JP2016052234A - Manufacturing method of rotary electric machine stator with lead wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のセグメントコイルを含むステータコイルと、ステータコイルとステータコアとの間に配置されるリード線とを備えるリード線付回転電機ステータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a rotating electrical machine stator with a lead wire including a stator coil including a plurality of segment coils and a lead wire disposed between the stator coil and the stator core.
従来から、回転電機のステータにおいては、複数の導体セグメントを連結して形成されるセグメントコイルを用いる場合がある。一方、ステータの温度が所定以上に上昇することは好ましくなく、このために温度センサによりステータ温度を計測する場合もある。特許文献1には、回転電機の分布巻きのステータコイルの中性点接続用の中性線に温度センサを取り付けることが記載されている。 Conventionally, a stator coil of a rotating electrical machine may use a segment coil formed by connecting a plurality of conductor segments. On the other hand, it is not preferable that the temperature of the stator rises above a predetermined level. For this reason, the stator temperature may be measured by a temperature sensor. Patent Document 1 describes that a temperature sensor is attached to a neutral wire for neutral point connection of a distributed winding stator coil of a rotating electrical machine.
特許文献2には、ステータコアのティースに取り付けるインシュレータに温度センサを固定することが記載されている。 Patent Document 2 describes that a temperature sensor is fixed to an insulator attached to a tooth of a stator core.
特許文献3には、温度センサの配線に熱収縮チューブを用いて、配線を位置決めし、その状態で熱収縮チューブを熱収縮させることにより配線の経路を固定することが記載されている。 Patent Document 3 describes that a heat shrink tube is used for the wiring of the temperature sensor, the wire is positioned, and the heat shrink tube is thermally contracted in this state to fix the wiring path.
特許文献1に記載された構成のようにステータに温度センサが取り付けられる場合、温度センサに信号伝送用のリード線が接続されるが、このリード線は通常ステータの外周に沿って配置される。このリード線は、使用時に振動してステータと衝突する可能性がある。このため、リード線を固定してその振動を抑制する必要がある。しかしながら、リード線の振動抑制のためにステータの外周部にリード線を固定する場合、リード線固定用の追加部品が発生するので、製造コスト及び重量が増大する要因となる。 When a temperature sensor is attached to the stator as in the configuration described in Patent Document 1, a lead wire for signal transmission is connected to the temperature sensor, and this lead wire is usually arranged along the outer periphery of the stator. The lead wire may vibrate and collide with the stator during use. For this reason, it is necessary to fix the lead wire and suppress its vibration. However, when the lead wire is fixed to the outer peripheral portion of the stator in order to suppress the vibration of the lead wire, additional parts for fixing the lead wire are generated, which increases the manufacturing cost and weight.
本発明の目的は、セグメントコイルを有するリード線付回転電機ステータにおいて、リード線固定用の追加部品を生じることなく、リード線の振動を抑制できるリード線付回転電機ステータの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a rotating electrical machine stator with lead wire that can suppress vibration of the lead wire without generating additional parts for fixing the lead wire in the rotating electrical machine stator with lead wire having a segment coil. It is.
本発明に係るリード線付回転電機ステータの製造方法は、円環状のヨークの内周面から径方向に突出する複数のティース、及び、隣り合う前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するステータコアと、前記複数のティースに巻回された複数のセグメントコイルを含むステータコイルであって、前記セグメントコイルは複数の導体セグメントを連結して形成されるステータコイルと、前記ステータコイルと前記ステータコアとの間に配置されるU字形部を有するリード線とを備えるリード線付回転電機ステータの製造方法である。そして、本発明に係るリード線付回転電機ステータの製造方法は、前記複数の導体セグメントにおける直線状の脚部を、前記ステータコアの軸方向一端側から前記スロットに挿入し、前記ステータコアの軸方向他端面から突出させる挿入ステップと、前記ステータコアの軸方向他端面から突出した複数の前記脚部のうち、一部の前記脚部を前記U字形部で跨いで、前記ステータコア上に前記U字形部の両側部分を配置するリード線配置ステップと、前記ステータコア上に前記U字形部の両側部分が配置された状態で、前記各脚部において前記ステータコアの軸方向他端面から突出した部分を周方向に曲げ形成することで、前記U字形部の両側部分に対して前記ステータの軸方向外側に前記各脚部の曲げ形成された部分の一部を対向させる曲げ形成ステップとを有する。 A manufacturing method of a rotating electrical machine stator with lead wire according to the present invention includes a plurality of teeth protruding in a radial direction from an inner peripheral surface of an annular yoke, and a plurality of slots formed between the adjacent teeth. A stator coil including a stator core and a plurality of segment coils wound around the plurality of teeth, the segment coil being formed by connecting a plurality of conductor segments, the stator coil, and the stator core And a lead wire-equipped rotating electrical machine stator including a lead wire having a U-shaped portion disposed between the two. In the method for manufacturing a rotating electrical machine stator with lead wires according to the present invention, linear leg portions of the plurality of conductor segments are inserted into the slot from one end side in the axial direction of the stator core, and the axial direction of the stator core, etc. An insertion step for projecting from the end surface, and among the plurality of leg portions projecting from the other axial end surface of the stator core, a part of the leg portion is straddled by the U-shaped portion, and the U-shaped portion is disposed on the stator core. A lead wire arranging step for arranging both side portions, and in a state where both side portions of the U-shaped portion are arranged on the stator core, a portion protruding from the other axial end surface of the stator core in each leg portion is bent in the circumferential direction. By forming, a bending in which a part of the bent portion of each leg portion is opposed to the both sides of the U-shaped portion on the outer side in the axial direction of the stator. And a forming step.
