JP2019080451A - Coil end forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコイルのコイルエンドを形成するリード部の長さが隣接するコイルエンドで異なるコイルエンドの成形方法に関する。 The present invention relates to a method of forming a coil end in which the lengths of the lead portions forming the coil end of the stator coil are different at adjacent coil ends.
モータのステータコイルでは、Ｕ字状のセグメントコイルを用いるものがあり、この場合セグメントコイルの端部を順次接続してコイルを形成する。この時、セグメントコイルをステータコアのスロットに整列して挿入した後、セグメントコイルの開放端部を順次接続するが、径方向に隣接したセグメントコイルの接続しないもの同士は確実に絶縁する必要がある。このために、コイルエンドの間隔を広げる拡張処理が行われる。 Some stator coils of a motor use a U-shaped segment coil, in which case the ends of the segment coils are sequentially connected to form a coil. At this time, after the segment coils are aligned and inserted into the slots of the stator core, the open ends of the segment coils are sequentially connected, but it is necessary to reliably insulate non-connected ones of the radially adjacent segment coils. To this end, an expansion process is performed to widen the spacing of the coil ends.
この拡張処理は、セグメントコイルのコイルエンドを形成するリード部間に治具を挿入して、コイルエンドを径方向に曲げることによって行われる。ここで、セグメントコイルは基本的に絶縁皮膜に覆われているが他のセグメントコイルと接続されるリード部（先端部）は、絶縁皮膜が除去されている。そこで、径方向に曲げた際に、先に曲がったコイルエンドが隣接するコイルエンドに接触し、隣接するコイルエンドの絶縁皮膜が損傷する可能性がある。 This expansion process is performed by inserting a jig between the leads forming the coil end of the segment coil and bending the coil end in the radial direction. Here, the segment coil is basically covered with the insulating film, but the insulating film is removed from the lead portion (tip portion) connected to the other segment coils. Thus, when radially bent, the previously bent coil end may contact the adjacent coil end, and the insulating coating on the adjacent coil end may be damaged.
特許文献１では、隣接する後方側のコイルエンドの先端をバネで付勢された治具で保持することでそのコイルエンドの移動を制限して、コイルエンドの絶縁皮膜の損傷を防止することを提案する。 In patent document 1, the movement of the coil end is restricted by holding the tip of the adjacent rear side coil end with a spring-biased jig to prevent damage to the insulating film of the coil end. suggest.
特許文献１の構成によって、コイルエンドの絶縁皮膜の損傷を防止できるが、治具の構造が比較的複雑であり、またバネを用いる関係で、コイルエンドの成形力（曲げの力）が個々のコイルエンドで異なってしまい、曲げ精度が十分でなくなる可能性があった。 The configuration of Patent Document 1 can prevent damage to the insulating film at the coil end, but the structure of the jig is relatively complicated, and the forming force (bending force) of the coil end is individual because The coil end may be different, and the bending accuracy may not be sufficient.
本発明に係るコイルエンドの成形方法は、ステータコイルのコイルエンドを形成するリード部の長さが隣接するコイルエンド同士で異なるコイルエンドの成形方法であって、隣接するリード部の一方を周方向に傾けることで隣接する両リード部の先端側の周方向位置をずらした後、隣接する両リード部を径方向に曲げることを特徴とする。 The method of forming a coil end according to the present invention is a method of forming a coil end in which the lengths of the lead portions forming the coil end of the stator coil are different between adjacent coil ends, one of the adjacent lead portions being circumferentially After shifting the circumferential direction position of the front end side of both adjacent lead parts by inclining, the two adjacent lead parts are bent in the radial direction.
また、上述のコイルエンドの成形方法に使用する治具は、リード側コイルエンドを成形する部分であって、挿入方向の前方にコイルエンドを周方向に傾けるための周方向カムと、挿入方向の後方にコイルエンドを径方向に曲げるための径方向カムを有する第１通路と、挿入方向の前方にコイルエンドを周方向に傾けるための周方向カムを有さず、径方向に曲げるための径方向カムを有する第２通路と、を含むことが好適である。 Further, a jig used for the method of forming the coil end described above is a portion for forming the lead side coil end, and a circumferential cam for tilting the coil end in the circumferential direction forward in the insertion direction; A first passage having a radial cam for radially bending the coil end rearward, and a circumferential cam for tilting the coil end circumferentially forward in the insertion direction, and a diameter for radially bending And a second passage having a direction cam.
