JP2005204422A - Method of manufacturing coil - Google Patents

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Yasuhiro Endo
康浩 遠藤
Ryoji Mizutani
良治 水谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a space factor by avoiding damage to an insulating cover. <P>SOLUTION: This method of manufacturing a coil includes a step (S1000) of winding an element wire a plurality of times around bobbins the interval between which can be adjusted freely, a step (S1100) of forming the wound element wire roughly into the shape of a coil by widening the interval, steps(S1200 and S1300) of forming it into the shape of a coil by giving an external force from the outside of the wound element wire to its inside and the external force to stick the fellow turns of the wound element wire fast to one another while keeping the interval between the bobbins, a step(S1400) of applying insulation treatment a part between turns of the wound element wire, and a step (S1500) of supplying the wound element wire with power. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固定子鉄心とコイルとから構成される固定子の製造方法に関し、特に、コイルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a stator including a stator core and a coil, and more particularly to a method for manufacturing a coil.

従来、コイルは、導体の素線を所定形状の巻枠に張力を掛けながら巻回して形成される。そして、コイルの素線には、エナメル等の絶縁被覆が施されている。そのため、素線に張力を掛けながら巻着する際は、コイルの線材同士が接触するため、絶縁被覆に傷、はがれ等が生じる可能性があった。   Conventionally, a coil is formed by winding a conductor wire while applying tension to a winding frame of a predetermined shape. The coil wire is provided with an insulation coating such as enamel. For this reason, when winding while applying tension to the strands, the coil wires come into contact with each other, so that there is a possibility that the insulating coating may be scratched or peeled off.

そこで、このような問題点に鑑み、特許文献1(特開2000−197294号公報)は、平角線を用いたコイルのエナメル被覆の損傷を防止する集中巻コイルおよび巻線製造装置を開示する。この集中巻コイルは、平角形状をもつコイル線が複数の層をつくるように巻かれる。各層にてコイル線が列をつくるように巻かれた集中巻コイルにおいて、コイル線が隣の列に移る列替り部およびコイル線が隣の層に移る層替り部でのコイル線断面形状が丸形である。   Therefore, in view of such problems, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-197294) discloses a concentrated winding coil and a winding manufacturing apparatus that prevent damage to the enamel coating of the coil using a rectangular wire. The concentrated winding coil is wound so that a coil wire having a rectangular shape forms a plurality of layers. In a concentrated winding coil in which coil wires are wound to form a row in each layer, the cross-sectional shape of the coil wire is round at the turnover portion where the coil wire moves to the next row and at the turnover portion where the coil wire moves to the next layer. It is a shape.

特許文献1に開示された集中巻コイルによると、コイル線が列替りおよび層替り部において部分的に丸断面を有している。コイル線同士が交差するとき、平角部分のエッジ同士が接触するのではなく、丸線部分同士が接触するので、接触応力が格段に緩和され、コイル線被膜の損傷を防ぐことができる。特に、巻き上がったコイルを全体的に円弧型に成形するような場合において被膜の損傷を効果的に防止できる。
特開2000−197294号公報
According to the concentrated winding coil disclosed in Patent Document 1, the coil wire partially has a round cross section at the replacement part and the layer change part. When the coil wires cross each other, the edges of the flat portions do not contact each other, but the round wire portions contact each other, so that the contact stress is remarkably relieved and damage to the coil wire coating can be prevented. In particular, damage to the coating can be effectively prevented when the wound coil is formed into an arc shape as a whole.
JP 2000-197294 A

しかしながら、占積率(固定子鉄心に設けられるスロットの断面積に対するコイルの断面積の比)の高いコイルを形成する際に、巻枠に張力を掛けながら素線の巻回を行なうと、線材同士の接触により絶縁被覆が損傷する。また、張力を掛けながら線材の成形を行なうため、線材が延び、抵抗値の管理をすることが困難となる。そのため、コイルの品質の管理が困難となる問題があった。   However, when forming a coil with a high space factor (ratio of the cross-sectional area of the coil to the cross-sectional area of the slot provided in the stator core) and winding the wire while applying tension to the winding frame, The insulation coating is damaged by the contact between them. Further, since the wire is formed while tension is applied, the wire is extended and it is difficult to manage the resistance value. Therefore, there has been a problem that it is difficult to manage the quality of the coil.

また、特許文献1に開示された集中巻コイルにおいて、平角線などの素線を使用してコイルを形成する場合、絶縁被覆された素線は、塑性変形させるまで変形させると絶縁被覆がはがれるという問題があった。すなわち、占積率を高めるためにコイルをスロットの断面形状と同形状にすることは困難である。そのため、占積率の向上にも限界があった。   In addition, in the concentrated winding coil disclosed in Patent Document 1, when forming a coil using a strand such as a flat wire, the insulation coating is peeled off when the insulation-coated strand is deformed until it is plastically deformed. There was a problem. That is, it is difficult to make the coil the same shape as the cross-sectional shape of the slot in order to increase the space factor. For this reason, there is a limit to improving the space factor.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、絶縁被覆の損傷を回避して占積率を向上させるコイルの製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a coil that improves the space factor by avoiding damage to the insulating coating.

