JP2011120356A - Stator and method of manufacturing stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアに挿入されたコイルを加工することで、ステータのコイルエンド部にワニス塗布や樹脂モールドの施工をせずにステータコアに対するコイルの軸方向の動きを規制する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for regulating the axial movement of a coil with respect to a stator core by processing a coil inserted into a stator core without applying varnish or resin molding to a coil end portion of the stator.
近年、環境問題に鑑みハイブリッド車や電気自動車などモータを自動車の駆動装置として用いられるようになっている。しかし、車載する為のモータは高出力で小型のものが求められており、占積率を高める為に平角導体を用いたコイルをステータに用いることが検討されている。 In recent years, in view of environmental problems, a motor such as a hybrid vehicle or an electric vehicle has been used as a driving device for a vehicle. However, a motor for mounting on a vehicle is required to have a high output and a small size, and in order to increase the space factor, use of a coil using a flat conductor as a stator has been studied.
特許文献１には、回転電機におけるステータコイルの巻装方法について開示されている。
内周面部にスロットが形成された円環状のステータコアに、コイルを巻装するにあたり、コイルに弾性を有した材質を用いて形成するとともに、ステータコアに巻装する前の段階でステータコアに巻装された形状に予め成形し、成形したものを軸方向に引っ張ってステータコア内径よりも小径の螺旋状となるように弾性変形させる。そして、弾性変形したコイルを軸方向一端側の内周側に挿入し、挿入した側から順次弾性復帰させてスロット内にコイルを収納することでステータコアにコイルを巻装させるようにする。
予め成形した時の形状にコイルがステータコア内で弾性復帰するので、整然とした状態で巻装されることになり、占積率の向上に寄与できる。
Patent Document 1 discloses a method for winding a stator coil in a rotating electrical machine.
When winding a coil on an annular stator core having slots formed on the inner peripheral surface portion, the coil is formed using a material having elasticity, and is wound around the stator core before being wound around the stator core. The molded product is pre-shaped, and the molded product is pulled in the axial direction to be elastically deformed so as to have a spiral shape smaller than the inner diameter of the stator core. And the coil which elastically deformed is inserted in the inner peripheral side of the axial direction one end side, it is made to elastically return sequentially from the inserted side, and a coil is wound around a stator core by accommodating a coil in a slot.
Since the coil is elastically restored in the stator core to the shape when pre-formed, it is wound in an orderly manner, which can contribute to an improvement in the space factor.
特許文献２には、回転電機および固定子の製造方法について開示されている。
ステータコアにコイルを挿入する際に、ステータコアの内周側に放射状に形成されたスロットにコイルエンドの頂部を押圧治具にて両端から押圧することで、コイルのスロットへの挿入を容易にし、コイルを挿入後除荷する事例が示されている。
Patent Document 2 discloses a method for manufacturing a rotating electrical machine and a stator.
When inserting the coil into the stator core, the top of the coil end is pressed from both ends into the slot radially formed on the inner peripheral side of the stator core with a pressing jig, thereby facilitating insertion into the coil slot. An example of unloading after insertion is shown.
しかしながら、特許文献１及び特許文献２には以下に説明する課題があると考えられる。
モータを自動車の駆動装置として用いる為には、モータの高出力化が必須であり、モータの出力を向上させる為には必然的にコイルに用いる金属の量を増やす必要がある。このため、ステータやコイルの重量は増加する。
しかしながら、車載されるとモータは常に振動や衝撃にさらされる悪条件での使用を求められ、コイルの重量が増えるほどステータコアに対してコイルが動き易くなる。このため、ステータコアとコイルはしっかりと固定されている必要がある。スロット内でコイルが移動してしまうと、ロータや他の部品との干渉をしたり、コイルに施されている絶縁被覆を傷つけたりする虞があるためである。
However, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are considered to have the following problems.
In order to use a motor as a driving device for an automobile, it is essential to increase the output of the motor, and in order to improve the output of the motor, it is inevitably necessary to increase the amount of metal used for the coil. For this reason, the weight of a stator or a coil increases.
However, when mounted on a motor, the motor is always required to be used under adverse conditions of being exposed to vibrations and shocks, and the coil moves more easily with respect to the stator core as the weight of the coil increases. For this reason, the stator core and the coil need to be firmly fixed. This is because if the coil moves in the slot, it may interfere with the rotor and other parts, or damage the insulation coating applied to the coil.
特許文献１及び特許文献２に開示される技術を用いて製造されるステータは、コイルをステータコアのスロット内にコイルを変形させながら挿入し、スロット内で弾性復帰させる必要がある為、コイルとスロットとの間には隙間が無ければ成立しない手法であると考えられる。したがって、コイルをスロットに挿入した後、ステータコアのスロット内でコイルが移動しないように固定する必要がある。
ステータコアとコイルとの固定の方法としては、コイルエンドを樹脂モールドする、あるいはワニスで固める方法が知られている。
Since the stator manufactured using the technology disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 needs to be inserted into the slot of the stator core while the coil is deformed and elastically returned in the slot, the coil and the slot This is considered to be a method that does not hold if there is no gap between the two. Therefore, after inserting a coil in a slot, it is necessary to fix so that a coil may not move within the slot of a stator core.
As a method for fixing the stator core and the coil, a method in which the coil end is resin-molded or hardened with a varnish is known.
しかしながら、ワニスや樹脂モールドをステータコアとコイルの固定に用いると、ステータのリサイクル性を妨げるという問題が発生する。ステータのコイルエンドを樹脂モールドするには、耐熱性、放熱性が高く、耐薬品性の高い樹脂を選択する必要がある。
ステータをリサイクルする際には、ステータコアとコイルが樹脂やワニスで一体化してしまっている為、ステータコアとコイルを分離する工程を必要とするが、耐熱性や耐薬品製の高い樹脂やワニスを破壊することは困難であり、結果的にステータのリサイクル性を悪化させる結果となる。
また、ステータ製造時にも相当量のワニスや樹脂を使用する他、ワニス含浸や樹脂の凝固には時間を要するので、結果的にコストを高めてしまうという問題がある。
However, when a varnish or a resin mold is used for fixing the stator core and the coil, there arises a problem that the recyclability of the stator is hindered. In order to resin mold the coil end of the stator, it is necessary to select a resin having high heat resistance and heat dissipation and high chemical resistance.
