JP2021191124A - Manufacturing method of stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a stator.
従来、ステータコアのスロットにコイルを挿入してステータを製造する方法が知られている。例えば、特開2000−125521号公報(特許文献1)には、ステータコアのスロットにループ状のコイルを挿入するコイル挿入装置が開示されている。 Conventionally, a method of manufacturing a stator by inserting a coil into a slot of a stator core is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-125521 (Patent Document 1) discloses a coil insertion device that inserts a loop-shaped coil into a slot of a stator core.
しかしながら、上記特許文献1のコイル挿入装置では、ループ状のコイルをスロットに挿入する際に、コイルとスロット内面とに大きな摩擦が生じてしまう。 However, in the coil insertion device of Patent Document 1, when the loop-shaped coil is inserted into the slot, a large amount of friction occurs between the coil and the inner surface of the slot.
本発明は、スロットにコイル束を挿入する抵抗を低減するステータの製造方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a stator that reduces the resistance of inserting a coil bundle into a slot.
本発明の第1の観点からのステータの製造方法は、軸方向に貫通する複数のスロットを有するステータコアを備えるステータの製造方法であって、コイル線を環状に巻きつけて、スロット内に収容される二つのコイル辺部と、二つのコイル辺部を繋ぎ、ステータコアの軸方向両側に配置されるコイル渡り部と、を有するコイル束を形成する工程と、スロットの軸方向にコイル束を相対移動させることにより、コイル辺部がスロットに収容され、コイル渡り部がステータコアの軸方向両側に配置されるように、コイル束をスロットに挿入する工程と、スロットに挿入する工程の前に、スロットに対応して軸方向に貫通する貫通孔を有するコア治具に対して、貫通孔の軸方向にコイル束を相対移動させることにより、コイル辺部を貫通孔に挿入する工程と、を備える。 The method for manufacturing a stator from the first aspect of the present invention is a method for manufacturing a stator having a stator core having a plurality of slots penetrating in the axial direction, in which a coil wire is wound in an annular shape and accommodated in the slots. The process of forming a coil bundle having two coil side portions and coil crossing portions arranged on both sides in the axial direction of the stator core by connecting the two coil side portions, and the relative movement of the coil bundle in the axial direction of the slot. Before the step of inserting the coil bundle into the slot and the step of inserting the coil bundle into the slot so that the coil side portion is accommodated in the slot and the coil crossing portions are arranged on both sides in the axial direction of the stator core. Correspondingly, the core jig having a through hole penetrating in the axial direction is provided with a step of inserting the coil side portion into the through hole by relatively moving the coil bundle in the axial direction of the through hole.
本発明は、スロットにコイル束を挿入する抵抗を低減するステータの製造方法を提供することができる。 The present invention can provide a method of manufacturing a stator that reduces the resistance to insert a coil bundle into a slot.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
また、以下の説明において、ステータ1の中心軸が延びる方向、すなわちスロットの貫通方向を「軸方向」とする。軸方向に沿った一側を上側、他側を下側とする。上下方向は、位置関係を特定するために用いるためであって、実際の方向を限定するものではない。すなわち、下方向は重力方向を必ずしも意味するものではない。軸方向は、特に限定されず、鉛直方向、水平方向、これらの方向に交差する方向などを含む。 Further, in the following description, the direction in which the central axis of the stator 1 extends, that is, the penetrating direction of the slot is referred to as the "axial direction". One side along the axial direction is the upper side, and the other side is the lower side. The vertical direction is used to specify the positional relationship, and does not limit the actual direction. That is, the downward direction does not necessarily mean the direction of gravity. The axial direction is not particularly limited, and includes a vertical direction, a horizontal direction, a direction intersecting these directions, and the like.
また、ステータ1の中心軸に直交する方向を「径方向」とする。径方向に沿った一側を内側、他側を外側とする。さらに、ステータ1の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とする。 Further, the direction orthogonal to the central axis of the stator 1 is defined as the "diameter direction". One side along the radial direction is the inside, and the other side is the outside. Further, the direction along the arc centered on the central axis of the stator 1 is defined as the "circumferential direction".
また以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法及び比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示する場合がある。 Further, in the drawings used in the following description, the featured portion may be enlarged and shown for the purpose of emphasizing the featured portion. Therefore, the dimensions and ratio of each component are not necessarily the same as the actual ones. Further, for the same purpose, a part that is not a feature may be omitted in the illustration.