第1の発明に係るコイルの製造方法は、固定子と回転子とからなる回転電機の固定子を構成するコイルの製造方法である。コイルの製造方法は、コイルを形成する素線を複数回巻着する巻着ステップと、コイルを予め定められた形状に形成するステップと、巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す処理ステップと、巻着された素線に電力を供給するステップとを含む。   A method for manufacturing a coil according to a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a coil constituting a stator of a rotating electrical machine including a stator and a rotor. The coil manufacturing method includes a winding step of winding a wire forming the coil a plurality of times, a step of forming the coil into a predetermined shape, and an insulation treatment between the wires in the wound wire And a step of supplying power to the wound wire.

第1の発明によると、処理ステップにて巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す。電力を供給するステップにて巻着された素線に電力を供給する。これによりコイルを収縮させることができる。すなわち、巻着された素線に電力を供給することにより、素線により形成されるコイルにおいて、磁界が発生する。このとき、コイルに発生した磁界に基づいて、素線同士が密着する方向に力が生じて収縮するいわゆる通電収縮が生じる。外部からの接触なしにコイルを収縮でき、コイルの密集度が向上するため、絶縁被覆の損傷を回避してティースに巻着されたコイルの断面形状をティース間のスロットにおいてより占積率を向上させるコイルの製造方法を提供することができる。   According to the first invention, the insulation treatment is performed between the strands of the strand wound in the processing step. Power is supplied to the wound wire in the step of supplying power. Thereby, the coil can be contracted. That is, by supplying power to the wound wire, a magnetic field is generated in the coil formed by the wire. At this time, based on the magnetic field generated in the coil, a so-called energization contraction occurs in which a force is generated and contracts in a direction in which the strands are in close contact with each other. The coil can be shrunk without contact from the outside, and the density of the coil is improved, so that the insulation of the cross section of the coil wound around the teeth is improved and the space factor between the teeth is improved. The manufacturing method of the coil to be made can be provided.

第2の発明に係るコイルの製造方法においては、第1の発明の構成に加えて、巻着ステップは、互いの間隔を自在に調整可能な部材に前記素線を巻着させるステップを含む。予め定められた形状に形成するステップは、間隔を広げることにより、巻着された素線がコイルの概略形状になるように形成する第1の形成ステップと、部材の間隔を維持した状態で、巻着された素線の外側から内側への外力および巻着された素線同士を密着させる外力を付与して、コイルの形状になるように形成する第2の形成ステップとを含む。   In the method for manufacturing a coil according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the winding step includes a step of winding the element wire around a member whose space can be freely adjusted. The step of forming in a predetermined shape is a first forming step in which the wound wire is formed so as to have a schematic shape of the coil by widening the interval, and maintaining the interval between the members, A second forming step in which an external force from the outside to the inside of the wound strands and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other are applied to form a coil shape.

第2の発明によると、コイルの製造方法は、素線を複数回巻着させるステップにて、互いの間隔を自在に調整可能な部材(たとえば、2つの巻枠)にコイルを形成する素線を複数回巻着させる。そして、第1の形成するステップにて、2つの巻枠の間隔を広げることにより、巻着された素線に対して内側から外側への外力を付与する。巻着された素線はコイルの概略形状になるように形成される。そして、第2の形成ステップにて、巻着された素線に対して外側から内側への外力および巻着された素線同士を密着させる外力を付与して、コイルの形状になるように形成する。そして、処理ステップにて、巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す。巻枠に素線を巻着させた後、内側から外側への外力、外側から内側への外力および巻着された素線同士を密着させる外力を付与することで、所定のコイル形状が得られる。このとき、コイルの形状を形成した後に、絶縁処理を施すため、素線に対して塑性変形する程度の外力を加えても、絶縁被覆等がはがれるという問題が回避できる。また、外側から内側への外力だけでコイルを成形する場合と比べて、より精度の高いコイル形状の形成が可能となる。さらに、このコイルは、コイル形状に形成した後に、絶縁被覆する。そして、絶縁被覆された状態で固定子鉄心のティースに組み付けられる。そのため、ティース間に設けられるスロットにおけるコイルの断面形状を精度よく形成させることができる。すなわち、コイルの断面形状をスロットの断面積に対するコイルの断面積の比である占積率を向上させた形状にすることができる。占積率を向上させることにより、銅損を低減させることができる。したがって、絶縁被覆の損傷を回避して占積率を向上させることができる。また、張力を常に掛けながら固定子鉄心に素線を巻着させる必要がなくなるため、素線が張力で延びることを防止できる。すなわち、素線の抵抗値が変化することがないため、コイルの品質の管理が容易となる。   According to the second invention, in the coil manufacturing method, in the step of winding the wire a plurality of times, the wire forming the coil on a member (for example, two winding frames) whose space can be freely adjusted. Is wound several times. Then, in the first forming step, an external force from the inside to the outside is applied to the wound wire by widening the interval between the two winding frames. The wound wire is formed so as to have a general shape of a coil. Then, in the second forming step, an external force from the outside to the inside and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other are applied to the wound strands to form a coil shape. To do. And in a process step, an insulation process is performed between the strands in the wound strand. A predetermined coil shape can be obtained by applying an external force from the inside to the outside, an external force from the outside to the inside, and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other after winding the wire on the winding frame. . At this time, since the insulation treatment is performed after the coil shape is formed, the problem that the insulation coating or the like is peeled off can be avoided even if an external force that causes plastic deformation is applied to the element wire. In addition, it is possible to form a coil shape with higher accuracy than in the case where the coil is formed only by an external force from the outside to the inside. Further, this coil is formed into a coil shape and then covered with insulation. And it is assembled | attached to the teeth of a stator core in the state by which insulation coating was carried out. Therefore, the cross-sectional shape of the coil in the slot provided between the teeth can be formed with high accuracy. That is, the cross-sectional shape of the coil can be made a shape with improved space factor, which is the ratio of the cross-sectional area of the coil to the cross-sectional area of the slot. Copper loss can be reduced by improving the space factor. Therefore, damage to the insulating coating can be avoided and the space factor can be improved. In addition, since it is not necessary to wind the wire around the stator core while constantly applying tension, it is possible to prevent the wire from extending due to the tension. That is, since the resistance value of the strand does not change, the coil quality can be easily managed.

