JP4096759B2 - Segment coil joining apparatus and segment coil joining method - Google Patents

Segment coil joining apparatus and segment coil joining method Download PDF

Info

Publication number
JP4096759B2
JP4096759B2 JP2003048674A JP2003048674A JP4096759B2 JP 4096759 B2 JP4096759 B2 JP 4096759B2 JP 2003048674 A JP2003048674 A JP 2003048674A JP 2003048674 A JP2003048674 A JP 2003048674A JP 4096759 B2 JP4096759 B2 JP 4096759B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
stator
segment
welding
end pair
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003048674A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004048979A (en
Inventor
光俊 浅野
仁 小田
良則 山田
茂隆 永松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003048674A priority Critical patent/JP4096759B2/en
Publication of JP2004048979A publication Critical patent/JP2004048979A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4096759B2 publication Critical patent/JP4096759B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントコイルを用いたモータの製造方法に関する。特に本発明は、セグメントコイルの接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のセグメントを接合することによって、モータの鉄心にコイルを巻回する構造が知られている。セグメント同士の接合方法としては、アーク溶接を用いて、セグメント接合部を連続的に溶接することによって溶接に要する時間を短縮する技術（以下、連続アーク溶接法とよぶ）が開示されている（たとえば、特開２０００−３５０４２２号公報参照）。この種の連続アーク溶接法では、隣り合うセグメント接合部間にセグメント接合部を保持する保持冶具なるものが設けられている。そして、連続溶接中は、ワークを一定速度で回転させるとともに、溶接電流も一定にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５０４２２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気自動車の駆動用に用いられるモータに関しては、高出力が要求されるため、オルタネータ等に用いられる小出力のモータと比べて、径が大型化する。また、一般的に、オルタネータ等用のモータでは、スロット数が９６個であるのに対し、駆動用のモータでは、スロット数が４８個である。このため、オルタネータ等用のモータでは、セグメント接合部の間隔がアーク電極径と同等程度であるのに対して、駆動用のモータでは、セグメント接合部の間隔がアーク電極径に比べてより長くなる。
【０００５】
このため、駆動用に用いられるモータのセグメントの接合に従来の連続アーク溶接法を用いると、連続溶接中（特に、アークが保持冶具上を移動している途中）に、アーク切れが発生したり、保持冶具の上をアークが走ることによって保持冶具に溶融等の破損が生じる恐れがあり、これらは溶接不良の要因となっていた。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるセグメントコイル接合装置およびセグメントコイル接合方法を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、セグメント式コイルモータのコイルを連続溶接する場合において、アーク溶接のアークを切らずに、かつ、コイルの保持冶具を破損せずに溶接を可能にすることにある。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００７】
即ち、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、を備え、前記回転制御部は、前記ステータを一定の回転速度で回転させ、前記アーク電流制御部は、前記ステータが一定回転速度で回転しているときに、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記電流を高電流とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とする。
【０００８】
これによれば、セグメント式コイルモータのコイルを連続溶接する際に、アーク溶接のアークを切らずに、かつ、コイルの保持冶具を破損せずに溶接を行なうことができる。
【０００９】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、を備え、前記アーク電流制御部は、前記電流を一定の値とし、前記回転制御部は、前記一定の電流が流れている状態で、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記回転速度を低速回転とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記回転速度を高速回転とする。
【００１０】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、前記ステータを回転させながら、アークを発生させる電極に電流を与えて、前記セグメント端部対をアーク溶接するにあたり、前記セグメント端部対上に前記電極が位置したときに前記ステータの回転速度を低速回転とし、前記保持冶具上に前記電極が位置したときに前記ステータの回転速度を高速回転とする回転速度変化と、前記セグメント端部対上に前記電極が位置したときに前記電流を高電流とし、前記保持冶具上に前記電極が位置したときに前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とする電流変化と、のいずれか一方もしくは両方を変えて行なう。
【００１１】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、前記ステータを一定の回転速度で回転させながら、アークを発生させる電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記電極に流れる電流を高電流とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とする。
【００１２】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、アークを発生させる電極に一定の電流を流しながら、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記ステータを低速回転させ、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記ステータを高速回転させる。
【００１３】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、前記保持冶具上に、絶縁性の補助冶具を設けた状態で、前記セグメント端部対のアーク溶接を連続的に行なう。
【００１４】
これによれば、保持冶具の上面を補助冶具によって保護することにより、保持冶具の損傷を低減するとともに、補助冶具上のアークが次のセグメント端部対へ走りやすくなるので、セグメント端部対へのアーク集中性を高めることができる。
【００１５】
上記発明の一態様において、前記補助冶具は、角部が面取りされていてもよい。
【００１６】
これによれば、アークが補助冶具の表面を渡って、次のセグメント端部対に移動する際に、角部に熱衝撃が集中することが防がれ、補助冶具の耐久性を向上することができる。
【００１７】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、を備え、前記回転制御部は、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する状態で前記ステータを所定の時間だけ停止させた後、隣接するセグメント端部対が前記電極の下方に来るまで前記ステータを回転させる動作を繰り返し実行させ、前記アーク電流制御部は、前記ステータが停止している場合には、前記電流を高電流とし、前記ステータが回転している場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、溶接時のアーク形状が安定し、溶接品質およびロバスト性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明は、前記電極の各セグメント端部対における径方向の溶接位置を、前記ステータに配設された複数のセグメント端部対列における径方向の位置に応じて制御する溶接位置制御部をさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
これによれば、各セグメント端部対におけるアークの径方向の偏りが修正され、溶接部分の溶融形状が安定するので、溶接品質を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の前記アーク電流制御部は、溶接開始からの経過時間に応じて、前記電流を制御し、少なくとも、溶接終了時の電流値を溶接開始時の電流値より高くすることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、溶接時間が長くなることにより、電極に熱が蓄積された結果、セグメント端部対の溶融部分に十分な熱が加えられなくなることが防止できるので、溶接品質を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明は、ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、アークを発生させる電極が前記セグメント端部対の上方に位置する状態で前記ステータを所定の時間だけ停止させた後、隣接するセグメント端部対が前記電極の下方に来るまで前記ステータを回転させる動作を繰り返し実行させ、前記ステータが停止している場合には、前記電極に流れる電流を高電流とし、前記ステータが回転している場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記電極の各セグメント端部対における径方向の溶接位置を、前記ステータに配設された複数のセグメント端部対列における径方向の位置に応じて制御することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、溶接開始からの経過時間に応じて、前記電流を制御し、少なくとも、溶接終了時の電流値を溶接開始時の電流値より高くすることを特徴とする。
