圈14插入的空间即插槽(slot)16。这样的定子芯12由在轴向上层叠的多个电磁钢板(例如硅钢板)构成。多个电磁钢板互相被定位、接合而构成定子芯12。
定子线圈14通过将绕组卷绕于齿18而构成。所述定子线圈14的卷绕方式及接线方式可以适当地自由变更。因此，定子线圈14可以以分布卷绕方式卷绕，也可以以集中卷绕方式卷绕。定子线圈14可以对3相的相线圈进行星形接线，也可以对其进行三角形接线。
本实施方式的定子线圈14由包括互相接合的第1线圈段20a和第2线圈段20b的线圈段20构成。图2是示出线圈段20的一例的图。线圈段20通过将被绝缘皮膜(由图中交叉影线表示)包覆的截面矩形的扁平导体折弯成形为U字状而形成。线圈段20在向定子芯12组装之前的阶段下具有一对直线部24和连结一对直线部24的连结部22(在本说明书中，“截面矩形”包括“截面大致矩形”的含义)。
在将线圈段20向定子芯12组装时，一对直线部24向插槽16分别插入。由此，连结部22在定子芯12的轴向另一端侧以跨1个以上的齿18的方式在周向上延伸。直线部24在插入到插槽16之后，如图2中的双点划线所示，在其中途沿周向被折弯。由此，直线部24成为在插槽16内沿轴向延伸的部分和在定子芯12的轴向一端侧沿周向延伸的部分。沿周向延伸的部分构成线圈端部的一部分。以下，将用于使线圈段20成为U字状的的折弯称作“一次折弯”，将线圈段20组装于定子芯12之后进行的折弯称作“二次折弯”。
在第1线圈段20a和第2线圈段20b的端部形成有绝缘皮膜被剥离而扁平导体露出到外部的第1剥离部26a和第2剥离部26b。第1剥离部26a和第2剥离部26b的宽度方向一端的缘即在使第1线圈段20a和第2线圈段20b二次折弯时成为轴向外侧缘的缘被成形为向外侧凸的圆弧状。在图2中，图示了使一对直线部24都向周向内侧二次折弯的例子。因而，第1剥离部26a和第2剥离部26b都是宽度方向外侧的缘形成为圆弧状。但是，各直线部24也可以向相反侧(周向外侧)二次折弯。在上述的情况下，第1剥离部26a和第2剥离部26b的宽度方向端部的形状也根据二次折弯的方向而适当变更即可。
第1线圈段20a的第1剥离部26a在二次折弯之后，与第2线圈段20b的第2剥离部26b焊接、接合。参照图3～图6对所述第1剥离部26a和第2剥离部26b的周边的结构进行说明。图3是示出互相接合后的第1剥离部26a和第2剥离部26b的周边的图。图4是从图3中的Ⅳ方向(轴向)观察第1剥离部26a和第2剥离部26b的周边而得到的图。图5是图3中的概略Ⅴ-Ⅴ剖视图。图6是省略了互相接合的第1线圈段20a和第2线圈段20b中的近前侧的第1线圈段20a的图示的图。
如图4所示，第1剥离部26a和第2剥离部26b以在剥离部的厚度方向上重叠的状态被焊接、接合。此时，如图3所示，第1剥离部26a和第2剥离部26b以第1剥离部26a和第2剥离部26b的圆弧状的缘部一致的方式重叠。以下，将第1剥离部26a中的与第2剥离部26b相向而接合的面称作“接合面30”。
所述接合面30中的仅上侧的一部分与第2剥离部26b接合。以下，将与第2剥离部26b接合的区域称作“接合区域Ew”。在图6中，深色影线表示接合区域Ew。将接合面30中的虽然与第2剥离部26b相对但不与所述第2剥离部26b接合的区域称作“非接合区域En”。在图6中，浅色影线表示非接合区域En。
在本实施方式中，在接合面30中的所述接合区域Ew与非接合区域En的交界即接合交界的附近设置有在厚度方向上凹陷的凹部32。如图6所示，所述凹部32是向轴向下侧凸的弧状。所述凹部32的两端到达了第2剥离部26b的上端缘(第2线圈段20b的宽度方向一端)。所述凹部32为了使接合交界圆滑而设置，关于这一点将在后文叙述。
第1剥离部26a与第2剥离部26b的焊接通过激光焊接来进行。通过利用激光焊接进行焊接，能够减小剥离绝缘皮膜的范围即第1剥离部26a和第2剥离部26b，能够使定子10小型化。即，作为焊接方式，除了激光焊接之外，还已知有电弧焊、尤其是TIG焊接等。TIG焊接是材料的表面发热且通过所述表面的热的传导而熔池生长的热传导型焊接。所述TIG焊接的热影响范围大，因此，在利用TIG焊接对第1线圈段20a和第2线圈段20b进行焊接的情况下，必须增大所述第1线圈段20a和第2线圈段20b中的剥离了绝缘皮膜的第1剥离部26a和第2剥离部26b。这会阻碍定子10的小型化。另一方面，激光焊接利用能量密度高的激光使材料的温度上升为融点以上(一部分上升为沸点以上)而将材料熔融、接合。在所述激光焊接中，实际上仅充分强度的激光能量所到达的范围发生熔融，对其他部分的热影响小。因而，在利用激光焊接对第1线圈段20a和第2线圈段20b进行焊接的情况下，仅将想要焊接的部位附近的绝缘皮膜剥离即可。作为结果，能够减小第1剥离部26a和第2剥离部26b，进而能够使定子10小型化。
在此，在进行激光焊接时，如图5中的虚线所示，激光L从轴向外侧朝向第1剥离部26a和第2剥离部26b照射。在进行激光焊接时，激光L以反复横穿重叠的第1剥离部26a与第2剥离部26b的交界的方式摆动。在图4中，双点划线表示激光L的移动轨迹Tl。在图4的例子中，激光L沿着将椭圆连续相连那样的移动轨迹Tl二维地移动。不过，在此所示的移动轨迹Tl只是一例，只要反复横穿第1剥离部26a与第2剥离部26b的交界即可，也可以是锯齿状、波状等。
