JP2023004768A - Manufacturing method of stator for rotary electric machine - Google Patents

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秀剛 廣澤
Shugo Hirozawa
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Abstract

To stabilize quality of a stator by fixing a stator core and a segment coil in a stable state.SOLUTION: After forming a stator core 6 by arranging a plurality of split cores 61 in an axial direction, a segment coil 71 is inserted into a slot 6c of the stator core 6. The plurality of split cores 61 are relatively rotated, and the split cores 61 are pressed to the segment coil 71 inserted into the slot 6c from a circumferential direction. A relative rotational amount of the plurality of split cores 61 at this time is managed by torque.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、回転電機のステータの製造方法 The present invention relates to a method for manufacturing a stator for a rotating electric machine.

回転電機のステータとして、多数のU字形状のセグメントコイルを用いたものが公知である。例えば、下記の特許文献1に示されているステータの製造方法は、ステータコアに設けられたスロットにセグメントコイルを挿入する工程と、スロットに挿入されたセグメントコイルのうち、ステータコアから軸方向一方側に突出した部分を円周方向に捻る工程と、円周方向に捻られたセグメントコイルの端部同士を溶接する工程と、セグメントコイルとステータコアとの間の隙間にワニスを含侵させて硬化させる工程とを有する。 2. Description of the Related Art As a stator for a rotating electric machine, a stator using a large number of U-shaped segment coils is known. For example, the method of manufacturing a stator disclosed in Patent Document 1 below includes a step of inserting segment coils into slots provided in a stator core; A step of twisting the projecting portion in the circumferential direction, a step of welding the ends of the segment coil twisted in the circumferential direction, and a step of impregnating and hardening the gap between the segment coil and the stator core with varnish. and

また、下記の特許文献2に示された回転電機では、ステータコア(固定子鉄心)が、同軸に配された3つの分割コア(分割鉄心)を有する。ステータのスロットにセグメントコイルを挿入した後、軸方向中央の分割コアを、軸方向両端の分割コアに対して相対回転させて、各分割コアをセグメントコイルに接触させている。これにより、ステータコアとセグメントコイルとの間の良好な熱伝導性を確保することができる、とされている。 Further, in a rotating electrical machine disclosed in Patent Document 2 below, a stator core (stator core) has three coaxially arranged split cores (split cores). After inserting the segment coils into the slots of the stator, the split core at the center in the axial direction is rotated relative to the split cores at both ends in the axial direction to bring the split cores into contact with the segment coils. It is said that this makes it possible to ensure good thermal conductivity between the stator core and the segment coils.

特開2019-169993号公報JP 2019-169993 A 特許第6843272号公報Japanese Patent No. 6843272

ところで、上記特許文献1に示されたステータの製造方法において、ステータコアのスロットにセグメントコイルを挿入した後、セグメントコイルとステータコアとの間の隙間にワニスを含侵・硬化させるまでの間は、セグメントコイルはステータコアに固定されていない。このため、セグメントコイルを挿入後、ワニスを含侵・硬化させるまでの間に行われる工程(例えば、セグメントコイルを周方向に捻る工程)では、治具等によりセグメントコイル及びステータコアを保持する必要があるため、手間がかかる。 By the way, in the stator manufacturing method disclosed in Patent Document 1, after inserting the segment coils into the slots of the stator core, until the gap between the segment coils and the stator core is impregnated with varnish and hardened, the segment The coil is not fixed to the stator core. Therefore, it is necessary to hold the segment coil and stator core with a jig or the like in the process (for example, the process of twisting the segment coil in the circumferential direction) that is performed after the segment coil is inserted and before the varnish is impregnated and hardened. It is time consuming because

例えば、上記特許文献2に示されているように、ステータコアを複数の分割コアで形成し、これらを相対回転させてセグメントコイルに周方向から押し付ければ、セグメントコイルをステータコアに固定することができる。しかし、同文献に記載の方法では、各分割コアに設けられた被連結部(貫通孔あるいは凹部)に連結部材を挿入することにより、各分割コアを周方向に所定量回転させている。この場合、被連結部及び連結部材の寸法によって分割コアの回転量が決まるため、被連結部及び連結部材の寸法のばらつきにより各分割コアの回転量が変化する。このため、各分割コアをセグメントコイルに押し付ける力が製品ごとに異なり、ステータコアとセグメントコイルとの固定力が不安定となるため、ステータの品質にばらつきが生じる。 For example, as shown in Patent Document 2, the segment coil can be fixed to the stator core by forming the stator core from a plurality of split cores, rotating them relative to each other, and pressing them against the segment coil in the circumferential direction. . However, in the method described in the document, each split core is rotated by a predetermined amount in the circumferential direction by inserting a connecting member into a connecting portion (through hole or recess) provided in each split core. In this case, since the amount of rotation of the split cores is determined by the dimensions of the connected parts and the connecting member, the amount of rotation of each split core changes due to variations in the dimensions of the connected parts and the connecting member. For this reason, the force for pressing each split core against the segment coil differs from product to product, and the fixing force between the stator core and the segment coil becomes unstable, resulting in variations in the quality of the stator.