【００２６】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２８】
図１は、実施形態に係るセグメント式コイルモータのセグメントコイル接合装置１０の構成を示す概略図である。溶接トーチ２０は、アーク放電用の電極２２を備え、電源２４から供給される電流により、ワークとの間にアークを発生させる。この溶接トーチ２０は、トーチ移動機構３０（たとえばロボットアームなど）により上下左右に移動可能となっている。回転機構４０は、複数のセグメント５０が鉄心に組み付けられたステータ６０を所定の回転速度で回転させる。回転機構４０は、たとえば、ステータ６０を載せてモータ駆動により回転動作を行なう回転台である。
【００２９】
このステータ６０は、たとえば、スロット数は４８個、ターン数は１２であり、電気自動車の駆動用のモータで使用される。セグメント５０の接合箇所であるセグメント端部対５２をアーク溶接する場合には、その両側でセグメント端部対５２と接触して、セグメント端部対５２を保持する保持冶具８０が各セグメント端部対５２の間に設けられる。
【００３０】
制御部７０は、アーク電流制御部７２、トーチ位置制御部７４および回転制御部７６を含み、セグメント端部対５２を溶接するときの動作を制御し、所定位置においてワークのアーク溶接（ＴＩＧ溶接を含む）を実行させる。
【００３１】
アーク電流制御部７２は、セグメント溶接中に電源２４から電極２２に供給される電流（溶接電流）を制御する。トーチ位置制御部７４は、トーチ移動機構３０の動作を制御し、所定の位置に溶接トーチ２０を配置する。回転制御部７６は、回転機構４０を制御し、セグメント溶接中にステータ６０を所定の回転速度で回転させる。
【００３２】
以下で、セグメントコイル接合装置１０を用いてセグメント溶接を行なう手法をより具体的に説明する。
【００３３】
（セグメント溶接方法１）
図２は、セグメント溶接方法１の態様における電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係、およびそれぞれの位置に対応する溶接電流を示す図である。本態様においては、ステータの回転速度を一定（たとえば、６ｒｐｍ）とし、溶接電流をステータの回転に合わせて変化させる。具体的には、電極２２がセグメント端部対５２の上方を移動しているときには、電極２２に流れる溶接電流を高電流（セグメントの溶融に必要な入熱を確保できる電流、たとえば、１５０Ａ程度）とする。他方、電極２２が保持冶具８０の上方を移動しているときには、溶接電流を低電流（アークが切れない範囲内の電流、たとえば、５０Ａ程度）とする。
【００３４】
このように、電極２２がセグメント端部対５２の上方に位置するときと、保持冶具８０の上方に位置するときとで、電極２２に流れる電流を変化させることにより、アークを切ることなく、保持冶具８０の損傷を低減することができる。
【００３５】
なお、溶接電流の切り換えタイミングは、電源２４自体の電流切り換えにおける遅れや、保持冶具８０を含めた電流経路での電流の立ち上がり、立ち下がり時遅れを考慮して調整してもよい。
【００３６】
（セグメント溶接方法２）
図３は、セグメント溶接方法２の態様における電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係、およびそれぞれの位置に対応するステータ６０の回転速度を示す図である。本態様においては、電極２２に流れる溶接電流を一定（たとえば、１５０Ａ程度）とし、ステータの回転速度を電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係に応じて変化させる。具体的には、電極２２がセグメント端部対５２の上方を移動しているときには、ステータ６０の回転速度を低速回転（セグメントの溶融に必要な入熱を確保できる程度の回転速度、たとえば、６ｒｐｍ）とする。他方、電極２２が保持冶具８０の上方を移動しているときには、ステータ６０の回転速度を高速回転（保持冶具８０に損傷を与えない入熱となる回転速度、たとえば、１８ｒｐｍ）とする。
【００３７】
このように、電極２２がセグメント端部対５２の上方に位置するときと、保持冶具８０の上方に位置するときとで、ステータ６０の回転速度を変化させることにより、アークを切ることなく、保持冶具８０の損傷を低減することができる。
【００３８】
なお、ステータ６０の回転速度の切り換えタイミングは、溶接電流、セグメント溶融に必要な入熱量、回転機構４０の応答性を考慮して調整してもよい。
【００３９】
（セグメント溶接方法３）
図４は、セグメント溶接方法３の態様を示す図である。本態様においては、保持冶具８０の上に、補助冶具９０を設けることにより保持冶具８０の破損を防止する。補助冶具９０は、たとえば窒化珪素などのセラミック系の材料で形成され、絶縁性でかつ熱衝撃に強い特性を有する。ステータ６０の回転速度は一定にすることができる。
【００４０】
このように、保持冶具８０の上面を補助冶具９０によって保護することにより、保持冶具８０の損傷を低減することができる。
【００４１】
また、補助冶具９０として絶縁材を用いることにより、補助冶具９０上のアークが次のセグメント端部対５２へ走りやすくなるので、セグメント端部対５２へのアーク集中性を高めることができる。これにより、ステータ回転速度が同じであれば、溶接電流を下げることができ、また、溶接電流が同じであれば、ステータ回転速度を上げることができ、サイクルタイム短縮が可能になる。
【００４２】
（セグメント溶接方法４）
図５は、セグメント溶接方法４の態様を示す図である。本態様においては、保持冶具８０の上に、補助冶具９２を設けることにより保持冶具８０の破損を防止するという点では、セグメント溶接方法３と共通する。本態様における特徴は、補助冶具９２は角部が面取り、あるいは曲面化されていることである。
【００４３】
これにより、補助冶具９２が絶縁材であるため、アークが補助冶具９２の表面を渡って、次のセグメント端部対５２に移動する際に、角部に熱衝撃が集中することが防がれる。このため、溶接電流が大きなるにともなって、熱衝撃が大きくなる場合にも、補助冶具９２の耐久性を向上することができる。
【００４４】
また、補助冶具９２の角部へのアーク集中が防がれるため、次のセグメント端部対５２へのアーク集中性を高めることができる。
【００４５】
（セグメント溶接方法５）
図６は、セグメント溶接方法５の態様における電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係、ならびにそれぞれの位置に対応する溶接電流およびステータ回転速度を示す図である。
【００４６】
本態様においては、ステータの回転速度と溶接電流とが同期制御されていることが特徴である。具体的には、電極２２が保持治具８０の上方に位置する間は、ステータの回転速度を一定（たとえば、６ｒｐｍ）とする。電極２２がセグメント端部対５２の周方向の中心位置の上方に位置した所でステータの回転を停止させ、所定の時間経過後（たとえば、０．３秒後）、再度ステータを一定回転速度で回転させる。
【００４７】
一方、溶接電流は、ステータの回転が停止し、電極２２がセグメント端部対５２の周方向の中心位置の上方に位置する状態で高電流とし、ステータが一定回転速度で回転している間は、低電流とする。
【００４８】
このように、溶接中はステータの回転を停止させることにより、電極２２とセグメント端部対５２との間に発生するアークが安定した状態で溶接が可能となり、セグメント端部対５２の溶融に偏りが生じず、溶接品質を向上させることができる。さらに、セグメント溶接方法５によれば、下記のように溶接のロバスト性が向上することが明らかになった。
【００４９】
（ロバスト性の評価）
セグメント溶接方法５および従来の方法（連続溶接中はステータを一定速度で回転させるとともに、溶接電流も一定として溶接する方法）により、セグメント端部対の隙間Ｇおよび段差Ｈを変えて溶接した場合の溶接の良否を調べた（図７参照）。溶接の良否は、溶け込み深さが１ｍｍ以下になっているか否かによって判断した。図８は、セグメント端部対の段差と隙間を変えて溶接したときの溶接の可能範囲を示す。図８が示すように、本溶接方法は、溶接可能な隙間Ｇおよび段差Ｈの範囲が従来の方法に比べて格段に広がっており、溶接のロバスト性が向上していることが分かる。たとえば、従来の方法では、隙間Ｇが約０．７ｍｍのときには、段差Ｈが約０．５ｍｍ以内でないと溶接不良が発生していたが、本溶接方法によれば、隙間Ｇが１．５ｍｍ、段差Ｈが約０．５ｍｍの場合にも溶接不良が発生していない。
【００５０】
（セグメント溶接方法６）
図９は、セグメント端部対を溶接する場合の、従来の径方向の溶接位置を示すステータ断面図である。図９の例は、セグメントのターン数が６の場合であり、セグメントはステータ内周部１０２とステータ外周部１０４との間のスロットに収められている。従来は、各セグメント端部対における径方向の溶接位置は、各セグメント端部対の径方向の中心位置とされている。この状態で、溶接が行われると、電極２２からの電流が流れる電流経路は、電極２２より外周側のセグメント端部対５２を通ってステータ内周部１０２に至る経路１０６と、電極２２より内周側のセグメント端部対５２を通ってステータ外周部１０４に至る経路１０８に分かれる。経路１０６および経路１０８に流れる電流量は、経路長が長くなるほど減少する傾向にある。このため、溶接するセグメント端部対５２の径方向の位置によっては、経路１０６と経路１０８との経路長のバランスが崩れ、より経路長が短い方により多くの電流が流れ、アーク１００の形状に偏りが生じる。より具体的には、内周側のセグメント端部対５２においては、アーク１００は、内周側に偏る傾向があり、外周側のセグメント端部対５２においては、アーク１００は、外周側に偏る傾向がある。このような傾向は、最内周にあたるターン１および最外周にあたるターン６において最も顕著である。このようにアーク１００に偏りが生じると、セグメント端部対５２の溶融部の溶融形状にも偏りが生じ、溶接不良が発生する可能性があった。
【００５１】
そこで、図１０に示すように、セグメント溶接方法６においては、たとえば、ターン１にあたるセグメント端部対５２ａにおける径方向の溶接位置１１０ａは、セグメント端部対５２ａの径方向の中心位置１１２ａ（接合を要する隙間部分）から外周方向に補正値１１４ａだけずらされる。補正値１１４ａは、たとえば、各セグメント端部対の径方向の幅が２．２ｍｍの場合（以下同じ）、０．４ｍｍ程度とする。
【００５２】
ターン２にあたるセグメント端部対５２ｂにおける径方向の溶接位置１１０ｂは、セグメント端部対５２ａの径方向の中心位置１１２ｂから外周方向に補正値１１４ｂだけずらされる。補正値１１４ｂは、たとえば、０．２ｍｍ程度とするう。
【００５３】
ターン３およびターン４にあたるセグメント端部対５２ｃ，ｄについては、溶接位置１１０ｃ，ｄは、それぞれの中心位置１１２ｃ，ｄに一致させる。
【００５４】
ターン５およびターン６にあたるセグメント端部対５２ｅ，ｆについては、セグメント端部対５２ａ，ｂと対照的に、各溶接位置１１０ｅ，ｆは、各中心位置１１２ｅ，ｆから内周側へずらされる。たとえば、ずれ量１１４ｅ，ｆは、それぞれ、０．２ｍｍ程度、０．４ｍｍ程度である。
【００５５】
このように、内周側のセグメント端部対の溶接位置をセグメント端部対の径方向の中心位置から外周側にずらし、逆に、外周側のセグメント端部対の溶接位置をセグメント端部対の径方向の中心位置から内周側にずらすことにより、電極とセグメント端部対に発生するアークの偏りが防止でき、セグメント端部対の溶融部の溶融形状が安定し、溶接品質を向上することができる。