不管怎样，激光L的光轴在第1线圈段20a和第2线圈段20b的长轴方向(图4中的左右方向)上移动的过程中都相对于第1剥离部26a与第2剥离部26b的交界反复接近、远离。上述的结果是，接合面30处的激光能量的到达深度根据第1线圈段20a和第2线圈段20b的长轴方向位置而变化。即，在激光L的光轴通过第1剥离部26a与第2剥离部26b的交界的正上方的位置Pa处，接合面30处的激光能量的到达深度变深。另一方面，在激光L的光轴从第1剥离部26a与第2剥离部26b的交界离开的位置Pb处，接合面30处的激光能量的到达深度变浅。也就是说，接合面30处的激光能量的到达深度容易产生偏差。
在此，在接合面30上不存在凹部32的情况下，所述激光能量的到达范围成为材料被熔融接合的范围。并且，在接合面30上不存在凹部32的情况下，接合区域Ew与非接合区域En的交界即接合交界成为具有多个峰部的凹凸形状。图17是示出在接合面30上不存在凹部32时的接合区域Ew及非接合区域En的一例的图。如图17所示，材料熔融而与第2剥离部26b接合的接合区域Ew的端部(接合交界)成为反复产生峰部的凹凸形状。当接合交界如上述这样成为凹凸形状时，应力扩大系数增加，容易产生焊接部分的龟裂、破损。作为结果，难以确保线圈接合强度。
在本实施方式中，为了使接合交界成为峰部少的形状，在接合面30中的激光能量的到达范围的端部附近设置有凹部32。所述凹部32的内部当然不存在材料。因此，即使激光能量到达了所述凹部32，材料也不会发生焊接，成为“打空”。并且，由此，接合交界成为峰部少的平滑形状，容易确保线圈接合强度。
参照图7、图8对此进行说明。图7、图8是凹部32的周边的放大图。在图7、图8中，虚线表示能将材料熔融的激光能量的到达范围的端部。如上所述，激光能量的到达深度存在偏差，因此，如图7中的虚线所示，激光能量的到达范围的端部成为具有多个峰部的凹凸形状。本来，接合面30的材料沿着所述凹凸形状熔融。但是，如图7所示，在激光能量的到达范围的端部的振幅处于凹部32的宽度内的情况下，在接合面30中，仅所述凹部32的上侧的材料熔融，凹部32的下侧的材料不会熔融。由于在凹部32的宽度内不存在材料，所以当然在所述凹部32的宽度内材料不熔融。作为结果，接合区域Ew与非接合区域En的交界(接合交界)成为凹部32的形状。在此，由于凹部32是不存在多个峰部的平滑形状，所以得到的接合交界(接合区域Ew的端部)也成为不存在多个峰部的平滑形状。作为结果，能够将接合交界处的应力扩大系数抑制为小，能够确保充分强度的接合强度。
当然，如图8所示，也可想到激光能量的一部分不到达凹部32或者比凹部32向里侧超出的情况。但是，即使在上述的情况下，接合区域Ew的端部的大部分也会成为凹部32的形状。因此，即使在上述的情况下，与不存在凹部32的情况相比，也能够减小应力扩大系数，能够进一步提高接合强度。
从到此为止的说明可知，凹部32为了控制接合交界的形状而设置。并且，为了更可靠地控制接合交界，凹部32的宽度D(参照图7)优选为激光能量的到达范围的端部的振幅A以上。不过，当然，如图8所示，即使凹部32的宽度D比激光能量的到达范围端部的振幅A小，与不存在凹部32的情况相比也能够减少应力扩大系数。凹部32的深度没有特别的限定，但优选设为即使周边的材料熔融而流入也不会溢出且能够充分保持第1剥离部26a和第2剥离部26b的强度的程度的深度。凹部32的截面形状既可以如图5所示那样是截面矩形，也可以是截面山形、截面半圆形状等。
图9是示出测定第1剥离部26a与第2剥离部26b的接合强度而得到的实验结果的图。在所述实验中，向第1剥离部26a和第2剥离部26b反复施加应力，计测到接合被破坏为止的次数。在图9中，纵轴表示向第1剥离部26a和第2剥离部26b施加的应力的平均值，横轴表示应力的施加次数。从辅助线的间隔可知，横轴的刻度是对数刻度。在图9中，黑三角表示不设置凹部32的第1剥离部26a和第2剥离部26b的实验结果，白圆表示设置有凹部32时的第1剥离部26a和第2剥离部26b的实验结果。
如图9所示，在不设置凹部32的情况下(黑三角)，到接合破坏为止的应力施加次数存在大的偏差。可认为这是因为，接合交界的形状不受控制，应力扩大系数的大小容易偶然地受到影响。另一方面，在设置有凹部32的情况下(白圆)，与不设置凹部32的情况(黑三角)相比，到接合破坏为止的应力施加的次数大幅增加。另外，施加次数的偏差也小。可认为这是因为，接合交界的形状由凹部32控制成应力扩大系数小的形状。不管怎样，从图9可知，通过设置凹部32，能够将接合强度保持得更高。
参照图10对这样的定子线圈14的制造流程进行说明。图10是示出定子线圈14的制造流程的流程图。在制造定子线圈14时，首先制造线圈段20。为了制造线圈段20，首先将线圈材料切断成预定的长度(S10)。线圈材料是将长条的扁平导线用绝缘皮膜包覆而成的材料。将所述线圈材料每隔各线圈段20所需的长度而切断。此时，以使线圈段20的端部成为期望的形状即宽度方向一端成为弧状的方式进行切断。
从各线圈段20的端部剥离绝缘皮膜(S12)。当绝缘皮膜的剥离完成后，在第1剥离部26a和第2剥离部26b中的成为接合面30的面形成凹部32(S14)。所述凹部32例如可以通过切削加工、激光加工等来形成。接着，使各线圈段20一次折弯成U字状(S16)。所述一次折弯例如可以通过将线圈段20压靠于预定的模具或者使用专用的辊使其折弯来实现。