そこで、本発明の目的は、ステータコアとセグメントコイルとを安定した状態で固定することで、ステータの品質を安定させることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the quality of the stator by fixing the stator core and the segment coils in a stable state.

上記の目的を達成するためになされた本発明は、複数の分割コアを軸方向に並べて、複数のティース及びその周方向間に形成された複数のスロットを有するステータコアを形成する工程と、前記スロットにセグメントコイルを挿入する工程と、複数の分割コアを相対回転させて、前記スロットに挿入された前記セグメントコイルに前記分割コアを周方向から押し付ける工程とを有するステータの製造方法であって、前記複数の分割コアの相対回転量をトルクによって管理することを特徴とする。 In order to achieve the above objects, the present invention provides a step of arranging a plurality of split cores in an axial direction to form a stator core having a plurality of teeth and a plurality of slots formed between the teeth in the circumferential direction; and a step of relatively rotating a plurality of split cores to press the split cores against the segment coils inserted in the slots from the circumferential direction, the method comprising: It is characterized by managing the amount of relative rotation of the plurality of split cores by means of torque.

このように、本発明では、複数の分割コアの相対回転量をトルクによって管理する。すなわち、複数の分割コアを相対回転させてセグメントコイルに押し付け、このときのトルクが所定値に達したら、複数の分割コアの相対回転を停止する。これにより、各部品の寸法精度によらずに、各分割コアをセグメントコイルに一定の力で押し付けることができる。 Thus, in the present invention, the amount of relative rotation of a plurality of split cores is managed by torque. That is, the plurality of split cores are relatively rotated and pressed against the segment coil, and when the torque at this time reaches a predetermined value, the relative rotation of the plurality of split cores is stopped. As a result, each split core can be pressed against the segment coil with a constant force regardless of the dimensional accuracy of each part.

上記の方法では、前記ステータコアのティースの軸方向一方の端面を加締めることにより、前記ティースの軸方向一方の端部を周方向に突出させて前記セグメントコイルを押圧することができる。これにより、ステータコアの軸方向一方の端部にセグメントコイルを確実に固定することができる。 In the above method, by crimping one axial end face of the tooth of the stator core, one axial end of the tooth can be protruded in the circumferential direction to press the segment coil. Thereby, the segment coil can be reliably fixed to one axial end of the stator core.

以上のように、本発明の製造方法によれば、分割コアをセグメントコイルに一定の力で押し付けることができるため、これらを安定した状態で固定して、ステータの品質を安定させることができる。 As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the split cores can be pressed against the segment coils with a constant force, so that they can be stably fixed and the quality of the stator can be stabilized.

回転電機の断面図である。1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine; FIG. ステータコアを軸方向から見た正面図である。It is the front view which looked at the stator core from the axial direction. ステータコアの側面図である。It is a side view of a stator core. 図2のX-X線における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2; セグメントコイルの側面図である。It is a side view of a segment coil. ステータコアのスロットにセグメントコイルを差し込んだ状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which segment coils are inserted into slots of a stator core; 隣接する分割コアを相対回転させた状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which adjacent split cores are relatively rotated; 他の実施形態において、隣接する分割コアを相対回転させた状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which adjacent split cores are relatively rotated in another embodiment. さらに他の実施形態に係るステータコアの軸方向端部付近の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of the axial end of a stator core according to still another embodiment; さらに他の実施形態において、隣接する分割コアを相対回転させた状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which adjacent split cores are relatively rotated in another embodiment. さらに他の実施形態において、隣接する分割コアを相対回転させた状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which adjacent split cores are relatively rotated in another embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示す回転電機1は、例えば電気自動車(ハイブリッド車等を含む)の電動機又は発電機として用いられるものである。回転電機1は、三相ブラシレスモータであり、ステータ2と、ロータ3と、回転軸4と、ケース5とを備える。ステータ2は、ステータコア6及びコイル7を有し、ケース5の内周に固定される。ロータ3は、ロータコア8及びマグネット9を有し、回転軸4の外周に固定される。ロータ3の外周面(図示例では、マグネット9の外周面)と、ステータ2の内周面(図示例では、ステータコア6のティース6bの内周面)とが、微小な半径方向隙間を介して対向している。回転軸4は、ベアリング10を介してケース5に取り付けられる。ステータ2のコイル7に通電することにより、ロータ3及び回転軸4が一体に回転する。 A rotary electric machine 1 shown in FIG. 1 is used, for example, as an electric motor or generator for an electric vehicle (including a hybrid vehicle). A rotating electric machine 1 is a three-phase brushless motor and includes a stator 2 , a rotor 3 , a rotating shaft 4 and a case 5 . The stator 2 has a stator core 6 and coils 7 and is fixed to the inner circumference of the case 5 . The rotor 3 has a rotor core 8 and magnets 9 and is fixed to the outer circumference of the rotating shaft 4 . The outer peripheral surface of the rotor 3 (in the illustrated example, the outer peripheral surface of the magnet 9) and the inner peripheral surface of the stator 2 (in the illustrated example, the inner peripheral surface of the teeth 6b of the stator core 6) are separated by a small radial gap. facing each other. The rotary shaft 4 is attached to the case 5 via bearings 10 . By energizing the coil 7 of the stator 2, the rotor 3 and the rotary shaft 4 rotate together.