When recycling the stator, the stator core and coil are integrated with resin and varnish, so a process to separate the stator core and coil is required, but the heat-resistant and chemical-resistant resin and varnish are destroyed. It is difficult to do so, resulting in deterioration of the recyclability of the stator.
In addition, a considerable amount of varnish or resin is used during the manufacture of the stator, and it takes time to impregnate the varnish or solidify the resin, resulting in an increase in cost.
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、ワニスや樹脂モールドを用いないで形成可能なステータ及びステータ製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stator and a stator manufacturing method that can be formed without using a varnish or a resin mold in order to solve such problems.
前記目的を達成するために、本発明の一態様によるステータは以下のような特徴を有する。
（１）平角導体を巻回して形成したコイルと、前記コイルを挿入するステータコアと、を有するステータにおいて、
前記コイルは、前記ステータコアの有するスロットに挿入された状態で前記ステータコアの軸方向に突出する形状の頂部と、前記頂部を挟んで両側に下側に凸に形成された曲線部と、を有し、前記コイルが前記スロットに挿入された際に、前記コイルは押圧治具を用いて塑性変形され、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stator according to an aspect of the present invention has the following characteristics.
(1) In a stator having a coil formed by winding a rectangular conductor, and a stator core into which the coil is inserted,
The coil includes a top portion protruding in the axial direction of the stator core in a state of being inserted into a slot of the stator core, and a curved portion formed to protrude downward on both sides across the top portion. When the coil is inserted into the slot, the coil is plastically deformed using a pressing jig, and the coil is held by the stator core.
（２）（１）に記載のステータにおいて、
前記コイルが前記スロットに挿入された状態で前記押圧治具に前記頂部が押されることで、前記スロット内に挿入された前記コイルの有するスロット内導線部が前記ステータコアの周方向に押し広げられ、前記スロット内導線部が前記スロット内の内壁に接触し、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とする。
(2) In the stator according to (1),
When the top portion is pushed by the pressing jig with the coil inserted into the slot, the in-slot conductor portion of the coil inserted into the slot is pushed and expanded in the circumferential direction of the stator core, The in-slot conducting wire portion contacts an inner wall in the slot, and the coil is held by the stator core.
（３）（１）に記載のステータにおいて、
前記スロットに挿入された前記コイルに、前記押圧治具に押圧されることで前記塑性変形を起こして前記ステータコアの端面に引っかかる凸部が形成され、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とする。
(3) In the stator according to (1),
The coil inserted into the slot is formed with a convex portion that is deformed by being pressed by the pressing jig and caught on an end surface of the stator core, and the coil is held by the stator core. And
前記目的を達成するために、本発明によるステータ製造方法は以下のような特徴を有する。
（４）平角導体を巻回して形成したコイルを、鋼板を積層して形成したステータコアに挿入してステータを形成するステータ製造方法において、
前記ステータコアが有するスロットに、前記コイルを挿入し、前記コイルのコイルエンドの軸方向から押圧治具を用い押圧することで、前記コイルを塑性変形させ、前記ステータコアに前記コイルを保持させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a stator manufacturing method according to the present invention has the following characteristics.
(4) In a stator manufacturing method of forming a stator by inserting a coil formed by winding a rectangular conductor into a stator core formed by laminating steel plates,
The coil is inserted into a slot of the stator core, and is pressed using a pressing jig from the axial direction of the coil end of the coil, so that the coil is plastically deformed, and the stator core holds the coil. And
このような特徴を有する本発明の一態様によるステータにより、以下のような作用、効果が得られる。
上記（１）に記載される発明の態様は、平角導体を巻回して形成したコイルと、コイルを挿入するステータコアと、を有するステータにおいて、コイルは、ステータコアの有するスロットに挿入された状態でステータコアの軸方向に突出する形状の頂部と、頂部を挟んで両側に下側に凸に形成された曲線部と、を有し、コイルがスロットに挿入された際に、コイルは押圧治具を用いて塑性変形され、ステータコアにコイルが保持されるものである。
With the stator according to one aspect of the present invention having such characteristics, the following operations and effects can be obtained.
The aspect of the invention described in the above (1) is a stator having a coil formed by winding a rectangular conductor and a stator core into which the coil is inserted. The stator core is inserted in a slot of the stator core. And a curvilinear portion that protrudes downward on both sides across the top, and when the coil is inserted into the slot, the coil uses a pressing jig. Thus, it is plastically deformed and the coil is held on the stator core.
ステータコアにコイルを挿入し、コイルが有する頂部に押圧治具を用いて圧力を加えることで、コイルに有する下側に凸の曲線部はステータコアの周方向に広がるように塑性変形を起こす。
コイルが塑性変形することで、ステータコアにコイルを保持させる力を強め、ステータコアにコイルを保持させることが可能となる。この結果、コイルエンドに樹脂モールドやワニスを施して固定する必要がなくなる。
ステータを形成する際の、ステータコアに対してコイルを固定するためにするワニス塗布や樹脂モールドをする工程を必要としなくなることで、コスト面でのメリットを得ることができ、リサイクル面でもメリットを得ることができる。
A coil is inserted into the stator core, and pressure is applied to the top of the coil using a pressing jig, so that the curved portion protruding downward on the coil causes plastic deformation so as to spread in the circumferential direction of the stator core.
