JP2901888B2 - ステータの巻線組付方法 - Google Patents

ステータの巻線組付方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステータコアのスロッ
トに波形巻線を組み付けるためのステータの巻線組付方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、電気自動車に使用されるモータ
は、一般的に、所定の相数に対応する巻線が設けられた
ステータコア(固定子鉄心)と、外周面に複数の永久磁
石が設けられ、このステータコア内に回転可能に配設さ
れるロータとを備えている。
【0003】この種のステータコアは、通常、複数枚の
積層鋼板を一体的に接着して構成されており、前記ステ
ータコアの内周面に設けられた複数のスロットに、複数
の素線、例えば、エナメル線を束状にした連続コイルか
らなる波形巻線が配設されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に変圧
器において、複数の導体に交流が通る場合、漏れ磁束に
よる誘導電圧が発生し、電線の位置によって電流密度が
不均一になり、抵抗が増加して電流の損失が増大するこ
とが知られている。
【0005】これに対して、上記のモータでは、大電流
が流れるとともに、細束線が使用されている点で変圧器
と同様であり、しかもこの変圧器が商用周波数(50H
z、60Hz)であるのに比べ、交番周波数で900H
z(6000rpm時)となり、前記変圧器よりも一層
漏れ磁束の影響を受け易いという問題が指摘されてい
る。
【0006】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、電流密度を均一化して電流の損失を有効に
阻止することが可能なステータの巻線組付方法を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の素線が並列に束ねられ、少なく
とも一部に転位用の捻り形状部が設けられた波形巻線を
得る工程と、前記捻り形状部の形状を維持して前記波形
巻線を巻線保持部材に係止させる工程と、前記巻線保持
部材に前記波形巻線を係止させた状態で、巻線挿入部材
を介して前記波形巻線をステータコアのスロットに挿入
するとともに、該捻り形状部をコイルエンドに対応して
配置させる工程と、を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明に係るステータの巻線組付方法では、波
形巻線が捻り形状部の形状を維持して巻線保持部材に係
止された状態で、巻線挿入部材を介してこの波形巻線が
ステータコアのスロットに挿入される。このため、捻り
形状部の形状が崩れたり、この捻り形状部の位置がずれ
ることがなく、前記捻り形状部をコイルエンドに対応し
て確実に配置させることができる。従って、転位が有効
に行われ、ステータの電流密度が均一化されて電流の損
失が削減されることになる。
【0009】
【実施例】本発明に係るステータの巻線組付方法につい
て実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。
【0010】図1において、参照数字10は、本実施例
に係るステータの巻線組付方法が適用されるモータを示
す。このモータ10は、三相ステータ12と、この三相
ステータ12内に回転可能に配設されるロータ14とを
備える。
【0011】三相ステータ12は、ステータコア16
と、このステータコア16に配設される三相の波形巻線
18a〜18cとを備える。ステータコア16は、積層
された複数枚の鋼板20が一体的に接着されて形成され
ており、このステータコア16の内周面には、波形巻線
18a〜18cを配設するために、複数、例えば、54
のスロット22が所定角度間隔離間しかつ軸方向(矢印
A方向)に並列して設けられる。
【0012】波形巻線18a〜18cは、複数のエナメ
ル線(素線)34を束状にした連続コイルからなり、ス
ロット22間に導出される中間のコイルエンド24a〜
24cに転位用の捻り形状部26a〜26cが設けられ
ている。
【0013】ロータ14は、シャフト28と、ヨーク3
0と、このヨーク30の外周面に所定角度ずつ離間して
配設された複数個の永久磁石32とを備えている。
【0014】次に、このように構成されるモータ10に
おいて、三相ステータ12に波形巻線18a〜18cを
組み付けるための第1の実施例に係る工程を、図2に示
すフローチャートを参照して説明する。なお、波形巻線
18a〜18cは、同様に組み付けられるものであり、
以下に波形巻線18aについて詳細に説明し、他の波形
巻線18b、18cの説明は省略する。
【0015】先ず、複数のエナメル線34が並列に束ね
られる(ステップS1)。そして、この束状エナメル線
34を用いて、例えば、3ターンの波形巻線18aが形
成される(ステップS2)。すなわち、ステータコア1
6は、54のスロット22を設けており、図3に示すよ
うに、波形巻線18aは、内側湾曲部位に相当する側に
1ターン毎に9のコイルエンド24a1 〜24a9 を有
し、各中間のコイルエンド24a5 の前後で180°反
転されて捻り形状部26aが形成される(ステップS
3)。
【0016】具体的には、図3に示すように、複数の整
列用第1巻線支柱36と反転整列用第2巻線支柱38と
が交互に設けられており、束状エナメル線34が前記第
1および第2巻線支柱36、38に巻き付けられて波形
巻線18aが形成される(図3中、実線参照)。
【0017】次いで、波形巻線18aは、第2巻線支柱
38に巻き付けられた部分が第1巻線支柱36に巻き付
けられた部分側に180°反転される(図3中、破線参
照)。これにより、波形巻線18aは、各ターンの中間
のコイルエンド24a5 の前後で180°反転され(図
3中、A区間およびB区間参照)、各コイルエンド24
5 に転位用捻り形状部26aが形成される。
【0018】そこで、図4に示すように、波形巻線18
aがインサート治具40の各ブレード(巻線保持部材)
42に係止される(ステップS4)。その際、波形巻線
18aの各中間のコイルエンド24aに形成された捻り
形状部26aは、1のブレード42の内側に配置されて
その位置および形状が維持されている。さらに、インサ
ート治具40を構成するパンチ(巻線挿入部材)44が
前記インサート治具40内に導入されると、波形巻線1
8aは、波形形状を反転させてステータコア16の所定
のスロット22に配設されるとともに、捻り形状部26
aがコイルエンド24aに対応して各スロット22間に
配置される(ステップS5および図5参照)。
【0019】同様に、波形巻線18b、18cは、順
次、インサート治具40を介してステータコア16の他
のスロット22に配設される。これにより、波形巻線1
8a〜18cがステータコア16に配置されて三相ステ
ータ12が構成される(図1参照)。
【0020】この場合、第1の実施例では、複数のエナ
メル線34により波形巻線18aが形成された後、この
波形巻線18aがインサート治具40を介してステータ
コア16のスロット22に配置される際、前記波形巻線
18aの中間のコイルエンド24aに形成された捻り形
状部26aが、前記インサート治具40の1のブレード
42の内側に対応して配置されている(図4参照)。
【0021】従って、捻り形状部26aは、前記1のブ
レード42とこれに隣接する両側のブレード42によっ
て確実に保持されるため、この捻り形状部26aの位置
がずれたり、前記捻り形状部26aの形状が崩れたりす
ることがない。これにより、捻り形状部26aをコイル
エンド24aに対応して確実に配置することができると
いう効果が得られる。
【0022】さらに、中間のコイルエンド24aに捻り
形状部26aが確実に形成されることにより、エナメル
線34の整列順序がこの中間のコイルエンド24aの前
後で反転し、転位が有効に行われる。このため、スロッ
ト22内の漏れ磁束による誘導電圧を打ち消して電流密
度が均一化され、電流の損失が有効に削減されて効率的
に使用可能なモータ10を得ることができる。
【0023】次に、第2の実施例に係る波形巻線18a
(波形巻線18b、18cは同様であり、省略する)の
組付工程について、図6に示すフローチャートを参照し
て概略的に説明する。
【0024】先ず、図7Aに示すように、複数のエナメ
ル線34が3ターンに対応して並列に束ねられた後(ス
テップS1a)、この束状エナメル線34の各ターンの
中央のコイルエンド部分が180°ずつ捻られて捻り形
状部50a〜50cが形成される(ステップS2aおよ
び図7B参照)。次いで、各捻り形状部50a〜50c
が内側湾曲部位になるようにして、波形巻線18aが形
成される(ステップS3aおよび図7C参照)。
【0025】この波形巻線18aは、第1の実施例と同
様に、インサート治具40の各ブレード42に係止され
た状態で(ステップS4a)、パンチ44を介してステ
ータコア16の所定のスロット22に配設されるととも
に、捻り形状部50a〜50cが各コイルエンド24a
に対応してスロット22間に配置される(ステップS5
a)。
【0026】従って、第2の実施例では、捻り形状部5
0a〜50cをコイルエンド24aに対応して確実に配
置させることができ、転位が有効に行われて電流の損失
が有効に削減される等、第1の実施例と同様の効果を得
ることが可能になる。
【0027】また、第1および第2の実施例では、並列
に束ねられた複数のエナメル線34を一体的に180°
捻って捻り形状部26a〜26c、50a〜50cを形
成しているが、図8に示す第3の実施例では、No.1
〜9で示すように、9本のエナメル線34からなる波形
巻線18aを使用し、この波形巻線18aの各コイルエ
ンド24a1 〜24a9 で前記エナメル線34を1本ず
つ反転させている。具体的には、図9に示すように、N
o.1のエナメル線34だけをコイルエンド24a1
最先列から最後列に移動させている。これにより、波形
巻線18aは、全体として1ターンで1回だけ均等に捻
られたことになる。
【0028】さらにまた、波形巻線18aを各ターン毎
に3回ずつ捻る際には、図10に示すように、コイルエ
ンド24a1 〜24a9 の中、コイルエンド24a2
24a5 の間およびコイルエンド24a8 と2ターン目
のコイルエンド24a2 の間を一体的に180°捻れば
よい。さらに、図11に示すように、各コイルエンド2
4a1 〜24a9 を全て捻って各ターン毎に9回ずつ捻
ることもできる。
【0029】
【発明の効果】本発明に係るステータの巻線組付方法に
よれば、以下の効果乃至利点が得られる。
【0030】波形巻線が、捻り形状部の形状を維持した
状態でステータコアのスロットに挿入されるため、この
捻り形状部の形状が崩れたり、前記捻り形状部の位置が
ずれることがない。従って、捻り形状部をコイルエンド
に対応して確実に配置することができ、転位が有効に行
われてステータの電流密度が均一化され、電流の損失が
削減されることになる。これにより、効率的に使用可能
なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステータの巻線組付方法が適用さ
れるモータの概略構成を示す分解説明図である。
【図2】第1の実施例に係る巻線組付方法を説明するた
めのフローチャートである。
【図3】波形巻線を形成する際の説明図である。
【図4】インサート治具と波形巻線とステータコアの斜
視説明図である。
【図5】インサート治具により波形巻線をステータコア
に挿入させる際の説明図である。
【図6】第2の実施例に係る巻線組付方法を説明するた
めのフローチャートである。
【図7】第2の実施例において波形巻線を形成する際の
説明図であり、図7Aは、エナメル線が並列された状態
の説明図、図7Bは、エナメル線の束を捻った状態の説
明図、図7Cは、捻られたエナメル線の束で波形巻線が
形成された状態の説明図である。
【図8】波形巻線を均等に捻る際の説明図である。
【図9】図8の波形巻線の一部斜視説明図である。
【図10】波形巻線を1ターンに3回捻る際の説明図で
ある。
【図11】波形巻線を1ターンに9回捻る際の説明図で
ある。
【符号の説明】
10…モータ 12…三相ステ
ータ 14…ロータ 16…ステータ
コア 18a〜18c…波形巻線 22…スロット 24a〜24c…コイルエンド 26a〜26c
…捻り形状部 34…エナメル線 40…インサー
ト治具 50a〜50c…捻り形状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百瀬 友昭 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−273140(JP,A) 特開 昭61−185239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 15/06 H02K 15/04 H02K 3/14 H02K 3/28 H02K 3/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の素線が並列に束ねられ、少なくとも
    一部に転位用の捻り形状部が設けられた波形巻線を得る
    工程と、 前記捻り形状部の形状を維持して前記波形巻線を巻線保
    持部材に係止させる工程と、 前記巻線保持部材に前記波形巻線を係止させた状態で、
    巻線挿入部材を介して前記波形巻線をステータコアのス
    ロットに挿入するとともに、該捻り形状部をコイルエン
    ドに対応して配置させる工程と、 を有することを特徴とするステータの巻線組付方法。
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