第3の発明に係るコイルの製造方法においては、第1または2の発明の構成に加えて、処理ステップは、無機系の絶縁材料を巻着された素線に付着させるステップを含む。   In the coil manufacturing method according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the processing step includes a step of attaching an inorganic insulating material to the wound wire.

第3の発明によると、処理ステップにて、無機系の絶縁材料を巻着された素線に付着させる。絶縁処理はコイルの形状が形成された後に行なわれる。そのため、従来コイルの絶縁材料として用いられてきた柔軟性のあるエナメル等の有機系の絶縁被覆よりも耐熱性、耐電圧の高い無機系の絶縁材料を巻着された素線に付着させて絶縁処理を施すことができる。そのため、耐熱性、耐電圧の高い絶縁被覆をコイルに施すことができる。   According to the third invention, the inorganic insulating material is attached to the wound wire in the processing step. The insulation process is performed after the coil shape is formed. For this reason, an inorganic insulating material having higher heat resistance and withstand voltage than that of an organic insulating coating such as flexible enamel, which has been used as an insulating material for coils in the past, is attached to the wound wire for insulation. Processing can be performed. Therefore, an insulating coating having high heat resistance and high withstand voltage can be applied to the coil.

第4の発明に係るコイルの製造方法においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、固定子の鉄心にはコイルが巻着されるティースと、ティース間にスロットが設けられる。コイルの形状は、コイルの断面形状がスロットにおける予め定められた範囲に収納可能な形状である。   In the coil manufacturing method according to the fourth aspect of the invention, in addition to the structure of any one of the first to third aspects, the iron core of the stator is provided with a tooth around which the coil is wound and a slot between the teeth. . The shape of the coil is such that the cross-sectional shape of the coil can be stored in a predetermined range in the slot.

第4の発明によると、固定子の鉄心にはコイルが巻着されるティースとティース間にスロットが設けられる。コイルの形状は、コイルの断面形状がスロットにおいて予め定められた範囲(たとえば、コイルの収納が可能な範囲)の形状となるように形成される。コイルの断面形状をスロットのコイルの収納が可能な範囲の形状とすることにより、スロットに対するコイルの占積率の向上が図れる。   According to the fourth invention, a slot is provided between the teeth around which the coil is wound on the iron core of the stator. The shape of the coil is formed such that the cross-sectional shape of the coil is in a predetermined range in the slot (for example, a range in which the coil can be stored). By making the cross-sectional shape of the coil into a shape in which the coil of the slot can be accommodated, the space factor of the coil with respect to the slot can be improved.

第5の発明に係るコイルの製造方法においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、素線の断面形状は、四角形状である。   In the coil manufacturing method according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the cross-sectional shape of the element wire is a quadrangular shape.

第5の発明によると、素線の断面形状を四角形状とすることにより、素線同士の隙間を減少させることができる。したがって、コイルの密集度を向上させることができる。その結果、ティースに巻着されたコイルの断面形状をティース間のスロットにおいてより占積率を向上させた形状にすることができる。   According to 5th invention, the clearance gap between strands can be reduced by making the cross-sectional shape of a strand into a square shape. Therefore, the density of the coils can be improved. As a result, the cross-sectional shape of the coil wound around the teeth can be made a shape with a higher space factor in the slots between the teeth.

第6の発明に係るコイルの製造方法においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、第2の形成ステップにおいて形成されるコイルにおける素線の断面形状は、六角形状である。   In the coil manufacturing method according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the cross-sectional shape of the wire in the coil formed in the second forming step is a hexagonal shape. .

第6の発明によると、コイル形状が形成されたときに素線の断面形状が六角形状を有するようにする。たとえば、丸形状の断面を有する素線を、互いの間隔を自在に調整可能な部材(たとえば、巻枠)に複数回巻着させる。そして、巻着した素線に対して、内側から外側への外力、外側から内側および素線同士を密着させる方向の外力をそれぞれ付与して、塑性変形する程度に加圧する。その結果、素線の丸形状の断面は、素線同士の隙間が減少するように変形する。そして、丸形状の断面は、六角形状の断面に変形する。そのため、六角形状の断面を有する素線によりコイルを形成することにより素線同士の隙間が減少するため、コイルの密集度を向上させることができる。その結果、ティースに巻着されたコイルの断面形状をティース間のスロットにおいてより占積率を向上させた形状にすることができる。   According to the sixth invention, when the coil shape is formed, the cross-sectional shape of the wire has a hexagonal shape. For example, a strand having a round cross section is wound around a member (for example, a winding frame) whose spacing can be freely adjusted a plurality of times. Then, an external force from the inside to the outside and an external force in a direction in which the inside and the wires are brought into close contact with each other are respectively applied to the wound strands, and pressed to such an extent that they are plastically deformed. As a result, the round cross section of the strands is deformed so that the gap between the strands is reduced. The round cross section is transformed into a hexagonal cross section. Therefore, since the gap between the strands is reduced by forming the coil with strands having a hexagonal cross section, the density of the coils can be improved. As a result, the cross-sectional shape of the coil wound around the teeth can be made a shape with a higher space factor in the slots between the teeth.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るコイルの製造方法について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, a method for manufacturing a coil according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
回転電機は、固定子と回転子とから構成される。そして、固定子は、固定子鉄心とコイルとから構成される。本実施の形態に係る固定子鉄心は、中空円筒形状を有する。そして、固定子鉄心には、内周側に複数の歯形状のティースが設けられる。コイルは、このティースに巻着される。複数のティースにそれぞれ巻着された各コイル同士がそれぞれ接続されることにより、固定子が構成される。
<First Embodiment>
The rotating electrical machine includes a stator and a rotor. And a stator is comprised from a stator iron core and a coil. The stator core according to the present embodiment has a hollow cylindrical shape. The stator iron core is provided with a plurality of tooth-shaped teeth on the inner peripheral side. The coil is wound around this tooth. A stator is formed by connecting coils wound around a plurality of teeth, respectively.

