JP2024070962A - Manufacturing method of coil segment - Google Patents
Manufacturing method of coil segment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024070962A JP2024070962A JP2022181616A JP2022181616A JP2024070962A JP 2024070962 A JP2024070962 A JP 2024070962A JP 2022181616 A JP2022181616 A JP 2022181616A JP 2022181616 A JP2022181616 A JP 2022181616A JP 2024070962 A JP2024070962 A JP 2024070962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- bent portion
- coil wire
- manufacturing
- coil segment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
【課題】コイルセグメントの抵抗値の増大を抑制する。【解決手段】実施形態に係るコイルセグメントの製造方法は、コイル線を曲げて、曲げ部分を形成する工程と、前記曲げ部分に金属粉を配置した状態で圧縮して、前記金属粉を前記曲げ部分に塑性流動結合させる工程とを含む。コイル線の曲げ部分に凝着部を形成することで、曲げ部分の断面積を十分確保することができ、電気抵抗の増大を防ぎ、電費を向上させることが可能となる。また、非加熱で加工されるため、コイル線の酸化を防ぐことができる。【選択図】図1[Problem] Suppressing an increase in the resistance value of a coil segment. [Solution] A manufacturing method for a coil segment according to an embodiment includes the steps of bending a coil wire to form a bent portion, and compressing the bent portion with metal powder placed thereon, thereby plastically flow bonding the metal powder to the bent portion. By forming an adhesion portion at the bent portion of the coil wire, a sufficient cross-sectional area of the bent portion can be secured, preventing an increase in electrical resistance and improving power consumption. In addition, because the processing is performed without heating, oxidation of the coil wire can be prevented. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、コイルセグメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing coil segments.
特許文献1には、コイル線を略U字形に曲げたコイルセグメントをステータコアのスロットに挿入した後に、コイルセグメントの先端を曲げ加工して、所定の先端同士を結合することで回転電機を製造する方法が開示されている。
コイル線を曲げてコイルセグメントを作成する場合、曲げ部分の板厚が減少するため、コイルセグメントの抵抗値が増大するおそれがある。 When creating a coil segment by bending coil wire, the plate thickness at the bent portion decreases, which may increase the resistance of the coil segment.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、コイルセグメントの抵抗値の増大を抑制することが可能なコイルセグメントの製造方法を提供することである。 The present invention was made in consideration of these problems, and the object of the present invention is to provide a manufacturing method for coil segments that can suppress an increase in the resistance value of the coil segments.
本発明の一態様に係るコイルセグメントの製造方法は、コイル線を曲げて、曲げ部分を形成する工程と、前記曲げ部分に金属粉を配置した状態で圧縮して、前記金属粉を前記曲げ部分に塑性流動結合させる工程とを含む。 A method for manufacturing a coil segment according to one embodiment of the present invention includes a step of bending a coil wire to form a bent portion, and a step of compressing the bent portion while placing metal powder in the bent portion, thereby plastically flow bonding the metal powder to the bent portion.
本発明によれば、コイルセグメントの抵抗値の増大を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the resistance value of the coil segment.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings have been omitted and simplified as appropriate.
実施形態は、回転電機のステータに用いられるコイルセグメントの製造方法に関する。ステータは、電磁鋼板が軸方向に積層されたステータコアと、ステータコイルとを有する。ステータコアは、環状に形成されたヨークと、ヨークの内周面から突出する複数のティースとを含む。複数のティースは、ヨークの内周面に間隔をあけて形成されており、各ティースの間には、スロットが形成されている。 The embodiment relates to a method for manufacturing a coil segment used in a stator of a rotating electric machine. The stator has a stator core in which electromagnetic steel sheets are stacked in the axial direction, and a stator coil. The stator core includes a yoke formed in an annular shape and a number of teeth protruding from the inner peripheral surface of the yoke. The multiple teeth are formed at intervals on the inner peripheral surface of the yoke, and a slot is formed between each of the teeth.
コイルセグメントは、断面が矩形状(具体的には、長方形)の平角導線を略U字形に曲げ加工したものである。この平角導線は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属により形成されている。ここでは、コイル線は、銅からなるものとする。 The coil segment is made by bending a rectangular conductor wire with a rectangular cross section (specifically, a rectangle) into an approximately U-shape. This rectangular conductor wire is made of a highly conductive metal such as copper or aluminum. Here, the coil wire is made of copper.