(ステータ)
図1に示すように、ステータ1は、モータの構成部品であって、図示しないロータと相互作用して回転トルクを発生させる。本実施形態のステータ1は、いくつかのスロット21を跨いでコイルを巻きつける分布巻きとされる。ステータ1は、コイル束10と、ステータコア20と、を備える。
(Stator)
As shown in FIG. 1, the stator 1 is a component of a motor and interacts with a rotor (not shown) to generate rotational torque. The stator 1 of the present embodiment is a distributed winding in which a coil is wound across
<ステータコア>
ステータコア20は、中空の円柱形状に形成される。ステータコア20は、薄い珪素鋼鈑を重ねて形成される。ステータコア20には、複数のティース23が放射状に形成される。ティース23同士の間には、スロット21が形成される。ティース23は、スロット21を介して径方向に延びる。スロット21には、径方向開口部であるスロットオープン22が形成される。本実施形態のステータコア20は、一体型のステータコアである。
<Stator core>
The
<コイル束>
図2に示すように、コイル束10は、コイル線が環状に巻きけられてなる。すなわち、コイル束10は、環状のコイルである。本実施形態のコイル線は、丸線であるが、特に限定されず、平角線などでもよい。
<Coil bundle>
As shown in FIG. 2, the
コイル束10は、二つのコイル辺部11と、コイル渡り部12と、を有する。二つのコイル辺部11は、スロット21内に収容される。具体的には、一方のコイル辺部11が収納されるスロット21と、他方のコイル辺部11が収納されるスロット21とは、異なる。一方のコイル辺部11が収納されるスロット21と、他方のコイル辺部11が収納されるスロット21とは、隣り合っていてもよく、別のスロット21を介して周方向に配置されてもよい。
The
コイル辺部11は、整列巻きである。すなわち、整列巻きでは、コイル辺部11が所定方向に規則正しく積層される。なお、本実施形態のコイル辺部11は、スロット21において、周方向に規則正しく積層されるが、これに限定されない。
The
コイル渡り部12は、二つのコイル辺部11を繋ぐ。コイル渡り部12は、軸方向両側に配置される。具体的には、軸方向上側に位置するコイル渡り部12は、二つのコイル辺部11の上端部を連結する上側コイルエンドである。軸方向下側に位置するコイル渡り部12は、コイル辺部11の下端部を連結する下側コイルエンドである。
The
<ウエッジ>
図2に示すウエッジ40は、スロット21内に配置されたコイル線と、スロットオープン22との間に配置される。ウエッジ40は、スロットオープン22を塞ぐ。
<Wedge>
The
(ステータの製造装置)
図1〜図12を参照して、ステータ1の製造装置について説明する。図2は、ステータコア20の軸方向下側に、コア治具50で保持されたコイル束10を配置した状態を示す。図3は、図2において、ウエッジ40及びコア治具50を省略し、各部材を簡単な形状にした模式図である。図4及び図5は、図3の製造工程と異なる工程を示す模式図である。
(Stellar manufacturing equipment)
The apparatus for manufacturing the stator 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. 2 shows a state in which the
ステータ1の製造装置は、図2〜図5に示す複数のブレード110と、図3〜図5に示すコイル移動機構としてのストリッパ120と、図2及び図6〜図8に示すコア治具50と、ブレード治具60と、図7に示すコイル移動治具70と、図9〜図11に示す圧縮型80と、を備える。
The manufacturing apparatus of the stator 1 includes a plurality of
<ブレード>
図2〜図5に示すように、複数のブレード110は、コイル束10を保持する。ブレード110は、ステータコア20の径方向内側にステータコア20の周方向に並んで配置される。ブレード110は、ステータコア20の軸方向に延びる。詳細には、複数のブレード110は、ティース23に対応して、同一円周上に配設される。ブレード110により、コイル束10をスロット21に容易に挿入できる。
<Blade>
As shown in FIGS. 2 to 5, the plurality of
本実施形態のブレード110は、2つのブレード111、112を含む。ブレード111、112は、複数のティース23を介して配置される。ブレード111、112は、後述するストリッパ120に引っ掛けられた1つのコイル束10を軸方向および径方向に沿ってスロット21まで導く。ブレード111、112は、軸方向に延びる棒状の部材である。ブレード111、112は、軸方向に移動可能である。本実施形態では、ブレード111、112は、軸方向に移動する可動ブレードである。
The
<ストリッパ>
コイル移動機構としてのストリッパ120は、ステータコア20の径方向内側に配置される。ストリッパ120は、ステータコア20の軸方向に沿って移動する。すなわち、ストリッパ120は、コイル束10を軸方向に移動させる。ストリッパ120により、コイル束10がステータコア20の径方向内側を軸方向に移動しつつ、コイル束10の一部がスロットオープン22からスロット21内部に挿入される。具体的には、ストリッパ120は、コイル束10の径方向の内側を引っ掛けて、ブレード110に沿ってコイル束10を引き上げる。
<Stripper>
The
図3〜図5のストリッパ120は、シャフト121と、大径部122と、を含む。シャフト121は、軸方向に延びる。大径部122は、シャフト121の軸方向他端部に設けられる。大径部122には、環状のコイル束10の径方向の内側が引っ掛けられる。大径部122は、シャフト121の径よりも大きな径を有する。シャフト121と大径部122との中心軸は、同じである。大径部122の径は、ブレード111、112間の距離である。
The
<コア治具>
図2、図6及び図7に示すように、コア治具50は、本体部52と、ティース部53と、を有する。
<Core jig>
As shown in FIGS. 2, 6 and 7, the
本体部52は、複数の貫通孔51を含む開口部を有する。この開口部には、ティース部53が配置される。ティース部53は、ティース23に対応する。本体部52の開口部にティース部53が配置されたときに形成される貫通孔51が、スロット21に対応する。本体部52とティース部53とは、互いに軸方向に移動可能である。
The
貫通孔51の径方向開口部は、スロットオープン22よりも広い開口幅を有する。開口幅は、周方向の幅である。
The radial opening of the through
図2、図6及び図7では、コア治具50は、第1のコア治具50aと、第2のコア治具50bと、を有する。ここでは、コア治具50は、8個の第1のコア治具50aと、8個の第2のコア治具50bと、を有する。第1のコア治具50aは軸方向上側に位置し、第2のコア治具50bは軸方向下側に位置する。第1のコア治具50a及び第2のコア治具50bは、同じコイル辺部11を保持する。このため、第1のコア治具50a及び第2のコア治具50bは、同じ数である。
In FIGS. 2, 6 and 7, the
第1のコア治具50a及び第2のコア治具50bの軸方向長さは、スロット21の軸方向長さよりも短い。図8は、第1のコア治具50aの側面図である。図8に示すように、第1のコア治具50aは、コイル渡り部12側に位置する径方向に延びる第1面54と、コイル渡り部12と反対側に位置する第2面55と、を含む。第2面55は、径方向外側に向かってコイル渡り部12側に近づくように傾斜する。
The axial length of the
<把持部材>
把持部材は、軸方向に張力を付与してコイル束10を把持する部材である。ここでは、把持部材は、コア治具50である。すなわち、把持部材は、コア治具と共通の部材である。なお、把持部材は、コア治具50と別部材であってもよい。
<Gripping member>
The gripping member is a member that applies tension in the axial direction to grip the
<ブレード治具>
ブレード治具60は、ブレード110に対応する。ブレード治具60は、コア治具50の径方向内側に配置される。ブレード治具60は、コイル束10を保持する。ブレード治具60は、複数設けられる。ブレード治具60は、軸方向に延びる棒状の部材である。図6及び図7では、複数のブレード治具60の上端部と連結されるリング部材61が設けられる。
<Blade jig>
The
なお、本実施形態では、ブレード治具60とブレード110とは、別部材であるが、共通の部材であってもよい。
In the present embodiment, the
<コイル移動治具>
図7に示すコイル移動治具70は、コイル移動機構としてのストリッパ120に対応する。コイル移動治具は、ブレード治具60の径方向内側に配置される。コイル移動治具70は、コイル束10を軸方向に移動する。コイル移動治具70は、例えば半球状の部材である。
<Coil moving jig>
The
なお、本実施形態では、コイル移動治具70とコイル移動機構(ストリッパ120)とは、別部材であるが、共通の部材であってもよい。
In the present embodiment, the
<圧縮型>
図9及び図10に示すように、圧縮型80は、コイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する。本実施形態では、圧縮型80は、第1のコイル束10aと、第1のコイル束10aの内側に配置される第2のコイル束10bと、を圧縮する。
<Compression type>
As shown in FIGS. 9 and 10, the
第1のコイル束10aは、第2のコイル束10bよりも大きい。詳細には、第1のコイル束10aは、同心状に第2のコイル束10bを内側に含んで配置される。このため、第1のコイル束10aが挿入される2つのスロット21の間に、第2のコイル束10bが挿入される2つのスロット21が位置する。
The
圧縮型80は、第1の型81と、第2の型82と、第3の型83と、第4の型84と、対向部材85と、を含む。
The
第1の型81及び第2の型82は、コイル束10の外側に配置される。コイル束10の外側とは、一方のコイル辺部を挟んで他方のコイル辺部と反対側である。図9及び図10では、第1の型81及び第2の型82は、第1のコイル束10a及び第2のコイル束10bの外側に配置される。
The
第1の型81は、可動型である。第2の型82は、固定型である。第1の型81は第2の型82に向けて移動する。
The
第3の型83は、コイル束10の内側に配置される。コイル束10の内側とは、2つのコイル辺部11の間である。図9及び図10では、第3の型は、第1のコイル束10a及び第2のコイル束10bの内側に配置される。第3の型83は、中間型である。
The
第4の型84は、第1のコイル束10aのコイル辺部11と第2のコイル束10bのコイル辺部11との間に配置される。第4の型84は、隙間型である。
The
対向部材85は、第1の型81の移動方向(図10では下向き)に延びる。対向部材85は、第1の型81と接触するよう配置される。図10では、対向部材85は、第1の型81及び第2の型82と接触するよう配置される。対向部材85は、第1の型81の移動方向と垂直であり、かつ、第1のコイル束10a及び第2のコイル束10bのコイル辺部11a、11bの延びる方向と垂直な方向で第1及び第2のコイル束10a、10bを挟んで対向するよう配置される。対向部材85は、ガイドである。
The facing
対向部材85でコイル辺部11aを挟んだ状態で、第1の型81と第4の型84、及び、第2の型82と第4の型84、とで第1のコイル束10aの二つのコイル辺部11aの少なくとも一部を圧縮する。対向部材85でコイル辺部11bを挟んだ状態で、第3の型83と第4の型84と、で第2のコイル束10bの二つのコイル辺部11bの少なくとも一部を圧縮する。
With the
図12は、図6に示すコア治具50の貫通孔51に複数のコイル束10を貫通した状態を直線に変換した模式図である。図11は、図12において、コイル束10のコイル辺部11を圧縮型80で圧縮した状態を示す模式図である。本実施形態では、図11に示すように、複数の圧縮型80が用いられる。複数の圧縮型80は、第1の型81の移動方向(図11における下向き)から見た平面視において各第1の型81は重なる。
FIG. 12 is a schematic diagram in which a state in which a plurality of coil bundles 10 are penetrated through a through
(ステータの製造方法)
続いて、図1〜図13を参照して、本実施形態のステータの製造方法を説明する。本実施形態の製造方法は、軸方向に貫通する複数のスロット21を有するステータコア20を備えるステータ1の製造方法である。
(Manufacturing method of stator)
Subsequently, a method for manufacturing the stator of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13. The manufacturing method of the present embodiment is a manufacturing method of a stator 1 including a
まず、図13に示すように、コイル線を環状に巻きつけて、スロット21内に収容される二つのコイル辺部11と、二つのコイル辺部11を繋ぎ、ステータコア20の軸方向両側に配置されるコイル渡り部12と、を有するコイル束10を形成する(ステップS10)。この工程(ステップS10)では、丸線のコイル線を用いる。具体的には、例えば、巻きつけ型を用いて、コイル線を環状に巻きつけることにより、コイル束10を形成する。
First, as shown in FIG. 13, the coil wire is wound in an annular shape to connect the two
次に、スロット21に対応して軸方向に貫通する貫通孔51を有するコア治具50に対して、貫通孔51の軸方向にコイル束10を相対移動させることにより、コイル辺部11を貫通孔51に挿入する(ステップS20)。この工程(ステップS20)は、後述するスロット21に挿入する工程(ステップS40)の前に実施する。
Next, the
具体的には、図6及び図7に示すように、コア治具50の径方向内側に配置された複数のブレード治具60に、コイル束10を保持させる(ステップS21)。そして、ブレード治具60の径方向内側に配置され軸方向に移動するコイル移動治具70により、コイル束10を移動させる(ステップS22)。具体的には、コイル移動治具70を軸方向上側に移動することにより、コイル束10の内側がコイル移動治具70に引っ掛けられた状態で上方に向かって引き上げられる。これにより、コイル束10をコア治具50の貫通孔51に挿入することができる。このように、ブレード治具60及びコイル移動治具70を用いることにより、コイル束10を貫通孔51に容易に挿入できる。
Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of blade jigs 60 arranged radially inside the
なお、この工程(ステップS20)では、以下のようにコイル辺部11を貫通孔51に挿入してもよい。第1のコア治具50aの貫通孔51及び第2のコア治具50bの貫通孔51にコイル辺部11の一方端部を挿入する。そして、第1のコア治具50aでコイル辺部11を保持した状態で、第2のコア治具50bをコイル辺部11の他方端部に相対移動する。または、第2のコア治具50bでコイル辺部11を保持した状態で、第1のコア治具50aをコイル辺部11の他方端部に相対移動する。
In this step (step S20), the
この工程(ステップS20)を実施することにより、コイル辺部11をスロット21に対応する形状に成形することができる。
By carrying out this step (step S20), the
また、貫通孔51の径方向開口部は、スロットオープン22よりも広い開口幅を有する。このため、貫通孔51に挿入する工程(ステップS20)では、貫通孔51にコイル束10を挿入する抵抗を低減することができる。
Further, the radial opening of the through
次に、コイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する(ステップS30)。本実施形態では、圧縮する工程(ステップS30)は、貫通孔51に挿入する工程(ステップS20)と、後述するスロット21に挿入する工程(ステップS40)との間に実施される。なお、圧縮する工程(ステップS20)は、挿入する工程(ステップS40)と同時に実施してもよい。
Next, at least a part of the
この工程(ステップS30)では、把持部材としてのコア治具50により軸方向に張力を付与してコイル束10を把持した状態で、コイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する。すなわち、把持部材としてのコア治具50により軸方向に張力を付与してコイル束10を把持した状態で、コイル束10において軸方向に延びるコイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する。これにより、後述する挿入する工程(ステップS40)を実施すると、圧縮されたコイル辺部11をスロット21に挿入できる。このため、コイル線が分散することを抑制できる。したがって、コイル線の占積率を向上するステータ1を製造することができる。なお、コイル束10に付与する張力は、軸方向成分が含まれていればよい。このため、コイル束10に付与する張力は、軸方向から傾斜してもよい。
In this step (step S30), at least a part of the
本実施形態では、把持部材としてコア治具50を用いる。把持部材及びコア治具50が共通の部材であるので、ステータ1を製造する際に要する部材数を減らすことができる。
In this embodiment, the
圧縮する工程(ステップS30)では、コイル辺部11の少なくとも一部を、ステータコア20の周方向及び径方向の少なくとも一方向に圧縮する。すなわち、この工程(ステップS30)では、コイル辺部11の少なくとも一部を、コイル辺部11の延びる方向と垂直な方向に圧縮する。本実施形態では、図11に示すように、コイル辺部11の少なくとも一部を、ステータコア20の周方向に圧縮する。
In the compression step (step S30), at least a part of the
圧縮する工程(ステップS30)では、コイル束10の軸方向断面形状がスロット21の軸方向断面形状に対応するようにコイル束10を圧縮する。スロット21に対応するようにコイル束10を圧縮できるので、占積率をより向上できる。また、圧縮する工程(ステップS30)では、コイル線の断面形状を角形に変形する。圧縮により、丸線の断面形状を角形に変形させて、占積率を向上する。
In the step of compression (step S30), the
本実施形態の圧縮する工程(ステップS30)では、図9及び図10に示す圧縮型80を用いてコイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する。圧縮型80を用いることにより、二つのコイル辺部11の少なくとも一部を容易に圧縮することができる。
In the compression step (step S30) of the present embodiment, at least a part of the
具体的には、第1の型81と第3の型83、及び、第2の型82と第3の型83、とで二つのコイル辺部11の少なくとも一部を圧縮する。本実施形態では、第1の型81と第3の型83、及び、第2の型82と第3の型83、とで二つのコイル辺部11の全体を圧縮する。
Specifically, the
またこの工程(ステップS30)では、第1のコイル束10aと、第1のコイル束10aの内側に配置される第2のコイル束10bと、を圧縮する。具体的には、第1の型81と第4の型84、及び、第2の型82と第4の型84、とで第1のコイル束10aの二つのコイル辺部11aの少なくとも一部を圧縮し、第3の型83と第4の型84と、で第2のコイル束10bの二つのコイル辺部11bの少なくとも一部を圧縮する。本実施形態では、第1の型81と第4の型84、及び、第2の型82と第4の型84、とで第1のコイル束10aの二つのコイル辺部11aの全体を圧縮し、第3の型83と第4の型84と、で第2のコイル束10bの二つのコイル辺部11bの全体を圧縮する。
Further, in this step (step S30), the
またこの工程(ステップS30)では、対向部材85によりコイル束10(ここでは第1のコイル束10a及び第2のコイル束10b)を挟んだ状態で、第1の型81を第2の型82に向けて移動する。対向部材85により、第1の型81の移動方向を一方向に規制できる。
Further, in this step (step S30), the
またこの工程(ステップS30)では、図11に示すように、複数の圧縮型80を用いて複数のコイル束10を圧縮する。各第1の型81は各第2の型82に向けて移動し、第1の型81の移動方向から見た平面視において各第1の型81は重なる。これにより、複数のコイル束10のコイル辺部11の少なくとも一部を同時に圧縮することができる。このため、コイル束10をスロット21に挿入する効率をより向上できる。
Further, in this step (step S30), as shown in FIG. 11, a plurality of coil bundles 10 are compressed by using a plurality of
圧縮する工程(ステップS30)を実施することにより、貫通孔51に挿入されたコイル辺部11の少なくとも一部を圧縮できる。このため、後述するスロットに挿入する工程(ステップS40)において、圧縮されたコイル辺部11をスロット21に挿入できる。したがって、コイル線の占積率を向上できる。また、スロットに挿入する工程(ステップS40)において、コイル線の被膜への損傷を抑制できる。
By performing the compression step (step S30), at least a part of the
次に、スロット21の軸方向にコイル束10を相対移動させることにより、コイル辺部11がスロット21に収容され、コイル渡り部12がステータコア20の軸方向両側に配置されるように、コイル束10をスロット21に挿入する(ステップS40)。この工程(ステップS40)は、ステータコア20の上側のコイル渡り部12をスロット21に挿入することを含む。