When the coil is plastically deformed, it is possible to increase the force for holding the coil in the stator core and to hold the coil in the stator core. As a result, it is not necessary to fix the coil end by applying a resin mold or varnish.
When forming the stator, there is no need for a varnish application or resin molding process to fix the coil to the stator core, so that it is possible to obtain merit in terms of cost and also in terms of recycling. be able to.
また、上記（２）に記載の発明の態様は、（１）に記載のステータにおいて、コイルがスロットに挿入された状態で押圧治具に頂部が押されることで、スロット内に挿入されたコイルの有するスロット内導線部がステータコアの周方向に押し広げられ、スロット内導線部がスロット内の内壁に接触し、ステータコアにコイルが保持されるものである。
ステータコアのスロット内で、コイルがステータコアの周方向に押し付けられることで、コイルがスロットの内壁と接触力が高まる。コイルは塑性変形される為、このコイルとスロットの内壁との接触力は維持される。この結果、にスロット内壁とコイルのスロット内導線部との摩擦を高めることができる。
The aspect of the invention described in (2) above is the coil inserted in the slot in the stator described in (1) by pressing the top portion of the pressing jig with the coil inserted in the slot. The in-slot conductor portion of the slot is expanded in the circumferential direction of the stator core, the in-slot conductor portion contacts the inner wall of the slot, and the coil is held by the stator core.
When the coil is pressed in the circumferential direction of the stator core within the slot of the stator core, the contact force between the coil and the inner wall of the slot increases. Since the coil is plastically deformed, the contact force between the coil and the inner wall of the slot is maintained. As a result, the friction between the inner wall of the slot and the in-slot conductor portion of the coil can be increased.
コイルをステータコアに挿入する際に、このようなスロット内壁への接触力が高い状態である場合、ステータの製造において様々な不都合を生じることになるが、コイルはステータコアに挿入する時点では、スロット内壁に当接しない状態、あるいは軽く接触する程度の状態に形成されていれば、組み付け時に不都合を生じない。
このようにスロット内壁とコイルのスロット内導線部との摩擦が高まることで、ステータコアに対するコイルのステータコア軸方向への動きが規制されステータコアにコイルを保持させることが可能となる。
When the coil is inserted into the stator core, if the contact force to the inner wall of the slot is high, various problems may occur in the manufacture of the stator. However, when the coil is inserted into the stator core, the inner wall of the slot If it is formed in a state where it is not in contact with or lightly touched, there will be no inconvenience during assembly.
Thus, the friction between the slot inner wall and the in-slot conductor portion of the coil is increased, and the movement of the coil in the stator core axial direction with respect to the stator core is restricted, and the stator core can hold the coil.
また、上記（３）に記載の発明の態様は、（１）に記載のステータにおいて、スロットに挿入されたコイルに、押圧治具に押圧されることで塑性変形を起こしてステータコアの端面に引っかかる凸部が形成され、ステータコアにコイルが保持されるものである。
ステータコアの端面に引っかかるようにコイルに凸部が形成される為、形成された凸部によってステータコアに対するコイルのステータコア軸方向への動きが規制され、コイルはステータコアに確実に保持されることが期待できる。
The aspect of the invention described in (3) is the stator described in (1), in which the coil inserted in the slot is plastically deformed by being pressed by the pressing jig and is caught on the end surface of the stator core. A convex part is formed, and the coil is held by the stator core.
Since the convex portion is formed on the coil so as to be caught by the end face of the stator core, the movement of the coil in the stator core axial direction relative to the stator core is restricted by the formed convex portion, and it can be expected that the coil is securely held by the stator core. .
また、このような特徴を有する本発明の一態様によるステータ製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。
上記（４）に記載の発明の態様は、平角導体を巻回して形成したコイルを、鋼板を積層して形成したステータコアに挿入してステータを形成するステータ製造方法において、ステータコアが有するスロットに、コイルを挿入し、コイルのコイルエンドの軸方向から押圧治具を用い押圧することで、コイルを塑性変形させ、ステータコアにコイルを保持させるものである。
Moreover, the following operation | movement and an effect are acquired by the stator manufacturing method by one aspect | mode of this invention which has such a characteristic.
The aspect of the invention described in (4) above is a stator manufacturing method in which a coil formed by winding a rectangular conductor is inserted into a stator core formed by stacking steel plates to form a stator. By inserting the coil and pressing it from the axial direction of the coil end of the coil using a pressing jig, the coil is plastically deformed and the stator core holds the coil.
ステータコアに挿入した状態で、コイルエンドからコイルを押圧治具によって押圧することで、コイルの塑性変形を促すことが可能となる。
コイルがステータコアに挿入された状態で塑性変形することで、ステータコアにコイルが保持された状態となる。この結果、コイルエンドにコイルをステータコアに保持させる為に樹脂モールドやワニスを施す必要がなくなり、リサイクル性を向上させコストダウンに貢献することが可能となる。
It is possible to promote plastic deformation of the coil by pressing the coil from the coil end with a pressing jig while being inserted into the stator core.
When the coil is plastically deformed in a state where the coil is inserted into the stator core, the coil is held in the stator core. As a result, there is no need to apply a resin mold or varnish to hold the coil on the stator core at the coil end, thereby improving recyclability and contributing to cost reduction.