【００５６】
なお、図９を用いて説明したように、アークの偏りは最外周および最内周のセグメント端部対において顕著となるため、最外周および最内周の溶接位置のみを補正してもよい。
【００５７】
また、図１０では、セグメント端部対５２ｃ，ｄでは、溶接位置の補正をしていないが、セグメント端部対５２ｃ，ｄについても溶接位置の補正をしてもよい。
【００５８】
この他、たとえば、各セグメント端部対について、内周側の電流経路の長さと外周側の電流経路の長さとの割合に応じて、溶接位置を補正してもよい。
【００５９】
（セグメント溶接方法７）
従来、セグメント端部対の溶接は、溶接開始から終了まで一定の電流値で行われているため、溶接後半において、電極に熱が蓄積しアークの安定性もしくは強度が減少するため、溶接部の十分な熱が加えられずに、溶接部の溶け込みが減少し、溶接不良の要因となるおそれがあった。
【００６０】
そこで、セグメント溶接方法７においては、図１１に示すように、溶接が開始される時刻ｔ０から溶接開始から溶接終了までの中間点にあたる時刻ｔ１まで（溶接前半）は、溶接時の溶接電流を１５０Ａとする。時刻ｔ１から溶接が終了する時刻ｔ２まで（溶接後半）は、溶接時の溶接電流を１８０Ａとする。
【００６１】
溶接電流を１５０Ａで一定として溶接した場合（図１１の点線）の溶け込み深さは、溶接時間が長くなるにつれて溶接部分の溶け込み深さが減少するのに対して、溶接後半の溶接電流を溶接前半に比べて高くすることにより、溶接時間が長くなっても溶接部分の溶け込み深さが減少せず、溶接品質を一定に保つことができる。
【００６２】
なお、上記のように途中で溶接電流を高くする場合の適切な電流変更時は、電極およびセグメント端部対の形状、溶接電流などの条件によって決められるので、必ずしも溶接開始から溶接終了までの中間点とは限られない。
【００６３】
また、上記のように溶接電流を矩形的に変化させる他に、溶接時間が経過するに従って、徐々に溶接電流を上昇させて溶接することも可能である。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、セグメント式コイルモータのコイルを連続溶接する場合において、アーク溶接のアークを切らずに、かつ、コイルの保持冶具を破損せずに溶接を行なうことができる。
【００６６】
また、本発明によれば、アーク形状をより安定させ、溶接品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態に係るセグメント式コイルモータのセグメントコイル接合装置１０の構成を示す概略図である。
【図２】 セグメント溶接方法１の態様における電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係、およびそれぞれの位置に対応する溶接電流を示す図である。
【図３】 セグメント溶接方法２の態様における電極２２とセグメント端部対５２および保持冶具８０との位置関係、およびそれぞれの位置に対応するステータ６０の回転速度を示す図である。
【図４】 セグメント溶接方法３の態様を示す図である。
【図５】 セグメント溶接方法４の態様を示す図である。
【図６】 セグメント溶接方法５の態様を示す図である。
【図７】 セグメント端部対における隙間Ｇおよび段差Ｈを示す図である。
【図８】 セグメント端部対の段差と隙間を変えてセグメント溶接方法５によって溶接したときの溶接の可能範囲を示す図である。
【図９】 セグメント端部対を溶接する場合の、従来の径方向の溶接位置を示すステータ断面図である。
【図１０】 セグメント溶接方法６の態様を示す図である。
【図１１】 セグメント溶接方法７の態様を示す図である。
【符号の説明】
１０ セグメントコイル接合装置、２０ 溶接トーチ、２２ 電極、２４ 電源、３０ トーチ移動機構、４０ 回転機構、５０ セグメント、５２ セグメント端部対、６０ ステータ、７０ 制御部、７２ アーク電流制御部、７４ トーチ位置制御部、７６ 回転制御部、８０ 保持冶具、９０,９２ 補助冶具。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a motor using segment coils. In particular, the present invention relates to a method for joining segment coils.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a structure in which a coil is wound around an iron core of a motor by joining a plurality of segments is known. As a method for joining segments, a technique for shortening the time required for welding by continuously welding segment joints using arc welding (hereinafter referred to as continuous arc welding method) is disclosed (for example, JP, 2000-350422, A). In this type of continuous arc welding method, there is provided a holding jig for holding a segment joint between adjacent segment joints. During continuous welding, the workpiece is rotated at a constant speed and the welding current is also constant.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-350422 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since a motor used for driving an electric vehicle is required to have a high output, its diameter is increased as compared with a small output motor used for an alternator or the like. In general, a motor for an alternator or the like has 96 slots, whereas a drive motor has 48 slots. For this reason, in the motor for an alternator or the like, the interval between the segment joints is about the same as the arc electrode diameter, whereas in the drive motor, the interval between the segment joints is longer than the arc electrode diameter. .
[0005]
For this reason, when the conventional continuous arc welding method is used for joining the segments of the motor used for driving, arc breakage may occur during continuous welding (particularly while the arc is moving on the holding jig). The arc running on the holding jig may cause breakage such as melting in the holding jig, which has caused poor welding.
[0006]
Then, an object of this invention is to provide the segment coil joining apparatus and segment coil joining method which can solve said subject. More specifically, the present invention makes it possible to perform welding without cutting the arc welding arc and damaging the coil holding jig when continuously welding the coils of the segment type coil motor. is there. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0007]
That is, according to the present invention, a segment end pair that is a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is arc welded with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. A segment coil joining apparatus for welding, comprising: a stator rotation mechanism that rotates a stator at a predetermined rotation speed; a rotation control unit that controls the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism; and an electric current applied to an electrode that generates an arc. A power supply to be supplied; and an arc current control unit for controlling a current supplied from the power supply, wherein the rotation control unit rotates the stator at a constant rotational speed, and the arc current control unit includes the stator When the electrode is positioned above the segment end pair while rotating at a constant rotational speed, the current is set to a high current. When the electrode is positioned above the holding jig, the current Within the range where the arc is not cut and lower than the high current. Low current.
