JP2017085795A - ステータ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続線の斜行部分のステータコアの上面からの高さを低減した場合であってもステータにおけるセグメントコイルの動力線の折り曲げ引き出しを精度良く行うことができるステータ製造方法を提供する。
【解決手段】ステータ製造方法は、動力線３１Ｘにおけるステータコア２０の外周側に向けて折り曲げする箇所に対応して曲げＲ部が形成され曲げＲ部からステータコア２０の外周まで延出する延出部５３を有するカフサ５０を、延出部５３が動力線３１Ｘの折り曲げ箇所に対応する位置に来るようにステータコア２０の上面に組み付けする工程と、カフサ５０をステータコア２０の上面に組み付けした後、延出部５３に沿ってステータコア２０の外周側に動力線３１Ｘを折り曲げする工程と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステータ製造方法に関する。

近年、ハイブリット車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）などに用いられるモータにおいて小型化の要求が高まっていることから、これらのモータに用いるステータの体格を低減するための様々な技術が検討されている。特許文献１には、ステータにおけるセグメントコイルを構成する複数のセグメント（導体）に平角線を用いて導体占有率を低減することによりステータの体格を低減する技術が記載されている。特許文献１に記載のセグメントコイルでは、ステータコアから突出したセグメントは、接続線として、先端部が捻り加工された後に溶接される。また、セグメントのうちの一部は、接続線ではなく動力線として、先端部がステータコアの外周側に折り曲げ引き出しされる。

特開２０１３−１７２５７５号公報

特許文献１に記載のセグメントコイルにおいて、捻り加工された接続線は、ステータコアの上面に対し斜行する斜行部分（接続線の斜光部分）を有している。接続線の斜行部分の、ステータコアの上面からの高さを低減すると、ステータの軸方向の体格をさらに低減することができる。しかしながら、接続線の斜行部分の、ステータコアの上面からの高さを低減すると、接続線が動力線と干渉するおそれがある。このような干渉を避けるためには、動力線における折り曲げ引き出しによってステータコアの上面と略平行になる平行部分（動力線の平行部分）の、ステータコアの上面からの高さも低減する必要がある。

動力線の平行部分の、ステータコアの上面からの高さを低減する場合、動力線を折り曲げ引き出しする際に、動力線とステータコアとの間に曲げ台を挿入することができない。しかしながら、曲げ台を用いずに動力線の折り曲げ引き出し加工を行うと、動力線における折り曲げ加工の精度が悪化して動力線の平行部分（平行であるべき部分）がステータコアの上面に近づく方向に屈曲する。これにより、動力線がステータコアの上面に接触するなどして、セグメントコイルとステータコアとの絶縁性が保てなくなるおそれがある。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、接続線の斜行部分のステータコアの上面からの高さを低減した場合であってもステータにおけるセグメントコイルの動力線の折り曲げ引き出しを精度良く行うことができるステータ製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、平角導体で形成された複数のセグメントをステータコアのスロット内に挿入し、複数の前記セグメントのうちの一部を動力線として前記ステータコアの外周側に折り曲げ引き出しするステータ製造方法であって、前記動力線における前記ステータコアの外周側に向けて折り曲げする箇所に対応して曲げＲ部が形成され前記曲げＲ部から前記ステータコアの外周まで延出する延出部を有するカフサを、前記延出部が前記動力線の折り曲げ箇所に対応する位置に来るように前記ステータコアの上面に組み付けする工程と、前記カフサを前記ステータコアの上面に組み付けした後、前記延出部に沿って前記ステータコアの外周側に前記動力線を折り曲げする工程と、を備えるものである。

本発明によれば、接続線の斜行部分のステータコアの上面からの高さを低減した場合であってもステータにおけるセグメントコイルの動力線の折り曲げ引き出しを精度良く行うことができる。

