JP2007181348A - Method for manufacturing stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導電動機におけるステータの製造方法に関し、特に高性能の誘導電動機のステータを少ない工数で簡単に製造することができるステータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a stator in an induction motor, and more particularly to a method of manufacturing a stator that can easily manufacture a stator of a high-performance induction motor with less man-hours.
誘導電動機のステータのステータコアは、一般に、最外周に位置するリング状ヨークの内側に、多数のティースを内側に向けて突設して形成され、ティースとティース間に形成されたスロットに、予め巻枠に巻装したステータコイルをティースに嵌め込み、或はコイルを直にティースに巻装して、ステータは製作されている(例えば、下記特許文献1等を参照等参照)。
A stator core of an induction motor stator is generally formed by projecting a large number of teeth inwardly from a ring-shaped yoke located on the outermost periphery, and wound in advance in a slot formed between the teeth. The stator is manufactured by fitting the stator coil wound around the frame into the teeth, or winding the coil directly around the teeth (see, for example,
しかし、従来のこの種の誘導電動機のステータは、ステータコアの内側に突設したティースにコイルを直に巻装する構造のもの、或は巻枠に予め巻装したステータコイルを挿入して装着する構造のものでは、両者共に、各ティース先端間の空間に制限があるために、ティースやスロットの数が増すほど、コイルを巻装するための空間が縮小し、コイルの巻装回数が制限され、或はスロット数、ティース数が制限され、電動機の目標とする性能が出せなくなる課題があった。
一方、従来の誘導電動機のステータには、上記特許文献2に記載されるように、リング状ヨークの外周部に多数のティースを突設した構造のステータコアを使用し、それらのティースにコイルを直に巻装する構造のものが知られている。この種のステータコアは、ティースがリング状ヨークの外周部に外側に開くように突設されるため、巻線機などでコイルをティースに巻装する場合、比較的容易に巻くことができるものの、ティース間のスロットにコイルを分布巻式で巻装する場合、主コイルが補助コイルの外側を巻回して巻かれるため、コイルエンドが長くなると共に、主コイルの占積率が低下し、所望の回転トルクが得られにくくなるという課題があった。また、コイルエンドの整形が必要となり、コイルエンドの整形に多くの工数が費やされ、その整形時にはコイルの絶縁性が損なわれ易いという課題があった。
On the other hand, a stator of a conventional induction motor uses a stator core having a structure in which a large number of teeth protrude from the outer periphery of a ring-shaped yoke as described in
本発明は、上述の課題を解決するものであり、主コイルの占積率を向上させて、目標とする回転トルクを容易に得ることができ、比較的少ない工数で容易に製造することが可能な誘導電動機におけるステータの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and can improve the space factor of the main coil to easily obtain a target rotational torque, and can be easily manufactured with relatively few man-hours. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a stator in an induction motor.
上記の目的を達成するために、本発明のステータの製造方法は、主コイルと補助コイルをステータコアの各スロット間に巻装する誘導電動機のステータの製造方法において、コイル線材を所定形状の型に整形しながら巻回して所定の整形形状の主コイルと補助コイルを予め製作し、環状部の外周に多数のティースを突設して形成したステータコア本体の該ティースにおける少なくとも内側面と両側面に合成樹脂の絶縁層を形成し、該主コイルと補助コイルを該ステータコア本体におけるティース間のスロットに外側から嵌め込んだ状態で、該ステータコア本体のティースの先端部外周にリング状のヨークコアを嵌め込み固着することを特徴とする。 To achieve the above object, a stator manufacturing method of the present invention is a stator manufacturing method for an induction motor in which a main coil and an auxiliary coil are wound between slots of a stator core. The main coil and auxiliary coil of a predetermined shaping shape are pre-manufactured by winding while shaping, and the stator core body formed by projecting a large number of teeth on the outer periphery of the annular part is synthesized on at least the inner surface and both side surfaces of the teeth A resin insulating layer is formed, and a ring-shaped yoke core is fitted and fixed to the outer periphery of the tip end portion of the teeth of the stator core body in a state where the main coil and the auxiliary coil are fitted from the outside into slots between the teeth in the stator core body. It is characterized by that.