当对于线圈段20的一次折弯的处理完成后，接着将得到的线圈段20组装于定子芯12(S18)。即，将一对直线部24向定子芯12的插槽16内插入。然后，使直线部24中的从定子芯12的轴向一端突出的部分在周向上二次折弯以构成线圈端(S20)。然后，使第1线圈段20a的第1剥离部26a与对应的第2线圈段20b的第2剥离部26b在厚度方向上重叠。
当成为所述状态后，将在厚度方向上重叠的第1剥离部26a和第2剥离部26b利用激光焊接进行接合(S22)。即，从轴向外侧朝向在厚度方向上重叠的第1剥离部26a和第2剥离部26b照射激光，将第1剥离部26a和第2剥离部26b的材料熔融接合。此时，以使能将材料熔融的激光能量在接合面30处的到达端部成为凹部32附近的方式调整激光的输出。并且，由此，接合面30处的接合交界的形状由凹部32控制。作为结果，接合交界的应力扩大系数变小，能够将第1线圈段20a与第2线圈段20b的接合强度保持得高。
形成凹部32的步骤(S14)以外的步骤都是关联技术的制造工序中也采用了的步骤。换言之，本实施方式的定子线圈14仅通过追加凹部32的形成这一工序而得到。也就是说，根据本实施方式的制造方法，如上所述，能够将线圈的接合强度与关联技术相比大幅提高，另一方面，能够将制造步骤的变更量抑制为少。
到此为止说明的结构只是一例，只要在第1剥离部26a的接合面30设置有凹部32即可，其他结构也可以适当变更。例如，在上述的说明中，使凹部32的个数仅为一个。但是，凹部32的个数也可以是多个。例如，如图11所示，也可以将作为凹部32发挥功能的缓冲槽32a在轴向(即与激光的光轴平行的方向)上排列多个。通过如上述这样将多个缓冲槽32a(凹部32)在轴向上排列，能够使不能完全处于一个缓冲槽32a的激光能量的到达端部的振幅处于其他的缓冲槽32a内。由此，即使在激光能量的到达深度的偏差的振幅大的情况下，也能够适当控制接合交界，能够将接合强度保持得更高。
凹部32无需延伸至第1剥离部26a的端部，如图12所示，也可以在作为凹部32发挥功能的缓冲槽32a的两端与第1剥离部26a的上端缘之间存在间隙。通过使缓冲槽32a为不到达第1剥离部26a的端部的形状，能够抑制由缓冲槽32a引起的强度下降。
到此为止，使凹部32为宽度固定的槽，但凹部32也可以是非槽状的小凹部。并且，也可以将多个小凹部沿着接合交界，隔开间隔或不隔开间隔地排列。在图13中，将多个圆形的小凹部32b(凹部32)沿着接合交界不隔开间隔地排列。通过设为如上所述的结构，能够加宽凹部32的宽度，能够更可靠地吸收激光能量的到达深度的偏差。
凹部32也可以不呈线状延伸，例如，如图14所示，凹部32也可以包括以互相分开的方式设置的2个小凹部32b。上述这样的小凹部32b例如可以设置于作用于第1剥离部26a的应力容易集中的部位。凹部32也可以如图15所示那样具有呈格子状排列的多个槽32c。通过将槽32c形成为格子状，能够减少接合交界的纵向的凹凸和横向的凹凸双方。通过将槽32c形成为格子状，接受激光能量而熔融后的材料不会向下方垂落，容易留在槽32c内。
在到此为止的说明中，使第1剥离部26a和第2剥离部26b中的在激光焊接时成为轴向外侧的缘为弧状，但第1剥离部26a和第2剥离部26b的形状也可以适当变更。例如，如图16所示，也可以使第1剥离部26a和第2剥离部26b保持方形而向轴向外侧折弯，并在所述状态下将第1剥离部26a与第2剥离部26b焊接。即使在上述的情况下，在第1剥离部26a中的与第2剥离部26b相对的接合面30上也设置凹部32。所述凹部32的形状没有特别的限定，但例如凹部32可以如图16中的虚线所示那样设为在与轴向交叉的方向上延伸的槽。在到此为止的说明中，以利用激光焊接进行焊接的情况为例进行了说明，但线圈段也可以通过其他方式来焊接。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不限于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形或变更。
Claims (9)
1.一种旋转电机的定子，其特征在于，具备：
定子芯；及
定子线圈，卷绕于所述定子芯，所述定子线圈包括第1线圈段和第2线圈段，所述第1线圈段的位于端部的第1剥离部接合于所述第2线圈段的第2剥离部，在所述第1剥离部中的与所述第2剥离部相向的接合面上包括至少1个凹部，
所述接合面包括所述第1线圈段与所述第2线圈段接合的接合区域和所述第1线圈段不与所述第2线圈段接合而所述第1剥离部与所述第2剥离部相向的非接合区域，所述凹部位于所述接合区域与所述非接合区域的交界即接合交界的附近。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述接合区域在所述定子的轴向上比所述非接合区域位于所述定子线圈的外侧。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子，其特征在于，
所述凹部在与所述轴向交叉的方向上延伸，是直线状或平滑的弧状。
4.根据权利要求3所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在所述接合面上包括多个所述凹部，所述凹部在所述轴向上互相隔开间隔地排列。