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態のステータの模式斜視図を示す。なお、説明のため、コイルＣＯ１はステータコアＳＣに三列分だけ挿入されている様子を示しているが、実際のステータ１００はこれよりも多数のコイルＣＯ１がステータコアＳＣに挿入されている。また、ステータ１００の図面下側のコイルエンドの絵は省略されている。
ステータ１００は、コイルＣＯ１とステータコアＳＣとからなる。なお、この他に図示しないバスバがコイルＣＯ１を接続し、図示しない端子台に接続されて３相のステータを構成する。
First, a first embodiment of the present invention will be described.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of the stator according to the first embodiment. For the sake of explanation, the coil CO1 is shown inserted in three rows into the stator core SC, but the
The
図２に、コイルのコイルエンド部の側面図を示す。
コイルＣＯ１は、平角導体Ｄを巻回して形成された２つのコイル、第１コイルＣＯ１１と第２コイルＣＯ１２とからなる。第１コイルＣＯ１１と第２コイルＣＯ１２とは重ねられて１つのコイルＣＯ１を形成している。
平角導体Ｄは、銅やアルミニウムなどの導電性の高い金属で形成される矩形断面を持つ導体であり、周囲には絶縁性を確保する為にエナメルなどの絶縁被覆材が施されている。このような平角導体Ｄを曲げ加工して巻回し、コイルＣＯ１が形成されている。
FIG. 2 shows a side view of the coil end portion of the coil.
The coil CO1 includes two coils formed by winding a flat conductor D, a first coil CO11 and a second coil CO12. The first coil CO11 and the second coil CO12 are overlapped to form one coil CO1.
The flat conductor D is a conductor having a rectangular cross section formed of a highly conductive metal such as copper or aluminum, and an insulating coating material such as enamel is provided around the periphery in order to ensure insulation. Such a flat conductor D is bent and wound to form a coil CO1.
第１コイルＣＯ１１コイルエンド部ＣＥでは、第１頂部ＴＰ１の左右に第１左凹部ＤＰＬ１と第１右凹部ＤＰＲ１が形成されている。そして、第１コイルＣＯ１１には第１肩部ＳＬ１及び第２肩部ＳＲ１が形成されている。
第２コイルＣＯ１２のコイルエンド部ＣＥでは、第２頂部ＴＰ２の左右に第２左凹部ＤＰＬ２と第２右凹部ＤＰＲ２が形成されている。そして、第２コイルＣＯ１２には第１肩部ＳＬ２及び第２肩部ＳＲ２が形成されている。
したがって、第１コイルＣＯ１１及び第２コイルＣＯ１２のコイルエンド部ＣＥでは、ステータコアＳＣに挿入された際に、第１頂部ＴＰ１及び第２頂部ＴＰ２がステータコアＳＣの軸方向に突出する形状で配置され、２つの円弧が向かい合わせに配置される状態となっている。
In the first coil CO11 coil end portion CE, a first left recessed portion DPL1 and a first right recessed portion DPR1 are formed on the left and right sides of the first top portion TP1. A first shoulder portion SL1 and a second shoulder portion SR1 are formed in the first coil CO11.
In the coil end portion CE of the second coil CO12, a second left concave portion DPL2 and a second right concave portion DPR2 are formed on the left and right sides of the second top portion TP2. A first shoulder portion SL2 and a second shoulder portion SR2 are formed in the second coil CO12.
Therefore, in the coil end portions CE of the first coil CO11 and the second coil CO12, the first top portion TP1 and the second top portion TP2 are arranged in a shape protruding in the axial direction of the stator core SC when inserted into the stator core SC. Two arcs are arranged facing each other.
ステータコアＳＣは、電磁鋼板を積層して形成されており、内周側にコイルＣＯ１が挿入されるスロットＳＣＳを有している。
このスロットＳＣＳに第１コイルＣＯ１１及び第２コイルＣＯ１２が挿入される。
コイルＣＯ１がステータコアＳＣに配置された際には、第１コイルＣＯ１１の備える第１スロット内導線部ＳＳ１ａに対し、第２コイルＣＯ１２の備える第１スロット内導線部ＳＳ２ａは隣り合うスロットＳＣＳに配置され、第２スロット内導線部ＳＳ１ｂと第２スロット内導線部ＳＳ２ｂに関しても同様である。
Stator core SC is formed by laminating electromagnetic steel plates, and has a slot SCS into which coil CO1 is inserted on the inner peripheral side.
The first coil CO11 and the second coil CO12 are inserted into the slot SCS.
When the coil CO1 is disposed in the stator core SC, the first in-slot conductor portion SS2a provided in the second coil CO12 is disposed in the adjacent slot SCS with respect to the first in-slot conductor portion SS1a provided in the first coil CO11. The same applies to the second in-slot conductor portion SS1b and the second in-slot conductor portion SS2b.
図３に、押圧治具によってコイルエンドを押圧する側面図を示す。
図４に、ステータのコイルエンドを押圧する前の模式断面図を示す。
図５に、ステータのコイルエンドを押圧する後の模式断面図を示す。
ステータコアＳＣにコイルＣＯ１を挿入し、コイルエンド部ＣＥに上側押圧治具ＪＵ（下側押圧治具ＪＤ）で図３に示すように押圧する。用いる上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤは図示しない油圧シリンダ等の推進機構を備え、コイルＣＯ１を変形させるために必要な推力を得られる構成である。また、図示はしていないが上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤでの加圧する際には、ステータコアＳＣは保持手段によって固定されているものとする。
FIG. 3 shows a side view of pressing the coil end with a pressing jig.
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view before pressing the coil end of the stator.
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view after pressing the coil end of the stator.
The coil CO1 is inserted into the stator core SC, and the coil end portion CE is pressed with an upper pressing jig JU (lower pressing jig JD) as shown in FIG. The upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD to be used are provided with a propulsion mechanism such as a hydraulic cylinder (not shown) so as to obtain a thrust necessary for deforming the coil CO1. Although not shown, when pressing is performed with the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD, the stator core SC is fixed by the holding means.
