JP2015231277A - Stator of rotary electric machine, and method and apparatus for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機や電動機等の回転電機のステータとその製造方法及び製造装置に関し、特に、平角線よりなるU字状コイルセグメントによりコイルを形成するに好適な回転電機のステータとその製造方法及び製造装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine such as a generator or an electric motor, a manufacturing method and a manufacturing apparatus thereof, and more particularly, a stator for a rotating electrical machine suitable for forming a coil by a U-shaped coil segment made of a rectangular wire. And a manufacturing apparatus.
従来から平角線よりなるU字状コイルセグメントによりコイルを形成した回転電機のステータが提案されている(特許文献1参照)。これは、外回り導体と内回り導体との2種類のU字状コイルセグメントを組合わせることにより、ステータコアのスロット内に、その内径側から外径側に向かって第1層〜第4層のコイル部分を形成している。即ち、外回り導体は、U字状の脚部により、スロット内の第1層と隣接するスロット内の第4層とを形成すると共にスロットから突出して互いに開くよう折曲げられた接合端部を備える。また、内回り導体は、U字状の脚部により、スロット内の第2層と隣接するスロット内の第3層とを形成すると共にスロットから突出して互いに接近するよう折曲げられた接合端部を備える。そして、内回り導体の各接合端部の先端を、それぞれ両隣に隣接配置されるそれぞれの外回り導体の接合端部の先端にそれぞれ接合するようにしている。 Conventionally, a stator of a rotating electrical machine in which a coil is formed by a U-shaped coil segment made of a flat wire has been proposed (see Patent Document 1). This is because the coil portions of the first layer to the fourth layer are formed in the slots of the stator core from the inner diameter side toward the outer diameter side by combining two types of U-shaped coil segments of the outer circumference conductor and the inner circumference conductor. Is forming. In other words, the outer conductor forms a first layer in the slot and a fourth layer in the slot adjacent to the U-shaped leg, and has a joint end that is bent so as to protrude from the slot and open to each other. . Further, the inner conductor forms a second layer in the slot and a third layer in the adjacent slot by the U-shaped leg portion, and has a joint end portion that protrudes from the slot and is bent so as to approach each other. Prepare. And the front-end | tip of each junction end part of an inner periphery conductor is each joined to the front-end | tip of the junction end part of each outer periphery conductor arrange | positioned adjacent to both sides, respectively.
しかしながら、上記従来例では、内回り導体と外回り導体との接合端部がコイルエンドにおいて互いに接合される構造となっている。このため、接合端部同士を接合するために、導体端部を配索させ且つその先端同士を隣接させるためのスペースを必要とし、当該コイルエンドの軸方向寸法が長くなり、ステータ及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化する場合の阻害要因となる。 However, in the above conventional example, the joining end portions of the inner conductor and the outer conductor are joined to each other at the coil end. For this reason, in order to join the joining ends, a space for arranging the conductor ends and making the tips adjacent to each other is required, and the axial dimension of the coil end becomes long, and the stator and the rotating electrical machine itself This is an impediment to downsizing the axial dimension.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、軸方向寸法の短縮に好適な回転電機のステータとその製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator for a rotating electrical machine, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus suitable for shortening the axial dimension.
本発明は、複数のスロットを備えるステータコアと、該ステータコアの両端側にそれぞれコイルエンドを形成しながら該スロット内に装着される多相のコイルと、を有する回転電機のステータである。そして、コイルは、複数のU字状のセグメント導体の脚部をステータコアの軸方向両端側から夫々スロット内に挿入して突合わせた当該脚部先端同士を接合して構成する。 The present invention is a stator for a rotating electrical machine having a stator core having a plurality of slots, and a multi-phase coil mounted in the slots while forming coil ends on both ends of the stator core. The coil is formed by joining the leg ends of the plurality of U-shaped segment conductors that are inserted into the slots from both ends of the stator core in the axial direction and joined together.