[0008]
According to this, when continuously welding the coils of the segment type coil motor, welding can be performed without cutting the arc welding arc and without damaging the coil holding jig.
[0009]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining apparatus for welding, comprising: a stator rotation mechanism that rotates a stator at a predetermined rotation speed; a rotation control unit that controls the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism; and an electric current applied to an electrode that generates an arc. A power supply to be supplied; and an arc current control unit that controls a current supplied from the power supply, wherein the arc current control unit sets the current to a constant value, and the rotation control unit includes the constant current. When the electrode is positioned above the segment end pair in a flowing state, the rotation speed is set to a low-speed rotation, and the electrode is the holding jig. When positioned above, the high-speed rotating the rotational speed.
[0010]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining method for welding, wherein when the stator is rotated, an electric current is applied to an electrode for generating an arc to arc weld the segment end pair, and the electrode is positioned on the segment end pair. When The rotation speed of the stator is set to a low speed rotation, and when the electrode is positioned on the holding jig, the rotation speed is changed to a high speed rotation of the stator, and the electrode is positioned on the segment end pair. Sometimes the current is a high current, and when the electrode is positioned on the holding jig, the current is lower than the high current, and the current change is a low current within a range where the arc does not break, Change either one or both.
[0011]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining method for welding, wherein an electrode for generating an arc is positioned above the pair of segment end portions while rotating the stator at a constant rotational speed. And when the electrode is located above the holding jig, the current is Within the range where the arc is not cut and lower than the high current. Low current.
[0012]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining method for welding, in which a constant current is passed through an electrode for generating an arc, and when the electrode is positioned above the pair of segment end portions, the stator is rotated at a low speed, When located above the holding jig, the stator is rotated at a high speed.
[0013]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining method for welding, in which arc welding of the pair of segment end portions is continuously performed in a state where an insulating auxiliary jig is provided on the holding jig.
[0014]
According to this, by protecting the upper surface of the holding jig with the auxiliary jig, the damage of the holding jig is reduced, and the arc on the auxiliary jig can easily travel to the next segment end pair. The arc concentration can be increased.
[0015]
1 aspect of the said invention WHEREIN: The corner | angular part of the said auxiliary jig may be chamfered.
[0016]
According to this, when the arc crosses the surface of the auxiliary jig and moves to the next segment end pair, it is prevented that the thermal shock is concentrated on the corner portion, and the durability of the auxiliary jig is improved. Can do.
[0017]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining apparatus for welding, comprising: a stator rotation mechanism that rotates a stator at a predetermined rotation speed; a rotation control unit that controls the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism; and an electric current applied to an electrode that generates an arc. A power supply to be supplied; and an arc current control unit for controlling a current supplied from the power supply, wherein the rotation control unit sets the stator in a state where the electrode is positioned above the pair of segment end portions. After stopping for a period of time, the operation of rotating the stator is repeated until the adjacent segment end pair is below the electrode. The arc current controller, when the stator is stopped, the current and high current, when the stator is rotating, the current Within the range where the arc is not cut and lower than the high current. It is characterized by a low current.
[0018]
According to this, the arc shape at the time of welding can be stabilized, and welding quality and robustness can be improved.
[0019]
Further, the present invention provides a welding position control unit for controlling a radial welding position in each segment end pair of the electrode according to a radial position in a plurality of segment end pair rows arranged in the stator. Is further provided.
[0020]
According to this, since the deviation in the radial direction of the arc in each segment end pair is corrected and the molten shape of the welded portion is stabilized, the welding quality can be improved.