5.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，
在与所述第1剥离部的所述凹部相向的所述第2剥离部的表面上存在至少1个凹部。
6.一种定子线圈的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述定子线圈所包含的第1线圈段的端部形成第1剥离部，并且在所述第1剥离部形成至少1个凹部，在所述第1剥离部处，所述第1线圈段的绝缘皮膜被剥离；及
在使所述第1剥离部以所述凹部与位于所述定子线圈所包含的第2线圈段的端部的第2剥离部相向的方式与所述第2剥离部重叠的状态下进行焊接，
所述第1剥离部与所述第2剥离部之间的重叠部分包括：所述第1线圈段与所述第2线圈段接合的接合区域和所述第1线圈段不与所述第2线圈段接合而所述第1剥离部与所述第2剥离部相向的非接合区域，所述凹部位于所述接合区域与所述非接合区域的交界即接合交界的附近。
7.根据权利要求6所述的定子线圈的制造方法，其特征在于，
所述第1剥离部与所述第2剥离部通过激光焊接来焊接。
8.根据权利要求7所述的定子线圈的制造方法，其特征在于，
在所述激光焊接中，激光具有能够将所述第1剥离部及所述第2剥离部的材料熔融的激光能量，
所述激光能量到达所述第1剥离部及所述第2剥离部的范围，所述凹部形成于所述激光能量到达的所述第1剥离部及所述第2剥离部的范围的端部的附近。
9.根据权利要求7或8所述的定子线圈的制造方法，其特征在于，
在所述激光焊接中，激光从组装所述定子线圈的定子的轴向上的所述定子线圈的外侧进行照射，并且以反复跨所述第1剥离部与第2剥离部重叠的交界的方式摆动。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017251716A JP7009986B2 (ja) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 回転電機のステータ、および、ステータコイルの製造方法 |
| JP2017-251716 | 2017-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109980823A CN109980823A (zh) | 2019-07-05 |
| CN109980823B true CN109980823B (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=64572229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811383372.1A Expired - Fee Related CN109980823B (zh) | 2017-12-27 | 2018-11-20 | 旋转电机的定子及定子线圈的制造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10978925B2 (zh) |
| EP (1) | EP3506467B1 (zh) |
| JP (1) | JP7009986B2 (zh) |
| KR (1) | KR20190079499A (zh) |
| CN (1) | CN109980823B (zh) |
| BR (1) | BR102018073938A2 (zh) |
| RU (1) | RU2707968C1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7432626B2 (ja) * | 2020-01-31 | 2024-02-16 | 株式会社アイシン | 導線の絶縁被膜の剥離方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000262021A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Denso Corp | 電機子コイルの接合構造及び接合方法 |
| JP4462392B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-05-12 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機の固定子の製造方法 |
| JP2012179631A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Kobe Steel Ltd | 銅板のへり溶接方法 |
| JP2014007795A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Aisin Aw Co Ltd | 回転電機の導体接合方法及び回転電機のコイル |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6870294B2 (en) * | 2000-06-08 | 2005-03-22 | Continental Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Ohg | Winding with moulded parts, method and set of moulded parts for electrical machines |