本実施の形態にかかるステータの概略構成を示す平面図である。 本実施の形態にかかるステータに用いるセグメントの概略構成を示す平面図である。 図１の破線Ａで囲った部分を示す拡大斜視図である。 本実施の形態にかかるステータに用いるカフサの概略構成を示す斜視図である。 図４の破線Ｂで囲った部分を示す拡大斜視図である。 本実施の形態にかかるステータの製造方法の流れの概略を示すフローチャートである。 既存機のカフサをステータコアの上面に組み付けした場合に、動力線の折り曲げ引き出しにおいて生じる不具合を説明する図である。 既存機のカフサをステータコアの上面に組み付けした場合に、動力線の折り曲げ引き出しにおいて生じる不具合を説明する図である。 既存機のカフサをステータコアの上面に組み付けした場合に、動力線の折り曲げ引き出しにおいて生じる不具合を説明する図である。 本実施の形態にかかるステータに用いる、延出部が設けられたカフサをステータコアの上面に組み付けして動力線をステータコアの外周側に折り曲げ引き出ししたときの状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、ステータ１０の概略構成を示す平面図である。ステータ１０は、ステータコア２０とセグメントコイル３０を有する。ステータコア２０は、略円筒状の電磁鋼板がステータ１０の軸方向（図１において、紙面に垂直な方向）に積層され、内周側に突出するティース２１と、隣り合うティース２１間のスロット２２と、が設けられている。ティース２１及びスロット２２の数は、いずれも４８個である。また、スロット２２には、後述するセグメント３１が納められている。セグメントコイル３０は、複数のセグメント３１により構成される。ステータコア２０の外周側には、ケース等を取り付けするためのリブ２３とボルト穴２３ａが設けられている。スロット２２には、セグメントコイル３０とステータコア２０とを絶縁するために、絶縁性を有するインシュレータが挿入されている。

図２は、セグメント３１の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、セグメント３１は、エッジワイズ曲げ加工によって平角導体Ｄを略Ｕ字状に形成したものである。セグメント３１は、ステータコア２０のスロット２２（図１参照）に挿入されるスロット内導線部３１ｂと、ステータ１０のリード側にステータコア２０の端面より突出するリード先端部３１ａと、反リード部分３１ｃと、を有する。反リード部分３１ｃには、クランク状のクランク部３１ｅが形成されている。複数のセグメント３１は、整列機によって円環状に配置され円環状アシーを構成する。セグメント３１は、この円環状アシーの状態でステータコア２０のスロット２２に挿入される。

図３は、図１の破線Ａで囲った部分を示す拡大斜視図である。図３に示すように、ステータコア２０のスロット２２に挿入されステータコア２０から突出したセグメント３１は、接続線３１Ｙとして、リード先端部３１ａ（図２参照）が捻り加工された後に溶接される。また、ステータコア２０のスロット２２に挿入された複数のセグメント３１のうちの３本については、接続線３１Ｙではなく動力線３１Ｘとして、リード先端部３１ａ（図２参照）がステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出しされている。なお、図３において、接続線３１Ｙにうち動力線３１Ｘの隣にあるものを、便宜上、接続線３１Ｙａとする。図３の破線Ｃで囲った箇所において、動力線３１Ｘと接続線３１Ｙａとの距離が最も近い。ステータコア２０の上面には、ステータコア２０とセグメントコイル３０との間の隙間を埋めてセグメントコイル３０の浮きを防ぐなどするためのカフサ５０が組み付けられている。カフサ５０は、例えば、樹脂で形成される。

図４は、カフサ５０の概略構成を示す斜視図である。図１及び図４に示すように、カフサ５０は、中央部分にステータコア２０と対応する穴５１が空いた円環状の偏平薄板であり、さらに、ステータコア２０のスロット２２に対応するように複数のカフサスロット５２が穿設されている。ステータコア２０の各スロット２２は内周側に向けて障害物無く完全に開口しているが、強度や成形精度を保つため、カフサ５０の各カフサスロット５２は内周側に梁状に内側リブ５４が渡されている。また、カフサ５０の外周部５５には、動力線３１Ｘに対応する位置（図１及び図３参照）に３箇所の延出部５３が設けられている。

