JP2019054693A - 固定子の製造方法、回転電機の製造方法、固定子、回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、コアの異なる各スロットにそれぞれ挿通された多数の導体セグメントの端部を一対ずつ溶融接合して接合端部を形成することにより巻線を構成する導体セグメント接合型の回転電機の製造方法において、前記接合端部は、前記導体セグメント対の端部の溶融部を前記コアの周方向一方側に付勢しつつ固化することにより、前記接合端部を周方向一方側に偏って膨設された形状に形成することを特徴とする導体セグメント接合型の回転電機の製造方法が開示されている。
本発明の第2の態様による回転電機の製造方法は、固定子を備える回転電機の製造方法であって、前記固定子は、複数のスロットが円周上に設けられる固定子鉄心と、前記複数のスロットのそれぞれに挿入されるセグメント導体と、前記複数のスロットのそれぞれにおいて前記セグメント導体同士を溶接して構成される固定子コイルとを備え、前記セグメント導体同士を溶接する順番は、前記円周上の少なくとも一か所で不連続である。
本発明の第3の態様による固定子は、上述する固定子の製造方法によって製造される。
本発明の第4の態様による回転電機は、上述する回転電機の製造方法によって製造される。
以下、図1〜図8を参照して、本発明にかかる回転電機の実施の形態を説明する。
図1は、本発明にかかる回転電機10を搭載する車両500の構成図である。車両500は、ハイブリッド自動車であり、エンジン501、回転電機10、変速機502、前輪503、後輪504、電力変換装置505、およびバッテリ506を備える。エンジン501および回転電機10が発生する動力は、変速機502により変速され、前輪503に伝達される。後輪504は、後輪504側に配置された回転電機10と後輪504が機械的に接続されて、動力が伝達される。回転電機10は、車両500の走行状態に応じて、駆動力の発生と、車両500の減速時のエネルギーを電気エネルギーとして回収する発電力の発生とを切り換える。
本実施の形態では、回転電機10の回転軸に沿った方向を「軸方向」と呼び、回転電機10の回転方向に沿った方向を「周方向」と呼ぶ。また回転電機10の回転軸を中心としたときの動径方向(半径方向)を「径方向」と呼ぶ。回転電機10の径方向内側(内径側)を「内周側」と呼び、その逆方向である径方向外側(外径側)を「外周側」と呼ぶ。
図2は回転電機10の断面図である。回転電機10は、ハウジング50と、固定子20と、回転子11とを備える。固定子20は、固定子鉄心21と、固定子コイル60とを備える。ハウジング50の内周側には、固定子20が固定される。固定子20の内周側には、回転子11が回転可能に支持される。ハウジング50は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形される。ハウジング50は、回転電機10の外被を構成する。ハウジング50は、枠体またはフレームとも称される。
図3は、固定子20の外観図である。以下では固定子20の構成を説明する。固定子鉄心21には、U相、V相、W相の三相の固定子巻線40が分布巻きで捲回される。固定子鉄心21の内周には、その中心軸に平行に延在する例えば72個のスロット21Sが、周方向に等間隔に形成される。すなわちU相、V相、W相の三相の固定子巻線40は、絶縁紙200で絶縁されつつスロット21S内に挿入される。固定子巻線40には、断面が略矩形形状の導体、たとえば銅線が使用される。固定子巻線40の断面は、たとえば短辺と長辺がそれぞれ2mmと3mmの略矩形形状であり容易には変形されない。固定子巻線40の断面が略矩形形状なので、スロット21S内の占積率が向上され、回転電機10の効率が向上する。
図4は、固定子コイル60の巻線方法を示す図である。なお前述のとおり回転電機10は三相の固定子巻線が設けられているが、図4においては、理解を容易にするために、一相の一系統のみの固定子巻線40を示し、固定子鉄心21や絶縁紙200を省略して示している。
図6は本実施の形態における溶接の順番を示す図である。図6は72個のスロット21Sを有するコイル40の平面図に相当する。図6における丸囲みの数字は溶接を実行する順番を示す。図6における丸囲みの数字の脇に記載した序数は、図示上部を1番とし時計回りにそれぞれのスロット21Sに割り当てたスロット番号である。以下ではスロット番号を固定子コイル60の円周上の位置とも呼ぶ。ただしここでは、スロット番号1番から溶接を開始し、溶接の順番は対角とする。具体的には図6に示すように、本実施の形態ではスロット番号1番、スロット番号37番、スロット番号19番、スロット番号55番、スロット番号10番・・という順番で溶接を行う。
図7は比較例における溶接の順番を示す図である。作業効率の観点から連続して溶接を行うことが一般的なので、この比較例では固定子コイル60の円周を順番に溶接する。すなわち図1に示すように、比較例ではスロット番号と溶接の順番とが一致する。換言すると、ある溶接個所に隣接するスロット21Sが次の溶接個所である。
図8は、本実施の形態および比較例において、それぞれの溶接部28Eの固定子コイル60の中心からの距離を示す概念図である。図8の横軸はスロット番号を示し、図8の縦軸は溶接部28Eの固定子コイル60の中心からの距離を示す。図8では、丸のプロットが本実施の形態を示し、三角のプロットが比較例を示す。スロット番号1番では、本実施の形態および比較例に固定子コイル60の中心からの距離に差はない。比較例では、隣接するセグメント導体28同士が順番に溶接されるので、位置のずれが累積する。そのため比較例ではスロット番号72番目とスロット番号1番の距離の差は大きく、固定子コイル60が大きなゆがみを有する。一方で本実施の形態によれば、対角線に溶接を行うので位置のずれが累積しにくく、固定子コイル60の全周にわたって回転軸からの距離が変動しにくい。