| JP2002119003A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の固定子とその製造方法 |
| CN100452619C (zh) * | 2003-01-22 | 2009-01-14 | 株式会社电装 | 车辆交流发电机 |
| JP5471867B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2014-04-16 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子 |
| JP5586969B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-09-10 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子 |
| JP5704394B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-04-22 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子 |
| US8436506B2 (en) * | 2010-04-13 | 2013-05-07 | GM Global Technology Operations LLC | Electric motor assemblies and systems and methods associated with joining wires of electric motor assemblies |
| JP5301062B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2013-09-25 | テクノマティック・ソシエタ・ペル・アチオニ | バー導体をねじる方法及び装置、特に電気機械のバー巻線用の方法及び装置 |
| JP2012201966A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Kurita Water Ind Ltd | 銅系部材の腐食抑制方法及び腐食抑制剤 |
| JP2012257366A (ja) | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Toyota Motor Corp | 回転電機ステータ及びその製造方法 |
| JP5805138B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2015-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機の製造方法 |
| JP2015082868A (ja) | 2013-10-21 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | モータステータの製造方法、及び、モータ |
| US20150214820A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Remy Technologies, Llc | Hairpin joint |
| JP6194275B2 (ja) * | 2014-04-08 | 2017-09-06 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機のステータ |
| US10236754B2 (en) * | 2014-10-31 | 2019-03-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Stator of rotary electric machine |
| JP6635294B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2020-01-22 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | バスバー及び蓄電モジュール |
-
2017
- 2017-12-27 JP JP2017251716A patent/JP7009986B2/ja active Active
-
2018
- 2018-11-20 CN CN201811383372.1A patent/CN109980823B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2018-11-21 KR KR1020180144687A patent/KR20190079499A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-11-22 BR BR102018073938-7A patent/BR102018073938A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2018-11-26 RU RU2018141382A patent/RU2707968C1/ru active
