JP2011234503A - Method for manufacturing stator of motor - Google Patents

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岳志 柳澤
Kazuhito Hiraga
一仁 平賀
Mitsuhiro Okamura
光浩 岡村
Eiji Ninomiya
英治 二宮
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a stator of a motor, the method reducing quantity of coil, preventing coil resistance and copper loss to improve motor efficiency, reducing a weight of the motor, downsizing a physical size of the motor, and eliminating or simplifying a coil fixing process such as a lacing process or a varnish treatment.SOLUTION: In the method for manufacturing a stator of a motor, a wire 20 is wound around a slot 16 via an insulation member 12 by distributed winding, in a state that a tension force is applied, to form a U-phase coil 13u, a V-phase coil 13v, and a W-phase coil 13w, and coil ends 17u, 17v and 17w of the coils 13u, 13v and 13w are arranged on a stator core 11 alternately in increments of number of windings of each phase.

Description

本発明は、主に電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動源として用いられる、ワイヤ線が分布巻きされたモータの固定子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a stator of a motor in which wire wires are distributedly wound, which is mainly used as a drive source for an electric vehicle or a hybrid vehicle.

従来、分布巻きモータの固定子は、ステータコアに対してワイヤ線を直巻してコイルを形成する直巻方式や、予めワイヤ線を巻回して成形したコイルをステータコアのスロット内に挿入するインサータ方式などによって製造されている。   Conventionally, a stator of a distributed winding motor has a direct winding method in which a wire is wound around a stator core to form a coil, or an inserter method in which a coil formed by winding a wire wire in advance is inserted into a slot of the stator core. It is manufactured by.

直巻方式としては、フォーマ脱着・交換部、巻線アーム駆動部、検査部、および相間絶縁体組み付け部を、ホルダに保持されたステータコアの周囲に順に配置し、ステータコアを所定角度ずつ回動させながら、ワイヤノズルをステータ軸方向、及び軸周りに移動させて、単一設備によりワイヤ作業を実施するようにしたステータコアの巻線方法および巻線装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。このステータコアの巻線方法および巻線装置により、図12に示すように、ステータコア110の各スロット111にU,V,W相の各コイル112,113,114が巻回される。   In the direct winding method, the former attachment / detachment / exchange part, winding arm drive part, inspection part, and interphase insulator assembly part are sequentially arranged around the stator core held by the holder, and the stator core is rotated by a predetermined angle. However, a winding method and a winding device for a stator core are disclosed in which a wire nozzle is moved in the axial direction of the stator and around the axis so that wire work is performed by a single facility (for example, refer to Patent Document 1). ). With this stator core winding method and winding device, as shown in FIG. 12, U, V, and W phase coils 112, 113, and 114 are wound around the slots 111 of the stator core 110.

また、図13に示すように、ステータコア110に対して三次元方向に相対移動すると共に線材115を繰り出すノズル121と、ステータコア110に対して径方向に相対移動可能なガイド122,123と、を備え、このガイド122,123を相対移動させることにより、スロット111に挿入された線材115を巻回し、コイル112,113,114の線材占積率を高めるようにした巻線方法及び巻線装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as shown in FIG. 13, a nozzle 121 that moves relative to the stator core 110 in the three-dimensional direction and feeds the wire 115 and guides 122 and 123 that can move relative to the stator core 110 in the radial direction are provided. A winding method and a winding device are known in which the wire rod 115 inserted into the slot 111 is wound by relatively moving the guides 122 and 123 to increase the wire material space factor of the coils 112, 113, and 114. (For example, refer to Patent Document 2).

インサータ方式としては、図14に示すように、例えば、ステータコア110に挿入されるブレード125と、ブレード125に掛けられたコイル112をステータコア110に押込むコイル挿入治具126と、ウェッジ127をガイドするウェッジガイド128と、このウェッジ127をスロットに向けて押込むウェッジ挿入治具129と、ウェッジ挿入力を測定するロードセル131とを備え、ステータコア組立工程においてウェッジ127の挿入異常を検出可能としたアウターコア組立装置130が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   As an inserter system, as shown in FIG. 14, for example, a blade 125 inserted into the stator core 110, a coil insertion jig 126 for pushing the coil 112 hung on the blade 125 into the stator core 110, and a wedge 127 are guided. Outer core provided with a wedge guide 128, a wedge insertion jig 129 for pushing the wedge 127 toward the slot, and a load cell 131 for measuring the wedge insertion force, so that an abnormal insertion of the wedge 127 can be detected in the stator core assembly process An assembling apparatus 130 has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開2007‐6677号公報JP 2007-6777 A 特許第3669966号公報Japanese Patent No. 3669966 特開2006‐166675号公報JP 2006-166675 A

しかしながら、特許文献1に記載のステータコアの巻線方法および巻線装置によって製作されるモータの固定子の場合、同相スロット(例えばU相スロット)の間に他相スロット(例えばV相スロット、W相スロット)があるため、U相スロットから次のU相スロットに線材を挿入すると、そのコイルエンド部が他相スロットを跨ぎ、U相スロットに線材を直線的に挿入した場合には、他相スロット(V相スロット、W相スロット)をコイルエンド部で覆ってしまう。この場合、他相スロットには多くの線材を挿入することができず、線材占積率が低下する。このため、図12に示すように、線材占積率を低下させることなくV相コイル113をスロット111内に挿入するためには、先に挿入したU相コイル112のコイルエンド部112aを予めステータコア110の外周側に大きく逃がしてV相コイル113の挿入空間を確保しておく必要があり、更に、W相コイル114をスロット111内に挿入するためには、先に挿入したV相コイル113のコイルエンド部113aも予めステータコア110の外周側に大きく逃がしてW相コイル114の挿入空間を確保しておく必要がある。   However, in the case of the stator of the motor manufactured by the stator core winding method and winding device described in Patent Document 1, other phase slots (for example, V-phase slots, W-phases) are provided between the in-phase slots (for example, U-phase slots). Therefore, when a wire is inserted from the U-phase slot into the next U-phase slot, the coil end straddles the other-phase slot, and when the wire is linearly inserted into the U-phase slot, the other-phase slot (V-phase slot, W-phase slot) is covered with the coil end portion. In this case, many wires cannot be inserted into the other-phase slot, and the wire space factor decreases. For this reason, as shown in FIG. 12, in order to insert the V-phase coil 113 into the slot 111 without lowering the wire space factor, the coil end portion 112a of the U-phase coil 112 that has been previously inserted is previously connected to the stator core. 110, it is necessary to ensure a space for inserting the V-phase coil 113, and to insert the W-phase coil 114 into the slot 111, the V-phase coil 113 previously inserted must be inserted. The coil end portion 113a also needs to be largely released to the outer peripheral side of the stator core 110 in advance to secure an insertion space for the W-phase coil 114.

その結果、モータ性能向上には直接寄与しないコイルエンド部112a,113a,114aが大きくなり、モータの体格が大きくなってしまう。また、コイル量も多くなるためモータ重量が増加すると共にコイル抵抗が大きくなり、その結果、銅損が大きくなってモータの効率が低下する問題があった。また、各相のコイル112,113,114を固定するためには、線材115を巻回した後、レーシング処理やワニス処理などが必要となる。   As a result, the coil end portions 112a, 113a, and 114a that do not directly contribute to the improvement in motor performance are increased, and the physique of the motor is increased. Further, since the amount of coils increases, the motor weight increases and the coil resistance increases, resulting in a problem that the copper loss increases and the efficiency of the motor decreases. Further, in order to fix the coils 112, 113, and 114 of each phase, a lacing process, a varnish process, and the like are required after winding the wire 115.