図５は、図４の破線Ｂで囲った部分を示す拡大斜視図である。図５に示すように、カフサ５０の延出部５３には、カフサ５０の外周部５５付近に、動力線３１Ｘにおけるステータコア２０の外周側に向けて折り曲げする箇所に対応して曲げＲ部５３ａが形成されている。カフサ５０の延出部５３は、曲げＲ部５３ａからステータコア２０の外周２０ａまで半径方向に延出する。

図６は、ステータ１０の製造方法（組み立て加工工程）の流れの概略を示すフローチャートである。なお、以下の説明では図１、図２及び図３についても適宜参照する。図６に示すように、まず、ステップＳ１では、ボビンから平角導体Ｄを巻き出して癖取りを行い、必要な長さに切り出す（平角導体の直線化及び切り出し工程）。次に、ステップＳ２では、エッジワイズ曲げ加工により平角導体Ｄを略Ｕ字型にし、型を用いてクランク部３１ｅを形成することでセグメント３１を作製する（セグメント形成工程）。

ステップＳ２に続き、ステップＳ３では、セグメント３１の第１側スロット内導線部３１ｂＡ又は第２側スロット内導線部３１ｂＢが、ステータコア２０のスロット２２に１０本収まるように、セグメント３１のクランク部３１ｅを組み合わせて円筒状に配置してセグメントコイル３０を形成する（セグメント整列工程）。次に、ステップＳ４では、ステータコア２０の各スロット２２にインシュレータの挿入を行う（インシュレータ挿入工程）。

ステップＳ４に続き、ステップＳ５では、延出部５３が動力線３１Ｘの折り曲げ箇所に対応する位置に来るようにステータコア２０の上面にカフサ５０を組み付け、複数のセグメント３１を円環状に配置して構成した円環状アシーをステータコア２０に対して近接させ、リード先端部３１ａをインシュレータが配置されたスロット２２に挿入する（セグメントコイル挿入工程）。この工程を経て各スロット２２には、スロット内導線部３１ｂが１０本挿入された状態となる。続いて、ステップＳ６では、セグメント３１のスロット内導線部３１ｂが１０本挿入された状態のスロット２２に、ウェッジ紙を挿入する（ウェッジ挿入工程）。ウェッジ紙は、スロット２２内の隙間を無くすスペーサーとしての役割を果たす。

ステップＳ６に続き、ステップＳ７では、ステータコア２０のコイルエンドから突出した円環状アシー３２のリード先端部３１ａの一部を動力線３１Ｘとしてステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出し、さらに、動力線３１Ｘの隣にある接続線３１Ｙを捻る。（捻り前形成工程）。続いて、ステップＳ８では、ステータコア２０に挿入されたセグメントコイル３０のリード先端部３１ａをステータコア２０の径方向に捻り、隣り合うコイル同士で接続するような形状に変形させる（捻り形成工程）。リード先端部３１ａの捻り方向は、径方向に隣り合うリード先端部３１ａ同士が異なる方向に捻られる。

ステップＳ８に続き、ステップＳ９では、隣り合うリード先端部３１ａ同士を溶接する（Ｔｉｇ溶接工程）。続いて、ステップＳ１０では、粉体塗装にて樹脂を用いて溶接部３１ｆに絶縁被覆を施す（コイルエンド部絶縁処理工程）。

ここで、図６のステップＳ５において、仮にステータコア２０の上面に延出部５３が設けられていない既存機のカフサ１５０を組み付けした場合に、図６のステップＳ７において動力線３１Ｘをステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出しする際に生じる不具合について以下で説明する。
図７、図８及び図９は、既存機のカフサ１５０を組み付けした場合に、動力線３１Ｘの折り曲げ引き出しにおいて生じる不具合を説明する図である。図７は、ステータコア２０の上面と動力線３１Ｘとの間に、角部に曲げＲを有する曲げ台２０１を挿入することができる場合を示す図である。この場合、曲げＲを有する折り曲げ治具２００によって動力線３１Ｘを曲げ台２０１に押し付けすることで、動力線３１Ｘを精度よく折り曲げ引き出しすることができる。