- 2018-12-03 EP EP18209860.8A patent/EP3506467B1/en active Active
- 2018-12-04 US US16/209,409 patent/US10978925B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000262021A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Denso Corp | 電機子コイルの接合構造及び接合方法 |
| JP4462392B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-05-12 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機の固定子の製造方法 |
| JP2012179631A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Kobe Steel Ltd | 銅板のへり溶接方法 |
| JP2014007795A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Aisin Aw Co Ltd | 回転電機の導体接合方法及び回転電機のコイル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR102018073938A2 (pt) | 2019-07-16 |
| RU2707968C1 (ru) | 2019-12-03 |
| CN109980823A (zh) | 2019-07-05 |
| JP7009986B2 (ja) | 2022-01-26 |
| EP3506467B1 (en) | 2021-06-09 |
| KR20190079499A (ko) | 2019-07-05 |
| US10978925B2 (en) | 2021-04-13 |
| EP3506467A1 (en) | 2019-07-03 |
| US20190199153A1 (en) | 2019-06-27 |
| JP2019118214A (ja) | 2019-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7107791B2 (ja) | コイル線のレーザ溶接方法 | |
| RU2716007C1 (ru) | Статор вращающейся электрической машины и способ изготовления катушки статора | |
| JP5958109B2 (ja) | 回転電機の導体接合方法 | |
| JP3964116B2 (ja) | 回転電機の固定子 | |
| CN110977160B (zh) | 定子线圈的激光焊接方法 | |
| JP6086226B2 (ja) | 回転電機の導体接合方法 | |
| CN107078581B (zh) | 旋转电机的定子 | |
| CN109980823B (zh) | 旋转电机的定子及定子线圈的制造方法 | |
| JP6472424B2 (ja) | 電線の接合方法 | |
| US20210379698A1 (en) | Method for welding copper-including members, and method for manufacturing electrical rotating machine | |
| JP2023017570A (ja) | 固定子、及び固定子の製造方法 | |
| JP2019122187A (ja) | 回転電機のステータコイル | |
| JP2014007794A (ja) | 回転電機の導体接合方法及び回転電機のコイル | |
| JP6663942B2 (ja) | 回転電機のステータ | |
| JP2023022764A (ja) | 固定子、及び固定子の製造方法 | |
| JP7181171B2 (ja) | 導線の接合方法 | |
| WO2021059426A1 (ja) | コイル、および回転電機 | |
| JP7478699B2 (ja) | 回転電機用ステータ製造方法 | |
| JP7511079B2 (ja) | 回転電機用ステータ製造方法 | |
| JP2022022880A (ja) | 導体接合方法 | |
| WO2019139128A1 (ja) | ロータの製造方法 | |
| CN114731100A (zh) | 定子的制造方法 | |
| JP2015019539A (ja) | ステータ並びにステータの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210219 |