また、特許文献2の巻線方法及び巻線装置によれば、ガイド122,123によって線材115をスロット111の径方向外側に寄せて線材115を一時的に位置決めしながら巻回するので、コイル112,113,114の線材占積率をある程度は高めることができる。しかしながら、コイル112,113,114がステータコア110に固定化されるものではなく、線材115を巻回した後、レーシング処理やワニス処理などが必要であり、固定子作製に多くの工数を要し、コストが増大する問題があった。   Further, according to the winding method and winding device of Patent Document 2, the wire 112 is wound by the guides 122 and 123 toward the outside in the radial direction of the slot 111 and the wire 115 is wound while being temporarily positioned. , 113 and 114 can be increased to some extent. However, the coils 112, 113, 114 are not fixed to the stator core 110, and after winding the wire 115, a lacing process or a varnish process is necessary, and a lot of man-hours are required for stator production, There was a problem that the cost increased.

また、特許文献3のアウターコア組立装置130によると、線材115を予めコイル112に成形し、このコイル112をステータコア110に対して斜めにしながらコイル挿入治具126でステータコア110のスロットに押込むため、製品として必要な長さ以上の線材115の長さが必要となる。この結果、無駄なコイル量が多くなって、モータ重量やコイル抵抗が大きくなると共に、銅損の増大に伴ってモータ効率が低下する問題があった。また、モータの体格が大きくなる問題もあり、改善の余地があった。更に、特許文献3によっても、コイル112をスロットに押し込んだ後、レーシング処理やワニス処理などが必要となる問題があった。   Further, according to the outer core assembly device 130 of Patent Document 3, the wire 115 is formed into the coil 112 in advance, and the coil 112 is pushed into the slot of the stator core 110 with the coil insertion jig 126 while being inclined with respect to the stator core 110. Therefore, the length of the wire 115 longer than that required for the product is required. As a result, there is a problem that the amount of useless coils increases, the motor weight and coil resistance increase, and the motor efficiency decreases as the copper loss increases. In addition, there is a problem that the physique of the motor becomes large, and there is room for improvement. Further, according to Patent Document 3, there is a problem that a racing process or a varnish process is required after the coil 112 is pushed into the slot.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイル量を低減させ、コイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させると共に、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化を図り、更に、レーシング処理やワニス処理などのコイル固定化処理を廃止または簡素化できるモータの固定子の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to reduce the coil amount, suppress coil resistance and copper loss, improve motor efficiency, reduce motor weight, and improve the motor physique. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a motor stator which can be miniaturized and can eliminate or simplify coil fixing processing such as racing processing and varnish processing.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、複数の素線(例えば、後述の実施形態における素線20´)からなるワイヤ線(例えば、後述の実施形態におけるワイヤ線20)がステータコア(例えば、後述の実施形態におけるステータコア11)に形成された複数のスロット(例えば、後述の実施形態におけるスロット16)に所定のスロット数を空けて分布巻きされることで複数相のコイル(例えば、後述の実施形態におけるU相コイル13u,V相コイル13v,W相コイル13w)をそれぞれ形成する、モータの固定子(例えば、後述の実施形態におけるモータの固定子10)の製造方法であって、
前記複数のスロットに前記ステータコアと前記ワイヤ線とを電気的に絶縁する絶縁部材(例えば、後述の実施形態における絶縁部材12)を配置する工程と、
前記ステータコア、前記絶縁部材、及び前記コイルを、それぞれ物理的に固定するように、前記ワイヤ線に張力を付与しながら前記複数のスロットに前記ワイヤ線を分布巻きする工程と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the invention according to claim 1 is configured such that a wire line (for example, a wire line 20 in an embodiment to be described later) composed of a plurality of strands (for example, an element wire 20 ′ in an embodiment to be described later). A plurality of coils (e.g., a plurality of coils (e.g., a plurality of slots) (e.g., a stator core 11 in an embodiment described later) are distributedly wound in a plurality of slots (e.g., slot 16 in an embodiment described later) with a predetermined number of slots. A method of manufacturing a stator of a motor (for example, a stator 10 of a motor in an embodiment described later), which respectively forms a U-phase coil 13u, a V-phase coil 13v, and a W-phase coil 13w in an embodiment described later. ,
Disposing an insulating member (for example, an insulating member 12 in an embodiment described later) for electrically insulating the stator core and the wire wire in the plurality of slots;
A step of distributedly winding the wire wires around the plurality of slots while applying tension to the wire wires so as to physically fix the stator core, the insulating member, and the coil. And

請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、前記複数相のコイルのコイルエンド部(例えば、後述の実施形態におけるU相コイルエンド部17u,V相コイルエンド部17v,W相コイルエンド部17w)は、各相の巻き回数単位で前記ステータコアに交互に配置されることを特徴とする。   In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 2 includes coil end portions (for example, a U-phase coil end portion 17u, a V-phase coil end portion 17v, and a W-phase in an embodiment described later) of the plurality of phase coils. The coil end portions 17w) are alternately arranged on the stator core in units of the number of windings of each phase.

請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記絶縁部材は、弾性を有する樹脂部材(例えば、後述の実施形態における絶縁部材12)であることを特徴とする。   According to a third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the insulating member is an elastic resin member (for example, an insulating member 12 in an embodiment described later). .

請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3のいずれかの構成に加えて、前記ワイヤ線の張力は、前記ワイヤ線の弾性許容応力以下、および/または前記絶縁部材の許容圧縮強度以下であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of any one of the first to third aspects, the tension of the wire line is equal to or less than an elastic allowable stress of the wire line and / or an allowable compressive strength of the insulating member. It is characterized by the following.

請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれかの構成に加えて、前記スロットは、開口部(例えば、後述の実施形態における開口部18)が前記ステータコアの内径面(例えば、後述の実施形態における内周面19)に開口することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the structure of any one of the first to fourth aspects, the slot has an opening (for example, an opening 18 in an embodiment described later) having an inner diameter surface (for example, an inner surface of the stator core). An opening is formed in an inner peripheral surface 19) in an embodiment described later.

請求項6に係る発明は、請求項1〜請求項5のいずれかの構成に加えて、前記複数相のコイルは、U相、V相、W相の3相のコイルからなり、
前記3相のコイルは、2相のコイルのコイルエンド部が径方向に並ぶように、前記ワイヤ線を前記複数のスロットに波巻きして形成されることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the first to fifth aspects, the plurality of phase coils comprises a U-phase, a V-phase, and a W-phase coil.
The three-phase coil is formed by wrapping the wire wire around the plurality of slots so that coil end portions of the two-phase coil are aligned in the radial direction.

請求項7に係る発明は、請求項1の構成に加えて、前記分布巻き工程は、
前記ワイヤ線を前記ステータコアの軸方向一端側から他端側に向けて第1のスロット(例えば、後述の実施形態における第1のスロット16a)の前記絶縁部材内に挿通する工程と、
前記ステータコアの軸方向他端側において、前記第1のスロットから引き出された前記ワイヤ線を、前記ワイヤ線に張力を付与した状態で前記第1のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を次に挿通させる第2のスロット(例えば、後述の実施形態における第2のスロット16b)位置まで、前記ステータコアを前記ワイヤ線と共に所定の角度だけ回動させる工程と、
前記ステータコアの軸方向他端側において、前記ワイヤ線を前記第2のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を前記ステータコアの軸方向他端側から一端側に向けて前記第2のスロットの前記絶縁部材内に挿通する工程と、
前記ステータコアの軸方向一端側において、前記第2のスロットから引き出された前記ワイヤ線を、前記ワイヤ線に張力を付与した状態で前記第2のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を次に挿通させる第3のスロット位置まで、前記ステータコアを前記ワイヤ線と共に所定の角度だけ回動させる工程と、
前記ステータコアの軸方向一端側において、前記ワイヤ線を前記第3のスロットの径方向外方で保持する工程と、
を備え、これらの工程を繰り返し行うことを特徴とする。
In the invention according to claim 7, in addition to the configuration of claim 1, the distributed winding step includes:
Inserting the wire into the insulating member of a first slot (for example, a first slot 16a in an embodiment described later) from one axial end to the other end of the stator core;
Holding the wire wire drawn out from the first slot on the other end side in the axial direction of the stator core outside the first slot in a state where tension is applied to the wire wire; and
Rotating the stator core together with the wire wire by a predetermined angle to a second slot (for example, a second slot 16b in an embodiment described later) through which the wire wire is next inserted;
Holding the wire wire radially outward of the second slot at the other axial end of the stator core;
Inserting the wire into the insulating member of the second slot from the other axial end of the stator core toward one end;
Holding the wire wire drawn out from the second slot on one end side in the axial direction of the stator core outside the second slot in a state of applying tension to the wire wire; and
Rotating the stator core together with the wire wire by a predetermined angle to a third slot position where the wire wire is next inserted;
Holding the wire wire radially outward of the third slot at one axial end of the stator core; and
And repeating these steps.

請求項1の発明によれば、レーシング処理やワニス処理などのコイル固定化処理を廃止または簡素化でき、製造工程を簡略化することが可能となり、モータの固定子の製造コストが抑制される。   According to the invention of claim 1, coil fixing processing such as racing processing and varnish processing can be abolished or simplified, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the stator of the motor is suppressed.

請求項2の発明によれば、コイル量が低減し、コイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化が図られる。   According to the invention of claim 2, the amount of coils can be reduced, and the motor efficiency can be improved by suppressing coil resistance and copper loss. Further, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

請求項3の発明によれば、複数相のコイルを形成する際、張力を付与した状態でワイヤ線を絶縁部材に分布巻きしても、ワイヤ線を傷付ける虞がなく、所定のモータ性能が維持される。   According to the invention of claim 3, when forming a coil of a plurality of phases, even if the wire wire is distributedly wound around the insulating member in a state where tension is applied, there is no possibility of damaging the wire wire, and a predetermined motor performance is maintained. Is done.

請求項4の発明によれば、複数相のコイルを形成する際、張力を付与した状態でワイヤ線を絶縁部材に分布巻きしても、ワイヤ線や絶縁部材が塑性変形することがなく、所定のモータ性能が維持される。   According to the invention of claim 4, when forming a coil of a plurality of phases, even if the wire wire is distributedly wound around the insulating member in a state where tension is applied, the wire wire and the insulating member are not plastically deformed and are predetermined. Motor performance is maintained.

請求項5の発明によれば、インナーロータタイプのモータの固定子として好適に使用することができる。   According to the invention of claim 5, it can be suitably used as a stator of an inner rotor type motor.

請求項6の発明によれば、コイル量の低減が可能となり、コイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化を図ることができる。   According to the invention of claim 6, it is possible to reduce the coil amount, and it is possible to improve the motor efficiency by suppressing the coil resistance and the copper loss. In addition, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

請求項7の発明によれば、ワイヤ線に張力を付与しながら、2相のコイルのコイルエンド部が径方向に並ぶようにして、複数のスロットに波巻きすることができ、これによってコイル固定化処理を廃止または簡素化して製造工程を簡略化し、且つコイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化が図られる。   According to the invention of claim 7, while applying tension to the wire, the coil end portions of the two-phase coil can be arranged in the radial direction so as to be wound in a plurality of slots, thereby fixing the coil. The manufacturing process can be simplified by eliminating or simplifying the process, and the motor efficiency can be improved by suppressing coil resistance and copper loss. Further, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

本発明に係るモータの固定子にワイヤ線が分布巻きされた状態を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the state by which the wire wire was distributedly wound by the stator of the motor which concerns on this invention. 図1に示すワイヤ線の巻回状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the winding state of the wire wire shown in FIG. 内径側から見た固定子の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the stator seen from the inner diameter side. 1相分のワイヤ線の巻回状態を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the winding state of the wire wire for 1 phase. スロットに挿入されたワイヤ線の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the wire wire inserted in the slot. (a)及び(b)は、占積率を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating a space factor. (a)は、本発明に係るモータの固定子の製造工程図、(b)は、従来の製造工程図である。(A) is a manufacturing-process figure of the stator of the motor which concerns on this invention, (b) is a conventional manufacturing-process figure. モータの固定子の製造装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the manufacturing apparatus of the stator of a motor. 図8に示す製造装置の平面概念図である。It is a plane conceptual diagram of the manufacturing apparatus shown in FIG. 図8に示す製造装置によって、ワイヤ線がステータコアに巻回される手順を段階的に示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the procedure in which a wire wire is wound around a stator core by the manufacturing apparatus shown in FIG. 8 in steps. 製造装置のフックによりワイヤ線に張力が付与される状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state in which tension | tensile_strength is provided to a wire wire with the hook of a manufacturing apparatus. 従来のモータの固定子の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the stator of the conventional motor. 他の従来のモータの固定子にワイヤ線が直巻きされる状態を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the state by which a wire wire is directly wound around the stator of another conventional motor. ワイヤ線により形成されたコイルを、ステータコアのスロットに挿入する更に他の従来の製造装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the other conventional manufacturing apparatus which inserts the coil formed of the wire wire into the slot of a stator core.

以下、本発明の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

図1に示すように、本実施形態のモータの固定子10は、3相8極の分布巻き固定子であり、ステータコア11と、絶縁部材12と、コイル13(U相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13w)と、を備えて形成される。ステータコア11は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、48個のティース15と、隣接するティース15,15間に形成される48個のスロット16とを備える。また、モータは、インナーロータタイプであり、スロット16の開口部18は、ステータコア11の内周面19に開口している。   As shown in FIG. 1, the stator 10 of the motor of this embodiment is a three-phase eight-pole distributed winding stator, and includes a stator core 11, an insulating member 12, and a coil 13 (U-phase coil 13u, V-phase coil). 13v and W-phase coil 13w). The stator core 11 is configured by, for example, laminating a plurality of pressed silicon steel plates, and includes 48 teeth 15 and 48 slots 16 formed between adjacent teeth 15 and 15. Further, the motor is an inner rotor type, and the opening 18 of the slot 16 opens to the inner peripheral surface 19 of the stator core 11.

各スロット16には、樹脂材料を射出成型して形成され、電気的絶縁特性、及び適度の弾性を有する複数の絶縁部材12が、スロット16の内面を覆うようにステータコア11の軸方向両側から挿入されている。絶縁部材12は、ステータコア11と各相コイル13u、13v、13w間を電気的に絶縁するものである。射出成型される樹脂材料としては、例えば、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドなどが例示される。   Each slot 16 is formed by injection molding of a resin material, and a plurality of insulating members 12 having electrical insulation characteristics and appropriate elasticity are inserted from both axial sides of the stator core 11 so as to cover the inner surface of the slot 16. Has been. The insulating member 12 electrically insulates between the stator core 11 and each phase coil 13u, 13v, 13w. Examples of the resin material to be injection-molded include polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether ether ketone, and polyphenylene sulfide.

絶縁部材12は、ワイヤ線20に張力を付与しながら巻回する際、ワイヤ線20を傷付ける虞がなく、絶縁性能が確保可能なものであればよく、樹脂の成型品に限定されず、例えば、適度な厚さや弾性を有するアラミッド紙なども使用することができる。また、ステータコア11に樹脂をアウトサート成型して絶縁部材12としてもよい。更に、コイル13に印加される電圧が高い場合(例えば、650V以上)には、電圧に応じて各相間に相間絶縁紙などが配置されてもよい。   The insulating member 12 is not limited to a resin molded product, as long as the insulating member 12 can be wound while applying tension to the wire wire 20 without fear of damaging the wire wire 20 and can ensure insulation performance. An aramid paper having an appropriate thickness and elasticity can also be used. Alternatively, the insulating member 12 may be formed by outsert molding of the stator core 11 with resin. Furthermore, when the voltage applied to the coil 13 is high (for example, 650 V or more), interphase insulating paper or the like may be disposed between the phases according to the voltage.

U相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13wは、複数(本実施形態では、11本)の細径のポリアミドイミドエナメル銅線などの素線20´(図5参照。)を束ねたワイヤ線20を、所定のスロット16に挿入し、波巻きによってステータコア11に巻き付けて形成される。   The U-phase coil 13u, the V-phase coil 13v, and the W-phase coil 13w bundle a plurality (11 in this embodiment) of strands 20 ′ (see FIG. 5) such as a small-diameter polyamide-imide enameled copper wire. The wire 20 is inserted into a predetermined slot 16 and wound around the stator core 11 by wave winding.

各相コイル13u、13v、13wのコイルエンド部17u、17v、17wは、3相のコイル13u、13v、13wの内、2相のコイル(13uと13v、13vと13w、または13wと13u)のコイルエンド部(17uと17v、17vと17w、または17wと17u)が径方向に並ぶように、各相コイル13u、13v、13wの巻き回数単位でステータコア11の径方向に交互に配置されている。   The coil end portions 17u, 17v, 17w of the respective phase coils 13u, 13v, 13w are two-phase coils (13u and 13v, 13v and 13w, or 13w and 13u) among the three-phase coils 13u, 13v, and 13w. The coil end portions (17u and 17v, 17v and 17w, or 17w and 17u) are alternately arranged in the radial direction of the stator core 11 in units of the number of windings of the phase coils 13u, 13v, and 13w. .

図2から図4に示すように、本実施形態の固定子10は、ダブルスロット方式の固定子であり、各相2組ずつのワイヤ線20が、ステータコア11の隣接するスロット16(U相スロット16u、V相スロット16v、W相スロット16w)に波巻きにより分布巻きされている。スロット16は、ステータコア11の周方向に、U相スロット16u、V相スロット16v、W相スロット16wの順で繰り返されて配置されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the stator 10 of this embodiment is a double slot type stator, and two sets of wire wires 20 for each phase are connected to adjacent slots 16 (U-phase slots) of the stator core 11. 16u, V-phase slot 16v, and W-phase slot 16w) are distributed by wave winding. The slots 16 are repeatedly arranged in the circumferential direction of the stator core 11 in the order of the U-phase slot 16u, the V-phase slot 16v, and the W-phase slot 16w.

具体的には、先ずU相コイル13uを構成する2組のワイヤ線20が、それぞれ2つのU相スロット16uに固定子10の軸方向一端側(図2の下端)から他端側(図2の上端)に向けて絶縁部材12を介して挿入され、各2つのV相スロット16v及びW相スロット16wを飛び越して次の2つのU相スロット16uに軸方向他端側から一端側に絶縁部材12を介して挿入される。以後同様に、ステータコア11を一周するように、ワイヤ線20が波巻きによってU相スロット16uに挿入されてU相コイル13uの第1ターン13u1が形成される。   Specifically, first, two sets of wire wires 20 constituting the U-phase coil 13u are respectively connected to two U-phase slots 16u from one axial end side (lower end in FIG. 2) to the other end side (FIG. 2). The insulating member 12 is inserted through the insulating member 12 toward the upper end of each of the two, and jumps over the two V-phase slots 16v and the W-phase slot 16w to the next two U-phase slots 16u from the other axial end to the one end. 12 is inserted. Thereafter, similarly, the wire 20 is inserted into the U-phase slot 16u by wave winding so as to go around the stator core 11, and the first turn 13u1 of the U-phase coil 13u is formed.

次いで、V相コイル13vを構成する2組のワイヤ線20が、上記2つずつのU相スロット16u間のそれぞれ2つのV相スロット16vに固定子10の軸方向他端側から一端側に向けて絶縁部材12を介して挿入され、各2つのW相スロット16w及びU相スロット16uを飛び越して次の2つのV相スロット16vに軸方向一端側から他端側に絶縁部材12を介して挿入され、以後同様に、ステータコア11を一周するようにV相スロット16vに波巻きされてV相コイル13vの第1ターン13v1が形成される。   Next, the two sets of wire wires 20 constituting the V-phase coil 13v are directed to the two V-phase slots 16v between the two U-phase slots 16u from the other axial end of the stator 10 toward one end. Inserted through the insulating member 12 and jumps over each of the two W-phase slots 16w and the U-phase slot 16u into the next two V-phase slots 16v from the one end side in the axial direction to the other end side through the insulating member 12. Thereafter, similarly, the first turn 13v1 of the V-phase coil 13v is formed by being wound around the V-phase slot 16v so as to go around the stator core 11.

同様に、W相コイル13wを構成する2組のワイヤ線20が、上記2つずつのU相スロット16u間のそれぞれ2つのW相スロット16wに固定子10の軸方向一端側から他端側に向けて絶縁部材12を介して挿入され、各2つU相スロット16u及びV相スロット16vを飛び越して次の2つのW相スロット16wに軸方向他端側から一端側に絶縁部材12を介して挿入される。これによりU相コイル13uとW相コイル13wのコイルエンド部17u,17wが交差する軸方向一端側又は軸方向他端側と反対側の軸方向他端側又は軸方向一端側をV相コイル13vのコイルエンド部17vが通過する。以後同様に、ステータコア11を一周するようにW相スロット16wに波巻きされてW相コイル13wの第1ターン13w1が形成される。   Similarly, two sets of wire wires 20 constituting the W-phase coil 13w are respectively connected to the two W-phase slots 16w between the two U-phase slots 16u from one end side in the axial direction of the stator 10 to the other end side. Inserted through the insulating member 12 and jumps over the two U-phase slots 16u and V-phase slots 16v to the next two W-phase slots 16w via the insulating member 12 from the other axial end to the one end. Inserted. As a result, the other end in the axial direction or the one end in the axial direction opposite to the one end in the axial direction or the other end in the axial direction where the coil end portions 17u and 17w of the U-phase coil 13u and the W-phase coil 13w intersect each other is set as the V-phase coil 13v. The coil end portion 17v passes through. Thereafter, similarly, the first turn 13w1 of the W-phase coil 13w is formed by being wound around the W-phase slot 16w so as to go around the stator core 11.

同様にして、U相コイル13uの第2ターン13u2、V相コイル13vの第2ターン13v2、W相コイル13wの第2ターン13w2、U相コイル13uの第3ターン13u3、・・・・が、この順でステータコア11に巻回される。   Similarly, the second turn 13u2 of the U-phase coil 13u, the second turn 13v2 of the V-phase coil 13v, the second turn 13w2 of the W-phase coil 13w, the third turn 13u3 of the U-phase coil 13u,. It is wound around the stator core 11 in this order.

このように、U相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13wを、1ターンごとに交互に配置することにより、図1に示すように、U相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13wの内、2相のコイル(13u及び13w、13v及び13w)のコイルエンド部(17u及び17w、17v及び17w、)が、径方向に並ぶように配置されて、ワイヤ線20が複数のスロット16に波巻きされる。U相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13wを、各相の巻き回数単位で交互に配置することにより、従来のコイルと比較して、コイルエンド部17u、17v、17wの体積が小さくなり、これによりコイル量が低減する。   Thus, by alternately arranging the U-phase coil 13u, the V-phase coil 13v, and the W-phase coil 13w for each turn, as shown in FIG. 1, the U-phase coil 13u, the V-phase coil 13v, and Of the W-phase coil 13w, coil end portions (17u and 17w, 17v and 17w) of two-phase coils (13u and 13w, 13v and 13w) are arranged so as to be aligned in the radial direction, and the wire 20 is Waves are wound around the plurality of slots 16. By arranging the U-phase coil 13u, the V-phase coil 13v, and the W-phase coil 13w alternately in units of the number of turns of each phase, the volume of the coil end portions 17u, 17v, 17w is smaller than that of the conventional coil. As a result, the coil amount is reduced.

図4は、理解を容易にするため、U相コイル13uのみを示した図であり、各相のコイルエンド部17u、17v、17wは、第1ターン13u1と第2ターン13u2の間に設けられた半径方向隙間に、W相コイル13wの第1ターン13w1及びV相コイル13vの第1ターン13v1が挿入されることになる。このため、コイルエンド部17uは、1ターンごとに少しずつ径方向外方に変位して形成される。その変位量は、ステータコア11の外径側から内径側に向かうに従って次第に小さくなっている。また、コイルエンド部17uの変位量は、ステータコア11の半径方向厚さの略中心部から径方向外側に配置されるコイルエンド部17uを径方向外方に向けて変位させ、略中心部から径方向内側に配置されるコイルエンド部17uを径方向内方に向けて変位させるようにしてもよい。V相コイルエンド部17v、及びW相コイルエンド部17wについても同様である。   FIG. 4 is a diagram showing only the U-phase coil 13u for easy understanding, and the coil end portions 17u, 17v, and 17w of each phase are provided between the first turn 13u1 and the second turn 13u2. The first turn 13w1 of the W-phase coil 13w and the first turn 13v1 of the V-phase coil 13v are inserted into the radial gap. For this reason, the coil end portion 17u is formed to be displaced radially outward little by little every turn. The amount of displacement gradually decreases from the outer diameter side of the stator core 11 toward the inner diameter side. Further, the amount of displacement of the coil end portion 17u is such that the coil end portion 17u disposed radially outward from the substantially central portion of the thickness of the stator core 11 in the radial direction is displaced outward in the radial direction, and the diameter from the substantially central portion is increased. You may make it displace the coil end part 17u arrange | positioned inside a direction toward radial inside. The same applies to the V-phase coil end portion 17v and the W-phase coil end portion 17w.

各相コイル13u、13v、及び13wを構成するワイヤ線20は、図3に示すように、絶縁部材12の形状に沿って曲げられ、張力が付与された状態で各相スロット16u、16v、及び16wに上記したように波巻きされる。これにより、ステータコア11、絶縁部材12、及び各相コイル13u、13v、13wは、ワイヤ線20の張力によって物理的に固定されることになる。従って、従来の固定子で実施されていたレーシング処理や、ワニス処理などのコイル固定化処理を廃止または簡素化できる。   As shown in FIG. 3, the wire wires 20 constituting the phase coils 13 u, 13 v, and 13 w are bent along the shape of the insulating member 12, and each phase slot 16 u, 16 v, and 16w is waved as described above. As a result, the stator core 11, the insulating member 12, and the phase coils 13 u, 13 v, 13 w are physically fixed by the tension of the wire wire 20. Therefore, it is possible to eliminate or simplify the coil fixing process such as the lacing process and the varnish process that have been performed with the conventional stator.

ワイヤ線20の張力は、ワイヤ線20の弾性許容応力以下、或いは、ワイヤ線20の張力によって絶縁部材12に作用する応力が許容圧縮強度以下とするのが好ましく、両方を満たすのがより好ましい。これにより、巻回されたワイヤ線20の塑性変形や破断、絶縁部材12の塑性変形など、ワイヤ線20の張力による不具合が生じることがない。   The tension of the wire 20 is preferably equal to or less than the elastic allowable stress of the wire 20 or the stress acting on the insulating member 12 due to the tension of the wire 20 is equal to or less than the allowable compressive strength, and more preferably satisfies both. Thereby, the malfunction by the tension | tensile_strength of the wire wire 20, such as the plastic deformation and fracture | rupture of the wound wire wire 20, and the plastic deformation of the insulating member 12, does not arise.

図5に示すように、ワイヤ線20は、絶縁部材12を介して各スロット16内に配置され、U、V、W相のコイルエンド部17u、17v、17wが、巻き回数単位でステータコア11の径方向に交互に配置されるので、他の相のコイルが巻回される際、既に巻回されている相のコイルが邪魔になることがなく、コイル13の占積率Sを高めた状態で巻回することが可能であり、本実施形態の固定子10の占積率Sは、40%以上とすることができる。ここで、占積率Sとは、図6に示すように、絶縁被膜20aを除いた電気的導体部分20bの断面積S1をスロット16内を通過する素線20´の部分の数で積算したものと、スロット16の断面積S2との比として定義される。   As shown in FIG. 5, the wire 20 is disposed in each slot 16 via the insulating member 12, and the U, V, W phase coil end portions 17u, 17v, 17w Since they are alternately arranged in the radial direction, when the coil of the other phase is wound, the coil of the already wound phase does not get in the way and the space factor S of the coil 13 is increased. The space factor S of the stator 10 of this embodiment can be 40% or more. Here, as shown in FIG. 6, the space factor S is obtained by integrating the cross-sectional area S1 of the electric conductor portion 20b excluding the insulating coating 20a by the number of portions of the strand 20 'passing through the slot 16. And the ratio of the cross-sectional area S2 of the slot 16 to that of the slot 16.

次に、図7から図11に基づいて、モータの固定子10の製造方法について説明する。図7(a)は、本発明に係るモータの固定子の製造工程図、図7(b)は、従来の製造工程図である。図7(b)に示すように、従来の製造方法によると、ステータコアの各スロットに絶縁部材を組み付けた後(ステップS1)、絶縁部材を介してワイヤ線をステータコアに巻き付け(ステップS2)、ステータコアから軸方向外方に突出するコイルエンド部を径方向外方に曲げる中間成形を行い(ステップS3)、次いでコイルエンド部の形を整える仕上げ成形を行う(ステップS4)。そして、コイルをレーシング紐で結束するレーシング処理(ステップS5)、及びワニスを含侵・硬化させるワニス処理を施してステータコア、絶縁部材、及びコイルを固定する(ステップS6)。このように、従来の製造方法によると、6ステップの工程を経てモータの固定子が製造される。   Next, a method for manufacturing the motor stator 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 7A is a manufacturing process diagram of the stator of the motor according to the present invention, and FIG. 7B is a conventional manufacturing process diagram. As shown in FIG. 7B, according to the conventional manufacturing method, after assembling an insulating member in each slot of the stator core (step S1), a wire wire is wound around the stator core via the insulating member (step S2). Then, intermediate forming is performed by bending the coil end portion protruding outward in the axial direction outward in the radial direction (step S3), and then finish forming for adjusting the shape of the coil end portion is performed (step S4). Then, the stator core, the insulating member, and the coil are fixed by performing a lacing process (step S5) for binding the coils with the lacing string and a varnish process for impregnating and hardening the varnish (step S6). Thus, according to the conventional manufacturing method, the stator of the motor is manufactured through a six-step process.

これに対して、本発明に係るモータの固定子の製造方法は、図7(a)に示すように、ステータコア11の各スロット16に絶縁部材12を組み付ける工程と(ステップS11)、絶縁部材12を介してワイヤ線20をステータコア11に巻き付ける工程(ステップS12)との、2ステップの工程に短縮することができ、材料の削減と共に、製作時間を大幅に短縮することができ、製作コストを抑制することができる。なお、ワイヤ線20が、熱処理によって接着できるような樹脂が表面に塗布される自己融着線などである場合には、熱処理工程(ステップS13)によってワイヤ線20を簡易的に固定することで、コイルの固定化を簡素化できる。   On the other hand, in the method for manufacturing the stator of the motor according to the present invention, as shown in FIG. 7A, the step of assembling the insulating member 12 in each slot 16 of the stator core 11 (step S11), and the insulating member 12 Can be shortened to a two-step process including the step of winding the wire 20 around the stator core 11 (step S12), and the production time can be greatly shortened along with the reduction of materials, thereby suppressing the production cost. can do. In addition, when the wire 20 is a self-bonding wire or the like on which a resin that can be bonded by heat treatment is applied, the wire wire 20 can be simply fixed by the heat treatment step (step S13). Coil fixation can be simplified.

図8及び図9に示すように、水平に配置されたステータコア11に対して、それぞれ2組のワイヤ線20を吐出するU、V、W相の3つのノズル31と、所定の位置でワイヤ線20を保持する複数のフック32によって、ステータコア11にワイヤ線20が波巻きされる。   As shown in FIGS. 8 and 9, three nozzles 31 for U, V, and W phases that discharge two sets of wire wires 20 to the horizontally arranged stator core 11, and wire wires at predetermined positions, respectively. The wire wire 20 is wound around the stator core 11 by a plurality of hooks 32 that hold 20.

ノズル31は、U相コイル13uを構成する2組のワイヤ線20を吐出するU相ノズル31uと、V相コイルを構成する2組のワイヤ線20を吐出するV相ノズル31vと、W相コイル13wを構成する2組のワイヤ線20を吐出するW相ノズル31wとを備え、ステータコア11の内径側に配置される。各相ノズル31u、31v、31wは、それぞれ2組のワイヤ線20を吐出しながらノズルガイドレール30に案内されてステータコア11の上下方向、及び径方向に移動可能である。   The nozzle 31 includes a U-phase nozzle 31u that discharges two sets of wire wires 20 that form a U-phase coil 13u, a V-phase nozzle 31v that discharges two sets of wire wires 20 that form a V-phase coil, and a W-phase coil. W-phase nozzle 31w that discharges two sets of wire wires 20 constituting 13w, and is arranged on the inner diameter side of stator core 11. Each phase nozzle 31u, 31v, 31w is guided by the nozzle guide rail 30 while discharging two sets of wire wires 20, and is movable in the vertical direction and radial direction of the stator core 11.

フック32は、ステータコア11の軸方向両端側にそれぞれ12個ずつ、合計24個配置されており、各相ノズル31u、31v、31wから吐出されたワイヤ線20を所定の位置で係止して、ステータコア11の径方向外方で保持する。   Twenty-four hooks 32 are arranged on each side of the stator core 11 in the axial direction, for a total of 24 hooks, and the wire wires 20 discharged from the phase nozzles 31u, 31v, 31w are locked at predetermined positions, The stator core 11 is held outside in the radial direction.

ワイヤ線20をステータコア11に分布巻き(波巻き)する具体的な工程は、図10(a)に示すように、2組のワイヤ線20をステータコア11の軸方向一端側(図中下端)から他端側(図中上端)に向けて絶縁部材12を介して一対の第1のスロット16aに挿通する。そして、第1のスロット16aから引き出されたワイヤ線20を径方向内側に移動したフック32で係止し(図10(b))、フック32を径方向外側に逃がすことでワイヤ線20に張力を付与した状態で第1のスロット16aの径方向外方で保持する(図10(c))。   As shown in FIG. 10A, a specific process of winding the wire 20 around the stator core 11 (wave winding) is as follows. As shown in FIG. 10A, two sets of wire 20 are connected from one axial end of the stator core 11 (lower end in the figure). The pair of first slots 16a are inserted through the insulating member 12 toward the other end side (upper end in the figure). Then, the wire wire 20 drawn out from the first slot 16a is locked by the hook 32 moved inward in the radial direction (FIG. 10B), and the hook 32 is released outward in the radial direction, whereby the wire wire 20 is tensioned. Is held outside in the radial direction of the first slot 16a (FIG. 10C).

ワイヤ線20に張力を付与する際、ワイヤ線20をフック32に係止して径方向外方に引っ張ると、スロット16に挿通したワイヤ線20が、径方向内方に膨らんでしまい占積率が低下する虞がある。この場合、ワイヤ線押圧機構を設けて、径方向内方に膨らんだスロット16内のワイヤ線20を、径方向外方に押圧して膨らみを補正しながらワイヤ線20を巻回するようにしてもよい。   When tension is applied to the wire 20, if the wire 20 is locked to the hook 32 and pulled outward in the radial direction, the wire 20 inserted through the slot 16 swells inward in the radial direction and the space factor is increased. May decrease. In this case, a wire wire pressing mechanism is provided so that the wire wire 20 is wound while the wire wire 20 in the slot 16 bulging radially inward is pressed radially outward to correct the swelling. Also good.

次いで、ワイヤ線20をフック32に係止したまま、ワイヤ線20を次に挿通する予定の第2のスロット16bの位置まで、ステータコア11をフック32と共に所定の角度だけ回動させる。これにより、ノズル31から吐出されたワイヤ線20は、ステータコア11の外周側に沿って配置される(図10(d))。ここで、ワイヤ線20を隣接する他のフック32によって第2のスロット16bの径方向外方で保持したまま(図10(e))、ワイヤ線20をステータコア11の軸方向他端側(上側)から一端側(下側)に向けて絶縁部材12を介して第2のスロット16bに挿通する(図10(f))。   Next, the stator core 11 is rotated together with the hook 32 by a predetermined angle to the position of the second slot 16b where the wire wire 20 is to be inserted next while the wire wire 20 is locked to the hook 32. Thereby, the wire 20 discharged from the nozzle 31 is arrange | positioned along the outer peripheral side of the stator core 11 (FIG.10 (d)). Here, the wire wire 20 is held on the radially outer side of the second slot 16b by another adjacent hook 32 (FIG. 10 (e)), and the wire wire 20 is held on the other axial end side (upper side) of the stator core 11. ) Through the second slot 16b through the insulating member 12 from one end side (lower side) (FIG. 10 (f)).

以後同様に、図11に示すように、ステータコア11の軸方向一端側(下端側)において、第2のスロット16bから引き出されたワイヤ線20を、フック32に係止してワイヤ線20に張力を付与した状態で第2のスロット16bの径方向外方で保持し、ワイヤ線20を次に挿通させる第3のスロット16の位置まで、ステータコア11をフック32と共に所定の角度だけ回動させる。これにより、ノズル31から吐出されてステータコア11の外周側に沿って配置されたワイヤ線20を、第3のスロット16の径方向外方で保持する。上記した工程を繰り返し行うことにより、1相のコイル13(例えば、U相コイル13u)がステータコア11に波巻きされる。   Thereafter, similarly, as shown in FIG. 11, on one end side (lower end side) of the stator core 11 in the axial direction, the wire wire 20 drawn from the second slot 16 b is locked to the hook 32 and tension is applied to the wire wire 20. The stator core 11 is rotated together with the hook 32 by a predetermined angle until the position of the third slot 16 where the wire wire 20 is next inserted is held. Thereby, the wire 20 discharged from the nozzle 31 and arranged along the outer peripheral side of the stator core 11 is held outside in the radial direction of the third slot 16. By repeating the above process, the one-phase coil 13 (for example, the U-phase coil 13u) is wound around the stator core 11.

上記した動作を、U相ノズル31u、V相ノズル31v、W相ノズル31wの3つのノズル31で同時に行わせることで、ステータコア11にU相コイル13u、V相コイル13v、及びW相コイル13wの3つのコイル13が、巻き回数単位で交互に配置されて形成される。   By performing the above-described operation simultaneously with the three nozzles 31 of the U-phase nozzle 31u, the V-phase nozzle 31v, and the W-phase nozzle 31w, the stator core 11 has the U-phase coil 13u, the V-phase coil 13v, and the W-phase coil 13w. Three coils 13 are alternately formed in units of the number of windings.

以上説明したように、本実施形態に係るモータの固定子10の製造方法によれば、複数のスロット16にステータコア11とワイヤ線20とを電気的に絶縁する絶縁部材12を配置した後、ワイヤ線20に張力を付与しながら複数のスロット16にワイヤ線20を分布巻きして、ステータコア11、絶縁部材12、及びコイル13を、それぞれ物理的に固定するようにしたので、レーシング処理やワニス処理などを廃止または簡素化でき、製造工程を簡略化することが可能となり、モータの固定子10の製造コストが抑制される。ここで、ステータコア11、絶縁部材12、及びコイル13が物理的に固定されるとは、ワイヤ線20の張力によってステータコア11、絶縁部材12、及びコイル13の相対的位置関係が殆ど変化しない状態のことを言う。   As described above, according to the method for manufacturing the stator 10 of the motor according to the present embodiment, after the insulating member 12 that electrically insulates the stator core 11 and the wire 20 is disposed in the plurality of slots 16, the wire Since the wire wire 20 is distributedly wound around the plurality of slots 16 while applying tension to the wire 20, and the stator core 11, the insulating member 12, and the coil 13 are each physically fixed, the racing process and the varnish process are performed. Etc. can be abolished or simplified, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the stator 10 of the motor is suppressed. Here, the stator core 11, the insulating member 12, and the coil 13 are physically fixed when the relative positional relationship between the stator core 11, the insulating member 12, and the coil 13 is hardly changed by the tension of the wire 20. Say that.

また、複数相のコイル13u、13v、及び13wのコイルエンド部17u、17v、17wは、各相の巻き回数単位でステータコア11に交互に配置されるので、コイル量が低減し、コイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化が図られる。   Further, the coil end portions 17u, 17v, and 17w of the coils 13u, 13v, and 13w of the plurality of phases are alternately arranged on the stator core 11 in units of the number of windings of each phase, so that the coil amount is reduced and the coil resistance and copper are reduced. Loss can be suppressed and motor efficiency can be improved. Further, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

さらに、絶縁部材12は、弾性を有する樹脂部材であるので、複数相のコイル13u、13v、及び13wを形成する際、張力を付与した状態でワイヤ線20を絶縁部材12に分布巻きしても、ワイヤ線20を傷付ける虞がなく、所定のモータ性能が維持される。   Furthermore, since the insulating member 12 is a resin member having elasticity, when forming the multi-phase coils 13u, 13v, and 13w, even if the wire wire 20 is distributedly wound around the insulating member 12 with tension applied. There is no risk of damaging the wire 20, and the predetermined motor performance is maintained.

また、ワイヤ線20に付与される張力は、ワイヤ線20の弾性許容応力以下、および/または絶縁部材12の許容圧縮強度以下であるので、複数相のコイル13u、13v、及び13wを形成する際、張力を付与した状態でワイヤ線20を絶縁部材12に分布巻きしても、ワイヤ線20や絶縁部材12が塑性変形することがなく、所定のモータ性能が維持される。   In addition, since the tension applied to the wire 20 is equal to or less than the elastic allowable stress of the wire 20 and / or the allowable compressive strength of the insulating member 12, the multiphase coils 13u, 13v, and 13w are formed. Even if the wire wire 20 is distributedly wound around the insulating member 12 in a state where tension is applied, the wire wire 20 and the insulating member 12 are not plastically deformed, and a predetermined motor performance is maintained.

更にまた、スロット16は、開口部18がステータコア11の内周面19に開口するので、インナーロータタイプのモータの固定子として好適に使用することができる。   Furthermore, since the opening 18 opens in the inner peripheral surface 19 of the stator core 11, the slot 16 can be suitably used as a stator of an inner rotor type motor.

また、複数相のコイル13は、U相、V相、W相の3相のコイル13u,13v,13wからなり、3相のコイルは、2相のコイル13のコイルエンド部17が径方向に並ぶように、ワイヤ線20を複数のスロット16に波巻きして形成されるので、コイル量の低減が可能となり、コイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化を図ることができる。   The multi-phase coil 13 includes U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils 13u, 13v, and 13w. In the three-phase coil, the coil end portion 17 of the two-phase coil 13 is arranged in the radial direction. Since the wire wires 20 are wound around the plurality of slots 16 so as to be lined up, the amount of coils can be reduced, and coil efficiency and copper loss can be suppressed to improve motor efficiency. In addition, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

更に、ワイヤ線20をステータコア11の軸方向一端側から他端側に向けて第1のスロット16aに挿通し、第1のスロット16aから引き出されたワイヤ線20に張力を付与した状態で第1のスロット16aの径方向外方で保持した後、ステータコア11を、ワイヤ線20を次に挿通させる第2のスロット16b位置まで回動させて第2のスロット16bの径方向外方で保持する。次いで、ワイヤ線20を先とは逆方向に第2のスロット16bに挿通し、張力を付与した状態で第2のスロット16bの径方向外方で保持した後、ステータコア11を、ワイヤ線20を次に挿通させる第3のスロット16の位置まで回動させ、第3のスロット16の径方向外方で保持する。上記工程を繰り返し行うようにしたので、ワイヤ線20に張力を付与しながら、2相のコイル13のコイルエンド部17が径方向に並ぶようにして、複数のスロット16に波巻きすることができ、これによってレーシング処理やワニス処理などを廃止または簡素化して製造工程を簡略化し、且つコイル抵抗や銅損を抑制してモータ効率を向上させることができる。また、モータ重量の低減及びモータ体格の小型化が図られる。   Further, the wire wire 20 is inserted into the first slot 16a from one end side in the axial direction of the stator core 11 to the other end side, and the wire wire 20 drawn from the first slot 16a is tensioned in the first state. Then, the stator core 11 is rotated to the position of the second slot 16b through which the wire 20 is next inserted, and is held radially outward of the second slot 16b. Next, the wire wire 20 is inserted into the second slot 16b in the direction opposite to the previous direction and held in the radially outward direction of the second slot 16b in a state where tension is applied, and then the stator core 11 and the wire wire 20 are Next, it is rotated to the position of the third slot 16 to be inserted and held outside in the radial direction of the third slot 16. Since the above process is repeated, the coil ends 17 of the two-phase coil 13 can be wound in a plurality of slots 16 so that the wire ends 20 are arranged in the radial direction while applying tension to the wire 20. Thus, the racing process, the varnish process, and the like can be eliminated or simplified to simplify the manufacturing process, and the coil resistance and copper loss can be suppressed to improve the motor efficiency. Further, the motor weight can be reduced and the motor size can be reduced.

図7(a)に示す方法で製作された本発明に係るモータの固定子と、図7(b)に示す従来方法で製作されたモータの固定子との比較を表1に示す。尚、各項目は、従来の固定子の値を100としたときの比で表す。   Table 1 shows a comparison between the stator of the motor according to the present invention manufactured by the method shown in FIG. 7A and the stator of the motor manufactured by the conventional method shown in FIG. Each item is expressed as a ratio when the value of the conventional stator is 100.

Figure 2011234503
Figure 2011234503

表1に示すように、本発明に係るモータの固定子は、従来の固定子と比較して、ワイヤ重量が87%に減少し、銅損が94%に低下している。これにより、モータの総重量が小さくなると共に、モータ効率が向上している。また、コイルエンド部の断面積が85%となってコイルエンド部の高さが低くなっているので、モータ体格も小さくなり、且つ占積率は45%であった。更に、ワイヤ線は、張力が付与された状態で樹脂製の絶縁部材内に配置されているため、レーシング処理やワニス処理などを施すことなく、十分にコイルが固定される。   As shown in Table 1, in the motor stator according to the present invention, the wire weight is reduced to 87% and the copper loss is reduced to 94% as compared with the conventional stator. Thereby, the total weight of the motor is reduced and the motor efficiency is improved. Moreover, since the cross-sectional area of the coil end portion was 85% and the height of the coil end portion was low, the motor size was also small, and the space factor was 45%. Furthermore, since the wire wire is disposed in the resin insulating member in a state where tension is applied, the coil is sufficiently fixed without performing a lacing process or a varnish process.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、ワイヤ線が、波巻きにより分布巻きされるモータの固定子について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、重ね巻きされるモータの固定子にも適用することができる。
また、上記実施形態では、4つのスロットを跨いで周方向に並ぶ2つずつの各スロットを同相コイル用のスロットとしてワイヤ線を巻回しているが、他相用のスロットを跨いで周方向に並ぶ所定数の各スロットを同相コイル用のスロットとしてワイヤ線を巻回するものであればよく、例えば、2つのスロットを跨いで1つずつの各スロットを同相コイル用のスロットとしてワイヤ線を巻回してもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the above-described embodiment, the stator of the motor in which the wire wire is distributedly wound by wave winding has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the stator of the motor to be wound in layers is used. Can also be applied.
In the above embodiment, the wire wire is wound with each of the two slots arranged in the circumferential direction straddling the four slots as a slot for the in-phase coil, but in the circumferential direction across the slots for the other phases. Any wire can be wound as long as a predetermined number of the slots are wound around the slots for the in-phase coil. For example, each slot across two slots is wound around the slots for the in-phase coil. You may turn.

10 モータの固定子
11 ステータコア
12 絶縁部材(樹脂部材)
13 コイル
13u U相コイル
13v V相コイル
13w W相コイル
16 スロット
16a 第1のスロット
16b 第2のスロット
17 コイルエンド部
17u U相コイルエンド部
17v V相コイルエンド部
17w W相コイルエンド部
18 開口部
19 ステータコアの内周面
20 ワイヤ線
10 Motor Stator 11 Stator Core 12 Insulating Member (Resin Member)
13 coil 13u U-phase coil 13v V-phase coil 13w W-phase coil 16 slot 16a first slot 16b second slot 17 coil end part 17u U-phase coil end part 17v V-phase coil end part 17w W-phase coil end part 18 opening Part 19 Inner peripheral surface 20 of stator core Wire wire

Claims (7)

複数の素線からなるワイヤ線がステータコアに形成された複数のスロットに所定のスロット数を空けて分布巻きされることで複数相のコイルをそれぞれ形成する、モータの固定子の製造方法であって、
前記複数のスロットに前記ステータコアと前記ワイヤ線とを電気的に絶縁する絶縁部材を配置する工程と、
前記ステータコア、前記絶縁部材、及び前記コイルを、それぞれ物理的に固定するように、前記ワイヤ線に張力を付与しながら前記複数のスロットに前記ワイヤ線を分布巻きする工程と、
を備えることを特徴とするモータの固定子の製造方法。
A method for manufacturing a stator of a motor, wherein a plurality of coils are formed by winding wire wires made of a plurality of strands in a plurality of slots formed in a stator core with a predetermined number of slots distributedly wound. ,
Disposing an insulating member for electrically insulating the stator core and the wire in the plurality of slots;
A step of distributedly winding the wire in the plurality of slots while applying tension to the wire so as to physically fix the stator core, the insulating member, and the coil;
The manufacturing method of the stator of the motor characterized by the above-mentioned.
前記コイルのコイルエンド部は、各相の巻き回数単位で前記ステータコアに交互に配置されることを特徴とする請求項1に記載のモータの固定子の製造方法。   The method for manufacturing a stator of a motor according to claim 1, wherein the coil end portions of the coils are alternately arranged on the stator core in units of the number of windings of each phase. 前記絶縁部材は、弾性を有する樹脂部材であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータの固定子の製造方法。   The method for manufacturing a motor stator according to claim 1, wherein the insulating member is a resin member having elasticity. 前記ワイヤ線の張力は、前記ワイヤ線の弾性許容応力以下、および/または前記絶縁部材の許容圧縮強度以下であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のモータの固定子の製造方法。   4. The motor according to claim 1, wherein the tension of the wire line is equal to or less than an elastic allowable stress of the wire line and / or an allowable compressive strength of the insulating member. 5. Method of manufacturing the stator. 前記スロットは、開口部が前記ステータコアの内径面に開口することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のモータの固定子の製造方法。   5. The method of manufacturing a stator of a motor according to claim 1, wherein an opening of the slot opens on an inner diameter surface of the stator core. 6. 前記複数相のコイルは、U相、V相、W相の3相のコイルからなり、
前記3相のコイルは、2相のコイルのコイルエンド部が径方向に並ぶように、前記ワイヤ線を前記複数のスロットに波巻きして形成されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のモータの固定子の製造方法。
The multi-phase coil is composed of a three-phase coil of U phase, V phase, and W phase,
The three-phase coil is formed by wave-wrapping the wire wire around the plurality of slots so that coil end portions of the two-phase coil are arranged in a radial direction. 6. A method for manufacturing a motor stator according to claim 5.
前記分布巻き工程は、
前記ワイヤ線を前記ステータコアの軸方向一端側から他端側に向けて第1のスロットの前記絶縁部材内に挿通する工程と、
前記ステータコアの軸方向他端側において、前記第1のスロットから引き出された前記ワイヤ線を、前記ワイヤ線に張力を付与した状態で前記第1のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を次に挿通させる第2のスロット位置まで、前記ステータコアを前記ワイヤ線と共に所定の角度だけ回動させる工程と、
前記ステータコアの軸方向他端側において、前記ワイヤ線を前記第2のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を前記ステータコアの軸方向他端側から一端側に向けて前記第2のスロットの前記絶縁部材内に挿通する工程と、
前記ステータコアの軸方向一端側において、前記第2のスロットから引き出された前記ワイヤ線を、前記ワイヤ線に張力を付与した状態で前記第2のスロットの径方向外方で保持する工程と、
前記ワイヤ線を次に挿通させる第3のスロット位置まで、前記ステータコアを前記ワイヤ線と共に所定の角度だけ回動させる工程と、
前記ステータコアの軸方向一端側において、前記ワイヤ線を前記第3のスロットの径方向外方で保持する工程と、
を備え、これらの工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項1に記載のモータの固定子の製造方法。
The distributed winding step
Inserting the wire into the insulating member of the first slot from the one axial end of the stator core toward the other end;
On the other end side in the axial direction of the stator core, holding the wire wire drawn out from the first slot outside the first slot in a state where tension is applied to the wire wire; and
Rotating the stator core together with the wire wire by a predetermined angle to a second slot position through which the wire wire is next inserted;
Holding the wire wire radially outward of the second slot at the other axial end of the stator core;
Inserting the wire into the insulating member of the second slot from the other axial end of the stator core toward one end;
Holding the wire wire drawn out from the second slot on one end side in the axial direction of the stator core outside the second slot in a state of applying tension to the wire wire; and
Rotating the stator core together with the wire wire by a predetermined angle to a third slot position where the wire wire is next inserted;
Holding the wire wire radially outward of the third slot at one axial end of the stator core; and
The method of manufacturing a motor stator according to claim 1, wherein the steps are repeated.
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