ここで、上記ティースの先端の両側に膨出部を設けて略T字状に形成し、前記主コイルと補助コイルを該ティース間のスロットに外側から嵌め込んだ状態で、該スロットの開口部を閉鎖するように閉鎖板を該膨出部間に圧入して、該主コイルまたは補助コイルを固定することができる。 Here, a bulge is provided on both sides of the tip of the tooth to form a substantially T-shape, and the opening of the slot is fitted in the slot between the teeth from the main coil and the auxiliary coil. The main coil or the auxiliary coil can be fixed by press-fitting a closing plate between the bulging portions so as to close the main coil.
また、上記ステータコア本体の環状部の両側面に、合成樹脂製の絶縁スリーブを突出形成することができる。 In addition, insulating sleeves made of synthetic resin can be formed on both side surfaces of the annular portion of the stator core body.
また、上記主コイルは、大径主コイルと小径主コイルとから形成され、該小径主コイルは該大径主コイルと同心状に且つ該大径主コイルの内側に位置する別のスロットに嵌め込まれ、当該両コイルのコイルエンドがステータコア本体の軸方向に前後して略重なり合うように装着することができる。 The main coil is formed of a large-diameter main coil and a small-diameter main coil, and the small-diameter main coil is concentric with the large-diameter main coil and is fitted into another slot located inside the large-diameter main coil. Thus, the coil ends of the two coils can be mounted so as to substantially overlap each other in the axial direction of the stator core body.
また、上記絶縁層は、ステータコア本体をインサートとして合成樹脂のインサート成形により形成することができ、或は、合成樹脂の型成形によりステータコア本体の外郭形状に形成したものを分割し、その分割体を該ステータコア外面に嵌め合わせて形成することもできる。 The insulating layer can be formed by insert molding of a synthetic resin using the stator core body as an insert. Alternatively, the insulating layer formed by molding a synthetic resin into the outer shape of the stator core body is divided, and the divided body is formed. It can also be formed by fitting to the outer surface of the stator core.
上記構成のステータの製造方法によれば、予めコイル線材を例えば所定形状の巻枠に整形しながら巻回して、所定の整形形状の主コイルと補助コイルを製作し、その主コイルと補助コイルを、外周方向に広く開口されたステータコア本体のティースとティース間のスロットとスロットの間に、外側から嵌め込むように装着するため、コイルの組付作業性は極めてよく、また、スロット数は最大まで増やすことができ、スロット数の削減による回転トルクの減少を回避して高性能の誘導電動機を製作することができる。 According to the method of manufacturing a stator having the above-described configuration, a coil wire is preliminarily wound while being shaped into, for example, a predetermined-shaped winding frame, and a main coil and an auxiliary coil having a predetermined shape are manufactured. The stator core body that is widely open in the outer peripheral direction is fitted so that it is fitted from the outside between the slots between the teeth of the stator core body, so that the assembly work of the coil is extremely good, and the number of slots is up to the maximum The number of slots can be increased, and a reduction in rotational torque due to the reduction in the number of slots can be avoided, and a high-performance induction motor can be manufactured.
さらに、装着するコイルは予め整形されているため、コイルに不要な力を加えることなく、主コイル、補助コイルを傷つけたりせず、容易に且つ効率よくスロット間に組み付けることができる。また、主コイルと補助コイルはスロット内に有効に収納される形状に整形して、主コイルの占積率を高めると共に、コイルエンドの高さも最少とすることができる。 Furthermore, since the coil to be mounted is shaped in advance, it can be easily and efficiently assembled between the slots without applying unnecessary force to the coil and without damaging the main coil and the auxiliary coil. Further, the main coil and the auxiliary coil can be shaped to be effectively accommodated in the slot, so that the space factor of the main coil can be increased and the height of the coil end can be minimized.