本発明によれば、リード部を径方向に曲げる際に、隣接するリード部の先端側の周方向位置がずれており、両者が衝突することを防止できる。従って、長いリード部の絶縁皮膜が短いリード部の先端部によって剥離されてしまうことを防止することができる。 According to the present invention, when the lead portion is bent in the radial direction, the circumferential position of the leading end side of the adjacent lead portion is shifted, and it is possible to prevent the both from colliding. Therefore, it is possible to prevent the insulating coating of the long lead portion from being peeled off by the tip portion of the short lead portion.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described herein.
＜ステータの構成＞
図１には、従来一般のステータ１０の概略構成が示されている。ステータ１０は、略円筒または円環形状のステータコア１２と、ステータコア１２の内周側に巻回するよう装着されたコイル１４とを有する。ステータコア１２は、円筒または円環形状のヨーク１６とヨーク１６からステータ径方向内側に延びる複数のティース１８を含む。複数のティース１８は、ステータ周方向に沿って間隔をあけて配列され、隣接するティース１８間の空間はスロット２０と呼ばれ、スロット２０にコイル１４を配置することでコイル１４がティース１８に巻回される。コイル１４は、例えば断面が長方形のコイル導線２２から構成され、コイル導線２２は、スロット２０内に位置する部分と、この部分からステータ軸線方向に延びてステータコア１２の端面から突出し、コイルエンド２４を形成する部分を含む。あるスロット２０から出たコイル導線２２は、コイルエンド２４内で他のスロット２０に伸びて、そのスロット２０に入る。
<Configuration of stator>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a conventional general stator 10. The stator 10 has a substantially cylindrical or annular stator core 12 and a coil 14 mounted so as to be wound on the inner peripheral side of the stator core 12. The stator core 12 includes a cylindrical or annular yoke 16 and a plurality of teeth 18 extending radially inward from the yoke 16. The plurality of teeth 18 are arranged at intervals along the circumferential direction of the stator, the space between the adjacent teeth 18 is referred to as a slot 20, and the coil 14 is arranged in the slot 20 to wind the coil 14 around the teeth 18. It will be turned. The coil 14 is composed of, for example, a coil conductor 22 having a rectangular cross section, and the coil conductor 22 extends from the end of the stator core 12 in the axial direction from the portion located in the slot 20 and from this portion to project the coil end 24 Including the part to form. The coil conductor 22 exiting one slot 20 extends into the other slot 20 within the coil end 24 and enters the slot 20.
本発明の実施形態では、前記図１に示したステータコア１２に図２に示すようなＵ字状のセグメントコイル３２を用いてコイル１４を形成する。すなわち、このセグメントコイル３２の２つの脚をそれぞれスロット２０内に挿入し、２つの脚の先端側のリード部３４をステータコア１２から突出させ、リード部３４を周方向に折り曲げて、他のセグメントコイル３２のリード部３４と接続することでコイル１４を構成する。セグメントコイル３２同士の接続は、通常溶接で行われる。セグメントコイル３２は、全体として絶縁皮膜３２ｂで覆われているが、セグメントコイル３２同士の接続部である、リード部３４の先端部３２ａは絶縁皮膜３２ｂを除去してあり、その先端部３２ａが他のセグメントコイル３２のリード部３４の先端部３２ａと接続される。 In the embodiment of the present invention, the coil 14 is formed by using a U-shaped segment coil 32 as shown in FIG. 2 on the stator core 12 shown in FIG. That is, two legs of this segment coil 32 are respectively inserted into the slots 20, the lead portions 34 on the tip end sides of the two legs are made to project from the stator core 12, and the lead portions 34 are bent in the circumferential direction. The coil 14 is configured by connecting to the 32 lead portions 34. The connection between the segment coils 32 is usually performed by welding. The segment coil 32 is covered with the insulating film 32b as a whole, but the tip portion 32a of the lead portion 34, which is a connection portion between the segment coils 32, has the insulating film 32b removed, and the tip portion 32a is the other And the distal end portion 32 a of the lead portion 34 of the segment coil 32.
＜拡張処理＞
ここで、セグメントコイル３２同士の接続部が他の接続部と接触しないようにする必要がある。このために、隣接するセグメントコイル３２のリード部３４同士の間隔を広げる、拡張処理が行われる。
<Extended processing>
Here, it is necessary to prevent the connection between the segment coils 32 from contacting other connections. To this end, expansion processing is performed to widen the distance between the lead portions 34 of adjacent segment coils 32.
図３（ａ）に、セグメントコイル３２をステータコア１２のスロット２０に挿入した状態を示す。この場合、セグメントコイル３２の脚は、まっすぐのままであり、これが複数本、径方向に整列する。この状態で、くさび状のブレードを持った治具をセグメントコイル３２間の間隙に挿入する。これによって、図３（ｂ）に示すように、セグメントコイル３２の脚が径方向外側に移動することで、間隙が拡張する。この例では、接続する相手との関係で、２本ずつ拡張処理がなされる。 FIG. 3A shows a state in which the segment coil 32 is inserted into the slot 20 of the stator core 12. In this case, the legs of the segment coil 32 remain straight and a plurality of them are radially aligned. In this state, a jig having a wedge-like blade is inserted into the gap between the segment coils 32. As a result, as shown in FIG. 3B, the leg of the segment coil 32 moves radially outward, thereby expanding the gap. In this example, expansion processing is performed two by two in relation to the connected party.
また、拡張処理における、リード部３４の外側への移動距離は、外径側ほど大きくなる。このため、拡張処理前におけるセグメントコイル３２の脚の突出量（リード部３４の長さ）は、外径側ほど大きくなっている。なお、最外のセグメントコイル３２は、他のセグメントコイルに接続するのではなく、他の配線、例えば電力線と接続する場合もあり、その場合最外のセグメントコイル３２の脚の突出量は内側のセグメントコイル３２より小さい。 In addition, in the expansion process, the moving distance to the outside of the lead portion 34 increases toward the outer diameter side. For this reason, the protrusion amount (length of the lead portion 34) of the leg of the segment coil 32 before the expansion process is larger toward the outer diameter side. The outermost segment coil 32 may not be connected to another segment coil, but may be connected to another wiring, for example, a power line, in which case the projection amount of the leg of the outermost segment coil 32 is the inner Smaller than segment coil 32.
図４には、拡張処理の手順が示されている。図４（ａ）のように、セグメントコイル３２のリード部３４がステータコア１２から突出している。図４（ｂ）に示すように、ブレード４０が下降して、セグメントコイル３２のリード部３４間に挿入される。ブレード４０は、先端が先細り状になっており、その外径側が押し退けたいセグメントコイル３２の内径側より外側に位置する。このため、ブレード４０が下降することで、接触するセグメントコイル３２が外方に向けて傾く。なお、クランプ４２は、傾くセグメントコイル３２のステータコア１２に近い根元部分を外側から保持して、セグメントコイル３２の成形を補助する。 FIG. 4 shows the procedure of the extension process. As shown in FIG. 4A, the lead portion 34 of the segment coil 32 protrudes from the stator core 12. As shown in FIG. 4 (b), the blade 40 is lowered and inserted between the lead portions 34 of the segment coil 32. The tip of the blade 40 is tapered, and the outer diameter side of the blade 40 is positioned outside the inner diameter side of the segment coil 32 to be pushed away. Therefore, as the blade 40 descends, the contacting segment coils 32 tilt outward. The clamp 42 holds the root portion of the tilting segment coil 32 close to the stator core 12 from the outside to assist the formation of the segment coil 32.
ここで、本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、径方向に傾くセグメントコイル３２の脚について、周方向に傾ける。すなわち、後述する図５の治具を用いることにより、セグメントコイル３２を径方向に傾けるより前の段階で、当該セグメントコイル３２を周方向に傾ける。特に、この周方向への押圧移動は、隣接するセグメントコイル３２の一方についてのみ行う。従って、図４（ｃ）に示すように、セグメントコイル３２が径方向に傾いたときに、隣接する２つのセグメントコイル３２の先端部は、周方向の位置がずれている。 Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 4C, the legs of the segment coil 32 that are inclined in the radial direction are inclined in the circumferential direction. That is, by using the jig of FIG. 5 described later, the segment coil 32 is inclined in the circumferential direction before the segment coil 32 is inclined in the radial direction. In particular, this pressing movement in the circumferential direction is performed only for one of the adjacent segment coils 32. Therefore, as shown in FIG. 4C, when the segment coil 32 is inclined in the radial direction, the tip portions of the two adjacent segment coils 32 are displaced in the circumferential direction.