本発明に係るリード線付回転電機ステータの製造方法によれば、セグメントコイルを有するリード線付回転電機ステータにおいて、リード線固定用の追加部品を生じることなく、リード線の振動を抑制する構造を実現できる。 According to the method for manufacturing a rotating electrical machine stator with lead wire according to the present invention, in the rotating electrical machine stator with lead wire having a segment coil, the structure for suppressing the vibration of the lead wire without generating an additional part for fixing the lead wire is provided. realizable.
以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する形状、数量などは説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。なお、回転電機ステータは、回転軸に固定されたロータと組み合わせて回転電機を構成する。回転電機は、モータまたは発電機、またはモータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。以下では回転電機ステータに温度センサを取り付ける場合に、温度センサに接続されるリード線をステータに固定する場合について説明する。なお、リード線は、温度センサ以外の電気部品に接続されるものであってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The shapes, quantities, and the like described below are illustrative examples and can be changed depending on the specifications of the rotating electrical machine stator. Below, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same structure. The rotating electrical machine stator constitutes the rotating electrical machine in combination with a rotor fixed to the rotating shaft. The rotating electrical machine is used as a motor or a generator, or a motor generator having both functions of a motor and a generator. Below, when attaching a temperature sensor to a rotary electric machine stator, the case where the lead wire connected to a temperature sensor is fixed to a stator is demonstrated. The lead wire may be connected to an electrical component other than the temperature sensor.
図1は、本実施形態のリード線付回転電機ステータ10(図2)の製造方法において、各ステップを示すフローチャートである。本実施形態は、リード線71(図2)の配置方法に特徴がある。特に、本実施形態の製造方法は、導体セグメント挿入ステップ(S10)と、リード線配置ステップ(S12)と、導体セグメント31(図5)の曲げ形成ステップ(S15)とを有する。そして、後述の図6、図8で示すように、導体セグメント31の直線状の脚部32をステータコア12のスロット15に挿入して挿入方向と反対側から突出した複数の脚部32の一部を跨ぐようにステータコア12上にリード線71を配置する。その後、複数の脚部32を周方向に曲げ形成する。そこで、リード線71を導体セグメント31の脚部32によりステータ10の端面上に固定することが可能となる。
FIG. 1 is a flowchart showing each step in the method of manufacturing a rotating
まず、リード線付回転電機ステータ10の構成を説明し、その後、リード線付回転電機ステータ10の製造方法を説明する。以下、リード線付回転電機ステータ10は、単にステータ10という。図2は、ステータ10を示す概略斜視図である。図3は、ステータ10において、ステータコア12にU相分のセグメントコイル30が装着された状態を示す斜視図である。図4は、ステータ10において、U相分のセグメントコイル30によって形成される第1U相コイル要素21uを示す概略斜視図である。
First, the configuration of the rotating
ステータ10は、ステータコア12と、2つのステータカフサ40と、3相の連結コイル体であるU相連結コイル体20u、V相連結コイル体20v、及びW相連結コイル体20wと、リード線71とを備える。3相の連結コイル体20u,20v,20wは、全体で3相コイル集合体としてのステータコイル20を構成する。
The
ステータコア12は、磁性材料により形成される。ステータコア12は、円環状のヨーク13と、ヨーク13の内周面から径方向に突出する複数のステータティース14とを有する。ステータコア12は、隣り合うステータティース14の間に形成された複数のスロット15を有する。ここで、「周方向」とは、ステータ10の中心軸Oを中心とする円周方向をいう。なお、「径方向」とは、中心軸Oに対し直交する放射方向をいい、「軸方向」とはステータ10の軸方向をいう。
The
2つのステータカフサ40は、後述の図6に示すようにステータコア12の軸方向両端面に配置される。ステータカフサ40は、後述の図6、図7に示すように、外側環状部41と、内側環状部42と、複数のカフサティース43とを一体に連結することにより形成される。内側環状部42は、外側環状部41の内側に配置される。複数のカフサティース43は外側環状部41及び内側環状部42の周方向複数位置を放射状に連結する。ステータカフサ40は、周方向に隣り合うカフサティース43と、外側環状部41及び内側環状部42とで囲んで形成される孔である複数のカフサスロット44を有する。ステータカフサ40は、後述するセグメントコイル30(図4)を構成する導体セグメント31(図5)の曲げ成形作業の補助のために用いられる。図7では2つのステータカフサ40のうち、一方のステータカフサ40のみを示しているが、2つのステータカフサ40は互いに同様の形状を有する。
The two
3相の連結コイル体20u,20v,20wのうち、まずU相連結コイル体20uを説明する。図3、図4に示すように、U相連結コイル体20uは、動力線側の第1U相コイル要素21uと、中性点側の第2U相コイル要素22uとで形成される。後述のように各U相コイル要素21u、22uは、それぞれ複数のセグメントコイル30(図4)を円環状に連結することにより互いにほぼ同じ形状に形成される。第1U相コイル要素21uの一端部に設けられたU相引き出し線23uは、電源側の図示しないU相動力線に接続される。第1U相コイル要素21uの他端は、後述する渡り線38(図11)を介して第2U相コイル要素22uの一端に接続される。渡り線38は後述の導体セグメント31(図5)の一部によって形成される。第2U相コイル要素22uの他端は、ステータコイル20の中性点としての図示しない中性点バスバーに接続される。各U相コイル要素21u,22uを構成する1つの要素コイルが、1つのセグメントコイル30に対応する。各セグメントコイル30は、後述の導体セグメント31(図5)を径方向に複数個並べて接続することにより形成される。
Of the three-phase
図3、図4に示すように、第1U相コイル要素21uは、C1,C2・・・C8の符号を付した複数のセグメントコイル30を有する。第2U相コイル要素22uは、C9,C10・・・C16の符号を付した複数のセグメントコイル30を有する。複数のセグメントコイル30において、C1,C2・・・C16は、動力線の接続側から中性点の接続側に向かって順に配置される。各U相コイル要素21u,22uにおいて、複数のセグメントコイル30は、ステータコア12の周方向複数位置に配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
各セグメントコイル30は、複数のU字形の導体セグメント31(図5)の一端部または他端部において、ステータコア12の軸方向他端(図3の上端)よりも外側に突出する部分が曲げられて、曲げられた部分の端部を互いに溶接で接合することにより形成される。各セグメントコイル30は、ステータコア12において複数のスロット15を挟んで周方向に離れた2つのスロット15に一部が挿入される状態で、複数のステータティース14の周囲に巻回される。
Each
各セグメントコイル30の形成作業では、まず図5に示すU字形の導体セグメント31が、複数個を準備される。各導体セグメント31は、互いに平行な2つの脚部32と、各脚部32の一端を連結し、山形に形成される連結部33とを有する。各導体セグメント31は、断面矩形の平角状である導体素線34の長さ方向中間部を絶縁皮膜35で覆い、その導体素線34の両端部を絶縁皮膜35から露出させることにより形成される。
In the operation of forming each
導体セグメント31は、ステータコア12の軸方向一端側(図3の下端側)から、複数個が径方向に並んだ状態で2つのスロット15に挿入される。そして、各セグメントコイル30を形成する各導体セグメント31の脚部32でステータコア12の軸方向他端面(図3の上端面)よりも外側に突出した部分が互いに近づく方向に、軸方向に対し傾斜するように曲げ形成される。
The
導体セグメント31の曲げ形成された部分の先端部は、軸方向外側に向いて延びるようにさらに曲げ形成される。そして、複数の導体セグメント31において、径方向に隣り合う同じ相の導体セグメント31の軸方向に延びる先端部が、TIG溶接などの溶接で接合されて接続される。これによって、複数の導体セグメント31は、ステータコア12の軸方向他端よりも外側に突出する部分が曲げられて互いに連結される。ステータカフサ40は、後述のように導体セグメント31の脚部32を曲げ形成する場合に用いられる。
The tip of the bent portion of the
図4に示すように、第1U相コイル要素21uは、複数のセグメントコイル30の端部を連結することにより円環状に形成される。図4において、周方向に隣り合うセグメントコイル30は、電流方向に対し巻き方向が互いに逆になる。第2U相コイル要素22u(図3)も第1U相コイル要素21uと同様に、複数のセグメントコイル30の端部を連結することにより円環状に形成される。各U相コイル要素21u,22uは、それぞれのセグメントコイル30の脚部32が1つのスロット15分だけ周方向一方側にずれて複数のスロット15に挿入される。
As shown in FIG. 4, the first
図3、図4において、C8で示され、第1U相コイル要素21uの周方向他端に配置されるセグメントコイル30と、C9で示され、第2U相コイル要素22uの周方向一端に配置されるセグメントコイル30とが渡り線38を介して溶接で連結される。これによって、U相連結コイル体20uが形成される。C1で示され、第1U相コイル要素21uの周方向一端に配置されるセグメントコイル30の径方向外側の脚部32によって、U相引き出し線23uが形成される。
3 and 4, a
V相連結コイル体20v及びW相連結コイル体20w(図2)もU相連結コイル体20uと同様に構成される。V相連結コイル体20v及びW相連結コイル体20wの周方向一端に配置されるセグメントコイル30にも、U相連結コイル体20uの場合と同様に、V相引き出し線23v及びW相引き出し線23wがそれぞれ形成される。V相引き出し線23v及びW相引き出し線23wは、図示しないV相動力線及びW相動力線にそれぞれ接続される。
The V-phase
このようなV相連結コイル体20vは、U相連結コイル体20uに対して2つのスロット15分だけ周方向一方側にずれて、複数のステータティース14に巻回されるように配置される。W相連結コイル体20wは、V相連結コイル体20vに対してさらに2つのスロット15分だけ周方向一方側にずれて、複数のステータティース14に巻回されるように配置される。
Such a V-phase
このような複数相の連結コイル体20u,20v,20wは、図示しない中性点バスバーで連結されてステータコイル20を形成する。ステータコイル20は、ステータコア12の軸方向両端から外側に突出する2つのコイルエンド36,37を含む。
Such multiple-phase connecting
また、ステータコイル20の周方向一部とステータコア12との間には、リード線71が配置されて固定される。リード線71は、U字形に曲げられたU字形部72を有し、温度センサ70(図2)に接続される。温度センサ70は、例えばサーミスタにより構成される。リード線71は、温度センサ70に接続される2つの電線を1本にまとめて一体化して形成される。さらに、温度センサ70は、図示しない中性点バスバーで挟んで固定される。温度センサ70の検出部は、中性点バスバーに接触してステータコイル20の温度を検出する。温度センサ70の検出信号はリード線71を介して図示しない制御装置に伝送される。ステータコイル20及びリード線71は、ステータカフサ40とともに、ステータコア12にワニスによって固定される。
A
次に、図1、図6〜図12を用いてステータ10の製造方法を説明する。まずステータコア12の軸方向両端面に2つのステータカフサ40を配置した状態で、複数のU字形の導体セグメント31を用意する。そして図1のS10の導体セグメント挿入ステップとして、図6に示すように複数の導体セグメント31における直線状の脚部32を、ステータコア12の軸方向一端側(図6の下端側)からスロット15に挿入し、ステータコア12の軸方向他端面(図6の上端面)から突出させる。この挿入時に各スロット15では複数の脚部32を径方向(図6の表裏方向)に並べる。そして各脚部32の先端寄り部分を、先端側突出部32aとして、ステータコア12の軸方向他端側(図6の上端側)のステータカフサ40において、カフサスロット44の外側開口端から突出させる。
Next, a method for manufacturing the
なお、ステータコア12の軸方向他端側のステータカフサ40は、導体セグメント挿入ステップの後にステータコア12の軸方向他端面に配置してもよい。また、図6、図10、図11に斜格子で示す脚部32は、渡り線38(図9)形成用の脚部である。渡り線形成用の脚部32は、セグメントコイル30形成用の標準の脚部32よりも、先端側突出部32aの長さが短い。この理由は、後述するように標準の脚部32がセグメントコイル30を形成するために後述の図11に示すように3スロット分周方向に曲げ形成する必要があるのに対し、渡り線形成用の脚部32は2スロット分周方向に曲げ形成すればよいためである。導体セグメント挿入ステップ後の状態では、図7に示すようにカフサスロット44の外側開口端から各脚部32の先端側突出部32aがステータコア12の軸方向に突出する。
The
図7に示すように、ステータコア12の周方向一部のスロット15において、渡り線形成用の脚部32が配置されるスロット15では、渡り線形成用の脚部32の外径側に砂地Bで示すように隙間が形成される。
As shown in FIG. 7, in the
次に、図1のS11の脚部径方向拡張ステップを行う。脚部径方向拡張ステップでは、各スロット15内で内径側から外径側に向かって2つずつ隣り合う複数組の脚部32の先端側突出部32aを考えて、径方向に隣り合う各組の間に隙間が形成されるように先端側突出部32aの一部を外径側に曲げ形成する。これによって、複数の先端側突出部32aの径方向全幅が拡張する。このため、図8に示すように、各組間に斜格子で示す径方向の隙間が形成される。このように隙間が形成されることで、後述の図11で示すようにセグメントコイル30が形成される場合にセグメントコイル30の1巻きをターン部として、各ターン部の径方向の間に絶縁距離を容易に確保できる。
Next, the leg radial expansion step of S11 in FIG. 1 is performed. In the leg radial expansion step, each pair adjacent in the radial direction is considered in consideration of the tip-
次に、図1のS12のリード線配置ステップとして、図8に示すように、複数の先端側突出部32aの周方向一部の先端側突出部32aで、ステータカフサ40の近傍部分をリード線71のU字形部72で跨ぐ。そして、ステータコア12上にU字形部72の両側の直線部72bを配置する。この直線部72bの配置状態で、U字形部72の折り返し部72aは、ステータコア12の内周付近に配置される。U字形部72は脚部32に接触させて引っ掛けるようにしてもよいが、U字形部72は脚部32との間に隙間をあけてステータコア12上に配置してもよい。
Next, as a lead wire arranging step of S12 in FIG. 1, as shown in FIG. 8, a
そして、図1のS13の引き出し線曲げステップとして、図2から図4で示すように、各相の引き出し線23u、23v、23w形成用の脚部32で、ステータカフサ40のカフサスロット44の外側開口端から突出した部分を外径側に略直角に曲げ形成する。そして、この脚部32の端部をステータ10の軸方向外側に向いて延びるように略直角に曲げ形成する(S13)。
Then, as shown in FIGS. 2 to 4, as the lead wire bending step of S <b> 13 in FIG. 1, the outer opening end of the
次に図1のS14の渡り線予備成形ステップを行う。まず、渡り線38(図9)を説明する。図9は、本実施形態において、渡り線形成用の脚部32の周方向長さd2が他の標準の脚部32の周方向長さd3よりも小さくなることを示している周方向一部のセグメントコイル30の模式図である。
Next, the crossover preforming step of S14 in FIG. 1 is performed. First, the crossover line 38 (FIG. 9) will be described. FIG. 9 is a partial circumferential view showing that the circumferential length d2 of the crossover-forming
図3、図4、図9を参照して、U相で代表して説明すると、U相連結コイル体20uは、環状に形成される2つのコイル要素21u、22uを、渡り線38を介して接続することにより形成される。具体的には、第1U相コイル要素21uの周方向他端に位置するC8のセグメントコイル30は、渡り線38を介して第2U相コイル要素22uの周方向一端に位置するC9のセグメントコイル30に接続される。C1,C8の各セグメントコイル30の両側の脚部32は、6スロット分離れた2つのスロット15(図6)にそれぞれ挿入される。
Referring to FIGS. 3, 4, and 9, the U-phase
第1U相コイル要素21uの周方向両端に位置するC1,C8のセグメントコイル30の対向する側の複数の脚部32は共通のスロット15に、径方向に交互に挿入される。C1,C8のセグメントコイル30を形成する導体セグメント31の脚部32において、先端側突出部32aの先端部である接合用端部32bは、それぞれの周方向中央位置に、両端から3スロット分離れて配置される。接合用端部32bでは、図5に示したように絶縁皮膜35から導体素線34が露出する。
The plurality of
一方、C9のセグメントコイル30は、C1のセグメントコイル30に対して1スロット15分周方向一方(図9の右方)にずれて配置される。渡り線38は、C9のセグメントコイル30を形成する導体セグメント31の周方向一端(図9の右端)の脚部32において、先端側突出部32aをC8のセグメントコイル30側に曲げ形成して形成される。渡り線38は、C9のセグメントコイル30の先端側突出部32aの接合用端部32bに溶接で接合されて、C8,C9のセグメントコイル30を連結する。これによって、渡り線38の周方向長さは2スロット分となる。このため、渡り線38の周方向長さd2は、標準の脚部32の先端側突出部32aの周方向長さd3よりも短い。したがって、図11で示すように斜格子で示す渡り線形成用の脚部32において先端側突出部32aの中間部を軸方向に対し略直角に曲げ形成しても、軸方向に対し傾斜した別の脚部32に干渉しない。
On the other hand, the
S14の渡り線予備成形ステップでは、図10の上側に配置された図示しない渡り線用回転治具の孔に、渡り線38形成用の脚部32の接合用端部32bが挿入された状態で、渡り線用回転治具を一方向(図10の矢印P方向)に1スロット15分回転させる。これによって、渡り線38形成用の脚部32の先端側突出部32aは周方向に捻られて曲げ形成される。なお、図10では脚部32のうち、最も径方向外端の脚部32を実線で示し、最も径方向外端の脚部32よりも内径側にずれた脚部32を二点鎖線で示している。
In the crossover preforming step of S14, in a state where the joining
次に、図1のS15の曲げ形成ステップを行う。曲げ形成ステップでは、ステータコア12上にリード線71のU字形部72の両側部分が配置された状態で、渡り線形成用の脚部32を含めて各脚部32の先端側突出部32aを周方向に曲げ形成する。これによって、図11、図12に示すように、各脚部32の曲げ形成された部分の一部が、U字形部72の両側部分に対しステータ10の軸方向外側に対向する。これによって、脚部32とステータコア12との間でリード線71を挟んで固定することが可能となる。なお、リード線71が脚部32に接触せず離れている構成としてもよい。
Next, the bend forming step of S15 in FIG. 1 is performed. In the bend forming step, with the both side portions of the