さらに、コイルを直にティースに巻装した場合のように、コイルを巻装後にコイルエンドの整形を行なう必要はなく、コイルエンドを整形作業により傷つける虞はなくなる。また、ステータコアの各ティースにおける内側面と両側面に、予め合成樹脂の絶縁層が形成されるため、予め整形形状に巻回された主コイル、補助コイルには、ワニスや絶縁紙などによる絶縁体を施す必要がなく、作業工数を削減することができる。 Further, it is not necessary to shape the coil end after winding the coil as in the case where the coil is wound directly on the teeth, and there is no possibility of damaging the coil end by the shaping operation. In addition, since an insulating layer of synthetic resin is formed in advance on the inner side surface and both side surfaces of each tooth of the stator core, the main coil and auxiliary coil previously wound in a shaped shape are insulated with varnish, insulating paper, etc. There is no need to perform the operation, and the number of work steps can be reduced.
さらに、ステータコア本体の環状部の両側面に、合成樹脂の絶縁スリーブを突出形成した場合、絶縁スリーブに添わせてコイルエンドを良好に保持させ、コイルの端部接続部も絶縁スリーブに添わせて保持させることができる。 Furthermore, when a synthetic resin insulation sleeve is formed on both sides of the annular part of the stator core body, the coil end is satisfactorily held along the insulation sleeve, and the coil end connection part is also attached to the insulation sleeve. Can be retained.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は誘導電動機用のステータにおけるステータコア本体1の正面図を示し、図2はその斜視図を、図3は、ティース3の所定箇所に絶縁層4を形成したステータコア本体1の斜視図を示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a
ここでは一例として、ステータコアの円周上に24個のスロット3aを設け、予め所定の整形形状に形成した大径主コイル6、小径主コイル7、補助コイル8を、各スロット3aに嵌挿して4極の磁極を有するステータについて説明するが、これ以外のスロット数または磁極数のステータに本発明を適用することも可能である。
Here, as an example, 24
ステータコア本体1は、図1、図2に示すように、リング状の環状部2の外周部に、24本のティース3を15°の角度間隔で突設し、全周のティース3とティース3間に24個のスロット3aを設けるように、多数枚の積層鋼板を重ね合わせて形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ステータコア本体1の環状部2の内周面と全ティース3の先端面を除いたすべての面に、図3に示すように、合成樹脂製の絶縁層4が形成される。つまり、ステータコア本体1の全ティース3の内側面(スロット3aの位置する面)と両側面(図1の正面と背面)に、合成樹脂の絶縁層4が形成されている。この合成樹脂の絶縁層4は、例えば、ステータコア本体1をインサートとして、所定形状の金型内に収納し、PVCなどの熱可塑性樹脂を金型内に射出し、インサート成形により、成形することができる。
As shown in FIG. 3, an
またこの成形時に、絶縁層4と共に、円筒状の絶縁スリーブ5が、ステータコア本体1の環状部2の両側面(図1の正面と背面)から突出すように、一体成形される。この絶縁スリーブ5は、スロット3a内に嵌入される大径主コイル6、小径主コイル7、補助コイル8のコイルエンドを円周に保持するために、両側に張り出すように突設される。また、この絶縁スリーブ5の端面には、後述のように、複数のコイル保持ピンが先端を差し込むように固定され、各コイルの端部を相互に接続して保持するために使用される。
At the time of molding, the
なお、絶縁層は、合成樹脂の型成形によりステータコア本体1の外郭形状に形成したものを分割し、その分割体をステータコア外面に嵌め合わせて形成することもできる。
The insulating layer may be formed by dividing the outer shape of the