Next, by relatively moving the
この工程(ステップS40)では、図2及び図3に示すように、ステータコア20の径方向内側にステータコア20の周方向に並んで配置され、軸方向に延びる複数のブレード110に、コイル束10を保持させる(ステップS41)。具体的には、圧縮する工程(ステップS30)を実施した後、図2に示すように、ブレード治具60を取り外して、コイル束10のコイル辺部11の上端部及び下端部をコア治具50で把持する。このようにコイル束10をコア治具50で把持した状態において、搬送が可能である。そして、コイル束10をコア治具50で把持した状態で、ブレード110に保持させる。なお、図2では、ウエッジ40をコイル束10とともにブレード110に保持させる。
In this step (step S40), as shown in FIGS. 2 and 3, the coil bundles 10 are arranged side by side in the radial direction of the
図2及び図3に示すように、ステータコア20の軸方向下側にコイル束10を配置する。詳細には、ブレード111、112間に保持されるようにコイル束10を配置する。また図3に示すように、複数のブレード111、112の径方向の中央であって軸方向下側に、ストリッパ120を配置する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
その後、図4に示すように、ブレード110の径方向内側に配置され、軸方向に移動するコイル移動機構としてのストリッパ120により、コイル束10を移動させる(ステップS42)。このステップS42により、コア治具50は、取り外される。
After that, as shown in FIG. 4, the
具体的には、ストリッパ120は、ブレード110とともに軸方向上側に移動する。この移動においては、ステータコア20の径方向内側に、ブレード111、112が位置する。本実施形態では、ブレード110を上昇させるとともに、ストリッパ120を上昇させる。コイル束10の内側はストリッパ120に引っ掛けられた状態で移動するので、コイル束10は軸方向上側に移動する。
Specifically, the
コイル束10を軸方向上側に移動する際に、コア治具50のティース部53を下方に移動させると、コイル束10とコア治具50の本体部52との隙間が大きくなる。この状態で、コイル束10を軸方向上側に移動すると、ステータコア20の下端面で、コア治具50の本体部52は留まる。このため、コア治具50は、コイル束10を挿入する工程(ステップS40)において、取り外されるので、コア治具50はスロット21に挿入されない。
When the
このようにブレード110及びストリッパ120を移動することによって、コイル束10がステータコア20の径方向内側を軸方向に移動しつつ、コイル束10の一部がスロットオープン22からスロット21内部に挿入される。これにより、図5に示すように、ステータコア20のスロット21にコイル束10を挿入することができる。
By moving the
次に、ブレード110をステータコア20から取り外す。また、ストリッパ120を下方に向かって移動する。
Next, the
以上の工程(ステップS10〜S40)を実施することにより、ステータコア20の軸方向に貫通する複数のスロット21に、コイル線が環状に巻きつけられたコイル束10を挿入することができる。したがって、図1に示すステータ1を製造できる。
By carrying out the above steps (steps S10 to S40), the
本実施形態のステータの製造方法によれば、コア治具50のスロット21に対応する貫通孔51に、コイル束10のコイル辺部11を挿入する(ステップS20)ので、コイル辺部11をスロット21に対応する形状に成形することができる。スロット21に対応する形状に成形したコイル辺部11を有するコイル束10を、スロット21に挿入するので、スロット21内面とコイル束10との摩擦を低減することができる。したがって、スロット21にコイル束10を挿入する抵抗を低減することができる。
According to the method for manufacturing the stator of the present embodiment, the
特許文献1のコイル挿入装置では、ループ状のコイルをスロットに挿入する際に、コイル束の断面形状とスロット形状が大きく異なるため、スロット端面のエッジやスロット内面と、コイルとの間に大きな摩擦が生じてしまい、その結果、コイル線の占積率は低くなり、50%以下のレベルである。ここでの占積率とは、コイル線の銅線部分の断面積を、絶縁紙を除いたスロットの面積で割った値である。 In the coil insertion device of Patent Document 1, when a loop-shaped coil is inserted into a slot, the cross-sectional shape of the coil bundle and the slot shape are significantly different. As a result, the space factor of the coil wire becomes low, which is a level of 50% or less. The space factor here is a value obtained by dividing the cross-sectional area of the copper wire portion of the coil wire by the area of the slot excluding the insulating paper.
本実施形態においては、コイル束10を形成した(ステップS10)後に、コイル束10のコイル辺部11を貫通孔51に挿入する(ステップS20)ので、コイル束10の断面形状をスロット21の形状に整えることができる。その結果、コイル線の占積率が高くなる。
In the present embodiment, after the
また本実施形態において、コイル束10の一側を折り曲げる工程をさらに備え、スロット21に挿入する工程(ステップS40)では、一側から挿入することが好ましい。コイル束10の一側を折り曲げて、コイルエンドの形状をオジギ姿勢にしてスロット通過部を形成することで、スロット21にコイル束10を挿入する際の抵抗を低減できる。コイル束10の断面形状をスロット形状に整列させ、コイルエンドの形状をオジギ姿勢にしてスロット通過部を形成し、コイル束10をスロットに軸方向他側から一側に向けて挿入することで、コイル線の占積率を54%以上に向上することができる。
Further, in the present embodiment, a step of bending one side of the
さらに、コイル辺部を圧縮する工程(S30)において、コイル束10の断面形状をスロット形状に圧縮し、コイルエンドの形状をオジギ姿勢にしてスロット通過部を形成し、コイル束10をスロットに軸方向他側から一側に向けて挿入することで、コイル線の占積率を55%以上に向上することができ、平角断面の銅線を所定の長さに切断し略U字状に曲げてセグメント化した略U字状の電気導体をスロットに差し込む工法での、電気導体の占積率のレベル(55%〜62%)の上限を上回ることができる。また、前記コイル束10の一側を折り曲げる工程を実施したときのスロット21にコイル束10を挿入する際の抵抗は、前記略U字状の電気導体をスロットに差し込む際の抵抗よりも小さい。
Further, in the step of compressing the coil side portion (S30), the cross-sectional shape of the
本実施形態の製造方法により製造されるステータ1は、低振動及び低騒音が厳しく求められるトラクション用モータなどにおいて採用される、アンブレラ形状を有する一体型のステータコア20に対して実施可能であり、コイル線の占積率を向上させることができる。ここで、一体型のステータコア20とは、環状のコアバックと、コアバックから径方向に延びるとともに、周方向に複数配置されるティース23と、周方向に隣り合うティース23間に設けられ、軸方向に貫通する複数のスロット21と、を含むステータコア20である。アンブレラ形状とは、ティース23の径方向端部において周方向に延びる形状のことである。
The stator 1 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment can be applied to an
(変形例)
上述した実施形態では、スロット21の軸方向長さよりも短い長さを有するコア治具50を用いてステータ1を製造する方法を説明したが、コア治具50の軸方向長さは限定されない。コア治具50の軸方向長さは、スロット21の軸方向長さと同じであってもよく、スロット21の軸方向長さよりも長くてもよい。
(Modification example)
In the above-described embodiment, the method of manufacturing the stator 1 by using the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 :ステータ
10 :コイル束
10a :第1のコイル束
10b :第2のコイル束
11,11a,11b :コイル辺部
12 :コイル渡り部
20 :ステータコア
21 :スロット
22 :スロットオープン
23 :ティース
40 :ウエッジ
50 :コア治具
50a :第1のコア治具
50b :第2のコア治具
51 :貫通孔
60 :ブレード治具
70 :コイル移動治具
80 :圧縮型
81 :第1の型
82 :第2の型
83 :第3の型
84 :第4の型
85 :対向部材
110,111,112 :ブレード
120 :ストリッパ
1: Stator 10:
Claims (14)
コイル線を環状に巻きつけて、前記スロット内に収容される二つのコイル辺部と、前記二つのコイル辺部を繋ぎ、前記ステータコアの軸方向両側に配置されるコイル渡り部と、を有するコイル束を形成する工程と、
前記スロットの軸方向に前記コイル束を相対移動させることにより、前記コイル辺部が前記スロットに収容され、前記コイル渡り部が前記ステータコアの軸方向両側に配置されるように、前記コイル束を前記スロットに挿入する工程と、
前記スロットに挿入する工程の前に、前記スロットに対応して軸方向に貫通する貫通孔を有するコア治具に対して、前記貫通孔の軸方向に前記コイル束を相対移動させることにより、前記コイル辺部を前記貫通孔に挿入する工程と、
を備える、ステータの製造方法。 A method of manufacturing a stator having a stator core having a plurality of slots penetrating in the axial direction.
A coil having two coil side portions housed in the slot by winding a coil wire in an annular shape, and a coil crossing portion connecting the two coil side portions and arranged on both sides in the axial direction of the stator core. The process of forming a bundle and
By moving the coil bundle relative to the axial direction of the slot, the coil bundle is accommodated in the slot and the coil crossover portions are arranged on both sides of the stator core in the axial direction. The process of inserting into the slot and
Prior to the step of inserting into the slot, the coil bundle is relatively moved in the axial direction of the through hole with respect to a core jig having a through hole corresponding to the slot. The process of inserting the coil side into the through hole and
A method of manufacturing a stator.
前記貫通孔の径方向開口部は、前記スロットオープンよりも広い開口幅を有する、請求項1に記載のステータの製造方法。 The slot has a slot open that is a radial opening.
The method for manufacturing a stator according to claim 1, wherein the radial opening of the through hole has an opening width wider than that of the slot opening.
前記ステータコアの径方向内側に前記ステータコアの周方向に並んで配置され、軸方向に延びる複数のブレードに、前記コイル束を保持させる工程と、
前記ブレードの径方向内側に配置され、軸方向に移動するコイル移動機構により、前記コイル束を移動させる工程と、
を含み、
前記貫通孔に挿入する工程は、
前記コア治具の径方向内側に配置された複数のブレード治具に、前記コイル束を保持させる工程と、
前記ブレード治具の径方向内側に配置され軸方向に移動するコイル移動治具により、前記コイル束を移動させる工程と、
を含む、請求項1または2に記載のステータの製造方法。 The step of inserting into the slot is
A step of holding the coil bundle by a plurality of blades arranged in the radial direction of the stator core in the circumferential direction of the stator core and extending in the axial direction.
A step of moving the coil bundle by a coil moving mechanism arranged inside the blade in the radial direction and moving in the axial direction.
Including
The step of inserting into the through hole is
A step of holding the coil bundle on a plurality of blade jigs arranged radially inside the core jig, and
A step of moving the coil bundle by a coil moving jig arranged inside the blade jig in the radial direction and moving in the axial direction.
The method for manufacturing a stator according to claim 1 or 2, comprising the method.
前記圧縮する工程では、前記コイル線の断面形状を角形に変形する、請求項4〜6のいずれか1項に記載のステータの製造方法。 In the forming step, the coil wire of the round wire is used.
The method for manufacturing a stator according to any one of claims 4 to 6, wherein in the compression step, the cross-sectional shape of the coil wire is deformed into a square shape.
前記圧縮型は、
前記コイル束の外側に配置される第1及び第2の型と、
前記コイル束の内側に配置される第3の型と、
を含み、
前記第1の型と前記第3の型、及び、前記第2の型と前記第3の型、とで二つの前記コイル辺部の少なくとも一部を圧縮する、請求項4〜8のいずれか1項に記載のステータの製造方法。 In the compression step, at least a part of the coil side portion is compressed by using a compression mold.
The compression type is
The first and second molds arranged on the outside of the coil bundle,
A third mold arranged inside the coil bundle and
Including
Any of claims 4 to 8, wherein at least a part of the two coil sides is compressed by the first mold and the third mold, and the second mold and the third mold. The method for manufacturing a stator according to item 1.
前記圧縮型は、前記第1のコイル束のコイル辺部と前記第2のコイル束のコイル辺部との間に配置される第4の型をさらに含み、
前記第1の型と前記第4の型、及び、前記第2の型と前記第4の型、とで前記第1のコイル束の二つの前記コイル辺部の少なくとも一部を圧縮し、前記第3の型と前記第4の型と、で前記第2のコイル束の二つの前記コイル辺部の少なくとも一部を圧縮する、請求項9に記載のステータの製造方法。 In the step of compressing, the first coil bundle and the second coil bundle arranged inside the first coil bundle are compressed.
The compression mold further comprises a fourth mold disposed between the coil side of the first coil bundle and the coil side of the second coil bundle.
At least a part of the two coil sides of the first coil bundle is compressed by the first mold and the fourth mold, and the second mold and the fourth mold. The method for manufacturing a stator according to claim 9, wherein at least a part of the two coil sides of the second coil bundle is compressed by the third mold and the fourth mold.
各前記第1の型は各前記第2の型に向けて移動し、
前記第1の型の移動方向から見た平面視において各前記第1の型は重なる、請求項9または10に記載のステータの製造方法。 In the compression step, a plurality of the coil bundles are compressed using the plurality of compression molds.
Each said first mold moves towards each said second mold,
The method for manufacturing a stator according to claim 9 or 10, wherein the first molds overlap each other in a plan view seen from the moving direction of the first molds.
前記圧縮型は、前記第1の型の移動方向に延び、前記第1の型と接触するよう配置され、前記第1の型の移動方向と垂直であり、かつ、前記第1のコイル束及び前記第2のコイル束の前記コイル辺部の延びる方向と垂直な方向で前記コイル束を挟んで対向するよう配置される対向部材をさらに含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載のステータの製造方法。 The first mold moves towards the second mold and
The compression mold extends in the moving direction of the first mold, is arranged so as to be in contact with the first mold, is perpendicular to the moving direction of the first mold, and has the first coil bundle and the first coil bundle. The invention according to any one of claims 9 to 11, further comprising an opposing member arranged so as to face the coil bundle in a direction perpendicular to the extending direction of the coil side portion of the second coil bundle. How to manufacture the stator.
前記スロットに挿入する工程では、前記一側から挿入する、請求項1〜13のいずれか1項に記載のステータの製造方法。 The method for manufacturing a stator according to any one of claims 1 to 13, further comprising a step of bending one side of the coil bundle and inserting the coil bundle into the slot from the one side.
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