(1)複数のスロット21Sが円周上に設けられる固定子鉄心21と、複数のスロット21Sのそれぞれに挿入されるセグメント導体28と、複数のスロット21Sのそれぞれにおいてセグメント導体28同士を溶接して構成される固定子コイル60とを備える固定子20の製造方法は、セグメント導体28同士を溶接する順番は、円周上の少なくとも一か所で不連続である。上述した比較例のように、セグメント導体28同士を溶接する順番が円周上ですべて連続である場合は、位置のずれが累積して固定子コイル60が大きな歪を有する。しかし少なくとも一か所でセグメント導体28同士を溶接する順番を不連続にすることでずれの累積を低減して、太い固定子巻線40を用いる場合でも固定子20の変形を抑制することができる。このようにこの固定子20の製造方法によれば、断面が大きい矩形の固定子巻線40を用いる小型高出力の固定子20であって、溶接部の信頼性が優れた固定子を製造できる。
上述した実施の形態において図6に示した溶接の順番は、円周上のセグメント導体28同士の溶接位置が全周にわたって均等に分布するように決定された。しかし溶接位置の分布の均等性は考慮せず、単に円周上の全てで溶接の順番が不連続となるように決定してもよい。さらに、円周上の全てで不連続であることは必須の条件ではなく、円周上の少なくとも一か所でセグメント導体28同士を溶接する順番が不連続であればよい。
上述した実施の形態では、図5に示すように溶接部28Eはコイル導体42Uとは軸方向で反対側にのみ存在している。しかし、溶接部28Eがコイル導体42Uと軸方向で同じ側にのみ存在してもよいし、溶接部28Eが軸方向の両側に分布してもよい。
回転電機10は、車両500に1つのみ備えられてもよい。また回転電機10は、内燃機関を備えない電気自動車に備えられてもよい。さらに回転電機10は、自動車以外に備えられてもよい。
11…回転子
20…固定子
21…固定子鉄心
28…セグメント導体
40…固定子巻線
40…コイル
41…中性点結線用導体
42U…入出力用コイル導体
42U…コイル導体
50…ハウジング
60…固定子コイル
100…回転電機
Claims (6)
- 複数のスロットが円周上に設けられる固定子鉄心と、
前記複数のスロットのそれぞれに挿入されるセグメント導体と、
前記複数のスロットのそれぞれにおいて前記セグメント導体同士を溶接して構成される固定子コイルとを備える固定子の製造方法であって、
前記セグメント導体同士を溶接する順番は、前記円周上の少なくとも一か所で不連続である固定子の製造方法。 - 請求項1に記載の固定子の製造方法において、
前記セグメント導体同士を溶接する順番は、前記円周上の全てで不連続である固定子の製造方法。 - 請求項2に記載の固定子の製造方法において、
前記セグメント導体同士を溶接する順番は、前記円周上の前記セグメント導体同士の溶接位置が全周にわたって均等に分布するように決定される固定子の製造方法。 - 固定子を備える回転電機の製造方法であって、
前記固定子は、
複数のスロットが円周上に設けられる固定子鉄心と、
前記複数のスロットのそれぞれに挿入されるセグメント導体と、
前記複数のスロットのそれぞれにおいて前記セグメント導体同士を溶接して構成される固定子コイルとを備え、
前記セグメント導体同士を溶接する順番は、前記円周上の少なくとも一か所で不連続である回転電機の製造方法。 - 請求項1に記載の固定子の製造方法によって製造された固定子。
- 請求項4に記載の回転電機の製造方法によって製造された回転電機。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10211581A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-11 | Nhk Spring Co Ltd | 金属ベローズ構造物,その製造装置およびその溶接方法,アキュムレータおよびその組立方法 |
JP2010011710A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Denso Corp | ステータコイルの溶接方法 |
JP2016131453A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | ステータの製造方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10211581A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-11 | Nhk Spring Co Ltd | 金属ベローズ構造物,その製造装置およびその溶接方法,アキュムレータおよびその組立方法 |
JP2010011710A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Denso Corp | ステータコイルの溶接方法 |
JP2016131453A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | ステータの製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021016229A (ja) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 三菱重工工作機械株式会社 | 角型導線の接続方法及び回転電機の固定子の製造方法 |
JP7364310B2 (ja) | 2019-07-11 | 2023-10-18 | ニデックマシンツール株式会社 | 角型導線の接続方法及び回転電機の固定子の製造方法 |
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