この結果、上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤがステータコアＳＣの軸方向に移動し、第１頂部ＴＰ１が直接、第２頂部ＴＰ２が間接的に押圧される。そして、第１肩部ＳＬ１、第２肩部ＳＲ１及び第１肩部ＳＬ２、第２肩部ＳＲ２はステータコアＳＣの周方向に移動する。
ステータコアＳＣに挿入されたコイルＣＯ１は、模式的に示すと図４に示すような形状になっている。図４では、説明の為に第１コイルＣＯ１１だけ示しているが、実際には図２に示すように第２コイルＣＯ１２と重ねられた状態で、上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤによってステータコアＳＣの両側から押圧されることになる。
As a result, the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD move in the axial direction of the stator core SC, and the first top TP1 is directly pressed and the second top TP2 is pressed indirectly. Then, the first shoulder portion SL1, the second shoulder portion SR1, the first shoulder portion SL2, and the second shoulder portion SR2 move in the circumferential direction of the stator core SC.
The coil CO1 inserted into the stator core SC has a shape as shown in FIG. In FIG. 4, only the first coil CO11 is shown for the sake of explanation, but in practice, the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD are overlapped with the second coil CO12 as shown in FIG. Therefore, it is pressed from both sides of the stator core SC.
ステータコアＳＣに備えられたスロットＳＣＳには、図４に示されるように第１コイルＣＯ１１の第１スロット内導線部ＳＳ１ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ１ｂが挿入されている。この第１スロット内導線部ＳＳ１ａは、直線ではなく第１凸部ＰＬ１ａを頂点とした湾曲形状に形成されている。また、第２スロット内導線部ＳＳ１ｂも同様に第２凸部ＰＬ１ｂを頂点とした湾曲形状に形成されている。
また、図２に示されるように、第１コイルＣＯ１１にはコイルエンド部ＣＥに第１左凹部ＤＰＬ１及び第１右凹部ＤＰＲ１が設けられている。
As shown in FIG. 4, the first in-slot conductor portion SS1a and the second in-slot conductor portion SS1b of the first coil CO11 are inserted into the slot SCS provided in the stator core SC. The first in-slot conductor portion SS1a is formed in a curved shape with the first convex portion PL1a as a vertex instead of a straight line. Similarly, the second in-slot conductor portion SS1b is also formed in a curved shape with the second convex portion PL1b as a vertex.
Further, as shown in FIG. 2, the first coil CO11 is provided with a first left concave portion DPL1 and a first right concave portion DPR1 in the coil end portion CE.
この為、ステータコアＳＣが図示しない保持具によって保持された状態で、上側押圧治具ＪＵまたは下側押圧治具ＪＤによって第１頂部ＴＰ１が押圧されることで、図５に示すように第１肩部ＳＬ１及び第２肩部ＳＲ１はステータコアＳＣの周方向に押し広げられる結果となる。
これは、第２コイルＣＯ１２についても同様である。
第２コイルＣＯ１２については図示していないが、第１コイルＣＯ１１と重ねられているので、上側押圧治具ＪＵまたは下側押圧治具ＪＤによって第２頂部ＴＰ２が押圧されることで、第１コイルＣＯ１１と概ね同様に図５に示されるような状態に変形する。
よって、第１肩部ＳＬ２及び第２肩部ＳＲ２は、ステータコアＳＣの周方向に押し広げられる結果となる。
その後、図示しないコイルＣＯ１の端子部が結合されることでステータ１００の電気回路が形成される。
Therefore, the first shoulder TP1 is pressed by the upper pressing jig JU or the lower pressing jig JD while the stator core SC is held by a holder (not shown), so that the first shoulder TP1 is pressed as shown in FIG. As a result, the portion SL1 and the second shoulder portion SR1 are pushed and expanded in the circumferential direction of the stator core SC.
The same applies to the second coil CO12.
Although the second coil CO12 is not shown, since it is overlapped with the first coil CO11, the first top TP2 is pressed by the upper pressing jig JU or the lower pressing jig JD, so that the first coil It is deformed to a state as shown in FIG.
Thus, the first shoulder portion SL2 and the second shoulder portion SR2 are pushed and expanded in the circumferential direction of the stator core SC.
Thereafter, an electric circuit of the
第１実施形態のステータ１００は上記構成であるので、以下の作用効果を奏する。
まず、ステータ１００のコイルエンド部ＣＥに、樹脂モールドまたはワニスをコイルＣＯ１の固定の為に用いる必要がなくなる点が挙げられる。
第１実施形態のステータ１００は、平角導体Ｄを巻回して形成したコイルＣＯ１と、コイルＣＯ１を挿入するステータコアＳＣと、を有するステータ１００において、コイルＣＯ１は、ステータコアＳＣの有するスロットＳＣＳに挿入された状態でステータコアＳＣの軸方向に突出する形状の第１頂部ＴＰ１（第２頂部ＴＰ２）と、第１頂部ＴＰ１（第２頂部ＴＰ２）を挟んで両側に下側に凸に形成された第１左凹部ＤＰＬ１、第２左凹部ＤＰＬ２、第１右凹部ＤＰＲ１、及び第２右凹部ＤＰＲ２と、を有し、コイルＣＯ１がスロットＳＣＳに挿入された際に、コイルＣＯ１は上側押圧治具ＪＵ（下側押圧治具ＪＤ）を用いて塑性変形され、ステータコアＳＣにコイルＣＯ１が保持される。
Since the
First, it is not necessary to use a resin mold or varnish for fixing the coil CO1 in the coil end portion CE of the
The
上述したように、コイルＣＯ１を上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤを用いて塑性変形させることでステータコアＳＣが有するスロットＳＣＳの内壁に対して、第１コイルＣＯ１１の第１スロット内導線部ＳＳ１ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ１ｂ、及び第２コイルＣＯ１２の第１スロット内導線部ＳＳ２ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ２ｂが当接する。
具体的には、第１スロット内導線部ＳＳ１ａに形成される第１凸部ＰＬ１ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ１ｂに形成される第２凸部ＰＬ１ｂが、スロットＳＣＳの内壁に当接し、第１スロット内導線部ＳＳ２ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ２ｂについても同様となる。
As described above, the coil CO1 is plastically deformed by using the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD, and thereby the first in-slot conductor of the first coil CO11 is made against the inner wall of the slot SCS of the stator core SC. The part SS1a, the second in-slot conductor part SS1b, and the first in-slot conductor part SS2a and the second in-slot conductor part SS2b of the second coil CO12 abut.