セグメントコイルの脚について周方向の移動がない場合には、長い方のセグメントコイル３２の絶縁皮膜３２ｂと短い方のセグメントコイル３２の先端部３２ａとが接触、衝突して、絶縁皮膜３２ｂが破壊、剥離される可能性がある。本実施形態では、接触、衝突を避けて、セグメントコイル３２の絶縁皮膜３２ｂを保護することができる。 When there is no movement in the circumferential direction about the leg of the segment coil, the insulating film 32b of the longer segment coil 32 and the tip portion 32a of the shorter segment coil 32 contact and collide, and the insulating film 32b is broken. It may be exfoliated. In the present embodiment, contact and collision can be avoided to protect the insulating film 32 b of the segment coil 32.
＜治具＞
図５には、上述したようなセグメントコイル３２の周方向及び径方向の２種類の拡張処理を一度に行うための治具５０の構成例について、その斜視図を示してある。また、図６には、その平面図が示されている。
<Jig>
FIG. 5 is a perspective view of a configuration example of the jig 50 for performing two types of expansion processing in the circumferential direction and the radial direction of the segment coil 32 as described above at one time. Moreover, the top view is shown by FIG.
この例は、６本のセグメントコイル３２を一度に押し曲げるための治具である。治具５０は、１つのスロット２０に入る６本のセグメントコイル３２を３つに分け、右側、中央そして左側の２本ずつに対しそれぞれカム台５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有する。これら３本のカム台は、スロット２０に挿入されている６本のセグメントコイル３２に隣接するティース１８側から選択されたセグメントコイル３２を周方向及び径方向に移動させる。３本のカム台５２はほぼ同様の構成、作用を有するので、以下にはカム台５２ａによるセグメントコイル３２の周方向への移動及びこれに引き続くセグメントコイル３２の径方向への移動を説明する。 This example is a jig for pushing and bending six segment coils 32 at one time. The jig 50 divides the six segment coils 32 entering one slot 20 into three, and has cam bases 52a, 52b, 52c for each of the right, center and left sides. These three cam bases move the segment coils 32 selected from the teeth 18 side adjacent to the six segment coils 32 inserted in the slots 20 in the circumferential direction and in the radial direction. Since the three cam bases 52 have substantially the same configuration and function, the circumferential movement of the segment coil 32 and the subsequent radial movement of the segment coil 32 by the cam bases 52a will be described below.
カム台５２ａには、外径側の隣接する２本のセグメントコイル３２のために２つの通路が設けられている。一方の第１通路４４には周方向の上り斜面４４ａが周方向カムとして設けられ、他方の第２通路４６には斜面は設けられず平坦である。従って、第１通路４４を移動するセグメントコイル３２のみ、上り斜面４４ａにガイドされることによって、周方向に移動する。この構造は中央、左側のカム台についても同様である。 The cam stand 52a is provided with two passages for adjacent two segment coils 32 on the outer diameter side. An upward slope 44a in the circumferential direction is provided as a circumferential cam in one first passage 44, and no slope is provided in the other second passage 46 and the second passage 46 is flat. Therefore, only the segment coil 32 moving in the first passage 44 moves in the circumferential direction by being guided by the upward slope 44a. This structure is the same for the center and left cams.
そして、通路４４，４６の後方にはブレード４０が径方向カムとして配置されている。このブレード４０は、セグメントコイル３２の径方向移動用であり、ブレード４０間にセグメントコイル３２が進入することで、セグメントコイル３２は径方向に移動する。 The blade 40 is disposed as a radial cam behind the passages 44 and 46. The blade 40 is for radial movement of the segment coil 32. When the segment coil 32 enters between the blades 40, the segment coil 32 moves in the radial direction.
従って、通路４４に進入するセグメントコイル３２は、一旦周方向に傾けられた後、径方向に傾けられて成形される。一方、通路４６に進入するセグメントコイル３２は、周方向に傾けられることなく、径方向にのみ傾けられて成形される。以上のようにして、カム台５２ａによる拡張処理が行われ、他のカム台５２ｂ、５２ｃにおいても同様にセグメントコイル３２に対する拡張処理が行われる。なお、実施形態において、３つのカム台５２ａ、５２ｂ、５２ｃはそれぞれ異なる高さを有するが、これはリード部３４において各セグメントコイル３２が異なる高さを有することに対応したものであり、治具としては、各カム台５２の高さを自由に調整できることが望ましい。 Therefore, the segment coil 32 entering the passage 44 is formed by being inclined in the radial direction after being inclined in the circumferential direction once. On the other hand, the segment coil 32 entering the passage 46 is formed so as to be inclined only in the radial direction without being inclined in the circumferential direction. As described above, the expansion process by the cam stand 52a is performed, and the expansion process for the segment coil 32 is similarly performed in the other cam bases 52b and 52c. In the embodiment, although the three cam bases 52a, 52b, 52c have different heights, this corresponds to the fact that the segment coils 32 have different heights in the lead portion 34, and the jig It is desirable that the height of each cam stand 52 can be freely adjusted.