このステータに使用されるコイルは、ここでは、一例として、大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8の3種類である。ステータの磁極数は4極で、ステータコアのスロット数は24個であるから、図11に示すように、4極が各々ステータの正面視で0°、90°、180°、270°の位置に形成される場合、各磁極には、大径主コイル6と小径主コイル7が同心上に配置され、補助コイル8はそれらの各磁極を跨ぐように配置される。
Here, as an example, the coils used for the stator are three types, that is, a large-diameter
すなわち、図11に示すように、例えば、0°位置の磁極の場合、大径主コイル6は37.5°のスロットと322.5°のスロット間に跨ぐように装着され、小径主コイル7は22.5°のスロットと337.5°のスロット間に跨ぐように装着される。また、補助コイル8は、7.5°のスロットと82.5°のスロット間に跨ぐように装着される。つまり、補助コイル8の中心は、主コイルの中心に対し45°ずれて装着される。
That is, as shown in FIG. 11, for example, in the case of the magnetic pole at the 0 ° position, the large-diameter
このように、ステータコア本体1の各スロット3aに嵌め込まれて装着される大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8の巻形状、大きさ、スロットに嵌め込まれた際の撓み形状、偏平形状などは、ステータコア本体1の各スロット3aの大きさ、厚さ、形状などに基づき、予め決定されるため、大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8は、このような巻形状、大きさ、偏平形状などに応じて形成された巻枠を使用して、独自の整形形状に成形されながら、所定のターン数に巻装されて製作することができる。
Thus, the winding shape and size of the large-diameter
したがって、この4極のステータで使用される4本の大径主コイル6と、4本の小径主コイル7と、4本の補助コイル8は、上記のような巻枠を使用して、図4、図5、図6に示すように、所定の矩形形状に、各辺部を湾曲させ、各辺部の外径や偏平程度などを調整しながら整形し、予め製作することができる。特に、各大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8におけるスロット3a内に挿入される部分は、偏平形状に形成され、スロット3a内に挿入し易く形成され、小径主コイル7は大径主コイル6の略内側に嵌り込む形状に整形される。また、図8などに示すように、大径主コイル6と補助コイル8のコイルエンドには相互に重なり合って交差する部分が生じるが、この交差部分は、円周方向(ラジアル方向)に偏平となる形状に整形され、つまり、大径主コイル6と補助コイル8のコイルエンドは、スロット内の断面形状とは明らかに相違した断面形状に形成され、両コイルのコイルエンドが膨らむことを防止している。
Therefore, the four large-diameter
さらに、各大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイルを所定の整形形状に巻装しておくことにより、各コイルをスロットに嵌入する際に、コイルを整形する必要がなく、また、上記のようにステータコア本体1のスロット内側面等に絶縁層4が形成されるため、ワニスや絶縁紙をコイルに施す処理は、省くことができる。
Furthermore, by winding each large-diameter
さらに、大径主コイル6または小径主コイル7は、補助コイル8と相互に重なり合い或は交差するように装着されるため、補助コイル8の干渉によってスロット内での占積率が低下しやすいが、大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8は、大径主コイル6または小径主コイル7が補助コイル8の影響を受けないように、その巻装形状を整形して巻装する。これにより、大径主コイル6及び小径主コイル7の占積率を高くすることができ、さらに、各コイルのコイルエンドの高さ形状も最少に抑えることができる。
Further, since the large diameter
次に、上記のように予め製作され絶縁層4を設けたステータコア本体1と、大径主コイル6と、4本の小径主コイル7と、4本の補助コイル8とを使用して、ステータの組み付けを行なう。
Next, the
先ず、4本の補助コイル8を、ステータコア本体1の各スロット3a間に、各磁極位置を跨ぐように嵌入(挿入)する。図3に示すように、ステータコア本体1の各スロット3aは、外周方向に向けて開口しているため、補助コイル8は所定位置のスロット3aに極めて容易に、殆ど力を加えることなく、挿入することができる。1つの補助コイル8は、例えば、図11のように、7.5°のスロットと82.5°のスロット間に跨ぐように装着される。
First, the four
4本の補助コイル8を、ステータコア本体1の各スロット3a間に、各磁極位置を跨ぐように挿入した状態で、次に、4本の大径主コイル6を各磁極の中心位置にその中央部を合わせるように、図8の如く、各スロット3aに挿入する。この大径主コイル6の挿入作業も、ステータコア本体1の各スロット3aは、外周方向に開口しているため、所定のスロット3aに極めて容易に、殆ど力を加えることなく、挿入することができる。1つの大径主コイル6は、例えば、図11のように、37.5°のスロットと322.5°のスロット間に跨ぐように挿入される。
In the state where the four
そして、4本の大径主コイル6を、各磁極の中心位置と同心状に、各スロット3aに挿入した状態で、次に、4本の小径主コイル7を各磁極の中心位置と同心状に図8の如く、各スロット3aに挿入する。この小径主コイル7の挿入作業も、ステータコア本体1の各スロット3aは、外周方向に開口しているため、所定のスロット3aに極めて容易に、殆ど力を加えることなく、挿入することができる。1つの小径主コイル7は、例えば、図11のように、22.5°のスロットと337.5°のスロット間に跨ぐように装着される。
The four large diameter
このように、全ての大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8をステータコア本体1の各スロット3aに挿入して装着した状態で、図示は省略されているが、各ティース3の先端部と各コイルの内側との間に、楔部材を先端側から差し込んで、各コイルをコアに対し固定する。この楔部材は各ティース3の先端部に嵌着可能な形状とすることができる。
In this way, all the large-diameter
そして、次に、図9に示すように、上記の如く各コイルを装着したステータコア本体1の外周部に、リング状(円筒状)のヨークコア9を嵌め込み、固定する。このヨークコア9は、例えば圧入により、各ティース3の先端をヨークコア9の内周面に圧接させて、ステータコア本体1の外周部に取り付けることができる。
Then, as shown in FIG. 9, a ring-shaped (cylindrical)
この後、全ての大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8の各端部が接続回路の順序に従って接続されるが、それらの接続されたコイルの各端部は、例えば、コアの両側に突出した絶縁スリーブ5の端面に、複数のコイル保持ピンの先端を差し込むように固定して取り付け、それらのコイル保持ピンに、コイルの各端部を絡めるように保持させ、ステータは完成する。
Thereafter, the ends of all the large-diameter
このように、上記のステータの製造方法によれば、外周方向に開口したスロット3aに、予め所定の整形形状に巻装された大径主コイル6、小径主コイル7、及び補助コイル8を挿入するため、力を入れずに非常に容易にコイルをステータコアに装着できると共に、装着作業時にコイルを傷める不具合を防止することができる。また、スロット数は最大まで増やすことができ、スロット数の削減による回転トルクの減少を回避して高性能の誘導電動機を製作することができる。
Thus, according to the stator manufacturing method described above, the large-diameter
さらに、装着するコイルは予め整形されているため、コイルに不要な力を加えることなく、主コイル、補助コイルを傷つけたりせず、容易に且つ効率よくスロット間に組み付けることができる。また、大径主コイル6、小径主コイル7、補助コイル8はスロット内に有効に収納される形状に整形して、主コイル6,7の占積率を高めると共に、コイルエンドの高さも最少とすることができる。
Furthermore, since the coil to be mounted is shaped in advance, it can be easily and efficiently assembled between the slots without applying unnecessary force to the coil and without damaging the main coil and the auxiliary coil. The large-diameter
さらに、コイルを直にティースに巻装した場合のように、コイルを巻装後にコイルエンドの整形を行なう必要はなく、コイルエンドを整形作業により傷つける虞はなくなる。また、ステータコアの各ティース3における内側面と両側面に、予め合成樹脂の絶縁層4が形成されるため、予め整形形状に巻回された大径主コイル6、小径主コイル7、補助コイル8には、ワニスや絶縁紙などによる絶縁体を施す必要がなく、作業工数を削減することができる。
Further, it is not necessary to shape the coil end after winding the coil as in the case where the coil is wound directly on the teeth, and there is no possibility of damaging the coil end by the shaping operation. Further, since the insulating
さらに、ステータコア本体1の環状部2の両側面に、合成樹脂の絶縁スリーブ5を突出形成した場合、絶縁スリーブ5に添わせてコイルエンドを良好に保持させ、コイルの端部接続部も絶縁スリーブ5に添わせて保持させることができる。
Further, when the synthetic
なお、上記実施形態の各ティース3の先端には、両側に広がる膨出部を設けて略T字状とし、コイルをティース間のスロットに巻装後、スロット3aの開口部を閉じるように、閉鎖板をその膨出部の内側に嵌め込み、コイルをスロット3a内に押し込むようにして、コイルの抜けを防止することもできる。
In addition, at the tip of each
また、上記大径主コイル6、小径主コイル7、補助コイル8は、所定の形状に形成した巻枠に線材を巻回して所定の整形形状に整形したが、予め所定の径と巻数でコイルを巻回し、それをプレスにより所定の形状に整形して各コイルを製作することもできる。
The large-diameter
1 ステータコア本体
2 環状部
3 ティース
3a スロット
4 絶縁層
5 絶縁スリーブ
6 大径主コイル
7 小径主コイル
8 補助コイル
9 ヨークコア
DESCRIPTION OF
Claims (7)
コイル線材を所定形状の型に整形しながら巻回して所定の整形形状の主コイルと補助コイルを予め製作し、環状部の外周に多数のティースを突設して形成したステータコア本体の該ティースにおける少なくとも内側面と両側面に合成樹脂の絶縁層を形成し、該主コイルと補助コイルを該ステータコア本体におけるティース間のスロットに外側から嵌め込んだ状態で、該ステータコア本体のティースの先端部外周にリング状のヨークコアを嵌め込み固着することを特徴とするステータの製造方法。 In a method of manufacturing a stator for an induction motor in which a main coil and an auxiliary coil are wound between slots of a stator core,
In the teeth of the stator core body formed by winding a coil wire while shaping it into a mold of a predetermined shape to produce a main coil and an auxiliary coil of a predetermined shape in advance and projecting a large number of teeth on the outer periphery of the annular portion An insulating layer of synthetic resin is formed on at least the inner surface and both side surfaces, and the main coil and the auxiliary coil are fitted from the outside into the slots between the teeth in the stator core body, on the outer periphery of the tips of the teeth of the stator core body. A stator manufacturing method, wherein a ring-shaped yoke core is fitted and fixed.
コイル線材を所定径に巻回したコイル体をプレス加工により所定の形状に整形して主コイルと補助コイルを予め製作し、環状部の外周に多数のティースを突設して形成したステータコア本体の該ティースにおける少なくとも内側面と両側面に合成樹脂の絶縁層を形成し、該主コイルと補助コイルを該ステータコア本体におけるティース間のスロットに外側から嵌め込んだ状態で、該ステータコア本体のティースの先端部外周にリング状のヨークコアを嵌め込み固着することを特徴とするステータの製造方法。 In a method of manufacturing a stator for an induction motor in which a main coil and an auxiliary coil are wound between slots of a stator core,
A stator core body formed by forming a main body and an auxiliary coil in advance by shaping a coil body in which a coil wire is wound to a predetermined diameter into a predetermined shape by pressing, and projecting a large number of teeth on the outer periphery of the annular portion. An insulating layer of synthetic resin is formed on at least the inner side surface and both side surfaces of the teeth, and the tips of the teeth of the stator core body are fitted in the state where the main coil and the auxiliary coil are fitted into the slots between the teeth in the stator core body. A stator manufacturing method, wherein a ring-shaped yoke core is fitted and fixed to the outer periphery of the stator.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090303 |