Specifically, the first convex portion PL1a formed in the first in-slot conductor portion SS1a and the second convex portion PL1b formed in the second in-slot conductor portion SS1b abut against the inner wall of the slot SCS, and the first The same applies to the in-slot conductor portion SS2a and the second in-slot conductor portion SS2b.
コイルＣＯ１のコイルエンド部ＣＥは塑性変形する為、上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤを除いても、若干のスプリングバックは予想されるものの、ほぼそのままの形状が保持される。したがって、第１スロット内導線部ＳＳ１ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ１ｂ、第１スロット内導線部ＳＳ２ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ２ｂはスロットＳＣＳの内壁に押し付けられたままでステータコアＳＣは形成される。
このためステータ１００が形成された状態でも、第１スロット内導線部ＳＳ１ａ、第２スロット内導線部ＳＳ１ｂ、第１スロット内導線部ＳＳ２ａ、及び第２スロット内導線部ＳＳ２ｂとスロットＳＣＳとが当接することで、摩擦力によってステータコアＳＣにコイルＣＯ１は保持されることになる。
Since the coil end portion CE of the coil CO1 is plastically deformed, even if the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD are removed, a slight spring back is expected, but the shape is maintained as it is. Therefore, the stator core SC is formed while the first in-slot conductor portion SS1a, the second in-slot conductor portion SS1b, the first in-slot conductor portion SS2a, and the second in-slot conductor portion SS2b are pressed against the inner wall of the slot SCS.
Therefore, even when the
よって、ステータ１００のコイルエンドに樹脂モールドやワニスを施して、ステータコアＳＣとコイルＣＯ１とを固定する必要がなくなる。
もっとも、コイルＣＯ１のコイルエンド部ＣＥに形成されている図示しない端子部分をバスバで接続する場合は、接続部分の絶縁性を確保する為に絶縁部材を塗布するなり、施工するなりする必要はあるが、ステータコアＳＣとコイルＣＯ１とを固定する目的で用いられる樹脂やワニスの量に比べて少なくて済み、施工時間も短時間で済む。
この為、ワニス塗布や樹脂モールド工程を必要としなくなるので、ステータ１００の製造工程を単純化することができ、コスト削減に貢献することができる。
Therefore, it is not necessary to fix the stator core SC and the coil CO1 by applying resin mold or varnish to the coil end of the
However, when connecting a terminal portion (not shown) formed in the coil end portion CE of the coil CO1 with a bus bar, it is necessary to apply or construct an insulating member in order to ensure the insulation of the connecting portion. However, the amount of resin and varnish used for the purpose of fixing the stator core SC and the coil CO1 is small, and the construction time is short.
This eliminates the need for a varnish application or resin molding process, thereby simplifying the manufacturing process of the
また、ステータ１００のコイルエンド部ＣＥに樹脂モールドやワニス塗布を行うことで、ステータ１００をリサイクルする際に平角導体ＤやステータコアＳＣの分解の妨げとなる虞があるが、樹脂モールドやワニス塗布によるステータコアＳＣとコイルＣＯ１との固定を行わないことで、リサイクル性を向上させることが可能となる。
昨今は自動車に対しても環境性能の向上が求められているため、このようなリサイクル性を高めることができる点はメリットが高い。
Further, by applying resin molding or varnish application to the coil end portion CE of the
Recently, improvement in environmental performance is also demanded for automobiles, and the point that such recyclability can be improved is highly advantageous.
また、コイルＣＯ１を上側押圧治具ＪＵまたは下側押圧治具ＪＤで押圧し、第１頂部ＴＰ１または第２頂部ＴＰ２は押圧されることでステータコアＳＣの端面ＳＣＦに近づくことになる。すなわち、ステータ１００のコイルエンド部ＣＥは短縮される結果となり、ステータ１００の小型化についても貢献することが可能となる。
特許文献２では、コイルを加圧してコイルを弾性変形させてステータコアＳＣに挿入しているが、この発想とは逆となる。特許文献２の方式であればコイルエンド部ＣＥは加圧力を除力する際にコイルはステータコアＳＣ軸方向に伸びる結果となるが、第１実施形態の場合は、コイルエンド部ＣＥを短縮する方向に力が働く。
Further, the coil CO1 is pressed by the upper pressing jig JU or the lower pressing jig JD, and the first top portion TP1 or the second top portion TP2 is pressed, thereby approaching the end surface SCF of the stator core SC. That is, the coil end portion CE of the
In Patent Document 2, the coil is pressed to be elastically deformed and inserted into the stator core SC, which is the opposite of this idea. In the case of the method of Patent Document 2, the coil end portion CE results in the coil extending in the stator core SC axial direction when the applied pressure is removed. In the first embodiment, the coil end portion CE is shortened. Power works.
この他、コイルエンド部ＣＥをコイルＣＯ１とステータコアＳＣとを固定するために樹脂モールドやワニス塗布を行う必要がなくなるため、コイルＣＯ１の放熱性を向上させる点でも貢献することが可能である。
コイルエンド部ＣＥを樹脂モールドしたりワニス塗布したりするなど、絶縁性の素材によって被覆すると、コイルＣＯ１の放熱性の悪化は避けられない。しかし、コイルＣＯ１のコイルエンド部ＣＥがこれらの物質で覆われない部分が多いことで、コイルエンド部ＣＥを直接的に冷却用の流体に接触させることが可能となる。また、冷却用の流体と接触する面積も増えることから、冷却性能を向上させることが可能となる。
In addition, since it is not necessary to perform resin molding or varnish application to fix the coil end portion CE between the coil CO1 and the stator core SC, it is possible to contribute to improving the heat dissipation of the coil CO1.