従って、この治具５０を用いることで、図４に示したように、１つのセグメントコイル３２を一旦周方向に傾け、隣接するセグメントコイル３２は周方向に傾けることなく、その後両者を一緒に径方向に傾けることができる。 Therefore, by using this jig 50, as shown in FIG. 4, one segment coil 32 is once inclined in the circumferential direction, and the adjacent segment coils 32 are not inclined in the circumferential direction, and then both are diametered together. You can tilt in the direction.
なお、図５においては、セグメントコイル３２を１本ずつ傾ける治具５０の構成を示したが、セグメントコイル３２を２本ずつまとめて傾けるようにしてもよい。 In addition, in FIG. 5, although the structure of the jig | tool 50 which inclines the segment coil 32 one by one was shown, you may make it put the segment coil 32 into two at a time.
図７には、セグメントコイル３２の周方向の曲げについて示してある。セグメントコイル３２の先端側が、上り斜面４４ａに乗り上げて、ここでガイドされることによって、周方向に曲げられる。 The circumferential bending of the segment coil 32 is shown in FIG. The distal end side of the segment coil 32 rides on the upward slope 44a and is bent in the circumferential direction by being guided here.
なお、セグメントコイル３２の先端部３２ａは、周方向に曲げた後、他のリード部３４の先端部３２ａと接続する。従って、上り斜面４４ａによる周方向の曲げで、この接続のための曲げを実行するとよい。少なくとも、曲げの方向を合致させることが好適である。 The distal end portion 32a of the segment coil 32 is connected to the distal end portion 32a of another lead portion 34 after being bent in the circumferential direction. Therefore, the bending for this connection may be performed by circumferential bending by the upward slope 44a. It is preferable to at least match the direction of bending.
＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、コイルエンドを構成するリード部３４を径方向に曲げる前に、隣接するリード部３４の一方を周方向に曲げる。従って、リード部３４を径方向に曲げる際に、隣接するリード部３４の先端側の周方向位置がずれており、両者が衝突することを防止できる。従って、長いリード部３４の絶縁皮膜３２ｂが短いリード部の先端部３２ａによって剥離されてしまうことを防止することができる。
<Effect of the embodiment>
According to this embodiment, one of the adjacent lead portions 34 is bent in the circumferential direction before the lead portions 34 constituting the coil end are bent in the radial direction. Therefore, when the lead portion 34 is bent in the radial direction, the circumferential position of the leading end side of the adjacent lead portion 34 is shifted, and it is possible to prevent the both from colliding. Therefore, it is possible to prevent the insulating coating 32b of the long lead portion 34 from being peeled off by the tip portion 32a of the short lead portion.
周方向に曲げるための斜面を有する通路と、斜面を有しない通路を設けた治具を使用することで、周方向、径方向の曲げ処理を効果的に行うことができる。 By using a jig having a passage having an inclined surface for bending in the circumferential direction and a passage having no inclined surface, bending treatment in the circumferential direction and radial direction can be effectively performed.
１０ ステータ、１２ ステータコア、１４ コイル、１６ ヨーク、１８ ティース、２０ スロット、２２ コイル導線、２４ コイルエンド、３２ セグメントコイル、３２ａ 先端部、３２ｂ 絶縁皮膜、３４ リード部、４０ ブレード、４２ クランプ、４４，４６ 通路、４４ａ 上り斜面、５０ 治具、５２ カム台。
Reference Signs List 10 stator, 12 stator core, 14 coils, 16 yokes, 18 teeth, 20 slots, 22 coil conductors, 24 coil ends, 32 segment coils, 32a tip, 32b insulating film, 34 leads, 40 blades, 42 clamps, 44, 46 passage, 44a uphill slope, 50 jigs, 52 cam stand.
Claims (1)
隣接するリード部の一方を周方向に傾けることで隣接する両リード部の先端側の周方向位置をずらした後、
隣接する両リード部を径方向に曲げる、
コイルエンドの成形方法。
A method of forming a coil end in which the lengths of the lead portions forming the coil ends of the stator coil are different between adjacent coil ends,
After shifting the circumferential direction position on the tip side of both adjacent lead portions by tilting one of the adjacent lead portions in the circumferential direction,
Bend the adjacent leads in the radial direction,
Coil end forming method.
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