また、曲げ形成ステップでは、カフサティース43の上面で周方向両端部の断面円弧形の曲面部に導体セグメント31の脚部32の先端側突出部32aが接触して曲げ形成される。曲げ形成ステップでは、図10、図11の上側に配置された図示しない回転治具によって、各先端側突出部32aが周方向一方または周方向他方にそれぞれ3スロット分ずつ捻られて曲げ形成される。回転治具は、各先端側突出部32aを周方向一方側に捻る第1回転要素と、各先端側突出部32aを周方向他方側に捻る第2回転要素とを有し、2つの回転要素が同じ中心軸を有するように回転可能に配置される。各先端側突出部32aの接合用端部32bが各回転要素の孔に挿入された状態で、各回転要素が回転することで各先端側突出部32aは捻り成形される。
Further, in the bending formation step, the tip
これによって、接合用端部32bが軸方向に伸びた状態で、各先端側突出部32aの接合用端部32bよりもステータコア12側部分が軸方向に対し傾斜するように周方向に曲げ形成される。曲げ形成ステップでは、複数の先端側突出部32aのうち、径方向最外端の先端側突出部32aは、他方向(図11の矢印Q1方向)に3スロット分曲げられる。また、図10で示した渡り線予備成形ステップによって渡り線形成用の脚部32は予め一方向(図10の矢印P方向)に曲げられているので、結局、曲げ形成ステップ後に図11に矢印Q2で示すように他方向に2スロット分曲げられる。例えばステータの中心軸回りの角度について、6スロット分が45°である場合に3スロット分は22.5°であり、2スロット分が15°である。そして、図11に示すように渡り線形成用の脚部32の先端側突出部32aにおいて、接合用端部32bとステータカフサ40の近傍部との間が軸方向に対し略直角になるように急激に曲げられる。このため、渡り線38形成用の脚部32の先端側突出部32aでは、ステータカフサ40近傍の周方向両側に比較的大きい空間T1、T2が形成される。
Thus, in a state where the joining
そして、溶接ステップとして、2つを1組として径方向に隣り合う接合用端部32bをTIG溶接などの溶接によって接合することで、複数のセグメントコイル30を含むステータコイル20を形成する(S16)。
And as a welding step, the
最後にワニス固定ステップとして、ステータコイル20にワニスを含浸させてステータコイル20とステータカフサ40とリード線71のU字形部72とをステータコア12にワニスで固定する(S17)。ワニス固定ステップでは、ステータコア12の軸方向を上下方向に一致させ、2つのコイルエンド36,37の一方のコイルエンド36を上側に配置する。そしてこの状態で、上方からワニスを滴下させる。ワニスの滴下によって、ステータコイル20の軸方向一方側にワニスが含浸される。その後、ステータコア12の上下を反転させて、他方のコイルエンド37を上側に配置した状態で上方からワニスを同様に滴下させる。これによって、ステータコイル20の軸方向他方側にワニスが含浸される。
Finally, as a varnish fixing step, the
そして、図示しない保温装置でステータコイル20を保温することによりワニスを硬化させる。これによって、ステータコア12に、ステータコイル20とステータカフサ40とリード線71のU字形部72とがワニスによって固定されて、ステータ10が形成される。
Then, the varnish is cured by keeping the
上記のステータ10の製造方法によれば、リード線71のU字形部72がステータコア12とステータコイル20との間に配置される。このため、セグメントコイル30を有するステータ10において、リード線71固定用の追加部品を生じることなく、リード線71の振動を抑制する構造を実現できる。しかもU字形部72がワニスによってステータコア12に固定されるのでリード線71の振動をさらに抑制できる。したがって、追加部品がない分、重量及び製造コストの低減を図れる。また、追加部品の開発に要する費用を省略できる。なお、ワニス固定ステップは省略してもよい。ワニスによりリード線を固定しない場合でも、U字形部72の動きがステータコア12とステータコイル20とで制限されるので、リード線71の振動を抑制できる。また、ステータカフサ40を省略して、脚部32の曲げ形成時に曲げ形成用の治具としてカフサが用いられてもよい。
According to the method for manufacturing the
また、導体セグメント31の脚部32にU字形部72を引っ掛けるように配置した場合も、リード線71の振動をさらに抑制できる。なお、図1に示したリード線配置ステップ(S12)は、脚部32の径方向拡張ステップ(S11)の後に行っている。径方向拡張ステップでは、脚部32を周方向に曲げ形成しないので、径方向拡張ステップの後にリード線配置ステップを行っても不都合は生じない。勿論、リード線配置ステップは、径方向拡張ステップの前に行ってもよい。
In addition, when the
一方、図1に示したS15の曲げ形成ステップを行った後、ステータコア12とステータコイル20との間にリード線71を配置するステップを行う比較例も考えられる。しかしながらこの比較例ではステータコア12上にリード線71を配置する場合にステータコイル20を構成する導体セグメント31の脚部32を押し広げながらリード線71を押し入れる必要があり、導体セグメント31に過度に大きい応力が発生する可能性がある。本実施形態ではこのような不要な大きい応力の発生を防止できる。
On the other hand, a comparative example is also conceivable in which the step of placing the
図13は、本実施形態の別例において、リード線配置ステップにおける図8に対応する図である。図14は、本例において、曲げ形成ステップ後における図12に対応する図である。 FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 8 in the lead wire placement step in another example of the present embodiment. FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 12 after the bending step in this example.
本例の製造方法では、図1に示したリード線配置ステップ(S12)において、図13に示すように周方向一部の先端側突出部32aにおいて、径方向最外端から2番目と3番目との先端側突出部32aの間の隙間にリード線71の折り返し部72aを挿入する。そして、ステータカフサ40上にU字形部72の両側部分を配置する。
In the manufacturing method of this example, in the lead wire arranging step (S12) shown in FIG. 1, the
これによって、図1に示した曲げ形成ステップ(S15)後の状態では、図14に示すように、U字形部72がステータコイル20とステータコア12との間に配置される。
Thus, in the state after the bending step (S15) shown in FIG. 1, the
本例の構成によれば、図1から図12の構成の場合に比べてリード線71を短くできる。また、U字形部72の折り返し部72aがステータコア12の内周付近に配置されない。このため、ステータ10の内径側に配置される図示しないロータとリード線71との干渉が防止される構成をより容易に実現できる。その他の構成及び作用は、図1から図12の構成と同様である。
According to the configuration of this example, the
また、別例の製造方法の第2例として、図1にS12で示したリード線配置ステップを、図1に(α)で示すように、S14の渡り線予備成形ステップとS15の曲げ形成ステップとの間で行ってもよい。リード線配置ステップでは、図10に破線βで示すように、渡り線38(図11)形成用の脚部32と内径側に隣り合う脚部32との間の隙間にリード線71の折り返し部72aを挿入しながら、ステータカフサ40上にU字形部72を配置する。折り返し部72a挿入用の隙間は、図8にCで示す斜格子部に相当する。渡り線予備成形後では、渡り線38形成用の脚部32の先端側突出部32aが、図10の矢印P方向に曲げられていても、その周方向両側には比較的大きい空間が形成される。このため、この先端側突出部32aの周囲にU字形部72を容易に配置できる。
As a second example of another manufacturing method, the lead wire placement step shown in S12 in FIG. 1 is replaced with the crossover preforming step in S14 and the bending step in S15 as shown by (α) in FIG. You may go between. In the lead wire arranging step, as shown by a broken line β in FIG. 10, the folded portion of the
そして図1にS15で示した曲げ形成ステップを行うことにより、図11に破線βで示す位置のU字形部72において、両側部分の軸方向外側にステータコイル20の一部を配置する。図1から図12の構成で説明したように、渡り線38形成用の先端側突出部32aにおいて、ステータカフサ40近傍の周方向両側には比較的大きい空間T1,T2(図1)が形成される。このため、ステータコア12とステータコイル20との間にU字形部72を容易に配置できる。その他の構成及び作用は、図1から図12の構成と同様である。
1 is performed, a part of the
なお、本例の構成において、リード線配置ステップは、図1にS14で示した渡り線予備成形ステップの前に行ってもよい。これによって、図8に破線γで示す位置にU字形部72を配置できる。
In the configuration of this example, the lead wire placement step may be performed before the crossover wire preforming step indicated by S14 in FIG. Thereby, the
10 リード線付回転電機ステータ(ステータ)、12 ステータコア、13 ヨーク、14 ステータティース、15 スロット、20 ステータコイル、20u U相連結コイル体、20v V相連結コイル体、20w W相連結コイル体、21u 第1U相コイル要素、22u 第2U相コイル要素、23u U相引き出し線、23v V相引き出し線、23w W相引き出し線、24 径方向部、25 軸方向部、30 セグメントコイル、31 導体セグメント、32 脚部、32a 先端側突出部、32b 接合用端部、33 連結部、34 導体素線、35 絶縁皮膜、36,37 コイルエンド、38 渡り線、40 ステータカフサ、41 外側環状部、42 内側環状部、43 カフサティース、44 カフサスロット、70 温度センサ、71 リード線、72 U字形部、72a 折り返し部、72b 直線部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ステータコイルと前記ステータコアとの間に配置されるU字形部を有するリード線とを備えるリード線付回転電機ステータの製造方法であって、
前記複数の導体セグメントにおける直線状の脚部を、前記ステータコアの軸方向一端側から前記スロットに挿入し、前記ステータコアの軸方向他端面から突出させる挿入ステップと、
前記ステータコアの軸方向他端面から突出した複数の前記脚部のうち、一部の前記脚部を前記U字形部で跨いで、前記ステータコア上に前記U字形部の両側部分を配置するリード線配置ステップと、
前記ステータコア上に前記U字形部の両側部分が配置された状態で、前記各脚部において前記ステータコアの軸方向他端面から突出した部分を周方向に曲げ形成することで、前記U字形部の両側部分に対して前記ステータの軸方向外側に前記各脚部の曲げ形成された部分の一部を対向させる曲げ形成ステップとを有する、リード線付回転電機ステータの製造方法。 A plurality of teeth projecting radially from the inner peripheral surface of the annular yoke, a stator core having a plurality of slots formed between the adjacent teeth, and a plurality of segments wound around the plurality of teeth. A stator coil including a coil, wherein the segment coil is formed by connecting a plurality of conductor segments;
A method of manufacturing a rotating electrical machine stator with a lead wire comprising a lead wire having a U-shaped portion disposed between the stator coil and the stator core,
An insertion step of inserting straight leg portions in the plurality of conductor segments into the slot from one axial end side of the stator core and projecting from the other axial end surface of the stator core;
A lead wire arrangement in which a part of the leg portions of the plurality of leg portions protruding from the other axial end surface of the stator core is straddled by the U-shaped portion, and both side portions of the U-shaped portion are arranged on the stator core. Steps,
In a state where both side portions of the U-shaped portion are disposed on the stator core, each leg portion is formed by bending a portion protruding from the other axial end surface of the stator core in the circumferential direction. And a bending step of making a part of the bent portion of each leg portion face the outside of the stator in the axial direction of the stator.
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JP2021150992A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 本田技研工業株式会社 | Stator unit of rotary electric machine and manufacturing method of the same |
WO2022118508A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 日立Astemo株式会社 | Dynamo electric machine stator, and method for manufacturing dynamo electric machine stator |
EP4084305A4 (en) * | 2020-01-22 | 2023-08-09 | Odawara Engineering Co., Ltd. | Coil segment twist method, twist jig, and twist device |
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2014
- 2014-09-02 JP JP2014178050A patent/JP2016052234A/en active Pending
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