If the coil end portion CE is covered with an insulating material such as resin molding or varnish coating, deterioration of heat dissipation of the coil CO1 is inevitable. However, since there are many portions where the coil end portion CE of the coil CO1 is not covered with these substances, the coil end portion CE can be directly brought into contact with the cooling fluid. In addition, since the area in contact with the cooling fluid increases, the cooling performance can be improved.
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第２実施形態のステータ１００は、第１実施形態のステータ１００の構成とほぼ同じであるが、用いるコイルの形状が若干異なる。
図６に、第２実施形態のステータのコイルエンドを押圧する前の模式断面図を示す。
図７に、ステータのコイルエンドを押圧する後の模式断面図を示す。
第２実施形態のステータ１００に用いるコイルＣＯ２は、第１実施形態のコイルＣＯ１と異なり、第１スロット内導線部ＳＳ１ａ、第２スロット内導線部ＳＳ１ｂ、第１スロット内導線部ＳＳ２ａ及び第２スロット内導線部ＳＳ２ｂに、図６に示すような第１凹部ＤＬａ及び第２凹部ＤＬｂが設けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
(Second Embodiment)
The
In FIG. 6, the schematic cross section before pressing the coil end of the stator of 2nd Embodiment is shown.
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view after pressing the coil end of the stator.
The coil CO2 used in the
つまり、コイルＣＯ１はステータコアＳＣの周方向に膨らむ形状に形成されているのに対し、コイルＣＯ２はステータコアＳＣの周方向に凹む形状に形成されている点で異なる。
したがって、図６に示すようにコイルＣＯ１に形成される第１肩部ＳＬ１及び第２肩部ＳＲ１より、コイルＣＯ２の第１コイルＣＯ２１は第１凹部ＤＬａ及び第２凹部ＤＬｂはスロットＳＣＳの内壁部から離れる形状に形成されている。第２コイルＣＯ２２についても同様である。
そして、ステータコアＳＣを把持し、上側押圧治具ＪＵ及び下側押圧治具ＪＤにて第１頂部ＴＰ１を押圧することで、図７に示されるように第１肩部ＳＬ１及び第２肩部ＳＲ１はステータコアＳＣの周方向に移動し、ステータコアＳＣの端面ＳＣＦに第１肩部ＳＬ１及び第２肩部ＳＲ１が引っかかるように変形凸部ＰＬが形成される。図示しないが第２コイルＣＯ２２についても同様の結果となる。
That is, the coil CO1 is formed in a shape that swells in the circumferential direction of the stator core SC, whereas the coil CO2 is formed in a shape that is recessed in the circumferential direction of the stator core SC.
Therefore, as shown in FIG. 6, the first coil CO21 of the coil CO2 is the first concave portion DLa and the second concave portion DLb is the inner wall portion of the slot SCS from the first shoulder portion SL1 and the second shoulder portion SR1 formed in the coil CO1. It is formed in the shape away from. The same applies to the second coil CO22.
Then, by holding the stator core SC and pressing the first top portion TP1 with the upper pressing jig JU and the lower pressing jig JD, the first shoulder SL1 and the second shoulder SR1 as shown in FIG. Moves in the circumferential direction of the stator core SC, and the deformed convex portion PL is formed so that the first shoulder portion SL1 and the second shoulder portion SR1 are caught on the end surface SCF of the stator core SC. Although not shown, the same result is obtained for the second coil CO22.
第１コイルＣＯ２１及び第２コイルＣＯ２２にこの変形凸部ＰＬが形成されることで、第１コイルＣＯ２１及び第２コイルＣＯ２２よりなるコイルＣＯ２はステータコアＳＣに物理的に固定されることになる。
この結果、第１実施形態と同様にコイルエンド部ＣＥに樹脂モールド部分を形成したり、ワニス塗布したりするなどしてステータコアＳＣとコイルＣＯ２とを固定する必要がなくなり、コスト削減の効果が見込めるほか、リサイクル性の向上を図ることが可能となる。
また、第１実施形態のコイルＣＯ１はスロットＳＣＳの内面とコイルＣＯ１との摩擦力を向上させることで保持力を得ているが、第２実施形態のコイルＣＯ２は変形凸部ＰＬを形成することで、スロットＳＣＳからステータコアＳＣの周方向に変形凸部ＰＬが突出するので、よりステータコアＳＣに対してコイルＣＯ２が保持される力を強くすることが出来る。
By forming the deformed projections PL on the first coil CO21 and the second coil CO22, the coil CO2 made up of the first coil CO21 and the second coil CO22 is physically fixed to the stator core SC.
As a result, it is not necessary to fix the stator core SC and the coil CO2 by forming a resin mold portion on the coil end portion CE or applying a varnish as in the first embodiment, and an effect of cost reduction can be expected. In addition, it becomes possible to improve recyclability.
Further, the coil CO1 of the first embodiment obtains a holding force by improving the frictional force between the inner surface of the slot SCS and the coil CO1, but the coil CO2 of the second embodiment forms the deformed convex portion PL. Thus, since the deformed convex portion PL protrudes from the slot SCS in the circumferential direction of the stator core SC, the force for holding the coil CO2 with respect to the stator core SC can be further increased.
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、第１実施形態のコイルＣＯ１や第２実施形態のコイルＣＯ２の形状以外にも、コイルを塑性変形させることでステータコアＳＣに保持させることが可能であれば、他の形状のコイルを用いることを妨げない。ただし、塑性変形させる時に平角導体Ｄの周囲に形成されている絶縁被覆を損なわないように注意する必要がある。第１実施形態及び第２実施形態ではその点が考慮された変形方法となっている。
Although the invention has been described according to the present embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. It can also be implemented.