[0021]
The arc current control unit of the present invention controls the current according to an elapsed time from the start of welding, and at least makes a current value at the end of welding higher than a current value at the start of welding. To do.
[0022]
According to this, it is possible to prevent a sufficient amount of heat from being applied to the melted portion of the segment end pair as a result of heat accumulated in the electrodes due to the long welding time, so that the welding quality can be improved. it can.
[0023]
In addition, the present invention provides a method for arc segment welding, in which a pair of segment end portions serving as joint portions of a plurality of segments mounted on a stator is sandwiched between the segment end pair pairs. A segment coil joining method for welding, wherein the stator is stopped for a predetermined time in a state where an electrode for generating an arc is located above the pair of segment ends, and then an adjacent pair of segment ends is connected to the electrode. The operation of rotating the stator until it comes downward is repeatedly executed, and when the stator is stopped, the current flowing through the electrode is set to a high current, and when the stator is rotating, the current is Within the range where the arc is not cut and lower than the high current. It is characterized by a low current.
[0024]
Further, the present invention is characterized in that the radial welding position in each segment end pair of the electrode is controlled according to the radial position in a plurality of segment end pair rows arranged in the stator. To do.
[0025]
Further, the present invention is characterized in that the current is controlled in accordance with the elapsed time from the start of welding, and at least the current value at the end of welding is made higher than the current value at the start of welding.
[0026]
The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are the solution of the invention. It is not always essential to the means.
[0028]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a segment coil joining device 10 of a segment type coil motor according to an embodiment. The welding torch 20 includes an electrode 22 for arc discharge, and generates an arc between the workpiece and the work by a current supplied from a power source 24. The welding torch 20 can be moved vertically and horizontally by a torch moving mechanism 30 (for example, a robot arm). The rotation mechanism 40 rotates the stator 60 in which the plurality of segments 50 are assembled to the iron core at a predetermined rotation speed. The rotation mechanism 40 is, for example, a turntable that carries a rotation operation by driving a motor with the stator 60 mounted thereon.
[0029]
The stator 60 has, for example, 48 slots and 12 turns and is used in a motor for driving an electric vehicle. When arc-welding the segment end pair 52, which is the joint location of the segment 50, the holding jig 80 that contacts the segment end pair 52 on both sides and holds the segment end pair 52 is provided with each segment end pair. 52 is provided.
[0030]
The control unit 70 includes an arc current control unit 72, a torch position control unit 74, and a rotation control unit 76, and controls the operation when welding the segment end pair 52, and performs arc welding (TIG welding of workpieces) at a predetermined position. Including).
[0031]
The arc current control unit 72 controls the current (welding current) supplied from the power source 24 to the electrode 22 during segment welding. The torch position control unit 74 controls the operation of the torch moving mechanism 30 and arranges the welding torch 20 at a predetermined position. The rotation control unit 76 controls the rotation mechanism 40 to rotate the stator 60 at a predetermined rotation speed during segment welding.
[0032]
Below, the method of performing segment welding using the segment coil joining apparatus 10 is demonstrated more concretely.
[0033]
(Segment welding method 1)
FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the electrode 22, the segment end pair 52 and the holding jig 80 in the aspect of the segment welding method 1, and the welding current corresponding to each position. In this aspect, the rotation speed of the stator is constant (for example, 6 rpm), and the welding current is changed in accordance with the rotation of the stator. Specifically, when the electrode 22 is moving above the segment end pair 52, the welding current flowing through the electrode 22 is a high current (current that can secure heat input necessary for melting the segment, for example, about 150 A). And On the other hand, when the electrode 22 is moving above the holding jig 80, the welding current is set to a low current (current within a range where the arc is not broken, for example, about 50 A).
[0034]
As described above, the current flowing through the electrode 22 is changed between when the electrode 22 is positioned above the segment end pair 52 and when it is positioned above the holding jig 80, thereby holding the arc without cutting. Damage to the jig 80 can be reduced.
[0035]
Note that the switching timing of the welding current may be adjusted in consideration of the delay in switching the current of the power supply 24 itself, and the rise and fall delay of the current in the current path including the holding jig 80.
[0036]
(Segment welding method 2)
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the electrode 22, the segment end pair 52 and the holding jig 80 in the aspect of the segment welding method 2, and the rotational speed of the stator 60 corresponding to each position. In this embodiment, the welding current flowing through the electrode 22 is constant (for example, about 150 A), and the rotation speed of the stator is changed according to the positional relationship between the electrode 22, the segment end pair 52, and the holding jig 80. Specifically, when the electrode 22 is moving above the segment end pair 52, the rotation speed of the stator 60 is rotated at a low speed (a rotation speed that can secure the heat input necessary for melting the segment, for example, 6 rpm ). On the other hand, when the electrode 22 is moving above the holding jig 80, the rotation speed of the stator 60 is set to a high speed rotation (rotation speed at which heat is input without damaging the holding jig 80, for example, 18 rpm).
[0037]
In this way, by changing the rotational speed of the stator 60 between when the electrode 22 is positioned above the segment end pair 52 and when positioned above the holding jig 80, the arc 22 is held without breaking the arc. Damage to the jig 80 can be reduced.
[0038]
Note that the switching speed of the rotation speed of the stator 60 may be adjusted in consideration of the welding current, the amount of heat input required for segment melting, and the responsiveness of the rotation mechanism 40.
[0039]
(Segment welding method 3)
FIG. 4 is a diagram showing an aspect of the segment welding method 3. In this aspect, the auxiliary jig 90 is provided on the holding jig 80 to prevent the holding jig 80 from being damaged. The auxiliary jig 90 is formed of a ceramic material such as silicon nitride, for example, and has an insulating property and resistance to thermal shock. The rotation speed of the stator 60 can be made constant.
[0040]
Thus, by protecting the upper surface of the holding jig 80 with the auxiliary jig 90, damage to the holding jig 80 can be reduced.
[0041]
Further, by using an insulating material as the auxiliary jig 90, the arc on the auxiliary jig 90 can easily travel to the next segment end pair 52, so that the arc concentration on the segment end pair 52 can be enhanced. As a result, if the stator rotation speed is the same, the welding current can be reduced, and if the welding current is the same, the stator rotation speed can be increased and the cycle time can be shortened.
[0042]
(Segment welding method 4)
FIG. 5 is a diagram showing an aspect of the segment welding method 4. This aspect is common to the segment welding method 3 in that the auxiliary jig 92 is provided on the holding jig 80 to prevent the holding jig 80 from being damaged. The feature in this aspect is that the auxiliary jig 92 has chamfered or curved corners.
[0043]
Thereby, since the auxiliary jig 92 is an insulating material, when the arc moves across the surface of the auxiliary jig 92 to the next segment end pair 52, it is possible to prevent the thermal shock from being concentrated on the corner portion. . For this reason, the durability of the auxiliary jig 92 can be improved even when the thermal shock increases as the welding current increases.