ステータ１０の軸方向の体格を低減するためには、接続線３１Ｙにおけるステータコア２０の上面に対し斜行する部分（以下、「接続線３１Ｙの斜行部分」という）の、ステータコア２０の上面からの高さをできるだけ低減する必要がある。しかし、接続線３１Ｙの斜行部分の、ステータコア２０の上面からの高さを低減すると、動力線３１Ｘの隣にある接続線３１Ｙａの斜行部分と動力線３１Ｘとが、図３における破線Ｃで囲った部分において干渉するおそれがある。動力線３１Ｘの隣にある接続線３１Ｙａの斜行部分と動力線３１Ｘとの干渉を避けるためには、動力線３１Ｘにおけるステータコア２０の上面と略平行になる部分（以下、「動力線３１Ｘの平行部分」という）の、ステータコア２０の上面からの高さｈも低減する必要がある。しかし、図８に示すように、動力線３１Ｘの平行部分の、ステータコア２０の上面からの高さｈが曲げ台２０１の高さＨよりも短くなる（ｈ＜Ｈ）と、動力線３１Ｘとステータコア２０との間に曲げ台２０１を挿入できない。例えば、動力線３１Ｘの隣にある接続線３１Ｙの斜行部分のステータコア２０の上面からの高さを４ｍｍ低減すると、動力線３１Ｘとステータコア２０との間に曲げ台２０１を挿入できなくなる。

図９に示すように、曲げ台２０１を用いずに折り曲げ治具２００を動力線３１Ｘに押し付けすると、カフサの外周部１５５とステータコア２０の上面との段差により動力線３１Ｘの平行部分（平行であるべき部分）が屈曲する。これにより、動力線３１Ｘの屈曲した箇所（図９の破線Ｅで囲った箇所）とステータコア２０の上面との距離が絶縁距離よりも短くなるおそれがある。

本発明では、上述したように、図６のステップＳ５において、動力線３１Ｘをステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出しステータコア２０の上面に延出部５３が設けられたカフサ５０を組み付けする。図１０は、図６のステップＳ７において、延出部５３が設けられたカフサ５０をステータコア２０の上面に組み付けして動力線３１Ｘをステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出ししたときの状態を示す図である。上述したように、カフサ５０の延出部５３には、カフサ５０の外周部５５付近に、動力線３１Ｘにおけるステータコア２０の外周側に向けて折り曲げする箇所に対応して曲げＲ部５３ａが形成されている。図１０に示すように、折り曲げ治具２００によって、動力線３１Ｘを曲げＲ部５３ａを有する延出部５３に押し付けすることで、動力線３１Ｘは延出部５３に沿って精度よく折り曲げ引き出しされる。これにより、動力線３１Ｘは、平行部分が屈曲することもなく、曲げ台２０１を挿入して動力線３１Ｘをステータコア２０の外周側に折り曲げ引き出ししたときと同等の加工精度となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ ステータ
２０ ステータコア
２２ スロット
３０ セグメントコイル
３１ セグメント
３１Ｘ 動力線
３１Ｙ 接続線
３１Ｙａ 動力線３１Ｘの隣にある接続線
５０ カフサ
５３ 延出部
５３ａ 曲げＲ部

Claims (1)

1. 平角導体で形成された複数のセグメントをステータコアのスロット内に挿入し、複数の前記セグメントのうちの一部を動力線として前記ステータコアの外周側に折り曲げ引き出しするステータ製造方法であって、
   前記動力線における前記ステータコアの外周側に向けて折り曲げする箇所に対応して曲げＲ部が形成され前記曲げＲ部から前記ステータコアの外周まで延出する延出部を有するカフサを、前記延出部が前記動力線の折り曲げ箇所に対応する位置に来るように前記ステータコアの上面に組み付けする工程と、
   前記カフサを前記ステータコアの上面に組み付けした後、前記延出部に沿って前記ステータコアの外周側に前記動力線を折り曲げする工程と、を備えるステータ製造方法。

Images