複数のコイルセグメントは、ステータコアの一方の軸方向端面からスロット内に挿入される。コイルセグメントの先端部分は、ステータコアの他方の軸方向端面から所定の長さだけ突出する。この突出部分に曲げ加工を施し、所定の先端同士を溶接等により結合することで、ステータコイルが形成される。 Multiple coil segments are inserted into the slots from one axial end face of the stator core. The tip portions of the coil segments protrude a specified length from the other axial end face of the stator core. The protruding portions are bent, and the specified tips are joined together by welding or the like to form the stator coil.
平角導線を用いたコイルセグメントの製造方法は、例えば、断面が矩形状の銅からなるコイル線をエッジワイズ曲げ加工して略U字形に形成する工程を含む。なお、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導線線の断面短辺側の面を曲げることを指す。略U字形に曲げ加工する際のコイル線は、裸銅線の状態である。このようなコイル線を曲げた場合、曲げ部分にいわゆる板引けが発生する。このような板引けは、曲げ部分の肉厚の減少を引き起こし、セグメントコイルの断面積が小さくなる。 A method for manufacturing a coil segment using a rectangular conductor wire includes, for example, edgewise bending a rectangular copper coil wire into an approximately U-shape. Edgewise bending refers to bending the short side of the cross section of a rectangular conductor wire. When the coil wire is bent into an approximately U-shape, it is in the form of bare copper wire. When such a coil wire is bent, a so-called plate shrinkage occurs in the bent portion. This plate shrinkage causes a reduction in the thickness of the bent portion, reducing the cross-sectional area of the segment coil.
コイルセグメントの電気抵抗Rは、以下の式で表される。
R=ρ・l/A
R:抵抗
l:コイル線の長さ
A:コイル線の断面積
ρ:コイル線の抵抗率(断面積1平方メートル、長さ1メートルの時の抵抗値)
The electrical resistance R of the coil segment is expressed by the following formula:
R = ρ l / A
R: Resistance l: Length of coil wire A: Cross-sectional area of coil wire ρ: Resistivity of coil wire (resistance value when cross-sectional area is 1 square meter and length is 1 meter)
コイルセグメントの電気抵抗は、コイル線の長さに比例し、断面積に反比例する。このため、セグメントコイルの断面積が小さくなると、コイルセグメントの電気抵抗が部分的に増加するという問題がある。 The electrical resistance of a coil segment is proportional to the length of the coil wire and inversely proportional to the cross-sectional area. For this reason, when the cross-sectional area of a segment coil becomes smaller, there is a problem that the electrical resistance of the coil segment increases in some areas.
また、コイルエンドにおいて径方向の位置を調整するために、セグメントコイルの脚部にシフト部が形成される場合がある。シフト部は、平角線の断面長辺側の面を曲げる「フラットワイズ曲げ加工」により形成され得る。上述した、エッジワイズ曲げ加工により形成された曲げ部分の断面積が同一であっても、コイルセグメントのシフト部において電気抵抗が増加する場合もある。そこで、本発明者は、コイルセグメントの抵抗値の増大を抑制するために、以下のコイルセグメントの製造方法を考案した。 In addition, in order to adjust the radial position at the coil end, a shift section may be formed in the leg of the segment coil. The shift section may be formed by "flatwise bending," which bends the surface on the long side of the cross section of the rectangular wire. Even if the cross-sectional area of the bent portion formed by the edgewise bending process described above is the same, the electrical resistance may increase in the shift section of the coil segment. Therefore, the inventor has devised the following method of manufacturing a coil segment in order to suppress the increase in the resistance value of the coil segment.
図1は、実施形態に係るコイルセグメントの製造方法を説明するフロー図である。図2は、実施形態に係るコイルセグメントの製造方法を用いて製造されたコイルセグメントの一例について説明する図である。 Figure 1 is a flow diagram illustrating a method for manufacturing a coil segment according to an embodiment. Figure 2 is a diagram illustrating an example of a coil segment manufactured using the method for manufacturing a coil segment according to an embodiment.
図1に示すように、まず、コイル線1を曲げて、曲げ部分を形成する(S11)。図2には、曲げる前のコイル線1が二点鎖線で示されている。コイル線1は、直線状の平角導線であり、導線の表面には絶縁被膜は形成されていない状態である。このコイル線1に曲げ加工を施して、曲げ部分2が形成される。図2において、曲げ部分2は破線の円で囲まれた箇所となる。図2から、コイル線1の曲げ部分2の肉厚が減少していることがわかる。
As shown in Figure 1, first, the
図1に戻り、次に、曲げ部分2に金属粉を配置した状態で圧縮して、金属粉を曲げ部分2に塑性流動結合させる(S12)。ここでは、曲げ部分2に配置される金属粉は銅粉である。銅粉は、塑性流動により曲げ部分2に凝着して凝着部3を形成し、非加熱でコイル線1と一体化する。図2に示すように、曲げ部分2の外側に沿って凝着部3が形成される。
Returning to FIG. 1, next, the metal powder placed in the
このように、コイル線1の曲げ部分2に凝着部3を形成することで、板引け前と同等以上の断面積を確保でき、低抵抗のコイルセグメントを実現することが可能となる。なお、曲げ部分2に配置される銅粉に接着剤を混ぜてもよい。しかしながら、接着剤の分だけ凝着部3における銅の占積率が低下するため、銅粉のみであることが好ましい。
In this way, by forming the
ここで、図3を参照して、実施形態において用いられる塑性流動結合について説明する。図3では、説明のため、円板形状の銅板20に銅粉21を圧縮して塑性変形させる例が示されている。
Here, the plastic flow bonding used in the embodiment will be described with reference to FIG. 3. For the purpose of explanation, FIG. 3 shows an example in which
図3に示すように、コイルセグメント製造装置10は、ダイス11、パンチ13を含む。加圧成型用の金型であるダイス11には、キャビティ12が形成されている。銅板20はキャビティ12内に収容される。キャビティ12内の銅板20は、銅粉21凝着させる面のみが開放され、それ以外の面はダイス11で閉塞した状態である。ダイス11上には、キャビティ12に対向するようにパンチ13が配置されている。パンチ13は、周知の図示しない駆動機構により昇降駆動される。
As shown in FIG. 3, the coil
キャビティ12内の銅板20上には、銅粉21が充填される。パンチ13を上方から白抜き矢印で示す方向に下降させて、この銅粉21を圧縮することで、銅粉21が塑性流動し、銅板20の上面に凝着部が形成される。このとき、銅板20の銅粉21を凝着させる面以外の面は、ダイス11により閉塞されているため、銅板20が横に広がるのを抑制することができる。
これは、コイル線1に対して、銅粉を圧縮して塑性変形させるときの、コイル線1の横太りの抑制に対して応用される。具体的には、コイル線1において、凝着部を形成する面以外の面がダイスにより閉塞された状態で、非加熱で圧縮加工が行われる。コイル線1が横に広がろうとする荷重はダイスで支持される。すなわち、実施形態における凝着部の形成は、閉塞鍛造型の加工である。
This is used to suppress lateral thickening of the
なお、パンチ13の下面には、5度未満の傾斜角αが設けられていることが好ましい。これにより、銅粉21の塑性流動を促進することが可能となる。
It is preferable that the bottom surface of the
塑性流動結合を実現するための加工荷重Pは以下の式で表される。
P=k×Ks×L×t
k:係数
Ks:材料の降伏応力(引張強度の80%で代用することも可能である)
L:加工線長さ
t:板厚
α=0°の場合、k=1で加工荷重が最大となる。
The processing load P for realizing plastic flow bonding is expressed by the following formula.
P = k x Ks x L x t
k: Coefficient Ks: Yield stress of material (can be substituted with 80% of tensile strength)
L: processing line length t: plate thickness When α=0°, the processing load is maximum when k=1.
係数kについては、パンチ13の下面14に5度未満の傾斜角を設けた場合の経験則に基づき所定の値に設定することができる。例えば、パンチ13の下面14の傾斜角αに対する係数kの値は以下の通りである。
α=0.5°以上2°未満:k=0.7
α=2°以上3°未満:k=0.6
α=3°以上5°未満:k=0.8
The coefficient k can be set to a predetermined value based on an empirical rule when an inclination angle of less than 5 degrees is provided on the
α=0.5° or more and less than 2°: k=0.7
α=2° or more and less than 3°: k=0.6
α=3° or more and less than 5°: k=0.8
このようにパンチ13の銅粉21を圧縮する下面14に傾斜角をつけることにより、圧縮荷重を下げることができるとともに、銅粉21がダイス11に凝着せずに、銅板20に凝着部を形成することができる。
By providing an inclination angle to the
一例として、所定の厚みのφ=15mmの純銅板上に、0.67mmの高さで銅粉を供給した。銅板、銅粉ともに、電気抵抗は0.5Ωである。パンチ13により銅粉を圧縮加工することで、純銅板の上に0.61mmの凝着部が形成された。
As an example, copper powder was supplied to a height of 0.67 mm on a pure copper plate of a given thickness of φ = 15 mm. The electrical resistance of both the copper plate and the copper powder was 0.5 Ω. By compressing the copper powder with the
以上説明したように、実施形態によれば、コイル線1の曲げ部分2に凝着部3を形成することで、曲げ部分2の断面積を十分確保することができ、電気抵抗の増大を防ぎ、電費を向上させることが可能となる。また、凝着部3の形成は非加熱で加工されるため、コイル線1の酸化を防ぐことができる。
As described above, according to the embodiment, by forming the
なお、本発明は上記実施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。図2に示す例では、凝着部3を曲げ部分2の外側に形成したが、曲げ部分2の内側に形成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention. In the example shown in FIG. 2, the
1 コイル線
2 曲げ部分
3 凝着部
10 コイルセグメント製造装置
11 ダイス
12 キャビティ
13 パンチ
14 下面
20 銅板
21 銅粉
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
前記曲げ部分に金属粉を配置した状態で圧縮して、前記金属粉を前記曲げ部分に塑性流動結合させる工程と、
を含む、
コイルセグメントの製造方法。 bending the coil wire to form a bent portion;
compressing the metal powder disposed in the bent portion to plastically flow bond the metal powder to the bent portion;
including,
A method for manufacturing a coil segment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181616A JP2024070962A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Manufacturing method of coil segment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181616A JP2024070962A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Manufacturing method of coil segment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024070962A true JP2024070962A (en) | 2024-05-24 |
Family
ID=91129361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022181616A Pending JP2024070962A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Manufacturing method of coil segment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024070962A (en) |
-
2022
- 2022-11-14 JP JP2022181616A patent/JP2024070962A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4049246B2 (en) | Coil-enclosed magnetic component and method for manufacturing the same | |
JP5093396B2 (en) | Split stator and manufacturing method thereof | |
US10644556B2 (en) | Method of manufacturing armature coil | |
TW556234B (en) | Coil component and method for manufacturing the same | |
JP5537964B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5641136B2 (en) | Stator, stator manufacturing method, and rectangular conductor for winding | |
JP5740339B2 (en) | Surface mount multiphase inductor and method of manufacturing the same | |
JP5165415B2 (en) | Surface mount type coil member | |
EP2166546A2 (en) | Reactor unit with an electric connector | |
WO1991014274A1 (en) | High efficiency encapsulated power transformer | |
US20170077789A1 (en) | Method for manufacturing laminated core for motor | |
US20210167674A1 (en) | Stator manufacturing method and stator | |
TW200414237A (en) | Pressed powder inductance member and its manufacturing method | |
JP2009072014A (en) | Core block, core, stator for electric motor, and its electric motor | |
JP5843980B2 (en) | Method for manufacturing cage rotor and method for manufacturing induction motor | |
JP2007082268A (en) | Method and apparatus for manufacturing dynamo-electric machine | |
JP2024070962A (en) | Manufacturing method of coil segment | |
US8701269B2 (en) | Methods for forming female connectors integral with the stator winding conductors | |
JPH10285889A (en) | Rotor of squirrel-cage induction motor and its manufacture | |
JP6727458B2 (en) | Stator core and electric motor equipped with the stator core | |
JP2019133989A (en) | Inductor and manufacturing method thereof | |
JPH06181007A (en) | Tape-like enamel electric wire and manufacture thereof | |
WO2018173533A1 (en) | Coil component | |
JP7484752B2 (en) | Method for manufacturing a power distribution member and a power distribution member | |
US20230216365A1 (en) | Electromagnetic coil |