[0044]
Further, since the arc concentration on the corner portion of the auxiliary jig 92 is prevented, the arc concentration on the next segment end portion pair 52 can be enhanced.
[0045]
(Segment welding method 5)
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the electrode 22, the segment end pair 52, and the holding jig 80 in the aspect of the segment welding method 5, and the welding current and the stator rotation speed corresponding to each position.
[0046]
This aspect is characterized in that the rotational speed of the stator and the welding current are controlled synchronously. Specifically, while the electrode 22 is positioned above the holding jig 80, the rotation speed of the stator is constant (for example, 6 rpm). The rotation of the stator is stopped at the position where the electrode 22 is positioned above the center position in the circumferential direction of the segment end pair 52. After a predetermined time (for example, 0.3 seconds), the stator is again rotated at a constant rotational speed. Rotate.
[0047]
On the other hand, the welding current is set to a high current in a state where the rotation of the stator is stopped and the electrode 22 is positioned above the circumferential center position of the segment end pair 52, and while the stator is rotating at a constant rotational speed. , Low current.
[0048]
In this way, by stopping the rotation of the stator during welding, welding is possible in a state where the arc generated between the electrode 22 and the segment end pair 52 is stable, and biased toward melting of the segment end pair 52. Does not occur, and the welding quality can be improved. Furthermore, according to the segment welding method 5, it became clear that the robustness of welding improves as follows.
[0049]
(Evaluation of robustness)
When the segment welding method 5 and the conventional method (a method in which the stator is rotated at a constant speed during continuous welding and welding is performed with a constant welding current) are used while changing the gap G and the step H of the segment end pair. The quality of welding was examined (see FIG. 7). The quality of the welding was judged by whether or not the penetration depth was 1 mm or less. FIG. 8 shows a possible welding range when welding is performed by changing the level difference and gap of the segment end pair. As shown in FIG. 8, in the present welding method, the range of the gap G and the step H that can be welded is greatly expanded as compared with the conventional method, and it can be seen that the robustness of welding is improved. For example, in the conventional method, when the gap G is about 0.7 mm, poor welding occurs unless the step H is within about 0.5 mm. However, according to this welding method, the gap G is 1.5 mm, Even when the step H is about 0.5 mm, no welding failure occurs.
[0050]
(Segment welding method 6)
FIG. 9 is a stator cross-sectional view showing a conventional radial welding position when the segment end pair is welded. The example of FIG. 9 is a case where the number of turns of the segment is 6, and the segment is accommodated in a slot between the stator inner peripheral portion 102 and the stator outer peripheral portion 104. Conventionally, the welding position in the radial direction in each segment end pair is the center position in the radial direction of each segment end pair. When welding is performed in this state, the current path through which the current from the electrode 22 flows is the path 106 extending from the segment end pair 52 on the outer peripheral side of the electrode 22 to the stator inner peripheral part 102, and the inner path from the electrode 22. It is divided into a path 108 that reaches the stator outer peripheral portion 104 through the segment end pair 52 on the peripheral side. The amount of current flowing through the path 106 and the path 108 tends to decrease as the path length increases. For this reason, depending on the position of the segment end pair 52 to be welded in the radial direction, the path length balance between the path 106 and the path 108 is lost, and more current flows in the shorter path length, resulting in the shape of the arc 100. Bias occurs. More specifically, in the segment end portion pair 52 on the inner peripheral side, the arc 100 tends to be biased toward the inner peripheral side, and in the segment end pair 52 on the outer peripheral side, the arc 100 is biased toward the outer peripheral side. Tend. Such a tendency is most remarkable in the turn 1 corresponding to the innermost periphery and the turn 6 corresponding to the outermost periphery. When the arc 100 is biased in this way, the melting shape of the melted portion of the segment end pair 52 is also biased, which may cause poor welding.
[0051]
Therefore, as shown in FIG. 10, in the segment welding method 6, for example, the radial welding position 110 a in the segment end pair 52 a corresponding to the turn 1 is the radial center position 112 a (joining) of the segment end pair 52 a. The correction value 114a is shifted in the outer circumferential direction from the required gap portion). The correction value 114a is, for example, about 0.4 mm when the radial width of each segment end pair is 2.2 mm (hereinafter the same).
[0052]
The radial welding position 110b in the segment end pair 52b corresponding to the turn 2 is shifted by the correction value 114b from the radial center position 112b of the segment end pair 52a in the outer peripheral direction. The correction value 114b is, for example, about 0.2 mm.
[0053]
For segment end pairs 52c and d corresponding to turn 3 and turn 4, the welding positions 110c and d are made to coincide with the respective center positions 112c and d.
[0054]
In contrast to the segment end pairs 52a and 52b, the welding positions 110e and f are shifted from the center positions 112e and f to the inner peripheral side for the segment end pairs 52e and f corresponding to the turn 5 and the turn 6, respectively. For example, the shift amounts 114e and f are about 0.2 mm and about 0.4 mm, respectively.
[0055]
In this way, the welding position of the segment end pair on the inner circumferential side is shifted from the radial center position of the segment end pair to the outer circumferential side, and conversely, the welding position of the segment end pair on the outer circumferential side is shifted to the segment end pair. By shifting from the center position in the radial direction to the inner peripheral side, it is possible to prevent the bias of the arc generated at the electrode and segment end pair, and the melting shape of the melted portion of the segment end pair is stabilized, improving the welding quality. be able to.
[0056]
As described with reference to FIG. 9, since the arc bias becomes significant at the pair of segment end portions on the outermost and innermost circumferences, only the welding positions on the outermost and innermost circumferences may be corrected.
[0057]
In FIG. 10, the welding position is not corrected in the segment end pair 52c, d, but the welding position may be corrected in the segment end pair 52c, d.
[0058]
In addition, for example, for each segment end pair, the welding position may be corrected according to the ratio between the length of the current path on the inner peripheral side and the length of the current path on the outer peripheral side.
[0059]
(Segment welding method 7)
Conventionally, segment end pairs are welded at a constant current value from the start to the end of welding, and heat accumulates in the electrodes in the second half of welding, reducing the stability or strength of the arc. Sufficient heat was not applied, so that the penetration of the welded portion was reduced, which could cause welding failure.
[0060]
Therefore, in the segment welding method 7, as shown in FIG. 11, the welding current at the time of welding is 150 A from the time t0 at which welding is started to the time t1 that is an intermediate point from the start of welding to the end of welding (first half of welding). And From time t1 to time t2 when welding ends (second half of welding), the welding current during welding is set to 180A.
[0061]
When welding is performed at a constant current of 150 A (dotted line in FIG. 11), the penetration depth of the welded portion decreases as the welding time increases, whereas the welding current in the latter half of welding is reduced to the first half of welding. By making it higher than, the penetration depth of the welded portion does not decrease even when the welding time is lengthened, and the welding quality can be kept constant.
[0062]
Note that the appropriate current change when increasing the welding current in the middle as described above is determined by conditions such as the shape of the electrode and segment end pair, welding current, etc. Not necessarily a point.