したがって、本発明では、コイルエンドは、U字状をなすセグメント導体の頭部により構成されるため、配索や接続のための軸方向スペースが不要となり、必要とする軸方向スペースを短縮できる。しかも、セグメント導体は、U字状をなす脚部先端同士を突合わせて接合されるため、接合のための軸方向スペースを短縮できる。結果として、ステータ及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化できる。 Therefore, in the present invention, since the coil end is constituted by the head portion of the U-shaped segment conductor, an axial space for wiring and connection becomes unnecessary, and the required axial space can be shortened. In addition, since the segment conductors are joined by abutting the tip ends of the U-shaped legs, the axial space for joining can be shortened. As a result, the axial dimensions of the stator and the rotating electrical machine can be reduced.
以下、本発明の回転電機のステータとその製造方法及び製造装置を実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a stator of a rotating electrical machine of the present invention, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus will be described based on embodiments.
(第1実施形態)
先ず、本実施形態の回転電機のステータについて、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、ステータの断面図であり、図2は図1に示すステータのA−A断面図である。
(First embodiment)
First, the stator of the rotating electrical machine of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a cross-sectional view of the stator, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator shown in FIG.
図1、2に示すように、ステータ10には、内周に複数(48箇所)のティース12を備える鋼板を積層して成るステータコア11と、各ティース12間のスロット13内に装着された複数のコイル14とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ステータ10は、ステータコア11として、軸方向に間隔を開けて配置した一対のステータコア11A,11Bを備える。一対のステータコア11A,11Bは、コイル14を装着した後に、両ステータコア11A,11B間にスペーサコア11Cを介挿し、当該スペーサコア11Cに対して溶接などにより固定して一体的に形成される。
The
また、ステータ10は、コイル14として、頭部4Aと頭部4Aの両端から平行に延びる一対の脚部4BとによりU字形状となるセグメント導体5を用いる。セグメント導体5は、その脚部4Bを一対のステータコア11A,11Bの軸方向外側から夫々のスロット13に挿入し、脚部4B先端をスロット13を貫通させてステータコア11A,11B間の空間へ突出させ、突出した脚部4Bの先端同士を突合わせて接合して、コイル14としている。スロット13に挿入されたセグメント導体5の脚部4Bは、図示しない絶縁材(絶縁紙)で包まれて、スロット13の壁面との接触及び隣接する脚部4Bとの接触を防止される。
In addition, the
セグメント導体5の頭部4Aは、ステータコア11A,11Bの軸方向両端において、ティース12の軸方向端部を巻回するコイルエンド14Aを構成し、先端同士が接合された脚部4Bがスロット13内に収装されるコイル部14Bを構成している。そして、コイル14は、U,V,Wの3相を形成するように、図示しないコイル14の線材端がバスバーによって接続され、バスバーのU,V,W相の各端部は、3本の端子14C(U,V,W)に接続されている。
The
図3は、セグメント導体5を装着した、一方のステータコア11Aの軸方向端部を部分的に示す説明図である。また、図4は、同じくセグメント導体5を装着した、他方のステータコア11Bの一方のステータコア11Aに対面する端部を部分的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view partially showing an axial end portion of one
両ステータコア11A,11Bのスロット13には、絶縁材6に包まれた状態のセグメント導体5の脚部4Bが、複数本、例えば、4本が、ステータコア11A,11Bの内径側から外径側に向かって第1層〜第4層を構成するよう挿入される。
In the
図3に示すように、一方のステータコア11Aにおいては、2種類のセグメント導体5A,5Bが装着される。即ち、セグメント導体5Aは、スロット13内の第1層と左側に隣接するスロット13内の第2層とに挿入された脚部4Bを頭部4Aにより連結している。また、セグメント導体5Bは、スロット13内の第3層と同じく左側に隣接するスロット13内の第4層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結している。
As shown in FIG. 3, in one
図4に示すように、他方のステータコア11Bにおいては、2種類のセグメント導体5C,5Dが装着される。セグメント導体5Cは、スロット13内の第3層と左側に隣接するスロット13内の第2層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結している。また、セグメント導体5Dは、スロット13内の第4層と左側に隣接するスロット13内の第1層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結している。
As shown in FIG. 4, two types of
そして、夫々セグメント導体5を装着した状態で両ステータコア11A,11Bを軸方向に間隔を開けて配置し、スロット13内の第1層〜第4層に夫々の配置されたセグメント導体5の脚部4Bの先端同士を互いに突合わせ、その突き合わせ部を溶接等により接合している。
Then, both the
即ち、コイル14は、複数のU字状のセグメント導体5の脚部4Bをステータコア11A,11Bの軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入して突合わせた当該脚部4B先端同士を接合して構成されている。このため、コイルエンド14Aは、U字状をなすセグメント導体5の頭部4Aにより構成されるため、接続のための軸方向スペースが不要となり、必要とする軸方向スペースを短縮できる。また、セグメント導体5は、U字状をなす脚部4B先端同士を突合わせて接合されるため、配索や接合のための軸方向スペースを短縮できる。結果として、ステータ10及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化できる。
That is, the
セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ部は、図9に示すように、スロット13に挿入された状態において、上方のセグメント導体5の脚部4Bにおいては、ステータコア11の内径側部分が突出し、外径側部分が後退した係合部4Cを形成している。また、下方のセグメント導体5の脚部4Bにおいては、ステータコア11の外径側部分が突出し、内径側部分が後退した係合部4Cを形成している。このため、上下のセグメント導体5の脚部4B同士が突合わされた際には、係合部4C同士が互いに係合する突き合わせ状態となる。なお、係合部4Cの形状は、上記した突出部分と後退部分とにより形成したものに限定されるものでなく、突き合わせ時に互いに係合する形状であればよい。
As shown in FIG. 9, the abutting portion at the tip of the
突き合わせ部を接合する溶接は、接合強度が十分に確保されれば、一般的によく使われる、Tig溶接や超音波溶接等を自由に選択可能である。しかし、接合部位周辺の絶縁材6への影響や接合部位の熱変形等がより軽微な溶接方法がより望ましい。
As welding for joining the butt portions, Tig welding, ultrasonic welding, and the like that are commonly used can be freely selected as long as the joining strength is sufficiently secured. However, it is more desirable to use a welding method in which the influence on the insulating
突き合わせ部の接合により、セグメント導体5は、導体5A−導体5C−導体5B−導体5D−導体5A・・・・と電気的に導通可能なコイル14を形成する。なお、図示例のコイル14は、ティース12に集中巻きする場合を示しているが、分散巻するコイル14においては、夫々の脚部4Bの挿入位置が変更される。そして、これら脚部4Bを連結する頭部4Aの形状及び寸法が変更されたセグメント導体5を使用することにより、同様に構成することができる。
By joining the butted portions, the segment conductor 5 forms a
このように、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士は、互いに係合する係合部4Cに形成されている。即ち、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部の係合部4C同士を、互いに係合させた状態で接合させることができ、接合が容易にできると共に接合のために必要とする軸方向スペースを短縮でき、ステータ10及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化できる。
Thus, the butted ends of the
以上の構成の回転電機のステータ10の製造方法について以下に説明する。図5はステータ10の製造工程を示す工程図である。
A method for manufacturing the
本実施形態の製造工程では、先ずセグメント導体5A〜5Dを成形する(S1)。セグメント導体5A〜5Dとして、一方のステータコア11Aのスロット13に脚部4Bを挿入するセグメント導体5A,5Bと、他方のステータコア11Bのスロット13に脚部4Bを挿入するセグメント導体5C,5Dと、を夫々成形する。即ち、セグメント導体5Aは、一方のステータコア11Aのスロット13の、第1層と隣接スロット13の第2層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結する構成を備える。また、セグメント導体5Bは、一方のステータコア11Aのスロット13の、第3層と隣接するスロット13の第4層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結する構成を備える。また、セグメント導体5Cは、他方のステータコア11Bのスロット13の、第3層と隣接するスロット13の第2層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結する構成を備える。また、セグメント導体5Dは、他方のステータコア11Bのスロット13の、第4層と隣接するスロット13の第1層とに挿入される脚部4Bを頭部4Aにより連結する構成を備える。
In the manufacturing process of this embodiment, first, the
次いで、両ステータコア11A,11Bのスロット13に絶縁材6(絶縁紙)を挿入する(S2)。絶縁材6は、予めセグメント導体5の脚部4Bを包み込む形状、例えば、筒状断面に成形されることが望ましい。このように成形することにより、スロット13内に容易に挿入することができ、また、後述するセグメント導体5の脚部4Bの挿入も容易とできる。
Next, the insulating material 6 (insulating paper) is inserted into the
次いで、一方のステータコア11Aには、セグメント導体5A,5Bの脚部4Bをスロット13に挿入された絶縁材6で区画された空間に挿入する。また、他方のステータコア11Bには、セグメント導体5C,5Dの脚部4Bをスロット13に挿入された絶縁材6で区画された空間に挿入する(S3)。ステータコア11A,11Bのスロット13に挿入されたセグメント導体5の脚部4Bの先端は、夫々のステータコア11A,11Bの他方の軸方向端面から夫々突出される。
Next, the
なお、上記工程では、ステータコア11A,11Bのスロット13に、先ず絶縁材6を挿入し、次いで絶縁材6で区画された空間にセグメント導体5の脚部4Bを挿入するものについて説明した。しかし、ステータコア11A,11Bのスロット13にこれらを挿入する前に、セグメント導体5の脚部4Bを絶縁材6で包み、絶縁材6で包まれた脚部4Bをステータコア11A,11Bのスロット13に挿入するようにしてもよい。
In the above process, the case where the insulating
次いで、両ステータコア11A,11Bを、セグメント導体5の脚部4Bが突出している側面同士を対面させて位置決めする(S4)。本実施形態では、ステータコア11A,11Bの位置決めのために、図6,7に示す位置決め治具20を使用する。
Next, the
位置決め治具20は、ベースプレート21から円周方向に所定間隔をおいて立設された、例えば、3本以上の固定支柱22を備える。固定支柱22は、夫々がステータコア11A,11Bの外周に対して軸方向に延び、それらの半径方向の内側面をステータコア11A,11Bの外周に対面させてステータコア11A,11Bを囲むよう配置されている。固定支柱22には、半径方向に移動可能とされ、半径方向内側への移動時にステータコア11A,11Bの外周に接触してステータコア11A,11Bを半径方向から位置決めする可動部材23を備える。
The
また、固定支柱22には、当該固定支柱22の軸方向中央部分に配置されて半径方向に移動可能とされ、半径方向内側への移動時に固定支柱22から内側に突出して、上側に配置されるステータコア11Aの下面に接触して当該ステータコア11Aを支持する可動式爪24を備える。また、いずれか一つの固定支柱22には、半径方向に移動可能であり、半径方向内側への移動時にステータコア11A,11Bの外周に設けた位置決め用のキー溝11Dに係合してステータコア11A,11Bの円周方向位置を位置決めするキー25を備える。
Further, the fixed
以上の構造の位置決め治具20を用いたステータ10の組立方法について、以下に説明する。位置決め治具20は、上方に向かって各固定支柱22が立設するようベースプレート21を下にして配置する。各固定支柱22に配置された可動部材23、可動式爪24、キー25はいずれも半径方向外側に移動されている。
A method for assembling the
この状態の位置決め治具20の固定支柱22で囲まれた空間に、下側に配置される、例えば、他方のステータコア11Bを、装着されているセグメント導体5の頭部4Aが下側となる状態で挿入する。挿入する際には、固定支柱22の内側をガイドとして挿入する。また、他方のステータコア11Bの外周に設けたキー溝11Dが位置決め治具20のキー25に対面するよう位相方向の位置を概略定めて挿入する。
In the state surrounded by the fixed
挿入された他方のステータコア11Bは、装着されたセグメント導体5の頭部4Aが夫々位置決め治具20のベースプレート21に接触し、セグメント導体5の脚部4B先端をステータコア11Bから上方に突出させた状態で配置される。また、他方のステータコア11Bは、その外周部が固定支柱22で囲まれ、外周に設けたキー溝11Dがいずれかの固定支柱22に設けたキー25に対面するよう配置される。
In the inserted
次いで、固定支柱22に設けた可動式爪24を半径方向内側に移動させ、可動式爪24を固定支柱22から内側に突出させる。内側に突出された可動式爪24は、挿入されている他方のステータコア11Bの外周領域の上方に夫々突出される。
Next, the
次いで、上方に配置される、例えば、一方のステータコア11Aを装着されているセグメント導体5の頭部4Aが上側となる状態で挿入する。挿入する際には、固定支柱22の内側をガイドとして挿入する。また、一方のステータコア11Aの外周に設けたキー溝11Dが位置決め治具20のキー25に対面するよう位相方向の位置を概略定めて挿入する。そして、一方のステータコア11Aの下面の外周領域を、固定支柱22から突出されている可動式爪24の上面に載置する。これにより、上方側に位置する一方のステータコア11Aは、可動式爪24の上部に乗り、高さ方向に位置決めされる。
Next, the segment conductor 5 that is disposed above, for example, with the one
挿入された一方のステータコア11Aは、装着されたセグメント導体5の頭部4Aが上方にあり、セグメント導体5の脚部4B先端をステータコア11Aから下方に突出させた状態で配置される。また、一方のステータコア11Aは、その外周部が固定支柱22で囲まれ、外周に設けたキー溝11Dがいずれかの固定支柱22に設けたキー25に対面するよう配置される。
One of the inserted
この状態においては、上側に配置された一方のステータコア11Aから下方に突出するセグメント導体5の脚部4B先端と、下側に配置された他方のステータコア11Bから上方に突出するセグメント導体5の脚部4B先端と、が突き合わせ状態で接触する。
In this state, the
次に、いずれかの固定支柱22に設けたキー25を半径方向内側に突出させて、上下に配置されたステータコア11A,11Bのキー溝11Dに係合させ、上下に配置されたステータコア11A,11Bを位相方向に位置決めする。
Next, the key 25 provided on any one of the fixed
最後に、各固定支柱22に設けた可動部材23を同時に半径方向内側に突出させ、可動部材23を上下のステータコア11A,11Bの外周面に接触させて、上下のステータコア11A,11Bを固定する。これにより、軸方向に分割された各ステータコア11A,11Bを所定間隔だけ離して、軸方向・半径方向及び位相方向に位置合わせして位置決めすることができる。
Finally, the
この状態においては、上側にある一方のステータコア11Aから下方に突出するセグメント導体5の脚部4B先端と、下側にある他方のステータコア11Bから上方に突出するセグメント導体5の脚部4B先端と、は、高精度に位置合わせされる。また、上下のステータコア11A,11Bから突出されているセグメント導体5の脚部4B先端の突合わせ部分は、スロット13に沿って半径方向に配列され、その周囲は上下ステータコア11A,11B間の空間部が存在する状態となっている。
In this state, the
次いで、上下のステータコア11A,11Bから突出されているセグメント導体5の脚部4B先端の突合わせ部分を溶接等により接合する接合工程が実施される(S5)。接合工程は、図7に示すように、位置決め治具20により位置決めされたステータコア11A,11Bの上方に押付け治具26を配置し、この押付け治具26による押付け状態で実施される。これにより、突き合わせ部分は、上部のステータコア11Aに装着されているセグメント導体5が下方に押付けられることにより、当該突き合わせ部に適度の接触圧が加えられた状態とされる。
Next, a joining step is performed in which the butted portions at the ends of the
接合は、ステータコア11A,11Bの内径側に接合治具30A,30Bを挿入し、図8及び図9に示すように、半径方向に並んだ突き合わせ部を片側から一方の接合治具30Aで保持し、他方の接合治具30Bを突き合わせ部の他方に接触させて、溶接する。突き合わせ部の溶接は、ステータコア11A,11Bの内径側に位置する突き合わせ部より外径側に位置する突き合わせ部に向かって順次実行される。このように、適度の接触圧が加えられた状態で突き合わせ部が接合されることにより、接合品質を向上させることができると共に、必要とする設備治具の構造が比較的簡素なものとできる。この段階において、押付け治具26がステータ10の上面から取外されて、待機位置に戻される。
For joining, the joining
このように、ステータコア11は、軸方向に所定間隔を開けて固定配置した一対のステータコア11A,11Bにより構成され、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部は、一対のステータコア11A,11B間の空間において接合されている。このため、一対のステータコア11A,11B間の空間を利用して、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士を接合することができ、接合を容易に実施することができる。
As described above, the
次いで、両ステータコア11A,11B間に露出している、接合部を含むセグメント導体5の脚部4B外周を薄い絶縁材6で包み込む絶縁処理を行う(S6)。この絶縁処理においては、例えば、図10に示すように、予めE字形状に成型した絶縁紙6Aを各セグメント導体5の脚部4B間に挟み込むように配置する。さらに、予めU字形状に成型した絶縁紙6Bにより、全てのセグメント導体5の脚部4Bを包み込むように配置して、実施することができる。このように絶縁処理を実施することにより、電気絶縁性を良好に確保しつつ、絶縁材6も含めたセグメント導体5の接合部に要する空間の省スペース化が可能となり、ステータ10及び回転電機自体の小型化が可能となる。なお、図10では、U字形状の絶縁紙6Bを外径側から挿入しているが、位置決め治具20と緩衝する部位については、内径側から挿入することとなる。また、全ての絶縁紙6Bを内径側から挿入するように構成しても良い。
Next, an insulation process is performed in which the outer periphery of the
次いで、ステータコアの内側から、上下のステータコア11A,11B間に、図示しない仮保持治具を挿入した状態で、位置決め治具20を取外す。位置決め治具20を取外す手順としては、例えば、キー25及び可動式爪24を半径方向外側に移動させ、次いで、各可動部材23が半径方向外側に移動される。こうすることにより、ステータ10は位置決め治具20による位置決め状態から解放され、ステータ10を位置決め治具20から取外すことができる。図11は、位置決め治具20から取外した組立状態のステータ10の側面図である。
Next, the
その後、ステータコア外側から、上下のステータコア11A,11B間に、周方向に分割したスペーサコア11Cを挿入し(S7)、スペーサコア11Cとステータコア11A,11Bとを溶接等で固定して、両ステータコア11A,11Bを一体化する(S8)。なお、軸方向に分割したステータコア11A,11Bの間を樹脂等の絶縁物でモールディングしてもよい。なお、位置決め治具20を取り外す前に、位置決め治具が挿入されている部位以外の部位に、ステータコア外側から分割された複数のスペーサコア11Cを挿入し、次いで位置決め治具20を取り外してから、位置決め治具20が挿入されていた部位にスペーサコア11Cを挿入するという手順で行っても良い。
Thereafter, the spacer core 11C divided in the circumferential direction is inserted between the upper and
以上説明したステータ10の製造方法では、先ず、軸方向に所定間隔を開けて一対のステータコア11A,11Bを固定配置する。次いで、複数のU字状のセグメント導体5の脚部4Bを一対のステータコア11A,11Bの軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入する。そして、セグメント導体5の脚部4B先端同士を一対のステータコア11A,11B間の空間において突合わせ、突き合わせ端部同士を接合してコイル14を構成している。このため、一対のステータコア11A,11B間の空間にスペーサコア11Cを挿入し、当該スペーサコア11Cと一対のステータコア11A,11Bとを溶接などにより固定して一体化させる必要がある。しかし、コイルエンド14Aでセグメント導体5を接続する場合に高剛性を必要とする導体曲げ加工設備が不要とでき、設備コストを低減させることができる。
In the method of manufacturing the
また、上記の製造方法に用いる製造装置として、一対のステータコア11A,11Bを軸方向に所定間隔を開けて保持する保持手段としての位置決め治具20を備える。また、一対のステータコア11A,11B間の空間において、一対のステータコア11A,11Bの軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入されたU字状のセグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士を接合する接合手段としての接合治具30A,30Bを備える。即ち、比較的簡素な構造の製造装置とでき、比較的安価な設備コストで、平角線を用いたステータ巻線構造を得るために必要な位置決め精度を確保することが可能となる。
In addition, as a manufacturing apparatus used in the above manufacturing method, a
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, the following effects can be achieved.
(ア)複数のスロット13を備えるステータコア11と、該ステータコア11の両端側にそれぞれコイルエンド14Aを形成しながら該スロット13内に装着される多相のコイル14と、を有する回転電機のステータ10である。そして、コイル14は、複数のU字状のセグメント導体5の脚部4Bをステータコア11の軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入して突合わせた当該脚部4B先端同士を接合して構成した。即ち、コイルエンド14Aは、U字状をなすセグメント導体5の頭部4Aにより構成されるため、接続のための軸方向スペースが不要となり、必要とする軸方向スペースを短縮できる。また、セグメント導体5は、U字状をなす脚部4B先端同士を突合わせて接合されるため、配索や接合のための軸方向スペースを短縮できる。結果として、ステータ10及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化できる。
(A) A
(イ)ステータコア11は、軸方向に所定間隔を開けて固定配置した一対のステータコア11A,11Bにより構成され、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部は、一対のステータコア11A,11B間の空間において接合されている。このため、一対のステータコア11A,11B間の空間を利用して、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士を接合することができ、接合を容易に実施することができる。
(A) The
(ウ)セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士は、互いに係合する形状としての係合部4Cに形成されている。即ち、セグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部の係合部4C同士を、互いに係合させた状態で接合させることができ、接合が容易にできると共に接合のために必要とする軸方向スペースを短縮でき、ステータ10及び回転電機自体の軸方向寸法を小型化できる。
(C) The butted ends of the
(エ)セグメント導体5の脚部4B先端の接合された突き合わせ端部は、絶縁材6により被覆処理されている。このため、電気絶縁性を良好に確保しつつ絶縁材6も含めた導体接合に要する空間の省スペース化が可能となり、ステータ10及び回転電機自体の小型化が可能となる。
(D) The butted end joined at the tip of the
(オ)複数のスロット13を備えるステータコア11と、該ステータコア11の両端側にそれぞれコイルエンド14Aを形成しながら該スロット13内に装着される多相のコイル14と、を有する回転電機のステータ10の製造方法である。即ち、軸方向に所定間隔を開けて一対のステータコア11A,11Bを固定配置する。そして、複数のU字状のセグメント導体5の脚部4Bを一対のステータコア11A,11Bの軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入し、セグメント導体5の脚部4B先端同士を一対のステータコア11A,11B間の空間において突合わせ、突き合わせ端部同士を接合してコイル14を構成した。このため、一対のステータコア11A,11B間の空間にスペーサコア11Cを挿入し、当該スペーサコア11Cと一対のステータコア11A,11Bとを溶接などにより固定して一体化させる必要があるが、コイルエンド14Aでセグメント導体5を接続する場合に高剛性を必要とする導体曲げ加工設備が不要とでき、設備コストを低減させることができる。
(E) A
(カ)上記の製造方法に用いる製造装置であり、一対のステータコア11A,11Bを軸方向に所定間隔を開けて保持する保持手段としての位置決め治具20と、一対のステータコア11A,11B間の空間において、一対のステータコア11A,11Bの軸方向両端側から夫々スロット13内に挿入されたU字状のセグメント導体5の脚部4B先端の突き合わせ端部同士を接合する接合手段としての接合治具30A,30Bと、を備える。即ち、比較的簡素な構造の製造装置とでき、比較的安価な設備コストで、平角線を用いたステータ巻線構造をえるために必要な位置決め精度を確保することが可能となる。
(F) A manufacturing apparatus used in the above manufacturing method, and a
4A 頭部
4B 脚部
4C 係合部
5,5A〜5D セグメント導体
6 絶縁材
10 ステータ
11,11A,11B ステータコア
11C スペーサコア
11D キー溝
12 ティース
13 スロット
14 コイル
14A コイルエンド
14B コイル部
20 位置決め治具(保持手段)
21 ベースプレート
22 固定支柱
23 可動部材
24 可動式爪
25 キー
30A,30B 接合治具(接合手段)
21
Claims (6)
前記コイルは、複数のU字状のセグメント導体の脚部をステータコアの軸方向両端側から夫々スロット内に挿入して突合わせた当該脚部先端同士を接合して構成したことを特徴とする回転電機のステータ。 A stator for a rotating electrical machine having a stator core having a plurality of slots, and a multi-phase coil mounted in the slots while forming coil ends on both ends of the stator core,
The coil has a structure in which legs of a plurality of U-shaped segment conductors are inserted into the slots from both ends in the axial direction of the stator core and joined together at the ends of the legs. Electric stator.
前記セグメント導体の脚部先端の突き合わせ端部は、前記一対のステータコア間の空間において接合されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のステータ。 The stator core is composed of a pair of stator cores fixedly arranged at predetermined intervals in the axial direction,
2. The stator of a rotating electrical machine according to claim 1, wherein a butt end portion of a leg end of the segment conductor is joined in a space between the pair of stator cores.
軸方向に所定間隔を開けて一対のステータコアを固定配置し、
前記コイルは、複数のU字状のセグメント導体の脚部を前記一対のステータコアの軸方向両端側から夫々スロット内に挿入し、
前記セグメント導体の脚部先端同士を前記一対のステータコア間の空間において突合わせ、
前記突き合わせ端部同士を接合して構成したことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。 A stator manufacturing method for a rotating electrical machine, comprising: a stator core having a plurality of slots; and a multi-phase coil mounted in the slot while forming coil end portions on both ends of the stator core, respectively.
A pair of stator cores are fixedly arranged at predetermined intervals in the axial direction,
The coils are inserted into the slots, respectively, from both ends of the pair of stator cores in the axial direction with legs of U-shaped segment conductors.
Butt ends of the segment conductors in the space between the pair of stator cores,
A method of manufacturing a stator for a rotating electrical machine, wherein the butted ends are joined to each other.
前記一対のステータコアを軸方向に所定間隔を開けて保持する保持手段と、
前記一対のステータコア間の空間において、前記一対のステータコアの軸方向両端側から夫々スロット内に挿入された前記U字状のセグメント導体の脚部先端の突き合わせ端部同士を接合する接合手段と、を備えることを特徴とする回転電機のステータの製造装置。 An apparatus for manufacturing a stator for a rotating electrical machine used in the manufacturing method according to claim 5,
Holding means for holding the pair of stator cores at predetermined intervals in the axial direction;
A joining means for joining the butted ends of the leg-shaped end portions of the U-shaped segment conductors inserted into the slots from both axial ends of the pair of stator cores in the space between the pair of stator cores, respectively. An apparatus for manufacturing a stator of a rotating electric machine, comprising:
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