図1に示すように、本発明の実施の形態に係る製造方法により製造されたコイル118は、四角形状の断面を有する導体の素線100が複数回巻回されて形成される。そして、コイル118は、固定子鉄心104に設けられるティース102に巻着される。このとき、コイル118は、予めコイル形状に形成された状態でティース102に組み付けられる。   As shown in FIG. 1, the coil 118 manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention is formed by winding a conductor wire 100 having a quadrangular cross section a plurality of times. The coil 118 is wound around the teeth 102 provided on the stator core 104. At this time, the coil 118 is assembled to the tooth 102 in a state of being formed in a coil shape in advance.

以下に、本実施の形態に係るコイル118の製造方法について、図2のフローチャートを用いて詳細に説明する。   Below, the manufacturing method of the coil 118 which concerns on this Embodiment is demonstrated in detail using the flowchart of FIG.

すなわち、ステップ(以下、ステップをSと略して記載する。)1000にて、巻枠106および巻枠108に素線100が巻回される。図3に示すように、素線100は、巻枠106および巻枠108に複数回巻回される。巻枠106および巻枠108は、互いの間隔を自在に調整可能な2つの部材である。なお、本実施の形態においては、巻枠として、2つの部材を用いたが特に限定されるものではない。たとえば、巻枠は複数の部材から構成されてもよい。   That is, in step (hereinafter, step is abbreviated as S) 1000, the wire 100 is wound around the winding frame 106 and the winding frame 108. As shown in FIG. 3, the strand 100 is wound around the winding frame 106 and the winding frame 108 a plurality of times. The winding frame 106 and the winding frame 108 are two members that can freely adjust the distance from each other. In the present embodiment, two members are used as the winding frame, but are not particularly limited. For example, the winding frame may be composed of a plurality of members.

素線100は、素線100が塑性変形しない程度の弱い張力を掛けながら、巻枠106および巻枠108に巻着される。   The strand 100 is wound around the winding frame 106 and the winding frame 108 while applying a weak tension that does not cause plastic deformation of the strand 100.

S1100にて、図4に示すように、巻枠106および巻枠108の間隔を広げる。巻枠106および巻枠108の間隔を広げることにより、巻着された素線100に対して内側から外側への外力を付与する。外力が付与された結果、巻着された素線100は、コイルの概略形状となる。このとき、広げる巻枠の間隔は、広げた2つの巻枠間の幅の寸法が固定子鉄心のティースの幅の寸法に対して所定の隙間が生じるように設計された間隔である。すなわち、コイル118が固定子鉄心のティースに組み付けが可能な間隔である。   In S1100, as shown in FIG. 4, the interval between the reel 106 and the reel 108 is increased. By expanding the space between the winding frame 106 and the winding frame 108, an external force from the inside to the outside is applied to the wound wire 100. As a result of the external force being applied, the wound wire 100 has a general shape of a coil. At this time, the interval between the expanded winding frames is an interval designed so that a predetermined gap is generated between the width of the two expanded winding frames and the width of the teeth of the stator core. In other words, the interval is such that the coil 118 can be assembled to the teeth of the stator core.

S1200にて、巻着された素線100に対して、外側から内側への外力を付与する。図5に示すように、巻枠106および巻枠108の間隔を広げた状態、すなわち、巻着された素線100に対して内側から外側への外力を付与した状態で、加圧部材110、112、114、116を用いて巻着された素線100に外力を付与する。具体的には、加圧部材110、116を用いて、巻着された素線100を挟み込むようにして、素線同士が密着する方向の外力を付与する。さらに、加圧部材112、114を用いて、巻着された素線100を挟み込むようにして、巻着された素線100の外側から内側への外力を付与する。このとき、巻着された素線100に対して付与される外力は、それぞれ塑性変形をする程度の外力である。   In S1200, an external force from the outside to the inside is applied to the wound strand 100. As shown in FIG. 5, in a state where the interval between the winding frame 106 and the winding frame 108 is widened, that is, in a state where an external force is applied from the inside to the outside with respect to the wound wire 100, An external force is applied to the wound wire 100 using 112, 114, and 116. Specifically, the pressing members 110 and 116 are used to apply an external force in a direction in which the strands are in close contact with each other so as to sandwich the wound strand 100. Further, the pressure members 112 and 114 are used to apply an external force from the outside to the inside of the wound strand 100 so as to sandwich the wound strand 100. At this time, the external force applied to the wound wire 100 is an external force that causes plastic deformation.

S1300にて、巻着された素線100に対して、素線同士が密着する方向に外力を付与する。巻着された素線100に上述したような外力を付与することにより、図6に示すように素線100は、コイル118の形状を形成する。このとき、巻枠を広げる間隔、加圧部材110、112、114、116の形状を変更することにより、所望のコイル形状を形成させることが可能となる。また、S1200とS1300との順序は特に限定されない。   In S1300, external force is applied to the wound strand 100 in the direction in which the strands are in close contact with each other. By applying the external force as described above to the wound wire 100, the wire 100 forms the shape of the coil 118 as shown in FIG. At this time, it is possible to form a desired coil shape by changing the interval of expanding the winding frame and the shape of the pressure members 110, 112, 114, 116. Further, the order of S1200 and S1300 is not particularly limited.

S1400にて、コイル118を形成する素線100に対して、絶縁処理を施す。すなわち、図7に示すように、コイル118に絶縁材料を含浸させて、巻着された素線100に絶縁材料を付着させる。このとき、絶縁材料は、特に限定されるものではない。たとえば、エナメル等の有機系の絶縁材料を用いてもよいし、セラミックスやガラス繊維等の無機系の絶縁材料を用いてもよい。また、絶縁処理は含浸に特に限定されるものではない。たとえば、モールド成形でもよいし、真空雰囲気における含浸でもよいものとする。   In S1400, the strands 100 forming the coil 118 are insulated. That is, as shown in FIG. 7, the coil 118 is impregnated with an insulating material, and the insulating material is attached to the wound wire 100. At this time, the insulating material is not particularly limited. For example, an organic insulating material such as enamel may be used, or an inorganic insulating material such as ceramics or glass fiber may be used. Further, the insulation treatment is not particularly limited to impregnation. For example, it may be molded or impregnated in a vacuum atmosphere.

S1500にて、絶縁処理が施されたコイル118に対して、図8に示すように、電力が供給される。電力の供給に応じて、コイル118において磁界が発生する。発生した磁界に基づいて、コイル118の素線同士が密着する方向に力が働く。このようにしてコイル118は、いわゆる通電収縮する。この通電収縮により素線同士の隙間が減少してコイル118の密集度が向上する。また、上述した製造方法を用いた場合、巻枠を広げる間隔、加圧部材110、112、114、116の形状を変更することにより、所望のコイル形状を形成させることが可能となる。すなわち、たとえば、コイルの断面形状を、スロットにおける予め定められた範囲に収納可能な形状とすることができる。コイルを巻着させるティースには2つのスロットが設けられる。このスロットには、隣接するティースに巻着されたコイルが共存している。そのため、コイルの収納が可能な範囲は、図9(A)に示すような範囲に定められる。そこで、コイル118のスロットにおける断面形状を図9(A)に示すコイルの収納が可能な範囲の形状となるようにすることにより、スロットに対するコイルの占積率を向上させることができる。具体的には、図9(B)に示すように、巻枠126、124に素線を巻着する。そして、巻枠124、126の間隔をティースの幅の寸法に対応する間隔だけ広げる。このようにして、巻着された素線に対して、内側から外側への外力を付与する。そして、間隔を広げた状態で、加圧部材120、130を用いて巻着された素線を挟み込むようにして外側から内側への外力を付与する。そして、加圧部材122、128を用いて素線同士が密着する方向、すなわち、巻枠124、126の長手方向と平行な方向の外力を付与する。上述のような外力を付与することによりコイル132が形成される。そしてコイル132に通電収縮することによりコイル132の密集度が向上する。このように形成されたコイル132は、図9(C)に示すようにティース102に組み付けられる。このように、スロットにおけるコイルの断面形状をスロットに収納が可能な範囲の形状とすることにより、スロットに対するコイルの占積率を向上させることができる。   In S1500, electric power is supplied to the coil 118 that has been subjected to insulation treatment, as shown in FIG. A magnetic field is generated in the coil 118 in response to the supply of electric power. Based on the generated magnetic field, a force acts in a direction in which the strands of the coil 118 are in close contact with each other. Thus, the coil 118 is so-called energized and contracted. By this energization contraction, the gap between the strands is reduced and the density of the coils 118 is improved. Further, when the manufacturing method described above is used, it is possible to form a desired coil shape by changing the interval of expanding the winding frame and the shape of the pressure members 110, 112, 114, and 116. That is, for example, the cross-sectional shape of the coil can be a shape that can be accommodated in a predetermined range in the slot. The teeth around which the coil is wound are provided with two slots. In this slot, a coil wound around adjacent teeth coexists. For this reason, the range in which the coil can be stored is set to a range as shown in FIG. Therefore, the space factor of the coil with respect to the slot can be improved by setting the cross-sectional shape in the slot of the coil 118 to a shape that can accommodate the coil as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 9B, the wire is wound around the winding frames 126 and 124. And the space | interval of the winding frames 124 and 126 is expanded only the space | interval corresponding to the dimension of the width | variety of teeth. In this way, an external force from the inside to the outside is applied to the wound wire. And in the state which expanded the space | interval, the external force from the outer side to the inner side is provided so that the strand wound using the pressurization members 120 and 130 may be inserted | pinched. And the external force of the direction parallel to the longitudinal direction of the winding frames 124 and 126 is given using the pressurizing members 122 and 128, ie, the direction in which strands contact | adhere. The coil 132 is formed by applying the external force as described above. The density of the coil 132 is improved by energizing and contracting the coil 132. The coil 132 formed in this way is assembled to the tooth 102 as shown in FIG. Thus, the space factor of the coil with respect to a slot can be improved by making the cross-sectional shape of the coil in a slot into the shape of the range which can be accommodated in a slot.

以上のようにして、本実施の形態に係るコイルの製造方法によると、処理ステップにて巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す。電力を供給するステップにて巻着された素線に電力を供給する。これによりコイルを収縮させることができる。すなわち、巻着された素線に電力を供給することにより、素線により形成されるコイルにおいて、磁界が発生する。このとき、コイルに発生した磁界に基づいて、素線同士が密着する方向に力が生じて収縮するいわゆる通電収縮が生じる。外部からの接触なしにコイルを収縮でき、コイルの密集度が向上するため、絶縁被覆の損傷を回避してティースに巻着されたコイルの断面形状をティース間のスロットにおいてより占積率を向上させるコイルの製造方法を提供することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a coil according to the present embodiment, an insulation process is performed between the strands of the strand wound in the processing step. Power is supplied to the wound wire in the step of supplying power. Thereby, the coil can be contracted. That is, by supplying power to the wound wire, a magnetic field is generated in the coil formed by the wire. At this time, based on the magnetic field generated in the coil, a so-called energization contraction occurs in which a force is generated and contracts in a direction in which the strands are in close contact with each other. The coil can be shrunk without contact from the outside, and the density of the coil is improved, so that the insulation of the cross section of the coil wound around the teeth is improved and the space factor between the teeth is improved. The manufacturing method of the coil to be made can be provided.

また、素線を複数回巻着させるステップにて、互いの間隔を自在に調整可能な2つの巻枠にコイルを形成する素線を複数回巻着させる。そして、第1のコイルを形成するステップにて、2つの巻枠の間隔を広げることにより、巻着された素線に内側から外側への外力を付与する。巻着された素線はコイルの概略形状になるように形成される。そして、第2のコイルを形成ステップにて、巻着された素線の外側から内側への外力および巻着された素線同士を密着させる外力を付与して、コイルの形状になるように形成する。そして、処理ステップにて、巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す。巻枠に素線を巻着させた後、内側から外側への外力、外側から内側への外力および巻着された素線同士を密着させる外力を付与することで、所定のコイル形状が得られる。このとき、コイルの形状を形成した後に、絶縁処理を施すため、素線に対して塑性変形する程度の外力を加えても、絶縁被覆等がはがれるという問題が回避できる。また、外側から内側への外力だけでコイルを成形する場合と比べて、より精度の高いコイル形状の形成が可能となる。さらに、このコイルは、コイル形状に形成した後に、絶縁被覆する。そして、絶縁被覆された状態で固定子鉄心のティースに組み付けられる。そのため、ティース間に設けられるスロットにおけるコイルの断面形状を精度よく形成させることができる。すなわち、コイルの断面形状をスロットの断面積に対するコイルの断面積の比である占積率を向上させた形状にすることができる。占積率を向上させることにより、銅損を低減させることができる。したがって、絶縁被覆の損傷を回避して占積率を向上させることができる。また、張力を掛けながら固定子鉄心に素線を巻着させる必要がなくなるため、張力により素線が延びることを防止できる。すなわち、素線の抵抗値が変化することがないため、コイルの品質の管理が容易となる。   Further, in the step of winding the strands a plurality of times, the strands forming the coil are wound a plurality of times on two winding frames whose spacing can be freely adjusted. Then, in the step of forming the first coil, an external force from the inside to the outside is applied to the wound wire by widening the interval between the two winding frames. The wound wire is formed so as to have a general shape of a coil. Then, in the formation step of the second coil, an external force from the outside to the inside of the wound strands and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other are formed to form a coil shape. To do. And in a process step, an insulation process is performed between the strands in the wound strand. A predetermined coil shape can be obtained by applying an external force from the inside to the outside, an external force from the outside to the inside, and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other after winding the wire on the winding frame. . At this time, since the insulation treatment is performed after the coil shape is formed, the problem that the insulation coating or the like is peeled off can be avoided even if an external force that causes plastic deformation is applied to the element wire. In addition, it is possible to form a coil shape with higher accuracy than in the case where the coil is formed only by an external force from the outside to the inside. Further, this coil is formed into a coil shape and then covered with insulation. And it is assembled | attached to the teeth of a stator core in the state by which insulation coating was carried out. Therefore, the cross-sectional shape of the coil in the slot provided between the teeth can be formed with high accuracy. That is, the cross-sectional shape of the coil can be made a shape with improved space factor, which is the ratio of the cross-sectional area of the coil to the cross-sectional area of the slot. Copper loss can be reduced by improving the space factor. Therefore, damage to the insulating coating can be avoided and the space factor can be improved. Further, since it is not necessary to wind the wire around the stator core while applying tension, it is possible to prevent the wire from extending due to the tension. That is, since the resistance value of the strand does not change, the coil quality can be easily managed.

そして、処理ステップにて、無機系の絶縁材料を巻着された素線に付着させる。絶縁処理はコイルの形状が形成された後に行なわれる。そのため、従来コイルの絶縁材料として用いられてきた柔軟性のあるエナメル等の有機系の絶縁被覆よりも、耐熱性、耐電圧の高い無機系の絶縁材料を巻着された素線に付着させて絶縁処理を施すことができる。そのため、耐熱性、耐電圧の高い絶縁被覆をコイルに施すことができる。   In the processing step, an inorganic insulating material is attached to the wound wire. The insulation process is performed after the coil shape is formed. For this reason, an inorganic insulating material having higher heat resistance and withstand voltage is attached to the wound wire than the organic insulating coating such as flexible enamel that has been conventionally used as an insulating material for coils. Insulation treatment can be performed. Therefore, an insulating coating having high heat resistance and high withstand voltage can be applied to the coil.

さらに、固定子の鉄心にはコイルが巻着されるティースとティース間にスロットが設けられる。コイルの形状は、コイルの断面形状がスロットにおいて予め定められた範囲の形状となるように形成される。予め定められた範囲は、コイルの収納が可能な範囲である。コイルの断面形状がスロットのコイルの収納が可能な範囲の形状とすることにより、スロットに対するコイルの占積率の向上が図れる。   Further, a slot is provided between the teeth around which the coil is wound on the iron core of the stator. The shape of the coil is formed so that the cross-sectional shape of the coil is in a predetermined range in the slot. The predetermined range is a range in which the coil can be stored. By making the cross-sectional shape of the coil into a shape in which the coil of the slot can be accommodated, the space factor of the coil with respect to the slot can be improved.

<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態に係るコイルの製造方法について説明する。本実施の形態に係るコイルは、上述した第1の実施の形態に係るコイルの素線の形状が異なる。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the manufacturing method of the coil which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. The coil according to the present embodiment is different in the shape of the wire of the coil according to the first embodiment described above.

図10に示すように、本実施の形態に係るコイル202は、コイル形状が形成されたときに素線200の断面形状が六角形状となる。なお、巻枠に巻着するときの素線200の断面形状は、六角形状でもよいし、丸形状でもよい。   As shown in FIG. 10, in the coil 202 according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the strand 200 becomes a hexagon when the coil shape is formed. In addition, the cross-sectional shape of the strand 200 when wound on the winding frame may be a hexagonal shape or a round shape.

丸形状の素線を用いてコイル形状を形成する場合、巻着された丸形状の素線に対して、上述した第1の実施の形態と同様に、内側から外側への外力、外側から内側への外力および素線同士が密着する方向の外力を付与することで、丸形状の断面は、丸形状の素線同士の隙間が減少するように塑性変形する。そして、丸形状の断面を有する素線は、概六角形状の断面に塑性変形する。   When the coil shape is formed using the round wire, the external force from the inside to the outside, the outside to the inside, as in the first embodiment described above, with respect to the wound round wire By applying an external force to the wire and an external force in a direction in which the strands are in close contact with each other, the round cross section is plastically deformed so that a gap between the round strands is reduced. A strand having a round cross section is plastically deformed into a substantially hexagonal cross section.

このようにコイル形状が形成されたときに素線200の断面形状が六角形状、あるいは概六角形状となるようにコイル204を形成することにより、素線同士の隙間が減少する。そのため、コイル202の密集度の向上が図れる。   When the coil 204 is formed so that the cross-sectional shape of the strand 200 becomes a hexagonal shape or a substantially hexagonal shape when the coil shape is formed in this way, the gap between the strands is reduced. Therefore, the density of the coils 202 can be improved.

本実施の形態に係るコイルの製造方法は、上述した第1の実施の形態において説明した図2のフローチャートに示した手順と同じである。したがって、詳細な説明は繰返さない。   The method for manufacturing the coil according to the present embodiment is the same as the procedure shown in the flowchart of FIG. 2 described in the first embodiment. Therefore, detailed description will not be repeated.

ここで、上述した第1の実施の形態において、図9(B)を用いて説明した巻枠124、126と加圧部材110、112、114、116とを用いることにより、コイル204の断面形状を図11(A)に示すように、スロットにおける収納可能な範囲の形状となるように形成させることができる。このように形成されたコイル204は、図11(B)に示すようにティース102に組み付けられる。スロットにおけるコイルの断面形状をスロットにコイルの収納が可能な範囲の形状となるように外力を付与して形成することで、スロットに対するコイルの占積率を向上させることができる。   Here, in the first embodiment described above, the cross-sectional shape of the coil 204 is obtained by using the winding frames 124 and 126 and the pressing members 110, 112, 114, and 116 described with reference to FIG. 9B. As shown in FIG. 11A, it can be formed so as to have a shape that can be stored in the slot. The coil 204 formed in this way is assembled to the tooth 102 as shown in FIG. The space factor of the coil with respect to the slot can be improved by forming the cross-sectional shape of the coil in the slot by applying an external force so that the coil has a shape in a range in which the coil can be accommodated.

以上のようにして、本実施の形態に係るコイルの製造方法によると、コイル形状が形成されたときに素線の断面形状が六角形状あるいは概六角形状となるようにコイルを形成することにより、コイルの密集度を向上させることができる。また、スロットにおけるコイルの断面形状をスロットの収納可能な範囲の形状とすることによりコイルの占積率を向上させることができる。なお、素線の断面形状は、四角形状、六角形状に特に限定されない。すなわち、素線の断面形状は、コイル形状を形成したときに素線同士の隙間が小さくなる形状であればよい。   As described above, according to the method for manufacturing a coil according to the present embodiment, by forming the coil so that the cross-sectional shape of the strand becomes a hexagonal shape or a substantially hexagonal shape when the coil shape is formed, The density of the coil can be improved. Moreover, the space factor of a coil can be improved by making the cross-sectional shape of the coil in a slot into the shape of the range which can accommodate a slot. In addition, the cross-sectional shape of the strand is not particularly limited to a quadrangular shape or a hexagonal shape. That is, the cross-sectional shape of the strands may be any shape that reduces the gap between the strands when the coil shape is formed.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

第1の実施の形態に係る固定子鉄心に巻着されたコイルの外観図である。It is an external view of the coil wound around the stator core according to the first embodiment. 第1の実施の形態に係るコイルの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the coil which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る巻枠に巻着されたコイルの図である。It is a figure of the coil wound by the winding frame which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る内側から外側への外力が付与されるコイルの図である。It is a figure of the coil to which the external force from the inner side to the outer side which concerns on 1st Embodiment is provided. 第1の実施の形態に係る外側から内側への外力が付与されるコイルの図である。It is a figure of the coil to which the external force from the outer side to the inner side which concerns on 1st Embodiment is provided. 第1の実施の形態に係る塑性変形する程度の外力が付与されたコイルの図である。It is a figure of the coil to which the external force of the grade which carries out the plastic deformation which concerns on 1st Embodiment was provided. 第1の実施の形態に係る絶縁処理が施されるコイルの図である。It is a figure of the coil in which the insulation process which concerns on 1st Embodiment is performed. 第1の実施の形態に係る電力が供給されるコイルの図である。It is a figure of the coil by which the electric power which concerns on 1st Embodiment is supplied. 第1の実施の形態に係るスロットに収納可能な範囲に巻着されたコイルの図である。It is a figure of the coil wound by the range which can be accommodated in the slot which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る固定子鉄心に巻着されたコイルの外観図である。It is an external view of the coil wound around the stator core which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係るスロットに収納可能な範囲に巻着されたコイルの図である。It is a figure of the coil wound by the range which can be accommodated in the slot which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100,200 素線、102 ティース、104 固定子鉄心、106,108,124,126 巻枠、110,112,114,116,120,122,128,130 加圧部材、118,132,202,204 コイル。   100, 200 strand, 102 teeth, 104 stator core, 106, 108, 124, 126 reel, 110, 112, 114, 116, 120, 122, 128, 130 pressure member, 118, 132, 202, 204 coil.

Claims (6)

固定子と回転子とからなる回転電機の前記固定子を構成するコイルの製造方法であって、
コイルを形成する素線を複数回巻着する巻着ステップと、
前記コイルを予め定められた形状に形成するステップと、
前記巻着された素線における素線の間に絶縁処理を施す処理ステップと、
前記巻着された素線に電力を供給するステップとを含む、コイルの製造方法。
A method of manufacturing a coil constituting the stator of a rotating electrical machine comprising a stator and a rotor,
A winding step of winding the wire forming the coil a plurality of times;
Forming the coil into a predetermined shape;
A treatment step of performing an insulation treatment between the wires in the wound wire;
Supplying a power to the wound wire.
前記巻着ステップは、互いの間隔を自在に調整可能な部材に前記素線を巻着させるステップを含み、
前記予め定められた形状に形成するステップは、
前記間隔を広げることにより、前記巻着された素線が前記コイルの概略形状になるように形成する第1の形成ステップと、
前記部材の間隔を維持した状態で、前記巻着された素線の外側から内側への外力および前記巻着された素線同士を密着させる外力を付与して、前記コイルの形状になるように形成する第2の形成ステップとを含む、請求項1に記載のコイルの製造方法。
The winding step includes a step of winding the element wire on a member whose space can be freely adjusted.
The step of forming into the predetermined shape includes:
A first forming step of forming the wound wire so as to have a schematic shape of the coil by widening the interval;
Applying an external force from the outside to the inside of the wound strands and an external force for bringing the wound strands into close contact with each other while maintaining the spacing between the members so that the coil is shaped. The manufacturing method of the coil of Claim 1 including the 2nd formation step to form.
前記処理ステップは、無機系の絶縁材料を前記巻着された素線に付着させるステップを含む、請求項1または2に記載のコイルの製造方法。   The coil manufacturing method according to claim 1, wherein the processing step includes a step of attaching an inorganic insulating material to the wound wire. 前記固定子の鉄心にはコイルが巻着されるティースと、前記ティース間にスロットとが設けられ、
前記コイルの形状は、前記コイルの断面形状が前記スロットにおける予め定められた範囲に収納可能な形状である、請求項1〜3のいずれかに記載のコイルの製造方法。
A tooth around which a coil is wound around the iron core of the stator, and a slot is provided between the teeth,
The method of manufacturing a coil according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the coil is a shape in which a cross-sectional shape of the coil can be stored in a predetermined range in the slot.
前記素線の断面形状は、四角形状である、請求項1〜4のいずれかに記載のコイルの製造方法。   The cross-sectional shape of the said strand is a manufacturing method of the coil in any one of Claims 1-4 which is square shape. 前記第2の形成ステップにおいて形成されるコイルにおける素線の断面形状は、六角形状である、請求項1〜4のいずれかに記載のコイルの製造方法。   The manufacturing method of the coil in any one of Claims 1-4 whose cross-sectional shape of the strand in the coil formed in a said 2nd formation step is hexagonal shape.
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