[0063]
In addition to changing the welding current in a rectangular manner as described above, it is also possible to gradually increase the welding current as welding time elapses for welding.
[0064]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
[0065]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the coils of the segment type coil motor are continuously welded, welding is performed without cutting the arc welding arc and without damaging the coil holding jig. be able to.
[0066]
Further, according to the present invention, it is possible to further stabilize the arc shape and improve the welding quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a segment coil joining device 10 of a segment type coil motor according to an embodiment.
2 is a diagram showing a positional relationship between an electrode 22, a segment end pair 52, and a holding jig 80 in the aspect of the segment welding method 1, and a welding current corresponding to each position. FIG.
3 is a diagram showing a positional relationship between an electrode 22, a segment end pair 52 and a holding jig 80 in a mode of the segment welding method 2, and a rotational speed of a stator 60 corresponding to each position. FIG.
FIG. 4 is a view showing an aspect of segment welding method 3;
5 is a diagram showing an aspect of segment welding method 4. FIG.
6 is a diagram showing an aspect of segment welding method 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a gap G and a step H in a pair of segment ends.
FIG. 8 is a view showing a possible welding range when welding is performed by the segment welding method 5 while changing the step and the gap of the segment end pair.
FIG. 9 is a stator cross-sectional view showing a conventional radial welding position when a segment end pair is welded.
10 is a diagram showing an aspect of a segment welding method 6. FIG.
11 is a view showing an aspect of a segment welding method 7. FIG.
[Explanation of symbols]
10 segment coil joining device, 20 welding torch, 22 electrodes, 24 power supply, 30 torch moving mechanism, 40 rotating mechanism, 50 segment, 52 segment end pair, 60 stator, 70 control unit, 72 arc current control unit, 74 torch position Control unit, 76 rotation control unit, 80 holding jig, 90, 92 auxiliary jig.

Claims (13)

ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、
ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、
前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、
アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、
前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、
を備え、
前記回転制御部は、前記ステータを一定の回転速度で回転させ、
前記アーク電流制御部は、前記ステータが一定回転速度で回転しているときに、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記電流を高電流とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とするセグメントコイル接合装置。A segment coil joining apparatus for welding a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator by arc welding in a state where a holding jig for holding the segment end pair is sandwiched between the segment end pair. Because
A stator rotation mechanism for rotating the stator at a predetermined rotation speed;
A rotation control unit for controlling the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism;
A power source for supplying current to the electrode that generates the arc;
An arc current control unit for controlling a current supplied from the power source;
With
The rotation control unit rotates the stator at a constant rotation speed,
The arc current control unit sets the current to a high current when the electrode is positioned above the segment end pair when the stator is rotating at a constant rotational speed, and the electrode is held by the electrode. A segment coil joining apparatus, wherein when positioned above a jig, the current is set to a low current that is lower than the high current and within a range in which an arc does not break . ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、
ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、
前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、
アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、
前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、
を備え、
前記アーク電流制御部は、前記電流を一定の値とし、
前記回転制御部は、前記一定の電流が流れている状態で、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記回転速度を低速回転とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記回転速度を高速回転とすることを特徴とするセグメントコイル接合装置。A segment coil joining apparatus for welding a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator by arc welding in a state where a holding jig for holding the segment end pair is sandwiched between the segment end pair. Because
A stator rotation mechanism for rotating the stator at a predetermined rotation speed;
A rotation control unit for controlling the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism;
A power source for supplying current to the electrode that generates the arc;
An arc current control unit for controlling a current supplied from the power source;
With
The arc current control unit sets the current to a constant value,
The rotation control unit sets the rotation speed to a low-speed rotation when the electrode is positioned above the pair of segment ends while the constant current is flowing, and the electrode is positioned above the holding jig. The segment coil joining apparatus is characterized in that the rotational speed is set to a high-speed rotation when it is positioned at the position. ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、
前記ステータを回転させながら、アークを発生させる電極に電流を与えて、前記セグメント端部対をアーク溶接するにあたり、前記セグメント端部対上に前記電極が位置したときに前記ステータの回転速度を低速回転とし、前記保持冶具上に前記電極が位置したときに前記ステータの回転速度を高速回転とする回転速度変化と、前記セグメント端部対上に前記電極が位置したときに前記電流を高電流とし、前記保持冶具上に前記電極が位置したときに前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とする電流変化と、のいずれか一方もしくは両方を変えて行なうことを特徴とするセグメントコイル接合方法。A segment coil joining method in which a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is welded by arc welding with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. Because
When rotating the stator and applying an electric current to the electrode that generates an arc to arc weld the segment end pair, the rotation speed of the stator is reduced when the electrode is positioned on the segment end pair. Rotation speed change when the electrode is positioned on the holding jig, and the rotation speed of the stator is rotated at a high speed, and when the electrode is positioned on the segment end pair, the current is a high current. , When the electrode is positioned on the holding jig, changing the current to be lower than the high current and a low current within a range where the arc does not break, and changing either or both A segmented coil joining method. ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、
前記ステータを一定の回転速度で回転させながら、アークを発生させる電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記電極に流れる電流を高電流とし、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とするセグメントコイル接合方法。A segment coil joining method in which a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is welded by arc welding with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. Because
When an electrode for generating an arc is positioned above the segment end pair while rotating the stator at a constant rotational speed, the current flowing through the electrode is set to a high current, and the electrode is positioned above the holding jig. In the segment coil joining method, the current is set to a low current within a range in which the current is lower than the high current and the arc is not broken . ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、
アークを発生させる電極に一定の電流を流しながら、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する場合には、前記ステータを低速回転させ、前記電極が前記保持冶具の上方に位置する場合には、前記ステータを高速回転させることを特徴とするセグメントコイル接合方法。A segment coil joining method in which a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is welded by arc welding with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. Because
When the electrode is positioned above the pair of segment ends while passing a constant current through the electrode that generates an arc, the stator is rotated at a low speed, and the electrode is positioned above the holding jig. Is a segment coil joining method characterized by rotating the stator at a high speed. ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、