ステータコア6は、図2に示すように、円筒部6aと、円筒部6aから内径側に突出した複数のティース6bとを有する。隣接するティース6bの間にはスロット6cが設けられる。ステータコア6は、同軸上で軸方向に並べて配された複数の分割コア61を有し、好ましくは3つ以上の分割コア61を有する。本実施形態のステータコア6は、図3に示すように、3つの分割コア61を有する。各分割コア61は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積層してなる積層鋼板で形成される。この他、各分割コア61を圧粉磁心で形成してもよい。各分割コア61は、円筒部61a、ティース61b、及びスロット61cを有する。3つの分割コア61の円筒部61a、ティース61b、及びスロット61cで、それぞれステータコア6の円筒部6a、ティース6b、及びスロット6cが形成される。 The stator core 6, as shown in FIG. 2, has a cylindrical portion 6a and a plurality of teeth 6b projecting radially inwardly from the cylindrical portion 6a. Slots 6c are provided between adjacent teeth 6b. The stator core 6 has a plurality of split cores 61 coaxially arranged side by side in the axial direction, preferably three or more split cores 61 . The stator core 6 of this embodiment has three split cores 61 as shown in FIG. Each split core 61 is formed of, for example, a laminated steel plate obtained by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. Alternatively, each split core 61 may be formed of a dust core. Each split core 61 has a cylindrical portion 61a, teeth 61b, and slots 61c. The cylindrical portion 61a, the teeth 61b and the slots 61c of the three split cores 61 form the cylindrical portion 6a, the teeth 6b and the slots 6c of the stator core 6, respectively.

以下、本発明の一実施形態に係るステータ2の製造方法を説明する。 A method of manufacturing the stator 2 according to one embodiment of the present invention will be described below.

まず、鋼板を所定形状に打ち抜いて複数のブランク材を形成し、複数のブランク材を積層して分割コア61を形成する。本実施形態では、複数の分割コア61が同一形状であるため、各分割コア61は、同一形状のブランク材を同一枚数積層して形成される。この場合、ブランク材の打ち抜き金型が一種類で済むため、複数種類の金型を用いる場合と比べて製造コストが低減される。 First, a plurality of blanks are formed by punching a steel plate into a predetermined shape, and the split cores 61 are formed by laminating the plurality of blanks. In this embodiment, since the plurality of split cores 61 have the same shape, each split core 61 is formed by laminating the same number of blanks having the same shape. In this case, since only one type of blank punching die is required, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where a plurality of types of dies are used.

ところで、ブランク材の素材となる鋼板は、厚さが完全に均一ではなく、ロットごとに僅かな厚さの傾斜があることが多い。このため、ブランク材を積層して分割コア61を形成すると、各ブランク材の厚さの傾斜が累積されて、分割コア61の厚さ(軸方向寸法)に傾斜が生じる。本実施形態では、複数の分割コア61を形成するブランク材が、同一金型により同じロットの鋼板から形成されるため、各分割コア61の厚さの傾斜の傾向が同じになる。従って、複数の分割コア61の位相をずらして積層することで、具体的には、3つの分割コア61の位相を120°ずつずらすことで、各分割コア61の厚さの傾斜を相殺することができる。 By the way, the steel plate, which is the material of the blank material, is not completely uniform in thickness, and often has a slight inclination in thickness from lot to lot. Therefore, when blank members are laminated to form the split core 61 , the thickness gradients of the blank members are accumulated, and the thickness (axial dimension) of the split core 61 is inclined. In the present embodiment, since the blanks forming the plurality of split cores 61 are formed from the same lot of steel plates using the same mold, the inclination of the thickness of each split core 61 is the same. Therefore, by shifting the phases of the plurality of split cores 61 and stacking them, more specifically, by shifting the phases of the three split cores 61 by 120° each, the inclination of the thickness of each split core 61 can be offset. can be done.

また、鋼板から打ち抜かれたブランク材の端部には、軸方向(ブランク材の厚さ方向と直交する方向)に突出したバリが生じる。本実施形態では、バリの突出方向が同じになるように(例えば、全てのブランク材のバリが下向きに突出するように)、ブランク材の向き(表裏)を揃えて積層される。これにより、隣接するブランク材のバリ同士の干渉を回避して、ブランク材を均一に積層することができる。 In addition, burrs projecting in the axial direction (direction perpendicular to the thickness direction of the blank) are generated at the ends of the blank that is punched from the steel plate. In this embodiment, the blanks are stacked with the direction (front and back) aligned so that the burrs protrude in the same direction (for example, the burrs of all the blanks protrude downward). As a result, interference between burrs of adjacent blanks can be avoided, and the blanks can be uniformly laminated.

次に、3つの分割コア61を軸方向に並べて、ステータコア6を形成する。このとき、隣接する分割コア61を接触させ、各分割コア61のティース61bの周方向位置を揃えて配置する(図4参照)。軸方向に並べた3つの分割コア61の円筒部61a、ティース61b、及びスロット61cにより、それぞれステータコア6の円筒部6a、ティース6b、及びスロット6cが形成される。このとき、3つの分割コア61は、周方向に相対回転可能な状態で保持される。そして、3つの分割コア61のうち、何れか1つあるいは複数の分割コア61が固定され、その他の分割コア61が駆動手段に連結される。本実施形態では、図4の上側の分割コア61(以下、第1分割コア61A)と下側の分割コア61(以下、第3分割コア61C)とを固定し、中央の分割コア61B(以下、第2分割コア61B)が駆動手段に取り付けられる。 Next, the stator core 6 is formed by arranging the three split cores 61 in the axial direction. At this time, the adjacent split cores 61 are brought into contact with each other, and the circumferential positions of the teeth 61b of the split cores 61 are aligned (see FIG. 4). Cylindrical portions 61a, teeth 61b, and slots 61c of three split cores 61 arranged in the axial direction form cylindrical portions 6a, teeth 6b, and slots 6c of stator core 6, respectively. At this time, the three split cores 61 are held so as to be relatively rotatable in the circumferential direction. One or more of the three split cores 61 are fixed, and the other split cores 61 are connected to the driving means. In this embodiment, the upper split core 61 (hereinafter referred to as the first split core 61A) and the lower split core 61 (hereinafter referred to as the third split core 61C) in FIG. , second split core 61B) are attached to the driving means.

次に、ステータコア6のスロット6cにセグメントコイル71を挿入する。セグメントコイル71は、図5に示すように、一対の平行な直線状の脚部71aと、一対の脚部71aの端部同士を連結する連結部71bとを有する略U字形状を成している。セグメントコイル71は、例えば、表面が絶縁被膜で覆われた導体からなる平角線で形成される。セグメントコイル71の端部には、絶縁被膜が除去されて導体が露出した露出部71cが設けられる。セグメントコイル71の一対の脚部71aをステータコア6の異なるスロット6cに挿入し、各脚部71aの先端をスロット6cから軸方向に突出させる(図6参照)。 Next, the segment coils 71 are inserted into the slots 6 c of the stator core 6 . As shown in FIG. 5, the segment coil 71 has a substantially U-shape having a pair of parallel straight leg portions 71a and a connecting portion 71b connecting the ends of the pair of leg portions 71a. there is The segment coil 71 is formed of, for example, a rectangular wire made of a conductor whose surface is covered with an insulating film. An end portion of the segment coil 71 is provided with an exposed portion 71c where the conductor is exposed by removing the insulating coating. A pair of leg portions 71a of the segment coil 71 are inserted into different slots 6c of the stator core 6, and the tip of each leg portion 71a is axially protruded from the slot 6c (see FIG. 6).

全てのセグメントコイル71をステータコア6のスロット6cに差し込んだ後、隣接する分割コア61を軸心周りに相対回転させる。ステータコア6が3つ以上の分割コア61を有する場合、何れかの分割コア61と、その軸方向両側に配された一対の分割コア61とを相対回転させる。本実施形態では、第1分割コア61A及び第3分割コア61Cを固定した状態で、第2分割コア61Bを周方向一方(図中左側)に回転させる。これにより、図7に示すように、第2分割コア61Bのティース61bによりセグメントコイル71が周方向一方側に押し込まれ、第1分割コア61A及び第3分割コア61Cのティース61bに当接する。 After inserting all the segment coils 71 into the slots 6c of the stator core 6, the adjacent split cores 61 are relatively rotated around the axis. When the stator core 6 has three or more split cores 61, one of the split cores 61 and the pair of split cores 61 arranged on both sides in the axial direction are relatively rotated. In this embodiment, the first split core 61A and the third split core 61C are fixed, and the second split core 61B is rotated in one circumferential direction (left side in the drawing). As a result, as shown in FIG. 7, the segment coil 71 is pushed to one side in the circumferential direction by the teeth 61b of the second split core 61B and comes into contact with the teeth 61b of the first split core 61A and the third split core 61C.

さらに第2分割コア61Bを回転駆動することで、駆動手段の駆動力(トルク)により、第2分割コア61Bのティース61bがセグメントコイル71に周方向他方側(図中右側)から押し付けられると共に、第1分割コア61A及び第3分割コア61Cのティース61bがセグメントコイル71に周方向一方側(図中左側)から押し付けられる。そして、第2分割コア61Bを回転駆動する駆動手段のトルクが所定値に達したら、第2分割コア61Bの回転を停止して、その位置で第2分割コア61Bを保持する。尚、図6及び図7では、理解しやすいように、セグメントコイル71と各分割コア61のティース61bとの間の周方向隙間や各分割コア61の回転量を誇張して示している(後述する図8~図11も同様)。 Further, by rotationally driving the second split core 61B, the teeth 61b of the second split core 61B are pressed against the segment coil 71 from the other side in the circumferential direction (the right side in the figure) by the driving force (torque) of the driving means. The teeth 61b of the first split core 61A and the third split core 61C are pressed against the segment coil 71 from one circumferential side (left side in the figure). Then, when the torque of the driving means for rotationally driving the second split core 61B reaches a predetermined value, the rotation of the second split core 61B is stopped and the second split core 61B is held at that position. 6 and 7, the circumferential gap between the segment coil 71 and the tooth 61b of each split core 61 and the amount of rotation of each split core 61 are exaggerated for easy understanding (described later). The same applies to FIGS. 8 to 11).

以上のように、分割コア61A、61B、61Cの相対回転量、本実施形態では第2分割コア61Bの回転量を、駆動手段のトルクで管理することにより、各分割コア61A、61B、61Cのティース61bが一定の力(トルク)でセグメントコイル71に押し付けられる。これにより、セグメントコイル71がステータコア6に安定した力で固定されるため、ステータ2の品質を安定させることができる。 As described above, the amount of relative rotation of the split cores 61A, 61B, and 61C, and in the present embodiment, the amount of rotation of the second split core 61B, is controlled by the torque of the driving means, so that each of the split cores 61A, 61B, and 61C can rotate. Teeth 61b are pressed against segment coil 71 with a constant force (torque). As a result, the segment coils 71 are fixed to the stator core 6 with a stable force, so the quality of the stator 2 can be stabilized.

こうして、各分割コア61A、61B、61Cを所定の力でセグメントコイル71に押し付けた状態で、複数の分割コア61A、61B、61Cを互いに固定する。固定方法は特に限定されず、例えば溶接、接着、機械的手段等を採用できる。溶接により固定する場合は、例えば、ステータコア6の外周面のうち、隣接する分割コア61の境界を溶接する。接着により固定する場合は、例えば、隣接する分割コア61の端面を接着固定する。機械的手段により固定する場合は、例えば、ボルト及びナットにより、複数の分割コア61からなるステータコア6全体を軸方向両側から挟持する。 Thus, the plurality of split cores 61A, 61B, 61C are fixed to each other while each split core 61A, 61B, 61C is pressed against the segment coil 71 with a predetermined force. The fixing method is not particularly limited, and welding, adhesion, mechanical means, etc., can be employed, for example. When fixing by welding, for example, the boundary between the adjacent split cores 61 on the outer peripheral surface of the stator core 6 is welded. When fixing by adhesion, for example, the end faces of adjacent split cores 61 are fixed by adhesion. When fixing by mechanical means, for example, the entire stator core 6 made up of a plurality of split cores 61 is sandwiched from both sides in the axial direction by bolts and nuts.

その後、セグメントコイル71の脚部71aのうち、ステータコア6のスロット6cから軸方向一方(図7の上方)に突出した部分を、周方向一方あるいは他方に傾斜させるように捻る(成形工程)。これにより、周方向一方に捻られた脚部71aの露出部71cと、周方向他方に捻られた脚部71aの露出部71cとを半径方向で隣接させる。その後、半径方向で隣接する各脚部71aの露出部71c同士を溶接して、U相、V相、W相のコイルを形成する(溶接工程)。これらの成形工程や溶接工程を行うにあたり、各分割コア61のティース61bがセグメントコイル71に周方向から押し付けられてセグメントコイル71とステータコア6とが固定されていることにより、セグメントコイル71を支持する治具等が不要となるため、工程が簡略化される。 After that, the portion of the leg portion 71a of the segment coil 71 protruding from the slot 6c of the stator core 6 in one axial direction (upward in FIG. 7) is twisted so as to be inclined in one or the other circumferential direction (forming step). As a result, the exposed portion 71c of the leg portion 71a twisted in one circumferential direction and the exposed portion 71c of the leg portion 71a twisted in the other circumferential direction are radially adjacent to each other. Thereafter, the exposed portions 71c of the leg portions 71a adjacent in the radial direction are welded together to form U-phase, V-phase, and W-phase coils (welding step). In performing these forming processes and welding processes, the segment coils 71 are supported by fixing the segment coils 71 and the stator core 6 by pressing the teeth 61b of each split core 61 against the segment coils 71 from the circumferential direction. Since no jig or the like is required, the process is simplified.

その後、コイル7にワニスを含浸・硬化させる。従来のステータでは、ステータコアとコイルとを固定するために、ステータコイルのスロット内までワニスを含浸させていた。この場合、ワニスを硬化させるためにステータコイルの内部まで十分に加熱する必要があるため、バッチ炉等の大型の加熱炉を要していた。これに対し、本発明では、上記のように、各分割コア61のティース61bをセグメントコイル71に周方向から押し付けることでセグメントコイル71とステータコア6とが固定されているため、スロット6c内へのワニスの含浸を省略できる。従って、例えば、コイル7のうち、スロット6cから突出した部分、すなわち、ステータコア6の軸方向両側に配された部分のみにワニスを含浸させればよい。この場合、コイル7のうち、ステータコア6から外部に露出した部分のみを加熱すればよいため、放射熱等による簡素な加熱設備で足り、省エネルギー、省スペースが図られる。尚、スロット6c内のコイル7にもワニスを含浸させれば、コイル7とステータコア6との固定力がさらに高められる。また、コイル7にワニスを含浸させる必要が無ければ、ワニス含浸工程を省略してもよい。 After that, the coil 7 is impregnated with varnish and hardened. In conventional stators, the slots of the stator coils are impregnated with varnish in order to fix the stator core and the coils. In this case, it is necessary to sufficiently heat the inside of the stator coil in order to harden the varnish, so a large-sized heating furnace such as a batch furnace is required. In contrast, in the present invention, as described above, the segment coils 71 and the stator core 6 are fixed by pressing the teeth 61b of each split core 61 against the segment coils 71 in the circumferential direction. Varnish impregnation can be omitted. Therefore, for example, only the portions of the coil 7 protruding from the slots 6c, that is, the portions arranged on both sides of the stator core 6 in the axial direction need to be impregnated with varnish. In this case, since only the portion of the coil 7 exposed to the outside from the stator core 6 needs to be heated, simple heating equipment using radiant heat or the like is sufficient, and energy and space can be saved. If the coil 7 in the slot 6c is also impregnated with varnish, the fixing force between the coil 7 and the stator core 6 can be further enhanced. Moreover, if there is no need to impregnate the coil 7 with varnish, the varnish impregnation step may be omitted.

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については説明を省略する。 The invention is not limited to the above embodiments. Other embodiments of the present invention will be described below, but descriptions of the same points as those of the above-described embodiments will be omitted.

複数の分割コア61を相対回転させる手順は上記の実施形態に限られない。例えば、図6に示すようにステータコア6のスロット6cにセグメントコイル71を挿入した後、第2分割コア61Bを固定した状態で、第1、第3分割コア61A、61Cを周方向他方側(図中右側)に回転させることにより、図7に示すように各分割コア61A、61B、61Cをセグメントコイル71に押し付けてもよい。このとき、第1、第3分割コア61A、61Cを同時に回転させれば、これらを共通の駆動手段で回転させることができるため、装置が簡素化される。 The procedure for relatively rotating the plurality of split cores 61 is not limited to the above embodiment. For example, after inserting the segment coil 71 into the slot 6c of the stator core 6 as shown in FIG. 7, each of the split cores 61A, 61B, and 61C may be pressed against the segment coil 71 by rotating to the middle right). At this time, if the first and third split cores 61A and 61C are rotated at the same time, they can be rotated by a common drive means, thereby simplifying the device.

また、複数の分割コア61を一つずつ回転させてもよい。例えば、図6に示すようにステータコア6のスロット6cにセグメントコイル71を挿入した後、第2分割コア61Bを固定すると共に、第1、第3分割コア61A、61Cをそれぞれ別個の駆動手段に連結する。そして、第1分割コア61Aを停止させた状態で、第3分割コア61Cを周方向他方側(図中右側)に回転させる。これにより、図8に示すように、セグメントコイル71が第3分割コア61Cのティース61bで周方向他方側に押し込まれ、第2分割コア61Bのティース61bに当接する。そして、第3分割コア61Cを回転駆動する駆動手段のトルクが所定値に達したら、第3分割コア61Cの回転を停止して、その位置で第3分割コア61Cを保持する。 Alternatively, the plurality of split cores 61 may be rotated one by one. For example, after inserting the segment coil 71 into the slot 6c of the stator core 6 as shown in FIG. do. Then, while the first split core 61A is stopped, the third split core 61C is rotated to the other side in the circumferential direction (right side in the drawing). As a result, as shown in FIG. 8, the segment coil 71 is pushed to the other side in the circumferential direction by the teeth 61b of the third split core 61C and comes into contact with the teeth 61b of the second split core 61B. Then, when the torque of the drive means for rotationally driving the third split core 61C reaches a predetermined value, the rotation of the third split core 61C is stopped and the third split core 61C is held at that position.

次に、第3分割コア61Cを停止させた状態で、第1分割コア61Aを周方向他方側(図中右側)に回転させる。これにより、図7に示すように、第1分割コア61Aのティース61bがセグメントコイル71に押し付けられる。そして、第1分割コア61Aを回転駆動する駆動手段のトルクが所定値に達したら、第1分割コア61Aの回転を停止して、その位置で第1分割コア61Aを保持する。 Next, while the third split core 61C is stopped, the first split core 61A is rotated to the other side in the circumferential direction (right side in the drawing). As a result, the teeth 61b of the first split core 61A are pressed against the segment coil 71, as shown in FIG. Then, when the torque of the drive means for rotationally driving the first split core 61A reaches a predetermined value, the rotation of the first split core 61A is stopped and the first split core 61A is held at that position.

以上のように、駆動手段に連結された第1、第3分割コア61A、61Cを一つずつ回転させてそれぞれのトルクを管理することにより、各分割コア61A、61Cのティース61bをセグメントコイル71に押し付ける力を高精度に管理することができる。 As described above, the first and third split cores 61A and 61C connected to the drive means are rotated one by one and the respective torques are controlled, so that the teeth 61b of the split cores 61A and 61C are rotated by the segment coil 71. The pressing force can be managed with high precision.

ところで、図7に示す状態では、第1分割コア61Aの各ティース61bの周方向他方側の側面(図中右側面)はセグメントコイル71に押し付けられているが、各ティース61bの周方向一方側の側面(図中左側面)とセグメントコイル71との間には周方向の隙間がある。そこで、図9に示すように、ステータコア6の端面を加締めて、各ティース61bとセグメントコイル71との間の隙間を埋めてもよい。図示例では、第1分割コア61Aの各ティース61bの上面のうち、周方向一方側(図中左側)の端部近傍に加締め部61dを形成している。これにより、第1分割コア61Aのティース61bの上端に、周方向一方側に突出した突出部61eが形成される。この突出部61eをセグメントコイル71に押し付けることで、セグメントコイル71をより強固に固定することができる。さらに、第1分割コア61Aのティース61bの上面の周方向他方側の端部近傍にも加締め部61dを形成すれば、セグメントコイル71の固定力がさらに高められる(図示省略)。 By the way, in the state shown in FIG. 7, the side surface (the right side surface in the figure) on the other side in the circumferential direction of each tooth 61b of the first split core 61A is pressed against the segment coil 71, but the one side in the circumferential direction of each tooth 61b is pressed. There is a gap in the circumferential direction between the side surface of (left side surface in the figure) and the segment coil 71 . Therefore, as shown in FIG. 9, the end face of the stator core 6 may be crimped to fill the gap between each tooth 61b and the segment coil 71. FIG. In the illustrated example, a crimping portion 61d is formed in the vicinity of one end in the circumferential direction (left side in the drawing) of the upper surface of each tooth 61b of the first split core 61A. As a result, protrusions 61e that protrude to one side in the circumferential direction are formed at the upper ends of the teeth 61b of the first split core 61A. By pressing the projecting portion 61e against the segment coil 71, the segment coil 71 can be fixed more firmly. Furthermore, if the caulking portion 61d is also formed near the end on the other side in the circumferential direction of the upper surface of the tooth 61b of the first split core 61A, the fixing force of the segment coil 71 is further increased (not shown).

以上の実施形態では、複数の分割コア61の軸方向寸法が等しい場合を示したが、これに限らず、分割コア61の軸方向寸法を異ならせてもよい。例えば図10に示す実施形態では、中央の第2分割コア61Bの軸方向寸法を、その軸方向両側の第1、第3分割コア61A、61Cの軸方向寸法よりも大きくしている。隣接する分割コア61の境界付近では、セグメントコイル71が周方向両側のティース61bで挟持されるため、他の軸方向領域よりも固定力が大きくなる。図10に示すように、中央の分割コア61Bの軸方向寸法を大きくすれば、隣接する分割コア61との境界、すなわち、固定力が大きくなる部分が軸方向に離間するため、セグメントコイル71がステータコア6に対してがたつきにくくなる。 In the above embodiment, the case where the axial dimensions of the plurality of split cores 61 are equal has been shown, but this is not the only option, and the axial dimensions of the split cores 61 may be made different. For example, in the embodiment shown in FIG. 10, the axial dimension of the central second split core 61B is made larger than the axial dimensions of the first and third split cores 61A and 61C on both sides in the axial direction. In the vicinity of the boundary between adjacent split cores 61, the segment coil 71 is sandwiched between the teeth 61b on both sides in the circumferential direction, so the fixing force is greater than in other axial regions. As shown in FIG. 10, if the axial dimension of the central split core 61B is increased, the boundary between the adjacent split cores 61, that is, the portion where the fixing force is increased, is spaced apart in the axial direction. The stator core 6 is less likely to rattle.

また、図11に示すように、上側の分割コア61Aの軸方向寸法を、他の分割コア61B、61Cの軸方向寸法よりも大きくしてもよい。この場合、隣接する分割コア61の境界、すなわち、固定力が大きくなる部分が、下方に偏った位置に配されるため、セグメントコイル71とステータコア6の上端との固定が不安定となる恐れがある。そこで、図11に示すように、ステータコア6の各ティース6bの上面に加締め部61dを設けることで、各ティース6bの上端に周方向の突出部61eを形成し、この突出部61eをセグメントコイル71に押し付けることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 11, the axial dimension of the upper split core 61A may be larger than the axial dimensions of the other split cores 61B and 61C. In this case, the boundary between the adjacent split cores 61, that is, the portion where the fixing force is large, is arranged at a position biased downward, so the fixation between the segment coil 71 and the upper end of the stator core 6 may become unstable. be. Therefore, as shown in FIG. 11, a crimping portion 61d is provided on the upper surface of each tooth 6b of the stator core 6 to form a circumferential protrusion 61e at the upper end of each tooth 6b, and the protrusion 61e is used as the segment coil. It is preferably pressed against 71 .

ところで、複数の分割コア61を別個の駆動手段で回転駆動する場合、各分割コア61をセグメントコイル71に押し付けるトルクの大きさは、同じであってもよいし、異ならせてもよい。例えば、図10や図11に示す実施形態のように、複数の分割コア61の軸方向寸法が異なる場合、分割コア61の軸方向寸法に比例して、分割コア61をセグメントコイル71に押し付けるトルクを大きくしてもよい。 By the way, when the plurality of split cores 61 are rotationally driven by separate driving means, the magnitude of the torque that presses each split core 61 against the segment coil 71 may be the same or different. For example, when the axial dimensions of the plurality of split cores 61 are different as in the embodiment shown in FIGS. can be increased.

以上の実施形態では、分割コア61のティース61bをセグメントコイル71に直接押し付けた場合を示したが、これに限らず、例えば絶縁紙等を介して押し付けてもよい。 In the above embodiment, the case where the teeth 61b of the split core 61 are directly pressed against the segment coil 71 has been shown, but the present invention is not limited to this, and they may be pressed via insulating paper or the like.

以上の実施形態では、複数の分割コア61を相対回転させた後、これらを溶接等により固定した場合を示したが、これに限らず、先に複数の分割コア61を固定してから、これらを相対回転させてもよい。具体的には、例えば、複数の分割コア61を軸方向に並べて、ティース61bの周方向位置を揃えた状態で、これらを溶接等により固定する。こうして複数の分割コア61を一体化した状態で、スロット6cにセグメントコイル71を挿入することにより、セグメントコイル71の挿入が容易化される。その後、複数の分割コア61の固定部(例えば、溶接部)を塑性変形させながら、複数の分割コア61を相対回転させる。その後、必要であれば、複数の分割コア61を溶接等によりさらに固定してもよい。 In the above embodiment, the plurality of split cores 61 are relatively rotated and then fixed by welding or the like. However, the present invention is not limited to this. may be rotated relative to each other. Specifically, for example, a plurality of split cores 61 are arranged in the axial direction and fixed by welding or the like in a state in which the circumferential positions of the teeth 61b are aligned. By inserting the segment coil 71 into the slot 6c in a state in which the plurality of split cores 61 are integrated in this way, the insertion of the segment coil 71 is facilitated. Thereafter, the plurality of split cores 61 are relatively rotated while plastically deforming the fixed portions (for example, welded portions) of the plurality of split cores 61 . After that, if necessary, the plurality of split cores 61 may be further fixed by welding or the like.

ステータコア6の構成は上記に限らず、例えば、分割コア61の数を2個、あるいは4個以上としてもよい。 The configuration of the stator core 6 is not limited to the above. For example, the number of split cores 61 may be two, or four or more.

1 回転電機
2 ステータ
3 ロータ
4 回転軸
5 ケース
6 ステータコア
6a 円筒部
6b ティース
6c スロット
7 コイル
8 ロータコア
9 マグネット
61、61A、61B、61C分割コア
61a 円筒部
61b ティース
61c スロット
61d 加締め部
61e 突出部
71 セグメントコイル
1 Rotary electric machine 2 Stator 3 Rotor 4 Rotating shaft 5 Case 6 Stator core 6a Cylindrical portion 6b Teeth 6c Slot 7 Coil 8 Rotor core 9 Magnets 61, 61A, 61B, 61C Split core 61a Cylindrical portion 61b Teeth 61c Slot 61d Crimp portion 61e Protruding portion 71 segment coil

Claims (2)

複数の分割コアを軸方向に並べて、複数のティース及びその周方向間に形成された複数のスロットを有するステータコアを形成する工程と、
前記スロットにセグメントコイルを挿入する工程と、
複数の分割コアを相対回転させて、前記スロットに挿入された前記セグメントコイルに前記分割コアを周方向から押し付ける工程とを有するステータの製造方法であって、
前記複数の分割コアの相対回転量をトルクによって管理することを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
A step of arranging a plurality of split cores in the axial direction to form a stator core having a plurality of teeth and a plurality of slots formed between the teeth in the circumferential direction;
inserting a segment coil into the slot;
A stator manufacturing method comprising a step of relatively rotating a plurality of split cores to press the split cores against the segment coils inserted in the slots in the circumferential direction,
A method of manufacturing a stator for a rotary electric machine, wherein the amount of relative rotation of the plurality of split cores is controlled by torque.
前記ステータコアのティースの軸方向一方の端面を加締めることにより、前記ティースの軸方向一方の端部を周方向に突出させて前記セグメントコイルに押し付ける請求項1に記載の回転電機のステータの製造方法。 2. The method of manufacturing a stator for a rotary electric machine according to claim 1, wherein the one axial end of the tooth of the stator core is crimped so that the one axial end of the tooth protrudes in the circumferential direction and is pressed against the segment coil. .
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