For example, in addition to the shape of the coil CO1 of the first embodiment and the coil CO2 of the second embodiment, other shape coils may be used as long as the coils can be held by the stator core SC by plastic deformation. Not disturb. However, care must be taken not to damage the insulating coating formed around the flat conductor D when plastically deforming. In the first embodiment and the second embodiment, this is a modification method that takes this point into consideration.
また、第１実施形態及び第２実施形態で示した材質等は、同等の機能を有するものに置き換えることを妨げるものではなく、具体的形状についても設計事項の範囲内で変更することを妨げない。特にコイルの形状については説明のために簡略化しているが、実際にはモータの出力を高めるために巻数を増やすなどの工夫が必要となり、ターン数やスロットへ挿入されるコイルの数は増やす必要がある。このため、そのような変更をすることを妨げない。また、平角導体を曲げる方向についてもエッジワイズ曲げ加工したコイルに適用することを妨げない。
本発明のコイルは図４乃至図７には説明の都合上同心巻きのコイルを示しているが、実際には集中巻コイルや波巻きコイルに用いることを妨げない。
In addition, the materials shown in the first embodiment and the second embodiment do not prevent replacement with a material having an equivalent function, and do not prevent the specific shape from being changed within the scope of the design items. . In particular, the coil shape has been simplified for the sake of explanation, but in practice it is necessary to increase the number of turns in order to increase the output of the motor, and the number of turns and the number of coils inserted into the slots need to be increased. There is. For this reason, it does not prevent making such a change. Further, the direction in which the flat conductor is bent is not prevented from being applied to the edge-wise bent coil.
The coils of the present invention are shown in FIGS. 4 to 7 as concentric coils for convenience of explanation, but in practice, they are not hindered from being used for concentrated winding coils and wave winding coils.
１００ ステータ
ＣＥ コイルエンド部
ＣＯ１ コイル
ＣＯ２ コイル
Ｄ 平角導体
ＤＬａ 第１凹部
ＤＬｂ 第２凹部
ＤＰＬ１ 第１左凹部
ＤＰＬ２ 第２左凹部
ＤＰＲ１ 第１右凹部
ＤＰＲ２ 第２右凹部
ＪＤ 下側押圧治具
ＪＵ 上側押圧治具
ＰＬ 変形凸部
ＰＬ１ａ 第１凸部
ＰＬ１ｂ 第２凸部
ＳＣ ステータコア
ＳＣＦ 端面
ＳＣＳ スロット
ＳＬ１ 第１肩部
ＳＬ２ 第１肩部
ＳＲ１ 第２肩部
ＳＲ２ 第２肩部
ＳＳ１ａ 第１スロット内導線部
ＳＳ１ｂ 第２スロット内導線部
ＳＳ２ａ 第１スロット内導線部
ＳＳ２ｂ 第２スロット内導線部
ＴＰ１ 第１頂部
ＴＰ２ 第２頂部
100 Stator CE Coil end portion CO1 Coil CO2 Coil D Flat conductor DLa First recess DLb Second recess DPL1 First left recess DPL2 Second left recess DPR1 First right recess DPR2 Second right recess JD Lower pressing jig JU Upper pressing Jig PL Deformed convex portion PL1a First convex portion PL1b Second convex portion SC Stator core SCF End face SCS Slot SL1 First shoulder portion SL2 First shoulder portion SR1 Second shoulder portion SR2 Second shoulder portion SS1a First slot conductor portion SS1b Second-slot lead portion SS2a First-slot lead portion SS2b Second-slot lead portion TP1 First top portion TP2 Second top portion
Claims (4)
前記コイルは、前記ステータコアの有するスロットに挿入された状態で前記ステータコアの軸方向に突出する形状の頂部と、前記頂部を挟んで両側に下側に凸に形成された曲線部と、を有し、
前記コイルが前記スロットに挿入された際に、前記コイルは押圧治具を用いて塑性変形され、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とするステータ。 In a stator having a coil formed by winding a flat conductor, and a stator core into which the coil is inserted,
The coil includes a top portion protruding in the axial direction of the stator core in a state of being inserted into a slot of the stator core, and a curved portion formed to protrude downward on both sides across the top portion. ,
When the coil is inserted into the slot, the coil is plastically deformed using a pressing jig, and the stator core is held by the stator core.
前記コイルが前記スロットに挿入された状態で前記押圧治具に前記頂部が押されることで、前記スロット内に挿入された前記コイルの有するスロット内導線部が前記ステータコアの周方向に押し広げられ、前記スロット内導線部が前記スロット内の内壁に接触し、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とするステータ。 The stator according to claim 1,
When the top portion is pushed by the pressing jig with the coil inserted into the slot, the in-slot conductor portion of the coil inserted into the slot is pushed and expanded in the circumferential direction of the stator core, The stator, wherein the in-slot conductor is in contact with an inner wall of the slot, and the coil is held by the stator core.
前記スロットに挿入された前記コイルに、前記押圧治具に押圧されることで前記塑性変形を起こして前記ステータコアの端面に引っかかる凸部が形成され、前記ステータコアに前記コイルが保持されることを特徴とするステータ。 The stator according to claim 1,
The coil inserted into the slot is formed with a convex portion that is deformed by being pressed by the pressing jig and caught on an end surface of the stator core, and the coil is held by the stator core. And stator.
前記ステータコアが有するスロットに、前記コイルを挿入し、
前記コイルのコイルエンドの軸方向から押圧治具を用い押圧することで、前記コイルを塑性変形させ、
前記ステータコアに前記コイルを保持させることを特徴とするステータ製造方法。 In the stator manufacturing method of forming a stator by inserting a coil formed by winding a flat conductor into a stator core formed by stacking steel plates,
The coil is inserted into a slot of the stator core,
By pressing using a pressing jig from the axial direction of the coil end of the coil, the coil is plastically deformed,
A stator manufacturing method, wherein the stator core holds the coil.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130205 |