前記保持冶具上に、絶縁性の補助冶具を設けた状態で、前記セグメント端部対のアーク溶接を連続的に行なうことを特徴とするセグメントコイル接合方法。A segment coil joining method in which a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is welded by arc welding with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. Because
A segment coil joining method, wherein arc welding of the segment end pair is continuously performed in a state where an insulating auxiliary jig is provided on the holding jig. 前記補助冶具は、角部が面取りされていることを特徴とする請求項６に記載のセグメントコイル接合方法。  The segment coil joining method according to claim 6, wherein the auxiliary jig has chamfered corners. ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合装置であって、
ステータを所定の回転速度で回転させるステータ回転機構と、
前記ステータ回転機構による前記ステータの回転速度を制御する回転制御部と、
アークを発生させる電極に電流を供給する電源と、
前記電源から供給される電流を制御するアーク電流制御部と、
を備え、
前記回転制御部は、前記電極が前記セグメント端部対の上方に位置する状態で前記ステータを所定の時間だけ停止させた後、隣接するセグメント端部対が前記電極の下方に来るまで前記ステータを回転させる動作を繰り返し実行させ、
前記アーク電流制御部は、前記ステータが停止している場合には、前記電流を高電流とし、前記ステータが回転している場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とするセグメントコイル接合装置。A segment coil joining apparatus for welding a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator by arc welding in a state where a holding jig for holding the segment end pair is sandwiched between the segment end pair. Because
A stator rotation mechanism for rotating the stator at a predetermined rotation speed;
A rotation control unit for controlling the rotation speed of the stator by the stator rotation mechanism;
A power source for supplying current to the electrode that generates the arc;
An arc current control unit for controlling a current supplied from the power source;
With
The rotation control unit stops the stator for a predetermined time in a state where the electrode is positioned above the segment end pair, and then moves the stator until an adjacent segment end pair comes below the electrode. Execute the rotation operation repeatedly,
The arc current control unit sets the current to a high current when the stator is stopped , and the current is lower than the high current when the stator is rotating , and the arc does not break. A segment coil joining apparatus characterized by having a low current within a range . 前記電極の各セグメント端部対における径方向の溶接位置を、前記ステータに配設された複数のセグメント端部対列における径方向の位置に応じて制御する溶接位置制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１，２または８に記載のセグメントコイル接合装置。  The welding position control section further controls a radial welding position in each segment end pair of the electrode according to a radial position in a plurality of segment end pair rows arranged in the stator. The segment coil joining apparatus according to claim 1, 2, or 8. 前記アーク電流制御部は、溶接開始からの経過時間に応じて、前記電流を制御し、少なくとも、溶接終了時の電流値を溶接開始時の電流値より高くすることを特徴とする請求項１，２，８または９に記載のセグメントコイル接合装置。  The arc current control unit controls the current according to an elapsed time from the start of welding, and at least makes a current value at the end of welding higher than a current value at the start of welding. The segment coil joining apparatus according to 2, 8 or 9. ステータに装着された複数のセグメントの接合箇所となるセグメント端部対を、前記セグメント端部対を保持する保持冶具を前記セグメント端部対間に挟んだ状態でアーク溶接により溶接するセグメントコイル接合方法であって、
アークを発生させる電極が前記セグメント端部対の上方に位置する状態で前記ステータを所定の時間だけ停止させた後、隣接するセグメント端部対が前記電極の下方に来るまで前記ステータを回転させる動作を繰り返し実行させ、
前記ステータが停止している場合には、前記電極に流れる電流を高電流とし、前記ステータが回転している場合には、前記電流を前記高電流より低く、かつアークが切れない範囲内の低電流とすることを特徴とするセグメントコイル接合方法。A segment coil joining method in which a segment end pair serving as a joint location of a plurality of segments mounted on a stator is welded by arc welding with a holding jig holding the segment end pair sandwiched between the segment end pair. Because
An operation of rotating the stator until an adjacent segment end pair comes below the electrode after the stator is stopped for a predetermined time in a state where the arc generating electrode is positioned above the segment end pair. Is repeatedly executed,
When the stator is stopped, the current flowing through the electrode is set to a high current, and when the stator is rotating, the current is set to a value lower than the high current and within a range where the arc is not broken. A segment coil joining method, characterized by comprising an electric current. 前記電極の各セグメント端部対における径方向の溶接位置を、前記ステータに配設された複数のセグメント端部対列における径方向の位置に応じて制御することを特徴とする請求項３−７および１１のいずれか１項に記載のセグメントコイル接合方法。  The radial welding position in each segment end pair of the electrode is controlled in accordance with the radial position in a plurality of segment end pair rows arranged in the stator. The segment coil joining method according to any one of 11 and 11. 溶接開始からの経過時間に応じて、前記電流を制御し、少なくとも、溶接終了時の電流値を溶接開始時の電流値より高くすることを特徴とする請求項３−７および１１，１２のいずれか１項に記載のセグメントコイル接合方法。  The current is controlled according to the elapsed time from the start of welding, and at least the current value at the end of welding is made higher than the current value at the start of welding. The segment coil joining method according to claim 1.
JP2003048674A 2002-05-13 2003-02-26 Segment coil joining apparatus and segment coil joining method Expired - Fee Related JP4096759B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003048674A JP4096759B2 (en) 2002-05-13 2003-02-26 Segment coil joining apparatus and segment coil joining method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002136451 2002-05-13
JP2003048674A JP4096759B2 (en) 2002-05-13 2003-02-26 Segment coil joining apparatus and segment coil joining method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004048979A JP2004048979A (en) 2004-02-12
JP4096759B2 true JP4096759B2 (en) 2008-06-04

Family

ID=31719258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003048674A Expired - Fee Related JP4096759B2 (en) 2002-05-13 2003-02-26 Segment coil joining apparatus and segment coil joining method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4096759B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5540791B2 (en) * 2010-03-17 2014-07-02 日産自動車株式会社 Electronic component, inverter device provided with electronic component, and method of joining electronic component
JP5609211B2 (en) * 2010-03-31 2014-10-22 株式会社デンソー Rotating electric machine stator and method of manufacturing rotating electric machine stator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004048979A (en) 2004-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000350421A (en) Winding bonding method and equipment of dynamo- electric machine
JP4096759B2 (en) Segment coil joining apparatus and segment coil joining method
JP3722178B2 (en) Rotating electrical machine rotor joining method, welding apparatus used in the joining method, and rotating electrical machine rotor joined by the joining method
JPH06277845A (en) Arc welding method for arc welding equipment
JPH0847796A (en) Positioner
JP3794296B2 (en) Spot welding equipment
CN107635706B (en) Welding method and welding device
JP6631495B2 (en) Coil end welding method
KR100517079B1 (en) pipe face to face welding machine
JPH0635061B2 (en) Narrow groove TIG welding equipment
JPH0857646A (en) Method for controlling welding torch in seam welding
JP7428522B2 (en) Welding wire feeding control method, welding wire feeding device and welding system
CN108602149A (en) welding method and device
JP2000246450A (en) Plasma arc build-up welding method of extra-low melting point metal
JP2899733B2 (en) Start and end treatment method for consumable electrode welding
JP7511079B2 (en) Manufacturing method of a stator for a rotating electric machine
JPH0329512B2 (en)
JP5520592B2 (en) Arc welding method
JP2022158057A (en) Junction device
SU1316766A1 (en) Method of multiple-electrode welding
JP2002263840A (en) Arc welding method and arc welding machine
JP2006247695A (en) Tandem torch welding method and torch polarity switching apparatus
KR200365742Y1 (en) Pipe face to face welding machine
JPS6019343Y2 (en) rotor of rotating electric machine
JP2012061497A (en) Multi-electrode welding equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071211

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080303

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140321

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees